JP4718610B2 - タイヤ成型方法及びゴムストリップの圧着装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のタイヤ用ゴム部材を含んで構成されるタイヤにおいて、少なくとも一つのゴム部材をリボン状ストリップゴムの巻き付けにより成型するためのタイヤ成型方法及びゴムストリップの圧着装置に関するものである。

一般に、タイヤは、複数のタイヤ構成部材により形成されている。例えば、図８に示すように、インナーライナー２、トレッド３、サイドウォール４、リムストリップ５等の各部が、各々要求される特性に応じたゴム部材により形成され、これらのゴム部材がカーカス層６やベルト層７等のコードを含むタイヤ用補強部材と組み合されてタイヤＴが構成されている。図中の８はビードコア９を含むビード部である。

従来は、前記の各ゴム部材を成形するために、それぞれのゴム部材の断面形状に見合ったダイスを介して押出し成形し、その後、定寸にカットすることにより目的とするゴム部材を得ていた。タイヤの成型においては、前記のゴム部材を成型ドラム上で順次貼り付けて成型していた。例えば、インナーライナーについては、所定幅の長物のシートを定寸にカットして円筒状の成型ドラムに巻き付けて、両端部を周方向の１個所でジョイントしていた。

近年においては、タイヤの多品種少量生産への対応性、組み立て精度、生産性の向上等の点から、例えば、特開２００２−１７８４１５号公報、特開２００４−３５８７３８号公報、特開２００４−２１６６０３号公報及び特開２００４−２１６７２６号公報に示されているように、インナーライナー等の各ゴム部材について、リボン状に押出し成形した未加硫のゴムストリップを成型ドラム等の円筒状の回転支持体上においてタイヤ周方向に沿って一部を重ねて螺旋状に巻き付けて所定の断面形状に成形することが行われている。

前記ゴムストリップの螺旋状の巻き付け成形の際、通常、連続して供給されるゴムストリップを回転支持体の周面に押し付けて、ゴムストリップ同士を接着するとともに、ゴムストリップ間のエアを逃がすために、該ゴムストリップの巻き付けと同時に押えロールを用いて、該ゴムストリップを順次圧着して貼り付けることが行われている（例えば、特開２００４−２１６６０３号公報及び特開２００４−２１６７２６号公報）。

その際、図６にも示すように、一部を重ねて巻き付けられるゴムストリップＲは、巻き付けの１周目の貼り付け姿勢１Ｒと、２周目の貼り付け姿勢２Ｒとに変化が生じる。それ以降（３周目以降）の貼り付け姿勢も同様であり、ゴムストリップＲの送りピッチ、ゴムストリップＲの断面形状により姿勢が変化し、トラバース移動の進行方向の前側部分が凹になる。このように姿勢が変化するゴムストリップＲに対して、図７に示す回転支持体１１０の周面と平行な単なる円筒状の押えロール１３０では、ゴムストリップＲの幅全体に押圧力を加えることは困難であり、前記進行方向（矢印Ｂ）の前側の凹になる部分の押圧力が不足し、圧着が不充分になったり、空隙が残存するおそれがある。また、巻き付けのパターンによっては、２層等の複数層巻において巻始めの位置が成型対象のゴム部材の端部以外の位置である場合、巻始め付近でのストリップ姿勢の変化量は、前記状態のゴムストリップの厚みによる段差による変化も加わりさらに大きくなり、前記の加圧力不足が発生する。

例えば、特開２００４−２１６６０３号公報では、ゴムストリップを回転支持体に対し供給し螺旋状に巻回して貼り付けるための押さえロールを含むアプリケーターロールとは別に、該アプリケータロールによる貼り付け直後の領域に、該ゴムストリップの重ね合わせによる段差を形成する縁部を回転支持体に対し押圧、圧着するとともに、該縁部に形成される段差をすり潰すステッチングロールを設け、該ステッチングロールにより前記縁部をすり潰して段差をなくすようにしている。

しかし、前記提案の場合、前記ステッチングロールについては、基本的に、ゴムストリップの一部を重ね合わせた螺旋状の巻き付けによる縁部の段差、すなわちトラバース移動の進行方向に対し後側の縁部の段差をすり潰すことを目的として、前記アプリケータロールと幅方向センターが略同じ位置になるように設けられており、一部を重ねた螺旋状の巻き付けによる貼り付け姿勢の変化に対し、トラバース移動の進行方向の前側の凹の部分を局部的に押圧するようにはなっていない。そのため、トラバース動作の進行方向の前側の部分ほど充分に圧着できなくなり、空隙が生じるおそれがある。すなわち、ゴムストリップのトラバース移動の進行方向での貼り付け姿勢の変化を考慮して、ゴムストリップ間に生じる空隙を意図的に押し潰す圧着は困難なものである。
特開２００２−１７８４１５号公報 特開２００４−３５８７３８号公報 特開２００４−２１６６０３号公報 特開２００４−２１６７２６号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになしたものであり、複数のタイヤ用ゴム部材を含んで構成されるタイヤの成型において、回転支持体に対し相対的にトラバース動作可能な供給装置より連続して供給されるリボン状のゴムストリップの巻き付けの際、空隙を生じさせずに確実にかつ良好に圧着することができるタイヤの成型方法及び、そのタイヤ成型に使用するゴムストリップの圧着装置を提供するものである。

本発明は、複数のタイヤ用ゴム部材を含んで構成されるタイヤの少なくとも一つの前記ゴム部材について、成型用の回転支持体に対して相対的にトラバース移動する供給装置より供給されるリボン状ゴムストリップを、前記回転支持体の外周面に螺旋状に巻き付けて積層するタイヤ成型方法において、前記ゴムストリップの全幅を押圧可能に配された押さえロールと、該ゴムストリップ幅のセンターを挟んでトラバース移動方向の前後に並列して個々に押圧動作可能に配された二組のステッチングロールとを用い、前記ゴムストリップの前記回転支持体周面に対する巻き付き位置で前記押さえロールにより該ゴムストリップを押圧し圧着するとともに、その直後の領域部分において、前記二組のステッチングロールのうち、前記トラバース移動の進行方向前側のステッチングロールを押圧動作させて、該ゴムストリップの前記進行方向前側の部分を押圧し圧着することを特徴とする。

このタイヤ成型方法によれば、左右いずれの螺旋状の巻き付けの場合においても、二組のうちのトラバース移動の進行方向前側のステッチングロールを押圧動作させることにより、押さえロールのみではゴムストリップの貼り付け姿勢の変化による加圧の不充分な部分、特には螺旋状の巻き付けにより凹になるトラバース移動の進行方向前側の部分を、前記ステッチングロールにより押圧できるため、ゴムストリップの全幅に渡って加圧力の不足を生じさせずに圧着でき、ゴムストリップ同士の間に空隙を生じさせずに貼り付け積層することができる。

前記タイヤ成型方法において、トラバース移動の往復により前記ゴムストリップを複数層巻する際、往復それぞれのトラバース移動の進行方向前側のステッチングロールにより前記ゴムストリップ幅の前記進行方向前側の部分をそれぞれ押圧するものが好ましい。これにより、前記トラバース移動の往復のいずれの場合にも、トラバース移動の進行方向前側のステッチングロールにより、ゴムストリップ幅の前側部分を確実に押圧できる。

さらに、本発明は、前記のタイヤ成型方法の実施に使用するゴムストリップの圧着装置であって、成型用の回転支持体と対向して配置され、該回転支持体に対して相対的にトラバース移動可能に設けられ、リボン状ゴムストリップを前記回転支持体に向けて供給するように設けられたゴムストリップの供給装置に装備されてなり、前記供給装置から供給される前記ゴムストリップの前記回転支持体周面に対する巻き付き位置で該ゴムストリップの全幅を押圧可能な押さえロールと、前記押さえロールによる押圧位置の直後の領域部分において、前記ゴムストリップ幅のセンターを挟んでトラバース移動方向の前後に並列して個々に押圧動作可能に配された二組のステッチングロールとを備え、前記ステッチングロールは、トラバース移動の進行方向前方側のステッチングロールが押圧動作するように設けられてなることを特徴とする。

この圧着装置によれば、ゴムストリップをトラバース移動により螺旋状に巻き付けて積層成型する際、螺旋状の巻き付けによる進行方向の前側の凹になる部分を前記ステッチングロールにより確実に押圧できるため、ゴムストリップの全幅に渡って押圧力の不足を生じさせずに圧着でき、以て、前記成型方法の実施を確実になすことができる。

前記の圧着装置において、前記押さえロールと、前記二組のステッチングロールとは、前記ゴムストリップの供給装置の一部に、それぞれ独立して押圧動作可能に配設されており、該供給装置のトラバース移動と共に移動するものとするものが好ましい。これにより、ストリップゴムの巻き付けの際に、巻き付けピッチ、巻き付けパターン、凹凸等の変化に対して、調整や複雑な制御及び位置決め装置を必要とせず、押さえロール、ステッチングロールの組合せのみで、ストリップゴムの圧着及びエア逃がしが可能になる。

また、前記の圧着装置において、リボン状ゴムストリップの供給装置は、ゴム材をリボン状に押出成形する押出機であり、押出機のヘッド部近傍に前記押さえロールと前記ステッチングロールとが設けられているものとすることができる。これにより、押出機から所定の断面形状のリボン状ゴムストリップを押し出し供給しながら、巻き付けられるゴムストリップを前記押さえロールと前記ステッチングロールとにより圧着しながら巻き付け成型することができる。

前記の圧着装置において、二組のステッチングロールが、ゴムストリップ幅のセンターを中間にして隣接して並列配置されており、トラバース移動の進行方向前側のステッチングロールにより前記ゴムストリップ幅の前記進行方向前側の部分を押圧するように設けられてなるものとすることができる。これにより、ゴムストリップ幅の前記進行方向前側の部分を確実に押圧することができる。

前記二組のステッチングロールは外周面が断面円弧状をなしているものが好ましい。これにより、トラバース移動による螺旋状の巻き付けにより凹になる進行方向前側の部分を確実に押圧して、空隙を生じさせないように圧着することができる。

上記したように、本発明のタイヤ成型方法及びゴムストリップの圧着装置によれば、少なくとも一つのタイヤ用ゴム部材についてリボン状ゴムストリップを螺旋状に巻き付けて積層する場合において、二組のうちのトラバース移動の進行方向前側のステッチングロールを押圧動作させることにより、ゴムストリップの貼り付け姿勢の変化のために押さえロールのみでは押圧力が不充分になる部分、特にはトラバース移動の進行方向前側の凹になる部分をステッチングロールにより押圧できるため、ゴムストリップの全幅に渡って押圧力の不足を生じさせずに確実にかつ空隙を生じさせず圧着できる。

特に、前記二組のステッチングロールを回転支持体に対し供給されるゴムストリップの幅方向センターを挟んで前後に並列して設けておくことにより、ゴムストリップの巻き付けピッチ、巻き付けパターン、凹凸等の変化に対して、調整や複雑な制御及び位置決め装置を必要とせず、押さえロール、ステッチングロールの組合せのみで、ストリップゴムの圧着及びエア逃がしを確実になすことができる。

次に本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。

図１は本発明にかかるタイヤ成型方法を実施する成型装置によるリボン状ゴムストリップの巻き付け状態の略示側面図、図２は同上の略示平面説明図、図３は押さえロールによる押圧状態の図１のＡ矢視方向の略示平面図、図４及び図５はそれぞれ同上のステッチングロールによる押圧状態の図１のＡ矢視方向の略示平面図、図６はゴムストリップの巻き付け姿勢の断面説明図、図７は従来の押さえロールによる押圧状態の説明図である。

図において、符号１０は中心軸１１の回りに回転可能な成型用の回転支持体であり、通常、拡縮可能に構成された円筒状の成型ドラムよりなる。符号２０は前記回転支持体１０と対向して配置されたリボン状ゴムストリップＲの供給装置としての押出機であり、ヘッド部２１の先端に有する口金２２から、インナーライナー、トレッド、サイドウォール、リムストリップ等の成型対象のタイヤ用ゴム部材に応じた所定の断面形状のリボン状ゴムストリップＲを前記回転支持体１０に向かって押し出し供給するように設けられている。

前記押出機２０は、前記回転支持体１０に対して軸方向に相対的にトラバース移動可能に設けられている。これにより、前記押出機２０より押し出されるリボン状ゴムストリップＲは、前記回転支持体１０の周面に向かって連続して供給されるとともに、前記のトラバース移動と回転支持体１０の回転に伴って、一部が重ねられて螺旋状に巻き付けられ積層されるように設けられている。前記ゴムストリップＲの巻き付け時のトラバース移動は、前記押出機２０を回転支持体１０に対してその軸方向に移動させる場合のほか、回転支持体１０を軸方向に移動させる場合もある。

前記ゴムストリップＲの供給装置としては、前記の押出機２０には限らず、別工程で押し出し成型されて給送されてくるゴムストリップを連続して送出し供給するように構成した供給装置の場合もある。

そして、前記のように供給されるゴムストリップを巻き付け成型するのに使用する圧着装置は、次の構成を備えてなる。

符号の３０は、前記ゴムストリップの供給装置としての前記押出機２０のヘッド部２１に連結固定された支持ブラケット２３により支持された一組の押さえロールであり、前記の押出機２０より押し出されて供給されるゴムストリップＲを押圧できるように配設されている。この押さえロール３０は、ゴムやポリウレタン等の押圧に適した弾性を有する弾性体よりなる円筒状のロール体３１が、前記回転支持体１０の周面に対し平行に軸支されるとともに、前記支持ブラケット２３に取付けられた（取付手段の図示は省略）エアシリンダー等の進退動作用のアクチュエータ３３により、前記回転支持体１０の周面に向かって進退自在に支持されており、ゴムストリップＲの巻き付け時に進出動作することにより、前記ゴムストリップＲの巻き付き位置において該ゴムストリップＲを押圧するように設けられている。特に、前記ロール体３１は、平面よりみて前記押出機２０の口金２２から押し出されるゴムストリップＲの幅より大きい軸方向幅を持ち、ゴムストリップＲの全幅を押圧可能なように、該ゴムストリップＲの対応位置に配設されている。図中の符号３５は前記ロール体３１の軸支部材である。

符号４０ａ，４０ｂは、前記押さえロール３０による前記押圧位置の直後の領域部分において前記ゴムストリップＲを押圧するように配された二組のステッチングロールであり、それぞれ前記押出機２０の口金２２から回転支持体１０の周面に向かって押し出され供給されるゴムストリップＲの幅方向センターＣを挟んで前記トラバース移動の進行方向の前後に並列して配設されている。特に、前記二組のステッチングロール４０ａ，４０ｂは、図のように、それぞれのロール体４１，４１が前記幅方向センターＣを中間にして隣接して並列配置されて軸支部材４５、４５により回転自在に軸支されるとともに、それぞれ前記支持ブラケット２３に取付けられた（取付手段は図示省略）エアシリンダー等の進退動作用のアクチュエータ４３，４３により各々独立して押圧動作するように支持されており、前記トラバース移動の進行方向に合わせてその進行方向前側になるステッチングロール４０ａ又は４０ｂが押圧動作することにより、回転支持体１０上に巻き付け積層される前記ゴムストリップＲの前側になる部分、好ましくは端縁からゴムストリップ幅Ｗの１／４〜１／２幅の範囲を押圧するように設けられている。

前記ステッチングロール４０ａ，４０ｂは、それぞれ前記ロール体４１，４１の外周面が断面円弧状、特には球体の両側を切り欠いた割球により前記外周面が球面形状をなすものが、押圧によるエア逃がしや圧着の効果の点から好ましい。また、前記ステッチングロール４０ａ，４０ｂの幅は、前記ゴムストリップ幅Ｗの１／２より大きいもの、例えば、図のようにゴムストリップ幅Ｗと略同程度の幅を有するものが好ましい。もちろん、ゴムストリップＲの断面形状によっては、前記の幅より小さいものを用いることもできる。

このステッチングロール４０ａ，４０ｂについても、ロール体４１，４１については、前記の押さえロール３０と同様のゴムやポリウレタン等の適度に弾性を有する弾性体により形成しておくのが好ましい。このほか、金属製のロールを用いることもできる。

前記の構成の圧着装置を備える成型装置により、タイヤを構成する少なくとも一つのゴム部材について、供給装置としての前記押出機２０から押し出されるリボン状のゴムストリップＲを、回転支持体１０の回転と該回転支持体１０に対する押出機２０の相対的なトラバース移動により螺旋状に巻き付けて積層する際、前記ゴムストリップＲの前記回転支持体１０の周面に対する巻き付き位置、すなわち押出機２０から供給されたゴムストリップＲが回転支持体１０に当接して巻き付き始める位置において、前記押さえロール３０により該ゴムストリップＲを押圧し圧着する（図３）。このとき、押さえロール３０は一部が重ねられて巻き付けられるゴムストリップＲの重なりによる凸部分を押圧することになる。

そして、前記の押圧直後の領域部分においては、左右いずれの螺旋状の巻き付けの場合においても、前記二組のステッチングロール４０ａ，４０ｂのうち、前記トラバース移動の進行方向の前側になる一方のステッチングロール４０ａ又は４０ｂ、例えば図４のようにステッチングロール４０ａを押圧動作させて、該ゴムストリップＲの前記進行方向（図中の矢印Ｂ方向）の前側の部分を押圧し圧着する。トラバース移動の進行方向が前記とは反対方向の場合は、その進行方向前側になるステッチングロール４０ｂを押圧動作させて、前記同様に進行方向前側の部分を押圧し圧着する。

これにより、押さえロール３０のみではゴムストリップＲの貼り付け姿勢の変化により押圧力が不充分な部分、特にはトラバース移動による螺旋状の巻き付けにより凹になる進行方向前側の部分を、前記ステッチングロール４０ａ又は４０ｂにより確実に押圧できることになり、ゴムストリップＲ，Ｒ同士の間に空隙を生じさせないように充分に圧着することができる。

また、図５のように、回転支持体１０の幅方向中央部をゴムストリップＲの巻始め位置にして、トラバース移動の往復により該ゴムストリップＲを複数層巻する際、前記中央部から端縁部に至るトラバース移動の往動時は、図４と同様にその進行方向Ｂの前側になるステッチングロール４０ａを押圧動作させ、そして端縁部で折り返した後のトラバース移動の復動時は、図５のように、前記とは反対の進行方向前側のステッチングロール４０ｂを往圧動作させる。これにより、トラバース移動による螺旋状の巻き付けによる１層目及び２層目のいずれの場合も、また巻始め位置の段差部を含めて貼り付け姿勢の変化に容易に対応でき、螺旋状の巻き付けにより凹になる進行方向前側の部分を、前記ステッチングロール４０ａ又は４０ｂにより確実に押圧することができる。そのため、複数層巻の場合においても、ゴムストリップＲ，Ｒ同士の間に空隙を生じさせないように圧着して巻き付け積層することができる。

なお、上記した実施例においては、螺旋状に巻き付け積層するリボン状のゴムストリップＲを、回転支持体１０としての円筒状の成型ドラム上において螺旋状に巻き付け積層する場合について説明したが、回転支持体としては、前記成型ドラム上にカーカス層やベルト層あるいは他のゴム層を下地層として巻回積層されている場合も含んでおり、前記下地層上に前記ゴムストリップを前記同様に巻き付け積層することもできる。このほか、例えばサイドウォール等を円筒状のバンドケースやシェーピング変形させたグリーンタイヤに対して巻き付け積層する場合においても、前記バンドケースやグリーンタイヤを回転支持体として上記と同様にして実施することができる。また、従来の押出し部材とゴムストリップ部材の積層を組み合わせて所定のゴム部材を成型する場合においても実施することができる。この際、厚みのある従来の押出し部材の押圧では前記圧着装置の二組のステッチングロールを同時に押圧動作させることも可能である。

本発明は、複数のタイヤ用ゴム部材を含んで構成されるタイヤの少なくとも一つの前記ゴム部材について、成型用の回転支持体に対して相対的にトラバース移動する供給装置より供給されるリボン状ゴムストリップを、前記回転支持体の外周面に螺旋状に巻き付けて積層するタイヤ成型方法に好適に利用できる。

本発明にかかるタイヤ成型方法を実施する成型装置によるリボン状ゴムストリップの巻き付け状態の略示側面図である。 同上の略示平面説明図である。 押さえロールによる押圧状態の図１のＡ矢視方向の略示平面図である。 同上のステッチングロールによる押圧状態の図１のＡ矢視方向の略示平面図である。 同上のステッチングロールによる押圧状態の図１のＡ矢視方向の略示平面図である。 ゴムストリップ巻き付け姿勢の断面説明図である。 従来の押さえロールによる押圧状態の説明図である。 タイヤ構造を例示する断面図である。

符号の説明

１０…回転支持体、１１…中心軸、２０…押出機、２１…ヘッド部、２２…口金、２３…支持ブラケット、３０…押さえロール、３１…ロール体、３３…アクチュエータ、３５…軸支部材、４０ａ，４０ｂ…ステッチングロール、４１…ロール体、４３…アクチュエータ、４５…軸支部材、Ａ…方向、Ｂ…トラバース移動の進行方向、Ｃ…幅方向センター、Ｒ…ゴムストリップ。

Claims (7)

1. 複数のタイヤ用ゴム部材を含んで構成されるタイヤの少なくとも一つの前記ゴム部材について、成型用の回転支持体に対して相対的にトラバース移動する供給装置より供給されるリボン状ゴムストリップを、前記回転支持体の外周面に螺旋状に巻き付けて積層するタイヤ成型方法において、
   前記ゴムストリップの全幅を押圧可能に配された押さえロールと、該ゴムストリップ幅のセンターを挟んでトラバース移動方向の前後に並列して個々に押圧動作可能に配された二組のステッチングロールとを用い、
   前記ゴムストリップの前記回転支持体周面に対する巻き付き位置で前記押さえロールにより該ゴムストリップを押圧し圧着するとともに、その直後の領域部分において、前記二組のステッチングロールのうち、前記トラバース移動の進行方向前側のステッチングロールを押圧動作させて、該ゴムストリップの前記進行方向前側の部分を押圧し圧着することを特徴とするタイヤ成型方法。
2. トラバース移動の往復により前記ゴムストリップを複数層巻する際、往復それぞれのトラバース移動の進行方向前側のステッチングロールにより前記ゴムストリップ幅の前記進行方向前側の半部分をそれぞれ押圧する請求項１に記載のタイヤ成型方法。
3. 複数のタイヤ用ゴム部材を含んで構成されるタイヤの少なくとも一つのゴム部材について、リボン状ゴムストリップを成型用の回転支持体の外周面に螺旋状に巻き付けて積層する成型において使用する圧着装置であって、
   成型用の回転支持体と対向して配置され、該回転支持体に対して相対的にトラバース移動可能に設けられ、リボン状ゴムストリップを前記回転支持体に向けて供給するように設けられたゴムストリップの供給装置に装備されてなり、
   前記供給装置から供給される前記ゴムストリップの前記回転支持体周面に対する巻き付き位置で該ゴムストリップの全幅を押圧可能な押さえロールと、
   前記押さえロールによる押圧位置の直後の領域部分において、前記ゴムストリップ幅のセンターを挟んでトラバース移動方向の前後に並列して個々に押圧動作可能に配された二組のステッチングロールとを備え、
   前記ステッチングロールは、トラバース移動の進行方向前側のステッチングロールが押圧動作するように設けられてなることを特徴とするゴムストリップの圧着装置。
4. 前記押さえロールと、前記二組のステッチングロールとは、前記ゴムストリップの供給装置の一部に、それぞれ独立して押圧動作可能に配設されており、該供給装置のトラバース移動と共に移動する請求項３に記載のゴムストリップの圧着装置。
5. リボン状ゴムストリップの供給装置は、ゴム材をリボン状に押出成形する押出機であり、押出機のヘッド部近傍に前記押さえロールと前記ステッチングロールとが設けられている請求項４に記載のゴムストリップの圧着装置。
6. 二組のステッチングロールが、ゴムストリップ幅のセンターを中間にして隣接して並列配置されており、トラバース移動の進行方向前側になるステッチングロールにより前記ゴムストリップ幅の前記進行方向前側の部分を押圧するように設けられてなる請求項３〜５のいずれか１項に記載のゴムストリップの圧着装置。
7. 前記二組のステッチングロールは外周面が断面円弧状をなしている請求項６に記載のゴムストリップの圧着装置。

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