JP2016120701A - ゴム部材のターンアップ装置及びターンアップ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビード部材周りでのコード乱れを抑制しながら、ゴム部材をターンアップさせることができるターンアップ装置及び方法を提供する。【解決手段】ターンアップ装置１は、周部に巻回されたゴム部材２を、一対のビード部材３の間でドラム径方向の外径側へ膨出させて、タイヤケース本体部１０を成形する成形ドラム４と、ゴム部材２の両側部２Ａ，２Ａを、一対のビード部材３を起点として、タイヤケース本体部１０に向けて巻き上げるように膨張されるターンアップブラダ５と、膨張前のターンアップブラダ５の基部５ａ側を、押圧方向Ｆで、ビード部材３に向けて押圧する押圧手段６とを備え、押圧手段６は、ターンアップブラダ５との当接部に、当接部から押圧方向Ｆに直交する方向に延びる基準面Ｐよりも、ドラム軸方向の外側に実質的に全体が、位置する押圧部６４が設けられていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、ゴム部材のターンアップ装置及びターンアップ方法に関する。

一般に、グリーンタイヤは、成形ドラムの周部に、例えばインナープライ、カーカスプライ、及びチェーファー層を円筒状に巻回してなるタイヤ部材積層体を保持させた状態で、一対のビード部材の間でドラム径方向の外径側へ膨出させることで、タイヤケース本体部が形成される。そして、ターンアップブラダを膨張させることによって、タイヤ部材積層体の両側部をドラム径方向の外径側へ膨出させつつ、一対のビード部材からドラム軸方向の内側へ折り返して前記タイヤケース本体部に圧着させることによって、グリーンタイヤが成形される。

例えば、特許文献１のターンアップ装置は、ターンアップブラダを第１ブラダと、これを補助する第２ブラダとで構成し、ターンアップによる巻き上げ力を向上させている。また、特許文献２のターンアップ装置は、ターンアップブラダ内に複数の押上げレバーを設けて、ビード部材の根本部側を押上げレバーで押圧している。

特開平９−１１７９７０号公報 特開２００９−０１２２４６号公報

ところで、上記特許文献１及び特許文献２のターンアップ装置はいずれも、ターンアップするとき、タイヤ部材積層体の両側部をタイヤケース本体部にしっかりと圧着させることを目的としている。このため、ビード部材周りで折り返されるタイヤ部材積層体は急激に屈曲されることになる。

タイヤ部材積層体は、ビード部材周りを補強するためのスチールコード又はナイロンコードを含んだチェーファー層が配設されている。このチェーファー層においては、コードは、所定の形成ピッチで、且つ、タイヤ周方向に対して傾斜した傾斜方向に平行に延在するように配設されており、これによりビード部材の周りが補強されている。

しかしながら、ビード部材周りで急激に屈曲されると、チェーファー層内のコードの形成ピッチが拡大するとともに、傾斜方向が変化することになる、コード乱れが生じやすい。この結果、ビード部材周りの補強効果が不十分となる場合があった。

本発明は、ビード部材周りでのコード乱れを抑制しながら、ゴム部材をターンアップさせることができる、ゴム部材のターンアップ装置及びターンアップ方法を提供することを目的とする。

本発明は、周部に巻回されたゴム部材を、一対のビード部材の間でドラム径方向の外径側へ膨出させて、タイヤケース本体部を成形する成形ドラムと、前記ゴム部材の両側部それぞれを、前記一対のビード部材を起点として、前記タイヤケース本体部に向けて巻き上げるように膨張されるターンアップブラダと、膨張前の前記ターンアップブラダの基部側を、ドラム径方向の外径側へ持ち上げつつドラム軸方向の内側へ押圧する押圧方向で、前記ビード部材に向けて押圧する押圧手段とを備え、前記押圧手段は、前記ターンアップブラダとの当接部に、前記当接部から前記押圧方向に直交する方向に延びる基準面よりも、前記ドラム軸方向の外側に実質的に全体が位置する、押圧部が設けられているゴム部材のターンアップ装置を提供する。

ここで、「ドラム軸方向の外側に実質的に全体が位置する」とは、押圧部が部分的に基準面よりも僅かにドラム軸方向の内側に位置する場合も含む。押圧部の基準面に対するドラム軸方向の内側への突出量が４ｍｍ以下の場合は、「ドラム軸方向の外側に実質的に全体が位置する」に該当する。

本発明によれば、ゴム部材は、押圧手段によって、ビード部材の周りで、ドラム径方向の外径側へ向かう方向（略直角に）に急激に屈曲されることがなく、ドラム径方向の外径側に進むにつれてドラム軸方向の外側へ進む方向に緩やかに屈曲されることになる。したがって、ゴム部材に含まれるナイロンコード又はスチールコードの形成ピッチ及びタイヤ周方向に対する傾斜方向が、ビード部材周辺において変化するコード乱れが抑制される。

前記押圧部は、前記ターンアップブラダとの当接部が、前記基準面に沿って延びていることが好ましい。

本構成によれば、押圧部は、ターンアップブラダの基部との当接部が、基準面に沿って延びているので、押圧部によって、ゴム部材の両側部が、ビード部材の周りでドラム軸方向の内側へ向けて過度に押圧されることがない。これによって、ビード部材の周りでゴム部材が急激に屈曲されることが防止される。

前記押圧手段が前記膨張前のターンアップブラダを前記ビード部材に向けて押圧しているときの、前記ターンアップブラダの最外径部と前記タイヤケース本体部との間の前記ドラム軸方向の間隔は、２０ｍｍ以下であることが好ましい。

本構成によれば、非膨張状態のターンアップブラダの基部側とゴム部材との間のドラム軸方向の間隔が広くなりすぎることが抑制されている。これによって、ターンアップブラダを膨張させたときに、ゴム部材の両側部を、タイヤケース本体部との間に空隙部が生じることを抑制しながら、ビード部材を起点として折り返して巻き上げることができる。

また、本発明の他の側面に係る発明は、成形ドラムの周部に巻回されたゴム部材を、一対のビード部材の間でドラム径方向の外径側へ膨出させて、タイヤケース本体部を成形し、押圧手段によって、非膨張状態のターンアップブラダの基部側を、前記ドラム径方向の外径側へ持ち上げつつドラム軸方向の内側へ押圧する押圧方向で、前記ビード部材に向けて押圧し、前記ターンアップブラダを膨張させて、前記ゴム部材の両側部それぞれを、前記一対のビード部材を起点として、前記タイヤケース本体部に向けて巻き上げ、前記押圧手段は、前記ターンアップブラダとの当接部に設けられた、前記当接部から前記押圧方向に直交する方向に延びる基準面よりも前記ドラム軸方向の外側に実質的に全体が位置する押圧部によって押圧する、ゴム部材のターンアップ方法を提供する。

本発明に係るゴム部材のターンアップ装置及びターンアップ方法によれば、ゴム部材は、ビード部材の周りで急激に屈曲されることがなく、ゴム部材に含まれるコードのビード部材周りでのコード乱れを抑制しがら、ゴム部材をターンアップさせることができる。

本発明の一実施形態に係るターンアップ装置の、ゴム部材をターンアップさせる前の状態を示す部分断面図。 図１に示す状態からゴム部材のビード部をロックした状態を示す部分断面図。 図２に示す状態からターンアップブラダの基部をビードコア周りに押圧した状態を示す部分断面図。 図３に示す状態からターンアップブラダを膨張させた状態を示す部分断面図。 実施例１及び比較例１，２に係る押圧部を拡大して対比した断面図。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、本発明の一実施形態に係るゴム部材のターンアップ装置を示しており、ゴム部材をターンアップさせる前の部分断面図を示している。このターンアップ装置１は、周部にゴム部材としてのタイヤ部材積層体２が巻回される成形ドラム４と、タイヤ部材積層体２の両側部２Ａ，２Ａを一対のビード部材３を起点として、ドラム軸方向の内側へ折り返して巻き上げるターンアップブラダ５と、ターンアップブラダ５の基部５ａ側をビード部材３に向けて押圧する押圧手段６を備えている。

なお、ターンアップ装置１は、成形ドラム４の軸方向で同じ構造であるので、図面では一方側の上側半分のみを示している。また、以下の説明では、成形ドラム４の中央部から両側部に向かう方向をドラム軸方向の外側と称し、成形ドラム４の両側部から中央部に向かう方向をドラム軸方向の内側と称する。

ターンアップされる前のタイヤ部材積層体２としては、例えば、サイドウォール部材２１と、チェーファー層２２、カーカスプライ２３とが、成形ドラム４の周部に巻回されて構成されている。また、タイヤ部材積層体２の両側部の所定位置には、環状のビードコア３１とその外周に取り付けられたビードフィラー３２とからなるビード部材３が配設されている。

チェーファー層２２は、平行に配設された複数のナイロンコード又はスチールコードを備えている。そして、グリーンタイヤに成形された状態で、チェーファー層２２は、ナイロンコード又はスチールコードがタイヤ周方向に対して傾斜するように、ビード部材３の周囲に配置され、これによって、ビード部材３の周辺が補強される。なお、図示は省略するが、カーカスプライ２３の径方向内側にはインナーライナーが設けられている。

また、サイドウォール部材２１は、後述するタイヤケース本体部１０に圧着される内面側に、所定のプロファイル形状が付与されており、これによって、ターンアップされたサイドウォール部材２１と、チェーファー層２２、カーカスプライ２３、ビード部材３との間に空隙部が生じることが抑制されている。

成形ドラム４は、シェーピングドラムであって、径方向の外側へ膨張することによって、周部に巻回されたタイヤ部材積層体２を、一対のビード部材３，３の間でドラム径方向の外径側へトロイド状に膨出させて、タイヤケース本体部１０（図２〜図４参照）を形成する。

また、成形ドラム４は、ビード部材３を保持するビードロック手段４１を備えている。ビードロック手段４１は、ドラム軸方向に進退可能な第１直動アクチュエータ４２（例えばエアシリンダ）と、第１直動アクチュエータ４２の進退動作をドラム径方向の動作に変換する第１リンク機構４３と、第１リンク機構４３の先端部に配置されたビードロック部４４と、を備えている。ビードロック部４４には、ターンアップブラダ５の基部５ａが保持されている。

図１においては、第１直動アクチュエータ４２は、ドラム軸方向の外側へ位置しており、この場合、ビードロック部４４は、第１リンク機構４３を介して、ビード部材３からドラム径方向の内径側に退避した退避位置へ位置している。

この状態から、図２に示すように、第１直動アクチュエータ４２を、ドラム軸方向の内側へ移動させると、第１リンク機構４３を介して、ビードロック部４４は、ドラム径方向の外径側へ移動されたビードロック位置へ移動する。ビードロック位置において、ビードロック部４４は、ビード部材３を、ターンアップブラダ５の基部５ａ側及びタイヤ部材積層体２を介して、ドラム径方向の外径側へ押圧することによって保持する。

ターンアップブラダ５は、成形ドラム４のドラム軸方向の両側部に一対に設けられており、ビードロック部４４に保持される基部５ａと、内部に供給される作動媒体によってドラム径方向の外径側へ膨出される膨張部５ｂと、基部５ａと膨張部５ｂとを連結する連結部５ｃと、を備えた、ゴム部材である。図４はターンアップブラダ５が膨張した状態を示しており、膨張したターンアップブラダ５によって、タイヤ部材積層体２の両側部２Ａ，２Ａが、ドラム径方向の外径側へ膨張されて、それぞれ一対のビード部材３を起点としてタイヤ軸方向の内側へ折り返されて、タイヤケース本体部１０に巻き上げられて圧着されるようになっている。

押圧手段６は、ドラム軸方向に進退可能な第２直動アクチュエータ６１（例えばエアシリンダ）と、第２直動アクチュエータ６１の進退動作を、所定の押圧方向Ｆへの進退動作に変換する第２リンク機構６２と、第２リンク機構により押圧方向Ｆへ進退する支持部材６３と、支持部材６３の先端部に設けられた押圧部６４と、を備えている。

押圧方向Ｆは、ドラム径方向の内径側から外径側へ進むにつれて、ドラム軸方向の外側から内側へ進む方向であって、ビード部材３に向けてターンアップブラダ５の基部５ａ側（連結部５ｃ）を押圧する方向である。

図１及び図２に示すように、第２直動アクチュエータ６１がドラム軸方向の外側に位置する状態では、支持部材６３及び押圧部６４がターンアップブラダ５の連結部５ｃを押圧しない非押圧位置に位置している。

この状態から、第２直動アクチュエータ６１がドラム軸方向の内側に移動すると、図３に示すように、支持部材６３及び押圧部６４は、第２リンク機構６２を介して、ドラム径方向の外径側且つドラム軸方向の内側の押圧位置に移動することになり、押圧位置において、押圧部６４はターンアップブラダ５の連結部５ｃをビード部材３に向けて押圧方向Ｆで押圧する。言い換えると、押圧部６４は、ターンアップブラダ５の連結部５ｃ及びタイヤ部材積層体２を介して、ビード部材３の内径側の端部を押圧するようになっている。

支持部材６３は、押圧部６４を非押圧位置と押圧位置との間を移動させる部材であり、すなわち、押圧部６４を、ドラム軸方向の内側に移動させるとともに、ドラム径方向外径側に拡径させるように、移動させる。

押圧部６４は、成形ドラム４の周部にわたって延びる環状圧肉部材であり、本実施形態ではゴム部材で構成されている。押圧部６４は、押圧位置に位置するときに、ターンアップブラダ５の連結部５ｃとの当接部から押圧方向Ｆに直交する方向に延びる基準面Ｐ（図３の部分断面図では断面線で示されている）よりも、ドラム軸方向の外側に全体が位置するような形状に構成されている。

具体的には、押圧部６４は、ターンアップブラダ５に対向するドラム径方向の外径側部分が、基準面Ｐに沿って延びる第１部分６４ａと、押圧方向Ｆに交差する方向に延びる第２部分６４ｂと、第１部分６４ａと第２部分６４ｂとを円弧状に接続する第３部分６４ｃと、から構成されている。また、押圧部６４を押圧位置に位置させた状態で、ターンアップブラダ５の最外径部５ｄとタイヤケース本体部１０との間のドラム軸方向の間隔Ｌが２０ｍｍ以下となるように、押圧手段６が構成されている。

次に、上述したターンアップ装置１を用いて、グリーンタイヤを成形して、空気入りタイヤを製造する方法について説明する。

図１に示すように、成形ドラム４の周部に、インナープライ（図示しない）、サイドウォール部材２１、チェーファー層２２、カーカスプライ２３を円筒状に巻回してタイヤ部材積層体２を形成し、タイヤ部材積層体２の外周の所定位置にビードコア３１及びビードフィラー３２からなる一対のビード部材３を環状に配置する。

次に、図２に示すように、ビードロック手段４１を退避位置からビードロック位置に移動させることによって、ビード部材３が、ターンアップブラダ５の基部５ａ及びタイヤ部材積層体２を介して、ビードロック部４４に保持される。そして、成形ドラム４をドラム径方向の外径側へ膨張させて、タイヤ部材積層体２を、一対のビード部材３の間で、ドラム径方向の外径側へトロイド状に膨出させてタイヤケース本体部１０を形成する。

次に、図３に示すように、押圧手段６を非押圧位置から押圧位置へ移動させて、タイヤ部材積層体２を、ターンアップブラダ５の連結部５ｃを介して押圧部６４によって押圧方向Ｆでビード部材３に押圧して、屈曲させる。

次に、図４に示すように、ターンアップブラダ５をドラム径方向の外径側へ膨張させることによって、タイヤ部材積層体２の両側部２Ａ，２Ａをドラム径方向の外径側へ膨張させつつ、ビード部材３を起点としてドラム軸方向の内側へ折り返して、タイヤケース本体部１０に巻き上げて圧着させる。

このようにして成形されたグリーンタイヤを、タイヤ加硫成形様金型で加硫成形することで、空気入りタイヤが製造される。

以上説明した、ターンアップ装置及びターンアップ方法によれば、以下の効果を発揮できる。

（１）押圧手段６は、押圧方向Ｆに対して直交する基準面Ｐよりもタイヤ軸方向の外側に全体が位置する押圧部６４で、押圧方向Ｆに向けて、ターンアップブラダ５の基部５ａ側（連結部５ｃ）を介してタイヤ部材積層体２の両側部２Ａ，２Ａをビード部材３に向けて押圧するようになっている。これによって、タイヤ部材積層体２は、ビード部材３の周りで、ドラム径方向の外径側へ向かう方向（略直角に）に急激に屈曲されることがなく、ドラム径方向の外径側に進むにつれてドラム軸方向の外側へ進む方向に緩やかに屈曲されることになる。

したがって、タイヤ部材積層体２に含まれるチェーファー層２２のナイロンコード又はスチールコードの形成ピッチ及びタイヤ周方向に対する傾斜方向が、ビード部材周辺において変化するコード乱れが抑制される。

（２）押圧部６４は、押圧位置においてターンアップブラダ５に対向する第１部分６４ａが、押圧方向Ｆに直交する方向に延びているので、押圧位置に移動した押圧部６４によって、タイヤ部材積層体２の両側部２Ａ，２Ａが、ビード部材３の周りでドラム軸方向の内側へ向けて過度に押圧されることがない。これによって、ビード部材３の周りでタイヤ部材積層体２が急激に屈曲されることが防止される。

（３）押圧部６４を押圧位置に位置させた状態で、ターンアップブラダ５の最外径部５ｄとタイヤケース本体部１０との間のドラム軸方向の間隔Ｌが２０ｍｍ以下となるように、押圧手段６が構成されているので、非膨張状態のターンアップブラダ５の基部５ａ側とタイヤ部材積層体２との間の間隔Ｌが広くなりすぎることが抑制されている。これによって、ターンアップブラダ５を膨張させたときに、タイヤ部材積層体２の両側部２Ａ，２Ａを、タイヤケース本体部１０との間に空隙部が生じることを抑制しながら、ビード部材３を起点として折り返して巻き上げることができる。

なお、上記実施形態では、押圧部６４は、基準面Ｐに対して、全体がドラム軸方向の外側に位置しているが、これに限らず、実質的に全体がドラム軸方向の外側に位置していればよい。すなわち、図５に破線で示す変形例に係る押圧部６４０のように、第３部分６４０ｃが基準面Ｐに対するドラム軸方向の内側へ僅かに突出していてもよい。この場合第３部分６４０ｃの基準面Ｐに対するドラム軸方向の内側への突出量は４ｍｍ以下であれば許容され得る。これによって、タイヤ部材積層体２を適度に圧着させつつも、ターンアップブラダ５の基部５ａ側の押し込みが過大となることが抑制される。よって、タイヤ部材積層体２が急激に屈曲されることがなく、コード乱れを抑制できる。

次に、以上説明した作用効果について検証試験を実施した。グリーンタイヤを、本発明の実施例１及び２に係る押圧部６４及び６４０と、比較例１及び２に係る押圧部６４１及び６４２と、によって成形した。図５において、押圧位置における、実施例１に係る押圧部６４を実線で示し、実施例２に係る押圧部６４０を破線で示し、比較例１に係る押圧部６４１を１点鎖線で示し，比較例２に係る押圧部６４２を２点鎖線で示している。

図５に示すように、実施例１に係る押圧部６４は、基準面Ｐに沿って延びており、ターンアップブラダ５の最外径部５ｄとタイヤケース本体部１０との間隔Ｌが２０ｍｍに設定されている。実施例２に係る押圧部６４０は、第３部分６４０ｃが基準面Ｐに対してドラム軸方向の内側へ４ｍｍ突出しており、間隔Ｌが１８ｍｍに設定されている。比較例１に係る押圧部６４１は、第３部分６４１ｃが基準面Ｐに対してドラム軸方向の内側へ５ｍｍ突出しており、間隔Ｌが１７ｍｍに設定されている。比較例２に係る押圧部６４２は、第３部分６４２ｃが基準面Ｐに対してドラム軸方向の外側へ３ｍｍ凹んでおり、間隔Ｌが２５ｍｍに設定されている。なお、表１において、基準面Ｐからの突出量を寸法Ａで示しており、寸法Ａが正である場合、ドラム軸方向の内側へ突出しており、寸法Ａが負である場合、ドラム軸方向の外側へ凹んでいることを示している。

この実施例１及び２、比較例１及び２によって成形されたグリーンタイヤを、タイヤ加硫金型内で加硫成形して空気入りタイヤを作製した。この空気入りタイヤにはチェーファー層が配設されており、各空気入りタイヤについて、ビード部材周りで屈曲されたチェーファー層に含まれるコードの傾斜角度の変化と、ビード部材周辺でのエア入りと、を調査して表１に示す結果を得た。なお、チェーファー層の、ビード部材周りにおけるコードの傾斜角度の変化が１５度以上になる場合をコード乱れが生じていると判定した。

表１に示すように、比較例１に係る押圧部６４１の第３部分６３１ｃは、基準面Ｐよりもドラム軸方向の内側への突出量が大きいので、タイヤ部材積層体２のドラム軸方向の内側への押し込みが過大となるため、ビード部材３の周りでタイヤ部材積層体２が急激に屈曲されやすく、この結果、コード乱れが生じている。

一方、比較例２に押圧部６４２の第３部分６４２ｃは、基準面Ｐよりもドラム軸方向の外側に位置しているので、タイヤ部材積層体２のドラム軸方向の内側への押し込みが不足するため、各部材の圧着が不十分となりやすく、この結果、エア入りが生じている。実施例１及び２に係る押圧部６４及び６４０は、実質的に全体が基準面Ｐよりもドラム軸方向の外側へ位置しているので、コード乱れ及びエア入りともに抑制されている。

１ ターンアップ装置
２ タイヤ部材積層体
３ ビード部材
４ 成形ドラム
５ ターンアップブラダ
６ 押圧手段
２１ サイドウォール部材
２２ チェーファー層
２３ カーカスプライ
３１ ビードコア
３２ ビードフィラー
４１ ビードロック手段
４４ ビードロック部
６３ 支持部材
６４ 押圧部

Claims (4)

1. 周部に巻回されたゴム部材を、一対のビード部材の間でドラム径方向の外径側へ膨出させて、タイヤケース本体部を成形する成形ドラムと、
   前記ゴム部材の両側部それぞれを、前記一対のビード部材を起点として、前記タイヤケース本体部に向けて巻き上げるように膨張されるターンアップブラダと、
   膨張前の前記ターンアップブラダの基部側を、ドラム径方向の外径側へ持ち上げつつドラム軸方向の内側へ押圧する押圧方向で、前記一対のビード部材に向けて押圧する押圧手段と
   を備え、
   前記押圧手段は、前記ターンアップブラダとの当接部に、前記当接部から前記押圧方向に直交する方向に延びる基準面よりも、前記ドラム軸方向の外側に実質的に全体が位置する、押圧部が設けられている、ゴム部材のターンアップ装置。
2. 前記押圧部は、前記ターンアップブラダとの当接部が、前記基準面に沿って延びている、請求項１に記載のゴム部材のターンアップ装置。
3. 前記押圧手段が前記膨張前のターンアップブラダを前記ビード部材に向けて押圧しているときの、前記ターンアップブラダの最外径部と前記タイヤケース本体部との間の前記ドラム軸方向の間隔は、２０ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載のゴム部材のターンアップ装置。
4. 成形ドラムの周部に巻回されたゴム部材を、一対のビード部材の間でドラム径方向の外径側へ膨出させて、タイヤケース本体部を成形し、
   押圧手段によって、非膨張状態のターンアップブラダの基部側を、前記ドラム径方向の外径側へ持ち上げつつドラム軸方向の内側へ押圧する押圧方向で、前記ビード部材に向けて押圧し、
   前記ターンアップブラダを膨張させて、前記ゴム部材の両側部それぞれを、前記一対のビード部材を起点として、前記タイヤケース本体部に向けて巻き上げ、
   前記押圧手段は、前記ターンアップブラダとの当接部に設けられた、前記当接部から前記押圧方向に直交する方向に延びる基準面よりも前記ドラム軸方向の外側に実質的に全体が位置する押圧部によって押圧する、ゴム部材のターンアップ方法。

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