JP2016002685A - 生タイヤ成形装置、生タイヤ成形方法及びタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の低下を招くことなく、トレッドリングの全体を生タイヤ基体に接合させることが可能な生タイヤ成形装置等を提供する。
【解決手段】生タイヤ成形装置１は、円筒状のカーカスプライを含む生タイヤ基体１００をトロイド状に膨張させることにより、生タイヤ基体１００を、予めその外側で待機しているトレッドリング１５０の内周面に仮接合させて生タイヤ２００を成形しうるタイヤフォーマー２と、生タイヤ２００のトレッドリング１５０を生タイヤ基体１００側に押し付けて密着させる接合手段３とを備える。接合手段３は、トレッドリング１５０に押し付けられることにより、トレッドリング１５０の表面形状に沿って弾性変形可能なブラダー３１を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、生タイヤを成形する生タイヤ成形装置等に関する。

従来から、円筒状のカーカスプライを含む生タイヤ基体をトロイド状に膨張させてトレッドリングと接合させて生タイヤを成形する生タイヤ成形装置が、種々提案されている。

例えば、下記特許文献１では、周方向に分割された複数のセグメントからなるトランスファーリングと、軸方向に移動しながらトレッドリングを生タイヤ基体に密着させるステッチローラーとを備えた生タイヤ成形装置が開示されている。

特開２０１２−１３１１６７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の生タイヤ成形装置では、トレッドリングの外周面に、例えば、溝等の凹部が形成されている場合、その部分を生タイヤ基体に密着させることが困難であった。このため、ステッチローラーで長時間に亘って、トレッドリングを生タイヤ基体側に押圧する必要があり、生産性の低下を招いていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、生産性の低下を招くことなく、トレッドリングの全体を生タイヤ基体に接合させることが可能な生タイヤ成形装置等を提供することを主たる目的としている。

本発明の第１発明は、円筒状のカーカスプライを含む生タイヤ基体をトロイド状に膨張させることにより、前記生タイヤ基体を、予めその外側で待機しているトレッドリングの内周面に仮接合させて生タイヤを成形しうるタイヤフォーマーと、前記生タイヤの前記トレッドリングを前記生タイヤ基体側に押し付けて密着させる接合手段とを備えた生タイヤ成形装置であって、前記接合手段は、前記トレッドリングに押し付けられることにより、前記トレッドリングの表面形状に沿って弾性変形可能なブラダーを含むことを特徴とする。

第１発明に係る前記生タイヤ成形装置において、前記ブラダーは、タイヤ軸と平行な軸線回りに回転可能に支持されていることが望ましい。

第１発明に係る前記生タイヤ成形装置において、前記接合手段は、前記ブラダーを前記トレッドリングへと押し付ける駆動手段を有することが望ましい。

第１発明に係る前記生タイヤ成形装置において、前記トレッドリングの外周面には、溝が設けられ、前記ブラダーは、弾性変形により前記溝の内部に進入可能であることが望ましい。

第１発明に係る前記生タイヤ成形装置において、前記接合手段は、前記トレッドリングの軸方向の端部を前記生タイヤ基体側に押圧するためのステッチローラをさらに有することが望ましい。

第１発明に係る前記生タイヤ成形装置において、前記ブラダーの内圧は、１５０〜２００ｋＰａであることが望ましい。

本発明の第２発明は、カーカスプライを含む円筒状の生タイヤ基体を成形する工程と、前記生タイヤ基体をトロイド状に膨張させることにより、前記生タイヤ基体を、予めその外側で待機しているトレッドリングの内周面に仮接合させて生タイヤを成形する工程と、前記生タイヤをタイヤ軸回りに回転させる工程と、前記トレッドリングの表面形状に沿って弾性変形可能なブラダーを、前記トレッドリングの外周面に押し付けて、前記トレッドリングを前記生タイヤ基体に密着させる工程とを含むことを特徴とする生タイヤ成形方法である。

本発明の第３発明は、第２発明の生タイヤ成形方法を経て得られた前記生タイヤを加硫してタイヤを製造することを特徴とするタイヤの製造方法である。

本発明の第１発明では、円筒状のカーカスプライを含む生タイヤ基体をトロイド状に膨張させることにより、生タイヤ基体を、予めその外側で待機しているトレッドリングの内周面に仮接合させて生タイヤを成形しうるタイヤフォーマーと、生タイヤのトレッドリングを生タイヤ基体側に押し付けて密着させる接合手段とを備える。接合手段は、トレッドリングに押し付けられるブラダーを含む。ブラダーは、トレッドリングの表面形状に沿って弾性変形可能であるので、トレッドリングの凹部を生タイヤ基体に密着させることが可能となる。これにより、トレッドリングと生タイヤ基体との密着性が向上し、生タイヤの生産性を高めることができる。

本発明の第２発明では、カーカスプライを含む円筒状の生タイヤ基体を成形する工程と、生タイヤ基体をトロイド状に膨張させることにより、生タイヤ基体を、予めその外側で待機しているトレッドリングの内周面に仮接合させて生タイヤを成形する工程とを含む。これにより、生タイヤ基体がトレッドリングの内周面に仮接合された生タイヤが成形される。さらに、第２発明では、生タイヤをタイヤ軸回りに回転させる工程と、トレッドリングを生タイヤ基体に密着させる工程とを含む。トレッドリングを生タイヤ基体に密着させる工程では、弾性変形可能なブラダーが用いられる。ブラダーがトレッドリングの外周面に押し付けられてトレッドリングの表面形状に沿って弾性変形することにより、トレッドリングの凹部がブラダーに押されて、生タイヤ基体に密着する。これにより、トレッドリングと生タイヤ基体との密着性が向上し、生タイヤの生産性を高めることができる。

本発明の第３発明では、上記生タイヤ成形方法を経て得られた生タイヤを加硫してタイヤを製造する。これにより、生タイヤの生産性を高めることができる。

本発明の第１発明に係る生タイヤ成形装置の一実施形態を示す斜視図である。 図１のタイヤフォーマーに装着された生タイヤ基体及びトレッドリングを示す断面図である。 図２の生タイヤ基体膨張する様子を示す断面図である。 図１の接合手段の断面図である。 図１のステッチローラーの動作を示す斜視図である。 本発明の第２発明に係る生タイヤ成形方法及び第３発明に係るタイヤ製造方法の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態が図面に基づき説明される。
図１は、本発明の第１発明の一実施形態である生タイヤ成形装置１の斜視図である。図１に示されるように、本実施形態の生タイヤ成形装置１は、生タイヤ基体１００をトレッドリング１５０の内周面に仮接合させて生タイヤ２００を成形しうるタイヤフォーマー２と、トレッドリング１５０を生タイヤ基体１００側に密着させる接合手段３とを備えている。

図２は、タイヤフォーマー２に装着された生タイヤ基体１００及びトレッドリング１５０を示している。生タイヤ基体１００は、例えば、円筒状のカーカスプライ１０１等を含んで成形され、タイヤフォーマー２に供給される。タイヤフォーマー２は、生タイヤ基体１００のビード部１０２をタイヤ軸回りに回転可能に支持する。

トレッドリング１５０の内周部には、ベルト層１６０等の補強層が形成されている。トレッドリング１５０は、トランスファー５によって外側から支持された状態でタイヤ軸方向に移動され、生タイヤ基体１００の外側で、予め待機している。トレッドリング１５０の待機位置では、生タイヤ基体１００のタイヤ軸方向の中心とトレッドリング１５０タイヤ軸方向の中心とが一致している。

トレッドリング１５０の外周面には、凹部１５１が形成されている。本実施形態では、凹部１５１の一例として、トレッドリング１５０の周方向に連続してのびる溝１５２（図１参照）が、トレッドリング１５０に形成されている。凹部１５１の他の例として、トレッドリング１５０の軸方向に連続してのびる溝が、トレッドリング１５０に形成されていてもよい。

タイヤフォーマー２によって一対のビード部１０２が、タイヤ軸方向内側に移動され、生タイヤ基体１００の内側に内圧が充填されると、生タイヤ基体１００は、トロイド状に膨張する。

図３は、内圧Ｐの充填により、トロイド状に膨張した生タイヤ基体１００を示している。生タイヤ基体１００が膨張することにより、生タイヤ基体１００は、トレッドリング１５０の内周面に仮接合され、生タイヤ２００が成形される。この仮接合の段階では、トレッドリング１５０は、生タイヤ基体１００に対して正確に位置決めされているが、両者の密着は不完全な状態である。

生タイヤ２００は、トロイド状に膨張した生タイヤ基体１００に、板状のベルト層及びトレッドゴムを巻き付けることによっても、成形されうる。

図１に示されるように、接合手段３は、トレッドリング１５０を生タイヤ基体１００側に押し付けて密着させる。接合手段３は、弾性変形可能なブラダー３１を有している。

ブラダー３１は、生タイヤ基体１００に仮接合されているトレッドリング１５０に押し付けられる。このとき、ブラダー３１は、トレッドリング１５０の表面形状に沿って弾性変形し、トレッドリング１５０を生タイヤ基体１００側に押し付ける。従って、トレッドリング１５０を生タイヤ基体１００に密着させることが可能となる。これにより、トレッドリング１５０と生タイヤ基体１００との密着性が向上し、生タイヤ２００の生産性を高めることができる。

ブラダー３１がトレッドリング１５０を生タイヤ基体１００側に押し付けている状態で、タイヤフォーマー２によって生タイヤ基体１００が矢印Ａ方向に回転駆動される。これにより、トレッドリング１５０が、ブラダー３１によって押圧されている領域で、全周に亘って生タイヤ基体１００に密着される。

図４は、接合手段３の断面を示している。接合手段３は、ブラダー３１を回転可能に支持するブラダー支持軸３２を有する。ブラダー３１は、支持部材３３及び軸受け３４を介して、ブラダー支持軸３２に支持されている。

支持部材３３はブラダー支持軸３２の外周側に設けられ、ブラダー３１の内周側を支持している。軸受け３４は、ブラダー支持軸３２の両端部に設けられている。ブラダー支持軸３２は、タイヤ軸と平行に設けられている。これにより、ブラダー３１は、タイヤ軸と平行な軸線回りに回転可能に支持されている。

ブラダー３１は、例えば、合成ゴム等の弾性材料からなり、トロイド状に形成されている。ブラダー３１の内部には空気等が充填されている。ブラダー３１の内圧は、常時充填されていてもよく、また、ブラダー３１がトレッドリング１５０に押し付けられる毎に充填されていてもよい。

ブラダー３１は、弾性変形により溝１５２の内部に進入可能である。これにより、ブラダー３１は、溝１５２の溝底部１５２ａと当接し、溝底部１５２ａを生タイヤ基体１００側に押し付け、より確実にトレッドリング１５０と生タイヤ基体１００とを密着させることができる。

溝底部１５２ａを生タイヤ基体１００側に十分に押し付けるために、ブラダー３１の内圧は、例えば、１５０〜２００ｋＰａが望ましい。ブラダー３１の内圧が１５０ｋＰａ未満の場合、十分な圧力で溝底部１５２ａを押し付けることができないおそれがある。ブラダー３１の内圧が２００ｋＰａを超える場合、ブラダー３１が内圧に耐えうるように、ブラダー３１の肉厚を大きくする必要がある。その結果、ブラダー３１が溝１５２に沿って変形しづらくなるおそれがある。

接合手段３は、ブラダー３１をトレッドリング１５０に押し付ける駆動手段３５をさらに有している。駆動手段３５は、ブラダー支持軸３２をトレッドリング１５０の側、すなわち生タイヤ２００の半径方向内側に駆動する。

図４に示されるように、駆動手段３５は、例えば、ボールねじ機構４０によって実現される。すなわち、駆動手段３５は、ブラダー支持軸３２が固着されているナット部材４１と、ナット部材４１を生タイヤ２００の半径方向に移動可能に支持するナット支持軸４２と、ナット支持軸４２に対して平行に配置されたボールねじ軸４３と、ボールねじ軸４３を回転駆動するモーター４４とを有している。ナット支持軸４２及びボールねじ軸４３は、ナット部材４１を貫通している。これにより、ナット支持軸４２又はボールねじ軸４３回りのナット部材４１の回転が防止される。

ナット部材４１の内部には、複数個のボール（図示せず）が内挿されている。ナット部材４１及びボールねじ軸４３には、各ボールが循環するための溝が形成されている。ボールねじ軸４３とモーター４４との間には、歯車が適宜設けられている。

モーター４４によってボールねじ軸４３が回転駆動されると、ナット部材４１が生タイヤ２００の半径方向に移動する。これに伴い、ブラダー支持軸３２は、生タイヤ２００の半径方向の内側又は外側に駆動される。これにより、ブラダー３１は、適度な力でトレッドリングに押し付けられる。

本実施形態では、駆動手段３５によって、外径の異なる生タイヤ２００のトレッドリング１５０に適正に対応可能である。

駆動手段３５は、ブラダー３１のブラダー支持軸３２を生タイヤ２００の半径方向の内側又は外側に駆動しうる機構であれば、上述したボールねじ機構４０に限られない。例えば、駆動手段３５は、油圧又は空気圧等によって、ブラダー支持軸３２を生タイヤ２００の半径方向の内側又は外側に駆動しうるアクチュエーターやスライダー等の機械要素であってもよい。

図１に示されるように、接合手段３は、一対のステッチローラー３６をさらに有している。ステッチローラー３６は、トレッドリング１５０の軸方向の端部１５３を生タイヤ基体１００側に押圧して生タイヤ基体１００に密着させる。

図５は、ステッチローラー３６の動作を示している。ブラダー３１等が生タイヤ２００の半径方向の外側に退避した後、ステッチローラー３６は、トレッドリング１５０の軸方向の端部１５３との当接位置に移動し、端部１５３を生タイヤ基体１００側に押し付ける。その後、タイヤフォーマー２によって生タイヤ基体１００が矢印Ａ方向に回転駆動され、ステッチローラー３６は、矢印Ｂに示されるように、トレッドリング１５０の軸方向の端部１５３から生タイヤ基体１００のサイドウォール部に向かって移動しながら、上記端部１５３を生タイヤ基体１００側に押圧する。これにより、トレッドリング１５０の端部１５３が、全周に亘って生タイヤ基体１００に密着される。

図６は、本発明の第２発明に係る生タイヤ成形方法及び第３発明に係るタイヤ製造方法の一実施形態の手順を示すフローチャートを示している。第３発明のタイヤ製造方法は、第２発明の生タイヤ成形方法を経て得られた生タイヤを加硫してタイヤを製造する方法である。

本実施形態の生タイヤ成形方法は、生タイヤ基体成形工程（＃１）と、生タイヤ成形工程（＃２）と、生タイヤ回転工程（＃３）と、トレッドリング接合工程（＃４）とを含んでいる。

生タイヤ基体成形工程（＃１）では、カーカスプライを含む円筒状の生タイヤ基体１００が成形される。生タイヤ基体成形工程（＃１）で成形された生タイヤ基体１００は、次の生タイヤ成形工程（＃２）で、タイヤフォーマー２に装着される。

生タイヤ成形工程（＃２）では、生タイヤ基体１００の内側に内圧が充填され、生タイヤ基体１００がトロイド状に膨張する。生タイヤ基体１００の外側には、トレッドリング１５０が予め待機している。生タイヤ基体１００が膨張すると、生タイヤ基体１００の外周面は、トレッドリング１５０の内周面に仮接合され、生タイヤ２００が成形される。

生タイヤ回転工程（＃３）では、タイヤフォーマー２によって生タイヤ２００がタイヤ軸回りに回転駆動される。

トレッドリング接合工程（＃４）では、回転している生タイヤ２００のトレッドリング１５０の外周面に、ブラダー３１を押し付けることにより、トレッドリング１５０が生タイヤ基体１００に密着される。ブラダー３１は、生タイヤ回転工程（＃３）で生タイヤ２００の回転が開始する前に、トレッドリング１５０の外周面に押し付けられてもよい。

この後、必要に応じて、回転しているトレッドリング１５０の端部１５３の外周面に、ステッチローラー３６を押し付ける工程が実行されてもよい。

上記工程（＃１）乃至工程（＃４）を経ることにより、生タイヤ２００が完成する。

第３発明のタイヤ製造方法は、上記工程（＃１）乃至工程（＃４）及び生タイヤ加硫工程（＃５）を含んでいる。生タイヤ加硫工程（＃５）では、上記工程（＃１）乃至工程（＃４）を経て得られた生タイヤ２００が加硫成形金型に装填されて、加硫され、タイヤが製造される。

以上、本発明の生タイヤ成形装置、生タイヤ成形方法及びタイヤの製造方法が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

図１の基本構造をなす生タイヤ成形装置によって、生タイヤが試作され、トレッドリングの密着状態及び成形時間がテストされた。テスト方法は、以下の通りである。

＜トレッドリングの密着状態＞
生タイヤ基体に対するトレッドリングの密着状態が試験者の目視によって評価された。結果は、比較例１を１００とする評点であり、数値が大きい程、密着状態が良好であることを示す。
＜成形時間＞
図６での生タイヤ基体成形工程（＃１）乃至トレッドリング接合工程（＃４）を経て生タイヤが完成するのに要する時間が測定された。結果は、比較例１の成形時間を１００とする指数であり、数値が小さい程、成形時間が短く、生産性に優れていることを示す。

表１から明らかなように、実施例の生タイヤ成形装置は、比較例に比べてトレッドリングの密着状態が同等以上に良好であり、かつ成形時間が短縮されていることが確認できた。

１ 生タイヤ成形装置
２ タイヤフォーマー
３ 接合手段
３１ ブラダー
３５ 駆動手段
３６ ステッチローラ
１００ 生タイヤ基体
１０１ カーカスプライ
１５０ トレッドリング
１５２ 溝
２００ 生タイヤ

Claims (8)

1. 円筒状のカーカスプライを含む生タイヤ基体をトロイド状に膨張させることにより、前記生タイヤ基体を、予めその外側で待機しているトレッドリングの内周面に仮接合させて生タイヤを成形しうるタイヤフォーマーと、
   前記生タイヤの前記トレッドリングを前記生タイヤ基体側に押し付けて密着させる接合手段とを備えた生タイヤ成形装置であって、
   前記接合手段は、前記トレッドリングに押し付けられることにより、前記トレッドリングの表面形状に沿って弾性変形可能なブラダーを含むことを特徴とする生タイヤ成形装置。
2. 前記ブラダーは、タイヤ軸と平行な軸線回りに回転可能に支持されている請求項１記載の生タイヤ成形装置。
3. 前記接合手段は、前記ブラダーを前記トレッドリングへと押し付ける駆動手段を有する請求項１又は２記載の生タイヤ成形装置。
4. 前記トレッドリングの外周面には、溝が設けられ、
   前記ブラダーは、弾性変形により前記溝の内部に進入可能である請求項１乃至３のいずれかに記載の生タイヤ成形装置。
5. 前記接合手段は、前記トレッドリングの軸方向の端部を前記生タイヤ基体側に押圧するためのステッチローラをさらに有する請求項１乃至４のいずれかに記載の生タイヤ成形装置。
6. 前記ブラダーの内圧は、１５０〜２００ｋＰａである請求項１乃至５のいずれかに記載の生タイヤ成形装置。
7. カーカスプライを含む円筒状の生タイヤ基体を成形する工程と、
   前記生タイヤ基体をトロイド状に膨張させることにより、前記生タイヤ基体を、予めその外側で待機しているトレッドリングの内周面に仮接合させて生タイヤを成形する工程と、
   前記生タイヤをタイヤ軸回りに回転させる工程と、
   前記トレッドリングの表面形状に沿って弾性変形可能なブラダーを、前記トレッドリングの外周面に押し付けて、前記トレッドリングを前記生タイヤ基体に密着させる工程とを含むことを特徴とする生タイヤ成形方法。
8. 請求項７記載の生タイヤ成形方法を経て得られた前記生タイヤを加硫してタイヤを製造することを特徴とするタイヤの製造方法。

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