JP5361679B2 - タイヤ構成部材の圧着装置及びタイヤ製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ構成部材を押圧ローラにより押圧して被成形体に圧着するタイヤ構成部材の圧着装置と、このタイヤ構成部材の圧着装置を備えたタイヤ製造装置に関する。

未加硫タイヤの成形工程では、被成形体の外周面にタイヤ構成部材を配置した後、タイヤ構成部材を押圧してステッチングし、対向する被成形体に圧着することが行われている。また、このタイヤ構成部材の圧着装置として、従来、一対の押圧ローラ（ステッチングロール）により、それぞれタイヤ構成部材の所定範囲を押圧して被成形体に圧着する装置が知られている（特許文献１参照）。

図５は、このような従来のタイヤ構成部材の圧着装置の例を示す要部正面図であり、押圧ローラ付近の被成形体も模式的に幅方向の半断面図で示している。
この従来のタイヤ構成部材の圧着装置１００では、図示のように、回転自在な円盤状の押圧ローラ１０１を、回転する被成形体Ｈ上のタイヤ構成部材（ここではトレッド部材）９０に押し付ける。また、押圧ローラ１０１を、トレッド部材９０の外周面に沿って幅方向の内側から外側に移動させ、転動する押圧ローラ１０１により、トレッド部材９０を押圧してステッチングする。これにより、部材間のエアを抜きながら、トレッド部材９０を被成形体Ｈの外面形状に合わせて変形させ、トレッド部材９０を被成形体Ｈに圧着する。

その際、例えば、被成形体Ｈの側面側に圧着されるトレッド部材９０の端部領域９１では、薄く伸ばすようにして被成形体Ｈの外面に確実に圧着して剥離を防止等するため、トレッド部材９０を幅方向外側に引き伸ばしながら順に押圧する必要がある。これに伴い、その付近を押圧する押圧ローラ１０１には、押圧方向の力に加えて、端部領域９１に対して幅方向の内側から外側まで移動（移動後を点線で示す）させて、幅方向外側に引き伸ばす力を発生させることが要求される。そのため、端部領域９１は、押圧ローラ１０１を移動させる必要がない程度の幅であるにもかかわらず、押圧ローラ１０１を移動させて押圧する結果、押圧作業に比較的長い時間がかかる。このように、従来の押圧ローラ１０１は、回転のみでは押圧するトレッド部材９０を幅方向に引き伸ばせないため、その圧着に要する時間や未加硫タイヤの成形時間が長くなる傾向があり、確実な圧着と圧着時間の短縮とを実現する観点から、更なる改良が求められている。

特開平９−１１７９６９号公報

本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、押圧ローラによりタイヤ構成部材を被成形体に確実に圧着しつつ、押圧ローラによるタイヤ構成部材の圧着時間を短縮することである。

本発明は、被成形体に配置されたタイヤ構成部材を押圧する押圧ローラを備え、回転する押圧ローラによりタイヤ構成部材を押圧して被成形体に圧着するタイヤ構成部材の圧着装置であって、押圧ローラが、回転に伴い、押圧するタイヤ構成部材に幅方向外側に引き伸ばす力を付加する押圧面を有することを特徴とする。
また、本発明は、被成形体にタイヤ構成部材を圧着して未加硫タイヤを成形するタイヤ製造装置であって、本タイヤ構成部材の圧着装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、押圧ローラによりタイヤ構成部材を被成形体に確実に圧着しつつ、押圧ローラによるタイヤ構成部材の圧着時間を短縮できる。

本実施形態のタイヤ製造装置の要部を模式的に示す正面図である。 図１の矢印Ｘ方向から見た本実施形態の押圧ローラの平面図である。 押圧ローラのトレッド部材を押圧する付近を示す模式図である。 押圧ローラによるステッチングの途中段階を示す正面図である。 従来のタイヤ構成部材の圧着装置の例を示す要部正面図である。

以下、本発明のタイヤ構成部材の圧着装置（以下、圧着装置という）の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の圧着装置は、未加硫タイヤの成形工程で、被成形体にタイヤ構成部材を圧着するステッチング装置であり、被成形体の支持手段等とともに、未加硫タイヤを成形（製造）するタイヤ製造装置を構成する。なお、圧着装置による圧着対象のタイヤ構成部材は、幅方向外側に引き伸ばしながら被成形体に圧着すべきタイヤ各部を構成する部材であり、本実施形態では、タイヤ外周面を構成するトレッド部材（トップトレッド）を圧着する例を説明する。

図１は、このタイヤ製造装置の要部を模式的に示す正面図であり、圧着装置付近を拡大して、トレッド部材と被成形体も模式的に幅方向断面図で示している。また、図１では、幅方向の中央面（タイヤ赤道面）を挟んだ一方側の被成形体のみを示しているが、他方側も以下と同様に圧着装置による圧着工程が実施される。

タイヤ製造装置１は、図示のように、支持体２と、その半径方向外側（図１では上側）に配置された圧着装置１０とを備えている。支持体２は、未加硫タイヤの成形時に、被成形体Ｈを軸線回りに回転可能に支持する支持手段であり、例えば拡縮可能な円筒状の成形ドラムや、成形する未加硫タイヤの内面形状に応じた外面形状を有する剛体コア等からなる。また、支持体２は、モータ等の駆動源や、その回転動力の伝達機構を有する回転手段（図示せず）により回転駆動され、被成形体Ｈを軸線回りに所定速度で回転させて所定のタイミングで停止させる。

ここで、被成形体Ｈは、トレッド部材９０を配置する成形途中段階の未加硫タイヤやタイヤケース等、各種タイヤ構成部材からなるタイヤ中間成形体であり、未加硫タイヤ成形の所定段階でトレッド部材９０が配置される。この被成形体Ｈは、例えば、成形ドラムの外周にカーカスプライ等のタイヤ構成部材を配置して筒状のバンドを形成し、その中央部を膨出させて形成され、或いは、剛体コアにタイヤ構成部材を順に配置して形成され、支持体２により支持される。ただし、被成形体Ｈは、加硫タイヤからトレッドを取り除いた更生前の台タイヤであってもよく、その構成は特に制限されず、トレッド部材９０を配置して圧着するための圧着対象物であればよい。

トレッド部材９０は、所定の断面形状に形成されて供給手段（図示せず）から供給され、ベルトを挟む等して被成形体Ｈの外周に１周巻き付けられて、その周方向の全体に亘って筒状に配置される。また、トレッド部材９０は、被成形体Ｈの側面側に圧着される断面先細り状の端部領域９１が、被成形体Ｈに接触せずに、その外面から離れた状態に配置される。タイヤ製造装置１は、このようにトレッド部材９０を配置した後、支持体２を、被成形体Ｈ及びトレッド部材９０とともに回転させて、圧着装置１０によりトレッド部材９０を被成形体Ｈに圧着する。

圧着装置１０は、被成形体Ｈに配置されたトレッド部材９０を押圧する押圧ローラ２０と、押圧ローラ２０を軸線回りに回転自在に支持するホルダ（図示せず）とを備え、ホルダにより押圧ローラ２０を所定角度や状態に配置する。また、圧着装置１０は、ホルダを介して、押圧ローラ２０をトレッド部材９０に所定圧力で押し付ける、ピストン・シリンダ機構等からなる押付手段と、押圧ローラ２０を移動させて所定位置や角度に配置する移動（配置）手段（それぞれ図示せず）とを備えている。圧着装置１０は、この移動手段により、押圧ローラ２０を移動させてトレッド部材９０の所定位置に配置し、端部領域９１において、押圧ローラ２０の軸線を、被成形体Ｈの軸線に対して傾斜させて、対向する被成形体Ｈの外面に沿うように配置する。

圧着装置１０は、これら各手段を作動させて、押圧ローラ２０を回転するトレッド部材９０に当接させて押し付け、トレッド部材９０の回転に応じて、押圧ローラ２０を回転させてトレッド部材９０の周方向に沿って相対移動（転動）させる。この回転する押圧ローラ２０により、トレッド部材９０の外周を連続して押圧し、トレッド部材９０を被成形体Ｈに向けて押圧してステッチングする。押圧ローラ２０は、部材間のエアを抜きながら、トレッド部材９０を被成形体Ｈの外面形状に合わせて変形させ、押圧位置のトレッド部材９０を被成形体Ｈの外面に押圧して密着させ、トレッド部材９０を下層側の他のタイヤ構成部材及び被成形体Ｈに圧着する。その際、本実施形態では、押圧ローラ２０のトレッド部材９０を押圧する押圧面（外周面）２１により、押圧ローラ２０を幅方向に移動させずに、トレッド部材９０に幅方向外側に引き伸ばす力を付加する。

図２は、図１の矢印Ｘ方向から見た押圧ローラ２０の平面図である。
押圧ローラ２０は、図示のように、軸線方向（図２では上下方向）の中央部から両端部に向かって直径が次第に小さくなる球状又は太鼓状をなし、押圧面２１が、なだらかに湾曲する凸曲面状に形成されている。ここでは、押圧ローラ２０は、中央部が最大径、両端部が最小径で、両端部の側面が円形の太鼓状に形成され、軸線を含む面で切断したときに、押圧面２１が所定の曲率の円弧形状になっている。また、押圧ローラ２０は、軸線方向に沿う押圧面２１の幅が、トレッド部材９０の端部領域９１の幅よりも広く形成され、この押圧面２１に、回転方向Ｒに対して傾斜して延びる傾斜溝２２を有する。

傾斜溝２２は、回転方向Ｒの前方側から後方側（図２では右側から左側）に向かって、トレッド部材９０の幅方向内側から外側（図２では上側から下側）に傾斜して直線状に又は湾曲して延び、押圧ローラ２０の軸線方向に沿って複数配列している。また、傾斜溝２２は、互いに平行な状態で離間して複数形成され、或いは、押圧ローラ２０の一端部から他端部まで螺旋状に連続して形成され、押圧面２１の全体に亘り配置される。ここでは、傾斜溝２２は、押圧ローラ２０の回転方向Ｒに対して所定角度で傾斜して押圧ローラ２０の軸線方向に沿って等間隔に形成され、押圧面２１の全体に均等に配置されている。

押圧ローラ２０は、トレッド部材９０に押し付けられた状態で軸線回りに回転すると、押圧面２１の傾斜溝２２がネジ溝のように作用して、当接するトレッド部材９０に対して軸線方向の一方側（図２では下側）の力を加える。これにより、トレッド部材９０は、押圧ローラ２０による押圧範囲に幅方向外側の力が作用し、当接する傾斜溝２２の位置の変化に応じて、幅方向外側に次第に変位又は変形する。その際、傾斜溝２２に沿う力をＳ１、傾斜溝２２とトレッド部材９０の幅方向との角度をθで表すと、トレッド部材９０の幅方向外側にＳ２（＝Ｓ１・ｃｏｓθ）の力が発生し、トレッド部材９０に幅方向外側に引き伸ばす力Ｓ２が作用する。このように、押圧ローラ２０は、回転に伴い、押圧するトレッド部材９０に幅方向外側に引き伸ばす力Ｓ２を付加する押圧面２１を有し、押圧面２１の傾斜溝２２により、トレッド部材９０に引き伸ばす力Ｓ２を連続して付加する。

図３は、押圧ローラ２０のトレッド部材９０を押圧する付近を拡大して示す模式図である。
トレッド部材９０は、図示のように、押圧ローラ２０による押圧範囲が押圧面２１に合わせて変形し、傾斜溝２２内に押し込まれて内部に入り込む。その状態で押圧ローラ２０が回転すると、主に傾斜溝２２を介してトレッド部材９０に幅方向外側の力が作用し、トレッド部材９０が幅方向外側に引き伸ばされる。また、押圧ローラ２０は、トレッド部材９０の幅方向内側（図３では左側）に位置する傾斜溝２２内の縁部に沿って、溝底側から押圧面２１に向かって傾斜する傾斜面２２Ａを有する。この傾斜面２２Ａは、隣接する押圧面２１に対する傾斜角度が、幅方向外側（図３では右側）の傾斜角度が大きい溝壁面（急斜面）に対して相対的に小さい角度に形成され、より大きな面積でトレッド部材９０に当接して前方側に押圧する。押圧ローラ２０は、この傾斜面２２Ａにより、面積に応じた大きな力でトレッド部材９０を押圧して確実に引き伸ばし、かつ、引き伸ばしたトレッド部材９０を被成形体Ｈに強く押し付けてステッチングする。

図４は、押圧ローラ２０によりトレッド部材９０を押圧してステッチングする途中段階を模式的に示す正面図である。
圧着装置１０は、ステッチング工程で、図示のように、押圧ローラ２０の押圧面２１をトレッド部材９０に押し付け、押圧ローラ２０を回転させながらトレッド部材９０の外面上を相対移動させる。この回転及び移動に伴い、傾斜溝２２によりトレッド部材９０に幅方向外側に引き伸ばす力Ｓ２を付加しつつ、押圧面２１でトレッド部材９０を周方向に沿って順に押圧して被成形体Ｈに圧着する。また、圧着時には、トレッド部材９０の端部領域９１に対して、押圧ローラ２０を当接させて回転させるだけで、その幅方向の内側から外側に移動させることなく引き伸ばす力Ｓ２を付加する。これにより、端部領域９１を幅方向外側に引き伸ばしながら押圧し、その幅方向内側の部分から幅方向外側端まで、全体を対向する被成形体Ｈの外面に沿って順に圧着する。

このように、この圧着装置１０は、押圧ローラ２０の回転に伴い、押圧面２１により、押圧するトレッド部材９０に幅方向外側に引き伸ばす力Ｓ２を付加できる。そのため、トレッド部材９０の端部領域９１も、押圧ローラ２０を幅方向に移動させずに幅方向外側に引き伸ばしながら押圧でき、端部領域９１を、薄く伸ばすようにして被成形体Ｈの外面に隙間なく確実に圧着できる。これに伴い、押圧ローラ２０の移動距離を短くできるため、トレッド部材９０（特に端部領域９１）の押圧に要する時間と未加硫タイヤの成形時間を短縮できる。また、トレッド部材９０を幅方向外側の力を作用させつつ押圧するため、被成形体Ｈとの間のエアを幅方向外側に逃がすようにトレッド部材９０を押圧でき、エア溜まりの発生を抑制して、トレッド部材９０を被成形体Ｈに確実に圧着できる。

従って、本実施形態によれば、押圧ローラ２０によりトレッド部材９０を被成形体Ｈに確実に圧着しつつ、押圧ローラ２０によるトレッド部材９０の圧着時間を短縮できる。また、押圧ローラ２０の傾斜溝２２内に傾斜面２２Ａを設けたため、トレッド部材９０との当接面積を大きくしてより大きな力で押圧でき、トレッド部材９０の引き伸ばしとステッチングとを一層確実に行える。更に、押圧ローラ２０の押圧面２１を凸曲面状に形成したため、押圧面２１とトレッド部材９０との当接位置にかかわらず、トレッド部材９０を同じように押圧できるとともに、トレッド部材９０を有効に押圧できる押圧面２１の範囲を広く設定できる。その結果、被成形体Ｈやトレッド部材９０の外面形状、又は、トレッド部材９０と押圧ローラ２０の当接位置が変動等しても、押圧ローラ２０により、トレッド部材９０を同様の条件で安定して押圧できる。併せて、端部領域９１で、押圧ローラ２０による上記した引き伸ばしながら押圧する効果を確実に確保できる。

なお、本実施形態では、傾斜溝２２により、トレッド部材９０に引き伸ばす力Ｓ２を付加したが、傾斜溝２２に替えて、同様に傾斜して延びる傾斜突条を押圧面２１から突出させて形成して、引き伸ばす力Ｓ２を付加するようにしてもよい。また、押圧面２１には、傾斜溝２２と傾斜突条を組み合わせて形成し、或いは、複数の凹部又は突部を、傾斜溝２２と同様の傾斜する方向に並列させて配置することで、引き伸ばす力Ｓ２を発生させるようにしてもよい。ただし、傾斜溝２２や傾斜突条では、トレッド部材９０に幅方向外側に引き伸ばす力Ｓ２を連続して確実に付加でき、かつ、耐久性も高くなるため、押圧面２１には、傾斜溝２２又は傾斜突条を設けるのが望ましい。また、これら引き伸ばす力Ｓ２を付加する手段は、押圧ローラ２０のサイズや仕様、必要な力Ｓ２の大きさ、トレッド部材９０のステッチング条件、引き伸ばし量等に応じて、幅、傾斜角度、配置間隔、深さ又は高さ、形状を適宜設定すればよい。

以上、トレッド部材９０を例に採り説明したが、この圧着装置１０によれば、半径方向内側から外側に向けて押圧するビードフィラや、被成形体Ｈに順次重ねて積層しつつ押圧するゴムストリップ等、トレッド部材９０以外のタイヤ構成部材も押圧して圧着できる。このように、圧着装置１０により圧着するタイヤ構成部材は、トレッド部材９０に限らず、未加硫タイヤの成形に使用されて、幅方向外側に引き伸ばしながら圧着する他のタイヤ構成部材であってもよい。

１・・・タイヤ製造装置、２・・・支持体、１０・・・圧着装置、２０・・・押圧ローラ、２１・・・押圧面、２２・・・傾斜溝、２２Ａ・・・傾斜面、９０・・・トレッド部材、９１・・・端部領域、Ｈ・・・被成形体。

Claims (5)

1. 被成形体に配置されたタイヤ構成部材を押圧する押圧ローラを備え、回転する押圧ローラによりタイヤ構成部材を押圧して被成形体に圧着するタイヤ構成部材の圧着装置であって、
   押圧ローラが、回転に伴い、押圧するタイヤ構成部材に幅方向外側に引き伸ばす力を付加する押圧面を有することを特徴とするタイヤ構成部材の圧着装置。
2. 請求項１に記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、
   押圧ローラの押圧面が、回転方向に対して傾斜して延びる傾斜溝又は傾斜突条を有し、傾斜溝又は傾斜突条により前記引き伸ばす力を付加することを特徴とするタイヤ構成部材の圧着装置。
3. 請求項２に記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、
   タイヤ構成部材の幅方向内側に位置する傾斜溝内の縁部に、溝底側から押圧面に向かって傾斜し、タイヤ構成部材に当接して被成形体に押し付ける傾斜面を有することを特徴とするタイヤ構成部材の圧着装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、
   押圧ローラの押圧面が凸曲面状に形成されていることを特徴とするタイヤ構成部材の圧着装置。
5. 被成形体にタイヤ構成部材を圧着して未加硫タイヤを成形するタイヤ製造装置であって、
   請求項１ないし４のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の圧着装置を備えたことを特徴とするタイヤ製造装置。

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