JP7354751B2 - タイヤ部材の成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドラム本体を構成するセグメントの数を増加でき、高速走行におけるタイヤのノイズや振動を低減しうるタイヤ部材の成形装置に関する。

下記の特許文献１には、タイヤのノイズや振動を低減する成形装置が提案されている。この装置では、中心軸の周りに並べられてドラム外周面を構成する複数のセグメントからなるドラム本体と、各セグメントをドラム半径方向に移動させることで前記ドラム本体を拡縮させる拡縮手段とを含む。

又前記複数のセグメントは、周方向幅が異なる２種類以上のセグメントを具え、これによって、前記ドラム外周面が周方向に不等分割されている。即ち、ドラム外周面に形成された円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。そのため、ラジアルフォースバリエーション（以下、ＲＦＶという）の変動を非周期化でき、タイヤのノイズや振動を低減しうる。

特開２０１８－１３４８２２号公報

他方、高速走行におけるノイズや振動には、ＲＦＶの高次成分も強く関与している。そして本発明者の研究の結果、ＲＦＶの高次成分とセグメントの分割数との間には強い相関関係があり、セグメントの分割数を増やすことで、ＲＦＶの高次成分を減じうることが判明した。

そこで本発明者は、高速走行におけるノイズや振動を減じるために、ドラム本体を構成するセグメントの数（分割数）を増加させることを提案した。

しかし、セグメントの数の増加に伴い、セグメントの周方向幅も減少する。そのため、各セグメントを半径方向に移動させるための拡縮手段の配置スペースを確保することが難しくなり、セグメントの数の充分な増加が見込めなくなる。

本発明は、拡縮手段としてリンク機構を採用するとともに、周方向で隣り合うリンク機構同士を、ドラム軸方向に重なることなく位置を違えて配することを基本として、セグメントの数を増加でき、高速走行におけるタイヤのノイズや振動を低減しうるタイヤ部材の成形装置を提供することを課題としている。

本発明は、ドラム外周面にタイヤの材料を巻回して円筒状のタイヤ部材を形成するための成形装置であって、
中心軸と、前記中心軸の周りに並べられて前記ドラム外周面を構成する複数のセグメントからなるドラム本体と、前記セグメントをドラム半径方向に移動させることで前記ドラム本体を拡縮させる拡縮手段とを含み、
前記複数のセグメントは、ドラム周方向に交互に配される第１セグメントと第２セグメントとを含み、
前記拡縮手段は、前記第１セグメントを拡縮移動させる第１リンク機構と、前記第２セグメントを拡縮移動させる第２リンク機構とを含み、
前記第１リンク機構と前記第２リンク機構とは、ドラム軸方向に重なることなく位置を違えて配される。

本発明に係るタイヤ部材の成形装置において、前記第１リンク機構及び前記第２リンク機構は、それぞれ、
前記中心軸に固着される固定部と、
前記中心軸にドラム軸方向に移動可能に支持されるスライド部と、
一端部が前記固定部又は前記スライド部の一方に枢支され、かつ他端部が前記第１セグメント又は前記第２セグメントにそれぞれ枢支される複数の長リンク片と、
一端部が前記固定部又は前記スライド部の他方に枢支され、かつ他端部が前記長リンク片にそれぞれ枢支される複数の短リンク片とを含むのが好ましい。

本発明に係るタイヤ部材の成形装置において、前記第１セグメント及び前記第２セグメントは、それぞれ、前記ドラム外周面の一部をなす基準面を有し、前記基準面のドラム周方向の側縁は、ドラム軸方向に対して傾斜しているのが好ましい。

本発明に係るタイヤ部材の成形装置において、前記第１セグメント及び前記第２セグメントは、それぞれ、前記基準面を有する外側セグメント部と、前記外側セグメント部の半径方向内側に取り付く内側セグメント部とからなるのが好ましい。

本発明に係るタイヤ部材の成形装置において、前記外側セグメント部は、ドラム軸方向に間隔を有して配される複数の分割片からなるのが好ましい。

本発明に係るタイヤ部材の成形装置において、前記第１セグメント及び前記第２セグメントは、それぞれ、ドラム周方向の一方側の側縁部に、この側縁部の側で隣り合う前記第１セグメント又は前記第２セグメントの側縁部をドラム半径方向内側から受ける受け面部を具えるのが好ましい。

本発明に係るタイヤ部材の成形装置において、前記受け面部は、前記基準面から段差を介して連なるのが好ましい。

本発明に係るタイヤ部材の成形装置において、前記第１セグメント及び前記第２セグメントは、それぞれ、前記拡縮手段によってドラム半径方向に移動する主セグメント片と、前記主セグメント片のドラム周方向の一方側の側縁部に屈曲可能に枢着される屈曲セグメント片とを含み、前記屈曲セグメント片は、付勢手段によりドラム半径方向内側へ付勢されるのが好ましい。

本発明では、第１セグメントを拡縮移動させる第１リンク機構と、第２セグメントを拡縮移動させる第２リンク機構とが、ドラム軸方向に重なることなく位置を違えて配されている。

従って、第１リンク機構同士をドラム周方向に密に、かつ第２リンク機構同士をドラム周方向に密に配置することが可能になる。そのため、第１リンク機構と第２リンク機構とをドラム周方向に交互に並べて配置する場合に比して、ドラム本体を構成するセグメントの数を増加することが可能になる。

これにより、ＲＦＶの高次成分を減じることができ、高速走行におけるタイヤのノイズや振動を低減することが可能になる。

本発明の成形装置の一実施形態を示すドラム軸方向の断面図である。 第１リンク機構及び第２リンク機構の配置を示すドラム軸心と直角方向の断面図である。 リンク機構を示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）はリンク機構による拡径状態と縮径状態とを示すドラム軸方向の断面図である。 セグメントをドラム半径方向外側から見た平面図、及びドラム軸方向の側面図である。 セグメントの他の例を示すドラム半径方向外側から見た平面図、及びそのＡ－Ａ断面図である。 第１リンク機構及び第２リンク機構の他の例を示すドラム軸心と直角方向の断面図である。 セグメントの他の例を示すドラム軸心と直角方向の部分断面図である。 ドラム本体の拡縮径の状態を示すドラム軸心と直角方向の部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の成形装置１は、中心軸２と、中心軸２の周りに並べられる複数のセグメント３からなる円筒状のドラム本体４と、各セグメント３をドラム半径方向に移動させることでドラム本体４を拡縮させる拡縮手段５とを含む。便宜上、ドラム半径方向内外への移動を拡縮移動と云う場合がある。

成形装置１では、ドラム本体４の外周面であるドラム外周面Ｓ上でタイヤの材料が巻回されることにより、円筒状のタイヤ部材が順次形成される。本例では、ドラム本体４上にインナライナ、カーカスプライ等を含むシェーピング前の円筒状の１ｓｔカバーが形成される場合が示される。

中心軸２は、例えばフレーム（図示省略）によって片持ち状に保持された支持軸であり、水平な軸心ｊ回りで回転可能に支持される。なお本明細書では、中心軸２の自由端側（図１において右側）を、ドラム軸方向の一方側Ｆ１、その反対側（図１において左側）をドラム軸方向の他方側Ｆ２として説明する。

図１、２に示すように、ドラム本体４は、ドラム周方向に配置される複数のセグメント３からなり、各セグメント３が協働して、円筒状の前記ドラム外周面Ｓを構成する。

複数のセグメント３は、ドラム周方向に交互に配される第１セグメント３Ａと第２セグメント３Ｂとを含む。本例では、第１セグメント３Ａと第２セグメント３Ｂとは同一形状をなす。従って、本例では、第１セグメント３Ａ及び第２セグメント３Ｂは、ドラム周方向で隣り合う一方側、他方側のセグメント３を区別するためだけに命名されている。しかし、第１セグメント３Ａと第２セグメント３Ｂとで構造を相違させることもできる。

拡縮手段５は、第１セグメント３Ａをそれぞれ拡縮移動させる第１リンク機構５Ａと、第２セグメント３Ｂをそれぞれ拡縮移動させる第２リンク機構５Ｂとを含む。

本例では、ドラム軸方向に距離を隔てて配される一対の第１リンク機構５Ａ、５Ａを用いることで、第１セグメント３Ａを半径方向内外に平行移動可能に支持している。また第２セグメント３Ｂも同様に、ドラム軸方向に距離を隔てて配される一対の第２リンク機構５Ｂ、５Ｂを用いることで、第２セグメント３Ｂを半径方向内外に平行移動可能に支持している。

そして、第１リンク機構５Ａと第２リンク機構５Ｂとは、ドラム軸方向に重なることなく、ドラム軸方向に位置を違えて配されている。

本例の第１リンク機構５Ａは、中心軸２に固着される一つの固定部６と、中心軸２にドラム軸方向に移動可能に支持される一つのスライド部７と、一端部が固定部６又はスライド部７の一方に枢支される複数の長リンク片８と、一端部が固定部６又はスライド部７の他方に枢支される複数の短リンク片９とを含んで構成される。

図３に示すように、固定部６は、本例では、中心軸２に外挿される例えばリング状の本体部６ａを具え、この本体部６ａは、中心軸２に一体に固定されている。

スライド部７は、本例では、中心軸２に外挿される例えばリング状の本体部７ａを具え、この本体部７ａは、中心軸２に、ドラム軸方向にスライド移動可能に保持される。なお本体部７ａは、キー溝等により中心軸２とは一体回転可能に係止される。スライド部７は、固定部６よりもドラム軸方向の他方側Ｆ２に配されるのが好ましい。

長リンク片８は、その一端部であるドラム半径方向の内端部が、固定部６又はスライド部７の一方（本例ではスライド部７)に枢支点Ｐ１にて枢支されている。また長リンク片８の他端部であるドラム半径方向の外端部は、第１セグメント３Ａに枢支点Ｐ２にて枢支される。

短リンク片９は、長リンク片８よりも短寸であり、その一端部であるドラム半径方向の内端部が、固定部６又はスライド部７の他方（本例では固定部６）に枢支点Ｐ３にて枢支されている。また短リンク片９の他端部であるドラム半径方向の外端部は、長リンク片８に枢支点Ｐ４にて枢支されている。

なお固定部６は、本体部６ａの外周面から半径方向外側に突出する複数の枢着片６ｂを具え、この枢着片６ｂに、各短リンク片９の一端部が枢支点Ｐ３で枢支されている。スライド部７も同様に、本体部７ａの外周面から半径方向外側に突出する複数の枢着片７ｂを具え、この枢着片７ｂに、各長リンク片８の一端部が枢支点Ｐ１で枢支されている。

第１セグメント３Ａは、本例では、ベース部１１を介して、長リンク片８の他端部と枢支される。ベース部１１は、第１セグメント３Ａの半径方向内面に固定される基部１１ａと、この基部１１ａの半径方向内面にさらに固定されるリンク取付け部１１ｂとを含む。リンク取付け部１１ｂの半径方向内面には、長リンク片８の他端部を枢支させるための例えば溝状の枢着凹部１２が形成されている。

従って、図４（ａ）、（ｂ)に示すように、スライド部７が、固定部６に近接する向きであるドラム軸方向の一方側Ｆ１にスライド移動することにより、長リンク片８を立ち上げる向きに傾動でき、第１セグメント３Ａを縮径状態ＳＴ_０から拡径状態ＳＴ_２に拡径移動させうる。逆に、スライド部７が、固定部６から離間する向きであるドラム軸方向の他方側Ｆ２にスライド移動することにより、長リンク片８を寝かせる向きに傾動でき、第１セグメント３Ａを拡径状態ＳＴ_２から縮径状態ＳＴ_０に縮径移動させうる。

第２リンク機構５Ｂは、本例では、前記第１リンク機構５Ａと、実質的に同構成であって、第２リンク機構５Ｂの長リンク片８の他端部が、第２セグメント３Ｂに枢支されることのみ、第１リンク機構５Ａと相違する。従って、第２リンク機構５Ｂの説明は、本明細書では省略される。

図１に示すように、第１リンク機構５Ａは第１の作動部１３により作動し、また第２リンク機構５Ｂは第２の作動部１４により作動する。

第１の作動部１３は、中心軸２に外挿されてドラム軸方向にスライド移動可能に支持される例えば円盤状の移動部１３ａ、及びこの移動部１３ａと第１リンク機構５Ａにおけるスライド部７、７とを順次連結する連結軸１３ｂを含む。また第１の作動部１３は、移動部１３ａをドラム軸方向に移動させる作動軸１３ｃをさらに含む。この作動軸１３ｃは、例えばボールネジ機構等と接続し、移動部１３ａをドラム軸方向の任意の位置に移動させうる。

第２の作動部１４は、中心軸２に外挿されてドラム軸方向にスライド移動可能に支持される例えば円盤状の移動部１４ａ、及びこの移動部１４ａと第２リンク機構５Ｂにおけるスライド部７、７とを順次連結する連結軸１４ｂを含む。また移動部１４ａは、移動部１３ａとは接続部１４ｃを介して一体移動可能に接続される。

このような拡縮手段５は、第１リンク機構５Ａと第２リンク機構５Ｂとが、ドラム軸方向に重なることなく、リンク軸方向に位置を違えて配されている。そのため、第１リンク機構５Ａの枢着片６ｂ同士を、ドラム周方向に互いに隣り合わせて配置できる。なお図示されないが、第２リンク機構５Ｂの枢着片７ｂ同士も、ドラム周方向に互いに隣り合わせて配置できる。そのため、第１リンク機構５Ａの枢着片６ｂと第２リンク機構５Ｂの枢着片７ｂとをドラム周方向に交互に並べて配置する場合に比して、枢着片６ｂ及び枢着片７ｂを密に配置することが可能になる。即ち、セグメント３の数を増加することができる。

なお図２には、第１リンク機構５Ａと第２リンク機構５Ｂとを明確に区別するために、敢えて、枢着片６ｂ、６ｂ同士の間隔を広くとって描いている。しかし、実際には、例えば図７に示すように、枢着片６ｂ、６ｂ同士を密に配置することができる。

これにより、セグメント３の数の増加によって、ＲＦＶの高次成分を減じることができ、高速走行におけるタイヤのノイズや振動を低減することが可能になる。

図５に示すように、第１セグメント３Ａ及び第２セグメント３Ｂは、それぞれ、ドラム外周面Ｓの一部をなす基準面Ｓａを有する。この基準面Ｓａは、曲率半径Ｒａの円弧面で形成される。

本例では、基準面Ｓａのドラム周方向の側縁ｅは、ドラム軸方向に対し角度θで傾斜している。ここで、ドラム本体４が拡径することで、ドラム外周面Ｓ上で形成されたタイヤ部材は、第１セグメント３Ａの基準面Ｓａと第２セグメント３Ｂの基準面Ｓａとの間で不均一に延び、ＲＦＶの高次成分の悪化を招く。しかし本例では、基準面Ｓａの側縁ｅが傾斜することで、タイヤ部材の延びの部分が、ドラム周方向に徐々に位置ズレし分散される。そのため、ＲＦＶの高次成分の減少に貢献しうる。なお前記角度θは、特に規制されないが、０．５～１０度の範囲が好適である。

また本例では、第１セグメント３Ａ及び第２セグメント３Ｂは、それぞれ、ドラム周方向の一方側の側縁部Ｅａに、受け面部２０を具える。この受け面部２０は、前記側縁部Ｅａの側で隣り合う第１セグメント３Ａ又は第２セグメント３Ｂの側縁部Ｅｂを、ドラム半径方向内側から受ける。これにより、ドラム本体４の真円性の確保に貢献しうる。

受け面部２０は、基準面Ｓａよりも小な曲率半径Ｒｂの円弧面からなり、基準面Ｓａから段差２１を介して連なる。なお段差２１として傾斜面が好適である。

また本例では、第１セグメント３Ａ及び第２セグメント３Ｂは、それぞれ、基準面Ｓａを有する外側セグメント部２２と、外側セグメント部２２の半径方向内側に取り付く内側セグメント部２３とから構成されるのが加工性の観点から好ましい。なお内側セグメント部２３に受け面部２０が形成される。

このとき、図６に示すように、外側セグメント部２２が、ドラム軸方向に間隔Ｇを有して配される複数の分割片２４から形成されるのが好ましい。この場合、分割により、基準面Ｓａの面積が小となる。そのため、ドラム外周面Ｓ上で形成されたタイヤ部材は、ドラム本体４が拡径する際、基準面Ｓａと滑りやすくなり、タイヤ部材の延びが広く分散される。そのため、ＲＦＶの高次成分の減少に、さらに貢献しうる。

図８にセグメント３の他の実施例を示す。図８に示すように、第１セグメント３Ａ及び第２セグメント３Ｂは、それぞれ、拡縮手段５によって拡縮移動しうる主セグメント片３０と、主セグメント片３０のドラム周方向の一方側の側縁部Ｅｃに屈曲可能に枢着される屈曲セグメント片３１とを含む。

屈曲セグメント片３１は、付勢手段３３により、主セグメント片３０に対してドラム半径方向内側へ付勢されている。

詳しくは、屈曲セグメント片３１は、主セグメント片３０の側縁部Ｅｃに蝶番３４を介して屈曲可能に連結される。蝶番３４は、主セグメント片３０と屈曲セグメント片３１との間に跨って取り付く。

なお主セグメント片３０には、前記受け面部２０が設けられており、この受け面部２０上には、ドラム周方向で隣り合う第１セグメント３Ａ又は第２セグメント３Ｂの屈曲セグメント片３１の自由端側の端部分３１Ｅが載置される。

付勢手段３３は、主セグメント片３０の内面、及び屈曲セグメント片３１の内面からそれぞれドラム半径方向内側に突出する一対の突軸３３Ａと、この突軸３３Ａ、３３Ａ間に架け渡され両軸を互いに接近する向きに付勢するコイルばね３３Ｂとを含む。

図９に、第１セグメント３Ａ及び第２セグメント３Ｂが、それぞれ主セグメント片３０と屈曲セグメント片３１とに分割されたドラム本体４による作用効果が示される。図９に示すように、ドラム外周面Ｓを、半径Ｄｓの基準外径状態ＳＴ_１から半径Ｄｍの拡径状態ＳＴ_２まで拡大させた場合でも、主セグメント片３０と屈曲セグメント片３１との重なりが維持され、セグメント３Ａ、３Ｂ間に隙間が生じるのを防ぐことができる。なお基準外径状態ＳＴ_１とは、半径Ｄｓと基準面Ｓａの曲率半径Ｒａとが実質的に等しい状態を意味する。

拡径状態ＳＴ_２では、ドラム外周面Ｓの半径Ｄｍが、基準面Ｓａの曲率半径Ｒａよりも大となる。しかし、屈曲セグメント片３１が主セグメント片３０に対して屈曲することで、ドラム外周面Ｓを、複数の基準面Ｓａにより真円に近似させることが可能となる。なお、ドラム外周面Ｓ上に形成されたタイヤ部材は、最小の縮径状態ＳＴ_０まで縮径することで取り外すことができる。このときにも、屈曲セグメント片３１が主セグメント片３０に対して屈曲することで、縮径状態ＳＴ_０におけるドラム外周面Ｓを真円に近づけつつ、その半径Ｄｒをより小さくできる。そのためタイヤ部材の取り外しをより容易にすることが可能となる。

なお、第１セグメント３Ａ及び第２セグメント３Ｂを、それぞれ、主セグメント片３０と屈曲セグメント片３１とに分割した構造の場合、セグメント３の数を実質的に増加しうる。この点からも、ＲＦＶの高次成分の減少に貢献しうる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１ 成形装置
２ 中心軸
３ セグメント
３Ａ 第１セグメント
３Ｂ 第２セグメント
４ ドラム本体
５ 拡縮手段
５Ａ 第１リンク機構
５Ｂ 第２リンク機構
６ 固定部
７ スライド部
８ 長リンク片
９ 短リンク片
２０ 受け面部
２１ 段差
２２ 外側セグメント部
２３ 内側セグメント部
２４ 分割片
３０ 主セグメント片
３１ 屈曲セグメント片
３３ 付勢手段
ｅ 側縁
Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ 側縁部
Ｓ ドラム外周面
Ｓａ 基準面

Claims (8)

1. ドラム外周面にタイヤの材料を巻回して円筒状のタイヤ部材を形成するためのタイヤ部材の成形装置であって、
   中心軸と、前記中心軸の周りに並べられて前記ドラム外周面を構成する複数のセグメントからなるドラム本体と、前記セグメントをドラム半径方向に移動させることで前記ドラム本体を拡縮させる拡縮手段とを含み、
   前記複数のセグメントは、ドラム周方向に交互に配される第１セグメントと第２セグメントとを含み、
   前記拡縮手段は、前記第１セグメントを拡縮移動させる第１リンク機構と、前記第２セグメントを拡縮移動させる第２リンク機構とを含み、
   前記第１リンク機構と前記第２リンク機構とは、ドラム軸方向に重なることなく位置を違えて配されるタイヤ部材の成形装置。
2. 前記第１リンク機構及び前記第２リンク機構は、それぞれ、
   前記中心軸に固着される固定部と、
   前記中心軸にドラム軸方向に移動可能に支持されるスライド部と、
   一端部が前記固定部又は前記スライド部の一方に枢支され、かつ他端部が前記第１セグメント又は前記第２セグメントにそれぞれ枢支される複数の長リンク片と、
   一端部が前記固定部又は前記スライド部の他方に枢支され、かつ他端部が前記長リンク片にそれぞれ枢支される複数の短リンク片とを含む、請求項１記載のタイヤ部材の成形装置。
3. 前記第１セグメント及び前記第２セグメントは、それぞれ、前記ドラム外周面の一部をなす基準面を有し、前記基準面のドラム周方向の側縁は、ドラム軸方向に対して傾斜している、請求項１又は２記載のタイヤ部材の成形装置。
4. 前記第１セグメント及び前記第２セグメントは、それぞれ、前記基準面を有する外側セグメント部と、前記外側セグメント部の半径方向内側に取り付く内側セグメント部とからなる、請求項３記載のタイヤ部材の成形装置。
5. 前記外側セグメント部は、ドラム軸方向に間隔を有して配される複数の分割片からなる、請求項４記載のタイヤ部材の成形装置。
6. 前記第１セグメント及び前記第２セグメントは、それぞれ、ドラム周方向の一方側の側縁部に、この側縁部の側で隣り合う前記第１セグメント又は前記第２セグメントの側縁部をドラム半径方向内側から受ける受け面部を具える、請求項１～５の何れかに記載のタイヤ部材の成形装置。
7. 前記第１セグメント及び前記第２セグメントは、それぞれ、前記ドラム外周面の一部をなす基準面を有し、
   前記受け面部は、前記基準面から段差を介して連なる、請求項６記載のタイヤ部材の成形装置。
8. 前記第１セグメント及び前記第２セグメントは、それぞれ、前記拡縮手段によってドラム半径方向に移動する主セグメント片と、前記主セグメント片のドラム周方向の一方側の側縁部に屈曲可能に枢着される屈曲セグメント片とを含み、
   前記屈曲セグメント片は、付勢手段によりドラム半径方向内側へ付勢される、請求項１～７の何れかに記載のタイヤ部材の成形装置。

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