JP6737065B2 - タイヤ部材成形用の押圧ローラ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ部材成形用の押圧ローラに関し、詳しくは、複数のローラ片が軸方向に並べられた押圧ローラに関する。

近年、未加硫のリボン状のゴムストリップを巻き付けて、タイヤ部材を製造するストリップワインド工法が知られている。この工法で作られたタイヤ部材は、各ストリップの重なり部分に空気が含まれることがある。また、タイヤ部材の表面が、ストリップのエッジによって少し凸凹することがある。従来、これらのタイヤ部材から空気を抜くとともに、各ゴムストリップ同士を強固に接着させるために、タイヤ部材を、押圧ロールで押さえ付けることが下記特許文献１で提案されている。

特開２０１５−１３１４２８号公報

しかしながら、表面に凹凸のあるタイヤ部材の場合、その形状に沿って各ローラ片が上下に変位した状態で回転すると、特定のローラ片に大きな捻じれが生じ、一部のローラ片が早期に破損するという問題があった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、各ローラ片の破損を長期にわたって防止することで耐久性に優れたタイヤ部材成形用の押圧ローラを提供することを主たる目的としている。

本発明は、未加硫のゴム部材で作られたタイヤ部材の表面を押圧するための押圧ローラであって、支持軸と、前記支持軸に支持されかつ前記支持軸の軸方向に並ぶ複数の弾性変形可能なローラ片とを有し、各ローラ片は、前記タイヤ部材の表面に接触する押圧面を具えるとともに、各ローラ片は、互いに独立して回転可能に、前記支持軸に支持されていることを特徴とする。

本発明に係る前記タイヤ部材成形用の押圧ローラにおいて、前記各ローラ片は、互いに独立した軸受を介して、前記支持軸に支持されているのが望ましい。

本発明に係る前記タイヤ部材成形用の押圧ローラにおいて、前記各ローラ片は、前記支持軸側の内輪部分と、前記タイヤ部材に接触する側の外輪部分と、これらの間を螺旋状にのびて弾性的につなぐ渦巻状の連結部とを含むのが望ましい。

本発明に係る前記タイヤ部材成形用の押圧ローラにおいて、少なくとも１つの前記ローラ片の外周面には、前記タイヤ部材との粘着を防ぐための凹凸部が形成されているのが望ましい。

本発明に係る前記タイヤ部材成形用の押圧ローラにおいて、前記凹凸部は、１．３〜２．５μｍの十点平均粗さ(Rz)を有する部分を含むのが望ましい。

本発明に係る前記タイヤ部材成形用の押圧ローラにおいて、前記凹凸部は、ローレット部分を含むのが望ましい。

本発明のタイヤ部材成形用の押圧ローラは、支持軸と、支持軸に支持されかつ支持軸の軸方向に並ぶ複数の弾性変形可能なローラ片とを有している。各ローラ片は、互いに独立して回転可能に、支持軸に支持されている。これにより、本発明のタイヤ部材成形用の押圧ローラは、表面に凹凸のあるタイヤ部材の形状に沿って、各ローラ片が上下に変位した状態で回転しても、特定のローラ片に大きな捻じれが生じるのを防ぐことができる。従って、本発明のタイヤ部材成形用の押圧ローラは、各ローラ片の破損を長期にわたって防止することができるため、耐久性を向上しうる。

本発明のタイヤ部材成形用の押圧ローラを用いたタイヤの製造工程の一例を説明する斜視図である。 図１の押圧ローラの分解斜視図である。 図１の押圧ローラの断面図である。 ローラ片の一例を示す側面図である。 タイヤ部材の表面に押し当てられたローラ片を示す側面図である。 タイヤ部材に押し当てられた押圧ローラの正面図である。 （ａ）は、本発明の他の実施形態のローラ片の一例を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）の拡大斜視図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本発明のタイヤ部材成形用の押圧ローラ（以下、単に「押圧ローラ」ということがある）を用いたタイヤの製造工程の一例を説明する斜視図である。本実施形態の押圧ローラ１は、未加硫のゴム部材で作られたタイヤ部材２の表面２ｓを押圧するためのものである。

本実施形態のタイヤ部材２としては、例えば、未加硫のゴムストリップ４を螺旋状に積層して形成される。ゴムストリップ４は、アプリケータ８から供給されて、円筒状の成形フォーマ５に巻回されている。本実施形態の押圧ローラ１は、タイヤ部材２を押圧することで、積層されたゴムストリップ４、４間の空気を排出している。なお、押圧ローラ１は、タイヤ部材２の表面２ｓを押圧することにより、例えば、タイヤ部材２の成形や、タイヤ部材２の表面２ｓの均し等に用いることができる。

図２は、図１の押圧ローラ１の分解斜視図である。図３は、図１の押圧ローラ１の断面図である。本実施形態の押圧ローラ１は、支持軸６と、複数のローラ片７とを含んで構成されている。

支持軸６は、その軸心６ｃが水平方向にのびている。この支持軸６は、例えば、駆動手段（図示省略）に取り付けられたアーム１０によって移動可能に支持されている。本実施形態のアーム１０は、支持軸６の軸方向の一方側に固定されている。なお、アーム１０は、例えば、支持軸６の軸方向の両側に設けられてもよい。

支持軸６には、一対のローラ保持手段１１、１１が設けられている。一対のローラ保持手段１１、１１は、複数のローラ片７の軸方向の両外側に配置されている。このような一対のローラ保持手段１１、１１は、複数のローラ片７の軸方向の位置ずれを防ぐことができる。

本実施形態の一対のローラ保持手段１１、１１は、止めネジ１３によって、支持軸６に取り外し可能に取り付けられている。これにより、押圧ローラ１は、ローラ片７を支持軸６から取り外すことができるため、ローラ片７のメンテナンス性を高めることができる。

複数のローラ片７は、支持軸６の軸方向に並べて配されている。本実施形態の各ローラ片７は、互いに独立した軸受１２を介して、支持軸６に支持されている。図４は、ローラ片７の一例を示す側面図である。

ローラ片７は、内輪部分１６と、外輪部分１７と、連結部１８とを含んで構成されている。本実施形態において、内輪部分１６、外輪部分１７及び連結部１８は、一体に形成されている。ローラ片７の外径Ｄ１（図２に示す）は、例えば、３０〜６０mm程度に設定されている。ローラ片７の幅Ｗ１（図３に示す）は、例えば、２〜８mm程度に設定されている。

本実施形態のローラ片７は、例えば、樹脂材料によって形成されている。樹脂材料としては、例えば、ＭＣナイロン（クオドラントポリペンコジャパン株式会社の登録商標）、６ナイロン、又は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等を採用することができる。本実施形態では、柔軟性を有し、かつ、耐衝撃性を有する６ナイロンが採用されている。なお、ローラ片７は、このような樹脂材料に限定されるわけでなく、例えば、金属等で形成されてもよい。また、内輪部分１６、外輪部分１７及び連結部１８がそれぞれ異なる材料で形成されてもよい。

内輪部分１６は、支持軸６（図３に示す）側に配置されている。内輪部分１６は、その軸心に円形状の孔部１６ｈが設けられたリング状に形成されている。孔部１６ｈの内径は、軸受１２（図２及び図３に示す）の外径と略同一に設定されている。

外輪部分１７は、タイヤ部材２（図１に示す）に接触する側に配置されている。外輪部分１７は、その軸心に円形状の孔部１７ｈが設けられたリング状に形成されている。本実施形態の孔部１７ｈの内径は、内輪部分１６の外径よりも大に設定されている。外輪部分１７の外周面（即ち、ローラ片７の外周面７ｏ）は、タイヤ部材２の表面２ｓ（図１に示す）に接触する押圧面１９として形成される。

連結部１８は、内輪部分１６と外輪部分１７との間を螺旋状にのびて弾性的につないでいる。連結部１８は、側面視において、渦巻状に形成されている。本実施形態の連結部１８は、内側部２１、外側部２２及び接続部２３を含んで構成されている。これらの内側部２１、外側部２２及び接続部２３は、一体に形成されている。

内側部２１は、内輪部分１６の外周面に固定されている。本実施形態の内側部２１は、内輪部分１６の周方向において、内輪部分１６の外周面の一部分に配置されている。

外側部２２は、外輪部分１７の内周面に固定されている。本実施形態の外側部２２は、外輪部分１７の周方向において、外輪部分１７の内周面の一部分に配置されている。

接続部２３は、内側部２１と外側部２２との間を螺旋状（渦巻状）にのびている。本実施形態の接続部２３は、内側部２１の一端２１ａから外側部２２の一端２２ａにかけて、ローラ片７の軸心７ｃと接続部２３の外周面との距離Ｌ２を漸増させながらのびている。また、接続部２３と内輪部分１６との間、及び、接続部２３と外輪部分１７との間には、螺旋状（渦巻状）にのびる隙間２４が設けられている。これにより、接続部２３は、内輪部分１６と外輪部分１７との間で弾性変形することができる。このような接続部２３により、ローラ片７は、弾性変形可能に形成される。

隙間２４は、内輪部分１６と連結部１８との間の第１隙間２４Ａと、外輪部分１７と連結部１８との間の第２隙間２４Ｂとを含んでいる。第１隙間２４Ａは、内側部２１の一端２１ａから外側部２２の他端２２ｂにかけて、その幅Ｗ３が漸増している。他方、第２隙間２４Ｂは、外側部２２の他端２２ｂから一端２２ａにかけて、その幅Ｗ４が漸減している。これにより、ローラ片７は、接続部２３の弾性変形量を、周方向で均一にすることができる。

図５は、タイヤ部材２の表面２ｓに押し当てられたローラ片７を示す側面図である。ローラ片７がタイヤ部材２に押し当てられると、連結部１８の接続部２３がローラ片７の半径方向に弾性変形し、外輪部分１７がタイヤ部材２の凹凸に対して追従するように、ローラ片７の半径方向に移動する。この接続部２３の弾性変形により、ローラ片７は、外輪部分１７の押圧面１９をタイヤ部材２の表面２ｓに追従させつつ、表面２ｓに対して反力を生じさせることができる。

図２及び図３に示されるように、軸受１２は、各ローラ片７の内輪部分１６の内周面と、支持軸６の外周面との間に配置されている。図３に示されるように、本実施形態の軸受１２は、従来のベアリング（即ち、転がり軸受）と同様に、内輪２６、外輪２７、及び、転動体２８とを含んで構成されている。このような軸受１２により、各ローラ片７は、互いに独立して回転可能に、支持軸６に支持される。なお、軸受１２としては、各ローラ片７を独立して回転可能なものであれば、本実施形態のようなベアリングに限定されない。また、軸受１２と内輪部分１６との固着、及び、軸受１２と支持軸６との固着には、例えば、接着剤等を用いることができる。

図６は、タイヤ部材２に押し当てられた押圧ローラ１の正面図である。複数のローラ片７が取り付けられた押圧ローラ１は、支持軸６の軸方向の広範囲にわたって、タイヤ部材２を押圧することができる。さらに、各ローラ片７は、独立して弾性変形することができるため、タイヤ部材２の凹凸に対して追従しつつ、タイヤ部材２に反力を効果的に生じさせることができる。これにより、本実施形態のタイヤ部材２が、ゴムストリップ４を螺旋状に積層して形成される場合、ゴムストリップ４、４間の空気を効果的に排出させることができる。

本実施形態の各ローラ片７は、互いに独立して回転可能に、支持軸６に支持されている。これにより、本実施形態の押圧ローラ１は、表面に凹凸のあるタイヤ部材２の形状に沿って、各ローラ片７が上下に変位した状態で回転しても、特定のローラ片７に大きな捻じれが生じるのを防ぐことができる。このような捻じれは、連結部１８の接続部２３において、内側部２１付近又は外側部２２付近での切断を生じさせやすい。従って、本実施形態の押圧ローラ１は、各ローラ片７の破損を長期にわたって防止することができるため、耐久性を向上しうる。

図４に示したローラ片７は、周方向のバネレートが一定ではない。このため、図２及び図３に示されるように、ローラ片７は、連結部１８の螺旋の向きが互いに逆向きとなるように、支持軸６に並べられるのが望ましい。これにより、押圧ローラ１は、隣り合うローラ片７Ａ、７Ｂのバネレートの傾向を逆にして、周方向のバネレートを平均化（均一化）できる。これにより、押圧ローラ１は、タイヤ部材２への反力のバラツキを低減することができる。

ところで、タイヤ部材２（図６に示す）は、未加硫のゴム部材で作られているため、粘着性を有している。このため、押圧ローラ１でタイヤ部材２を押圧すると、タイヤ部材２が押圧ローラ１に貼りついて、タイヤ部材２を十分に押圧できないおそれがある。

図２に示されるように、本実施形態の押圧ローラ１は、少なくとも１つのローラ片７の外周面７ｏ（押圧面１９）に、タイヤ部材２との粘着を防ぐための凹凸部３１が形成されている。本実施形態の凹凸部３１は、１．３〜２．５μｍの十点平均粗さ(Rz)を有する部分（以下、単に「梨地部分」ということがある。）３２を含んでいる。十点平均粗さ(Rz)は、ＪＩＳＢ０６０１（１９９４）に準拠して測定されるものとする。また、梨地部分３２は、ローラ片７の外周面７ｏがブラスト加工されることで形成することができる。

このような凹凸部３１は、ローラ片７の外周面７ｏとタイヤ部材２の表面２ｓとの接触面積を小さくできる。従って、本実施形態のローラ片７は、その外周面７ｏ（押圧面１９）にタイヤ部材２が貼りつくのを防ぐことができるため、タイヤ部材２の表面２ｓを効果的に押圧することができる。

本実施形態では、押圧ローラ１を構成する全てのローラ片７の外周面７ｏに、凹凸部３１が形成されている。これにより、本実施形態の押圧ローラ１は、各ローラ片７の外周面７ｏ（押圧面１９）に、タイヤ部材２が貼りつくのを効果的に防ぐことができる。

凹凸部３１の十点平均粗さ(Rz)が１．３μｍ未満であると、ローラ片７の外周面７ｏとタイヤ部材２との接触面積を、十分に小さくできないおそれがある。逆に、十点平均粗さ(Rz)が２．５μｍを超えると、ローラ片７の外周面７ｏとタイヤ部材２との接触面積が小さくなり、タイヤ部材２の表面２ｓを十分に押圧できないおそれがある。このような観点より、十点平均粗さ(Rz)は、好ましくは１．６μｍ以上であり、好ましくは２．２μｍ以下である。

凹凸部３１の十点平均粗さ(Rz)は、例えば、タイヤ部材２の貼りつきやすさに応じて、ローラ片７毎に異ならせてもよい。とりわけ、タイヤ部材２が貼りつきやすいローラ片７の十点平均粗さ(Rz)を大きくすることが望ましい。これにより、各ローラ片７は、タイヤ部材２が張り付くのを効果的に防ぐことができる。

本実施形態の凹凸部３１は、梨地部分３２を含むものを例示したが、このような態様に限定されない。図７（ａ）は、本発明の他の実施形態のローラ片７の一例を示す斜視図、（ｂ）は、（ａ）の拡大斜視図である。

この実施形態の凹凸部３１は、ローレット部分３３を含んでいる。本実施形態のローレット部分３３は、ローラ片７の周方向に隔設された条溝３４で形成された平目ローレットとして構成されている。なお、ローレット部分３３は、平目ローレットに限定されるわけではなく、条溝３４が交差する綾目ローレットでもよい。

このような凹凸部３１も、ローラ片７の外周面７ｏとタイヤ部材２との接触面積を小さくできる。従って、この実施形態のローラ片７は、ローラ片７の外周面７ｏ（押圧面１９）にタイヤ部材２が貼りつくのを防ぎつつ、タイヤ部材２の表面２ｓを効果的に押圧することができる。

ローレット部分３３の条溝３４の溝幅Ｗ５については、適宜設定することができる。溝幅Ｗ５が小さいと、ローラ片７の外周面７ｏとタイヤ部材２との接触面積を、十分に小さくできないおそれがある。逆に、溝幅Ｗ５が大きいと、ローラ片７の外周面７ｏとタイヤ部材２との接触面積が小さくなり、タイヤ部材２の表面２ｓを十分に押圧できないおそれがある。このような観点より、溝幅Ｗ５は、好ましくは０．５mm以上であり、また、好ましくは２．０mm以下である。同様に、条溝３４の深さＤ５は、好ましくは０．５mm以上であり、また、好ましくは２．０mm以下である。

条溝３４の溝幅Ｗ５及び深さＤ５は、例えば、タイヤ部材２の貼りつきやすさに応じて、ローラ片７毎に異ならせてもよい。とりわけ、タイヤ部材２が貼りつきやすいローラ片７は、条溝３４の溝幅Ｗ５及び深さＤ５を大きくするのが望ましい。これにより、各ローラ片７は、タイヤ部材２の貼りつきを、効果的に防ぐことができる。

条溝３４は、ローラ片７の軸方向に対して傾斜していてもよい。このような凹凸部３１は、タイヤ部材２の表面２ｓ（図１に示す）に接触するローレット部分３３の稜線の長さを大きくできるため、表面２ｓへの食い込みを小さくすることができる。条溝３４のローラ軸方向に対する角度は、０〜３０度であるのが望ましい。これにより、凹凸部３１は、タイヤ部材２の表面２ｓ（図１に示す）に、タイヤ部材２の長手方向にのびる筋状の凹凸（図示省略）が形成されるのを防ぐことができる。

また、押圧ローラ１は、例えば、タイヤ部材２の貼りつきやすさに応じて、梨地部分３２（図２に示す）が設けられたローラ片７と、ローレット部分３３（図７（ａ）に示す）が設けられたローラ片７とが混在してもよい。なお、ローレット部分３３は、梨地部分３２に比べて、ローラ片７の外周面７ｏとタイヤ部材２との接触面積を効果的に小さくすることができる。このような押圧ローラ１は、ローラ片７の外周面７ｏ（押圧面１９）に、タイヤ部材２が貼りつくのを効果的に防ぐことができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図２〜４に示した基本構造を有する押圧ローラが製造された（実施例１−３）。実施例１〜３は、各ローラ片が、互いに独立した軸受を介して、支持軸に支持されている。実施例１のローラ片の外周面は、平滑に形成された。実施例２のローラ片の外周面は、１．９μｍの十点平均粗さ(Rz)を有する凹凸部が形成された。実施例３のローラ片の外周面は、溝幅Ｗ５が１．２mm、深さＤ５が１．２mmのローレット部分（図７（ａ）、（ｂ）に示す）を有する凹凸部が形成された。

比較のために、回転可能な支持軸に固着された複数のローラ片を有する押圧ローラが製造された（比較例）。比較例の各ローラ片は、実施例１〜３の各ローラ片とは異なり、互いに独立して回転することができない。

そして、実施例１〜３及び比較例の押圧ローラを２週間転動させて、破損したローラ片の個数を記録した。さらに、実施例１〜３の押圧ローラについて、タイヤ部材との粘着の有無（即ち、ローラ片の外周面へのゴムの付着の有無）が目視にて確認された。共通仕様は、次のとおりである。
ローラ片の材料：６ナイロン
ローラ片の外径：４５mm
ローラ片の個数：７個

テストの結果、比較例の押圧ローラは、２個のローラ片が破損したのに対して、実施例１〜３の押圧ローラは、ローラ片が破損しなかった。従って、実施例１〜３の押圧ローラは、比較例の押圧ローラに比べて、各ローラ片の破損を長期にわたって防止することができ、耐久性を向上させることができた。

また、実施例２、３の押圧ローラは、実施例１の押圧ローラに比べて、ローラ片の外周面にタイヤ部材が貼りつくのを防ぐことができた。従って、実施例２、３の押圧ローラは、実施例の押圧ローラに比べて、タイヤ部材の表面を効果的に押圧することができた。

１ 押圧ローラ
２ タイヤ部材
６ 支持軸
７ ローラ片
１９ 押圧面

Claims (6)

1. 未加硫のゴム部材で作られたタイヤ部材の表面を押圧するための押圧ローラであって、
   支持軸と、前記支持軸に支持されかつ前記支持軸の軸方向に並ぶ複数の弾性変形可能なローラ片とを有し、
   各ローラ片は、前記支持軸側の内輪部分と、前記タイヤ部材に接触する側の外輪部分と、これらの間を螺旋状にのびて弾性的につなぐ渦巻状の連結部とを含み、
   前記外輪部分は、前記タイヤ部材の表面に接触する押圧面を具えるとともに、
   前記各ローラ片は、互いに独立して回転可能に、かつ、隣り合う前記ローラ片の前記連結部の螺旋の向きが互いに逆向きとなるように、前記支持軸に支持されているタイヤ部材成形用の押圧ローラ。
2. 前記各ローラ片は、互いに独立した軸受を介して、前記支持軸に支持されている請求項１記載のタイヤ部材成形用の押圧ローラ。
3. 前記ローラ片の幅は、２〜８mmに設定されている請求項１又は２記載のタイヤ部材成形用の押圧ローラ。
4. 少なくとも１つの前記ローラ片の外周面には、前記タイヤ部材との粘着を防ぐための凹凸部が形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ部材成形用の押圧ローラ。
5. 前記凹凸部は、１．３〜２．５μｍの十点平均粗さ(Rz)を有する部分を含む請求項４記載のタイヤ部材成形用の押圧ローラ。
6. 前記凹凸部は、ローレット部分を含む請求項４又は５記載のタイヤ部材成形用の押圧ローラ。

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