JP6258627B2 - スリーブレスタイヤ成形用ドラム - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ成形用ドラムに関し、特に、中央スリーブの無いタイヤ成形用ドラムに関する。

タイヤの製造では、多数のタイヤ要素が順番に取り付けられ、円筒形のタイヤカーカスを成形するタイヤ成形用ドラムが一般的に必要となる。タイヤ成形過程のこの段階は、タイヤ成形過程の「第１段階」と一般に呼ばれている。一般的に、その後にタイヤカーカスはタイヤ成形用ドラムから取り外されて、ベルトパッケージやゴムトレッドなどのタイヤの残りの構成要素を取り付けるために該タイヤカーカスを環状体形（トロイダル形）に伸長する第２段階の、伸長可能なタイヤ成形用ドラムに搬送される。それから、完成した環状体形（トロイダル形）の未加硫のタイヤカーカスつまり未加硫タイヤが、第２段階のタイヤ成形用ドラムから取り外された後、成形および加硫されて、完成品のタイヤとなる。

したがって、従来技術の方法では、２個のタイヤ成形用ドラムと、一方のタイヤ成形用ドラムから他方のタイヤ成形用ドラムへのタイヤカーカスの搬送装置とが必要になる。さらに、両タイヤビードを未加硫のタイヤカーカス上に正確に配置し固定する場合に、特にタイヤビードの第１段階のドラムから第２段階のドラムへの搬送中に、問題が頻繁に発生する。ビードの配置の変動によって、タイヤでプライの歪みが発生することもある。

タイヤの製造者は、最近、第１段階と第２段階のタイヤ成形の両方に１個のタイヤ成形用ドラムを利用するようになってきている。そのためには、タイヤ成形用ドラムは、軸線方向の伸長と収縮に加えて半径方向の伸長／収縮が可能でなければならない。さらに、プライコードの長さが維持され、その結果タイヤの優れた均一性（ユニフォーミティ）が実現されるように、タイヤの成形を含むタイヤ成形過程全体にわたって、積極的なビードの固定を維持することが重要である。

タイヤの製造者は、タイヤ成形用ドラム上の一番外側の要素として、ゴム引きされた柔軟な円柱状の中央スリーブを通常使用する。中央スリーブはタイヤの最も内側の構成要素（内側ライナ）の取り付け面および固定点として機能する。半径方向に伸張可能な複数のセグメントの「ショルダ」を中心に中央スリーブが巻かれる部分は、未加硫のタイヤのビード領域に対する空気シールとしての役割を持ち、全段階をとおしたタイヤ成形過程における未加硫のタイヤの膨脹（成形）を可能にしている。中央スリーブは、内側ライナをドラムに固定するように真空を供給し、かつ未加硫のタイヤを成形する空気を供給する一連の穴も通常有している。

その従来技術のゴム製中央スリーブにはいくつかの欠点がある。その従来技術のゴム製の中央スリーブは幅の操作の範囲が非常に制限されており、通常３０ｍｍ未満であるのに対して、タイヤ成形用ドラムは幅の調整の範囲は通常広い。したがって、該中央スリーブがタイヤ成形用ドラムの動きを限定し、該ドラムを、異なる幅の中央スリーブが配置された別のドラムに取り換える必要が生じることがある。ドラムの取り換えが必要なため、幅が異なる複数のドラムを保管しておく必要があり、ドラムの取り換えの間に生産性が低下する。

その従来技術の中央スリーブの第２の欠点は、タイヤ成形サイクルの間、未加硫のタイヤの成形される直径が増加するにつれてドラム幅が次第に減少することである。この減少した幅の作用によって、スリーブが圧縮されて寄せられる、つまり座屈することがある。その座屈したスリーブ直径はタイヤのビード直径よりも大きいため、完成したタイヤをドラムから取り外すために、前記タイヤ成形用ドラムの幅を広げる必要がある。

その従来技術の中央スリーブの第３の欠点は、それがタイヤ成形用ドラム上で最も保守が必要な部品であることで、裂けたり、膨れたり（blister）したときに頻繁に交換が必要になる。

その従来技術の中央スリーブの第４の欠点は、該スリーブを使用すると、ドラムを伸長するのに必要な力の量が増加することである。

その従来技術の中央スリーブの第５の欠点は、該スリーブを使用すると、カーカスの膨脹時に気流の分布が不均一になって、タイヤの非均一性（ノンユニフォーミティ）の原因になる可能性があることである。

本発明の一態様は、中央部分と第１のショルダ部分と第２のショルダ部分とを有する回転可能なドラムを備えたタイヤ成形用ドラムに係る。該中央部分は半径方向に伸長可能である。該中央部分は上記の中央スリーブを備えずに第１の端部と第２の端部を有し、第１及び第２の端部の各々がショルダを有している。該中央部分は第１のショルダシールと第２のショルダシールをさらに有する。第１及び第２のショルダシールは、クランプ内に受け入れられた第１の端部と、中央部分の第１及び第２の端部の各々の上で摺動可能である自由な第２の端部とを具備していて、中央部分の各ショルダ上を延びている。

定義
本開示の理解を容易にするために、以下の項目を定義する。

「エイペックス」は、半径方向においてビードの上方に位置しており、プライとプライターンアップとの間に介在しているエラストマのフィラーを意味する。

「軸線方向の」および「軸線方向に」は、タイヤ成形用ドラムの長さ方向の回転の軸線に平行なまたは揃えられているラインまたは方向を意味する。

「ビード」は、プライコードに被覆されており、設計リムを嵌めるように、フリッパ、チッパ、エイペックス、トウガードおよびチェーファーのような他の補強部材を有することもあれば、有しないこともある形状に作られており、一般に「ビードコア」と呼ばれる環状の引張部材を有しているタイヤの一部分を意味する。

「ベルト構造」または「補強ベルト」は、トレッドの下に存在し、ビードに固定されておらず、タイヤの赤道面に対して１７°から２７°の範囲の左および右のコード角度を有する、織物または不繊布の平行なコードの少なくとも２個の環状の層すなわちプライを意味する。

「カーカス」は、継ぎ合わせて円筒形状または環状とするのに適した長さで切断され、または既に継ぎ合わされた、タイヤプライ材料および他のタイヤ要素の未加硫薄層を意味する。成形タイヤを作るために加硫前にカーカスに追加的要素を付加しても良い。

「ケーシング」は、タイヤカーカスと、トレッド以外の関連するタイヤ要素とを意味する。

「チェーファー」は、コードプライをリムから保護し、リムの上方で屈曲を分散させ、タイヤを密閉するようにビードの外側の周囲に配置されている材料の狭い帯を指す。

「周方向」は、軸線方向に垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って延びているラインまたは方向を意味する。

「コード」は、タイヤ内のプライを構成している補強用素線の１つを意味する。

「赤道面（ＥＰ）」は、タイヤの回転軸線に垂直でトレッドの中心を通る平面を意味する。

「内側のライナ」は、チューブレスタイヤの内側の表面を形成しており、タイヤ内で膨張流体を収容しているエラストマまたはその他の物質の１つまたは複数の層を意味する。

「インサート」は、タイヤのサイドウォール内に通常は配置されている剛性を高くする部材として使用されるエラストマ部材を意味する。

「プライ」は、ゴムに被覆された平行なコードの連続した層を意味する。

「半径方向の（ラジアル）」および「半径方向に」は、タイヤ形成ドラムの回転軸線に向けて、または回転軸線から離れるように、半径方向に延びている方向を意味する。

「ラジアルプライタイヤ」は、プライコードを有しているプライの少なくとも１個の層がタイヤの赤道面に対して６５°から９０°の間のコード角度でビードからビードへ延びている、ベルトが巻かれた、または周方向に制限された空気入りタイヤを意味する。

「ショルダ」は、トレッドの縁部のすぐ下のサイドウォールの上部を意味する。

「サイドウォール」は、トレッドとビードとの間のタイヤの部分を意味する。

「トレッド」は、タイヤカーカスに接合されているときに、タイヤが正常に膨張しており正常な負荷が作用しているときに道路と接触するタイヤの部分を含むゴム要素を意味する。

「トレッド幅」は、軸線方向、すなわち、タイヤの回転軸線に平行な平面におけるトレッド面の弧の長さを意味する。

本発明によれば、タイヤ成形用ドラムの中央部分が従来技術の中央スリーブを有していないため、該中央スリーブを使用しているときの前記欠点が解消されたタイヤ成形用ドラムを提供することができる。

ドラムのクラウン部分に取り付けられている２個のショルダスリーブを示している本発明のタイヤ成形用ドラムの前部断面図である。 半径方向に伸長している位置にあるドラムを示している図１のタイヤ成形用ドラムの近接断面図である。 従来技術の中央スリーブと共に示している、伸長している高いクラウン状態にあるタイヤ成形用ドラムの近接断面図である。 本発明の２個のショルダスリーブと共に示している、伸長している高いクラウン状態にあるタイヤ成形用ドラムの近接断面図である。 軸線方向に収縮している位置にあるタイヤ成形用ドラムの中央部分の前面図である。 軸線方向に伸長している位置にあるタイヤ成形用ドラムの中央部分の前面図である。 軸線方向に収縮している位置で示しているタイヤ成形用ドラムの中央部分の透視図である。 軸線方向に収縮している位置でかつ半径方向に伸長している位置で示しているタイヤ成形用ドラムの中央部分の透視図である。 ２個のショルダシールが取り外されているタイヤ成形用ドラムが軸線方向に伸長している位置にあるときの中央部分の透視図である。 タイヤ成形用ドラムの中央部分の半分の断面図である。 中央部分の1個のセグメントの上面図である。 図１１の中央部分の１個のセグメントの下面図である。 図１１の中央部分の1個のセグメントの側面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

本発明の典型的なタイヤ成形用ドラム５を図１から図２を参照して説明する。図１により詳細に示しているように、タイヤ成形用ドラム５は、中央部分２０によって１つに結合されている左側７と右側９とを有している。中央部分２０は、さらに右側２２ｂと左側２２ａとに分割されており、それらは、以下でより詳細に説明するように軸線方向と半径方向との両方に移動可能である。中央部分２０に隣接して、第１及び第２のビード固定機構２５ａと２５ｂが設けられており、それらも図２に示すように半径方向に移動可能である。両ビード固定機構２５ａ、２５ｂに隣接して、第１及び第２のショルダ部分２９が設けられている。両ビード固定機構２５と両ショルダ部分２９とは、軸線方向に移動可能である。したがって、タイヤ成形用ドラム５の左側７と右側９の両方は、軸線方向に移動可能である。これらの要素を以下でより詳細に説明する。

中央部分
図２〜図１０に示されるようなタイヤ成形用ドラム５の中央部分２０は、タイヤ成形用ドラム５の外周の周りに配置されている複数の中央セグメント２２ａ、２２ｂをさらに有している。各中央セグメント２２は、（必要ではないが）図４〜図１２に示すように、左側２２ａと右側２２ｂとに分割されている。図１１に示すように、左側の中央セグメント２２ａは、複数の凹部２６ａを備えている１つまたは２つ以上の指のような凸部２４ａを有している。その右側は鏡に写したように逆である。図１０に示すように、左側の中央セグメント２２ａは、互いに組み合わされるように、つまり互いに連結されるように３個の長いスロット２６ｂ内に摺動して受け入れられる３個の指のような凸部２４ａを有している。同様に、右側の中央セグメント２２ｂは、３個の対向している長いスロット２６ａ内に摺動して受け入れられる３個の指のような凸部２４ｂを有している。したがって、複数の中央セグメント２２ａ、２２ｂは、複数の指２４ａ、２４ｂが複数の凹部（２６ｂ、２６ａ）内で摺動するときに軸線方向に伸長したり収縮したりするように連動する。

中央部分２０は、図８に示しているように、半径方向にも伸張可能である。中央部分２０は、約２０ｍｍから約５０ｍｍの範囲で半径方向に伸張可能である。各中央セグメント２２ａ、２２ｂが半径方向に伸長すると、中央セグメント２２ａ、２２ｂ間の隙間が増大する。各中央セグメント２２ａと２２ｂの半分の内部には、半径方向に向けられているピストンチャンバ２８が配置されている。各ピストンチャンバ２８内には、ピストン３３などの共通のアクチュエータ（不図示）に接続されているエルボ状のリンク３０が受け入れられている。制御装置（不図示）は、ピストン３３を作動させて、リンク３０を収縮位置（不図示）から図３に示された作動位置まで摺動させる。リンク３０が作動すると、リンク３０は中央セグメント２２ａ，２２ｂを半径方向外向きに押して、図３に示すような高いクラウン位置にする。

ショルダシール
図３は、円柱状に形作られている中央スリーブＡによって完全に覆われている中央部分を有している典型的なタイヤ成形用ドラムを示している。中央スリーブＡは厚いゴムで通常構成されている。本発明のタイヤ成形用ドラムは、中央スリーブも、中央部分の一方の端部から他方の端部まで延びるスリーブやいかなる種類のゴム部品も、ドラムの中央部分の中心に位置しているスリーブも有していない。本発明のタイヤ成形用ドラムは、中央スリーブをなくし、第１のショルダシール６０ａ及び第２のショルダシール６０ｂを有している。両ショルダシール６０ａ、６０ｂの目的は、未加硫のタイヤとタイヤ成形用ドラムとの間の空気の密封を維持して、未加硫のタイヤをタイヤ成形過程の全段階において膨脹させ成形することができるようにすることである。第１及び第２のショルダシール６０ａ、６０ｂは、中央部分を構成しているセグメント２２ａ、２２ｂの軸線方向の外側の両端部に位置している。中央部分の各シール６０ａ、６０ｂは全体として環状の形状を有し、中央部分セグメント２２ａ、２２ｂに隣接して位置しているシールクランプ７０によって固定されている第１の端部６２ａ、６２ｂを有していることが好ましい。シール６０ａ、６０ｂの第１の端部６２ａ、６２ｂは、シールクランプ７０の凹部に嵌るように受け入れられるようにする外側のビード凸部６３を有していることが好ましい。ショルダシール６０ａ、６０ｂの各々は、自由なつまり拘束されていない端部である第２の端部６４ａ、６４ｂをさらに有している。したがって、ショルダシール６０ａ、６０ｂには、中央スリーブの寿命を実質的に短くする軸線方向の張力が作用しない。自由な端部６４ａ、６４ｂは中央セグメント２２ａ、２２ｂの外側の表面２３ａ、２３ｂ（図１１）上で支持されており、ドラム５が半径方向に伸長すると中央セグメント２２ａ、２２ｂに対して摺動することになる。外側の表面２３ａ、２３ｂは、中央部分の中心よりも直径が短く、ショルダシール６０ａ、６０ｂが取り付けられたときに、ショルダシール６０ａ、６０ｂがドラム５の中央部分と同一な表面を構成するように、半径方向の段差を構成している。

各ショルダシール６０ａ、６０ｂは、所望の形状に、つまり図４に示すように金型（不図示）内で鋳造してもよい。各シール６０ａ、６０ｂは、図示のように「Ｌ字」形状に鋳造すなわち成形される。シール６０ａ、６０ｂは、ゴム、ポリウレタン、または他の柔軟な材料から作ってもよい。

セグメント２２ａ、２２ｂは、内側ライナが中央スリーブの代わりにセグメント２２ａ、２２ｂの外側の半径方向の表面に直接取り付けられるように構成し直されている。セグメント２２ａ、２２ｂの少なくとも１個の指（図５〜７を参照）には、内側ライナの先行する縁を真空を使用してドラム５に固定できるように１つまたは２つ以上の吸引穴９９が備わっている。左のセグメントと右のセグメントの各々の指に複数の吸引穴が備わっていることが好ましい。

ビード固定機構
第１及び第２の環状のビード固定機構２５が中央部分２０に隣接している。ビード固定機構２５は、タイヤ成形過程中にビードを固定するためにビードクランプ位置まで半径方向に伸長することが可能である。図２は後退している位置にある２個のビード固定機構２５を示している。

ショルダ部とショルダクランプ固定
タイヤ成形用ドラム５の左右のショルダ部分２９は、中央部分２０の中心線の軸線方向外側に位置しており、両シールクランプ７０と両ビード固定機構２５を含めた、複数のドラム部品として定められている。タイヤ成形用ドラム５の左右のショルダ部分２９は、複数の軸受スリーブ上を軸線方向に摺動可能である。両ショルダ部分２９は、駆動ねじ１２１に沿ってその上を移動する２個のナット１３０上に取り付けられている複数の駆動ピン１２５によって作動する。中心の駆動ねじ１２１が回転すると、両ナット１３０が軸線方向内向きまたは外向きに移動して、複数の駆動ピン１２５と各ショルダ部分２９を対応させて軸線方向内向きまたは外向きに移動させる。さらに、複数の駆動ピン１２５は、分割されている両中央セグメント２２ａ、２２ｂとも機械的に連動しており、分割されている複数の中央セグメント２２ａ、２２ｂを軸線方向に伸長したり収縮させたりする。

タイヤ成形用ドラム５の中央部分２０が、図２に示しているように高いクラウン位置に移動すると、シールクランプ７０が凹部７４に受け入れられるように、ビード固定機構２５とシールクランプ機構７０が軸線方向内向きにさらに作動する。両ビード固定機構２５と両シールクランプ７０の軸線方向の移動は、複数の中央セグメント２２ａ、２２ｂが高いクラウン位置に移動するのと同時に発生することが好ましい。

駆動軸
中心駆動軸１２０は、タイヤ成形用ドラム５をその長さ方向の軸線を中心に回転移動させるように設けられている。中心駆動軸１２０は、駆動手段（不図示）に接続されている。中心駆動軸１２０の内部には中心ねじ１２１が設けられている。２個の軸受１２３によって中心ねじ１２１の両端部が支持されている。中心ねじ１２１の一方の端部側のねじ部は、左ねじであり、その反対側のねじ部は右ねじである。左側には、ねじ山が設けられているねじ１２１の一方の端部に内側のボールナット１２５が接続されており、同様に、その反対の右側には、中心ねじ１２１に外側のボールナット１２５が接続されている。

ターンアップブラダー
上側のブラダー１５０は、ビード固定機構２５からタイヤ成形用ドラム５のそれぞれの端部まで軸線方向外向きに延びている。上側のブラダー１５０は、タイヤ成形用ドラム５のショルダ領域に取り付けられており、タイヤ成形用ドラム５のそれぞれの端部まで軸線方向外向きに延びている下側のブラダー１５２の上を延びている。上側のブラダー１５０と下側のブラダー１５２は、膨張させて、それによってプライのターンアップ端部をエイペックスとビードコアの周りに巻き付けるのに使用されるターンアップブラダーとして機能する。

特定の代表的な実施形態と詳細とを本発明の説明のために示してきたが、さまざまな変更と修正とを本発明の精神又は範囲を逸脱することなく実施形態と詳細において行ってもよいことが当業者には明らかになるであろう。

５ タイヤ成形用ドラム
７ タイヤ成形用ドラムの左側
９ タイヤ成形用ドラムの右側
２０ タイヤ成形用ドラムの中央部分
２２ａ 右側の中央部分セグメント
２２ｂ 左側の中央部分セグメント
２３ａ、２３ｂ 中央部分セグメントの表面
２４ａ、２４ｂ 凸部（指）
２５ａ 第１のビード固定機構
２５ｂ 第２のビード固定機構
２６ａ、２６ｂ 凹部（スロット）
２８ ピストンチャンバ
２９ 第１及び第２のショルダ部分
３０ リンク
３２ ピストン
６０ａ 第１のショルダシール
６０ｂ 第２のショルダシール
６２ａ、６２ｂ 第１の端部
６３ 外側のビード凸部
６４ａ、６４ｂ 第２の端部
７０ シールクランプ
７４ 凹部
９９ 真空穴
１２０ 中心駆動軸
１２１ 駆動ねじ
１２３ 軸受
１２５ 駆動ピン（ボールナット）
１３０ ナット
１５０ 上側のブラダー
１５２ 下側のブラダー

Claims (5)

1. 半径方向に伸長可能な中央部分と、第１および第２のショルダ部分とを有する回転可能なドラムを備え、前記中央部分が、中央スリーブを有さずに、それぞれショルダを有する第１および第２の端部を有し、前記中央部分が、該中央部分の前記各ショルダを覆って延びる第１および第２のショルダシールをさらに有する、タイヤ成形用ドラム。
2. 前記第１および第２のショルダシールが、クランプに受け入れられた第１の端部と、前記中央部分の前記ショルダを覆って延びるように前記中央部分の前記第１または第２の端部上を摺動可能である自由な第２の端部とを有する、請求項１に記載のタイヤ成形用ドラム。
3. 前記中央部分が、第１の半分と第２の半分とをさらに有し、前記第１の半分と前記第２の半分とは、前記中央部分の幅が調整可能なように互いに対して軸線方向に移動可能である、請求項１または２に記載のタイヤ成形用ドラム。
4. 前記中央部分のセグメントが、第１の半分と第２の半分とを有し、前記第１の半分が、前記第２の半分の内部に摺動可能に取り付けられている、請求項１または２に記載のタイヤ成形用ドラム。
5. 前記第１の半分が、前記第２の半分に対して連結されている、請求項３または４に記載のタイヤ成形用ドラム。

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