JP2019214210A - 押えローラ、及びタイヤ構成部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転動時に軸方向に力が作用してもトレッドゴムを適切に押圧できるとともに、センターズレの防止及び適切なエア抜きを実現できる押えローラを提供する。【解決手段】押えローラ１’は、トレッドゴムＴの外周面を押えつつ周方向に沿って転動する。ローラ１’は、両端を保持されたシャフト２と、シャフト２の外周を覆う筒状弾性体３’と、筒状弾性体３’の外周面に支持され、軸方向ＡＤに配列された複数のリング４’と、を有する。複数のリング４’は、外径が同一であり、筒状弾性体３’の厚みは、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向かうにつれて大きくなる。【選択図】図３

Description

本開示は、押えローラ、及びそれを用いたタイヤ構成部材の製造方法に関する。

タイヤ構成部材を成形する工程として、トレッドゴムを、トレッドゴムの内周側に配置すべき部材（ベルト等）に圧着させる工程がある。この工程では、押えローラをトレッドゴムの外周面を押えつつ周方向に転動させる。

図４に模式的に示すように、トレッドゴムＴは、幅方向中央部Ｔ１よりもその周囲のショルダー領域Ｔ２の方が厚い凹凸形状を有することが多い。硬さが一定のローラＲで押圧した場合に、トレッドゴムＴの厚い部分での押圧力が高くなり、薄い部分での押圧力は弱くなる。そうすると、トレッドゴムＴの幅方向中央部Ｔ１（センター）での押圧力が弱く、ショルダー領域Ｔ２での押圧力が強くなり、トレッドゴムＴの幅方向中央ＣＬに対して両側から力が作用してしまい、押圧力が均一にならない。トレッドゴムが柔らかく薄ければ、押圧力が弱い方向にゴムが押されてシワが形成されてしまう。場合によっては、トレッドゴムのセンターマーカーが周方向に沿って蛇行したり、トレッドゴムのセンターマーカーがズレたりする不具合が生じることがある。また、トレッドゴムの幅方向中央に対して両側から力が作用すれば、部材内に抱き込んだエアが抜けずにセンターに集まり成形不良を招来するおそれがある。

エアを抜くための手段の一つして、特許文献１には、両端を保持されたシャフトと、シャフトの外周を覆う筒状弾性体と、筒状弾性体の外周面に支持され、軸方向に配列された複数のリングとを有し、複数のリングが軸方向中央から軸方向外側に向けて外径が漸次小さくなる押えローラが開示されている。この構成によれば、軸方向中央にあるリングの外径が大きく、外側に向かうほどリングの外径が小さくなるので、外径差による凸形状によって、エアをセンターから軸方向外側に向かわせることができると記載されている（段落００１７参照）。

特開２００８−８７３７５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の押えローラは、複数のリングの外周面で形成されるローラの外表面に段差があり、転動時に僅かでも軸方向に力が作用すれば、この段差に引っかかり、リングが軸方向にぶれて押圧力が逃げてしまい、トレッドゴムを適切に押させることができない。

本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、転動時に軸方向に力が作用してもトレッドゴムを適切に押圧できるとともに、センターズレの防止及び適切なエア抜きを実現できる押えローラ及びそれを用いたタイヤ構成部材の製造方法を提供することである。

本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

本開示の押えローラは、トレッドゴムの外周面を押えつつ周方向に沿って転動する押えローラであって、
両端を保持されたシャフトと、
前記シャフトの外周を覆う筒状弾性体と、
前記筒状弾性体の外周面に支持され、軸方向に配列された複数のリングと、を備え、
前記複数のリングは、外径が全て同一であり、
前記筒状弾性体の硬度は、軸方向中央から軸方向外側に向かうにつれて小さくなる。

このように、複数のリングの外径が同一であるので、複数のリングの外周面で形成される押えローラの外表面に段差がなく、転動時に僅かに軸方向に力が作用したとしても引っかかることがなく、適切にトレッドゴムを押えることが可能となる。それでいて、リングは、筒状弾性体の弾性変形によって径方向の変位が許容されており、リングを支持する筒状弾性体の硬度は、軸方向中央が高くて硬く、軸方向外側に向かうにつれて小さく柔らかくなるので、軸方向中央の押圧力が軸方向外側の押圧力よりも強くなり、トレッドゴムの中央部を的確に押えることができ、センターズレを防止できる。さらに、トレッドゴムの中央部から外側に向けて力が作用するので、エアを適切に抜くことが可能となる。

本開示の押えローラは、トレッドゴムの外周面を押えつつ周方向に沿って転動する押えローラであって、
両端を保持されたシャフトと、
前記シャフトの外周を覆う筒状弾性体と、
前記筒状弾性体の外周面に支持され、軸方向に配列された複数のリングと、を備え、
前記複数のリングは、外径が同一であり、
前記筒状弾性体の厚みは、軸方向中央から軸方向外側に向かうにつれて大きくなる。

このように、筒状弾性体は、厚くなれば、押圧力が弱くなり、薄くなれば押圧力が強くなる。軸方向中央の押圧力が軸方向外側の押圧力よりも強くなり、トレッドゴムの中央部を的確に押えることができ、センターズレを防止できる。さらに、トレッドゴムの中央部から外側に向けて力が作用するので、エアを適切に抜くことが可能となる。

本開示のタイヤ構成部品の製造方法は、トレッドゴム及びトレッドゴムの内周側に配置すべき部材を成形する工程と、前記部材の上方に前記トレッドゴムを配置する工程と、上記に記載の押えローラでトレッドゴムの外周面を押えつつ周方向に沿って転動させ、トレッドゴムを前記部材に圧着させる工程と、を含む。

第１実施形態の押えローラを示す断面図。 第１実施形態の押えローラを示す断面図。 第２実施形態の押えローラを示す断面図。 従来の押えローラの不具合に関する説明図。

＜第１実施形態＞
本開示の第１実施形態の押えローラ１について、図１〜２を参照して説明する。押えローラ１は、トレッドゴムの外周面を押えつつ周方向に沿って転動する。ローラ１の軸方向中央部１ａでトレッドゴムの外表面の幅方向中央を押える。

図１は、トレッドゴムを押えていない自然状態の押えローラ１を示す断面図である。図１に示すように、押えローラ１は、ローラ走行装置（図示せず）に両端を回転自在に保持されたシャフト２と、シャフト２の外周を覆う筒状弾性体３と、筒状弾性体３の外周面に支持され、軸方向ＡＤに配列された複数のリング４と、を有する。リング４は、筒状弾性体３を介してシャフト２に固定されているため、筒状弾性体３の弾性変形によって径方向への変位が許容されている。各々のリング４は、他のリング４と独立して径方向へ変位する。複数のリング４は、軸方向両側からリング固定部５により挟まれ、軸方向ＡＤへの移動が規制されている。

複数のリング４は、外径及び内径が全て同一に形成されており、硬度が全て同一である。本実施形態では、リング４は、プラスティック製であるが、これに限定されず、他の材料で形成されていてもよい。例えば、樹脂、金属でもよい。

筒状弾性体３は、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向かうにつれて硬度が小さくなるように形成されている。本実施形態では、ウレタンゴムを使用しているが、弾性変形できれば、その他のゴム、スポンジ、樹脂などの弾性体を利用可能である。リング４の径方向変位を適切に発揮させるためには、ＪＩＳＡ硬度が３０°〜１５°の範囲内であることが好ましい。

本実施形態では、図２に示すように、筒状弾性体３は、４つの異なる硬度のゴムで形成され、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向けてゴム硬度が段階的に小さくなる。具体的には、図２に示すように、筒状弾性体３の軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴへ向けてトレッドゴムの幅Ｗの１７．５％未満の範囲はＪＩＳＡ硬度が３０°である。トレッドゴムの幅Ｗの１７．５％以上３２．５％未満の範囲はＪＩＳＡ硬度が２５°である。トレッドゴムの幅Ｗの３２．５％以上４２．５％未満の範囲はＪＩＳＡ硬度が２０°である。トレッドゴムの幅Ｗの４２．５％以上の範囲はＪＩＳＡ硬度が１５°である。この数値範囲であれば、種々のトレッドゴムの形状に対応できる。これは好ましい範囲であって、これに限定されるものではない。

上記構成によれば、筒状弾性体３の硬度が高くて硬く、筒状弾性体３の硬度が低くて柔らかい。筒状弾性体３の厚みは同一であるので、筒状弾性体３の弾性反発力による押圧力が、軸方向外側よりも軸方向中央の方が強くなる。その結果、トレッドゴムの中央部に対する押圧力を幅方向外側に比べて高めることができる。

図２に示す例では、筒状弾性体３は、４つの異なる硬度を有し、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向けて硬度が段階的に小さくなるが、これに限定されない。筒状弾性体３は、少なくとも３つの異なる硬度を有すればよい。筒状弾性体３が異なる硬度を２つのみ有する場合は、上記効果が得られにくい。例えば、筒状弾性体３の硬度は、ＪＩＳＡ硬度１５°以上３０°以下であって、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向けて、リング毎に１°小さくすることが挙げられる。

筒状弾性体３の製造方法は、シャフト２にウレタンゴムを巻き付けながら形成する。硬度変化させるときは、巻き付けるゴムを硬度が異なるものに変更すればよい。

本開示の構成と効果を示すために、下記実施例について下記の評価を行った。

（１）センターズレ評価
センターマーカーが付されているトレッドゴムをベルトに対してローラで圧着し、未加硫のタイヤ構成部材を所定数生成した。センターズレが生じるかを確認した。

比較例１
図１に示すように、外径及び内径が同一の複数のリングを有し、筒状弾性体３のＪＩＳＡ硬度が３０°である押えローラを作製した。このローラを用いてセンターズレ評価を実施した。

実施例１
図２に示す押えローラを作製した。このローラを用いてセンターズレ評価を実施した。

実施例２
軸方向中央ＣＬに対応するリング４’を支持する筒状弾性体３’のＪＩＳＡ硬度を３０°とし、軸方向外側ＯＵＴに向けて、リング毎に１°小さくした押えローラを作製した。このローラを用いてセンターズレ評価を実施した。

センターズレ評価の結果は、比較例１では、センターズレとなるトレッドゴムが発生したのに対し、実施例１、２では、センターズレとなるトレッドゴムが発生しなかった。よって、本開示のローラが従来のローラよりも、センターズレを防止する効果に優れていることが理解できる。

以上のように、第１実施形態の押えローラは、
トレッドゴムＴの外周面を押えつつ周方向に沿って転動する押えローラ１であって、
両端を保持されたシャフト２と、シャフト２の外周を覆う筒状弾性体３と、筒状弾性体３の外周面に支持され、軸方向ＡＤに配列された複数のリング４と、を備え、複数のリング４は、外径が全て同一であり、筒状弾性体３の硬度は、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向かうにつれて小さくなる。

このように、複数のリング４の外径が同一であるので、複数のリング４の外周面で形成される押えローラ１の外表面に段差がなく、転動時に僅かに軸方向ＡＤに力が作用したとしても引っかかることがなく、適切にトレッドゴムＴを押えることが可能となる。それでいて、リング４は、筒状弾性体３の弾性変形によって径方向の変位が許容されており、リング４を支持する筒状弾性体３の硬度は、軸方向中央ＣＬが高くて硬く、軸方向外側ＯＵＴに向かうにつれて小さく柔らかくなるので、軸方向中央ＣＬの押圧力が軸方向外側ＯＵＴの押圧力よりも強くなり、トレッドゴムＴの中央部を的確に押えることができ、センターズレを防止できる。さらに、トレッドゴムＴの中央部から外側に向けて力が作用するので、エアを適切に抜くことが可能となる。

第１実施形態では、筒状弾性体３は、少なくとも３つの異なる硬度を有し、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向けて硬度が段階的に小さくなる。二段階の硬度変化では上記効果が発揮されにくい。この構成のように、少なくとも三段階の硬度変化であれば、効果を発揮させることが可能となる。

第１実施形態では、筒状弾性体３は、４つの異なる硬度を有し、軸方向中央から軸方向外側に向けて硬度が段階的に小さくなる。硬度変化が多ければ、効果を発揮しやすくなるが、硬度を変化させるのはコストがかかる。よって、効果の確保とコスト抑制とを両立することが可能となる。

第１実施形態では、筒状弾性体３の軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴへ向けてトレッドゴムの幅Ｗの１７．５％未満の範囲はＪＩＳＡ硬度が３０°、１７．５％以上３２．５％未満の範囲はＪＩＳＡ硬度が２５°、３２．５％以上４２．５％未満の範囲はＪＩＳＡ硬度が２０°、４２．５％以上の範囲はＪＩＳＡ硬度が１５°である。上記構成が本開示の好ましい実施例の一つとして挙げられる。

第１実施形態では、筒状弾性体３は、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向けて、リング４毎に硬度が小さくなる。この構成によれば、リング毎に硬度が小さくなるので、トレッドゴムＴの中央部から側方に力がかかりやすくなり、エア抜き効果に有利となる。

第１実施形態のタイヤ構成部材の製造方法は、トレッドゴムＴ及びトレッドゴムの内周側に配置すべき部材を成形する工程と、
前記部材の上方に前記トレッドゴムを配置する工程と、
第１実施形態に記載の押えローラ１でトレッドゴムの外周面を押えつつ周方向に沿って転動させ、トレッドゴムを前記部材に圧着させる工程と、を含む。

この方法によれば、複数のリング４の外径が同一であるので、複数のリング４の外周面で形成される押えローラ１の外表面に段差がなく、転動時に僅かに軸方向ＡＤに力が作用したとしても引っかかることがなく、適切にトレッドゴムＴを押えることが可能となる。それでいて、リング４は、筒状弾性体３の弾性変形によって径方向の変位が許容されており、リング４を支持する筒状弾性体３の硬度は、軸方向中央ＣＬが高くて硬く、軸方向外側ＯＵＴに向かうにつれて小さく柔らかくなるので、軸方向中央ＣＬの押圧力が軸方向外側ＯＵＴの押圧力よりも強くなり、トレッドゴムＴの中央部を的確に押えることができ、センターズレを防止できる。さらに、トレッドゴムＴ中央部から外側に向けて力が作用するので、エアを適切に抜くことが可能となる。
＜第２実施形態＞
以下、本開示の第２実施形態の押えローラについて、図面を参照して説明する。

図３に示すように、第２実施形態の押えローラ１’と第１実施形態の押えローラ１の違いは、リング４’及び筒状弾性体３’である。第２実施形態では、筒状弾性体３’の硬度は一定である。一方、筒状弾性体３’の厚みは、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向かうにつれて大きくなる。筒状弾性体３’の厚み変化に伴い、リング４’の内径は、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向かうにつれて大きくなる。筒状弾性体３’の厚み変化は、リング毎でもよく、第１実施形態と同様に、１又は複数のリングを１つの段として、段階的であってもよい。

上記構成によれば、筒状弾性体３’の硬度は一定であるので、筒状弾性体３’の厚みが大きければ、バネ定数が下がり、押圧力が弱くなり、軸方向外側ＯＵＴの押圧力が軸方向中央ＣＬよりも弱くなる。逆に、筒状弾性体３’の厚みが薄ければ、バネ定数が上がり、押圧力が強くなり、軸方向中央ＣＬの押圧力が軸方向外側ＯＵＴよりも強くなる。その結果、トレッドゴムの中央部に対する押圧力を幅方向外側に比べて高めることができる。

以上のように、第２実施形態の押えローラ１’は、
トレッドゴムＴの外周面を押えつつ周方向に沿って転動する押えローラ１’であって、
両端を保持されたシャフト２と、シャフト２の外周を覆う筒状弾性体３’と、筒状弾性体３’の外周面に支持され、軸方向ＡＤに配列された複数のリング４’と、を備え、複数のリング４’は、外径が同一であり、筒状弾性体３’の厚みは、軸方向中央ＣＬから軸方向外側ＯＵＴに向かうにつれて大きくなる。

このように、筒状弾性体３’は、厚くなれば押圧力が弱くなり、薄くなれば押圧力が強くなる。軸方向中央ＣＬの押圧力が軸方向外側ＯＵＴの押圧力よりも強くなり、トレッドゴムＴの中央部を的確に押えることができ、センターズレを防止できる。さらに、トレッドゴムＴの中央部から外側に向けて力が作用するので、エアを適切に抜くことが可能となる。

第２実施形態のタイヤ構成部材の製造方法は、トレッドゴムＴ及びトレッドゴムの内周側に配置すべき部材を成形する工程と、
前記部材の上方に前記トレッドゴムを配置する工程と、
第２実施形態に記載の押えローラ１’でトレッドゴムの外周面を押えつつ周方向に沿って転動させ、トレッドゴムを前記部材に圧着させる工程と、を含む。

この方法によれば、筒状弾性体３’は、厚くなれば押圧力が弱くなり、薄くなれば押圧力が強くなる。軸方向中央ＣＬの押圧力が軸方向外側ＯＵＴの押圧力よりも強くなり、トレッドゴムＴの中央部を的確に押えることができ、センターズレを防止できる。さらに、トレッドゴムＴの中央部から外側に向けて力が作用するので、エアを適切に抜くことが可能となる。

なお、上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。

１、１’…押えローラ
２…シャフト
３、３’…筒状弾性体
４、４’…リング
ＣＬ…軸方向中央
ＯＵＴ…軸方向外側

Claims (2)

1. トレッドゴムの外周面を押えつつ周方向に沿って転動する押えローラであって、
   両端を保持されたシャフトと、
   前記シャフトの外周を覆う筒状弾性体と、
   前記筒状弾性体の外周面に支持され、軸方向に配列された複数のリングと、を備え、
   前記複数のリングは、外径が同一であり、
   前記筒状弾性体の厚みは、軸方向中央から軸方向外側に向かうにつれて大きくなる、押えローラ。
2. トレッドゴム及びトレッドゴムの内周側に配置すべき部材を成形する工程と、
   前記部材の上方に前記トレッドゴムを配置する工程と、
   請求項１に記載の押えローラでトレッドゴムの外周面を押えつつ周方向に沿って転動させ、トレッドゴムを前記部材に圧着させる工程と、を含む、タイヤ構成部材の製造方法。

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