JP6529235B2 - タイヤ成形用押さえ装置およびタイヤ成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの成形工程においてサイドウォールゴムのクリンチ部を押圧するタイヤ成形用押さえ装置および前記タイヤ成形用押さえ装置を用いたタイヤ成形方法に関する。

一般に、空気入りタイヤの製造工程においては、円筒状のタイヤ成形用フォーマーに種々のタイヤ用ゴム部材を巻き付けて圧着することにより、生タイヤの成形を行っている。

図４は従来のタイヤ成形用押さえ装置を模式的に示す図である。図４に示すように、円筒状のタイヤ成形用フォーマー（図示省略）に、インナーライナーやカーカスプライ等のタイヤ用ゴム材料１０２を巻き付けた後、クリンチ部１０３ａとクッション部１０３ｂとが一体に成形されて定尺に切断されたサイドウォールゴム１０３をさらに巻き付けて圧着することにより生タイヤが成形される。

このとき、タイヤ用ゴム材料１０２が巻き付けられたタイヤ成形用フォーマーに、定尺に切断されたサイドウォールゴム１０３の始端部を貼り付け、タイヤ成形用押さえ装置２００のクリンチローラー２０５（フリーローラー）でサイドウォールゴム１０３のクリンチ部１０３ａを押圧しながらタイヤ成形用フォーマーを回転させる。これにより、タイヤ成形用フォーマーに伴ってクリンチローラー２０５が回転してクリンチ部１０３ａがタイヤ用ゴム材料１０２に順次圧着されていき、最後にクリンチ部１０３ａの巻き付け始端部と終端部がジョイントされる。

一方、回転するタイヤ成形用フォーマーに合わせて回転する圧着ローラー（図示省略）でクッション部１０３ｂを押圧することにより、クッション部１０３ｂがタイヤ用ゴム材料１０２に順次圧着されていき、最後にクッション部１０３ｂの巻き付け始端部と終端部がジョイントされる。なお、図４中の符号２０１はクリンチローラー２０５を昇降させる押さえシリンダ、２０２はベアリング、２０４はローラー軸である。

特開２０１１−１０２０２３号公報

しかしながら、上記した従来のタイヤ成形方法の場合、ジョイント後に、クリンチ部１０３ａのジョイント部に割れが生じることがある。これは、サイドウォールゴム１０３が配合の異なるクリンチ部１０３ａとクッション部１０３ｂとから構成されており、クリンチ部１０３ａにはクッション部１０３ｂに比べてシュリンク量が大きなゴム材料が用いられているためである。

即ち、切断後のサイドウォールゴム１０３におけるクリンチ部１０３ａは、クッション部１０３ｂに比べて大きく（３〜５ｍｍ）縮もうとするため、クリンチ部１０３ａのジョイント部ではジョイント量が不足して割れが生じ易くなる。

このため、従来より、クリンチ部１０３ａのシュリンク量を考慮して、サイドウォールゴム１０３を定尺よりも５ｍｍ程度長くなるように切断して巻き付けていたが、この場合には、シュリンク量が小さなクッション部１０３ｂでジョイント量が大きくなりすぎてタイヤ製造後にバルジ（隆起）が発生する恐れがある。

このように、従来の成形方法においては、サイドウォールゴム１０３のジョイント量について、クッション部１０３ｂの方を適正にするとクリンチ部１０３ａが割れて不良品が発生し、クリンチ部１０３ａの方を適正にするとバルジの発生により外観品質が低下する恐れがあるという問題があり、何れの場合でも手直しが必要になるため製造効率が低下する恐れがある。

そこで、本発明は、タイヤ成形工程のサイドウォールゴムの巻き付けに際して、クリンチ部の割れによる不良品の発生と、クッション部におけるバルジの発生による外観品質の低下とを適切に防止することができる技術を提供することを課題とする。

本発明者は、上記した課題の解決について鋭意検討を行い、以下に記載する発明によれば上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
回転する円筒状のタイヤ成形用フォーマーに巻き付けられるタイヤ構成部材のうち、クッション部とクリンチ部とが一体に成形されたサイドウォールゴムの前記クリンチ部を押圧するクリンチローラーを備えたタイヤ成形用押さえ装置であって、
前記タイヤ成形用フォーマーの回転に伴って回転するクッション用の押さえローラーと、
前記クリンチローラーに回転抵抗を付与する制動手段と、
前記制動手段を制御する制御手段と
を備えており、
前記制動手段が前記クリンチローラーに回転抵抗を付与しながら前記クリンチ部を押圧することにより前記クリンチ部を伸ばして、前記クリンチ部におけるジョイント量を調整するように構成されており、
さらに前記制動手段が、前記クリンチローラーのローラー軸に取付けられたエアーブレーキであり、
前記制御手段が、
クリンチ部を構成するゴムの配合量に対応して予め測定されたシュリンク量と同じ長さの分、クリンチ部を伸ばすために必要な回転抵抗を、クリンチローラーに付与することを調整し、さらに前記エアーブレーキに供給されるエアー圧力を制御することにより、前記クリンチローラーに付与される回転抵抗を前記クリンチ部の前記シュリンク量が相殺されるように調整する電空比例弁であることを特徴とするタイヤ成形用押さえ装置である。

請求項２に記載の発明は、
インナーライナーとカーカスプライとを貼り合わせる一次成形と、サイドウォールゴムとトレッドゴムとを貼り合わせる二次成形の両方を、前記タイヤ成形用フォーマー上で連続して行うシングル成形機に用いられる
ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成形用押さえ装置である。

請求項３に記載の発明は、
請求項１または請求項２に記載のタイヤ成形用押さえ装置を用いて、クッション部とクリンチ部とが一体に成形されたサイドウォールゴムの前記クリンチ部をタイヤ用ゴム材料に圧着させるタイヤ成形方法であって、
前記制動手段により前記クリンチローラーに回転抵抗を付与しながら前記クリンチ部を押圧することにより前記クリンチ部を伸ばして、前記クリンチ部におけるジョイント量を調整する
ことを特徴とするタイヤ成形方法である。

請求項４に記載の発明は、
前記サイドウォールゴムとして、幅８５〜２２０ｍｍ、厚み１５ｍｍ以下のサイドウォールゴムを用いることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ成形方法である。

請求項５に記載の発明は、
押圧後の前記クリンチ部の伸びる量が７．５ｍｍ以下になるように、前記制御手段により前記クリンチローラーへの回転抵抗を調整することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のタイヤ成形方法である。

本発明によれば、タイヤ成形工程のサイドウォールゴムの巻き付けに際して、クリンチ部の割れによる不良品の発生と、クッション部におけるバルジの発生による外観品質の低下とを適切に防止することができる技術を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置の概略図である。 クリンチローラーに付与するブレーキ圧とクリンチ部の伸び量との関係を示すグラフである。 従来のタイヤ成形用押さえ装置を模式的に示す図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を参照して説明する。

１．本実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置の概要
図１は本実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置を模式的に示す図である。

図１に示すように、本実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置１は、従来のタイヤ成形用押さえ装置と同様に、回転するタイヤ成形用フォーマー（図示省略）に巻き付けられるタイヤ構成部材のうち、クッション部６ｂとクリンチ部６ａとが一体に成形されたサイドウォールゴム６のクリンチ部６ａを押圧し、タイヤ成形用フォーマーの回転に伴って回転するクリンチローラー３４を備えている。

しかし、本実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置１は、クリンチローラー３４に回転抵抗を付与する制動手段としてのエアーブレーキ３５と、このエアーブレーキ３５を制御する制御手段（図示省略）とを備えており、エアーブレーキ３５がクリンチローラー３４に回転抵抗を付与しながらクリンチ部６ａを押圧することによりクリンチ部６ａを伸ばしてクリンチ部６ａにおけるジョイント量を調整するように構成されている点が従来のタイヤ成形用押さえ装置とは異なっている。

これにより、以下に説明するように、タイヤ成形工程において、サイドウォールゴムをタイヤ成形用フォーマーに巻き付ける際に、クリンチ部とクッション部のそれぞれのジョイント量を適正な値にすることができるため、サイドウォールゴムのクリンチ部の割れと、クッション部におけるバルジの両方の発生を適切に防止することができる。

２．本実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置の具体的な構成
本実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置１について詳細に説明する。なお、以下の説明では、インナーライナー、カーカスプライなどを積層させてビード５ａをセットしたゴム部材を「タイヤ用ゴム材料５」と称する。

本実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置１は、装置本体３０のロッド部３１ａに、ローラー軸３３がベアリング３２を介して回転自在に挿通されている。このローラー軸３３の一端にはクリンチローラー３４が取り付けられており、他端にはクリンチローラー３４に回転抵抗を付与する制動手段としてのエアーブレーキ３５が取り付けられている。

このエアーブレーキ３５には、９Ｎ・ｍ以上の静摩擦トルクが得られるエアーブレーキを用いることが好ましく、このようなエアーブレーキとして、エアー圧力０．６ＭＰａ時に、１３．７Ｎ・ｍの静摩擦トルクを示す旭精工株式会社製のＢＳＭ、７Ｘを挙げることができる。

また、装置本体３０には、押さえシリンダ３１ｂが設けられており、ロッド部３１ａを介してクリンチローラー３４を昇降させることにより、クリンチローラー３４がクリンチ部６ａを押圧する際の押圧力を調整することができる。

図２は本実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置の概略図である。図２に示すように、本実施の形態では、エアーブレーキ３５を制御する制御手段として電空比例弁３６を備えており、エアー供給管３７を介して、エアーブレーキ３５と電空比例弁３６とが接続されている。この電空比例弁３６としては、例えば、ＳＭＣ株式会社製のＩＴＶ２０５０（電圧形ＤＣ０〜１０Ｖ）が用いられる。

電空比例弁３６は、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）４１と電気的に接続されており、さらにＰＬＣ４１はＩＰＣ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ＰＣ）４２に接続されている。

ＩＰＣ４２には、複数の製品タイヤのスペック情報（クリンチ部のゴム配合に応じたエアー圧力）が予め記憶されており、製造中の製品タイヤに合わせてそのスペック情報を選択してＰＬＣ４１に送信する。ＰＬＣ４１は、ＩＰＣ４２から送信されたスペック情報に基づいてアナログ信号である圧力調整信号（電圧がＤＣ０〜１０Ｖの電流）を電空比例弁３６に送信する。

電空比例弁３６は、受信した圧力調整信号に基づいて、エアーブレーキ３５に供給されるエアー圧力を無断階に調整してエアーブレーキ３５を制御することにより、押圧するクリンチ部のゴム配合に対応した回転抵抗をクリンチローラー３４に付与することができる。

このような回転抵抗が付与されたクリンチローラー３４でクリンチ部６ａを押圧しながらタイヤ成形用フォーマーを回転させると、タイヤ成形用フォーマーの回転とクリンチローラー３４の回転にずれが生じて、タイヤ成形用フォーマーに巻き付けられるクリンチ部６ａにタイヤ成形用フォーマーの周方向に沿った力が加えられてクリンチ部６ａが伸ばされる。

そして、クリンチ部６ａの巻き付け始端部と、伸ばされた状態の終端部とがジョイントされるため、サイドウォールゴム６を定尺よりも長く切断することをしなくても、クリンチ部６ａのジョイント量をクリンチ部６ａのシュリンク量に応じた適正な値（１〜５ｍｍ）に調整することができる。この結果、ジョイント後のクリンチ部６ａに割れが発生することを適切に防止することができる。

このとき、サイドウォールゴム６のクッション部６ｂは、従来と同様に、タイヤ成形用フォーマーの回転に伴って回転するクッション用の押さえローラー（図示省略）によりジョイントされるため、予めクッション部６ｂのジョイント量が適正な値になるようにサイドウォールゴム６を定尺で切断することにより、その適正な値が維持された状態でクッション部６ｂをジョイントすることができる。この結果、クッション部６ｂにおけるバルジの発生を防止することができる。

この結果、本実施の形態によれば、一体に成形されているクリンチ部６ａとクッション部６ｂの両方のジョイント量を適正な値にして、クリンチ部６ａの割れとクッション部６におけるバルジの両方の発生を防止することができ、クリンチ部６ａの割れとクッション部６におけるバルジを修正するための手直しの頻度を減らして製造効率を向上させることができる。

なお、クリンチ部６ａのシュリンク量は、クリンチ部６ａを構成するゴムの配合に応じて変化するが、本実施の形態においては、上記したように、ＩＰＣ４２に複数の製品タイヤのスペック情報が予め記憶されており、このスペック情報に基づいてクリンチローラー３４に付与する回転抵抗を調整するように構成されているため、クリンチ部６ａのジョイント量を製品タイヤの種類に応じて適切に調整することができる。

また、本実施の形態においては、押さえシリンダ３１ｂを用いてクリンチローラー３４を昇降させることによりクリンチローラー３４がクリンチ部６ａを押圧する押圧力を調整することができる。このときの押圧力は０．５８ＭＰａに調整することが好ましい。これにより、クリンチ部６ａを充分に押圧してタイヤ用ゴム材料５に圧着させることができる。

なお、タイヤ成形用フォーマーに巻き付けられるサイドウォールゴム６としては、幅８５〜２２０ｍｍ、厚み１５ｍｍ以下のサイドウォールゴムを用いることが好ましい。

また、クリンチローラー３４がクリンチ部６ａを押圧するためにクリンチ部６ａ上を転動する速度は１５ｍ／ｍｉｎが好ましい。

また、製品タイヤの種類にもよるが、制動手段によるクリンチローラーへの回転抵抗は、クリンチ部６ａの伸び量が７．５ｍｍ以下になるように調整することが好ましく、このような伸び量が得られるように、エアーブレーキ３５に供給されるエアー圧力を制御することが好ましい。

以下、実施例に基づき、本発明を具体的に説明する。

１．ブレーキ圧の調査
本実施例では、先ず、上記した実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置において、クリンチローラーに付与する回転抵抗（ブレーキ圧）の適切な値を調べた。

（１）シュリンク量の調査
先ず、クリンチ部の配合（配合Ａ〜配合Ｃ）が異なる３種類のサイドウォールゴムを用意し、それぞれのサイドウォールゴムの始端部と終端部とを突き合わせた状態（ジョイント量＝０ｍｍ）で所定時間放置して、シュリンク後のクリンチ部に生じた隙間を測定し、クリンチ部のシュリンク量を調査した。調査結果を表１に示す。なお、表１では、クリンチ部のシュリンク量をマイナスのジョイント量として表している。

（２）ブレーキ圧とクリンチ部の伸び量の調査
上記した実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置１を用い、押さえシリンダ３１ｂによる押圧力を０．５８ＭＰａに設定し、上記した３種類の配合のクリンチ部６ａをクリンチローラー３４で押圧した。このとき、エアーブレーキ３５がクリンチローラー３４に付与する回転抵抗（ブレーキ圧）を０．１〜０．５ＭＰａの範囲内で調整し、それぞれのブレーキ圧における配合Ａ〜配合Ｃのクリンチ部６ａの伸び量（ｍｍ）を測定した。クリンチローラーに付与するブレーキ圧とクリンチ部の伸び量との関係を表２および図３に示す。

表１〜２および図３より、シュリンク量が４ｍｍである配合Ａのゴムを用いた場合に、このシュリンク量が相殺されるようにクリンチ部６ａを４ｍｍ伸ばすためには、クリンチローラー３４へのブレーキ圧を０．２７Ｍｐａに設定することが好ましいことが分かる。

また、シュリンク量が５ｍｍである配合Ｂの場合、このシュリンク量が相殺されるようにクリンチ部６ａを５ｍｍ伸ばすためには、クリンチローラー３４へのブレーキ圧を０．５Ｍｐａに設定することが好ましいことが分かる。同様に、シュリンク量が５．５ｍｍである配合Ｃの場合、クリンチ部６ａを５．５ｍｍ伸ばすためにはブレーキ圧を０．３５Ｍｐａに設定することが好ましいことが分かる。それぞれの配合に対する好ましいブレーキ圧を表３に示す。

２．生タイヤの成形
（１）製造条件
上記した試験により得られた各配合に対する好ましいブレーキ圧を適用して生タイヤの成形を行い、クリンチ部の割れ、クッション部のバルジの発生を調べた。

具体的には、上記した実施の形態に係るタイヤ成形用押さえ装置を用いて、配合Ａ〜配合Ｃのクリンチ部を有するサイドウォールゴムを押圧して生タイヤの成形を行った。このとき、表３に示す通りに、各配合に対する好ましいブレーキ圧をクリンチローラーに付与した。なお、各配合について生タイヤを１５０本ずつ成形し、押圧後のクリンチ部のジョイント量が２ｍｍになるようにサイドウォールの切断長さを設定した。また、押さえシリンダによる押圧力は０．５８ＭＰａに設定した。

（２）結果
成形された生タイヤを目視で観察した結果、配合Ａ〜配合Ｃの何れのサイドウォールゴムの場合においても、ジョイント後のクリンチ部に割れが発生していなかった。また、成形された生タイヤを加硫した製品タイヤを確認した結果、クッション部におけるバルジの発生が見られなかった。この結果より、クリンチローラー３４に適切なブレーキ圧（回転抵抗）を付与しながらクリンチ部を押圧することにより、クリンチ部のジョイント量を適正な値に調整してクリンチ部の割れとクッション部のバルジを防止できることが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１、２００ タイヤ成形用押さえ装置
５、１０２ タイヤ用ゴム材料
５ａ ビード
６、１０３ サイドウォールゴム
６ａ、１０３ａ クリンチ部
６ｂ、１０３ｂ クッション部
３０ 装置本体
３１ａ ロッド部
３１ｂ、２０１ 押さえシリンダ
３２、２０２ ベアリング
３３、２０４ ローラー軸
３４、２０５ クリンチローラー
３５ エアーブレーキ
３６ 電空比例弁
３７ エアー供給管
４１ ＰＬＣ
４２ ＩＰＣ

Claims (5)

1. 回転する円筒状のタイヤ成形用フォーマーに巻き付けられるタイヤ構成部材のうち、クッション部とクリンチ部とが一体に成形されたサイドウォールゴムの前記クリンチ部を押圧するクリンチローラーを備えたタイヤ成形用押さえ装置であって、
   前記タイヤ成形用フォーマーの回転に伴って回転するクッション用の押さえローラーと、
   前記クリンチローラーに回転抵抗を付与する制動手段と、
   前記制動手段を制御する制御手段と
   を備えており、
   前記制動手段が前記クリンチローラーに回転抵抗を付与しながら前記クリンチ部を押圧することにより前記クリンチ部を伸ばして、前記クリンチ部におけるジョイント量を調整するように構成されており、
   さらに前記制動手段が、前記クリンチローラーのローラー軸に取付けられたエアーブレーキであり、
   前記制御手段が、
   クリンチ部を構成するゴムの配合量に対応して予め測定されたシュリンク量と同じ長さの分、クリンチ部を伸ばすために必要な回転抵抗を、クリンチローラーに付与することを調整し、さらに前記エアーブレーキに供給されるエアー圧力を制御することにより、前記クリンチローラーに付与される回転抵抗を前記クリンチ部の前記シュリンク量が相殺されるように調整する電空比例弁であることを特徴とするタイヤ成形用押さえ装置。
2. インナーライナーとカーカスプライとを貼り合わせる一次成形と、サイドウォールゴムとトレッドゴムとを貼り合わせる二次成形の両方を、前記タイヤ成形用フォーマー上で連続して行うシングル成形機に用いられる
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成形用押さえ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のタイヤ成形用押さえ装置を用いて、クッション部とクリンチ部とが一体に成形されたサイドウォールゴムの前記クリンチ部をタイヤ用ゴム材料に圧着させるタイヤ成形方法であって、
   前記制動手段により前記クリンチローラーに回転抵抗を付与しながら前記クリンチ部を押圧することにより前記クリンチ部を伸ばして、前記クリンチ部におけるジョイント量を調整する
   ことを特徴とするタイヤ成形方法。
4. 前記サイドウォールゴムとして、幅８５〜２２０ｍｍ、厚み１５ｍｍ以下のサイドウォールゴムを用いることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ成形方法。
5. 押圧後の前記クリンチ部の伸びる量が７．５ｍｍ以下になるように、前記制御手段により前記クリンチローラーへの回転抵抗を調整することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のタイヤ成形方法。

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