JP2008155418A - タイヤ構成部材の圧着方法と圧着装置、及びタイヤ成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を圧着するに際し、充分な圧着力を安定して得られるようにし、継ぎ目の圧着力を均一化させる。
【解決手段】タイヤ構成部材３０の継ぎ目３１を圧着する圧着装置１に、ゴム等の弾性体からなる芯部材１２と、その周囲に互いに軸線方向に重ね合わせて並設された複数の環状ディスク１３と、を有する軸線周りに回転自在な押圧ローラ１０を設ける。この押圧ローラ１０を継ぎ目３１に押し付け、芯部材１２の弾性変形により、各環状ディスク１３を押し付け位置の凹凸等に応じて径方向に変位させ、押圧ローラ１０の押圧面を継ぎ目３１の形状に追従変形させる。この押圧ローラ１０を継ぎ目３１に沿って転動させ、その押圧面を継ぎ目３１の形状に合わせて変形させて、継ぎ目３１全体を押圧して圧着する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、グリーンタイヤ（生タイヤ）の成型工程において、成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を押圧して圧着するための圧着方法と圧着装置、及びこの圧着装置と成型ドラムとを備えたタイヤ成型装置に関する。

空気入りタイヤは、一般に、未加硫ゴム等からなる各種のタイヤ構成部材を組み合わせてグリーンタイヤを成型し、加硫成型して所定形状に形成される。このグリーンタイヤの成型工程では、従来、円筒状の成型ドラムを用いた成型方法が広く採用されている。この方法では、グリーンタイヤは、シート状のインナーライナやカーカスプライ等の各種タイヤ構成部材を成型ドラムの外周に巻き付けて順次巻回し、それらを互いに貼り合わせる等して円筒状に形成した後、その中央部を略トロイダル状に膨出させる等して成型される。

このタイヤ構成部材の貼り合わせ工程では、重ね合わせたタイヤ構成部材間のエアを抜きながらそれらを互いに貼り合わせる他に、各タイヤ構成部材を円筒状にすることによってできる部材端部同士の継ぎ目を接合することが必要である。従来、この継ぎ目を接合するものとして、成型ドラム上の継ぎ目部分を外周から押圧し、ゴムの粘性を利用して部材同士を圧着する押圧ローラ等を備えた押圧治具が知られている（特許文献１参照）。

図５は、特許文献に記載されたものではないが、このような従来の押圧治具の一例を示す模式図であり、図５Ａは押圧ローラ１０４の径方向から見た正面図、図５Ｂは押圧ローラ１０４の軸線方向から見た側面図である。
この押圧治具１００は、図示のように、略円柱状のグリップ１０１と、その一端部（図では下端部）に固定された正面視略コ字状（図５Ａ参照）のローラホルダ１０２と、ローラホルダ１０２に両端部が回転自在に支持された支持軸１０３と、支持軸１０３に同芯状に取り付けられた１個の円盤状の押圧ローラ１０４と、を備えている。また、この押圧治具１００では、押圧ローラ１０４は、金属製であり、押圧する継ぎ目の幅や形状等に応じた寸法（例えば幅５ｍｍ、直径４５ｍｍ程度）に形成されている。

この押圧治具１００によりタイヤ構成部材の継ぎ目を圧着するときには、タイヤ構成部材を成型ドラムに巻回した後、作業者が押圧治具１００のグリップ１０１を握って押圧ローラ１０４の外周面をタイヤ構成部材の外周面の継ぎ目に押し付け、押圧ローラ１０４を継ぎ目に沿って成型ドラム側に押し付けながら移動（転動）させる。これにより、タイヤ構成部材の継ぎ目に圧力をかけて押圧し、部材間や継ぎ目部等に入った空気を抜きながら部材の端部同士を圧着する。

このとき、この従来の押圧治具１００では、押圧ローラ１０４の幅が狭いことに加えて、作業者が継ぎ目部分を目視により確認しつつ押圧を行うため、押圧ローラ１０４を正確に継ぎ目に沿って移動させるのが難しく、継ぎ目全体を均一に安定して押圧するためには、ある程度の熟練を要する。同時に、作業者が押圧ローラ１０４を手動で継ぎ目に押し付けるため、作業者や継ぎ目の長さ等の個々の作業要因により押圧ローラ１０４の押し付け力が変化し易く、継ぎ目に沿った部材同士の圧着力が不均一になり、かつ部材（作業）毎に圧着力が変動等する恐れがある。また、タイヤ構成部材の継ぎ目部には部材端部の重なり等により凹凸が生じるが、この押圧治具１００では、継ぎ目の凹凸形状に追従するのが困難であり、凹凸の程度等によっては、押圧が不充分な部分が生じて継ぎ目の圧着力が不足又は不均一化等する恐れがある。このように、この従来の押圧治具１００では、作業者の技量や継ぎ目の形状等により継ぎ目の圧着力が左右され易く、充分な圧着力を安定して得るのが難しいという問題がある。

特開平７−３２５０７号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を圧着するに際し、充分な圧着力を安定して得られるようにし、継ぎ目の圧着力を均一化させることである。

請求項１の発明は、成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を押圧して圧着するタイヤ構成部材の圧着装置であって、芯部材と、該芯部材に挿通されかつ該芯部材の軸線方向に重ね合わせて互いに径方向に変位自在に並設された複数の環状ディスクと、を有する軸線周りに回転自在な押圧ローラを備え、該押圧ローラの前記環状ディスクの外周面で前記タイヤ構成部材の継ぎ目を押圧して圧着することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、前記押圧ローラを前記タイヤ構成部材の継ぎ目に押し付けつつ該継ぎ目に沿って移動させる移動手段を備えたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、前記押圧ローラによる前記タイヤ構成部材の継ぎ目の押圧力を調節可能にしたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、前記芯部材は弾性体、又は支持軸の外周に嵌合された弾性体からなることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、前記環状ディスクが金属からなることを特徴とする。
請求項６の発明は、タイヤ構成部材を組み合わせてグリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、前記タイヤ構成部材を巻回する成型ドラムと、該成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を押圧して圧着する請求項１ないし５のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の圧着装置と、を備えたことを特徴とする。
請求項７の発明は、成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を、回転自在でかつそれぞれ径方向に変位自在に並設された複数の環状ディスクを有する押圧ローラで押圧するタイヤ構成部材の圧着方法であって、前記押圧ローラを前記タイヤ構成部材の継ぎ目に押圧して前記環状ディスクを径方向に変位させる工程と、前記押圧ローラを押圧しつつ前記継ぎ目に沿って移動させる工程と、を有することを特徴とする。

（作用）
成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を、軸線周りに回転自在な押圧ローラにより押圧して圧着する。この押圧ローラを、弾性体等からなる芯部材と、その周囲に互いに軸線方向に重ね合わせて並設された複数の環状ディスク等から構成し、環状ディスクの外周面で継ぎ目を押圧する。このとき、芯部材の弾性変形等により、各環状ディスクを継ぎ目の凹凸等に応じて径方向に変位させ、押圧ローラの押圧面を継ぎ目の形状に追従変形させて、継ぎ目全体を均一に押圧して圧着する。

本発明によれば、成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を圧着するに際し、充分な圧着力を安定して得ることができ、継ぎ目の圧着力を均一化させることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ構成部材の圧着装置は、成型ドラムに巻回された、例えばシート状のインナーライナやカーカスプライ等のタイヤ構成部材の継ぎ目を押圧ローラで押圧して圧着するためのものであり、成型ドラム等とともに各タイヤ構成部材を組み合わせてグリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置を構成する。

図１は、本実施形態のタイヤ構成部材の圧着装置の要部を示す模式図であり、図１Ａは、この圧着装置１が備える押圧ローラ１０の径方向から見た正面図、図１Ｂは押圧ローラ１０の軸線方向から見た側面図である。
この圧着装置１は、図示のように、タイヤ構成部材の継ぎ目を押圧する押圧ローラ１０と、押圧ローラ１０を軸線周りに回転自在に支持するローラホルダ２と、ローラホルダ２の一端面（図では上面）が取り付けられ、ローラホルダ２及び押圧ローラ１０を移動等させるための移動手段３（図では下端部のみ示す）と、を備えている。

図２は、押圧ローラ１０を、その軸線を含む面で切断した断面図である。
本実施形態の押圧ローラ１０は、この図２及び図１に示すように、全体形状が略円柱状をなし、その径方向（図では上下方向）の中心から外周側に向かって順に設けられた、支持軸１１と、芯部材１２と、複数の環状ディスク１３と、を有する。支持軸１１は、細長い略円柱状（棒状）の部材であり、その両端部がベアリング等を介してそれぞれローラホルダ２の下端側（図１参照）に回転自在に支持されている。芯部材１２は、支持軸１１の外周面に嵌合する部材（ここでは略円筒状の部材）であり、支持軸１１の外径に対応した内径（図２参照）に、かつ径方向の肉厚が所定の厚さになるように外径が形成（例えば直径２５ｍｍ程度）され、支持軸１１の軸線方向（図２では左右方向）の略中央に取り付けられている。また、この芯部材１２は、例えばゴム又はウレタン等の弾性体からなり、外力が負荷されたときに弾性変形することで、径方向等の柔軟な変形が可能となっている。

各環状ディスク１３は、ディスク状（円盤状）の薄板部材（例えば厚さ２ｍｍ、直径４５ｍｍ程度の円盤）であり、その中心部に芯部材１２の外径に応じた大きさの貫通孔が厚さ方向に貫通して設けられて、略環状に形成されている。これら複数（図では１５枚）の環状ディスク１３は、略同一の形状及び寸法に形成され、その貫通孔内に芯部材１２が位置するように、芯部材１２の周囲に挿通されて互いに軸線方向に重ね合わせて並設され、全体として略円筒状をなしている。ここでは、各環状ディスク１３は、例えばステンレス鋼や鉄鋼等の金属、又はプラスチック等の剛体から形成されるとともに、中央部の貫通孔が芯部材１２の外周に嵌合可能な円形孔に、かつ、全体として芯部材１２の軸方向長さと略同一の長さ（厚さ）になるように、各厚さが形成されている。また、これら複数の環状ディスク１３は、互いに径方向に相対変位自在に当接した状態で、芯部材１２の外周に嵌合して配置され、その軸線方向等の径方向以外の方向への変位が規制されている。

本実施形態の押圧ローラ１０では、以上の支持軸１１、芯部材１２、及び複数の環状ディスク１３を、それぞれ軸心を略一致させて同芯状に配置し、全体として軸線周りに回転して、その環状ディスク１３の外周面でタイヤ構成部材の継ぎ目を押圧して圧着する。また、このとき、押圧の圧力により、各環状ディスク１３の貫通孔部分が芯部材１２の外周に押し付けられるが、芯部材１２を弾性的に変形させて各環状ディスク１３を径方向に変位させ、各環状ディスク１３を継ぎ目の凹凸等の形状に柔軟に追従変位させて押圧するようになっている。従って、芯部材１２の径方向の厚さは、この環状ディスク１３の変位を吸収可能な厚さに形成され、それに合わせて環状ディスク１３の貫通孔が形成されている。

この押圧ローラ１０を支持するローラホルダ２は、正面視略コ字状（図１Ａ参照）をなし、略板状の連結片２Ａ、及び、連結片２Ａの両端部に固定され、一方（図１では下方）に向かって突出する一対の略平行な支持片２Ｂからなる。このローラホルダ２は、一対の支持片２Ｂの下端部側で押圧ローラ１０の支持軸１１を回転自在に支持するとともに、その内側に押圧ローラ１０を、各環状ディスク１３が互いに当接状態を維持するように保持している。

また、ローラホルダ２の連結部材２Ａの上面側の略中央部（図１参照）には、移動手段３の下端部が取り付けられている。移動手段３は、押圧ローラ１０（環状ディスク１３）を、成型ドラム上のタイヤ構成部材の継ぎ目に外周側から所定圧力で押し付けつつ、ローラホルダ２と共に継ぎ目に沿って移動させて、押圧ローラ１０を継ぎ目に沿って転動させるためのものである。この移動手段３は、例えば油圧又は空気圧式のピストン・シリンダ機構と、それらをタイヤ構成部材の継ぎ目に沿って移動させる駆動手段等からなり、ピストン・シリンダ機構のピストンロッドを成型ドラム側に向けて配置し、その先端（図では下端）にローラホルダ２を取り付ける等して、押圧ローラ１０を、成型ドラム２に接近及び離間させ、かつ継ぎ目に沿って移動させる。また、この移動手段３では、例えばピストン・シリンダ機構の圧力を変更して押圧ローラ１０をタイヤ構成部材の継ぎ目に押し付ける力を変化させる等して、押圧ローラ１０による継ぎ目の押圧力が調節可能になっている。

次に、この圧着装置１により、タイヤ構成部材の継ぎ目を圧着する手順について説明する。
なお、以下の圧着手順は、圧着装置１（移動手段３等）に接続された、例えばマイクロコンピュータ等からなる図示しない制御装置により制御され、所定のプログラムに基づいて、自動で実行される。

図３は、タイヤ構成部材の継ぎ目を圧着する手順を説明するための模式図であり、略円筒状の成型ドラム２０の径方向上方から見た平面図である。また、図では、圧着装置１は、押圧ローラ１０（環状ディスク１３）のみ示す。
この圧着装置１では、図示のように、まず、移動手段３により、押圧ローラ１０を、成型ドラム２０の外周に巻回されたタイヤ構成部材３０の継ぎ目３１の所定位置に所定の力で押し付けるが、ここでは、成型ドラム２０の軸線方向（図では左右方向）の略中央部に押し付ける。

続いて、押圧ローラ１０（図の押圧ローラ１０−１）を、継ぎ目３１に押し付けつつ、継ぎ目３１に沿って成型ドラム２０の一端面側（図では左側）に向かって移動（転動）（図の矢印Ｔ１）させる。このとき、移動手段３により圧力を調節して、押圧ローラ１０−１の継ぎ目３１への押し付け力（押圧力）を一定圧力に維持し、継ぎ目３１の一端側まで押圧してタイヤ構成部材３０の継ぎ目３１の略半分を圧着する。次に、押圧ローラ１０を成型ドラム２０から離間させて、その軸線方向の略中央部まで移動させ、押圧ローラ１０を、最初に継ぎ目３１の押圧を開始した位置付近に再び押し付ける。続いて、押圧ローラ１０（図の押圧ローラ１０−２）を、継ぎ目３１に沿って上記と同様かつ逆方向に移動（図の矢印Ｔ２）させ、継ぎ目３１の他端側（図では右側）まで押圧し、継ぎ目３１の圧着を完了する。

図４は、このときの圧着装置１によりタイヤ構成部材３０の継ぎ目３１を押圧する状態を示す模式図である。
この圧着装置１では、図示のように、押圧ローラ１０が継ぎ目３１に押し付けられると、芯部材１２の弾性変形により、各環状ディスク１３が押し付け位置の凹凸等に応じて径方向に変位し、押圧ローラ１０全体（各環状ディスク１３の外周面からなる押圧面）が継ぎ目３１の形状に追従して柔軟に変形する。圧着装置１は、このように各環状ディスク１３を変位させつつ押圧ローラ１０を転動させ、押圧ローラ１０の押圧面を継ぎ目３１の形状に合わせて変形させて、継ぎ目３１全体を押圧する。

このように、本実施形態の押圧ローラ１０では、タイヤ構成部材３０の継ぎ目３１全体を、その形状に追従して押圧できるため、押圧が不充分な部分等を生じさせることなく、継ぎ目３１を均一かつ充分な圧着力で接合させることができる。また、この圧着装置１では、押圧ローラ１０を自動で継ぎ目３１へ押し付けて、継ぎ目３１に沿って移動させるため、押圧ローラ１０を確実かつ正確に継ぎ目３１に沿って移動させることができ、継ぎ目３１全体を均一に安定して押圧することができる。同時に、押圧ローラ１０による押圧力を調節して、適切な一定圧力で継ぎ目３１の押圧を行えるため、継ぎ目３１を長手方向に沿って均一な圧着力で接合できるとともに、部材（圧着作業）毎の圧着力の変動等を抑制して、各タイヤ構成部材３０を適切な強度で圧着させることができる。従って、本実施形態によれば、作業者の技量や継ぎ目３１の形状等に左右されることなく、充分な圧着力を安定して得ることができ、継ぎ目３１の圧着力を均一化させることができる。

ここで、押圧ローラ１０の環状ディスク１３は、金属で形成するのが望ましく、これにより、タイヤ構成部材３０との密着を抑制しつつ、その継ぎ目３１に充分な大きさの押圧力を加えることができる。また、芯部材１２は、その製造の容易性や弾性特性等の観点からゴムで形成するのが望ましく、このようにすることで、押圧ローラ１０の押圧面の変形及び復元等を円滑かつ適切に行うことができる。

なお、本実施形態では、押圧ローラ１０の芯部材１２を略円筒状に形成したが、例えば外面形状が断面多角形状の角筒状や、円柱状又は角柱状等、ローラホルダ２による支持や弾性変形が可能な他の形状に形成してもよい。また、環状ディスク１３は、外周面がタイヤ構成部材３０の継ぎ目３１を押圧可能な形状に、かつ中央部の貫通孔が芯部材１２の周囲に並設可能なように形成されていればよい。従って、環状ディスク１３の貫通孔は、芯部材１２の外形形状等に合わせて、円形孔以外の他の形状に形成してもよい。更に、この押圧ローラ１０では、複数の略同一厚さの環状ディスク１３を使用したが、例えば中央部から両外側に向かって順次厚さを変化させる等、異なる厚さの複数の環状ディスク１３を使用してもよい。

本実施形態のタイヤ構成部材の圧着装置の要部を示す模式図である。 本実施形態の押圧ローラを軸線を含む面で切断した断面図である。 本実施形態の圧着装置によりタイヤ構成部材の継ぎ目を圧着する手順を説明するための模式図である。 本実施形態の圧着装置によりタイヤ構成部材の継ぎ目を押圧する状態を示す模式図である。 従来の押圧治具の一例を示す模式図である。

符号の説明

１・・・圧着装置、２・・・ローラホルダ、３・・・移動手段、１０・・・押圧ローラ、１１・・・支持軸、１２・・・芯部材、１３・・・環状ディスク、２０・・・成型ドラム、３０・・・タイヤ構成部材、３１・・・継ぎ目。

Claims (7)

1. 成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を押圧して圧着するタイヤ構成部材の圧着装置であって、
   芯部材と、該芯部材に挿通されかつ該芯部材の軸線方向に重ね合わせて互いに径方向に変位自在に並設された複数の環状ディスクと、を有する軸線周りに回転自在な押圧ローラを備え、
   該押圧ローラの前記環状ディスクの外周面で前記タイヤ構成部材の継ぎ目を押圧して圧着することを特徴とするタイヤ構成部材の圧着装置。
2. 請求項１に記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、
   前記押圧ローラを前記タイヤ構成部材の継ぎ目に押し付けつつ該継ぎ目に沿って移動させる移動手段を備えたことを特徴とするタイヤ構成部材の圧着装置。
3. 請求項１または２に記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、
   前記押圧ローラによる前記タイヤ構成部材の継ぎ目の押圧力を調節可能にしたことを特徴とするタイヤ構成部材の圧着装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、
   前記芯部材は弾性体、又は支持軸の外周に嵌合された弾性体からなることを特徴とするタイヤ構成部材の圧着装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の圧着装置において、
   前記環状ディスクが金属からなることを特徴とするタイヤ構成部材の圧着装置。
6. タイヤ構成部材を組み合わせてグリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、
   前記タイヤ構成部材を巻回する成型ドラムと、
   該成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を押圧して圧着する請求項１ないし５のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の圧着装置と、を備えたことを特徴とするタイヤ成型装置。
7. 成型ドラムに巻回されたタイヤ構成部材の継ぎ目を、回転自在でかつそれぞれ径方向に変位自在に並設された複数の環状ディスクを有する押圧ローラで押圧するタイヤ構成部材の圧着方法であって、
   前記押圧ローラを前記タイヤ構成部材の継ぎ目に押圧して前記環状ディスクを径方向に変位させる工程と、
   前記押圧ローラを押圧しつつ前記継ぎ目に沿って移動させる工程と、を有することを特徴とするタイヤ構成部材の圧着方法。

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