JP5632715B2

JP5632715B2 - 生カバー成形装置

Info

Publication number: JP5632715B2
Application number: JP2010253115A
Authority: JP
Inventors: 博幸鬼松; 昇石原
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2010-11-11
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: JP2012101490A

Description

本発明は、タイヤの生カバーを中子を用いて成形する中子工法において、精度良くビードコアを設けることができる生カバー成形装置に関する。

近年、図６に示されるように、内圧充填時のタイヤ内面形状に近似した外周面１１ａを有した中子１１を用いた空気入りタイヤ１の製造方法（中子工法）が提案されている（下記特許文献１参照）。この種の製造方法では、中子１１の外側に、インナーライナー９、カーカスプライ６Ａ、ビードワイヤ５ａ、ベルト層７、トレッドゴム２Ｇ及びサイドウォールゴム３Ｇなどが順次貼り付けられることによって生カバー１ａが成形され、通常、中子１１とともに生カバー１ａが加硫される。この方法では、加硫中のカーカスやベルト等に作用するストレッチが小さく抑えられるため、空気入りタイヤのユニフォミティが向上するという利点がある。

特開２００６−１６０２３６号公報

ところで、上記の中子工法では、カーカスプライ６Ａの両端部を折り返すことができない。このため、中子工法で成形される生カバー１ａのビードコア５には、ビードワイヤ５ａをタイヤ半径方向に渦巻き状に巻き重ねたワイヤ巻付体１５をカーカスプライ６Ａの両側に配してカーカスプライ６Ａを挟む構造が採用されている。しかしながら、このようなビードコア５は、従来、中子１１に貼り付けられたインナーライナー９又はカーカスプライ６Ａの外側に、ビードワイヤ５ａを直接に渦巻き状巻付けることにより形成されていたため、成形精度が悪くなる他、ワイヤの位置ズレ等が生じ易いという問題もあった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、中子を用いる中子工法において、簡単な構成で、精度良くビードコアを設けることができる生カバー成形装置を提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、空気入りタイヤの生カバーを成形するための生カバー成形装置であって、前記空気入りタイヤの内腔面を成形しうる外面を具えた中子と、該中子の外面のうちビード部を成形するビード成形面に対向してその両外側に配されかつ未加硫のゴムで被覆されたビードワイヤが渦巻き状に巻き重ねられたワイヤ巻付体を保持する保持手段と、前記保持手段を前記ビード成形面に向けて接近させかつ離間移動させ得る移動手段とを具え、前記ビード成形面は、タイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側へ滑らかに傾斜してのび、前記保持手段は、前記ビード成形面と対向しかつ該ビード成形面に沿った傾斜でタイヤ半径方向外側にのびる前記ビードワイヤの巻付け面を形成する外リングと、該外リングのタイヤ半径方向内方に配されかつ中子側に突出することにより最内層のビードワイヤを支える支持面を構成する内リングとを含み、前記外リングは、前記内リングに対してタイヤ軸方向に移動可能に配され、前記移動手段は、前記内リングと前記外リングとからなる前記保持手段をタイヤ軸方向に移動させる第１の移動手段と、前記内リングに対して前記外リングをタイヤ軸方向に移動させる第２の移動手段とを含み、前記第１の移動手段は、前記ビード成形面に貼り付けられた未加硫のゴム部材又はコード部材のタイヤ半径方向内側部に前記内リングが当接する位置に、前記保持手段を移動させ、前記第２の移動手段は、前記内リングに対して前記外リングを前記中子側に移動させ、前記ワイヤ巻付体を、ビード成形面に貼り付けられた未加硫のゴム部材又はコード部材に押し付けることにより前記中子側に移載することを特徴とする。

本発明の生カバー成形装置では、空気入りタイヤの内腔面を成形しうる外面を具えた中子と、該中子の外面のうちビード部を成形するビード成形面に対向してその両外側に配されかつ未加硫のゴムで被覆されたビードワイヤが渦巻き状に巻き重ねられたワイヤ巻付体を保持する保持手段と、前記保持手段を前記ビード成形面に向けて接近させかつ離間移動させ得る移動手段とを具える。また、ビード成形面は、タイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向軸方向外側へ滑らかに傾斜してのびる。

前記保持手段は、ビード成形面と対向しかつ該ビード成形面に沿った傾斜でタイヤ半径方向外側にのびる前記ビードワイヤの巻付け面と、該巻付け面のタイヤ半径方向内端から前記ビード成形面側に突出することにより最内層のビードワイヤを支える支持面とを含む。このような保持手段は、ビードワイヤを渦巻き状に精度良く巻き付け固定できかつその形状を保持することができる。また、移動手段は、この保持手段に巻き重ねられたビードワイヤの巻付体を、中子のビード成形面に貼り付けられた未加硫のゴム部材又はコード部材に押し付けることにより前記中子側に移載しうる。従って、精度良く巻付けられたワイヤ巻付体が、そのまま中子側に移載される。よって、生カバー内でのビードコアの成形精度が向上する他、正確な位置にビードコアを設けることができる。しかも、ワイヤ巻付体は、その外面がビード成形面に沿って傾斜する。従って、ワイヤ巻付体を中子側に移裁する際に、該ワイヤ巻付体を均等に押圧することが可能になり、前記移載が確実に行われる。

本発明の製造装置で得られた空気入りタイヤの右半面断面図である。本実施形態の生カバー成形装置の断面図である。生カバー成形装置の部分斜視図である。（ａ）乃至（ｃ）は、生カバーを成形する工程を説明する断面図である。（ａ）及び（ｃ）は、生カバーを成形する図４の次の工程を説明する断面図である。中子工法により得られる生カバーの右半面断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の生カバー成形装置１０（図２及び３に示す。）で得られた空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１の断面図を示す。該空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、該カーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７と、前記カーカス６のタイヤ内腔面に配されかつ空気非透過性に優れたゴムからなるインナーライナー９とを具えた乗用車用のものが示される。

なお、図１の空気入りタイヤ１は、正規リム（図示せず）にリム組みしかつ正規内圧を充填ししかも無負荷の状態である正規状態が示されている。

ここで、「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

前記カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカスコードを具えた少なくとも１枚のカーカスプライ６Ａから構成される。前記カーカスプライ６Ａは、例えば有機繊維からなるカーカスコードがタイヤ赤道Ｃ方向に対して例えば７５〜９０°の角度で配列されている。本実施形態のカーカスプライ６Ａは、ビード部４、４間をトロイド状に跨っており、その両側の端部６ｅは、ビードコア５で折り返されることなくビードコア５内で終端している。

前記ベルト層７は、少なくとも２枚、本実施形態ではタイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなる。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ赤道Ｃに対して１５〜４０°の角度で傾けられた例えばスチールコード等の高弾性のベルトコードを有する。そして、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードが互いに交差するように重ねられている。

前記ビードコア５は、本実施形態では、カーカスプライ６Ａのタイヤ軸方向の内側に配された内のコア片５ｉと、カーカスプライ６Ａのタイヤ軸方向の外側に配された外のコア片５ｏとを具える。そして内、外のコア片５ｉ、５ｏ間にカーカスプライ６Ａの端部６ｅが狭持されている。また、本実施形態では、ビードコア５のタイヤ半径方向内側及び外のコア片５ｏのタイヤ軸方向外側のリム（図示しない）と接触する領域に、硬質のゴムからなるチェーファーゴム４ｇが配されている。

また、ビード部４には、内のコア片５ｉのタイヤ軸方向の内側、外のコア片５ｏのタイヤ軸方向の外側からそれぞれタイヤ半径方外側に先細状でのびる内、外のエーペックス８ｉ、８ｏが設けられる。このようなエーペックス８ｉ、８ｏは、ビード部４の曲げ剛性を高め、操縦安定性を向上するのに役立つ。

以上のように構成された空気入りタイヤ１は、図６に示したような生カバー１ａを加硫成形することにより製造される。

図２及び図３には、前記生カバー１ａを成形するための生カバー成形装置１０の一実施形態が示される。

本実施形態の生カバー成形装置１０は、空気入りタイヤ１の内腔面Ｍ（図１に示す）を成形しうる外面１４を具えた中子１１と、未加硫のゴムで被覆されたビードワイヤ５ａが渦巻き状に巻き重ねられたワイヤ巻付体１５を保持する保持手段１２と、前記保持手段１２を移動させ得る移動手段１３とを具えて構成される。

本実施形態の中子１１は、例えば５％内圧状態のタイヤの内面形状に近似した三次元の外面１４と、この外面１４のビード側の端部に連なりかつタイヤ軸方向の外側に突出する一対のフランジ面２６とを有している。ここでいうタイヤの内面形状とは、これから製造しようとするタイヤ１の内面形状である。また「５％内圧状態」とは、前記正規状態から内圧を、正規内圧の５％の内圧まで減圧した状態とする。この５％内圧状態のタイヤの断面形状は、加硫金型の中でのタイヤの断面形状に似ているため、加硫成形時の生カバーの伸びであるストレッチを小さくするのに特に有効である。ただし、中子の外面１４は、必ずしもこのような形状に限定されるものではない。

本実施形態の中子１１は、例えば、タイヤ周方向に分割された複数の分割ピース（図示せず）を組み立てることによりタイヤ周方向に連続した環状体となる組立式である。これにより、生カバー１ａを中子１１の外側に形成しかつ加硫して加硫済みタイヤを得た後、各分割ピースを分解して所定の順番でタイヤから取り出しうる。また、中子１１は、加硫時の熱及び圧力にも耐えうる金属材料や耐熱性樹脂等から構成されるのが望ましい。

本実施形態の中子１１は、ホイール状のリム状部材Ｊの外側に組立てられ、該リム状部材Ｊを介して支持軸Ｄによって保持されている。前記リム状部材Ｊは、リム部Ｊａ、ディスク部Ｊｂ及び軸受け部Ｊｃを有する本体Ｊ１と、該本体Ｊ１のリム部ｊａに嵌合されることにより中子１１をリム部Ｊａ上に固定し得るリング片Ｊ２とを含んで構成される。従って、リング片Ｊ２を本体Ｊ１から取り外すことにより、中子１１をリム状部材Ｊから取り外しできる。

前記支持軸Ｄは、例えばその軸方向の一端側を図示しないフレームで片持ち状に支持される。また、支持軸Ｄには、例えば電動機等によって回転駆動可能に支持されている。

前記中子１１の外面１４は、タイヤ１のトレッド部２の内腔面を成形するトレッド成形面１４ａと、サイドウォール部３の内腔面を成形する一対のサイドウォール部成形面１４ｂと、ビード部４のタイヤ内腔面を成形する一対のビード成形面１４ｃとを含む。

前記ビード成形面１４ｃは、ビードトウ点ｔからタイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側へ滑らかに傾斜してのび、前記サイドウォール部成形面１４ｂに滑らかに連なっている。なお、本実施形態では、前記ビードトウ点ｔと前記フランジ面２６とが離間して形成される。

また、図２及び図３に示されるように、前記保持手段１２は、前記ビード成形面１４ｃに対向してその軸方向の両外側に配される。各保持手段１２は、前記ビードワイヤ５ａの巻付け面１６ａを形成する環状の外リング１７と、該外リング１７のタイヤ半径方向の内側に設けられる環状の内リング１９とを具える。なお、本実施形態では、内リング１９に、固定部２０を介して移動手段１３が接続されている。

前記外リング１７は、中子１１の中心軸（タイヤ回転軸）ｎと同一の中心軸を有するリング状で形成される。また、外リング１７は、前記中心軸を含む断面において、中子１１側を向く前記巻付け面１６ａと、該巻付け面１６ａのタイヤ半径方向の内端１６ａ１からタイヤ軸方向の外側にのびる内端面１６ｂと、該内端面１６ｂのタイヤ軸方向の外端１６ｂ１からタイヤ半径方向の外側へのびる後端面１６ｃとを含む。

前記巻付け面１６ａは、ビード成形面１４ｃに対向する位置に設けられかつビード形成面１４ｃに沿った傾斜でタイヤ半径方向外側へのびている。即ち、巻付け面１６ａは、タイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側へ滑らかに傾斜してのびている。

前記内リング１９も、中子１１の中心軸（タイヤ回転軸）ｎと同一の中心軸を有する筒状で形成される。そして、該内リング１９の外周面には、外リング１７がタイヤ軸方向に摺動可能に装着されている。

本実施形態において、前記固定部２０は、内リング１９のタイヤ軸方向の外端側に一体に固着されかつタイヤ半径方向内外にのびるリング状のディスク部２０ａと、該ディスク部２０ａのタイヤ半径方向の内縁からタイヤ軸方向外側（中子１１とは反対側）にのびる筒部２０ｂとを含む断面略Ｌ字状の環状体で構成されている。なお、本実施形態では、前記支持軸Ｄは、中子１１の軸方向の一方側（図２おいて左側）に形成される保持手段１２を貫通してのびている。

図２及び図３に示されるように、前記移動手段１３は、保持手段１２をタイヤ軸方向に移動させる第１の移動手段２１と、前記内リング１９に対して外リング１７をタイヤ軸方向に移動させる第２の移動手段２２とを含んで構成される。

第１の移動手段２１は、例えば前記筒部２０ｂ等をタイヤ軸方向に移動させるアクチュエータや電動機（ともに図示省略）からなる。また、第２の移動手段２２は、シリンダー等のアクチュエータからなり、例えば本体部がディスク部２０ａに固着され、伸縮するロッドが外リング１７の後端面１６ｃに接続されている。この第２の移動手段２２により、外リング１７は、内リング１９に対してタイヤ軸方向に移動可能となる。

以上のように構成された生カバー成形装置１０を用いて生カバー１ａ（図６に示す）を製造する方法が説明される。

先ず、図４（ａ）に示されるように、初期状態として、保持手段１２は、中子１１から離れて位置決めされる。また、保持手段１２は、内リング１９が、外リング１７の巻付け面１６ａのタイヤ半径方向の内端１６ａ１から中子側に突出した状態に位置決めされる。このため、保持手段１２には、ビードワイヤの前記巻付け面１６ａと、該巻付け面１６のタイヤ半径方向内端１６ａ１から中子１１のビード成形面側に突出することにより最内層のビードワイヤを支える支持面１８とが形成される。

次に、本実施形態では、チェーファーゴム４ｇの基部４ｇａと、インナーライナー９と、内のエーペックス８ｉとが貼り付けられる。

チェーファーゴム４ｇの基部４ｇａは、例えば断面細長状で構成され、中子１１のビードトウ点ｔからタイヤ半径方向外側に小長さのリング状に巻き付けられる。

また、インナーライナー９は、例えば、未加硫かつリボン状をなすゴムストリップＧを、前記基部４ｇａのタイヤ半径方向の外側から、中子１１の外面１４かつその円周方向に沿って側縁をずらせながら巻き付けることにより形成される。ゴムストリップＧは、例えば幅Ｗが５〜３５mm程度、厚さｔが０．５〜２．０mm程度が好適である。なお、前記巻き付けは、例えばゴムストリップＧの一端を中子１１の外面１４に固着した後、支持軸Ｄを介して中子１１を回動させるとともにゴムストリップＧを中子の外面に沿って所定のピッチで移動させることにより行われる。これにより、図４（ａ）に示されるように、中子体Ｎの外面１４の一部（例えば全域）にゴムストリップＧからなるインナーライナー９が形成される。

また、内のエーペックス８ｉは、前記内のコア片５ｉのタイヤ軸方向の内側部分に配されて、コア片５ｉのビードワイヤ５ａが、インナーライナー９を損傷させるのを防止する。

次に、本実施形態では、ビード成形面１４ｃの内のエーペックス８ｉのタイヤ軸方向の外側に、内のコア片５ｉを形成する工程が行われる。

該工程は、保持手段１２に、ワイヤ巻付体１５を形成する段階を含む。ワイヤ巻付体１５は、例えば、トッピングゴムで被覆された１本のビードワイヤ５ａを支持面１８上に押圧して固着した後、保持手段１２を回転させることにより、図４（ｂ）に示されるように、ビードワイヤ５ａが巻付け面１６ａに沿って渦巻き状に巻き重ねられる。このとき、最内層のビードワイヤ５ａ１は、支持面１８で支持されているため、精度良くワイヤ巻付体１５をリング状に形成することができる。また、巻付け面１６ａは、ビード成形面１４ｃに沿った傾斜をなすため、該巻付け面１６ａに沿って巻くだけで、容易に精度の良いワイヤ巻付体１５が形成される。

巻付け面１６にワイヤ巻付体１５が形成されると、図４（ｃ）に示されるように、第１の移動手段２１を駆動することにより、保持手段１２を中子１１側へと移動させる。この際、保持手段１２は、例えば、その内リング１９がチェーファーゴム４ｇの前記基部４ｇａに当接する位置で停止される。この移動の際、ワイヤ巻付体１５は、保持手段１２の巻付け面１６ａ及び支持面１８で支持され、その形状が維持される。

次に、図５（ａ）に示されるように、第２の移動体具２２を駆動させて、外リング１７とともにワイヤ巻付体１５を中子側に移動させる。これにより、ワイヤ巻付体１５は、ビード成形面１４ｃに貼り付けられた未加硫の内のエーペックス８ｉに押圧される。そして、互いの未加硫ゴムの粘着性を利用して、ワイヤ巻付体１５が内のエーペックス８ｉに強固に貼り付けられる。

図５（ｂ）に示されるように、ワイヤ巻付体１５と内のエーペックス８ｉ（中子１１側）とが十分に押圧されると、第２の移動手段２２のロッドを縮めることにより、外リング１７のみが中子１１から離間する。これにより、ワイヤ巻付体１５の中子側への移載が完了し、内のコア片５ｉが形成される。この後、保持手段１２及び移動手段１３が、図４（ａ）の初期状態まで移動する。

次に、内のコア片５ｉのタイヤ半径方向の外側に、カーカスプライ６Ａが配設される。カーカスプライ６Ａの配設工程では、例えば、タイヤ周方向の長さに比してタイヤのラジアル方向に長い複数の短冊状のストリップ片（図示せず）を、中子１１の外面１４かつタイヤ周方向に連ねることにより三次元形状のカーカスプライ６Ａが精度良く形成される。

次に、カーカスが成形された後、外のコア片５ｏの移載工程が行われる。図５（ｃ）に示されるように、内のコア片５ｉの移載工程と同様、保持手段１２に予め形成保持されたワイヤ巻付体１５が移動手段１３により、ビード成形面１４ｃのカーカス６の外側に押圧して貼り付けられる。

そして、図６に示されるように、外のエーペックス８ｏ、チェーファーゴム４ｇの基部４ｇａと連なり、かつビード外側面を形成する副部４ｇｂ、ベルト層７、サイドウォールゴム３Ｇ、トレッドゴム２Ｇ等がそれぞれ貼り付けられる。このようにして中子１１の外面１４に生カバー１ａが形成される。

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得る。例えば、前記支持面１８のタイヤ軸方向の長さをビードワイヤ５ａの直径よりもわずかに控えた長さとする。これにより、第１の移動手段２１の移動によって、内リング１９がチェーファーゴム４ｇの前記基部４ｇａに当接する位置に到達すると、第２の移動手段２２を稼動させることなく、ワイヤ巻付体１５が中子１１側に移載される。この実施例によると、第２の移動手段２２を削減できる。

１空気入りタイヤ
２トレッド部
４ビード部
１０生カバー成形装置
１１中子
１２保持手段
１３移動手段
１４中子の外面
１４ｃビード成形面
１５ワイヤ巻付体
１６巻付け面
１８支持面
Ｍ空気入りタイヤの内腔面

Claims

空気入りタイヤの生カバーを成形するための生カバー成形装置であって、
前記空気入りタイヤの内腔面を成形しうる外面を具えた中子と、
該中子の外面のうちビード部を成形するビード成形面に対向してその両外側に配されかつ未加硫のゴムで被覆されたビードワイヤが渦巻き状に巻き重ねられたワイヤ巻付体を保持する保持手段と、
前記保持手段を前記ビード成形面に向けて接近させかつ離間移動させ得る移動手段とを具え、
前記ビード成形面は、タイヤ半径方向外側に向かってタイヤ軸方向外側へ滑らかに傾斜してのび、
前記保持手段は、前記ビード成形面と対向しかつ該ビード成形面に沿った傾斜でタイヤ半径方向外側にのびる前記ビードワイヤの巻付け面を形成する外リングと、該外リングのタイヤ半径方向内方に配されかつ中子側に突出することにより最内層のビードワイヤを支える支持面を構成する内リングとを含み、
前記外リングは、前記内リングに対してタイヤ軸方向に移動可能に配され、
前記移動手段は、前記内リングと前記外リングとからなる前記保持手段をタイヤ軸方向に移動させる第１の移動手段と、前記内リングに対して前記外リングをタイヤ軸方向に移動させる第２の移動手段とを含み、
前記第１の移動手段は、前記ビード成形面に貼り付けられた未加硫のゴム部材又はコード部材のタイヤ半径方向内側部に前記内リングが当接する位置に、前記保持手段を移動させ、
前記第２の移動手段は、前記内リングに対して前記外リングを前記中子側に移動させ、前記ワイヤ巻付体を、ビード成形面に貼り付けられた未加硫のゴム部材又はコード部材に押し付けることにより前記中子側に移載することを特徴とする生カバー成形装置。