JP7218491B2 - グリーンタイヤの製造装置及びグリーンタイヤの製造方法 - Google Patents

グリーンタイヤの製造装置及びグリーンタイヤの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、グリーンタイヤの製造装置及びグリーンタイヤの製造方法に関する。
加硫前のグリーンタイヤは、回転する成型ドラムの外周面に、インナーライナ、サイドウォールゴム、カーカスプライ等の帯状の未加硫ゴムからなるゴム部材を順次巻き付けて製造される。ゴム部材の巻き付けはドラムの回転により部材が巻き取られることによって行われ、完了後はドラムから外されて次工程へ送られる。このため成型ドラムの表面は部材がきれいに巻き付けられるような適度な粘着性と、部材がきれいに取り出せるような適度な離型性とを有するように表面処理がされている。
ゴム部材の巻き付け時には多少の引っ張り力がゴム部材にかかるが、これに抗するゴムードラム表面間の粘着力は前述のとおりあまり大きくとることはできない。このためゴム部材と成型ドラムの接着力が不足すると、成型ドラムの外周面上でゴム部材が滑り位置ズレを起こすことがある。そこで、このようなゴム部材の位置ズレを防ぐ機構を設けた装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１では、成型ドラムに取り付けた固定部材で、ゴム部材の先端部を保持したまま成型ドラムを回転させる装置が開示されている。
特許文献２には、押さえ部材により、成型ドラムへ供給されたゴム部材の先端部を押さえ、この状態で成型ドラムを１回転させて、ゴム部材を成型ドラムに巻き付ける。そして、未加硫トレッドの巻き付けが終了したときに、移動手段により、押さえ部材を成型ドラムから離れた離間位置に移動させる装置が開示されている。
特開２００６－２８９７０４号公報 特開２０１２－４０７９７号公報
しかしながら、引用文献１の装置では、成型ドラムの構成が複雑になり、成型ドラムを含む製造装置が大型化することがある。
また、引用文献２では、成型ドラムの回転に合わせて成型ドラムの周りに押さえ部材を１回転させた後、移動手段によって押さえ部材を成型ドラムの周面上から移動させる必要があるため、押さえ部材及び移動手段の構造が複雑となる。
しかも、引用文献２では、移動手段が押さえ部材を成型ドラムの径方向外方へ移動させるため、押さえ部材の移動時にゴム部材に対して成型ドラムから引き離す方向へ大きな力が作用して、ゴム部材が成型ドラムから剥がれたり、ゴム部材が変形するおそれがある。
本発明は、以上の点に鑑み、製造装置が複雑な構造になるのを押さえつつ、ゴム部材を確実に成型ドラムに保持して巻き付けることができるグリーンタイヤの製造装置及びグリーンタイヤの製造方法を提供することを目的とする。
本発明のグリーンタイヤの製造装置は、成型ドラムと、前記成型ドラムへゴム部材を供給する供給部と、前記供給部から供給された前記ゴム部材を前記成型ドラムへ押さえつける押圧部材を備え、前記供給部が前記ゴム部材の先端部を停止状態の前記成型ドラムへ供給した後、前記成型ドラムが回転して前記ゴム部材を前記成型ドラムに巻き付けてグリーンタイヤを製造するグリーンタイヤの製造装置において、前記押圧部材は、前記成型ドラムに供給された前記ゴム部材の先端部を停止状態の前記成型ドラムへ押さえ付け、前記成型ドラムの回転開始後に前記成型ドラムの接線方向へ移動して前記ゴム部材から離れるものである。
本発明のグリーンタイヤの製造方法は、成型ドラムと、前記成型ドラムへゴム部材を供給する供給部とを備え、前記供給部が前記ゴム部材の先端部を停止状態の前記成型ドラムへ供給した後、前記成型ドラムが回転して前記ゴム部材を前記成型ドラムに巻き付けてグリーンタイヤを製造するグリーンタイヤの製造方法において、押圧部材が前記成型ドラムに供給された前記ゴム部材の先端部を停止状態の前記成型ドラムへ押さえる工程と、前記成型ドラムの回転開始後に前記成型ドラムの接線方向へ前記押圧部材を移動させて前記ゴム部材から離隔させる工程とを備える。
本発明では、製造装置が複雑な構造になるのを押さえつつ、ゴム部材を確実に成型ドラムに保持して巻き付けることができる。
本発明の一実施形態に係るグリーンタイヤの製造装置の概略側面図。 図１のＡ－Ａ断面図。 図１の製造装置において移送装置がサイドウォールゴムを成型ドラムへ供給した状態の概略側面図。 図１の製造装置において押圧部材がサイドウォールゴムを押圧した状態の概略側面図。 図１の製造装置において成型ドラムが回転を開始した直後の状態を示す概略側面図。 図１の製造装置において成型ドラムにサイドウォールゴムを巻き付けた状態を示す概略側面図。 図１の製造装置においてサイドウォールゴムを切断した状態を示す概略側面図。 本発明の変更例に係るグリーンタイヤの製造装置の動作を示す概略側面図。 本発明の他の変更例に係るグリーンタイヤの製造装置の動作を示す概略側面図。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のグリーンタイヤの製造装置（以下、製造装置ということもある）１は、図１及び図２に示すように、成型ドラム１０、供給台２０、移送装置３０及び押圧機構５０を備える。
この製造装置１は、成型ドラム１０の外周面に設けられたインナーライナ２の外面の幅方向両側部に、供給台２０に載置された帯状のサイドウォールゴム３を貼り付ける装置である。より具体的には、サイドウォールゴム３の幅方向内側がインナーライナ２の幅方向側部に重なり、サイドウォールゴム３の幅方向外側が成型ドラム１０の外周面に重なるように、サイドウォールゴム３を成型ドラム１０に巻き付ける。つまり、サイドウォールゴム３の一部が成型ドラム１０に巻き付けられたインナーライナ２と成型ドラム１０の軸方向において重なるように、サイドウォールゴム３が成型ドラム１０に巻き付ける。
なお、製造装置１には、インナーライナ２の幅方向両側部にサイドウォールゴム３を貼り付けるため、図２に示すように、供給台２０、移送装置３０及び押圧機構５０を左右一対設けられているが、左右の供給台２０、移送装置３０及び押圧機構５０はいずれも同一構成を備え、同一の動作を行う。
成型ドラム１０は、サイドウォールゴム３が巻回して貼り付けられる円筒状のドラム部１１と、このドラム部１１を回転可能に支軸する回転軸１２とを備えている。この成型ドラム１０は、駆動源として不図示のサーボモータを備え、サイドウォールゴム３を貼り付ける際の回転角度を調整することができる。成型ドラム１０のドラム部１１の外周面には、予め別工程にてインナーライナ２が設けられている。
供給台２０は、一端（先端）が成型ドラム１０のドラム部１１の外周面に向けドラム部１１から所定の間隔をあけて配置され、その上面にサイドウォールゴム３が載置されている。供給台２０の前端部には、供給台２０上のサイドウォールゴム３を所定の寸法で切断するための切断装置２４が設けられている。
移送装置３０は、供給台２０の先端部と成型ドラム１０の上方に跨がって設けられ、不図示のフレームなどに取り付けられた移動手段３２によって、供給台２０の先端部と成型ドラム１０との間を移動可能に設けられている。
移送装置３０は、真空吸引などにより供給台２０に載置されたサイドウォールゴム３の上面を吸着する吸着手段を備える。このような移送装置３０は、供給台２０に載置されたサイドウォールゴム３の先端部３ａを保持して成型ドラム１０のドラム部１１の外周面に設けられたインナーライナ２の外面に供給する。つまり、移送装置３０は、サイドウォールゴム３を成型ドラム１０へ供給する供給部を構成する。
押圧機構５０は、成型ドラム１０に供給されたサイドウォールゴム３の先端部３ａをドラム部１１の外周面に押圧し接着する押圧部材５２と、押圧部材５２を移動させる第１駆動部５４及び第２駆動部５６とを備える。
また、押圧部材５２は、例えば、複数の円板状のワッシャ５２ａをその中心において回転軸５２ｂで連結したワッシャローラからなる。この押圧部材５２は、成型ドラム１０のドラム部１１にサイドウォールゴム３を押圧する際に、インナーライナ２及びサイドウォールゴム３によってドラム部１１の外周面に生じた凹凸形状に追従して個々のワッシャ５２ａの位置が変化するため、サイドウォールゴム３を幅方向に均一な力でドラム部１１に押圧することができる。
第１駆動部５４は、例えば、エアシリンダーから構成され、ドラム部１１の径方向（図中において上下方向）に押圧部材５２を移動させる。第２駆動部５６は、例えば、エアシリンダーから構成され、移送装置３０がサイドウォールゴム３を供給台２０から成型ドラム１０へ移送する方向（図１における左右方向）に、第１駆動部５４に設けられた押圧部材５２を移動させる。
次に、上記の製造装置１を用いた本実施形態のグリーンタイヤの製造方法について、図３～図６を参照して説明する。
まず、図３に示すように、移送装置３０は、供給台２０に載置されたサイドウォールゴム３の先端部３ａを吸着する。そして、移送装置３０は、成型ドラム１０のドラム部１１上方の所定位置（以下、この位置を供給位置Ｐということもある）へ移動して、サイドウォールゴム３の先端部３ａをドラム部１１に供給する。ここでは、サイドウォールゴム３の先端部３ａの幅方向内側がインナーライナ２の幅方向側部に重なり、サイドウォールゴム３の先端部３ａの幅方向外側が成型ドラム１０の外周面に重なるように、サイドウォールゴム３の先端部３ａをドラム部１１外周面の所定位置へ供給する。
なお、移送装置３０が、サイドウォールゴム３の先端部３ａをドラム部１１に供給している時、押圧部材５２は、供給位置Ｐの上方に配置されている。
そして、サイドウォールゴム３の先端部３ａをドラム部１１に供給すると、図４に示すように、移送装置３０はドラム部１１から離れる。また、第１駆動部５４が押圧部材５２を下方へ移動させて、押圧部材５２によってサイドウォールゴム３の先端部３ａをドラム部１１の外周面へ押さえ付ける。なお、この時、ドラム部１１は停止している。
そして、押圧部材５２がサイドウォールゴム３の先端部３ａをドラム部１１へ押圧すると、図５に示すように、サーボモータが起動してドラム部１１を回転させる。ドラム部１１の回転開始と同時に、第２駆動部５６がドラム部１１の供給位置Ｐからサイドウォールゴム３を移動方向前側（移送装置３０がサイドウォールゴム３を供給台２０から成型ドラム１０へ移送する方向の前側）であって、かつ、ドラム部１１の接線方向Ｌへ押圧部材５２を移動させて、押圧部材５２をサイドウォールゴム３から離隔させる。
なお、本明細書において、接線方向とは、ドラム部１１の接線方向Ｌに完全に一致する方向だけでなく、ドラム部１１の接線方向に完全に一致する方向Ｌに対してドラム部１１から離れる方向へ４５°以内で傾斜する方向も含む概念である。つまり、図８や図９に示すように、ドラム部１１の回転開始と同時に押圧部材５２を移動させる方向Ｍは、ドラム部１１の接線方向に完全に一致する方向Ｌに対する角度θが４５°以内であればよい。
そして、押圧部材５２がサイドウォールゴム３から離れた後もドラム部１１を回転させ続けて、供給台２０に載置されたサイドウォールゴム３をドラム部１１に巻き付ける（図６参照）。なお、ドラム部１１の回転によってサイドウォールゴム３をドラム部１１に巻き付けている間、押圧機構５０は、押圧部材５２を供給位置Ｐの上方へ移動させる。
そして、ドラム部１１が回転を開始してから所定角度回転したところで成型ドラム１０に設けられたサーボモータが停止して、サイドウォールゴム３のドラム部１１への供給を一時停止した後、第１駆動部５４が押圧部材５２を下方へ移動させて、押圧部材５２によってサイドウォールゴム３の先端部３ａをドラム部１１の外周面へ押さえ付ける。その後、押圧部材５２がサイドウォールゴム３を押さえた状態で、切断装置２４によってサイドウォールゴム３を切断して、サイドウォールゴム３の後端部３ｂを形成する（図７参照）。
サイドウォールゴム３の切断が完了すると、再びサーボモータが起動してドラム部１１を回転させて、サイドウォールゴム３の後端部３ｂをドラム部１１に巻き取ってサイドウォールゴム３の先端部３ａの上に所定長さ重なるようにインナーライナ２の外面に貼り付ける。その際、押圧部材５２がサイドウォールゴム３をドラム部１１に押さえ付けながら、サイドウォールゴム３の後端部３ｂをドラム部１１に巻き取る。これにより、サイドウォールゴム３の先端部３ａと後端部３ｂとを重ね合わせた部分を、押圧部材５２によって圧着する。
そして、得られた部材は、カーカス、ベルト、ビードコア、ビードフィラー及びトレッドゴムなどのタイヤを構成する他のタイヤ部材とともに、常法に従って、タイヤ形状に組み立てられてグリーンタイヤ（未加硫タイヤ）が得られる。
以上のような本実施形態では、押圧部材５２がドラム部１１に供給されたサイドウォールゴム３の先端部３ａを停止状態のドラム部１１へ押さえ付け、先端部３ｂをドラム部１１に圧着してからドラム部１１が回転すると共に押圧部材５２が成型ドラム１０の接線方向Lへ移動するため、成型ドラムの外周面上でゴム部材が滑り位置ズレを起こすのを抑えることができる。ここで、押圧部材５２の移動距離はさほど大きくとる必要はなく、成型ドラム１０の回転で言えば８分の1周以下（成型ドラム１０の回転角度で言えば４５°）の追従とすることができる。これは、ドラム表面には適度な粘着性が付与されているため、先端部３aのドラム部１１における位置が確保された状態である程度巻き取られれば、サイドウォール３にかかる引っ張り力に十分対抗できるためである。したがってゴム部材の材質や成型条件などに応じて押圧部材５２の移動量（押圧部材５２を成型ドラム１０の回転に追従させる周方向長さ）は適宜微調整すればよい。
特に、本実施形態のように、サイドウォールゴム３の幅方向内側がインナーライナ２の幅方向側部に重なり、サイドウォールゴム３の幅方向外側が成型ドラム１０の外周面に重なるように、サイドウォールゴム３を成型ドラム１０に巻き付ける場合、サイドウォールゴム３は、インナーライナ２に積層される部分に比べ、成型ドラム１０に積層される部分において位置ズレを起こしやすいため、サイドウォールゴム３の先端部３ａにしわが発生しやすい。本実施形態では、上記のとおり押圧部材５２がサイドウォールゴム３の先端部３ａを押圧してから成型ドラム１０が回転するため、このような成型ドラム１０に積層される部分において生じるしわの発生を抑えることができる。
また、押圧部材５２が、ドラム部１１に供給されたサイドウォールゴム３の先端部３ａを停止状態のドラム部１１へ押さえ付け、ドラム部１１の回転開始後にドラム部１１の接線方向へ移動してサイドウォールゴム３から押圧部材５２が離れる。そのため、本実施形態の製造装置１では、ドラム部１１の周りに押さえ部材を１回転させる必要がなく、装置構造が複雑になったり大型化することがない。
しかも、押圧部材５２は、ドラム部１１の回転開始後にドラム部１１の接線方向へ移動してサイドウォールゴム３から押圧部材５２が離れるため、押圧部材５２をサイドウォールゴム３から離隔させる時に、サイドウォールゴム３に対してドラム部１１の外周面から引き離す方向へ作用する力が小さくなり、サイドウォールゴム３がドラム部１１から剥がれたり、サイドウォールゴム３の変形をおさえることができる。
（変更例）
上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
上記実施形態では、押圧部材５２が、ドラム部１１に供給されたサイドウォールゴム３の先端部３ａを停止状態のドラム部１１へ押さえ付けた後、ドラム部１１の回転開始と同時にドラム部１１の接線方向へ移動させ、押圧部材５２をサイドウォールゴム３の先端部３ａから離隔する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図９に示すように、押圧部材５２がサイドウォールゴム３の先端部３ａを停止状態のドラム部１１へ押さえ付けた後、ドラム部１１が所定角度回転するまで、押圧部材５２がサイドウォールゴム３の先端部３ａを押圧した状態を維持するように、第１駆動部５４及び第２駆動部５６が協働して押圧部材５２を移動させ、その後、押圧部材５２を接線方向へ移動させて、押圧部材５２をサイドウォールゴム３から離隔させてもよい。
このようにドラム部１１が所定角度回転するまで、押圧部材５２によってサイドウォールゴム３の先端部３ａを押圧しつづけることで、ドラム部１１に対するサイドウォールゴム３の接着性を向上させることができる。
また、本実施形態では、ゴム部材としてサイドウォールゴム３を成型ドラム１０のドラム部１１に巻き付ける場合について説明したが、例えば、インナーライナ、カーカスプライ、トレッドゴム、など各種ゴム部材にも本発明を適用することができる。
また、本実施形態では、サイドウォールゴム３等のゴム部材をドラム部１１に押圧する押圧部材５２として、ワッシャローラを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、押圧部材５２は、ローラのように自転しない円柱状の部材であってもよく、また、ウレタンローラ等の樹脂製のあるいは金属製等の円筒状ローラや、ローラ外周面が押圧対象物の凹凸形状に合わせて変形可能なローラであってもよい。押圧部材５２としてワッシャローラや円筒状ローラなどの各種ローラを用いることで、押圧部材５２によってサイドウォールゴム３の先端部３ａをドラム部１１に押圧することができるだけでなく、サイドウォールゴム３の後端部３ｂをドラム部１１に押さえ付けながらドラム部１１に巻き取る際にも押圧部材５２を用いることができ、装置構成がより簡単になる。
また、本実施形態では、サイドウォールゴム３等のゴム部材の先端部３ａをドラム部１１に押圧する押圧部材５２が、サイドウォールゴム３の先端部３ａと後端部３ｂとを重ね合わせた部分も押圧する場合について説明したが、サイドウォールゴム３の先端部３ａをドラム部１１に押圧する押圧部材５２と、サイドウォールゴム３の先端部３ａと後端部３ｂとを重ね合わせた部分を押圧する押圧部材とを、それぞれ別個に設けてもよい。
１…製造装置、２…インナーライナ、３…サイドウォールゴム、３ａ…先端部、１０…成型ドラム、１１…ドラム部、１２…回転軸、２０…供給台、２４…切断装置、３０…移送装置、３２…移動手段、５０…押圧機構、５２…押圧部材、５２ａ…ワッシャ、５２ｂ…回転軸、５４…第１駆動部、５６…第２駆動部

Claims (7)

  1. 成型ドラムと、前記成型ドラムへゴム部材を供給する供給部と、前記供給部から供給された前記ゴム部材を前記成型ドラムへ押さえつける押圧部材を備え、
    前記供給部が前記ゴム部材の先端部を停止状態の前記成型ドラムへ供給した後、前記成型ドラムが回転して前記ゴム部材を前記成型ドラムに巻き付けてグリーンタイヤを製造するグリーンタイヤの製造装置において、
    前記押圧部材は、前記成型ドラムに供給された前記ゴム部材の先端部を停止状態の前記成型ドラムへ押さえ付け、前記成型ドラムの回転開始後に前記成型ドラムの接線方向へ移動して前記ゴム部材から離れるグリーンタイヤの製造装置。
  2. 前記押圧部材は、前記成型ドラムの回転開始と同時に前記成型ドラムの接線方向へ移動する請求項１に記載のグリーンタイヤの製造装置。
  3. 前記押圧部材が、ローラである請求項１又は２に記載のグリーンタイヤの製造装置。
  4. 前記押圧部材が、前記ゴム部材の表面形状に追従して変形可能に設けられたワッシャローラを備える請求項３に記載のグリーンタイヤの製造装置。
  5. 成型ドラムと、前記成型ドラムへゴム部材を供給する供給部とを備え、
    前記供給部が前記ゴム部材の先端部を停止状態の前記成型ドラムへ供給した後、前記成型ドラムが回転して前記ゴム部材を前記成型ドラムに巻き付けてグリーンタイヤを製造するグリーンタイヤの製造方法において、
    押圧部材が前記成型ドラムに供給された前記ゴム部材の先端部を停止状態の前記成型ドラムへ押さえる工程と、
    前記成型ドラムの回転開始後に前記成型ドラムの接線方向へ前記押圧部材を移動させて前記ゴム部材から離隔させる工程とを備えるグリーンタイヤの製造方法。
  6. 前記成型ドラムの回転開始と同時に前記成型ドラムの接線方向へ前記押圧部材を移動させて前記ゴム部材から離隔させる請求項５に記載のグリーンタイヤの製造方法。
  7. 前記ゴム部材の一部が前記成型ドラムに巻き付けられた環状ゴム部材と前記成型ドラムの軸方向において重なるように、前記ゴム部材を前記成型ドラムに巻き付ける請求項５又は６に記載のグリーンタイヤの製造方法。
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