JP4702982B2

JP4702982B2 - 空気入りタイヤの製造装置

Info

Publication number: JP4702982B2
Application number: JP2000202211A
Authority: JP
Inventors: 廣志植田; 吉兼長壁; 武司杉山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2020-07-04
Also published as: US6802922B1; ES2265872T3; JP2001105511A; EP1074379A3; EP1074379A2; EP1074379B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤトレッド表面にラグ溝を形成する空気入りタイヤの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤのタイヤトレッド表面には、周方向と略直角方向に指向したラグ溝が周方向に複数形成されていて、地面との摩擦を大きくして牽引力を増すようにしている。
特に大型の建設車両用タイヤにはラグ溝が大きく形成されている。
【０００３】
斯かるタイヤトレッド表面のラグ溝は、グリーンタイヤをモールドで加硫成型するときに形成される。
すなわちモールド側にラグ溝を形成するためのラグ溝骨が設けられていて、グリーンタイヤを加硫成型するときにラグ溝骨がトレッドゴムに食い込んでラグ溝を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
建設車両用タイヤのようにラグ溝が深く形成されるタイヤの場合、ラグ溝骨がトレッドゴムに食い込んで排除するゴム量が大きく、そのため周方向に略等間隔に設けられるラグ溝骨による押圧力がトレッドゴムの内側のベルト部材に大きく作用してベルト部材が波打つ所謂ベルトウェーブが大きく生じたり、ベルトゲージ（ベルト部材の厚み）が不均一になったり、接合部が離れたりする不具合が起こり易い。
【０００５】
また特に建設車両用タイヤのうち、タイヤ構成部材としてのベルトが拡張率の低いものを使用しているタイヤでは、モールドを閉めるときラグ溝骨によるグリーンタイヤの咬みを防止し、またモールドを開くときに形成されたラグ溝からラグ溝骨を円滑に抜くためには、モールドがタイヤ外周方向に分割されていて径方向に移動する割りモールドの加硫成型機を用いなければならなかった。
【０００６】
しかし割りモールドの加硫成型機は、構造が複雑で大きな設置スペースが必要とされ、設備コストもかかる。
特に大型の建設車両用タイヤとなると、益々大きな設置スペースと設備コストが要求される。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、ベルトウェーブ及びベルトゲージの不均一を最小限に抑え、接合部の接合を確保でき、必要最小限の設置スペース及び低い設備コストの空気入りタイヤの製造方法及び簡単な構造の製造装置を供する点にある。
【００４２】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、グリーンタイヤをフルモールドの加硫成型機に装填するに際し、上型と下型の各ラグ溝骨を前記グリーンタイヤの掘削溝に合わせるガイド手段を備える空気入りタイヤの製造装置であって、前記加硫成型機は、固定された前記下型に対して上方に型面を相対向させて前記上型が鉛直中心軸を中心に回転自在に昇降し、前記ガイド手段は、前記上型と前記下型に、ラグ溝方向と略平行な傾きの互いに摺接するスライド面を備えた上下のスライドガイドが互いの方に向いて突設されて構成されたことを特徴とする空気入りタイヤの製造装置である。
【００４３】
ガイド手段により上型と下型の各ラグ溝骨をグリーンタイヤの掘削溝に正確に合わせて挿入することができ、その後モールドのラグ溝骨がトレッドゴムに入り込み排除するゴム量も少ないので、ラグ溝骨による押圧力は小さくトレッドゴムの内側のベルト部材への作用によるベルトウエーブ及びベルトゲージの不均一を可及的に小さく抑えることができ、接合部の接合は確保される。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図８に図示し説明する。
本実施の形態は、大型の建設車両用のＯＲＲタイヤ（オフ・ザ・ロード・ラジアルタイヤ）１の製造に係るものである。
【００４５】
ＯＲＲタイヤ１は、図８に示すように主としてラジアルコード層からなるカーカス２を基礎にして、その上にベルト３が巻き付けられ、そのベルト３の上のクラウン部からショルダ部にかけてトレッド４が巻装されている。
【００４６】
ベルト３は、周方向に近い方向に指向させてスチールコード３’を埋設したゴム部材であり、カーカス２の上に巻き付けられ前端と後端が接合されている。
ベルト３は、スチールコード３’が周方向に近い方向に指向しているので、加硫時の拡張率（周長の変化率）が比較的低く、３％以下である。
【００４７】
このＯＲＲタイヤ１の加硫前のグリーンタイヤＧについて、図１に示すように回転支持して２つのカッターＣａ，ＣｂによりグリーンタイヤＧのトレッド４の片側を掘削する。
【００４８】
カッターＣａ，Ｃｂは、刃部に通電して過熱しトレッドゴムを溶融しながら掘削するもので、両カッターＣａ，Ｃｂの刃形状は互いに若干異なり、掘削角度も異なる。
そして両カッターＣａ，Ｃｂは、一部重なるようにして同じ箇所を掘削して１つの掘削溝８を形成する。
【００４９】
図２及び図３は、トレッド４の片側表面のトレッドセンターＴＣからトレッド端ＴＥまでの一部を示しており、図２は、カッターＣａによりトレッド４の表面に形成される掘削溝８ａの形状を示している。
掘削溝８ａは、トレッドセンターＴＣから距離ｄだけ離れた場所（ラグ溝９の閉止点Ｐ（図６参照）付近）からトレッド端ＴＥまで略ラグ溝方向（タイヤ軸方向に対して約30度の角度傾いた方向）に長尺に延びて掘削されている。
【００５０】
図３は、カッターＣｂにより掘削溝８ａに一部重ねて掘削溝８ｂを掘削した状態を示している。
掘削溝８ｂは、掘削溝８ａの途中からトレッド端ＴＥに延びてタイヤ軸方向に略平行に掘削されており、両掘削溝８ａ，８ｂにより略三角形状をした１つの掘削溝８が形成されている。
【００５１】
なお掘削溝８ｂを先に掘削した後、掘削溝８ａを掘削するようにしてもよい。
また掘削溝８ａ，８ｂを掘削する方向は、ラグ溝９の閉止点Ｐ付近から掘削してもよく、閉止点Ｐ付近に向けて掘削してもよい。
設備状況に応じて最適な掘削方向を選択することができる。
【００５２】
いずれにしても掘削溝８は、トレッドセンターＴＣ側からトレッド端ＴＥに向けて略三角形状の末広がりに形成されており、その開口はトレッド４の周面からトレッド端側面にかけて連続して形成されている。
【００５３】
斯かる掘削溝８を２つのカッターＣａ，ＣｂによりグリーンタイヤＧのトレッド４に周方向に亘って等間隔に複数掘削していく。
このようにして特殊なカッターを用いずに末広がりに開口する掘削溝を容易に形成することができる。
トレッド４の片側について掘削溝８を掘削すると、次にトレッド４の他方の側について同じ掘削溝８を同様にして掘削する。
【００５４】
図４はこのようにしてトレッド４に掘削溝８が形成されたグリーンタイヤＧを示す。
掘削溝８は、図３を参照してトレッドセンターＴＣから距離ｄだけ離れた場所からトレッド端ＴＥまで形成され、この距離ｄはトレッド幅Ｄの0.1倍より大きい値に設定する。
【００５５】
このグリーンタイヤＧをフルモールドの加硫成型機10に装填して加硫成型する。
フルモールドの加硫成型機10は、上型11と下型12の上下半割りのモールドからなり、図５にその概略説明図を示す。
【００５６】
上型11と下型12の内側の型面には、それぞれ複数のラグ溝骨が環状に配列されている。
そして下型12は型面を上に開いて固定されており、その上方において上型11が型面を下に開いて昇降自在に支持されている。
また上型11は鉛直中心軸を中心に自由に回転できるように支持されている。
【００５７】
上型11と下型12には、上下対応するスライドガイド13，14がそれぞれ互いの方に向いて突設されている。
突設されたスライドガイド13，14は、互いに摺接するスライド面が略ラグ溝方向と平行な傾きを持った湾曲面（もしくは直線面）にて形成されている。
【００５８】
前記グリーンタイヤＧを間に挟んで上型11と下型12を合体して加硫成型するが、図５（１）に示すように固定された下型12に対して上型11を下降し、下型12側のスライドガイド14の先端スライド面に上型11側のスライドガイド13の先端スライド面を当接する。
【００５９】
そしてさらに上型11を下降すると、下型12側のスライドガイド14のスライド面に上型11側のスライドガイド13のスライド面が摺接して上型11は回転力を受けてスライドガイド13，14に案内され溝角度に合った回転角で回転しながら下降し（図５（２）参照）、最終的に図５（３）に示すように下型12に上型11が合体する。
【００６０】
したがって上型11は、下型12に対して回転しながら近づき所定の相対位置関係で確実に合体する。
合体したときに上型11と下型12は所定の相対位置関係にあって掘削溝とラグ溝骨の角度が一致しているので、グリーンタイヤＧを上型11と下型12に対して所定の位置関係に装填することで、グリーンタイヤＧに形成された掘削溝８に上型11と下型12の各ラグ溝骨を確実に一致させることができる。
【００６１】
しかもグリーンタイヤＧに形成された各掘削溝８は、略三角形状をしてトレッドセンターＴＣ側からトレッド端ＴＥに向けて末広がりに形成され、掘削溝８の開口はトレッド４の周面からトレッド端側面にかけて連続しているので、該グリーンタイヤＧを上型11と下型12に対して所定の位置関係に装填し上型11を下降して閉じるときに、上型11が回転することで、グリーンタイヤＧの掘削溝８に上型11と下型12の各ラグ溝骨を確実に合わせて容易に入り込ませることができる。
また合体した上型11と下型12を開くときもラグ溝骨をトレッドゴムに干渉させることなく円滑に開くことができる。
【００６２】
ラグ溝骨により形成されるラグ溝９と掘削溝８との位置関係を図６に示す。
破線が掘削溝８の跡であり、実線が形成されるラグ溝９である。
略三角形状の掘削溝８にラグ溝９は重なっている。
【００６３】
加硫成型により形成されるラグ溝９のトレッドセンターＴＣ側の先端である閉止点Ｐの近傍から掘削溝８が掘削されている。
ラグ溝９の閉止点Ｐは、型の閉動作時に型のラグ溝骨がグリーンタイヤに当たり始める処であるので、掘削溝８が、斯かるラグ溝９の閉止点Ｐ付近からトレッド端ＴＥにかけて開口する形状に掘削されることで、型の閉動作に際してラグ溝骨が掘削溝８に円滑に入り込み所定のラグ溝が精度良く形成できる。
【００６４】
そしてグリーンタイヤの表面に周方向と略直角な方向に延びる掘削溝８が、トレッド幅の0.1倍より大きい距離だけトレッドセンターＴＣより離れた閉止点Ｐ付近からトレッド端ＴＥにかけて開口する形状に掘削されるので、掘削加工をより容易にすることができる。
【００６５】
さらにラグ溝９の主要部のラグ溝方向は、タイヤ軸方向に対して約30度傾斜しており、掘削溝８の長尺の掘削溝８ａは、このラグ溝方向と略一致して掘削されている。
【００６６】
ラグ溝方向は、タイヤ軸方向に対し５度以上45度以下の角度で傾いていれば、加硫成型時における下型12に対し上型11を回転させながら合体する際に、ラグ溝９を形成する上型11と下型12の各ラグ溝骨をグリーンタイヤＧの掘削溝８に旋回しながら入り込ませ易く、所定のラグ溝９が精度良く形成できる。
【００６７】
また掘削溝８の容積は、加硫成型により形成されるラグ溝９の容積の0.4〜1.2倍の範囲にあるようにする。
掘削溝８がラグ溝９の容積の0.4倍より小さいと、加硫成型時にモールドのラグ溝骨が排除するゴム量が多くなり過ぎ、ラグ溝骨による押圧力が大きくトレッド４の内側のベルト３への作用によるベルトウエーブを大きく発生させる。
【００６８】
したがって掘削溝８の容積をラグ溝９の容積の0.4倍以上とすることで、ベルトウエーブを図７に示すように可及的に小さく抑えることができる。
またベルトゲージの不均一も小さく抑えることができ、ベルト３の接合部の接合も確保される。
なお前記したようにラグ溝９の閉止点Ｐ付近から掘削溝８を形成することで、ベルトウエーブをより一層小さくすることができる。
【００６９】
一方で掘削溝８の容積がラグ溝９の容積の1.2倍より大きいと、掘削溝とラグ溝骨との間の隙間が大きくなってベアが発生し易くなり加硫不良の原因となる等の不具合がある。
【００７０】
掘削溝がラグ溝の容積のさらに0.7〜1.0倍の容積で掘削されると、加硫成型時にモールドのラグ溝骨が排除するゴム量が少なく、トレッドゴムに食い込み易く、かつラグ溝骨による押圧力は小さくて済みトレッドゴムの内側のベルト部材への作用によるベルトウエーブ及びベルトゲージの不均一を最小限に抑えることができ、接合部の接合は益々確保され易いとともにベアの発生による加硫不良を確実に防止できる。
【００７１】
さらに掘削溝８にラグ溝骨が一致して入り込むので、掘削溝８のラグ溝９以外の部分の容積も小さく、同部分に流れ込むゴムにより同部分が容易に満たされて皺の発生を防止でき、外観を良好に保つことができる。
【００７２】
また掘削溝８がラグ溝深さの0.5〜0.9倍の深さで掘削されるよう設定されている。
掘削溝８がラグ溝深さの0.5倍より小さいと、加硫成型時にラグ溝骨が排除するゴム量が多くなり過ぎ、0.9倍より大きいと、掘削溝とラグ溝骨との間の隙間が大きくなってベアが発生し易くなり加硫不良の原因となる等の不具合がある等上記容積の場合と同じ問題があり、掘削溝がラグ溝深さの0.5〜0.9倍の深さで掘削することで、これらの問題を解消することができる。。
【００７３】
こうして図８に示すような建設車両用の大型のＯＲＲタイヤ１が製造される。
トレッドのトレッドセンターＴＣ寄りからトレッド端ＴＥにかけて複数のラグ溝９が等間隔に形成されている。
【００７４】
以上のようにグリーンタイヤＧに予め略三角形状の掘削溝８を掘削しておくことにより、フルモールドの加硫成型機10により加硫成型することができるので、従来の割りモールドの加硫成型機に比べ加硫成型機自体の構造が簡単で設置スペースも小さくてすみ、設備コストを大幅に削減することができる。
【００７５】
前記図５に示したフルモールドの加硫成型機10は、上型11と下型12のスライドガイド13，14はスライド面を幾らか湾曲させた面で構成していたが、スライド面を直線で構成した例を図９ないし図１１に示す。
【００７６】
本フルモールドの加硫成型機30は、下型32に対して上型31が鉛直中心軸を中心に回転可能に昇降して閉動作及び開動作がなされる。
上側31の下方に向いた開口端縁31ａが遠心方向に膨出して径を大きくしかつ下方へ延出して係合縁部31ａを形成しており、この係合縁部31ａにより下型32の上方に向いた開口端を外側から覆うようにして係合して上型31と下型32の芯合わせがなされて両者が合体できる。
【００７７】
上型31の外周面の所定箇所に上型スライドガイド33がボルトにより固着されている。
同上型スライドガイド33は、角部を丸く縁取った概ね直角三角形をなし、一方の約25度角度の先細部を下方に向けて固定されており、斜辺がスライド面33ａで、スライド面33ａは型の鉛直中心軸方向（タイヤ軸方向と一致）に対して約25度傾斜している。
【００７８】
他方下型32の外周面の特に上端近傍に下端部をボルトによって固着されて下型スライドガイド34が上方に突出して取り付けられている。
下型スライドガイド34は、上型スライドガイド33の２倍以上の大きさの略相似形の直角三角形であり、最小辺をボルトにより固着されて約25度角度の先細部を上方に向けて突設されている。
【００７９】
斜辺がスライド面34ａであり、タイヤ軸方向に対して約25度傾斜しており、上型スライドガイド33のスライド面33ａと対向し、互いに摺接する。
この上型スライドガイド33と下型スライドガイド34のスライド面33ａ，34ａのタイヤ軸方向に対する約25度傾斜角度は、上型31と下型32の内側の型面に形成されているラグ溝骨36，37（図１０参照）の長尺方向の角度と同じである。
【００８０】
なお下型32には下型スライドガイド34に並んでストッパー35が、やはり下端部をボルトで固着されて上方へ突設されている。
ストッパー35は下型スライドガイド34の下辺の左角部に接して下型スライドガイド34側の側面が鉛直面35ａをなしている。
したがって下型スライドガイド34の斜めのスライド面34ａとストッパー35の鉛直面35ａにより上方に開いた楔状の凹部が形成されている。
【００８１】
したがって加硫成型に際し固定された下型32に対して上型31を中心軸を合わせて所定の相対回転角度で下降させると、上型31の係合縁部31ａが下型32の上端開口縁を外側から覆うようにして芯合わせが行われ、同時に上型スライドガイド33が下型スライドガイド34に互いのスライド面33ａ，34ａで摺接して下降することで、上型31は上型スライドガイド33を介して回転させられ、回転しながら下降して下型32に合体する。
【００８２】
上型31と下型32が合体したときは、図９に示すように上型スライドガイド33が、下型スライドガイド34とストッパー35との間の楔状の凹部に嵌入して上型31の下型32に対する回転方向の位置決めがなされる。
【００８３】
下型32に対して上型31が、上型スライドガイド33と下型スライドガイド34の互いのスライド面33ａ，33ａの傾斜角度で決まる所定の回転をしながら下降するので、スライド面33ａ，33ａの傾斜角度と同じ方向に指向するラグ溝骨36，37がグリーンタイヤＧの掘削溝８にトレッドゴムに邪魔されることなく滑らかに挿入されて所定のラグ溝を精度良く形成することができる。
【００８４】
スライド面の傾斜角度が異なる上型スライドガイド43と下型スライドガイド44をそれぞれ上型41と下型42に取り付けた例を図１２に示す。
同例は、上型スライドガイド43と下型スライドガイド44の互いに摺接するスライド面43ａ，44ａがタイヤ軸方向に対して約40度の傾斜角度を有する。
【００８５】
したがって図示されないが、上型41と下型42の内側の型面に形成されているラグ溝骨の長尺方向の角度もタイヤ軸方向に対して約40度の傾斜角度を有する。
前記と同様に加硫成型時に上型スライドガイド43と下型スライドガイド44の摺接により下型42に対して上型41を回転しながら下降し合体すると、タイヤ軸方向に対する傾斜角度が大きいにもかかわらず、ラグ溝骨がグリーンタイヤの掘削溝に円滑に挿入されて所定のタイヤ軸方向に対して約40度の傾斜角度を有するラグ溝が高い精度で形成される。
【００８６】
なお同例もストッパー45が下型スライドガイド44に接して下型42に取り付けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】グリーンタイヤに掘削溝を掘削する工程の説明図である。
【図２】一方のカッターにより掘削した状態のトレッド表面の一部を示す図である。
【図３】両方のカッターにより掘削した状態のトレッド表面の一部を示す図である。
【図４】掘削溝を形成したグリーンタイヤの構造を示す一部欠損した斜視図である。
【図５】加硫成型機の概略説明図である。
【図６】ラグ溝が形成されたトレッド表面の一部を示す図である。
【図７】ＯＲＲタイヤのラグ溝近傍の内部構造を示す断面図である。
【図８】ＯＲＲタイヤの構造を示す一部欠損した斜視図である。
【図９】別の実施の形態に係る加硫成型機の合体した状態の上型と下型の一部側面図である。
【図１０】図９においてＸ−Ｘ線に沿って切断した断面図である。
【図１１】図９におけるＸＩ矢視図である。
【図１２】変形例である加硫成型機の合体した状態の上型と下型の一部側面図である。
【符号の説明】
Ｇ…グリーンタイヤ、
１…ＯＲＲタイヤ、２…カーカス、３…ベルト、４…トレッド、８…掘削溝、９…ラグ溝、
10…加硫成型機、11…上型、12…下型、13，14…スライドガイド、
Ｃａ，Ｃｂ…カッター、
30…加硫成型機、31…上型、32…下型、33…上型スライドガイド、34…下型スライドガイド、35…ストッパー、36，37…ラグ溝骨、
40…加硫成型機、41…上型、42…下型、43…上型スライドガイド、44…下型スライドガイド、45…ストッパー。

Claims

グリーンタイヤをフルモールドの加硫成型機に装填するに際し、上型と下型の各ラグ溝骨を前記グリーンタイヤの掘削溝に合わせるガイド手段を備える空気入りタイヤの製造装置であって、
前記加硫成型機は、固定された前記下型に対して上方に型面を相対向させて前記上型が鉛直中心軸を中心に回転自在に昇降し、
前記ガイド手段は、前記上型と前記下型に、ラグ溝方向と略平行な傾きの互いに摺接するスライド面を備えた上下のスライドガイドが互いの方に向いて突設されて構成されたことを特徴とする空気入りタイヤの製造装置。