JP5585380B2

JP5585380B2 - ゴム部材のターンアップ装置および方法

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Publication number: JP5585380B2
Application number: JP2010236226A
Authority: JP
Inventors: 田中　　敦; 有二佐藤; 誠之渡辺
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-10-21
Also published as: JP2012086488A

Description

本発明は、ゴム部材のターンアップ装置および方法に関し、さらに詳しくは、空気入りタイヤを製造する際に、ターンアップしたゴム部材の幅方向端部を、対向するゴム部材に安定して確実に圧着させることができるゴム部材のターンアップ装置および方法に関するものである。

空気入りタイヤを製造する際には、成形ドラムに巻付けたカーカスなどのゴム部材の幅方向端部を、ビード部材を包むように折り返して対向するゴム部材に圧着させる、いわゆるターンアップを行なってグリーンタイヤを成形する。このターンアップの方法として、膨張するターンアップブラダによってゴム部材の端部を折り返す方式（ブラダ方式）と、剛体の押上げレバーによって折り返す方式（メカニカル方式）が知られている。ブラダ方式は、圧着の際に変形し易いブラダを用いるので、剛性の高いゴム部材の場合は、折り返したゴム部材の端部を対向するゴム部材に十分に圧着させることができない。ゴム部材どうしを十分に圧着できなければ製造するタイヤの品質に悪影響が生じる。

一方、メカニカル方式では、変形しない剛体の押上げレバーを用いるので、高剛性のゴム部材の端部をターンアップさせて、対向するゴム部材どうしを圧着させるには、ブラダ方式に比べて有利である（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、メカニカル方式では、押上げレバーの先端に設けられた圧着ローラによって、ターンアップしたゴム部材の端部を押圧して、対向するゴム部材に圧着させるので、圧着させるゴム部材の圧着ローラに対する抵抗が大きい場合には、圧着ローラによる押圧力が過大になる。一方で、圧着ローラを前進させてゴム部材の圧着が進むと、ゴム部材の抵抗が急激に小さくなることがあり、この場合には、圧着ローラによる押圧力が過小になって十分な圧着が行なえないという問題があった。

特許文献１では、押上げレバー（フィンガー）の中途にカムローラを設け、カム部材を移動させてカムローラをカム部材の斜面に当接させることにより、押上げレバーを拡径させてゴム部材の両端部をターンアップさせるようにしている（段落００１４〜００１５、図４等参照）。しかしながら、このカムローラおよびカム部材は、ゴム部材の端部を折り返し始める際に使用するだけであり、折り返したゴム部材の端部を、対向するゴム部材に圧着させる際には、まったく機能していない。即ち、この発明においても、押上げレバーの先端に設けられた圧着ローラが、単純にターンアップしたゴム部材を押圧して対向するゴム部材に圧着させる構造である。それ故、圧着させる際のゴム部材の圧着ローラに対する抵抗の大きさによって、圧着具合がばらつくという問題を抱えている。

特開平９−３０９１５９号公報

本発明の目的は、空気入りタイヤを製造する際に、ターンアップしたゴム部材の幅方向端部を、対向するゴム部材に安定して確実に圧着させることができるゴム部材のターンアップ装置および方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のゴム部材のターンアップ装置は、成形ドラムのドラム軸方向所定位置にドラム周方向に沿って設けられたビードセット部と、成形ドラムの周方向に所定ピッチで環状に配置された複数の押上げレバーとを備え、ビードセット部よりもドラム軸方向外側に配置されたこれら押上げレバーの後端部をドラム軸方向に移動可能に成形ドラムに取付けるとともに、この後端部を回動中心として押上げレバーの先端部をドラム半径方向に移動可能にしたゴム部材のターンアップ装置において、前記押上げレバーの長手方向中途にガイドローラを設けるとともに、ドラム軸方向に延びるガイド部を設け、このガイド部の表面形状を、成形するグリーンタイヤの形状に応じて決定された形状に設定し、前記押上げレバーの後端部をドラム軸方向に移動させた際に、前記ガイドローラを、前記ガイド部の表面に当接させてこの表面に沿って移動させることにより、押上げレバーの先端部の移動軌跡を制御しつつ、この押上げレバーの先端部によって、前記ビードセット部によりロックされたビード部材を包み込むように、成形ドラムに巻付けたゴム部材の幅方向端部をターンアップして、内圧が加えられた対向するゴム部材に圧着させる構成にしたことを特徴とする。

本発明のゴム部材のターンアップ方法は、一対のビード部材と、ビード部材の間に配置されるゴム部材とを成形ドラムに外嵌するように設置した後、それぞれのビード部材を、成形ドラムのドラム軸方向所定位置にドラム周方向に沿って設けられたビードセット部によりロックし、次いで、成形ドラムの周方向に所定ピッチで環状に配置した複数の押上げレバーを、その後端部をドラム軸方向に移動させつつ、後端部を回動中心として回動させることにより、押上げレバーの先端部によって、ビード部材を包み込むように前記ゴム部材の幅方向端部をターンアップして、対向するゴム部材に圧着させるゴム部材のターンアップ方法において、成形するグリーンタイヤの形状に応じて決定された表面形状を有するガイド部をドラム軸方向に延設し、前記押上げレバーの後端部をドラム軸方向に移動させた際に、前記押上げレバーの長手方向中途に設けたガイドローラを、前記ガイド部の表面に当接させてその表面に沿って移動させることにより、押上げレバーの先端部の移動軌跡を制御しつつ、前記ゴム部材の幅方向端部をターンアップして、内圧が加えられた対向するゴム部材に圧着させることを特徴とする。

本発明によれば、押上げレバーの後端部をドラム軸方向に移動させた際に、成形するグリーンタイヤの形状に応じて決定された表面形状を有するガイド部の表面に、押上げレバーの長手方向中途に設けたガイドローラを当接させてその表面に沿って移動させることにより、押上げレバーの先端部の移動軌跡を制御しつつ、ゴム部材の幅方向端部をターンアップして、内圧が加えられた対向するゴム部材に圧着させるので、ガイド部の表面形状を適切に設定すれば、成形するグリーンタイヤの形状に適した押上げレバーの先端部の移動軌跡を得ることができる。これにより、ターンアップして圧着させる際のゴム部材の押上げレバーの先端部に対する抵抗の大きさに関わらず、ターンアップしたゴム部材の端部を、対向するゴム部材に過不足なく安定して確実に圧着させることが可能になる。

本発明のゴム部材のターンアップ装置では、前記複数の押上げレバーを、制御装置を備えた電動アクチュエータに接続して、これら押上げレバーをドラム軸方向の任意の位置で、ドラム軸方向に任意の速度で移動できる構成にすることもできる。これにより、ターンアップしたゴム部材の幅方向端部の圧着具合を詳細に調整することが可能になる。そのため、ゴム部材の特性（剛性など）の僅かな違いに応じて、一段と安定して確実な圧着作業を行なうことができる。

また、前記成形ドラムの外周面と押上げレバーとの間に着脱自在な表面形状の異なる複数種類のガイド部を備え、これらガイド部の中から成形するグリーンタイヤの形状に応じて選択した１種類のガイド部を装着する構成にすることもできる。これにより、ガイド部を交換するだけで、形状の異なる複数種類のグリーンタイヤの成形に迅速に対応することができる。

環状に配置された前記押上げレバーの外周側を覆う筒状のゴムカバーを設け、押上げレバーの先端部によってターンアップをする際に、押上げレバーの先端部とゴム部材の幅方向端部との間に前記ゴムカバーを介在させる構成にすることもできる。これにより、押上げレバーの先端部による圧着力をゴムカバーによって分散できるので、ゴム部材の局部的な変形を防止するには有利になる。また、押上げレバーの本数を低減し易くなる。

本発明のターンアップ装置の要部を例示するドラム軸方向断面図である。図１のガイド部を着脱する状態を例示する説明図である。図１のゴム部材の幅方向端部をターンアップし始めた状態を例示する説明図である。図３のゴム部材の幅方向端部をさらにターンアップした状態を例示する説明図である。環状に配置された複数の押上げレバーの上半分部分をゴムカバーの一部を切欠いて例示する図４のＡ矢視図である。

以下、本発明のゴム部材のターンアップ装置および方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図４に例示する本発明のゴム部材のターンアップ装置１(以下、ターンアップ装置１という)は、成形ドラム１２に付設されていて、成形ドラム１２のドラム軸方向中心に対して左右一対の対称構造になっているので、図面には一対のうち、一方側（右側）のターンアップ装置１のみを示して説明する。

図１に例示するように、ターンアップ装置１は、複数の押上げレバー５を備えたメカニカル方式であり、複数の押上げレバー５と、ビードセット部２とを有している。ビードセット部２は、成形ドラム１２のドラム軸方向所定位置にドラム周方向に沿って設けられている。

ビードセット部２は、載置部３と、この載置部３のドラム軸方向内側位置に設けられたロック部４と、載置部３とロック部４とに跨ってこれらの表面を覆う伸縮性を有する被覆部３ｂとで構成されている。即ち、被覆部３ｂの一方端部は、載置部３の表面に形成された嵌合溝に嵌合した載置部カバーゴム３ａによって載置部３に固定され、他方端部は、ロック部４のドラム軸方向内側に配置されたロックガイド部４ａと、ロックガイド部４ａにボルト固定されているクランプにより挟まれて固定されている。

載置部３とロックガイド部４ａとに挟まれて配置されているロック部４は、ドラム軸方向に直交するようにドラム半径方向に移動する。尚、ロック部４は、載置部３およびロックガイド部４ａとは独立に単独でドラム半径方向に移動する。ロック部４がドラム半径方向外側に移動することにより、載置部３に載置されたビード部材１４（ビード１４ａ）がロックされる。尚、ビードセット部２は、この実施形態に示した構造に限定されるものではなく、ビード部材１４（ビード１４ａ）をロックできる種々の構造を採用することができる。

押上げレバー５は、図５に例示するように、成形ドラム１２の周方向に所定ピッチで環状に配置されていて、種々の金属や硬質樹脂製等の剛性材で形成されている。この実施形態では、周方向に等間隔でジクザグに屈曲した１２本の押上げレバー５が設けられているが、設置本数はこれに限定されず適宜決定することができる。例えば、ドラム周方向に均等の間隔で８〜３６本程度の押上げレバー５が設置される。

押上げレバー５の先端部には圧着ローラ５ａが回転自在に設置され、後端部は支軸５ｂになっている。この支軸５ｂは、ビードセット部２よりもドラム軸方向外側に配置されて、スライド機構１０によって、ドラム軸方向に移動可能に成形ドラムに取付けられている。この支軸５ｂを回動中心として、押上げレバー５の先端部は、ドラム半径方向に移動可能になっている。

また、押上げレバー５には規制ゴムバンド９が外嵌されている。この規制ゴムバンド９によって、押上げレバー５の不用意な外側への回動が規制される。

スライド機構１０は、制御装置１１を備えた電動アクチュエータ１０ａを備えている。これにより、それぞれの押上げレバー５は、電動アクチュエータ１０ａおよび制御装置１１によって、ドラム軸方向の任意の位置で、ドラム軸方向に任意の速度で移動できるようになっている。

押上げレバー５の長手方向中途には、回転自在なガイドローラ６ａが設けられている。ガイドローラ６ａは、圧着ローラ５ａとは異なり、ゴム部材１３に接触して圧着することはない。

ターンアップ装置１のベース部１ａには、押上げレバー５の内周側に位置するように、ドラム軸方向に屈曲して延びるガイド部６ｂが設けられている。ガイド部６ｂは、種々の金属や硬質樹脂製等の剛性材で形成されている。

ガイド部６ｂはボルト等によってベース部１ａに着脱自在に固定される。ガイド部６ｂの表面形状は、成形するグリーンタイヤの形状に応じて決定された形状に設定されている。

ガイド部６ｂは、表面形状の異なる複数種類を用意しておくとよい。これにより、形状の異なるグリーンタイヤを成形する場合には、用意した複数種類のガイド部６ｂの中から、成形するグリーンタイヤの形状に応じて選択した１種類のガイド部６ｂをベース部１ａに装着すればよい。このようにガイド部６ｂを交換するだけで、形状の異なる複数種類のグリーンタイヤの成形に迅速に対応することができる。

この実施形態のターンアップ装置１には、さらに、押上げレバー５の外周側を覆う筒状のゴムカバー８が取付けられている。具体的には、ゴムカバー８の先端部はビードセット部２に固定され、後端部は押上げレバー５の支軸５ｂとともに移動する移動ガイド１０ｂに立設されたゴムカバー保持部８ａの先端に固定されている。

ゴムカバー８の後端部は、ゴムカバー保持部８ａの先端に設けられたクランプ８ｂによって容易に着脱することができる。したがって、ガイド部６ｂを交換する際には図２に例示するように、ゴムカバー８の後端部をクランプ８ｂから取り外して、ゴムカバー８をめくり上げた状態にして交換作業を行なうことができる。

以下、このターンアップ装置１を用いたゴム部材１３のターンアップ方法の手順を説明する。

まず、図１に例示するように、空気入りタイヤの構成部材となるゴム部材１３を成形ドラム１２の外周面に巻き付ける。具体的にはゴム部材１３は、インナーライナ、カーカス材、サイドゴム等となる。次いで、成形ドラム１２に巻付けたゴム部材１３の幅方向端部の所定位置となるビードセット部２の外周位置に、リング状のビード部材１４を外嵌するようにセットする。ビード部材１４は、ビード１４ａと、ビード１４ａの外周に取付けられたビードフィラーとで構成される。

ビード部材１４のセット工程を詳述すると、ビード１４ａを、被覆部３ｂと一体化したセットゴム部３ａで覆われた載置部３に載置して、ビード部材１４をセットする。例えば、載置部３はドラム半径方向に移動できる構造にしておき、載置部３をドラム半径方向外側に移動させて、載置したビード部材１４をロックすることもできる。成形ドラム１２に巻き付けたゴム部材１３の幅方向両端部は、ビードセット部２よりもドラム軸方向外側に延在し、延在した部分はゴムカバー８の上に載った状態となる。

図１に例示するように、載置部３にビード１４ａを載置した際には、ロック部４を載置部３よりもドラム半径方向外側に突出させる。そして、図３に例示するように、少なくとも一方のビードセット部２をドラム軸方向に移動させることにより、一対のビードセット部２どうしの間隔を小さくするとともに、内圧を加えることにより、一対のビード部材１４の間のゴム部材１３を膨出させる。

そして、スライド機構１０によって、押上げレバー５の支軸５ｂをドラム軸方向内側に移動させる。これにより、ガイドローラ６ａはガイド部６ｂの表面に当接して、この表面に沿って移動する。これに伴って、圧着ローラ５ａは支軸５ｂを中心にして回動して、押上げレバー５は放射状に広がり始める。ゴム部材１５の幅方向両端部は、圧着ローラ５ａとの間にカバーゴム８が介在した状態で、圧着ローラ５によってターンアップされ始める。

この実施形態では、規制リング７によってゴム部材１３の膨出量を規制している。これにより、ゴム部材１３およびビード部材１４は内側からより強く支えられるので、ターンアップしたゴム部材１３の幅方向両端部を、強く圧着し易くなっている。尚、規制リング７に代えて、内圧が加えられて膨出するゴム部材１３の内側で拡径することにより、ゴム部材１３およびビード部材１４を支えるショルダーサポートを設けてもよい。

引き続き、図４に例示するように押上げレバー５（支軸５ｂ）をドラム軸方向内側に移動させる。これにより、ビードセット部２によってロックされたビード部材１４を包み込むように、ターンアップしたゴム部材１３の幅方向両端部を、圧着ローラ５ａによって、対向するゴム部材１３やビード部材１４に圧着させる。

このようにターンアップして中間グリーンタイヤを成形した後は、中間グリーンタイヤの外周面にベルト部材やトレッドゴムを貼り合わせてグリーンタイヤが完成する。

本発明では、成形するグリーンタイヤの形状に応じて表面形状が決定されたガイド部６の表面に沿わせてガイドローラ６ａを移動させることにより、圧着ローラ５ｂの移動軌跡を制御しつつ、ゴム部材１３の幅方向端部をターンアップして、内圧により膨出している対向するゴム部材１３に圧着させる。そのため、ガイド部６ｂの表面形状を適切に設定することにより、成形するグリーンタイヤの形状に適した圧着ローラ５ａの移動軌跡を得ることができる。

本発明は、圧着ローラ５ａによってゴム部材１３を積極的に押圧して圧着させるという方式ではなく、一定の移動軌跡を描く押上げレバー５の先端部（圧着ローラ５ａ）に対して、ゴム部材１３に加える内圧によってゴム部材１３を押上げレバー５の先端部に押し当てるという方式である。

ターンアップして圧着させる際に生じる圧着ローラ５ａに対するゴム部材１３の抵抗の大小とは無関係に、ガイド部６ｂの表面形状によって圧着ローラ５ａの移動軌跡が決定されるので、ターンアップしたゴム部材１３の幅方向両端部を、設定どおりに、対向するゴム部材１３に過不足なく安定して確実に圧着させることが可能になる。

この実施形態では、制御装置１１を備えた電動アクチュエータ１０ａによって押上げレバー５を、ドラム軸方向の任意の位置で、ドラム軸方向に任意の速度で移動させることができるので、ターンアップしたゴム部材１３の幅方向端部の圧着具合を詳細に調整することが可能になる。そのため、ゴム部材１３の特性（剛性など）、成形するグリーンタイヤの形状の僅かな違いに応じて、一段と安定して確実な圧着作業を行なうことができる。また、ゴム部材１３に加える内圧の大きさを変えることによっても圧着具合を調整することができる。

ゴムカバー８を設置すると、圧着ローラ５ａによるゴム部材１３に対する圧着力を分散させることができるので、ゴム部材１３の局部的な変形を防止するには有利になる。また、ターンアップしたゴム部材１３を、より少ない数の圧着ローラ５ａによって、周方向に均一に圧着し易くなるため、押上げレバー５の本数を低減するには有利になる。さらには、カバーゴム８によって、押上げレバー５が不用意に外側に回動することが防止できる。

ゴムカバー８を省略して押上げレバー５の先端部（圧着ローラ５ａ）で直接、ゴム部材１３をターンアップさせることもできる。また、圧着ローラ５ａを省略した構成にすることもできる。

また、本発明は、筒状の成形ブラダと、成形ブラダの両端部に取り付けられる一対のブラダ保持部と、これらブラダ保持部の間隔を変化させる間隔可変機構を備えて、外周面にグリーンタイヤを装着したまま加硫用モールドの中に配置される成形ユニット（特開２００７−９８８０３号公報参照）を用いてグリーンタイヤを成形する際にも適用することができる。

１ターンアップ装置
１ａベース部
２ビードセット部
３載置部
３ａセットゴム部
３ｂ被覆部
４ロック部
４ａロックガイド部
５押上げレバー
５ａ圧着ローラ
５ｂ支軸
６ａガイドローラ
６ｂガイド部
７規制リング
８ゴムカバー
８ａゴムカバー保持部
８ｂクランプ
９規制ゴムバンド
１０スライド機構
１０ａ電動アクチュエータ
１０ｂ移動ガイド
１１制御装置
１２成形ドラム
１３ゴム部材
１４ビード部材
１４ａビード

Claims

成形ドラムのドラム軸方向所定位置にドラム周方向に沿って設けられたビードセット部と、成形ドラムの周方向に所定ピッチで環状に配置された複数の押上げレバーとを備え、ビードセット部よりもドラム軸方向外側に配置されたこれら押上げレバーの後端部をドラム軸方向に移動可能に成形ドラムに取付けるとともに、この後端部を回動中心として押上げレバーの先端部をドラム半径方向に移動可能にしたゴム部材のターンアップ装置において、
前記押上げレバーの長手方向中途にガイドローラを設けるとともに、ドラム軸方向に延びるガイド部を設け、このガイド部の表面形状を、成形するグリーンタイヤの形状に応じて決定された形状に設定し、前記押上げレバーの後端部をドラム軸方向に移動させた際に、前記ガイドローラを、前記ガイド部の表面に当接させてこの表面に沿って移動させることにより、押上げレバーの先端部の移動軌跡を制御しつつ、この押上げレバーの先端部によって、前記ビードセット部によりロックされたビード部材を包み込むように、成形ドラムに巻付けたゴム部材の幅方向端部をターンアップして、内圧が加えられた対向するゴム部材に圧着させる構成にしたことを特徴とするゴム部材のターンアップ装置。
前記複数の押上げレバーを、制御装置を備えた電動アクチュエータに接続して、これら押上げレバーをドラム軸方向の任意の位置で、ドラム軸方向に任意の速度で移動できる構成にした請求項１に記載のゴム部材のターンアップ装置。
前記成形ドラムの外周面と押上げレバーとの間に着脱自在な表面形状の異なる複数種類の前記ガイド部を備え、これらガイド部の中から成形するグリーンタイヤの形状に応じて選択した１種類のガイド部を装着する構成にした請求項１または２に記載のゴム部材のターンアップ装置。
環状に配置された前記押上げレバーの外周側を覆う筒状のゴムカバーを設け、押上げレバーの先端部によってターンアップをする際に、押上げレバーの先端部とゴム部材の幅方向端部との間に前記ゴムカバーを介在させる構成にした請求項１〜３のいずれかに記載のゴム部材のターンアップ装置。
一対のビード部材と、ビード部材の間に配置されるゴム部材とを成形ドラムに外嵌するように設置した後、それぞれのビード部材を、成形ドラムのドラム軸方向所定位置にドラム周方向に沿って設けられたビードセット部によりロックし、次いで、成形ドラムの周方向に所定ピッチで環状に配置した複数の押上げレバーを、その後端部をドラム軸方向に移動させつつ、後端部を回動中心として回動させることにより、押上げレバーの先端部によって、ビード部材を包み込むように前記ゴム部材の幅方向端部をターンアップして、対向するゴム部材に圧着させるゴム部材のターンアップ方法において、
成形するグリーンタイヤの形状に応じて決定された表面形状を有するガイド部をドラム軸方向に延設し、前記押上げレバーの後端部をドラム軸方向に移動させた際に、前記押上げレバーの長手方向中途に設けたガイドローラを、前記ガイド部の表面に当接させてその表面に沿って移動させることにより、押上げレバーの先端部の移動軌跡を制御しつつ、前記ゴム部材の幅方向端部をターンアップして、内圧が加えられた対向するゴム部材に圧着させることを特徴とするゴム部材のターンアップ方法。