JPWO2018216390A1 - タイヤの成形方法および装置 - Google Patents

Abstract

成形ドラムに相対的に外周側に巻き付ける外周側帯状ゴム部材を、相対的に内周側に巻き付ける内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出して積層して、長手方向端部どうしを接合して円筒状に成形する際の接合位置のずれを抑制するとともに、長手方向端部どうしを強固に接合できるタイヤの成形方法および装置を提供する。成形ドラム２に巻き付けた外周側帯状ゴム部材８の長手方向端部８Ａどうしを接合して円筒状にする際に、長手方向端部８Ａそれぞれの内周側帯状ゴム部材７に対してドラム幅方向に突出している突出部分８ｃの内周面８ａを支持部４により支えて、この内周面８ａを内周側帯状ゴム部材７の外周面７ｂのレベルに位置決めした状態にして、突出部分８ｃを押圧部５によりドラム幅方向に押圧して長手方向端部８Ａどうしを接合する。

Description

本発明は、タイヤの成形方法および装置に関し、さらに詳しくは、成形ドラムに相対的に外周側に巻き付ける外周側帯状ゴム部材を、相対的に内周側に巻き付ける内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出して積層して、長手方向端部どうしを接合して円筒状に成形する際の接合位置のずれを抑制するとともに、長手方向端部どうしを強固に接合できるタイヤの成形方法および装置に関するものである。

タイヤを製造する際には、種々の帯状ゴム部材を成形ドラムに巻き付けてグリーンタイヤを成形し、このグリーンタイヤを加硫することでタイヤが完成する。グリーンタイヤを成形する工程では例えば、成形ドラムに巻き付けて円筒状にしたインナーライナー部材の幅方向両側に、ゴムチェーファ部材を積層して巻き付けて円筒状にする（特許文献１の段落００１６、図３等参照）。

このゴムチェーファ部材のように、成形ドラムに既に巻き付けられているインナーライナー部材に対してドラム幅方向に突出して積層して、その長手方向端面どうしを接合する場合、接合位置のすれが生じ易く、また、強固に接合することが難しい。何故ならば、ゴムチェーファ部材のインナーライナー部材からドラム幅方向に突出している突出部分は、突出部分の内周面と成形ドラムの外周面との間にすき間があるので宙に浮く状態になる。即ち、突出部分の内周面を支えるものが無いため、この突出部分は重力によって変形する。そのため、ゴムチェーファ部材の長手方向端部どうしを接合する際には、互い突出部分のずれを是正する必要があり、また、互いの突出部分が宙に浮いた状態なので、接合位置がずれることなく強固に接合することが困難になる。

日本国特開２０１１−２４０６９１号公報

本発明の目的は、成形ドラムに相対的に外周側に巻き付ける外周側帯状ゴム部材を、相対的に内周側に巻き付ける内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出して積層して、長手方向端部どうしを接合して円筒状に成形する際の接合位置のずれを抑制するとともに、長手方向端部どうしを強固に接合できるタイヤの成形方法および装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のタイヤの成形方法は、成形ドラムに複数の帯状ゴム部材を積層して巻き付けて円筒状に成形する際に、前記成形ドラムに相対的に外周側に巻き付けた外周側帯状ゴム部材が、相対的に内周側に巻き付けた内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出して積層されて、前記外周側帯状ゴム部材の正面視でドラム幅方向に対して傾斜している長手方向端部どうしを接合するタイヤの成形方法において、前記長手方向端部どうしを接合する際に、前記長手方向端部それぞれの前記内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出している突出部分の内周面を支えてこの内周面を、前記内周側帯状ゴム部材の外周面のレベルに位置決めした状態で、前記突出部分をドラム幅方向に押圧することにより、前記長手方向端部どうしを接合することを特徴とする。

本発明のタイヤの成形装置は、帯状ゴム部材を供給する部材供給部と、この部材供給部により供給された複数の前記帯状ゴム部材が積層して巻き付けられて円筒状に成形される成形ドラムとを備えて、前記成形ドラムに相対的に外周側に巻き付けられた外周側帯状ゴム部材が、相対的に内周側に巻き付けられた内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出して積層されて、前記外周側帯状ゴム部材の正面視でドラム幅方向に対して傾斜している長手方向端部どうしを接合させる構成にしたタイヤの成形装置において、前記長手方向端部それぞれの前記内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出している突出部分の内周面を支えてこの内周面を、前記内周側帯状ゴム部材の外周面のレベルに位置決めした状態にする支持部と、この位置決めした状態の前記突出部分をドラム幅方向に押圧して、前記長手方向端部どうしを接合させる押圧部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、外周側帯状ゴム部材の長手方向端部それぞれの内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出していて宙に浮いた状態になる突出部分の内周面を支えて、この内周面を、内周側帯状ゴム部材の外周面のレベルに位置決めした状態にするので、接合する長手方向端部どうしを所定位置に精度よくドラム幅方向に対向させることができる。そして、この状態で突出部分をドラム幅方向に押圧するので、長手方向端部どうしの接合位置のずれを抑制しつつ、長手方向端部どうしを強固に接合できる。

図１は本発明のタイヤの成形装置を平面視で例示する説明図である。 図２は図１の成形装置を側面視で例示する説明図である。 図３は図１の成形装置を正面視で例示する説明図である。 図４は外周側帯状ゴム部材を成形ドラムに巻き付けている状態を側面視で例示する説明図である。 図５は内周側帯状ゴム部材の外周面に積層して巻き付けられた外周側帯状ゴム部材を一部拡大して横断面視で例示する説明図である。 図６は図５の外周側帯状ゴム部材の長手方向端部を正面視で例示する説明図である。 図７は図５の外周側帯状ゴム部材の長手方向端部の突出部分の内周面を、支持部により支えている状態を横断面視で例示する説明図である。 図８は図７の突出部分を、押圧部によりドラム幅方向に押圧している状態を横断面視で例示する説明図である。 図９は図８の状態を正面視で例示する説明図である。 図１０は図９の外周側帯状ゴム部材の長手方向端部どうしを接合して円筒状に成形した状態を正面視で例示する説明図である。 図１１は成形装置の別の実施形態を正面視で例示する説明図である。 図１２は図１１の成形装置を側面視で例示する説明図である。 図１３は図１１の成形ドラム上で内周側帯状ゴム部材の外周面に積層して巻き付けられた外周側帯状ゴム部材を一部拡大して横断面視で例示する説明図である。 図１４は図１３の状態を正面視で例示する説明図である。 図１５は図１３の外周側帯状ゴム部材の長手方向端部の突出部分の内周面を、支持部により支えている状態を横断面視で例示する説明図である。 図１６は図１５の状態を正面視で例示する説明図である。 図１７は図１６の成形ドラムを回転させた状態を正面視で例示する説明図である。 図１８は図１７の突出部分を、押圧部によりドラム幅方向に押圧している状態を正面視で例示する説明図である。

以下、本発明のタイヤの成形方法および装置を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示する本発明のタイヤの成形装置１は、帯状ゴム部材を円筒状に成形する際に使用する。この実施形態では後述するように、帯状ゴム部材として内周側帯状ゴム部材７と外周側帯状ゴム部材８とが使用される。帯状ゴム部材７、８は未加硫ゴムのみで構成されることも、未加硫ゴムと補強線材等とで構成されることもある。図中の一点鎖線ＣＬは成形ドラム２の中心軸、一点鎖線Ｍは成形ドラム２の幅方向中心を示している。また、図１では外周側帯状ゴム部材８を二点鎖線によって図示している。

本発明によって図１０に例示するように、内周側帯状ゴム部材７および外周側帯状ゴム部材８を円筒状にした円筒体９が成形される。円筒体９は、グリーンタイヤの構成部材として使用され、グリーンタイヤを加硫することで空気入りタイヤが製造される。

円筒体９では、円筒状の内周側帯状ゴム部材７の外周面７ｂに、外周側帯状ゴム部材８が積層されて円筒状に成形されている。尚、内周側帯状ゴム部材７もその長手方向端部どうしを接合して円筒状に成形されている。外周側帯状ゴム部材８の長手方向端部８Ａは、正面視で幅方向（外周側帯状ゴム部材８の長手方向に直交する方向）に対して所定の傾斜角度Ａで切断されていて、傾斜して切断された長手方向端部８Ａどうしが接合されている。この傾斜角度Ａは例えば、３０°以上６０°以下である。

外周側帯状ゴム部材８は、内周側帯状ゴム部材７の幅方向両端部に配置されていて、内周側帯状ゴム部材７に対して幅方向に突出する突出部分８ｃを有している。内周側帯状ゴム部材７の外周面７ｂと外周側帯状ゴム部材８の内周面８ａの一部は接合されているが、突出部分８ｃは外周面７ｂに接合されずに宙に浮いた状態になっている。

この成形装置１は、成形ドラム２と、帯状ゴム部材７、８を成形ドラム２に供給する部材供給部３と、外周側帯状ゴム部材８の長手方向端部８Ａどうしを接合する際に用いる支持部４および押圧部５と、制御部６とを備えている。図１〜図３では、内周側帯状ゴム部材７を供給する部材供給部３を省略して図示していない。制御部６は、少なくとも成形ドラム２、支持部４および押圧部５の動きを制御する。部材供給部３の動きを制御部６により制御する構成にすることもできる。

成形ドラム２は、駆動モータ２ｃによって支持軸２ａを中心にして回転可能になっていて、複数のセグメント２ｂを有している。成形ドラム２は、それぞれのセグメント２ｂがドラム半径方向内側に移動することで縮径し、ドラム半径方向外側に移動することで拡径する。

部材供給部３としては、例えばベルトコンベヤを用いる。この実施形態では、部材供給部３が成形ドラム２の下方に向かってに進退移動可能になっている。内周側帯状ゴム部材７と外周側帯状ゴム部材８は、別々の部材供給部３により供給することも、同じ部材供給部３により供給することもできる。部材供給部３の形態、配置、台数等は適宜決定することができる。内周側帯状ゴム部材７を供給する部材供給部３と外周側帯状ゴム部材８を供給する部材供給部３を別々の位置に配置する場合は、例えば成形ドラム２をそれぞれの部材供給部３の位置に移動可能にする。

支持部４は、成形ドラム２に巻き付けられた外周側帯状ゴム部材８の突出部分８ｃの内周面８ａを支える。この実施形態の支持部４は、成形ドラム２の外周面に対してドラム半径方向外側に移動可能に設けられた凸状部材４ａを有している。凸状部材４ａは、成形ドラム２の周方向全周に設けることも、一部のセグメント２ｂに設けることで長手方向端部８Ａの突出部分８ｃの内周面８ａを支える構成にすることもできる。

押圧部５は、支持部４により内周面８ａを支持されている突出部分８ｃをドラム幅方向に押圧する。この実施形態の押圧部５は、側面視で内周に円弧状曲面を備えた円弧状部材５ａと、円弧状部材５ａを保持するフレーム５ｂとで構成されている。フレーム５ｂを移動させることで、円弧状部材５ａを所望の位置に位置決めできる。円弧状部材５ａは例えば流体シリンダによって成形ドラム２のドラム幅方向に移動する。

次に、本発明のタイヤの成形方法の手順の一例を説明する。

まず、成形ドラム２に内周側帯状ゴム部材７を巻き付けて、その長手方向端部どうしを接合して円筒状に成形する。内周側帯状ゴム部材７の内周面７ａは、成形ドラム２の外周面に当接した状態になる。

次いで、図４に例示するように部材供給部３を用いて、外周側帯状ゴム部材８を成形ドラム２に向かって搬送しつつ、成形ドラム２を回転させる。成形ドラム２に供給された外周側帯状ゴム部材８は、円筒状の内周側帯状ゴム部材７の外周面７ｂに積層されて巻き付けられる。外周側帯状ゴム部材８は、成形ドラム２上で長手方向端部８Ａどうしが過不足なく接合できる適切な長さに予め切断されている。内周側帯状ゴム部材７も同様に、適切な長さに切断された状態で成形ドラム２に供給される。

以下の説明では、内周側帯状ゴム部材７のドラム幅方向左側に積層する外周側帯状ゴム部材８について説明するが、ドラム幅方向右側に積層する外周側帯状ゴム部材８も同様の手順で円筒状に成形する。ドラム幅方向左側および右側に積層する外周側帯状ゴム部材８はそれぞれ、同時に円筒状に成形するとよい。

図５に例示するように外周側帯状ゴム部材８は、成形ドラム２に巻き付けた内周側帯状ゴム部材７に対してドラム幅方向に突出して積層される。内周側帯状ゴム部材７の外周面７ｂには、外周側帯状ゴム部材８の内周面８ａの一部が接合し、その外周面８ｂは外表面に露出した状態になる。

外周側帯状ゴム部材８の全周を成形ドラム２に巻き付けると、図６に例示するように長手方向端部８Ａどうしは、内周側帯状ゴム部材７の外周面７ｂ上では概ねすき間なく接合される。しかし、長手方向端部８Ａの突出部分８ｃは、宙に浮いた状態になるため自重によって変形する。そのため、長手方向端部８Ａの突出部分８ｃどうしは、接合せずにすき間が生じることがある。

そこで、本発明では図７に例示するように、支持部４（凸状部材４ａ）を成形ドラム２の外周面からドラム半径方向外側に突出させる。突出させた凸状部材４ａにより、それぞれの長手方向端部８Ａの突出部分８ｃの内周面８ａを支える。そして、凸状部材４ａによって、内周面８ａを内周側帯状ゴム部材７の外周面７ｂのレベルまで押し上げて、このレベルに位置決めした状態にする。

次いで、図８、図９に例示するように円弧状部材５ａをドラム幅方向中央側に向かって移動させて、長手方向端部８Ａどうしの境界を跨いで配置した円弧状部材５ａによって、それぞれの突出部分８ｃをドラム幅方向中央側に押圧する。これにより、すき間が生じていた長手方向端部８Ａの突出部分８ｃどうしは、すき間なく接合して長手方向端部８Ａどうしが全範囲で接合する。

円弧状部材５ａの内周面の曲率半径は、突出させた凸状部材４ａの外周面の曲率半径と同じまたは若干大きく設定されている。そのため、円弧状部材５ａを凸状部材４ａに沿って円滑にドラム幅方向に移動させることができる。

上述したように本発明によれば、成形ドラム２上で、宙に浮いた状態になる突出部分８ｃの内周面８ａを支持部４によって支えるので、突出部分８ｃの自重による変形が是正される。そして、内周面８ａを内周側帯状ゴム部材７の外周面７ｂのレベルに位置決めした状態にするので、接合する長手方向端部８Ａどうしを所定位置に精度よくドラム幅方向に対向させることができる。この対向状態で突出部分８ｃをドラム幅方向に押圧することで、長手方向端部８Ａどうしの接合位置のずれを抑制しつつ、長手方向端部８Ａどうしを強固に接合することが可能になる。

このように成形した図１０に例示する円筒体９には、その他のタイヤ構成部材が接合されてグリーンタイヤになる。尚、円筒体９は成形ドラム２を縮径させることで成形ドラム２から取り外される。

図１１、図１２に例示する成形装置１の実施形態は、先の実施形態とは支持部４および押圧部５が異なっていて、その他の構成は実質的に同じである。

この実施形態の支持部４は、側面視で内周に円弧状曲面を備えた円弧状部材４ｂを有している。この円弧状部材４ｂは、ドラム幅方向に移動して成形ドラム２の外周面と突出部分８ｃの内周面８ａとのすき間に出入りする。円弧状部材４ｂの曲率半径は、円弧状部材５ａの曲率半径と実質的に同じである。そして、押圧部５が、支持部４のドラム幅方向一方側に一体化して接続されている。即ち、支持部４と押圧部５が一体化した構造になっている。

この成形装置１によるタイヤの成形方法の手順の一例を説明する。

成形ドラム２に内周側帯状ゴム部材７および外周側帯状ゴム部材８を巻き付けて、それぞれを円筒状に成形する工程は、先の実施形態と同じである。この実施形態では、外周側帯状ゴム部材８の全周を成形ドラム２に巻き付けた後、図１３に例示するように、支持部４の内周面を成形ドラム２の外周面に当接させる。この支持部４は図１４に例示するように、突出部分８ｃの長手方向端部８Ａどうしの境界に対してドラム周方向にずらした位置に配置する。

次いで、この状態で図１５、図１６に例示するように、押圧部５とともに円弧状部材４ｂをドラム幅方向中央側に移動させて円弧状部材４ｂを成形ドラム２の外周面と突出部分８ｃの内周面８ａとのすき間に挿入する。円弧状部材４ｂの先端（ドラム幅方向中央側の外周面）は、図１３に例示するように円弧状にするとよい。この時、円弧状部材４ｂは内周側帯状ゴム部材７の幅方向端面に当接させることもできるが、当接させずにドラム幅方向に若干すき間をあけた状態にするとよい。

成形ドラム２の外周面と突出部分８ｃの内周面８ａとのすき間に挿入した円弧状部材４ｂによって、突出部分８ｃの内周面８ａを支える。そして、内周面８ａを内周側帯状ゴム部材７の外周面７ｂのレベルまで押し上げて、このレベルに位置決めした状態にする。

次いで、押圧部５とともに円弧状部材４ｂを、成形ドラム２に対して周方向に相対移動させる。この実施形態では、図１７に例示するように、支持軸２ａを中心にして成形ドラム２を回転させて、押圧部５とともに円弧状部材４ｂを、長手方向端部８Ａどうしの境界を跨く位置まで移動させる。

次いで、図１８に例示するように、円弧状部材４ｂとともに押圧部５をドラム幅方向中央側に向かって移動させる。長手方向端部８Ａどうしの境界を跨いで配置された円弧状部材５ａは、それぞれの突出部分８ｃをドラム幅方向中央側に押圧する。これにより、すき間が生じていた長手方向端部８Ａの突出部分８ｃどうしは、すき間なく接合して長手方向端部８Ａどうしが全範囲で接合する。

突出部分８ｃは、長手方向端部８Ａどうしの境界に近くなるに連れて、自重による変形が大きくなるので、この実施形態では円弧状部材４ａを挿入する位置を、長手方向端部８Ａどうしの境界からずらした位置にしている。そのため、成形ドラム２の外周面と突出部分８ｃの内周面８ａとのすき間に、円弧状部材４ａを円滑に挿入させることができる。円弧状部材４ａの先端を図１５に例示したように円弧状にすると、このすき間に一段と円滑に挿入させることができる。

この実施形態によっても、先の実施形態と同様に、長手方向端部８Ａどうしの接合位置のずれを抑制しつつ、長手方向端部８Ａどうしを強固に接合することが可能になる。

上述したそれぞれの実施形態では、外周側帯状ゴム部材８を成形ドラム２に巻き付け終えた後に、支持部４および押圧部５を用いて長手方向端部８Ａどうしを接合する工程を行っている。外周側帯状ゴム部材８を成形ドラム２に巻き付け終えて、時間が経過するに連れて、突出部分８ｃの変形は大きくなる。これに起因して、突出部分８ｃの変形を是正して長手方向端部８Ａどうしの接合位置のずれを抑制しつつ強固に接合することが困難になるという問題が生じる。

この問題を回避するために、外周側帯状ゴム部材８を成形ドラム２に巻き付け終えると同時に、長手方向端部８Ａどうしを接合する工程を完了させるとよい。即ち、外周側帯状ゴム部材８を成形ドラム２に巻き付け終えた時に、突出部分８ｃの内周面８ａを支持部４によって内周側帯状ゴム部材７の外周面７ｂのレベルに位置決めした状態で、突出部分８ｃを押圧部５によってドラム幅方向に押圧して、長手方向端部８Ａどうしを接合する工程を完了させる制御を制御部６によって行う構成にするとよい。

１ 成形装置
２ 成形ドラム
２ａ 支持軸
２ｂ セグメント
２ｃ 駆動モータ
３ 部材供給部
４ 支持部
４ａ 凸状部材
４ｂ 円弧状部材
５ 押圧部
５ａ 円弧状部材
５ｂ フレーム
６ 制御部
７ 内周側帯状ゴム部材
７ａ 内周面
７ｂ 外周面
８ 外周側帯状ゴム部材
８Ａ 長手方向端部
８ａ 内周面
８ｂ 外周面
８ｃ 突出部分
９ 円筒体

Claims (8)

1. 成形ドラムに複数の帯状ゴム部材を積層して巻き付けて円筒状に成形する際に、前記成形ドラムに相対的に外周側に巻き付けた外周側帯状ゴム部材が、相対的に内周側に巻き付けた内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出して積層されて、前記外周側帯状ゴム部材の正面視でドラム幅方向に対して傾斜している長手方向端部どうしを接合するタイヤの成形方法において、
   前記長手方向端部どうしを接合する際に、前記長手方向端部それぞれの前記内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出している突出部分の内周面を支えてこの内周面を、前記内周側帯状ゴム部材の外周面のレベルに位置決めした状態で、前記突出部分をドラム幅方向に押圧することにより、前記長手方向端部どうしを接合することを特徴とするタイヤの成形方法。
2. 前記成形ドラムの外周面の一部をドラム半径方向外側に突出させることにより、前記突出部分の内周面を支えてこの内周面を、前記内周側帯状ゴム部材の外周面のレベルに位置決めした状態にする請求項１に記載のタイヤの成形方法。
3. 押圧部を構成する支持部を前記突出部分の内周側に挿入して、前記支持部により前記突出部分の内周面を支えてこの内周面を、前記内周側帯状ゴム部材の外周面のレベルに位置決めした状態にして、前記押圧部をドラム幅方向に移動させることにより、前記突出部分をドラム幅方向に押圧する請求項１に記載のタイヤの成形方法。
4. 外周側帯状ゴム部材を前記成形ドラムに巻き付け終えると同時に、前記長手方向端部どうしを接合する工程を完了させる請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤの成形方法。
5. 帯状ゴム部材を供給する部材供給部と、この部材供給部により供給された複数の前記帯状ゴム部材が積層して巻き付けられて円筒状に成形される成形ドラムとを備えて、前記成形ドラムに相対的に外周側に巻き付けられた外周側帯状ゴム部材が、相対的に内周側に巻き付けられた内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出して積層されて、前記外周側帯状ゴム部材の正面視でドラム幅方向に対して傾斜している長手方向端部どうしを接合させる構成にしたタイヤの成形装置において、
   前記長手方向端部それぞれの前記内周側帯状ゴム部材に対してドラム幅方向に突出している突出部分の内周面を支えてこの内周面を、前記内周側帯状ゴム部材の外周面のレベルに位置決めした状態にする支持部と、この位置決めした状態の前記突出部分をドラム幅方向に押圧して、前記長手方向端部どうしを接合させる押圧部とを有することを特徴とするタイヤの成形装置。
6. 前記支持部が、前記成形ドラムの外周面に対してドラム半径方向外側に移動可能に設けられた凸状部材を有する請求項５に記載のタイヤの成形装置。
7. 前記支持部が、ドラム幅方向に移動して前記成形ドラムの外周面と前記突出部分の内周面とのすき間に出入りする円弧状部材を有し、前記押圧部が前記支持部のドラム幅方向一方側に一体化して接続されている請求項５に記載のタイヤの成形装置。
8. 前記成形ドラム、前記支持部および前記押圧部の動きを制御する制御部を有し、この制御部により、前記成形ドラムへの前記外周側帯状ゴム部材の巻き付け終了と同時に、前記長手方向端部どうしを接合する工程を完了させる構成にした請求項５〜７のいずれかに記載のタイヤの成形装置。

Images