JP2011140192A - 円環状部材の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加硫後の円環状部材を剛体コアから破損させずに容易に取り外す。
【解決手段】剛体コア３０の円環状をなす外周の一部に、拡径方向に変位する変位部材３３を設ける。剛体コア３０の外周に円環状の未加硫ゴム部材を配置し、剛体コア３０に配置された未加硫ゴム部材を加硫して円環状部材を製造する。剛体コア３０の外周から変位部材３３を拡径方向に変位させて、円環状部材が配置された剛体コア３０の外周の一部を拡径させ、剛体コア３０から円環状部材を剥離させて、円環状部材を剛体コア３０の外周から取り外す。
【選択図】 図３

Description

本発明は、剛体コアを使用して円環状の未加硫ゴム部材を加硫し、円環状のゴム部材（円環状部材）を製造する円環状部材の製造装置及び製造方法に関する。

従来、剛体コアの外周に配置した未加硫ゴム部材を加硫成型して、トレッドパターンが形成された円環状のプレキュアトレッドを製造し、プレキュアトレッドを台タイヤの外周面に結合して更生タイヤ等のタイヤを製造することが行われている。また、剛体コアの外周に形成した生タイヤを加硫モールド内で加硫成型してタイヤを製造する製造装置も知られている（特許文献１、２、３参照）。

ところで、このような円環状部材の製造装置では、加硫後の円環状部材内で、剛体コアの複数のセグメントを半径方向内側に移動させることで、剛体コアを分解して円環状部材内から取り出すのが一般的である。そのため、従来の剛体コアは、各セグメントを移動させて分解できるように構成されており、構造が比較的複雑でコストが高くなる傾向がある。また、円環状部材を製造する毎に、剛体コアを組み立てて再び分解する面倒な作業を繰り返す必要があり、円環状部材の取り外しに困難な作業が伴う。その結果、円環状部材の生産性が低くなるとともに、分解や組み立てのための装置や工程に応じて、円環状部材の製造コストが高くなる。加えて、剛体コアの継続使用による分解や組み立ての繰り返しにより、セグメント間に段差ができる等、剛体コアに変形が生じる虞もあり、円環状部材の形状精度をより高くする観点からも、更なる改良が求められている。

特開昭６２−２７０３０８号公報 特開２００６−３４７１７８号公報 特表２００７−５１５３１０号公報

本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、加硫後の円環状部材を剛体コアから破損させずに容易に取り外せるようにし、剛体コアの変形を抑制しつつ、円環状部材の製造コストを低減させて生産性を向上させることである。

本発明は、円環状の未加硫ゴム部材が外周に配置される剛体コアを備え、剛体コアに配置された未加硫ゴム部材を加硫して円環状部材を製造する円環状部材の製造装置であって、剛体コアは、未加硫ゴム部材が配置される外周の一部を構成して拡径方向に変位する変位部材を有し、変位部材を変位させて円環状部材が取り外されることを特徴とする。
また、本発明は、剛体コアに配置した円環状の未加硫ゴム部材を加硫して円環状部材を製造する円環状部材の製造方法であって、剛体コアの外周に未加硫ゴム部材を配置する工程と、剛体コア上の未加硫ゴム部材を加硫して円環状部材を形成する工程と、円環状部材が配置された剛体コアの外周の一部を拡径させて、剛体コアから円環状部材を剥離させる工程と、剥離させた円環状部材を剛体コアの外周から取り外す工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、加硫後の円環状部材を剛体コアから破損させずに容易に取り外すことができ、剛体コアの変形を抑制しつつ、円環状部材の製造コストを低減させて生産性を向上させることができる。

本実施形態の円環状部材の製造装置が備える加硫装置を模式的に示す要部断面図である。 図１の加硫装置が型開きした状態を示す要部断面図である。 本実施形態の剛体コアを示す平面図である。 本実施形態の剛体コアの変位部材を示す図３のＸ−Ｘ線矢視図である。

以下、本発明の円環状部材の製造装置と製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の円環状部材の製造装置（以下、製造装置という）は、剛体コアに配置された円環状の未加硫ゴム部材を加硫する加硫装置を備え、未加硫ゴム部材を加硫して所定形状に形成された円環状部材（円環状ゴム部材）を製造する。以下、円環状部材として、タイヤ製造に使用される円環状のタイヤ構成部材（ここでは、トレッドパターンを有するプレキュアトレッド）を製造する場合を例に採り説明する。

図１は、製造装置が備える加硫装置を模式的に示す要部断面図であり、型閉めされた加硫装置１０を、剛体コア３０の幅方向（図では上下方向）に対応する方向で切断して、左右方向の中央線を挟んだ一方側（左側）を示す半断面図である。また、図２は、図１の加硫装置１０が型開きした状態を示す要部断面図である。
なお、以下の加硫装置１０についての説明で、単に周方向、半径方向、中心線方向というときには、それぞれ環状の加硫モールド２０の周方向、半径方向（図では左右方向）、半径方向に直交する中心線方向（剛体コア３０の中心線方向に対応する方向）（図では上下方向）のことをいう。

製造装置１は、図示のように、加硫装置１０の外部から搬送されて、その内部に収納される円環状の剛体コア３０を備えている。剛体コア３０は、円環状の未加硫ゴム部材５０が外周に配置されて、その内面形状を規定する内型であり、円環状の外周面が、製造する円環状部材（プレキュアトレッド）５１の内面形状に応じた形状に形成されている。製造装置１は、剛体コア３０の外周に、例えば、帯状の未加硫ゴムを１周又は重ねて複数周巻き付けて、或いは、幅狭なストリップ状の未加硫ゴムを重ね合わせて積層して、所定形状の未加硫ゴム部材５０を形成する。剛体コア３０は、このようにして外周に円環状の未加硫ゴム部材５０が配置された後、搬送装置（図示せず）により加硫装置１０まで搬送される。

加硫装置１０は、上下に対向して配置された一対のサイドモールド２１、２２、及び、それらの半径方向外側に配置され、周方向に複数に分割された分割モールド（セクターモールド）２３を有する加硫モールド２０を備えている。加硫モールド２０は、円環状部材５１の外面形状を規定する外型であり、各分割モールド２３が半径方向に移動可能に、かつ、一対のサイドモールド２１、２２が接近及び離間する方向に相対移動可能に構成されている。

加硫装置１０は、これら各モールド２１、２２、２３を、互いに離間した開放（型開き）位置（図２参照）と、所定位置に組み合わせて密着させた閉鎖（型閉め）位置（図１参照）との間で移動させる。加硫装置１０は、この型閉め位置への移動により、加硫モールド２０内に剛体コア３０と未加硫ゴム部材５０を収納し、各モールド２１、２２、２３と剛体コア３０間に、円環状部材５１の形状に応じたキャビティを区画し、その中に未加硫ゴム部材５０を収納して加硫成型する。その際、各サイドモールド２１、２２で、円環状部材５１の幅方向両側の端部形状を、分割モールド２３で、円環状部材５１の端部を除いた外周面形状を、それぞれ成型（型付け）して所定形状に形成する。以下、これら各モールド２１、２２、２３を含む各部について具体的に説明する。

サイドモールド２１、２２は、環状をなし、加硫モールド２０内に収納された剛体コア３０の両側面に当接して、剛体コア３０を上下方向から挟み込む。また、下サイドモールド２２は、下プレート１１（例えば下プラテン）の上面に取り付けられて、加硫モールド２０内での位置が固定されている。これに対し、上サイドモールド２１は、下プレート１１の上方で上下方向に移動可能な上プレート１２（例えば上プラテン）の下面に取り付けられている。上プレート１２は、その上方に垂直に設置されたピストン・シリンダ機構等の昇降手段（図示せず）により上下方向に移動（昇降）し、上サイドモールド２１を下サイドモールド２２に離間及び接近変位させる。この変位に伴い、加硫モールド２０が開放及び閉鎖され、剛体コア３０の内部への収納と取り出しとが行われる。

複数の分割モールド２３は、それぞれ平面視弧状をなし、周方向に組み合わされて全体として環状モールドを形成する。また、分割モールド２３は、内周面（図では右側面）に、円環状部材５１の表面形状に合わせた曲面状の凹部２３Ａが形成され、未加硫ゴム部材５０を凹部２３Ａ内に収納して、トレッドパターンを含む所定形状に形成する。更に、複数の分割モールド２３は、それぞれ半径方向外側の背面に、半径方向の移動を案内する傾斜ガイド部２３Ｂが形成されている。これら複数の分割モールド２３の半径方向外側には、それらを囲んで、分割モールド２３を半径方向に同期して移動させるための環状のアウターリング１３が、加硫モールド２０の中心線方向に移動可能に設けられている。

アウターリング１３は、上端部が、上プレート１２の上方で上下方向に移動可能なボルスタープレート１４の下面に取り付けられている。ボルスタープレート１４は、ピストン・シリンダ機構等の昇降手段（図示せず）により上下方向に移動（昇降）して、アウターリング１３を中心線方向（図の矢印Ｊ、Ｋ方向）に移動させる。また、アウターリング１３は、内周面の傾斜面１３Ａが、分割モールド２３の傾斜ガイド部２３Ｂと同一勾配で傾斜して形成され、各傾斜ガイド部２３Ｂと、例えばあり溝継ぎ手により連結される等して、傾斜方向に摺動可能に係合している。従って、アウターリング１３が上下方向に移動すると、傾斜面１３Ａと分割モールド２３の傾斜ガイド部２３Ｂとが傾斜方向に沿って摺動し、傾斜面１３Ａから分割モールド２３に半径方向の内外方向の力が作用する。これにより、複数の分割モールド２３が、アウターリング１３の傾斜面１３Ａの傾斜に応じて半径方向に変位し、下ガイドプレート１５に沿って半径方向の内側又は外側に移動（拡縮）する。

加硫装置１０は、剛体コア３０を囲んで、両サイドモールド２１、２２を型閉め位置（図１参照）に配置するとともに、複数の分割モールド２３を半径方向内側に移動させ、分割モールド２３を互いに当接させて加硫モールド２０を型閉めする。また、アウターリング１３を下方に所定圧力で押し付けて、傾斜ガイド部２３Ｂを介して、分割モールド２３に半径方向内側の力を作用させ、加硫モールド２０を所定圧力で締め付けて加圧しつつ、未加硫ゴム部材５０の加硫成型を進行させる。加硫終了後は、複数の分割モールド２３と両サイドモールド２１、２２を離間させて型開きし、加硫モールド２０内から剛体コア３０を取り出して、その外周から円環状部材５１を取り外す。その際、この製造装置１では、剛体コア３０の外周を部分的に拡径させて、円環状部材５１の取り外しを行う。

図３は、本実施形態の剛体コア３０を示す平面図であり、図１、２の上方から見た剛体コア３０の要部を模式的に示している。
この剛体コア３０は、全体が一体に連結された一体型コアであり、図示のように、未加硫ゴム部材５０が配置される外周部材３１と、外周部材３１の内部に設けられた内部プレート３２とを有する。内部プレート３２は、円環板状に形成され、剛体コア３０の幅方向（図では紙面に直交する方向）の中央部に沿って、外周部材３１の内面に半径方向内側に突出して固定されている。

外周部材３１は、剛体コア３０の外周面を構成する円環状（円筒状）部材であり、外周に配置される未加硫ゴム部材５０の内周に当接して、未加硫ゴム部材５０と加硫後の円環状部材５１を外周に保持する。また、外周部材３１は、周方向の一部の範囲が分割されて１つ又は複数（ここでは１つ）の分割外周部材３１Ａが形成され、分割外周部材３１Ａが、他の部分及び内部プレート３２から離れて独立して変位し、外周が部分的に拡径する。分割外周部材３１Ａは、平面視弧状をなし、外周部材３１の他の部分と、端部同士を全体に亘って密着させた状態で円環状に組み合わされ、この円環状の組み合わせ位置から半径方向外側の拡径方向に変位する。

ここで、分割外周部材３１Ａは、変位のための機構が設けられた可動式の変位部材３３であり、未加硫ゴム部材５０が配置される剛体コア３０の外周の一部を構成して、上記のように円環状の組み合わせ位置から拡径方向に変位する。この変位部材３３の内側面には、一対のスライドレール３４が、内部プレート３２を挟んで配置されて、剛体コア３０の半径方向に沿って取り付けられている。スライドレール３４は、例えば、内部プレート３２に固定されたガイド部材（図示せず）に係合し、或いは、内部プレート３２に形成されたガイド溝（図示せず）内に一部が挿入され、それらにより剛体コア３０の半径方向に案内される。変位部材３３は、スライドレール３４を介して半径方向の内外方向に案内されて、剛体コア３０の外周を構成する位置から拡径方向（ここでは、半径方向外側）に変位する。その際、製造装置１は、剛体コア３０内に設けた変位手段により、変位部材３３を駆動して変位させる。

図４は、剛体コア３０の変位部材３３を示す図３のＸ−Ｘ線矢視図である。
製造装置１は、図示のように、変位部材３３を変位させる変位手段４０を備え、剛体コア３０の外周から円環状部材５１を取り外すときに、変位手段４０により、外周の変位部材３３を円環状の組み合わせ位置から拡径方向（図では左方向）に変位させる。変位手段４０は、剛体コア３０内に配置された油圧又は空圧式や電磁式のプランジャからなる押圧機構４１を有し、押圧機構４１が、内部プレート３２に取り付けられた固定部材（図示せず）により、剛体コア３０内の所定位置に固定される。押圧機構４１は、所定のタイミングで作動して、内部のシャフト４１Ａを外に向かって進出させ、その先端の押圧部材４１Ｂを移動させて、押圧部材４１Ｂにより変位部材３３（分割外周部材３１Ａ）を押圧して変位させる。

ここでは、一対の押圧機構４１が、変位部材３３の湾曲した両肩部に配置され、その押圧部材４１Ｂを、変位部材３３の幅方向両側の側端部に位置させて、変位部材３３の内面に対向させている。変位手段４０は、上記した加硫時には、加硫の圧力により変位部材３３が外側から押されて押圧部材４１Ｂが後退し、変位部材３３を円環状の組み合わせ位置に配置して、剛体コア３０の外周を平滑な状態に維持させる。また、変位手段４０は、加硫終了後に、押圧機構４１を作動させて、押圧部材４１Ｂにより、剛体コア３０内から変位部材３３の両側端部を拡径方向に押圧する。これにより、円環状部材５１の両側端部に当接する変位部材３３の両肩部を押圧し、変位部材３３を拡径方向に変位させる。

以上のように、剛体コア３０（図３参照）は、外周に、周方向の一部の範囲を構成して拡径方向に変位する変位部材３３を有し、円環状部材５１を取り外すときに、変位部材３３を拡径方向に変位させる。これにより、変位部材３３を、外周部材３１と円環状に組み合わされた位置（図３に示す位置）から半径方向外側に変位させ、変位に伴い、円環状部材５１の周方向の一部を拡径方向に押して剛体コア３０の外周から剥離させる。その際、円環状部材５１は、変位部材３３との当接範囲が拡径して拡径方向に引っ張られ、その両側の外周部材３１から主に剥離して、剛体コア３０の外周との間に部分的に隙間ができる。

製造装置１は、変位部材３３により、円環状部材５１と剛体コア３０との間に、円環状部材５１を外側から把持するための隙間を生じさせ、変位部材３３を挟んだ一方又は両方の隙間に両側から把持フィンガー等の把持用治具（図示せず）を差し込んで、円環状部材５１の下側に挿入する。この把持用治具により円環状部材５１の両側部を把持し、把持用治具を移動させて、円環状部材５１を剛体コア３０の幅方向外側に向けて変位させ、円環状部材５１の全体を剛体コア３０から剥離させて、その幅方向外側まで移動させる。このように、剛体コア３０は、加硫後の円環状部材５１が、隙間を利用して外周から取り外される。

次に、製造装置１により、剛体コア３０に配置した円環状の未加硫ゴム部材５０を加硫して、円環状部材５１を製造する手順や動作、及び、円環状部材５１の製造方法の各工程について説明する。まず、変位部材３３と外周部材３１とを組み合わせて円環状に配置し、剛体コア３０の外周に未加硫ゴム部材５０を円環状に配置して、剛体コア３０を加硫装置１０へ搬送する。加硫装置１０（図２参照）では、各モールド２１、２２、２３を互いに離間させて型開き位置に移動させ、下サイドモールド２２上に剛体コア３０を載置する。また、上サイドモールド２１を下降させつつ、アウターリング１３を下降させて各分割モールド２３を半径方向内側に移動させ、各モールド２１、２２、２３（図１参照）を互いに当接させて組み合わせて、剛体コア３０を加硫モールド２０に収納する。

続いて、加硫モールド２０を型閉めして加圧しつつ、スチーム等の加熱媒体の供給装置（図示せず）から剛体コア３０内等に加熱媒体を供給して、剛体コア３０と未加硫ゴム部材５０とを加熱する。これにより、未加硫ゴム部材５０を加硫温度に加熱し、かつ、加硫モールド２０と剛体コア３０間のキャビティ内で未加硫ゴム部材５０を熱膨張させて加硫圧力を発生させ、未加硫ゴム部材５０を周囲の各成型面に押し付ける。その状態で加硫成型を進行させて、剛体コア３０上の未加硫ゴム部材５０を加硫して円環状部材５１を形成し、加硫終了後に、加硫モールド２０を上記と逆の手順で開放して剛体コア３０を取り出す。

次に、剛体コア３０の外周の一部を構成する変位部材３３（図３参照）を、その両側端部を剛体コア３０内から拡径方向に押圧して変位させて、外周位置から拡径方向に変位させ、円環状部材５１が配置された剛体コア３０の外周の一部を拡径させる。これにより、剛体コア３０の周方向の一部を拡径させ、円環状部材５１の一部を剛体コア３０の外周から剥離させて隙間を生じさせ、上記のように、隙間の部分で円環状部材５１を把持して、剥離させた加硫後の円環状部材５１を剛体コア３０の外周から取り外す。その後、ここでは、円環状部材５１であるプレキュアトレッドを台タイヤの外周面に結合して、更生タイヤや新品タイヤ等の各種のタイヤを製造する。

以上説明したように、本実施形態では、円環状部材５１を取り外す時に、剛体コア３０の外周の一部を構成する変位部材３３を拡径方向に変位させて、剛体コア３０の外周の一部を拡径させる。これに伴い、円環状部材５１を剛体コア３０から剥離させて、それらの間に隙間を作ることができ、隙間の部分で円環状部材５１を把持する等して、剛体コア３０を分解することなく、円環状部材５１を剛体コア３０から取り外すことができる。その際、円環状部材５１を外側から無理に引き剥がす等せずに、内側から押して剥離させるため、円環状部材５１を剛体コア３０の外周から円滑に剥離でき、円環状部材５１を剛体コア３０から容易に分離させて破損の発生を抑制できる。

また、剛体コア３０に分解のための機構を設ける必要がなく、かつ、変位部材３３以外の部材は円環状に組み合わせておけばよいため、剛体コア３０の構造が単純になりコストを削減できる。同時に、剛体コア３０の組み立てや分解を繰り返さずに、同じ剛体コア３０を使用して円環状部材５１を連続して製造できるとともに、円環状部材５１を簡単な作業で容易に取り外すことができる。そのため、剛体コア３０の分解や組み立ての装置や工程が不要となり、円環状部材５１の生産性を向上させて製造コストを低減できる。更に、剛体コア３０の使用を長期間継続しても、上記した分解や組み立ての繰り返しによる外周面の段差の発生を抑制できる等、剛体コア３０に変形が生じ難く、円環状部材５１の形状精度を高く維持できる。その結果、例えば、円環状部材５１を使用したタイヤの真円性やユニフォーミティを効果的に高めることもできる。

従って、本実施形態によれば、加硫後の円環状部材５１を剛体コア３０から破損させずに容易に分離させて取り外すことができ、剛体コア３０の変形を抑制しつつ、円環状部材５１の製造コストを低減させて生産性を向上させることができる。また、変位手段４０により変位部材３３を拡径方向に変位させるため、円環状部材５１を剛体コア３０から容易に剥離させて取り外すことができる。その際、押圧機構４１により、剛体コア３０内から変位部材３３の両側端部を拡径方向に押圧して変位させることで、変位部材３３に対する押圧力を分散させて変位時の負担を低減できる。同時に、変位部材３３を幅方向で均等に変位させて、円環状部材５１を剛体コア３０から均等かつ確実に剥離させることもできる。

なお、本実施形態では、１つの変位部材３３を変位させたが、複数の変位部材３３を周方向に連続して、又は、離間させて設けて変位させ、複数箇所で円環状部材５１を剛体コア３０から剥離させてもよい。また、未加硫ゴム部材５０は、未加硫ゴムのみで形成した部材に限らず、未加硫ゴムと他の部材とから形成した部材であってもよい。更に、円環状の未加硫ゴム部材５０と円環状部材５１としては、例えば円筒状や輪状、幅方向に沿って湾曲や屈曲した形状、部分的に凹凸を有する形状や厚さが変化する形状等、種々の円環状形状の部材を採用できる。従って、剛体コア３０の外周部材３１も、未加硫ゴム部材５０や円環状部材５１の内周形状に合わせて、外周が全体として円環状をなす形状に形成される。

１・・・円環状部材の製造装置、１０・・・加硫装置、１１・・・下プレート、１２・・・上プレート、１３・・・アウターリング、１３Ａ・・・傾斜面、１４・・・ボルスタープレート、１５・・・下ガイドプレート、２０・・・加硫モールド、２１・・・上サイドモールド、２２・・・下サイドモールド、２３・・・分割モールド、２３Ａ・・・凹部、２３Ｂ・・・傾斜ガイド部、３０・・・剛体コア、３１・・・外周部材、３１Ａ・・・分割外周部材、３２・・・内部プレート、３３・・・変位部材、３４・・・スライドレール、４０・・・変位手段、４１・・・押圧機構、４１Ａ・・・シャフト、４１Ｂ・・・押圧部材、５０・・・未加硫ゴム部材、５１・・・円環状部材。

Claims (6)

1. 円環状の未加硫ゴム部材が外周に配置される剛体コアを備え、剛体コアに配置された未加硫ゴム部材を加硫して円環状部材を製造する円環状部材の製造装置であって、
   剛体コアは、未加硫ゴム部材が配置される外周の一部を構成して拡径方向に変位する変位部材を有し、変位部材を変位させて円環状部材が取り外されることを特徴とする円環状部材の製造装置。
2. 請求項１に記載された円環状部材の製造装置において、
   剛体コアから円環状部材を取り外すときに、外周の変位部材を拡径方向に変位させる変位手段を備えたことを特徴とする円環状部材の製造装置。
3. 請求項２に記載された円環状部材の製造装置において、
   変位手段が、剛体コア内から変位部材の両側端部を拡径方向に押圧して変位させる押圧機構を有することを特徴とする円環状部材の製造装置。
4. 剛体コアに配置した円環状の未加硫ゴム部材を加硫して円環状部材を製造する円環状部材の製造方法であって、
   剛体コアの外周に未加硫ゴム部材を配置する工程と、
   剛体コア上の未加硫ゴム部材を加硫して円環状部材を形成する工程と、
   円環状部材が配置された剛体コアの外周の一部を拡径させて、剛体コアから円環状部材を剥離させる工程と、
   剥離させた円環状部材を剛体コアの外周から取り外す工程と、
   を有することを特徴とする円環状部材の製造方法。
5. 請求項４に記載された円環状部材の製造方法において、
   円環状部材を剥離させる工程が、剛体コアの外周の一部を構成する変位部材を拡径方向に変位させて外周の一部を拡径させる工程を有することを特徴とする円環状部材の製造方法。
6. 請求項５に記載された円環状部材の製造方法において、
   外周の一部を拡径させる工程が、剛体コア内から変位部材の両側端部を拡径方向に押圧して変位させる工程を有することを特徴とする円環状部材の製造方法。

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