JP5455484B2

JP5455484B2 - トレッド部材の圧着装置及びタイヤ製造装置

Info

Publication number: JP5455484B2
Application number: JP2009170412A
Authority: JP
Inventors: 洋介木実谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2029-07-21
Also published as: JP2011025418A

Description

本発明は、被成形体に配置したトレッド部材を押圧ローラにより押圧してトレッド部材を被成形体に圧着するトレッド部材の圧着装置と、このトレッド部材の圧着装置を備えたタイヤ製造装置に関する。

未加硫タイヤの成形工程では、被成形体の外周面にトレッド部材を巻き付けて配置した後、トレッド部材を押圧して対向する被成形体に圧着することが行われている。また、このトレッド部材の圧着装置として、従来、押圧ローラをトレッド部材の外面に押し付けて外面に沿って移動させ、トレッド部材を順に押圧して被成形体に圧着する装置が知られている（特許文献１参照）。

図４は、このような押圧ローラを備えた従来のトレッド部材の圧着装置の例を示す要部正面図であり、押圧ローラ付近のトレッド部材と被成形体も模式的に幅方向断面図で示している。
この従来のトレッド部材の圧着装置１００では、図示のように、被成形体Ｈ（例えばタイヤケース）の外周に、断面台形状のトレッド部材９０を周方向の全体に配置する。このトレッド部材９０に対し、一対の押圧ローラ１０１を押し付けて幅方向の内側から外側に向けて、それぞれトレッド部材９０の外面に沿って移動させ、転動するローラ１０１によりトレッド部材９０を押圧してステッチングする。これにより、部材間のエアを抜きながら、トレッド部材９０を被成形体Ｈの外面形状に合わせて変形させ、トレッド部材９０を被成形体Ｈに圧着する。

その際、従来の押圧ローラ１０１は、軸線回りにのみ回転するため、トレッド部材９０の幅方向の移動に伴う抵抗が大きくなる傾向がある。また、外面に凹凸があり、或いは、トレッドパターンに応じた溝が形成されたトレッド部材９０では、移動する押圧ローラ１０１が凹部や溝内から段差を乗り越えるときに段差部に引っ掛かることがあり、その付近の形状が変化する虞がある。このように、従来の押圧ローラ１０１は、トレッド部材９０の外面に沿って円滑に移動して、外面形状に合わせて全体を押圧する観点から改良の余地があり、それらに対処して、外面の形状精度の維持と、トレッド部材９０の被成形体Ｈへの確実な圧着とを確保することが求められている。

特開昭６１−１０６２２９号公報

本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、押圧ローラをトレッド部材の外面に沿って円滑に移動させ、トレッド部材を外面形状に合わせて押圧して、その形状精度の低下を抑制しつつ、トレッド部材を被成形体に確実に圧着することである。

本発明は、被成形体に配置されたトレッド部材の外面に沿って移動し、トレッド部材を押圧して被成形体に圧着する押圧ローラを備えたトレッド部材の圧着装置であって、押圧ローラが、トレッド部材を押圧する外周面の周方向の全体に亘りトレッド部材に当接させる複数の回転自在な球体を有し、球体によりトレッド部材を押圧することを特徴とする。
また、本発明は、被成形体にトレッド部材を圧着して未加硫タイヤを成形するタイヤ製造装置であって、本トレッド部材の圧着装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、押圧ローラをトレッド部材の外面に沿って円滑に移動させることができ、トレッド部材を外面形状に合わせて押圧して、その形状精度の低下を抑制しつつ、トレッド部材を被成形体に確実に圧着することができる。

本実施形態のタイヤ製造装置の要部を模式的に示す正面図である。図１に示す押圧ローラの拡大図である。他の機能を有するローラを配置した押圧ローラを示す図である。従来のトレッド部材の圧着装置の例を示す要部正面図である。

以下、本発明のトレッド部材の圧着装置（以下、圧着装置という）の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の圧着装置は、未加硫タイヤの成形工程で、被成形体にトレッド部材を圧着する装置であり、被成形体の支持手段等とともに、未加硫タイヤを成形（製造）するタイヤ製造装置を構成する。

図１は、このタイヤ製造装置の要部を模式的に示す正面図であり、圧着装置付近を拡大して、トレッド部材と被成形体も模式的に幅方向断面図で示している。
タイヤ製造装置１は、図示のように、支持体２と、その半径方向外側（図では上側）に配置された圧着装置１０とを備えている。支持体２は、未加硫タイヤの成形時に、被成形体Ｈを軸線回りに回転可能に支持する手段であり、例えば拡縮可能な円筒状の成形ドラムや、成形する未加硫タイヤの内面形状に応じた外面形状を有する剛体コア等からなる。また、支持体２は、モータ等の駆動源や、その回転動力の伝達機構等からなる回転手段（図示せず）により回転駆動され、被成形体Ｈを軸線周りに所定速度で回転させて任意の回転角で停止させる。

ここで、被成形体Ｈは、トレッド部材９１を配置すべき成形途中段階の未加硫タイヤやタイヤケース等のタイヤ中間成形体であり、未加硫タイヤ成形の所定段階でトレッド部材９１が配置される。この被成形体Ｈは、例えば、成形ドラムの外周にカーカスプライ等のタイヤ構成部材を配置して筒状のバンドを形成し、その中央部を膨出させて形成され、或いは、剛体コアにタイヤ構成部材を順に配置して形成され、支持体２により支持される。ただし、被成形体Ｈは、加硫タイヤからトレッドを取り除いた更生前の台タイヤであってもよく、その構成は特に制限されず、トレッド部材９１を配置して圧着するための圧着対象物であればよい。

この被成形体Ｈに対し、トレッド部材９１は、断面台形状に形成されて供給手段（図示せず）から供給され、ベルトを挟む等して被成形体Ｈの外周に１周巻き付けられて、その周方向の全体に亘って筒状に配置される。また、トレッド部材９１は、周方向に延びる所定深さの複数（図では４つ）の溝９２を一方の面に有し、その面を外周側（図では上側）に向けて、かつ、断面先細り状の両側部が、被成形体Ｈから離れた状態に配置される。タイヤ製造装置１は、このようにトレッド部材９１を配置した後、支持体２を、被成形体Ｈ及びトレッド部材９１とともに回転させて、圧着装置１０によりトレッド部材９１を被成形体Ｈに圧着する。

圧着装置１０は、トレッド部材９１を押圧する円盤状の一対の押圧ローラ２０と、押圧ローラ２０をそれぞれ軸線回りに回転自在に支持するホルダ１１（図では先端側のみ示す）とを備え、ホルダ１１により押圧ローラ２０を所定角度や状態に配置する。また、圧着装置１０は、ホルダ１１を介して、押圧ローラ２０をトレッド部材９１に所定圧力で押し付ける、ピストン・シリンダ機構等からなる押付手段と、押圧ローラ２０をトレッド部材９１の外面に沿って所定方向に移動させる移動手段（それぞれ図示せず）とを備えている。圧着装置１０は、これら各手段を作動させて、一対の押圧ローラ２０を回転するトレッド部材９１に接触させて押し付け、トレッド部材９１の回転に応じて回転させつつ、その幅方向の中央部から外側に向けて互いに逆方向に同期して移動させる。これにより、押圧ローラ２０を、トレッド部材９１の周方向に沿って螺旋状に相対移動（転動）させ、トレッド部材９１の外周を隙間なく押圧して、トレッド部材９１の全体を被成形体Ｈに向けて押圧してステッチングする。

このように、押圧ローラ２０は、被成形体Ｈに配置されたトレッド部材９１の外面に押し付けられて外面に沿って移動し、トレッド部材９１を順に押圧して、部材間のエアを抜きながら、トレッド部材９１を被成形体Ｈの外面形状に合わせて変形させる。また、押圧ローラ２０は、押圧位置のトレッド部材９１を被成形体Ｈの外面に密着させて押圧し、トレッド部材９１を被成形体Ｈに順に圧着する。圧着装置１０は、一対の押圧ローラ２０によるステッチングを、トレッド部材９１の幅方向の中央部を挟んで対称に実行し、各押圧ローラ２０により、外面に溝９２が形成されたトレッド部材９１を順に押圧して被成形体Ｈに圧着する。その際、本実施形態では、押圧ローラ２０のトレッド部材９１を押圧する外周面（押圧面）に球体２１を設け、球体２１をトレッド部材９１の外周に当接させる。

図２は、図１に示す押圧ローラ２０の拡大図であり、図２Ａは図１に対応する押圧ローラ２０の正面図、図２Ｂは押圧ローラ２０を軸線方向から見た側面図である。
押圧ローラ２０は、図示のように、外周に、その周方向の全体に亘り並べて配置された複数の球体２１を有し、それぞれの球体２１が外周面から同じ高さ突出して、外周面の全体を囲むように配置されている。球体２１は、表面が滑らかに形成された剛体球であり、一部が、押圧ローラ２０の外周面に形成された滑らかな球面状の収納凹部（図示せず）に収納され、その中に、任意の方向に回転（転がり）自在に保持されている。また、ここでは、複数の球体２１は、同一径に形成され、互いに近接して押圧ローラ２０の周方向に沿って等間隔に配置され、押圧ローラ２０の収納凹部内に略半分（半分よりも僅かに大きい範囲）が収納されている。複数の球体２１は、互いに独立して回転するとともに、押圧ローラ２０の回転からも独立して自由回転する。

圧着装置１０は、上記したトレッド部材９１の圧着工程で、押圧ローラ２０の球体２１をトレッド部材９１に当接させて押し付け、当接位置の球体２１を介して、押圧ローラ２０をトレッド部材９１に接触させずに回転させながら移動させる。その際、複数の球体２１は、押圧ローラ２０の回転に伴いトレッド部材９１と順次当接し、当接するトレッド部材９１から作用する力により、トレッド部材９１の回転と押圧ローラ２０の移動の各方向や速度等に応じて回転する。圧着装置１０は、それぞれ回転する球体２１により、トレッド部材９１を上記のように押圧して被成形体Ｈに圧着する。

このトレッド部材９１の圧着時に、本実施形態の圧着装置１０では、押圧ローラ２０の外周に回転自在な複数の球体２１を設けたため、任意の方向に回転する球体２１により、押圧ローラ２０の移動に伴う抵抗を低減できる。その結果、押圧ローラ２０を、トレッド部材９１の外面に沿って全方向に容易に移動させることができ、その外面の凹凸や溝９２を含む外面形状に正確に追従させて、押圧ローラ２０によりトレッド部材９１の外面全体を確実に押圧できる。これに伴い、トレッド部材９１を外面形状に合わせて押圧でき、ステッチングのされない部分が生じるのを防止することもできる。また、押圧ローラ２０がトレッド部材９１の凹部や溝９２内から出るときにも、それらの段差部に球体９２が当接して段差に応じて自由に回転するため、押圧ローラ２０が段差に引っ掛かることなく容易に乗り越え、その付近の形状の変化を抑制できる。

従って、本実施形態によれば、押圧ローラ２０をトレッド部材９１の外面に沿って円滑に移動させることができ、トレッド部材９１を外面形状に合わせて押圧して、その形状精度の低下を抑制しつつ、トレッド部材９１を被成形体Ｈに確実に圧着することができる。また、トレッド部材９１を球体２１上の比較的狭い範囲で押圧するため、押圧ローラ２０による押圧力を高くでき、溝９２内や段差部を含むトレッド部材９１の外面を強く押圧して、その被成形体Ｈへの圧着力を高くできる。同時に、トレッド部材９１に対する押圧作業の効率を向上させて、圧着工程に要する時間を短縮することもできる。

ここで、この圧着装置１０は、外面に溝９２以外の凹凸が形成されたトレッド部材や外面が平滑なトレッド部材等、その外面形状に関わらず、被成形体Ｈに押圧されて圧着されるトレッド部材９１の圧着工程に使用できる。ただし、外面に溝９２が形成されたトレッド部材９１は、外面形状の段差の程度が大きいため、本実施形態の押圧ローラ２０により押圧することで、被成形体Ｈへの押圧及び圧着時に、より大きな効果が得られる。このように、この圧着装置１０は、外面に溝９２が形成されたトレッド部材９１を押圧して圧着するのに好適である。

また、押圧ローラ２０の外周に、球体２１に替えて、押圧ローラ２０の回転方向と直交する方向に回転する複数の小ローラを設けることで、押圧ローラ２０の軸線方向への移動を容易にできる。しかしながら、この場合には、トレッド部材９１の周方向に転動する押圧ローラ２０に対して、直交する方向に回転する小ローラが抵抗になり、押圧ローラ２０の円滑な転動が妨げられる。一方、球体２１を有さない従来の押圧ローラ１０１（図４参照）を、ピストン・シリンダ機構等からなる進出機構により、トレッド部材９１の外面形状に合わせて進出変位させることで、トレッド部材９１を外面形状に合わせて押圧できる。ただし、このようにすると、溝９２や他の凹凸の段差付近に押圧されない領域が発生して、被成形体Ｈへのトレッド部材９１の確実な圧着を確保できないことがある。従って、押圧ローラ２０の外周には、任意の方向に回転自在な球体２１を設けるのが好ましく、これにより、転動する押圧ローラ２０に作用する抵抗を効果的に低減して、トレッド部材９１を外面形状に合わせて押圧できる。

なお、本実施形態では、押圧ローラ２０の外周に、周方向に並べた複数の球体２１を１列設けたが、押圧ローラ２０の外周には、周方向に並べた複数の球体２１を複数列、又は、複数の球体２１を並べずに押圧ローラ２０の外周の周方向の全体に亘り配置するようにしてもよい。また、押圧ローラ２０は、１つのローラにより構成する他、その軸線方向に隣接させて複数のローラを配置し、それらの全体によりトレッド部材９１を押圧するようにしてよい。更に、押圧ローラ２０には、主にトレッド部材９１の押圧以外の機能を有するローラを並設してもよい。

図３は、このような他の機能を有するローラを配置した押圧ローラ２０を示す図であり、図３Ａは正面図、図３Ｂは側面図である。
ここでは、図示のように、押圧ローラ２０の側面側に並設して、押圧ローラ２０のトレッド部材９１の外面に沿う移動を補助する補助ローラ３０が設けられている。補助ローラ３０は、軸線回りに回転自在な、押圧ローラ２０よりも小径な副押圧ローラであり、押圧ローラ２０を挟んで軸線方向の両側に、押圧ローラ２０の側面に当接して同芯状に取り付けられ、押圧ローラ２０と一体に移動する。また、補助ローラ３０は、押圧ローラ２０と同様に、トレッド部材９１に当接して任意の方向に回転自在な複数の球体３１を有し、それらが外周の周方向の全体に亘り配置されている。ただし、複数の球体３１は、それぞれの突出端が押圧ローラ２０の外周よりも内側に位置するように、補助ローラ３０の外周に設けられている。

押圧ローラ２０がトレッド部材９１の幅方向に移動するときには、その移動方向前方側（図３Ａでは右側）に隣接する補助ローラ３０が、溝９２の段差部Ｄに先に当接し、押圧ローラ２０に段差部Ｄを乗り越える方向（図３Ａでは上方向）の力が作用する。これにより、押圧ローラ２０に掛かる力が減少する結果、押圧ローラ２０が溝９２の段差部Ｄ（又は、他の凹凸の凸部）を容易に乗り越えて、トレッド部材９１の外面に沿って一層円滑に移動し、段差部Ｄ付記の変形も抑制される。従って、補助ローラ３０を設けることで、押圧ローラ２０によるトレッド部材９１の外面形状に合わせた押圧や、形状精度の低下を抑制する効果を大きくできる。その際、複数の球体３１により、段差部Ｄ付近を強く押圧できるとともに、段差部Ｄを、より容易に乗り越えることができる。なお、補助ローラ３０は、少なくとも押圧ローラ２０の移動方向前方側に並設すればよい。

１・・・タイヤ製造装置、２・・・支持体、１０・・・圧着装置、１１・・・ホルダ、２０・・・押圧ローラ、２１・・・球体、３０・・・補助ローラ、３１・・・球体、９１・・・トレッド部材、９２・・・溝、Ｈ・・・被成形体。

Claims

被成形体に配置されたトレッド部材の外面に沿って移動し、トレッド部材を押圧して被成形体に圧着する押圧ローラを備えたトレッド部材の圧着装置であって、
押圧ローラが、トレッド部材を押圧する外周面の周方向の全体に亘りトレッド部材に当接させる複数の回転自在な球体を有し、球体によりトレッド部材を押圧することを特徴とするトレッド部材の圧着装置。
請求項１に記載されたトレッド部材の圧着装置において、
押圧ローラに並設され、押圧ローラのトレッド部材の外面に沿う移動を補助する、押圧ローラよりも小径な補助ローラを備えたことを特徴とするトレッド部材の圧着装置。
請求項２に記載されたトレッド部材の圧着装置において、
補助ローラが、外周面の周方向の全体に亘り配置され、トレッド部材に当接する複数の回転自在な球体を有することを特徴とするトレッド部材の圧着装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載されたトレッド部材の圧着装置において、
押圧ローラにより、外面に溝が形成されたトレッド部材を押圧することを特徴とするトレッド部材の圧着装置。
被成形体にトレッド部材を圧着して未加硫タイヤを成形するタイヤ製造装置であって、
請求項１ないし４のいずれかに記載されたトレッド部材の圧着装置を備えたことを特徴とするタイヤ製造装置。