(57)【要約】【課題】成形工程に要する時間を短縮化すると共に、厚みの大きなタイヤ構成部材であっても加硫をよりいっそう均一化することが可能なタイヤ成形方法を提供する。【解決手段】ストリップゴム成型機２０により成型されるストリップゴムＳを成形ドラム１０に巻き付けることでグリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法であって、ストリップゴムＳが巻き付けられるトレッド部６のタイヤ表面からの深さ位置に応じて加硫度を異ならせた状態でストリップゴム成型機２０により成型する。好ましくは、層の深さ位置に対応して複数のストリップゴム成型機２０ａ，２０ｂ，２０ｃを設け、各ストリップゴム成型機毎に加硫度が異なるように設定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップゴム成型機により成型されるストリップゴムを成形ドラムに巻き付けることでグリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法であって、
ストリップゴムを半加硫状態で押し出し成型することが可能であり、かつ、ストリップゴムが巻き付けられる層のタイヤ表面からの深さ位置に応じてその加硫度を異ならせた状態でストリップゴム成型機により成型することを特徴とするタイヤ成形方法。
【請求項２】
層の深さ位置に対応して複数のストリップゴム成型機を設け、各ストリップゴム成型機毎に加硫度が異なるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成形方法。
【請求項３】
前記層はトレッド部を構成する層であることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ成形方法。
【請求項４】
各ストリップゴム成型機における設定温度を異ならせることで加硫度を異ならせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ成形方法。
【請求項５】
各ストリップゴム成型機において使用する加硫促進剤の量を変えることで加硫度を異ならせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ成形方法。
【請求項６】
各ストリップゴム成型機において使用する加硫促進剤の量を変えることで加硫速度を異ならせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリップゴム成型機により成型されるストリップゴムを成形ドラムに巻き付けることでグリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、空気入りタイヤを製造する場合には、インナーライナー、サイドウォール、トレッドなどの各タイヤ構成部材を未加硫の状態で貼り合わせてグリーンタイヤを成形し、これを金型に入れて加硫成形することで製造するようにしている。しかし、タイヤは構成部材ごとに形状や厚みが異なるため、加硫工程において各部材を均一に加硫することが難しい。すなわち、トレッド部のように厚みの大きな部材は、その内部まで加硫を行うためには加硫時間を長くする必要がある。従って、加硫に時間のかかる部分に合わせて加硫時間を決めると、厚みの薄い部材については、過加硫となってしまう可能性がある。そこで、加硫の均一化を図る公知技術として、下記特許文献１，２が知られている。
【０００３】
特許文献１に開示されるタイヤの製造方法は、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、このカーカス層の外周にベルト層を配置した未加硫のタイヤケーシングを成形する一方、このタイヤケーシングとは別個に円筒体の周囲にストリップ状の未加硫ゴムを複数回巻き付けて無端環状の積層ゴムを形成し、この積層ゴムから外周にトレッドパターンを型付けした加硫済みまたは半加硫の無端環状のプレキュアトレッドを成形し、この環状のプレキュアトレッドをタイヤケーシングの外周面に嵌合してグリーンタイヤを成形し、このグリーンタイヤを加硫するものである。
【０００４】
特許文献２に開示されるタイヤの製造方法は、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、このカーカス層の外周にベルト層を配置した加硫済みまたは半加硫のタイヤケーシングを予め成形する一方、外周面にトレッドパターンを型付けした加硫済み又は半加硫の無端円環状のトレッドを予め成形し、タイヤケーシングの外周面にストリップ状の未加硫ゴムを複数周巻き付けて接着層を形成すると共に、その上に無端円環状のトレッドを嵌め込んで嵌合体を形成し、ついで嵌合体の未加硫部を加硫するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９３４７１号公報
【特許文献２】特開平１０−１９３４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これら特許文献１，２に開示されるタイヤの製造方法には、次のような課題がある。特許文献１では、タイヤケーシングとは別の工程で予めトレッドパターンを型付けしたプレキュアトレッドを作製しておく必要があり、工程が複雑化するという問題がある。また、タイヤケーシングは未加硫であり、タイヤ全体を均一に加硫するという点では不十分である。特許文献２でも、同じく、別の工程で予めトレッドパターンを型付けしたプレキュアトレッドを作製しておく必要があり、工程が複雑化するという問題がある。タイヤケーシングは加硫済み又は半加硫であるが、タイヤケーシングの全体を加硫成形するようにしており、やはりタイヤ全体を均一に加硫するという点では不十分である。特に、トレッド部のように厚みの大きなタイヤ構成部材については、タイヤ表面に近い位置と深い位置では熱履歴に大きな差が生じやすいため、通常の方法では加硫の均一化を行なうことが困難である。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、成形工程に要する時間を短縮化すると共に、厚みの大きなタイヤ構成部材であっても加硫をよりいっそう均一化することが可能なタイヤ成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成形方法は、
ストリップゴム成型機により成型されるストリップゴムを成形ドラムに巻き付けることでグリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法であって、
ストリップゴムが巻き付けられる層のタイヤ表面からの深さ位置に応じて加硫度を異ならせた状態でストリップゴム成型機により成型することを特徴とするものである。
【０００９】
かかる構成によるタイヤ成形方法の作用・効果を説明する。本発明におけるグリーンタイヤの成形にあたり、ストリップビルド法と呼ばれる方法を使用する。これは、比較的断面積の小さな所定の断面形状のストリップゴムを成形ドラムの周囲に繰り返し巻き付けていき、所望の形状のゴム構成部材を成形するものである。ストリップゴムを下層から順次巻き付けていくことで層を重ねて行き、所望の断面形状のタイヤを成形することができる。ここで、ストリップゴムを成形ドラムに巻きつけるに際して、タイヤ表面からの層の深さ位置に応じて、加硫度を異ならせた状態でストリップゴムの成型を行なう。すなわち、深い位置にあるほど加硫度が大きくなるようにし、タイヤ表面においては、加硫度が小さな状態もしくは未加硫の状態でストリップゴムを巻回させる。これにより、成形されたグリーンタイヤを加硫する際に、均一な状態に加硫されたタイヤを製造することができる。また、本発明による成形方法によれば、加硫度を調整した状態で成形ドラムに対して巻き付けていくので、わざわざ別工程で半加硫のタイヤ構成部材を用意しておく必要はなく、成形に要する時間の短縮化が可能である。その結果、成形工程に要する時間を短縮化すると共に、厚みの大きなタイヤ構成部材であっても加硫をよりいっそう均一化することが可能なタイヤ成形方法を提供することができる。
【００１０】
本発明において、層の深さ位置に対応して複数のストリップゴム成型機を設け、各ストリップゴム成型機毎に加硫度が異なるように設定されていることが好ましい。
【００１１】
この構成によると、複数のストリップゴム成型機を予め用意しておき、成型機毎に加硫度が異なるように設定されている。従って、個々の成型機において、成形途中で加硫度を変更する必要はなく、効率よく各層を成形していくことができる。
【００１２】
本発明において、前記層はトレッド部を構成する層であることが好ましい。トレッド部は、タイヤ構成部材の中でも特に厚みが大きいため、本発明による成形方法を用いることが特に効果的である。
【００１３】
本発明において、各ストリップゴム成型機における設定温度を異ならせることで加硫度を異ならせることが好ましい。
【００１４】
各成型機において設定温度を変えることで、成型されるストリップゴムの加硫度を変えることができる。温度調整機構の設定を変えるだけで、各成型機により成型されるストリップゴムの加硫度を設定することができる。すなわち、加硫工程の前に予め内部（表面から深い位置）のゴムにある程度の熱履歴を加えて半加硫状態とし、加硫遅れをカバーするものである。
【００１５】
本発明において、各ストリップゴム成型機において使用する加硫促進剤の量を変えることで加硫度を異ならせることが好ましい。
【００１６】
ストリップゴムを成型する際には、加硫促進剤が使用されるが、この加硫促進剤の量を成型機ごとに変えることで、成型機から吐出されるストリップゴムの加硫度を変えることができる。かかる方法によっても、内部のゴムにある程度の熱履歴を加えて半加硫状態とすることができる。
【００１７】
本発明において、各ストリップゴム成型機において使用する加硫促進剤の量を変えることで加硫速度を異ならせることが好ましい。
【００１８】
また、加硫促進剤の量を成型機ごとに変えることで、加硫速度の異なる未加硫状態のストリップゴムを各成型機から吐出させることができる。この方法によれば、内部のゴムにより加硫速度の速い配合を用いることで、加硫開始の遅れを取り戻すことが可能になり、タイヤ全体で均一な加硫状態とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係るタイヤ成形方法の好適な実施形態を図面を用いて説明する。まず、空気入りタイヤの基本的な構成について図１により説明する。
【００２０】
＜タイヤの構成＞
図１は、空気入りタイヤの典型的な構成を示す断面図である。タイヤは、インナーライナー１、ビードワイヤ２、ビードフィラー３、サイドウォール部４、ショルダー部５、トレッド部６などのタイヤ構成部材により形成されている。インナーライナー１は、タイヤの内側に形成される薄いゴム層である。ビードワイヤ２は、タイヤをリムに固定する機能を有する。ビードフィラー３は、ビード部の剛性を高める。サイドウォール部４は、タイヤの側面部の大半を占めており、カーカス７を保護する機能も有する。ショルダー部５は、トレッド部６とサイドウォール部４の間に位置しており、比較的厚みの大きなゴム層を形成している。トレッド部６は、ベルト層８の外側に位置しており、カーカスを保護すると共に、表面には種々のトレッドパターンが形成される。
【００２１】
＜タイヤ成形方法＞
次に、グリーンタイヤを成形する方法について図２の模式図により説明する。図２には、３台のストリップゴム成型機２０（以下、単に成型機という）が図示されており、タイヤ構成部材のうち、特にトレッド部６を成形する場合について説明する。各成型機２０は同じ構造のものを使用するが、押し出し成型されるストリップゴムＳの加硫度が異なるように予め調整されている。ストリップゴムＳは、比較的断面積の小さな断面形状を有しており、これを順番に積層していくことで所望の断面形状のトレッド部６を成形することができる。ストリップゴムＳの断面形状については、三角形状、矩形形状などが例としてあげられる。
【００２２】
図２にトレッド部６を図示しているが、トレッド部６は厚みが厚いため、ストリップゴムＳを積層する場合には、第１層６ａ、第２層６ｂ、第３層６ｃの３層構造で構成される。タイヤ表面に一番近いのが第３層６ｃであり、第１層６ａが一番深い位置にある。かかる場合、最終的に製造されたグリーンタイヤを加硫工程で加硫する場合、表面に近い層と表面から深い層では、加硫の程度が異なってくる。かかる場合、生焼け状態になると問題があるため、一番加硫に時間のかかる第１層６ａに加硫時間を合わせるようにすると、タイヤ表面に位置する第３層６ｃは過加硫状態になる可能性がある。
【００２３】
そこで、本発明においては、各層６ａ〜６ｃの位置に応じて、予め加硫度を異ならせた状態でストリップゴムＳを押し出し成型するようにしている。そこで、各層の成型を受け持つ成型機が予め決められており、第１層６ａは第１成型機２０ａ、第２層６ｂは第２成型機２０ｂ、第３層６ｃは第３成型機２０ｃが受け持つ。また、各成型機２０から吐出されるストリップゴムＳについては、第１成型機２０ａが最も加硫度が進んでおり、第２成型機２０ｂは加硫度が中程度、第３成型機２０ｃは加硫度が低度、もしくは未加硫となるように設定される。このように、タイヤ内部ほど加硫度が進んだ状態でグリーンタイヤを成形するので、最終的な加硫工程を経た段階では、均一な状態でタイヤ全体が加硫されることになる。
【００２４】
＜成型機の構成＞
次に、グリーンタイヤを成形するために使用するストリップゴム成型機２０を含む設備の構成について説明する。図２に示される３台の成型機２０は全て同じ構造を備えることができる。図３において、成形ドラム１０は、ドラム軸１０ａ周りにサーボモータ１１により駆動される。また、成型機２０を備えており、駆動装置２６により３方向に駆動される。具体的には、ドラム軸１０ａと直交する第１方向、ドラム軸１０ａと平行な第２方向、所定軸周りの旋回方向である第３方向である。これら３方向は、夫々独立して駆動させることができ、また、適宜の方向を組み合わせて駆動させることができる。これにより、成型機２０に複雑な移動動作をさせることができる。
【００２５】
ストリップゴムＳを成形ドラム１０の外周面に巻き付けていくためには、成型用口金２１（ストリップゴムＳを所定の断面形状で押し出し成形するための金型）をゴム層の断面形状（プロファイル）に対応して移動させなければならない。そこで、成型機２０を前述のように、３方向に移動させることができるようにすることで、成型機２０の成型用口金２１を高い自由度で移動させることができる。
【００２６】
図３において、成型機２０は、成型用口金２１、ギアポンプ２２、押出機２３を備えている。成型用口金２１は、所定の断面形状のストリップゴムＳを押し出し成形するための金型部分を有している。押出機２３は、ゴムの混練を行なうスクリュー２３ａ、ゴム材料を投入するためのホッパー２３ｂを備えている。また、スクリュー２３ａを駆動するための駆動モータ２４が設けられている。押出機２３により混錬されたゴム材料は、ギアポンプ２２に供給され、ギアポンプ２２は、成型用口金２１に対して定量のゴム材料を供給する機能を有する。そのため、ギアポンプ２２は、一対のギア２２ａを備えている。ギア２２ａの回転軸は、図３では図示の便宜上水平方向となっているが、垂直方向に設置されていても何ら問題はない。
【００２７】
ゴム材料としては、本発明として特に制限されるものではなく、例えば、天然ゴム、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などの汎用のゴムを用いることができる。また、ゴム材料と共に加硫促進剤なども一緒に投入される。
【００２８】
成型用口金２１から押し出しされたストリップゴムＳは、成形ドラム１０の外周に巻き付けられる。成形ドラム１０は、サーボモータ１１により、図示のＲ方向に回転駆動される。ギアポンプ２２のギア２２ａは、サーボモータ２５により回転駆動される。また、駆動装置２６は、成型機２０全体を、前述の３方向に移動させるための機構である。
【００２９】
成型機２０の内部には温調機構が設けられている。これら温調機構は、水もしくは温水（水に代えて油でもよい）を循環させるためのパイプを備えており、循環させる液体の温度により成型機２０の内部を温調する。第１温調機構３０は、ギアポンプ２２の内部の温調を行なう機能を有する。第２温調機構３１は、押出機２３のシリンダ２３ｃの内部に設けられる。第３温調機構３２は、押出機２３のスクリュー２３ａの内部に設けられる。これら各温調機構３０〜３２は、夫々独立して温度を制御することができる。温調機構３０〜３２に対する制御は、温調制御部３３により行われる。制御装置３４は、成形ドラム１０及び成型機２０に対する動作の制御を統括的に行う。
【００３０】
本発明においては、温調制御部３３による制御により各成型機２０ごとに温調の設定を変えている。これにより、成型機２０ごとに加硫度の異なるストリップゴムＳを成型することができる。例えば、成型機２０ａの温調は１００℃、成型機２０ｂは９０℃、成型機２０ｃは８０℃となるように設定する。
【００３１】
なお、本発明においてストリップゴムＳを予め加硫する状態は、半加硫の状態であるが、この半加硫の程度については、ゴムが完全加硫するまでに受けた熱履歴をＸ100とし、押し出されたゴムの受けた熱履歴（余熱も含む）をＸαとした場合、（Ｘα／Ｘ100）×１００（％）で定義することができる。上記において、例えば、成型機２０ａは２０％の加硫度、成型機２０ｂは１０％の加硫度、成型機２０ｃは未加硫、となるように設定される。ただし、半加硫の定義については、これに限定されるものではなく、その他の定義を用いることもできる。
【００３２】
＜別実施形態＞
本実施形態では温調機構により未加硫及び半加硫の制御を行っているが、ゴム材料と共に投入される加硫促進剤の量を各成型機２０で異ならせるようにしてもよい。また、スクリューやギアポンプの回転数の設定を各成型機２０で変えることで加硫度の調整を行うようにしてもよい。
【００３３】
本実施形態において、トレッド部６を例にあげて説明したが、例えば、サイドウォール部を成形する場合についても本発明の構成を採用することができる。また、層の数については２層以上であれば、本発明の構成を適用することができる。
【００３４】
本発明において、成形ドラム１０に対して巻き付けるという場合、成形ドラム２に直接巻き付ける場合だけでなく、すでに成形ドラム２の周上にゴムが巻き付けられている場合は、そのゴムの上から重ねて巻き付ける態様も含まれる。
【００３５】
本実施形態において成型機２０は押し出し成型機であり、ストリップゴムＳを連続的に押し出し成型することが可能であるが、押し出し成型機ではなく、射出成型機を用いてもよい。射出成型機の場合は、一度の成型で形成されるストリップゴムの量が限定されるが、これを繰り返し成型を行なうことで、ストリップビルドによるタイヤ成形を行なうことができる。
【００３６】
本実施形態において、加硫度を異ならせて各成型機２０からストリップゴムを吐出成型することを説明したが、加硫促進剤の量を各成型機２０で異ならせるようにし、加硫速度が互いに異なる未加硫状態のストリップゴムを各成型機２０から吐出させるようにしてもよい。加硫速度を異ならせることで、結果的にタイヤ全体で均一な加硫状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】空気入りタイヤの典型的な構成を示す断面図
【図２】タイヤのトレッド部の成形方法を説明する図
【図３】成形ドラム及びストリップゴム成型機の構成を示す図
【符号の説明】
【００３８】
６        トレッド部
６ａ      第１層
６ｂ      第２層
６ｃ      第３層
１０      成形ドラム
２０      成型機
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ      成型機
２１      成型用口金
２２      ギアポンプ
２３      押出機
３３      温調制御部
３４      制御装置
Ｓ        ストリップゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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