JP6870375B2 - タイヤの成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの成形装置に関する。

特開２０１４−８７４５公報には、タイヤの成形装置が開示されている。この成形装置の成形ドラムは、周方向に並べられた複数のセグメントによって形成されている。この成形ドラムに、帯状のカーカスプライ部材が巻回されて、筒状のカーカスプライ部材が形成される。特開２０１５−２２９３２６公報の成形ドラムでは、帯状のベルト部材が巻回されて、筒状のベルト部材が形成される。

特開２０１４−８７４５公報 特開２０１５−２２９３２６公報

ところで、タイヤが装着される車両には、ノイズや振動の低減が求められている。このノイズや振動の低減のため、タイヤのユニフォミティの向上が求められている。このユニフォミティの向上により、タイヤに起因するノイズや振動が低減されうる。近年、車両の高性能化に伴い、更になる、ノイズや振動の低減が求められている。

本発明の目的は、タイヤのノイズや振動を低減しうる成形装置の提供にある。

本発明に係るタイヤの成形装置は、帯状のゴム部材を巻回して筒状のゴム部材を形成する成形装置である。この成形装置は、上記帯状のゴム部材が巻回される外周面を形成する成形ドラムを備えている。上記成形ドラムは、周方向幅が異なる２種類以上の複数のセグメントを備えている。これらのセグメントは、上記外周面に沿って並べられている。上記外周面は、上記セグメントによって、周方向に不等分割されている。周方向において、少なくとも一の種類のセグメントのいずれか一方に他の種類のセグメントが隣合っている。

好ましくは、上記セグメントの数は、６以上２０以下である。

好ましくは、上記セグメントの数は、素数である。

好ましくは、周方向幅が異なる上記セグメントの種類は、３以上５以下である。

好ましくは、上記セグメントは半径方向に移動可能に支持されている。上記成形ドラムは、周方向に隣合う上記セグメントが互いに当接する縮径姿勢と、隣合う上記セグメントが間に隙間を形成して周方向に並べられる拡径姿勢との間で姿勢変化可能にされている。

好ましくは、上記成形ドラムの縮径姿勢において、上記成形ドラムの軸方向に垂直な断面における、外周面の輪郭が円形である。

本発明に係るタイヤの製造方法は、
帯状のゴム部材を巻回して筒状のゴム部材を形成する巻回工程と、
上記筒状のゴム部材を含む、タイヤの各部を形成する部材が組み合わされてローカバーが形成される合体工程とを備えている。
上記巻回工程において、成形ドラムが上記帯状のゴム部材が巻回される外周面を形成する。上記成形ドラムは、周方向幅が異なる２種類以上の複数のセグメントを備えている。これらのセグメントは上記外周面に沿って並べられて、上記外周面は上記セグメントによって周方向に不等分割される。周方向において、少なくとも一の種類のセグメントのいずれか一方に他の種類のセグメントが隣合う。

好ましくは、上記巻回工程において、上記成形ドラムが拡径姿勢にされる。上記拡径姿勢では、隣合う上記セグメントの間に隙間が形成されて、上記セグメントが周方向に並べられる。上記拡径姿勢の上記成形ドラムに上記帯状のゴム部材が巻回される。

本発明に係る成形装置では、帯状のゴム部材が巻回される外周面は、セグメントによって不等分割されている。この外周面に、帯状のゴム部材が巻回されて、筒状のゴム部材が成形される。この筒状のゴム部材では、周方向において、セグメントの分割位置が非周期的に位置する。この筒状のゴム部材では、セグメントの分割数に起因する次数成分のラジアルフォースバリエーション（以下、ＲＦＶという）の増幅が抑制される。この成形装置は、タイヤのＲＦＶの低減に寄与する。この成形装置は、タイヤの振動やノイズを低減しうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る成形装置の正面図である。 図２は、図１の線分II−IIに沿った断面図である。 図３は、図１の成形装置の使用状態が示された説明断面図である。 図４は、比較例の成形装置の断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１には、成形装置２が示されている。図２には、図２の線分II−IIに沿った断面が示されている。図１及び図２に示される様に、この成形装置２は、本体フレーム３、軸部４、成形ドラム６及び複数の拡縮手段８を備えている。

図２に示される様に、軸部４は、軸本体１０、取付部材１２及び支持板１４を備えている。図１に示される様に、軸本体１０は、本体フレーム３に支持されている。軸本体１０は、回転可能にされている。図２に示される様に、取付部材１２は、軸本体１０に外嵌されている。支持板１４は、取付部材１２に取り付けられている。この取付部材１２及び支持板１４は、軸本体１０と一体に、回転可能にされている。

成形ドラム６の形状は、円筒形状である。成形ドラム６は、外周面１６を形成する。成形ドラム６は、複数のセグメント１８（１８ａ〜１８ｅ）を備えている。図１に示される様に、成形ドラム６は、第一セグメント１８ａ、第二セグメント１８ｂ、第三セグメント１８ｃ、第四セグメント１８ｄ及び第五セグメント１８ｅの５種類のセグメント１８を備えている。

この成形ドラム６では、第一セグメント１８ａ、第二セグメント１８ｂ、第四セグメント１８ｄ及び第五セグメント１８ｅの数はそれぞれ４であり、第三セグメント１８ｃの数は３である。第一セグメント１８ａから第五セグメント１８ｅの合計数は１９である。これらの第一セグメント１８ａから第五セグメント１８ｅは周方向に並べられている。これらのセグメント１８によって、外周面１６が形成されている。

この外周面１６において、第一セグメント１８ａの周方向幅は第二セグメント１８ｂのそれより短い。同様に、第二セグメント１８ｂの周方向幅は第三セグメント１８ｃのそれより短く、第三セグメント１８ｃの周方向幅は第四セグメント１８ｄのそれより短く、第四セグメント１８ｄの周方向幅は第五セグメント１８ｅのそれより短い。この第一セグメント１８ａから第五セグメント１８ｅは、それぞれ種類毎に周方向幅が異なっている。

この成形ドラム６では、第一セグメント１８ａから第五セグメント１８ｅが、周方向に不規則な順番で並べられている。この第一セグメント１８ａから第五セグメント１８ｅは、外周面１６を周方向に均等に分割できない様に、並べられている。言い換えると、この外周面１６では、周方向において２以上のいずれの整数でも均等に分割できない様に、セグメント１８が並べられている。この様に、この外周面１６は、セグメント１８によって、周方向に不等分割されている。この外周面１６では、周方向において、隣合うセグメント１８の境界位置である分割位置は、非周期的に位置している。

拡縮手段８の数は、セグメント１８ａから１８ｅの数と同じ１９である。セグメント１８ａから１８ｅのそれぞれの位置に合わせて、拡縮手段１８が周方向に並べられている。それぞれの拡縮手段８は、固定部２０及びスライド部２２を備えている。固定部２０は、支持板１４に取り付けられている。スライド部２２は、固定部２０に対して半径方向にスライド可能に支持されている。スライド部２２の半径方向先端に、セグメント１８が支持されている。この拡縮手段８によって、セグメント１８は半径方向に移動可能にされている。図２では、拡縮手段８は、セグメント１８を半径方向内側に位置させている。隣合うセグメント１８は、互いに周方向に当接している。セグメント１８は、周方向に並べられて、円筒形状にされている。図２の成形ドラム６は、縮径姿勢にある。

図３では、拡縮手段８は、セグメント１８（１８ａからセグメント１８ｅ）を半径方向外側に位置させている。セグメント１８は、それぞれ同じ距離で半径方向外向きに移動している。これらのセグメント１８は、周方向に並べられている。図３の成形ドラム６は、拡径姿勢にある。図３の両矢印Ｃは、セグメント１８ｄとセグメント１８ｅとの間の隙間を表している。この拡径姿勢では、隣合うセグメント１８の間に、それぞれ隙間Ｃが形成されている。拡縮手段８は、成形ドラム６を、図２の縮径姿勢と図３の拡径姿勢との間で、姿勢変更可能にしている。この拡縮手段８は、拡径姿勢におけるセグメント１８の半径方向位置を任意の所定位置に設定可能にしている。これにより、拡縮手段１８は、拡径姿勢のセグメント１８によって形成される周長を、任意に設定可能にしている。

図３の二点鎖線で示された符号２６は、トレッド成形体を表している。図３には、拡径姿勢にある成形ドラム６の外周面１６に、トレッド成形体２６が巻回されている。このトレッド成形体２６は、ベルト部材及びトレッド部材を備えている。このトレッド成形体２６では、筒状に巻回されたベルト部材と、その半径方向外側に筒状に巻回されたトレッド部材とが一体にされている。

ここで、この成形装置２を用いたタイヤの製造方法が説明される。この製造方法は、予備成形工程及び加硫工程を備えている。予備成形工程では、ローカバーが形成される。この予備成形工程は、部材準備工程、ベルト巻回工程、ベルト圧着工程、トレッド巻回工程、トレッド圧着工程及び合体工程を備えている。

この部材準備工程では、複数の帯状のゴム部材が準備される。これらの帯状のゴム部材は、主に未加硫のゴム組成物からなっている。これらの帯状のゴム部材としては、前述のトレッド部材及びベルト部材の他、サイドウォール部材、カーカスプライ部材、インナーライナー部材等が例示される。

ベルト巻回工程では、図３に示される様に、成形ドラム６は拡径姿勢にされている。この外周面１６に沿って、帯状のベルト部材の長手方向の一方の端部がセグメント１８の外周面に貼り付けられる。成形ドラム６が回転して、ベルト部材が巻回される。帯状のベルト部材は、巻回されて筒状にされる。周方向において、ベルト部材の一方の端部と他方の端部とが重ね合わされる。ベルト部材は、筒状にされる。

ベルト圧着工程では、図示されない圧着ローラによって、ベルト部材の一方の端部と他方の端部とが半径方向に圧着される。この様にして、帯状のベルト部材から筒状のベルト部材が形成される。

トレッド巻回工程では、筒状のベルト部材の半径方向外側に、帯状のトレッド部材の一方の端部が貼り付けられる。成形ドラム６が回転して、トレッド部材が巻回される。帯状のトレッド部材は、巻回されて筒状にされる。周方向において、トレッド部材の一方の周方向端面と他方の周方向端面とが接合される。トレッド部材は、筒状にされる。

トレッド圧着工程では、図示されない圧着ローラによって、トレッド部材の一方の周方向端面と他方の周方向端面とが周方向に圧着される。この筒状のトレッド部材は、ベルト部材の半径方向外側にも圧着される。帯状のトレッド部材から筒状のトレッド部材が形成される。この様にして、筒状のベルト部材と筒状のトレッド部材とが一体にされて、図３のトレッド成形体２６が形成される。

合体工程では、筒状のカーカス成形体が準備されている。このカーカス成形体は、巻回されたインナーライナー部材、カーカスプライ部材、サイドウォール部材等からなっている。図示されないが、カーカス成形体がトロイド状に拡径される。このカーカス成形体の外周面にトレッド成形体２６が接合される。更に、図示されない圧着ローラで、カーカス成形体の外周面に、トレッド成形体２６が圧着される。この様にして、ローカバーが得られる。このローカバーは、加硫工程に送られる。

加硫工程では、このローカバーがモールドに投入される。ローカバーは、モールド内で加圧及び加熱される。このローカバーが加硫される。このローカバーからタイヤが得られる。トレッド部材はタイヤのトレッドを形成する。ベルト部材は、タイヤのベルトを形成する。同様に、インナーライナー部材、カーカスプライ部材、サイドウォール部材等は、タイヤのインナーライナー、カーカス、サイドウォール等を形成する。

この製造方法では、トレッド成形体２６は、トレッド部材及びベルト部材のみならず、他にゴム部材を含んでいてもよい。例えば、トレッド成形体２６は、バンド部材を備えていてもよい。このバンド部材は、タイヤのバンドを形成する部材である。バンド部材は、半径方向において、ベルト部材とトレッド部材との間に積層される。このバンドは、ベルトのリフティングを抑制する。

この成形装置２では、セグメント１８ａからセグメント１８ｅが周方向に並べられて、外周面１６が形成されている。この外周面１６は、セグメント１８によって、周方向に不等分割されている。この外周面１６は、周方向において、セグメント１８の分割位置が非周期的に位置している。トレッド成形体２６は、この外周面１６で形成される。トレッド成形体２６では、セグメント１８の分割数に起因する、ＲＦＶの増幅が抑制される。この成形装置２は、タイヤのＲＦＶの低減に寄与する。

この成形装置２では、５種類のセグメント１８ａから１８ｅを備えているが、これに限られない。この外周面１６を不等分割する観点から、周方向幅の異なるセグメント１８の種類は、少なくとも２種類以上である。セグメント１８の種類が多い成形ドラム６では、周方向に同じ種類のセグメント１８が連続して並ぶことを容易に抑制できる。この成形ドラム６では、周方向においてセグメント１８の分割位置を非周期的にすることが容易にできる。この観点から、好ましくは、このセグメント１８の種類は３以上である。一方で、成形ドラム６の部品の種類数を削減する観点から、好ましくは、このセグメント１８の種類は５以下である。

セグメント１８の数が多い成形ドラム６では、拡径姿勢において外周面１６をより円形に近い形状に拡径しうる。この成形ドラム６は、タイヤのユニフォミティの向上に寄与しうる。この成形ドラム６は、タイヤのＲＦＶの低減に寄与しうる。この観点から、セグメント１８の数は、好ましくは６以上である。一方で、セグメント１８の数が少ない成形ドラム６は、成形ドラム６の簡素化に寄与しうる。この観点から、このセグメント１８の数は、好ましくは２０以下である。

また、セグメント１８の分割位置を非周期的に配列させる観点から、セグメント１８の数は、素数であることが好ましい。このセグメント１８の数は、好ましくは、２、３、５、７、１１、１３、１７、１９、２３であり、更に好ましくは７以上１９以下の素数である。

周方向幅が同じセグメント１８が周方向に連続して隣合う外周面１６では、この連続する部分で、セグメント１８の分割位置が周期的に配列される。この様な外周面１６で形成されたトレッド成形体２６は、ＲＦＶの低減を阻害する。このトレッド成形体２６は、タイヤのノイズや振動の低減効果を低下させる。特に、周方向幅が同じセグメント１８が３以上連続する場合、タイヤのＲＦＶの低減を阻害しやすい。この観点から、周方向において、周方向幅が同じ種類のセグメント１８は、３以上連続しない構成にされている。この観点から、この成形ドラム６では、いずれのセグメント１８も少なくとも一方には、周方向幅の異なる他の種類のセグメント１８が隣合うように構成されている。

より円形に近い外周面１６は、トレッド成形体２６の真円度の向上に寄与する。この外周面１６は、タイヤのＲＦＶの低減に寄与する。この観点から、成形ドラム６の縮径姿勢において、外周面１６の輪郭が円形であることが好ましい。

この成形装置２では、拡縮手段８は、拡径姿勢におけるセグメント１８の半径方向位置を任意に設定できる。この成形装置２では、セグメント１８の半径方向位置を変更することで、種々の内径のトレッド成形体２６が成形されうる。この成形装置２は、汎用性に優れている。

一方で、成形ドラム６の拡径姿勢において、隣合うセグメント１８の間には、隙間Ｃが形成される。この隙間Ｃは、周方向において、外周面１６に非周期的に位置している。成形されるトレッド成型体２６では、周方向において、隙間Ｃに対応する部分が非周期的に形成される。このトレッド成形体２６は、タイヤのＲＦＶを低減しうる。この成形装置２の使用は、巻回工程において成形ドラム６が拡径姿勢にされる製造方法に特に適している。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例］
図１及び図２に示された成形装置が準備された。この成形装置を使用して、タイヤが製造された。このタイヤサイズは、２３５／４５Ｒ１８である。このタイヤが５０本製造された。

［比較例］
図４に示された成形装置３２が準備された。この成形装置３２では、全てのセグメント３４の周方向幅が同一であった。この成形装置のその他の構成は、実施例の成形装置と同様であった。図４では、実施例の成形装置と同様の構成については、同じ符号が付されている。図４の成形装置でも、セグメント３４の数は１９であった。図４では、右半分が成形ドラム３６の拡径姿勢を表し、左半分が成形ドラムの縮径姿勢を表している。この成形装置３２を用いた他は、実施例と同様にして、タイヤが５０本製造された。

［ＲＦＶ評価］
「ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００」に規定されたユニフォーミティ試験方法に準拠して、６０ｋｍ／ｈの低速と、１２０ｋｍ／ｈの高速とで、下記に示す条件にて、ラジアル・フォース・バリエーション（ＲＦＶＯＡ、ＲＦＶ１Ｈ、ＲＦＶ１９Ｈ）を測定した。ここで、ＲＦＶＯＡは、オーバーオールの測定結果を示し、ＲＦＶ１Ｈは１次成分の測定結果を示し、ＲＦＶ１９Ｈは１９次成分の測定結果を示している。それぞれ５０本のタイヤの測定結果の平均値が求められた。実施例の平均値が、比較例の平均値を１００とする指数で、下記の表１に示されている。この表１では、指数が小さいほど、評価が高い。
内圧：２００ｋＰａ
荷重：５ｋＮ

表１に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。特に、実施例のタイヤのＲＦＶは、比較例のタイヤのそれに比べて、高速で低減されている。また、実施例のタイヤのＲＦＶは、セグメントの分割数である１９次成分で、大きく低減されている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された成形装置は、トレッド成形体の成形を例に説明がされたが、これに限られない。この成形装置は、帯状のゴム部材が成形ドラムに巻回されて筒状のゴム部材が形成されるものに広く適用しうる。この成形装置は、例えば、トレッド部材、ベルト部材の他、バンド部材、カーカスプライ部材、インナーライナー部材等のタイヤの各部を形成する他の筒状のゴム部材の製造方法に広く使用されうる。

２・・・成形装置
４・・・軸部
６・・・成形ドラム
８・・・拡縮手段
１０・・・軸本体
１２・・・取付部材
１４・・・支持板
１６・・・外周面
１８・・・セグメント
２０・・・固定部
２２・・・スライド部
２６・・・トレッド成形体

Claims (8)

1. 帯状のゴム部材を巻回して筒状のゴム部材を形成する成形装置であって、
   上記帯状のゴム部材が巻回される外周面を形成する成形ドラムを備えており、
   上記成形ドラムが周方向幅が異なる２種類以上の複数のセグメントを備えており、これらのセグメントが上記外周面に沿って並べられており、上記外周面が上記セグメントによって、周方向に２以上のいずれの整数でも均等に分割できないように不等分割されており、周方向において少なくとも一の種類のセグメントのいずれか一方に他の種類のセグメントが隣合っているタイヤの成形装置。
2. 上記セグメントの数が６以上２０以下である請求項１に記載のタイヤの成形装置。
3. 上記セグメントの数が素数である請求項１又は２に記載のタイヤの成形装置。
4. 周方向幅が異なる上記セグメントの種類が３以上５以下である請求項１から３のいずれかに記載のタイヤの成形装置。
5. 上記セグメントが半径方向に移動可能に支持されており、
   上記成形ドラムが、周方向に隣合う上記セグメントが互いに当接する縮径姿勢と、隣合う上記セグメントが間に隙間を形成して周方向に並べられる拡径姿勢との間で姿勢変化可能にされている請求項１から４のいずれかに記載のタイヤの成形装置。
6. 上記成形ドラムの縮径姿勢において、上記成形ドラムの軸方向に垂直な断面における、外周面の輪郭が円形である請求項５に記載のタイヤの成形装置。
7. 帯状のゴム部材を巻回して筒状のゴム部材を形成する巻回工程と、
   上記筒状のゴム部材を含む、タイヤの各部を形成する部材が組み合わされてローカバーが形成される合体工程とを備えており、
   上記巻回工程において、成形ドラムが上記帯状のゴム部材が巻回される外周面を形成し、
   上記成形ドラムが周方向幅が異なる２種類以上の複数のセグメントを備えており、
   これらのセグメントが上記外周面に沿って並べられて、上記外周面が上記セグメントによって周方向に２以上のいずれの整数でも均等に分割できないように不等分割され、
   周方向において少なくとも一の種類のセグメントのいずれか一方に他の種類のセグメントが隣合うタイヤの製造方法。
8. 上記巻回工程において、
   上記成形ドラムが拡径姿勢にされており、
   上記拡径姿勢では隣合う上記セグメントの間に隙間が形成されて、上記セグメントが周方向に並べられ、
   上記拡径姿勢の上記成形ドラムに上記帯状のゴム部材が巻回される、請求項７に記載のタイヤの製造方法。
   

Images