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【発明の名称】 ホーリング装置
【発明者】 【氏名】淺田 知

【要約】 【課題】高品質なタイヤが得られるホーリング装置10の提供。

【構成】ホーリング装置10は、昇降部14、駆動部16及びテーブル18を備えている。昇降部14は、パンチ30を備えている。パンチ30は、柱状である。昇降部14は、駆動部16からの力を受けて昇降する。テーブル18には、多数のダイ38が固定されている。ダイ38は中空である。昇降部14の降下に伴い、パンチ30も降下する。降下により、ゴムシート12にはせん断力が加わる。パンチ30のさらなる降下により、パンチ30はゴムシート12を貫通してダイ38にまで至る。この貫通により、ゴムシート12が打ち抜かれる。ゴムシート12には、多数の孔が穿設される。パンチ30が上昇した後も、ゴムシート12の孔は消滅しない。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱状のパンチと、このパンチをタイヤ用のゴム部材に向けて前進及び後退させうる移動手段とを備えたホーリング装置。
【請求項2】
上記パンチの先端が凹陥している請求項1に記載のホーリング装置。
【請求項3】
上記パンチが中空である請求項1に記載のホーリング装置。
【請求項4】
柱状のパンチにより、第一ゴムシートに孔が穿設される工程と、
この第一ゴムシートに第二ゴムシートが積層されてグリーンタイヤが得られる工程と、
このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程と
を含むタイヤの製造方法。
【請求項5】
上記第一ゴムシートがサイドウォール用のインナーシートであり、第二ゴムシートがサイドウォール用のアウターシートである請求項4に記載の製造方法。
【請求項6】
柱状のパンチにより、第一ゴムシートに孔が穿設される工程と、
この第一ゴムシート及び第二ゴムシートに多数のコードが挟まれてカーカスプライが得られる工程と、
このカーカスプライが他のゴム部材と積層されてグリーンタイヤが得られる工程と、
このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程と
を含むタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、複数のゴムシートが積層されてなるタイヤの製造に適したホーリング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
タイヤは、グリーンタイヤから得られる。このグリーンタイヤでは、多数のゴム部材が積層されている。ゴム部材の具体例としては、インナーライナー、カーカスプライ、サイドウォール用インナーシート、サイドウォール用アウターシート、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート等が挙げられる。このグリーンタイヤは、モールド内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、グリーンタイヤのゴム組成物は流動する。加熱により、ゴム組成物において架橋反応が起こる。この工程は、加硫工程と称される。
【0003】
グリーンタイヤの成形時に、このグリーンタイヤにエアーが咬み込まれることがある。このエアーは、ゴム部材と他のゴム部材との間に存在する。加硫工程でのゴム組成物の流動により、エアーは移動する。この移動により、エアーはグリーンタイヤの外へと排出されうる。しかし、移動が不十分な場合、エアーがタイヤに残留する。
【0004】
残留したエアーは、タイヤの品質を阻害する。例えば、カーカスプライとサイドウォールとの間にエアーが残留すると、サイドウォールに疵が発生する。疵を有するサイドウォールは、補修される。補修には、手間がかかる。しかも、エアーの残留は、タイヤのユニフォーミティを損なう。
【0005】
特開2003−154579公報には、ホーリング装置が示されている。このホーリング装置は、多数の錐を備えている。図11(a)には、この錐2とカーカスプライ4とが示されている。錐2が降下することで、図11(b)に示されるように、錐2がカーカスプライ4を貫通する。貫通により、カーカスプライ4に孔6が形成される。このカーカスプライ4が他のゴム部材と積層され、グリーンタイヤが得られる。加硫工程では、孔6からエアーが排出される。
【0006】
【特許文献1】特開2003−154579公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
図11(b)に示されるように、錐2がカーカスプライ4を貫通した段階で、カーカスプライ4には孔6と共にバリ8が生じている。錐2が抜かれた後は、図11(c)に示されるように、バリ8が復元して孔6が消滅することがある。錐2が抜かれるときに上向きにバリが生じることがあり、この上向きのバリの復元によって孔6が消滅することもある。孔6を有さないカーカスプライ4では、エアーが排出されにくい。バリ8はさらに、カーカスプライの表面の平滑性を損なう。
【0008】
本発明の目的は、高品質なタイヤが得られるホーリング装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係るホーリング装置は、柱状のパンチと、このパンチをタイヤ用のゴム部材に向けて前進及び後退させうる移動手段とを備える。好ましくは、パンチの先端は凹陥している。パンチが中空であってもよい。
【0010】
本発明に係るタイヤ製造方法は、
(1)柱状のパンチにより、第一ゴムシートに孔が穿設される工程、
(2)この第一ゴムシートに第二ゴムシートが積層されてグリーンタイヤが得られる工程
及び
(3)このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程
を含む。好ましくは、第一ゴムシートはサイドウォール用のインナーシートであり、第二ゴムシートはサイドウォール用のアウターシートである。
【0011】
本発明に係る他のタイヤ製造方法は、
(1)柱状のパンチにより、第一ゴムシートに孔が穿設される工程、
(2)この第一ゴムシート及び第二ゴムシートに多数のコードが挟まれてカーカスプライ が得られる工程、
(3)このカーカスプライが他のゴム部材と積層されてグリーンタイヤが得られる工程
及び
(4)このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程
を含む。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係るホーリング装置では、パンチによってゴムシートが打ち抜かれ、このゴムシートに孔が穿設される。この孔は、消滅しにくい。この孔からエアーが排出される。このホーリング装置により、残留エアーを含まないタイヤが得られうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【0014】
図1は、本発明の一実施形態に係るホーリング装置10がゴムシート12と共に示された正面図である。このホーリング装置10は、昇降部14、駆動部16及びテーブル18を備えている。ゴムシート12は、図示されないコンベアにより、矢印A1の方向へと搬送される。
【0015】
昇降部14は、ピストン22、昇降プレート24、スライダー26、ベース28及びパンチ30を備えている。ピストン22は、鉛直方向に延在している。ピストン22の下端は、昇降プレート24の上面に連結されている。スライダー26は、棒状である。スライダー26は、鉛直方向に延在している。スライダー26の下端は、昇降プレート24の上面に連結されている。ベース28は、昇降プレート24の底面に固定されている。所定間隔を隔てて、多数のベース28が配置されている。パンチ30は、ベース28と一体である。図示されていないが、紙面垂直方向においても、多数のパンチ30が並んでいる。
【0016】
駆動部16は、シリンダー32、ベースプレート34及びガイド36を備えている。シリンダー32は、ベースプレート34に固定されている。ガイド36は、ベースプレート34に固定されている。ガイド36は、筒状である。ガイド36には、スライダー26が通されている。
【0017】
テーブル18は、昇降部14の直下に位置している。テーブル18には、多数のダイ38が固定されている。ダイ38は中空である。ダイ38は、パンチ30の直下に位置している。ダイ38の内径は、パンチ30の外径よりも若干大きい。
【0018】
図1に示されるように、シリンダー32にはピストン22が挿入されている。シリンダー32に対してピストン22がスライドすることで、昇降部14が昇降する。昇降のとき、スライダー26がガイド36と擦動する。この擦動により、昇降プレート24が水平を維持しつつ、昇降部14が昇降する。昇降により、パンチ30がゴムシート12に向けて前進及び後退する。シリンダー32及びピストン22は、移動手段を構成する。他の移動手段が設けられてもよい。他の移動手段としては、モーターが例示される。
【0019】
図2には、昇降部14が降下した状態のホーリング装置10が示されている。昇降部14の降下に伴い、パンチ30も降下する。降下により、ゴムシート12にはせん断力が加わる。パンチ30のさらなる降下により、パンチ30はゴムシート12を貫通してダイ38にまで至る。この貫通により、ゴムシート12が打ち抜かれる。打ち抜きにより、ゴムシート12には孔40が形成される。打ち抜きにより、ゴムシート12からカスが除かれる。昇降部14が上昇すると、パンチ30も上昇する。打ち抜きよって形成された孔40には、バリがほとんど生じない。従って、パンチ30が上昇しても孔40は消滅しない。バリがほとんど生じないので、ゴムシート12の表面は平滑である。パンチ30の上昇後、コンベアによってゴムシート12が間欠的に搬送され、孔40の穿設が繰り返される。ゴムシート12が連続的に搬送され、このゴムシート12の移動に同期して装置10が移動しつつ、穿設がなされてもよい。
【0020】
図3は、図1の装置10によって得られた第一ゴムシート12a及び第二ゴムシート12bが、多数のカーカスコード42と共に示された斜視図である。第一ゴムシート12a及び第二ゴムシート12bは、多数の孔40を備えている。第一ゴムシート12a及び第二ゴムシート12bは、いわゆるトッピングゴムである。多数のカーカスコード42は、同一方向に引き揃えられている。これらカーカスコード42が、第一ゴムシート12aと第二ゴムシート12bとによって挟まれる。第一ゴムシート12a、カーカスコード42及び第二ゴムシート12bは、加圧される。ゴムシート12a、12bはバリを有していないので、加圧によっても孔40は塞がれない。この加圧により、カーカスプライが得られる。
【0021】
図4は、図3のゴムシート12a、12bによって得られたカーカスプライ44が示された平面図である。この図4には、第一ゴムシート12aと多数のカーカスコード42とが示されている。第一ゴムシート12aは、前述の通り多数の孔40を備えている。いくつかの孔40は、平面視においてカーカスコード42と干渉している。図示されていないが、第二ゴムシート12bの孔40も、カーカスコード42と干渉している。
【0022】
このカーカスプライ44は、フォーマーへ供給される。フォーマーには、他のシート状ゴム部材も供給される。他のゴム部材としては、インナーライナー、サイドウォール用ゴムシート12、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート12等が挙げられる。フォーマーにおいてこれらのゴム部材がアッセンブリーされて、グリーンタイヤが得られる。アッセンブリーのとき、カーカスプライ44には、他のゴム部材が積層される。
【0023】
このグリーンタイヤが、加硫工程に供される。加硫工程では、グリーンタイヤがモールドに投入される。グリーンタイヤは、モールド及びブラダーで加圧され、かつ加熱される。加圧及び加熱により、ゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。加硫工程の初期段階において、第一ゴムシート12aと第二ゴムシート12bとの間に存在するエアーは、孔40を通じてグリーンタイヤから排出される。一部のエアーは、カーカスコード42を通じて移動し、このカーカスコード42と干渉する孔40を通じてグリーンタイヤから排出される。その後、ゴム組成物の流動により孔40は塞がれる。この製造方法では、エアーの残留は生じにくい。この製造方法で得られたタイヤでは、カーカスプライ44の表面は平滑である。
【0024】
孔40を備えていないカーカスプライに、ホーリング装置10によって孔が穿設されると、パンチ30によってカーカスコード42の損傷が生じる。上記製造方法では、カーカスコード42と積層される前の段階で第一ゴムシート12a及び第二ゴムシート12bに孔40が穿設されるので、カーカスコード42の損傷が生じない。
【0025】
第一ゴムシート12aの孔40の位置が、第二ゴムシート12bの孔40の位置と一致する必要はない。第一ゴムシート12aが孔40を備え、第二ゴムシート12bが孔40を備えなくてもよい。カーカスプライ44の全体に孔40が形成されてもよく、一部に孔40が形成されてもよい。ビード近傍の残留エアーは、コードに沿って延在し、コードとトッピングゴムとの密着を弱める。特に、スチールコードが用いられたラジアルタイヤにおいて、不十分な密着が生じやすい。カーカスプライ44のうちビードの近傍に位置する部分に孔40が形成されることが好ましい。
【0026】
エアーの残留の抑制の観点から、孔40の密度は1個/cm以上が好ましく、9個/cm以上がより好ましい。密度は、25個/cm以下が好ましい。
【0027】
図5は、図1の装置10の一部がゴムシート12と共に示された拡大断面図である。この図1には、パンチ30及びダイ38が示されている。このパンチ30は中実であり、円柱状である。図5において、矢印φで示されているのはパンチ30の直径であり、矢印Tで示されているのはゴムシート12の厚みである。ゴムシート12が打ち抜かれやすいとの観点から、厚みTに対する直径φの比率は30%以上が好ましく、40%以上がより好ましい。加硫工程において孔40が塞がれやすいとの観点から、この比率は100%以下が好ましく、80%以下がより好ましい。
【0028】
打ち抜きにより、カスが生じる。前述の通りダイ38は中空なので、ダイ38の空間を通してカスは除去されうる。ダイ38が吸引されてカスが除去されてもよい。パンチ30及びダイ38が加熱されることが好ましい。加熱により、打ち抜きのときのゴム組成物の延伸が抑制される。延伸が抑制されたゴムシート12は、容易に打ち抜かれうる。この観点から、パンチ30及びダイ38の温度は50℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましい。ゴム組成物の架橋反応の抑制の観点から、この温度は120℃以下が好ましい。
【0029】
パンチ30の材質としては、SKのような高炭素鋼、SKD11のような合金工具鋼、SKH51のような高速度工具鋼及びSKH40のような粉末高速度工具鋼が例示される。ダイ38の材質としては、SKのような高炭素鋼、SKD11のような合金工具鋼及びSKH51のような高速度工具鋼が例示される。
【0030】
図6は、図1のホーリング装置10で得られたインナーシート46がアウターシート48と共に示された断面図である。インナーシート46は、多数の孔40を備えている。この孔40は、図1に示されたパンチ30による打ち抜きによって形成されている。図6において矢印で示されるように、このインナーシート46はアウターシート48と積層される。この積層により、サイドウォール用シート50が形成される。インナーシート46はバリを有していないので、アウターシート48との積層によっても孔40は塞がれない。
【0031】
このサイドウォール用シート50は、フォーマーへ供給される。フォーマーには、他のシート状ゴム部材も供給される。フォーマーにおいてこれらのゴム部材がアッセンブリーされて、グリーンタイヤが得られる。
【0032】
このグリーンタイヤが、加硫工程に供される。加硫工程では、グリーンタイヤがモールドに投入される。グリーンタイヤは、モールド及びブラダーで加圧され、かつ加熱される。加圧及び加熱により、ゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。加硫工程の初期段階において、インナーシート46とアウターシート48との間に存在するエアーは、孔40を通じてグリーンタイヤから排出される。その後、ゴム組成物の流動により孔40は塞がれる。この製造方法では、エアーの残留は生じにくい。この製造方法で得られたタイヤでは、カーカスプライ44の表面は平滑である。
【0033】
エアーの残留の抑制の観点から、孔40の密度は1個/cm以上が好ましく、9個/cm以上がより好ましい。密度は、25個/cm以下が好ましい。
【0034】
図7(a)は本発明の他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ52及びベース54が示された正面図であり、図7(b)はその右側面図であり、図7(c)はその底面図であり、図7(d)は図7(c)のD−D線に沿った断面図である。このホーリング装置の、パンチ52及びベース54以外の構成は、図1に示されたホーリング装置10のそれと同等である。このパンチ52は、凹陥部56を備えている。この凹陥部56は、2つのスロープ58からなる。このパンチの下端60は、鋭角である。この下端60により、ゴムシートが確実に打ち抜かれる。凹陥部56の深さDeは、パンチ52の直径φの25%以上150%以下が好ましい。
【0035】
図8(a)は本発明のさらに他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ62及びベース64が示された正面図であり、図8(b)はその右側面図であり、図8(c)はその底面図であり、図8(d)は図8(c)のD−D線に沿った断面図である。このホーリング装置の、パンチ62及びベース64以外の構成は、図1に示されたホーリング装置10のそれと同等である。このパンチ62は、凹陥部66を備えている。この凹陥部66は、曲面からなる。このパンチの下端68は、鋭角である。この下端68により、ゴムシートが確実に打ち抜かれる。凹陥部66の曲率半径Rは、パンチ62の直径φの50%以上300%以下が好ましい。
【0036】
図9(a)は本発明のさらに他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ70及びベース72が示された正面図であり、図9(b)はその右側面図であり、図9(c)はその底面図であり、図9(d)は図9(c)のD−D線に沿った断面図である。このホーリング装置の、パンチ70及びベース72以外の構成は、図1に示されたホーリング装置10のそれと同等である。このパンチ70及びベース72は、中空である。パンチ70の下端74とゴムシートとの接触面積は、小さい。この下端74により、ゴムシートが確実に打ち抜かれる。
【0037】
図10(a)から(d)のそれぞれには、本発明の製造方法に使用されうる他のパンチ76、78、80、82が示されている。いずれのパンチも、ゴムシートの打ち抜きに適している。
【実施例】
【0038】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【0039】
[実験1]
[実施例1]
厚みが1mmであるトッピング用ゴムシートを用意した。このゴムシートに、図1及び2に示されたホーリング装置で多数の孔を穿設した。このホーリング装置のパンチは、図5に示された形状を有する。このパンチは、0.8mmの直径φを有する。孔の密度は、9個/cmである。このゴムシート2枚で多数のスチールコードを挟み込み、図3及び4に示されたカーカスプライを得た。このカーカスプライを、フォーマーに供給した。このフォーマーにおいて、カーカスプライ、インナーライナー、サイドウォール用ゴムシート、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート等からなるグリーンタイヤを成形した。このグリーンタイヤをモールドで加圧及び加熱し、トラック用のラジアルタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「11R22.5」である。
【0040】
[実施例3及び4]
孔の密度を下記の表1に示される通りとした他は実施例1と同様にして、ラジアルタイヤを得た。
【0041】
[実施例2及び5]
下記の表1に示される直径を有するパンチを用いた他は実施例1と同様にして、ラジアルタイヤを得た。
【0042】
[実施例6から8]
下記の表1に示されるタイプのパンチを用いた他は実施例1と同様にして、ラジアルタイヤを得た。
【0043】
[比較例1]
パンチに代えて、図11に示された針を用いた他は実施例1と同様にして、ラジアルタイヤを得た。
【0044】
[比較例2]
孔を穿設しなかった他は実施例1と同様にして、ラジアルタイヤを得た。
【0045】
[エアーの残留率の算出]
2000本のタイヤを目視で観察し、エアーの残留が見られるタイヤの比率を算出した。この結果が、下記の表1に示されている。
【0046】
【表1】


【0047】
表1に示されるように、実施例の製造方法ではエアーの残留率が小さい。
【0048】
[実験2]
[実施例9]
サイドウォール用インナーシートを用意した。このインナーシートに、図1及び2に示されたホーリング装置で多数の孔を穿設した。このホーリング装置のパンチは、図5に示された形状を有する。このパンチは、1mmの直径φを有する。孔の密度は、4個/cmである。このインナーシートにアウターシートを積層し、図6に示されたサイドウォール用シートを得た。このシートを、フォーマーに供給した。このフォーマーにおいて、このシート、カーカスプライ、インナーライナー、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート等からなるグリーンタイヤを成形した。このグリーンタイヤをモールドで加圧及び加熱し、トラック用のラジアルタイヤを得た。このタイヤのサイズは、「11R22.5」である。
【0049】
[実施例11及び12]
孔の密度を下記の表2に示される通りとした他は実施例9と同様にして、ラジアルタイヤを得た。
【0050】
[実施例10及び13]
下記の表2に示される直径を有するパンチを用いた他は実施例9と同様にして、ラジアルタイヤを得た。
【0051】
[実施例14から16]
下記の表2に示されるタイプのパンチを用いた他は実施例9と同様にして、ラジアルタイヤを得た。
【0052】
[比較例3]
パンチに代えて、図11に示された針を用いた他は実施例9と同様にして、ラジアルタイヤを得た。
【0053】
[比較例4]
孔を穿設しなかった他は実施例9と同様にして、ラジアルタイヤを得た。
【0054】
[エアーの残留率の算出]
2000本のタイヤを目視で観察し、エアーの残留が見られるタイヤの比率を算出した。この結果が、下記の表2に示されている。
【0055】
[サイドウォールの平滑性]
タイヤのサイドウォールを目視で観察し、表面の平滑性を評価した。平滑であるものを「A」とし、やや凹凸が見られるものを「B」とした。この結果が、下記の表2に示されている。
【0056】
【表2】


【0057】
表2に示されるように、実施例の製造方法では不良率が小さい。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明に係るホーリング装置により、種々のゴム部材に孔が穿設されうる。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係るホーリング装置がゴムシートと共に示された正面図である。
【図2】図2は、図1のホーリング装置がゴムシートと共に示された正面図である。
【図3】図3は、図1の装置によって得られた第一ゴムシート及び第二ゴムシートが、多数のカーカスコードと共に示された斜視図である。
【図4】図4は、図3のゴムシートによって得られたカーカスプライが示された平面図である。
【図5】図5は、図1の装置の一部がゴムシートと共に示された拡大断面図である。
【図6】図6は、図1の装置で得られたインナーシートがアウターシートと共に示された断面図である。
【図7】図7(a)は本発明の他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ及びベースが示された正面図であり、図7(b)はその右側面図であり、図7(c)はその底面図であり、図7(d)は図7(c)のD−D線に沿った断面図である。
【図8】図8(a)は本発明のさらに他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ及びベースが示された正面図であり、図8(b)はその右側面図であり、図8(c)はその底面図であり、図8(d)は図8(c)のD−D線に沿った断面図である。
【図9】図8(a)は本発明のさらに他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ及びベースが示された正面図であり、図8(b)はその右側面図であり、図8(c)はその底面図であり、図8(d)は図8(c)のD−D線に沿った断面図である。
【図10】図10は、本発明のさらに他の実施形態に係るホーリング装置のパンチ及びベースが示された断面図である。
【図11】図11は、従来のホーリング装置の一部がカーカスプライと共に示された正面図である。
【符号の説明】
【0060】
10、66・・・ホーリング装置
12・・・ゴムシート
12a・・・第一ゴムシート
12b・・・第二ゴムシート
14・・・昇降部
16・・・駆動部
18・・・テーブル
22・・・ピストン
30、52、62、70、76、78、80、82・・・パンチ
32・・・シリンダー
38・・・ダイ
40・・・孔
42・・・カーカスコード
44・・・カーカスプライ
46・・・インナーシート
48・・・アウターシート
50・・・サイドウォール用シート
【出願人】 【識別番号】000183233
【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社
【出願日】 平成18年7月5日(2006.7.5)
【代理人】 【識別番号】100107940
【弁理士】
【氏名又は名称】岡 憲吾

【識別番号】100120938
【弁理士】
【氏名又は名称】住友 教郎


【公開番号】 特開2008−12769(P2008−12769A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−185756(P2006−185756)