JP7137458B2

JP7137458B2 - シェーピングドラム用シールゴム及びシェーピングドラム

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Publication number: JP7137458B2
Application number: JP2018236608A
Authority: JP
Inventors: 友洋一柳
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2022-09-14
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: JP2020097175A

Description

本発明はシェーピングドラム用シールゴム及びシェーピングドラムに関する。

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

図７に示すように、シールゴム１３０の凹部１３１は底面１３２とそこから連続するテーパー面１３３、１３４とで形成されているが、従来のシールゴムではテーパー面１３３、１３４が底面１３２から大きく立ち上がっており、底面１３２に対するテーパー面１３３、１３４の立ち上がりの角度が大きかった。そのため、シェーピングドラムに円筒状タイヤ部材４０がセットされ、図８に示すように円筒状タイヤ部材４０の外周側にビード部４２がセットされると、円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１が凹部１３１の形状に沿うよう変形して立ち上がってしまっていた。

このように円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１が立ち上がっていると、円筒状タイヤ部材４０の軸方向中央部が膨張して出来た本体部４３にビード部４２を押さえ付けるステッチャーをしようとするときに、軸方向外側部分４１が邪魔になってビード部４２の根元（図８におけるビード部４２の下端部近傍）にステッチングツール５０を当てられないという問題があった。また、ステッチングツール５０をビード部４２の根元に当てようとすると円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１に当たってしまい、軸方向外側部分４１に皺が生じるという問題もあった。また、円筒状タイヤ部材４０にはカーカスプライが含まれておりカーカスプライには平行に並べられた複数のコードが入っているが、円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１が立ち上がることによりコードの並び方が乱れるという問題もあった。

そこで本発明は、ビード部がセットされたときの円筒状タイヤ部材の軸方向外側部分の立ち上がりが小さいシェーピングドラム用シールゴム及びシェーピングドラムを提供することを課題とする。

実施形態のシェーピングドラム用シールゴムは、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、前記凹部は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、前記底面に対する、前記シェーピングドラムの軸方向端部側の前記テーパー面の角度が、１１°以上２４°以下であることを特徴とする。

また、実施形態のシェーピングドラムは、前記シールゴムが前記ビードロックセグメントの外周側に設けられたことを特徴とする。

実施形態のシールゴム及びシェーピングドラムによれば、前記底面に対する前記シェーピングドラムの軸方向端部側の前記テーパー面の角度が所定範囲内であることにより、ビード部がセットされたときの円筒状タイヤ部材の軸方向外側部分の立ち上がりが小さい。

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。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。シェーピング後ターンアップ前のシールゴム近傍の断面図。従来のシールゴムの幅方向断面図。従来のシールゴムにビードをセットしたときの幅方向断面図。

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）へ連続する平面状の外側テーパー面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。図４や図５に示す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６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。

底面３２に対する外側テーパー面３３の角度θ_１、言い換えれば外側テーパー面３３の底面３２からの立ち上がりの角度θ_１は、１１°以上２４°以下である。外側テーパー面３３の頂部３７の底面３２からの高さＬ_１は、例えば５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。一方、底面３２に対する内側テーパー面３４の角度θ_２、言い換えれば内側テーパー面３４の底面３２からの立ち上がりの角度θ_２は、前記の角度θ_１より大きいことが好ましい。また、外側テーパー面３３のシェーピングドラム１０の軸方向の長さＬ_２が、内側テーパー面３４のシェーピングドラム１０の軸方向の長さＬ_３より、長いことが好ましい。

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（例えば図１に示すシリンダ室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．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３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４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５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。

このとき、図６に示すように、円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１は、シールゴム３０の外側テーパー面３３の傾斜に沿うように山形にやや立ち上がっている。しかし、上記のように外側テーパー面３３の底面３２からの立ち上がりの角度θ_１が２４°以下と小さいので、立ち上がりは小さい。

次に、円筒状タイヤ部材４０の本体部４３とビード部４２との間の空気を抜くステッチャーが行われる。ステッチャーは、ステッチングツール５０をビード部４２の根元（図６におけるビード部４２の下端部近傍）に当て、先端に向かって（すなわち図６の上向に向かって）移動させることにより行われる。

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、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。

３．本実施形態の効果
以上の実施形態では、シールゴム３０の凹部３１において底面３２に対する外側テーパー面３３の角度θ_１が２４°以下であるため、シールゴム３０の上方に円筒状タイヤ部材４０を挟む形でビード部４２がセットされても、円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１の立ち上がりが小さい。

そのため、ステッチャーを行うときに、円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１に邪魔されることなく、ステッチングツール５０をビード部４２の根元に当てることができる。そのため円筒状タイヤ部材４０の本体部４３とビード部４２との間のエア残りを防ぐことができる。また、円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１の立ち上がりが小さいため、円筒状タイヤ部材４０を構成しているカーカスプライのコードの並び方に乱れが生じにくい。

また、シールゴム３０の凹部３１において底面３２に対する外側テーパー面３３の角度θ_１が１１°以上であるため、ビード部４２がシェーピングドラム１０の軸方向端部側へ外れにくい。特に、シェーピングによって円筒状タイヤ部材４０の中央部が膨張して本体部４３が形成されると、本体部４３の内圧でビード部４２にシェーピングドラム１０の軸方向端部側への力がかかるが、そのような力がかかってもビード部４２が外れにくい。

また、シールゴム３０の凹部３１の外側テーパー面３３が曲面の場合、円筒状タイヤ部材４０の軸方向外側部分４１がその曲面に沿って大きく立ち上がるおそれがあるが、外側テーパー面３３が平面であればそのおそれがない。

また、シールゴム３０の凹部３１の外側テーパー面３３のシェーピングドラム１０の軸方向の長さＬ_２が、内側テーパー面３４のシェーピングドラム１０の軸方向の長さＬ_３より長ければ、シールゴム３０の凹部３１の底面３２に対する外側テーパー面３３の角度θ_１及び外側テーパー面３３の頂部３７の底面３２からの高さＬ_１の設計の自由度が上がる。

また、シールゴム３０の凹部３１の底面３２に対する内側テーパー面３４の角度θ_２が前記の角度θ_１より大きければ、ステッチャーのとき等にビード部４２にシェーピングドラム１０の軸方向内側への力が加わってもビード部４２が外れにくい。

そして、このようなシールゴム３０がビードロックセグメント２２の外周側に設けられたシェーピングドラム１０によれば、エア残り等の不具合を減らすことができる。

４．実施例及び比較例
ビードロックセグメントに装着されるシールゴムにおいて、シールゴムの凹部の底面に対する外側テーパー面の角度θ_１を変化させ、効果を評価した。評価結果を表１に示す。表１において、「立ち上がり高さ」とは、外側テーパー面の頂点から円筒状タイヤ部材の軸方向外側部分の立ち上がりの頂点までの高さ（参考のため図８にＬ_４として示す）のことである。

表１からわかるように、θ_１が２５°以上の場合は、ステッチャーのときにステッチングツールが円筒状タイヤ部材の軸方向外側部分に当たり、軸方向外側部分に皺が生じてしまった。θ_１が１０°以下の場合はビード部がシールゴムの凹部から外れてしまった。また、θ_１が１５°以上２０°以下の場合は、軸方向外側部分に皺が全く発生せずビード部もしっかり凹部に固定されたままで、最も良かった。

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、３７…頂部、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、４４…コード、５０…ステッチングツール、１３０…シールゴム、１３１…凹部、１３２…底面、１３３、１３４…テーパー面

Claims

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ェーピングドラム用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、前記凹部は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、
前記底面に対する、前記シェーピングドラムの軸方向端部側の前記テーパー面の角度が、１１°以上２４°以下であることを特徴とする、シェーピングドラム用シールゴム。
前記シェーピングドラムの軸方向端部側の前記テーパー面が平面である、請求項１に記載のシェーピングドラム用シールゴム。
前記シェーピングドラムの軸方向端部側の前記テーパー面が、軸方向内側の前記テーパー面より軸方向に長い、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。
請求項１～３のいずれかに記載のシールゴムが前記ビードロックセグメントの外周側に設けられた、シェーピングドラム。