JP2013216022A

JP2013216022A - タイヤ成形装置

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Publication number: JP2013216022A
Application number: JP2012089564A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Toda; 善博戸田; Toshihiko Onishi; 俊彦大西
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2013-10-24

Abstract

【課題】生タイヤ基体のビード部がビード保持リングのビード保持面に貼り付くことを防止し、ビード保持リングへの生タイヤ基体の着脱を容易にするとともに、タイヤの品質向上をも計りうるタイヤの試験方法を提供する。
【解決手段】円筒状の生タイヤ基体Ｔの一対のビード部Ｔｂ、Ｔｂをそれぞれ保持する一対のビード保持リング２、２を接近移動可能に具えたタイヤ成形装置１であって、ビード保持リング２は、ビード部Ｔｂが保持されるビード保持面１５を有し、該ビード保持面１５は、フッ素樹脂でコーティングされ、かつ、表面粗さＲｚが２５μｍ以上である粗面部２０を有する。よって、ビード保持リングへの生タイヤ基体の着脱を容易にできる。また、潤滑剤を要しないため、生産性、及びタイヤの品質を向上することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、円筒状の生タイヤ基体をビード保持リングで保持し、生タイヤ基体を膨張させてトロイド状に成形するタイヤ成形装置に関し、特に、ビード保持リングへの生タイヤ基体の着脱を容易にするとともに、タイヤの品質向上をも計りうるタイヤ成形装置に関する。

円筒状の生タイヤ基体をトロイド状に成形するタイヤ成形装置が、例えば、下記特許文献１に提案されている。この装置は、図５（ａ）に示されるように、生タイヤ基体ａを保持する近接移動可能な一対のビード保持リングｄ、ｄを具えている。前記ビード保持リングｄ、ｄにはそれぞれ、生タイヤ基体の左右一対のビード部ｂ、ｂを保持するビード保持面ｃが形成されている。なお、ビード保持リングｄ、ｄ間には、生タイヤ基体を内側から押圧するブラダｅのタイヤ軸方向両端部が、それぞれ気密に保持されている。

上記タイヤ成形装置では、生タイヤ基体ａのビード部ｂが、それぞれのビード保持リングｄのビード保持面ｃに取り付けられた後、図５（ｂ）に示されるように、一方のビード保持リングｄに対して他方のビード保持リングｄを相対的に近接させながら、ブラダｅの内部へ流体が充填される。これにより、生タイヤ基体ａがブラダｅに内側から押圧されて、トロイド状に成形される。しかる後、生タイヤ基体ａがビード保持リングｄから取り外される。

ところで、上記生タイヤ基体ａは、未加硫のゴム特有の粘性を有している。このため、上記タイヤ成形装置では、トロイド状に成形された生タイヤ基体ａのビード部ｂが、ビード保持面ｃに貼り付く場合がある。この場合、前記ビード部ｂをビード保持面ｃから取り外す作業は、作業員の負担となる他、ビード部ｂを変形させ、タイヤのユニフォミティを悪化させるおそれもある。

従来、このような問題を解消するために、前記ビード部ｂとビード保持面ｃとの間に、例えば、エチレングリコール等の潤滑剤が塗布される。詳しくは、この潤滑剤が、まず生タイヤ基体ａのビード部ｂ、ｂに塗布される。その後、ビード部ｂをそれぞれ、各ビード保持面ｃに取り付ける際に、これらビード部ｂを介して各ビード保持面ｃに潤滑剤が転写される。

特開２００７−２９６７４４号公報

しかしながら、上記従来技術では、生タイヤ基体ａをトロイド状に形成する際、潤滑剤が飛散し、生タイヤ基体ａの他の部分に付着することがある。このような潤滑剤は、後のタイヤ成形において、異物となり、タイヤを形成する他のゴム部材との接着を阻害するおそれがある。また、上記従来技術では、ビード部ｂ、ｂに潤滑剤を塗布する工程を要し、生産性が低い。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、生タイヤ基体のビード部がビード保持リングのビード保持面に貼り付くことを防止し、ビード保持リングへの生タイヤ基体の着脱を容易にするとともに、タイヤの品質向上をも計りうるタイヤ成形装置を提供することにある。

本発明のうち請求項１記載の発明は、円筒状の生タイヤ基体の一対のビード部をそれぞれ保持する一対のビード保持リングを接近移動可能に具えたタイヤ成形装置であって、前記ビード保持リングは、前記ビード部が保持されるビード保持面を有し、該ビード保持面は、フッ素樹脂でコーティングされ、かつ、表面粗さＲｚが２５μｍ以上である粗面部を有することを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記粗面部は、フッ素樹脂のコーティング厚さが１０〜２０μｍである請求項１に記載のタイヤ成形装置である。

また請求項３記載の発明は、前記ビード保持面は、その全域が前記粗面部からなる請求項１又は２に記載のタイヤ成形装置である。

また請求項４記載の発明は、前記ビード保持リングは、前記ビード保持面と、該ビード保持面のタイヤ軸方向外側に連なりかつ外径が漸減するテーパ状面と、前記ビード保持面のタイヤ軸方向内側に連なりかつ前記ビード保持面よりも大径のフランジ部とを有する請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ成形装置である。

また請求項５記載の発明は、前記一対のビード保持リング間には、前記生タイヤ基体を内側面から押圧してトロイド状に膨張させるブラダのタイヤ軸方向両側部がそれぞれ気密に固着保持される請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤ成形装置である。

本発明によれば、フッ素樹脂でコーティングされ、かつ、表面粗さＲｚが２５μｍ以上である粗面部を有するビード保持面により生タイヤ基体のビード部が保持される。このため、ビード部とビード保持面との接触面積が低下し、生タイヤ基体のビード部がビード保持リングのビード保持面へ貼り付くことを防止でき、ビード保持リングへの生タイヤ基体の着脱を容易にでき、均一性に優れた生タイヤを成形できる。また、エチレングリコール等の潤滑剤を要しないため、生産性を向上できる。さらに、生タイヤ基体に潤滑剤が付着して異物となることもなく、タイヤの品質を向上することができる。

本発明の実施形態を示すタイヤ成形装置の要部断面図である。図１の成形装置の要部拡大断面図である。図１の成形装置の要部拡大斜視図である。図１の成形装置の動作説明図である。従来のタイヤ成形装置の説明図である。

以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
本実施形態のタイヤ成形装置１は、図１に示されるように、円筒状の生タイヤ基体Ｔの一対のビード部Ｔｂ、Ｔｂをそれぞれ保持する一対のビード保持リング２，２を近接移動可能に具えている。なお、図１には、既にトロイド状に変形された生タイヤ基体Ｔが示されている。

ここで、生タイヤ基体Ｔは、周知の円筒状のドラムに、ゴム引きされたカーカスプライが巻装されて形成される。詳しくは、カーカスコードを薄いトッピングゴムで被覆したカーカスプライＴｋがドラムの外側に配され、その外側に一対のビードコアＴｃが外嵌され、カーカスプライＴｋが各ビードコアＴｃの廻りで内側から外側に折り返されて円筒状に形成される。なお、生タイヤ基体Ｔには、必要に応じて、その他のタイヤ部材、例えば、インナーライナゴム、ビードエーペックスゴム及びサイドウォールゴム等が巻装される。

一方のビード保持リング２ａは、軸方向に移動できかつ回転自在な主軸３に、ホイール４を介して取り付けられる。ホイール４は主軸３に固定されている。また、他方のビード保持リング２ｂは、主軸３に回転自在に外嵌され、かつ軸方向に移動可能な外筒５に、ホイール６を介して取り付けられる。このため、各ビード保持リング２は、回転自在であるとともに、一方のビード保持リング２ａに対して他方のビード保持リング２ｂが相対的に近接移動可能である。

また、一対のビード保持リング２ａ、２ｂ間には、生タイヤ基体Ｔを内側面から押圧し、生タイヤ基体Ｔをトロイド状に膨張させるブラダ７が保持されている。このブラダ７は、タイヤ軸方向両側部がそれぞれ、ビード保持リング２ａ、２ｂにより、気密に固着保持されている。

上記ビード保持リング２は、それぞれ、図２に拡大して示されるように、ブラダ７の内側面を保持するインナクランプ８と、ブラダ７の外側面を保持するアウタクランプ９とから形成される。

上記インナクランプ８は、主軸３又は外筒５に支持される円盤状のクランプ本体８Ａを具えている。このクランプ本体８Ａの半径方向外方には、軸方向内向きに折返されたブラダ７の側部７Ａの先端部分７Ｂを嵌入する凹部１０と、この凹部１０に連なり、かつ前記折返されたブラダ７の側部７Ａとブラダ７の胴部７Ｃとの間に介在する凸部１１とが形成されている。なお、凸部１１はその外周面を、前記ブラダー７が自然状態の円筒状に縮径した際の胴部７Ｃの内面を受ける受け面として形成されている。

また、上記アウタクランプ９は、図２又は図３に示されるように、インナクランプ８のクランプ本体８Ａに、例えば、ボルト等によって取付く円盤状のクランプ本体９Ａと、このクランプ本体９Ａに連なり、かつ前記折返されたブラダ７の側部７Ａをインナクランプ８との間で狭圧して保持する狭持部１２とを具える。また、アウタクランプ９は、生タイヤ基体Ｔのビード部Ｔｂが保持され、かつ実質的に一定の外径を有するビード保持面１５と、該ビード保持面１５のタイヤ軸方向外側に連なり、かつ外径が漸減するするテーパ状面１６と、ビード保持面１５のタイヤ軸方向内側に連なり、かつビード保持面１５よりも大径のフランジ部１７とを有する。

上記ビード保持リング２のアウタクランプ９により、生タイヤ基体Ｔをタイヤ成形装置１に取り付ける際、生タイヤ基体Ｔのビード部Ｔｂがアウタクランプ９のテーパ状面１６に沿ってビード保持面１５の位置まで円滑に案内される。また、ビード保持面１５の位置まで案内されたビード部Ｔｂは、フランジ部１７と当接することで、ビード保持面１５の位置に位置決めされる。

また、上記アウタクランプ９は、フランジ部１７の軸方向内側に連なり、かつ軸方向内側に突出する延長部１８を有している。この延長部１８は、図２に仮想線で示されるように、ブラダ７が膨張する際に、ブラダ７の外表面と当接し、ブラダ７の膨張部の根元部分を絞ることができる。その結果、ブラダ７の膨張部に押圧されてトロイド状に膨張する生タイヤ基体Ｔは、タイヤ赤道付近の内面の半径を減じることができる。

上記ビード保持面１５は、フッ素樹脂でコーティングされ、かつ、その表面粗さＲｚが２５μｍ以上である粗面部２０を有している。このような粗面部２０は、ビード部Ｔｂとビード保持面１５との接触面積を低下させ、生タイヤ基体Ｔのビード部Ｔｂがビード保持リング２のビード保持面１５へ貼り付くことを防止でき、ビード保持リング２への生タイヤ基体Ｔの着脱を容易にでき、均一性に優れた生タイヤを成形できる。また、本実施形態では、従来のような、エチレングリコール等の潤滑剤を要しないため、生産性を向上できる。さらに、生タイヤ基体Ｔに潤滑剤が付着して異物となることもなく、タイヤの品質を向上することができる。

上記粗面部２０は、例えば、炭化ケイ素の粒子が噴射されるブラスト加工をビード保持面１５に施すことにより、その表面粗さＲｚに加工される。粗面部２０の表面粗さＲｚは、ビード部Ｔｂとの接触面積を減少させるために、２５μｍ以上とされるが、より好ましくは３５μｍ以上が望ましい。他方、ブラスト加工による加工容易性の観点から、粗面部２０の表面粗さＲｚは、４５μｍ以下が望ましい。なお、本実施形態では、上記ビード保持面１５は、その全域が粗面部２０からなるが、例えば、ビート保持面１５の一部に粗面部２０を形成する構成であってもよい。また、粗面部２０は、テーパ状面１６の一部、及びフランジ部１７の一部まで延長して設けられるのが望ましい。

本明細書において、前記「表面粗さ」とは、ＪＩＳＢ０６０１：２００１の「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語、定義及び表面性状パラメータ」の４．２．１項に定義される“輪郭曲線を粗さ曲線とする算術平均粗さ”を意味する。また、粗さＲｚの測定方法は、ＪＩＳＢ０６３３：２００１の「製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−表面性状評価の方式及び手順」の７．「触針式表面粗さ測定機による評価の方式及び手順」に基づいて定められる。

また、粗面部２０は、フッ素樹脂のコーティング厚さが１０〜２０μｍであるのが望ましい。フッ素樹脂のコーティングは、例えば、ブラスト加工が施された下地面に接着剤が塗布され、そこにフッ素樹脂が噴霧された後、所定の温度で下地面に焼付けられる。このフッ素樹脂のコーティング厚さが１０μｍより小さい場合、フッ素樹脂のコーティングを形成するのが困難であるとともに、ビード部Ｔｂと接触した際に、フッ素樹脂が容易に剥離するおそれがある。また、フッ素樹脂のコーティング厚さが２０μｍより大きい場合、ブラスト加工により下地面に形成された凹凸を埋めてしまうおそれがあり、表面粗さの調整が困難となる。

次に、前記構成のタイヤ成形装置１による成形方法を説明する。
図４（ａ）に示されるように、円筒状の生タイヤ基体Ｔは、軸線方向の両端のビード部Ｔｂ、Ｔｂが、タイヤ成形装置１のビード保持面１５、１５に固定される。このとき、ビード部Ｔｂ、Ｔｂは、上述のように、ビード保持リング２、２のテーパ状面１６に沿って案内され、ビード保持面１５に固定される。

そして、一対のビード保持リング２、２を相対的に近接移動させることで、図４（ｂ）に示されるように、生タイヤ基体Ｔのビード部Ｔｂ、Ｔｂを軸方向に近接させながら、ブラダ７の内部に、例えば、１００ｋＰａ以下、好ましくは４０〜８０ｋＰａの流体を充填し、ブラダ７を膨張させる。

さらに、一対のビード保持リング２、２が相対的に近接移動され、図４（ｃ）に示されるように、ビード部Ｔｂ、Ｔｂが所定位置まで近接されると、ブラダ７に充填する流体の内圧を、例えば、１００ｋＰａより大、好ましくは１３０〜２５０ｋＰａまで上昇させる。

この結果、生タイヤ基体Ｔが、トロイド状に形成される。また、その後、ブラダ７に充填された流体が排出され、ブラダ７が収縮される。そして、生タイヤ基体Ｔの各ビード部Ｔｂ、Ｔｂがそれぞれ、ビード保持リング２、２のビード保持面１５から取り外されて、タイヤ成形装置１から取り外される。

生タイヤ基体Ｔの各ビード部Ｔｂ、Ｔｂをそれぞれ、ビード保持リング２、２のビード保持面１５から取り外す際に、ビード保持リング２、２のビード保持面１５が、フッ素樹脂でコーティングされ、かつ、表面粗さＲｚが２５μｍ以上である粗面部２０であるため、ビード部Ｔｂとビード保持面１５とのミクロの接触面積が低下されるとともに、貼り付きが防止される。よって、生タイヤ基体Ｔのビード部Ｔｂ、Ｔｂがのビード保持面１５、１５へ貼り付くことを防止でき、ビード保持リング２、２への生タイヤ基体Ｔの着脱を容易にできる。

また、本実施形態では、従来技術で用いられるエチレングリコール等の潤滑剤を要せず、これを塗布する工程を要しない。このため、生タイヤ基体Ｔをトロイド状に形成する生産性を向上できる。さらに、生タイヤ基体Ｔをトロイド状に形成する際に、生タイヤ基体Ｔに潤滑剤が付着することもなく、潤滑剤が異物として混入するおそれが解消され、タイヤの品質を向上することができる。

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。例えば、タイヤ成形装置１において、アウタクランプを主軸３に支持させ、インナクランプをアウタクランプに取り付ける構成、及び一方のビード保持リングを固定し、他方のビード保持リングのみを接近移動可能に支持する構成など適宜に採用することができる。また、粗面部２０をビード保持面の一部にのみ形成したものであっても、ビード保持リング２、２への生タイヤ基体Ｔの着脱を容易にできる。

本発明のタイヤ成形装置を用いて、生タイヤ基体をトロイド状に形成した後、ビード保持リングから生タイヤ基体を取り外す工程に要する時間を、表１に記載される仕様にて測定した。なお、表１に記載される時間は、各比較例及び各実施例毎に測定を１０回行った平均値である。

また、潤滑剤としてエチレングリコールを用いてトロイド状に形成された生タイヤ基体と、本発明のタイヤ成形装置を用いてトロイド状に形成した生タイヤ基体とを用いてタイヤを作製し、専用のタイヤユニフォミティ試験機にて、完成したタイヤのラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）、及びラテラルフォースバリエーション（ＬＦＶ）を測定した。表２には、各比較例及び各実施例毎に測定を１００回行った平均値を記載するとともに、そのときの標準偏差σを記載する。なお、タイヤユニフォミティは、ＲＦＶ値、ＬＦＶ値及び標準偏差σが小さいほど安定していることになる。

表１、及び表２に示されるように、本発明の成形装置を用いてトロイド状に形成された生タイヤ基体は、ビード保持リングから取り外しが容易で、かつ、異物の混入が無く、タイヤとして加硫された後のユニフォミティが向上されているのが確認できる。

１タイヤ成形装置
２ビード保持リング
３主軸
５外筒
７ブラダ
８インナクランプ
９アウタクランプ
１５ビード保持面
１６テーパ状面
１７フランジ部
２０粗面部
Ｔ生タイヤ基体
Ｔｂビード部

Claims

円筒状の生タイヤ基体の一対のビード部をそれぞれ保持する一対のビード保持リングを接近移動可能に具えたタイヤ成形装置であって、
前記ビード保持リングは、前記ビード部が保持されるビード保持面を有し、
該ビード保持面は、フッ素樹脂でコーティングされ、かつ、表面粗さＲｚが２５μｍ以上である粗面部を有することを特徴とするタイヤ成形装置。
前記粗面部は、フッ素樹脂のコーティング厚さが１０〜２０μｍである請求項１に記載のタイヤ成形装置。
前記ビード保持面は、その全域が前記粗面部からなる請求項１又は２に記載のタイヤ成形装置。
前記ビード保持リングは、前記ビード保持面と、該ビード保持面のタイヤ軸方向外側に連なりかつ外径が漸減するテーパ状面と、前記ビード保持面のタイヤ軸方向内側に連なりかつ前記ビード保持面よりも大径のフランジ部とを有する請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ成形装置。
前記一対のビード保持リング間には、前記生タイヤ基体を内側面から押圧してトロイド状に膨張させるブラダのタイヤ軸方向両側部がそれぞれ気密に固着保持される請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤ成形装置。