(57)【要約】【課題】  １つの金型および１つの硬化ステーションのみを使用して、１つのタイヤの組立と他のタイヤの硬化を同時に同じ時間をかけて並行して行う。【解決手段】  自動タイヤ製造および硬化モジュール１０では、取外し可能な高温の組立ドラムコア２２上に、高温のカーカス部分組立体４とトレッドベルト部分組立体３を貼り付け、高温の部分組立体３，４と高温の組立ドラムコア２２を、予め加熱された開いた金型５０内に入れ、金型５０を閉じ、複数の誘導加熱コイル８１〜８３を作動させて追加の熱エネルギーを加えて所定の最適硬化温度ＴPにして、タイヤを所定の時間ｔだけ硬化させる。最適硬化温度ＴPは、組立ドラムコア２２の温度よりも高く、かつ金型５０内に挿入される時の部分組立体３，４の温度よりも高い。【選択図】  図１
2005212477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを組み立ててそれを硬化させる方法において、
高温の未硬化タイヤを形成するために、高温のタイヤ構成部材を高温の組立ドラムコア上に貼り付けるステップと、
前記高温の未硬化タイヤおよび前記高温の組立ドラムコアを、予め加熱された開いた金型内に入れるステップと、
前記金型を閉じるステップと、
所定の最適硬化温度ＴPに合った、追加の熱エネルギーを加え、タイヤを所定の時間（ｔ）だけ硬化させるステップと
を有することを特徴とする、タイヤの組立および硬化方法。
【請求項２】
前記追加の熱エネルギーは、１つまたは複数の誘導加熱コイルを作動させることによって入力される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定の最適硬化温度ＴPは、前記高温の組立ドラムコアの温度よりも高く、かつ前記金型内に挿入される時の前記高温のタイヤ構成部材の温度よりも高い、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概ねタイヤ製造に関し、特にタイヤを硬化させる方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
未硬化のタイヤを硬化または加硫するには、タイヤを、タイヤのサイズに応じて１〜２分から数時間の間で変化する時間だけ、高温および高圧の下で、閉じられた金型内に保持する必要がある。タイヤを加硫するのに用いられる機器は通常、プレスおよび金型を含む。プレスは、金型に接触させられ、金型内に熱を加えて硬化工程を補助する蒸気または他の加熱要素を有していてもよい。
【０００３】
タイヤを大量に製造する際には、タイヤを非常に高速に製造することができる。タイヤ全体を、１分または２分程度で自動的に組み立てることができる。しかし、タイヤの硬化工程は、乗用車用または軽量トラック用のタイヤでは、タイヤのサイズに応じて４分から２０分の時間がかかり、もちろん、土工機械（earthmover）用、農機具用、トラック用、および飛行機用のより大きなタイヤではもっと長い時間がかかる。したがって、タイヤの製造とタイヤの硬化の効率的な釣り合いを維持するために、多くの金型またはプレスを使用しなければならない。
【０００４】
１９８８年３月１日に発行された特許文献１には、各々がそれぞれ未硬化タイヤを収納するように構成された複数の可動の成形硬化ユニットを用いることによってタイヤ硬化を行うことができるタイヤ硬化システムが提案された。これらの可動ユニットは、少なくとも２つの互いに平行な分岐部を有するループ循環路に沿って選択的にかつ独立して送られた。各分岐部の端部は、タイヤのそれぞれの硬化ユニット内への装填と、それぞれの硬化ユニットからの取り出しのためのステーションを通って延びている共通部分に連結されていた。各硬化ユニットは、グリーンタイヤ用の金型と、加圧下で供給された所定の硬化用媒体を装填／取り出しステーションにて受け取るように構成された、閉じた空気循環路と、空気循環路の内側で、供給された硬化用媒体を強制的に循環させるファン装置と、金型と供給された硬化用媒体の両方を加熱する別個の複数の部材とを組み込んだものであった。これらのユニットは、次に、タイヤ硬化サイクルが完了してしまうまで経路に沿って送られる。この特許文献１の目的は、製造上の高い融通性を実現しつつ、従来のタイヤ成形の複雑さを伴わない硬化システムを提供することであった。前に引用した特許文献１の主要な利点は、硬化工程の数を最小限に抑えることができ、かつ可動ユニットが搬送される際にタイヤを硬化させるための熱の入力を生じさせるのに金型自体が利用されることである。
【０００５】
１９９７年４月２２日に発行された他の特許（特許文献２）は、金型に熱を加える誘導硬化装置を提供し、この金型は、次に、タイヤが硬化されるまで所定の時間だけ円環体の周りを回転する回転式コンベア装置（carousel device）に送られる。この装置は、タイヤを硬化し、通常、タイヤ製造で行われるタイヤ硬化シーケンスに合わせるために、複数の金型を供給する必要があった。
【特許文献１】米国特許第４７２８２７４号明細書
【特許文献２】米国特許第５６２２６６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの従来技術の全てにおいて、効率を最大にするためには複数の金型を使用する必要がある。これらの金型は、各金型ごとに独立したプレスが必要とされようが、または、金型用の回転式コンベア装置またはトロリー装置が利用されようが、タイヤの製造に必要とされるよりも多くの機器を必要とする。
【０００７】
本発明は、タイヤを製造して硬化させる、より効率的な方法を提供する。本発明では、１つの金型と１つの硬化ステーションのみが必要とされることを確実にするために、１つのタイヤが組み立てられる時に他のタイヤが硬化され、かつ工程をできるだけ速く実行できるような方法で、タイヤを非常に迅速な方法で硬化させ取り出すことができる一方、次のタイヤを同時に組み立てるように、１つの金型が好ましくは熱入力源と組み合わせて使用される単一のタイヤ硬化ステーションが使用される。本発明の利点は、製造工程をおよそ４分から２０分の時間枠内で実施することができ、かつ硬化ステーションが、同じ時間枠内で、完全に硬化された乗用車用タイヤまたは軽量トラック用タイヤを提供できることである。当然、より大きいタイヤにはより長い硬化時間が必要である。したがって、各タイヤ組立システムごとに単一の金型のみが必要である。
【０００８】
容易に理解できるように、本発明は、小型かつ軽量のタイヤの試作および少量の生産工程のために理想的な、より低速の小ユニット生産を可能にする。本発明の目的は、必要とされる機器が、タイヤが製造されるのとほぼ同じ速度で硬化されたタイヤを生産するのに十分であるように、組立工程を硬化サイクルの時間に一致させることである。
【０００９】
従来、このような製造システムは、高速での大量生産が必要である場合には常にそのようなシステムを使用するように決められていたため、避けられていた。本発明者は、このようなシステムでは、多くの生産工程と、完成品の大量の在庫と、それに伴う出荷および取扱いのコストが必要であることに注目した。本発明の目的は、小さなモジュールのユニットが、エネルギー消費量が低く効率的な方法で少量生産工程が行えるように、非常に小型であるが効率的な自動製造および硬化システムを提供することにある。生産量を増やすために、追加のモジュールを加えることができる。本システムの主な利点は、タイヤ製造工程全体が、始めから終りまで、各構成部材から硬化されたタイヤまで単一のモジュールの作業ステーションで実施されることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
タイヤを組み立ててそれを硬化させる方法が、高温の未硬化タイヤを形成するために、高温のタイヤ構成部材を高温の組立ドラムコア上に貼り付けるステップと、高温の未硬化タイヤおよび高温の組立ドラムコアを、予め加熱された開いた金型内に入れるステップと、金型を閉じるステップと、所定の最適硬化温度ＴPに合った追加の熱エネルギーを加え、タイヤを所定の時間だけ硬化させるステップとを有する。
【００１１】
追加の熱エネルギーは、１つまたは複数の誘導加熱コイルを作動させることによって入力される。ピークの硬化温度に近い所定の最適硬化温度ＴPは、高温の組立ドラムコアの温度よりも高く、かつ金型内に挿入される時の高温のタイヤ構成部材の温度よりも高い。
【００１２】
この方法は、組み立られた第１のタイヤが硬化される時に第２の高温の組立ドラムコア上に高温のタイヤ構成部材を貼り付け、金型を開き、第１のタイヤを金型から取り外し、第１のタイヤを高温の組立コアから取り外し、第２の高温の組立ドラムコア上の第２のタイヤを金型に挿入することによって、第２のタイヤを組み立てるステップと、金型を閉じるステップと、第３のタイヤを形成するために第１の高温の組立ドラムコアに高温のタイヤ構成部材が貼り付けられる時に第２のタイヤを硬化させるステップとをさらに有する。好ましい方法は、交互にオン・オフするパターンで、装填のシーケンスに時間を合わせて２つ以上の誘導コイルを作動させることによって、追加の熱エネルギーを加えることを含む。
【００１３】
タイヤを硬化させる前記の方法は、中心軸と、トレッドおよびサイドウォールの形状を付与する外側部分とを有するタイヤ硬化金型と、タイヤが上に取り付けられる内側コアと、金型を支持するフレームと、１つまたは複数の加熱コイルを有し金型を囲んでいる誘導硬化ドームと、誘導硬化ドームを金型を囲んで揃うように、かつ金型を囲んで揃った状態から離れる方向へ移動させる手段と、加熱コイルを作動させる電源とを有する、タイヤを硬化させる装置を用いることによって最も良好に行われる。
【００１４】
フレームは、金型支持体と、金型の下表面に揃えられて加熱できる、フレームの上表面に取り付けられている１つまたは複数の加熱コイルとを有していてもよい。
【００１５】
この装置は、金型を開いたり閉じたりする金型ロック手段をさらに有していてもよい。この金型ロック手段は、誘導硬化ドームを移動させる手段に取り付けられるのが好ましく、この移動手段は、誘導硬化ドームまたは金型ロック手段を、金型を囲む前に金型に同軸に揃えるようにピボット運動可能である。
【００１６】
誘導硬化ドームは、２つ以上のコイルを有していてもよい。複数のコイルを使用する場合には、装置は交互のパターンのシーケンスにおける各コイルへの電力入力を調節する電力調整器を含むことが好ましい。これによって、コイルを作動させるのに必要なエネルギーが、電力入力のより広い範囲にわたって確実に小さくなる。
【００１７】
［定義］
以下の用語は、本明細書中にある説明全体にわたって用いられてよく、ここに記載されたものと異なる説明と矛盾しない限り、また、ここに記載されたものと異なる説明によって詳しく述べられていない限り、一般に以下の意味を付与すべきものである。
【００１８】
「エイペックス」（「ビードエイペックス」も同様）は、ビードコアの半径方向上方であって、タイヤがプライ折返し端部を有している場合には、プライと折り返しプライの端部の間、またはこれらに隣接して位置するエラストマのフィラーを指す。
【００１９】
「軸線方向」および「軸線方向に」は、タイヤの回転軸上の方向、または回転軸に平行な方向を指す。
【００２０】
「ビード」は、タイヤの、通常はゴム材料内に入れられているスチールフィラメントのケーブルを含む、実質的に伸びない環状の引張部材を有する部分を指す。
【００２１】
「ベルト構造」または「補強ベルト」または「ベルトパッケージ」は、トレッドの下に存在し、ビードに固定されておらず、タイヤの赤道面に対して１８度から３０度の範囲内の左右両方のコード角を有する、織られていても織られていなくてもよい、互いに平行な複数のコードの、少なくとも２つの環状の層またはプライを指す。
【００２２】
「カーカス」は、ベルト構造およびトレッドとは別のタイヤ構造であるが、サイドウォールゴムと、ビードと、プライと、ＥＭＴ（エクステンデッド・モビリティ・タイヤ）すなわちランフラットタイヤの場合にはサイドウォール補強部材を含むタイヤ構造を指す。
【００２３】
「ケーシング」は、カーカスと、ベルト構造と、ビードと、トレッドおよびアンダートレッドを除くタイヤの他のすべての構成部材とを指す。
【００２４】
「チェーファ」は、リム部によるタイヤの摩耗を防止する、リムフランジ領域内のビードの周りの補強材（ゴムのみまたは織物とゴム）を指す。
【００２５】
「チッパ」は、ビード領域を補強し、サイドウォールの半径方向の最も内側の部分を安定させる機能を有する、ビード領域内に配置された織物またはスチールコードの細いバンドを指す。
【００２６】
「周方向」は、軸線方向に垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って延びている環状のラインまたは方向を指し、半径が、断面図を見たときのトレッドの軸線方向の曲率を定める、互いに隣接する複数組の環状曲線の方向を指すこともある。
【００２７】
「コード」は、プライおよびベルトを補強するのに用いられる、金属または織物の繊維を含む、補強ストランドの１つを指す。
【００２８】
「クラウン」または「タイヤクラウン」は、トレッド、トレッドショルダ、およびサイドウォールのすぐ隣の部分を指す。
【００２９】
「ＥＭＴ」は移動性拡張技術を指し、ＥＭＴタイヤは「ランフラットタイヤ」を指し、すなわち、タイヤが膨張圧力をほとんどまたは全く持たない条件下で、少なくとも限られた範囲の動作を行えるように構成されたタイヤを指す。
【００３０】
「赤道面」は、タイヤの回転軸に垂直であり、タイヤのトレッドの中心、すなわちタイヤのビード同士の間の中央を通る平面を指す。
【００３１】
「ゲージ」は、一般に測定値を指し、厚さ寸法を指すことが多い。
【００３２】
「インナーライナ」は、チューブレスタイヤの内側表面を形成し、タイヤ内にタイヤを膨張させるガスまたは流体を収容する、エラストマまたは他の材料からなる１つまたは複数の層を指す。空気不浸透性の高いハロブチルは、インナーライナとして用いられる一般的な材料である。
【００３３】
「インサート」は、通常、ランフラット型タイヤのサイドウォールを補強するのに用いられる三日月形またはくさび形の補強材を指し、トレッドの下に位置するエラストマの非三日月形インサートも指し、それは「くさびインサート」とも呼ばれる。
【００３４】
「横方向の」は、軸線方向に平行な方向を指す。
【００３５】
「縦方向形状（Meridional profile）」は、タイヤ軸線を含む平面に沿って切断されたタイヤの断面形状を指す。
【００３６】
「プライ」は、ゴムで被覆され、半径方向に配置されるか、または他の方法で互いに平行にされた複数のコードの、コードで補強されたカーカス補強部材（層）を指す。
【００３７】
「空気入りタイヤ」は、２つのビードと２つのサイドウォールとトレッドとを有する、概ね環状（通常は開いたトーラス状（open-torus））の、薄層からなる機械装置を指す。このタイヤは、ゴム、化学物質、繊維およびスチール、または他の材料で作られる。
【００３８】
「ショルダ」は、トレッド縁部のすぐ下の、サイドウォールの上部を指す。
【００３９】
「サイドウォール」は、タイヤの、トレッドとビードの間の部分を指す。
【００４０】
「タイヤ軸線」は、タイヤがホイールリムに取り付けられ回転している時のタイヤの回転軸を指す。
【００４１】
「トレッドキャップ」は、トレッドと、トレッドパターンが成形されている下方の材料とを指す。
【００４２】
「折返し端部」は、カーカスプライの、プライが周りに巻かれたビードから上向き（すなわち半径方向外向き）に折り返された部分を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４４】
図１および２を参照すると、本発明による自動タイヤ製造・硬化モジュール１０が図示されている。このシステム、すなわち硬化モジュール１０は、空気入りタイヤを、特定のタイヤサイズまたは特定の形式のための１つの金型５０のみを用いる１つのタイヤ硬化ステーションで完全に加硫するのを可能にする。この硬化モジュール１０は、タイヤカーカス部分組立体４およびタイヤベルトトレッド部分組立体３を形成するタイヤ組立モジュール１００の一体的な部分であることが好ましい。図７に示されているように、高温で形成され、取外し可能な高温の組立ドラムコア２２上に組み立てられた後のこれらの２つの部分組立体３，４は、それらの組立が完了した直後に、組立ドラム上に位置しながら、タイヤ硬化金型５０内に挿入されるのが図示されている。金型５０は、タイヤ硬化ステーションに位置すると、次に、タイヤ２００を硬化させること、または他の方法で加硫することを可能にし、かつ金型５０および組立ドラムコア２２から取り外すことを可能にする成形硬化モジュール１０にて閉じられて加熱される。
【００４５】
２００３年１２月１１日に出願された、引用によって全体がここに組み込まれる、「タイヤ製造モジュールおよびタイヤを製造する方法（Tire Manufacturing Module and Method of Manufacturing Tires）」という名称の関連特許出願で（整理番号ＤＮ２００３−２０１）では、タイヤ２００の最初の組立は、タイヤカーカス４およびトレッドベルト構造３を、環状に広がって、暖められた、すなわち高温の組立ドラムコア２２上に組み立てるのを可能にするように構成された特定の取外し可能なタイヤ組立ドラムコア２２を有する可動タイヤ組立トロリー６０上で行われ、したがって、タイヤカーカス４およびトレッドベルト構造３が形成されると、タイヤカーカス４およびトレッドベルト構造３は、組み立てられた時の完成状態のタイヤの寸法に非常に近い環状の形状になる。取外し可能な組立ドラムコア２２は、可動タイヤ組立トロリー６０と呼ばれる運搬装置上に取り付けられている。このトロリー６０は、組立ドラムコア２２を受け入れ、所定の経路すなわちライン２０に沿って横方向に移動する。トロリー６０は、特定のタイヤ構成部材が貼り付けられるときに各作業ステーションでタイヤ組立ドラムコア２２を回転させる手段６２を設けている。各作業ステーションおよびトロリー６０にはソフトウェアがプログラムされており、各作業ステーションとタイヤトロリー６０は、適切な構成部材がタイヤ組立ドラムコア２２に、所望の正確な時間に所望の正確な位置に与えられるように、管理ソフトウェアによって調整されている。本発明では、組立モジュール１００の作業ステーションの詳細は図示されていない。
【００４６】
カーカス４およびトレッドベルト構造３を組み立てるこの全工程が実施されている間、同時に未硬化のタイヤ２００の硬化が行われる。
【００４７】
特に図１を参照すると、トロリー６０は、回転支持体９９に取り付けられた、タイヤ組立ドラム持ち上げおよび移送機構９３に隣接して示されている。タイヤ組立ドラムコア２２は、初めに金型５０によって加工され、誘導加熱器により組立ドラムコア２２へエネルギーを移させた結果、周囲温度よりもかなり高い温度、好ましくは約６０℃以上まで温度上昇させられている。この組立ドラムコア２２は、大きな質量を有し、したがって、熱は硬化温度レベルよりもわずかに低い温度レベルに保たれる。次に、空の組立ドラムコア２２が、様々な作業ステーションでタイヤ２００を組み立てることができるトロリー６０に送り返される。タイヤ２００が組み立てられている間に、組立ドラムの温度はわずかに低下する。しかしながら、エラストマの構成部材１，２，５，６，７，４１，４８が高温に形成され、したがって、これらの構成部材が組立ドラムコア２２に貼り付けられる時に温度が上昇する。タイヤ組立体２００が上に載せられている組立ドラムコア２２は、トロリー６０から持ち上げて移動させる手段８９によって一旦持ち上げられると、図１に示されているように金型５０に移送される。手段８９は、組立ドラムコア２２の軸が垂直方向を向き、かつ下降させられて、開いたセグメント式金型５０内に挿入され得るように、組み合わされて水平方向に１８０度回転し、次に垂直方向下向きにピボット運動支持体９９の周りを９０度ピボット運動することができる持ち上げ装置９３およびピボット運動支持体９９を含む。持ち上げ装置９３は、一旦同軸に揃うように回転させられると、ピボット運動支持体９９のスライド１０１上に下降させられる。
【００４８】
組立体が金型５０内に一旦挿入されると、金型ロック手段７０は、ピボット運動支持体９８の周りを９０度回転させられ、所定の位置に下降させられ、開いたセグメント式金型５０に係合させられ、それらのセグメント５４を閉じて閉位置にし、セグメントが閉じる時に、頂部金型プレート５２が金型上に固定されて、自己ロック式金型５０を、完全に密閉されて閉じ込められた状態にする。金型が閉じられた後、金型ロック手段７０は上昇させられ、９０度だけ逆回転させられ、次に、金型ロック手段７０から約１８０度の位置に取り付けられた誘導硬化ドームシステム８０が、金型５０の上方でそれに揃う位置まで９０度だけピボット運動させられる。図２に示されている誘導ドーム８０は、次に下降させられ、閉じたセグメント式金型５０を囲む。誘導硬化ドーム８０および金型ロック手段７０は、誘導硬化ドーム８０と、誘導硬化ドーム８０および金型ロック手段７０を金型５０に同軸に揃えるように回転させることができるピボット運動支持体９８を有する、誘導硬化ドーム８０および金型ロック手段７０を移動させる手段８８に取り付けられている。各装置７０，８０は、金型５０を囲んで整列または金型５０に接触するように上昇および下降するスライド１０１に沿ってスライド可能にピボット運動支持体１０１に取り付けられている。図示されているように、圧力が、タイヤ組立ドラムコア２２を通して、タイヤ組立ドラムコア２２のエラストマのブラダ２２内に誘導されて、ブラダ２３の圧力が高くなり、未硬化のタイヤがセグメント式金型内に押し込まれ、窒素などの加熱された気体または流体によってエラストマの構成部材を押す。気体または流体の加熱システム８５は、内部熱および圧力をホース８６を通してブラダに供給する。
【００４９】
一旦加圧された後、セグメント式金型５０の周りの誘導コイル８１，８２，８３を作動させることによって硬化サイクルを開始することができる。誘導コイル８３は、図２に示されているように金型が金型支持体９０上に位置している時にフレーム９４に隣接する。トレッドセグメント４の外周表面の周りの誘導コイル８２を作動させることができ、頂部プレート５２の周りの上部コイル８１を作動させて、タイヤ構成部材の硬化を助けるための追加の熱エネルギーを生じさせることもできる。誘導コイル８１に接続された電源９２が図示されており、図示されているように数本のケーブル９１がフレーム９４および硬化ドーム８０に向けられており、図２に示されているように誘導コイル８１，８２，８３に電力を送る。
【００５０】
誘導加熱コアドーム８０のコイル８２，８３と、フレーム８４の外表面上の誘導コイル８１の主要な特徴は、各コイル８１，８２，８３への電力入力を交互に続けられることである。これは図３および図４に示されている通りである。図３には、誘導コイル８２，８３への電力供給が交互に連続して行われる２コイルシステム８２，８３が示されている。この組合せは、１００として示されている平均ピーク電力入力を生成している。図４を参照すると、３コイルシステム８１，８２，８３の各発熱コイルへの入力が、各コイルをオフにするサイクルがほぼ３つのオン・サイクルで表されるように、時間差がつけられている。１つのオン・サイクルは、加熱ドーム全体に亘って引き出される全平均電力の約３分の１を表す。したがって、図示されているように、各コイル８１，８２，８３がオンである、全体の３分の１の時間の間のみ、１００％の平均電力が維持される。誘導加熱コイル８１，８２，８３へ電流を交互のパターンで連続して供給する理由は、金型５０の加熱に要するピークの電力および電流の要件を軽減するためである。コイル８１，８２，８３をこのように制御しながら連続的に作動させることによって、電子レンジで用いられるのと同様なパターンでセグメント式金型５０に急速に熱が加えられ、したがって、電力エネルギー入力のオン−オフが、セグメント式金型５０を加熱するために消費されるピークエネルギーが大幅に小さくなるように調整されるように、電力サイクルが調整される。その結果、硬化サイクル全体にわたって、金型５０の周面の周りの様々なコイルの、時間差がつけられたシーケンスを用いて、非常に短い時間だけ、追加の熱入力エネルギーを加えることができる。
【００５１】
様々な作業ステーションで高温の間にエラストマの構成部材１，２，５，６，７，４１，４８を形成することと、これらの高温の構成部材を高温の組立ドラムコア２２上に貼り付けることを組み合わせることによって、追加の熱の入力が確実に最小限に抑えられる。言い換えると、組立ドラムコア２２が、組立サイクル全体にわたって少なくとも約５０℃以上、好ましくは６０℃以上の温度に維持され、各構成部材は各作業ステーションで約６０℃で形成されると仮定すると、未硬化のタイヤが組み立てられた時にこのタイヤを硬化させるのに必要な追加の熱の入力が大幅に低減できる。言い換えると、未硬化のタイヤ２００の初期温度は５０℃から７０℃の間であってよく、所定の最適硬化温度ＴPは約１６０℃であってよい。したがって、未硬化のタイヤと最適硬化温度ＴPの間の増分の差がこれらの差である。したがって、未硬化のタイヤを硬化温度にするのに必要な追加の熱の入力に必要なのは、各構成部材をせいぜい９０℃から１１０℃にする量の追加エネルギーだけである。これは、かなり短時間で実施することができる。最適硬化温度Ｔｐが一旦得られると、一般に、タイヤ組立体を、適切な硬化サイクルを実施するための所定時間（ｔ）だけ保持する。この時間（ｔ）が達成されると、タイヤ２００は完全に加硫され、または金型５０から取り外すことができるように十分に加硫される。
【００５２】
タイヤ２００が一旦硬化されると、金型ロック手段７０は揺動して所定の位置に戻り、金型５０上に下降させられ、セグメント５４と係合し、セグメント５４が半径方向外側に移動できるように頂部金型プレート５２のロックを解除する。一旦これが行われると、ロック手段７０は金型５０から解放され、頂部サイドウォールプレート５２と一緒に、開いた金型５０から離れるように上昇しピボット運動する。その後、タイヤ持ち上げおよび移送装置９９は、図１に示されているように、組立ドラムコア２２上の硬化されたタイヤ２００に係合し、組立体全体を持ち上げ、それを開いた金型５０から取り出し、タイヤ組立ドラム取外しステーション９７まで回転させる。組立ドラムコア２２は、一旦ドラム取外しステーション９７に来ると、組立ドラムコア２２からタイヤを取り出すストリッパ装置９６によって掴まれる。組立ドラムコア２２は、タイヤ２００を組立ドラムコア２２から容易に取り外せるように折り畳まれるように軸線方向に広げられる。タイヤ２００が組立ドラムコア２２から一旦取り出されると、タイヤ２００はコンベヤ９５または他の固定台上に位置させられ、取り外されて、保管場所に入れられ、または顧客に直接出荷される。その間に、タイヤ金型５０から最近取り出された組立ドラムコア２２は、他のタイヤ２００を組み立てることができるように、トロリー６０上に置き戻される。組立ドラムコア２２の質量およびサイズが大きいために、組立サイクルの間に、高温で形成されたタイヤ構成部材１，２，５，６，７，４１，４８が貼り付けられる時に、組立ドラムコア２２が、上昇した温度を維持するような十分な温度を維持することが理解されるであろう。次に、このシーケンス全体が繰り返され、前述したのと同じ方法を用いて第２のタイヤ２００が組み立てられる。
【００５３】
カーカス４およびトレッドベルト構造３を組み立てるこの工程全体が実施される間に、同時に未硬化のタイヤ２００の硬化が行われる。
【００５４】
タイヤ組立モジュール１００は、トロリー６０の機構と一緒に、カーカス４だけでなく特定のトレッドベルト構造３も組み立てるようにプログラムされている。ベルト層１および２は、取外し可能な、高温の組立ドラムコア２２上のカーカス組立体４の外周表面に貼り付けられる。広い第１のベルト１が貼り付けられ、狭い第２のベルト２が貼り付けられた後、ゴムストリップ５がベルト作業ステーションで第１のベルト層１の各縁部に貼り付けられる。必要であれば、周方向に実質的に０度または非常に小さい角度を有するオーバレイ６が、下方に位置するベルト構造１，２上に巻かれてそれらを覆う、任意のオーバレイ作業ステーション１５を設けることができる。これらの構成部材１，２，５，および６がカーカス４の外周表面上に一旦配置されると、図７に示されているように、トレッド７が、下方に位置する構成部材上に貼り付けられる。トレッド７が一旦新たに押し出し成形されると、トレッド７は、未加硫のトレッド構成部材７を形成するために、まだ高温である間に、環状のストリップとして、またはらせん状に巻かれた複数のストリップとして貼り付けられ、これによって、トレッドベルト補強構造組立体３が完成する。同じタイヤサイズまたは形式が必要であると仮定すると、最後の作業ステーションの後に組立ドラムコア２２がトロリー６０から取り外され、トロリー６０は、好ましくは、新しい空の取外し可能な組立ドラムコア２２を受け取り、レール２０Ａ上の所定の経路２０に沿って横方向に戻され、次のタイヤ組立工程を繰り返す。異なるサイズの組立体が必要である場合には、組立ドラムコア２２は組立ドラムステージング領域３０に移動させられ、最初の組立ドラムコア２２を取り外して、それを、必要とされる異なるサイズの第２の組立ドラムコア２２と交換することによって、特定の組立ドラムコア２２が用意される。定常状態の温度を確保することが望まれるならば、組立ドラムコア２２の予熱を実施することができる。
【００５５】
トレッドベルト組立体３が完全に形成された後に、新たに形成され、好ましくは高温のままで取り付けられたカーカス４およびトレッドベルト補強構造３を含む、取外し可能な組立ドラムコア２２上の未硬化のタイヤ２００全体が、位置１４０で、トロリー６０から取り外され、開いたセグメント式金型５０に引き渡される。図５および６に示されているように、自己ロック式金型が、２００３年４月１７日に出願され、引用によって本明細書に全体が組み込まれる米国特許出願第１０／４１７８４９号「自己ロック式タイヤ金型内でタイヤを硬化させる方法（Method for Curing Tires In a Self-Locking Tire Mold）」に記載されている。この金型５０は斜視図で示されており、取り外される頂部プレート５２を有し、各セグメント５４は、トレッドベルト補強構造３およびカーカス４が取り付けられた組立ドラムコア２２を受け入れるために、半径方向に広げられる。図７に示されているように、開いた金型５０に一旦挿入されると、金型５０の頂部プレート５２はタイヤ組立ドラムコア２２上で閉じられ、各セグメント５４は半径方向内側に縮められ、まだ暖かいトレッド７を、金型５０の金型５６のトレッド形成面に対して押し付ける。
【００５６】
図７に示されているように、今やトロリー６０から取り外された組立ドラムコア２２上に取り付けられているカーカス４およびトレッドベルト構造３を金型５０内に挿入することができ、空のトロリー６０は、空の取外し可能な組立ドラムコア２２を受け入れて、次のタイヤ組立に関する指示を受けるために最初の作業ステーションに戻される。
【００５７】
金型５０の頂部プレート５２が開いていると、カーカス４およびトレッドベルト組立体３が取り付けられた組立ドラムコア２２全体を、金型５０内に直接挿入することができる。これは、金型のトレッド形成部の上部５５が頂部プレート５２に取り付けられていることによって可能になっている。これによって、未硬化のタイヤ２００全体を、カーカス４およびトレッドベルト組立体３を所定の位置に有する金型５０内に直接嵌め込むことができる。金型５０内に一旦挿入されると、金型５０を閉じてロックすることができ、組立ドラムコア２２に内圧をかけてトレッド７を金型５０の内側表面内にさらに押し込むことによって、カーカス部分組立体４が膨張させられる。これが一旦実施されると、金型５０を硬化成形温度および圧力まで加熱および加圧することができ、金型５０は次に、金型５０内に入れられたタイヤ２００の加硫を全て終了する。金型５０が加熱硬化サイクルを終了すると、金型を開いてタイヤを取り外す準備が完了する。この時点で、金型５０は開いており、金型セグメント５４は半径方向に広げられ、タイヤが取り付けられた組立ドラムコア２２は金型５０から取り外される。
【００５８】
本発明をより良く理解するために、図４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，および４Ｅを参照して、カーカス組立ドラムコア２２が半径方向に広がり可能かつ折畳み可能であることを理解しなければならない。図４Ａに示されているように、内部機構２１は、組立ドラムコア２２が軸線方向外側に広がるときに半径方向内側に折り畳むことができる。組立ドラムコア２２の両端部が軸線方向内側に移動させられると、連動三角形２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃとして示されているサイドウォール支持機構が、図４Ｃに示されているようにこれらの機構２１Ａ，２１Ｂ，および２１Ｃがほぼ完全に半径方向に広げられた、完全に閉じた位置まで、半径方向外側に移動する。その結果、タイヤ組立中に、図４Ｄに示されているように、少なくともクラウン領域において部分的に補強されてもいるエラストマのカバーまたはブラダ２３が、これらのサイドウォール支持構造２１上に取り付けられる。これによって、すべてのカーカス構成部材を上に組み立てることのできる一般に剛性の組立面が作られる。前述したように組立ドラムコア２２は搬送可能であり、半径方向に広がったこの状態でトロリー６０から取り外すことができ、次に、前述したように硬化させるために金型５０内に直接移送することができる。しかし、これが一旦完了した後に、タイヤ２００を取り外さなければならず、図４Ｅに示されているように、これは、サイドウォール支持体２１を下向きに引っ張るように軸線方向端部を単に外側に広げることによって行われ、タイヤ分離作業ステーション９６でタイヤ２００をタイヤ組立ドラム組立体２２から取り外せるように、エラストマの支持ブラダ２３を半径方向に下降させることができる。
【００５９】
これが一旦行われると、タイヤ組立ドラムコア２２を、第２のタイヤの組立のためにトロリー６０に戻すことができ、タイヤ組立ドラムコア２２は、移送手段によって持ち上げられ、トロリー６０上に配置され、すなわち２回目のタイヤ組立工程が上で繰り返されるトロリー機構６０に直接移動させられる。タイヤ組立ドラムコア２２は、２００３年３月１４日に出願され、引用によって内容全体が本明細書に組み込まれる「半径方向に伸長可能なタイヤ組立ドラムおよびタイヤを形成する方法（Radially Expansible Tire Assembly Drum and Method for Forming Tires）」という名称の特許出願である米国特許出願第１０／３８８７７３号に詳しく説明されている。
【００６０】
図１に示されている自動モジュール１０は、１つのタイヤと同等の小ささのロットサイズの複数のタイヤの硬化を、異なる複数の作業ステーションで他のタイヤサイズのものを同時に製造しながら行うのを可能にする。ソフトウェアパッケージは組立モジュール１００の各作業ステーションに、特定のタイヤ組立に必要な構成部材のゴムの量と、形状または外形と、種類を伝える。組立ドラムコア２２が作業ステーションの前に進むと、適切な位置の適切な材料が、組立ドラムコア２２またはすでに貼り付けられている構成部材に貼り付けられる。これらの全ての機能は、タイヤ２００を硬化させるのと同時に実行することができる。これらの構成部材は、一旦形成された後、完全なタイヤカーカス４および完全なトレッドベルト補強構造３を形成する。
【００６１】
従来の発明に勝る本発明の利点は、金型５０内で直接硬化されるような予備組立方式のタイヤ組立において、トレッドベルト部分組立体３およびカーカス４が、新たに形成され、金型５０が上で閉じられる高温のタイヤ組立ドラムコア２２上に配置されながら、金型５０内に直接挿入されることである。次に、独特の自己ロック式金型５０が、特定のタイヤサイズ用のカーカス４およびトレッドベルト３の全体を、その組立ドラムコア２２に取り付けられた状態で金型５０に挿入することを可能にするように開かれる。次に、電磁界による誘導加熱と、蒸気加熱またはその他の方法とを別々に、または組み合わせて行ってもよい硬化工程のために、金型５０が閉じられて加熱される。硬化サイクルが一旦完了すると、金型５０が開けられ、組立ドラムコア２２上の硬化されたタイヤ２００が取り外される。これはすべて、他のタイヤ２００が、所定の経路２０に沿うモジュール１００の様々な作業ステーションにて、取外し可能な組立ドラムコア２２により、トロリー６０上で同時に、すなわち並行して組み立てられている間に行われる。
【００６２】
図１および２の実施形態は、一般に乗用車用タイヤおよび軽量トラック用タイヤに適用されるであろう例示的なタイヤ硬化工程またはモジュール１０を示しているが、このモジュールは航空機用、中型トラック用、オートバイ用、およびオフロード用のタイヤに適用することもでき、追加の作業ステーションを設けることができ、それらの作業ステーションを、前述したようなタイヤ組立の全体的な融通性を損なうおそれなく、タイヤ組立製造において他の構成部材を追加するために用いることができることを理解しなければならない。選択された特定のタイヤが組み立てられる時に、追加の構成部材を用いても用いなくてもよいことが理解される。多くのタイヤは、他のタイヤでは任意である構成部材を必要とし、したがって組立方法が異なることが少なくない。本発明は、このタイヤ組立がこのような変化に対処するのを可能にし、各構成部材がラインを通って進むことによって高速のタイヤ組立が可能になる。
【００６３】
従来技術のタイヤ製造と比較して、本発明の興味深い違いの１つは、本発明では、各構成部材が高温の間に、暖められたすなわち高温の組立ドラム上に貼り付けられるようになっていることと、これらの高温の構成部材が、カーカス組立作業ステーションおよびトレッドベルト組立作業ステーションで新たに作られて、形成されて、貼り付けられる一方、それらは次に高温の状態の金型に直接入れられ、すべての構成部材が高温の組立ドラム上に形成され配置されていた状態のそれら自体の熱を維持している間に金型が閉じられることである。このことは、もしも存在しなければ、加硫前にブルーミングを起こす、すなわち硫黄と呼ばれる粉状物質を構成部材から滲み出させるであろう構成材料を与えることができるという点で大きな利点を有する。従来、タイヤはストリップから作られ、次に保管されている。これらのストリップはある期間にわたって固まり、その材料は、ブルーミングを起こし易く、すなわち硫黄または他の成分を表面から滲み出させ易い。これによって、様々な構成部材の新しさのばらつきによって、製造時にタイヤに問題が起こる可能性がある状況が生じる。本発明は、ゴム材料が、好ましくは重なり接合や突合せ接合なしで、概ねできるだけ新しい状態で貼り付けられることを保証する。言い換えると、ゴム材料は、それらが金型内に配置されているときにまだ暖かい。部分組立体の保管や取り扱いによって汚染や変形が生じる機会がなくなる。これによって、完成品の製造品質が非常に向上し、各構成部材が貼り付けられる時に、それらは適切に配置され適切に混合されることが保証される。さらに、従来の方法のように材料を保管のためにゆっくりと冷却するのではなく、高温に保つため、エネルギーが節約される。
【００６４】
各構成部材は間違いなく、形成された場所で貼り付けられ、新しさの点で製造上の大きな利点を生み出すが、追加の利点として、構成材料を各作業ステーションにかなり大量な状態で供給することができる。構成材料を保管する必要がないため、保管に耐えるのに必要な老朽化防止材料や硬化促進剤などの加工助剤を使用せずに構成材料を作ることができ、製造コストを大幅に下げられる。さらに、一般にタイヤ組立に用いられていた構成部材を取扱う機器の多くを無くすことができる。したがって、中間構成部材の在庫の量が非常に少なくなり、エラストマの構成部材の場合には、これらの中間製品の保管は事実上なくなる。この非常に小型で床面積が小さくなったタイヤ組立モジュールは、構成部材として保存する必要のある原材料のトン数を大幅に少なくし、保管ラックや手押し車などの補助装置を不要にし、それらをサポートするのに必要な人的資源およびメンテナンスを大幅に削減する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第２の実施形態による自動タイヤ製造モジュールの斜視図である。
【図２】本発明による自動タイヤ製造モジュールの平面断面図である。
【図３】２コイルシステム用の電力入力パターンの例を示す概略図である。
【図４】３コイルシステム用の電力入力パターンの例を示す概略図である。
【図４Ａ】本発明による取外し可能なタイヤ組立ドラムの図である。
【図４Ｂ】本発明による取外し可能なタイヤ組立ドラムの図である。
【図４Ｃ】本発明による取外し可能なタイヤ組立ドラムの図である。
【図４Ｄ】本発明による取外し可能なタイヤ組立ドラムの図である。
【図４Ｅ】本発明による取外し可能なタイヤ組立ドラムの図である。
【図５】自己ロック式タイヤ金型の斜視図である。
【図６】自己ロック式タイヤ金型の分解図である。
【図７】金型内に装着され、硬化される準備が整った状態が示されているカーカスドラム組立体およびカーカスの断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１，２，５，６，７，４１，４８      エラストマの構成部材
３      ベルトトレッド部分組立体
４      カーカス部分組立体
１０    硬化モジュール
２０    経路
２０Ａ  レール
２２    取外し可能な高温の組立ドラムコア
２３    ブラダ
５０    金型
５２    頂部プレート
５４    セグメント
５５    上部
６０    トロリー
７０    金型ロック手段
８０    誘導硬化ドーム
８１、８２、８３      誘導コイル
８５    加熱システム
８６    ホース
９２    電源
９３    持ち上げおよび移送機構
９４    フレーム
９５    コンベヤ
９８    ピボット運動支持体
９９    ピボット運動支持体
１００  タイヤ組立モジュール
１０１  スライド
２００  タイヤ
ＴP    最適硬化温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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