JP2015205480A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】帯状ゴム部材の両端部同士を接合して環状のタイヤ構成部材を形成する際、接合部分における厚さの変化を減じてタイヤ品質を向上させる。
【解決手段】長手方向の両端に切断面Ｓ１を有する帯状ゴム部材１の切断面Ｓ１同士を互いに重ね合わせて接合することによりタイヤ構成部材を環状に形成する接合工程を含む。前記切断面Ｓ１は、帯状ゴム部材１の底面Ｓ２との間の交差角度αが１０〜１８度の範囲の傾斜面１１からなる。カッター刃６を、前記傾斜面１１上を幅方向線ｘに対し角度βで傾く進行方向Ｋに向かって平行移動させることにより切断させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、帯状ゴム部材の両端部同士を接合して環状のタイヤ構成部材を形成する際、接合部分における厚さの変化を減じてタイヤ品質を向上しうる空気入りタイヤの製造方法に関する。

生タイヤの製造工程では、例えばサイドウォールゴムやトレッドゴム等のタイヤ構成部材を環状に形成する場合、長手方向の両端に切断面を有する帯状ゴム部材をドラム上で一周巻きした後、切断面同士を重ね合わせて接合することが行われる（例えば特許文献１参照。）。このとき、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、接合部Ａでの接合強度を高めるために、前記帯状ゴム部材ｂ両端の切断面ｂｓは、底面に対して例えば３５〜６０度の角度αで傾斜している。

又前記図１０（Ａ）に示すように、前記接合部Ａでは、切断面ｂｓ、ｂｓ間のオーバーラップ量が基準Ｊよりも不足ΔＷ１する場合、接合面積が減じるため、次工程において接合部Ａが外れるリスクが高くなってしまう。そのため従来においては、図１０（Ｂ）に示すように、オーバーラップ量を基準Ｊよりも大きく取ることで、接合部Ａの外れを防止している。しかしこの場合、オーバーラップ量の余剰ΔＷ２によって、凸状の***部Ｃが発生するなど厚さの不均一を招き、タイヤ品質を低下させるという問題がある。

そこで本発明者は、切断面ｂｓの前記角度αを１０〜１８度の範囲まで減じることを提案した。これにより、接合部Ａの厚さ変化が緩やかになり、***部Ｃの突出量を小さく抑え得るとともに、接合面積が大きくなるため接合部の外れに対しても有利になる。しかし、角度αを前記範囲まで減じた場合、カッター刃とゴム部材との接触抵抗が増し、切り口に乱れが生じたり、又切断後期にゴムが切断されずに千切れてしまうなどのカット不良を招くとう解決すべき新たな問題が生じる。

特開２００３−１１２４５号公報

そこで発明は、カッター刃を、傾斜面上にて幅方向線ｘに対し角度βで傾く進行方向に向かって移動させることを基本として、帯状ゴム部材の両端を、カット不良を招くことなく１０〜１８度の角度αで切断でき、接合部分における厚さの変化を減じてタイヤ品質を向上しうる空気入りタイヤの製造方法を提供することを課題としている。

本発明は、長手方向の両端に切断面を有しかつドラム上で一周巻きされる帯状ゴム部材の前記切断面同士を互いに重ね合わせて接合することによりタイヤ構成部材を環状に形成する接合工程を含む空気入りタイヤの製造方法であって、
前記帯状ゴム部材は、長尺のゴム材料をカッター刃により順次切断することにより形成され、
しかも前記切断面は、該切断面と前記帯状ゴム部材の底面とが交わる交差線が、帯状ゴム部材の幅方向線ｘと平行、かつ該切断面と前記底面との間の交差角度αが１０〜１８度の範囲の傾斜面からなるとともに、
前記カッター刃は、前記傾斜面上を幅方向線ｘに対し角度βで傾く進行方向に向かって平行移動することにより、前記ゴム材料を切断することを特徴としている。

本発明に係る前記空気入りタイヤの製造方法では、前記進行方向の角度βは、３度以上であることが好ましい。

本発明は叙上の如く、帯状ゴム部材両端の切断面を、該切断面と帯状ゴム部材の底面とが交わる交差線が幅方向線ｘと平行、かつ切断面と底面との間の交差角度αが１０〜１８度の傾斜面としている。そのため、切断面同士を重ね合わせて接合する際、オーバーラップ量を大きく取った場合にも、接合部の厚さ変化が緩やかになり、***部の突出量を小さく抑えてタイヤ品質を高めることができる。又接合面積が大きくなるため、接合強度を高めることもできる。

しかも前記切断面の形成に関しては、カッター刃を、前記傾斜面上を幅方向線ｘに対し角度βで傾く進行方向に向かって平行移動させている。これにより、交差角度αを前記範囲に減じた場合にも、切り口の乱れやゴムの千切れ等のカット不良を抑制でき、前述の接合部の厚さ変化の抑制、及びタイヤ品質の向上等の効果を達成することが可能になる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法を示す模式図である。 切断面を切断方法とともに示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は本発明のメカニズムを示す斜視図である。 本発明の他のメカニズムを示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は本発明の効果を比較例と比較した断面図である。 切断装置の側面図である。 切断装置の平面図である。 切断装置の正面図である。 切断装置の主要部を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は従来の帯状ゴム部材の接合部を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、長手方向の両端に切断面Ｓ１を有しかつドラム２上で一周巻きされる帯状ゴム部材１の前記切断面Ｓ１、Ｓ１同士を互いに重ね合わせて接合することによりタイヤ構成部材を環状に形成する接合工程を含む。

前記タイヤ構成部材は、例えばサイドウォールゴム、トレッドゴム、チェーファゴム（ビードゴム）などであり、又帯状ゴム部材１は、形成するタイヤ構成部材に応じてそのゴム組成、断面形状、寸法等が相違する。又帯状ゴム部材１は、それぞれゴム押出機によって押出成形される所定断面形状の長尺なゴム材料４を、切断装置５のカッター刃６によって、順次切断することによって形成される。

本例では、長さ方向前端Ｅａが先に切断されたゴム材料４を、ドラム２側に供給して巻き付けを開始する。そして、一周相当の長さを供給した時点でドラム２を停止し、前記ゴム材料４を切断することで、後端が切断される。即ち本例では、帯状ゴム部材１の形成と巻き付けとが同時に行われる場合が示される。しかしこれに限定されることはなく、予めゴム材料４を順次切断することにより、帯状ゴム部材１を形成し、しかる後、形成された帯状ゴム部材１をドラム２側に供給して一周巻きすることもできる。

図２に概念的に示すように、前記切断面Ｓ１では、この切断面Ｓ１と帯状ゴム部材１の底面Ｓ２とが交わる交差線１０が、帯状ゴム部材の幅方向線ｘと平行である。しかも切断面Ｓ１は、この切断面Ｓ１と前記底面Ｓ２との間の交差角度αが１０〜１８度の範囲の傾斜面１１として形成される。

この切断面Ｓ１は、カッター刃６の刃先縁６ｅを幅方向に向け、かつカッター刃６を、前記傾斜面１１上を幅方向線ｘに対し角度βで傾く進行方向Ｋに向かって幅方向一方側から他方側に平行移動させることにより形成される。前記カッター刃６は、薄い平板状の非回転のカッターであって、従来のものが好適に使用できる。又カッター刃６は、その長さ方向を、前記幅方向線ｘに対してほぼ直角に向けて取り付けられる。

ここで、カッター刃６の進行方向Ｋを、幅方向線ｘに対して傾斜させることにより、以下のような効果が生まれる。例えば図３（Ａ）に模式的に示すように、進行方向Ｋと幅方向線ｘとが同じ場合、カッター刃６は、ゴム材料４に対してｘ軸方向の剪断力Ｆｘを作用させることができる。これに対して、進行方向Ｋが幅方向線ｘに対して傾斜する場合、図３（Ｂ）に模式的に示すように、ｘ軸方向の剪断力Ｆｘと、ｚ軸方向の剪断力Ｆｚとの合力Ｆｘｚをゴム材料４に対して作用させることができる。即ち、ゴム材料４に対し、より大きな剪断力Ｆｘｚにて切断でき、優れた切断性を発揮することができる。前記角度βは、３度以上が好ましく、３度を下回ると、上記効果が減じてカット不良を十分に抑制することが難しくなる傾向となる。なお角度βが大きくなるほど、剪断力Ｆｘｚが大きくなるが、切断完了までのカッター刃６のｚ軸方向の変位量が大きくなる。そのため、本例の如く帯状ゴム部材１の形成と巻き付けとを同時に行う製造ラインの場合、カッター刃６とドラム２等とが衝合する恐れを招くなど、採用の自由度が大きく制限される。そのため、前記角度βの上限は、１７度以下、さらには１５度以下が好ましい。

また図４に示すように、前記刃先縁６ｅは、進行方向Ｋに対して９０度よりも小、より好ましくは８０度以下の角度θで傾斜するのが好ましい。この場合、カッター刃６の見かけ上の刃角γ１が、実際の刃角γ０よりも小となる。即ち、刃先が見かけ上鋭くなるため切れ味が増し、前記剪断力Ｆｘｚの増加と相俟って、より優れた切断性を発揮することができる。その結果、前記交差角度αを１０〜１８度の範囲に減じた場合にも、カット不良を抑制することが可能となる。しかも図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、例えば交差角度αを１８度とした実施例の場合（図５（Ａ）に示す）、交差角度αを３０度とした比較例の場合（図５（Ｂ）に示す）に比して、オーバーラップの余剰量ΔＷ２が同じ時には、接合部Ａにおける***部Ｃの突出量Ｈを大幅に抑えることができ、厚さの均一性を高めうる。

次に、図６〜９に切断装置５の一例を示す。本例の切断装置５は、カッター刃６と、このカッター刃６を前記傾斜面１１（図２に示す）上で進行方向Ｋに移動させる移動具７とを具え、該移動具７はフレーム８に支持される。なおゴム材料４は、コンベア９（図１に示す）を介して切断装置５に搬入される。

本例のフレーム８は、第１フレーム８Ａと、この第１フレーム８Ａに設けた支持軸１５に枢支され前端側が上下に傾動しうる第２フレーム８Ｂとを含む。第２フレーム８Ｂは、前記傾動により、ゴム材料４を切断するための切断位置Ｐ１と、切断されたゴム材料４の前端側をドラム２に供給する供給位置Ｐ２（図示しない）との間を上下に位置替えしうる。又第２フレーム８Ｂには、切断時にゴム材料４の底面Ｓ２を受ける受け台１６が取り付く。

第１フレーム８Ａには、前記移動具７が取り付く。移動具７は、前記第１フレーム８Ａに支持されるガイド手段１７と、ガイド手段１７に案内されて進行方向Ｋに進退移動する移動台１８と、本例ではこの移動台１８に昇降手段１９を介して取り付くカッタホルダ２０とを具える。

図９に示すように、本例のガイド手段１７は、進行方向Ｋにのびる互いに平行なガイド軸２１とボールネジ軸２２とを含む。ガイド軸２１とボールネジ軸２２は、前記第１フレーム８Ａの側板８Ａ１間に架け渡される取付け板２３を介して支持される。又ボールネジ軸２２は、前記取付け板２３に固定のモータＭにより回転駆動される。

前記移動台１８は、前記ガイド軸２１が挿通する案内孔１８Ａと、ボールネジ軸２２が螺合するネジ孔１８Ｂとを具え、該ボールネジ軸２２の回転により進行方向Ｋに移動しうる。

前記昇降手段１９は、本例ではシリンダ１９Ａであって、そのロッド下端に、昇降板２４を介してカッタホルダ２０が昇降自在に支持される。カッタホルダ２０は、前記カッター刃６の後端部を保持する。このときカッター刃６は、前記傾斜面１１（図２に示す）に沿い、かつ刃先縁６ｅを幅方向に向けて取り付けられる。

本例の移動具７は、押えローラ２５を含む。この押えローラ２５は、カッター刃６の進行方向Ｋ前方側に配され、切断時にゴム材料４を押える。押えローラ２５は、シリンダ２６のロッド下端に、進行方向Ｋに向かって転動自在に枢支される。前記シリンダ２６は、前記昇降板２４に取付け板２７を介して取り付き、前記カッター刃６とともに移動しうる。

この切断装置５では、前記昇降手段１９によるカッター刃６の下降状態において、移動具７を作動させ、カッター刃６を進行方向Ｋに向かって幅方向一方側から他方側に平行移動させる。これにより、ゴム材料４を傾斜面１１に沿って切断することができる。このとき、前記進行方向Ｋが幅方向線ｘに対して角度βで傾くことにより、切断が円滑となりカット不良が抑制される。なお切断時、押えローラ２５は、シリンダ２６の伸張により、ゴム材料４を受け台１６に押さえ付け、ゴム材料４の位置ずれが防止される。

又切断の後、昇降手段１９によってカッター刃６を上昇状態とすることで、カッター刃６を、幅方向他方側から一方側に帰還させ、次の切断に準備することができる。

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。

図１、６〜９に示す装置を用い、タイヤサイズ２０５／６０Ｒ１６の乗用車用の生タイヤを、本発明の製造方法に基づき形成された。そして各試供タイヤにおいて、サイドウォールゴム（タイヤ構成部材）における接合部の均一性を測定した。サイドウォールゴムを接合する際の仕様は表１に示される。表１に記載以外、実質的に同仕様であり、接合部のオーバーラップ余剰量ΔＷ２は各タイヤとも同一としている。

（１）接合部の均一性；
それぞれ生タイヤを５本ずつ形成し、図５に示すように、サイドウォールゴムの接合部Ａにおける***部Ｃの突出量Ｈの最大値を測定し、その平均値で評価した。値が少ない方が、厚さの均一性に優れている。

表に示すように、実施例は、接合部での厚さの均一性に優れているのが確認できる。なお実施例４では、タイヤ５本中１本に切断不良が生じたため、４本の平均値で示している。比較例１〜３では、交差角度αが大きいため突出量Ｈが大きく、厚さの均一性に劣る。比較例４では、交差角度αが小さすぎるため、進行方向に角度β（１５度）が付いているが切断できなかった。比較例５では、交差角度αが１４度ではあるが、進行方向に角度βが付いていないため切断できなかった。実施例４では、タイヤ５本中１本に切断不良が生じたため、４本の平均値で示している。実施例９ではカッター刃が長くなるため、ドラムと刃とが干渉してしまい本例では実施できなかった。しかし切断による帯状ゴム部材の形成行程と、帯状ゴム部材のドラムへの巻き付け行程とを離れて行う製造ラインの場合には、実施可能である。

１ 帯状ゴム部材
２ ドラム
４ ゴム材料
６ カッター刃
１０ 交差線
１１ 傾斜面
Ｋ 進行方向
Ｓ１ 切断面
Ｓ２ 底面

Claims (2)

1. 長手方向の両端に切断面を有しかつドラム上で一周巻きされる帯状ゴム部材の前記切断面同士を互いに重ね合わせて接合することによりタイヤ構成部材を環状に形成する接合工程を含む空気入りタイヤの製造方法であって、
   前記帯状ゴム部材は、長尺のゴム材料をカッター刃により順次切断することにより形成され、
   しかも前記切断面は、該切断面と前記帯状ゴム部材の底面とが交わる交差線が、帯状ゴム部材の幅方向線ｘと平行、かつ該切断面と前記底面との間の交差角度αが１０〜１８度の範囲の傾斜面からなるとともに、
   前記カッター刃は、前記傾斜面上を幅方向線ｘに対し角度βで傾く進行方向に向かって平行移動することにより、前記ゴム材料を切断することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記進行方向の角度βは、３度以上であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
   

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