JP2016203496A - 空気入りタイヤの成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形ドラムを円滑に拡縮でき、バンド部材のターンアップ時の押圧力に対抗してドラムを拡径状態に固定できる簡素な構造の空気入りタイヤの成形装置を提供する。【解決手段】成形ドラム２を構成する環状配置された複数のセグメント３をその環状中心に対して進退させる拡縮機構４が、セグメント３の内周側に固定されるホルダ５と、ホルダ５の内周側に配置されるスライド体６とを備え、ホルダ５およびスライド体６は、互いに対向して組み合うドラム軸方向に対して傾斜する傾斜部５ａ、６ａと、傾斜部５ａ、６ａに連続してドラム軸方向に平行な平行部５ｂ、６ｂを有し、スライド体６をドラム軸方向に移動させて互いの傾斜部５ａ、６ａを摺接させることにより、セグメント３を環状中心に対して進退させて成形ドラム２を拡縮させ、互いの平行部５ｂ、６ｂを当接させることにより成形ドラム２を拡径状態に固定する。【選択図】 図４

Description

本発明は、空気入りタイヤの成形装置に関し、さらに詳しくは、簡素な構造でありながら、成形ドラムを円滑に拡縮できるとともに、バンド部材をターンアップする際のターンアップ機構による押圧力に対抗して成形ドラムを拡径状態に安定して固定できる空気入りタイヤの成形装置に関するものである。

空気入りタイヤはグリーンタイヤを加硫することにより製造される。このグリーンタイヤを成形する方法として、インナーライナの外周側にカーカス材が配置された筒状のバンド部材と、このバンド部材の筒軸方向両端部に配置された一対のビード部材とからなる中間グリーンタイヤを成形し、次いで、予め円筒状に成形されたベルト部材を中間グリーンタイヤに外挿するように配置して、中間グリーンタイヤの外周面に接合する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

中間グリーンタイヤを成形する際には、例えば、拡縮する成形ドラムの外周面に配置したバンド部材の筒軸方向両端部を、ターンアップブラダを膨張させることによりターンアップさせて対向するバンド部材の部分に圧着させる。ターンアップブラダは、プッシャーリングによって外周側への膨張が規制されて、ターンアップしたバンド部材を強く圧着する。これにより、一対のビード部材をカーカス材で包み込んだ中間グリーンタイヤが成形される。

成形ドラムは拡縮するが、この拡縮のために、環状の配置された複数のセグメントをリンク機構により環状中心に対して進退させる構造を採用すると構造が複雑になる。また、セグメント数が多くなると、リンク機構を配置するスペースも確保できなくなる。一方、ドラム支持軸に沿って移動するスライド体に傾斜するガイド面部を設け、このガイド面部にセグメントの内周側に設けられたローラを転動させて、成形ドラムを拡縮させる構造が提案されている（特許文献３参照）。また、成形ドラム内部にゴム製の空気袋を組み込み、この空気袋を膨張収縮させることによりセグメントを拡縮させる構造が知られている（特許文献４参照）。

ターンアップ工程では、ターンアップブラダによって、セグメントが半径方向外側から内側に向かって強く押圧される。そのため、ターンアップブラダによる押圧力に対抗して成形ドラムを拡径状態に固定する必要がある。特許文献３に記載されている拡縮構造では、成形ドラムを拡径状態に固定する場合には、セグメントの縮径移動を確実に規制するために、例えばストッパが別途必要になる。特許文献４で提案されている成形ドラムでは、ターンアップブラダによって強く押圧されるセグメントの縮径移動を規制するためにストッパ部材が設けられている。そして、ターンアップブラダによる押圧力が大きくなる程、その押圧力に対抗するにはストッパも大掛かりになるという問題がある。

特開２００４−１０６６４４号公報 特開２０１２−８６４８７号公報 特開２０１０−２８４８４６号公報 特開平６−５５６６２号公報

本発明の目的は、簡素な構造でありながら、成形ドラムを円滑に拡縮できるとともに、バンド部材をターンアップする際のターンアップ機構による押圧力に対抗して成形ドラムを拡径状態に固定できる空気入りタイヤの成形装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の空気入りタイヤの成形装置は、成形ドラムと、この成形ドラムの外周面に配置された筒状のバンド部材に一対のビード部材が筒軸方向に間隔をあけて外挿された状態で前記バンド部材の筒軸方向両端部をターンアップするターンアップ機構とを備え、前記成形ドラムが、環状に配置された複数のセグメントと、これらセグメントとその環状中心に対して進退させる拡縮機構とを有するタイヤ成形装置において、前記拡縮機構が、前記セグメントの内周側に取り付けられるホルダと、このホルダの内周側に配置されて前記成形ドラムのドラム軸方向に移動するスライド体とを備え、前記ホルダおよび前記スライド体は、ドラム軸方向に沿った縦断面視で、互いに対向して組み合うドラム軸方向に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部に連続してドラム軸方向に平行な平行部を有して、前記スライド体がドラム軸方向に移動して前記ホルダと前記スライド体の前記傾斜部どうしが摺接することにより、前記セグメントがその環状中心に対して進退して前記成形ドラムが拡縮し、前記ホルダと前記スライド体の前記平行部どうしが当接することにより、前記成形ドラムが拡径状態に固定される構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、拡縮機構がセグメントの内周側に取り付けられるホルダと、このホルダの内周側に配置されるスライド体とを備え、前記ホルダおよび前記スライド体は、ドラム軸方向に沿った縦断面視で、互いに対向して組み合うドラム軸方向に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部に連続してドラム軸方向に平行な平行部を有する仕様にしたので、成形ドラムを拡縮させる従来のリンク機構に比して簡素な構造になる。そして、前記スライド体がドラム軸方向に移動して前記ホルダと前記スライド体の前記傾斜部どうしが摺接することにより、前記セグメントがその環状中心に対して進退して前記成形ドラムが拡縮するので、円滑な拡縮を行うことができる。
また、前記ホルダと前記スライド体の前記平行部どうしが当接することにより、前記成形ドラムが拡径状態に固定される構成にしたので、バンド部材のターンアップ時にターンアップ機構によってセグメントが半径方向外側から内側に向かって強く押圧されても、当接する平行部どうしがこの押圧力に対して、安定的に十分対抗することができる。

ここで、前記ホルダおよび前記スライド体には、前記傾斜部および前記平行部がそれぞれドラム軸方向に複数配列されている仕様にすることもできる。この仕様によれば、ターンアップ機構による押圧力に対して、複数箇所の平行部によって対抗することができるので、それぞれの平行部での負担を軽減することができる。また、ドラム軸方向に間隔をあけた位置の複数箇所の平行部によって押圧力に対抗するので、一段と安定して成形ドラムを拡径状態に固定することができる。

前記ホルダおよび前記スライド体の前記傾斜部のドラム軸方向に対して傾斜する傾斜角度は例えば２０°以上７５°以下に設定される。傾斜角度この範囲に設定することにより、成形ドラムをより円滑に拡縮させることができる。

前記スライド体が前記平行部を含む円環体とこの円環体以外の部品とで構成され、互いを着脱可能にした仕様にすることもできる。この仕様にすれば、スライド体の平行部が損耗した場合には、新たな円環体に取り替えることにより、スライド体の相対的に損傷が少ない部品を有効に使用することができる。或いは、前記スライド体の傾斜部がドラム軸心を中心にして周方向に間隔をあけて複数設けられて環状に配置される仕様にすることもできる。

本発明の空気入りタイヤの成形装置を縦断面視で例示する説明図である。 図１のセグメント、ホルダおよびスライド体を側面視で例示する説明図である。 図１の一部拡大図である。 バンド部材をターンアップしている図１の成形装置の上半分を縦断面視で例示する説明図である。 図４のセグメント、ホルダおよびスライド体を側面視で例示する説明図である。 スライド体の変形例を縦断面視で示す説明図である。

以下、本発明の空気入りタイヤの成形装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図５に例示する本発明の空気入りタイヤの成形装置１（以下、成形装置１という）は、成形ドラム２と、ターンアップ機構８とを備えている。ターンアップ機構８は、図４に例示するように、成形ドラム２のドラム軸方向Ｚの両端部にあるサイド部２ａに配置されるターンアップブラダ９と、成形ドラム２の外周側に配置されるプッシャーリング１０とで構成されている。ターンアップ機構８は、この実施形態に限定されず種々の機構を採用することができる。

成形ドラム２は、環状に配置された複数のセグメント３と、これらセグメント３をその環状中心ＣＬに対して進退させる拡縮機構４とを有している。尚、環状中心ＣＬは、成形ドラム２のドラム軸心位置と実質的に同じである。拡縮機構４は、それぞれのセグメント３の内周側に取り付けられるホルダ５と、ホルダ５の内周側に配置されてドラム軸方向Ｚに移動するスライド体６とを備えている。セグメント３、ホルダ５およびスライド体６は、主に金属により形成されている。

セグメント３とホルダ５とは、ボルト等によって固定されて一体化している。ホルダ５とスライド体６とは互いに分離している部品である。スライド体６は、成形ドラム２の中央部でドラム軸方向Ｚに延在する中心軸７に外嵌されていて、中心軸７に沿ってドラム軸方向Ｚに移動する。スライド体６は、例えばサーボモータ等によって移動させる。

ホルダ５およびスライド体６はそれぞれ、ドラム軸方向Ｚに沿った縦断面視で、互いに対向して組み合ってドラム軸方向Ｚに対して傾斜する傾斜部５ａ、６ａと、それぞれの傾斜部５ａ、６ａに連続してドラム軸方向Ｚに平行な平行部５ｂ、６ｂとを有している。この実施形態では、ホルダ５には傾斜部５ａおよび平行部５ｂがそれぞれ２つ、ドラム軸方向Ｚに配列されている。スライド体６には傾斜部６ａおよび平行部６ｂがそれぞれ２つ、ドラム軸方向Ｚに配列されている。傾斜部５ａ、６ａおよび平行部５ｂ、６ｂはそれぞれ、３つ以上配列することも１つ配列することもできるが複数配列することが好ましい。

傾斜部５ａ、６ａおよび平行部５ｂ、６ｂは、互いに対向する相手と摺接するので、耐摩耗性に優れた材料を用いたり、耐摩耗性を向上させる材料表面処理を施すことが望ましい。或いは、互いの摺接面積を増大させることが望ましい。

それぞれの傾斜部５ａ、６ａのドラム軸方向Ｚに対する傾斜角度Ａは実質的に同じである。この傾斜角度Ａは例えば２０°以上７５°以下に設定されている。

次に、この成形装置１を用いて中間グリーンタイヤＧを成形する工程の一例を説明する。

図１に例示するように、縮径状態の成形ドラム２に筒状のバンド部材１１を外挿して、セグメント３の外周面に配置する。バンド部材１１は、最内周に配置されたインナーライナの外周面にカーカス材が積層され、必要に応じてその他の部材が配置される。バンド部材１１の筒軸方向両端部はセグメント３よりもドラム軸方向Ｚに突出している。

次いで、スライド体６をドラム軸方向Ｚに移動させて、ホルダ５とスライド体６の傾斜部５ａ、６ａどうしを摺接させてホルダ５とともにそれぞれのセグメント３を環状中心ＣＬに対して離反するように後退させる。これにより成形ドラム２は拡径する。このバンド部材１１の幅方向両端部に一対のビード部材１２を外挿して筒軸方向に間隔をあけて配置する。それぞれのビード部材１２は、セグメント３の両側面に沿うように配置され、成形ドラム２に対して、いわゆる横打ちした状態にする。

次いで、ターンアップブラダ９を膨張させるとともに、膨張したターンアップブラダ９の外周側にプッシャーリング１０をスライドさせる。この時に、ホルダ５とスライド体６の平行部５ｂ、６ｂどうしは当接した状態になっている。即ち、図４に例示するように平行部５ｂ、６ｂどうしが面接触して、ホルダ５をスライド体６によって支えた状態になっている。この状態では、セグメント３は環状中心ＣＬに対して近接するように前進できないので、成形ドラム２は拡径状態に固定される。

そして、ターンアップブラダ９の膨張により、バンド部材１１の筒軸方向両端部がそれぞれのビード部材１２のビードリングを中心にして折り返される。そして、バンド部材１１の折り返された部分は、プッシャーリング１０により外周側への膨張が規制されたターンアップブラダ９によって、バンド部材１１の対向する部分に圧着される。このようにして、バンド部材１１のターンアップが完了し、中間グリーンタイヤＧが成形される。

成形された中間グリーンタイヤＧの外周面には、次工程でベルト部材等が貼り付けられてグリーンタイヤが成形される。次いで、グリーンタイヤを加硫することにより空気入りタイヤが完成する。

ターンタップ工程では、プッシャーリング１０により外周側への膨張が規制されたターンアップブラダ９によって、セグメント３およびホルダ５には、成形ドラム２を縮径させる方向に強い押圧力が作用する。本発明では、拡縮機構４を上記したホルダ５とスライド体６とで構成したので、成形ドラム２を拡縮させる従来のリンク機構に比して簡素な構造にすることができる。それ故、セグメント３の数が多くても複雑な構造になることを回避できる。

また、ホルダ５とスライド体６の傾斜部５ａ、６ａどうしを摺接させて成形ドラム２を拡縮させるので、円滑な拡縮を行うことができる。加えて、ホルダ５とスライド体６の平行部５ｂ、６ｂどうしを当接させて成形ドラム２を拡径状態に固定するので、ターンアップ機構８によってセグメント３が半径方向外側から内側に向かって強く押圧されても、面接触する平行部５ｂ、６ｂどうしが押圧力に対して、安定的に十分対抗することができる。したがって、成形ドラム２を拡径状態に固定する特別なストッパは不要になる。

この拡縮機構４では、成形ドラム２が拡径状態に安定して固定されるので、ターンアップさせたバンド部材１１の筒軸方向両端部を、バンド部材１１の対向する部分により強く圧着させることが可能になる。また、曲げ剛性の高いバンド部材１１をターンアップさせるにも有利になる。

また、本発明によれば、成形ドラム２の拡縮状態を適宜、調整できる。即ち、従来の成形ドラムでは、最小径の縮径状態と最大径の拡径状態の２つの状態しか維持することができなかったが、本発明では、ターンアップ機構８による押圧力が作用しなければ、最小径と最大径の間の任意の拡縮状態に成形ドラム２を維持することができる。そして、スライド体６のドラム軸方向Ｚの移動にサーボモータを用いると、成形ドラム２の拡縮状態を詳細に制御することができる。

この実施形態のように、ホルダ５およびスライド体６に、傾斜部５ａ、６ａおよび平行部５ｂ、６ｂをそれぞれ複数配列すると、ターンアップ機構８による押圧力に対して、複数箇所の平行部５ｂ、６ｂによって対抗することができる。それ故、それぞれの平行部５ｂ、６ｂでの負担を軽減することができる。また、ドラム軸方向Ｚに間隔をあけた位置の複数箇所の平行部５ｂ、６ｂによって押圧力に対抗するので、成形ドラム２を一段と安定して拡径状態に固定するには有利になる。

成形ドラム２をより円滑に拡縮させるには、傾斜部５ａ、６ａの傾斜角度Ａを２０°以上７５°以下に設定するとよい。傾斜角度Ａが７５°超であると、スライド体６をドラム軸方向Ｚに移動させる際の抵抗が過大になる。一方、傾斜角度Ａが２０°未満であると、成形ドラム２を拡径状態にするためのスライド体６のドラム軸方向Ｚの移動量が過大になる。より好ましくは傾斜角度Ａは３０°以上６０°以下に設定する。

成形ドラム２を拡径状態に固定している状態の平行部５ｂ、６ｂの面圧を過大にしないために、平行部５ｂ、６ｂのドラム軸方向Ｚの長さは例えば２０ｍｍ以上、より好ましくは４０ｍｍ以上にするとよい。

図６に例示するスライド体６は、平行部６ｂを含む円環体６Ａと、円環体６Ａ以外の部品とで構成されている。円環体６Ａと、円環体６Ａ以外の部品とは、互いに着脱可能になっている。この仕様にすれば、スライド体６の平行部６ｂが損耗した場合には、新たな円環体６Ａに交換すればよく、スライド体６の相対的に損傷が少ない部品を有効に使用することができる。ホルダ５についても同様に、平行部５ｂを含む円環体と、その円環体以外の部品とで構成して、互いを着脱可能にすることもできる。

上述した実施形態では、スライド体６の傾斜部６ａが、ドラム軸心を中心にして周方向に連続して円環状になっているが、スライド体６の仕様はこれに限定されない。例えば、スライド体６の傾斜部６ａを、ドラム軸心を中心にして周方向に複数に細分化することもできる。そして、これら複数の傾斜部６ａを周方向にすき間をあけて環状に配置した構成にすることもできる。

１ 成形装置
２ 成形ドラム
２ａ サイド部
３ セグメント
４ 拡縮機構
５ ホルダ
５ａ 傾斜部
５ｂ 平行部
６ スライド体
６Ａ 円環体
６ａ 傾斜部
６ｂ 平行部
７ 中心軸
８ ターンアップ機構
９ ターンアップブラダ
１０ プッシャーリング
１１ バンド部材
１２ ビード部材
Ｇ 中間グリーンタイヤ
ＣＬ セグメントの環状中心
Ｚ ドラム軸方向

Claims (5)

1. 成形ドラムと、この成形ドラムの外周面に配置された筒状のバンド部材に一対のビード部材が筒軸方向に間隔をあけて外挿された状態で前記バンド部材の筒軸方向両端部をターンアップするターンアップ機構とを備え、前記成形ドラムが、環状に配置された複数のセグメントと、これらセグメントをその環状中心に対して進退させる拡縮機構とを有するタイヤ成形装置において、
   前記拡縮機構が、前記セグメントの内周側に取り付けられるホルダと、このホルダの内周側に配置されて前記成形ドラムのドラム軸方向に移動するスライド体とを備え、
   前記ホルダおよび前記スライド体は、ドラム軸方向に沿った縦断面視で、互いに対向して組み合うドラム軸方向に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部に連続してドラム軸方向に平行な平行部を有して、前記スライド体がドラム軸方向に移動して前記ホルダと前記スライド体の前記傾斜部どうしが摺接することにより、前記セグメントがその環状中心に対して進退して前記成形ドラムが拡縮し、前記ホルダと前記スライド体の前記平行部どうしが当接することにより、前記成形ドラムが拡径状態に固定される構成にしたことを特徴とするタイヤ成形装置。
2. 前記ホルダおよび前記スライド体には、前記傾斜部および前記平行部がそれぞれドラム軸方向に複数配列されている請求項１に記載のタイヤ成形装置。
3. 前記ホルダおよび前記スライド体の前記傾斜部のドラム軸方向に対して傾斜する傾斜角度が２０°以上７５°以下に設定される請求項１または２に記載のタイヤ成形装置。
4. 前記スライド体が前記平行部を含む円環体とこの円環体以外の部品とで構成され、互いを着脱可能にした請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ成形装置。
5. 前記スライド体の傾斜部がドラム軸心を中心にして周方向に間隔をあけて複数設けられて環状に配置される請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ成形装置。

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