JP4340113B2

JP4340113B2 - ラジアルタイヤ成形用スピンナー装置

Info

Publication number: JP4340113B2
Application number: JP2003301747A
Authority: JP
Inventors: 周吉田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2023-08-26
Also published as: JP2005067092A

Description

本発明は、ゴム製タイヤの製造において使用されるラジアルタイヤ成形用スピンナー装置に関するものである。

ゴム製タイヤの製造において、生カバー（ローカバー）を２ステージにて成形する場合、２ｎｄカバーとして予めベルトドラム（成形ドラム）上にてブレーカ（カットブレーカ）とトレッドとを圧着させ、これを１ｓｔカバーと合体させている。
そして、ブレーカとトレッドとを圧着させる際に、円盤状のホイール（スピンナー）をトレッドに当接させ押し付けている。
そこで、従来あるホイールとしては、外周面にＶ字状の溝が形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかし、従来のこのホイールでは、接触面圧が小さく（弱く）、ブレーカとトレッドとの間のエアーが抜けきれずに残留し、加硫成形後のタイヤが不良品となるという問題点がある。
図６にドラム40上にてブレーカ41とトレッド42とを貼り合わせる従来のホイール43を示す。図６において、ｍの範囲がブレーカジョイント部となり、その両側にエアー残り部ｎ，ｎが生じてしまう。つまり、ジョイント部ｍの両側（ブレーカの各層がラップしていない部分）において隙間が生じ、ホイール43による面圧が小さいとトレッド42のブレーカ41への押さえが不十分となり、全幅において十分な貼付ができずこの隙間にエアーが残る。
特開平３−９７５３３号公報

解決しようとする課題は、トレッドへ当接させるスピンナーの面圧が小さいため、ブレーカとトレッドとの間にエアーが溜り、成形するゴム製タイヤが不良品となる点である。

本発明は、成形ドラムに巻設させたブレーカ上に最大厚さが４〜１２mmのトレッドを貼付ける際、該トレッドに当接するよう進退動作する金属製の円盤状スピンナーを有するラジアルタイヤ成形用スピンナー装置であって、上記スピンナーの幅寸法が８〜１５mmに設定され、かつ、該スピンナーの外径が７０〜１００mmに設定され、さらに、該スピンナーの外周面に複数の周溝と複数の横溝とが形成され、該周溝の総幅寸法が該スピンナーの上記幅寸法の３０〜５０％に設定され、該横溝の総幅寸法が該スピンナーの外周長の１０〜２０％に設定されたものである。
また、上記スピンナーは、上記成形ドラムの軸心に平行な直線に沿って２台並設されている。
また、上記周溝は、上記スピンナーの幅方向に等間隔に、形成され、上記横溝は、上記スピンナーの周方向に等間隔に、形成されている。

本発明のラジアルタイヤ成形用スピンナー装置は、スピンナーの外周面に周溝と横溝とが形成され、ブレーカとトレッドとの間のエアー溜りを無くすることができ、成形するタイヤにおいて不良品を無くすることができる。
スピンナーの幅寸法、外径、溝の適切な構成により、トレッドへの接触面圧を高くすることができ、ブレーカとトレッドとの間のエアーを効率よく押し出すことができる。特に、ラジアルタイヤはトレッドが硬いが、本発明によれば高い面圧が得られるため、確実にエアー溜りを防ぎ、品質のよいタイヤを製造することができる。
また、スピンナー及び溝が所定の寸法、割合にて構成されるため、面圧が低くなってエアー溜りが生じるのを防ぐと共に、加硫したタイヤのトレッド表面に傷（ベアトレッド）を生じさせることがない。

図１は本発明に係るスピンナー装置と成形ドラム（ベルトドラム）１とを簡略化して示した斜視図であり、図２はその側面図である。
このスピンナー装置は、ゴム製タイヤの製造において生カバーを成形する工程で使用されるものである。つまり、ゴム製タイヤの製造において、生カバーを２ステージにて成形する場合、図１に示すように、２ｎｄカバーとして予め成形ドラム１上にてブレーカ３とトレッド２とを圧着させ、図示省略するが、これを１ｓｔカバーと合体させている。
そして、成形ドラム１上にてブレーカ３とトレッド２とを圧着させる際に、円盤状のスピンナー４をトレッド２に当接させ押し付けている。

つまり、本発明のスピンナー装置は、成形ドラム１に巻設させたブレーカ３上にトレッド２を貼付ける際、トレッド２に当接するよう進退動作する金属製の円盤状スピンナー４を有しており、トレッド２にスピンナー４を押圧させトレッド２とブレーカ３との間のエアー（空気）を除去し、トレッド２とブレーカ３とを密着させている。

なお、本発明において使用されるトレッド２の最大厚さは４〜１２mmのものである。
また、この装置が使用されて製造されるタイヤはラジアルタイヤであり、例えば、自動二輪用ラジアルタイヤ（ＭＣＲタイヤ）等がある。

成形ドラム１は、水平軸心Ｃ廻りに回転する円柱（円筒）部材であり、この成形ドラム１に、タイヤ構成部材であって帯状ゴム部材であるトレッド２とブレーカ３とを巻付け相互を貼り合わせる。
スピンナー４は、図１に示すように、成形ドラム１の正面位置に配設されており、また、スピンナー４の側面において中心部から水平状に延伸する連結杆７が取着され、スピンナー４は水平状の回転軸心Ｓ廻りに回転自在とされている。
つまり、成形ドラム１の軸心Ｃとスピンナー４の回転軸心Ｓとは平行となる。

さらに、スピンナー４は、連結杆７を介して、図示省略するが、装置本体部に支持されており、支持本体部が有する第１作動手段によりスピンナー４はトレッド２を押圧する方向に前進する。第１作動手段は、例えば流体シリンダー等であり、シリンダーの伸縮動作により、図２の矢印ｉ，ｊに示すように、スピンナー４が、成形ドラム１に接近・離間（進退）動作する。

また、第１作動手段によるスピンナー４の動作方向は、成形ドラム１の軸心Ｃに直線的に向かう径方向としてもよく、第１作動手段の作動推力がそのままスピンナー４の押圧力となり、装置が簡素化できると共に、トレッド２への押圧力の設定が容易となり、スピンナー４による押圧作用を簡単かつ効果的に発揮させることができる。

また、図１に示すように、スピンナー４は、成形ドラム１の軸心Ｃに平行な直線（水平同一直線）に沿って２台並設されており、相互が接近離間するよう構成されている。即ち、スピンナー４は、つまり、左右位置に一対配設され、図示省略するが、装置本体部が有する第２作動手段により、成形ドラム１の軸心Ｃに平行な上記直線に沿って左右往復動可能とされている。
これにより、トレッド２全幅にわたってスピンナー４が押圧可能となり、ブレーカ３とトレッド２との間のエアーを排出し、かつ、生カバーの仕上がりをきれいにすることができる。
つまり、スピンナー４は、ブレーカ３を押し付けながらブレーカ３の幅方向に移動が可能となり、エアーの排出を効果的に行なうと共に作業効率を向上させる。

スピンナー４の材質は金属製とされ、例えば、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）等とされている。金属製とすることにより、スピンナー４の外周面４ａの硬度が確保でき、スピンナー４による押圧力をそのままトレッド２へ与えることができ、大きな面圧が得られる。
さらに、スピンナー４の表面状態（表面粗さ）がトレッド２の貼付け（ステッチ）に関して適切（滑らかで良好）な状態とされ、仕上がりがきれいになる。

図３はスピンナー４の半分を示す正面図であり、図４はスピンナー４の外周部の拡大図であり、図５は、スピンナー４の一部を示す側面図である。
スピンナー４は円盤型のローラ部材であり、スピンナー４の幅寸法Ｗが８〜１５mmに設定され、かつ、スピンナー４の外径Ｄが７０〜１００mmに設定されている。つまり、スピンナー４は、外径Ｄの割には幅寸法Ｗが小さくされ（幅寸法Ｗと外径Ｄの比ε＝Ｗ／Ｄが０．０８≦ε≦０．２１とされ）、薄い円盤型とされている。

スピンナー４の幅寸法Ｗが上記範囲の上限値を越えると、大きな面圧が得られずエアーを効率よく排出しにくくなり、また、幅寸法Ｗが下限値未満の場合は、スピンナー４によるトレッド２への押圧環境が不良となり、トレッド２に傷をつけるおそれがある。

さらに、スピンナー４の外周面４ａには、複数の周溝５と複数の横溝６とが形成されている。
周溝５は、スピンナー４の回転方向に連続する（回転方向に形成された）溝であり、独立溝とされ、図３では２条形成されている。そして、図４に示すように、これら周溝５の周溝幅ｂは夫々同一とされ、周溝幅ｂは１．５〜２．５mmに設定されている。
また、周溝５の総幅寸法Ｂ（即ち、周溝５の数をＰ条とすると、Ｂ＝ｂ×Ｐ）がスピンナー４の幅寸法Ｗの３０〜５０％（３０％≦Ｂ／Ｗ≦５０％）に設定されている。

周溝５は２条以外でもよく３条乃至それ以上とすることができ、周溝５は、スピンナー４の幅方向に等間隔に、形成されている。なお、周溝５が２条の場合においては、スピンナー４の側面から周溝５の中心までの寸法と、周溝５の中心間の寸法とが同じとされ、幅方向に等間隔であると言える。

横溝６は、スピンナー４の軸心Ｓ方向に平行となる溝でありスピンナー４の幅方向に形成され、周方向に複数条形成されている。そして、図５に示すように、これら横溝６の横溝幅ｅは夫々同一とされ、横溝幅ｅは１〜３mmに設定されている。
また、横溝６の総幅寸法Ｅ（即ち、横溝６の数をＱ条とすると、Ｅ＝ｅ×Ｑ）がスピンナー４の外周長Ｌ（Ｌ＝π×Ｄ）の１０〜２０％（１０％≦Ｅ／Ｌ≦２０％）に設定されている。

そして、周溝５と横溝６との占有率が上記所定の範囲未満であると、スピンナー４によるトレッド２への面圧が低くなり、エアーが残るおそれがある。また、上記範囲を越える占有率であると、トレッド２の表面に凹凸が発生し、加硫成形したタイヤに傷（ベアトレッド）が発生してしまい、不良品となるおそれがある。

横溝６は、スピンナー４の外周面４ａに複数条形成され、例えば、１周において１４本〜２０本等とされており、横溝６は、スピンナー４の周方向に等間隔に、形成されている。
つまり、本発明のスピンナー４は、周溝５と横溝６とが直交するように形成されており、周溝５と横溝６とにより、外周面４ａには格子状に凹溝が形成されることとなる。

また、横溝６について説明すると、図３に示すように、スピンナー４には複数の周溝５が形成されるため、周溝形成部以外が周方向押圧凸条８として形成され、各周方向押圧凸条８において凹溝状の横溝６が複数形成されることとなる。
そして、横溝６は、隣り合う周方向押圧凸条８，８においてスピンナー４の幅方向に直線状となるよう形成されている。つまり、図５に示すように、スピンナー４の側面視において───軸心Ｓ方向から見て───、横溝６は、スピンナー４の一方側面から他方側面へと直線的に貫通する溝とされている。

また、図示省略するが、隣り合う周方向押圧凸条８，８において、各周方向押圧凸条８に形成される横溝６が周方向異なる位置に相互がずれて形成されてもよい。なお、この場合でも、１つの周方向押圧凸条８において横溝６は等間隔であり、同数形成されている。

周溝５及び横溝６の溝形状は、図４と図５において矩形としているが、Ｖ字溝や、溝の底部が円弧形状となる溝等としてもよい。
また、周溝５の溝深さｈ₁及び横溝６の溝深さｈ₂は、２〜４mmとしており、これらｈ₁，ｈ₂を一致させてもよく、相違させてもよい。

従って、スピンナー４の外周面４ａのうち周溝５・横溝６形成部以外の部分が、トレッド２への押圧面となり、押圧面は周方向及び幅方向共に間欠された（不連続な）面となる。つまり、スピンナー４は、周溝５と横溝６とにより幅方向及び周方向に分割された多数の押圧円弧面を有し、これら押圧円弧面にてトレッド２を押圧することとなる。

次に、本発明のスピンナー装置により成形したタイヤのエアー溜りについての検査結果を説明する。成形するＭＣＲサイズのタイヤは、１２０／７０ＺＲ１７である。
なお、検査については、スピンナー装置により生カバーを形成し、その生カバーを加硫機により加硫して完成品としたものを外観検査し、さらに、タイヤ内部のエアーの残留についてはタイヤを裁断解体して確認している。

また、本発明の構成を備えていないスピンナーにより成形したタイヤを比較例（比較例１〜１１）とし、本発明のスピンナー４による結果（実施例１〜１０）と共に、表１に示す。
表１中の評価について説明すると、各例（実施例１〜１０と比較例１〜１１）において、１ロットを１００本のタイヤとして製造し、１ロット中２本以上エアー溜りが発生したものを評価×とし、１ロット中１本以下のものを○としている。
なお、スピンナー４の押圧力等の押圧条件は全て同じとしている。

実施例１〜１０は、全てにおいて、トレッド２の最大厚さが４〜１２mmであり、スピンナー４の外径Ｄが７０〜１００mm、幅寸法Ｗが８〜１５mmであり、周溝５の総幅寸法Ｂの割合（構成比）が３０〜５０％で、横溝６の総幅寸法Ｅの割合（構成比）が１０〜２０％である。
その結果としては、全ての実施例において、ブレーカ３とトレッド２との間においてエアーの残留がなかった。つまり、貼付けの際にスピンナー４のエア押出作用によりエアーが完全に排出されたことがわかる。
さらに、成形したタイヤの外観は良好であり、また、繰り返し使用したスピンナー４の外周面４ａの状態は変化がなく、スピンナー４は継続して使用することができる耐久性のあるものであった。

これに対して、比較例を説明すると、比較例１と比較例２は、スピンナー４の形状、溝の構成比は本発明の範囲内のものであるが、トレッド２の最大厚さが範囲外であるため、その結果、エアー溜りが生じている。
また、比較例３と比較例４とは、スピンナー４の外径Ｄのみが範囲外であり、また、比較例５と比較例６は、スピンナー４の幅寸法Ｗのみが範囲外であり、これらは、エアー溜りが生じる結果となった。

比較例７と比較例８とは、周溝５の割合のみが範囲外であり、また、比較例１０と比較例１１とは、横溝６の割合のみが範囲外であり、これらにおいても、エアー溜りが生じる結果となった。つまり、適切な割合で溝が形成されることが必要であると言える。
また、比較例９においては、横溝６を形成しないスピンナー４を用いている。この場合、横溝６が無いためエアーの排出が十分に行なわれず、エアー溜りが生ずる結果となった。

以上のように、トレッド２の最大厚さ、スピンナー４の外径Ｄと幅寸法Ｗ、周溝５の割合、横溝６の割合のいずれか一つでも本発明の範囲（構成）から外れると、ブレーカ３とトレッド２との間においてエアーの排出が十分に行なわれず、加硫成形したタイヤにエアー溜りが存在してしまい、不良品を発生させてしまう。

以上のように、本発明によれば、成形ドラム１に巻設させたブレーカ３上に最大厚さが４〜１２mmのトレッド２を貼付ける際、トレッド２に当接するよう進退動作する金属製の円盤状スピンナー４を有するラジアルタイヤ成形用スピンナー装置であって、スピンナー４の幅寸法Ｗが８〜１５mmに設定され、かつ、スピンナー４の外径Ｄが７０〜１００mmに設定され、さらに、スピンナー４の外周面４ａに複数の周溝５と複数の横溝６とが形成され、周溝５の総幅寸法Ｂがスピンナー４の幅寸法Ｗの３０〜５０％に設定され、横溝６の総幅寸法Ｅがスピンナー４の外周長Ｌの１０〜２０％に設定されているため、ブレーカ３とトレッド２との間のエアー溜りを無くすることができ、成形するタイヤにおいて不良品を無くすることができる。

スピンナー４の幅寸法Ｗ、外径Ｄ、溝５，６の適切な構成により、トレッド２への接触面圧を高くすることができ、ブレーカ３とトレッド２との間のエアーを効率よく押し出すことができる。特に、ラジアルタイヤはトレッド２が硬いが、本発明によれば高い面圧が得られるため、確実にエアー溜りを防ぎ、品質のよいタイヤを製造することができる。
また、スピンナー４及び溝５，６が所定の寸法、割合にて構成されるため、面圧が低くなってエアー溜りが生じるのを防ぐと共に、加硫したタイヤのトレッド表面に傷（ベアトレッド）を生じさせることがない。

また、スピンナー４は、成形ドラム１の軸心Ｃに平行な直線に沿って２台並設されているため、ブレーカ３とトレッド２との貼付け作業が効率化され、生産性を向上させることができる。
また、周溝５は、スピンナー４の幅方向に等間隔に、形成され、横溝６は、スピンナー４の周方向に等間隔に、形成されているため、トレッド２への押圧を均一にすることができ、全域（全幅、全周）にわたってエアーを排出させ、トレッド２とブレーカ３とを密着させることができる。

本発明に係るスピンナー装置と成形ドラムを簡略化して示した斜視図である。スピンナー装置と成形ドラムを簡略化して示した側面図である。スピンナーの半分を示す正面図である。スピンナーの外周部の拡大断面図である。スピンナーの一部を示す側面図である。従来のスピンナー装置による貼付作業を説明する説明図である。

符号の説明

１成形ドラム
２トレッド
３ブレーカ
４スピンナー
４ａ外周面
５周溝
６横溝
Ｂ総幅寸法
Ｃ軸心
Ｄ外径
Ｅ総幅寸法
Ｌ外周長
Ｗ幅寸法

Claims

成形ドラム（１）に巻設させたブレーカ（３）上に最大厚さが４〜１２mmのトレッド（２）を貼付ける際、該トレッド（２）に当接するよう進退動作する金属製の円盤状スピンナー（４）を有するラジアルタイヤ成形用スピンナー装置であって、上記スピンナー（４）の幅寸法（Ｗ）が８〜１５mmに設定され、かつ、該スピンナー（４）の外径（Ｄ）が７０〜１００mmに設定され、さらに、該スピンナー（４）の外周面（４ａ）に複数の周溝（５）と複数の横溝（６）とが形成され、該周溝（５）の総幅寸法（Ｂ）が該スピンナー（４）の上記幅寸法（Ｗ）の３０〜５０％に設定され、該横溝（６）の総幅寸法（Ｅ）が該スピンナー（４）の外周長（Ｌ）の１０〜２０％に設定されたことを特徴とするラジアルタイヤ成形用スピンナー装置。
上記スピンナー（４）は、上記成形ドラム（１）の軸心（Ｃ）に平行な直線に沿って２台並設された請求項１記載のラジアルタイヤ成形用スピンナー装置。
上記周溝（５）は、上記スピンナー（４）の幅方向に等間隔に、形成され、上記横溝（６）は、上記スピンナー（４）の周方向に等間隔に、形成された請求項１又は２記載のラジアルタイヤ成形用スピンナー装置。