JP2012171150A

JP2012171150A - ステッチング装置及び生タイヤの製造方法

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Publication number: JP2012171150A
Application number: JP2011033949A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Yamaki; 一彦八巻
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2012-09-10
Anticipated expiration: 2031-02-18
Also published as: JP5628702B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、十分にエア抜きを行うことができる凹凸を生タイヤに付加することのできるステッチング装置及びエア抜き用の十分な凹凸を表面に有する生タイヤの製造方法を提供することにある。
【解決手段】本発明のステッチング装置は、少なくとも1つの押圧用ローラと、表面に凹凸を有する少なくとも1つの凹凸付加用ローラとを備え、押圧用ローラと凹凸付加用ローラは、ローラ回転時において相対位置が一定であり、さらに、ローラ回転時において、凹凸付加用ローラの周速度は、押圧用ローラの周速度より速いことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、ステッチング装置及び生タイヤの製造方法、特には、生タイヤにエア抜き用の凹凸を付加することのできるステッチング装置及びエア抜き用の凹凸を付加した生タイヤの製造方法に関する。

従来、成型された生タイヤを加硫金型内に装填し、加硫する工程において、エアの残留により、製品タイヤの品質に悪影響を及ぼす問題があった。
すなわち、タイヤの構成部材間にエアが残留していると、加硫後のタイヤの内部にエア溜まり等の欠陥が生じる場合があり、また、生タイヤと加硫金型との間にエアが残留していると、ベアと呼ばれる欠陥がタイヤの表面に生じ、タイヤの商品価値を低下させてしまう場合があった。

ここで、上記の問題に対処すべく、残留エアのエア抜きの方法が多数提案されている。
まず、タイヤ構成部材間のエア抜きの方法として、タイヤ構成部材を貼り付ける際に、ステッチングロールによる押圧で部材間のエアを押し出す方法が知られている(例えば特許文献1)。
さらに、生タイヤと加硫金型との間のエアの排出方法として、例えば、特許文献2には、タイヤ表面側となる構成部材の表面に所定のピッチで所定の寸法のタイヤ径方向に延びる、エア排出用の凹凸(溝)を設ける方法が記載されている。

特開2005−280258号公報特開平10−67056号公報

しかし、特許文献2に記載の方法では、生タイヤの表面に付加した凹凸の粗さが十分でなく、凹凸によるエアの排出効果が十分ではなかったため、タイヤのベア発生を完全に抑制することはできなかった。
また、特許文献1、2に記載の方法は、共にエア残留対策用の工程でありながら、別工程で行われるため、工程増により、労力やコストがかかってしまうという問題がある。
そこで、ベアの発生を十分に抑えることのできる、生タイヤの構成部材の表面処理を行い、且つ該表面処理を上記のステッチングと同一の工程で行うことが望まれる。

本発明の目的は、タイヤのベア発生を抑制するのに十分なエア抜きを行うことができる凹凸を生タイヤに付加することのできるステッチング装置及びエア抜き用の十分な粗さの凹凸を表面に有する生タイヤの製造方法を提供することにある。

発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。
その結果、ステッチング用のローラを少なくとも1つ備え、さらに、該ステッチングローラとローラ回転時の相対位置が一定であり、ローラ回転時の周速度に差をもたせた、表面に凹凸を有する少なくとも1つの凹凸付加用ローラを備えたステッチング装置を用いることで、ステッチングと同時の工程で、生タイヤ表面に残留エアを排出するのに十分な粗さの凹凸を付加することができることの新規知見を得た。

前記の課題を解決するための本発明の要旨構成は、以下の通りである。
(1)少なくとも1つの押圧用ローラと、表面に凹凸を有する少なくとも1つの凹凸付加用ローラとを備えたステッチング装置であって、
前記押圧用ローラと前記凹凸付加用ローラは、ローラ回転時において相対位置が一定であり、
ローラ回転時において、前記凹凸付加用ローラの周速度は、前記押圧用ローラの周速度より速いことを特徴とする、ステッチング装置。

(2)前記凹凸付加用ローラの軸と前記押圧用ローラの軸とがタイミングベルトで連結され、
前記凹凸付加用ローラの軸の軸径は、前記押圧用ローラの軸の軸径より小さい、上記(1)に記載のステッチング装置。

(3)前記凹凸付加用ローラの軸と前記押圧用ローラの軸とがタイミングベルトで連結され、
前記凹凸付加用ローラのローラ径は、前記押圧用ローラのローラ径より小さい、上記(1)又は(2)に記載のステッチング装置。

(4)前記押圧用ローラが表面に凹凸を有し、前記凹凸付加用ローラの表面の凹凸の密度は、前記押圧用ローラの表面の凹凸の密度より大きい、上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載のステッチング装置。

(5)少なくとも1つの押圧用ローラを用いて、タイヤ構成部材を貼り合わせて生タイヤを製造するに当たり、
ローラ回転時における前記押圧用ローラと相対位置を一定とし、該押圧用ローラよりも速い周速度で回転し、表面に凹凸を有する、少なくとも1つの凹凸付加用ローラを用いて、前記タイヤ構成部材の表面に凹凸を付加する工程を含む、生タイヤの製造方法。

(6)前記凹凸付加用ローラの軸と前記押圧用ローラの軸とがタイミングベルトで連結され、
前記凹凸付加用ローラの軸の軸径は、前記押圧用ローラの軸の軸径より小さい、上記(5)に記載の生タイヤの製造方法。

(7)前記凹凸付加用ローラの軸と前記押圧用ローラの軸とがタイミングベルトで連結され、
前記凹凸付加用ローラのローラ径は、前記押圧用ローラのローラ径より小さい、上記(5)又は(6)に記載の生タイヤの製造方法。

(8)前記押圧用ローラが表面に凹凸を有し、前記凹凸付加用ローラの表面の凹凸の密度は、前記押圧用ローラの表面の凹凸の密度より大きい、上記(5)〜(7)のいずれか1つに記載の生タイヤの製造方法。

本発明によれば、ステッチングと同時に、生タイヤの表面にエア抜きに十分な凹凸を付加することのできるステッチング装置、及びエア抜きに十分な凹凸を表面に付加した生タイヤの製造方法を提供することができる。
これにより、生タイヤの製造工程数を増加することなしに、高品質のタイヤを製造することができる。

本発明の一実施形態にかかるステッチング装置を示す(a)概略正面図、及び(b)側面図である。本発明のステッチング装置の使用態様を示す図である。比較例のステッチング装置を示す(a)概略正面図、及び(b)側面図である。

以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図1(a)は、本発明のステッチング装置を示す概略正面図であり、図1(b)は、本発明のステッチング装置を示す側面図である。

図1(a)(b)に示すように、本発明のステッチング装置1は、少なくとも1つの押圧用ローラ2と表面に凹凸を有する少なくとも1つの凹凸付加用ローラ3とを備えている。図示例では、押圧用ローラ2と、該押圧用ローラよりローラ径が小さく、表面に凹凸(図示せず)を有する凹凸付加用ローラ3とを1つずつ備えている。
また、図示例では、押圧用ローラ2は軸2aを有し、凹凸付加用ローラ3は軸3aを有しており、これらの押圧用ローラの軸2aと凹凸付加用ローラの軸3aとは、タイミングベルト4で連結されている。
さらに、図示例では、凹凸付加用ローラの軸3aの軸径は、押圧用ローラの軸2aの軸径より小さい。
図示例では、ステッチング装置1は、装置1全体を移動させる手段である支持部材5を備えており、軸2aと軸3aとが支持部材5に固定され、回転のみ可能となっている。

本発明のステッチング装置は、まず、少なくとも1つの押圧用ローラを備えていることが肝要である。
以下、図2を参照して、押圧用ローラの使用例について説明する。

生タイヤの成型工程には、円筒状の成型ドラム上で、インナーライナー、カーカスプライ、サイドウォールなどのタイヤ構成部材を貼り付けて、第1のタイヤ積層部材を成型する第1成型工程と、該タイヤの第1のタイヤ積層部材を別の成型ドラムに移し、圧力流体によりトロイダル状に膨張させて、この第1のタイヤ積層部材にベルトやトレッドなどの残りのタイヤ構成部材を貼り付ける第2の成型工程とからなるものがある。
この第2の成型工程における貼り付けは、通常、トレッドゴムやサイドウォールなどタイヤ外側となる構成部材を第1のタイヤ積層部材に載置貼り付けし、押圧用ローラで外側から押し付けることによって行う。
具体的には、図2に示すように、インナーライナー、カーカス、ビードコアなどからなる第1のタイヤ積層部材6をビード部7にて成型ドラム8に固定し、密閉した内部9に圧縮空気を与え、貼り付けしたベルト10に十分な張力を付与して剛性を確保しつつ、成型ドラム8に回転を加えながら、押圧用ローラ2で、貼り付けるべきトレッドゴム11、サイドウォール部12の外側から圧力を加える。
ステッチング装置1は、横移動(図2の矢印Bの方向)させて、トレッドゴム11のセンタ部CLからサイドウォール部12まで押圧を行う。

このように、押圧用ローラ2による押圧を行いつつ、押圧用ローラ2を第1のタイヤ積層部材6に対して相対回転及び相対横移動させることにより、第1のタイヤ積層部材6と残りのタイヤ構成部材とを強く接着させて、且つ部材間のエアを押し出して除去することができる。

また、本発明のステッチング装置は、ローラ回転時の周速度が押圧用ローラより速く、且つローラ回転時において押圧用ローラと相対位置が一定である、表面に凹凸を有する凹凸付加用ローラを少なくとも1つ有することが肝要である。

図1(a)(b)に示すように、本発明のステッチング装置1は、押圧用ローラの軸2a及び凹凸付加用ローラの軸3a同士がタイミングベルト4で連結されているため、ステッチングの際の押圧用ローラ2の回転によって発生するトルクにより、凹凸付加用ローラ3も回転する構造となっている。
ここで、凹凸付加用ローラの軸3aの軸径は、押圧用ローラの軸2aの軸径より小さいため、単位時間において、押圧用ローラ2の軸2aの回転数より凹凸付加用ローラ3の軸3aの回転数のほうが大きくなる。これにより、凹凸付加用ローラの周速度を押圧用ローラより速くすることができる。

また、本発明のステッチング装置1は、押圧用ローラ2及び凹凸付加用ローラ3は、各々の軸が支持部材5に固定されていることによって、ローラ回転時における相対位置が一定である。
「相対位置が一定である」とは、凹凸付加用ローラの周速度と押圧用ローラの周速度が異なる場合であっても、凹凸付加用ローラと押圧用ローラとが同方向に移動し、且つ表面処理を行うタイヤ構成部材に対する単位時間当たりの移動距離が等しいことをいう。

このように、凹凸付加用ローラのローラ回転時における押圧用ローラに対する相対位置を一定としつつ、凹凸付加用ローラの周速度を押圧用ローラより速くすることで、凹凸付加用ローラの表面が単位時間当たりに生タイヤの構成部材の表面と接触する面積が増加し、凹凸付加用ローラの表面の凹凸により、生タイヤの表面となる構成部材の表面を擦ることができ、生タイヤの表面に十分な粗さの凹凸を付加することができる。
この生タイヤの表面の凹凸は、加硫時において、生タイヤと加硫金型との間の残留エアの排出経路となる。

ここで、押圧用ローラと凹凸付加用ローラとの間で周速度に差を設ける方法としては、上記の方法に限定されるものでなく、例えば、モータによって各ローラに所定の周速度を発生させる方法などがある。
上記のようにタイミングベルトでローラ軸同士を連結させる方法によると、モータなどの部品が必要ないという利点がある。

また、図2に示すように、ステッチング装置1をトレッドゴム11のセンタ部CLからサイドウォール部12まで横移動させるにあたり、まず押圧用ローラによるステッチングを行い、次に、凹凸付加用ローラによって表面に凹凸を付加するという順で処理すべきである。
最初に凹凸付加用ローラによる表面処理を行っても、その後で該表面処理箇所を押圧用ローラでステッチングすると凹凸用ローラで付加した凹凸が消失するおそれがあるからである。

さらに、生タイヤの表面に凹凸を付加するにあたり、凹凸付加用ローラの押圧力を調整可能とすることが好ましい。
例えば、図1(b)に示すように、凹凸付加用ローラ3の位置を矢印Aの方向に可動なものとすることで押圧力を調整することができる。

また、押圧用ローラが凹凸を有する場合、凹凸付加用ローラの表面の凹凸密度は、押圧用ローラの表面の凹凸密度より大きいことが好ましい。
なぜなら、より十分な粗さの凹凸を生タイヤの表面に付加することができるからである。

ここで、本発明のステッチング装置は、押圧用ローラを複数有していても良い。ステッチングによる圧着効果や処理効率を向上させることができるからである。
また、本発明のステッチング装置は、凹凸付加用ローラを複数有していても良い。凹凸を付加効果や処理効率を向上させることができるからである。
なお、上述のとおり凹凸付加用ローラによる処理は押圧用ローラによる処理の後に行う必要があるため、例えば、図1(a)(b)に示す型のステッチング装置の場合には、支持部材5を境界として片側に全ての押圧用ローラを配置し、他方の側に全ての凹凸付加用ローラを配置することが好ましい。

上記のように、本発明によれば、少なくとも1つの押圧用ローラを用いたタイヤ構成部材間のステッチングと同時に、押圧用ローラに対する相対位置が一定で、押圧用ローラよりも速い周速度で回転し、表面に凹凸を有する、少なくとも1つの凹凸付加用ローラを用いて、タイヤ構成部材の表面に凹凸を付加することで、表面に十分な密度の凹凸を付加した生タイヤを製造することができる。

本発明のステッチング装置による生タイヤの表面に凹凸を付加する効果を確かめるため、発明例及び比較例のステッチング装置を使用して、ステッチングを行った際の生タイヤの表面粗さ(JIS B 0031 (1994)にて定義される算術平均粗さRa)と加硫後のタイヤの表面のベア発生率を評価する試験を行った。

発明例のステッチング装置として、図1(a)(b)に示す、押圧用ローラと凹凸付加用ローラとを1つずつ有するステッチング装置を試作した。
また、比較例のステッチング装置として、図3(a)(b)に示す、表面に凹凸を有する押圧用ローラを有するステッチング装置を試作した。

上記試験は、発明例及び比較例それぞれのステッチング装置を用いて、前述の図2に示すステッチングを行い、貼り合わせ後の生タイヤの表面の算術平均粗さRaを測定した。
次に、各生タイヤを加硫金型にはめ込んで、加硫を行い、加硫後の完成タイヤの表面のベアの発生率を評価した。
試験結果を以下の表1に示す。

表1に示すように、比較例のステッチング装置を用いた場合、生タイヤの表面の算術平均粗さRaが20μmであり、加硫後の完成タイヤのベア発生率が2%であったのに対し、発明例のステッチング装置を用いた場合、生タイヤの表面の算術平均粗さRaが70μmであり、加硫後の完成タイヤのベア発生率は0%であった。
このことから、本発明のステッチング装置を用いた場合、ステッチング工程と同時に、生タイヤの表面にエア抜きに十分な凹凸を付加することができ、完成タイヤのベアの発生を抑制することができることがわかる。

本発明によれば、十分にエア抜きを行うことができる凹凸を生タイヤに付加することのできるステッチング装置を用いて生タイヤを製造し、該生タイヤを加硫して高品質のタイヤを製造することができる。

1 ステッチング装置
2 押圧用ローラ
2a 押圧用ローラの軸
3 凹凸付加用ローラ
3a 凹凸付加用ローラの軸
4 タイミングベルト
5 支持部材
6 第1のタイヤ積層部材
7 ビード部
8 成型ドラム
9 密閉内部
10 ベルト
11 トレッドゴム
12 サイドウォール
13 ステッチングローラ
A 凹凸付加用ローラの位置調整可能な方向
B ステッチング装置の横移動方向
CL タイヤ赤道

Claims

少なくとも1つの押圧用ローラと、表面に凹凸を有する少なくとも1つの凹凸付加用ローラとを備えたステッチング装置であって、
前記押圧用ローラと前記凹凸付加用ローラは、ローラ回転時において相対位置が一定であり、
ローラ回転時において、前記凹凸付加用ローラの周速度は、前記押圧用ローラの周速度より速いことを特徴とする、ステッチング装置。
前記凹凸付加用ローラの軸と前記押圧用ローラの軸とがタイミングベルトで連結され、
前記凹凸付加用ローラの軸の軸径は、前記押圧用ローラの軸の軸径より小さい、請求項1に記載のステッチング装置。
前記凹凸付加用ローラの軸と前記押圧用ローラの軸とがタイミングベルトで連結され、
前記凹凸付加用ローラのローラ径は、前記押圧用ローラのローラ径より小さい、請求項1又は2に記載のステッチング装置。
前記押圧用ローラが表面に凹凸を有し、前記凹凸付加用ローラの表面の凹凸の密度は、前記押圧用ローラの表面の凹凸の密度より大きい、請求項1〜3のいずれか一項に記載のステッチング装置。
少なくとも1つの押圧用ローラを用いて、タイヤ構成部材を貼り合わせて生タイヤを製造するに当たり、
ローラ回転時における前記押圧用ローラと相対位置を一定とし、該押圧用ローラよりも速い周速度で回転し、表面に凹凸を有する、少なくとも1つの凹凸付加用ローラを用いて、前記タイヤ構成部材の表面に凹凸を付加する工程を含む、生タイヤの製造方法。
前記凹凸付加用ローラの軸と前記押圧用ローラの軸とがタイミングベルトで連結され、
前記凹凸付加用ローラの軸の軸径は、前記押圧用ローラの軸の軸径より小さい、請求項5に記載の生タイヤの製造方法。
前記凹凸付加用ローラの軸と前記押圧用ローラの軸とがタイミングベルトで連結され、
前記凹凸付加用ローラのローラ径は、前記押圧用ローラのローラ径より小さい、請求項5又は6に記載の生タイヤの製造方法。
前記押圧用ローラが表面に凹凸を有し、前記凹凸付加用ローラの表面の凹凸の密度は、前記押圧用ローラの表面の凹凸の密度より大きい、請求項5〜7のいずれか一項に記載の生タイヤの製造方法。