JP2022042713A - タイヤの成形装置およびタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ターンアップさせたバンド部材を、ビードに一段と強固に安定して圧着させることができるタイヤの成形装置およびタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】成形ドラム２および各ターンアップブラダ６にバンド部材Ｒを巻き付け、バンド部材Ｒの外周面に配置されたビードＢを外挿した状態にした各ターンアップブラダ６の外表面７のドラム軸３方向一方端部に、ビード用ゴム領域７ａを形成し、外表面７のドラム軸方向他方端側の押圧リング１０に押圧される部分に押圧リング用ゴム領域７ｂを形成し、外表面７のビード用ゴム領域７ａと押圧リング用ゴム領域７ｂとの間に密着防止布８で被覆された被覆領域８ａを形成し、各ターンアップブラダ６を膨張させて、バンド部材Ｒのそれぞれの幅方向端部Ｒａを各ビードＢまわりにターンアップさせてバンド部材Ｒの対向する部分Ｒｂに圧着させる。【選択図】図９

Description

本発明は、タイヤの成形装置およびタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、ターンアップブラダおよび押圧リングを用いてターンアップさせたバンド部材を、ビードに一段と強固に安定して圧着させることができるタイヤの成形装置およびこの成形装置を用いたタイヤの製造方法に関するものである。

タイヤを製造する際に使用される成形ドラムが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。成形ドラムを用いて中間グリーンタイヤを成形する工程では、成形ドラムの外周面に配置した筒状のバンド部材の幅方向両端部を、ビードまわりに折り返すターンアップ作業が行われる。このターンアップ作業では、例えば、膨張させたターンアップブラダを用いてバンド部材の幅方向両端部をビードまわりにターンアップさせて、対向するバンド部材の部分に強く圧着させる。

ターンアップブラダは主に加硫ゴムによって形成されていて、未加硫ゴムが密着すると剥がれ難くなる。そこで、バンド部材がターンアップブラダに密着して剥がれなくなることを防止するために、従来、ターンアップブラダの外表面を密着防止布によって覆うことが行われている。そして、膨張させたターンアップブラダの外表面を押圧リングによって押圧することで、ターンアップさせた幅方向両端部を、対向するバンド部材の部分により確実に圧着している。

ところが、この密着防止布の存在によって、ブラダ外表面と押圧リングとの間で滑りが生じ易くなる。この滑りが生じると、バンド部材の両端部を強く引っ張った状態でターンアップさせることができず、ビード（内周面）とのバンド部材とを強固に圧着できない不具合が発生することがある。この不具合に起因して不要なエアが残存するなど、タイヤの加硫故障の原因になるため、ターンアップしたバンド部材をビードに一段と安定して強固に圧着させるには改善に余地がある。

特開平９－１１７９７０号公報

本発明の目的は、ターンアップブラダおよび押圧リングを用いてターンアップさせたバンド部材を、ビードに一段と強固に安定して圧着させることができるタイヤの成形装置およびこの成形装置を用いたタイヤの製造方法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タイヤの成形装置は、成形ドラムと、この成形ドラムのドラム幅方向両側に配置される筒状のターンアップブラダと、前記成形ドラムのドラム軸方向に移動して膨張させた状態の前記ターンアップブラダの外表面を押圧する押圧リングとを備えて、前記ターンアップブラダの外表面を被覆する密着防止布を有しているタイヤの成形装置において、前記成形ドラムおよびそれぞれの前記ターンアップブラダにバント部材が巻き付けられて、前記バンド部材の外周面に配置されたビードが外挿された状態になるそれぞれの前記ターンアップブラダの前記外表面のドラム軸方向一方端部に、前記密着防止布によって被覆されていないビード用ゴム領域が形成されていて、前記外表面のドラム軸方向他方端側の前記押圧リングに押圧される部分に前記密着防止布によって被覆されていない押圧リング用ゴム領域が形成されていて、前記外表面の前記ビード用ゴム領域と前記押圧リング用ゴム領域との間が前記密着防止布によって被覆されている被覆領域になっていることを特徴とする。

本発明のタイヤの製造方法は、上記のタイヤの成形装置を用いて、前記バンド部材の幅方向両端部をそれぞれの前記ビードまわりにターンアップさせて前記バンド部材の対向する部分に圧着させて中間グリーンタイヤを成形し、この中間グリーンタイヤにトレッドゴムを含む残りの構成部材を接合してグリーンタイヤを成形した後、このグリーンタイヤを加硫することを特徴とする。

本発明のタイヤの成形装置によれば、それぞれの前記ターンアップブラダの前記外表面のドラム軸方向一方端部に、ビード用ゴム領域が形成されているので、ターンアップブラダに外挿されて配置されたそれぞれのビードの内周面およびバンド部材と、ターンアップブラダとの間での滑りが抑制される。そして、ドラム軸方向一方端部がビードによって保持された状態で前記ターンアップブラダを膨張させて、前記押圧リングをドラム軸方向に移動させて、このターンアップブラダの外表面を押圧すると、押圧リング用ゴム領域と前記押圧リングとの間での滑りが抑制されるので、バンド部材の幅方向両端部をより強くドラム半径方向外側に引っ張ることができる。これに伴い、ターンアップさせたバンド部材を、ビード（特にビード内周面）に一段と強固に安定して圧着させることができる。

本発明のタイヤの製造方法によれば、ターンアップさせたバンド部材を、ビード（特にビード内周面）に一段と強固に安定して圧着させて中間グリーンタイヤが成形できるので、成形したグリーンタイヤにターンアップに起因する不要なエアが残る不具合が抑制される。それ故、グリーンタイヤの加硫故障を防止するには有利になり、品質の優れたタイヤの生産性よく製造することができる。

本発明のタイヤの成形装置を、成形ドラムを縦断面視にして例示する説明図である。 図１のタイヤの成形装置を平面視で例示する説明図である。 図１の一部拡大図である。 図３のターンアップブラダおよび成形ドラムを平面視で例示する説明図である。 図４の押圧リング用ゴム領域の変形例を示す説明図である。 図４の押圧リング用ゴム領域の別の変形例を示す説明図である。 図３の成形ドラムおよびドラムサイド部にバンド部材を巻き付けた状態を例示する説明図である。 図７のバンド部材の幅方向端部にビード部を外挿して配置した状態を例示する説明図である。 図８のターンアップブラダを膨張させてバンド部材の幅方向端部を立ち上げた状態を例示する説明図である。 図９のターンアップブラダの外表面を押圧リングによって押圧してターンアップしたバンド部材の幅方向端部を対向する部分に圧着している状態を例示する説明図である。 押圧リング用ゴム領域を有していない仕様のターンアップブラダを膨張させてバンド部材を立ち上げた状態を例示する説明図である。 押圧リングの変形例を示す説明図である。 成形された中間グリーンタイヤの上半分を横断面視で例示する説明図である。 成形されたグリーンタイヤの上半分を横断面視で例示する説明図である。 加硫装置によって加硫されているグリーンタイヤの左半分を横断面視で例示する説明図である。

以下、本発明のタイヤの成形装置およびタイヤの製造方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１～図４に例示する本発明のタイヤの成形装置１（以下、成形装置１という）は、拡縮する成形ドラム２と、成形ドラム２のドラム幅方向両側に配置されるドラムサイド部４と、成形ドラム２のドラム軸方向に移動する押圧リング１０とを備えている。それぞれのドラムサイド部４にはターンアップブラダ６が装備されていて、このターンアップブラダ６はその外表面を被覆する密着防止布８を有している。成形装置１はさらに、成形ドラム２、ターンアップブラダ６および押圧リング１０の動きを制御する制御部１１を有している。

成形ドラム２は、ドラム中心に配置されたドラム軸３と、ドラム軸３を中心にして環状に配置された多数のセグメント２Ａを有していて、それぞれのセグメント２Ａをドラム軸３に対して進退させることで成形ドラム２は拡縮する。それぞれのセグメント２Ａの外周面がドラム表面（成形面）になる。

ドラム軸３は、中心軸５によって回転可能に軸支されている。それぞれのドラムサイド部４および押圧リング１０も中心軸５に軸支されている。図中の一点鎖線Ｚはドラム軸３および中心軸５の軸芯を示し、一点鎖線ＣＬはドラム幅方向中心を示している。成形装置１は制御部１１を除いて、基本的にドラム幅方向中心ＣＬに対して対称構造になっている。

ドラムサイド部４の外周面のドラム軸方向一方端部には、ビードロック９が備わっている。ビードロック９はドラム半径方向に移動する。ビードロック９の動きも制御部１１によって制御される。

ターンアップブラダ６は、加硫ゴム製の円環状の中空体であり、内部に空気が注入されることで膨張し、内部の空気が排出されることで収縮する。ターンアップブラダ６は、ドラムサイド部４の外周面に配置されていて、ドラム幅方向一方端部６ａは、ビードロック９の外周面に固定されている。

図４に例示するように密着防止布８は、ターンアップブラダ６の外表面７に露出した状態で埋設されている。密着防止布８はターンアップブラダ６の膨張を過度に規制しないように適度な伸縮性を有している。

ターンアップブラダ６の外表面７のドラム軸方向一方端部６ａには、密着防止布８によって被覆されていないビード用ゴム領域７ａが形成されている。ビード用ゴム領域７ａは周方向全周に渡って連続している。ビード用ゴム領域７ａは、周方向に断続的に形成された仕様にすることもできるが、この仕様にする場合は、ビード用ゴム領域７ａの周方向の断続間隔は短くする（数センチ以下にする）。

また、外表面７のドラム軸方向他方端６ｂ側には密着防止布８によって被覆されていない押圧リング用ゴム領域７ｂが形成されている。押圧リング用ゴム領域７ｂは、ターンアップブラダ６が膨張した状態で押圧リング１０により押圧される部分である。この実施形態では、押圧リング用ゴム領域７ｂは周方向全周に渡って連続している。

図５、図６に例示するように、押圧リング用ゴム領域７ｂは、周方向に断続的に形成することもできる。図５では、多数の円形状の押圧リング用ゴム領域７ｂが散在（点在）している。詳述すると、この実施形態では円形状の押圧リング用ゴム領域７ｂが周方向に間隔をあけて配置された列がドラム軸方向に３つ並列され、かつ、ドラム軸方向に隣り合う列では押圧リング用ゴム領域７ｂの配置位置が周方向にずらされている。ドラム幅方向に並列される押圧リング用ゴム領域７ｂは３列に限らず、２列、４列でもよく、１列にすることもできる。押圧リング用ゴム領域７ｂは単純な円形に限らず、楕円形状にすることも、多角形にすることもできるが、なるべく角の無い形状にすることが好ましい。

図５に例示するように、それぞれの押圧リング用ゴム領域７ｂは同じ大きさで同じ形状になっていることが好ましい。大きさを異ならせた押圧リング用ゴム領域７ｂを混在させることも、形状を異ならせた押圧リング用ゴム領域７ｂを混在させることもできる。

図６では、ドラム軸方向に延在する多数の細長の押圧リング用ゴム領域７ｂが周方向に間隔をあけて配置されている。図６では、それぞれの押圧リング用ゴム領域７ｂは同じ大きさで同じ形状になっている。また、この実施形態のように、周方向に隣り合うそれぞれの押圧リング用ゴム領域７ｂどうしは等間隔で配置されることが好ましい。

図５、図６のように押圧リング用ゴム領域７ｂが、周方向に断続的に形成された仕様にする場合は、押圧リング用ゴム領域７ｂが配置されているドラム軸方向区間での外表面７の全面積における押圧リング用ゴム領域７ｂの占有面積の割合を例えば４０％以上６５％以上にするとよい。この割合が４０％未満では、後述する押圧リング用ゴム領域７ｂによる十分な滑り止め効果を得難くなる。この割合が６５％超では、ターンアップブラダ６の膨張に対する密着防止布８による規制具合が過大になって、ターンアップブラダ６を十分に膨張させるためにターンアップブラダ６に付与する内圧を過大にする必要がある。

外表面７のビード用ゴム領域７ａと押圧リング用ゴム領域７ｂとのドラム軸方向の間では密着防止布８によって被覆されている被覆領域８ａになっている。被覆領域８ａは、ビード用ゴム領域７ａや押圧リング用ゴム領域７ｂに比して、未加硫ゴムや加硫ゴムに対して摩擦係数が低くて（滑り易くて）、密着し難い。

押圧リング１０は、待機位置と押圧位置との間でドラム軸方向に移動する。押圧位置に移動した押圧リング１０は、膨張させた状態のターンアップブラダ６の外表面７を、先端部および内周面で押圧する。

次に、この成形装置１を用いて中間グリーンタイヤＧ１を成形する工程を経て、タイヤを製造する工程の一例を説明する。

図７に例示するように、縮径状態の成形ドラム２の外周面およびターンアップブラダ６の外表面７にバンド部材Ｒを筒状に巻き付けた状態にする。バンド部材Ｒは、インナーライナの外周面にカーカス材が積層されて形成されている。バンド部材Ｒの表面は主に未加硫ゴムで形成されているので粘着性が強い。

次いで、図８に例示するようにそれぞれのセグメント２Ａをドラム半径方向外側に移動させて、成形ドラム２を拡径状態にして、成形ドラム２とドラムサイド部４との境界で段差を形成する。これに伴い段差が形成されたバンド部材Ｒのそれぞれの幅方向端部ＲａにビードＢを外挿して段差部分に当接するように配置する。これにより、それぞれのビードＢは、セグメント２Ａのドラム軸方向両側面に沿うように配置され、成形ドラム２に対して横打ちされた状態になる。ビードＢは円環状のビードコアと、ビードコアの外周側に接合されたビードフィラ（未加硫ゴム）とで構成されている。

そして、ビードロック９をドラム半径方向外側に移動させて、ビードＢの内周面（ビードコア底面）を支持して固定する。これにより、ターンアップブラダ６のドラム幅方向一方端部６ａ（ビード用ゴム領域７ａ）には、ビードＢが外挿された状態になり、ドラム幅方向一方端部６ａは、ビードＢとビードロック９とに挟持される。

次いで、図９に例示するように、ターンアップブラダ６を膨張させた後に、待機位置の押圧リング１０をドラム軸方向に中心ＣＬに向かって移動させて、膨張したターンアップブラダ６の外表面７を押圧させる。このとき、ビード用ゴム領域７ａはビードＢの内周面（ビードコア底面）に圧着され、バンド部材Ｒのそれぞれの幅方向端部Ｒａは膨張しているターンアップブラダ６の被覆領域８ａに当接し、押圧リング用ゴム領域７ｂは、押圧リング１０に当接している。膨張するターンアップブラダ６によって、それぞれの幅方向端部ＲａはビードＢの内周面を起点にしてドラム半径方向外側に立ち上げられる。

引き続き、図１０に例示するように、押圧リング１０をさらにドラム軸方向に中心ＣＬに向かって移動させて、膨張したターンアップブラダ６の外表面７を押圧させてターンアップブラダ６を押し潰した状態にする。これにより、それぞれの幅方向端部ＲａがそれぞれのビードＢのビードコアを中心にして折り返されて、セグメント２Ａの外周面に載置されているバンド部材Ｒの対向する部分Ｒｂに圧着される。

ビード用ゴム領域７ａが形成されているので、それぞれのビードＢの内周面およびバンド部材Ｒと、ターンアップブラダ６との間での滑りが抑制される。そして、ターンアップブラダ６を、ドラム軸方向一方端部６ａがビードＢによって保持された状態で膨張させて、押圧リング１０によって外表面７を押圧しても、押圧リング用ゴム領域７ｂと押圧リング１０との間での滑りが抑制される。そのため、図９に例示するようにバンド部材Ｒのそれぞれの幅方向端部Ｒａを、より強くドラム半径方向外側に引っ張ることができる。これに伴い、ターンアップさせたバンド部材Ｒを、ビードＢ（特にビード内周面）に一段と強固に安定して圧着させることができる。

ターンアップブラダ６の密着防止布８によって被覆されている部分（被覆領域８ａ）ではターンアップブラダ６の膨張が規制される分、被覆されていない部分（ビード用ゴム領域７ａおよび押圧リング用ゴム領域７ｂ）では余分にターンアップブラダ６が膨張する。特に、押圧リング用ゴム領域７ｂではターンアップブラダ６が他の領域に比して膨張し易くなって押圧力が増大する。即ち、外表面７の一部に被覆領域８ａを設けることで、押圧リング用ゴム領域７ｂの加硫ゴムの摩擦力だけでなく、追加的な押圧力の増大が作用して、押圧リング用ゴム領域７ｂと押圧リング１０との間での滑りが一段と抑制することが可能になっている。

この実施形態では、被覆領域８ａがバンド部材Ｒのそれぞれの幅方向端部Ｒａに当接するので、バンド部材Ｒがターンアップブラダ６に密着して剥がれなくなる不具合を回避できる。ターンアップブラダ６に密着したバンド部材Ｒを剥がす際にはバンド部材Ｒが損傷するリスクが生じる。したがって、この実施形態では、ターンアップに起因してバンド部材Ｒに意図しない変形や損傷が生じることを防止するにも有利になっている。

図１１に例示するのは、外表面７に押圧リング用ゴム領域７ｂが形成されていないターンアップブラダ６を用いてターンアップした場合である。この場合は、膨張させたターンアップブラダ６の押圧リング用ゴム領域７ｂと押圧リング１０との間での滑りが生じ易い。そのため、図９の場合に比して、バンド部材Ｒのそれぞれの幅方向端部Ｒａを強くドラム半径方向外側に引っ張ることができない。それ故、ターンアップさせたバンド部材Ｒを、ビードＢ（特にビード内周面）に強固に安定して圧着させるには不利になる。

図１２に例示するように、膨張させたターンアップブラダ６と押圧リング１０との間での滑りを抑制するために、押圧リング１０の内周面に滑り止め部１０ａを設けることもできる。滑り止め部１０ａとしては例えば、加硫ゴム片を採用する、或いは、内周面が微小凹凸を有する仕様にして加硫ゴムに対する摩擦係数を高くする。

それぞれの幅方向端部Ｒａのターンアップが完了することで、図１３に例示する中間グリーンタイヤＧ１が成形される。中間グリーンタイヤＧ１の外周面には、次工程でベルト部材やトレッドゴム等が貼り付けられて、図１４に例示するグリーンタイヤＧが成形される。次いで、図１５に例示するようにグリーンタイヤＧを加硫用モールド１３の中に配置して加硫装置１２によって加硫することにより空気入りタイヤが完成する。

上述したタイヤの製造方法によれば、ターンアップさせたバンド部材Ｒを、ビードＢ（特にビード内周面）に一段と強固に安定して圧着させて中間グリーンタイヤＧ１が成形できるので、成形したグリーンタイヤＧにターンアップに起因する不要なエアが残る不具合が抑制される。それ故、グリーンタイヤＧの加硫故障を防止するには有利になり、品質の優れたタイヤの生産性よく製造することができる。

図５に例示するように押圧リング用ゴム領域７ｂを円形状にすると、角がないので、ターンアップブラダ６が繰り返し膨張と収縮を繰り返しても、密着防止布８には応力集中が生じ難くなり、密着防止布８の損傷（剥がれ）を防止するには有利になる。また、図５に例示するように、押圧リング用ゴム領域７ｂを点在させると、ターンアップブラダ６が経時変化（永久伸び変形）が生じても、押圧リング用ゴム領域７ｂと押圧リング１０との接触面積の変化が小さくなり、両者の間での滑りを安定して抑制し易くなる。

１ 成形装置
２ 成形ドラム
２Ａ セグメント
３ ドラム軸
４ ドラムサイド部
５ 中心軸
６ ターンアップブラダ
６ａ ドラム軸方向一方端部
６ｂ ドラム軸方向他方端部
７ 外表面
７ａ ビード用ゴム領域
７ｂ 押圧リング用ゴム領域
８ 密着防止布
８ａ 被覆領域
９ ビードロック
１０ 押圧リング
１０ａ 滑り止め部
１１ 制御部
１２ 加硫装置
１３ 加硫用モールド
Ｒ バンド部材
Ｒａ 幅方向端部
Ｒｂ 対向する部分
Ｂ ビード
Ｇ１ 中間グリーンタイヤ
Ｇ グリーンタイヤ

Claims (7)

1. 成形ドラムと、この成形ドラムのドラム幅方向両側に配置される筒状のターンアップブラダと、前記成形ドラムのドラム軸方向に移動して膨張させた状態の前記ターンアップブラダの外表面を押圧する押圧リングとを備えて、前記ターンアップブラダの外表面を被覆する密着防止布を有しているタイヤの成形装置において、
   前記成形ドラムおよびそれぞれの前記ターンアップブラダにバント部材が巻き付けられて、前記バンド部材の外周面に配置されたビードが外挿された状態になるそれぞれの前記ターンアップブラダの前記外表面のドラム軸方向一方端部に、前記密着防止布によって被覆されていないビード用ゴム領域が形成されていて、前記外表面のドラム軸方向他方端側の前記押圧リングに押圧される部分に前記密着防止布によって被覆されていない押圧リング用ゴム領域が形成されていて、前記外表面の前記ビード用ゴム領域と前記押圧リング用ゴム領域との間が前記密着防止布によって被覆されている被覆領域になっていることを特徴とするタイヤの成形装置。
2. 前記ビード用ゴム領域が、前記ターンアップブラダの周方向全周に延在している請求項１に記載のタイヤの成形装置。
3. 前記押圧リング用ゴム領域が、前記ターンアップブラダの周方向に断続的に配置されている請求項１または２に記載のタイヤの成形装置。
4. 前記押圧リング用ゴム領域が、点在している請求項１または２に記載のタイヤの成形装置。
5. 前記押圧リング用ゴム領域が、円形状である請求項４に記載のタイヤの成形装置。
6. 前記押圧リングの前記外表面を押圧する領域に滑り止め部を有する請求項１～５のいずれかに記載のタイヤの成形装置。
7. 請求項１～６のいずれかに記載のタイヤの成形装置を用いて、前記バンド部材の幅方向両端部をそれぞれの前記ビードまわりにターンアップさせて前記バンド部材の対向する部分に圧着させて中間グリーンタイヤを成形し、この中間グリーンタイヤにトレッドゴムを含む残りの構成部材を接合してグリーンタイヤを成形した後、このグリーンタイヤを加硫するタイヤの製造方法。

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