JP5695582B2 - 未加硫トレッドに非貫通状態の溝を形成する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明の技術分野は、タイヤの製造の技術分野、特にトレッドストリップの製造の技術分野である。

公知のように、タイヤトレッドストリップは、種々の性状の表面へのタイヤの路面保持具合を向上させることを目的としてこれらの半径方向外面上に彫刻パターン又はトレッドパターンを有している。一般に、トレッドパターンは、周方向に差し向けられた溝、横方向溝及び切れ目を含むトレッドパターンのブロックを有している。これら切れ目の種々の目的のうちの１つは、タイヤに濡れた路面に対する良好なグリップを提供することにある。

アレイ状に配置された切れ目は、対応のアレイ状に配置されたサイプ形成ブレードを硬化モールド内に配置することによって得られる。これら切れ目は、所与の深さのものであって、外部又は開口切れ目と呼ばれており、これら切れ目は、成形作業中に作られてトレッドストリップの半径方向外面からトレッドストリップの内部に向かって半径方向に延びる。

しかしながら、外部切れ目の有効性は、タイヤトレッドブロックが摩耗状態になるとこれら外部切れ目の深さの相対的減少により低下することが分かっている。

さらに、トレッドストリップの半径方向内面から所与の高さにわたって半径方向に延び、ゴムのブロックと整列して配置される切れ目を形成することが提案された。これら内部切れ目の高さは、タイヤが摩耗していないとき、これら内部の又は非貫通状態の切れ目がトレッドストリップの半径方向外面に通じることがないよう定められている。ブロックが或る特定の摩耗レベルに達すると、外部切れ目は、トレッドストリップが完全に摩耗する時点まで、タイヤに追加のグリップを与えるためにトレッドストリップの表面のところに現れる。

一例を挙げると、欧州特許第３３５６９４号明細書は、トレッドストリップの内面から半径方向に作られた内部切れ目を有するトレッドストリップを記載している。

これら内部切れ目の形成の仕方については数多くの特許文献の開示が存在する。

日本国特開平１１‐１４７４０３号公報は、トレッドストリップの耐摩耗性よりも劣っている耐摩耗性を有し、部分的摩耗に続き、トレッドストリップの半径方向外面上に開口する材料で作られたインサートの使用を提案している。

日本国特開平０４‐１１３９０５号公報は、内部切れ目をあらかじめ硬化されたトレッドストリップ中に形成する技術を提案している。このように改造されたトレッドストリップを一般に更生（リトレッド）作業に続き、タイヤの半径方向外面に被着される。

独国特許出願公開第１０２００６０３６５０９号明細書は、内部切れ目を未加硫トレッドストリップ中に形成する方法を記載している。非粘着性材料を切れ目中に導入して切れ目が加硫作業中に閉じるのを阻止する。

欧州特許第３３５６９４号明細書 日本国特開平１１‐１４７４０３号公報 日本国特開平０４‐１１３９０５号公報 独国特許出願公開第１０２００６０３６５０９号明細書

内部切れ目を未加硫トレッドストリップに形成し、次にこのトレッドストリップを最終のタイヤ成型段階中に生タイヤに張り付けるときに生じる課題は、次の２つである。即ち、第１の課題は、上記記載内容から理解できるように、切れ目の面がタイヤ加硫中に互いに溶着するように戻るのを阻止できるかどうかという課題である。第２の課題は、内部切れ目がトレッドパターンのブロックと整列して位置するように内部切れ目を位置決めできるかどうかという課題である。というのは、内部切れ目が周方向又は横方向溝の底部中に開口するのを回避する措置が講じられるからである。

本発明の目的は、これら両方の課題の解決手段を提供することにある。

本発明によれば、非貫通状態の半径方向切れ目がトレッドパターンを形成するゴムのブロックに設けられたトレッドストリップを有するタイヤの製造方法は、生タイヤを覆うようになった未加硫トレッドストリップに切れ目を入れるステップを有する。

この方法の特徴によれば、トレッドストリップの構成材料の加硫温度よりも高い温度まで加熱された１枚又は２枚以上のブレードが、ブレードがブレード（２２）と接触状態にある切れ目の壁を表面的に加硫するのに十分な期間の間、トレッドストリップの半径方向内面を穿通しているようにし、それにより、ブレードを切れ目からいったん引っ込めても、半径方向内面が互いにくっつくよう戻るのを阻止する。

ブレードの温度及びブレードが切れ目を穿通している時間を適切に調節することにより、内部切れ目の各々の２つの面がこれら面を互いにくっつくように戻るのを阻止する表面的な又は見掛け上の加硫を受けるようにすることが可能である。

したがって、トレッドストリップの加硫及び成形ステップ中、トレッドパターンのブロックと整列して位置決めされる切れ目が、再び互いに溶着するように戻ることのない面を有し、溝又は外部切れ目と整列して位置決めされた切れ目が見えなくなることが判明した。

この現象は、外部切れ目を作るようになった溝又はサイプと整列して位置決めされたトレッドストリップの領域が、この材料が成形段階中に相当な移動量を生じる領域であるということの結果である。これにより、切れ目の面は、位置ずれ状態になり、その結果、加硫中、ゴム結合部の形が変えられる。

これとは対照的に、トレッドブロックと整列して位置決めされた切れ目は、かかる問題を生じず、このことは、加硫されない面を備え、トレッドストリップの根元部から、タイヤの半径方向外面と面一をなすことなく、この半径方向外面に向かって半径方向に延びる内部切れ目を有するタイヤを製作することができるということを意味している。

注目されるように、加熱ブレードの温度及びこれら加熱ブレードがトレッドストリップを穿通している時間の選択は、上述の現象を明らかにするうえで決定的に重要である。具体的には、切れ目の面の予備加硫は、切れ目のこれら面から見て遠くに位置した材料の層に悪影響を及ぼさないで本質的に表面的又は見掛け上であることが必要である。

本発明の別の目的は、本発明の方法を実施するのに適した装置を提案することにある。

連続するストリップに切れ目を形成する装置は、広く知られており、一般に、トレッドストリップの半径方向外面を支持するようになった第１の表面を備えた第１の手段と、トレッドストリップの半径方向内面に接触するようになっていて、第１の表面に対向して位置決めされると共にトレッドストリップを穿通するようになったアレイ状のブレードが設けられている第２の表面を備えた第２の手段とを有する。第１の表面と第２の表面は、装置が作動状態にあるときにブレードがトレッドストリップの半径方向内面を穿通するよう協調することができる。

公知のように、これら装置は、ブレードがトレッドストリップを形成するゴム状材料中へのこれらブレードの穿通状態を向上させるように加熱することができる手段を有する。これら手段は、一般に、ブレードのベースと接触状態に置かれる抵抗電気素子で形成される。

しかしながら、加熱装置がトレッドストリップの他の部分を望ましくない仕方で乱すのを回避するための措置が講じられるべきである。特に、トレッドストリップの根元部と接触状態にある第２の表面が根元部を加硫状態にしがちな温度まで昇温されないようにする措置が講じられるべきである。注目されるように、伝統的な手段は、第２の表面を過度の温度まで昇温させるという作用効果をも発揮する。

本発明の目的は、この第２の課題の解決手段を提供することにある。

この目的のため、本発明に従って切れ目を形成する装置は、強磁性を備えた材料で作られたブレード及び切れ目を穿通しているブレードにのみ作用効果を及ぼす誘導装置を有する。

その結果、熱エネルギーの投与は、インダクタの精度及び更にインダクタの冷却の影響の及ぶ範囲の外側に位置したブレードの精度を調節することによって正確に制御できる。

第２の手段の構成材料、例えば強磁性である材料及び熱の不良導体の適切な選択により、第２の表面の温度の上昇を回避することができる。

更に、第２の表面が円筒形のものである場合、第２の表面の周囲の一部分のみがトレッドストリップの根元部と接触状態にある。この場合に必要なことは、トレッドストリップを穿通しているブレードだけが所定温度まで昇温されるようにこの部分のみに作用するインダクタを設計することだけである。周囲の残りの部分に位置したブレードは、もはやインダクタの作用を受けず、従って、冷えることができる。

本発明の好ましい実施形態としての装置を示す略図である。

以下の説明は、本発明の好ましい実施形態及び図１に関する。しかしながら、以下の説明で理解されるように、実施形態の多くの均等範囲の形態も又、上述したような本発明の一般的原理を具体化することができる。

図１に示された本発明の装置は、軸線ＸＸ′を中心として回転する全体として円筒形の形をした第１の手段１を有する。

第２の手段２も又、その軸線ＹＹ′を中心として回転する筒体で形成されている。

筒体の各々の半径方向外面は、それぞれ、第１の表面１１及び第２の表面２１を形成している。第２の表面２１は、実質的に半径方向に延びるアレイ状に配置されたブレード２２を有している。筒体１及び筒体２の周速度は、互いに同一であり且つ互いに逆方向である。第１の表面と第２の表面は、装置が作動しているとき、トレッドストリップ３を挿通させるニップ４を形成している。

本発明のこの好ましい実施形態では、加熱手段２３は、筒体２の周囲の一部分と整列して位置決めされると共にニップ４の下流側に配置された１組の誘導コイルで形成されている。ブレードは、強磁性材料で作られている。これとは対照的に、筒体２の本体及び第２の表面２１を構成する材料は、強磁性を備えておらず、好ましくは、熱の不良導体である。

トレッドストリップの半径方向外面３１は、ニップ４のところでは、第１の表面１１と接触状態にあり、トレッドストリップの半径方向内面３２は、ニップ４のところでは、第２の表面２１と接触状態にある。このことは、ブレード２２がトレッドストリップ３の半径方向内面３２を穿通することを意味する。

トレッドストリップをニップ４の下流側で筒体２の周囲の一部にわたって第２の表面２１と接触状態に保つための手立てが取られる。これを行うため、トレッドストリップを本発明の装置の上流側に案内したり下流側に案内したりする手段としての案内バー（図示せず）が設けられている。

筒体２の周速度及びブレード２２をトレッドストリップ内に埋め込み状態に保つ周囲の部分の長さを調節することにより、ブレード２２とこれらブレードと直接的な接触状態にある切れ目３３の面との接触時間が定められる。

ブレード２２は、トレッドストリップ３の構成材料の加硫温度よりも高く且つ実質的に１７０℃〜２５０℃の温度まで昇温される。ブレード温度が低すぎると、その結果として、接触時間が長くなる。これとは逆に、温度が高すぎると、材料が破壊されると共にこれらブレードと接触状態にある切れ目の面の加硫段階が促進されることになり、かかる加硫段階の促進は、上述したように、トレッドストリップに溝及び外部切れ目をそれぞれ成形するようになったリブ及びサイプ形成ブレードと整列状態にあるコンパウンドの再構成にとって有害である。

実験により、乗用車向きのトレッドストリップの場合、直径が１．５ｍであり、３ｍ／分の周速度で回転し、２２０℃の温度まで昇温されるブレードを備えたローラ２を形成する第２の手段を有する装置について良好な結果が得られた。この構成では、トレッドストリップを円筒形ローラ２の周囲の半分にわたって巻くと、ブレードは、３０秒のオーダの時間の間、切れ目の面と接触した状態のままである。

ブレードの温度を１８０℃に減少させると、ローラ２の周速度を０．４ｍ／分に減少させることが必要である。この場合、ブレードは、３分の時間の間、切れ目の面と接触した状態を保つ。

実際には、ブレードの穿通時間は、０．３分〜５分であり、温度が高ければ高いほど、この時間は、それだけ一層短くなる。

上述した本発明の実施形態は、本質的に同一の結果を生じさせる非常に多くの仕方で変形可能である。

かくして、第２の手段は、２つのローラ相互間に延びるコンベヤベルトの形態を採用することができる。この実施形態では、第１の手段は、上述した円筒形ローラの形態を取っても良く、或いは、第２の手段を形成するコンベヤベルトに向いたコンベヤベルトの形態を取っても良い。

多くのインダクタを必要とする実施形態の別の形態では、アレイ状のブレードを有する固定された第２の表面上にトレッドストリップの一部分を配置する。これらブレードは、第１の手段、例えばローラを用いてトレッドストリップの半径方向内面に埋め込まれる。

Claims (11)

1. 非貫通状態の半径方向切れ目がトレッドパターンを形成するゴムのブロックに設けられたトレッドストリップを有するタイヤの製造方法であって、生タイヤを覆うようになった未加硫トレッドストリップ（３）に前記切れ目（３３）を入れるステップを有する方法において、
   前記トレッドストリップ（３）の構成材料の加硫温度よりも高い温度まで加熱された１枚又は２枚以上の加熱ブレード（２２）が、前記加熱ブレード（２２）が前記加熱ブレード（２２）と接触状態にある前記切れ目の壁を表面的に加硫するのに十分な期間の間、前記トレッドストリップ（３）の半径方向内面（３２）を穿通しているようにし、それにより、前記加熱ブレードを前記切れ目からいったん引っ込めても、前記半径方向内面が互いにくっつくよう戻るのを阻止し、
   前記加熱ブレード（２２）の温度は、１７０℃〜２５０℃であり、
   前記加熱ブレードが前記未加硫トレッドストリップを穿通している時間は、０．３分〜５分である、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記加熱ブレード（２２）は、前記未加硫トレッドストリップ（３）を実質的に半径方向に穿通するよう構成されている、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記加熱ブレード（２２）は、前記未加硫トレッドストリップの全厚寸法よりも小さい深さ寸法にわたって前記トレッドストリップ（３）を穿通する、
   請求項１記載の方法。
4. 前記生タイヤは、硬化プレスで加硫される、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 未加硫トレッドストリップに内部切れ目（３３）を形成する装置であって、前記トレッドストリップ（３）の半径方向外面（３１）を支持するようになった第１の表面（１１）を備えた第１の手段（１）と、前記トレッドストリップ（３）の半径方向内面（３２）に接触するようになっていて、前記第１の表面（１１）に対向して位置決めされると共に前記トレッドストリップ（３）を穿通するようになったアレイ状のブレード（２２）が設けられている第２の表面（２１）を備えた第２の手段（２）とを有し、前記第１の表面（１１）と前記第２の表面（２１）は、前記装置が作動状態にあるときに前記ブレード（２２）が前記トレッドストリップの前記半径方向内面（３２）を穿通するよう協調することができる装置において、
   前記ブレード（２２）は、強磁性を有する材料で作られていて、誘導装置（２３）によって前記トレッドストリップの材料の加硫温度よりも高い温度まで昇温され、
   前記第２の手段（２）の第２の表面は、熱の不良導体である材料で作られている、
   ことを特徴とする装置。
6. 前記ブレード（２２）は、前記第２の表面（２１）に実質的に垂直に配置されている、
   請求項５記載の装置。
7. 前記ブレード（２２）は、熱伝導率の高い材料で作られている、
   請求項５又は６記載の装置。
8. 前記第２の手段（２）の前記第２の表面（２１）は、非磁性の材料で作られている、
   請求項５ないし７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記第１の手段（１）及び前記第２の手段（２）は、互いに平行な軸線を備えた円筒形ローラで形成され、前記トレッドストリップ（３）は、前記ローラ相互間を通る、
   請求項５記載の装置。
10. 前記誘導装置は、前記第２の手段を形成する前記円筒形ローラの周囲の一部に設けられている、
    請求項９記載の装置。
11. 前記トレッドストリップ（３）が前記第２の手段を形成する前記円筒形ローラ（２）の前記周囲の所与の一部にわたり、前記第２の手段（２）を形成する前記円筒形ローラ（２）の前記第２の表面（２１）と接触状態のままであるようにすることができるようにする手段が設けられている、
    請求項１０記載の装置。

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