JP5662882B2 - 剛性中子 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの内腔からの剛性中子の取り外し、および取り外された剛性中子の再組み立てを精度良くかつ効率よく行いうる剛性中子に関する。

近年、空気入りタイヤの形成精度を高めるため、図１０（Ａ）に示すように、加硫済みの仕上がりタイヤのタイヤ内面形状に相当する外形形状を有する剛性中子ａを用い、この剛性中子ａ上に、インナーライナ、カーカスプライ、ベルトプライ、サイドウォールゴム、トレッドゴム等のタイヤ構成部材を順次貼り付けて未加硫タイヤｔを形成するとともに、この未加硫タイヤｔを剛性中子ａごと加硫金型ｂ内に投入し、内型である剛性中子ａと外型である加硫金型ｂとの間で空気入りタイヤを加硫成形する方法が提案されている（例えば特許文献１参照。）。

この剛性中子ａでは、加硫成形後、空気入りタイヤの内腔から分解して取り外せるように、図１０（Ｂ）に示すように、中子本体ａ１を、タイヤ周方向に分割される複数の中子セグメントｃから形成している。詳しくは、周方向両端の分割面が、半径方向内方に向かって周方向巾が減じる向きに傾斜する第１の中子セグメントｃ１と、この第１の中子セグメントｃ１とは周方向に交互に配されしかも周方向両端の分割面が、半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜する第２の中子セグメントｃ２とから構成し、第２の中子セグメントｃ２から順次半径方向内方に一つずつ移動させて取り出すことで、中子本体ａ１を分解して加硫済みタイヤから取り外すことができる。

又各中子セグメントｃは、その半径方向内端部が、円環状のコア部ｄ１を有するフレームｄの前記コア部ｄ１にボルト固定されることにより、環状に組み立てられる。なお前記フレームｄは、前記コア部ｄ１の一端側が開口することにより、この開口部ｆからボルトｅの着脱操作を行うことができる。

しかしこのような構造では、ボルトｅの自動脱着が難しく、しかもボルト固定箇所が多いため、剛性中子ａの分解、組立てに多くの労力を要するなど作業性に劣る。又各中子セグメントｃの位置決めが難しく、組み立て精度を損ねるなど、剛性中子ａを高精度でかつ安定して組み立てることも難しい。

特開２００６−１６０２３６号公報

そこで本発明は、ボルトを用いることなく、高精度かつ安定して効率よく組み立て分解することができ、この組み立て分解の自動化に大きく貢献しうる剛性中子を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、空気入りタイヤの内腔面を成形する成形面を外表面に設けた円環状の中子本体を具える剛性中子であって、
タイヤ周方向に分割されかつ半径方向内側に移動可能な複数の中子セグメントからなる前記中子本体と、
この中子本体の中心孔に内挿されて各中子セグメントの半径方向内側への移動を阻止する円筒状のコアと、
前記中子本体の軸心方向両側に配され、内側面間で前記中子本体を挟んで保持することにより各中子セグメントの軸心方向への移動を阻止する一対の側板とを具え、
しかも前記コアの外周面に、軸心方向と平行にのびる蟻溝又は蟻ほぞの一方からなる第１の蟻継ぎ部が形成され、かつ各中子セグメントの内周面に、軸心方向と平行にのびかつ前記第１の蟻継ぎ部に係合する蟻溝又は蟻ほぞの他方からなる第２の蟻継ぎ部が形成されるとともに、
軸心方向一方側の側板は、前記コアの一方側の端部が固定され、かつ軸心方向他方側の側板は、この側板の内側面に、前記コアの中心孔に設ける内ネジ部に螺入しうるボス部を突設することにより、前記コアの他方側の端部とは着脱自在としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記中子セグメントは、周方向両端の分割面を、半径方向内方に向かって周方向巾が減じる向きに傾斜させた第１の中子セグメントと、前記第１の中子セグメントとは周方向に交互に配され、かつ周方向両端の分割面を、半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜させた第２の中子セグメントとから構成されることにより、半径方向内側に移動可能としたことを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記軸心方向一方側、他方側の側板は、それぞれ軸心方向外側に突出する支持軸部を具えることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記支持軸部は、その端面に、廻り止め用のキー溝又はキー状突起からなる係止部が形成されることを特徴としている。

本発明は叙上の如く、中子本体に内挿される円筒状のコアと、前記中子本体の軸心方向両側に配される一対の側板とを具えるとともに、前記コアの一方側の端部は、一方側の側板に固定されている。

又前記コアの外周面には、軸心方向にのびる第１の蟻継ぎ部が形成されるとともに、各前記中子セグメントの内周面には、軸心方向にのびる第２の蟻継ぎ部が形成されている。従って各中子セグメントを、前記第１の蟻継ぎ部によって案内しながら、コアの周囲に、順次配置させることができる。このとき第１、第２の蟻継ぎ部が互いに係合するため、中子セグメントの位置ズレを防止でき、高精度かつ安定して能率良く組み立てることができる。

又他方側の側板には、前記コアの中心孔に螺入しうるボス部が突設される。そのため、このボス部の螺入によって、前記側板間で中子本体を狭持して各中子セグメントの軸心方向への移動を阻止きる。従って、前記第１、第２の蟻継ぎ部間の係合と、前記コアによる中子セグメントの半径方向内側への移動阻止と、前記側板間の狭持による中子セグメントの軸心方向への移動阻止とによって、組み立てた中子セグメント間を固定でき、中子本体を高精度のまま維持することができる。しかも、剛性中子では、ボルトを用いることなく、一つのネジ結合のみで固定しているため、組み立て作業効率、および分解作業効率を大幅に高めることができ、又この組み立て、分解の自動化に大きく貢献することができる。

本発明の剛性中子の一実施例を示す断面図である。 中子本体をコアとともに示す平面図である。 剛性中子の分解斜視図である。 第１、第２の蟻継ぎ部の係合状態を示す拡大図である。 連結手段を説明する断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、剛性中子を分解する順序を説明する断面図である。 中子本体のタイヤからの取り出し、組み立てを説明する断面図である。 中子本体のタイヤからの取り出し、組み立てを説明する平面図である。 他方側の側板のコアへの取り付けを説明する断面図である。 （Ａ）は剛性中子を用いた空気入りタイヤの形成方法を示す断面図、（Ｂ）は剛性中子の軸心方向の側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の剛性中子１は、空気入りタイヤＴの内腔面Ｔｓを成形する成形面２を外表面に設けた円環状の中子本体３を具える。そして、この中子本体３の前記成形面２上に、インナーライナ、カーカスプライ、ベルトプライ、サイドウォールゴム、トレッドゴム等のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより未加硫タイヤが形成されるとともに、該未加硫タイヤを剛性中子１ごと加硫金型内に投入することにより空気入りタイヤＴが加硫成形される。図１には、前記剛性中子１が、加硫済みの空気入りタイヤＴとともに加硫金型から取り出され、保持軸４上に移載された状態が示される。

前記剛性中子１は、前記中子本体３と、この中子本体３の中心孔３Ｈに内挿される円筒状のコア５と、前記中子本体３の軸心方向両側に配される一対の側板６Ｌ、６Ｕとを具える。

前記中子本体３は、前記成形面２を有する主部３Ａの半径方向内側に、半径方向内方に向かって軸心方向外側に傾斜するテーパ面７を有して軸心方向外側に膨出する膨出部３Ｂを具えるとともに、前記中子本体３の内部には、この中子本体３と同心をなす凹部８が形成される。本例では、加硫加熱用の熱媒体であるスチームが前記コア５に設けた流路（図示しない。）を通って前記凹部８内に供給される場合が示されるが、例えば電気ヒータ等の加硫加熱用の熱源を凹部８内に収容することもできる。又この凹部８は、中子本体３を分解してタイヤＴから釣り下げて取り出す際の引っ掛け部としても使用される。

又前記中子本体３は、図２、３に示すように、タイヤ周方向に分割された複数の中子セグメント９からなるとともに、この中子セグメント９は、周方向両端の分割面９Ｓを、半径方向内方に向かって周方向巾が減じる向きに傾斜させた第１の中子セグメント９Ａと、前記第１の中子セグメント９Ａとは周方向に交互に配され、かつ周方向両端の分割面９Ｓを、半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜させた第２の中子セグメント９Ｂとから構成される。これにより中子セグメント９は、第２の中子セグメント９Ｂを半径方向内側に移動させることができ、又それに伴って第１の中子セグメント９Ａも半径方向内側に順次移動させることができる。又中子本体３では、図７、８に示すように、第２の中子セグメント９Ｂから順次半径方向内方に一つずつ移動させて、タイヤＴの内腔ＴＨから順次取り出すことができる。

次に、前記コア５は円筒状をなし、前記中子本体３の中心孔３Ｈに内挿されることにより、各中子セグメント９の半径方向内側への移動を阻止することができる。そしてこのコア５の軸心方向の一方側の端部は、軸心方向一方側の側板６Ｌの内側面に固定されている。本例では、前記側板６Ｌとコア５とがボルト１０（図１に示す。）を用いて固定される場合が示されている。しかし、前記剛性中子１を分解してタイヤＴから取り出す際、前記一方側の側板６Ｌとコア５との間は分解する必要がなく、従って、このボルト固定は、剛性中子の分解組み立て作業には何ら影響を与えるものではない。従ってこの側板６Ｌとコア５とは、例えば溶接などによって固定することもできる。

又前記一方側の側板６Ｌは、円盤状の基板部１１Ａと、その周方向外縁に設けられかつ前記中子本体３のテーパ面７と当接するフランジ部１１Ｂとを有する側板本体１１を具えるとともに、前記基板部１１Ａの外側面には、軸心方向外側に突出する支持軸部１２が同心に設けられる。なお前記フランジ部１１Ｂは、前記テーパ面７と同傾斜をなし、これにより側板６Ｌと中子本体３とを同心に位置合わせしうるとともに、このフランジ部１１Ｂとコア５との間で、前記中子本体３の前記膨出部３Ｂを挟み込んで保持しうる。

又前記コア５は、その中心孔５Ｈの軸心方向他方側に、内ネジ部１３を具えるとともに、コア５の外周面には、軸心方向に連続してのびる蟻溝１４又は蟻ほぞ１５の一方からなる第１の蟻継ぎ部１６が形成される。又各前記中子セグメント９の内周面には、軸心方向にのびかつ前記第１の蟻継ぎ部１６に係合する蟻溝１４又は蟻ほぞ１５の他方からなる第２の蟻継ぎ部１７が形成される。本例では、第１の蟻継ぎ部１６として蟻溝１４が形成され、かつ第２の蟻継ぎ部１７として蟻ほぞ１５が形成される場合が示されるが、逆に第１の蟻継ぎ部１６として蟻ほぞ１５が形成され、かつ第２の蟻継ぎ部１７として蟻溝１４が形成されても良い。図４に拡大して示すように、前記蟻溝１４および蟻ほぞ１５は、周知の如く、両側面が溝底及びほぞ先に向かって巾を増す向きに傾斜する断面略台形状をなし、一方他方が互いに填り合うことにより軸心方向にのみ相対移動可能に連結される。

次に、軸心方向他方側の側板６Ｕは、円盤状の基板部２０Ａと、その周方向外縁に設けられかつ前記中子本体３のテーパ面７と当接するフランジ部２０Ｂとを有する側板本体２０を具えるとともに、前記基板部２０Ａの外側面には、軸心方向外側に突出する支持軸部２１が同心に設けられる。本例では、前記基板部２０Ａ及び支持軸部２１は、前記軸心方向一方側の側板６Ｌにおける前記基板部１１Ａ及び支持軸部１２と同構成で形成されている。

そして前記基板部２０Ａの内側面には、前記コア５の中心孔５Ｈに設ける内ネジ部１３に螺入しうるボス部２２が同心に突設される。従って、このボス部２２と前記内ネジ部１３とにより、前記他方側の側板６Ｕを、コア５に着脱自在に取り付けできる。又取り付け時、前記側板６Ｌと同様に、前記フランジ部２０Ｂが、側板６Ｕと中子本体３とを同心に位置合わせするとともに、このフランジ部２０Ｂとコア５との間で、前記中子本体３の前記膨出部３Ｂを挟み込んで保持しうる。

本例では、前記他方側の側板６Ｕを着脱するために、前記他方側の側板６Ｕの支持軸部２１には、モータ駆動される回転軸２３が、連結手段２４を介して連結される。なお前記一方側の側板６Ｌの支持軸部１２と前記保持軸４とも、本例では連結手段２４を介して連結されている。なお以下に前記保持軸４及び回転軸２３を総称して、接続軸２５と呼ぶ。

前記連結手段２４は、本例では、ボールロック機構を有する。具体的には、図５に示すように、前記連結手段２４は、前記支持軸部１２、２１の各外端部に同心に凹設されかつ内周面に周溝２６Ａを設けた連結孔部２６、前記接続軸２５の外端部に同心に突設されかつ前記連結孔部２６に挿入される連結筒部２７、および前記連結孔部２６と連結筒部２７との間をロックするボールロック手段２８を具える。

前記ボールロック手段２８は、前記連結筒部２７に周方向に分散配置されかつ半径方向内外に貫通する複数の貫通孔２９に保持される剛性ボール３０と、前記接続軸２５内に設けるシリンダ室３１内に収納され、かつこのシリンダ室３１への圧縮空気の給排によって前記シリンダ室３１内で軸心方向内外に移動しうるピストン片３３と、前記連結筒部２７の中心孔２７Ｈ内に配されかつ前記ピストン片３３と一体移動可能に連結されるプランジャ３４とを具える。

前記プランジャ３４は、前記ピストン片３３により前記連結筒部２７の中心孔２７Ｈ内で軸心方向外側に移動しうる。そしてこの移動によって、プランジャ３４の外周面が、各前記剛性ボール３０と当接して半径方向外側に押し上げ、各剛性ボール３０を前記周溝２６Ａに押し付けてロックさせうる。又前記プランジャ３４は、前記ピストン片３３により前記連結筒部２７の中心孔２７Ｈ内で軸心方向内側に移動でき、これにより前記剛性ボール３０の半径方向外側への押し上げを解除させ、前記連結孔部２６と連結筒部２７との間のロックを解除させる。なおプランジャ３４の外周面は、軸心方向外側に向かって先細状となるコーン面を有する。

又前記支持軸部１２、２１の外端面には、廻り止め用のキー溝又はキー状突起の一方からなる係止部３６（図３に示す。）が形成されるとともに、接続軸２５の外端面には、前記キー溝又はキー状突起の他方からなり前記係止部３６に係合する係合部（図示しない）が形成される。

次に、本実施形態の剛性中子１の、空気入りタイヤＴからの取り出し、再組み立てを説明する。
図１は、前述した如く、加硫金型から取り出された空気入りタイヤ付きの剛性中子１が、保持軸４上に移載された状態を示す。そして、その上方から回転軸２３を下降させ、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この回転軸２３とその下方に位置する側板６Ｕの支持軸部２１とを前記連結手段２４を用いてワンタッチで連結させる。しかる後、前記回転軸２３を回転させることで、剛性中子１から一方側の側板６Ｕを取り外すことができる。なお取り外された側板６Ｕは、連結手段２４に保持されたまま前記回転軸２３とともに他所に移送される。

又下方からは環状の中子本体受け４０が上昇し、前記中子本体３を下方から支えた後、図６（C)に示すように、前記保持軸４が他方側の側板６Ｌとともに下降する。これにより、剛性中子１から側板６Ｌとコア５とが一体に取り外される。なお取り外された側板６Ｌとコア５とは、連結手段２４に保持されたまま保持軸４とともに組み立て場所Ｋ（図７に示す。）に移送される。

その後、図７、８に示すように、例えばロボットアームに取り付く保持治具４１を用い、前記中子本体受け４０上に保持された中子本体３から、中子セグメント９を１つずつ取り出すとともに、取り出された中子セグメント９は、前記組み立て場所Ｋに移送されて、前記コア５の周囲に順次取り付けられる。本例では、前記保持治具４１はフック状をなし、前記凹部８に引っ掛けて各中子セグメント９を半径方向内側に移動させた後、その中子セグメント９を釣り下げて組み立て場所Ｋまで移送する。なお中子セグメント９の取り出し、及び組み立て場所Ｋでの再組み立ては、前述の如く、前記第２の中子セグメント９Ｂから１つずつ行われ、全ての第２の中子セグメント９Ｂが取り出された後、前記第１の中子セグメント９Ａが１つずつ取り出される。

そして、全ての第１、第２の中子セグメント９Ａ、９Ｂがコア５の周囲に装着された後、図９に示すように、このコア５上に、前記側板６Ｕを保持した回転軸２３を下降させ、かつ回転させることで、コア５に側板６Ｕのボス部２２を螺入させ、剛性中子１を再組み立てることができる。

ここで、前記コア５及び各中子セグメント９に、それぞれ第１、第２の蟻継ぎ部１６、１７が形成されるため、各中子セグメント９を、前記第１の蟻継ぎ部１６によって案内しながらコアの周囲に順次配置させることができる。しかも第１、第２の蟻継ぎ部１６、１７が互いに係合するため、中子セグメント９の位置ズレを防止でき高精度かつ安定して組み立てることができる。

又他方側の側板６Ｕには、前記コア５に螺着しうるボス部２２が突設されるため、このボス部２２の螺着により前記側板６Ｌ、６Ｕ間で中子本体３を狭持して各中子セグメント９の軸心方向への移動を阻止きる。従って、前記第１、第２の蟻継ぎ部１６、１７間の係合と、前記コア５による中子セグメント９の半径方向内側への移動阻止と、前記側板６Ｌ、６Ｕ間の狭持による中子セグメント９の軸心方向への移動阻止とによって、組み立てた中子セグメント９、９間を固定でき、中子本体３を高精度のまま維持することができる。しかも、剛性中子１は、ボルトを用いることなく一つの螺合結合のみで固定されるため、組み立て作業効率、および分解作業効率を大幅に高めることができ、又この組み立て、分解の自動化を達成することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１ 剛性中子
２ 成形面
３ 中子本体
３Ｈ 中心孔
５ コア
５Ｈ 中心孔
６Ｌ、６Ｕ 側板
９ 中子セグメント
９Ａ 第１の中子セグメント
９Ｂ 第２の中子セグメント
９Ｓ 分割面
１３ 内ネジ部
１４ 蟻溝
１５ 蟻ほぞ
１６ 第１の蟻継ぎ部
１７ 第２の蟻継ぎ部
１２ 支持軸部
２１ 支持軸部
２２ ボス部
３６ 係止部
Ｔ 空気入りタイヤ
Ｔｓ 内腔面

Claims (6)

1. 空気入りタイヤの内腔面を成形する成形面を外表面に設けた円環状の中子本体を具える剛性中子であって、
   タイヤ周方向に分割されかつ半径方向内側に移動可能な複数の中子セグメントからなる前記中子本体と、
   この中子本体の中心孔に内挿されて各中子セグメントの半径方向内側への移動を阻止する円筒状のコアと、
   前記中子本体の軸心方向両側に配され、内側面間で前記中子本体を挟んで保持することにより各中子セグメントの軸心方向への移動を阻止する一対の側板とを具え、
   しかも前記コアの外周面に、軸心方向と平行にのびる蟻溝又は蟻ほぞの一方からなる第１の蟻継ぎ部が形成され、かつ各中子セグメントの内周面に、軸心方向と平行にのびかつ前記第１の蟻継ぎ部に係合する蟻溝又は蟻ほぞの他方からなる第２の蟻継ぎ部が形成されるとともに、
   軸心方向一方側の側板は、前記コアの一方側の端部が固定され、かつ軸心方向他方側の側板は、この側板の内側面に、前記コアの中心孔に設ける内ネジ部に螺入しうるボス部を突設することにより、前記コアの他方側の端部とは着脱自在としたことを特徴とする剛性中子。
2. 前記中子セグメントは、周方向両端の分割面を、半径方向内方に向かって周方向巾が減じる向きに傾斜させた第１の中子セグメントと、前記第１の中子セグメントとは周方向に交互に配され、かつ周方向両端の分割面を、半径方向内方に向かって周方向巾が増す向きに傾斜させた第２の中子セグメントとから構成されることにより、半径方向内側に移動可能としたことを特徴とする請求項１記載の剛性中子。
3. 前記軸心方向一方側、他方側の側板は、それぞれ軸心方向外側に突出する支持軸部を具えることを特徴とする請求項１又は２記載の剛性中子。
4. 前記支持軸部は、その端面に、廻り止め用のキー溝又はキー状突起からなる係止部が形成されることを特徴とする請求項３記載の剛性中子。
5. 前記第１の蟻継ぎ部は、前記コアの軸心方向の全長さでのびている請求項１乃至４のいずれかに記載の剛性中子。
6. 請求項３又は４に記載された剛性中子の外側に空気入りタイヤが加硫成形された空気入りタイヤ付きの剛性中子から、前記剛性中子を取り出すための方法であって、
   前記空気入りタイヤ付きの剛性中子を、そのタイヤ回転軸を垂直とし、その下側に位置する前記一方側の側板の前記支持軸部を保持軸上に移載する工程と、
   前記空気入りタイヤ付きの剛性中子の上方から回転軸を下降させ、その下方に位置する前記他方側の側板の前記支持軸部に連結させる工程と、
   前記回転軸を回転させることで、前記剛性中子から前記他方側の側板を取り外す工程と、
   下方から環状の中子本体受けを上昇させて、前記中子本体を下方から支える工程と、
   前記保持軸が前記一方側の側板とともに下降して、前記剛性中子から、前記一方側の側板と前記コアとを一体に取り外す工程と、
   前記中子本体受け上に保持された中子本体から、中子セグメントを取り出す工程とを含むことを特徴とする空気入りタイヤからの剛性中子の取り出し方法。
   

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