JP6950393B2 - タイヤの成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの成形装置に関する。詳細には、本発明は、ビード部材を保持するセットリングを備える成形装置に関する。

空気入りタイヤは、カーカス及びビードを備えている。このカーカスはカーカスプライから形成されている。このカーカスプライは一方のビードと他方のビードとの間を架け渡している。タイヤにおいて、一対のビード間におけるカーカスプライの長さ（コードパスとも称される。）は重要である。周方向においてこの長さが乱れた場合、タイヤのユニフォミティが損なわれる。

タイヤの製造方法において、成形装置のドラムに巻回されて、筒状のカーカス部材が形成される。ビード部材は、成形装置のセットリングに保持されて、このカーカス部材の半径方向外側に配置される。このカーカス部材が拡径されて、ビード部材がカーカス部材の外周面に圧着される。カーカスプライはこのカーカス部材から形成される。ビードはこのビード部材から形成される。

この製造方法において、一対のビード部材は一定の間隔をあけてカーカス部材に圧着される。周方向において、一対のビード部材の間隔に乱れが生じると、タイヤのユニフォミティが損なわれる。特開２０１２ー１３９８７１号公報には、タイヤのコードパスの不均一を解消してユニフォミティを向上させる、成形装置が開示されている。この成形装置では、ビード部材のゴムのはみ出しなどを避けて、セットリングがビード部材に当接することで、ユニフォミティの向上が図られている。

特開２０１２−１３９８７１号公報

このタイヤのユニフォミティには、カーカス部材の加工精度、ビード部材の形状、ビード部材の保持位置等種々の要因が影響する。成形装置の長期の使用によって、これらの要因がそれぞれ変化する。特開２０１２−１３９８７１号公報では、これらの要因によるユニフォミティの悪化に対応できない。

このユニフォミティの悪化に対して、ビード部材の軸方向間隔を調整することが考えられる。これにより、コードパスの調整を図ることが考えられる。このコードパスの調整によって、ラジアル・フォース・バリエーション（以下ＲＦＶともいう）は、改善されうる。しかし、コードパスの調整だけでは、ラテラル・フォース・バリエーション（以下ＬＦＶともいう）が悪化することがある。ＲＦＶが向上してもＬＦＶが悪化しては、タイヤのユニフォミティの向上が図れない。

本発明の目的は、タイヤのユニフォミティを向上させる成形装置の提供にある。

本発明に係る成形装置は、カーカス部材が筒状に巻かれたカーカス筒体に所定のコードパスで一対のビード部材を圧着させる。
この成形装置は、上記一対のビード部材を上記カーカス筒体の半径方向外側に保持する一対のセットリングを備えている。
上記一対のセットリングは、周方向に並べられた複数のセグメント対で形成されている。それぞれのセグメント対において、一方のセグメントと他方のセグメントとが軸方向に対向して配置されている。
この成形装置では、それぞれのセグメント対は、他のセグメント対から独立に軸方向に移動可能にされている。上記セグメント対は、その軸方向の中心線を一定に保持しつつ、一方のセグメントと他方のセグメントとの軸方向間隔を変更可能にされている。

好ましくは、この成形装置は、コードパス調整装置を備えている。上記セグメントは、上記ビード部材に当接する当接部を備えている。上記セグメント対の軸方向一方の当接部の周方向位置と他方の当接部の周方向位置とは、同じである。
上記コードパス調整装置は、
それぞれのセグメント対を他のセグメント対から独立に軸方向に移動させる機能と、
上記セグメント対の一方のセグメントを軸方向に移動するときに、他方のセグメントを一方のセグメントの移動向きの逆向きに一方のセグメントと同じ移動距離だけ移動する機能とを備えている。

好ましくは、この成形装置は、それぞれのセグメントの軸方向位置を測定する位置センサーを備えている。

好ましくは、それぞれのセグメントの、軸方向一方向きの移動可能距離と他方向きの移動可能距離とは、それぞれ２ｍｍ以下にされている。

好ましくは、それぞれの当接部は、周方向に隣り合う他の当接部との間に間隔を空けて並べられている。

この成形装置は、制御装置を備えている。好ましくは、上記制御装置は、タイヤのＲＦＶデータを記憶する機能と、上記ＲＦＶデータから上記セグメント対毎にセグメントの軸方向間隔を計算する機能とを備えている。

本発明に係るタイヤの製造方法では、一対のビード部材とカーカス部材とを含むローカバーが加硫成形されて、ローカバーからタイヤが得られる。
このタイヤの製造方法は、
上記一対のビード部材を保持する一対のセットリングの軸方向間隔を調整するコードパス調整工程と、
上記カーカスプライ部材が筒状に巻回されたカーカス筒体が準備されるカーカス筒体準備工程と、
上記一対のビード部材が上記一対のセットリングに保持され、上記カーカス筒体の外周面に上記一対のビード部材が圧着されるビード部材圧着工程と
を備えている。
上記一対のセットリングは、周方向に並べられた複数のセグメント対で形成されている。それぞれのセグメント対において、一方のセグメントと他方のセグメントとが軸方向に対向して配置されている。
上記コードパス調整工程において、それぞれのセグメント対を他のセグメント対から独立に軸方向に移動させ、上記セグメント対の軸方向の中心線を一定に保持しつつ、一方のセグメントと他方のセグメントとの軸方向間隔を変更する。

好ましくは、それぞれのセグメントは、上記ビード部材に当接する当接部を備えている。軸方向一方の当接部の周方向位置と他方の当接部の周方向位置とは、同じくされている。
上記コードパス調整工程において、上記セグメント対の一方のセグメントが軸方向に移動し、他方のセグメントが一方のセグメントの移動向きの逆向きに一方のセグメントと同じ移動距離だけ移動する。

本発明に係る成形装置では、一対のセットリングが一対のビード部材のコードパスを調整する。これにより、ＲＦＶを向上しうる。更に、セグメント対の軸方向の中心線を一定に保持しつつ、一方のセグメントと他方のセグメントとの軸方向間隔を変更する。これにより、ＬＦＶの低下が抑制されている。この成形装置は、タイヤのユニフォミティの向上に寄与する。

図１は、本発明の一実施形態に係る成形装置が示された概念図である。 図２は、図１の成形装置の一対のセットリングが示された斜視図である。 図３は、図１の成形装置の使用状態が示された説明図である。 図４（ａ）は図１の成形装置の他の使用状態が示された説明図であり、図４（ｂ）は図１の成形装置の更に他の使用状態が示された説明図であり、図４（ｃ）は図１の成形装置の更に他の使用状態が示された説明図である。 図５はタイヤのＲＦＶ波形が示されたグラフである。

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の成形装置２は、成形フォーマ４と、ビードトランスファー６とを備えている。この成形装置２は、更に、図示されないが、制御装置と、位置センサーと、ビード供給装置とを備えている。

成形フォーマ４は、基台１０、支持軸１２及びドラム１４を備えている。基台１０に支持軸１２がその軸線を回転軸に回転可能に支持されている。この支持軸１２にドラム１４が取り付けられている。ドラム１４は、円筒形状を備えている。このドラム１４の軸線は、支持軸１２の回転軸と同一直線上に位置している。このドラム１４は、支持軸１２と共に回転可能にされている。

ビードトランスファー６は、ガイドレール１８、移動台２０、リングフレーム２２、コードパス調整装置２４及び一対のセットリング２８を備えている。ガイドレール１８は、ドラム１４の軸線に平行に延びている。移動台２０は、ガイドレール１８に沿って移動可能にされている。移動台２０は、図示されないビード供給装置とドラム１４と間を移動可能にされている。

リングフレーム２２は、移動台２０に支持されている。このリングフレーム２２は、中央に貫通孔が形成されたリング形状を備えている。この貫通孔の内径は、ドラム１４の外径より大きくされている。この貫通孔の軸線は、ドラム１４の軸線と同一直線上に位置している。

コードパス調整装置２４は、複数のセグメント調整装置２６を備えている。それぞれのセグメント調整装置２６は、リングフレーム２２に取り付けられている。それぞれのセグメント調整装置２６は、リングフレーム２２の円周方向に等間隔に並べられている。この成形装置２では、５台のセグメント調整装置２６が等間隔に並べられている。セグメント調整装置２６は、本体２６ａと、本体２６ａに対してドラム１４の軸方向に移動可能にされた支持部２６ｂとを備えている。この支持部２６ｂが本体２６ａに対して移動することで、セグメント調整装置２６の支持部２６ｂは軸方向に移動可能にされている。このセグメント移動装置２６は、例えば、ボールネジとボールネジナットとからなる。

図２の一点鎖線Ｌｓは、一対のセットリング２８の軸線を表している。この軸線Ｌｓは、ドラム１４の軸線と同一直線上にある。一対のセットリング２８は、軸方向に対向して配置されている。一対のセットリング２８は、周方向に並べられた複数のセグメント対３０を備えている。

それぞれのセグメント対３０は、軸方向一方のセグメント３２と他方のセグメント３２とを備えている。一方のセグメント３２は、一方のセットリング２８の一部を形成する。他方のセグメント３２は、他方のセットリング２８の一部を形成する。一方のセグメント３２と他方のセグメント３２とは、セットリング２８の周方向において同じ位置に位置している。一方のセグメント３２と他方のセグメント３２とは軸方向に対向している。この一対のセットリング２８では、５個のセグメント対３０が周方向に並べられている

それぞれのセグメント３２は、本体３４及び当接部３６を備えている。当接部３６は、本体３４の半径方向内側に位置している。当接部３６は、周方向において、本体３４の中央に位置している。当接部３６は、本体３４から軸方向内向きに突出している。当接部３６には、電磁石が埋め込まれている。当接部３６は、当接面３６を備えている。それぞれの当接部３６は、周方向に隣り合う他の当接部３６と間隔を開けて配置されている。

それぞれのセグメント３２に、セグメント調整装置２６が取り付けられている（図１参照）。セグメント３２は、セグメント調整装置２６によって、軸方向に移動可能にされている。セグメント３２は、周方向に隣り合う他のセグメント３２から独立で軸方向に移動可能にされている。

図示されないが、制御装置は、データを入力する入力部と、データを記憶する記憶部と、計算をする演算部と、データを出力する出力部を備えている。この制御装置は、位置センサーから位置データを受信する機能と、セグメント調整装置２６を制御する機能とを備えている。

位置センサーは、セグメント３２の軸方向位置を測定する機能を備えている。この成形装置２では、位置センサーは、当接部３６の当接面３６ａの位置を測定する機能を備えている。この位置センサーは、例えばレーザー式センサーが用いられる。この成形装置２では、セグメント３２は、軸方向の基準位置が定められている。位置センサーは、基準位置における当接面３６ａの位置から測定される当接面３６ａの位置までの軸方向距離を測定しうる。

図３には、ドラム１４と共に、一対のセットリング２８、ビード部材Ｂ及びカーカス筒体Ｃが示されている。図３において、左右方向がドラム１４の軸方向であり、上下方向がドラム１４の半径方向であり、紙面に垂直な方向がドラム１４の周方向である。一点鎖線Ｌｃは、軸方向において、一対のセットリング２８から等距離にある中心線を表している。

ドラム１４は、周方向に分割された多数のドラムセグメント１６を備えている。それぞれのドラムセグメント１６がドラム１４の外周面の一部を形成している。このドラムセグメント１６が周方向に並べられて、円筒状のドラム１４が形成されている。このドラムセグメント１６は、半径方向に移動可能にされている。このドラムセグメント１６が半径方向に移動して、ドラム１４は、拡径及び縮径可能にされている。

このビード部材Ｂは、コア部材Ｂｃと、このコア部材Ｂｃから半径方向外向きに延びるエイペックス部材Ｂａとを備えている。コア部材Ｂｃは、リング状であり、巻回された磁性体の非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。エイペックス部材Ｂａは、半径方向外向きに先細りの形状を備えている。カーカス筒体Ｃのカーカス部材は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

図４（ａ）には、セグメント３２がビード部材Ｂを保持している状態が示されている。このセグメント３２の当接部３６に、ビード部材Ｂが電磁石によって吸着されている。当接面３６ａがコア部材Ｂｃに当接している。このセグメント３２は、軸方向の基準位置にある。

図４（ｂ）の一点鎖線は、軸方向の基準位置にあるセグメント３２を表している。図４（ｂ）では、セグメント対３０の一方のセグメント３２が軸方向に距離Ｄ１だけ内側に位置しており、他方のセグメント３２が軸方向に距離Ｄ１だけ内側に位置している。

図４（ｃ）の一点鎖線は、軸方向の基準位置にあるセグメント３２を表している。図４（ｃ）では、セグメント対３０の一方のセグメント３２が軸方向に距離Ｄ２だけ外側に位置しており、他方のセグメント３２が軸方向に距離Ｄ２だけ外側に位置している。

図５には、この成形装置２を用いて、製造されたタイヤのＲＦＶが示されている。このタイヤでは、周方向０°の位置でＲＦＶが大きくなっており、１８０°の位置でＲＦＶが小さくなっている。このタイヤは、周方向０°における半径が大きく、１８０°における半径が小さい。このタイヤでは、周方向０°におけるコードパスが大きく、１８０°におけるコードパスが小さい。

以下、この成形装置２を用いて、ローカバーの成形方法が説明される。このローカバーの成形方法は、コードパス調整工程、カーカス筒体準備工程及びビート部材圧着工程を備えている。

コードパス調整工程では、制御装置に、成形装置２用いて製造されたタイヤのＲＦＶデータが入力される。例えば、制御装置に、図５に示されたＲＦＶデータが入力されている。制御装置は、このＲＦＶデータを記憶している。制御装置は、ＲＦＶデータから、それぞれのセグメント対３０の軸方向間隔を計算する。制御装置は、コードパス調整装置２４に、それぞれのセグメント対３０の軸方向間隔データを送信する。

コードパス調整装置２４は、それぞれのセグメント対３０の軸方向間隔データを受信する。コードパス調整装置２４は、軸方向間隔データに基づき、それぞれのセグメント調整装置２６によって、セグメント対３０の軸方向間隔を変更する。例えば、０°の位置のセグメント対３０では、図４（ｂ）に示される様に、それぞれのセグメント３２が軸方向内側に向かって同じ距離Ｄ１だけ移動させられる。１８０°の位置のセグメント対３０では、図４（ｃ）に示される様に、それぞれのセグメント３２が軸方向外側に向かって同じ距離Ｄ２だけ移動させられる。

カーカス筒体準備工程では、シート状のカーカスプライが準備される。成形装置２のドラム１４が回転する。回転するドラム１４の外周に、カーカスプライが巻かれる。カーカスプライが筒状に巻かれてカーカス筒体Ｃが形成される。

ビート部材圧着工程では、ビード供給装置が、一対のビード部材Ｂを一対のセットリング２８に供給する。セグメント３２の当接部３６にビードＢが吸着される。ビードトランスファー６は、図３のビード部材Ｂのセット位置に向かって移動する。ビードトランスファー６は、このセット位置に停止する。ドラム１４のドラムセグメント１６が拡径して、ビード部材Ｂの底面がカーカス筒体Ｃに圧着する。このようにして、カーカス筒体Ｃに一対のビード部材Ｂが取り付けられる。一対のセットリング２８がドラム１４から離れる。

このビード部材圧着工程後に、このカーカス筒体Ｃの端部が折り返される。サイドウォール等を形成する部材が取り付けられる。このカーカス筒体Ｃが、図示されないシェーピングフォーマによりトロイド状にシェーピングされて、トレッド、ベルト等を形成する部材が取り付けられる。この様にして、ローカバーが成形される。

この成形装置２を用いたタイヤの製造方法は、予備成形工程及び加硫工程を備えている。予備成形工程は、前述のローカバーの成形方法と同様であり、その説明は省略される。加硫工程では、このローカバーがモールドに投入されて加圧及び加熱される。これにより、ローカバーから空気入りタイヤが得られる。

この成形装置２では、コードパス調整装置２４は、それぞれのセグメント対３０を他のセグメント対３０から独立して軸方向に移動する。更に、セグメント対３０の一方のセグメント３２を軸方向に移動するときに、他方のセグメント３２を一方のセグメント３２の移動向きの逆向きに一方のセグメント３２と同じ移動距離だけ移動する。この成形装置２では、コードパスが調整されても、セグメント対３０の中心線は一定に保持される。これにより、ＬＦＶやＣＯＮの悪化が抑制されている。この成形装置２は、ＬＦＶやＣＯＮが悪化するのを抑制しつつ、ＲＦＶを向上させうる。

この成形装置２は、それぞれのセグメント３２の軸方向位置を測定する位置センサーを備えている。この成型装置２は、正確に、セグメント３２の軸方向位置を測定しうる。この成型装置２は、セグメント３２の軸方向位置を高精度に調整しうる。

この成形装置２では、一対のセグメント対３０の軸方向中心線の位置を一定に保持しつつ、軸方向に対応するセグメント３２の軸方向間隔を変更する。それぞれのセグメント対３０が周方向に隣り合う他のセグメント対３０から独立で軸方向に移動することで、全周に渡ってコードパスを容易に調整しうる。周方向に隣り合うセグメント３２の軸方向位置のずれが大きくなり過ぎると、ユニフォミティを悪化させる。この観点から、セグメント３２の軸方向一方向きの移動可能距離と他方向きの移動可能距離とは、好ましくは、それぞれ２ｍｍ以下である。

この成形装置２では、それぞれのセグメント対３０を他のセグメント対３０から独立して軸方向に移動する。周方向において、それぞれの当接部３６は、隣り合う他の当接部３６との間に、間隔が空けられている。この間隔によって、隣り合う他の当接部３６の軸方向位置がずれたときにも、それぞれの当接部３６はビード部材Ｂを確りと吸着しうる。この観点から、好ましくは、当接部３６の周方向長さは、隣り合う当接部３６間の間隔の周方向長さより小さく、更に好ましくは、当接部３６の周方向長さは、この間隔の周方向長さの１／２以下である。

この成形装置２では、制御装置がＲＦＶデータからセグメント対３０毎にセグメント３２の軸方向間隔を計算している。コードパス調整装置２４は軸方向間隔データに基づく位置にセグメント対３０を移動させている。これにより、この成形装置２は、ＲＦＶの悪化が抑制されている。この観点から、この成形装置２は、定期的に、ＲＦＶデータに基づき、セグメント対３０毎にセグメント３２の軸方向間隔が調整されることが好ましい。このセグメント３２の軸方向間隔が調整は毎回されてもよいし、一定数量毎にされてもよいし、一定時間間隔でされてもよい。

このコードパスの乱れは、カーカス部材Ｃの加工精度、ビード部材Ｂの形状、ビード部材Ｂの保持位置等種々の要因が複合して、発生する。成形装置２において、その原因を特定し、対策することは容易でない。この成形装置２では、セグメント対３０の位置を調整することで、コードパスの乱れを簡易に抑制しうる。この成形装置２は、生産性を阻害することなく、容易に、ユニフォミティに優れるタイヤを生産しうる。

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］
本発明に係る成形装置を用いてタイヤが生産された。このタイヤのサイズは、２３５／４５Ｒ１９であった。このタイヤが５０本試作された。

［比較例］
従来の成形装置を用いてタイヤが生産された。その他は実施例と同様にして、タイヤが５０本試作された。

［ユニフォミティ評価］
「ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００」に規定されたユニフォミティ試験方法に準拠して、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）、ラテラル・フォース・バリエーション（ＬＦＶＯＡ）及びコニシティ（ＣＯＮ）を測定した。ＲＦＶＯＡは、ＲＦＶのオーバーオールの測定結果を示し、ＲＦＶ１Ｈは一次成分の測定結果を示し、ＬＦＶＯＡは、ＬＦＶのオーバーオールの測定結果を示している。それぞれ５０本のタイヤを測定した結果の平均値と標準偏差σが、下記の表１に示されている。これらの数値が小さいほど、評価が高い。
内圧：２００ｋＰａ
荷重：５ｋＮ
速度：３０ｋｍ／ｈ

表１に示されるように、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。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、空気入りタイヤの製造に広く適用されうる。

２・・・成形装置
４・・・成形フォーマ
６・・・ビードトランスファー
１４・・・ドラム
１６・・・セグメント
２４・・・コードパス調整装置
２６・・・セグメント調整装置
２８・・・セットリング
３０・・・セグメント対
３２・・・セグメント
３６・・・当接部

Claims (8)

1. カーカス部材が筒状に巻かれたカーカス筒体に所定のコードパスで一対のビード部材を圧着させる成形装置であって、
   上記一対のビード部材を上記カーカス筒体の半径方向外側に保持する一対のセットリングを備えており、
   上記一対のセットリングが周方向に並べられた複数のセグメント対で形成されており、
   それぞれのセグメント対において、一方のセグメントと他方のセグメントとが軸方向に対向して配置されており、
   それぞれのセグメント対が周方向に隣り合う他のセグメント対から独立に軸方向に移動し、上記セグメント対の一方のセグメントを軸方向に移動するときに他方のセグメントを一方のセグメントの移動向きの逆向きに一方のセグメントと同じ距離だけ移動して、一方のセグメントと他方のセグメントとの軸方向間隔を変更可能にされている、成形装置。
2. コードパス調整装置を備えており、
   上記セグメントが上記ビード部材に当接する当接部を備えており、上記セグメント対の軸方向一方の当接部の周方向位置と他方の当接部の周方向位置とが同じく、
   上記コードパス調整装置が、
   それぞれのセグメント対を他のセグメント対から独立に軸方向に移動させる機能と、
   上記セグメント対の一方のセグメントを軸方向に移動するときに、他方のセグメントを一方のセグメントの移動向きの逆向きに一方のセグメントと同じ移動距離だけ移動する機能を備える請求項１に記載の成形装置。
3. それぞれの当接部が周方向に隣り合う他の当接部との間に間隔を空けて並べられている請求項２に記載の成形装置。
4. それぞれのセグメントの軸方向位置を測定する位置センサーを備えている請求項１から３のいずれかに記載の成形装置。
5. それぞれのセグメントの、軸方向一方向きの移動可能距離と他方向きの移動可能距離とが、それぞれ２ｍｍ以下にされている請求項１から４のいずれかに記載の成形装置。
6. 制御装置を備えており、
   上記制御装置が、タイヤのＲＦＶデータを記憶する機能と、上記ＲＦＶデータから上記セグメント対毎にセグメントの軸方向間隔を計算する機能とを備えている請求項１から５のいずれかに記載の成形装置。
7. 一対のビード部材とカーカス部材とを含むローカバーが加硫成形されてローカバーからタイヤが得られるタイヤの製造方法であって、
   上記一対のビード部材を保持する一対のセットリングの軸方向間隔を調整するコードパス調整工程と、
   上記カーカスプライ部材が筒状に巻回されたカーカス筒体が準備されるカーカス筒体準備工程と、
   上記一対のビード部材が上記一対のセットリングに保持され、上記カーカス筒体の外周面に上記一対のビード部材が圧着されるビード部材圧着工程と
   を備えており、
   上記一対のセットリングが周方向に並べられた複数のセグメント対で形成されており、
   それぞれのセグメント対において、一方のセグメントと他方のセグメントとが軸方向に対向して配置されており、
   上記コードパス調整工程において、
   それぞれのセグメント対を周方向に隣り合う他のセグメント対から独立に軸方向に移動させ、上記セグメント対の一方のセグメントを軸方向に移動し他方のセグメントを一方のセグメントの移動向きの逆向きに一方のセグメントと同じ距離だけ移動して、一方のセグメントと他方のセグメントとの軸方向間隔を変更する、タイヤの製造方法。
8. それぞれのセグメントが上記ビード部材に当接する当接部を備えており、軸方向一方の当接部の周方向位置と他方の当接部の周方向位置が同じである、請求項７に記載のタイヤの製造方法。

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