JP2014037140A - 交換可能な幅部材を備えたスリーブレスのタイヤ組立ドラム - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム製の中央スリーブに由来する欠点を克服するタイヤ組立ドラムを提供する。
【解決手段】タイヤ組立ドラムは、中央スリーブを備えていない半径方向に拡張可能な中央部２０と、第１および第２のショルダー部と、を有する回転可能なドラムを有している。中央部２０は、それぞれショルダーを有する第１および第２の端部を有している。中央部２０は、第１および第２のショルダーシール６０ａ，６０ｂをさらに有し、第１および第２のショルダーシール６０ａ，６０ｂは、クランプに収容された第１の端部６２ａ，６２ｂと、ショルダーシール６０ａ，６０ｂが中央部２０のショルダーを覆って延びるように、中央部２０の第１または第２の端部上をスライド可能な自由端である第２の端部６４ａ，６４ｂと、を有している。
【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤ組立ドラムに関し、特に中央スリーブを備えていないタイヤ組立ドラムに関する。

通常、タイヤの製造では、タイヤ組立ドラムが使用され、多数のタイヤ構成部材が順次ドラムに貼り付けられ、円筒形状のタイヤカーカスが形成される。このようなタイヤ組立プロセスの段階は、一般に、タイヤ組立プロセスの「第１段階」と呼ばれている。その後、タイヤカーカスは、通常、タイヤ組立ドラムから取り外され、第２段階、すなわち拡張可能なタイヤ成形ドラムに送られ、そこでベルトパッケージやゴムトレッドのような残りのタイヤ構成部材の受け入れのためにトロイダル形状に拡張される。次いで、完成したトロイダル形状の未加硫タイヤカーカスすなわちグリーンタイヤは、第２段階のドラムから取り外され、その後成形されて加硫され、完成したタイヤになる。

したがって、従来技術のプロセスでは、２つのタイヤ組立ドラムが必要であり、カーカスを一方のドラムから他方のドラムに移す必要がある。さらに、タイヤビードを未加硫のタイヤカーカス上に正確に配置して固定することに関して問題がしばしば発生し、特に、タイヤビードを第1段階のドラムから第２段階のドラムに移送する間に問題が発生する。ビード位置が変化すると、タイヤにおいてプライの歪みが生じる可能性がある。

最近、タイヤ製造業者は、第1および第２段階の両方のタイヤ組立に使用される単一のタイヤ組立ドラムを利用するようになっている。この場合、タイヤ組立ドラムは、軸方向に伸縮可能であるだけでなく半径方向にも伸縮可能である必要がある。さらには、タイヤ成形を含むタイヤ組立プロセス全体を通して確実なビードの固定を維持することで、プライコードの長さを維持し、それによってタイヤの良好な均一性を実現することが重要である。

通常、タイヤ製造業者は、タイヤ組立ドラム上の最も外側の部材として、ゴム引きされた可塑性の円筒形中央スリーブを使用している。この中央スリーブは、タイヤの最も内側の構成部材（インナーライナ）のための貼付面および固定点として機能する。また、半径方向に拡張可能なセグメントの「ショルダー」を中央スリーブが包んでいる部分も、グリーンタイヤのビード領域に対する空気シールとして機能し、これにより、タイヤ組立プロセスの全段階においてグリーンタイヤの膨張（成形）が可能になる。通常、中央スリーブは、真空を作り出してインナーライナをドラムに固定するとともに、空気を供給してグリーンタイヤを成形するための一連の穴をさらに有している。

従来技術のゴム製の中央スリーブにはいくつかの欠点がある。通常、タイヤ組立ドラムが広範囲の幅調整機能を有しているのに対し、従来技術のゴム製の中央スリーブの幅動作は、非常に限られた範囲であり、通常３０ｍｍ未満である。したがって、このスリーブがタイヤ組立ドラムの動きを制限し、その結果、このドラムを、所定の位置に異なる幅の中央スリーブを有する別のドラムと交換することが必要になる。ドラム交換が必要になると、幅のサイズが異なるドラムを保管しておく必要があり、ドラム交換中の生産性の低下につながる。

従来技術の中央スリーブの第２の欠点は、タイヤ組立サイクルの間、成形されるグリーンタイヤの直径が大きくなるにつれてドラム幅が徐々に小さくなることである。このように幅が小さくなると、圧縮によってスリーブがつぶれたり（bunching up）曲がったり（buckling）する可能性がある。曲がったときの直径はタイヤのビード直径よりも大きくなるため、タイヤ組立ドラムの幅を広げて完成したタイヤをドラムから取り外す必要がある。

従来技術の中央スリーブの第３の欠点は、この中央スリーブが、タイヤ組立ドラムにおいて維持管理の最も煩雑な（highest maintenance）構成部材であり、そのため、裂けたり擦れたりした場合に頻繁に交換する必要があることである。

従来技術の中央スリーブの第４の欠点は、このスリーブを使用すると、ドラムを拡張させるのに必要な力の量が増大することである。

従来技術の中央スリーブの第５の欠点は、このスリーブを使用すると、カーカスが膨張するときに空気流の分布が不均一になり、このことがタイヤの不均一性の一因となる可能性があることである。

したがって、上述の欠点を克服するタイヤ組立ドラムを提供することが望ましい。

上述した目的を達成するために、本発明のタイヤ組立ドラムは、中央スリーブを備えていない半径方向に拡張可能な中央部と、第１および第２のショルダー部と、を有する回転可能なドラムを有し、中央部が、それぞれショルダーを有する第１および第２の端部を有する、タイヤ組立ドラムであって、中央部が、第１および第２のショルダーシールをさらに有し、第１および第２のショルダーシールが、クランプに収容された第１の端部と、ショルダーシールが中央部のショルダーを覆って延びるように、中央部の第１または第２の端部上をスライド可能な自由端である第２の端部と、を有している。

（定義）
ここで、本明細書で使用される用語について定義する。

「エイペックス」は、ビードの半径方向上方に配置され、プライとプライターンアップとの間に挿入されたエラストマー製のフィラーを意味する。

「軸方向の」および「軸方向に」は、タイヤ組立ドラムの長手方向の回転軸と平行または一直線に並んだ、ラインまたは方向を意味する。

「ビード」は、プライコードによって包まれた、「ビードコア」として一般に呼ばれる環状引張部材であって、フリッパ、チッパ、エイペックス、トゥーガード、およびチェーファーのような他の補強部材の有無にかかわらず、設計リムに適合するように成形された環状引張部材を有する、タイヤの一部を意味する。

「ベルト構造」または「補強ベルト」は、織布または不織布であって、トレッドの下に存在し、ビードに固定されておらず、左右のコード角度が共にタイヤの赤道面に対して１７°から２７°の範囲にある、互いに平行なコードからなる少なくとも２つの環状の層またはプライを意味する。

「カーカス」は、円筒形状またはトロイダル形状に接合するのに適した長さに切断されるかあるいはすでに接合されたタイヤプライ材料と他のタイヤ構成部材とからなる未加硫積層体を意味する。追加の構成部材が、加硫されて成形タイヤになる前のカーカスに付加されていてよい。

「ケーシング」は、トレッドを除く、タイヤカーカスと関連するタイヤ構成部材とを意味する。

「チェーファー」は、ビードの外側周囲に配置され、コードプライをリムから保護し、リムの上方でたわみを分散させ、タイヤを密閉する、幅の狭い材料ストリップを指す。

「周方向」は、軸方向に垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って延びるラインまたは方向を意味する。

「コード」は、タイヤ内のプライを構成する補強ストランドの１つを意味する。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸に垂直でタイヤのトレッドの中心を通る平面を意味する。

「インナーライナ」は、チューブレスタイヤの内面を形成し、タイヤの内部に膨張流体を収容する、エラストマーまたは他の材料からなる層を意味する。

「インサート」は、通常タイヤのサイドウォール領域に配置され、補強部材として使用される、エラストマー製の部材を意味する。

「プライ」は、ゴムで被覆された互いに平行なコードからなる連続した層を意味する。

「半径方向の」および「半径方向に」は、タイヤ組立ドラムの回転軸に向かって放射状に延びる方向、あるいは回転軸から離れるように放射状に延びる方向を意味する。

「ラジアルプライタイヤ」は、ベルトで締め付けられているか、あるいは周方向に制限された空気入りタイヤであって、プライの少なくとも１つの層が、タイヤの赤道面に対して６５°から９０°までの間のコード角度でビードからビードへと延びるプライコードを有する、空気入りタイヤを意味する。

「ショルダー」は、トレッド縁部の直下の、サイドウォールの上部を意味する。

「サイドウォール」は、タイヤのトレッドとビードとの間にある部分を意味する。

「トレッド」は、タイヤカーカスへの結合時に、標準タイヤ圧および標準荷重においてタイヤが道路に接触する部分を含む、ゴム製の構成部材を意味する。

「トレッド幅」は、軸方向、すなわちタイヤの回転軸に平行な平面におけるトレッド面の円弧長を意味する。

２つのショルダースリーブがドラムのクラウン部に取り付けられた様子を示す、本発明のタイヤ組立ドラムの斜視図である。 ドラムの左側および右側部分の外装が取り外された様子を示す、図１ａのタイヤ組立ドラムの斜視図である。 半径方向に拡張された位置での図１ｂのタイヤ組立ドラムの正面断面図である。 図１ｂのタイヤ組立ドラムの中央部を示す詳細図である。 半径方向に拡張された位置での中央部のみを示す斜視図である。 中央部の１つのセグメントを示す斜視図である。 図８の中央部の１つのセグメントを示す底面図である。 スプライスプレートを有する、中央部の１つのセグメントの斜視図である。 下部ばねを示す、図７の中央部の１つのセグメントの底面図である。 スプライスバーを示す、中央部の一部の詳細図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

各図を参照すると、本発明による代表的なタイヤ組立ドラム５が示されている。より具体的には、図１ａおよび図１ｂに示すように、タイヤ組立ドラム５は、中央部２０によって接合された、左側部分７および右側部分９を有している。中央部２０は、以下で詳述するように、右側部分２２ｂと左側部分２２ａとにさらに分割され、それらは軸方向および半径方向の両方に移動可能である。中央部２０には、図２に示すように、第１のビード固定機構２５ａと第２のビード固定機構２５ｂとが隣接し、これらも半径方向に移動可能である。ビード固定機構には、第１および第２のショルダー部２９が隣接している。ビード固定機構およびショルダー部は共に、軸方向に移動可能であり、中央ねじ機構１２１によって駆動される。したがって、ドラムの左側部分および右側部分は共に、軸方向に移動可能である。以下、これらの構成部材について詳述する。

（中央部）
図１から図５に示すように、タイヤ組立ドラムの中央部２０は、ドラムの外周に沿って配置された複数の中央セグメント２２ａ，２２ｂをさらに有している。各中央セグメントは、必ずしも必須ではないが、左側部分２２ａと右側部分２２ｂとにさらに分割されていてよい。図３に示すように、左側中央セグメント２２ａは、１つ以上のフィンガー状突起すなわちロッド２４ａを有しており、これらフィンガー状突起の間に、凹部２６ａが形成されている。ロッド２４ａは、フィンガー２４ｂ同士の間に形成された凹部２６ｂ内にスライドする。右側部分は左右対称である。したがって、右側中央セグメント２２ｂは、フィンガー２４ａ同士の間に形成された凹部２６ａ内にスライドする１つ以上のフィンガー状突起すなわちロッド２４ｂを有している。各フィンガー状突起すなわちロッド２４ａ，２４ｂは、取付ブロック４０ａ，４０ｂのそれぞれの凹部４２ａ，４２ｂに収容されている。したがって、中央部の左側部分と右側部分とは、ドラムの中央部２０を作動させるために、組み合った手の指のように、互いにかみ合っているか、あるいは連結されている。

図５には、右側中央セグメント２２ｂが示されている。右側中央セグメントが、ロッド２４ｂのような形状の３つのフィンガー状突起を有している様子が示されている。各ロッド２４ｂは、取付ブロック４０ｂの各凹部４２ｂに収容されている。フィンガー状突起２４ｂは、クランプ４４ｂによって、取付ブロック４０ｂの凹部４２ｂの内部で固定されている。複数の取付ブロック４０ａ，４０ｂは、環状構成の両端に配置されている。取付ブロックは、フィンガー状ロッドと共に、ドラムの半径方向外面を形成している。セグメントは再設計されてきており、それにより、中央スリーブの代わりにフィンガー状ロッドの半径方向外面にインナーライナを直接貼り付けることができる。したがって、ドラムの半径方向外面の一部または全体にわたって延びる中央スリーブは存在していない。セグメントの少なくとも１つのフィンガーは、真空源に接続された穴８０を備えており（図７参照）、これにより、真空を利用してインナーライナの前縁部をドラムに固定することができる。左側セグメントおよび右側セグメントのそれぞれのフィンガーが、穴８０を備えていることが好ましい。空気を取り込むために穴８０を使用して、タイヤを膨張させてトロイダル形状にすることもできる。

中央部のサイズを変えるために、必要に応じて、取付ブロックの半径方向の高さＨを高くしたり低くしたりすることができる。同じ寸法のフィンガー状突起を、半径方向の寸法が異なる取付ブロックと交換可能に使用して、さまざまな直径のドラムを形成することもできる。フィンガー状突起が交換可能であるため、在庫させておく必要がある部品の量を少なくすることができる。

図３に示すように、左側中央セグメント２２ａは、３つのフィンガー状突起２４ａを有し、それらは、フィンガー２４ｂ同士の間に形成された３つの細長い溝２６ｂに、互いにかみ合うように、あるいは連結されるように、スライド可能に収容されている。同様に、右側中央セグメント２２ｂは、３つのフィンガー状突起２４ｂを有し、それらは、フィンガー２４ａ同士の間に形成された、対向する３つの細長い溝２６ａにスライド可能に収容されている。したがって、中央セグメント２２ａ，２２ｂは、互いに協働して、フィンガーが凹部の内部にスライドしたときに軸方向に拡張または収縮する。

図４は、縮んだ位置での中央部を示している。図２は、半径方向に拡張された位置での中央部２０を示している。中央部２０は、半径方向に約２０ｍｍから約５０ｍｍの範囲で拡張可能である。各中央セグメント２２ａ，２２ｂが半径方向に拡張するにつれて、中央セグメントのフィンガー同士の間隙が増大することになる。

さらに、図７は、タイヤ組立ドラムの任意の特徴を示している。図９は、弾性スプライスプレート１００を示している。スプライスプレートは、接合を行うための平坦面を有している。スプライスプレートの第１の端部１０２は、ヒンジ連結されている。スプライスプレートの第２の端部１０４は、ばね１０６に接続されている。スプライスプレートの第２の端部１０４は、図９に示すように、中央部の第２の半部に配置された固定スプライスプレート１１０に係合していてよい。固定スプライスプレート１１０は、弾性スプライスプレート１００を支持している。

（ショルダーシール）
本発明のタイヤ組立ドラムは、中央スリーブも、中央部の一方の端部から他方の端部まで延びるいかなる種類のゴム構成部材すなわちスリーブも、ドラムの中央部の中央に配置されたスリーブも備えていない。本発明のタイヤ組立ドラムは、中央スリーブをなくした上で、第１および第２のショルダーシール６０ａ，６０ｂを有している。ショルダーシールの目的は、グリーンタイヤのビードとタイヤ組立ドラムとの間の空気シールを維持し、タイヤ組立プロセスの全段階においてグリーンタイヤの膨張および成形を可能にすることである。第１および第２のショルダーシール６０ａ，６０ｂは、中央部を形成するセグメント２２ａ，２２ｂのそれぞれ軸方向外端に配置されている。各中央シールは、全体として環状であって、中央部のセグメントに隣接して配置されたシールクランプ（図示せず）に固定された第１の端部６２ａ，６２ｂを有していることが好ましい。シールの第１の端部６２ａ，６２ｂは、シールクランプの内側凸部と嵌合して該内側凸部を収容する外側ビード凸部６３ａ，６３ｂを有していることが好ましい。ショルダーシールはそれぞれ、自由端または非拘束端である第２の端部６４ａ，６４ｂをさらに有している。したがって、ショルダーシールは、中央スリーブの寿命を実質的に短くしていた軸力を受けることがない。自由端６４ａ，６４ｂは、中央セグメント２２ａ，２２ｂの外面２３ａ，２３ｂ（図６参照）に載置され、ドラムが半径方向に拡張したときに中央セグメントに対してスライドすることになる。外面２３ａ，２３ｂは、中央部の中央よりも小さい外径を有し、それによって半径方向の段差が形成され、その結果、ショルダーシールが取り付けられたときに、ショルダーシールは、ドラムの中央部と同一平面を形成することになる。

ショルダーシールは、図４に示すように、Ｌ字状に成形されていることが好ましい。ショルダーシールは、ゴムまたはポリウレタンまたは他の可塑性ポリマーで形成されていてよい。

（ビード固定機構）
中央部２０には、環状の第１および第２のビード固定機構２５が隣接している。図２は、後退した位置でのビード固定機構２５を示している。

（ショルダー部およびショルダークランプロック）
タイヤ組立ドラム５の左側および右側ショルダー部２９は、中央部の中心線の軸方向外側に配置された、シールクランプとビード固定機構とを含むドラム構成部材として規定されている。タイヤ組立ドラムの左側および右側ショルダー部は、軸受スリーブ上を軸方向にスライド可能である。ショルダー部２９は、駆動ピン１２５によって駆動され、駆動ピン１２５は、駆動ねじ１２１に沿って移動するナット１３０上に取り付けられている。中央ねじが回転すると、ナット１３０が軸方向内側または外側に移動し、それに応じて、駆動ピン１２５と各ショルダー部とが軸方向内側または外側に移動することになる。また、駆動ピンは、分割された中央セグメントとも機械的に協働し、それにより、分割された中央セグメント２２ａ，２２ｂが軸方向に延長または収縮することになる。

（駆動軸）
長手方向軸を中心としてタイヤ組立ドラム５を回転運動させるために、中央駆動軸１２０が設けられている。中央軸１２０は、駆動手段（図示せず）に接続されている。中央駆動軸１２０の内部に、中央ねじ１２１が設けられている。中央ねじ１２１は、それぞれの端部が軸受１２３によって支持されている。中央ねじ１２１の一方の側は左ねじであり、反対側は右ねじである。左ねじ側では、内側ナット１２５が、ねじ１２１の一方の端部に接続され、同様に、反対側の右ねじ側では、外側ボールナット１２５が、中央ねじ１２１に接続されている。

（ターンアップブラダー）
上部ブラダー１５０は、ビード固定機構２５からタイヤ組立ドラムのそれぞれの端部まで延びている。上部ブラダー１５０は、下部ブラダー１５２を覆うように延び、下部ブラダー１５２は、ドラムのショルダー領域に取り付けられ、タイヤ組立ドラムのそれぞれの端部まで軸方向外側に延びている。上部および下部ブラダーは、膨張し、それにより、プライのターンアップ端部がエイペックスおよびビードコアを包むために用いられるターンアップブラダーとして機能する。

本発明を説明するために、特定の代表的な実施形態および詳細を示しているが、当業者には、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなくさまざまな変更および修正が実施可能であることが明らかであろう。

５ タイヤ組立ドラム
７ 左側部分
９ 右側部分
２０ 中央部
２２ａ 左側中央セグメント（第１の半部）
２２ｂ 右側中央セグメント（第２の半部）
２３ａ，２３ｂ 外面
２４ａ，２４ｂ フィンガー状突起（ロッド）
２５ａ 第１のビード固定機構
２５ｂ 第２のビード固定機構
２６ａ，２６ｂ 凹部
２９ ショルダー部
４０ａ，４０ｂ 取付ブロック
４２ａ，４２ｂ 凹部
４４ｂ クランプ
６０ａ 第１のショルダーシール
６０ｂ 第２のショルダーシール
６２ａ，６２ｂ 第１の端部
６３ａ，６３ｂ 外側ビード凸部
６４ａ，６４ｂ 第２の端部
８０ 穴
１００ 弾性スプライスプレート
１０２ 第１の端部
１０４ 第２の端部
１０６ ばね
１１０ 固定スプライスプレート
１２０ 中央駆動軸
１２１ 中央ねじ機構
１２３ 軸受
１２５ 駆動ピン
１３０ ナット
１５０ 上部ブラダー
１５２ 下部ブラダー

Claims (7)

1. 中央スリーブを備えていない半径方向に拡張可能な中央部と、第１および第２のショルダー部と、を有する回転可能なドラムを有し、前記中央部が、それぞれショルダーを有する第１および第２の端部を有する、タイヤ組立ドラムであって、前記中央部が、第１および第２のショルダーシールをさらに有し、該第１および第２のショルダーシールが、クランプに収容された第１の端部と、前記ショルダーシールが前記中央部の前記ショルダーを覆って延びるように、前記中央部の前記第１または第２の端部上をスライド可能な自由端である第２の端部と、を有することを特徴とするタイヤ組立ドラム。
2. 前記中央部のセグメントが、第１の半部および第２の半部を有し、前記第１の半部が、前記第２の半部の内部にスライド可能に取り付けられている、請求項１に記載のタイヤ組立ドラム。
3. 前記第１の半部および前記第２の半部が、それぞれ１つ以上の取付ブロックから形成され、該各取付ブロックが、１つ以上のロッドを収容する凹部を有する、請求項１に記載のタイヤ組立ドラム。
4. 前記ロッドが、前記各取付ブロックに取り外し可能に固定されている、請求項３に記載のタイヤ組立ドラム。
5. 前記各取付ブロックが、それぞれ凹部によって隔てられた少なくとも３つの前記ロッドを有し、前記第１の半部の前記ロッドが、前記第２の半部の前記凹部に収容されるように整列している、請求項３に記載のタイヤ組立ドラム。
6. 少なくとも１つの前記ロッドが複数の穴を有する、請求項３に記載のタイヤ組立ドラム。
7. 前記各取付ブロックが、半径方向の高さＨを有するとともに、半径方向の高さが異なる取付ブロックと交換可能である、請求項３に記載のタイヤ組立ドラム。

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