JP2007160833A - 円環状中空体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量な円環状中空体を、少ない成型工程および工数をもって安価に成型することができ、また、円環状中空体の成型工数から、それの加硫の終了に到るまでの間の、円環状中空体の、相互に対向する内表面となる部分の意図しない接着等を十分に防止することができる円環状中空体の製造方法を提供する。
【解決手段】一枚の未加硫ゴムシート２のそれぞれの端部分２ａ，２ｂを相互に重ね合わせて密着させて円筒状部材３とした後、この円筒状部材３の外表面上に離型フィルム８を貼付け、次いで、円筒状部材２の軸線方向の両端部分を円筒状部材の外周側へ折返し、この折返し姿勢で円筒状部材２の両端部をオーバラップ接合させて円環状中空体９を成型する。
【選択図】図１

Description

この発明は、たとえば、安全タイヤ用空気のうの内圧保持部材、タイヤチューブ等として用いることができる未加硫の円環状中空体の製造方法、なかでも成型方法に関するものであり、とくには、加硫成形工程に到るまでの間に、その円環状中空体の内表面どうしが意図しない接着、接合等をするのを有効に防止する技術を提案するものである。

たとえば安全タイヤ用の空気のうは、図７に子午線方向の断面を概念的に例示するように、ゴムを主体とする円環状中空体からなる内圧保持部材１１１の周りに、たとえば不繊布からなる補強層１１２を積層するとともに、この補強層１１２の外周側領域に、これも不織布にて形成することができる内圧支持用の補強層１１３を配設し、一方、その補強層１１２の内周側領域には、空気のうの、ホイールリムへの着座を確実なものとする、タイヤのビードコアに対応する一対の環状補強部材１１４を、内圧保持部材１１1の中心軸線方向への相互の離隔状態でそれぞれ配設し、さらに、外周側領域の補強層１１３をアウターシート１１５により、そして残部をゴム外皮１１６によってそれぞれカバーするとともに、内圧保持部材１１１に、内圧給排用のバルブ１１７を取付けることによって構成することができ、このような空気のうの内圧保持部材１１１は、従来のタイヤチューブと同様にして成型した円環状中空体を加硫することによって形成することとしていた。

しかるに、従来のタイヤチューブと同様にして成型した円環状中空体を用いて内圧保持部材１１１を形成する場合には、円環状中空体の成型に要する工程および工数がともに多くなって、内圧保持部材１１１のコストの増加が否めず、また、内圧保持部材それ自体の重量も必然的に大きくなるという問題があった。

そこで、これらの問題点を解決するべく、予め圧延形成された薄肉の未加硫ゴムシートを円環状中空体に成型することで、成型に要する工程および工数を低減させて、内圧保持部材のコストおよび重量を低減させることが提案されるに到っている。

この提案方法は、たとえば、図８（ａ）に示すように、一定厚みの未加硫のゴムシート１２１の長さ方向のそれぞれの端縁を、それの延在方向Ｘと直交する幅方向Ｙに対して所定の角度θをなす、相互に平行な傾斜端縁１２１ａとし、全体としてほぼ平行四辺形状をなすこのゴムシート１２１を、図８（ｂ）に示すように、成型ドラム１２２の周りに一回巻き回した状態で、ゴムシート１２１の両端部を相互に重ね合わせて密着させることで円筒状部材１２３を形成し、次いで、この円筒状部材１２３の軸線方向の両端部分を、通常は成型ドラム１２２上で、図８（ｃ）に示すように、外周側に向けてそれぞれ折返して、それらの両端部分の相互の重なり端部を、オーバラップ接合させることで、気密構造の未加硫の円環状中空体１２４を成型するとするものであり、このように成型してなる円環状中空体１２４は、図８（ｄ）に示すように、成型ドラム１２２から抜き出して、加硫成形を施した後、または加硫を施すことなく、先に述べたような構造の空気のうの成型に供することができる。

しかるに、このような提案技術にあっては、成型された円環状中空体１２４で相互に対向して位置するそれぞれの内表面が、その円環状中空体に対する加硫の終了に到るまでの間に不測の接着等を生じるおそれが高いので、円環状中空体１２４を、一枚の未加硫ゴムシート１２１をもって成型する場合には、それの内表面の不測の接着等を十分に防止するべく、形成された円筒状部材１２３の外表面上の所定の範囲内に離型材その他を接合等させて配設した状態で、その円環状中空体１２４を成型することが必要になる。

これがため、この発明は、軽量な円環状中空体を、少ない成型工程および工数をもって安価に成型することができ、また、円環状中空体の成型工数から、それの加硫の終了に到るまでの間の、円環状中空体の、相互に対向する内表面となる部分の意図しない接着等を十分に防止することができる円環状中空体の製造方法を提供する。

この発明に係る円環状中空体の製造方法は、一枚の未加硫ゴムシートのそれぞれの端部分を相互に重ね合わせて密着させて円筒状部材とした後、この円筒状部材の外表面上に、たとえば、ポリエステル，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリウレタン，ポリブタジエン，ポリ塩化ビニリデン等のプラスチックフィルムからなる離型フィルムを、好ましくは全周にわたって貼付けて離型層を形成し、次いで、円筒状部材の軸線方向の両端部分をその円筒状部材の外周側へ折返し、この折返し姿勢で円筒状部材の相互の重なり端部をオーバラップ接合させて円環状中空体を成型するにある。

ここにおける円筒状部材の形成に当っては、未加硫ゴムシートの、相互に密着されるそれぞれの端部分を、先端に向けて、傾斜面状、曲面状、ステップ状等に次第に薄肉とすることが好ましい。

また、未加硫ゴムシートのそれぞれの端部分の相互の密着は、重ね合わせ端部分の加熱および加圧によって実現することが好ましい。

ここで好ましくは、未加硫ゴムシートを、成型ドラム上で円筒状部材に形成するとともに、その成型ドラム上で円筒状部材の外表面上に離型フィルムを貼付ける。

ところで、円筒状部材の外表面上への離型フィルムの貼付けは、円筒状部材の形成の後、それの外表面上の、少なくとも、前記オーバラップ接合時に外周側に重なることになる端部表面を除いた領域に対して行うことが好ましく、また好ましくは、円環状中空体の子午線断面内で内周側もしくは外周側の半部となる領域の全体、より好適には、半部を幾分超える領域の全体にわたって離型フィルムを貼付ける。

なおここで巻取り原反、サービサ等から供給された離型フィルムの、円筒状部材の外表面上への貼付けの開始に当っては、離型フィルムの先端部を、それの吸着保持下で、円筒状部材の外表面の所定位置に圧着させること、または、その離型フィルムの先端部を、それを載置搬送するコンベアの、円筒状部材側への進出変位によって、円筒状部材の外表面の所定位置に圧着させることが好ましい。

この発明に係る円環状中空体の製造方法では、離型フィルムを、円筒状部材の外表面上に、好ましくはその全周にわたって貼付けて離型層を形成することで、その円筒状部材を円環状中空体に成型する工程および、成型された円環状中空体の加硫が終了するまでの間のいずれにおいても、円環状中空体等の対向して位置する内表面の相互の接着等を、その離型層の作用下で効果的に防止することができる。
しかもここでは、一枚の、薄肉の未加硫ゴムシートをもって円環状中空体を成型することで、成型工程数および成型工数をともに有効に低減させて、その円環状中空体、ひいては、内圧保持部材のコストを有利に抑制し、併せて、内圧保持部材の重量をもまた有効に低減させることができる。

また、ここでの離型フィルムの貼付けは、円筒状部材それ自体の重ね合わせ密着域の外表面に対しても十分に行うことができるので、成型された円環状中空体において、その重ね合わせ密着域が、半径方向の内外に対向して位置する個所でもまた、対向する両者が相互に接着等することのおそれを十分に取り除くことができる。

なおここで、未加硫ゴムシートの、相互に密着されるそれぞれの端部分を先端に向けて次第に薄肉としたときは、形成される円筒状部材の重ね合わせ密着域から物理的なそして剛性上の段差を取り除くことができ、結果として、成型された円環状中空体の各種の物性を、円筒状部材のオーバラップ接合域を除いて、それの赤道線方向および子午線方向のそれぞれの方向に十分均等なものとすることができる。
加えてこの場合は、円筒状部材に対する、離型フィルムの巻付け始端位置のいかんにかかわらず、その離型フィルムの、円筒状部材の全周にわたる適正なる貼付けを、簡単に、かつ容易に行うことができる。

ところで、未加硫ゴムシートのそれぞれの端部分を、加熱および加圧によって相互に密着させて円筒状部材を形成する場合には、加圧力のみにて密着させる場合に比して、密着度および接合強度のそれぞれをともに大きく向上させることができる。

またここで、円筒状部材を成型ドラム上で形成し、また、その成型ドラム上で円筒状部材に離型フィルムを貼付けるときは、剛性部材としての成型ドラムの支持下で、円筒状部材を高い精度で形成するとともに、未加硫ゴムシートの端部分の重ね合わせ密着域に、十分な気密性を簡易に付与することができ、また、離型フィルムの、所期した通りの貼付けを、円筒状部材の変形等なしに、確実に、かつ容易に行うことができる。

このような方法において、円筒状部材の形成の後、それの外表面上の、少なくとも、円筒状部材の両端部分のオーバラップ接合時に外周側に重なることになる端部表面を除いた領域内に離型フィルムを貼付けることによって、そのオーバラップ接合域への離型層の介在を積極的に防止した場合には、常にすぐれた気密性を有する円環状中空体を簡単に成型することができる。

そして、上述したいずれの場合にあっても、円環状中空体の子午線断面内で、それの内周側のもしくは外周側の半部となる領域の全体にわたって離型フィルムを貼付けたときは、離型層の形成面積を最小として、形成された離型層にそれ本来の機能を効果的に発揮させることができる。

なおこの場合、子午線断面内で内周側もしくは外周側の半部となる領域を幾分越えて離型フィルムを貼付けたときは、円環状中空体が、子午線断面内でそれのペリフェリ方向に若干の変形を受けることがあっても、円環状中空体の内表面の意図しない接着等を十分に防止することができる。

以上のような方法において、巻取り原反、サービサ等から供給された離型フィルムの、円筒状部材の外表面上への貼付けを開始するに当り、その離型フィルムの先端部を、たとえば負圧吸引に基づく吸着保持下で、円筒状部材の外表面の所定位置まで変位させてそこに圧着させる場合には、離型フィルムが、軟質にて薄肉で皺の寄り易いもの等であっても、そのフィルムの先端部を、皺等の発生のおそれなしに、円筒状部材の所期した通りの位置に、適正にかつ正確に貼付けることができる。従って、離型フィルムの、円筒状部材の周りへの、その後に続く貼付けをもまた十分適正に行うことができる。
そしてこのことは、離型フィルムの先端部を、それを載置搬送するコンベアの、円筒状部材側への進出変位によって、円筒状部材の外表面の所定位置に、そのコンベアそれ自体の押圧力をもって圧着させる場合にもまた同様である。

図１はこの発明の実施形態を示す工程図であり、ここでははじめに、所定の幅および長さを有するとともに一定の厚みを有する長方形状の未加硫ゴムシート、または、両端縁を背景技術で述べたような、相互に平行な傾斜端縁とした平行四辺形状の未加硫ゴムシートを、図１（ａ）に示すように、成型ドラム１の周面上に一回以上、図では一回巻き回して、そのゴムシート２のそれぞれの端部分を、相互の粘着下で、重ね合わせて密着させて円筒状部材３を形成する。

この場合の重ね合わせ密着域４は、図示のように、未加硫ゴムシート２の、相互に密着されるそれぞれの端部分２ａ，２ｂを、それらの各先端縁に向けて、傾斜面状等に次第に薄肉に形成することが、その密着域４への厚み段差、剛性段差等の発生を防ぐ上で好ましい。

また、このような密着域４の形成は、外部から成型ドラム１に向けた押圧力の作用のみにて行い得ることはもちろんであるが、図示のように、加熱したローラ５を、押圧下で、その密着域４の形成部分に沿わせて転動させて、重ね合わせ端部分２ａ，２ｂを加熱および加圧しながら行うことが、密着の確実性および、高い密着強度等を実現する上で好ましい。

ここで、未加硫ゴムシート２の重ね合わせ端部分２ａ，２ｂのこのような加熱および加圧は、図２（ａ），（ｂ）に要部を展開斜視図で例示するように、加熱された電気ごて６またはアイロン７を、重ね合わせ端部分２ａ，２ｂの延在方向に沿わせて、それの全長にわたって、押圧下で移動させることによって行うこともできる。

以上のようにして成型ドラム１上で円筒状部材３を形成した後は、それの外表面上に、ポリエステル，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリウレタン，ポリブタジエン，ポリ塩化ビニリデン等のプラスチックフィルムからなる離型フィルムを、円筒状部材３の全周にわたって貼付けて所要の離型層を形成する。
図１（ｂ）は、このような離型層の形成例を示すものであり、ここでは、円筒状部材３を成型ドラム１とともに回動変位させることによって、先端部を、円筒状部材３の円周方向および軸線方向のそれぞれの所定位置に、その円筒状部材３に固有の粘性に基づいて予め圧着させた離型フィルム８を、そこへの所定の張力の作用下で、円筒状部材３の全周にわたって貼付けることで、その離型フィルム８を、成型ドラム１の支持下で、円筒状部材３の外表面に、それの重ね合わせ密着域４であると否との別なく十分均等に、かつ所期した通りに簡易に貼付けることができ、皺等の発生のない、適正なる離型層を形成することができる。

ところで、離型フィルム８のこのような貼付け領域、ひいては、離型層の形成領域は、図１（ｃ）に示すように、円筒状部材３の軸線方向の両端部分をそれの外周側へ折返し、この折返し姿勢で、円筒状部材３の相互の重なり端部をオーバラップ接合させて円環状中空体９を成型する場合に、そのオーバラップ接合域１０の外周側に重なることになる端部表面、図１（ｂ）に示すところでは斜線を施して示す左側端部の表面部分を除いた領域とすることが、オーバラップ接合域１２での、気密にして確実な接合を簡易に実現する上で好ましい。

この場合、形成される円環状中空体９における離型フィルム８の貼付け域、結果としての離型層の形成域は、図３に、図１（ｃ）のIII−III線に沿う断面で例示するように、円環状中空体９の子午線方向断面内で、図３（ａ）のように、離型層１１が、それの内表面の全体を覆うようにすることができる他、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、離型層１１が、円環状中空体１１の内周側もしくは外周側の各半部を覆うようにすることもでき、この後者の場合は、離型層１１の形成域を十分小さくしてなお、その離型層１１に所要の機能を有効に発揮させることができる。

なお、円環状中空体９の内周側もしくは外周側の各半部に離型層１１を形成するときは、図３（ａ），（ｂ）に示すように、半部となる領域を幾分越えて離型層１１を形成することが、円環状中空体９がそれのペリフェリ方向に若干の変形を受けることがあっても、中空体内表面の不測の接着等を防止する上で好ましい。

以上のようにして離型層１１を形成した後は、成型ドラム１上で、図１（ｃ）に示すように、円筒状部材３のそれぞれの端部分の折返し、およびそれらの、相互の重なり端部のオーバラップ接合をもって円環状中空体１１を成型する。

このようにして成型した円環状中空体９によれば、図４に、図１のIV−IV線に沿う要部拡大断面を示すように、未加硫ゴムシート２の端部分の重ね合わせ密着域４をも含む、円環状中空体９の全周が、離型層１１によって十分に覆われることになるので、成型された円環状中空体９の内表面の不測の接着等のおそれを十分に除去することができる。

ところで、離型フィルム８を円筒状部材３の周りに図１（ｂ）に示すようにして貼付けて離型層１１を形成するに当っての、その離型フィルム８の先端部の、円筒状部材３の所定位置への貼付けは、たとえば、図５（ａ）に略線側面図で例示するように、架台１２上に位置決め配置した離型フィルム８の先端部８ａを、負圧吸引部を具える保持搬送手段１３により、それの全幅にわたって、好ましくは十分均等に吸着保持し、次いで、その保持搬送手段１３を、離型フィルム８の先端部８ａとともに、図に仮想線で示すように持上げ搬送して、その先端部８ａを、成型ドラム上の円筒状部材３の、外表面上の所定位置に、保持搬送手段それ自身をもって、所要の姿勢で圧着させること、または、図５（ｂ）に例示するように、コンベア１４によって搬送された離型フィルム８の先端部８ａを、保持搬送手段１３で吸着保持して、円筒状部材３の所定位置に圧着させること等によって行うことができ、その後は、図５（ｃ）に示すように、離型フィルム８への所定の張力の作用下で、円筒状部材３を成型ドラム１とともに回動させることにより、その離型フィルム８を、円筒状部材３の周りに、それの全周にわたって容易に、しかも、皺等の発生なしに常に適正に貼付けることができる。

また、離型フィルム８の先端部８ａの他の貼付けは、たとえば図６（ａ）に略線側面図で例示するように、コンベア１４によって搬送される離型フィルム８の、そのコンベア１４の搬送側から迫出す先端部８ａを、コンベア１４の、円筒状部材３側、ひいては、成型ドラム１側への進出変位に基づいて、コンベアそれ自身、好ましくは、そこに設けた弾性ローラをもって、円筒状部材３の所定位置に圧着させることにより行うことができ、その後は、図６（ｂ）に示すように、円筒状部材３を回動させながら、コンベア１４を離型フィルム８に所定の張力が作用する速度で作動させることにより、その離型フィルム８を、円筒状部材３の全周に、簡易に、かつ常に適正に貼付けることができる。
なお、この後者の場合は、コンベア１４とともに進退変位して円筒状部材３に離型フィルム８を押圧し、その離型フィルム８の、円筒状部材３への貼付けをより確実ならしめる、図６（ｂ）に仮想線で示すような圧着ロール１５を設けることがより好適である。

この発明の実施形態を示す工程図である。 未加硫ゴムシートの他の接合工程を例示する要部展開略線斜視図である。 離型層の形成態様を例示する、円環状中空体の子午線断面図である。 円環状中空体の円周方向の断面を例示する要部拡大図である。 離型フィルムの先端部の貼付け例を示す工程図である。 離型フィルムの先端部の他の貼付け例を示す工程図である。 従来技術の空気のうの子午線方向断面を概念的に示す図である。 提案技術の円環状中空体の成型工程を例示する略線斜視図である。

符号の説明

１ 成型ドラム
２ 未加硫ゴムシート
２ａ，２ｂ 端部分
３ 円筒状部材
４ 重ね合わせ密着域
５ ローラ
６ 電気ごて
７ アイロン
８ 離型フィルム
８ａ 先端部
９ 円環状中空体
１０ オーバラップ接合域
１１ 離型層
１２ 架台
１３ 保持搬送手段
１４ コンベア

Claims (8)

1. 一枚の未加硫ゴムシートのそれぞれの端部分を相互に重ね合わせて密着させて円筒状部材とした後、この円筒状部材の外表面上に離型フィルムを貼付け、次いで、円筒状部材の軸線方向の両端部分を円筒状部材の外周側へ折返し、この折返し姿勢で円筒状部材の両端部をオーバラップ接合させて円環状中空体を成型する、円環状中空体の製造方法。
2. 未加硫ゴムシートの、相互に密着されるそれぞれの端部分を先端縁に向けて次第に薄肉とする請求項１に記載の円環状中空体の製造方法。
3. 未加硫ゴムシートのそれぞれの端部分を、加熱および加圧によって相互に密着させる請求項１もしくは２に記載の円環状中空体の製造方法。
4. 未加硫ゴムシートを、成型ドラム上で円筒状部材に形成するとともに、その成型ドラム上で円筒状部材に離型フィルムを貼付ける請求項１〜３のいずれかに記載の円環状中空体の製造方法。
5. 円筒状部材の形成後、それの外表面上の、少なくとも、前記オーバラップ接合時に外周側に重なることになる端部表面を除いた領域内に離型フィルムを貼付ける請求項１〜４のいずれかに記載の円環状中空体の製造方法。
6. 円環状中空体の子午線断面内で内周側もしくは外周側の半部となる領域の全体にわたって離型フィルムを貼付ける請求項１〜５のいずれかに記載の円環状中空体の製造方法。
7. 供給された離型フィルムの、円筒状部材の外表面上への貼付けの開始に当って、離型フィルムの先端部を、それの吸着保持下で、円筒状部材の外表面の所定位置に圧着させる請求項１〜６のいずれかに記載の円環状中空体の製造方法。
8. 供給された離型フィルムの、円筒状部材の外表面上への貼付けの開始に当って、離型フィルムの先端部を、それを搬送するコンベアの、円筒状部材側への進出変位によって、円筒状部材の外表面の所定位置に圧着させる請求項１〜６のいずれかに記載の円環状中空体の製造方法。

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