JPWO2014181582A1 - ゴムストリップ貼付け方法、それを用いた空気入りタイヤの製造方法、及び、貼付け装置 - Google Patents

ゴムストリップ貼付け方法、それを用いた空気入りタイヤの製造方法、及び、貼付け装置 Download PDF

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Abstract

ドラム側面に、ゴムストリップをドラム軸心廻りに貼り付ける際、貼付位置の半径方向の位置ずれを抑制する。アプリケータを用い、ドラム側面上をドラム軸心から半径方向外側にのびる基準線に対して直角な搬送方向にてゴムストリップをドラム側面に供給する。貼付ローラを用いて、供給されたゴムストリップをドラム側面に押し付けて貼り付ける。前記貼付ローラは、前記基準線とは平行なローラ軸心廻りで回転可能に支持される。ローラ軸心は、前記基準線からドラム回転方向下流側に距離Lを隔てて配される。

Description

本発明は、ドラム側面に、ゴムストリップをドラム軸心廻りで巻き付けながら貼り付けるゴムストリップ貼付け方法、それを用いた空気入りタイヤの製造方法、及び、貼付け装置に関する。
生タイヤの製造工程では、テープ状のゴムストリップを用いたSTW工法(ストリップワインド法)が広く採用されている(例えば特許文献1参照。)。このSTW工法では、円筒状のドラムの外周面上でゴムストリップを螺旋状に巻き重ねる。これによって、インナーライナ、サイドウォールゴム、トレッドゴム等のゴム部材が、前記ドラムの外周面上に直接形成されている。
他方、近年では、タイヤの形成精度を高めるため、タイヤ形状を有するタイヤ形成ドラム(一般に「剛性中子」と呼ばれている。)を用いた中子工法が提案されている(例えば特許文献2参照。)。タイヤ形成ドラムは、具体的には、加硫済みタイヤの内面形状を有している。この中子工法では、タイヤ形成ドラム(剛性中子)上に、インナーライナ、カーカスプライ、ビードコア、ベルトプライ、サイドウォールゴム、トレッドゴム等の各種のタイヤ構成部材を、順次貼り付けて生タイヤを形成する。この後、生タイヤは、タイヤ形成ドラム(剛性中子)ごと加硫金型内に投入され、加硫成形される。タイヤ形成ドラム(剛性中子)は、タイヤの内型を成形する。加硫金型は、タイヤの外型を成形する。
中子工法において、前記タイヤ構成部材のゴム部材を、STW工法によって形成することが提案されている。
例えばサイドウォールゴムをSTW工法によって形成する場合、図6(A)、(B)に示されるように、ゴムストリップGが、タイヤ形成ドラムaのドラム側面asに、ドラム軸心ai廻りで巻き付けながら貼り付けられる。従来では、ゴムストリップGが、ドラム側面as上の貼付目標位置P1に向かって供給されるとともに、供給されたゴムストリップGが、前記貼付目標位置P1に配した押付けローラbによってドラム側面asに押し付けられていた。ゴムストリップGの搬送方向は、ドラム軸心aiと前記貼付目標位置P1とを通る半径方向の基準線Nに対して直角である。押付けローラbのローラ軸心biは、前記基準線Nと平行に配されている。
しかし、前記方法にてゴムストリップGを貼付した場合、実際の貼付位置P2が、前記貼付目標位置P1よりも半径方向外側に位置ずれする。このため、ゴム部材が、精度良く形成されないという問題がある。例えば、巾20mm、厚さ1mmのゴムストリップGを、ドラム側面as上で半径250mmの円弧状に貼り付ける場合、実際の貼付位置P2は、貼付目標位置P1よりも半径方向外側に約10mm程度位置ずれする。
この位置ずれの原因として、ドラム側面asにおけるゴムストリップGの外周縁側の速度と内周縁側の速度との相違が考えられる。即ち、ゴムストリップGの貼り付け時には、速度の速い外周縁側にゴムストリップGが引っ張られる。これにより、半径方向の位置ずれが発生すると考えられる。
特開2007−176088号公報 特開2006−160236号公報
そこで本発明は、ドラム側面に、ゴムストリップをドラム軸心廻りに貼り付ける際、貼付位置の半径方向の位置ずれを効果的に抑制でき、ゴム部材の形成精度を向上しうるゴムストリップ貼付け方法、それを用いた空気入りタイヤの製造方法、及び、貼付け装置を提供することを課題としている。
第1の発明は、ドラム軸心廻りで回転可能に支持されるドラムのドラム側面に、テープ状の未加硫のゴムストリップを、前記ドラム軸心廻りで巻き付けながら貼り付けるゴムストリップ貼付け方法であって、
アプリケータを用いて、ドラム側面上をドラム軸心から半径方向外側にのびる基準線に対して直角な搬送方向にてゴムストリップをドラム側面に供給し、
かつ貼付ローラを用いて、前記供給されたゴムストリップを前記ドラム側面に押し付けて貼り付けるとともに、
前記貼付ローラは、前記基準線とは平行なローラ軸心廻りで回転可能に支持され、しかも前記ローラ軸心は、前記基準線からドラム回転方向下流側に距離Lを隔てて配されることを特徴としている。
また第2の発明は、ドラム軸心廻りで回転可能に支持されるドラムのドラム側面に、テープ状の未加硫のゴムストリップを、前記ドラム軸心廻りで巻き付けながら貼り付けるゴムストリップ貼付け装置であって、
ドラム側面上をドラム軸心から半径方向外側にのびる基準線に対して直角な搬送方向にてゴムストリップをドラム側面に供給するアプリケータと、
供給されたゴムストリップを前記ドラム側面に押し付けて貼り付ける貼付ローラとを具えるとともに、
前記貼付ローラは、前記基準線とは平行なローラ軸心廻りで回転可能に支持され、しかも前記ローラ軸心は、前記基準線からドラム回転方向下流側に距離Lを隔てて配されることを特徴としている。
本発明に係るゴムストリップ貼付け方法、及び貼付け装置において、前記ドラムがタイヤ形状を有するタイヤ形成ドラムであり、ドラム側面にゴムストリップを貼り付けることによりタイヤのサイドウォールゴムを形成することが好ましい。
本発明に係るゴムストリップ貼付け方法、及び貼付け装置において、前記距離Lは、20〜40mmであることが好ましい。
また第3の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載のゴムストリップ貼付け方法を含む空気入りタイヤの生カバーを成形する成形工程と、前記生カバーを加硫する加硫工程とを含む空気入りタイヤの製造方法である。
本発明では、貼付ローラが、基準線に対して平行なローラ軸心廻りで回転可能に支持されている。前記ローラ軸心は、前記基準線からドラム回転方向下流側に距離Lを隔てて配されている。その結果、貼付ローラによる押し付け時、ゴムストリップには内周縁側に向く速度ベクトル成分が発生する。この速度ベクトル成分は、ゴムストリップの外周縁側の速度と内周縁側の速度との差に起因する半径方向外側への引っ張りを打ち消す。従って、ゴムストリップの半径方向の位置ずれが抑制される。
本発明のゴムストリップ貼付け装置の一実施例を示す側面図である。 生カバーが形成されたタイヤ形成ドラムの断面図である。 本発明のゴムストリップ貼付け装置で製造される空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 (A)はゴムストリップの貼付状態をドラム軸心方向から見た拡大正面図、(B)はその側面図である。 本発明における位置ずれ抑制のメカニズムを説明する模式図である。 (A)は従来のゴムストリップの貼付状態をドラム軸心方向から見た拡大正面図、(B)はその側面図である。
以下、本発明のゴムストリップ貼付け方法、及び、この貼付け方法を実施するためのゴムストリップ貼付け装置1が詳細に説明される。
図1に示されるように、ゴムストリップ貼付け装置1(以下単に「貼付け装置1」という場合がある。)は、アプリケータ2と、貼付ローラ3とを具えている。貼付け装置1は、ドラム4のドラム側面4Sに、ゴムストリップG1を、ドラム4のドラム軸心4j廻りで巻き付けながら貼り付ける。
ゴムストリップG1は、特に限定されないが、例えば厚さ0.5〜3.0mm程度、巾10〜30mm程度のテープ状の未加硫のゴムテープ状をなす。本例のゴムストリップG1は、スクリュー式等のゴム押出し装置(図示しない。)によって押出し成形されながら、アプリケータ2に順次搬入される。なお、ゴムストリップG1のアプリケータ2への搬入は、例えば、ゴム押出し装置から押出し成形されたゴムストリップG1をいったんロール状の巻取体に巻き取り、その後、この巻取体からゴムストリップG1を巻き戻してアプリケータ2に搬入する方法でも良い。
ドラム4は、ドラム軸心4j廻りで回転可能に支持されている。ドラム4は、本例ではタイヤ形状を有するタイヤ形成ドラム30(所謂「剛性中子」)が採用される。そして、ドラム4のドラム側面4Sに、ゴムストリップG1を貼り付けることにより、例えばサイドウォールゴムが形成される。タイヤ形成ドラム(以下、単に「形成ドラム」という場合がある。)30は、中子本体32と、一対の支持軸部33とを具えている。
図2に示されるように、本実施形態の中子本体32は、加硫済みタイヤのタイヤ内面と略等しい外周面22と、外周面22のビード側の端部に連なりかつ軸方向の外側にそれぞれのびる一対のフランジ面23とを有している。中子本体32は、例えば、タイヤ周方向で分割可能な複数の分割ピースのもの、流体圧を用いた膨張・収縮式のもの、及び、タイヤ半径方向に拡径及び縮径しうるドラム式のものが好適である。
図1に示されるように、支持軸部33は、中子本体32から軸心方向両外側に同心に突出している。支持軸部33は、支持台31に回転可能に枢支される。
本例の支持台31は、搬送台35と旋回台36と中子支持台37とを具える。搬送台35は、軌道34上を移動可能である。旋回台36は、搬送台35に支持されかつ垂直な旋回軸心J廻りで旋回可能である。中子支持台37は、水平移動台38を介して旋回台36に支持される。中子支持台37は、支持台本体37Aと連結部37Bとを具える。支持台本体37Aは、水平移動台38に立設している。連結部37Bは、支持台本体37Aに設けられている。連結部37Bは、例えばボールロック機構を有している。連結部37Bは、中子支持台37とタイヤ形成ドラム30の一方の支持軸部33とを着脱自在に連結する。
アプリケータ2は、アプリケータ支持台39に支持される。本例のアプリケータ支持台39は、アプリケータ移動台39Aと支柱部39Bとを具える。アプリケータ移動台39Aは、軌道34と直交するX軸方向に水平移動する。支柱部39Bは、アプリケータ移動台39Aから立ち上がっている。支柱部39Bの上端には、アプリケータ2が固定されている。
アプリケータ2は、ゴムストリップG1をドラム側面4Sに供給する。アプリケータ2は、例えば、搬送コンベヤである。アプリケータ2は、本例では、下コンベヤ部5と上コンベヤ部6とを具える。下コンベヤ部5は、上向き面を搬送面とした周回可能な搬送ベルト5Aを有している。上コンベヤ部6は、下向き面を押付け面とした周回可能な押付けベルト6Aを有している。ゴムストリップG1は、押付け面と搬送面とで挟まれながら搬送される。これによりゴムストリップG1の搬送中における位置ずれが防止される。搬送ベルト5Aと押付けベルト6Aとは、同調して同一速度で駆動される。アプリケータ2は、シリンダ7を具えている。
貼付ローラ3は、供給されたゴムストリップG1をドラム側面4Sに押し付けて貼り付ける。本例の貼付ローラ3は、シリンダ7のロッド先端に、ローラホルダを介して回転自在に枢支される。貼付ローラ3は、シリンダ7のエアー圧力により、ゴムストリップG1をドラム側面4Sに押し付けて貼り付ける。本例の貼付ローラ3は、少なくとも外周面が弾性変形容易なスポンジ材で形成される。そのため貼付ローラ3は、面接触によってゴムストリップG1をドラム側面4Sに押圧する。面接触は、線接触よりも貼り付け状態を安定化させることができる。
次に、以上のように構成された貼付け装置1を用いて空気入りタイヤTを製造する方法の一例を述べる。空気入りタイヤTは、生カバーTaを成形する工程と、生カバーTaを加硫する工程とを含んで製造される。生カバーTaを成形する工程では、タイヤ形成ドラム30が用いられる。
図3に示されるように、タイヤTは、カーカス13、ベルト層14、及び、インナーライナ16を含んでいる。カーカス13は、トレッド部10からサイドウォール部11をへて両側のビード部12、12に配されている。ベルト層14は、トレッド部10の内方かつカーカス13のタイヤ半径方向外側に配されている。インナーライナ16は、タイヤ内腔面に配され、空気非透過性に優れたゴムで構成されている。
また、タイヤTは、路面と接するトレッドゴム10Gと、トレッドゴム10Gよりもタイヤ半径方向内側に配されるサイドウォールゴム11Gとを有している。
本実施形態のカーカス13は、ラジアル配列されたカーカスコードを有する1枚のカーカスプライ13Aで形成される。ラジアル配列とは、カーカスコードがタイヤ赤道Cに対し75〜90度の角度で傾けられたものをいう。カーカスプライ13Aは、カーカスコードを一定のピッチで平行に引き揃えた配列体の両面をトッピングゴムで被覆して形成されている。
本実施形態のベルト層14は、スチールコードをトッピングゴムで被覆した2枚のベルトプライ14A、14Bから構成される。ベルトコードは、タイヤ赤道Cに対して15〜40度の角度で傾けられ、互いに交差する向きに重ねられている。ベルト層14のタイヤ半径方向の外側には、例えばタイヤ周方向に沿ったコードを有するバンド層(図示せず)等を含んでも良い。本実施形態では、ベルト層14とカーカス13との隙間を埋めるクッションゴム20が配されている。
ビード部12には、カーカス13のタイヤ軸方向の内側又は外側の少なくとも一方に、ビードコア15が設けられている。本実施形態のビードコア15は、カーカス13のタイヤ軸方向の内側に設けられた内のビードコア15iと、カーカス13のタイヤ軸方向の外側に設けられた外のビードコア15oとを含んでいる。
ビードコア15は、非伸張性のビードワイヤ15aをタイヤ周方向に少なくとも1周以上、本実施形態では、複数周巻き付けて構成される。ビードワイヤ15aとしては、スチールコード、スチール素線、芳香族ポリアミドコードなどが好適である。
ビード部12は、ビードコア15のタイヤ半径方向の外面からタイヤ半径方外側に先細状でのびるエーペックス17が設けられている。エーペックス17は、ビード部12の曲げ剛性を高め、操縦安定性を向上するのに役立つ。エーペックス17は、本実施形態では、内のビードコア15iのタイヤ半径方向外側に設けられた内のエーペックス17iと、外のビードコア15oのタイヤ半径方向外側に設けられた外のエーペックス17oとを含んでいる。またビード部12には、リムJとの接触による摩耗を防止するために、硬質のクリンチゴム18が設けられている。
図2に示されるように、生カバーTaを成形する工程では、先ず、中子本体32の外側に、クリンチゴム18の基部18aと、インナーライナ16が貼り付けられる。クリンチゴム18の基部18aは、例えば断面矩形状で構成され、前記フランジ面23にリング状に巻き付けられる。
インナーライナ16は、例えば、未加硫かつ幅広のゴムシートG2を中子本体32の外周面22に巻き付けることにより形成される。巻き付けに際しては、例えばゴムシートG2を中子本体32の外周面22の一端に位置決めして、支持軸部33にて中子本体32を回動させて、外周面22の全周に貼り付ける。なお、インナーライナ16は、そのトレッド部10の領域に、幅広のゴムシートG2を巻き付け、その両側のサイドウォール部11及びビード部12の領域に長尺のゴムストリップ(図示省略)を巻き付けて貼付けることもできる。
次に、本実施形態では、ビード部12の領域のインナーライナ16の外側に、内のビードコア15iが製造される。内のビードコア15iは、例えば連続して供給されてくる1本のビードワイヤ15aをクリンチゴム18の基部18aからタイヤ半径方向に積み重なるように渦巻状で複数周回させて形成される。この後、内のビードコア15iのタイヤ半径方向外側に、内のエーペックス17iが配される。
次に、カーカス13、外のビードコア15o、外のエーペックス17o、クリンチゴム18の基部18aと連なる副部18b、クッションゴム20及びベルト層14が設けられる。本実施形態では、各タイヤ構成部材は、一体押出し方式の幅広のプライ部材や、ゴムシートで形成される。
次に、サイドウォールゴム11Gが形成される。サイドウォールゴム11Gは、本発明のゴムストリップの貼付け方法を用いて形成される。図4(A)、(B)に示されるように、サイドウォールゴム11GのゴムストリップG1は、アプリケータ2により、基準線Nに対して直角な搬送方向にてドラム側面4Sに供給される。基準線Nは、ドラム側面4S上をドラム軸心4jから半径方向外側にのびる半径方向線である。本例では、基準線Nは、水平にのびている。前記搬送方向にて供給されるゴムストリップG1の巾中心線Gjと基準線Nとの交点が、貼付目標位置P1である。言い換えると、基準線N上の任意の貼付目標位置P1に、ゴムストリップG1を貼り付ける場合、ゴムストリップG1は、その巾中心線Gjが貼付目標位置P1を通るように前記搬送方向で供給される。
貼付ローラ3は、基準線Nとは平行なローラ軸心3j廻りで回転可能に支持される。ローラ軸心3jは、基準線Nからドラム回転方向下流側に距離Lを隔てて配される。前記距離Lは、厳密には、側面視、ドラム軸心4jに対して平行なローラ軸心3jと、基準線Nとの間の距離を意味する。
このように貼付ローラ3を配することで、ゴムストリップG1の半径方向外周縁側と内周縁側との速度差に起因する半径方向の位置ずれが抑えられる。即ち、ゴムストリップG1は、貼付目標位置P1を通る目標軌跡Sに近い軌跡で貼り付けられる。なお「目標軌跡S」とは、貼付目標位置P1に、位置ずれしないで貼り付けられた場合の軌跡を意味する。
本発明におけるゴムストリップG1の位置ずれ抑制のメカニズムは、下記のように推察される。図5は、ゴムストリップG1の位置ずれ抑制のメカニズムを説明する模式図である。図5に示されるように、ローラ軸心3jを、基準線Nからドラム回転方向下流側に距離Lを隔てて配した場合、ゴムストリップG1は、貼付ローラ3による押付けにより、ドラム半径方向とは直角な速度ベクトルVをドラム回転によって受ける。この速度ベクトルVは、基準線Nと平行な内向きの速度ベクトル成分Vyと、基準線Nと直角方向の速度ベクトル成分Vxとを有する。この内向きの速度ベクトル成分Vyが、ゴムストリップG1の外周縁側と内周縁側との速度差に起因する外向きの引っ張りFを打ち消し、さらにはゴムストリップG1を内周縁側に移動させる。これにより、前記位置ずれが抑制され、ゴムストリップG1を、目標軌跡Sに近い軌跡で貼り付けることが可能になる。
なお巾20mm、厚さ1mmのゴムストリップG1を、ドラム側面4S上で半径250mmの円弧状に貼り付ける場合、半径方向に10mm程度位置ずれが発生する。従って、通常のタイヤTのサイドウォールゴムを形成する場合、距離Lを20〜40mmの範囲に設定するのが好ましい。この設定により、貼付目標位置P1からの半径方向の位置ずれ量が、3mm程度以下、さらには2mm以下になる。
次に、図2に示されるように、トレッドゴム10Gが配される。トレッドゴム10Gは、例えば、一体押出し方式のゴムシートで形成される。
このようにして中子本体32の外側に生カバーTaが形成される。次に、中子本体32及び生カバーTaが一体で加硫金型(図示省略)にて加硫成形される。このようにして、タイヤTが製造される。
本発明のゴムストリップ貼付け方法は、サイドウォールゴム11Gのみを形成するものに限定されるものではない。本発明のゴムストリップ貼付け方法は、例えば、エーペックス17やサイドウォール部11又はビード部12の領域のインナーライナ16を形成することもできる。
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。
本発明の効果を確認するため、図1に示す構造の貼付け装置を用い、回転するドラムのドラム側面上に、ゴムストリップをドラム軸芯回りに巻き付けながら貼り付けた。そして実際の貼付位置P2の貼付目標位置P1からのドラム半径方向の位置ずれ量を測定し、表1に記載した。ゴムストリップに発生する速度ベクトル成分Vx、Vy(図5に示す。)が算出された。なお位置ずれ量において、(−)表示はドラム半径方向外側への位置ずれを示し、(+)表示はドラム半径方向内側への位置ずれを示す。
ゴムストリップは、巾20mm、厚さ1mmである。貼付目標位置P1のドラム軸心からの距離R、及び押付けローラの基準線Nからの距離Lが変数である。
Figure 2014181582
表に示すように、ローラ軸心を基準線からドラム回転方向下流側に離間させることにより、位置ずれ量が低減されている。
1 ゴムストリップ貼付け装置
2 アプリケータ
3 貼付ローラ
3j ローラ軸心
4 ドラム
4j ドラム軸心
4S ドラム側面
30 タイヤ形成ドラム
G1 ゴムストリップ
N 基準線

Claims (7)

  1. ドラム軸心廻りで回転可能に支持されるドラムのドラム側面に、テープ状の未加硫のゴムストリップを、前記ドラム軸心廻りで巻き付けながら貼り付けるゴムストリップ貼付け方法であって、
    アプリケータを用いて、ドラム側面上をドラム軸心から半径方向外側にのびる基準線に対して直角な搬送方向にてゴムストリップをドラム側面に供給し、
    かつ貼付ローラを用いて、前記供給されたゴムストリップを前記ドラム側面に押し付けて貼り付けるとともに、
    前記貼付ローラは、前記基準線とは平行なローラ軸心廻りで回転可能に支持され、しかも前記ローラ軸心は、前記基準線からドラム回転方向下流側に距離Lを隔てて配されることを特徴とするゴムストリップ貼付け方法。
  2. 前記ドラムは、タイヤ形状を有するタイヤ形成ドラムであって、前記ドラム側面にゴムストリップを貼り付けることによりタイヤのサイドウォールゴムを形成することを特徴とする請求項1記載のゴムストリップ貼付け方法。
  3. 前記距離Lは、20〜40mmであることを特徴とする請求項1又は2記載のゴムストリップ貼付け方法。
  4. ドラム軸心廻りで回転可能に支持されるドラムのドラム側面に、テープ状の未加硫のゴムストリップを、前記ドラム軸心廻りで巻き付けながら貼り付けるゴムストリップ貼付け装置であって、
    ドラム側面上をドラム軸心から半径方向外側にのびる基準線に対して直角な搬送方向にてゴムストリップをドラム側面に供給するアプリケータと、
    供給されたゴムストリップを前記ドラム側面に押し付けて貼り付ける貼付ローラとを具えるとともに、
    前記貼付ローラは、前記基準線とは平行なローラ軸心廻りで回転可能に支持され、しかも前記ローラ軸心は、前記基準線からドラム回転方向下流側に距離Lを隔てて配されることを特徴とするゴムストリップ貼付け装置。
  5. 前記ドラムは、タイヤ形状を有するタイヤ形成ドラムであることを特徴とする請求項4記載のゴムストリップ貼付け装置。
  6. 前記距離Lは、20〜40mmであることを特徴とする請求項4又は5記載のゴムストリップ貼付け装置。
  7. 請求項1乃至3のいずれかに記載のゴムストリップ貼付け方法を含む空気入りタイヤの生カバーを成形する成形工程と、前記生カバーを加硫する加硫工程とを含む空気入りタイヤの製造方法。
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