JP2020097176A - シェーピングドラム用シールゴム - Google Patents

Abstract

【課題】成型された生タイヤを容易に外すことができるシェーピングドラム用シールゴムを提供する。【解決手段】シェーピングドラムにおいてビード部を支持するビードロックセグメント２２の外周側に設けられるシールゴム３０において、シールゴム３０の外周側に円筒状タイヤ部材を挟んでビード部が入り込む凹部３１が形成され、凹部３１にシールゴム３０の周方向に延びる溝６０が形成され、成型された生タイヤを容易に外すことができる。【選択図】図２

Description

本発明はシェーピングドラム用シールゴムに関する。

タイヤ製造工程の１つとして、シェーピングドラム上で円筒状タイヤ部材の軸方向両側にビード部をセットし、円筒状タイヤ部材における２つのビード部の間の部分をトロイド状に膨張させて本体部とする（シェーピング）とともに、ビード部より軸方向外側の部分を前記本体部に沿わせて巻き上げて（ターンアップ）生タイヤとする工程が知られている。この工程中、円筒状タイヤ部材の外周側にセットされたビード部を、円筒状タイヤ部材の内周側から、シェーピングドラムのビードロックセグメントで保持する。

特許文献１に記載されているように、膨張した前記本体部の気密性を保つために、ビードロックセグメントの外周側にはシールゴムやビードシールリング等と呼ばれるゴム部材が設けられている。特許文献２に描かれているように、このようなシールゴムの外周側に、ビード部が外れないように、ビード部が入り込む凹部が形成されたものが知られている。

特開２００４−９４５７号公報 特開平９−１２３３０４号公報

ところが、生タイヤとシールゴムとは粘着しやすいため、成型された生タイヤをシールゴムから容易に外すことができず、無理に外そうとすると生タイヤが変形してしまうことがあった。

そこで本発明は、成型された生タイヤを容易に外すことができるシェーピングドラム用シールゴムを提供することを課題とする。

実施形態のシールゴムは、シェーピングドラムにおいてビード部を支持するビードロックセグメントの外周側に設けられるシールゴムにおいて、前記シールゴムの外周側に円筒状タイヤ部材を挟んで前記ビード部が入り込む凹部が形成され、前記凹部に前記シールゴムの周方向に延びる溝が形成されたことを特徴とする。

上記のシールゴムがビードロックセグメントに装着されていれば、成型された生タイヤを容易に外すことができる。

シェーピングドラムの軸方向断面図。 ビードロックセグメントに装着されたシールゴムの幅方向断面図。 シールゴムの上に円筒状タイヤ部材及びビード部がセットされたときの図。 シールゴムを径方向外側から見たときの図。 周方向分割溝を示す図。シールゴムを径方向外側から見たときの図。 断面形状が台形の凸条の断面図。 断面形状が長方形の凸条の断面図。 断面形状が三角形の凸条の断面図。 断面形状が半円形の凸条の断面図。 円筒状タイヤ部材の斜視図。 シェーピングドラムに円筒状タイヤ部材及びビード部がセットされたときの図。なおこの図では支持軸より下側が省略されている。 シェーピングドラムにおいてシェーピングが行われたときの図。なおこの図では支持軸より下側が省略されている。

実施形態について図面に基づき説明する。なお、以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更されたものについては、本発明の範囲に含まれるものとする。

１．シェーピングドラム及びシールゴムの構造
シェーピングドラム１０の一例について説明する。

図１に示すように、シェーピングドラム１０は、１本の支持軸１２と、支持軸１２に支持された左右一対のドラム部２０とを備えている。左右一対のドラム部２０は支持軸１２に対して摺動可能である。

支持軸１２は、中空の外筒１４と、外筒１４の内側に外筒１４と同心に配置された中心軸１６とを備える。中心軸１６はモータ駆動によって回転する。支持軸１２は図示しないクラッチ機構を備え、このクラッチ機構により、外筒１４と中心軸１６とが連結されて外筒１４と中心軸１６とが一体となって回転する連結状態と、外筒１４と中心軸１６とが分離されて中心軸１６のみが回転する非連結状態とが、切り替え可能となっている。

中心軸１６の左右方向（中心軸１６の延長方向）の一方には右ねじ部１７ａが設けられ、他方には左ねじ部１７ｂが設けられている。右ねじ部１７ａ及び左ねじ部１７ｂには、それぞれナット部１８が連結されている。ナット部１８は外筒１４の内部で左右方向に移動可能な大きさである。２つのナット部１８にはそれぞれ連結部材１９が固定されている。

右ねじ部１７ａ及び左ねじ部１７ｂの外周側の場所には、それぞれ、外筒１４を内外へ貫通する案内溝１５が設けられている。前記連結部材１９は、それぞれ、案内溝１５を通って外筒１４の外部へ出て、ドラム部２０に固定されている。

この構造のため、外筒１４と中心軸１６とが非連結状態となって中心軸１６のみが回転すると、右ねじ部１７ａ及び左ねじ部１７ｂと２つのナット部１８との作用によって、左右の連結部材１９が案内溝１５の内側で接近又は離隔する方向（すなわち左右方向）に移動し、左右の連結部材１９に固定された左右のドラム部２０も接近又は離隔する方向に移動する。

また、外筒１４と中心軸１６とが連結状態となって共に回転すると左右のドラム部２０もそれらと一体となって回転する。

左右のドラム部２０には、それぞれ、複数のビードロックセグメント２２が設けられている。その具体的な構造は次の通りである。

まず、ドラム部２０には、その軸方向から見て放射状に配置された複数の収納穴２１が設けられている。収納穴２１の内部にはそれぞれビードロックセグメント２２が設けられている。ビードロックセグメント２２は、収納穴２１の内壁に対して摺動可能で、ドラム部２０の径方向へ移動可能になっている。

ドラム部２０の内部であって収納穴２１の奥の場所にはシリンダ室２４が設けられ、シリンダ室２４の内部にはピストン２６が摺動可能に設けられている。図示しない流体供給手段がシリンダ室２４のピストン２６より奥の場所に流体を供給すると、ピストン２６がビードロックセグメント２２を押す方向へ移動する。するとピストン２６に押されたビードロックセグメント２２がドラム部２０の径方向外側へ上昇する。一方、流体供給手段がシリンダ室２４のピストン２６より奥の場所から流体を吸引すると、ピストン２６が上記と逆方向へ移動し、ビードロックセグメント２２がドラム部２０の径方向内側へ下降する。

左右のドラム部２０の全てのビードロックセグメント２２は、同時に上昇したり下降したりするよう制御される。

図２に示すように、ビードロックセグメント２２の上部にはシェーピングドラム１０の周方向へ延びる溝２３が形成されている。この溝２３にゴム製のシールゴム３０が嵌まっている。シールゴム３０は、シェーピングドラム１０の１周にわたる円形になるように延びており、シェーピングドラム１０の１周分のそれぞれのビードロックセグメント２２の溝２３に嵌まっている。

シールゴム３０の外周側には凹部３１が形成されている。凹部３１は、底面３２と、底面３２からシェーピングドラム１０の軸方向端部側（軸方向外側）へ連続する外側テーパー面３３と、底面３２からシェーピングドラム１０の軸方向内側へ連続する内側テーパー面３４とから形成されている。後述するようにシェーピングドラム１０の外周面上に円筒状タイヤ部材４０がセットされ、その外周側にビード部４２がセットされると（図１１及び図１２参照）、図３に示すようにビード部４２が円筒状タイヤ部材４０を押さえつつシールゴム３０の凹部３１に入り込むことになる。

シールゴム３０には、凹部３１からシェーピングドラム１０の軸方向内側に延びる延長部３５が形成されている。その延長部３５の先端部３６がドラム部２０の所定の位置（例えばシリンダ室２４の外側）に固定されている。

ビードロックセグメント２２よりもシェーピングドラム１０の軸方向端部側（軸方向外側）には、円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１の巻き上げを行う不図示のターンアップ装置が設けられている。ターンアップ装置としては、例えば、円周状に配置された複数のアームの先端部が全体として拡径しながら円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１を押し上げていくターンアップツールや、膨張することによって円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１を押し上げる風船状のターンアップブラダーが使用される。

２．シールゴムに形成された溝の構造
図２〜図５に示すようにシールゴム３０の凹部３１にはシールゴム３０の周方向に延びる溝６０が形成されている。溝６０は、以下の（１）〜（７）で説明する特徴のうち１つ以上を備えるものとすることができる。

（１）溝の面積比率
シールゴム３０における凹部３１の全面積に対する、溝６０が形成されている部分の面積の割合（この割合を「溝の面積比率」とする）は、１０％以上７０％以下であることが好ましい。すなわち、シールゴム３０における凹部３１の全面積：溝６０が形成されている部分の面積＝１：０．１〜１：０．７であることが好ましい。

ここで「面積」とは、底面３２、外側テーパー面３３及び内側テーパー面３４のそれぞれを垂直な方向から見たときの面積のことである。従って、例えば「凹部３１の全面積」は「凹部３１を形成する全ての面３２、３３、３４のそれぞれを垂直な方向から見たときの面積の総和」と言い換えることができる。ここでの「面積」を考えるにあたり溝６０の深さは考慮しない。

また、溝６０の面積比率は、４０％以上６０％以下であることがさらに好ましい。

溝６０の面積比率が５０％より大きい場合は、溝６０と溝６０との間の凸条６１（図４及び図５参照）の部分の合計面積が溝６０の部分の合計面積より小さい。溝６０の面積比率が５０％より小さい場合は、凸条６１の部分の合計面積が溝６０の部分の合計面積より大きい。

（２）溝の長さ
図４に示すように溝６０はシールゴム３０の外周側で１周するものであっても良い。

また図５に示すように溝６０は周方向に分割されたものであっても良い。すなわち、所定長さの複数の溝６０が同一円周上に並んでいても良い。このような溝のことを「周方向分割溝」と言うこととする。

（３）溝の本数
図２〜図５に示すように、溝６０は凹部３１の幅方向（すなわちシールゴム３０の周方向に直交する方向）に複数本形成されていることが好ましい。特に、凹部３１に形成されている溝６０の数が３本以上１２本以下であることが好ましく、６本以上８本以下であることがさらに好ましい。

ここで、周方向分割溝に関しては、同一円周上に並んだ複数の溝全体で１本の溝として数える。

（４）溝の形成場所
図２〜図５に示すように、溝６０は、底面３２、外側テーパー面３３及び内側テーパー面３４のそれぞれに形成されていることが好ましい。ただし溝６０が底面３２にしか形成されていなくても良い。

（５）追加の溝
シールゴム３０の周方向に延びる溝６０に加えて、シールゴム３０の幅方向に延びる横溝や、シールゴム３０の周方向に対して傾斜して延びる傾斜溝が形成されていても良い。横溝又は傾斜溝が形成されていると、溝が全体として格子状に形成されていることになる。

（６）溝と溝との間の凸条
２本の溝６０の間に形成された凸条６１の幅方向断面形状としては、図６に示す台形、図７に示す長方形、図８に示す三角形、図９に示す半円形等がある。

図６の台形のような、上面６４と側面６５とのなす角θが鈍角（すわなち直角より大きい角）となる形状が、生タイヤに傷を付けにくいので、長方形や三角形より好ましい。また、図９の半円形も、生タイヤに傷を付けにくいので、三角形より好ましい。

（７）溝の深さ
溝の深さは例えば１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。

３．空気入りタイヤの製造方法
空気入りタイヤの製造方法の一例について説明する。

まず、円筒形のドラム上に、インナーライナー、カーカスプライ、サイドウォールゴム、ベルト下パッド、チェーハー等が積層されて、図１０に示す円筒状タイヤ部材４０が形成される。カーカスプライのコード４４は円筒状タイヤ部材４０の軸方向に延びている。

次に、円筒状タイヤ部材４０がシェーピングドラム１０にセットされる。このとき、左右一対のドラム部２０は離隔しており、また、ビードロックセグメント２２は下降している。円筒状タイヤ部材４０は左右一対のドラム部２０に跨がるようにセットされる。

次に、図１１に示すように、円筒状タイヤ部材４０の左右両側にそれぞれビード部４２がセットされる。ビード部４２は、金属製のビードコアの外周側にゴム製のビードフィラーが接着されたものである。ビード部４２は、左右両側のビードロックセグメント２２の上方の場所にセットされる。そのため円筒状タイヤ部材４０は、ビード部４２と、ビードロックセグメント２２に嵌められたシールゴム３０とに挟まれる。その後、ビードロックセグメント２２がドラム部２０の外径方向へ上昇し、それによってビード部４２が固定される。

次に、図１２に示すように、円筒状タイヤ部材４０における２つのビード部４２の間の部分を円筒状タイヤ部材４０の径方向外側へ膨張させるシェーピングが行われる。シェーピングは、支持軸１２の中心軸１６のみを回転させることによって左右のドラム部２０を接近させながら、２つのビード部４２の間で円筒状タイヤ部材４０の内径側へ空気を充填することにより、行われる。このシェーピングによって円筒状タイヤ部材４０の２つのビード部４２の間の部分がトロイド状に膨張し本体部４３となる。図示省略するが、本体部４３の外径側の部分にはトレッド部が貼り付けられる。

次に、ターンアップ装置により円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１の巻き上げが行われる。

以上によりシェーピングドラム１０上で生タイヤが完成する。生タイヤが完成すると、ビードロックセグメント２２が下降してビード部４２が解放され（このとき生タイヤがシールゴム３０から外れる）、シェーピングドラム１０から生タイヤが取り外される。

次に、生タイヤが、金型に挿入され、金型内部で加熱及び加圧されることによって、加硫成型される。所定時間加硫成型されることによって空気入りタイヤが完成する。

４．本実施形態の効果
上記のように本実施形態では、シールゴム３０の凹部３１に周方向に延びる溝６０が形成されているため、シェーピングドラム１０で生タイヤを成型するときの生タイヤとシールゴム３０との粘着を防ぐことができ、成型された生タイヤを容易に外すことができる。

ここで、溝６０の面積比率が１０％以上７０％以下であれば、成型された生タイヤを特に容易に外すことができ、また生タイヤが変形しにくい（ここで言う変形とは、生タイヤが溝６０に押し付けられることによって生じる溝跡のような変形のことである）。溝６０の面積比率が４０％以上６０％以下であると、このような効果がさらに大きい。

また、溝６０の本数が３本以上だと生タイヤをシールゴム３０から特に容易に外すことができる。また、溝６０の本数が１２本以下だと生タイヤに多数の溝跡が付かず好ましい。溝６０の本数が６本以上８本以下だとこのような効果がさらに大きい。

また、溝６０が底面３２だけでなく外側テーパー面３３及び内側テーパー面３４にも形成されていれば、シールゴム３０から生タイヤを外すことがさらに容易である。

また、シールゴム３０の周方向に延びる溝６０に加えて横溝又は傾斜溝が形成され、全体として溝が格子状に形成されていれば、シールゴム３０から生タイヤを外すことがさらに容易である。

５．実施例及び比較例
凹部における溝（上記実施形態の溝６０に相当する溝）の面積比率が異なる複数のシールゴムを準備し、それぞれのシールゴムをシェーピングドラムに使用して生タイヤの成型を行った。そして、生タイヤをシールゴムから外した後の生タイヤの変形と、生タイヤをシールゴムから外すときの密着とを評価した。ここで、生タイヤの変形とは、生タイヤがシールゴムの溝に押し付けられることによって生じる溝跡のような変形のことである。

表１に結果を示す。表１における記号の意味は次の通りである。
＜変形＞
◎：ほとんど変形しなかった
〇：若干変形したものの許容範囲内であった
＜密着＞
◎：生タイヤをシールゴムから外すときに密着感がなく容易に外すことができた。
〇：生タイヤをシールゴムから外すときに小さな密着感があったが容易に外すことができた。
△：生タイヤをシールゴムから外すときにやや大きな密着感があったがある程度容易に外すことができた。
×：生タイヤをシールゴムから外すときに大きな密着感があり外すのに苦労した。

表１からわかるように、溝の面積比率が１００％すなわち事実上凹部に溝が無い場合は、生タイヤをシールゴムから外すのが容易でなかった。それに対し、シールゴムの凹部に溝が形成されていれば生タイヤをシールゴムから外すのが容易であった。

１０…シェーピングドラム、１２…支持軸、１４…外筒、１５…案内溝、１６…中心軸、１７ａ…右ねじ部、１７ｂ…左ねじ部、１８…ナット部、１９…連結部材、２０…ドラム部、２１…収納穴、２２…ビードロックセグメント、２３…溝、２４…シリンダ室、２６…ピストン、３０…シールゴム、３１…凹部、３２…底面、３３…外側テーパー面、３４…内側テーパー面、３５…延長部、３６…先端部、４０…円筒状タイヤ部材、４１…軸方向外側部分、４２…ビード部、４３…本体部、６０…溝、６１…凸条、６４…上面、６５…側面

Claims (6)

1. シェーピングドラムにおいてビード部を支持するビードロックセグメントの外周側に設けられるシールゴムにおいて、
   前記シールゴムの外周側に円筒状タイヤ部材を挟んで前記ビード部が入り込む凹部が形成され、前記凹部に前記シールゴムの周方向に延びる溝が形成されたことを特徴とする、シェーピングドラム用シールゴム。
2. 前記シールゴムにおける前記凹部の全面積に対する、前記溝が形成されている部分の面積の割合が、１０％以上７０％以下である、請求項１に記載のシェーピングドラム用シールゴム。
3. 前記溝の数が３本以上１２本以下である、請求項１又は２に記載のシェーピングドラム用シールゴム。
4. 前記凹部が底面と前記底面から前記シェーピングドラムの軸方向両側へ連続するテーパー面とからなり、前記底面及び前記テーパー面に前記溝が形成された、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシェーピングドラム用シールゴム。
5. ２本の前記溝の間に凸条が形成され、前記凸条の上面と側面とのなす角が鈍角である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシェーピングドラム用シールゴム。
6. 前記溝が格子状に設けられた、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシェーピングドラム用シールゴム。
   

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