JP2012166468A - タイヤ成型方法及びタイヤ成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑なステッチャー制御機構を要することなく、タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを順次巻き付けて、容易にかつ精度よくタイヤを成型することができるタイヤ成型方法及びタイヤ成型装置を提供する。
【解決手段】タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラム１の表面１ｂにストリップゴムＳを順次巻き付けてタイヤを成型するタイヤ成型方法であって、ストリップゴムＳは、丸形の断面形状を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを順次巻き付けてタイヤを成型するタイヤ成型方法及びタイヤ成型装置に関するものである。

回転駆動される成型ドラム上に、所定断面形状を有するストリップゴムを供給しながら、ストリップゴムを成型ドラムのドラム軸（回転軸）方向に移動して、成型ドラムの外表面上にストリップゴムを層状に巻き付けて、所定のプロファイルを有するタイヤを成型する装置が知られている（下記特許文献１，２参照）。

特許文献１で使用されるストリップゴムは、少なくとも一方の幅方向端部の厚みが実質的にゼロであり、最大厚さの幅方向位置からこの端部に向かうのにしたがって、厚みが漸減する断面形状を有している。また、特許文献２では、未加硫ゴムを管状断面に押し出してゴムのチューブを形成し、このチューブをローラーでコア上に押圧して平らにして、板状のストリップゴムにすることを特徴としている。

国際公開第０２／０７８９３９号 特開２００２−１６０２８２号公報

しかしながら、特許文献１のような板状のストリップゴムによってタイヤのサイド部分を成型する場合、ストリップゴムは、幅方向の内外周差によってテンションが一定ではなく、厚みや幅にバラつきが生じるため、成型精度の悪化が懸念される。また、タイヤのサイド部分、特に凹部となったサイド部分を成型する場合、ストリップゴムの幅方向端部が反り上がって上手く貼り付けることができない。そのため、ステッチャー等でストリップゴムを押圧して成型する場合、ステッチャーを曲面形状に沿って動かし、かつローラーの角度を調節する必要があり、複雑なステッチャー制御機構が必要になる。

一方、特許文献２のように、未加硫ゴムのチューブを形成することは非常に難しく、さらに、チューブをローラーで押し潰して板状とするので、凹部に貼り付ける場合、ローラーの大きさや形状によっては、ローラーがチューブの一部分のみに点接触する形になり、均一に押し潰すことができず、成型精度の悪化が懸念される。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、複雑なステッチャー制御機構を要することなく、タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを順次巻き付けて、容易にかつ精度よくタイヤを成型することができるタイヤ成型方法及びタイヤ成型装置を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成型方法は、
タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを順次巻き付けてタイヤを成型するタイヤ成型方法であって、
前記ストリップゴムは、丸形の断面形状を有することを特徴とするものである。

かかる構成を有するタイヤ成型方法の作用効果を説明する。丸形の断面形状を有するストリップゴムは、板状やチューブ状のものに比べ、容易に形成することができる。また、丸形の断面形状を有するストリップゴムを用いることで、巻き付けた際にも内外周差によるテンションのバラつきは少なく、他の断面形状のものを用いる場合に比べて成型精度は向上する。さらに、成型ドラムにストリップゴムを巻き付ける際、板状のストリップゴムでは、幅方向端部が反り上がって成型ドラムに貼り付かず、これを押圧するために複雑なステッチャー制御機構が必要であったが、丸形の断面形状を有するストリップゴムでは、簡素なステッチャーで容易に貼り付け可能である。したがって、複雑なステッチャー制御機構を要することなく、タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを順次巻き付けて、容易にかつ精度よくタイヤを成型することができるタイヤ成型方法を提供することができる。なお、丸形とは、円形、楕円形、長円形なども含む概念である。

本発明において、隣り合う前記ストリップゴムを、相互にオーバーラップさせながら巻き付けることが好ましい。これにより、ストリップゴム間の隙間を小さくしてエア入りを防ぐことができるため、精度よくタイヤを成型することができる。

本発明において、前記ストリップゴムを巻き付けて、タイヤのサイド部を成型することが好ましい。タイヤのサイド部は、板状のストリップゴムを用いて成型すると内外周差によって成型精度が悪化するが、本発明によれば、容易に精度よくタイヤのサイド部を成型することができる。

本発明において、前記サイド部は、リムストリップを含むことが好ましい。タイヤのリムストリップは凹部となっており、板状のストリップゴムでは幅方向端部が反り上がって上手く貼り付けることができないが、本発明によれば、容易に精度よくリムストリップを成型することができる。

また、上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成型装置は、
タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムと、ストリップゴムを口金から押し出す押出機と、を備え、前記成型ドラムの表面に前記ストリップゴムを順次巻き付けてタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、
前記口金は、丸形の断面形状を有するストリップゴムを押し出し可能な吐出口を備えることを特徴とするものである。

かかる構成を有するタイヤ成型装置の作用効果は、すでに述べたとおりであり、本発明によれば、複雑なステッチャー制御機構を要することなく、タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを順次巻き付けて、容易にかつ精度よくタイヤを成型することができる。

成型ドラムと押出機の配置関係を示す図（模式図） 成型ドラムと押出機の配置関係を示す側面図（模式図） ロール駆動部の構成を示す模式図 ストリップゴムの貼り付け工程を説明する図（ドラム軸方向視） ストリップゴムの貼り付け工程を説明する図（成型ドラム断面方向視）

本発明に係るタイヤ成型装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、成型ドラムと押出機の配置関係を示す図であり、（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）平面図である。

＜タイヤ成型装置の構成＞
図１において、成型ドラム１は、ドラム軸１ａ周りに回転駆動されるように構成される。成型ドラム１は、タイヤ内面形状に対応した３次元曲面形状に形成されたドラム表面１ｂを有している。一方、押出機２は、口金２２からストリップゴムＳを押し出す。このストリップゴムＳを順次、成型ドラム１に巻き付けていくことで、所望の断面形状を有するタイヤを成型することができる。

ここで、成型ドラム１と押出機２との相対位置関係は、成型ドラム１および押出機２を駆動する駆動機構により変動する。押出機２は、成型ドラム１に対して前進、後退する方向（ｘ方向）に移動することができる。また、成型ドラム１は、ｘ方向に直交する水平方向（ｙ方向）に移動することができる。さらに、成型ドラム１は、ドラム軸１ａ周り（α方向）に回転するだけでなく、θ方向およびφ方向にも回転可能である。θ方向は、成型ドラム１が鉛直軸ｚに対して、押出機２に近づく側と遠ざかる側の間で傾斜する方向であり、φ方向は、成型ドラム１が水平面内を旋回する方向である。ただし、押出機２を固定し、成型ドラム１のみを移動するように構成してもよいし、成型ドラム１を固定し、押出機２のみを移動するように構成してもよい。以上のような構成により、タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラム１の表面１ｂにストリップゴムＳを順次巻き付けることができる。

図２は、成型ドラム１と押出機２の配置関係を示す側面図（模式図）である。押出機２は、口金２２と、ギヤーポンプ２０と、スクリュー２１を備えている。ギヤーポンプ２０は、２枚のギヤを備えており、口金２２へ向けて定量のゴムを供給する。スクリュー２１は、ゴムの混練を行う。図２において、ギヤーポンプ２０の２枚のギヤは、図示の都合上、上下方向に並べて配置されているが、実際は平面方向（ギヤの回転軸が上下となる方向）に並べて配置される。

口金２２は、丸形の断面形状を有するストリップゴムＳを押し出し可能な吐出口２２ａを備えている。本実施形態では、吐出口２２ａの開口を円形としているが、楕円形、長円形などでもよい。口金２２は、先端部を尖った形状とすることができるため、成型ドラム１の曲面、特に凹部となった曲面へのアプローチに対してメリットが大きい。

押出機２から押し出されたストリップゴムＳは、矢印Ｄ方向に供給され、成型ドラム１の外周面に順次巻き付けられていく（矢印Ｅ方向）。また、成型ドラム１のドラム表面に対してストリップゴムＳを押圧して貼り付けるための貼り付けロール３が設けられている。貼り付けロール３は、ストリップゴムＳ同士の接着力を強化する役割も持つ。貼り付けロール３は、成型ドラム１に対して近接した位置と、離間した位置の間を移動することができる（矢印Ｆ）。貼り付けロール３は、フラット形状に限らず、クラウン形状でもよい。また、貼り付けロール３の表面には、ローレット加工を施してもよい。

成型ドラム１は、前述の複雑な動きをさせるためのドラム駆動機構４が設けられており、制御装置５により制御される。ドラム駆動機構４は、サーボモータ、リニアガイド等の要素により構成される。押出機２のギヤーポンプ２０やスクリュー２１も、駆動機構６により駆動され、制御装置５により制御される。駆動機構６も同様に、サーボモータ等により高精度の回転駆動を行うことができる。貼り付けロール３と、そのロール駆動部３０は、押出機２を構成する本体部２ａに取り付けられている。

＜ロール駆動部の構成＞
次に、ロール駆動部３０の構成を図３の模式図により説明する。貼り付けロール３は、支持腕３２を介して支持体３１により支持されている。貼り付けロール３は、支持腕３２の端部３２ａにおいて回転自在に軸支されている。支持腕３２の他端３２ｂが支持体３１に固定されている。支持体３１と支持腕３２とは、互いに固定されているので同じ姿勢を保ちながら移動する。成型ドラム１の表面を押圧しやすいように、支持腕３２は、成型ドラム１のほうに向かうよう、斜め方向の姿勢になるように取り付けられている。

支持体３１は、ガイド部３３により矢印Ａ方向に移動可能にガイドされている。ガイド部３３、貼り付けロール３を含めた全体が矢印Ｂ方向に移動できるようにするためのエアシリンダ３４が設けられている。エアシリンダ３４により、貼り付けロール３を成型ドラム１に近接する位置と離間した位置とに切り替えることができる。エアシリンダ３４に対する制御は、制御装置５に組み込まれたコンピュータプログラムにより行われる。

支持体３３は、エアシリンダ３５により、常時、成型ドラム１の表面を押圧する方向に付勢される。これにより、ストリップゴムＳを貼り付ける際に、適切な押圧力を付与することができる。貼り付けロール３と成型ドラム１の表面１ｂ（すでに貼り付けられたストリップゴムＳの表面）との距離は、貼り付け工程中に変動するが、その変動分をエアシリンダ３５を設けることで吸収することができる。

＜ストリップゴムの巻き付け工程＞
次に、ストリップゴムＳの巻き付け工程について説明する。本実施形態では、タイヤのリムストリップを成型する例を示す。また、本実施形態では、成型ドラム１の表面１ｂにはすでにビードとビードフィラーとからなるビード部１１、カーカスプライ１２、インナーライナーゴム１３などのタイヤ構成部材１０が成型されている例を示す。本実施形態のタイヤは、以下に説明するリムストリップに関する点を除けば、従来のタイヤ成型工程と同様にして成型できる。図４は、ドラム軸の方向から見た場合の動作を説明する図である。図５は、成型ドラムの断面方向から見た場合の動作を説明する図である。

図４（ａ）は巻き付け工程開始時を示す。最初に、押出機２の口金２２を成型ドラム１の表面（もしくは、すでに貼り付けられたタイヤ構成部材１０の表面）に近づけて接触させる。このとき、貼り付けロール３は、邪魔にならないように、退避位置にある。ストリップゴムＳの押し出しが開始すると、押出機２と成型ドラム１の間隔を広げる。

ストリップゴムＳの巻き付け工程中は、貼り付けロール３は成型ドラム１の表面に対して付勢されているので、常に（ｂ）のような位置関係にある。（ｃ）は、ストリップゴムＳの貼り付け工程が終了するときの様子を示す図である。工程終了時には、ストリップゴムＳを切断する必要があるので、再び、押出機２を成型ドラム１の表面に近接させる必要がある。このとき、貼り付けロール３と干渉するので、エアシリンダ３４を駆動して、近接位置から退避位置へと移動させる。

本実施形態では、成型ドラム１の表面１ｂにストリップゴムＳを順次巻き付けてリムストリップを成型する。ストリップゴムＳは、成型ドラム１の側面に円周方向に沿って螺旋状に巻き付けられる。図５（ａ）は、巻き付け工程の初期であり、ストリップゴムＳを複数周巻き付けた状態である。このとき、隣り合うストリップゴムＳを、図５（ｃ）に示す拡大図のように、相互にオーバーラップさせながら巻き付ける。ストリップゴムＳの直径ｄは、０．５〜３．０ｍｍが好ましい。また、オーバーラップ量ＯＬは、０．１〜１．０ｍｍが好ましく、０．１〜０．５ｍｍがより好ましい。

次に、図５（ｂ）は、ストリップゴムＳを巻き付けて、所望の断面形状を有するリムストリップ１４を成型した状態である。リムストリップ１４は、その後、トレッドゴム、サイドウォールゴムなどを成型し、タイヤを成型する。ただし、各タイヤ構成部材の成型順序は、適宜変更可能である。

＜別実施形態＞
前述の実施形態では、リムストリップを成型する例を示したが、その他のタイヤ構成部材についても本発明のタイヤ成型方法及びタイヤ成型装置を用いて成型することができる。例えば、タイヤのサイドウォールゴムは、板状のストリップゴムを用いると内外周差により成型精度が悪化する可能性があるが、本発明によれば容易にかつ精度よく成型することができる。

本実施形態において、押出機２はギヤーポンプ２０を備える構造であるが、ギヤーポンプ２０を備えていない押出機２を用いてもよい。

１ 成型ドラム
１ｂ ドラム表面
２ 押出機
３ 貼り付けロール
１４ リムストリップ
２０ ギヤーポンプ
２１ スクリュー
２２ 口金
２２ａ 吐出口
Ｓ ストリップゴム

Claims (5)

1. タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを順次巻き付けてタイヤを成型するタイヤ成型方法であって、
   前記ストリップゴムは、丸形の断面形状を有することを特徴とするタイヤ成型方法。
2. 隣り合う前記ストリップゴムを、相互にオーバーラップさせながら巻き付けることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成型方法。
3. 前記ストリップゴムを巻き付けて、タイヤのサイド部を成型することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ成型方法。
4. 前記サイド部は、リムストリップを含むことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ成型方法。
5. タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムと、ストリップゴムを口金から押し出す押出機と、を備え、前記成型ドラムの表面に前記ストリップゴムを順次巻き付けてタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、
   前記口金は、丸形の断面形状を有するストリップゴムを押し出し可能な吐出口を備える
   ことを特徴とするタイヤ成型装置。
   
   

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