JP6501671B2 - ビード部材の圧着方法および圧着装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビード部材をフォーマー上のプライ材料に圧着するビード部材の圧着方法および圧着装置に関する。

空気入りタイヤを製造する工程の内の一工程である生タイヤ成形工程においては、円筒状のフォーマーの外周にプライ材料などのタイヤ構成部材を複数巻きつけた後に、フォーマーの軸方向の両端部に環状のビード部材をセットし、ビード部材のビードエイペックスをフォーマーの中央側に向けて押し倒してフォーマー上のプライ材料に圧着させる工程が設けられている（特許文献１）。

特開２００２―１１３７９２号公報

しかしながら、ビードエイペックスの厚さや硬さは対象とするタイヤの種類によって異なり、サイドウォールに高い剛性が要求される高性能タイヤや、４ＷＤ（４輪駆動）用タイヤ、ＬＴ（トラック）用タイヤ等の場合には、ビードエイペックスの根元部分において圧着不足による空間が生じて、成形後の生タイヤにエア残りが発生するなどの工程不具合が生じやすくなるという問題があった。

そこで、本発明は、対象とするタイヤの種類に影響されずに、ビードエイペックスをフォーマー上のプライ材料に適切に圧着して、エア残りなどの工程不具合の発生を抑制することができるビード部材の圧着方法および圧着装置を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
タイヤ成形用のフォーマーに巻き付けられたプライ材料に、ビードおよびビードエイペックスを有する環状のビード部材を圧着するビード部材の圧着方法であって、
前記ビードエイペックスを押圧する面が曲面に形成され、ローラ軸で軸支された押さえローラを使用し、
前記フォーマーを回転させ、かつ前記押さえローラを前記フォーマーの端から前記フォーマーの中央側に向けて平行移動させ、かつ前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を変えながら、前記押さえローラにより前記ビードエイペックスを押圧して前記プライ材料に圧着させる工程を備えており、
前記工程において、前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を変えることにより、前記押さえローラが前記ビードエイペックスに当たる角度を変えながら、前記ビードエイペックスの根元から前記ビードエイペックスの先端に向かって、前記押さえローラにより前記ビードエイペックスを押圧して前記プライ材料に圧着させることを特徴とするビード部材の圧着方法である。

請求項２に記載の発明は、
前記押さえローラの前記ビードエイペックスを押圧する面が、略円錐状、略半球状、略回転放物面状、椀状、または前記押さえローラの先端から徐々に曲率が大きくなる曲面状であることを特徴とする請求項１に記載のビード部材の圧着方法である。

請求項３に記載の発明は、
前記押さえローラが前記ビードエイペックスを押圧する押圧力を、エアの圧力を用いて制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のビード部材の圧着方法である。

請求項４に記載の発明は、
前記工程において、前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を、前記フォーマーの回転軸に対して平行な角度から垂直な角度になるように変える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項に記載のビード部材の圧着方法である。

請求項５に記載の発明は、
タイヤ成形用のフォーマーに巻き付けられたプライ材料に、ビードおよびビードエイペックスを有する環状のビード部材を圧着するビード部材の圧着装置であって、
前記ビードエイペックスを押圧する面が曲面に形成され、ローラ軸で軸支された押さえローラと、
前記フォーマーを回転させる回転手段と、
前記押さえローラを、回転する前記フォーマーの端から前記フォーマーの中央側に向けて平行移動させ、かつ前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を変えながら、前記押さえローラにより前記ビードエイペックスを押圧して前記プライ材料に圧着させる圧着手段を備えており、
前記圧着手段が、前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を変えることにより、前記押さえローラが前記ビードエイペックスに当たる角度を変えながら、前記ビードエイペックスの根元から前記ビードエイペックスの先端に向かって前記ビードエイペックスを押圧して前記プライ材料に圧着するように構成されていることを特徴とするビード部材の圧着装置である。

請求項６に記載の発明は、
前記押さえローラの前記ビードエイペックスを押圧する面が、略円錐状、略半球状、略回転放物面状、椀状、または前記押さえローラの先端から徐々に曲率が大きくなる曲面状であることを特徴とする請求項５に記載のビード部材の圧着装置である。

請求項７に記載の発明は、
前記押さえローラが前記ビードエイペックスを押圧する押圧力を、エアの圧力を用いて制御する押圧力制御手段を備えていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のビード部材の圧着装置である。

請求項８に記載の発明は、
前記圧着手段が、前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を、前記フォーマーの回転軸に対して平行な角度から垂直な角度になるように構成されていることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のビード部材の圧着装置である。

本発明によれば、対象とするタイヤの種類に影響されずに、ビードエイペックスをフォーマー上のプライ材料に適切に圧着して、エア残りなどの工程不具合の発生を抑制することができるビード部材の圧着方法および圧着装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るビード部材の圧着装置を模式的に示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るビード部材の圧着装置の押さえローラの軌道を模式的に示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るビード部材の圧着装置を模式的に示す側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るビード部材の圧着装置の押さえローラを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るビード部材の圧着装置の動作を説明する図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

１．本発明に至る経緯
本発明者は、ビードエイペックスが厚い場合や硬い場合にプライ材料にビード部材を適切に圧着する方法として、フォーマーを回転させながら、ビードエイペックスを押圧する面が曲面に形成された押さえローラでビードエイペックスを部分的に徐々に押し倒して圧着する方法が有効であると考えた。

しかしながら、上記したように、ビードエイペックスの形状や硬さは、タイヤの種類に応じて多岐に及ぶため、押さえローラを用いた場合に種類の異なる複数のビードエイペックスに対応して適切な圧着を行うためには、押さえローラがビードエイペックスを押圧する際の軌跡に自由度を持たせる必要がある。

そこで、本発明者は、押さえローラがフォーマーの軸方向と径方向の２次元で自由に移動できるようにする機構を設けると共に、ビードエイペックスが押し倒されるに従って最適な角度で押さえローラを接触させることができるように、押さえローラを回転運動させる機構を設けて本発明を完成させた。

２．第１の実施の形態
（１）ビード部材の圧着装置
図１は第１の実施の形態に係るビード部材の圧着装置を模式的に示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図であり、図２は第１の実施の形態に係るビード部材の圧着装置の押さえローラの軌道を模式的に示す正面図である。

図１に示すように、本実施の形態に係るビード部材の圧着装置は、略半球状の押さえローラ１と、押さえローラ１を動作させてビードエイペックスに押圧させる圧着手段２と、圧着手段２を制御する制御手段（図示省略）とを備えている。なお、図中の符号Ｆはフォーマーであり、フォーマーＦにはフォーマーＦを回転させる回転手段（図示省略）が取り付けられている。

押さえローラ１はローラ軸１ａに回転自在に軸支されており、ローラ軸１ａは圧着手段２のローラ支持体３に取り付けられている。これにより、フォーマーＦの回転に追随して押さえローラ１を回転させることができる。

圧着手段２は、押さえローラ１をフォーマーＦの軸方向と径方向の２次元の方向に移動させる構成を有していると共に、押し倒されるビードエイペックスＷ１に対して押さえローラ１が常に最適な角度（エア残りが生じない角度であって、具体的には９０〜０度）で接触して押圧できるように押圧ローラ１を回転運動させて、フォーマーＦの回転軸に対するローラ軸１ａの傾斜角度を変更する構成を有している。具体的には以下の通りである。

圧着手段２は、上記した押さえローラ１のローラ軸１ａが取り付けられているローラ支持体３と、ローラ支持体３が取り付けられるベース体４とを備えている。ローラ支持体３は水平ピン５でベース体４に軸支されており、図中のＡ方向に押さえローラ１を回転運動させることができる。また、ベース体４は鉛直ピン６で支持台（図示省略）に軸支されており図中のＢ方向に押さえローラ１を回転運動させることができる。

また、圧着手段２は、押さえローラ１をフォーマーＦの径方向Ｘに沿って移動させる径方向移動手段と、フォーマーＦの軸方向Ｙに沿って移動させる軸方向移動手段とを備えている。

さらに、図示は省略するが、押さえローラ１を上記したＡの方向およびＢの方向に回転させることにより、押さえローラ１が押圧を行う角度を変更する角度変更手段を有している。これにより、フォーマーＦの回転軸に対するローラ軸１ａの傾斜角度が変わるように押さえローラ１を回転運動させることができる。

（２）ビード部材の圧着方法
次に、上記した構造のビード部材の圧着装置を用いたビード部材の圧着について説明する。

図１（ａ）に示すように、径方向移動手段および軸方向移動手段による２次元的な移動で押さえローラ１をフォーマーＦに近接させた後、押さえローラ１をＢ方向に回転移動させながら押さえローラ１をフォーマーＦの軸方向Ｙに沿って移動させる。

これにより、図２の破線矢印で示すように、押さえローラ１の角度を変えながらフォーマーＦの端から中央側に向けてフォーマーＦの軸方向に沿って押さえローラ１を平行移動させ、ビードエイペックスＷ１を押し倒しながら、ビードエイペックスＷ１をフォーマーＦ上のプライ材料に圧着させることができる。

このように、押さえローラ１がビードエイペックスに当たる角度を変えながら、ビードエイペックスを根本から先端に向かって押圧し、プライ材料へビードエイペックスを圧着させることにより、対象とするタイヤの種類に影響されずに、ビードエイペックスをフォーマー上のプライ材料に適切に圧着して、エア残りなどの工程不具合の発生を抑制することができる。

３．第２の実施の形態
（１）ビード部材の圧着装置
図３は第２の実施の形態に係るビード部材の圧着装置を模式的に示す側面図であり、図４は第２の実施の形態に係るビード部材の圧着装置の押さえローラを示す図であり、図５は第２の実施の形態に係るビード部材の圧着装置の動作を説明する図である。

図４に示すように、本実施の形態において、押さえローラ１がビードエイペックスを押圧する面は、椀状に形成されている。このような形状の押さえローラ１を用いることにより、押さえローラを回転させた際に徐々にビードエイペックスへの接触の仕方が変わり、より適切にビードエイペックスを押圧することができる。

図３に示すように、本実施の形態において、圧着手段２Ａは、ローラ支持体３Ａで支持された押さえローラ１をフォーマーＦの径方向に沿って移動させる径方向移動手段７と、軸方向（紙面に対して垂直の方向）に移動させる軸方向移動手段（図示省略）とを備えている。

また、図３において図示は省略されているが、本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、押さえローラ１のローラ軸１ａをフォーマーＦの回転軸に対して平行な状態から垂直な状態になるまで回転させる角度変更手段が設けられている。一方、本実施の形態においては、第１の実施の形態における方向Ａ（図１参照）のようなフォーマーＦに押さえローラ１が近接、離間する方向に回転運動させる手段は用いられていない。

また、本実施の形態においては、押さえローラ１がビードエイペックスを押圧する押圧力を、エアの圧力を用いて制御する押圧力制御手段としてのエアシリンダー１０が設けられている。これにより、押圧力を必要に応じて一定に維持したり、工程途中で調整したりすることができる。

（２）ビード部材の圧着方法
上記した構造のビード部材の圧着装置を用いたビード部材の圧着方法を説明する。

本実施の形態においては、先ず、図５（ａ）に示すように、押さえローラ１を矢印イの方向に回転運動させることにより、押さえローラ１をフォーマーＦの端部の近傍に配置させる。

次に、図５（ｂ）の矢印ハに示すように、軸方向移動手段によって押さえローラ１をフォーマーＦの軸方向に沿って移動させることにより、押さえローラ１をビード部材のビードエイペックスＷ１に近づける。そして、矢印ロの方向へのフォーマーＦの回転を開始する。

そして、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、押さえローラ１のローラ軸がフォーマーＦの軸と並行となる方向に押さえローラ１を回転運動させると共に、押さえローラ１をフォーマーＦの軸方向に沿って移動させる。これにより、矢印ニで示す方向に押さえローラ１が移動し、ビードエイペックスＷ１を押し倒しながらフォーマーＦの端部側から中央側に向けて押圧する。

この結果、押さえローラ１がビードエイペックスＷ１の根元から先端に向かって圧着を行うに際して、ビードエイペックスＷ１を押圧する角度が適切な角度になるように、フォーマーＦの回転軸に対する押さえローラ１の回転軸の傾斜角度を変えながら圧着を行うことができる。

そして、上記したビードエイペックスＷ１の圧着動作を行っている間、フォーマーＦを徐々に回転させることにより、ビードエイペックスＷ１を全周に渡って押し倒しながら、フォーマーＦ上のプライ材料に圧着させることができる。

圧着完了後は、図５（ｅ）の矢印ホで示すように、押さえローラ１を、フォーマーＦの径方向に沿って移動させてフォーマーＦから離間させて、ビード部材Ｗの圧着を終了する。

本実施の形態によれば、上記した第１の実施の形態と同様に、押さえローラ１がビードエイペックスに当たる角度を変えながら、ビードエイペックスの根元から先端に向かってプライ材料へ圧着させることができるため、対象とするタイヤの種類に影響されずに、ビードエイペックスとプライ材料との圧着不足を防止して、エア残りなどの工程不具合が生じることを防ぐことができる。

４．他の好ましい形態
押さえローラは、ビードエイペックスを押圧する面が曲面に形成されていれば良いが、上記した実施の形態で用いられている略半球状や椀状の他に、略円錐状、略回転放物面状、押さえローラの先端から徐々に曲率が大きくなる曲面状（例えば、ボトル状、徳利状）などの形状にすることが好ましい。これらの内でも、略回転放物面状の場合には、厚みが薄いビードエイペックスを圧着させるに際して、ビードエイペックスの先端付近をより短時間で押し倒すことができる。

押さえローラの材質は特に限定されないが、耐久性を考慮すると金属製のローラを用いることが好ましい。また、押さえローラとビードエイペックスとが密着することを抑制するという観点から、押さえローラの表面にはショット加工などの表面加工が施されていることが好ましい。

なお、押さえローラの表面に突起などの凹凸があると、ビードエイペックスに痕が付いてエア残りによる工程不具合が発生する可能性があるため、押さえローラの表面は平坦であることが好ましい。

さらに、ビードエイペックスを短時間でかつエア残りを発生させずに圧着するという観点から、フォーマーの端部にＲ加工を施して湾曲させることが好ましい。このときの曲率半径Ｒは、対象とするタイヤのサイズに応じて調整することができるが、一般的なタイヤを対象とする場合には１〜５ｍｍにすることが好ましい。

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 押さえローラ
１ａ ローラ軸
２、２Ａ 圧着手段
３、３Ａ ローラ支持体
４ ベース体
５ 水平ピン
６ 鉛直ピン
７ 径方向移動手段
１０ エアシリンダー
Ａ、Ｂ 押さえローラの回転運動の方向
Ｆ フォーマー
Ｗ ビード部材
Ｗ１ ビードエイペックス
Ｗ２ ビードコア
Ｘ フォーマーの径方向
Ｙ フォーマーの軸方向
イ、ロ、ハ、ニ、ホ 矢印

Claims (8)

1. タイヤ成形用のフォーマーに巻き付けられたプライ材料に、ビードおよびビードエイペックスを有する環状のビード部材を圧着するビード部材の圧着方法であって、
   前記ビードエイペックスを押圧する面が曲面に形成され、ローラ軸で軸支された押さえローラを使用し、
   前記フォーマーを回転させ、かつ前記押さえローラを前記フォーマーの端から前記フォーマーの中央側に向けて平行移動させ、かつ前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を変えながら、前記押さえローラにより前記ビードエイペックスを押圧して前記プライ材料に圧着させる工程を備えており、
   前記工程において、前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を変えることにより、前記押さえローラが前記ビードエイペックスに当たる角度を変えながら、前記ビードエイペックスの根元から前記ビードエイペックスの先端に向かって、前記押さえローラにより前記ビードエイペックスを押圧して前記プライ材料に圧着させることを特徴とするビード部材の圧着方法。
2. 前記押さえローラの前記ビードエイペックスを押圧する面が、略円錐状、略半球状、略回転放物面状、椀状、または前記押さえローラの先端から徐々に曲率が大きくなる曲面状であることを特徴とする請求項１に記載のビード部材の圧着方法。
3. 前記押さえローラが前記ビードエイペックスを押圧する押圧力を、エアの圧力を用いて制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のビード部材の圧着方法。
4. 前記工程において、前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を、前記フォーマーの回転軸に対して平行な角度から垂直な角度になるように変える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項に記載のビード部材の圧着方法。
5. タイヤ成形用のフォーマーに巻き付けられたプライ材料に、ビードおよびビードエイペックスを有する環状のビード部材を圧着するビード部材の圧着装置であって、
   前記ビードエイペックスを押圧する面が曲面に形成され、ローラ軸で軸支された押さえローラと、
   前記フォーマーを回転させる回転手段と、
   前記押さえローラを、回転する前記フォーマーの端から前記フォーマーの中央側に向けて平行移動させ、かつ前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を変えながら、前記押さえローラにより前記ビードエイペックスを押圧して前記プライ材料に圧着させる圧着手段を備えており、
   前記圧着手段が、前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を変えることにより、前記押さえローラが前記ビードエイペックスに当たる角度を変えながら、前記ビードエイペックスの根元から前記ビードエイペックスの先端に向かって前記ビードエイペックスを押圧して前記プライ材料に圧着するように構成されていることを特徴とするビード部材の圧着装置。
6. 前記押さえローラの前記ビードエイペックスを押圧する面が、略円錐状、略半球状、略回転放物面状、椀状、または前記押さえローラの先端から徐々に曲率が大きくなる曲面状であることを特徴とする請求項５に記載のビード部材の圧着装置。
7. 前記押さえローラが前記ビードエイペックスを押圧する押圧力を、エアの圧力を用いて制御する押圧力制御手段を備えていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のビード部材の圧着装置。
8. 前記圧着手段が、前記フォーマーの回転軸に対する前記ローラ軸の傾斜角度を、前記フォーマーの回転軸に対して平行な角度から垂直な角度になるように構成されていることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のビード部材の圧着装置。

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