JP4974047B2 - 未加硫タイヤの成形方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば重荷重用の空気入りタイヤの製造工程において、インナーライナー部材、カーカス部材、サイドウォール部材等から成る筒状部材に一対のビード部材を装着してトロイダル状に成形する未加硫タイヤの成形方法及びその装置に関するものである。

一般に、この種の未加硫タイヤの成形装置としては、それぞれ軸方向一端側が小径になるようにビード底面が所定の角度で傾斜している軸方向一対のビード部材の径方向内側に未加硫ゴムから成る筒状部材が配置された状態で、周方向に並設された複数のビード保持部材を筒状部材の径方向内側の各ビード部材に対応する位置に配置し、各ビード保持部材を径方向外側に移動させることにより、各ビード保持部材のビード保持面によって各ビード部材を筒状部材の径方向内側から保持するとともに、各ビード部材を近づく方向に移動しながら各ビード部材の間の筒状部材をトロイダル状に成形するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３９９２２号公報

ところで、前記未加硫タイヤの成形装置では、図１０及び図１１に示すように、各ビード保持部材１００が径方向外側に移動した際に、各ビード保持部材１００のビード保持面１０１とビード部材１１０のビード底面１１１ａとの間に筒状部材１２０が強固に保持されるように、各ビード保持部材１００のビード保持面１０１における筒状部材１２０の軸方向の中央に凹状部１０１ａが設けられ、凹状部１０１ａはビード部材１１０のビード底面１１１ａの傾斜に沿うように形成されている。

しかしながら、各ビード保持部材１００を径方向外側に移動すると、ビード保持面１０１の凹状部１０１ａの軸方向両側が筒状部材１２０の内周面に当接し、筒状部材１２０の内周面と凹状部１０１ａとの間に隙間が生じ易いので、前記隙間が生じた場合は各ビード保持部材１００のビード保持面１０１とビード部材１１０のビード底面１１１ａとの間に筒状部材１２０を強固に保持することができず、各ビード部材１１０の間の筒状部材１２０をトロイダル状に成形する際にビード保持面１０１とビード部材１１０との間の筒状部材１２０が軸方向にずれ、タイヤのユニフォーミティの向上を図る上で好ましくないという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ビード底面に所定の傾斜が設けられたビード部材とビード保持部材との間に筒状部材を常に強固に保持することのできる未加硫タイヤの成形方法及びその装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、それぞれ軸方向一端側が小径になるようにビード底面が所定の角度で傾斜している軸方向一対のビード部材の径方向内側に未加硫ゴムから成る筒状部材が配置された状態で、各ビード部材のビード底面を筒状部材の径方向内側からそれぞれ保持するとともに、各ビード部材間の筒状部材をトロイダル状に成形する未加硫タイヤの成形方法において、前記筒状部材の径方向内側の各ビード部材に対応する位置にそれぞれ周方向に並ぶように設けられ、それぞれ筒状部材の内周面に略平行且つ平坦なビード保持面を有する複数のビード保持部材を、ビード保持面とビード底面の軸方向一端側との間に筒状部材が挟まれるまで径方向外側に向かって移動させるとともに、ビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれた状態でビード保持面がビード底面と略平行になるように各ビード保持部材を回動させることにより、各ビード保持部材によって各ビード部材を筒状部材の径方向内側からそれぞれ保持するようにしている。

これにより、各ビード保持部材は筒状部材の内周面に略平行且つ平坦なビード保持面を有し、ビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれるまで各ビード保持部材が径方向外側に向かって移動することから、各ビード保持部材が径方向外側に向かって移動すると、各ビード保持部材のビード保持面の全体が筒状部材の内周面に当接するとともに、ビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれる。また、ビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれた状態でビード保持面をビード底面と略平行にすることから、各ビード保持部材のビード保持面の全体とビード底面との間に筒状部材が挟まれる。

また、本発明は、それぞれ軸方向一端側が小径になるようにビード底面が所定の角度で傾斜している軸方向一対のビード部材の径方向内側に未加硫ゴムから成る筒状部材が配置された状態で、各ビード部材のビード底面を筒状部材の径方向内側からそれぞれ保持するとともに、各ビード部材間の筒状部材をトロイダル状に成形する未加硫タイヤの成形装置において、前記筒状部材の径方向内側の各ビード部材に対応する位置にそれぞれ周方向に並ぶように設けられ、それぞれ筒状部材の内周面に略平行且つ平坦なビード保持面を有する複数のビード保持部材と、ビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれるまで各ビード保持部材を径方向外側に向かって移動させるとともに、ビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれた状態でビード保持面がビード底面と略平行になるように各ビード保持部材を回動させる移動機構とを備えている。

これにより、各ビード保持部材は筒状部材の内周面に略平行且つ平坦なビード保持面を有し、移動機構はビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれるまで各ビード保持部材を径方向外側に向かって移動させることから、移動機構によって各ビード保持部材を径方向外側に向かって移動させると、各ビード保持部材のビード保持面の全体が筒状部材の内周面に当接するとともに、ビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれる。また、移動機構はビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれた状態でビード保持面をビード底面と略平行にすることができるので、各ビード保持部材のビード保持面の全体とビード底面との間に筒状部材が挟まれる。

本発明によれば、各ビード保持部材のビード保持面の全体とビード底面との間に筒状部材を挟むことができるので、ビード底面に所定の傾斜が設けられたビード部材とビード保持部材との間に筒状部材を常に強固に保持することができ、タイヤのユニフォーミティの向上を図る上で極めて有利である。

図１乃至図７は本発明の一実施形態を示すもので、図１は未加硫タイヤ成形装置の断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３乃至図６は筒状部材をトロイダル状に成形する際の未加硫タイヤ成形装置の動作説明図、図７はユニフォーミティの測定結果である。

この未加硫タイヤ成形装置は、支軸１と、支軸１に軸方向に移動可能に設けられた軸方向一対のドラム本体１０と、各ドラム本体１０にそれぞれ複数ずつ設けられたビード保持部材２０と、各ドラム本体１０の間に設けられた成形ブラダ３０とを備えている。また、この未加硫タイヤ成形装置は、各ドラム本体１０の径方向外側に未加硫ゴム部材から成る筒状部材１２０を配置するとともに、筒状部材１２０の外周面側の軸方向所定位置に一対のビード部材１１０を配置し、各ビード部材１１０を各ドラム本体１０の各ビード保持部材２０によって筒状部材１２０の径方向内側から保持するとともに、各ドラム本体１０を互いに近づく方向に移動しながら各ビード部材１１０の間の筒状部材１２０をトロイダル状に成形する。各ドラム本体１０は軸方向に対称に設けられ、各ビード保持部材２０も軸方向に対称に設けられているので、以下の文章では一方のドラム本体１０及び一方のドラム本体１０の各ビード保持部材２０について説明する。

支軸１は図示しないベースに回転自在に支持され、内部に駆動シャフト２が挿通している。駆動シャフト２は図示しないモータ等によって回転するようになっており、駆動シャフト２の外周面には右ネジ及び左ネジから成るネジ部２ａが設けられている。また、支軸１の一部には軸方向に延びる２つの長孔１ａが設けられ、各長孔１ａは支軸１の軸方向に並ぶように設けられている。

ドラム本体１０は支軸１に軸方向に移動可能に嵌合し、ドラム本体１０の内周面には螺合部材１１が設けられている。また、螺合部材１１は長孔１ａを挿通してネジ部２ａに螺合している。ここで、一方の保持部材１０の螺合部材１１はネジ部２ａの右ネジに螺合し、他方の保持部材１０の螺合部材１１はネジ部２の左ネジに螺合している。このため、駆動シャフト２が回転すると、各ドラム本体１０が互いに近づく方向または互いに離れる方向に移動する。各ドラム本体１０内にはドラム本体１０の軸方向に移動可能なピストン１２が設けられ、ピストン１２は図示しない圧縮空気供給装置から供給される圧縮空気によってドラム本体１０の軸方向に移動する。

各ビード保持部材２０はドラム本体１０の外周面側に径方向に移動可能に設けられ、互いに周方向に並ぶように配置されている。また、各ビード保持部材２０は各ドラム本体１０の外周面側に配置された筒状部材１２０の内周面と略平行且つ平坦なビード保持面２０ａを有し、ビード保持面２０ａはウレタンゴム等のゴム状弾性材料層２０ｂから形成されている。このゴム状弾性材料層は伸張率が５０％の時の弾性率が５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である材料から成る。各保持部材２０にはドラム本体１０の径方向内側からそれぞれ第１連結部材２１の一端が連結され、第１連結部材２１の一端は保持部材２０にドラム本体１０の軸方向に回動可能に連結されている。また、各第１連結部材２１の他端にはそれぞれ第２連結部材２２の一端がドラム本体１０の軸方向に回動可能に連結され、第２連結部材２２の他端はピストン１２にドラム本体１０の軸方向に回動可能に連結されている。各第１連結部材２１と各第２連結部材２２の連結部はそれぞれ支持部材２３によって支持され、支持部材２３はドラム本体１０に径方向にのみ移動可能である。即ち、第１連結部材２１と第２連結部材２２の連結部はドラム本体１０の径方向にのみ移動可能である。

各ビード保持部材２０にはそれぞれ一対の第１係合ピン２４及び一対の第２係合ピン２５が設けられている。各第１係合ピン２４は互いにドラム本体１０の周方向に対向する位置に設けられ、各第２係合ピン２５も互いにドラム本体１０の周方向に対向する位置に設けられている。

各係合ピン２４はそれぞれ案内部材２６に設けられた第１案内溝２７内に配置され、各係合ピン２５はそれぞれ案内部材２６に設けられた第２案内溝２８内に配置されている。案内部材２６は、ドラム本体１０内に固定されたリング状のベース部２６ａと、ベース部２６ａの外周面から径方向外側に向かって延びるように設けられた複数の突出部２６ｂとを有する。各突出部２６ｂは互いにドラム本体１０の周方向に間隔をおいて配置され、各突出部２６ｂに各案内溝２７，２８が設けられている。

各ビード部材１１０は、未加硫ゴム材料によって被覆されたワイヤを複数回に亘って巻回して成るビードコア１１１と、硬質の未加硫ゴム材料から成り、ビードコア１１１の外周面から径方向外側に向かって延びるように設けられたビードフィラ１１２とを有する。また、ビードコア１１１の内周面から成るビード底面１１１ａは軸方向一端１１１ｂ側が小径となるように所定の角度で傾斜しており、各ビード部材１１０は互いに軸方向一端１１１ｂ側が向かい合うように配置されている。筒状部材１２０はインナーライナー部材、カーカス部材、サイドウォール部材等から成る。筒状部材１２０はドラム本体１２０の径方向外側に配置され、ビード部材１１０は筒状部材１２０の径方向外側に配置されるとともに各ビード保持部材２０の径方向外側である軸方向所定位置に配置される。

第１案内溝２７は、ドラム本体１０の径方向に延びる第１溝部２７ａと、第１溝部２７ａ内におけるドラム本体１０の径方向の外側である外側端からドラム本体１０の軸方向に延びる第２溝部２７ｂとを有する。また、第２溝部２７ｂは前記軸方向所定位置に配置されたビード部材１１０の軸方向一端１１１ｂを中心とする円周方向に延びるように形成されている。第２案内溝２８は、ドラム本体１０の径方向に延びる第１溝部２８ａと、第１溝部２８ａ内におけるドラム本体１０の径方向の外側である外側端からドラム本体１０の軸方向に延びる第２溝部２８ｂとを有する。また、第２溝部２８ｂは前記軸方向所定位置に配置されたビード部材１１０の軸方向一端１１１ｂを中心とする円周方向に延びるように形成されている。尚、ピストン１２、各連結部材２１，２２、支持部材２３、各係合ピン２４，２５及び各案内溝２７，２８によって特許請求の範囲に記載した移動機構が構成されている。

成形ブラダ３０は補強コードによって補強された筒状ゴムから成り、一端側が一方のドラム本体１０に固定されるとともに、他端側が他方のドラム本体１０に固定されている。また、成形ブラダ３０内に図示しない圧縮空気供給装置から圧縮空気が供給されると、成形ブラダ３０がトロイダル状に膨張するようになっている。

以上のように構成された未加硫タイヤ成形装置において、未加硫タイヤを成形する場合は、先ずドラム本体１０の径方向外側に筒状部材１２０が配置される。この時、ピストン１２を各ドラム本体１０の軸方向外側に向かって移動させ、各ビード保持部材２０を径方向内側に移動させる。これにより、第１係合ピン２４は第１溝部２７ａ内におけるドラム本体１０の径方向の内側である内側端に配置され、第２係合ピン２５は第１溝部２８ａ内におけるドラム本体１０の径方向の内側である内側端に配置される（図３参照）。

次に、筒状部材１２０の径方向外側に一対のビード部材１１０が配置される。また、ピストン１２を各ドラム本体１０の軸方向内側に向かって移動させ、各ビード保持部材２０を径方向外側に向かって移動させる。これにより、各ビード保持部材２０のビード保持面２０ａの全体が筒状部材１２０の内周面に当接するとともに、ビード底面１１１ａの軸方向一端１１１ｂとビード保持面２０ａとの間に筒状部材１２０が挟まれる。この時、第１係合ピン２４は第１溝部２７ａ内における外側端まで移動し、第２係合ピン２５は第２溝２８ａ内における外側端まで移動する（図４参照）。

さらにピストン１２を各ドラム本体１０の軸方向内側に向かって移動させると、第１係合ピン２４が第２溝部２７ｂ内を移動し、第２係合ピン２５が第２溝部２８ｂ内を移動する。このため、各ビード保持部材２０がビード底面１１１ａの軸方向一端１１１ｂを中心とする円周方向に回動する。また、各ビード保持部材２０はビード保持面２０ａがビード底面１１１ａと略平行になるまで回動する。これにより、ビード底面１１１ａの軸方向一端１１１ｂとビード保持面２０ａとの間に筒状部材１２０が挟まれた状態でビード保持面２０ａとビード底面１１１ａとが略平行となり、各ビード保持部材２０のビード保持面２０ａの全体とビード底面１１１ａとの間に筒状部材が挟まれる（図５参照）。

続いて、各ドラム本体１０を互いに近づく方向に移動させながら、成形ブラダ３０を膨張させることにより、各ビード部材１１０の間の筒状部材１２０がトロイダル状に成形される（図６参照）。

このように、本実施形態によれば、各ビード保持部材２０は筒状部材１２０の内周面に略平行且つ平坦なビード保持面２０ａを有し、ピストン１２を各ドラム本体１０の軸方向内側に向かって移動させると、各ビード保持部材２０のビード保持面２０ａの全体が筒状部材１２０の内周面に当接するとともに、ビード底面１１１ａの軸方向一端１１１ｂとビード保持面２０ａとの間に筒状部材１２０が挟まれ、さらにピストン１２を各ドラム本体１０の軸方向内側に向かって移動させると、各ビード保持部材２０がビード底面１１１ａの軸方向一端１１１ｂを中心とする円周方向に回動し、ビード底面１１１ａの軸方向一端１１１ｂとビード保持面２０ａとの間に筒状部材１２０が挟まれた状態で、ビード保持面２０ａをビード底面１１１ａと略平行にすることができる。即ち、各ビード保持部材２０のビード保持面２０ａの全体とビード底面１１１ａとの間に筒状部材１２０を挟むことができるので、ビード底面１１１ａに所定の傾斜が設けられたビード部材１１０と各ビード保持部材２０との間に筒状部材１２０を常に強固に保持することができる。従って、各ビード部材１１０の間の筒状部材１２０をトロイダル状に成形する際に、筒状部材１２０に各ドラム本体１０の軸方向内側に向かう力が加わるが、ビード部材１１０と各ビード保持部材２０との間に筒状部材１２０を強固に保持することができるので、筒状部材１２０が軸方向に移動することがなく、タイヤのユニフォーミティの向上を図る上で極めて有利である。

例えば、図７に示すように、本実施形態の成形方法により成形されたタイヤのＲＦＶ（ユニフォーミティ）は従来の成形方法によって成形されたＲＦＶよりも小さくなり、ＲＦＶのばらつきを示す標準偏差σも小さくなる。尚、ＲＦＶの測定はＪＡＳＯ Ｃ６０７で規定されている方法で行った。また、測定したサンプルは、タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５、カーカスプライ（スチールコード）：１枚であり、２０本のタイヤを測定して平均値Ａｖｅ及び標準偏差σを求めた。

また、ビード部材１１０のビード底面１１１は軸方向一端１１１ｂ側が小径になるように傾斜しており、各ビード保持部材２０のビード保持面２０ａはビード底面１１１と略平行になるので、各ビード部材１１０の間に筒状部材１２０をトロイダル状に成形する際に、ビード部材１１０に各ドラム本体１０の軸方向外側に向かう力が加わるが、各ビード部材１１０の軸方向外側の移動が各ビード保持部材２０によって規制され、タイヤのユニフォーミティの向上を図る上で極めて有利である。

また、各ビード保持部材２０のビード保持面２０ａをゴム状弾性材料層２０ｂから形成したので、ビード底面１１１とビード保持面２０ａとの間に筒状部材１２０が挟まれる際にビード保持面２０ａの全面に亘って均一な圧力が生じ、筒状部材１２０をより強固に保持することができる。

さらに、ゴム状弾性材料層２０ｂを伸張率が５０％の時の弾性率が５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である材料から形成したので、ゴム状弾性材料層２０ｂが軟らかすぎて筒状部材１２０の保持力が低下することがなく、また、ビード保持面２０ａの全面に均一な圧力を発生させるために硬すぎることもなく、筒状部材１２０を強固に保持する上で有利である。

尚、本実施形態では、各ビード保持部材２０のビード保持面２０ａをゴム状弾性材料層２０ｂから形成したものを示したが、図８に示すように、各ビード保持部材２０のビード保持面２０ａを金属等の硬質な材料から形成するとともに、各ビード保持部材２０のビード保持面２０ａの径方向外側に弾性部材４０を設けることも可能である。この場合、弾性部材４０はウレタンゴム等のゴム状弾性材料から成り、各ビード保持部材２０のビード保持面２０ａをドラム本体１０の全周に亘って覆う筒状に形成されるとともに、一端及び他端がドラム本体１０に固定されている。これにより、各ビード保持部材２０が径方向外側に移動するとともに回動し、ビード底面１１１ａと各ビード保持部材２０の間に筒状部材１２０が挟まれる際に、筒状部材１２０と各ビード保持部材２０との間に弾性部材４０が挟み込まれる。このため、ビード底面１１１ａとビード保持面２０ａとの間に筒状部材１２０が挟まれる際にビード保持面２０ａの全面に亘って均一な圧力が生じ、筒状部材１２０をより強固に保持することができる。また、図９に示すように、弾性部材４０をターンアップブラダから形成することも可能である。

本発明における一実施形態を示す未加硫タイヤ成形装置の断面図 図１におけるＡ−Ａ線断面図 筒状部材をトロイダル状に成形する際の未加硫タイヤ成形装置の動作説明図 筒状部材をトロイダル状に成形する際の未加硫タイヤ成形装置の動作説明図 筒状部材をトロイダル状に成形する際の未加硫タイヤ成形装置の動作説明図 筒状部材をトロイダル状に成形する際の未加硫タイヤ成形装置の動作説明図 ユニフォーミティの測定結果 本実施形態の変形例を示す未加硫タイヤ成形装置の要部断面図 本実施形態の他の変形例を示す未加硫タイヤ成形装置の要部断面図 従来の未加硫タイヤ成形装置の要部断面図 従来の未加硫タイヤ成形装置の要部断面図

符号の説明

１…支軸、２…駆動シャフト、１０…ドラム本体、１２…ピストン、２０…ビード保持部材、２０ａ…ビード保持面、２０ｂ…ゴム状弾性材料層、２１…第１連結部材、２２…第２連結部材、２３…支持部材、２４…第１係合ピン、２５…第２係合ピン、２６…案内部材、２７…第１案内溝、２７ａ…第１溝部、２７ｂ…第２溝部、２８…第２案内溝、２８ａ…第１溝部、２８ｂ…第２溝部、３０…成形ブラダ、４０…弾性部材、１１０…ビード部材、１１１…ビードコア、１１１ａ…ビード底面、１１１ｂ…軸方向一端、１１２…ビードフィラ、１２０…筒状部材。

Claims (6)

1. それぞれ軸方向一端側が小径になるようにビード底面が所定の角度で傾斜している軸方向一対のビード部材の径方向内側に未加硫ゴムから成る筒状部材が配置された状態で、各ビード部材のビード底面を筒状部材の径方向内側からそれぞれ保持するとともに、各ビード部材間の筒状部材をトロイダル状に成形する未加硫タイヤの成形方法において、
   前記筒状部材の径方向内側の各ビード部材に対応する位置にそれぞれ周方向に並ぶように設けられ、それぞれ筒状部材の内周面に略平行且つ平坦なビード保持面を有する複数のビード保持部材を、ビード保持面とビード底面の軸方向一端側との間に筒状部材が挟まれるまで径方向外側に向かって移動させるとともに、ビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれた状態でビード保持面がビード底面と略平行になるように各ビード保持部材を回動させることにより、各ビード保持部材によって各ビード部材を筒状部材の径方向内側からそれぞれ保持する
   ことを特徴とする未加硫タイヤの成形方法。
2. それぞれ軸方向一端側が小径になるようにビード底面が所定の角度で傾斜している軸方向一対のビード部材の径方向内側に未加硫ゴムから成る筒状部材が配置された状態で、各ビード部材のビード底面を筒状部材の径方向内側からそれぞれ保持するとともに、各ビード部材間の筒状部材をトロイダル状に成形する未加硫タイヤの成形装置において、
   前記筒状部材の径方向内側の各ビード部材に対応する位置にそれぞれ周方向に並ぶように設けられ、それぞれ筒状部材の内周面に略平行且つ平坦なビード保持面を有する複数のビード保持部材と、
   ビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれるまで各ビード保持部材を径方向外側に向かって移動させるとともに、ビード底面の軸方向一端側とビード保持面との間に筒状部材が挟まれた状態でビード保持面がビード底面と略平行になるように各ビード保持部材を回動させる移動機構とを備えた
   ことを特徴とする未加硫タイヤの成形装置。
3. 前記ビード保持面をゴム状弾性材料から形成した
   ことを特徴とする請求項２記載の未加硫タイヤの成形装置。
4. 前記ビード保持面と筒状部材との間に挟み込まれるように設けられたゴム状弾性材料から成る弾性部材を備えた
   ことを特徴とする請求項２記載の未加硫タイヤの成形装置。
5. 前記ゴム状弾性材料を伸張率が５０％の時の弾性率が５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である材料から構成した
   ことを特徴とする請求項３または４記載の未加硫タイヤの成形装置。
6. 前記移動機構を、ビード保持部材に設けられた係合ピンが筒状部材の径方向に延びる第１溝部内を移動することによりビード保持部材が径方向外側に向かって移動し、前記係合ピンがビード底面の軸方向一端を中心とする円周方向に延びる第２溝部内を移動することによりビード保持部材が回動するように構成した
   ことを特徴とする請求項２、３、４または５記載の未加硫タイヤの成形装置。

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