JP6109711B2 - タイヤ成型装置 - Google Patents

Description

本発明は、環状のビードコアの外周側にビードフィラが設けられたビード部材を円筒状のカーカスの幅方向端部で巻き込んだグリーンケースを保持するタイヤ成型装置に関する。

タイヤは、一次成型機の成型ドラムの外周にインナライナー、カーカスを巻き付けて円筒状に設けた後、環状のビードコアの外周側にビードフィラが設けられたビード部材が、円筒状のカーカスの幅方向端部に外挿される。そして、ビード部材をカーカスの幅方向端部で巻き込むように折り返された後、サイドウォールゴムが積層されてグリーンケースを成型する。

一次成型機で成型されたグリーンケースは、ビード部材の径方向内側からビードロックシューが当接することで保持され、一次成型機から二次成型機へ搬送される。そして、グリーンケースは、ビードロックシューに保持された状態で、カーカスの幅方向中央部を膨らませてタイヤ形状に合わせたトロイダル状に変形させた後、ベルト及びトレッドゴムを積層しグリーンタイヤを成型する。そして、得られたグリーンタイヤをモールド内で加硫成型されることで空気入りタイヤが得られる。

このようなタイヤの成型工程において、ビード部材を包み込むようにカーカスを折り返す際にビード部材の周囲に、特に、カーカスが大きく屈曲するビードコアの径方向内側とカーカスとの間に空気が残留しやすい。カーカスとビード部材との間に空気が残留した状態で加硫成型すると、残留空気による膨らみが加硫後のタイヤ外表面に現れてタイヤの外観品質が損なわれる。

なお、下記特許文献１には、一対のビードロックドラムにカーカス部材の両端に装着されたビード部を固定し、このカーカス部材をトロイダル状にシェーピングさせた後、カーカス部材外周面の部材積層体を合体させ、前記カーカス材料を回転させながら積層体をカーカス材料の外周面に沿ってステッチングする際、カーカス材料の両サイド部に突き刺さる針状部材を備えた圧着保持部材によりカーカス材料の両サイド部を圧着保持することが提案されている。下記特許文献２には、リムフランジと接触しないビード部またはサイド部に、タイヤ外部からカーカスの内部に至る空気抜き用のベンディング穴を形成することが提案されている。

しかしながら、特許文献１では、ステッチング時に生じるカーカスの変形歪みの低減を目的としていることに加え、針状部材はカーカスのサイド部を突き刺すものであるため、カーカスを折り返す際にビード部材の周囲に残留する空気を外部へ排気できず、また、特許文献２では、空気抜き用のベンディング穴を加硫成型後に形成しているため、残留空気による膨らみを修正することができない。

特開２００１−２７７３７６号公報 特開２００３−１９１７２１号公報

本発明はこのような問題を考慮してなされたものであり、ビード部材の周囲に残留する空気による膨らみを抑えて外観品質に優れるタイヤを成型することができるタイヤ成型装置を提供することを目的とする。

本発明に係るタイヤ成型装置は、環状のビードコアの外周側にビードフィラが設けられたビード部材を円筒状のカーカスの幅方向端部で巻き込んだグリーンケースを保持するタイヤ成型装置において、前記ビード部材の径方向内方において拡縮径可能に設けられ、前記ビード部材の径方向内側に当接して前記グリーンケースを保持するビードロックシューと、前記ビードロックシューにおける前記グリーンケースに当接する面から径方向外方へ突出する針部材とを備え、前記ビードロックシューの拡径にしたがって前記針部材が前記グリーンケースの前記ビード部材の径方向内側に差し込まれ前記ビード部材の周囲に残留する空気を外部へ排気する排気穴を穿設することを特徴とする。

本発明に係るタイヤ成型装置の好ましい態様として、前記針部材が、前記カーカスを貫通することが好ましく、更に、前記針部材の先端が、前記ビード部材の前記ビードコアに到達することが好ましい。また、本発明に係るタイヤ成型装置において、前記針部材は、前記ビードロックシュー側に設けられた付け根部と、前記付け根部より先端側に設けられた針先部とを備え、径方向外方に対する前記針先部の稜線の角度が、径方向外方に対する前記付け根部の稜線の角度より小さいことが好ましい。

本発明によれば、ビードロックシューの拡径にしたがって針部材が部グリーンケースのビード部材の径方向内側に差し込まれ、ビード部材の周囲に残留する空気を外部へ排気する排気穴を穿設するため、ビード部材とカーカスとの間に残留する空気による膨らみを抑えて外観品質に優れるタイヤを成型することができる

本発明の一実施形態に係るタイヤ成型装置の半断面図である。 図１に示すタイヤ成型装置の針部材の側面図である。 図１の要部拡大図である。 本発明の変更例を示す針部材の側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態のタイヤ成型装置により成型されるタイヤは、図示を省略したが、左右一対のビード部と、ビード部からタイヤ径方向外方に延びる一対のサイドウォール部と、左右のサイドウォール部間に設けられたトレッド部とを備える。ビード部には、環状のビードコアと、その外周側に設けられた硬質ゴム製のビードフィラーからなるビード部材が埋設されている。

タイヤ内部には、一対のビード部間にまたがって延びるカーカスが埋設され、カーカスは、トレッド部からサイドウォール部を通りビード部において両端部が係止された少なくとも１枚のカーカスプライからなる。カーカスプライは、平行配列された複数本のカーカスコードをゴム被覆してなるものであり、カーカスプライの両端部は、ビード部においてビード部材の内側から外側に巻き上げられる（折り返す）ことにより係止される。かかるカーカスの巻き上げ部分を保護するため、本実施形態では、ナイロン等の有機繊維材やスチールコード等をゴムで被覆してなるチェーファーがビード部に設けられている。

トレッド部におけるカーカスの外周側には、ベルトプライからなるベルトが設けられており、カーカスの外周でトレッド部を補強する。カーカスの内周には、空気圧保持のためのインナーライナー層がタイヤ内面の全体にわたって設けられる。

このタイヤを製造するには、まず、不図示の一次成型機の成型ドラムの外周にインナーライナー、チェーファー、カーカスの順にこれらの部材を巻き付けて円筒状に設け、チェーファーが設けられたカーカスの幅方向両端部の外周面に環状のビード部材を装着する。そして、ビード部材を巻き込むようにカーカスの幅方向端部が折り返された後、サイドウォール部となるサイドウォール部材が所定位置に配設される。これにより、図１に示すような、環状のビードコア２ａの外周側にビードフィラ２ｂが設けられたビード部材２と、インナーライナー３と、チェーファー４と、カーカス５と、サイドウォール部６とを備えたグリーンケース１が成型される。

一次成型機において成型されたグリーンケース１は、二次成型機に相当するタイヤ成型装置１０によって保持される。

詳細には、タイヤ成型装置１０は、図１に示すように、複数のセグメント１６と、ビードロックシュー１８と、針部材２０とを備え、グリーンケース１の軸方向Ｌに沿って延びる主軸１４に取り付けられ主軸１４の軸周りに回転可能に設けられている。

複数のセグメント１６は、主軸１４の周りに配置され、軸方向Ｌに移動可能で、かつ、径方向Ｒに拡縮移動可能に設けられており、グリーンケース１におけるビード部材２の径方向内方において拡縮径する。セグメント１６の径方向外側には、ビードロックシュー１８がボルトなどにより固定され、セグメント１６とともにビードロックシュー１８も軸方向Ｌ及び径方向Ｒに移動する。

ビードロックシュー１８は、グリーンケース１のビード部材２に対向する径方向外側面に径方向内方へ陥没する凹部１９が設けられており、この凹部１９にグリーンケース１のビード部材２が嵌り込む。ビードロックシュー１８に設けられた凹部１９の底面には、径方向外方へ突出する針部材２０が、タイヤ成型装置１０の全周にわたって周方向に間隔をあけて、かつ、軸方向（幅方向）Ｌに複数本（本実施形態では３本）並べて設けられている。

針部材２０は、図２及び図３に示すように、ビードロックシュー１８側に設けられた付け根部２２と、付け根部２２より先端側に設けられた針先部２４とを備え、径方向（つまり、針部材２０の突出方向）Ｒに対する針先部２４の稜線２４ａの角度θ１が、付け根部２２の稜線２２ａに対する角度θ２より小さく設定されている。言い換えれば、針部材２０は、付け根部２２において針部材２０の直径（太さ）が急激に細くなり、針先部２４が付け根部２２に比べて鋭角に尖った形状を成している。

このような針部材２０は、付け根部２２に設けられたネジ部２７が、ビードロックシュー１８の凹部１９の底面に設けられたネジ穴２８に螺合することで凹部１９の底面に固定されている。

図２を参照して針部材２０の寸法の一例を挙げると、ビードロックシュー１８の凹部１９の底面から先端までの突出量Ｈ、凹部１９の底面における直径φとすると、付け根部２２は、凹部１９の底面の位置Ｐ０から突出量Ｈの２５％の位置Ｐ１までの範囲に配置され、この範囲内で凹部１９の底面における直径φの２５％まで直線的に縮径し、針先部２４は、凹部１９の底面から突出量Ｈの５０％の位置Ｐ２から針部材２０の先端の位置Ｐ３までの範囲に配置され、この範囲内で凹部１９の底面における直径φの２５％から０％まで直線的に縮径し、具体例を挙げると、上記の突出量Ｈを３．０ｍｍ、直径φを２．０ｍｍに設定することができる。

なお、図２に示す例では、付け根部２２と針先部２４との間、つまり、凹部１９の底面から突出量Ｈの２５％の位置Ｐ１から凹部１９の底面から突出量Ｈの５０％の位置Ｐ２までの範囲に、直径が一定な中間部２６を設けているが、付け根部２２の先端側に針先部２４を連続して設けてもよい。また、針部材２０は、図４に示すように、付け根部２２の稜線２２ａと針先部２４の稜線２４ａが滑らかな曲線で繋がった形状であってもよい。

このようなタイヤ成型装置１０は、ビードロックシュー１８に設けられた凹部１９をグリーンケース１におけるビード部材２の径方向内方に配置した状態から、複数のセグメント１６を径方向外方へ移動させてビードロックシュー１８を拡径移動させる。このようなビードロックシュー１８の拡径移動にしたがって、グリーンケース１のビード部材２がビードロックシュー１８の凹部１９に嵌め込まれ、グリーンケース１がビードロックシュー１８に保持される。

その際、図３に示すように、ビードロックシュー１８の凹部１９の底面から突出する針部材２０が、凹部１９に嵌め込まれたビード部材２の径方向内側に差し込まれ、ビード部材２のビードコア２ａの周囲に残留する空気を外部へ排気する排気穴７を穿設する。

本実施形態では、針部材２０は、グリーンケース１のカーカス５を貫通し、針先部２４の先端がビードコア２ａに到達しており、より具体的には、付け根部２２及び中間部２６がチェーファー４を貫通し、針先部２４がカーカス５を貫通している。

そして、タイヤ成型装置１０は、ビードロックシュー１８で保持したグリーンケース１をタイヤ形状に合わせたトロイダル状に変形させた後、カーカス５の外周にベルト及びトレッドゴムを積層しグリーンタイヤを成型する。得られたグリーンタイヤは、モールド内で加硫成型されることで空気入りタイヤが得られる。なお、タイヤ成型装置１０により成型されたグリーンタイヤには、ビード部材２の径方向内側に排気穴７が穿設されているが、加硫成型内において未加硫ゴムが流動することで排気穴７は塞がれ、得られた加硫後の空気入りタイヤには排気穴７に対応する穴は存在しない。

以上のような本実施形態のタイヤ成型装置１０では、ビードロックシュー１８が拡径してグリーンケース１を保持すると、針部材２０がグリーンケース１のビード部材２の径方向内側に差し込まれて排気穴７を穿設することができるため、グリーンケース１の保持と、ビード部材２の周囲に残留する空気の排気とを同時に完了することができる。そのため、作業工数を増やすことなく、ビード部材とカーカスとの間に残留する空気による膨らみを抑えて外観品質に優れるタイヤを成型することができる。

また、本実施形態では、針部材２０の針先部２４がカーカスを貫通しているため、カーカスとビードコア２ａとの間に残留する空気を排気穴７を介して外部へ排出することができる。しかも、本実施形態では、針先部２４の先端がビードコア２ａに到達しており、カーカスとビードコア２ａとの間に残留する空気を効率的に外部へ排出することができ、外観品質に優れるタイヤを成型することができる。

また、本実施形態では、インナーライナー３が存在しないビード部材２の径方向内側に針部材２０を差し込むため、空気入りタイヤの耐空気透過性を低下させることがない。

また、本実施形態のタイヤ成型装置１０では、針部材２０が、ビードロックシュー１８側に設けられた付け根部２２と、付け根部２２より先端側に設けられた針先部２４とを備え、径方向Ｒに対する針先部２４の稜線２４ａの角度θ１が、付け根部２２の稜線２２ａに対する角度θ２より小さく設定され、付け根部２２における直径が、針先部２４における直径に比べて大幅に大きく設定されている。そのため、付け根部２２の直径を大きく設けて針部材２０の強度を確保できるとともに、針部材２０を抜いた後に穿設された排気穴７が閉塞するのを防ぐことができ、さらに、針先部２４は、鋭角に尖った形状に設けてカーカスコードを切断することなくカーカス５を貫通することができる。

なお、本実施形態では、針部材２０を軸方向Ｌに複数本並べて凹部１９に設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、軸方向Ｌに１本設け、タイヤ成型装置１０の周方向に間隔をあけて複数本設けてもよい。

１…グリーンケース、２…ビード部材、２ａ…ビードコア、２ｂ…ビードフィラ、３…インナーライナー、４…チェーファー、５…カーカス、６…サイドウォール部、７…排気穴、１０…タイヤ成型装置、１４…主軸、１６…セグメント、１８…ビードロックシュー、１９…凹部、２０…針部材、２２…付け根部、２４…針先部、２６…中間部、２７…ネジ部、２８…ネジ穴

Claims (4)

1. 環状のビードコアの外周側にビードフィラが設けられたビード部材を円筒状のカーカスの幅方向端部で巻き込んだグリーンケースを保持するタイヤ成型装置において、
   前記ビード部材の径方向内方において拡縮径可能に設けられ、前記ビード部材の径方向内側に当接して前記グリーンケースを保持するビードロックシューと、前記ビードロックシューにおける前記グリーンケースに当接する面から径方向外方へ突出する針部材とを備え、
   前記ビードロックシューの拡径にしたがって前記針部材が前記グリーンケースの前記ビード部材の径方向内側に差し込まれ前記ビード部材の周囲に残留する空気を外部へ排気する排気穴を穿設することを特徴とするタイヤ成型装置。
2. 前記針部材が、前記カーカスを貫通することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成型装置。
3. 前記針部材の先端が、前記ビード部材の前記ビードコアに到達することを特徴とする請求項２に記載のタイヤ成型装置。
4. 前記針部材は、前記ビードロックシュー側に設けられた付け根部と、前記付け根部より先端側に設けられた針先部とを備え、径方向外方に対する前記針先部の稜線の角度が、径方向外方に対する前記付け根部の稜線の角度より小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載のタイヤ成型装置。

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