JP2006297795A - Pressing roller and pressing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生タイヤの成型工程において、成型ドラムに巻き付けられたタイヤ構成部材を押圧して圧着する際に使用される圧着ローラ及び圧着装置に関する。 The present invention relates to a pressure roller and a pressure bonding device that are used when a tire constituent member wound around a molding drum is pressed and pressure-bonded in a green tire molding step.
タイヤを構成する未加硫ゴム等の各種部材を貼り合わせて未加硫の生タイヤを作製するタイヤ成型工程においては、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、回転する円筒状の成型ドラムの外周面に、インナーライナーやカーカスプライ等の各種タイヤ構成部材を順次巻き付け、それらを貼り合わせて円筒状の生タイヤやその半製品等を作製する。 A molding method using a molding drum is widely employed in a tire molding process in which various members such as unvulcanized rubber constituting a tire are bonded to produce an unvulcanized raw tire. In this method, various tire constituent members such as an inner liner and a carcass ply are sequentially wound around an outer peripheral surface of a rotating cylindrical molding drum, and bonded together to produce a cylindrical raw tire, a semi-finished product thereof, and the like.
この貼り合わせ工程では、タイヤ構成部材を円筒状にすることによってできる端部同士の継ぎ目(スプライス)を接合することと、重ね合わせたタイヤ構成部材間の空気を抜きながらそれらを互いに貼り合わせることが必要であり、一般に、圧着部材をタイヤ構成部材に押し付けながら移動させ、又はその状態で成型ドラムを回転させる等して、部材間に入った空気を抜きながらスプライスやタイヤ構成部材同士を圧着する。 In this bonding step, joining the seams (splices) between the ends formed by making the tire component members cylindrical, and bonding them together while bleeding the air between the stacked tire component members Generally, the pressure member is moved while being pressed against the tire constituent member, or the molding drum is rotated in that state, and the splice and the tire constituent member are pressure-bonded with each other while removing air that has entered between the members.
従来、この圧着部材には、ゴムや金属材料等で形成された回転自在な円筒状のローラ本体を有する圧着ローラが使用されている。この圧着ローラによれば、タイヤ構成部材を成型ドラムの径方向外側から押圧しながらそれと直角方向にタイヤ構成部材外周面を移動しても、ローラ本体が回転するため、比較的滑らかに移動してタイヤ構成部材を圧着することができる。 Conventionally, a pressure roller having a rotatable cylindrical roller body formed of rubber, a metal material, or the like is used for the pressure member. According to this pressure roller, even if the tire constituent member is pressed from the outside in the radial direction of the molding drum and the outer peripheral surface of the tire constituent member is moved in a direction perpendicular thereto, the roller body rotates, so that the roller main body moves relatively smoothly. The tire constituent member can be crimped.
しかし、押圧されるタイヤ構成部材の外周面は、全体的に円筒形状をなし、かつスプライスのタイヤ構成部材の端部同士が重なり合ってできる段差等により部分的に凹凸を有する等、平坦な面ではないため、このような圧着ローラでもタイヤ構成部材を適正に押圧して部材間の空気を確実に抜きながら圧着するのは難しい。そこで、タイヤ構成部材の外周面の形状に対応し、空気溜まり等を生じさせることなく適正に圧着するため、種々の改良が加えられた圧着ローラが使用されている(特許文献1又は特許文献2参照)。
However, the outer peripheral surface of the tire constituent member to be pressed has a generally cylindrical shape, and is partially flat due to a step formed by overlapping the ends of the tire constituent members of the splice. Therefore, even with such a pressure roller, it is difficult to press the tire constituent member properly and press the air while reliably removing the air between the members. In view of this, a pressure-bonding roller with various improvements has been used to cope with the shape of the outer peripheral surface of the tire component and appropriately press-fit without causing an air pocket or the like (
特許文献1に記載された圧着ローラは、金属製のローラ本体の外周面を成型ドラムの半径と略同一な曲率を有する鼓状にし、かつ軸方向で複数に分割してリング状にし、弾性のある円筒状ゴムを介して金属製の軸芯に取り付けている。従って、ローラ本体の鼓状の外周面がタイヤ構成部材に押し付けられると、タイヤ構成部材に接する側の円筒状ゴムがその外周形状に応じて変形するため、ローラ本体外周面もタイヤ構成部材外周面の円筒形状や凹凸に追従変形することができる。しかし、この圧着ローラでは、ドラム径方向へのタイヤ構成部材を押圧する力により円筒状ゴムが同方向に潰れ、それと直角方向に拡がって偏平化し、その状態で押圧方向と直角なドラム軸方向へ前進して部材を圧着するため、偏平化したゴムが金属リングの円滑な回転を妨げてタイヤ構成部材を進行方向へ引っ張る力が発生し、タイヤ構成部材が変形等することがある。
In the pressure roller described in
これに対し特許文献2に記載された圧着ローラは、軸芯に回転自在に取り付けられた円筒状の芯部材の周囲にゴム材からなる円筒状の内層を取り付け、更にその外周にスポンジ材からなる円筒状の外層を設けている。従って、この圧着ローラでは、タイヤ構成部材を押圧しても、内層・外層の弾性変形により、外周面はタイヤ構成部材の円筒形状や凹凸に追従変形することができ、更に変形によりローラの回転が妨げられることもない。しかし、スポンジ材は使用により劣化しやすく、圧着作業中に欠損してタイヤ構成部材に付着してタイヤ内に混入すると、製品タイヤの性能や品質等に影響が生じる。
On the other hand, the pressure roller described in
また、その他の先行例として、特許文献に記載されたものではないが、従来の圧着ローラを図5に示す。図5は、この圧着ローラでタイヤ構成部材を圧着するときの状態を成型ドラム軸方向から見た要部正面断面図である。この従来の圧着ローラ21は、円柱状の支持軸22がドラム接線方向と平行にローラホルダ(図示せず)に取り付けられ、支持軸22に円筒状のローラ本体23が同芯、かつ回転自在に取り付けられて構成されている。ローラ本体23は、例えば軸方向に複数に分割されたゴムや、特許文献1に記載された圧着ローラと同様に、円筒状ゴムを介して取り付けられた複数の金属リングからなり、分割されたゴムや金属リングがそれぞれ独立して回転するようになっている。従って、圧着ローラ21は、円筒状の成型ドラム24に巻き付けられたタイヤ構成部材25にドラム径方向外側から圧力をかけながらドラム軸方向に前進するときには、ゴムの変形によりタイヤ構成部材25の外周面の円筒形状や凹凸に追従できるようになっている。
As another prior example, although not described in the patent literature, a conventional pressure roller is shown in FIG. FIG. 5 is a front cross-sectional view of a main part when a state where the tire constituent member is pressure-bonded by the pressure roller is viewed from the axial direction of the molding drum. In this
しかし、この従来の圧着ローラ21では、高い表面圧力、例えば1MPa以上でタイヤ構成部材25を押圧しながら前進するときには、ローラのゴムが大きく変形して分割ゴム同士の摩擦や円筒状ゴムの偏平化が大きくなり、ローラ本体23の回転も大きく妨げられる。これに応じてタイヤ構成部材を進行方向へ引っ張る力も大きくなり、タイヤ構成部材にしわ等の変形が生じるという問題がある。また、ゴムが最も大きく変形するローラ本体23の軸方向中央部ではタイヤ構成部材の押圧力も大きくなり、逆にゴムの変形が小さい周辺部では押圧力も小さくなるため、場所により圧着力に差が生じてタイヤの均一性等の品質が悪化するという問題もある。そこで、押圧力を小さくしてゴムの変形を押さえることで以上の問題を解消することができるが、この場合には圧着力が不足してしまうという新たな問題が生じる。
However, in the
特に、未舗装の路面で使用されることが多い建設車輌用タイヤでは、悪路面に対応するため、インナーライナーの周囲に巻き付けられるタイヤ構成部材が多くなり、押圧する外周面の凹凸も大きくなる。従って、凹凸部等に溜まった空気を抜きながらタイヤ構成部材を均一に圧着するためには、より高い圧力で押圧する必要があるが、従来の圧着ローラ21は上記した問題によりこのようなタイヤの成型に使用するのが難しい。 In particular, in a construction vehicle tire that is often used on an unpaved road surface, in order to cope with a bad road surface, the number of tire components wound around the inner liner increases, and the unevenness of the outer peripheral surface to be pressed also increases. Therefore, in order to uniformly press the tire constituent member while removing the air accumulated in the uneven portion or the like, it is necessary to press with a higher pressure. Difficult to use for molding.
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、成型ドラムの外周に円筒状に巻き付けられたタイヤ構成部材を、外周面の凹凸等に溜まった空気を確実に抜きながら、変形等を生じさせることなく均一かつ確実に圧着できるようにすることである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to reliably remove the tire constituent members wound around the outer periphery of the molding drum in a cylindrical shape from the air accumulated on the unevenness of the outer peripheral surface. However, it is possible to uniformly and surely perform crimping without causing deformation or the like.
請求項1の発明は、成型ドラムの外周に円筒状に巻き付けられたタイヤ構成部材同士を押圧して圧着する圧着ローラであって、支持軸と、該支持軸に取り付けられ、軸方向の略中央が小径な鼓状に形成された剛体からなるローラ本体とを有し、該ローラ本体は、前記支持軸を中心に回転しながら鼓状の外周面で前記タイヤ構成部材を押圧することを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載された圧着ローラにおいて、前記ローラ本体の外周面の軸線を含む断面形状は、前記円筒状のタイヤ構成部材の外周面の半径と略同一な曲率半径を有することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載された圧着ローラにおいて、前記ローラ本体は、軸方向に2以上に分割されていることを特徴とする。
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圧着ローラにおいて、前記剛体は、低摩擦材料でできていることを特徴とする。
請求項5の発明は、タイヤ構成部材の圧着装置であって、タイヤ構成部材を外周に円筒状に巻き付ける成型ドラムと、前記タイヤ構成部材同士を押圧して圧着する請求項1ないし4のいずれかに記載された圧着ローラと、を有することを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項5に記載された圧着装置において、前記圧着ローラは、平面視、前記成型ドラムの軸線と直角な方向にずらして複数個設けたことを特徴とする。
The invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the pressure roller according to the first aspect, the cross-sectional shape including the axis of the outer peripheral surface of the roller body has a radius of curvature that is substantially the same as the radius of the outer peripheral surface of the cylindrical tire constituent member. It is characterized by having.
According to a third aspect of the present invention, in the press roller according to the first or second aspect, the roller body is divided into two or more in the axial direction.
According to a fourth aspect of the present invention, in the press roller according to any one of the first to third aspects, the rigid body is made of a low friction material.
Invention of
According to a sixth aspect of the present invention, in the crimping apparatus according to the fifth aspect, a plurality of the pressure rollers are provided while being shifted in a direction perpendicular to the axis of the molding drum in a plan view.
本発明によれば、圧着ローラのローラ本体を複数の回転自在な剛体を組み合わせて形成し、かつタイヤ構成部材を押圧する外周面の曲率半径を円筒状タイヤ構成部材の半径と略同一な鼓状にしたため、高い圧力をかけてもローラ本体が変形せずに円滑に回転でき、タイヤ構成部材をその円筒形状に沿って高い圧力で均一に押圧することができる。従って、外周面の凹凸等に溜まった空気を確実に抜きながら、変形等を生じさせることなくタイヤ構成部材を均一かつ確実に圧着することができる。 According to the present invention, the roller body of the pressure roller is formed by combining a plurality of rotatable rigid bodies, and the radius of curvature of the outer peripheral surface that presses the tire constituent member is substantially the same as the radius of the cylindrical tire constituent member. Therefore, the roller main body can be smoothly rotated without being deformed even when high pressure is applied, and the tire constituent member can be uniformly pressed with high pressure along the cylindrical shape. Therefore, the tire constituent member can be uniformly and reliably crimped without causing deformation or the like while reliably removing the air accumulated on the unevenness of the outer peripheral surface.
以下、本発明の圧着ローラの一実施形態を図面を参照して説明する。図1は、本実施形態における圧着ローラを正面から見た要部拡大断面図を示す。 Hereinafter, an embodiment of a pressure roller of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part when the pressure roller according to this embodiment is viewed from the front.
本実施形態における圧着ローラ1は、図5に示す従来の圧着ローラ21と同様に、円柱状の支持軸2の両端部がローラホルダ(図示せず)に取り付けられ、支持軸2にローラ本体3が同芯、かつ回転自在に取り付けられて構成されている。しかし、ローラ本体3は、全体の外周形状が、小径な軸方向の略中央から大径な両端部に向かって直径が滑らかに変化する鼓形状をしており、かつ軸方向に垂直に複数に分割(本実施形態では5分割)された剛体からなる点で、前記従来のものと相違している。即ち、外周面が一定の曲率を持った剛体からなるリング状のローラリング4が複数個(本実施形態では5個)支持軸2に取り付けられて、全体として鼓形状をしたローラ本体3を形成している。なお、本発明においてローラ本体3の軸方向の略中央とは、ローラ本体3の軸方向中央面から軸方向の両方向へ向かう距離が、それぞれローラ本体3の軸方向長さの10%以内である範囲を含む。
In the
この鼓形状をしたローラ本体3のタイヤ構成部材を押圧する外周面は、軸線を含む断面における曲率半径が成型ドラムに巻き付けられたタイヤ構成部材の外周面の半径と略同一であり、軸方向中央面を挟んで対称になっている。従って、軸方向中央部のローラリング4が最も小径であり、そこから対称に各両端部に向かってローラリング4の直径が滑らかに大きくなり、ローラリング4の外周面と側面のなす角度も順に鋭角になっている。また、ローラリング4は、例えば、ある程度の強度を持ち、摩擦係数が低く、耐摩耗性等に優れた高分子材料や金属材料等の低摩擦材料、代表的にはMCナイロン(登録商標)等の剛体により形成し、ベアリング等の軸受を介して支持軸2にそれぞれが独立に回転自在に取り付けられている。
The outer peripheral surface that presses the tire constituent member of the drum-shaped
なお、ローラ本体3外周面の軸方向に垂直な断面における各部の直径や軸方向の長さ等は、成型するタイヤのサイズや成型ドラムの大きさ、圧着時に必要とされる圧力等に応じて決定する。また、ローラ本体3の軸方向での分割数は、軸方向の長さや、後述する鼓形状の直径の違いにより回転時に生じる表面周速度差等を考慮して2以上に決定する。
In addition, the diameter of each part in the cross section perpendicular to the axial direction of the
次に、この圧着ローラ1で成型ドラムに巻き付けられたタイヤ構成部材を圧着するときの作業等について説明する。図2は、このときの状態をドラム径方向から見た要部側面図を示し、図3は、図2のA−A線に沿う要部正面断面図を示す。
Next, the operation | work etc. when crimping the tire structural member wound around the molding drum with this pressurizing
まず、回転する円筒状の成型ドラム5の外周面に、インナーライナーやカーカスプライ等のタイヤ構成部材6を巻き付けて円筒状にし、その外周面に圧着ローラ1を成型ドラム5の径方向外側から一定の圧力で押し付ける。このとき、圧着ローラ1の支持軸2は、図示のように成型ドラム5の接線方向と平行になるようにし、ローラ本体3の鼓状の外周面が円筒状のタイヤ構成部材6の曲面と合致するようにする。次に、この状態で圧着ローラ1を成型ドラム5の軸方向に移動させ、又は成型ドラム1を回転させる等して、部材間に入った空気を抜きながらスプライスやタイヤ構成部材6同士を押圧して圧着し、円筒状の生タイヤやその半製品等を作製する。
First, a
なお、タイヤ構成部材6同士を貼り合わせる場合には、圧着ローラ1の移動と成型ドラム5の回転を組み合わせる等して、圧着ローラ1で外周面全体を押圧して部材間の空気を抜きながら圧着するが、タイヤ構成部材のスプライスを接合する場合には、スプライスに沿って圧着ローラ1を移動させてタイヤ構成部材6の端部同士を圧着する。
When the tire
図4は、圧着ローラ1でタイヤ構成部材6のスプライスを圧着する場合の一例を示す斜視図である。スプライス7とドラム軸方向の角度(図4のα)が小さいときには、1個の圧着ローラ1でスプライス7を圧着する場合でも圧着ローラ1の軸方向の長さが短いため、タイヤ構成部材6との接触面積が小さくなり、面圧及び圧着力を確保できる。しかし、αが大きい場合に1個の圧着ローラ1でスプライス7を圧着しようとすると、圧着ローラ1の軸方向の長さが長くなり、タイヤ構成部材6との接触面積も大きくなるため、圧着ローラ1にかけた力が分散して面圧及び圧着力が確保できない。そこで、αの大きさに応じて、図4に示すように、複数(ここでは2個)の適正な長さの圧着ローラ1を使用し、ドラム軸方向の中央部付近からそれぞれ反対方向に向かってスプライス7に沿って移動させて、面圧等を確保しながらスプライス7を圧着する。
FIG. 4 is a perspective view showing an example when the splicing of the tire
なお、タイヤ構成部材6の圧着作業は、例えば圧着ローラ1にグリップを取り付けて作業者が手動でこれらの作業の一部を行ってもよいが、以下の例のように自動化してもよい。圧着作業の自動化は、例えば成型ドラム5の軸方向と平行に敷設したレール上をモータ等で移動可能な架台に、シリンダを成型ドラム5の軸芯に向けて取り付け、そのシリンダのピストンロッド先端に圧着ローラ1を取り付けて、油圧又は空圧でシリンダを作動させる等して行う。この場合には、例えばセンサによりタイヤ構成部材6が成型ドラム5外周に巻き付けられたことを検知したときに、シリンダを作動させてローラ本体3をタイヤ構成部材6の所定の位置に押し付け、その状態で架台を成型ドラム5の軸方向と平行に移動させる等してタイヤ構成部材6を圧着する。また、圧着ローラ1を備えたシリンダを成型ドラム5の周方向にずらして複数設け、広い範囲を一度に圧着するようにもできる。
The crimping operation of the tire
以上の圧着工程において、タイヤ構成部材6を押圧するローラ本体3の鼓状の外周面と、成型ドラム5に巻き付けられたタイヤ構成部材6の円筒状の外周面が合致するため、ローラ本体3とタイヤ構成部材6の接触面内の場所による押圧力の差が小さくなり、タイヤ構成部材6をその円筒形状に沿って均一な圧力で押圧することができる。また、ローラ本体3を剛体で形成したため、タイヤ構成部材6を強く押圧しながら移動させてもローラ本体3が変形せずに円滑に回転でき、タイヤ構成部材6を進行方向へ引っ張る力が生じにくい。従って、しわ等の変形を生じさせることなく、タイヤ構成部材6を高い圧力で押圧し、表面の凹凸部等に溜まった空気を確実に抜きながら圧着することができる。
In the above crimping process, the drum-shaped outer peripheral surface of the roller
ここで、鼓状の外周面では、軸方向の位置により直径が異なるため、回転時の表面周速度はその位置により異なり、小径な中央部で小さく、大径な両端部で大きくなる。この回転時の表面周速度差により、ローラ本体3を一体的に形成した場合には、タイヤ構成部材6と転がり接触ではなく部分的に滑り接触を起こし、タイヤ構成部材6を変形させようとする力が発生する。しかし、本実施形態では、ローラ本体3を独立して回転する複数のローラリング4で形成したため、表面周速度差により生じるタイヤ構成部材6への変形作用を小さくすることができる。
Here, since the diameter of the drum-shaped outer peripheral surface varies depending on the position in the axial direction, the surface peripheral speed during rotation varies depending on the position, and is small at the small-diameter central portion and large at both large-diameter end portions. When the roller
このように、本実施形態の圧着ローラ1では、タイヤ構成部材6をその円筒形状に沿って高い圧力で均一に押圧することができ、外周面の凹凸等に溜まった空気を確実に抜きながら、変形等を生じさせることなくタイヤ構成部材6を均一かつ確実に圧着することができる。また、従来の圧着ローラよりも高い圧力で使用できるため、成型ドラム5に巻き付けられるタイヤ構成部材6の外周面の凹凸が大きい建設車輌用タイヤ等の圧着にも使用することができる。
Thus, in the
なお、ローラリング4を上記した高分子材料等の低摩擦材料により形成した場合には、摩擦係数が低いため、タイヤ構成部材6との間やローラリング4同士の間での摩擦が小さくなり、より円滑にローラ本体3を回転させることができる。また、耐摩耗性に優れているため、タイヤ構成部材6との接触面等での摩耗量も少なくなり、より長期間使用することができる。更に、タイヤ構成部材6を傷付け難いため、製品タイヤの品質等に影響が生じにくい。
When the
1・・・圧着ローラ、2・・・支持軸、3・・・ローラ本体、4・・・ローラリング、5・・・成型ドラム、6・・・タイヤ構成部材、7・・・スプライス。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
支持軸と、
該支持軸に取り付けられ、軸方向の略中央が小径な鼓状に形成された剛体からなるローラ本体とを有し、
該ローラ本体は、前記支持軸を中心に回転しながら鼓状の外周面で前記タイヤ構成部材を押圧することを特徴とする圧着ローラ。 It is a pressure-bonding roller that presses and presses tire constituent members wound around in a cylindrical shape on the outer periphery of a molding drum,
A support shaft;
A roller body that is attached to the support shaft and is made of a rigid body having a small diameter at the center in the axial direction;
The pressure roller according to claim 1, wherein the roller body presses the tire constituent member with a drum-shaped outer peripheral surface while rotating about the support shaft.
前記ローラ本体の外周面の軸線を含む断面形状は、前記円筒状のタイヤ構成部材の外周面の半径と略同一な曲率半径を有することを特徴とする圧着ローラ。 In the pressure roller according to claim 1,
A pressure-bonding roller, wherein a cross-sectional shape including an axis of an outer peripheral surface of the roller body has a radius of curvature substantially the same as a radius of an outer peripheral surface of the cylindrical tire constituent member.
前記ローラ本体は、軸方向に2以上に分割されていることを特徴とする圧着ローラ。 In the pressure roller according to claim 1 or 2,
The pressure roller, wherein the roller body is divided into two or more in the axial direction.
前記剛体は、低摩擦材料でできていることを特徴とする圧着ローラ。 The press roller according to any one of claims 1 to 3,
The pressure roller, wherein the rigid body is made of a low friction material.
前記タイヤ構成部材同士を押圧して圧着する請求項1ないし4のいずれかに記載された圧着ローラと、
を有することを特徴とするタイヤ構成部材の圧着装置。 A molding drum that winds a tire component member in a cylindrical shape around the outer periphery;
The pressure-bonding roller according to any one of claims 1 to 4, wherein the tire constituent members are pressed and pressure-bonded to each other.
A crimping device for a tire constituent member, comprising:
前記圧着ローラは、平面視、前記成型ドラムの軸線と直角な方向にずらして複数個設けたことを特徴とする圧着装置。 The crimping apparatus according to claim 5,
A crimping apparatus, wherein a plurality of the crimping rollers are provided shifted in a direction perpendicular to the axis of the molding drum in plan view.
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