JP5013804B2 - 押えローラ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ成型ドラムに組み付けられたタイヤ構成部材の外周面を押圧転動して、このタイヤ構成部材の半径方向内側に滞留するエアを排出する押えローラおよびそれを用いたタイヤの製造方法に関し、特に、ゴムリボンをタイヤ成型ドラム周方向に螺旋状に巻回して形成されたタイヤ構成部材に対しても効果的にエアを排出することのできるものに関する。

タイヤ成型ドラム上にタイヤ構成部材を、半径方向内側の部材から順次巻き付けてグリーンタイヤを成型するに際して、半径方向内外に隣接するタイヤ構成部材の層間に滞留したエアが製品となって残留した場合、エア入り等の製品不良の原因となるので、タイヤ成型ドラム上でこのエアを排出する必要があり、エアが溜まりやすい箇所、例えば、カーカスプライやインナーライナゴム等のつなぎ部周辺の層間において、これらのタイヤ構成部材の外周面を、成型ドラムの軸方向中央部から端部に向かって、押えローラを押圧転動させながら変位させることにより、滞留したエアを排出することが行われている。

また、最近では、トレッドゴムやサイドウォールゴム等のゴムのタイヤ構成部材を、ゴムリボンをタイヤ成型ドラム上に螺旋巻回して形成する方法が行われているが、このような方法においては、螺旋巻回によって積層されたゴムリボン間にエアが溜まりやすくその排出は重要課題である。

このような目的に用いられる押えローラとしては、図１（ａ）に断面図で示すようなものが知られており、この押えローラ５０は、剛性のある内筒５１、内筒５１の半径方向外側に固着された円筒状スポンジ部５２、スポンジ部５２を摩耗等から保護するゴム表層部５３とよりなり、内筒５１の軸方向両端には、この押えローラ５０を軸支するシャフト５５を嵌入する回転軸受５４が設けられる。この押えローラ５０は、図１（ｂ）に示すように、タイヤ成型ドラムに組み付けられたタイヤ構成部材Ｍが種々の曲率半径Ｒや凹凸のある外周面を有していても、スポンジ部５２およびゴム表層部５３の弾性により、ローラ軸方向全幅にわたってタイヤ構成部材Ｍの外周面に滑らかに当接することができる。

また、両端を軸支されたシャフトの外周上に設けられた柱状弾性体の外側に、複数の押えディスクをシャフト軸方向に沿って配列した押えローラも知られており（例えば、特許文献１参照）この押えローラによると、複雑な外周面形状を有するタイヤ構成部材に対してもその形状に倣わせることができ、その結果、タイヤ構成部材を均等に押圧してエアの排出を効果的に行うことができるとされている。
特開２００５−２３８４７８号公報

しかしながら、これらの押えローラは、いずれも、ローラの軸方向の広い範囲でタイヤ構成部材を押圧するので、中に溜まったエアを押えローラの進行方向に移動させることはできても、ローラの軸方向に排出するのが難しい。そのため、通常は、押えローラをタイヤの幅方向（軸方向）に移動させて、タイヤ構成部材の幅方向端からエアを排出する方法がとられるが、図２に示すように、層間に段差部分があった場合には、その段差部分にエアが残ってしまい、エアを完全に排出するのが難しかった。

特に、ゴムリボンを周方向に巻回してタイヤ構成部材を形成する方法においては、細幅のゴムリボンがタイヤ幅方向に並んでおり、タイヤ構成部材の外周面を、押えローラをタイヤ幅方向に転動させてエアを排出しようとすると、前記段差部分が多数存在し、エアの排出は難しく、一方、周方向に押えローラを転動させた場合には、ゴムリボンは周方向に連続して巻回されているため、この場合も、排出が難しかった。

本発明は、このような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、特に、ゴムリボンを巻回して形成されたタイヤ構成部材であっても、ゴムリボンの層間に溜まったエアを効果的に排出することのできる押えローラおよびそれを用いたタイヤの製造方法を提供することにある。

＜１＞は、タイヤ成型ドラムに組み付けられたタイヤ構成部材の外周面をドラム周方向に沿って押圧転動して、このタイヤ構成部材の半径方向内側に滞留するエアを排出する押えローラにおいて、
両端を軸支されたシャフトと、シャフトの外周上に設けられた柱状弾性体と、この柱状弾性体の半径方向外側に設けられ、半径方向の相互の変位が許容された状態でローラ軸方向に配列された複数の押えディスクとを具え、押えディスクを、他の押えディスクと外径が異なるよう構成し、最小の外径を有する押えディスクをローラ軸方向の少なくとも一方の端に配置するとともに、それぞれの押えディスクを、最大の外径を有する押えディスクから最小の外径を有する押えディスクまで外径が順次減少してゆくように配列してなる押えローラである。

＜２＞は、＜１＞において、前記最小の外径を有する押えディスクをローラ軸方向の両方の端に配置してなることを特徴とする押えローラであり、＜３＞は、＜１＞において、最大の外径を有する押えローラをローラ軸方向中央に配置してなることを特徴とする押えローラであり、＜４＞は、＜１＞において、前記押えディスクの外周面が、金属製であることを特徴とする押えローラである。

＜５＞は、＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、前記押えディスクの軸方向変位を規制する軸方向規制部材を、シャフトの両端部に設けてなる押えローラである。

＜６＞は、＜１＞〜＜５＞のいずれかにおいて、前記柱状弾性体を円筒状ゴムブッシュで構成してなる押えローラである。

＜７＞は、＜１＞〜＜６＞のいずれかにおいて、押えディスクをＳＵＳ材、もしくは、鉄よりなるものとする押えローラである。

＜８＞は、ゴムリボンを、タイヤ成型ドラム上で周方向に螺旋巻回してタイヤ構成部材を組み付けるタイヤの製造方法において、
＜１＞〜＜７＞のいずれかの押えローラを、タイヤ構成部材の外周面をドラム周方向に沿って押圧転動させて、前記巻回によって積層されたゴムリボンの層間に残留するエアを排出するタイヤの製造方法である。

＜９＞は、＜８＞において、前記押えディスクの総幅が、前記ゴムリボンの幅より広い押えローラを用いて、前記転動を行うタイヤの製造方法である。ここで、押えディスクの総幅とは、全てのディスクについて、ディスクの幅を合計した寸法をいう。

＜１＞によれば、最小の外径を有する押えディスクがローラ軸方向の少なくとも一方の端に配置され、それぞれの押えディスクは、最大の外径を有する押えディスクから最小の外径を有する押えディスクまで外径が順次減少してゆくように配列されているので、詳細を後述するように、押えローラでゴムリボンをタイヤ周方向に巻回してなるタイヤ構成部材の外周面上を、タイヤ周方向、すなわち、ゴムリボンの長さ方向に押圧転動させたとき、押圧部分は、中央側で凸となる先端形状を有し、押圧部分の先端に到達したエアを、この凸形状によって押えローラの軸方向外側に向かわせることができ、その結果、エアをゴムリボンの幅方向に押し出すことができ、エアを効果的に排出することができる。

＜４＞によれば、軸方向に配列される押えディスクの外周面を金属製としたので、タイヤ構成部材に密着したり、またこれを汚染したりすることなく十分な押圧力を加えることができる。

＜５＞によれば、押えディスクの軸方向変位を規制する軸方向規制部材を、シャフトの両端部に設けたので、軸方向に延在する柱状弾性体との協働により、押えディスクの姿勢が保持することができる。

＜６＞によれば、柱状弾性体を円筒状ゴムブッシュとすることにより、弾性柱状体を簡易に構成することができる。

＜７＞によれば、押えディスクをＳＵＳ材、もしくは、鉄よりなるものとしたので、タイヤ構成部材に、密着することなく十分な押圧力を加えるという効果を一層際だたせることができる。

＜８＞によれば、エア溜まりの頻度の高い、ゴムリボンを、タイヤ成型ドラム上で周方向に螺旋巻回してタイヤ構成部材を組み付ける製法に、＜１＞〜＜７＞のいずれかの押えローラを用いるので、エア排出の効果を一層高めることができる。また、進行方向に対して直角にエアを排出する前記押えローラを、ドラム周方向に沿って転動させるので、エアをゴムリボンの幅方向に移動させ、ゴムリボンの縁から排出することができ、エアの排出を極めて効果的に行うことができる。

＜９＞によれば、押えディスクの総幅が前記ゴムリボンの幅より広い押えローラを用いるので、ゴムリボンの幅が変化しても対応することができ、また、ゴムリボンの端を確実に圧着することができる。

本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図３は、この実施形態の押えローラを、フリーな状態で示す断面図であり、図３（ｂ）は、これを、タイヤ構成部材に対する押圧状態で示す断面図であり、押えローラ１は、両端を押えローラ走行装置(図示せず)に、回転自在に軸支されたシャフト２と、シャフト２の外周上に配設された柱状弾性体３と、この柱状弾性体３の半径方向外側にシャフト軸方向にて配列された複数の金属製押えディスク４とを具え、それぞれの押えディスク４は、半径方向の相互の変位が許容された状態で配設され、また、これらの押えディスク４の軸方向変位を規制する軸方向規制部材５が、シャフト２の両端近傍にシャフト２に固定して設けられる。

ここで、押えディスク４は、他の押えディスク４と外径が異なるよう構成されていて、最小の外径を有する押えディスク４ｂがローラ軸方向の少なくとも一方の端に配置され、それぞれの押えディスク４は、最大の外径を有する押えディスク４ａから最小の外径を有する押えディスク４ｂまで、外径が順次減少してゆくように配列されており、図示の場合、ローラ軸方向中央に位置する押えディスク４ａが最も径が大きく、ローラ軸方向に遠ざかるに従って、押えローラの外径が少しずつ小さくなるよう設定されている。

押えローラ１の押えディスク４に外力が作用しない状態（フリー状態）では、各押えディスク４はローラ軸心を中心とする同一中心上に配置されているが、押えローラ１をタイヤ構成部材に押し当てて転動させた状態においては、押えディスク４は柱状弾性体３で支持されているため、また、押えディスク４同士の相互の半径方向移動は可能なので、各ディスクはタイヤ構成部材の外周面に押されて、それぞれの中心がずれ、その中心は、ローラ軸方向中央でタイヤ構成部材の外周面から最も離れ、ローラ軸方向端部で、最も近くなる。

図４は、このようにタイヤ構成部材の外周面Ｆに押し当てた状態の押えローラ１を、軸方向外側から見た模式図であり、また、図５は、この状態における押えローラ１のタイヤ構成部材上の接地面１４を示す模式図であり、タイヤ構成部材は弾性を有するゴムできているので、押えディスク４のそれぞれがほぼ同じ深さだけタイヤ構成部材内に沈み込んだとした場合、外径の大きい押えディスク４ａの曲率半径は大きいのでこれに対応する接地面１４ａは広く、一方、外径の小さな押えディスク４ｂに対応する接地面１４ｂは狭い。

従って、図５に示すように、押えローラ１の押圧転動しながら進行し、接地面１４とエア溜まり１３とがぶつかったとき、エアは、押圧面１４をさけるように、押圧面１４に対して相対移動するが、押圧面１４は図示のように中央で凸となっているので、エア溜まりは、押えローラ１の軸方向に移動する、すなわち、押えローラの進行方向に対して直角の方向に移動する。

図６は、ゴムリボン１１を巻回して形成さえたタイヤ構成部材の外周面上を押圧転動している状態における押えローラ１を示す概念図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は、その断面図であり、このような構成部材に対してエア抜きを行うには、押えローラ１は、ゴムリボン１の延在方向、すなわち、タイヤ周方向に沿って進行させることが重要であり、このような方向に移動させることによって、図５を参照して説明したように、エア溜まり１３のエアをゴムリボン１１の幅方向に移動させ、図７にゴムリボン１１を模式図で示したように、エアをゴムリボンの幅方向端から排出することができ、エア溜まりを少し移動させるだけでエアを排出することができ、エアの排出を極めて効果的に行うことができる。

ここで、ディスクの総幅は、ゴムリボン１１の幅より広いのが好ましく、このことによって、ゴムリボン１１の貼り付けられた直後の部分を、ゴムリボンの貼付と同期しながら圧着してゆくことができ、もし、ディスクの総幅が、ゴムリボン１１の幅より狭いものとした場合には、貼ゴムリボン１１の貼り付けに同期してゴムリボン１１の全幅を圧着してゆくことができなくなってしまう。

また、最大の外径を有する押えローラ４ａをローラ軸方向中央に配置する必要はなく、それらの押えディスク４を非対称に配置することもでき、例えば、ローラ軸方向の一端に最大径の押えディスク４ａを、他端に最小径の押えディスク４ｂをそれぞれ配置することもできる。また、隣接するディスク４は、全ての対で異なっている必要はない。

本発明においては、最大径の押えディスク４ａから最小径の押えディスク４ｂまで、それぞれの押えディスク４が、外径が同等もしくは順次減少するように配置されていることが肝要であり、このことによって、エアをローラ軸方向外側に移動させることができる。

また、隣接する押えディスク４は、それらの外径差Δdを、最大外径を有する押えローラの外径D₀の１０％以下とするのが好ましく、このことによって、押えローラを滑らかに転動させることができる。

従来の押えローラを示す断面図である。 従来の押えローラをタイヤ構成部材上で転動させてエアを排出する状態を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る押えローラを示す断面図である。 タイヤ構成部材に押し当てた状態の押えローラを軸方向外側から見た模式図である。 タイヤ構成部材に押し当てた状態の押えローラのタイヤ構成部材上の接地面を示す模式図である。 ゴムリボンを巻回して形成されたタイヤ構成部材を押圧する状態の押えローラを示す、正面図および断面図である。 ゴムリボンとエアの排出方向を示す断面図である。

符号の説明

１ 押えローラ
２ シャフト
３ 柱状弾性体
４、４ａ、４ｂ 押えディスク
５ 軸方向規制部材
１１ ゴムリボン
１３ エア溜まり
１４ 接地面
Ｆ タイヤ構成部材の外周面

Claims (9)

1. タイヤ成型ドラムに組み付けられたタイヤ構成部材の外周面をドラム周方向に沿って押圧転動して、このタイヤ構成部材の半径方向内側に滞留するエアを排出する押えローラにおいて、
   両端を軸支されたシャフトと、シャフトの外周上に設けられた柱状弾性体と、この柱状弾性体の半径方向外側に設けられ、半径方向の相互の変位が許容された状態でローラ軸方向に配列された複数の押えディスクとを具え、押えディスクを、他の押えディスクと外径が異なるよう構成し、最小の外径を有する押えディスクをローラ軸方向の少なくとも一方の端に配置するとともに、それぞれの押えディスクを、最大の外径を有する押えディスクから最小の外径を有する押えディスクまで外径が順次減少してゆくように配列してなる押えローラ。
2. 前記最小の外径を有する押えディスクをローラ軸方向の両方の端に配置してなる、請求項１に記載の押えローラ。
3. 最大の外径を有する押えローラをローラ軸方向中央に配置してなる、請求項１または２に記載の押えローラ。
4. 前記押えディスクの外周面が、金属製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の押えローラ。
5. 前記押えディスクの軸方向変位を規制する軸方向規制部材を、シャフトの両端部に設けてなる請求項１〜４のいずれかに記載の押えローラ。
6. 前記柱状弾性体を円筒状ゴムブッシュで構成してなる請求項１〜５のいずれかに記載の押えローラ。
7. 押えディスクをＳＵＳ材、もしくは、鉄よりなるものとする請求項１〜６のいずれかに記載の押えローラ。
8. ゴムリボンを、タイヤ成型ドラム上で周方向に螺旋巻回してタイヤ構成部材を組み付けるタイヤの製造方法において、
   請求項１〜７のいずれかに記載の押えローラを、タイヤ構成部材の外周面をドラム周方向に沿って押圧転動させて、前記巻回によって積層されたゴムリボンの層間に残留するエアを排出するタイヤの製造方法。
9. 前記押えディスクの総幅が、前記ゴムリボンの幅より広い押えローラを用いて、前記転動を行う請求項８に記載のタイヤの製造方法。