JP2020078917A

JP2020078917A - ゴム部材成形方法及びこれに用いられる押圧ローラ

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Publication number: JP2020078917A
Application number: JP2018214009A
Authority: JP
Inventors: 真琴長嶋; Makoto Nagashima; 隆利速水; Takatoshi Hayami
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2020-05-28
Anticipated expiration: 2038-11-14
Also published as: JP7151399B2

Abstract

【課題】ゴム部材の段差とプライ材料との間の空気をスムーズに排出することができる、ゴム部材成形方法の提供。【解決手段】ゴム部材Ｇの巻き付けの終端を、ドラム２上に巻き付けられたゴム部材Ｇの半径方向外側に重ねて段差を有する接合部Ｆを形成する工程Ｓ１と、接合部Ｆの半径方向外側に、プライ材料Ｐを巻き付ける工程Ｓ２と、押圧ローラ３をプライ材料Ｐ上でドラム軸心方向の一端側から他端側に転動させて、プライ材料Ｐを段差に押し付ける工程Ｓ３とを含んでいる。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム部材成形方法及びこれに用いられる押圧ローラに関する。

下記特許文献１には、成形ドラムに巻き付けられた未加硫ゴムシートの端末部接合部に、圧着ローラを押し付けることにより、前記端末部接合部内のエアーを排出することが記載されている。

特開平２−１７５２３４号公報

しかしながら、上記特許文献１は、ドラム上に巻き付けられたゴム部材の段差と、この段差の半径方向外側にプライ材料とを巻き付けた後、前記ゴム部材の段差と前記プライ材料との間の空気を排出することについて、検討されたものではなかった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ゴム部材の段差とプライ材料との間の空気をスムーズに排出することができるゴム部材成形方法、及び、これに用いられる押圧ローラを提供することを主たる目的としている。

本発明は、未加硫かつ帯状のゴム部材をドラム上に巻き付けつつ、前記ゴム部材の巻き付けの終端を、前記ドラム上に巻き付けられた前記ゴム部材の半径方向外側に重ねて段差を有する接合部を形成する工程と、前記接合部の半径方向外側に、コードを含むプライ材料を巻き付ける工程と、押圧ローラを前記プライ材料上でドラム軸心方向の一端側から他端側に転動させて、前記プライ材料を前記段差に押し付ける工程とを含む、ゴム部材成形方法である。

本発明に係るゴム部材成形方法は、前記押圧ローラが、支持軸と、前記支持軸に支持されて前記支持軸の半径方向に弾性変形可能なローラとを含み、前記ローラは、前記支持軸の軸方向に区分される複数のローラ片からなり、前記複数のローラ片は、前記軸方向両外側に配される複数の第１ローラ片からなる第１ローラ群と、前記第１ローラ群間に配され、かつ、複数の第２ローラ片からなる第２ローラ群とを含み、前記各第２ローラ片の幅は、前記各第１ローラ片の幅よりも小さいのが望ましい。

本発明に係るゴム部材成形方法は、前記各第２ローラ片の幅が、２〜３mmであるのが望ましい。

本発明に係るゴム部材成形方法は、前記各第１ローラ片の幅が、前記各第２ローラ片の幅の１．５倍以上であるのが望ましい。

本発明に係るゴム部材成形方法は、前記第２ローラ群の前記軸方向の長さが、前記ローラの前記軸方向の長さの４０％〜５０％であるのが望ましい。

本発明は、支持軸と、前記支持軸に支持されて前記支持軸の半径方向に弾性変形可能なローラとを含む押圧ローラであって、前記ローラは、前記支持軸の軸心方向に区分される複数のローラ片からなり、前記複数のローラ片は、前記軸方向両外側に配される複数の第１ローラ片からなる第１ローラ群と、前記第１ローラ群間に配され、かつ、複数の第２ローラ片からなる第２ローラ群とを含み、前記各第２ローラ片の幅は、前記各第１ローラ片の幅よりも小さい。

本発明のゴム部材成形方法は、未加硫かつ帯状のゴム部材をドラム上に巻き付けつつ、段差を有する接合部を形成する工程と、前記接合部の半径方向外側に、プライ材料を巻き付ける工程と、前記プライ材料を前記段差に押し付ける工程とを含んでいる。前記段差は、前記ゴム部材の巻き付けの終端を、前記ドラム上に巻き付けられた前記ゴム部材の半径方向外側に重ねて形成する。前記押し付ける工程は、押圧ローラを前記プライ材料上でドラム軸心方向の一端側から他端側に転動させる。

このような押し付ける工程では、前記ゴム部材の前記段差と前記プライ材料との間に形成される隙間が押し潰されて、前記ドラムのドラム軸心方向の一端側から他端側へ前記隙間の空気がスムーズに排出される。

本実施形態のゴム部材成形方法に用いられる装置の一例の斜視図である。形成工程、巻付工程を説明するためのドラムの横断面図である。押付工程を説明するためのドラムの横断面図である。（ａ）は、本実施形態の押圧ローラの断面図、（ｂ）は、（ａ）の押圧ローラの分解斜視図である。（ａ）は、他の実施形態の押圧ローラの断面図、（ｂ）は、（ａ）の押圧ローラ３のローラ片１４の側面図である。さらに他の実施形態の押圧ローラの断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のゴム部材成形方法を実施するための装置１の一例を示す斜視図である。装置１は、図１に示されるように、例えば、ドラム２と押圧ローラ３とを含んでいる。ゴム部材成形方法では、例えば、タイヤ用のゴム部材Ｇを成形することができる。ゴム部材成形方法は、本実施形態では、形成工程Ｓ１と巻付工程Ｓ２と押付工程Ｓ３とを含んでいる。

図２は、形成工程Ｓ１及び巻付工程Ｓ２を説明するためのドラム２の横断面図である。図２に示されるように、本実施形態の形成工程Ｓ１では、未加硫かつ帯状のゴム部材Ｇをドラム２上に巻き付けつつ、ゴム部材Ｇの巻き付けの終端Ｇｅを、ドラム２上に巻き付けられたゴム部材Ｇの半径方向外側に重ねて段差Ｆ１を有する接合部Ｆが形成される。

接合部Ｆの幅Ｗａは、特に限定されるものではないが、例えば、１０〜３０mm程度である。また、段差Ｆ１は、例えば、ゴム部材Ｇの厚さｔに相当する。

図１に示されるように、本実施形態のドラム２は、ゴム部材Ｇが巻き付けられる外周面２ａを有する周知構造のものが採用される。ドラム２は、例えば、周方向に並べられた複数個のセグメント４と、各セグメント４を半径方向内外に移動させる図示しない拡縮手段と、前記拡縮手段を固定する回転軸５とを含んでいる。ドラム２の外周面２ａは、本実施形態では、セグメント４の外面が周方向に連ねられることで形成されている。回転軸５は、例えば、その一方側に設けられた基台６によって回動自在に支持されている。ドラム２のドラム軸心方向は、例えば、水平に配されている。

ゴム部材Ｇは、例えば、周知構造の搬送装置Ｔを用いてドラム２の外周面２ａ上へ供給される。接合部Ｆの形成は、例えば、図示しない貼付け手段によって行われても良いし、作業者の手作業により行われても良い。接合部Ｆは、本実施形態では、ゴム部材Ｇの幅方向の一端から他端まで、ドラム軸心方向に沿って形成されている。

ゴム部材Ｇは、本実施形態では、タイヤ内腔面を形成する空気非透過性の周知のインナーライナー（図示省略）が採用される。なお、ゴム部材Ｇは、これらに限定されるものではなく、例えば、タイヤのビード部に配される周知のクリンチゴム（図示省略）、リムずれ防止用の周知のチェーファなどでも良い。

図２に示されるように、本実施形態の巻付工程Ｓ２では、接合部Ｆの半径方向外側に、プライ材料Ｐが巻き付けられる。これにより、接合部Ｆの段差Ｆ１とプライ材料Ｐとの間には、隙間Ｓが形成されることにより、空気が閉じ込められる。巻付工程Ｓ２では、例えば、接合部Ｆの半径方向外側には、プライ材料Ｐの巻付け始端や巻付け終端（図示省略）が配されないように、プライ材料Ｐが巻き付けられる。プライ材料Ｐの巻き付けは、例えば、ゴム部材Ｇと同様の方法で行われる。

図１に示されるように、プライ材料Ｐは、例えば、ゴム部材Ｇのドラム軸心方向の幅Ｗ１よりも大きい幅Ｗ２を有している。このようなプライ材料Ｐは、接合部Ｆとプライ材料Ｐとの間の空気が溜まりやすい。なお、プライ材料Ｐは、このような態様に限定されるものではなく、ゴム部材Ｇの幅Ｗ１よりも小さい幅Ｗ２を有していても良い。

プライ材料Ｐは、本実施形態では、カーカスコードをトッピングゴムで被覆した周知のカーカスプライが採用される。なお、プライ材料Ｐは、これらに限定されるものではなく、例えば、前記ビード部を補強するための周知の補強プライなどでも良い。

図３は、押付工程Ｓ３におけるゴム部材Ｇの拡大断面図である。図３に示されるように、本実施形態の押付工程Ｓ３は、押圧ローラ３をプライ材料Ｐ上でドラム軸心方向の一端側から他端側に転動させて、プライ材料Ｐを段差Ｆ１に押し付ける。これにより、隙間Ｓが押し潰されて、ドラム２のドラム軸心方向の一端側から他端側へ隙間Ｓの空気がスムーズに排出される。

図１に示されるように、押圧ローラ３は、例えば、移動手段８によって移動可能に保持されている。移動手段８は、例えば、押圧ローラ３をドラム軸心方向に往復移動させる第１移動具９と、第１移動具９に支持されるとともに、押圧ローラ３をドラム２の半径方向に移動させる第２移動具１０とを含んでいる。

第１移動具９は、例えば、ドラム軸心方向に延びるガイドレール９ａと、ガイドレール９ａに案内される基部９ｂと、基部９ｂをガイドレール９ａに沿って移動しうる、図示しない周知構造のボールねじ機構とを含んでいる。第１移動具９は、ボールねじ機構に代えて、周知構造のラックアンドピニオン機構を含んでも良い。

第２移動具１０は、例えば、周知構造のエアシリンダであるのが望ましい。第２移動具１０は、例えば、基部９ｂに一体移動自在に支持されている。第２移動具１０は、本実施形態では、ドラム２の半径方向に伸縮されるロッド１０ａと、ロッド１０ａの先端に保持されるローラホルダ１０ｂとを含んでいる。押圧ローラ３は、ローラホルダ１０ｂに支持されている。なお、移動手段８は、このような態様に限定されるものではなく、種々の態様を取りうる。また、押圧ローラ３は、このような移動手段８で押し付けられる態様に限定されるものではなく、作業員の手作業によって押し付けられても良い。

図４（ａ）は、本実施形態の押圧ローラ３の断面図である。図４（ｂ）は、押圧ローラの３の分解斜視図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、本実施形態の押圧ローラ３は、支持軸１２と、支持軸１２に支持されて支持軸１２の半径方向に弾性変形可能なローラ１３とを含んでいる。支持軸１２は、本実施形態では、円柱状をなし、かつ、ローラホルダ１０ｂによってドラム軸心方向に対して直角に支持されている。

本実施形態のローラ１３は、支持軸１２の軸方向に区分される複数のローラ片１４を含んでいる。

本実施形態の各ローラ片１４は、薄いリング状に形成されている。ローラ片１４は、例えば、周方向に延びる外周面１４ｓを有する。ローラ片１４の外周面１４ｓは、本実施形態では、プライ材料Ｐと接触して、プライ材料Ｐに押圧力を与える。

各ローラ片１４は、本実施形態では、軸方向両外側に配される複数の第１ローラ片１５からなる一対の第１ローラ群１５Ａと、第１ローラ群１５Ａ、１５Ａ間に配され、かつ、複数の第２ローラ片１６からなる第２ローラ群１６Ａとを含んでいる。第２ローラ片１６の幅（外周面の幅）ｗ２は、第１ローラ片１５の幅（外周面の幅）ｗ１よりも小さく形成されている。これにより、図３に示されるように、第２ローラ片１６によって、隙間Ｓをスムーズに押し潰することができるので、隙間Ｓの空気が効果的に排出される。

各第２ローラ片１６の幅ｗ２は、２〜３mmであるのが望ましい。第２ローラ片１６の幅ｗ２が２mm未満の場合、第２ローラ片１６の耐久性が低下するおそれがある。第２ローラ片１６の幅ｗ２が３mmを超える場合、隙間Ｓを効果的に押し潰すことができなくなるおそれがある。

各第１ローラ片１５の幅ｗ１は、各第２ローラ片１６の幅ｗ２の１．５倍以上であるのが望ましい。第１ローラ片１５は、本実施形態では、隙間Ｓを除いたプライ材料Ｐの半径方向外側を押し付ける。このため、第１ローラ片１５の幅ｗ１を第２ローラ片１６の幅ｗ２の１．５倍以上とすることで、プライ材料Ｐをゴム部材Ｇに均一に押し付けることができる。特に限定されるものではないが、第１ローラ片１５の幅ｗ１は、第２ローラ片１６の幅ｗ２の２．５倍以下であるのが望ましい。

第２ローラ群１６Ａの軸方向の長さＬｂは、ローラ１３の軸方向の長さＬａの４０％〜５０％であるのが望ましい。第２ローラ群１６Ａの軸方向の長さＬｂがローラ１３の軸方向の長さＬａの４０％未満の場合、隙間Ｓの半径方向外側に第２ローラ群１６Ａを配置できなくなるおそれがある。第２ローラ群１６Ａの軸方向の長さＬｂがローラ１３の軸方向の長さＬａの５０％を超える場合、隙間Ｓを除いたプライ材料Ｐの半径方向外側を多くの第２ローラ片１６で押し付けることになり、ゴム部材Ｇの押し付けが不均一となるおそれがある。

上述の作用を効果的に発揮させるために、ローラ１３の軸方向の長さＬａは、１５〜１００mmの範囲であるのが好ましい。

ローラ片１４は、例えば、各種の金属材、プラスチック材で形成される。しかしながら、ローラ片１４は、隣接するローラ片１４の側面間の摩擦を抑えて、各ローラ片１４の半径方向移動を滑らかに行うとともに、ローラ片１４同士の摩耗を減じるために、ナイロン樹脂が望ましい。

本実施形態の押圧ローラ３は、さらに、支持軸１２に装着される軸受け部材１８と、軸受け部材１８に装着される弾性変形自在なロール部１９と、ローラ片１４を抜け止めする一対の側板２０とを含んでいる。

軸受け部材１８は、例えば、押圧ローラ３のほぼ全長に亘って連続してのびる円筒状の基体２１で形成されている。基体２１は、本実施形態では、その内周面に低摩擦のベアリング材からなる軸受け面が形成されている。

ロール部１９は、例えば、弾性変形自在な円筒状体であって、押圧ローラ３のほぼ全長に亘って連続してのびる。ロール部１９は、本実施形態では、基体２１に一体回転可能に固定される。また、本実施形態のロール部１９は、その半径方向外側にローラ片１４が外挿される。これにより、ローラ片１４は、ロール部１９の弾性変形によって、個々に半径方向に移動できる。

ロール部１９は、例えば、天然ゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムなどの種々のゴム状弾性材で形成される。しかしながら、ロール部１９は、弾性、機械的強度、成形性の容易さなどの観点から特にウレタンゴムが望ましい。なお、ロール部１９のゴム状弾性材としては、１００％モジュラスが７〜１０のものが好適に採用しうる。

本実施形態の側板２０は、リング状をなし、ロール部１９の軸方向両側で基体２１に固定される。側板２０は、ローラ片１４を抜け止めするとともに、ローラ片１４の支持軸１２の軸方向への移動や軸方向に対する傾斜を抑制する。

このような押圧ローラ３は、図３に示すように、各第２ローラ片１６を、接合部Ｆの段差Ｆ１に合わせて半径方向に位置ズレさせながら接合部Ｆに沿って転動することができる。そして、ローラ片１４が硬質であり、ローラ片１４自体が変形しないことにより、接合部Ｆをその段差Ｆ１に合わせてしっかりと押し付けることができるので、隙間Ｓの空気を他端側からスムーズに排出することができる。

図５（ａ）は、他の実施形態の押圧ローラ３の断面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の押圧ローラ３のローラ片１４の側面図である。図１ないし図４に示される本実施形態の押圧ローラ３と同じ構成要素には、同じ符号が付されてその説明が省略される。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、この実施形態の押圧ローラ３は、支持軸１２と、支持軸１２に支持されて支持軸１２の半径方向に弾性変形可能な複数のローラ片１４とを含んでいる。

支持軸１２は、回転筒３０を介してローラ片１４を回転可能に支持している。回転筒３０の軸方向両側には、側板２０が配されている。回転筒３０は、軸受３１を介して、支持軸１２の半径方向外側に同心に配されている。この実施形態の回転筒３０は、支持軸１２とは独立して回転しうる。

この実施形態のローラ片１４は、回転筒３０に外挿されるリング状の内輪３２、内輪３２とは支持軸１２の半径方向外側に離間した外輪３３、及び、内輪３２と外輪３３との間を弾性的に連結する連結部３４を具えている。

外輪３３は、例えば、リング状に形成され、内輪３２の外径よりも大きい内径を有している。外輪３３は、例えば、内輪３２と同心に配されている。

この実施形態の連結部３４は、内輪３２の外周面３２ｏから外輪３３の内周面３３ｉまで渦巻き状に延びるように形成されている。これにより、外輪３３と内輪３２との間には、連結部３４が設けられない隙間３５が設けられる。このような連結部３４は、隙間３５を介して外輪３３を支持軸１２の半径方向に弾性変形させうる。

図６は、さらに他の実施形態の押圧ローラ３の断面図である。図１ないし図５に示される実施形態の押圧ローラ３と同じ構成要素には、同じ符号が付されてその説明が省略される。図６に示されるように、この実施形態の押圧ローラ３は、支持軸１２と、支持軸１２の半径方向外側に配され、かつ、支持軸１２の回りを回転自在に支持される金属製の芯材３８と、芯材３８の半径方向外側に配されるゴム層３９とを含む、周知構造のものである。このような押圧ローラ３であっても、本実施形態の形成方法を用いることにより、空気のスムーズな排出を行うことができる。

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に示される装置によって形成されたゴム部材を用いてタイヤを３００００本製造し、そのタイヤのゴム部材中の空気残りによる不良品の発生本数が測定されて、不良品発生率が算出された。ゴム部材は、ドラム上でインナーライナー及びカーカスプライを巻付けて、インナーライナーの段差上をカーカスプライの外面から押圧ローラにて押圧し、前記段差と前記カーカスプライとの間の空気を排出して形成されている。また、表１に記載された仕様以外は、すべて同じ仕様である。

＜不良品発生率＞
タイヤの加硫成形後、段差とカーカスプライとの間の空気残りによる凹凸変形がテスターの目視により確認された。評価は、凹凸変形が生じたタイヤの本数の割合で示され、数値の小さい方が良好である。なお、表１の「Ａ」は、押圧ローラをドラムの周方向に螺旋状に移動させたことを意味し、「Ｂ」は、押圧ローラをドラム軸心方向の一方側から他方側に移動させたことを意味する。
第１ローラ片の幅ｗ１：５．０mm（実施例１、２）
第２ローラ片の幅ｗ２：２．５mm（実施例１、２）
結果が表１に示される。

テストの結果、実施例の成形方法は、比較例の成形方法に比して不良発生率が小さいことが確認できる。

２ドラム
３押圧ローラ
Ｆ接合部
Ｆ１段差
Ｇゴム部材
Ｇｅゴム部材の終端
Ｐプライ材料

Claims

未加硫かつ帯状のゴム部材をドラム上に巻き付けつつ、前記ゴム部材の巻き付けの終端を、前記ドラム上に巻き付けられた前記ゴム部材の半径方向外側に重ねて段差を有する接合部を形成する工程と、
前記接合部の半径方向外側に、コードを含むプライ材料を巻き付ける工程と、
押圧ローラを前記プライ材料上でドラム軸心方向の一端側から他端側に転動させて、前記プライ材料を前記段差に押し付ける工程とを含む、
ゴム部材成形方法。
前記押圧ローラは、支持軸と、前記支持軸に支持されて前記支持軸の半径方向に弾性変形可能なローラとを含み、
前記ローラは、前記支持軸の軸方向に区分される複数のローラ片からなり、
前記複数のローラ片は、前記軸方向両外側に配される複数の第１ローラ片からなる第１ローラ群と、前記第１ローラ群間に配され、かつ、複数の第２ローラ片からなる第２ローラ群とを含み、
前記各第２ローラ片の幅は、前記各第１ローラ片の幅よりも小さい、請求項１記載のゴム部材成形方法。
前記各第２ローラ片の幅は、２〜３mmである、請求項２記載のゴム部材成形方法。
前記各第１ローラ片の幅は、前記各第２ローラ片の幅の１．５倍以上である、請求項２又は３に記載のゴム部材成形方法。
前記第２ローラ群の前記軸方向の長さは、前記ローラの前記軸方向の長さの４０％〜５０％である、請求項２ないし４のいずれかに記載のゴム部材成形方法。
支持軸と、前記支持軸に支持されて前記支持軸の半径方向に弾性変形可能なローラとを含む押圧ローラであって、
前記ローラは、前記支持軸の軸心方向に区分される複数のローラ片からなり、
前記複数のローラ片は、前記軸方向両外側に配される複数の第１ローラ片からなる第１ローラ群と、前記第１ローラ群間に配され、かつ、複数の第２ローラ片からなる第２ローラ群とを含み、
前記各第２ローラ片の幅は、前記各第１ローラ片の幅よりも小さい、
押圧ローラ。