JP7233640B2 - ステッチング装置およびステッチング方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ構成部材同士の圧着工程において用いられるステッチング装置およびステッチング方法に関する。

空気入りタイヤの製造に際しては、１ｓｔ成形ドラムにインナーやカーカスプライなどを貼り付けて１ｓｔカバーの成形を行う一方で、２ｎｄ成形ドラムにブレーカーやトレッドなどを貼り付けて２ｎｄカバーを成形し、その後、１ｓｔカバーをタイヤの形状に膨張させて２ｎｄカバーに貼り付けることによりローカバー（生タイヤ）の成形を行っている（２ステージ成形法）。

このローカバーの成形に際して、１ｓｔカバーに貼り付けられた２ｎｄカバーと１ｓｔカバーとを十分に密着させるために、２組の押圧手段を連結して構成されたステッチング装置を用いて、回転する１ｓｔカバー上に２ｎｄカバーを押圧すること（ステッチング）が、一般的に行われている。

図７は、従来のステッチング装置における押圧手段を模式的に示す上面図（ａ）、および、ステッチングの様子を示す図（ｂ）である。図７（ａ）に示すように、２組の押圧手段によりステッチング装置が構成されている。２組の押圧手段３１、３２のそれぞれは、回転軸に同じ径、同じ幅の２つのローラー（ステッチングローラー）が挿通されて構成されている。なお、各ステッチングローラーの角は面取り加工されている。

この２組の押圧手段３１、３２のそれぞれのステッチングローラーを、外周面に２ｎｄカバーが貼り合わされた１ｓｔカバーの周方向に沿うように配置し、１ｓｔカバーの回転に合わせて、回転させながら中央部から外縁部に向けて白抜き矢印の方向に移動させ、２ｎｄカバーを１ｓｔカバーへ押圧することにより、ステッチングが行われる。しかし、この押圧手段３１、３２に使用されているステッチングローラーは角が面取りされているため、中央部では面取り加工された角により、押圧できない箇所Ｎができる。この結果、図７（ｂ）に示すように、中央部ではステッチングが行われず、エアが残ってしまう恐れがある。そして、このようにエアが残ったローカバーを用いて加硫した場合、加硫後の製品タイヤにおいて、エアが抜けた後の中央部に凹みが生じて、ベアの発生を招いたり、ゲージ分布の不均一を招く恐れがある。

そこで、このようなステッチングされない箇所ができないように、ステッチングローラーの角を直角にして押圧することや、２組の押圧手段におけるステッチングローラーの位置を互いにずらして（オフセット）押圧することが提案されている（例えば、特許文献１）。

しかしながら、角を直角にしたステッチングローラーでは、中央部でのステッチング不足は解消することができるものの、側縁部とローカバーのショルダー部とのステッチングにおいて、ステッチングローラーの角が、トレッドなどに食い込んで傷をつけてしまい、ベアの発生を招く恐れがある。

また、ローラーのオフセットは、通常の乗用車用のタイヤに対しては十分なステッチングができるものの、レース用タイヤなど、高剛性ベルト構造のタイヤに対しては、ステッチングローラーで押圧しても変形させにくいため、側縁部においてステッチング不足が発生して、１ｓｔカバーからの剥れ（ブロン）の発生を招く恐れがあった。

特開２００７―２２３２２３号公報

本発明は、上記した従来のステッチングにおける問題に鑑み、ベルト構造の剛性の高低の如何を問わず、ブレーカーやトレッドなどの中央部におけるステッチング不足や、側縁部における食い込みやステッチング不足の発生を十分に抑制することができるステッチング技術を提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討を行い、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、
タイヤの形状に膨張した１ｓｔカバーの外周面に貼り付けられて、前記１ｓｔカバーと共に回転する２ｎｄカバーの外表面を、押圧手段を用いて押圧することにより、前記１ｓｔカバーと前記２ｎｄカバーとを圧着させるステッチング装置であって、
２つのステッチングローラーのそれぞれが、回転軸の一端に挿通して保持されて、互いに対向するように配置されている１組の押圧手段が、前記１ｓｔカバーの周方向に沿うように、複数組設けられ、
各組の前記押圧手段のそれぞれの前記ステッチングローラーが、互いに同期して、前記２ｎｄカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動することにより、前記２ｎｄカバーを前記１ｓｔカバーに押圧するように構成され、
前記１組の押圧手段の２つのステッチングローラーが、径が同じで幅の異なるステッチングローラーであり、
隣り合う２組の前記押圧手段において、幅広の前記ステッチングローラー同士の押圧面の一部が互いに重なり合うように、前記ステッチングローラーが配置されていることを特徴とするステッチング装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記押圧手段が、前記１ｓｔカバーの周方向に沿うように、２組設けられていることを特徴とする請求項１に記載のステッチング装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記ステッチングローラーの各々が、角が面取り加工されたステッチングローラーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステッチング装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記面取り加工が、Ｒ加工であることを特徴とする請求項３に記載のステッチング装置である。

請求項５に記載の発明は、
隣り合う２組の前記押圧手段において、前記押圧手段の総幅をＴ、それぞれの幅広のステッチングローラーの側面から押圧面の幅狭のステッチングローラー側の端部までの距離をＷ１、Ｗ２としたとき、下記式を満足することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のステッチング装置である。
Ｗ１＋Ｗ２＞Ｔ

請求項６に記載の発明は、
隣り合う２組の前記押圧手段における幅広の前記ステッチングローラー同士の押圧面の互いの重なり量が、５～２０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のステッチング装置である。

請求項７に記載の発明は、
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のステッチング装置を用いて、タイヤの形状に膨張した１ｓｔカバーの外周面に貼り付けられて、前記１ｓｔカバーと共に回転する２ｎｄカバーの外表面を、押圧手段を用いて押圧することにより、前記１ｓｔカバーと前記２ｎｄカバーとを圧着させるステッチング方法であって、
前記２ｎｄカバーの外周面に、前記ステッチング装置を、前記１ｓｔカバーの周方向に沿うように配置し、
各組の前記押圧手段のそれぞれのステッチングローラーを、互いに同期して、前記２ｎｄカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動させことにより、前記２ｎｄカバーを前記１ｓｔカバーに押圧することを特徴とするステッチング方法である。

請求項８に記載の発明は、
レース用タイヤのローカバーをステッチングすることを特徴とする請求項７に記載のステッチング方法である。

本発明によれば、ベルト構造の剛性の高低の如何を問わず、ブレーカーやトレッドなどの中央部におけるステッチング不足や、側縁部における食い込みやステッチング不足の発生を十分に抑制することができるステッチング技術を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るステッチング装置に設けられた２組の押圧手段を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施の形態に係るステッチング装置に設けられた２組の押圧手段を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施の形態に係るステッチング装置に設けられた２組の押圧手段を模式的に示す斜視図である。 本実施の形態に係るステッチング装置に設けられた２組の押圧手段における各ステッチングローラーの配置の様子を示す図である。 本実施の形態に係るステッチング方法を説明する図である。 ２組の押圧手段を用いて、２連で押圧を行っている様子を示す図である。 従来のステッチング装置における押圧手段を模式的に示す上面図（ａ）、および、ステッチングの様子を示す図（ｂ）である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を参照して説明する。なお、以下においては、２組の押圧手段が設けられているステッチング装置を例に挙げて説明するが、押圧手段が３組以上設けられていても同様に考えることができる。

１．ステッチング装置
図１～図３は、それぞれ、本実施の形態に係るステッチング装置に設けられた２組の押圧手段を模式的に示す側面図（図１）、正面図（図２）、斜視図（図３）である。

なお、図１～図３において、１はステッチング装置、１１は第１の押圧手段、１２は第２の押圧手段である。第１の押圧手段１１は、回転軸１１ｃに挿通されたステッチングローラー１１ａと、回転軸１１ｄに挿通されたステッチングローラー１１ｂとから構成され、第２の押圧手段１２は、回転軸１２ｃに挿通されたステッチングローラー１２ａと、回転軸１２ｄに挿通されたステッチングローラー１２ｂとから構成されており、各ステッチングローラーは挿通された各回転軸によって回転自在に支持されている。そして、回転軸１１ｃと１２ｃはクランプ２１によって連結されており、回転軸１１ｄと１２ｄも同様に図示しないクランプによって連結されている。

図１～図３に示すように、本実施の形態においても、従来と同様に、２つのステッチングローラーから構成された押圧手段が２組設けられてステッチング装置が構成されている。しかし、本実施の形態においては、各押圧手段における２つのステッチングローラーの幅が互いに異なっており、隣り合った２組の押圧手段で対向するステッチングローラーの幅も異なっていることを特徴としている。

即ち、第１の押圧手段１１は幅広のステッチングローラー１１ａと幅狭のステッチングローラー１１ｂとから構成され、第２の押圧手段１２は幅狭のステッチングローラー１２ａと幅広のステッチングローラー１２ｂとから構成されており、２組の押圧手段１１および１２は、図１に示すように、同期して回転しながら、２ｎｄカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動できるように、１本のクランプ２１に支持されている。

そして、図２および図３に示すように、幅広のステッチングローラー１１ａと対向する位置には幅狭のステッチングローラー１２ａが、また、幅狭のステッチングローラー１１ｂと対向する位置には幅広のステッチングローラー１２ｂが配置されている。

これにより、２つの幅広のステッチングローラー１１ａ、１２ｂ同士の押圧面の一部に、互いに重なり合う部分が形成されるため、２ｎｄカバーの中央部において、幅広のステッチングローラーの押圧面で確実に押圧することができる。

そして、２ｎｄカバーの中央部以外では、各ステッチングローラーが１ｓｔカバーと共に回転する２ｎｄカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動して、２ｎｄカバーを押圧するため、全ての範囲を押圧して、十分なステッチングを行うことができる。

その結果、ステッチングにおいて押圧できない箇所がなくなり、エア残りが発生することが十分に抑制され、加硫後の製品タイヤにおいて、ベアの発生を招いたり、ゲージ分布の不均一を招いたりすることを十分に抑制できる。

図４は、本実施の形態に係るステッチング装置に設けられた２組の押圧手段における各ステッチングローラーの配置の様子を示す図である。なお、図４において、Ｓ１は幅広のステッチングローラー１１ａの押圧面、Ｓ２は幅広のステッチングローラー１２ｂの押圧面、Ｓ３は幅狭のステッチングローラー１２ａの押圧面、Ｓ４は幅狭のステッチングローラー１１ｂの押圧面である。また、ｃは、幅広のステッチングローラー１１ａ、１２ｂと幅狭のステッチングローラー１１ｂ、１２ａとの間に形成される隙間である。

このとき、図４に示すように、隙間ｃを隔てて、幅広のステッチングローラー１１ａ、１２ｂと幅狭のステッチングローラー１１ｂ、１２ａとが配置された押圧手段１１、１２の総幅をＴ、幅広のステッチングローラー１１ａの側面から押圧面Ｓ１の端部までの距離をＷ１、幅広のステッチングローラー１２ｂの側面から押圧面Ｓ２の端部までの距離をＷ２とすると、これらは、Ｗ１＋Ｗ２＞Ｔの関係を満たしていることが好ましい。

これにより、重なり部を確実に確保することができる。なお、上記式における（Ｗ１＋Ｗ２）とＴとの差が、互いのステッチングローラーの押圧面同士の重なり量となる。

なお、本実施の形態において、具体的な互いの押圧面同士の重なり量は、５～２０ｍｍであることが好ましく、８～１５ｍｍであるとより好ましい。互いの押圧面同士の重なり量が小さ過ぎると、中央部でのステッチング不足を十分に解消させることができない恐れがあり、一方、大き過ぎると、片方のローラー幅が狭くなり十分なステッチ効果が得られない恐れがある。

そして、本実施の形態においては、各ステッチングローラーの角が面取り加工されていることが好ましい。角が面取り加工されていることにより、ショルダー部における食い込みの発生を抑制することができる。具体的な面取り加工としては、図２、図３に示すようなＲ加工、図４に示すようなＣ面加工のいずれを採用してもよいが、より好ましいのはＲ加工である。

なお、このように角が面取り加工されたステッチングローラーであっても、本実施の形態においては、上記したように、幅広のステッチングローラー同士の押圧面の一部に、互いに重なり合う部分を形成させているため、２ｎｄカバーの中央部において十分に押圧することができ、ステッチング不足の発生を防止することができる。

このように、本実施の形態においては、２組の押圧手段のそれぞれにおいて、幅が異なる２つのステッチングローラーを配置して、幅広のステッチングローラー同士の押圧面に重なり部を形成させているため、中央部において押圧されない箇所が発生するようなことがない。また、幅広のステッチングローラーを用いているため、ベルト構造の剛性の高低の如何を問わず、側縁部におけるステッチング不足の発生を十分に抑制することができる。また、面取り加工が施されているため、側縁部における食い込みが発生することもない。この結果、加硫後のタイヤにおけるベアの発生、ゲージ分布の不均一、ブロンの発生などを十分に抑制することができる。

２．ステッチング方法
次に、上記したステッチング装置を用いた本実施の形態に係るステッチング方法について説明する。

図５は、本実施の形態に係るステッチング方法を説明する図である。なお、図５において、ＣＬはセンターラインであり、破線はＢｒｋ（ブレーカー）、Ｓｈ部はローカバーのショルダー部、Ｐは１ｓｔカバーである。

本実施の形態においては、各押圧手段のそれぞれのステッチングローラーが、白抜き矢印の方向に、同期して移動することによりステッチングを行っている。

具体的には、まず、成形された１ｓｔカバーＰを、ローカバー成形装置の回転軸（図示せず）にセットした後、膨張させてシェーピングを行う。その後、１ｓｔカバーＰの外方に、別途、ブレーカーＢｒｋとトレッドＴＲとを積層して成形した２ｎｄカバーを配置し、さらに２ｎｄカバーの外周面に、２組の押圧手段１１、１２を、１ｓｔカバーの周方向に沿うように配置する。

次に、１ｓｔカバーＰの回転を開始させる。これに合わせて、各押圧手段のステッチングローラーが回転を開始し、センターラインＣＬからそれぞれの側縁部に向けて横方向へ同期して移動する。

そして、押圧手段が、側縁部、具体的には、ショルダー部Ｓｈに到達すると、押圧手段の移動方向を、ショルダー部Ｓｈに沿うように、水平方向から変更させて、ステッチングローラーでブレーカーＢｒｋおよびトレッドＴＲを１ｓｔカバーＰに押圧してステッチングする。

３．本実施の形態の効果
本実施の形態を採用することによる効果について、既に説明した効果を含めて、以下の通り整理して説明する。

（１）ステッチ開始時において中央部に押圧されない箇所が発生せず、全体を十分にステッチすることができるため、ベアの発生や、ゲージ分布の不均一を招くことがない。

（２）レース用タイヤなどの場合、瞬間的に大きな負荷が掛かることが予測されるため、ブレーカーエッジにおける剥離の発生を防止する必要があり、プライ上で押圧されるブレーカーのエッジ部において、ジョイントレスバンドを配置したり、ブレーカー間に剥離防止用のゴムシートを挟み込んだりしている。このため、部材数が多くなって高剛性構造となり各部材同士を十分に圧着させることが難しく、ブロンが発生し易い。

しかしながら、本実施の形態においては、幅広のステッチングローラーで十分に押圧することができるため、各部材同士を十分に圧着させることができ、レース用タイヤなどの高剛性構造のタイヤでも、十分にステッチングすることができ、ブロンの発生を抑制することができる。

（３）全てのステッチングローラーに面取り加工を施すことにより、ショルダー部でステッチングする際に、ローカバーを傷付けることがなく、タイヤにおけるベアの発生を十分に低減させることができる。

（４）クランプ回転時、遠心力によりトレッドエッジがバタつく場合がある。しかしながら、本実施の形態においては、複数組の押圧手段を用いて押圧を行っているため、図６に示すように、ローカバー成形装置２にセットされた１ｓｔカバーＰからの反発を抑制しながらトレッドエッジを押圧することができ、バタつきの発生が少ない状態でステッチングすることができる。

そして、これにより、トレッドエッジの波打ちおよびトレッドショルダー部のゲージのばらつきを軽減させることができるため、タイヤの外観品質を向上させることができる。

以下、実施例に基づき、本発明をより具体的に説明する。

１．実験方法
２ステージ成形法によりレース用タイヤのローカバーを作製した。

このとき、ステッチング装置は、表１に示すローラー形状のステッチングローラーを、２組の押圧手段のいずれにも使用して構成させた。

２．評価
作製された各ローカバーにおけるベアの発生（中央部およびショルダー部）、トレッドエッジにおける波打ちの発生、トレッドの浮き（ブロン）の発生を観察し、その状況を以下の３段階で評価した。
良 ：発生なし
可 ：不具合が発生したが、製品上問題とはならない
不可：製品上問題となる不具合が発生

評価の結果を表１に示す。

表１に示す結果より、請求項１の要件を満たす実験例１～３においては、「不可」の評価がなかったことが分かった。そして、この内でも、左右のローラーの重なりが十分でローラーの角が丸い実験例１は、ベア発生率、トレッドエッジ波打ち、ブロン発生量の評価結果が全て良好であることが分かった。

そして、ステッチングローラーの外周面にアール加工を施さなかった実験例２では、Ｓｈ部に若干ベアが発生していたが、品質上の問題はなかった。また、ステッチングローラーＡの総幅が２０ｍｍと小さい実験例３では、若干ブロンが発生していたが、品質上の問題はなかった。

一方、左右ローラーの隙間ｃの幅が１０ｍｍと大きい実験例４及びステッチングローラーＡとステッチングローラーＢの幅が同じで平面幅が共に０ｍｍである実験例５は、ステッチングローラーの押圧面同士の重なりが得られず、中央部のベア発生率が高いことが分かった。

また、押圧手段のステッチングローラーをステッチングローラーＡ１枚とし、平面幅を０ｍｍとした実験例６は、中央部のベア発生率が高く、かつトレッドエッジ波打ちが発生した。また、押圧手段のステッチングローラーをステッチングローラーＡ１枚とし、ステッチングローラーの外周面にアール加工を施さなかった実験例７ではＳｈ部のベア発生率が高く、トレッドエッジ波打ち、ブロン発生量の評価においても良好な評価が得られなかった。

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 ステッチング装置
２ ローカバー成形装置
１１、３１ 第１の押圧手段
１１ａ、１２ｂ 幅広のステッチングローラー
１１ｂ、１２ａ 幅狭のステッチングローラー
１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ 回転軸
１２、３２ 第２の押圧手段
２１ クランプ
３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ ステッチングローラー
３１ｃ、３１ｄ、３２ｃ、３２ｄ 回転軸
Ｂｒｋ ブレーカー
ｃ 隙間
ＣＬ センターライン
Ｎ 押圧できない箇所
Ｐ １ｓｔカバー
Ｓｈ ショルダー部
Ｓ１、Ｓ２ 幅広のステッチングローラーの押圧面
Ｓ３、Ｓ４ 幅狭のステッチングローラーの押圧面
Ｔ 総幅
ＴＲ トレッド
Ｗ１、Ｗ２ ステッチングローラー側面から押圧面端部までの距離

Claims (8)

1. タイヤの形状に膨張した１ｓｔカバーの外周面に貼り付けられて、前記１ｓｔカバーと共に回転する２ｎｄカバーの外表面を、押圧手段を用いて押圧することにより、前記１ｓｔカバーと前記２ｎｄカバーとを圧着させるステッチング装置であって、
   ２つのステッチングローラーのそれぞれが、回転軸の一端に挿通して保持されて、互いに対向するように配置されている１組の押圧手段が、前記１ｓｔカバーの周方向に沿うように、複数組設けられ、
   各組の前記押圧手段のそれぞれの前記ステッチングローラーが、互いに同期して、前記２ｎｄカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動することにより、前記２ｎｄカバーを前記１ｓｔカバーに押圧するように構成され、
   前記１組の押圧手段の２つのステッチングローラーが、径が同じで幅の異なるステッチングローラーであり、
   隣り合う２組の前記押圧手段において、幅広の前記ステッチングローラー同士の押圧面の一部が互いに重なり合うように、前記ステッチングローラーが配置されていることを特徴とするステッチング装置。
2. 前記押圧手段が、前記１ｓｔカバーの周方向に沿うように、２組設けられていることを特徴とする請求項１に記載のステッチング装置。
3. 前記ステッチングローラーの各々が、角が面取り加工されたステッチングローラーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステッチング装置。
4. 前記面取り加工が、Ｒ加工であることを特徴とする請求項３に記載のステッチング装置。
5. 隣り合う２組の前記押圧手段において、前記押圧手段の総幅をＴ、それぞれの幅広のステッチングローラーの側面から押圧面の幅狭のステッチングローラー側の端部までの距離をＷ１、Ｗ２としたとき、下記式を満足することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のステッチング装置。
   Ｗ１＋Ｗ２＞Ｔ
6. 隣り合う２組の前記押圧手段における幅広の前記ステッチングローラー同士の押圧面の互いの重なり量が、５～２０ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のステッチング装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のステッチング装置を用いて、タイヤの形状に膨張した１ｓｔカバーの外周面に貼り付けられて、前記１ｓｔカバーと共に回転する２ｎｄカバーの外表面を、押圧手段を用いて押圧することにより、前記１ｓｔカバーと前記２ｎｄカバーとを圧着させるステッチング方法であって、
   前記２ｎｄカバーの外周面に、前記ステッチング装置を、前記１ｓｔカバーの周方向に沿うように配置し、
   各組の前記押圧手段のそれぞれのステッチングローラーを、互いに同期して、前記２ｎｄカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動させことにより、前記２ｎｄカバーを前記１ｓｔカバーに押圧することを特徴とするステッチング方法。
8. レース用タイヤのローカバーをステッチングすることを特徴とする請求項７に記載のステッチング方法。

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