JP5052335B2

JP5052335B2 - 安全タイヤ用空気のうの製造方法及び製造装置

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Publication number: JP5052335B2
Application number: JP2007506003A
Authority: JP
Inventors: 稔昌松島; 幸敬岡藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2026-03-02
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Description

この発明は、安全タイヤ用空気のうの製造方法及び製造装置、より詳細には空気不透過性のチューブのクラウン部に、リング状に形成されたフープ補強層を接合して空気のうを製造する方法及び装置に関し、特にかかるフープ補強層の接合不良とチューブの破損の発生の防止を図る。

パンク等によってタイヤ内圧が急激に低下したランフラット状態においてもある程度の距離の走行が可能である安全タイヤとしては、補強チューブ、補強ゴム、補強ベルト等の補強部材、又は発泡体、弾性体、中子等を収容したタイヤが従来より知られており、また近年では、製造コストと重量増加を抑制する観点から、安全タイヤの内部に収納されて、タイヤの内圧が低下するランフラット状態では、タイヤ内圧の低下に伴って拡張変形して荷重支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の空気のうを収容した安全タイヤの普及が進んでいる（例えば特開２００４−９０８０８号公報参照）。かかる空気のう収容型の安全タイヤにおいては、内圧低下時に空気のうを迅速に拡張変形させるため、タイヤの内圧よりも空気のうの内圧を高くするのが一般的である。しかし、この内圧差に加えてタイヤの転動による遠心力が作用すると、空気のうが拡張変形しタイヤの内面にまで到達し、タイヤ内面に擦れて耐久性が低下するおそれがある。このため、空気のう収容型の安全タイヤにおいては、そのクラウン部に、コードのゴム被覆体や不織布とゴムの複合体等からなるフープ補強層を配設してクラウン部の剛性を高め、正常内圧時の拡張変形を防止している。

一般に、タイヤの製造においては、ビード、カーカス、サイドウォール等からなる生ケースの足幅を狭めつつ、ケース内に空気を供給して生ケースを膨張させ、この上にベルト、トレッド等からなる補強層を貼り付けて生タイヤを形成するが、生ケース自体の剛性が高いため、足幅を狭めることだけでも生ケースの外径を拡大することができる上、補強層を貼り付けた後にロール等の圧着手段により圧着することが可能である。しかし、安全タイヤ用空気のうの製造においては、チューブはカーカス等の補強構造を有しておらず、かつ円環状に閉じた構造であるため、一般の生タイヤの製造とは異なり、チューブの外径を拡大させるには内部に空気を供給して膨張させるしかない。しかし、フープ補強層を貼り付けた後に圧着手段によりフープ補強層をチューブに押し付けて圧着しようとしても、チューブ自体の剛性は低く、チューブの形状が安定しないため、正確な貼り付けを行うことができない。貼り付けの精度を上げるには、チューブ自体の剛性不足をチューブの内圧で補うことが考えられるが、チューブに空気の供給を続けると、チューブが特に幅方向に過剰に引き伸ばされて破損する場合がある。これを防止するためにチューブの両側にブラダ等を配置して幅方向への過剰な膨張を拘束したとしても、径方向には変形可能であることから、図１９に示すように、圧着のためにロール１０１が接触している部位とチューブ１０２の中心軸線１０３を挟んだ反対側に位置する部位が偏って膨張変形するため、やはり正確な貼り付けを行うことができない上、偏って膨張変形した部位のチューブの破損が懸念される。さらに、このような方法で貼り付けを行う場合には、チューブの内圧より大きな力で圧着を行うことができないことから、フープ補強層の接合不良が懸念される。

特開２００２−１４４４４４号公報には、加硫済チューブの中空部に内圧を供給し膨張させた状態で、その外周面部分をほぼ平坦形状に押し潰すとともに、その外周面部分に、不織布からなるフープ補強層を貼り付け、次いで、加硫モールド内でチューブをさらに膨張させて、フープ補強層繊維の円周方向の配向性を高めるとともに、モールド内面に密着させてチューブを加硫する安全タイヤ用空気のうの製造方法が記載されている。この方法は、フープ補強層の貼り付けを比較的正確に行えるという利点はあるものの、フープ補強層の貼り付け後にチューブを膨張させる必要があることから、チューブ及びフープ補強層の材料に制約があった。

また、空気のうのベースとなるチューブは、シート状の部材を成型ドラム上に巻き付け、その両周方向端を相互に接合した後、両側部を折り曲げて、その両幅端部を積み重ねて相互に接合することによって形成するのが一般的である。成型ドラムに巻き付けられた構成部材の両側部を折り返す方法としては、例えば特開昭６２−１０９６３０号公報に、ゴム製ブラダと円筒体の間に構成部材を挟持し、これを幅方向中央に向かって移動することによって、ビード廻りにタイヤ構成部材を折り返す方法が記載されている。かかる方法によれば、製造設備が比較的簡易で済むことから製造コストが低減できる上、折り返した部分の品質を良好かつ均一にすることができる。

しかしながら、空気のうのベースとなるチューブの製造に、かかる製造方法をそのまま適用することはできない。これは、タイヤ構成部材には比較的剛性が高いビードがあり、これが折り返しの起点となるため高い精度で折り返しを行うことができるのに対し、空気のうのベースとなるチューブには、このように折り返しの起点となる剛性の高い部分が存在せず全体が柔軟だからである。このため、特開昭６２−１０９６３０号公報に記載された製造方法を用いて空気のうのベースとなるチューブを製造したとしても、折り返し長さにばらつきが生じたり、折り返し部にしわが生じたりする等、折り返した部分の品質が低下するために、得られるチューブの形状が不均一となったり、両幅端部の接合不良を招いたりするおそれがあった。

このように、圧着手段によりフープ補強層をチューブに押し付けて圧着することには種々の問題点があった。したがって、この発明の目的は、圧着手段を用いることなくチューブとフープ補強層を接合することにより、フープ補強層の接合不良とチューブの破損の発生を防止することのできる安全タイヤ用空気のうの製造装置及び製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、この発明に従う安全タイヤ用空気のうの製造方法は、成型ドラム上に、空気不透過性のトロイド状のチューブを固定保持し、リング状に形成されたフープ補強層を前記成型ドラムの外周上に搬送し、成型ドラム及び複数の拘束手段を合体してチューブ及びフープ補強層を包囲し、チューブ内に空気を充填してチューブを膨張させ、内圧によりチューブをフープ補強層に対して押圧接合し、空気のうを形成することを特徴とするものである。

さらに、この製造方法は、チューブ成型主ドラム上に円筒状のチューブ構成部材を載置し、チューブ成型主ドラムの両端部の径方向内側に位置し、空気充填により膨張する一対のブラダ上に前記チューブ構成部材の少なくとも両幅端部をそれぞれ載置し、載置したチューブ構成部材の一方の幅端部の径方向外側に円筒体を配置し、前記一方の幅端部を載置したブラダに空気を充填して膨張させ、一方の幅端部を拡径させる方向に持ち上げ、膨張させたブラダと前記円筒体によりチューブ構成部材の一方の幅端部を挟持し、前記円筒体を、チューブ構成部材の一方の幅端部を挟持した状態でチューブ成型主ドラムの幅方向内側に移動し、ブラダをチューブ成型主ドラムの端部に巻き付けるように変形させて、チューブ成型主ドラムの端部を起点としてチューブ構成部材の一方の幅端部を折り返し、ブラダの空気を抜いて縮小させ、載置したチューブ構成部材の他方の幅端部の径方向外側に円筒体を移動し、前記他方の幅端部を載置したブラダに空気を充填して膨張させ、他方の幅端部を拡張させる方向に持ち上げ、膨張させたブラダと前記円筒体によりチューブ構成部材の他方の幅端部を挟持し、前記円筒体を、チューブ構成部材の他方の幅端部を挟持した状態でチューブ成型主ドラムの幅方向内側に移動し、ブラダをチューブ成型主ドラムの端部に巻き付けるように変形させて、チューブ成型主ドラムの端部を起点としてチューブ構成部材の他方の幅端部を折り返し、チューブ構成部材の一方の幅端部上に他方の幅端部を積み重ね、チューブ構成部材の両幅端部を相互に接合することによって前記トロイド状のチューブを形成すること含むことも特徴とする。

また、フープ補強層の直径が製品空気のうの直径の±５％の範囲内にあること、この製造方法に用いるフープ補強層のショルダー部は、製品空気のうのショルダー部の形状に対応した形状を有すること、チューブ内に空気を充填しつつ、成型ドラム及び複数の拘束手段を合体すること、拘束手段の一部は、チューブの径方向内側から径方向外側に向かって移動し、成型ドラム及び他の拘束手段と合体すること、前記空気のうの直径を略同一に保った状態で加硫することがそれぞれ好ましい。特に成型ドラム及び拘束手段が合体する場合には、製品空気のうの断面形状に対応する断面形状を有する内部空間を画定することがさらに好ましい。なお、ここでいう「直径を略同一に保った状態」とは、直径を元の直径の±５％の範囲内に保った状態をいうものとする。

加えて、チューブ構成部材は、チューブ成型主ドラムの両端部に設けられた保持手段によりその内側から固定保持されること、チューブ成型主ドラム、及びチューブ成型主ドラムの両側に位置し、これと同じ外径をもつ一対のチューブ成型副ドラム上に、シート状のチューブ構成部材を巻き付けて円筒状とした後、チューブ成型副ドラムをチューブ成型主ドラムの幅方向に移動することによって、チューブ構成部材の両幅端部をブラダ上に載置すること、円筒体は拡縮径可能であることがそれぞれ好ましい。

そして、この発明に従う安全タイヤ用空気のうの製造装置は、空気不透過性のトロイド状のチューブをその内側から固定保持する成型ドラムと、リング状に形成されたフープ補強層を前記成型ドラムの外周上に搬送する搬送手段と、前記チューブ内に空気を充填して膨張させる給気手段と、空気充填されたチューブの膨張を抑制する複数の拘束手段を具え、前記成型ドラム及び前記複数の拘束手段が合体して、前記チューブ及び前記フープ補強層を包囲することを特徴とするものである。

さらに、この製造装置が円筒状のチューブ構成部材の両幅端部をそれぞれ折り返してから相互に接合してトロイド状のチューブを製造する装置をさらに具えており、このチューブ製造装置は、チューブ構成部材を載置するチューブ成型主ドラムと、該チューブ成型主ドラムの両端部の径方向内側に位置し、空気充填により膨張してチューブ構成部材の幅端部を拡径させる方向に持ち上げる一対のブラダと、載置したチューブ構成部材の径方向外側に位置し、膨張させたブラダとともにチューブ構成部材の幅端部を挟持する円筒体と、該円筒体を、チューブ構成部材の幅端部を挟持した状態でチューブ成型主ドラムの幅方向内側に移動させて、チューブ構成部材の幅端部を折り返す移動手段とを具えることも特徴とする。

また、成型ドラム及び複数の拘束手段が合体して、製品空気のうの断面形状に対応する断面形状を有する内部空間を画定すること、拘束手段は、チューブを挟んで両側方に位置し、成型ドラムの径方向に拡縮径可能な拡縮拘束手段を含むこと、搬送手段が拘束手段の一部を含むことがそれぞれ好ましい。

加えて、チューブ成型主ドラムは、その両端部に、チューブ構成部材の折り返しの基点となる部分を内側から固定保持する保持手段を具えること、チューブ成型主ドラムの両側に、これと同じ外径をもち、チューブ成型主ドラムの幅方向への移動が可能である一対のチューブ成型副ドラムをさらに具えること、円筒体は拡縮径可能であることがそれぞれ好ましい。

図１は、この発明に従う代表的な安全タイヤ用空気のうの製造装置を模式的に表す断面図である。図２は、図１に示す装置を用いて空気のうを形成する工程を説明するための図である。図３は、図１に示す装置を用いて空気のうを形成する工程を説明するための図である。図４は、図１に示す装置を用いて空気のうを形成する工程を説明するための図である。図５は、この発明に用いるフープ補強層のショルダー部のくせ付け工程を示す断面図である。図６は、この発明に用いるチューブの内圧適用前後の変化を示す断面図である。図７は、この発明に従う他の安全タイヤ用空気のうの製造装置を模式的に表す断面図である。図８は、図７に示す装置を用いて空気のうを形成する工程を説明するための図である。図９は、この発明に従うさらに他の安全タイヤ用空気のうの製造装置を模式的に表す断面図である。図１０は、この発明に従う代表的なトロイド状チューブの製造装置の概略を表す側面図であり、その要部を断面で示す。図１１は、図１０に示すチューブ製造装置を用いてトロイド状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。図１２は、図１０に示すチューブ製造装置を用いてトロイド状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。図１３は、図１０に示すチューブ製造装置を用いてトロイド状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。図１４は、図１０に示すチューブ製造装置を用いてトロイド状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。図１５は、図１０に示すチューブ製造装置を用いてトロイド状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。図１６は、図１０に示すチューブ製造装置を用いてトロイド状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。図１７は、この発明に従う他のトロイド状チューブの製造装置の概略を表す側面図であり、その要部を断面で示す。図１８は、図１７に示す装置のチューブ成型副ドラムを退避させた状態を示す。図１９は、従来の製造方法において、圧着手段によりチューブを押圧した際のチューブの変形を表す断面図である。図２０（ａ）は従来のタイヤ構成部材を折り返し装置の要部の断面図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示した折り返し装置を用いてチューブ構成部材を折り返した際の要部の断面図である。

符号の説明

１空気のう製造装置
２成型ドラム
３チューブ
４フープ補強層
５搬送手段
６給気手段
７、８、１３、１４拘束手段
９空気のう
１０副成型ドラム
１１ステッチャーロール
１２フープ補強層のショルダー部
２１チューブ成型主ドラム
２２ａ、２２ｂチューブ成型主ドラムの端部
２３ａ、２３ｂブラダ
２４円筒体
２５移動手段
２９チューブ構成部材
３０ａ、３０ｂチューブ構成部材の幅端部
３１チューブ
３２ａ、３２ｂチューブ成型副ドラム

以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態を説明する。図１はこの発明に従う代表的な安全タイヤ用空気のうの製造装置を模式的に表す断面図であり、図２〜５は図１に示す装置を用いて空気のうを形成する工程を説明するための図である。

図１に示す製造装置１は成型ドラム２を具える。成型ドラム２には、安全タイヤ用空気のうの構成部材である空気不透過性のトロイド状のチューブ３が取り付けられ、その内側から固定保持される。この固定保持は、例えば成型ドラム２を若干拡径することによって行うことができる。また、製造装置１は、図示しないドラム等によりリング状に形成されたフープ補強層４を成型ドラム２の外周上に搬送する搬送手段５を具える。この搬送手段５は、フープ補強層４を着脱可能に保持するために、図示は省略するが、例えばエアシリンダ、モータ等によりセグメントを拡縮させる保持手段を具える。さらに製造装置１は、チューブ３の空気充填用バルブ（図示せず）を介してチューブ３に空気を充填するための、例えばエアコンプレッサー等の給気手段６を具える。さらにまた、製造装置１は、空気充填されたチューブ３の膨張を抑制する複数の拘束手段７、８を具える。これら拘束手段７、８は少なくとも一つの方向に移動可能であり、フープ補強層４が所定の位置に搬送された後に成型ドラム２と合体して、チューブ３及びフープ補強層４を包囲する。拘束手段７、８を構成する材料は特に限定されず、金属及びプラスチック等を用いることができるが、チューブ３に内圧を適用した際にも変形の少ない高剛性材料であることが必要である。また、図示は省略するが、拘束手段は図１に示すように幅方向に分割されるだけでなく、タイヤ成型用のセクターモールドのように円周方向にも分割されていてもよい。

次に、このように構成してなる製造装置１を用いて空気のうを製造する方法について説明する。まず、図１に示すように、成型ドラム２にチューブ３を取り付け固定保持する。チューブ３としては、フープ補強層４の耐熱性、フープ補強層４とチューブ３の接着方法に応じて、加硫済チューブ及び未加硫チューブのいずれも用いることができる。フープ補強層４としては、不織布とゴムの複合体のように周方向への伸長性の高い材料を用いることもできるが、コードとゴムの複合体のように周方向への伸長性の低い材料を例えばらせん巻回して構成することもできる。特に、タイヤに収納して内圧を適用した状態での空気のうのクリープ変形を抑制する観点からは後者を用いることが好ましい。チューブ３を取り付ける際には、空気充填用バルブ（図示せず）を給気手段６に接続しておく。次いで、搬送装置５を移動し、図２に示すように、フープ補強層４を成型ドラム２の外周上に搬送する。次いで、成型ドラム２及び拘束手段７、８を合体して、図３に示すようにチューブ３及びフープ補強層４を包囲する。

この状態で、給気手段６を用いてチューブ３内に空気を充填し、チューブ３を膨張させると、図４に示すように、内圧によりチューブ３がフープ補強層４に対して押圧される。この状態を数秒〜数分保持すると、チューブ３とフープ補強層４が互いに接合して、チューブのクラウン部にフープ補強層を具える空気のう９が得られる。得られた空気のう９は、搬送手段５等を用いて成型ドラム２から取り外され、必要に応じて加硫処理等の後処理を行う。加硫処理が必要な場合には、例えば以下のような手順に従って行うことができる。まず、チューブ内に充填してあった空気を、空気充填用バルブを介して排出し、フープ補強層付チューブを収縮させる。これを加硫モールド内に収納し、空気充填用バルブを介して再びチューブ内に空気を充填する。この際、従来の空気のうの製造方法と同様に、元のフープ補強層付チューブの直径よりも大きな直径まで膨張させてもよく、元のフープ補強層付チューブの直径と略同一の直径まで膨張させてもよい。特に低伸長性のフープ補強層を用いる場合には、後者が好ましい。次いで、加硫モールドに熱を加えて加硫反応を生じさせる。

このようにして空気のうを形成すれば、チューブ３及びフープ補強層４が成型ドラム２及び拘束手段７、８により包囲されているため、高い内圧を適用した場合にもチューブが過剰に膨張して破損することがない。また、ロール等の圧着手段を用いることなく接合を行うので、チューブ３が一方向に偏ることがなく、正確な貼り付けを行うことができる。さらに、チューブ３の膨張量が拘束手段７、８により制限されているので、膨張限界圧力を考慮することなくチューブ３の内圧を高くすることが可能となり、チューブ３とフープ補強層４との接合に必要な圧力を容易に達成することができる。さらにまた、この発明は、加硫済チューブにフープ補強層を適用する場合及び未加硫チューブに低伸長性のフープ補強層を適用する場合にも利用可能であり、従来の空気のうの製造方法に比べて、チューブ及びフープ補強層の制約が少ない。なお、チューブ３とフープ補強層４の間には、接合力を高めるために、接着剤、両面テープ等の公知の接合手段を介在させることができる。

前述したように、この発明に従う製造方法は、フープ補強層として高伸長性材料及び低伸長性材料のいずれを用いることもできるが、特に他の製造方法ではチューブへの貼り付けが困難であった低伸長性材料から構成される補強層、中でも直径が製品空気のうの直径の±５％の範囲内にあるフープ補強層を有する空気のうの製造に好適である。製造にあたって、チューブ及びフープ補強層を大きく径拡張する必要がないからである。

成型ドラム２と拘束手段７、８の合体に当たっては、これらにより画定される内部空間の断面形状が、製品空気のうの断面形状に対応する形状であることが好ましい。接合時と使用時の形状変化がほとんどないため、フープ補強層４の貼り付け位置の精度がより一層向上するからである。

また、フープ補強層４が広幅であり、チューブ３のショルダー部に達する場合には、例えば図５に示すように、フープ補強層４を形成するための副成型ドラム１０上で、ステッチャーロール１１等により予めフープ補強層４のショルダー部１２を製品空気のうのショルダー部の形状に対応した形状にくせ付けしておくことが好ましい。これによっても、フープ補強層４の貼り付け位置の精度がより一層向上するからである。

チューブ３に内圧を適用して膨張変形をさせる場合、チューブ３の幅は、図６に示すように、内圧適用前（実線で示す）には広く、内圧適用後（破線で示す）には主として径方向に膨張するため狭くなる。このため、チューブ３の幅方向への膨張を拘束する拘束手段７によりチューブ３を包囲することが困難となる場合がある。そこで、チューブ３に空気を充填し径方向へ膨張させつつ、拘束手段７を移動して成型ドラム２等と合体させれば、チューブ３の包囲が容易となることから、好ましい。あるいは、図７及び８に示すように、拘束手段の一部を、チューブ３を挟んで両側方に位置し、成型ドラム２の径方向に拡縮径可能な拡縮拘束手段１３とし、この拡縮拘束手段１３を、チューブ３の成型ドラム２への固定保持する際にはチューブ３の径方向内側に位置させ、固定保持後に径方向外側に向かって移動させ、チューブ３を径方向外側に押し上げつつ、成型ドラム２及び他の拘束手段１４と合体させてもよい。また、これらを組み合わせ、チューブ３に空気を充填しつつ、拡縮拘束手段１３を径方向外側に向かって移動させてもよい。

さらに、図９に示すように、搬送手段５が拘束手段の一部を含むように構成することが好ましい。このように構成すれば、フープ補強層４の搬送からチューブとの接合までを一貫して搬送手段５により行えることから、製造効率が向上する。

なお、図示は省略したが、成型ドラム２を回転するための回転手段、搬送手段５及び拘束手段７、８、１３、１４を駆動するための駆動手段等、一般に空気のうの製造に必要な構成要素については、従来の空気のうの成型装置に用いられる構成要素と同様のものを具えることは言うまでもない。

トロイド状のチューブは、予め成型されたものを用いてもよいが、この発明に従う安全タイヤ用空気のうの製造装置上で、円筒状のチューブ構成部材の両幅端部をそれぞれ折り返してから相互に接合して製造することもできる。以下、このようなトロイド状チューブの製造装置を説明する。

図１０はこの発明に従う代表的なトロイド状チューブの製造装置の概略を表す側面図であり、その要部については断面で示した。また、図１１〜１６は、図１０に示す装置を用いてトロイド状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。

図１０に示すトロイド状チューブの製造装置は、チューブ成型主ドラム２１と、チューブ成型主ドラム２１の両端部２２ａ、２２ｂの径方向内側に位置する一対のブラダ２３ａ、２３ｂと、チューブ成型主ドラム２１の外径よりも大きな内径を有する円筒体２４と、円筒体２４をチューブ成型主ドラム２１の幅方向に移動させる移動手段２５とを具える。チューブ成型主ドラム２１は、通常の生タイヤの製造に用いられる成型ドラムと同様の構成とすることができ、このチューブ成型主ドラム２１上には、他の成型ドラム等で予め円筒状に形成されたチューブ構成部材、又はシート状のチューブ構成部材をチューブ成型主ドラム２１に巻き付けドラム周方向端部を接合して円筒状に形成したチューブ構成部材が載置される。ブラダ２３ａ、２３ｂは、そのドラム幅方向内端部がチューブ成型主ドラム２１の対応する端部２２ａ、２２ｂよりもドラム幅方向内側にあり、そのドラム幅方向外端部がチューブ成型主ドラム２１の対応する端部２２ａ、２２ｂよりもドラム幅方向外側にあり、空気充填により主としてドラム径方向外側に向かって膨張する。円筒体２４は、移動手段２５によりチューブ成型主ドラム２１の幅方向に移動可能であり、主ドラム２１及びブラダ２３ａ、２３ｂを径方向外側から包囲する任意の位置、並びにこれらと離れた位置で停止可能である。移動手段２５は、例えば図１０に示すように、床面にチューブ成型主ドラム２１の幅方向と平行に設置されたレール２６上をモータ等で自走するよう構成してもよく、また外部に設けたエアシリンダ等により往復作動するよう構成してもよいが、これらに限定されない。さらに、図示の例では、チューブ成型主ドラム２１は、これを回転可能に支持する回転軸２７に接続されており、回転軸２７は軸受２８により支承されている。

次に、このように構成してなる製造装置を用いてトロイド状のチューブを製造する方法について説明する。まず、図１１に示すように、チューブ成型主ドラム２１上に円筒状のチューブ構成部材を載置し、チューブ構成部材２９の両幅端部３０ａ、３０ｂをそれぞれブラダ２３ａ、２３ｂ上に載置する。次いで、移送手段２５により円筒体２４を移動してチューブ構成部材２９の一方の幅端部３０ｂの径方向外側に配置した後、ブラダ２３ｂに空気を充填して膨張させると、幅端部３０ｂが拡径する方向に持ち上げられ、図１２に示すように、膨張させたブラダ２３ｂと円筒体２４により幅端部３０ｂが挟持される。この状態で円筒体２４をチューブ成型主ドラム２１の幅方向内側に移動すると、ブラダ２３ａは円筒体２４の内面に密着して滑ることができないため、幅方向内側に向かってチューブ成型主ドラム２１と円筒体２４の間で変形移動する。このため、チューブ構成部材２９の幅端部３０ｂは、ブラダ２３ａと円筒体２４とにより挟持されたまま幅方向内側に向かって移動し、この結果、チューブ構成部材２９は徐々に反転して折り返される。この際、図１３に示すように、ブラダ２３ｂはチューブ成型主ドラム２１の端部２２ｂに巻き付くように変形するため、チューブ成型主ドラム２１の端部２２ｂを起点としてチューブ構成部材２９の一方の幅端部３０ｂが折り返されるのである。

続いてブラダ２３ｂの空気を抜いて縮小させ、移送手段２５により円筒体２４をしてチューブ構成部材２９の他方の幅端部３０ａの径方向外側に配置した後、ブラダ２３ａに空気を充填して膨張させると、幅端部３０ａが拡径する方向に持ち上げられ、図１４に示すように、膨張させたブラダ２３ａと円筒体２４により幅端部３０ａが挟持される。この状態で円筒体２４をチューブ成型主ドラム２１の幅方向内側に移動すると、図１５に示すように、ブラダ２３ａはチューブ成型主ドラム２１の端部２２ａに巻き付くように変形するため、チューブ成型主ドラム２１の端部２２ａを起点としてチューブ構成部材２９の他方の幅端部３０ａが折り返され、幅端部３０ｂの上に積み重なる。続いてブラダ２３ａの空気を抜いて縮小させ、移送手段２５により円筒体２４をチューブ構成部材２９の径方向外側から退避させ、チューブ構成部材２９の両幅端部３０ａ、３０ｂを接着剤等により相互に接合すると、トロイド状のチューブ３１が形成される。なお、折り返し後にチューブ構成部材２９の内面同士が密着するのを避ける必要がある場合には、離型効果のあるシート、液体、固形剤等を、幅端部３０ａ、３０ｂ同士の接合に寄与する部分を除いて適用することが好ましい。

従来の生タイヤの製造に用いられるタイヤ構成部材の折り返し方法では、図２０（ａ）に示すように、成型ドラム１１０の両側に配置されたブラダ１１１とこの径方向外側に配置された円筒体１１３とによって、成型ドラム１１０上に載置されたタイヤ構成部材１１３の折り返しを行う。この際、タイヤ構成部材１１３の端部領域には比較的剛性の高いビード１１４が配置されており、これが折り返しの起点となるため高い精度で折り返しを行うことが可能である。しかし、空気のうのベースとなるチューブの製造にこのような方法をそのまま適用すると、チューブ構成部材に折り返しの起点となる部分が存在しないことから、図２０（ｂ）に示すように、チューブ構成部材１１５の折り返し端の位置が一定せず、折り返し長さにばらつきが所持足り、折り返し部にしわが生じたりすることとなる。この結果、折り返した部分の品質が低下し、得られるチューブの形状が不均一となったり、両幅端部の接合不良を招いたりする場合がある。

これに対し、この発明に従う方法では、ブラダをチューブ成型主ドラムの端部に巻き付けるように変形させることで、チューブ成型主ドラムの端部が常に折り返しの起点となるので、ビードのように比較的剛性の高い部材を有していないチューブ構成部材であっても、折り返した部分の品質を良好かつ均一にすることができるのである。

また、チューブ構成部材１９は種々の保持手段によりチューブ成型主ドラム２１に固定保持可能であるが、特にかかる保持手段をチューブ成型主ドラム２１の両端部２２ａ、２２ｂに設けて、チューブ構成部材２９をその内側から固定保持することが好ましい。これによれば、折り返しの際にチューブ構成部材２９がチューブ成型主ドラム２１から浮き上がることがないので、より一層正確に折り返しの起点を定めることができる上、チューブ構成部材２９の折り返し部にしわが生じることをより一層確実に防止することができる。かかる保持手段としては、例えば両端部２２ａ、２２ｂに吸引口を設け、これを真空ポンプにつなぐことでチューブ構成部材２９をチューブ成型主ドラム２１に吸着させる手段を用いることができる。

さらに、チューブ構成部材２９としては、予め円筒状に形成されたものを用いてもよいが、シート状のものをチューブ成型主ドラム２１に巻き付けて円筒状とすることもできる。この場合には、チューブ成型主ドラム２１とブラダ２３ａ、２３ｂとの間には径差が存在することから、チューブ構成部材２９の両幅端部３０ａ、３０ｂについては良好な巻き付け及び端部の接合が困難となる。そこで、図１７に示すように、チューブ成型主ドラム２１の両側に、これと同じ外径をもち、チューブ成型主ドラム２１の幅方向への移動が可能である一対のチューブ成型副ドラム３２ａ、３２ｂを配置し、チューブ成型主ドラム２１及びチューブ成型副ドラム３２ａ、３２ｂ上に、シート状のチューブ構成部材を巻き付けて円筒状とした後、チューブ成型副ドラム３２ａ、３２ｂをチューブ成型主ドラム２１の幅方向に移動することによって、図１８に示すように、チューブ構成部材２９の両幅端部３０ａ、３０ｂをブラダ３３ａ、３３ｂ上に載置することが好ましい。これによれば、他の成型ドラムで円筒状に形成した後にチューブ成型主ドラム２１へ搬送及び取り付けを行う場合に比べて、製造効率及び製造コストが大幅に向上し、チューブ成型副ドラム３２ａ、３２ｂを用いず、チューブ成型主ドラム２１及びブラダ２３ａ、２３ｂ上でシート状のチューブ構成部材から円筒状に形成した場合に比べて、チューブ構成部材を均等に巻き付けることができるので、折り返しの精度が向上する。

さらにまた、チューブ構成部材２９としては、空気のうのサイズや適用される内圧に応じて、その厚さや材料が異なったものが用いられる。こうした種々のチューブ構成部材に対しても、部品交換等を行うことなく短時間で対応できるようにする観点からは、円筒体２４を拡縮径可能に構成し、チューブ構成部材の厚さや剛性に応じてブラダ２３ａ、２３ｂとの間のクリアランスを調整することが好ましい。円筒体２４を拡縮径可能にする手段としては、例えば円筒体２４を分割セグメントで構成し、アームやテーパ等によりセグメントを拡縮すること等が挙げられる。

なお、上述したところは、この発明の実施態様の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図示の実施態様ではチューブ構成部材２９の両幅端部３０ａ、３０ｂを相互に接合する必要があるため、１つの円筒体２４によりチューブ構成部材２９の両幅端部３０ａ、３０ｂを順次に折り返しているが、他の部材を介して両幅端部３０ａ、３０ｂを接合するような場合には、円筒体２４及び移動手段２５をそれぞれ２つ設けて、各幅端部３０ａ、３０ｂの折り返しを略同時に進行してもよい。また、図示の実施態様では、チューブ構成部材２９の両幅端部３０ａ、３０ｂの折り返し量が不均等である例を示したが、これらが均等であり、チューブの幅中央部で両幅端部３０ａ、３０ｂが接合されてもよい。この場合には、両幅端部３０ａ、３０ｂの接合が可能であれば、ブラダ２３ａとブラダ２３ｂの長さは、異なっていてもよく、また同じであってもよい。さらに、円筒体２４を拡縮可能とした場合には、製造されたチューブを搬送する装置として利用することもできる。

以上の説明から明らかなように、この発明によって、圧着手段を用いることなくチューブとフープ補強層を接合することにより、フープ補強層の接合不良とチューブの破損の発生を防止することのできる安全タイヤ用空気のうの製造装置及び製造方法を提供することが可能となった。

また、円筒状のチューブ構成部材の両側部を折り返して中空円管状のチューブを形成するに際して、比較的簡易な製造設備で折り返しの起点を定めることができるため、製造コストが安く、かつ高い精度で折り返しをすることのできる製造装置及び製造方法を提供することが可能となった。

Claims

チューブ成型主ドラム上に円筒状のチューブ構成部材を載置し、
チューブ成型主ドラムの両端部の径方向内側に位置し、空気充填により膨張する一対のブラダ上に前記チューブ構成部材の少なくとも両幅端部をそれぞれ載置し、
載置したチューブ構成部材の一方の幅端部の径方向外側に円筒体を配置し、
前記一方の幅端部を載置したブラダに空気を充填して膨張させ、一方の幅端部を拡径させる方向に持ち上げ、
膨張させたブラダと前記円筒体によりチューブ構成部材の一方の幅端部を挟持し、
前記円筒体を、チューブ構成部材の一方の幅端部を挟持した状態でチューブ成型主ドラムの幅方向内側に移動し、ブラダをチューブ成型主ドラムの端部に巻き付けるように変形させて、チューブ成型主ドラムの端部を起点としてチューブ構成部材の一方の幅端部を折り返し、
ブラダの空気を抜いて縮小させ、
載置したチューブ構成部材の他方の幅端部の径方向外側に円筒体を移動し、
前記他方の幅端部を載置したブラダに空気を充填して膨張させ、他方の幅端部を拡張させる方向に持ち上げ、
膨張させたブラダと前記円筒体によりチューブ構成部材の他方の幅端部を挟持し、
前記円筒体を、チューブ構成部材の他方の幅端部を挟持した状態でチューブ成型主ドラムの幅方向内側に移動し、ブラダをチューブ成型主ドラムの端部に巻き付けるように変形させて、チューブ成型主ドラムの端部を起点としてチューブ構成部材の他方の幅端部を折り返し、
チューブ構成部材の一方の幅端部上に他方の幅端部を積み重ね、
チューブ構成部材の両幅端部を相互に接合することによって空気不透過性のトロイド状のチューブを形成し、
成型ドラム上に、前記トロイド状のチューブを固定保持し、
リング状に形成されたフープ補強層を前記成型ドラムの外周上に搬送し、
前記成型ドラム及び複数の拘束手段を合体してチューブ及びフープ補強層を包囲し、
チューブ内に空気を充填してチューブを膨張させ、
内圧によりチューブをフープ補強層に対して押圧接合し、空気のうを形成することを特徴とする安全タイヤ用空気のうの製造方法。
前記フープ補強層の直径が製品空気のうの直径の±５％の範囲内にある、請求項１に記載の安全タイヤ用空気のうの製造方法。
前記フープ補強層のショルダー部は、製品空気のうのショルダー部の形状に対応した形状を有する、請求項１又は２に記載の安全タイヤ用空気のうの製造方法。
チューブ内に空気を充填しつつ、成型ドラム及び複数の拘束手段を合体する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のうの製造方法。
前記拘束手段の一部は、前記チューブの径方向内側から径方向外側に向かって移動し、成型ドラム及び他の拘束手段と合体する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のうの製造方法。
前記成型ドラム及び拘束手段が合体して、製品空気のうの断面形状に対応する断面形状を有する内部空間を画定する、請求項５に記載の安全タイヤ用空気のうの製造方法。
前記空気のうの直径を略同一に保った状態で加硫する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のうの製造方法。
チューブ構成部材は、チューブ成型主ドラムの両端部に設けられた保持手段によりその内側から固定保持される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
チューブ成型主ドラム、及びチューブ成型主ドラムの両側に位置し、これと同じ外径をもつ一対のチューブ成型副ドラム上に、シート状のチューブ構成部材を巻き付けて円筒状とした後、チューブ成型副ドラムをチューブ成型主ドラムの幅方向に移動することによって、チューブ構成部材の両幅端部をブラダ上に載置する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のうの製造方法。
前記円筒体は拡縮径可能である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の安全タイヤ用空気のうの製造方法。
空気不透過性のトロイド状のチューブをその内側から固定保持する成型ドラムと、リング状に形成されたフープ補強層を前記成型ドラムの外周上に搬送する搬送手段と、前記チューブ内に空気を充填して膨張させる給気手段と、空気充填されたチューブの膨張を抑制する複数の拘束手段と、円筒状のチューブ構成部材の両幅端部をそれぞれ折り返してから相互に接合してトロイド状のチューブを製造する装置を具え、
該チューブ製造装置は、チューブ構成部材を載置するチューブ成型主ドラムと、該チューブ成型主ドラムの両端部の径方向内側に位置し、空気充填により膨張してチューブ構成部材の幅端部を拡径させる方向に持ち上げる一対のブラダと、載置したチューブ構成部材の径方向外側に位置し、膨張させたブラダとともにチューブ構成部材の幅端部を挟持する円筒体と、該円筒体を、チューブ構成部材の幅端部を挟持した状態でチューブ成型主ドラムの幅方向内側に移動させて、チューブ構成部材の幅端部を折り返す移動手段とを具え、
前記成型ドラム及び前記複数の拘束手段が合体して、前記チューブ及び前記フープ補強層を包囲することを特徴とする安全タイヤ用空気のうの製造装置。
前記成型ドラム及び前記複数の拘束手段が合体して、製品空気のうの断面形状に対応する断面形状を有する内部空間を画定する、請求項１１に記載の製造装置。
前記拘束手段は、前記チューブを挟んで両側方に位置し、前記成型ドラムの径方向に拡縮径可能な拡縮拘束手段を含む、請求項１１又は１２に記載の製造装置。
前記搬送手段が前記拘束手段の一部を含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の製造装置。
前記チューブ成型主ドラムは、その両端部に、チューブ構成部材の折り返しの基点となる部分を内側から固定保持する保持手段を具える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の製造装置。
前記チューブ成型主ドラムの両側に、これと同じ外径をもち、チューブ成型主ドラムの幅方向への移動が可能である一対のチューブ成型副ドラムをさらに具える、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の製造装置。
前記円筒体は拡縮径可能である、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の製造装置。