JP5721651B2

JP5721651B2 - 生タイヤ成形用圧着装置および生タイヤ成形方法

Info

Publication number: JP5721651B2
Application number: JP2012054576A
Authority: JP
Inventors: 敏行真船
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2032-03-12
Also published as: JP2013188866A; WO2013136847A1

Description

本発明は、タイヤ構成材料を圧着して生タイヤを成形する際に使用される生タイヤ成形用圧着装置および生タイヤ成形方法に関する。

生タイヤは、一般に、複数のタイヤ構成部材を圧着することにより成形されるが、タイヤ構成部材間で剥離が発生してエアー入り等の現象が起こると、タイヤ品質の悪化を招くため、複数のタイヤ構成部材を正確に圧着させることが非常に重要になる。

そこで、従来より、タイヤ構成部材に関する圧着技術について種々の開発がされている。例えば、生タイヤの頂部にトレッドリングを圧着させる場合には、回転自在な円盤状のステッチングローラーを用いて、トレッドリングを生タイヤに押付ける方法等が開発されているなど圧着する対象や目的により、種々の発明がなされている（例えば、特許文献１）。

特開２００５−２８０２５８号公報

上記のような圧着技術が適用される具体的な一例として、空気入りラジアルタイヤ等の製造において採用されるストリップワインド工法があり、この工法では、押出機から押出されたテープ状のストリップを生タイヤの外周面に螺旋状に巻き付けて積層タイプのトレッドなどを形成する際に、ステッチングローラーにより圧着が行われている。

しかしながら、このストリップワインド工法の場合、ストリップの配合によって圧着の難易が生じるため、特に安定した圧着工程が要求される。

即ち、ストリップワインド工法は、厚さ約１ｍｍのストリップを積層して、トレッド形状を形成させるため、ステッチングローラーの横行き速度や押し付け圧力や押し当て角度、成形ドラムの回転速度などを調整しても、型崩れやストリップ同士の剥離が発生しやすい。

このようなストリップワインド工法においては、特にステッチングローラーによる「引きはがし」現象が発生しやすい。

即ち、押出機から押出されたストリップは冷却されることなく、直ちに生タイヤの外周面に螺旋状に巻き付けられてステッチングローラーによる圧着が行われるため、圧着されたストリップがステッチングローラーに付着して引きはがされるという「引きはがし」現象が発生し、本来圧着すべき装置が逆の引きはがし作用をするという問題があった。

この問題について図面を用いて説明する。図４は、ステッチングローラーによるストリップの「引きはがし」現象を説明する図である。図５は、ステッチングローラーを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図４、図５において、１０はステッチングローラー、２０はローラーシャフト、７０は生タイヤ、８１は生タイヤ７０の外周面に巻き付けられるストリップである。

そして、前記の如く、押出機から押出されて高温状態のまま生タイヤに螺旋状に巻き付けられたストリップ８１を、ステッチングローラー１０により矢印イの方向に押え付けて圧着するときに、ストリップ８１がステッチングローラー１０に付着する。

そして、ストリップ８１が付着したままステッチングローラー１０が矢印ロに示すように回転した場合には、ステッチングローラー１０に付着したストリップ８９が下層のストリップ８１から浮き上がってストリップ８１が剥がれるという「引きはがし」現象が発生し、本来圧着すべきステッチングローラー１０が逆の作用をするという問題があった。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、ステッチングローラーがストリップを剥がすことを防止することにより、タイヤ構成部材の圧着工程を安定させることができる生タイヤ成形用圧着装置および生タイヤ成形方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
押出機から押出され、高温のまま直ちに生タイヤに螺旋状に巻かれるストリップを上から押し付けるステッチングローラーと、
前記ステッチングローラーを加熱する加熱手段と、
前記ステッチングローラーの表面温度が２０〜９５℃になるように前記加熱手段を制御して、前記ストリップが前記ステッチングローラーに付着することを回避する温度制御手段と
を備えていることを特徴とする生タイヤ成形用圧着装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記加熱手段が、加熱された熱媒体を前記ステッチングローラーに供給する装置または前記ステッチングローラーに装着された電気式ヒータ装置であることを特徴とする請求項１に記載の生タイヤ成形用圧着装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記ステッチングローラーがタイヤ回転軸方向に沿って移動するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生タイヤ成形用圧着装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記ステッチングローラーが円筒状またはローラー幅方向の外周面の断面形状が中央が突出した円弧状に形成されていると共に、前記ステッチングローラーの外周面に凹凸部が形成されていないことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の生タイヤ成形用圧着装置である。

請求項５に記載の発明は、
前記ステッチングローラーが、生タイヤに螺旋状に巻かれてトレッドを形成するストリップを生タイヤに押し付けるローラーであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の生タイヤ成形用圧着装置である。

請求項６記載の発明は、
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載された生タイヤ成形用圧着装置を用いて、前記温度制御手段により前記ステッチングローラーの表面温度を所定の温度になるように制御して、生タイヤを形成することを特徴とする生タイヤ成形方法である。

本発明により、ステッチングローラーがストリップを剥がすことを防止することにより、タイヤ構成部材の圧着工程を安定させることができる生タイヤ成形用圧着装置および生タイヤ成形方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置を模式的に示す図である。本発明の第１の実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置のステッチングローラーの圧着動作を説明する図である。本発明の第２の実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置を模式的に示す図である。ステッチングローラーによるストリップの「引きはがし」現象を説明する図である。ステッチングローラーを示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
１．生タイヤ成形用圧着装置
（Ａ）第１の実施の形態
（１）生タイヤ成形用圧着装置の構成
図１は、本実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置を模式的に示す図であって、(ａ)は主要部の構成図、(ｂ)は一部拡大図を示す。

図１において、１０はステッチングローラーであり、２０はローラーシャフトであり、３０はステッチングローラー１０を支持する支持部であり、４０は温水器であり、４１は温水循環路であり、４２は加熱手段である。

本実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置は、ストリップワインド工法に使用される圧着装置であって、その特徴は加熱手段４２およびステッチングローラー１０の加熱温度を制御する図外の温度制御手段を備えることにより、ステッチングローラー１０のローラー表面（押し付け面）を所定温度に設定できる点にある。

具体的には、図１に示すように、加熱手段４２は温水器４０および温水循環路４１を備えており、矢印２２で示すように温水をローラーシャフト２０内に流すことによりステッチングローラー１０を加熱する。

そして、ストリップのゴム配合毎にステッチングローラー１０のローラー表面が適正な温度となるように、図外の温度制御手段により２０〜９５℃の範囲で温度制御が行われる。温度制御は、温水器４０の温度を調整することにより行われる。

ステッチングローラー１０のローラーシャフト２０は、円筒状に形成され、温水循環路４１に接続されており、所定の温度の温水が流れることにより、ステッチングローラー１０のローラー表面に熱が伝達される。

図１（ｂ）に示すように、ステッチングローラー１０の外周面は、断面円弧状に形成され、しかも円弧状の外周面には凹凸が形成されていない。なお、ステッチングローラー１０の形状は、断面円弧状に限定されず、ローラー軸方向全長にわたって径が同寸法の円筒状に形成してもよい。

（２）ステッチングローラーの動作
図２は、本実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置のステッチングローラーの圧着動作を説明する図であって、（ａ）はローテーション機能がある場合の動作を示し、（ｂ）はローテーション機能がない場合の動作を示している。

そして、圧着装置がローテーション機能を備えている場合には、図２（ａ）に示すように、ステッチングローラー１０は、トレッドの路面と接する外周部７１と正対した状態で外周部７１を押圧しながら、矢印で示すようにタイヤ軸方向に移動し、トレッドの肩部（ショルダーとの接続部）７２では傾斜して正対に近い状態でトレッドの肩部７２を押圧しながら移動する。

圧着装置がローテーション機能を備えていない場合には、ステッチングローラー１０の支持部３０が伸長することによりステッチングローラー１０がトレッドの肩部７２を押圧する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、ステッチングローラー１０は、トレッドの外周部７１と正対せずに傾斜した状態で外周部７１を押圧しながら、矢印で示すようにタイヤ軸方向に移動し、トレッドの肩部７２では傾斜した状態で、支持部３０が伸長することにより肩部７２を押圧する。

本実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置においては、ローテーション機能を有するタイプでも、有しないタイプでも、加熱手段によりステッチングローラー１０の表面温度の制御が可能なため、ステッチングローラー１０に接触するストリップがステッチングローラー１０に付着することを回避することができる。このため、ステッチングローラーによる「引きはがし」現象を抑制することができてステッチングローラーの本来の圧着機能を発揮させることができる。

（Ｂ）第２の実施の形態
本実施の形態は、ステッチングローラーの温度調整を、そのローラーシャフトの内部に誘導加熱装置を設置して行う点で、第１の実施の形態とは異なる。

図３は、本実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置を模式的に示す図であって、(ａ)は主要部の構成図、(ｂ)は一部拡大図を示す。

図３において、１０はステッチングローラーであり、２０はローラーシャフトであり、３０はステッチングローラー１０を支持する支持部であり、５０はコイル部であり、５１は導電線であり、５２は加熱手段であり、５３は金属棒である。

加熱手段５２は、導電線５１、金属棒５３および金属棒５３の外周に絶縁されたコイル部５０を備えている。そして、コイル部５０が形成された金属棒５３は円筒状のローラーシャフト２０内に同軸に配置されている。なお、コイル部５０は導電線５１により電源に接続されている。

本実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置は、前記の加熱手段５２と共に第１の実施の形態と同様、温度制御手段を備えている。これにより、第１の実施の形態と同様、温度制御手段により、２０〜９５℃の範囲で温度制御が行われ、ストリップの剥がれる現象を抑制することができる。

しかも、本実施の形態では、金属棒５３およびコイル部５０をローラーシャフト２０内に収容し、コイル部５０を導電線５１により電源に接続する構成となっているため、簡潔な構造となって製造コストを抑えることができる。

２．生タイヤ成形方法
生タイヤ成形方法は、従来と同様の工程に従って行われ、その中の圧着工程において、前記の生タイヤ成形用圧着装置を用いて、ストリップの圧着が行われる。

３．本実施の形態の効果
（１）本実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置は、ステッチングローラーを加熱する加熱手段を備えているため、ストリップがステッチングローラーに付着することを回避してステッチングローラーがストリップを剥がすことを防止することができ、ステッチングローラーの本来の圧着機能を発揮させることができる。

（２）加熱手段は、温水または電気式ヒータで加熱する手段であるため、ステッチングローラーを簡易な構造で加熱することができる。

（３）ステッチングローラーはトレッドに対して正対または傾斜した状態でストリップを押圧しながらタイヤ回転軸方向に沿って移動するように構成されているが、いずれの場合でも、本実施の形態は、加熱手段が前記の通り簡易な構造であるため、加熱手段を付加することによる構造上の支障なくステッチングローラーの本来の圧着機能を発揮させながら、ストリップを満遍なく圧着することができる。

（４）ステッチングローラーの押し付け面に凹凸部が形成されていないため、ストリップが削り取られることがない。

１．実施例
上記した本実施の形態の生タイヤ成形用圧着装置、即ち、ステッチングローラーを加熱する加熱手段および温度制御手段を備えた生タイヤ成形用圧着装置を用いてタイヤ成形を行い、その性能を確認した。

具体的には、タイヤサイズ２１５／４５Ｒ１７ＲＶ５０３のタイヤ用に配合されたゴム（Ａ配合）、およびタイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７ＬＳ２０００ＨＹＢＲ２のタイヤ用に配合されたゴム（Ｂ配合）の２種類のストリップを用いて、ステッチングローラーの表面温度を４０℃、６０℃、８０℃に設定して、それぞれステッチングを行い、「引きはがし」現象の発生の状況を評価した。

２．比較例
比較のために、従来の生タイヤ成形用圧着装置、即ち、加熱手段を備えていない生タイヤ成形用圧着装置を用いてタイヤ成形を行った。具体的には、ステッチングローラーの表面温度が常温（３０℃）であった以外は、実施例と同様にステッチングを行い、「引きはがし」現象の発生の状況を評価した。

３．評価結果
評価の結果を表１に示す。なお、評価は、「引きはがし」現象の発生状況に応じて、「◎」〜「▲」とした。

表１より、Ａ配合の場合、常温（３０℃）では発生していた「引きはがし」現象が、ステッチングローラーの表面設定温度を４０℃〜８０℃に設定することにより抑制でき、特に６０℃〜８０℃の場合には充分な抑制が可能になっていることが分かる。そして、Ｂ配合の場合、高温では発生していた「引きはがし」現象が、ステッチングローラーの表面設定温度を３０℃〜４０℃に設定することにより、充分抑制できることが分かる。

以上の結果より、ストリップのゴム配合に応じて、ステッチングローラーの表面温度を適宜設定することにより、「引きはがし」現象の発生を抑制できることが確認できた。

そして、「引きはがし」現象の発生を抑制したことにより、ステッチング速度を従来より向上させることができることが確認できた。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１０ステッチングローラー
２０ローラーシャフト
２２温水の流れを示す矢印
３０ステッチングローラーの支持部
４０温水器
４１温水循環路
４２、５２ステッチングローラーの加熱手段
５０コイル部
５１導電線
５３金属棒
７０生タイヤ
７１トレッドの外周部
７２トレッドの肩部
８１ストリップ
８９ステッチングローラーに付着したストリップ
イステッチングローラーの押え付け方向
ロステッチングローラーの回転方向

Claims

押出機から押出され、高温のまま直ちに生タイヤに螺旋状に巻かれるストリップを上から押し付けるステッチングローラーと、
前記ステッチングローラーを加熱する加熱手段と、
前記ステッチングローラーの表面温度が２０〜９５℃になるように前記加熱手段を制御して、前記ストリップが前記ステッチングローラーに付着することを回避する温度制御手段と
を備えていることを特徴とする生タイヤ成形用圧着装置。
前記加熱手段が、加熱された熱媒体を前記ステッチングローラーに供給する装置または前記ステッチングローラーに装着された電気式ヒータ装置であることを特徴とする請求項１に記載の生タイヤ成形用圧着装置。
前記ステッチングローラーがタイヤ回転軸方向に沿って移動するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生タイヤ成形用圧着装置。
前記ステッチングローラーが円筒状またはローラー幅方向の外周面の断面形状が中央が突出した円弧状に形成されていると共に、前記ステッチングローラーの外周面に凹凸部が形成されていないことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の生タイヤ成形用圧着装置。
前記ステッチングローラーが、生タイヤに螺旋状に巻かれてトレッドを形成するストリップを生タイヤに押し付けるローラーであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の生タイヤ成形用圧着装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載された生タイヤ成形用圧着装置を用いて、前記温度制御手段により前記ステッチングローラーの表面温度を所定の温度になるように制御して、生タイヤを形成することを特徴とする生タイヤ成形方法。