JP6848692B2

JP6848692B2 - 成形用ドラム

Info

Publication number: JP6848692B2
Application number: JP2017105842A
Authority: JP
Inventors: 康資曽根
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2037-05-29
Also published as: JP2018199302A

Description

本発明は、未加硫のゴムシートを巻き付けて円筒状のゴム部材を成形するための成形用ドラムに関する。

例えば、下記特許文献１には、未加硫のゴムシートを巻き付けて円筒状のゴム部材を成形するための成形用ドラムが提案されている。この成形用ドラムは、上記ゴムシートが巻き付けられる外周面を有したドラム本体を含む。ドラム本体は、ドラム周方向に並べられた複数のセグメントと、これらをドラム半径方向外側に移動させる駆動手段とを含んでいる。上記成形用ドラムは、各セグメントがドラム半径方向外側に移動することにより、セグメント間に隙間を形成しながら、ドラム本体の円筒状の外周面が実質的に拡径し得る。

上記成形用ドラムは、セグメント間の隙間にゴム部材が入るのを防ぐために、ドラム本体の外周面に円筒状のゴムバンドが配されている。しかしながら、このようなゴムバンドは、ドラム本体全周を締め付けるため、各セグメントのドラム半径方向外側への移動を妨げる傾向がある。このため、ドラム本体を拡径する都度、大きな動力が必要であった。

特開平９−９９４９６号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、小さな動力でセグメント間の隙間を埋めることができる成形用ドラムを提供することを主たる目的としている。

本発明は、未加硫のゴムシートを巻き付けて円筒状のゴム部材を成形するための成形用ドラムであって、中心軸と、前記中心軸のドラム半径方向の外方に配され、かつ、前記ゴムシートを巻き付けるための円筒状の外周面を有するドラム本体とを含み、前記ドラム本体は、ドラム周方向に並べられた複数のセグメントと、前記各セグメントをドラム半径方向外側に移動させて前記外周面を実質的に拡径させる駆動手段と、ドラム周方向で隣り合う前記セグメント同士を接続するシート状部材とを含み、前記シート状部材は、前記セグメントの前記拡径に伴ってドラム周方向に拡がり前記セグメント間の隙間の少なくとも一部を埋める。

本発明の成形用ドラムにおいて、前記シート状部材は、弾性体であるのが望ましい。

本発明の成形用ドラムにおいて、前記シート状部材は、前記各セグメントを拡径させた状態において、ドラム周方向に沿った張力が作用するように配されているのが望ましい。

本発明の成形用ドラムにおいて、前記シート状部材は、前記各セグメントを拡径させた状態において、前記セグメントの外径と略同一の外径を有するように配されているのが望ましい。

本発明の成形用ドラムにおいて、前記各セグメントは、円弧状に湾曲したセグメント本体と、前記セグメント本体のドラム半径方向の内周面側に形成されかつ前記シート状部材の端部を保持する保持部とを含むのが望ましい。

本発明の成形用ドラムにおいて、ドラム軸方向と直交する横断面において、前記セグメント本体のドラム周方向の端部がテーパー状とされているのが望ましい。

本発明の成形用ドラムにおいて、ドラム軸方向と直交する横断面において、前記セグメント本体のドラム周方向の端部は、円弧状に丸められているのが望ましい。

本発明の成形用ドラムにおいて、前記シート状部材は、前記各セグメントが拡径される前の状態において、前記セグメントのドラム半径方向内側へ収納されるように配されているのが望ましい。

本発明の成形用ドラムは、ドラム周方向で隣り合うセグメント同士を接続するシート状部材を含む。シート状部材は、セグメントの前記拡径に伴ってドラム周方向に拡がりセグメント間の隙間の少なくとも一部を埋めることができる。従って、本発明は、小さな動力でドラム本体を拡径させることができる。

本発明の一実施形態の成形用ドラムの平面図である。（ａ）は、ドラム本体が最も縮径したときの成形用ドラムの横断面図であり、（ｂ）は、ドラム本体が最も拡径したときの成形用ドラムの横断面図である。（ａ）は、図２のシート状部材の拡大断面図であり、（ｂ）は、図３のシート状部材の拡大断面図である。セグメントの拡大断面図である。本発明の他の実施形態のセグメントの拡大断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態のドラム本体の一部の拡大断面図である。

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には、本実施形態の成形用ドラム１の平面図が示されている。図１に示されるように、成形用ドラム１は、未加硫のゴムシートを巻き付けて円筒状のゴム部材を成形するために用いられる。本実施形態の成形用ドラム１は、例えば、円筒状のタイヤ部材を成形するのに用いられ、より具体的には、円筒状の生タイヤ基体を成形するのに用いられる。生タイヤ基体は、後の工程でシェーピングされることにより、トロイド状の生タイヤとなる。この生タイヤが加硫成形されることにより、空気入りタイヤを製造することができる。但し、本発明は、このような態様に限定されるものではない。

本実施形態の成形用ドラム１は、中心軸２と、ドラム本体３とを具えている。

中心軸２は、例えば、回転可能に支持される。なお、中心軸２を支持する装置は、公知のものが用いられ、図１では省略されている。本実施形態の中心軸２は、例えば、ドラム軸方向の一方側で片持ち状に支持される。

ドラム本体３は、中心軸２の半径方向外方に配されており、ゴムシートを巻き付けるための円筒状の外周面を有する。なお、ドラム本体３は、ゴムシートを巻き付けて所望する略円筒状のゴム部材が得られる形状であれば良く、断面が完全な円形状に限定されるものではない。

図２（ａ）及び（ｂ）には、成形用ドラム１の中心軸２と直交する横断面図が示されている。図２（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ドラム本体３は、複数のセグメント５と、駆動手段６と、シート状部材１０とを含む。

セグメント５は、ドラム周方向に並べられ、ドラム本体３の円筒状の外周面３ｓを構成している。このため、各セグメント５は、横断面において、円弧状の外面を有している。セグメント５の個数は、例えば、８〜１６が望ましく、本実施形態では１２とされる。

駆動手段６は、例えば、各セグメント５のドラム半径方向内側に設けられている。駆動手段６は、各セグメント５に接続され、各セグメント５をドラム半径方向外側又は内側に移動させることができる。駆動手段６は、例えば、エアシリンダーやアクチュエーター等が用いられる。駆動手段６により、ドラム本体３の外周面３ｓは、実質的に拡径又は縮径することができる。図２（ａ）は、ドラム本体３が最も縮径された状態を示し、図２（ｂ）は、ドラム本体３が最も拡径された状態を示している。

シート状部材１０は、ドラム周方向で隣り合うセグメント５同士を接続している。本実施形態のシート状部材１０は、例えば、セグメント５のドラム半径方向の内面側に接続している。また、シート状部材１０は、例えば、セグメント５のドラム周方向の端部に接続している。

図３（ａ）には、図２（ａ）のシート状部材１０の拡大断面図が示されている。図３（ｂ）には、図２（ｂ）のシート状部材１０の拡大断面図が示されている。図３（ａ）に示されるように、シート状部材１０は、各セグメント５が拡径される前の状態において、セグメント５のドラム半径方向内側へ収納されるように配されている。

図３（ｂ）に示されるように、シート状部材１０は、セグメント５の拡径に伴ってドラム周方向に拡がりセグメント５間の隙間の少なくとも一部を埋めることができる。従って、本発明は、小さな動力でドラム本体３を拡径させることができる。これにより、例えば、ドラム本体３を移動させる際の消費電力等を低減することができる。また、シート状部材１０は、上記隙間を埋めるため、例えば、ゴム部材がほぼ連続的に内側から支持され、ひいてはその真円度を高めることができる。

シート状部材１０は、少なくとも、セグメント５の動作に伴って上述の様に変形できる柔軟性を有している。シート状部材１０は、弾性体であるのが望ましく、例えば、ゴム部材であるのがより望ましい。本実施形態のシート状部材１０は、例えば、伸縮に強いブチルゴムを含むゴム部材で構成されている。但し、シート状部材１０は、このような態様に限定されるものではない。

シート状部材１０は、各セグメント５を拡径させた状態において、ドラム周方向に沿った張力が作用するように配されているのが望ましい。これにより、成形しようとするゴム部材がセグメント５間の隙間に入るのを確実に抑制でき、ひいてはゴム部材の断面形状の真円度が高められる。

シート状部材１０は、各セグメント５を拡径させた状態において、セグメント５の外径と略同一の外径を有するように配されているのが望ましい。上記態様は、シート状部材１０の外面が、セグメント５の外面をドラム周方向に仮想延長した理想の円弧面となる態様を含む。なお、上記態様は、シート状部材１０外面が、一方のセグメント５の端５ｅと他方のセグメント５の端５ｅとの間を結ぶ仮想直線よりも上記理想の円弧面側に配されている態様も含むものとする。これにより、ゴム部材の断面形状の真円度がさらに高められる。従って、本実施形態の成形用ドラム１は、ユニフォミティに優れた空気入りタイヤを製造するのに役立つ。

シート状部材１０は、例えば、成形しようとするゴム部材よりも大きいドラム軸方向の長さを有しているのが望ましい。より望ましい態様では、シート状部材１０は、セグメント５と実質的に等しいドラム軸方向の長さを有している。これにより、ゴム部材のドラム軸方向の全体に亘って、ゴム部材がセグメント間の隙間に入るのを抑制できる。

シート状部材１０は、例えば、ドラム周方向両側のセグメント５にそれぞれ保持される一対の第１部分１１と、これらの間に配された第２部分１２とを含んでいる。

第１部分１１は、例えば、シート状部材１０がセグメント５に引っ張られても切断しない厚さを有している。第１部分１１の厚さは、例えば、１．０〜５．０mmであるのが望ましい。

第２部分１２は、セグメント５が拡径したとき、セグメント５間の隙間を埋めることができる。また、第２部分１２は、例えば、セグメント５が拡径したときにセグメント５と接触する接触部１３と、セグメントが拡径したときにドラム本体３の外周面の一部を構成する外周部１４とを含んでいる。

接触部１３は、例えば、外周部１４側に向かって厚さが漸増しているのが望ましい。外周部１４は、例えば、第１部分１１及び接触部１３よりも大きい一定の厚さを有しているのが望ましい。上述の構成により、本実施形態の第２部分１２は、セグメント５が拡径したときに、外周部１４の外径がセグメント５の外径と略同一となり、ひいてはユニフォミティに優れた空気入りタイヤを成形することができる。

図４には、セグメント５の拡大断面図が示されている。図４に示されるように、各セグメント５は、セグメント本体１６と、保持部１７とを含んでいる。

セグメント本体１６は、円弧状に湾曲し、ドラム本体３の外周面を構成することができる。保持部１７は、例えば、セグメント本体１６のドラム半径方向の内周面側に形成されている。また、保持部１７は、例えば、セグメント本体１６のドラム周方向の両側に１つずつ設けられている。保持部１７は、シート状部材１０の端部を保持することができる。

保持部１７は、例えば、セグメント本体１６との間でシート状部材１０の第１部分１１の少なくとも一部を挟むことにより、シート状部材１０を保持している。望ましい態様では、保持部１７は、例えば、第１挟持部１８と第２挟持部１９とを含んでいる。第１挟持部１８は、例えば、略Ｕ字状の断面を有し、第１部分１１の端部を挟んでいる。第２挟持部１９は、例えば、第１部分１１の端部以外の部分を挟んでいる。本実施形態の第２挟持部１９は、例えば、第１挟持部１８の一部とセグメント本体１６との間でシート状部材１０を挟んでいる。このような保持部１７は、シート状部材１０が外れるのを効果的に防ぐことができる。

セグメント本体１６のドラム周方向の端部は、厚さが外端に向かって漸減したテーパー状であるのが望ましい。これにより、セグメント５の外面とシート状部材１０の外面との段差が小さくなる。

図５は、本発明の他の実施形態のセグメント５の拡大断面図である。図５に示されるように、この実施形態のセグメント本体１６の端部１６ｅは、円弧状に丸められている。このようなセグメント本体１６は、その端部によってシート状部材１０が損傷するのを防ぐことができ、ひいてはシート状部材１０の耐久性が高められる。

図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態のドラム本体３の一部の拡大断面図である。図６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、この実施形態では、ドラム本体３の内部に、シート状部材１０を支持するためのシート支持部２０が設けられている。

図６（ａ）に示されるように、シート支持部２０は、例えば、シート状部材１０のドラム半径方向内側に配されている。シート支持部２０は、先端部２１とアクチュエータ２２とを含んでいる。先端部２１は、例えば、シート状部材１０と接触する平らな外面を有している。アクチュエータ２２は、先端部２１をドラム半径方向に移動させることができる。各セグメント５が縮径しているとき、アクチュエータ２２は、先端部２１をシート状部材１０に接触させず、これよりもドラム半径方向内側に位置させている。

図６（ｂ）に示されるように、各セグメント５が拡径するとき、アクチュエータ２２は、先端部２１をドラム半径方向外側に移動させる。先端部２１の外面は、シート状部材１０に接触し、これを支持することができる。シート支持部２０は、セグメント５間の隙間において、ゴム部材がドラム半径方向内側に撓むのを抑制でき、ゴム部材の断面形状の真円度をさらに高めることができる。

以上、本発明の一実施形態の成形用ドラムが詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。

実施例として、上述した構成を有する成形用ドラムが試作された。比較例１として、セグメント間の隙間を埋めるシート状部材が配されていない成形用ドラムが試作された。比較例２として、上記シート状部材が配されておらず、かつ、ドラム本体全周にゴムバンドが巻かれた成形用ドラムが試作された。各ドラムを用いて、それぞれ、２３５／４５Ｒ１８の空気入りタイヤが５０本製造された。各ドラムについて、ドラム本体を拡径するときの電力消費量、及び、上記空気入りタイヤのユニフォミティが測定された。各ドラムの共通仕様及び測定方法は、以下の通りである。
ドラムのセグメント数：１２
ドラムの周長さ：１７００mm

＜ドラム本体を拡径するときの電力消費量＞
各ドラムについて、ドラム本体を拡径するときの電力消費量の平均が測定された。結果は、比較例１を１００とする指数であり、数値が小さい程、上記電力消費量が小さいことを示す。

＜ユニフォミティ＞
上記空気入りタイヤについて、回転時のタイヤ半径方向の力の変動成分である低速ＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）及び高速ＲＦＶが下記の条件で測定された。前記低速ＲＦＶ及び高速ＲＦＶは、タイヤユニフォミティ試験機を用い、ＪＡＳＯＣ６０７：２０００の「自動車用タイヤのユニフォミティ試験方法」に準拠して測定された。低速ＲＦＶは、６０km/hで走行時のＲＦＶである。高速ＲＦＶは、１２０km/hで走行時のＲＦＶである。また、各ドラムについて、製造された各タイヤの各ＲＦＶの平均値が計算された。結果は、比較例１の平均値を１００とする指数であり、数値が小さい程、製造されたタイヤのユニフォミティが良好であることを示す。
装着リム：１８×８Ｊ
タイヤ内圧：２００kPa
縦荷重：５０００N
テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例の成形用ドラムは、小さな動力でドラム本体を拡径できることが確認できた。また、実施例の成形用ドラムは、ユニフォミティに優れた空気入りタイヤを製造するのに役立つことが確認できた。

２中心軸
３ドラム本体
５セグメント
６駆動手段
１０シート状部材

Claims

未加硫のゴムシートを巻き付けて円筒状のゴム部材を成形するための成形用ドラムであって、
中心軸と、前記中心軸のドラム半径方向の外方に配され、かつ、前記ゴムシートを巻き付けるための円筒状の外周面を有するドラム本体とを含み、
前記ドラム本体は、ドラム周方向に並べられた複数のセグメントと、前記各セグメントをドラム半径方向外側に移動させて前記外周面を実質的に拡径させる駆動手段と、ドラム周方向で隣り合う前記セグメント同士を接続するシート状部材とを含み、
前記シート状部材は、前記セグメントの前記拡径に伴ってドラム周方向に拡がり前記セグメント間の隙間の少なくとも一部を埋める、
成形用ドラム。
前記シート状部材は、弾性体である請求項１記載の成形用ドラム。
前記シート状部材は、前記各セグメントを拡径させた状態において、ドラム周方向に沿った張力が作用するように配されている請求項２記載の成形用ドラム。
前記シート状部材は、前記各セグメントを拡径させた状態において、前記セグメントの外径と略同一の外径を有するように配されている請求項１乃至３のいずれかに記載の成形用ドラム。
前記各セグメントは、円弧状に湾曲したセグメント本体と、前記セグメント本体のドラム半径方向の内周面側に形成されかつ前記シート状部材の端部を保持する保持部とを含む請求項１乃至４のいずれかに記載の成形用ドラム。
ドラム軸方向と直交する横断面において、前記セグメント本体のドラム周方向の端部がテーパー状とされている請求項５記載の成形用ドラム。
ドラム軸方向と直交する横断面において、前記セグメント本体のドラム周方向の端部は、円弧状に丸められている請求項５記載の成形用ドラム。
前記シート状部材は、前記各セグメントが拡径される前の状態において、前記セグメントのドラム半径方向内側へ収納されるように配されている請求項１乃至７のいずれかに記載の成形用ドラム。