JP7081156B2 - タイヤ成形機 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの成形機に関する。

タイヤのローカバーの組み立てでは、ドラムを備える成形機が用いられる。インナーライナー、カーカス、ベルト等のタイヤの構成部材が、このドラム上に積層され、組み合わされる。これにより、ローカバーが得られる。

成形機のドラムは、軸方向に延びる複数のセグメントが、周方向に円筒状に並べられることで構成されている。それぞれのセグメントは、ドラムの半径方向に移動可能である。これにより、ドラムは、拡径及び縮径が可能である。例えば、ドラム上に積層された構成部材は、ドラムを縮径することで取り外される。ドラム上に積層された構成部材の外側に、別の装置で形成された構成部材を被せ、ドラムを拡径することで、これらの構成部材が密着される。縮径及び拡径が可能なドラムについての検討が、特開２０１７－３０１６１公報に開示されている。

特開２０１７－３０１６１公報

ドラムの拡径時には、セグメントは半径方向外側に移動する。隣接するセグメント間には、隙間ができる。ドラムの外側に積層された構成部材は、周方向に延ばされ、拡径される。このとき、セグメントの外側に位置している部分（セグメント外側部分）は、セグメントとの摩擦等により、隙間の外側に位置している部分（隙間外側部分）よりも延びる量が小さくなることが起こりうる。このため、ゴムからなる部材では、セグメント外側部分と隙間外側部分とでは、この部材の厚みが異なることが起こりうる。カーカス等のコードを備える部材では、セグメント外側部分と隙間外側部分とでは、コード間隔が異なることが起こりうる。このことに起因する、タイヤのユニフォミティの低下を抑制することが求められる。セグメントと隙間とは、交互にセグメントの数だけ並ぶことから、特に、ＲＦＶ（ラジアル・フォース・バリエーション）の、セグメントの数と同じ次数の成分（例えば、セグメント数が１２枚のときは、１２次の成分）の抑制が重要となる。

本発明の目的は、優れたユニフォミティを有するタイヤを製造しうる、タイヤ成形機を提供することである。

本発明は、その外周にタイヤの構成部材が積層されるドラムを備えるタイヤ成形機に関する。上記ドラムは、複数の軸方向に延びるセグメントを備えている。これらのセグメントは、周方向に円筒状に並べられている。それぞれのセグメントが半径方向に移動することで、このドラムの拡径及び縮径が可能となっている。上記セグメントの周方向端面は、突出部又は陥部を備えている。

上記タイヤの一方のショルダー部に対応する上記ドラムの領域が第一領域とされ、他方のショルダー部に対応する上記ドラムの領域が第二領域とされたとき、好ましくは、上記突出部又は陥部が上記第一領域及び第二領域の少なくとも一方に位置することにより、この第一領域と第二領域とで上記端面の周方向位置がずれている部分が存在する。

好ましくは、上記ずれの量が５ｍｍ以上である。

好ましくは、上記第一領域又は第二領域内に位置する上記突出部又は陥部の幅の、この第一領域又は第二領域内の幅に対する比は、５０％以上である。

好ましくは、上記セグメントの平面視において、上記突出部又は陥部の形状は矩形状である。

好ましくは、上記セグメントの二つの周方向端面のそれぞれに、上記突出部又は陥部が備えられている。

本発明に係るタイヤ成形機のドラムでは、セグメントの周方向端面は、突出部又は陥部を備えている。これにより、ドラムに積層された構成部材の、セグメント外側部分と隙間外側部分との境界は、その軸方向位置によって周方向位置にずれが生じる。構成部材の厚みやコードの間隔が変わる境界の周方向位置は、軸方向位置によりずれが生じる。これは、ＲＦＶの、セグメントの数と同じ次数の成分の低減に効果的に寄与する。この成形機で製造されたタイヤでは、優れたユニフォミティが実現されている。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ成形機で製造されるタイヤの一例が示された断面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るタイヤ成形機のドラムが示された斜視図である。 図３は、図２のIII-III線で切った断面図である。 図４は、図３のドラムの拡径した状態が示された断面図である。 図５は、拡径された状態における図２のドラムの一部が示された展開図である。 図６（ａ）は本発明の他の実施形態に係るタイヤ成形機のドラムの一部が示された展開図であり、図６（ｂ）は本発明のさらに他の実施形態に係るタイヤ成形機のドラムの一部が示された展開図である。

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は、本発明に係るタイヤ成形機で製造されるタイヤ２の一例が示された、断面図である。この図において、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。二点差線ＣＬは、このタイヤの赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、一対のサイドウォール６、一対のビード８、カーカス１０、ベルト１２、インナーライナー１４及び一対のチェーファー１６を備えている。これらのうち、例えばインナーライナー１４及びトレッド４は、ゴム組成物のみからなる。カーカス１０及びベルト１２は、複数の並列されたコードとトッピングゴムとからなる。このタイヤ２は、これらの構成部材が組み合わされて形成されている。

図２は、本発明の一実施形態に係るタイヤ成形機２０のドラム２２が示された斜視図である。図３は、図２のIII-III線で切った断面図である。このドラム２２は、セグメント２４、軸部３０、支持部２６及び可動部２８を備える。図２では、これらのうち、セグメント２４のみが示されている。図２及び３において、矢印Ａはこのドラム２２の周方向を表す。図２において、矢印Ｘはこのドラム２２の軸方向を表す。図３では、紙面と垂直な方向が軸方向である。このドラム２２の中心軸から外側に向か方向が、このドラム２２の半径方向である。

図２に示されるように、セグメント２４は軸方向に延びている。図３に示されるように、正面視において、セグメント２４は円弧状を呈する。複数のセグメント２４が、周方向に円筒状に並べられている。この実施形態では、１２枚のセグメント２４が並べられている。図２及び３では、セグメント２４は、隙間無く並べられている。セグメント２４の外面が組み合わされることで、ドラム２２の外周面が形成されている。

図３で示されるように、軸部３０はこのドラム２２の中心に位置する。軸部３０は軸方向に延びる円柱状を呈する。図示されないが、軸部３０の一方の端は、この成形機２０の駆動部に支えられている。駆動部は、軸部３０を回転させることができる。軸部３０は、その中心の周りに回転しうる。

支持部２６は、軸部３０の外面から半径方向外側に突出している。正面視において、複数の支持部２６が放射状に延びている。支持部２６の数は、セグメント２４の数と同じである。支持部２６は、軸部３０に固定されている。

可動部２８は、支持部２６の内側から、半径方向外側に突出している。可動部２８の一部は支持部２６の内側に位置し、残りの部分が支持部２６の先端から突出している。可動部２８の数は、セグメント２４の数と同じである。それぞれの可動部２８の外側端に、セグメント２４が取り付けられている。それぞれの可動部２８は、支持部２６に対して、半径方向に移動可能である。これにより、それぞれのセグメント２４は、半径方向に移動可能である。

図４には、セグメント２４が半径方向外側に移動した状態が示されている。セグメント２４が外側に移動した距離は、全てのセグメント２４で同じである。この状態では、隣接するセグメント２４の間には、隙間３２が生じている。これは、ドラム２２が拡径された状態である。これに対して図３に示されているのは、このドラム２２が縮径した状態である。このドラム２２では、拡径と縮径とが自在である。

図５は、拡径されたドラム２２の外周面の展開図である。図５において、矢印Ａはこのドラム２２の周方向を表し、矢印Ｘはこのドラム２２の軸方向を表す。この図では、隣接する二つのセグメント２４のみが示されている。ドラム２２が拡径されているため、これらの二つセグメント２４の間には、隙間３２が存在している。図５に示されるように、セグメント２４は、周方向端面３４に突出部３６又は陥部３８を備えている。このため、突出部３６及び陥部３８が存在する端面３４では、軸方向の位置によって、その周方向位置がずれた部分が存在する。この実施形態では、このセグメント２４の平面視において、突出部３６及び陥部３８は矩形状である。

後述するとおり、このドラム２２の外周上に、タイヤの構成部材が積層されてタイヤ２が形成される。図５において、領域Ｓ１は、このドラム２２の第一領域である。これは、この成形機２０において形成されるタイヤ２の、一対のショルダー部のうちの一方に対応する。すなわち、第一領域Ｓ１は、このドラム２２上に積層されるこのタイヤ２の構成部材の、一方のショルダー部に対応する部分の、内側に位置する領域である。領域Ｓ２は、このドラム２２の第二領域である。これは、この成形機２０において形成されるタイヤ２の、他方のショルダー部に対応する。すなわち、第二領域Ｓ２は、このセグメント２４上に積層されるこのタイヤ２の構成部材の、他方のショルダー部に対応する部分の、内側に位置する領域である。

図１に、本明細書における、タイヤ２のショルダー部の定義が示されている。図１において、両矢印Ｗは、赤道面ＣＬからトレッド面の端Ｅまでの軸方向の幅である。図で示されるように、トレッド面とサイド面の角が丸みを帯びている場合は、この丸みがないとしてトレッド面とサイド面とを延ばしたときの交点が、トレッド面の端Ｅである。図１において、符号Ｐは、トレッド面の端Ｅとの軸方向距離が、幅Ｗの０．４倍である位置である。位置Ｐとトレッド面の端Ｅとの間の領域が、このタイヤ２のショルダー部Ｓである。タイヤ２では、一対のショルダー部Ｓが、赤道面ＣＬの両側に存在する。

図５の実施形態では、セグメント２４の一方の周方向端面３４ａ（図の上側の端面３４）において、陥部３８は第一領域Ｓ１に位置しており、突出部３６は第二領域Ｓ２に位置している。第一領域Ｓ１と第二領域Ｓ２とで、この端面３４ａの周方向位置がずれている部分が存在する。セグメント２４の他方の周方向端面３４ｂ（図の下側の端面３４）において、突出部３６は第一領域Ｓ１に位置しており、陥部３８は第二領域Ｓ２に位置している。第一領域Ｓ１と第二領域Ｓ２とでこの端面３４ｂの周方向位置がずれている部分が存在する。

ここで、「突出部３６（陥部３８）が第一領域Ｓ１に位置する」とは、突出部３６（陥部３８）の一部又は全体が第一領域Ｓ１に位置することを指す。突出部３６（陥部３８）の一部が、第一領域Ｓ１の外に位置していてもよい。第一領域Ｓ１内に位置する突出部３６（陥部３８）の幅が、第一領域Ｓ１の幅より小さくてもよい。第一領域Ｓ１と突出部３６（陥部３８）とが重なりを有していればよい。このことは、「突出部３６（陥部３８）が第二領域Ｓ２に位置する」としたときも同じである。

この成形機２０を使用したタイヤ２の製造では、図２のドラム２２の外周にタイヤ２の構成部材が積層される。例えば、図１のタイヤ２の製造では、ドラム２２の外周にインナーライナー１４が積層される。このインナーライナー１４の周りに、カーカス１０が巻かれる。さらにビード８及びサイドウォール６が組み合わされる（これは、ここでは内側部材と称される）。別の成形機２０で、ベルト１２及びトレッド４が組み合わされる（これは、外側部材と称される）。このドラム２２の周囲において、内側部材の外側に、外側部材が被せられる。ドラム２２が拡径される。それぞれのセグメント２４が半径方向外側に移動する。内側部材も、セグメント２４に押されて拡径する。内側部材と外側部材とが、密着される。これにて、ローカバーが得られる。

ローカバーは、加硫工程において、モールドに入れられる。ローカバーはモールド内で加圧および加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、図１で示されたタイヤ２が得られる。

以下では、本発明の作用効果が説明される。

ドラム２２が拡径したとき、構成部材の、セグメント２４の外側に位置している部分と、セグメント２４間の隙間３２の外側に位置している部分とでは、この構成部材の厚みやコードの間隔が異なることが起こりうる。この構成部材の厚みやコード間隔の変化に起因する、ＲＦＶのセグメント２４の数と同じ次数の成分（この明細書では、「ＲＦＶセグメント次数成分」と称される）の抑制が重要となる。

本発明に係るタイヤ成形機２０のドラム２２では、セグメント２４の周方向端面３４は、突出部３６又は陥部３８を備えている。この突出部３６及び陥部３８が存在する端面３４では、軸方向の位置によって、その周方向位置がずれた部分が存在する。ドラム２２に積層された構成部材の、セグメント２４の外側に位置している部分と、セグメント２４間の隙間３２の外側に位置している部分との境界は、その軸方向位置によって周方向位置にずれが生じる。構成部材の厚みやコードの間隔が変わる境界の周方向位置は、軸方向位置によりずれが生じる。これは、ＲＦＶセグメント次数成分の低減に効果的に寄与する。この成形機２０で製造されたタイヤ２では、優れたユニフォミティが実現されている。

本発明者らは、ユニフォミティに影響を与えうる要因について詳細に解析した。その結果、本発明者らは、特にタイヤのショルダー部が、ＲＦＶセグメント次数成分に影響を与えることを見い出した。本発明者らは、ショルダー部での構成部材の厚みやコード間隔の変化に起因するＲＦＶセグメント次数成分（この明細書では、「ショルダー部のＲＦＶセグメント次数成分」と称される）を低減することが、特に重要であることを見い出した。

図５に示されるとおり、このドラム２２では、セグメント２４の一方の周方向端面３４ａにおいて、陥部３８は第一領域Ｓ１に位置しており、突出部３６は第二領域Ｓ２に位置している。他方の周方向端面３４ｂにおいて、突出部３６は第一領域Ｓ１に位置しており、陥部３８は第二領域Ｓ２に位置している。それぞれの端面３４では、第一領域Ｓ１と第二領域Ｓ２とでその周方向位置がずれている部分が存在する。すなわち、タイヤ２の一方のショルダー部Ｓと、他方のショルダー部Ｓとでは、構成部材の厚みやコードの間隔が変わる境界の周方向位置がずれている。これは、ショルダー部のＲＦＶセグメント次数成分の低減に効果的に寄与する。この成形機２０で製造されたタイヤ２では、優れたユニフォミティが実現されている。

図５に示されるとおり、セグメント２４の両方の周方向端面３４において、第一領域Ｓ１と第二領域Ｓ２とでその周方向位置がずれている部分が存在するのが好ましい。このようにすることで、セグメント２４の両方向の端面３４に対応する位置において、一方のショルダー部Ｓと他方のショルダー部Ｓとで、構成部材の厚みやコードの間隔が変わる境界の周方向位置がずれる。これは、ショルダー部のＲＦＶセグメント次数成分の低減に効果的に寄与する。この成形機２０で製造されたタイヤ２では、優れたユニフォミティが実現されている。

図５において、両矢印Ｌは、第一領域Ｓ１での端面３４の周方向位置と、第二領域Ｓ２でのこの端面３４の周方向位置とのずれ量の最大値である。ずれ量Ｌは、５ｍｍ以上が好ましい。ずれ量Ｌを５ｍｍ以上とすることで、ショルダー部のＲＦＶセグメント次数成分が効果的に低減される。この成形機２０で製造されたタイヤ２では、優れたユニフォミティが実現されている。この観点から、ずれ量Ｌは７ｍｍ以上がより好ましい。

図５において、両矢印Ｗは、第一領域Ｓ１又は第二領域Ｓ２の幅である。両矢印Ｗ１は、第一領域Ｓ１又は第二領域Ｓ２内に位置する、突出部３６又は陥部３８の幅である。すなわち、幅Ｗ１は、第一領域Ｓ１又は第二領域Ｓ２と、突出部３６又は陥部３８の重なり部分の幅である。幅Ｗ１の幅Ｗに対する比（Ｗ１／Ｗ）は、５０％以上が好ましい。比（Ｗ１／Ｗ）を５０％以上とすることで、この突出部３６又は陥部３８は、ショルダー部のＲＦＶセグメント次数成分の低減に効果的に寄与する。この成形機２０で製造されたタイヤ２では、優れたユニフォミティが実現されている。この観点から、比（Ｗ１／Ｗ）は８０％以上がより好ましく、１００％がさらに好ましい。図５の実施形態では、幅Ｗ１は幅Ｗと同じである。すなわち、比（Ｗ１／Ｗ）は１００％である。

図５に示されるとおり、セグメント２４の平面視において、突出部３６及び陥部３８は矩形状を呈しているのが好ましい。このようにすることで、この突出部３６又は陥部３８は、ショルダー部のＲＦＶセグメント次数成分の低減に効果的に寄与する。この成形機２０で製造されたタイヤ２では、優れたユニフォミティが実現されている。

図６（ａ）には、本発明の他の実施形態に係る成形機４０のセグメント４２が示されている。この成形機４０は、セグメント４２の形状を除いて、図２－４の成形機２０と同じである。図で示されるように、このセグメント４２は、第二領域Ｓ２にのみ、突出部４４及び陥部４６を備えている。セグメント４２の一方の周方向端面４８ａにおいて、突出部４４が第二領域Ｓ２に位置しており、セグメント４２の他方の周方向端面４８ｂにおいて、陥部４６が第二領域Ｓ２に位置している。

この成形機４０のセグメント４２のそれぞれの端面４８では、第一領域Ｓ１と第二領域Ｓ２とでその周方向位置がずれている部分が存在する。すなわち、タイヤ２の一方のショルダー部Ｓと、他方のショルダー部Ｓとでは、これらの端面４８に対応する位置において、構成部材の厚みやコードの間隔が変わる境界の周方向位置がずれている。これは、ショルダー部のＲＦＶセグメント次数成分の低減に効果的に寄与する。この成形機４０で製造されたタイヤ２では、優れたユニフォミティが実現されている。

図６（ｂ）には、本発明のさらに他の実施形態に係る成形機５０のセグメント５２が示されている。この成形機５０は、セグメント５２の形状を除いて、図２－４の成形機２０と同じである。図で示されるように、このセグメント５２では、平面視において、突出部５４及び陥部５６の形状は円弧状である。この突出部５４及び陥部５６は、ショルダー部のＲＦＶセグメント次数成分の低減に効果的に寄与する。この成形機５０で製造されたタイヤ２では、優れたユニフォミティが実現されている。

セグメントの形状は、図５－６に限られない。セグメントが、第一領域Ｓ１又は第二領域Ｓ２に、複数の突出部を備えていてもよい。セグメントが、第一領域Ｓ１又は第二領域Ｓ２に、複数の陥部を備えていてもよい。突起部又は陥部の形状が、三角形状でもよい。突起部又は陥部の形状が、その他の多角形の形状でもよい。

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１］
本発明に係るタイヤ成形機で、タイヤを作製した。このタイヤのサイズは、２３５／４５Ｒ１９であった。この成形機のドラムは、図２で示されるとおり、１２枚のセグメントから構成されている。縮径したときのこのドラムの周長は、１７００ｍｍであった。それぞれのセグメントは、図５で示された形状を呈している。このセグメントの、第一領域での端面の周方向位置と、第二領域でのこの端面の周方向位置とのずれ量Ｌが、表１に示されている。このセグメントでは、比（Ｗ１／Ｗ）は、１００％とされた。

［比較例１］
セグメントが突出部及び陥部を有さないことの他は実施例１と同様の成形機を使用して、実施例１と同じサイズのタイヤを作製した。この成形機は、従来の成形機である。

［実施例２－３］
ずれ量Ｌを表１に示される値とした他は実施例１と同様の成形機を使用して、実施例１と同じサイズのタイヤを作製した。

［ユニフォミティ］
それぞれの実施例及び比較例において、タイヤを５０本作製した。これらについて、「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、低速でのユニフォミティ及び高速でのユニフォミティ（単位：Ｎ）を測定した。測定項目は、ラジアル・フォース・バリエーション全体（ＲＦＶＯＡ）、その１次成分（ＲＨ１）及び１２次成分（ＲＨ１２）である。測定条件は、以下のとおりである。
低速ユニフォミティ
内圧：２００ｋＰａ
荷重：５０００Ｎ
速度：６０ｋｍ
高速ユニフォミティ
内圧：２００ｋＰａ
荷重：５０００Ｎ
速度：１２０ｋｍ
これらの平均値が比較例１を１００とした指数で、表１に示されている。値が小さいほど好ましい。

表１に示されるように、実施例の成形機で製造されたタイヤは、比較例の成形機で製造された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。

本発明に係るタイヤ成形機は、種々のタイヤの製造に適用しうる。

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・ベルト
１４・・・インナーライナー
１６・・・チェーファー
２０、４０、５０・・・成形機
２２・・・ドラム
２４、４２、５２・・・セグメント
２６・・・支持部
２８・・・可動部
３０・・・軸部
３２・・・隙間
３４、４８・・・周方向端面
３６、４４、５４・・・突起部
３８、４６、５６・・・陥部

Claims (5)

1. その外周にタイヤの構成部材が積層されるドラムを備えるタイヤ成形機であって、
   上記ドラムが複数の軸方向に延びるセグメントを備えており、これらのセグメントが周方向に円筒状に並べられており、
   それぞれのセグメントが半径方向に移動することで、このドラムの拡径及び縮径が可能となっており、
   上記セグメントの一方の周方向端面が突出部を備え、もう一方の周方向端面がこの突出部と同じ軸方向位置にこの突出部と対応する形状の陥部を備え、
   上記セグメントの一つの周方向端面に存在する突起部の数及び陥部の数が、それぞれ１以下である、タイヤ成形機。
2. 上記タイヤの一方のショルダー部に対応する上記ドラムの領域が第一領域とされ、他方のショルダー部に対応する上記ドラムの領域が第二領域とされたとき、
   上記突出部又は陥部が上記第一領域及び第二領域の少なくとも一方に位置することにより、この第一領域と第二領域とで上記端面の周方向位置がずれている部分が存在する、請求項１に記載のタイヤ成形機。
3. 上記ずれの量が５ｍｍ以上である請求項２に記載のタイヤ成形機。
4. 上記第一領域又は第二領域内に位置する上記突出部又は陥部の幅の、この第一領域又は第二領域内の幅に対する比が、５０％以上である請求項２又は３に記載のタイヤ成形機。
5. 上記セグメントの平面視において、上記突出部又は陥部の形状が矩形状である請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ成形機。

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