JP6180774B2 - ロータリーシールおよびシェーピングフォーマー - Google Patents

Description

本発明は、ロータリーシールおよび前記ロータリーシールを備えたシェーピングフォーマーに関する。

空気入りタイヤ、例えばラジアルタイヤの製造においては、第１成形工程および第２成形工程と２つの成形工程を有する２ステージ成形法が広く用いられている（例えば特許文献１）。

具体的には、まず第１成形工程において、成形ドラムを用いて円筒状の生タイヤ基体を成形する。

次に、第２成形工程において、成形された生タイヤ基体をシェーピングフォーマーに移し替え、生タイヤ基体の外側に別途成形されたトレッドリングを待機させた後、生タイヤ基体をトロイド状に膨張変形させて生タイヤ基体の外周面にトレッドリングの内周面を張り合わせ、さらに、生タイヤ基体およびトレッドリングを回転させながらステッチローラで押圧して両者を密着させることにより、生タイヤの成形を行う。

上記した生タイヤの成形において、シェーピングフォーマーは、図７に示すように、生タイヤ基体ＢおよびビードコアＣを内側から保持する一対のビードロック手段１１と、このビードロック手段１１を軸方向に移動可能に支持する回転軸（主軸）１２と、回転軸１２内部で同軸方向に伸びる中心軸１３とを備えている。

上記シェーピングフォーマー１の回転軸１２は、本体フレーム１７の内部に設けられたロータリーシール２により、一端が回転可能に支持されており、内部に高圧エアーを通すための流路が設けられている。さらに、上記流路の一端はロータリーシール２の内側で開口しており、ロータリーシール２を経由して流路内に供給された高圧エアーはブラダーやピストンなどを作動させる。

ロータリーシール２は、図８（ａ）に示すような一体物のシールケース２１を備えており、図８（ｂ）に示すようなスペーサー２６を内側に設けることによって高圧エアーを通すための空間が形成され、端部がリップシール（Ｗリップシール）２４によってシールされる。

特開２０１０−３６４２０号公報

しかしながら、上記のロータリーシール２では、長期間使用した場合、回転軸１２の回転に伴って高圧エアーの漏れが発生して、適切なエアーの供給ができなくなるおそれがあった。

また、シールケース２１内部が、回転軸１２との接触などにより摩耗したりして損傷する恐れがあった。このような損傷が生じた場合にはシールケース２１ごと交換する必要があるため、メンテナンス時間の長期化による製造効率の低下や設備コストの上昇などを招く。

そこで本発明は、長期間使用した場合であっても高圧エアーの漏れの発生を適切に防止することができ、メンテナンスも容易なロータリーシールおよび前記ロータリーシールを備えたシェーピングフォーマーを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
高圧エアーの流路が設けられた回転軸を回転可能に支持する円筒状のシールケースを備えたロータリーシールであって、
前記シールケースが、個々に交換可能なシールリングを複数重ね合わせて形成されており、
前記シールリングのそれぞれの内周に、前記回転軸の流路に高圧エアーを供給するための凹部が形成されており、
前記シールリングが重ね合わされることにより形成されるリップシール保持部にリップシールが配置されており、
前記シールケースの内側に、さらに、前記回転軸を覆い前記回転軸と一体に回転するスリーブが設けられていると共に、前記スリーブの一端には溝加工が施されており、
前記スリーブの端部と前記回転軸の端部とが、エンドプレートを介して固定されており、
前記スリーブの溝加工に前記エンドプレートに設けられた係止部が差し込まれることにより、前記回転軸と前記スリーブとが前記エンドプレートを介して固定されて、一体に回転するように構成されていることを特徴とするロータリーシールである。

請求項２に記載の発明は、
生タイヤ基体およびビードコアを内側から保持する一対のビードロック手段と、
前記ビードロック手段を軸方向に移動可能に支持する回転軸と、
前記回転軸を回転可能に支持するロータリーシールと
を備え、
前記ロータリーシールが、請求項１に記載のロータリーシールであることを特徴とする生タイヤ成形用のシェーピングフォーマーである。

本発明によれば、長期間使用した場合であっても高圧エアーの漏れの発生を適切に防止することができ、メンテナンスも容易なロータリーシールおよび前記ロータリーシールを備えたシェーピングフォーマーを提供することができる。

本発明の一実施の形態のロータリーシールの構成を示す図である。 本発明の一実施の形態のロータリーシールのシールケースを示す図である。 本発明の一実施の形態のロータリーシールのシールリングを示す図である。 本発明の他の実施の形態のロータリーシールの構成を示す図である。 本発明の一実施の形態のロータリーシールのスリーブを示す図である。 本発明の一実施の形態のロータリーシールのエンドプレートを示す図である。 シェーピングフォーマーの一部切欠正面図である。 従来のロータリーシールのシールケースを示す図である。

以下、実施の形態に基づいて本発明を説明する。

（第１の実施の形態）
はじめに、本発明の一実施の形態に係るロータリーシールについて図１〜図３を参照しながら説明する。図１（ａ）は本実施の形態のロータリーシールの断面図であり、図１（ｂ）は正面図である。また、図２（ａ）は本実施の形態のロータリーシールのシールケースの外観図であり、図２（ｂ）は内側を示す図である。

本実施の形態のロータリーシール２は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、回転軸１２と、回転軸１２を回転可能に支持するシールケース２１とを備えている。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）における符号１３は中心軸であり、１２Ａは回転軸１２に形成されたガス流路である。

シールケース２１は、シールリング２１ａを複数重ね合わせることにより形成されており、隣り合ったシールリング２１ａに形成されるリップシール保持部にリップシール２４が備えられている。

シールリング２１ａは、図３（ａ）に示すように、内周に沿って切欠き２１ｂと、凹部２１ｃとが形成されているリング状の部材である。

凹部２１ｃは、シールリング２１ａの内周に沿って形成されており、回転軸１２をシールケース２１に挿入した際には、回転軸１２のガス流路１２Ａと連結されて、ガス流路１２Ａ内に高圧流体として高圧エアーを供給するガス供給口となる。

切欠き２１ｂは、シールリング２１ａの内周に沿って凹部２１ｃの両側に形成されており、シールリング２１ａを重ね合わせることによりリップシール保持部が形成され、このリップシール保持部にリップシール２４が嵌め込まれる。

また、本実施の形態に係るロータリーシール２は、シールケース２１の端部にエンドプレート２３が取り付けられることにより、シールケース２１の内部が塞がれている。

このように、本実施の形態に係るロータリーシール２は、隣り合ったシールリング２１ａの間にリップシール２４が形成されているため、回転軸１２が回転した際に凹部２１ｃから高圧エアーが漏れることを適切に防止することができる。

また、長期間使用して回転軸１２との接触により、リップシール２４やシールリング２１ａに摩耗や損傷が生じても、シールケース２１ごと交換する必要がなく、損傷したリップシール２４やシールリング２１ａを交換するのみで対応することができるため、メンテナンスが容易であり、製造効率の低下や設備コストの上昇などを抑制することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の他の実施の形態について図４〜図５を参照しながら説明する。図４（ａ）は本実施の形態のロータリーシールの断面図であり、図４（ｂ）は正面図である。また、図５（ａ）は本実施の形態のロータリーシールのスリーブの側面図であり、図５（ｂ）は正面図である。

本実施の形態に係るロータリーシール２は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、回転軸１２と、複数のシールリング２１ａを重ね合わせたシールケース２１とを備えている点で、上記した第１の実施の形態に係るロータリーシールと共通している。

但し、本実施の形態に係るロータリーシール２は、シールケース２１の内側に、回転軸１２を覆い、回転軸１２と一体に回転するスリーブ２２が設けられている点で第１の実施の形態とは異なる。

図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、スリーブ２２は、筒状部材であり、筒状部材の内部空洞に回転軸１２を挿入することにより、回転軸１２がスリーブ２２に覆われる。なお、スリーブ２２の回転軸１２への挿入に際しては、図４（ａ）に示すように、スリーブ２２と回転軸１２の間にＯリング２５が配置されている。

また、スリーブ２２の外面には周方向に沿った凸部２２ｂが設けられている。スリーブ２２は、この凸部２２ｂと、リップシール２４の凹部２１ｃとが軸方向において重なるようにして、シールケース２１内に挿入される。

また、凸部２２ｂが形成されていないスリーブ２２の表面２２ａは、セラミック溶射などにより表面加工が施されており、スリーブ２２が回転軸１２と共にシールケース２１内に挿入された際にシールケース２１のリップシール２４と接触する。

また、スリーブ２２の凸部２２ｂには、複数の貫通孔２２ｃが設けられており、それぞれの貫通孔２２ｃが回転軸１２のガス流路１２Ａと連結している。これにより、シールリング２１ａの凹部２１ｃから供給された高圧エアーが、スリーブ２２の凸部２２ｂ、貫通孔２２ｃを経由して、回転軸１２のガス流路１２Ａに供給される。このとき、シールケース２１のリップシール２４とスリーブ２２の表面２２ａとが接触することにより、高圧エアーの漏れが適切に防止される。

また、スリーブ２２の一端には、溝加工２２ｄが施されている。この溝加工２２ｄに、図６に示すようなエンドプレート２３の係止部２３ａが差し込まれる。これにより、回転軸１２とスリーブ２２とが、エンドプレート２３を介して固定され、一体に回転するため、回転軸１２の摩耗をより抑制することができる。

上記した第１の実施の形態においては、高圧流体の漏れを適切に防止できる一方、回転軸１２がロータリーシール２のリップシール２４に直接接触しているため、回転軸１２の表面処理が摩耗しやすく、回転軸の交換頻度が高くなることが避けられなかった。

これに対して、本実施の形態に係るロータリーシール２によれば、回転軸１２がスリーブ２２により覆われており、スリーブ２２とリップシール２４とが接触することによりエアー漏れを防止しているため、回転軸１２自身の摩耗を防止することができる。そして、摩耗したスリーブ２２の表面２２ａに再度表面加工を施すだけでシール性能を回復させることができるため、より容易にメンテナンスができ、回転軸の交換頻度も高くならない。

なお、スリーブ２２は炭素鋼（Ｓ５５Ｃなど）などの金属製が好ましく、表面２２ａに対する表面処理はセラミック溶射の他にタングステンカーバイト溶射などを用いることもできる。

また、スリーブ２２の表面２２ａやリップシール２４の摩耗を低減するという観点から、接触部分に潤滑剤を塗布してもよい。ここで用いられる潤滑剤としては、ＰＴＦＥを含むグリス、例えば、オメガグリス２２（登録商標、株式会社アルファ・テック社製）などを用いることができる。

また、上記のロータリーシールは、シェーピングフォーマーのロータリーシールとして好適に使用することができ、高圧流体の漏れを確実に防止して安定した生タイヤの成形を行うことができる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、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できる。

１ シェーピングフォーマー
２ ロータリーシール
１１ ビードロック手段
１２ 回転軸
１２Ａ ガス流路
１３ 中心軸
１７ 本体フレーム
２１ シ−ルケース
２１ａ シールケースリング
２１ｂ 切欠き
２１ｃ 凹部
２２ スリーブ
２２ａ スリーブの表面
２２ｂ 凸部
２２ｃ 貫通孔
２２ｄ 溝加工
２３ エンドプレート
２３ａ 係止部
２４ リップシール
２５ Ｏリング
Ｂ 生タイヤ基体
Ｃ ビードコア

Claims (2)

1. 高圧エアーの流路が設けられた回転軸を回転可能に支持する円筒状のシールケースを備えたロータリーシールであって、
   前記シールケースが、個々に交換可能なシールリングを複数重ね合わせて形成されており、
   前記シールリングのそれぞれの内周に、前記回転軸の流路に高圧エアーを供給するための凹部が形成されており、
   前記シールリングが重ね合わされることにより形成されるリップシール保持部にリップシールが配置されており、
   前記シールケースの内側に、さらに、前記回転軸を覆い前記回転軸と一体に回転するスリーブが設けられていると共に、前記スリーブの一端には溝加工が施されており、
   前記スリーブの端部と前記回転軸の端部とが、エンドプレートを介して固定されており、
   前記スリーブの溝加工に前記エンドプレートに設けられた係止部が差し込まれることにより、前記回転軸と前記スリーブとが前記エンドプレートを介して固定されて、一体に回転するように構成されていることを特徴とするロータリーシール。
2. 生タイヤ基体およびビードコアを内側から保持する一対のビードロック手段と、
   前記ビードロック手段を軸方向に移動可能に支持する回転軸と、
   前記回転軸を回転可能に支持するロータリーシールと
   を備え、
   前記ロータリーシールが、請求項１に記載のロータリーシールであることを特徴とする生タイヤ成形用のシェーピングフォーマー。

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