JP3764366B2

JP3764366B2 - タイヤの製造方法

Info

Publication number: JP3764366B2
Application number: JP2001306667A
Authority: JP
Inventors: 力夫三木
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2021-10-02
Also published as: JP2003112320A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱による予備加熱を利用することにより、加硫時間を短縮しうるタイヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの加硫方法としては、一般に、図６に示すように、成形金型ａと、その内面ａ１にタイヤ生カバーＴを押付けるブラダーｂとを具える加硫装置を用い、前記成形金型ａに内蔵するヒータｃおよびブラダーｂ内に充填される熱媒体（例えばスチーム等）から熱伝導するタイヤ表面からの熱によって加熱している。
【０００３】
しかしながら、ゴムは熱伝導率が低いため、熱がその中心部まで伝達するのに時間がかかり、特に厚肉の部位では、加硫時間が長くなるという問題がある。又中心部を最適加硫に仕上げようとすると、タイヤ表面部が過加硫になりがちであり好ましくない。
【０００４】
そのため本発明者は、特開平２０００−６１９６３号公報において、厚肉の部位であるトレッド部およびビード部を誘導加熱によって予備加熱し、本加硫における加硫時間を短縮することを提案している。
【０００５】
このものは、図７に略示する如く、導電線がビード底部とトレッド部とを通って螺旋に周回してなる加熱コイルｅを用い、その電磁誘導作用によって、トレッド部Ｔｔおよびビード部Ｔｂに埋設されるタイヤ補強部材（例えばブレーカコードおよびビードコア）を誘導加熱している。
【０００６】
このとき、トレッド部Ｔｔとビード部Ｔｂとでは、ゴム厚さや埋設するタイヤ補強部材のスチール量に差異があり、又この差異もタイヤの種類（サイズを含む）毎に相違する。従って、タイヤをより均一に加硫するためには、前記予備加熱において、トレッド部Ｔｔとビード部Ｔｂとの温度上昇を個別に制御することが必要となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そのために、前記公報のものでは、温度上昇が遅い側、例えばトレッド側のタイヤ表面に、シート状の温度調整用導電材を貼着し、誘導加熱の発熱量を増加させることによって、トレッド部Ｔｔとビード部Ｔｂとの上昇温度を制御している。
【０００８】
しかし、このような温度調整用の導電材では、温度制御の自由度が小さく、かつタイヤの種類に応じた温度制御を高精度で行うことが困難である。しかも、その貼着作業を不便とする他、予備加熱中の温度測定を妨げる要因にもなる。
【０００９】
そこで本発明は、ビード部加熱用のビード加熱コイルと、トレッド部加熱用のトレッド加熱コイルとを用い、夫々の発熱量を高周波電源装置によって個別に調整することを基本として、トレッド部およびビード部の夫々の温度上昇速度や設定温度を、広い自由度を有して精度良く制御することができ、タイヤの種類に応じて均一かつ迅速に予備加熱しうるとともに、本加硫における時短とタイヤ表面での過加硫の防止を達成しうるタイヤの製造方法の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、タイヤ生カバーのトレッド部とビード部とを本加硫に先行して予備加熱するタイヤの製造方法であって、
ビード部加熱用のビード加熱コイル、トレッド部加熱用のトレッド加熱コイル、及び前記ビード加熱コイルとトレッド加熱コイルとによる発熱を個別に調整しうる高周波電源装置とを具える誘導加熱装置により、トレッド部とビード部とを予備加熱したのちに金型加硫することを特徴としている。
【００１１】
又請求項２の発明では、前記ビード加熱コイルは、導電線をタイヤと略同心に周回した環状部を具え、かつ前記トレッド加熱コイルは、導電線を略渦巻き状に半径方向に径を異ならせて巻回されかつタイヤ周方向に並べて接続した複数の渦巻きコイル部を具えることを特徴としている。
【００１２】
又請求項３の発明では、前記ビード加熱コイルは、タイヤ生カバーの両側のビード部を加熱しかつ前記予備加熱装置の上下に配される上、下のビード加熱コイル部を含み、上のビード加熱コイル部は、その内径をタイヤ生カバーのトレッド部の直径よりも大とするとともに、下のビード加熱コイル部は、トレッド部の直径よりも小としたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明のタイヤの製造方法に用いる誘導加熱装置１を概念的に示す線図である。
【００１４】
図１において、誘導加熱装置１は、タイヤ生カバーＴのトレッド部Ｔｔとビード部Ｔｂとを、本加硫に先行して予備加熱する加熱装置であって、ビード部加熱用のビード加熱コイル２、トレッド部加熱用のトレッド加熱コイル３、及び前記ビード加熱コイル２とトレッド加熱コイル３とによる各発熱を個別に調整しうる高周波電源装置４とを具えている。
【００１５】
なお、前記タイヤ生カバーＴは、図５に示すように、トレッド部Ｔｔと、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部Ｔｓと、その内方端に位置しかつビードコア３０で補強されるビード部Ｔｂとを具え、又ビードコア３０、３０間には、カーカス３１が架け渡されるとともに、このカーカス３１の外側かつトレッド部Ｔｔの内方にはブレーカ３２が配される。
【００１６】
ここで、前記ビードコア３０としては、スチール製のビードワイヤを複数層に巻回したリング状体のものが使用される。又前記ブレーカ３２は、スチール製のブレーカコードをタイヤ周方向に対して例えば７０°以下の角度で配列した複数枚（自動二輪車用タイヤでは通常１，２枚、乗用車用タイヤでは通常２枚、重荷重用タイヤでは通常３，４枚）のプライから形成される。
【００１７】
従って、前記タイヤ生カバーＴは、厚さが大であり多くの加熱時間が必要なトレッド部Ｔｔ及びビード部Ｔｂに、夫々電磁誘導作用によって発熱しうるスチール製のタイヤ補強部材３３を、ブレーカコード及びビードワイヤとして埋設している。
【００１８】
このタイヤ生カバーＴは、図１に略示する如く、誘導加熱装置１に付設の支持手段６により、横置き状態でかつタイヤ軸芯廻りで回転可能に水平保持される。なお支持手段６は、本例では、下のビード部Ｔｂを受けるトレー状の受け台７と、この受け台７をタイヤ軸芯廻りで回転自在に枢支する支持台８とを具えるとともに、前記受け台７は、例えばプーリ、ベルトなどを用いた周知構成の伝達手段９を介して電動機Ｍで駆動される。
【００１９】
次に、前記誘導加熱装置１のビード加熱コイル２は、図２に示すように、タイヤ生カバーＴの上のビード部Ｔｂを加熱する上のビード加熱コイル部２Ｕ、及び下のビード部Ｔｂを加熱する下のビード加熱コイル部２Ｌを含み、各ビード加熱コイル部２Ｕ、２Ｌは、夫々導電線１０をタイヤと略同心に周回した環状部１１を具えて形成される。本例では、前記環状部１１として、導電線１０が２周巻きされたものを例示しているが、この周回数は特に規制されるものではなく、要求に応じて適宜設定できる。
【００２０】
又本例では、タイヤ生カバーＴのセットを容易とするため、前記上のビード加熱コイル部２Ｕにおける環状部１１Ｕの内径を、タイヤ生カバーＴのトレッド部Ｔｔの直径よりも大とするとともに、下のビード加熱コイル部２Ｌにおける環状部１１Ｌの内径を、前記トレッド部Ｔｔの直径よりも小に設定している。これによって、タイヤ生カバーＴを上方から吊り下げ、上の環状部１１Ｕを通って受け台７にセットすることができる。
【００２１】
又前記トレッド加熱コイル３は、複数の渦巻きコイル部１２を、タイヤ周方向に並べて接続してなり、又各渦巻きコイル部１２は、導電線１３を略渦巻き状に半径方向に径を異ならせて巻回することによって形成している。
【００２２】
なお渦巻きコイル部１２としては、図３に平面に展開して示すように、矩形な渦巻き状に形成することが、各渦巻きコイル部１２を周方向に均一に配置する上で好ましいが、円形な渦巻き状とすることもできる。又渦巻きコイル部１２は、渦巻きの半径方向内端と、隣り合う渦巻きコイル部１２の渦巻きの半径方向外端とが継ぎ部１４を介して電気的に接続される。この渦巻きコイル部１２の巻回数も特に規制されるものではなく、要求に応じて適宜設定できる。
【００２３】
ここで、前記ビード加熱コイル２は、図４に示す如く、環状部１１Ｕ、１１Ｌ間を、その環状の内側を通ってタイヤ軸芯方向にのびる磁界ＧＡを発生せしめ、ビードコア３０を誘電加熱する。又トレッド加熱コイル３は、トレッド面と略直角にトレッド部Ｔｔを貫通してのびる磁界ＧＢを発生せしめ、ブレーカ３２を誘電加熱する。
【００２４】
なお前記支持手段６の受け台７及び支持台８は、前記磁界ＧＡ、ＧＢによって発熱しないように、非金属材で形成することが必要であり、又前記電動機Ｍは、前記環状部１１Ｕ、１１Ｌ及び渦巻きコイル部１２の少なくともタイヤ半径方向外方に設置し、前記磁界ＧＡ、ＧＢからの影響をできるだけ排除することが望ましい。
【００２５】
次に、高周波電源装置４は、前記ビード加熱コイル２に接続される第１の電源部４Ａと、トレッド加熱コイル３に接続される第２の電源部４Ａとから形成されてなり、第１の電源部４Ａは、上下のビード加熱コイル部２Ｕ、２Ｌを直列に接続する。又第１、第２の電源部４Ａ、４Ｂは、その高周波電流の出力及び周波数を個別に調整でき、これによって、ビード加熱コイル２及びトレッド加熱コイル３による発熱を個別に調整しうる。なお、誘導加熱に用いられる高周波電流の周波数は、通常、５０Ｈｚ〜１ＭＨｚの範囲であるが、周波数が高いと所謂表皮効果が大きく温度ムラとなる傾向が強く、従って、好ましくは１ＫＨｚ〜５００ＫＨｚの範囲、さらに好ましくは、１０〜４０ＫＨｚの低周波数域で使用するのが望ましい。
【００２６】
又本例では、図１に示す如く、誘導加熱装置１に、トレッド部Ｔｔ及びビード部Ｔｂの各表面温度を夫々非接触で測定する例えば赤外線温度センサー等の温度センサー１５Ａ、１５Ｂと、この温度センサー１５Ａ、１５Ｂの測定データによって、前記高周波電源装置４の出力制御（オン／オフを含む）を行う制御手段１６とを設けた場合を例示している。
【００２７】
次に、前記誘導加熱装置１を用いたタイヤの製造方法を説明する。この製造方法は、本加硫に先行してトレッド部Ｔｔとビード部Ｔｂとを誘導加熱によって予備加熱する予備加熱工程を含み、この予備加熱工程では、まずタイヤ生カバーＴを上方から吊り下げて受け台７上にセットする。
【００２８】
しかる後、電動機Ｍによってタイヤ生カバーＴをタイヤ軸芯廻りで回転させるとともに、高周波電源装置４を作動し、前記ビード加熱コイル２及びトレッド加熱コイル３によって生じる磁界ＧＡ、ＧＢにより、タイヤ補強部材３３を誘導加熱（自己発熱）せしめ、厚肉のトレッド部Ｔｔ及びビード部Ｔｂをその内部から有効に加熱する。
【００２９】
このとき、タイヤ生カバーＴの前記回転によって、タイヤ周方向の温度ムラが抑制され、温度分布をより均一化することができる。
【００３０】
又トレッド部Ｔｔ及びビード部Ｔｂを所望の設定温度まで、できるだけ同じ時間内で昇温させる、即ちできるだけ効率良く昇温させるために、前記ビード加熱コイルおよびトレッド加熱コイルによる発熱を個別に調整する。なお通常は、トレッド部Ｔｔ及びビード部Ｔｂの設定温度は同じであるが、以後の本加硫を考慮し、タイヤの種類（サイズを含む）に応じて、トレッド部Ｔｔの設定温度を、ビード部Ｔｂの設定温度よりも、例えば１０度程度高く設定することもできる。
【００３１】
なお本例では、温度センサー１５Ａ、１５Ｂによってトレッド部Ｔｔ及びビード部Ｔｂの各表面温度を常時測定し、夫々の温度上昇速度に応じて第１、第２の電源部４Ａ、４Ｂの出力を制御している。又夫々設定温度に到達した場合には、出力を保温用の低出力に切り替え、本加硫用の加硫装置の準備が整うまで設定温度の維持が図られる。
【００３２】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３３】
【実施例】
図５に示すタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用のタイヤ生カバーを試作し、図１〜４に示す誘導加熱装置を用い、以下の条件で予備加熱を行った。
・高周波電源装置の周波数：２０〜３０ＫＨｚ
・設定温度（トレッド部／上下のビード部）：８０゜Ｃ／８０゜Ｃ
【００３４】
加熱時間約３００秒で、トレッド部及び上下のビード部を、夫々８０゜Ｃの設定温度に、略同時にかつ周方向に均一に加熱することができた。
【００３５】
これを、従来の加硫装置型による本加熱によって加硫したところ、標準加硫時間が従来１０分であったものが、７５秒の短縮を達成することができた。
【００３６】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、ビード部加熱用のビード加熱コイルと、トレッド部加熱用のトレッド加熱コイルとを用い、夫々の発熱量を高周波電源装置によって個別に調整しているため、トレッド部およびビード部の夫々の温度上昇速度や設定温度を、広い自由度を有して精度良く制御することができ、タイヤの種類に応じて均一かつ迅速に予備加熱しうる。又本加硫における時短とタイヤ表面での過加硫の防止を達成しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤの製造方法に使用する誘導加熱装置の一実施例を概念的に示す断面図である。
【図２】そのビード加熱コイル及びトレッド加熱コイルを示す斜視図である。
【図３】トレッド加熱コイルの渦巻きコイル部を展開して示す線図である。
【図４】ビード加熱コイル及びトレッド加熱コイルによる磁界を示す略図である。
【図５】本発明に好適に用いられるタイヤ生カバーの一例を示す断面図である。
【図６】従来の加硫装置を説明する断面図である。
【図７】従来の予備加熱用の誘導加熱装置を示す略図である。
【符号の説明】
１誘導加熱装置
２ビード加熱コイル
２Ｕ、２Ｌビード加熱コイル部
３トレッド加熱コイル
４高周波電源装置
１０、１３導電線
１１環状部
１２渦巻きコイル部
Ｔタイヤ生カバー
Ｔｔトレッド部
Ｔｂビード部

Claims

タイヤ生カバーのトレッド部とビード部とを本加硫に先行して予備加熱するタイヤの製造方法であって、ビード部加熱用のビード加熱コイル、トレッド部加熱用のトレッド加熱コイル、及び前記ビード加熱コイルとトレッド加熱コイルとによる発熱を個別に調整しうる高周波電源装置とを具える誘導加熱装置により、トレッド部とビード部とを予備加熱したのちに金型加硫することを特徴とするタイヤの製造方法。
前記ビード加熱コイルは、導電線をタイヤと略同心に周回した環状部を具え、かつ前記トレッド加熱コイルは、導電線を略渦巻き状に半径方向に径を異ならせて巻回されかつタイヤ周方向に並べて接続した複数の渦巻きコイル部を具えることを特徴とする請求項１記載のタイヤの製造方法。
前記ビード加熱コイルは、タイヤ生カバーの両側のビード部を加熱しかつ前記予備加熱装置の上下に配される上、下のビード加熱コイル部を含み、上のビード加熱コイル部は、その内径をタイヤ生カバーのトレッド部の直径よりも大とするとともに、下のビード加熱コイル部は、トレッド部の直径よりも小としたことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤの製造方法。