JP2012016869A - 押圧装置、及びそれを用いた空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】曲げ変形し難いゴム部材においてもその重ね継ぎ部をしかりと押圧して接合でき、接合外れの発生を抑制する。
【解決手段】成形ドラム２上で円筒状に巻き付けられかつその周方向両端部３ａ、３ｂが重ね継ぎされるゴム部材３の外周面を、押圧しながらドラム周方向に転動する押圧ローラー５を有する押圧装置６。前記押圧ローラー５は、少なくとも該押圧ローラー５の外周をなす押圧面Ｓが硬質部材からなり、かつ前記押圧面Ｓの少なくとも一部が、ローラ軸心ｉに対して傾斜するテーパ面ＴＳとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、成形ドラム上で円筒状に巻き付けられかつその周方向両端部が重ね継ぎされるゴム部材の外周面を、成形ドラム側にしっかりと押し付けて貼着する押圧装置、及びそれを用いた空気入りタイヤの製造方法に関する。

生タイヤを製造する際、図７に例示するすように、例えばインナーライナゴムａ１、カーカスプライａ２、サイドウォールゴムａ３などのタイヤ形成用のゴム部材ａを、成形ドラムｂ上で順次円筒状に巻き付けて互いに貼合わせることが行わる。このとき、前記ゴム部材ａ、ａ間に空気溜まりが発生しないように、さらにはゴム部材ａの周方向両端間の重ね継ぎ部がしっかりと接合されるように、押圧ローラーｃを用いてゴム部材ａの外周面を押圧している。

そしてこの押圧ローラーｃとして、例えば図８（Ａ）に示すように、金属製の芯材ｄの周囲に、スポンジの層ｅを形成した一層構造の押圧ローラーｃ１、或いは図８（Ｂ）に示すように、芯材ｄとスポンジの層ｅとの間に高弾性のウレタンゴムの層ｆを形成した二層構造の押圧ローラーｃ２等が広く用いられている（例えば特許文献１参照。）。

このような押圧ローラーｃは、図８（Ｃ）に示すように、ゴム部材ａの外表面の凹凸ｇ、例えば周方向両端ａｅ、ａｅ間の重ね継ぎ部Ｊを、前記スポンジの圧縮変形によって吸収しうるため、ゴム部材ａの外表面全体を比較的均一に押し付けしうるという利点がある。しかしながら、押し付け力も前記スポンジの圧縮変形によって吸収されてしまうため、高い押し付け力をうることができない。そのため、例えばサイドウォールゴムａ３のように厚さが大きく曲げ変形し難いゴム部材ａの場合には、同図の如く、前記重ね継ぎ部Ｊにて押し付け力が不足し接合外れＤを招くという問題が生じる。特に、サイドウォールゴムａ３では、前記図７の如く、ドラム軸方向内側端部ａ３ｉが傾斜面をなすため、この部分での押し付け力が著しく不足し、この部分を起点として前記接合外れＤが顕著に発生する。

特開２００３−１４５６４２号公報

そこで本発明は、押圧ローラーの押圧面を硬質部材で形成し、かつ該押圧面の少なくとも一部をテーパ面とすることを基本として、曲げ変形し難いゴム部材においてもその重ね継ぎ部をしかりと押圧して接合でき、接合外れの発生を抑制しうる押圧装置、及びそれを用いた空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、成形ドラム上で円筒状に巻き付けられかつその周方向両端部が重ね継ぎされるゴム部材の外周面を、押圧しながらドラム周方向に転動する押圧ローラーを有する押圧装置であって、
前記押圧ローラーは、少なくとも該押圧ローラーの外周をなす押圧面が硬質部材からなり、かつ前記押圧面の少なくとも一部が、ローラ軸心に対して傾斜するテーパ面としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記押圧ローラーは、前記押圧面に、凹凸加工が施されていることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記押圧ローラーは、ローラ軸心方向に分割された２以上の分割ローラからなり、この分割ローラは、押圧面をローラ軸心に対して傾斜させたテーパ面としたテーパローラと、押圧面をローラ軸心に対して傾斜させない平行面とした平行ローラとを含むことを特徴としている。

又請求項４の発明では、各前記分割ローラは、支持軸に装着される軸受け部材と、この軸受け部材に装着される弾性変形自在な中間リング部と、この中間リング部に外挿されかつ外周に押圧面を有する硬質部材からなる外周リング部とを具えることを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記押圧ローラーは、支持軸に装着される軸受け部材と、この軸受け部材に装着される弾性変形自在な中間リング部と、この中間リング部に外挿されかつ外周に押圧面を有する硬質部材からなる外周リング部とを具えるとともに、
前記外周リング部は、ローラ軸心方向に分割された２以上の分割リング片からなり、この分割リング片は、押圧面をローラ軸心に対して傾斜させたテーパ面としたテーパリング片と、押圧面をローラ軸心に対して傾斜させない平行面とした平行リング片とを含むことを特徴としている。

又請求項６の発明では、前記押圧面の凹凸は、ピッチ１．５ｍｍ以上の網目状のアヤメローレットからなることを特徴としている。

又請求項７の発明は、空気入りタイヤの製造方法であって、請求項１〜６に記載の押圧装置を用いて、成形ドラム上で円筒状に巻き付けられかつその周方向両端部が重ね継ぎされるゴム部材の外周面を、成形ドラム側に押し付ける押圧工程を含むことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、少なくとも押圧ローラーの外周をなす押圧面を、硬質部材にて形成している。従って、スポンジの如く圧縮変形しないため、重ね継ぎ部のような局部的な凸部に対しても、高い押し付け力を発生でき、重ね継ぎ部における接合外れを抑制しうる。しかも、前記押圧面はテーパ面を含むため、例えば、サイドウォールゴムのように外周に傾斜面を有するゴム部材に対して、接合外れの起点となる前記傾斜面を前記テーパ面によってしっかりと押し付けでき、接合外れの抑制効果をより高く発揮できる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法に用いる押圧装置を概念的に示す斜視図である。 ゴム部材としてのサイドウォールゴムを示す斜視図である。 押圧ローラーを示す断面図である。 （Ａ）は押圧ローラーによる重ね継ぎ部への押し付けを示す断面図、（Ｂ）はそのときの問題点を説明する拡大断面図である。 押圧ローラーの作用効果の一つを示す断面図である。 押圧ローラーの他の実施例を示す断面図である。 生タイヤの製造方法における押圧工程を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれに用いる従来の押圧ローラーを示す断面図、（Ｃ）はその問題点を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
空気入りタイヤの製造方法は、従来と同様、未加硫の生タイヤを形成する生タイヤ形成工程と、この生タイヤを金型内で加硫成形する加硫工程とを具える。又前記生タイヤ形成工程には、図１に示すように、成形ドラム２上でゴム部材３を円筒状に巻付け、かつその周方向両端部３ａ、３ｂを重ね継ぎする巻回工程Ｋ１と、前記巻回されたゴム部材３の外表面（重ね継ぎ部Ｊの外表面を含む。）を押圧装置１の押圧ローラー５を用いて成形ドラム２側に押し付ける押圧工程Ｋ２とが含まれる。

同図には、押圧工程Ｋ２が、巻回工程Ｋ１後に行われる場合が例示されるが、ゴム部材３の巻付けと並行し、その巻き付け部分を順次押圧ローラー５を用いて押し付けることもできる。又本例では、前記ゴム部材３がサイドウォールゴム３Ａであり、先に巻回されたカーカスプライの外側に、サイドウォールゴム３Ａが巻回されるとともに、その外表面を前記押圧ローラー５を用いて押し付ける。なお便宜上、図１、３、４ではカーカスプライなど先に巻回されるゴム部材は省略して描かれている。又図２に示すように、前記サイドウォールゴム３Ａのドラム軸方向内側端部３Ｅは、トレッドゴムとの接合のために傾斜面Ｅｓにて形成されている。なおサイドウォールゴム３Ａの周方向両端部３ａ、３ｂも、重ね継ぎ部Ｊにおける接合面積を高めかつ滑らかに接合するために、その端面を斜面にて形成している。

そして前記押圧工程Ｋ２に用る押圧装置１は、前記押圧ローラー５を含んで形成される。具体的には、本例の押圧装置１は、位置合わせのためにドラム軸方向に横移動しうる横移動体７と、この横移動体７に支持されるとともに前記押圧ローラー５を成形ドラム２に向かって押圧させる押し圧手段８とをさらに含んで構成される。なお前記横移動体７は、例えばボールネジ機構などを用いた周知の駆動手段（図示しない。）によりレール９に沿って横移動でき、サイドウォールゴム３Ａのサイズおよび巻き付け位置等に応じて押圧ローラー５を位置合わせする。又前記押し圧手段８は、本例では、前記横移動体７に固定のシリンダであって、そのロット端に、ローラホルダ１０を介して前記押圧ローラー５をドラム周方向に転動可能に枢支している。

前記ローラホルダ１０は、図３に示すように、コ字状のホルダ基体１１と、その側板１１ａ、１１ａ間に架け渡されかつドラム軸方向にのびる支持軸１２とを具える。

又前記押圧ローラー５は、少なくともその外周をなす押圧面Ｓが硬質部材からなり、かつ該押圧面Ｓの少なくとも一部が、ローラ軸心ｉに対して傾斜するテーパ面ＴＳとしている。本例では、押圧面Ｓが、前記テーパ面ＴＳと、ローラ軸心ｉに対して傾斜しない平行面ＨＳとを含んで形成される場合が示される。

第１実施形態の押圧ローラー５は、ローラ軸心方向に分割された２以上の分割ローラ１５からなり、この分割ローラ１５は、押圧面Ｓを前記テーパ面ＴＳとしたテーパローラ１５Ｔと、押圧面Ｓを前記平行面ＨＳとした平行ローラ１５Ｈとを含んで構成される。より具体的には、本例の押圧ローラー５は、各１個のテーパローラ１５Ｔと、平行ローラ１５Ｈとから形成されている。なお前記テーパ面ＴＳのローラ軸心ｉに対する角度θａは、例えば１０〜２０°程度であって、サイドウォールゴム３Ａの前記傾斜面Ｅｓの底面に対する角度θｂとほぼ等しく、その差｜θａ−θｂ｜は２０°以下に設定される。

又各分割ローラ１５は、前記支持軸１２に装着される軸受け部材１６と、この軸受け部材１６に装着される弾性変形自在な中間リング部１７と、この中間リング部１７に外挿されかつ外周に押圧面Ｓを有する硬質部材からなる外周リング部１８とを具える。前記軸受け部材１６は、本例では、支持軸１２に交換自在に外挿される基筒部１６Ａ、及びこの基筒部１６Ａと支持軸１２との間に介在する例えばボールベアリング等の軸受け片１６Ｂを具える。しかし、基筒部１６Ａ自体を軸受け材料で形成することにより前記軸受け片１６Ｂを削除するなど、種々の構造が採用しうる。なお符号１９は、前記基筒部１６Ａの両端に設ける側板である。

前記中間リング部１７は、弾性変形自在なゴム状弾性材から形成される。このゴム状弾性材として、ＮＲ（天然ゴム）、ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）等のジエン系ゴム、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、Ｕ（ウレタンゴム）、Ｑ（シリコンゴム）等の非ジエン系ゴムなどが好適に使用できる。特にウレタンゴムは、加硫が不要でありかつ注型や射出成形などを容易とするとともに、ゴム弾性特性に優れる点でより好適に採用しうる。又本例の中間リング部１７は、前記ゴム状弾性材を非発泡とした所謂ソリッド状態にて形成されるが、要求により前記ゴム状弾性材を発泡させた所謂スポンジ状態にて形成することもできる。なお前記中間リング部１７は、前記基筒部１６Ａと外周リング部１８との間に、半径方向には実質的に隙間を有することなく充填される。

又前記外周リング部１８は、硬質部材からなり、この硬質部材として、鉄、アルミ等の金属材料、及びナイロン、エポキシ樹脂等の合成樹脂材料が好適に使用できる。特に金属材料、とりわけ鉄は、硬度が大であり、耐摩耗性、耐久性等の観点から好適に使用しうる。又この外周リング部１８の外周面（押圧面Ｓ）には凹凸加工が施され、ゴム部材３との滑りが防止される。

このように形成した本実施形態の押圧ローラー５は、前記押圧面Ｓが硬質部材にて形成されているため、重ね継ぎ部Ｊのような局部的な凸部に対しても、押圧面Ｓが変形することなく高い押し付け力を発生できる。他方、前記押圧面Ｓを硬質部材とした場合、逆に、スポンジの如きクッション性が失われるため、サイドウォールゴム３Ａのように傾斜面Ｅｓを有するゴム部材に対して、その傾斜面Ｅｓへの押し付けが困難となり、この部分では接合外れをより大きく発生させるという不利が生じる。しかし本実施形態では前記押圧面Ｓがテーパ面ＴＳを含むため、このテーパ面ＴＳによって傾斜面Ｅｓもしっかりと押し付けしうるなど、前記不利を解決でき、接合外れの抑制効果をより高く発揮できる。

又本発明者の研究の結果、前記押圧面Ｓを硬質部材とした場合、図４（Ａ）に示すように、押圧ローラー５が、重ね継ぎ部Ｊの頂部Ｊｐを通過した後、ゴムの反発Ｆによって押圧ローラー５が重ね継ぎ部Ｊの下り斜面Ｊａを滑り落ちる傾向が生じる。そしてこの滑り落ちによって、前記下り斜面Ｊａでは押し付け力が不充分となり、図４（Ｂ）に示すように、一旦接合した後、時間の経過とともに前記下り斜面Ｊａの部分が外れて口開きＭを発生させやすくなることが判明した。そこで本例では、前述の如く押圧面Ｓに凹凸加工を施し、下り斜面Ｊａでの滑り落ちを抑えて前記口開きを抑制している。前記凹凸加工としては、ゴム部材３の表面に食い込んでゴム部材３との滑りをより効果的に防止するために、ピッチを１．５ｍｍ以上、さらには１．７ｍｍとした目の粗いローレット、とりわけ網目状のローレット（例えばアヤメローレット）を採用するのが好ましい。なお凹凸の深さは、ローレットの場合、前記ピッチの略１／２である。前記ピッチが粗すぎると、押圧時にゴム部材３の表面性が損なわれ、タイヤ加硫成形後に跡が残って外観品質に不利となる。従って、前記ピッチの上限は１０ｍｍ以下、さらには５ｍｍ以下が好ましい。

又本例では、前記押圧ローラー５をテーパローラ１５Ｔと平行ローラ１５Ｈとに分割するとともに、各ローラ１５Ｔ、１５Ｈの内部に、ゴム状弾性材からなる中間リング部１７を設けている。そのため、各ローラ１５Ｔ、１５Ｈは、中間リング部１７の弾性変形により、各外周リング部１８をそれぞれ独立して上下に変動させることが可能となる。従って、押圧ローラー５をセットする際、図５に示すように、前記傾斜面Ｅｓの上の稜線Ｅｓ１と、テーパ面ＴＳの上の稜線ＴＳ１とが正確に位置合わせされていなくとも、テーパ面ＴＳと平行面ＨＳとを、傾斜面Ｅｓを含むサイドウォールゴム３Ａの外面に、浮きを生じることなく圧接させることができる。

図６に、第２実施形態の押圧ローラー５を示す。第２実施形態の押圧ローラー５は、第１実施形態の分割ローラ１５と同様に、支持軸１２に装着される軸受け部材１６と、この軸受け部材１６に装着される弾性変形自在な中間リング部１７と、この中間リング部１７に外挿されかつ外周に押圧面Ｓを有する硬質部材からなる外周リング部１８とを具える。

そして前記外周リング部１８は、ローラ軸心方向に分割された２以上の分割リング片２０からなり、この分割リング片２０は、押圧面Ｓを前記テーパ面ＴＳとしたテーパリング片２０Ｔと、押圧面Ｓを前記平行面ＨＳとした平行リング片２０Ｈとを含んで形成される。本例では、分割リング片２０が、テーパリング片２０Ｔと平行リング片２０Ｈとからなる場合が例示される。

このように、外周リング部１８のみをテーパリング片２０Ｔと平行リング片２０Ｈとに分割した場合にも、押圧ローラー５自体をテーパローラ１５Ｔと平行ローラ１５Ｈとに分割した第１実施形態の場合と同様、中間リング部１７の弾性変形によって、各リング片２０Ｔ、２０Ｈをそれぞれ独立して上下に変動させることができる。従って、第１実施形態と同様、押圧ローラー５を正確に位置合わせしなくても、テーパ面ＴＳと平行面ＨＳとを、傾斜面Ｅｓを含むサイドウォールゴム３Ａの外面に、浮きを生じることなく圧接させることができ、押し付け精度、及び生産効率を向上させることが可能となる。

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。

２ 成形ドラム
３ ゴム部材
３ａ、３ｂ 周方向両端部
５ 押圧ローラー
６ 押圧装置
１２ 支持軸
１５ 分割ローラ
１５Ｈ 平行ローラ
１５Ｔ テーパローラ
１６ 軸受け部材
１７ 中間リング部
１８ 外周リング部
２０ 分割リング片
２０Ｈ 平行リング片
２０Ｔ テーパリング片
ｉ ローラ軸心
Ｓ 押圧面
ＴＳ テーパ面

Claims (7)

1. 成形ドラム上で円筒状に巻き付けられかつその周方向両端部が重ね継ぎされるゴム部材の外周面を、押圧しながらドラム周方向に転動する押圧ローラーを有する押圧装置であって、
   前記押圧ローラーは、少なくとも該押圧ローラーの外周をなす押圧面が硬質部材からなり、かつ前記押圧面の少なくとも一部が、ローラ軸心に対して傾斜するテーパ面としたことを特徴とする押圧装置。
2. 前記押圧ローラーは、前記押圧面に、凹凸加工が施されていることを特徴とする請求項１記載の押圧装置。
3. 前記押圧ローラーは、ローラ軸心方向に分割された２以上の分割ローラからなり、この分割ローラは、押圧面をローラ軸心に対して傾斜させたテーパ面としたテーパローラと、押圧面をローラ軸心に対して傾斜させない平行面とした平行ローラとを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の押圧装置。
4. 各前記分割ローラは、支持軸に装着される軸受け部材と、この軸受け部材に装着される弾性変形自在な中間リング部と、この中間リング部に外挿されかつ外周に押圧面を有する硬質部材からなる外周リング部とを具えることを特徴とする請求項３記載の押圧装置。
5. 前記押圧ローラーは、支持軸に装着される軸受け部材と、この軸受け部材に装着される弾性変形自在な中間リング部と、この中間リング部に外挿されかつ外周に押圧面を有する硬質部材からなる外周リング部とを具えるとともに、
   前記外周リング部は、ローラ軸心方向に分割された２以上の分割リング片からなり、この分割リング片は、押圧面をローラ軸心に対して傾斜させたテーパ面としたテーパリング片と、押圧面をローラ軸心に対して傾斜させない平行面とした平行リング片とを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の押圧装置。
6. 前記押圧面の凹凸は、ピッチ１．５ｍｍ以上の網目状のローレットからなることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の押圧装置。
7. 請求項１〜６に記載の押圧装置を用いて、成形ドラム上で円筒状に巻き付けられかつその周方向両端部が重ね継ぎされるゴム部材の外周面を、成形ドラム側に押し付ける押圧工程を含むことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

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