JP2015085583A - グリーンタイヤ成型装置及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】グリーンタイヤ成型時におけるターンアップ工程での圧着不足に起因する空気溜まりを抑制する。【解決手段】タイヤケースＴ１を外周に保持する成型ドラム１２と、成型ドラム１２の外周にてトロイド状に膨張することで、ビードコアＴ４よりもドラム軸方向外側にはみ出したケースはみ出し部Ｔ２をケース本体部Ｔ３に沿わせるように巻き上げるためのターンアップブラダー１４とを備えたグリーンタイヤ成型装置１０において、ターンアップブラダー１４に、膨張時における子午線方向Ｍでの伸張を抑制する第１補強材３２を埋設するとともに、膨張時における径方向外方部２４Ａに周方向Ｃでの伸張を抑制する第２補強材３４を埋設する。【選択図】図４

Description

本発明は、グリーンタイヤを成型する際に、ビードコアから軸方向外側にはみ出したはみ出し部を巻き上げるために用いられるグリーンタイヤ成型装置、及びそれを用いた空気入りタイヤの製造方法に関する。

一般に、空気入りタイヤは、成型ドラム上でグリーンタイヤを成型した後に、該グリーンタイヤをモールド内にセットして加硫成型することにより製造される。かかるグリーンタイヤを成型する際に、成型ドラムの外周にタイヤケースを保持させた上で、該タイヤケースにおけるビードコアよりもドラム軸方向外側にはみ出したケースはみ出し部を巻き上げて、一対のビードコア間のケース本体部に沿わせる巻き上げ（ターンアップ）工程が行われている。ターンアップ工程では、成型ドラムの軸方向両端部に設けたゴム膜からなるターンアップブラダーを用いて、該ターンアップブラダーを膨張させることにより、ケースはみ出し部を巻き上げてケース本体部に圧着させている。

このようなターンアップ工程において、ケース本体部に対するケースはみ出し部の圧着が不十分であり、両者の間に隙間が生じると、それが空気溜まりとなってタイヤ成型不良の原因となる。そのため、従来、空気溜まりを抑制するために、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１では、ターンアップブラダーを、第１ブラダーと、その軸方向外側に設けられて第１ブラダーを軸方向内側に押圧してターンアップを補助する第２ブラダーとで構成した上で、第１ブラダーの外層部に厚肉部を設けて膨張途中における変形を抑制することで、ケースはみ出し部の巻き上げ力を向上させることが開示されている。特許文献２には、ターンアップブラダー内に複数の押上げレバーを設けて、ビード部材の根元部側を押上げレバーにより押圧するとともに、外周側をターンアップブラダーにより押圧するようにした構成が開示されている。

特開平９−１１７９７０号公報 特開２００９−０１２２４６号公報

上記のようにターンアップ工程では、ケース本体部とケースはみ出し部との間で圧着不足による空気溜まりが生じやすい。特に、ケース本体部をトロイド状に膨張させトレッドリングと接合してからターンアップを行う、いわゆるシングルタイプ成型機では、ケース本体部はその内側に供給された気体の内圧により支持されており、このような内側が剛体で支持されていないケース本体部に対してケースはみ出し部を圧着させる必要がある。そのため、ターンアップブラダーを用いて巻き上げる際に、特にビードフィラーの端部付近で圧着不足になりやすく、空気溜まりによる成型不良が生じやすい。

本発明は、上記の点に鑑み、グリーンタイヤ成型時におけるターンアップ工程での圧着不足に起因する空気溜まりを抑制することができるグリーンタイヤ成型装置、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する。

本発明に係るグリーンタイヤ成型装置は、一対のビードコアと前記一対のビードコアの間でトロイド状に延びるカーカスプライとを含むタイヤケースを外周に保持する成型ドラムと、前記成型ドラムの外周にてトロイド状に膨張することで、前記ビードコアよりもドラム軸方向外側にはみ出したケースはみ出し部を前記一対のビードコア間のケース本体部に沿わせるように巻き上げるためのターンアップブラダーとを備えたものである。そして、前記ターンアップブラダーには、膨張時における子午線方向での伸張を抑制する第１補強材が埋設されるとともに、膨張時における径方向外方部に周方向での伸張を抑制する第２補強材が埋設されている。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、該グリーンタイヤ成型装置を用いて、タイヤケースのケースはみ出し部を巻き上げる工程を含むものである。

本発明によれば、第１補強材によりターンアップブラダーの子午線方向における伸張を抑制した上で、膨張時における径方向外方部に埋設した第２補強材により周方向での伸張を抑制したので、ターンアップブラダーの径方向外方への膨張が抑制されて横方向（即ちドラム軸方向）に膨張しやすくなり、ケース本体部に対するケースはみ出し部の圧着性を高めることができ、空気溜まりを効果的に抑制することができる。

一実施形態に係るグリーンタイヤ成型装置の巻き上げ前の部分断面図である。 同グリーンタイヤ成型装置の巻き上げ初期段階での部分断面図である。 同グリーンタイヤ成型装置の巻き上げ終期段階での部分断面図である。 図３の要部拡大図である。 ターンアップブラダーの構造を示す一部断面とした部分斜視図である。 押圧部材の側面図である。 同押圧部材の押圧リングの断面図である。 他の実施形態に係るグリーンタイヤ成型装置の要部拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜３に示すように、実施形態に係るグリーンタイヤ成型装置１０は、いわゆるシングルタイプ成型機であって、タイヤケースＴ１を外周に保持する成型ドラム１２と、タイヤケースＴ１のケースはみ出し部Ｔ２を巻き上げてケース本体部Ｔ３に沿わせるためのターンアップ手段としてのターンアップブラダー１４及び押圧部材１６とを備える。なお、成型装置１０は、左右対称で同じ構造であるため、図面では一方側（左側）のみを示しており、かつ上側半分のみを示している。

タイヤケースＴ１は、環状のビードコアＴ４とその外周に取り付けられたビードフィラーＴ５とからなる左右一対のビード部材Ｔ６と、一対のビードコアＴ４の間でトロイド状に延びるカーカスプライＴ７と、タイヤのサイドウォール部を構成するサイドゴムＴ８とを備えてなる。この例では、タイヤケースＴ１は、トロイド状をなすカーカスプライＴ７のクラウン部外周に、ベルト層Ｔ９とトレッドゴムＴ１０とからなるトレッドリングＴ１１を備える。タイヤケースＴ１は、一対のビードコアＴ４間においてトロイド状に膨張した部分をケース本体部Ｔ３とし、ビードコアＴ４からドラム軸方向Ｘ外側にそれぞれはみ出した部分をケースはみ出し部Ｔ２として、これらケース本体部Ｔ３とケースはみ出し部Ｔ２とで構成されている。なお、図示しないが、カーカスプライＴ７の内側にはインナーライナー層が設けられている。

成型ドラム１２は、グリーンタイヤ（生タイヤとも称される）を形作るためのシェーピングドラムであり、ドラム軸方向Ｘに移動可能に構成されている。成型ドラム１２は、タイヤケースＴ１のビード部Ｔ１２を保持するビードロック部１８を備え、左右一対のビードロック部１８で一対のビード部Ｔ１２をそれぞれ保持することで、タイヤケースＴ１を外周に保持するように構成されている。ビードロック部１８は、エアシリンダなどの第１移動手段２０によりドラム径方向Ｙにスライド可能に構成されている。

ターンアップブラダー１４は、ビード部材Ｔ６を包むようにケースはみ出し部Ｔ２を巻き上げて、ケースはみ出し部Ｔ２をケース本体部Ｔ３に沿わせるように、成型ドラム１２の外周にてトロイド状に膨張するゴム膜からなる部材である。ターンアップブラダー１４は、図１，２に示す収縮状態から、供給路２２を介して内部に供給される気体などの流体によって、図３に示すようにドラム外周側に膨張し、これにより、ケースはみ出し部Ｔ２をケース本体部Ｔ３に押圧するよう構成されている。

ターンアップブラダー１４は、ビードロック部１８の軸方向Ｘ外側においてトロイド状に膨張する膨張部２４と、ビードロック部１８に配置された内側端部２６と、膨張部２４と内側端部２６との間を繋ぐ連結部２８とを備えてなる。

内側端部２６は、成型ドラム１２の全周にわたって延びる環状厚肉部であり、タイヤケースＴ１のビード部Ｔ１２によってドラム径方向Ｙに押圧されることで、タイヤケースＴ１の内側に供給される気体をシールしている。

膨張部２４は、押圧部材１６を構成する後記のリング支持部材３８に対する固定部３０を有しており、この固定部３０によりタイヤケースＴ１に対する膨張位置が定められている。従って、リング支持部材３８は、ターンアップブラダー１４の膨張部２４を所定位置で膨張させるための支持部材としても機能している。また、固定部３０には上記供給路２２が設けられており、リング支持部材３８はターンアップブラダー１４に対する流体の供給経路としても役割もある。

ターンアップブラダー１４の膨張部２４には、図４，５に示すように、その膨張時における子午線方向Ｍでの伸張を抑制する第１補強材３２が埋設されるとともに、膨張時における径方向外方部２４Ａに周方向Ｃでの伸張を抑制する第２補強材３４が埋設されている。ここで、周方向Ｃとは、成型ドラム１２の外周を取り巻く膨張部２４の周方向であり、成型ドラム１２やタイヤケースＴ１の周方向と同じ方向である。また、子午線方向Ｍとは、膨張部２４の膨張時における表面を、ドラム軸芯Ａを含む平面で切断したときの、切断線に沿う方向であり、該表面上において膨張部２４の周方向Ｃに垂直な方向である。

第１補強材３２は、図４に示す断面形状での膨張部２４の周長拡大を抑制するための補強材であり、膨張部２４を子午線方向Ｍにおいて補強する。そのため、第１補強材３２は、子午線方向Ｍ（即ち、周方向Ｃに対して垂直な方向）に沿って延びる有機繊維コードで構成されており、例えば、周方向Ｃに対する傾斜角度が６０°〜９０°である有機繊維コードを、所定の間隔をあけて埋設することにより構成することができる。第１補強材３２は、膨張部２４におけるドラム径方向Ｙ外方に膨張する部分の全体にわたって埋設されていることが好ましく、この例では、図５に示すように、膨張部２４の収縮時における外層部２４Ｂの全体と、内層部２４Ｃにおける固定部３０よりもドラム軸方向Ｘ外側の範囲に埋設されている。第１補強材３２は、この例では１層にて構成したが、２層以上で構成してもよい。

第２補強材３４は、膨張部２４のドラム径方向Ｙ外方への膨張を抑制するための補強材であり、膨張部２４の径方向外方部２４Ａを周方向Ｃにおいて補強する。そのため、第２補強材３４は、周方向Ｃに沿って延びる有機繊維コードで構成されており、例えば、周方向Ｃに対する角度が０°〜３０°である有機繊維コードを、所定の間隔をあけて埋設することにより構成することができる。第２補強材３４は、第１補強材３２の外側に設けられており、第１補強材３２の外周側で膨張部２４の径方向Ｙ外方への膨張を抑制する。そのため、第２補強材３４が設けられた位置では、補強材は少なくとも２層構造となる。なお、第２補強材３４は、この例では１層にて構成したが、２層以上で構成してもよい。

第２補強材３４は、図４に示すように、膨張部２４の膨張時における径方向外方部２４Ａに限定して埋設されている。第２補強材３４の埋設範囲は、膨張部２４の膨張時における径方向Ｙ外方側となる部分であれば、特に限定しないが、例えば、径方向Ｙにおける最外位置を中心として、そのドラム軸方向Ｘ両側にそれぞれ１００ｍｍの範囲内で設けてもよい。第２補強材３４は、図５に示すように、膨張部２４の収縮時における外層部２４Ｂに設けられる。

なお、第１補強材３２と第２補強材を構成する有機繊維コードの材質は、特に限定されず、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、アラミド等の各種有機繊維コードを用いることができる。

押圧部材１６は、図２，３に示すように、ターンアップブラダー１４の内周側（即ち、ドラム径方向Ｙ内側）で、ケースはみ出し部Ｔ２を巻き上げてケース本体部Ｔ３に押し付ける部材である。押圧部材１６は、ケースはみ出し部Ｔ２を全周にわたって押圧可能なゴム状弾性体からなる押圧リング３６と、該押圧リング３６を周方向Ｃの複数箇所で支持してケースはみ出し部Ｔ２を巻き上げるように移動させるリング支持部材３８とを備えてなる。

押圧リング３６は、この例ではゴム製であり、成型ドラム１２の外周に全周にわたって延びる環状をなしている。押圧リング３６は、図２〜４に示すようにターンアップブラダー１４の連結部２８を介してケースはみ出し部Ｔ２をケース本体部Ｔ３に押し付けるように構成されており、リング支持部材３８に対する取付面４０をドラム軸方向Ｘ外側に備えるとともに、ケースはみ出し部Ｔ２に対する押圧面４２をドラム軸方向Ｘ内側に備える。

押圧リング３６の押圧面４２は、図７に拡大して示すように、内周側の第１面４４と、該第１面４４よりもドラム軸方向Ｘ内側に突出した外周側の第２面４６とで構成されている。詳細には、押圧面４２は、図１に示す押圧部材１６の待機位置において、その径方向Ｙ内側の略半分の領域が平面状の第１面４４に形成されるとともに、径方向Ｙ外側の略半分の領域が、第１面４４に対し屈曲部４７を介してドラム軸方向Ｘの内側に傾斜面状に張り出し形成された第２面４６に形成されている（図７参照）。

リング支持部材３８は、押圧リング３６を図１に示す待機位置から図２に示す押圧位置へと移動させる部材であり、すなわち、押圧リング３６を、ドラム軸方向Ｘ内側に変位させつつ、ドラム径方向Ｙ外側に拡径させるように、移動させる。図６に示すように、リング支持部材３８は、成型ドラム１２の周方向Ｃにおいて複数のセグメントに分割（例えば１２〜２４分割）されており、これにより、押圧リング３６を全周にわたって支持した状態で拡径可能に構成されている。

リング支持部材３８は、図１に示すように、ドラム軸方向Ｘの内側端部に押圧リング３６を係止する爪状のリング取付部５０を備えるとともに、該リング取付部５０のドラム軸方向Ｘ外側に近接させてターンアップブラダー１４の固定部３０が取り付けられるブラダー取付部５２が設けられている。そして、該ブラダー取付部５２からドラム軸方向Ｘの外側に向かってブラダー載置台５４が延設されており、該ブラダー載置台５４上にターンアップブラダー１４の収縮時における膨張部２４が載置されるように構成されている。

リング支持部材３８は、エアシリンダなどの第２移動手段４８により、押圧リング３６を上記の通りに移動可能に構成されている。詳細には、リング支持部材３８は、そのドラム軸方向Ｘの内側端部が、ドラム径方向Ｙにスライド可能なビードロック部１８に対し、両端がそれぞれ回動可能に枢支された第１リンク５６を介して連結されるとともに、ドラム軸方向Ｘの外側端部が、第２リンク５８を介して第２移動手段４８に回動可能に枢支されている。

次に、上記グリーンタイヤ成型装置１０を用いた実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法について説明する。

図１に示すように、成型ドラム１２の外周面にカーカスプライＴ７とともにサイドゴムＴ８を円筒状に巻き付けた状態で保持させた後、その軸方向Ｘ両端部の所定位置における外周部に、ビードコアＴ４とビードフィラーＴ５からなるビード部材Ｔ６を配置する。その後、ビードロック部１８をドラム径方向Ｙ外方に移動させて、ビード部Ｔ１２を固定する。また、別途成型されたベルト層Ｔ９とトレッドゴムＴ１０とからなるトレッドリングＴ１１を、成型ドラム１２の径方向Ｙ外方の所定位置に待機させておく。

次いで、左右のビード部Ｔ１２が互いに近づくようにドラム軸方向Ｘに移動させつつ、左右のビード部Ｔ１２間のカーカスプライＴ７の内側に気体を供給して、カーカスプライＴ７をトロイド状に膨張させるとともに、外周に待機させたトレッドリングＴ１１の内周面にカーカスプライＴ７を押し付けて接合させる。これにより、トロイド状のケース本体部Ｔ３が形成される。

その後、タイヤケースＴ１のケースはみ出し部Ｔ２を巻き上げるターンアップ工程を行う。まず、図２に示すように、押圧部材１６によって、ケースはみ出し部Ｔ２を巻き上げてケース本体部Ｔ３の外側面に押し付ける。詳細には、第２移動手段４８の作動により、押圧リング３６を、ドラム軸方向Ｘ内側に変位させつつ、ドラム径方向Ｙ外側に拡径させるように移動させ、これにより、連結部２８を介して、ケースはみ出し部Ｔ２のケース本体部Ｔ３に対する付け根部を、ケース本体部Ｔ３における主としてビードコアＴ４の周辺部に押し付ける。

次いで、図３に示すように、供給路２２からターンアップブラダー１４の膨張部２４に気体を供給することにより、ターンアップブラダー１４を膨張させる。これにより、ターンアップブラダー１４は、ビード部材Ｔ６を包むようにケースはみ出し部Ｔ２を巻き上げて、ケースはみ出し部Ｔ２をケース本体部Ｔ３に押圧するので、ケースはみ出し部Ｔ２がケース本体部Ｔ３に圧着される。

このようにしてグリーンタイヤを成型した後、得られたグリーンタイヤを、加硫成形型であるモールドにセットし、加硫成型することにより空気入りタイヤが得られる。

以上よりなる本実施形態であると、第１補強材３２によりターンアップブラダー１４の子午線方向Ｍにおける伸張を抑制した上で、膨張時における径方向外方部２４Ａに埋設した第２補強材３４により周方向Ｃでの伸張を抑制したので、ターンアップブラダー１４の径方向Ｙ外方への膨張が抑制されて横方向（即ちドラム軸方向Ｘ）に膨張しやすくなる。そのため、ケース本体部Ｔ３に対するケースはみ出し部Ｔ２の圧着性を高めることができ、空気溜まりを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態であると、かかるターンアップブラダー１４とともに押圧部材１６を設け、該押圧部材１６により、ケースはみ出し部Ｔ２をケース本体部Ｔ３側のビード部材Ｔ６に対してしっかりと内側へ押し込むようにしたので、上記圧着性を高めることができる。押圧部材１６は、ゴム状弾性体からなる押圧リング３６で構成され、ケースはみ出し部Ｔ２を全周にわたって押圧可能であるため、空気溜まりの抑制効果に優れる。

また、本実施形態であると、押圧リング３６は、ターンアップブラダー１４の連結部２８を介して、即ち連結部２８の背後から連結部２８とともにケースはみ出し部Ｔ２を押圧するので、ターンアップブラダー１４の膨らむ起点位置をなるべく上方へ押し上げる作用がある。このことと、ターンアップブラダー１４の上記径方向Ｙでの膨張規制とにより、押圧リング３６で押圧されたビードコアＴ４の周辺部からビードフィラーＴ５の先端部にかけてのターンアップ（巻き上げ）をスムーズに行うことができる。そのため、特に問題となりやすいビードフィラーＴ５の端部付近において空気を抱き込まないように圧着することができ、圧着性を高めて、空気溜まりを抑制することができる。

また、押圧リング３６の押圧面４２が内周側の第１面４４とその外周側で張り出し形成された第２面４６とからなるので、押圧リング３６による内側への押し込みがより大きくなり、ターンアップブラダー１４の膨らむ起点位置も高くなるので、ビードフィラーＴ５の先端部でのターンアップがよりスムーズになり、空気を抱き込まない効果を高めることができる。

図８は、他の実施形態に係る巻き上げ工程を示した図である。この実施形態のターンアップブラダー１４Ａは、第２補強材３４が埋設された膨張時における径方向外方部２４Ａが、他の部位よりも厚みが大きく形成された点で、上記実施形態のターンアップブラダー１４と異なる。すなわち、この例では、ターンアップブラダー１４Ａの膨張部２４は、第２補強材３４が埋設された部分での厚みが、その他の部分での厚みよりも大きく設定されている。このような偏肉構造とすることで、ターンアップブラダー１４Ａは、横方向、すなわちドラム軸方向Ｘにより一層膨らみやすくなるので、ビードフィラーＴ５の先端部での圧着性を高めて、空気溜まりによるタイヤ成型不良をより効果的に抑えることができる。

以上の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１０…グリーンタイヤ成型装置、１２…成型ドラム、
１４，１４Ａ…ターンアップブラダー、１６…押圧部材、１８…ビードロック部、
２４…膨張部、２４Ａ…径方向外方部、２６…内側端部、２８…連結部、３０固定部、
３２…第１補強材、３４…第２補強材、３６…押圧リング、３８…リング支持部材、
４２…押圧面、４４…第１面、４６…第２面、Ｔ１…タイヤケース、
Ｔ２…ケースはみ出し部、Ｔ３…ケース本体部、Ｔ４…ビードコア、
Ｔ７…カーカスプライ、Ｘ…ドラム軸方向、Ｙ…ドラム径方向、
Ｍ…子午線方向、Ｃ…周方向

Claims (7)

1. 一対のビードコアと前記一対のビードコアの間でトロイド状に延びるカーカスプライとを含むタイヤケースを外周に保持する成型ドラムと、
   前記成型ドラムの外周にてトロイド状に膨張することで、前記ビードコアよりもドラム軸方向外側にはみ出したケースはみ出し部を前記一対のビードコア間のケース本体部に沿わせるように巻き上げるためのターンアップブラダーと、
   を備え、
   前記ターンアップブラダーには、膨張時における子午線方向での伸張を抑制する第１補強材が埋設されるとともに、膨張時における径方向外方部に周方向での伸張を抑制する第２補強材が埋設された
   ことを特徴とするグリーンタイヤ成型装置。
2. 前記ターンアップブラダーの内周側で前記ケースはみ出し部を前記ケース本体部に押し付ける押圧部材を備え、前記押圧部材は、前記ケースはみ出し部を全周にわたって押圧可能なゴム状弾性体からなる押圧リングと、前記押圧リングを周方向の複数箇所で支持して前記ケースはみ出し部を巻き上げるように移動させるリング支持部材とを備えたことを特徴とする請求項１記載のグリーンタイヤ成型装置。
3. 前記押圧リングの前記ケースはみ出し部に対する押圧面が、内周側の第１面と、前記第１面よりもドラム軸方向内側に突出した外周側の第２面とで構成されたことを特徴とする請求項２記載のグリーンタイヤ成型装置。
4. 前記ターンアップブラダーは、前記トロイド状に膨張する膨張部と、前記タイヤケースのビード部を保持するビードロック部に配置された内側端部と、前記膨張部と前記内側端部との間を繋ぐ連結部とを備え、前記押圧リングが前記連結部を介して前記ケースはみ出し部を前記ケース本体部に押し付けることを特徴とする請求項２又は３記載のグリーンタイヤ成型装置。
5. 前記第１補強材が周方向に対して角度６０°〜９０°の繊維コードからなり、前記第２補強材が周方向に対して角度０°〜３０°の繊維コードからなる請求項１〜４のいずれか１項に記載のグリーンタイヤ成型装置。
6. 前記ターンアップブラダーは、前記第２補強材が埋設された膨張時における前記径方向外方部が他の部位よりも厚みが大きく形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のグリーンタイヤ成型装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のグリーンタイヤ成型装置を用いて、タイヤケースのケースはみ出し部を巻き上げる工程を含む空気入りタイヤの製造方法。

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