JP6899998B2 - タイヤ成形用の押圧ローラーと押圧装置およびタイヤ成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、円筒状のフォーマーに巻き付けられたタイヤ用のゴム部材のジョイント部を押圧するタイヤ成形用の押圧ローラーと、前記押圧ローラーが設けられたタイヤ成形用の押圧装置、および、前記押圧装置が組み込まれたタイヤ成形装置に関する。

ローカバー（生タイヤ）の成形に際しては、インナーライナーなどのゴム部材を円筒状のフォーマーに巻き付け、巻き付けられたゴム部材の始端部と終端部とを重ね合わせてジョイント部を形成し、形成されたジョイント部を押圧装置により押圧することが行われている（特許文献１）。

図３は、従来の押圧装置を説明する図である。図３に示すように、従来の押圧装置１０は、表面にアヤメローレット加工が施された鉄などの金属製の押圧ローラー１００が設けられている。

このような構成の押圧装置１０を用いて、押圧ローラー１００を、フォーマーＦ上に巻き付けられたゴム部材Ｗのジョイント部Ｊに沿って、所定の押圧力で押圧しながら走行させることによって、ジョイント部Ｊを圧着することができる。このとき、押圧ローラー１００のアヤメローレット加工の山部がゴム部材Ｗに食い込むことにより、ジョイント部Ｊを十分に圧着すると共に、押圧ローラー１００の通過を目視で確認することができる。

しかしながら、タイヤには様々なサイズがあり、それに合わせてフォーマーの幅を変更する必要がある。そこで、図４（ａ）に示すような茶筒形状のフォーマー、即ち、径が異なる複数の筒体Ｆ１、Ｆ２が組み合わされたフォーマーを用いて、タイヤサイズに合わせて、適宜、筒体Ｆ２を繰り出してフォーマーの幅を変更している。この場合、図４（ｂ）に示すように、筒体Ｆ１とＦ２の境界には、段差部Ｆ３ができることが避けられず、ジョイント不良の発生を招く恐れがある。なお、図４は、茶筒形状のフォーマーを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は段差部の断面図である。

図５は、従来のタイヤ成形用の押圧ローラーのフォーマーの段差部での圧着状態を示す図である。図５に示すように、段差部Ｆ３においては、押圧ローラー１００とフォーマー面とが接しなくなるため、この箇所での押圧力が不足して、圧着が弱くなる。その結果、この箇所に、ジョイント開きやエア入りが散発して、ローカバースクラップの発生を招いてしまう。また、加硫時、ジョイント部Ｊに包み込まれたエアの破裂、ジョイント開き部のゴム流れ不良が発生することにより、加硫後のタイヤのスクラップの発生を招いてしまう。

また、押圧ローラー１００に施されたアヤメローレット加工により、押圧ローラー１００の横行時にゴムが寄せられるが、段差部Ｆ３を押圧ローラー１００が乗り越える際、押圧されたゴム部材に皺が入り密着するというトラブルが発生する恐れがある。また、段差部Ｆ３でゴムが寄せられることによりゴム部材のセット位置のズレが発生し、このズレの発生に伴ってタイヤビード部での仕上りばらつきや、外観不良等を招く恐れがある。そこで、押圧力の設定を低くしてゴム寄せの問題の発生を抑制しようとすると、今度は、押圧力の不足によりジョイント開き等の不具合の発生を招く恐れがある。

特開２０１３−９１１９４号公報

本発明は、上記した種々の問題点に鑑み、フォーマーに段差部がある場合でも、ジョイント開きやエア入り、加硫時におけるエアの破裂やゴム流れ不良、ゴム部材のセット位置のズレなどの不具合の発生を防止して、十分な押圧が可能なタイヤ成形用の押圧技術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が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、
フォーマーに巻き付けられたゴム部材の両端部が重ね合わされて形成されたジョイント部を前記フォーマーの幅方向に横行することにより、前記ジョイント部を押圧して圧着するタイヤ成形用の押圧ローラーであって、
前記ゴム部材と接触する部分が、ＪＩＳ−Ａ硬度で４０〜８０度のスポンジによって形成されていることを特徴とするタイヤ成形用の押圧ローラーである。

請求項２に記載の発明は、
前記スポンジの硬度が、ＪＩＳ−Ａ硬度で６５〜８０度であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成形用の押圧ローラーである。

請求項３に記載の発明は、
前記スポンジが、ウレタン製、クロロプレンゴム製、ＥＰＤＭ製、ＮＢＲ製、シリコン製、フッ素ゴム製のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ成形用の押圧ローラーである。

請求項４に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ成形用の押圧ローラーが設けられて、
前記押圧ローラーが、フォーマー上を軸方向に横行して、前記ジョイント部を押圧して圧着するように構成されていることを特徴とするタイヤ成形用の押圧装置である。

請求項５に記載の発明は、
さらに、前記押圧ローラーが前記フォーマーの幅方向に横行した範囲を判別可能とするマーキングを行うマーキング機構が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のタイヤ成形用の押圧装置である。

請求項６に記載の発明は、
前記マーキング機構が、前記押圧ローラーのローラー支持体に取付けられて、前記ゴム部材上に前記押圧ローラーの通過跡を付ける跡付け冶具であることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ成形用の押圧装置である。

請求項７に記載の発明は、
前記跡付け冶具が棒状に形成されており、上端部が前記ローラー支持体に回転可能に取付けられていることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ成形用の押圧装置である。

請求項８に記載の発明は、
棒状の前記跡付け冶具の下端部の前記ゴム部材と接する箇所が、Ｒ形状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のタイヤ成形用の押圧装置である。

請求項９に記載の発明は、
前記跡付け冶具に、前記ゴム部材上での跡付けの程度を調整する重りが設けられていることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載のタイヤ成形用の押圧装置である。

請求項１０に記載の発明は、
インナーライナーのジョイント圧着に使用されることを特徴とする請求項４ないし請求項９のいずれか１項に記載のタイヤ成形用の押圧装置である。

請求項１１に記載の発明は、
請求項４ないし請求項１０のいずれか１項に記載のタイヤ成形用の押圧装置が組み込まれていることを特徴とするタイヤ成形装置である。

本発明によれば、フォーマーに段差部がある場合でも、ジョイント開きやエア入り、加硫時におけるエアの破裂やゴム流れ不良、ゴム部材のセット位置のズレなどの不具合の発生を防止して、十分な押圧が可能なタイヤ成形用の押圧技術を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るタイヤ成形用の押圧装置の正面図である。 本発明の実施の形態に係るタイヤ成形用の押圧ローラーの説明図である。 従来のタイヤ成形用の押圧ローラーを示す正面図である。 茶筒形状のフォーマーを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は段差部の断面図である。 従来のタイヤ成形用の押圧ローラーのフォーマーの段差部における圧着状態を示す図である。

以下、実施の形態に基づき、図面を用いて本発明を具体的に説明する。

１．タイヤ成形用の押圧装置
図１は、本実施の形態に係るタイヤ成形用の押圧装置の正面図である。そして、図２は、本実施の形態に係るタイヤ成形用の押圧ローラーを説明する図である。なお、図１、図２において、１は押圧装置、１Ａは押圧ローラー、１Ｂはローラー支持体であり、Ｆはフォーマー、Ｗはゴム部材、ＪはフォーマーＦ上に巻き付けられたゴム部材Ｗのジョイント部である。

（１）押圧ローラー
図１に示すように、本実施の形態に係る押圧装置１は、押圧ローラー１Ａを、フォーマーＦ上に巻き付けられたゴム部材Ｗのジョイント部Ｊに沿って、所定の押圧力で押圧しながらフォーマーＦの幅方向に横行させることによって、ジョイント部Ｊを圧着する点においては、従来の押圧装置と同様である。

しかし、本実施の形態に係る押圧装置１は、円柱形状に成形された押圧ローラー１Ａのゴム部材Ｗと接触する部分が、ＪＩＳ−Ａ硬度で４０〜８０度のスポンジによって形成されている点において、従来の押圧装置と異なっている。

このように、ゴム部材と接触する部分がＪＩＳ−Ａ硬度で４０〜８０度のスポンジによって形成されている押圧ローラー１Ａを用いることにより、従来、十分な圧着を得ることが難しかった段差部の押圧に際して、図２に示すように、押圧時、押圧ローラー１Ａのスポンジが圧縮変形することによって段差部に十分にフィットさせることができ、ジョイント部Ｊを十分に押圧して圧着することができる。

この結果、ジョイント開きやエア入りの発生を十分に防止することができ、さらに、加硫時、ジョイント部Ｊに包まれたエアの破裂、ジョイント開き部のゴム流れ不良が発生することも十分に防止できるため、ローカバースクラップや加硫後のタイヤのスクラップの発生を低減させることができる。

このとき、スポンジの硬度が高すぎると、従来の押圧ローラーと同様に段差部における押圧力が不足する。一方、スポンジの硬度が低すぎると、押圧時における変形代が大きいため、押圧時、金属製のローラー支持体１Ｂがゴム部材Ｗと接触してしまい、ゴム部材Ｗに傷が入って不良となる。好ましい硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度で４０〜８０度であり、６５〜８０度であるとより好ましい。

スポンジとしては、ウレタン製スポンジが耐摩耗性の観点から好ましいが、これに限定されず、クロロプレンゴム製、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）製、ＮＢＲ（ニトリルゴム）製、シリコン製、フッ素ゴム製のスポンジなどを使用することができる。このようなスポンジを、表面のゴム部材と接触する部分に、２層ないし３層巻き付けることにより、本実施の形態に係る押圧ローラー１Ａを形成することができる。

なお、スポンジに替えて、同じ硬度にウレタン成形された押圧ローラーについても検討したが、段差部での変形がたわみによる変形であり、段差部に十分にフィットさせることができず、十分な押圧ができなかった。

（２）跡付け冶具（マーキング機構）
上記したように、本実施の形態においては、押圧ローラーをスポンジにより形成することにより、段差部であっても、十分に押圧して、圧着することができる。

しかし、本実施の形態に係る押圧ローラーにおいては、上記したように、表面のゴム部材と接触する部分にスポンジを２層ないし３層巻き付けて形成させているため、従来のアヤメローレットが設けられた鉄製の押圧ローラーを用いたときと異なり、押圧ローラーの通過を目視で確認するということができなくなる。

そこで、本実施の形態においては、押圧ローラーの通過を目視で確認するためのマーキング機構として、例えば、以下に説明する跡付け冶具を設ける。

図１において、１Ｃが跡付け冶具であり、棒状に形成されて、上端部が水平軸１Ｅに軸支されて押圧装置１のローラー支持体１Ｂに取付けられて、水平軸１Ｅを中心として回転可能に設けられている。

そして、フォーマーＦ上のゴム部材Ｗと接する下端部には、Ｒ形状に形成されたアール部１Ｄが設けられている。これにより、押圧ローラー１Ａの後について横行する跡付け冶具１Ｃがゴム部材Ｗの上を引きずってもゴム部材をえぐるような深い傷が入らないように、ゴム部材Ｗの上に、押圧ローラー１Ａの通過跡を付けることができるため、押圧ローラーの通過を目視で確認することができる。なお、アール部１ＤにおけるＲ形状としては、径０．５〜５ｍｍのＲ加工が好ましく、１〜３ｍｍであるとより好ましい。

このとき、跡付け冶具１Ｃが、一定の角度を超えて下がらないように、ボルトなどをストッパー１Ｆとして設けて、跡付け冶具１Ｃの下方への回転移動を適切に制御することが好ましい。なお、跡付け冶具１Ｃの上方への回転移動は制限を設ける必要がないため、フリーの状態とする。

さらに、跡付け冶具１Ｃの下端近くには、跡付け冶具１Ｃのゴム部材Ｗ上での跡付けの程度を調整するために、重り１Ｇを設けることが好ましい。これにより、ゴム部材Ｗの厚みや硬さに対応した適切な深さの跡付けを行うことができる。

なお、本実施の形態に係る押圧装置は、インナーライナーのジョイント部の圧着に使用した場合、特に顕著な効果を発揮する。

２．タイヤ成形装置
上記した押圧装置が組み込まれたタイヤ成形装置は、押圧ローラー１ＡをフォーマーＦに巻き付けられたゴム部材Ｗのジョイント部Ｊに対して所定の押圧力で押圧しながらジョイント部Ｊに沿って軸方向に横行させることにより、押圧ローラー１Ａを段差部にフィットさせて、ジョイント部Ｊを十分に押圧して圧着することができる。

これにより、ジョイント開きやエア入り、加硫時におけるエアの破裂やゴム流れ不良、ゴム部材のセット位置のズレなどの不具合が発生したローカバーの成形が防止され、スクラップの発生を低減させることができる。

１．評価用タイヤの製造
以下においては、種々の押圧ローラーが設けられた押圧装置を組み込んだタイヤ成形装置を用いたこと以外は、同一の条件で、ローカバーの成形、加硫を行い、３８５／６５Ｒ２２セクションサイズのタイヤを製造した。なお、３８５／６５Ｒ２２セクションサイズのタイヤを選択した理由は、大きなセクションサイズ、厚みがあるインナーライナーを使用する必要があり、ジョイント作業において不利な状況が考えられ、効果の検証に十分と考えたことによる。

具体的には、実験例１として表面のゴム部材と接触する部分が鉄の押圧ローラー（従来品：鉄製の押圧ローラー）、実験例２〜５として表面のゴム部材と接触する部分がＪＩＳ−Ａ硬度２０度、４０度、６０度、８０度の各硬度に成形されたウレタンの押圧ローラー（ウレタン製の押圧ローラー）、実験例６〜１１として表面のゴム部材と接触する部分がＪＩＳ−Ａ硬度１１度、３０度、４０度、６５度、８０度、９０度の各硬度のウレタンスポンジの押圧ローラー（スポンジ製の押圧ローラー）を用いて、段差部を有するフォーマー上を幅方向の一端から他端へと横行させてゴム部材のジョイントを行ってローカバーを成形し、その後成形されたローカバーを加硫することによりタイヤを製造した。

２．評価
評価は、各押圧ローラーを用いてジョイントされたローカバーについて以下の評価を行った。
・段差乗り越え（段差部における乗り越え）ができたか否か
・段差部におけるインナージョイント割れの有無（段差部圧着）
・段差部以外におけるインナージョイント割れの有無（段差以外圧着）
・ジョイントして１週間放置後におけるインナージョイント割れの有無（放置後）
・ジョイント時におけるゴム部材のセットずれ、皺入りの発生の有無

そして、加硫後のタイヤにおいて、以下の点について評価した。
・ディフェクトの有無
・サイドウォールにおけるジョイント割れの有無（ＳＷジョイント）
・インナーゲージ

評価は、「段差乗り越え」については、できた場合を「可」、できなかった場合を「不可」とした。

その他の項目については、基本的に目視にて行い、状態に応じてそれぞれ、「優」、「良」、「可」、「不可」の４段階で評価した。評価結果を表１と表２に示す。なお、「段差乗り越え」が「不可」と判定された実験例についてはその他の項目についての評価は行わなかった。

表１に示す結果より、鉄製の押圧ローラーを用いた実験例１では、「段差乗り越え」は可能であるものの、「段差以外圧着」以外の項目では「不可」の評価が多く、鉄製の押圧ローラーの使用が好ましくないことが分かった。なお、実験例１において、加硫後のタイヤでのインナーライナージョイント部の不良発生率を求めたところ、３８．５％（ｎ＝１３）であった。

そして、ウレタン製の押圧ローラーを用いた実験例２〜５でも、同様に、「段差乗り越え」は可能であるものの、それ以外の項目では「不可」の評価が多く、ウレタン製の押圧ローラーの使用が好ましくないことが分かった。

これに対して、表２に示す結果より、スポンジ製の押圧ローラーを用いた実験例６〜１１では、硬度を適切に選択することにより、「不可」の評価がなくなり、改善できることが分かった。

具体的には、硬度が４０度未満の実験例６、７では、段差乗り越えに際してスポンジの圧縮変形が大きく、ローラー支持体がゴム部材と接触し、「段差乗り越え」自体ができなかった。一方、硬度が８０度を超える実験例１１では、実験例１と同じように、「段差乗り越え」は可能であるものの、「段差以外圧着」以外の項目では「不可」の評価が多かった。

これに対して、硬度が４０〜８０度の実験例８〜１０では、「段差乗り越え」ができ「段差部圧着」も改善されており、段差部におけるジョイントを行う押圧ローラーとして好ましいことが分かった。

そして、この内でも、硬度が６５〜８０度の実験例９、１０では、「段差乗り越え」、「段差部圧着」以外の項目においても改善されており、押圧ローラーとしてより好ましいことが分かった。なお、実験例１０において、加硫後のタイヤでのインナーライナージョイント部の不良発生率を求めたところ、０．００％（ｎ＝１７）であった。そして、この結果に基づいて、サイズ、タイヤ成形機を特に選定しない拡大テストを行ったところ、約２５００本ものタイヤ製造においても不良の発生がないことが確認された。

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、１０ 押圧装置
１Ａ、１００ 押圧ローラー
１Ｂ ローラー支持体
１Ｃ 跡付け冶具
１Ｄ アール部
１Ｅ 水平軸
１Ｆ ストッパー
１Ｇ 重り
Ｆ フォーマー
Ｆ１、Ｆ２ 筒体
Ｆ３ 段差部
Ｊ ジョイント部
Ｗ ゴム部材

Claims (11)

1. フォーマーに巻き付けられたゴム部材の両端部が重ね合わされて形成されたジョイント部を前記フォーマーの幅方向に横行することにより、前記ジョイント部を押圧して圧着するタイヤ成形用の押圧ローラーであって、
   前記ゴム部材と接触する部分が、ＪＩＳ−Ａ硬度で４０〜８０度のスポンジによって形成されていることを特徴とするタイヤ成形用の押圧ローラー。
2. 前記スポンジの硬度が、ＪＩＳ−Ａ硬度で６５〜８０度であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成形用の押圧ローラー。
3. 前記スポンジが、ウレタン製、クロロプレンゴム製、ＥＰＤＭ製、ＮＢＲ製、シリコン製、フッ素ゴム製のいずれかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ成形用の押圧ローラー。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ成形用の押圧ローラーが設けられて、
   前記押圧ローラーが、フォーマー上を軸方向に横行して、前記ジョイント部を押圧して圧着するように構成されていることを特徴とするタイヤ成形用の押圧装置。
5. さらに、前記押圧ローラーが前記フォーマーの幅方向に横行した範囲を判別可能とするマーキングを行うマーキング機構が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のタイヤ成形用の押圧装置。
6. 前記マーキング機構が、前記押圧ローラーのローラー支持体に取付けられて、前記ゴム部材上に前記押圧ローラーの通過跡を付ける跡付け冶具であることを特徴とする請求項５に記載のタイヤ成形用の押圧装置。
7. 前記跡付け冶具が棒状に形成されており、上端部が前記ローラー支持体に回転可能に取付けられていることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ成形用の押圧装置。
8. 棒状の前記跡付け冶具の下端部の前記ゴム部材と接する箇所が、Ｒ形状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のタイヤ成形用の押圧装置。
9. 前記跡付け冶具に、前記ゴム部材上での跡付けの程度を調整する重りが設けられていることを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載のタイヤ成形用の押圧装置。
10. インナーライナーのジョイント圧着に使用されることを特徴とする請求項４ないし請求項９のいずれか１項に記載のタイヤ成形用の押圧装置。
11. 請求項４ないし請求項１０のいずれか１項に記載のタイヤ成形用の押圧装置が組み込まれていることを特徴とするタイヤ成形装置。

Images