JP2019001132A

JP2019001132A - タイヤ成形装置、及び、タイヤの製造方法

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Publication number: JP2019001132A
Application number: JP2017120007A
Authority: JP
Inventors: 井柳　智; Satoshi Iyanagi; 智井柳
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2019-01-10
Also published as: US20210138749A1; WO2018235427A1; EP3643488B1; EP3643488A1; CN110740856A; CN110740856B; EP3643488A4

Abstract

【課題】簡易な手段によって未加硫のタイヤ部材の折り返し不良を抑制することができる、タイヤ成形装置を提供する。
【解決手段】ドラム主軸体と、該ドラム主軸体の外周側に円環状に配置された複数本のアームと、該アームを前記ドラム主軸体の延在方向に沿って未加硫のタイヤ部材に近接する方向に押す、押し手段と、を備えるタイヤ成形装置であって、前記アームは、該アームの一方端側に設けられ、前記押し手段に摺接する、摺接部と、該アームの他方端側に設けられ、前記未加硫のタイヤ部材に当接して該未加硫のタイヤ部材を押圧する、押圧部と、該アームの延在方向における前記摺接部及び前記押圧部間であって、該摺接部と該押圧部とを結ぶ線分よりも前記ドラム主軸体側にて該ドラム主軸体に接続する、接続部と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ成形装置、及び、タイヤの製造方法に関する。

タイヤの製造においては、成形ドラム上で、未加硫のカーカスプライ等のタイヤ部材をビードコア周りにドラムの径方向内側から外側に折り返す、タイヤ部材の折り返し工程がある。

従来、タイヤ部材の折り返し工程においては、図４に、従来のタイヤ成形装置３００の一部を示すように、ドラム主軸体３１と、該ドラム主軸体３１の外周側に円環状に配置された複数本のアーム３２（図４では、複数本のアーム３２のうちの１本を図示）と、該アーム３２を束ねるゴムバンド３５等のバネ部材と、該アーム３２をドラム主軸体３１の軸線方向に沿って、タイヤ部材に近接する方向に押す任意の押し手段３３と、を備えるタイヤ成形装置３００が用いられる場合がある。

タイヤ成形装置３００において、アーム３２は、押し手段３３によりドラム主軸体３１の軸線方向に押されて、該アーム３２の先端部３２Ａが、ビードコア（不図示）周辺のカーカスプライ３０に押しつけられると（図４の実線で示す状態）、アーム３２の後端部３２Ｂを支点として、カーカスプライ３０を押しつけながらドラム主軸体３１の径方向外側に開動する（図４の破線で示す状態）。

このとき、カーカスプライ３０には、押し手段３３からの押付力Ｎに起因する押圧力に加えて、ゴムバンド３５の張力による付勢力Ｔ（図中、バネ記号で示す）に起因する押圧力が、アーム３２の先端部３２Ａを介して与えられる（図中、押圧力Ｆ）。ゴムバンド３５の張力による付勢力Ｔは、アーム３２の開動に伴って増加するため、カーカスプライ３０に与えられる押圧力Ｆは、アーム３２の、ドラム主軸体３１の軸線方向に対する傾斜角度θ（以下、「アーム角度θ」という）に比例して大きくなる。
すなわち、図４に二点鎖線で示す、アーム３２がビードコア周辺よりもドラム主軸体３１の径方向外側領域を押し付ける際（例えば、アーム角度θが３０°）の押圧力Ｆは、同じく図４に実線で示す、アーム３２がビードコア周辺を押し付ける際（例えば、アーム角度θが０°）の押圧力Ｆに比し大きくなる。

具体的には、図５のグラフに示すように、例えば、アーム角度θが３０°における押圧力Ｆは、アーム角度θが０°における押圧力Ｆの２倍を超える。

従来のタイヤ成形装置３００では、アーム３２の開動に伴って、押圧力Ｆが上記のように推移するため、ビードコア周辺では押圧力が不十分となり、ビードコアとカーカスプライ３０との間にエア入りが生じる場合があり、また、ビードコア周辺よりもドラム主軸体３１の径方向外側領域では押圧力が過大となり、カーカスプライ３０の貼付面に押し付け跡が残る、凹凸不良が生じる場合があった。

このような、未加硫のタイヤ部材の折り返し不良を抑制することを所期して、例えば、特許文献１には、カーカスプライの貼付対象となるタイヤ位置に応じて、予め定めた押圧力を作用可能な押圧部材の移動軌跡を格納する記憶手段と、該記憶手段に格納された移動軌跡に従い押圧部材を移動制御する制御部と、を有する、カーカスプライの折り返し装置を用い、アームによるカーカスプライへの押圧力を任意に調整する技術が開示されている。

特開２０１４−１７７１０８号公報

しかしながら、より簡易な手段によって、未加硫のタイヤ部材に対する押圧力をタイヤ位置に応じて調整し、もって該タイヤ部材の折り返し不良を抑制することが求められている。

そこで、本発明は、簡易な手段によって、未加硫のタイヤ部材の折り返し不良を抑制可能である、タイヤ成形装置、及び、タイヤの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明のタイヤ成形装置は、ドラム主軸体と、該ドラム主軸体の外周側に円環状に配置された複数本のアームと、該アームを前記ドラム主軸体の軸線方向に沿って未加硫のタイヤ部材に近接する方向に押す、押し手段と、を備えるタイヤ成形装置であって、前記アームは、該アームの一方端側に設けられ、前記押し手段に摺接する、摺接部と、該アームの他方端側に設けられ、前記未加硫のタイヤ部材に当接して該未加硫のタイヤ部材を押圧する、押圧部と、該アームの延在方向における前記摺接部及び前記押圧部間であって、該摺接部と該押圧部とを結ぶ線分よりも前記ドラム主軸体側にて該ドラム主軸体に接続する、接続部と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、簡易な手段によって、未加硫のタイヤ部材の折り返し不良を抑制することができる。

なお、本明細書において、「ドラム主軸体」とは、アームが上記軸線方向に沿って相対移動する対象の構成部材を意味する。従って、「ドラム主軸体」とは、タイヤ成形装置における、所謂、ドラム主軸のみならず、該ドラム主軸の外周側に設けられた、例えば、ビードロック機構等の他の構成部材を含む。
また、「ドラム主軸体に接続する、接続部」とは、接続部がドラム主軸体に直接接続する場合はもちろん、該接続部が他の構成部材を介してドラム主軸体に間接的に接続する場合も含む。
また、本明細書において、「アームの延在方向」とは、アームの摺接部と押圧部とを結ぶ線分に沿う方向をいう。

本発明のタイヤ成形装置において、前記アームは、前記摺接部と前記押圧部とを連結する、アーム本体部と、該アーム本体部と前記接続部とを連結する、アーム分岐部と、を有することが好ましい。
この構成によれば、タイヤ成形装置を簡潔に構成することができる。

本発明のタイヤ成形装置では、前記摺接部の前記押し手段に対する摺接面が、該押し手段に向かって凸となる曲面からなることが好ましい。
この構成によれば、摺接部がより摺動し易くなる。

本発明のタイヤ成形装置では、前記摺接部が、回転ローラからなることが好ましい。
この構成によれば、摺接部がさらに摺動し易くなる。

また、本発明のタイヤの製造方法は、請求項１から４のいずれか一項に記載のタイヤ成形装置を用いてタイヤを成形することを特徴とする。
この製造方法によれば、未加硫のタイヤ部材の折り返し不良を抑制することができる。

本発明によれば、簡易な手段によって、未加硫のタイヤ部材の折り返し不良を抑制可能である、タイヤ成形装置、及び、タイヤの製造方法を提供することができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係るタイヤ成形装置の一部を示す模式図であり、アーム角度θが０°の状態を示す図である。（ｂ）は、同タイヤ成形装置の一部を示す模式図であり、アーム角度θが３０°の状態を示す図である。図１のタイヤ成形装置の押圧力を示すグラフである。（ａ）は、本発明の他の実施形態に係るタイヤ成形装置の一部を示す模式図であり、アーム角度θが０°の状態を示す図である。（ｂ）は、同タイヤ成形装置の一部を示す図であり、アーム角度θが３０°の状態を示す図である。従来のタイヤ成形装置の一部を示す模式図であり、実線にてアーム角度θが０°の状態を示し、二点鎖線にてアーム角度θが３０°の状態を示す図である。図４のタイヤ成形装置の押圧力を示すグラフである。

以下に、図面を参照しながら、本発明に係るタイヤの実施形態を例示説明する。
本実施形態に係るタイヤ成形装置１００は、図１（ａ）に示すように、ドラム主軸体１と、該ドラム主軸体１の外周側に円環状に、図示しないが本実施形態ではほぼ等間隔で、配置された複数本のアーム２と、該複数本のアーム２を、ドラム主軸体１の軸線方向に沿って、未加硫のタイヤ部材（本実施形態では、未加硫のカーカスプライ１０）に近接する方向に押す押し手段３と、を備えている。ここでは、説明のため、複数本のアーム２のうちの１本とその周辺の構成を図示している。

アーム２は、ドラム主軸体１の軸線方向において、未加硫のカーカスプライ１０と、押し手段３との間に配置されている。アーム２は、該アーム２の一方端側に設けられ、押し手段３に摺接する、摺接部２Ａと、該アーム２の他方端側に設けられ、カーカスプライ１０に当接して該カーカスプライ１０を押圧する、押圧部２Ｂと、該アーム２の延在方向における摺接部２Ａ及び押圧部２Ｂ間であって、該摺接部２Ａと押圧部２Ｂとを結ぶ線分よりもドラム主軸体１側にて該ドラム主軸体１に接続する、接続部２Ｃと、を有している。
本実施形態におけるアーム２は、摺接部２Ａと押圧部２Ｂとを連結する、アーム本体部２１と、該アーム本体部２１と接続部２Ｃとを連結する、アーム分岐部２２と、を有し、該アーム本体部２１及びアーム分岐部２２は、いずれも直線状に延在している。また、アーム分岐部２２が、アーム本体部２１に直交するようにして、アーム２全体が一体に構成されている。

また、本実施形態における押し手段３は、例えば、モータやシリンダ等の駆動源３Ａと、アーム２が摺接する被摺接面Ｓ′を有し、駆動源３Ａによってドラム主軸体１の軸線方向に付勢される押付部３Ｂと、を有している。
なお、本実施形態では、アーム２のそれぞれに対応する複数の押し手段３が配置されているが、押し手段３は、円環状に配置された複数本のアーム２をまとめて押し付け可能な構成とすることもできる。

上述の構成では、アーム２が、押し手段３によって、該アーム２の一方端側に設けられた摺接部２Ａ位置にてドラム主軸体１の軸線方向に押され、該アーム２の他方端側に設けられた押圧部２Ｂが、ビードコア周辺のカーカスプライ１０に押しつけられると（図１（ａ）の状態）、アーム２は、ドラム主軸体１の径方向外側向きのモーメントにより、接続部２Ｃを支点として、カーカスプライ１０を押しつけながらドラム主軸体１の径方向外側に開動する（図１（ｂ）の状態）。すなわち、アーム２は、支点となる接続部２Ｃを介して、ドラム主軸体１の軸線方向一方側では、摺接部２Ａがドラム主軸体１に近接し、また、ドラム主軸体１の軸線方向他方側では、押圧部２Ｂがドラム主軸体１から離間するようにして開動する。

このとき、アーム２の摺接部２Ａは、押し手段３によるドラム主軸体１の軸線方向の押付力（本実施形態では、押し手段３の押付部３Ｂからの反力）Ｎを受けながら、該押し手段３（本実施形態では、押し手段３の押付部３Ｂ）の被摺接面Ｓ′上を、ドラム主軸体１の径方向外側から内側に向かって摺接移動する。すなわち、アーム本体部２１の開動時、摺接部２Ａは、押し手段３の被摺接面Ｓ′に接触しつつ該押し手段３に対して相対移動する。

また、このとき、アーム２の押圧部２Ｂは、カーカスプライ１０を該カーカスプライ１０の延在方向に垂直な方向の押圧力Ｆで押圧しながら、該カーカスプライ１０上を、ドラム主軸体１の径方向内側から外側へと移動し、当該カーカスプライ１０を折り返して圧着する。

さらに、このとき、アーム２の接続部２Ｃは、押し手段３によるドラム主軸体１の軸線方向の押付力Ｎにより、本実施形態ではドラム主軸体１上を、該ドラム主軸体１の軸線方向に沿って摺接移動する。すなわち、アーム本体部２１の開動時、接続部２Ｃは、本実施形態ではドラム主軸１に接触しつつ該ドラム主軸１に対して相対移動する。

以上のように、本実施形態におけるアーム２は、ドラム主軸体１の径方向外側向きのモーメントを受けて開動するが、該アーム２の摺接部２Ａ、押圧部２Ｂ及び接続部２Ｃが上述の位置関係にあり、かつ摺接部２Ａが押し手段３の被摺接面Ｓ′上を、ドラム主軸体１の径方向外側から内側に向かって摺接移動するため、当該アーム２の開動に伴ってアーム角度θが大きくなると、ドラム主軸体１の軸線方向に沿って付与された押付力Ｎの、アーム本体部２１の延在方向に垂直な方向（本実施形態では、アーム分岐部２２の延在方向）の成分が大きくなる。その結果、当該成分（及びアーム２にかかる重力（不図示））に起因する押圧力Ｆは小さくなる。

このように、本実施形態に係るタイヤ成形装置１００においては、図２のグラフに示すように、アーム角度θの増加に伴い、押圧力Ｆが低減する。具体的には、例えば、アーム角度θが３０°における押圧力Ｆは、アーム角度θが０°における押圧力Ｆの６０％程である。このように、タイヤ成形装置１００においては、一定の押付力Ｎのもとに、アーム角度θに応じて、未加硫のカーカスプライ１０に対する押圧力Ｆを好適に増減させることができる。

従って、本実施形態に係るタイヤ成形装置１００では、未加硫のタイヤ部材間のエア入り等を抑制する観点から比較的大きな押圧力が要求される、ビードコア周辺と、未加硫のタイヤ部材の貼付面における凹凸不良を抑制する観点から比較的小さな押圧力に止めたい、該ビードコア周辺よりもドラム主軸体１の径方向外側領域と、における押圧力Ｆを、上述の簡潔な構成により好適に調整できる。これにより、簡易な手段によって、未加硫のタイヤ部材の折り返し不良を抑制することができる。

なお、上記押圧力Ｆは、下記式（１）にて表わされる。
下記式（１）において、Ｎ：押し手段３による押付力、Ｆ：アーム２の押圧力、Ｌ１：アーム２の押し手段３側の端と、接続部２Ｃの中心との間のアーム延在方向の長さ、Ｌ２：摺接部２Ａと押圧部２Ｂとを結ぶ線分と、接続部２Ｃの端との間の、アームの延在方向に垂直な方向の長さ、Ｌ３：アーム２の押圧部２Ｂの端と、接続部２Ｃの中心との間のアームの延在方向の長さ、α：ドラム主軸体１の軸線方向に対するカーカスプライ１０の傾斜角度、及び、θ：ドラム主軸体１の軸線方向に対するアーム２の傾斜角度（アーム角度）（θ＜α＜９０°）である。

上記式（１）からも、本実施形態に係るタイヤ成形装置１００では、アーム角度θが大きくなるほど、カーカスプライ１０に対する押圧力Ｆが低減することが分かる。さらに、アーム２の押し手段３側の端と、接続部２Ｃの中心との間のアームの延在方向の長さＬ１を長くすることにより、アーム角度θの増加に伴う押圧力Ｆの低減割合を調整できる。すなわち、長さＬ１を長くするほど、アーム角度θの増大に伴う押圧力Ｆの低減割合は大きくなる。

その一方で、従来のタイヤ成形装置３００では、アーム３２がゴムバンド３５の張力による付勢力Ｔを受けており、付勢力Ｔがアーム角度θの増大に伴って増加するため、アーム角度θの増大に伴って押圧力Ｆも増加する。アーム３２は、該アーム３２の後端部３２Ｂが押し手段３３上を摺接移動することなく開動するため、ゴムバンド３５の張力Ｔなしには、アーム３２のアーム角度θが一定以上になると該アーム３２の先端部３２Ａが図中上方に跳ね上がり、未加硫のタイヤ部材３０に対する押圧力Ｆが極端に低減してしまう。この場合、生タイヤのタイヤ径方向外側の成形を適切に行うことができない。
本発明に係るタイヤ成形装置１００では、押し手段３からの押付力Ｎが、アーム２の摺接部２Ａに直接付与され、該摺接部２Ａが押手段３上をタイヤ径方向に摺接移動するため、未加硫のタイヤ部材１０に、タイヤ径方向に亘って適切な押圧力を付与することができる。

なお、本実施形態に係るタイヤ成形装置１００では、上述のように、アーム２が、摺接部２Ａと押圧部２Ｂとを連結する、アーム本体部２１と、該アーム本体部２１と接続部２Ｃとを連結する、アーム分岐部２２と、を有し、また、アーム本体部２１及びアーム分岐部２２がいずれも直線状に延在して、タイヤ成形装置が簡潔に構成されている。

しかしながら、接続部２Ｃが、アーム２の延在方向における摺接部２Ａ及び押圧部２Ｂ間であって、該摺接部２Ａと該押圧部２Ｂとを結ぶ線分よりもドラム主軸体１側にて該ドラム主軸体１に接続している限り、摺接部２Ａ、押圧部２Ｂ及び接続部２Ｃを任意に一体的に連結することができる。
例えば、摺接部２Ａと押圧部２Ｂとを曲線状に連結する（アーム本体部２１を曲線状とする）ことや、アーム本体部２１と接続部２Ｃとを曲線状に連結する（アーム分岐部２２を曲線状とする）こと、又は、摺接部２Ａ及び押圧部２Ｂを、接続部２Ｃを介して一体的に接続すること等ができる。

また、図３に、本発明の他の実施形態に係るタイヤ成形装置２００を示すように、アーム２は、該アーム２とドラム主軸体１との間に配置された他の構成部材、例えば、アーム支持体３Ｃを介して、間接的に、ドラム主軸体１に接続することもできる。
なお、タイヤ成形装置２００は、当該アーム支持体３Ｃを備えること以外は、上述のタイヤ成形装置１００と同じ構成である。

アーム支持体３Ｃは、例えば、ドラム主軸体１の軸線方向に沿って延びるボールねじ（不図示）によって、該軸線方向に沿ってドラム主軸体１上を摺動可能であり、アーム２とドラム主軸体１との間に介在してアーム２を支持するとともに、該アーム２をドラム主軸体１の軸線方向に沿って、未加硫のタイヤ部材（本実施形態では、未加硫のカーカスプライ１０）に近接する方向に押すことができる。タイヤ成形装置２００では、駆動部３Ａ、押付部３Ｂ及びアーム支持体３Ｃにより、押し手段３を構成している。

このように、アーム２を、アーム支持体３Ｃを介してドラム主軸体１に接続した場合、例えば、該アーム支持体３Ｃをドラム主軸体１の周方向に回転可能に構成することによって、アーム２をドラム主軸１の周方向に回転させることができる。
また、アーム２がカーカスプライ１０と離間している状態から、該アーム２の押圧部２Ｂがビードコア周辺のカーカスプライ１０に当接する（図３（ａ）の状態）までの間及び、アーム２がカーカスプライ１０を押しつけながらドラム主軸体１の径方向外側に開動する（図１（ｂ）の状態）間に、接続部２Ｃがドラム主軸体１等の他の構成部材上を摺接移動することなく、アーム２をカーカスプライ１０に近接させること及び、押し付けることができる。

以上のとおり、タイヤ成形装置１００，２００では、一定の押付力Ｎのもとに、アーム角度θに応じて、未加硫のタイヤ部材（上述の実施形態では、未加硫のカーカスプライ１０）に対する押圧力Ｆを好適に増減させることがでる。さらには、押し手段３による押付力Ｎそれ自体を制御することにより、未加硫のカーカスプライ１０の押し付け部位に応じて、押圧力Ｆをさらに好適に増減させることができる。

なお、アーム２の摺接部２Ａの、押し手段３に対する摺接面（本実施形態では、押付部３Ｂに対する摺接面）Ｓは、押し手段３に向かって凸となる曲面（例えば、半円状の曲面）からなることが好ましい。この場合、摺接部２Ａが、押し手段３の被摺接面Ｓ′上を摺動し易くなるため、アーム２がより滑らかに開動可能となるからである。

さらに、アーム２の摺接部２Ａを回転ローラにより構成すれば、摺接部２Ａが押し手段３の被摺接面（本実施形態では、押付部３Ｂの被摺接面）Ｓ′上をさらに摺動し易くなる。この場合、アーム本体部２１は、該摺接部２Ａの周りに回動可能なように構成される。

また、アーム２の摺接部２Ａは、該摺接部２Ａの摺接面Ｓをメッキ処理や窒化処理することによって摺動性を高めることができる。なお、メッキ処理として、例えば、ハードクロムメッキ処理を用いることができる。

また、アーム２の押圧部２Ｂは、例えば、１つ、２つ又は３つ以上の回転ローラにより構成することができる。

また、アーム２の接続部２Ｃは、例えば、回転ローラ又はヒンジ体により構成することができる。この場合、アーム分岐部２２は、該接続部２Ｃの中心軸周りに回動可能なように構成される。

また、上述の実施形態における押し手段３（上述の実施形態では、押し手段３の押付部３Ｂ）の被摺接面Ｓ′は、ドラム主軸体１に対して垂直に構成されているが、例えば、ドラム主軸体１に対して傾斜して構成することや、１つ、２つ又は複数の円弧をつないでなる曲線から構成することもできる。
このように、押付部３Ｂの被摺接面Ｓ′をドラム主軸体１の軸線方向に対して傾斜させる及び／又は湾曲させることにより、押し手段３による推力の変位を調整することができる。

なお、被摺接面Ｓ′をドラム主軸体１に対して傾斜させる場合、該被摺接面Ｓ′を、例えば、被摺接面Ｓ′とドラム主軸体１との間の角度が押し手段３側にて鋭角となるように傾斜させると、アーム角度θの増大に応じて、未加硫のタイヤ部材（本実施形態では、未加硫のカーカスプライ１０）に対する押圧力Ｆを減少させるのに有利である。

また、上記のタイヤ成形装置１００，２００を用いてタイヤを成形する、タイヤの製造方法によれば、未加硫のタイヤ部材の折り返し不良を抑制することができる。

１，３１：ドラム主軸体、２，３２：アーム、２Ａ：摺接部、２Ｂ：押圧部、２Ｃ：接続部、２１：アーム本体部、２２：アーム分岐部、３，３３：押し手段、３Ａ：駆動源、３Ｂ：押し付け部、３Ｃ：アーム支持体、１０，３０：未加硫のカーカスプライ（未加硫のタイヤ部材）、３２Ａ：先端部、３２Ｂ：後端部、３５：ゴムバンド、１００，３００：タイヤ成形装置、Ｓ：摺接面、Ｓ′：被摺接面

Claims

ドラム主軸体と、該ドラム主軸体の外周側に円環状に配置された複数本のアームと、該アームを前記ドラム主軸体の軸線方向に沿って未加硫のタイヤ部材に近接する方向に押す、押し手段と、を備えるタイヤ成形装置であって、
前記アームは、
該アームの一方端側に設けられ、前記押し手段に摺接する、摺接部と、
該アームの他方端側に設けられ、前記未加硫のタイヤ部材に当接して該未加硫のタイヤ部材を押圧する、押圧部と、
該アームの延在方向における前記摺接部及び前記押圧部間であって、該摺接部と該押圧部とを結ぶ線分よりも前記ドラム主軸体側にて該ドラム主軸体に接続する、接続部と、
を有することを特徴とする、タイヤ成形装置。
前記アームは、前記摺接部と前記押圧部とを連結する、アーム本体部と、該アーム本体部と前記接続部とを連結する、アーム分岐部と、を有する、請求項１に記載のタイヤ成形装置。
前記摺接部の前記押し手段に対する摺接面が、該押し手段に向かって凸となる曲面からなる、請求項１又は２に記載のタイヤ成形装置。
前記摺接部が、回転ローラからなる、請求項１から３のいずれか一項に記載のタイヤ成形装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載のタイヤ成形装置を用いてタイヤを成形する、タイヤの製造方法。