(57)【要約】【課題】環状体に、線状のゴム部材を隙間なくかつ確実に積層する方法とその装置を提供する。【解決手段】ドラムのドラム本体２１ａ上にビードコア１１を載せた後、ドラムの拡幅部２１ｂのビードコア１１に隣接した箇所に、積層数が他の部位の積層数よりも少ない折り曲げ部１４ｋが設けられて折り曲げたときにスティフナー１２と同じ形状になるようにゴム線状体を積層して環状積層体１４を形成した後、この環状積層体１４をビードコア１１の外周側面に沿って折り返すことで、環状積層体１４を折り曲げてビードコア１１の側面１１ｂ上に載せ、スティフナー１２を形成するようにした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状体の外周側面に線状のゴム部材を予め設定された形状に積層して成る環状ゴム部材の製造方法であって、
前記線状のゴム部材を、前記環状体が巻き付けられたドラム上の前記環状体が巻き付けられた箇所とは異なる箇所に積層して環状積層体を形成した後、前記環状積層体を前記環状体の外周側面に沿って折り返して前記環状積層体を前記環状体上に載せ、前記環状ゴム部材を製造することを特徴とする環状ゴム部材の製造方法。
【請求項２】
環状体の外周側面に線状のゴム部材を予め設定された形状に積層して成る環状ゴム部材の製造方法であって、
前記環状体をドラム上に巻回し、前記線状のゴム部材を前記ドラムとは異なるドラム上で前記形状に積層して環状積層体を形成した後、前記２つのドラムを同軸上に配置して前記環状体と前記環状積層体とをドラム軸方向に隣接させてから、環状積層体を前記環状体の外周側面に沿って折り返して前記環状積層体を前記環状体上に載せ、前記環状ゴム部材を製造することを特徴とする環状ゴム部材の製造方法。
【請求項３】
前記環状積層体の前記環状体側に、積層数が他の部位の積層数よりも少ない折り曲げ部を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の環状ゴム部材の製造方法。
【請求項４】
前記線状のゴム部材は複数種のゴムから成ることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の環状ゴム部材の製造方法。
【請求項５】
環状体の外周側面に線状のゴム部材を予め設定された形状に積層して成る環状ゴム部材の製造装置であって、
前記環状体が巻き付けられたドラムと、
前記ドラムを軸回りに回転させる回転手段と、
前記ドラムに前記線状のゴム部材を供給するゴム供給手段と、
折り返し手段とを備え、
前記ゴム供給手段は、
前記ドラムの幅方向及び径方向に移動しながら前記線状のゴム部材を前記ドラムの外周面の前記環状体が巻き付けられた箇所とは異なる箇所に付着させて環状積層体を形成し、
前記折り返し手段は、
前記ドラムの、前記環状積層体の前記環状体とは反対側の径を拡幅することで前記環状積層体を前記環状体側に折り返すことを特徴とする環状ゴム部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、空気入りタイヤに使用される、スティフナー等の環状ゴム部材を製造する方法とその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤのビード部に剛性を与えるため、ビードコアのタイヤ径方向外側には、スティフナー（もしくは、ビードフィラー）と呼ばれる断面形状が三角形状の補強部材が配置されている。このスティフナーの製造方法としては、ビードコアが設置された成形ディスクを軸回りに回転させながら、押出機の口金から線状のゴム部材をビードコアの付着面に付着させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このとき、線状のゴム部材を供給するゴム供給手段を成形ディスクの径方向に移動させて線状のゴム部材を渦巻き状に成形するとともに、軸方向にも移動させて軸方向に積層させ、渦巻き状の線状のゴム部材を成形ディスクの付着面上に複数層積層してスティフナーを製造する。これにより、周方向の肉厚が均一なスティフナーを得ることができる。
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法では、例えば、六角形の断面形状を有するビードコアのように、ビードコアの断面形状によっては、ゴム供給手段がビードコアやビードコアを支持する支持部材と干渉してしまうため、ビードコアと支持部材との間に線状のゴム部材を供給できず、その結果、線状のゴム部材をうまく積層できず、線状のゴム部材間に隙間が生じてしまっていた。このような隙間があると、ビードコアとスティフナーとの結合力が弱くなり、ビード部の補強効果が低下してしまうといった問題点があった。
【０００４】
そこで、本出願人は、ビードコアと支持部材との間にできる隙間に相当する積層部を有するゴム部材を予め製造したのち、このゴム部材とビードコアとを一体化することで、線状のゴム部材間に隙間がないスティフナーを形成する方法を提案している（例えば、特許文献２参照）。
具体的には、図６（ａ）に示すように、まず、押出機のヘッド部６０から供給される線状のゴム部材Ｒを積層してビードコア５１と支持部材５２との間にできる隙間に相当する積層部５３Ｌを有するゴム部材（第１のゴム体）５３をディスク上に予め製造した後、図６（ｂ）に示すように、この第１のゴム体５３にビードコア５１を押し付けてビードコア５１と第１のゴム体５３とを一体化する。次に、図６（ｃ）に示すように、ヘッド部６０の角度をビードコア５１の形状に応じて傾けて線状のゴム部材Ｒを巻回しつつ積層して第２のゴム体５４を成形した後、第１のゴム体５３と第２のゴム体５４とを一体化する。最後に、図６（ｄ）に示すように、第１及び第２のゴム体５３，５４の上に、第１及び第２のゴム体５３，５４を構成するゴムよりも軟質なゴムから成る線状のゴム部材を渦巻き状に複数層積層した第３のゴム体５５を形成してスティフナー５６を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０５１５５号公報
【特許文献２】特開２００７−７６２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の方法では、線状のゴム部材Ｒの積層を複数回行う必要があるだけでなく、ヘッド部６０の角度を調整する必要があるため、作業効率も悪く、ビードコアの断面形状によっては、線状のゴム部材間の隙間をなくすことが困難であった。
そこで、図７の断面図に示すように、ビードコア５１をドラム６１上に巻回した後、このビードコア５１の所定の辺に直接線状のゴム部材Ｒを積層してスティフナー６２を製造する方法も考えられるが、この場合には、線状のゴム部材Ｒを、ビードコア５１の周側面５１ａ〜５１ｃに積上げて断面を三角形状にする必要がある。しかしながら、線状のゴム部材Ｒをビードコア５１の外周面に沿って隙間なく積上げることは困難である。
また、この場合には、ヘッド部６０をビードコア５１の外周面に沿って移動させながら線状のゴム部材Ｒを積層する必要があるためヘッド部６０の操作が複雑になり、装置が大型化してしまうといった問題点がある。
【０００７】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、環状体上に、線状のゴム部材を隙間なく積層した環状ゴム部材を製造する方法とその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に記載の発明は、環状体の外周側面に線状のゴム部材を予め設定された形状に積層して成る環状ゴム部材の製造方法であって、前記線状のゴム部材を、前記環状体が巻き付けられたドラム上の前記環状体が巻き付けられた箇所とは異なる箇所に積層して環状積層体を形成した後、前記環状積層体を前記環状体の外周側面に沿って折り返して前記環状積層体を前記環状体上に載せ、前記環状ゴム部材を製造することを特徴とする。
これにより、線状のゴム部材を隙間なく積層することができるとともに、積層された線状のゴム部材（環状積層体）を折り返して環状体上に載せることで環状のゴム部材を容易に得ることができる。したがって、本願発明を、例えば、空気入りタイヤのビードコア（環状体）上に線状のゴム部材を積層して成るスティフナーを成形する作業に適用すれば、作業効率を向上させることができるとともに、ビードコアにスティフナーを隙間なく取付けることができるので、ビード部を確実に補強することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、環状体の外周側面に線状のゴム部材を予め設定された形状に積層して成る環状ゴム部材の製造方法であって、前記環状体をドラム上に巻回し、前記線状のゴム部材を前記ドラムとは異なるドラム上で前記形状に積層して環状積層体を形成した後、前記２つのドラムを同軸上に配置して前記環状体と前記環状積層体とをドラム軸方向に隣接させてから、環状積層体を前記環状体の外周側面に沿って折り返して前記環状積層体を前記環状体上に載せ、前記環状ゴム部材を製造することを特徴とする。
このように、環状積層体を環状体が巻回されたドラムとは異なるドラムに形成し、２つのドラムを同軸上に配置して前記環状体と前記環状積層体とをドラム軸方向に隣接させてから折り返すようにすれば、環状積層体を環状体上に容易に載せることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の環状ゴム部材の製造方法において、前記環状積層体の前記環状体側に、積層数が他の部位の積層数よりも少ない折り曲げ部を設けたことを特徴とするもので、これにより、環状積層体を容易に折り曲げて環状ゴム部材を得ることができるので、作業効率が更に向上する。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の環状ゴム部材の製造方法において、前記線状のゴム部材を、例えば、硬度が異なる複数種のゴムから構成したものである。これにより、所望の強度のスティフナーを容易に製造することができる。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、環状体の外周側面に線状のゴム部材を予め設定された形状に積層して成る環状ゴム部材の製造装置であって、前記環状体が巻付けられたドラムと、前記ドラムを軸回りに回転させる回転手段と、前記ドラムに前記線状のゴム部材を供給するゴム供給手段と、折り返し手段とを備え、前記ゴム供給手段は、前記ドラムの幅方向及び径方向に移動しながら前記線状のゴム部材を前記ドラムの外周面の前記環状体が巻き付けられた箇所とは異なる箇所に付着させて環状積層体を形成し、前記折り返し手段は、前記ドラムの、前記環状積層体の前記環状体とは反対側の径を拡幅することで前記環状積層体を前記環状部体側に折り返すことを特徴とする。
このような構成の環状ゴム部材の製造装置を用いることにより、線状のゴム部材を隙間なく積層することができるとともに、この積層された線状のゴム部材（環状積層体）を環状体上に載せることで環状ゴム部材を容易に製造することができる。
【００１２】
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る環状ゴム部材の製造方法を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る環状ゴム部材の製造装置を示す図である。
【図３】スティフナーと環状積層体との関係を示す図である。
【図４】環状積層体の積層方法を説明するための図である。
【図５】環状積層体の折り返し方法を示す図である。
【図６】従来の環状積層体の製造方法を示す図である。
【図７】ビードコアに直接線状のゴム部材を積層する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る環状ゴム部材の製造方法を示す図で、図２はその製造装置を示す図である。本例では、環状ゴム部材が、空気入りタイヤに使用されるビードコア１１上に線状のゴム部材１３を積層して成形されるスティフナー１２である場合について説明する。
各図において、１１は環状体としてのビードコア、１２はスティフナー、１３は線状のゴム部材、１４は環状積層体、２０は環状ゴム部材であるスティフナー１２を製造するための製造装置である。
製造装置２０は、ドラム２１と、回転手段としてのサーボモータ２２と、ゴム供給手段２３と、ゴム供給位置制御手段２４と、折り返し手段２５とを備える。
ドラム２１は、基台であるビードコア１１が巻き付けられたドラム本体２１ａと、このドラム本体２１ａと同軸・同径の拡幅部２１ｂとを備える。
ドラム本体２１ａは、拡幅部２１ｂ側にビードコア１１の下部を収納して支持する支持溝２１ｈを備える。拡幅部２１ｂは、ドラム２１を径方向に複数個に分割した拡幅片２１ｃを備え、各拡幅片２１ｃは、それぞれ、ドラム本体２１ａ側を支点として、ドラム本体２１ａの側壁側に回転するように開くようにドラム本体２１ａに連結されており、折り返し手段２５により開閉する。
サーボモータ２２の出力軸はドラム本体２１ａの回転軸２２Ｊに接続されている。
なお、図１において、ドラム２１を支持する支持台については省略した。
【００１６】
ゴム供給手段２３は、加熱された未加硫ゴムを押し出す押出機２３ａと、図示しない貼付けローラを備え押出機２３ａから連続的に押し出されるゴムを長尺状のゴム部材（以下、線状のゴム部材という）１３に成形してドラム２１の拡幅部２１ｂ上に排出するヘッド部２３ｂと、押出機２３ａからのゴムをヘッド部２３ｂに供給するゴム供給路２３ｃとを備え、線状のゴム部材１３をドラム２１の拡幅部２１ｂの周上に付着させて貼付ける。
ゴム供給位置制御手段２４は、ヘッド部２３ｂをドラム２１の軸方向に沿って移動させる水平移動部２４ａと、ヘッド部２３ｂをドラム２１の径方向外側に移動させる垂直移動部２４ｂとを備え、線状のゴム部材１３をドラム２１の軸Ｊ方向に沿って移動させるとともにドラム２１の径方向外側に移動させて線状のゴム部材１３を予め設定された形状に積層して成る環状積層体１４を成形するようヘッド部２３ｂの位置を制御する。
【００１７】
折り返し手段２５は拡幅手段としてのブラダー２５ａと推進部２５ｂとを備える。
ブラダー２５ａは、一対のリング２５ｒにより両側面が挟持された弾性体から成るチューブ状の部材で、このブラダー２５ａ内に圧縮空気を導入することでブラダー２５ａは膨張する。本例のブラダー２５ａの膨張前の径ｄはドラム２１の拡幅部２１ｂの内径Ｄ0よりも小さく、膨張後の径Ｄは拡幅部２１ｂの内径Ｄ0より大きい。
推進部２５ｂは、リング２５ｒに連結されてドラム２１の軸方向に延長する押棒２５ｐと、押棒２５ｐをドラム２１方向に移動させる移動機構２５ｋとを備え、ブラダー２５ａをドラム２１の拡幅部２１ｂ内に挿入させる。なお、移動機構２５ｋとしては、例えば、レール２５ｍとスライド部材２５ｎとこのスライド部材２５ｎをワイヤ２５ｗにてレール２５ｍに沿って牽引する牽引手段２５ｚを備えたスライド機構などの周知の移動機構を用いることができる。
移動機構２５ｋを用いてブラダー２５ａを拡幅部２１ｂ内に挿入させた後、ブラダー２５ａを膨張させながらドラム本体２１ａ方向に更に挿入することにより、環状積層体１４のビードコア１１側とは反対側が、傘が開くように、拡幅されるので、環状積層体１４をビードコア１１側に倒すことができる。
【００１８】
次に、スティフナー１２の製造方法について説明する。
始めにドラム２１のドラム本体２１ａ上にビードコア１１を載せた後、サーボモータ２２を駆動してドラム２１を回転させながら、ゴム供給手段２３を用いて、拡幅部２１ｂの周上に環状積層体１４を形成する。なお、図１においては、環状積層体１４の折り返し操作を分かりやすくするため、ビードコア１１より離れた位置に環状積層体１４を形成した図としている。
ここで、ビードコア１１の断面形状を、図３に示すように、六角形とする。また、ビードコア１１の下部は、ドラム本体２１ａの拡幅部２１ｂ側に設けられた支持溝２１ｈ内に収納されているものとする。本例では、ビードコア１１の環状積層体１４が作製される側の側面１１ａとドラム２１の径方向との成す角θを約４０°とした。
また、本例では、スティフナー１２の断面形状を、三角形状の本体部１２ａとこの三角形状の底辺から本体部１２ａとは反対側に突出する脚部１２ｂとを備えた形状とし、本体部１２ａは、ビードコア１１の支持溝２１ｈよりも上にある部分で、かつ、拡幅部２１ｂ側の側面１１ａに隣接する側面１１ｂに取り付けられるものとする。
以下、説明の都合上、本体部１２ａをスティフナー本体部、脚部１２ｂをスティフナー脚部という場合もある。
【００１９】
環状積層体１４は、図４に示すように、ドラム２１の拡幅部２１ｂ上に、ビードコア１１の側面１１ａに隣接して成形される。
この環状積層体１４は、ドラム２１の拡幅部２１ｂの周面にビードコア１１に隣接して線状のゴム部材１３を貼り付けて製造される。環状積層体１４の断面形状は、図３に示したスティフナー１２の断面形状とは異なり、ビードコア１１の周壁に沿って折り返されてビードコア１１上に載ったときに、本体部１２ａがビードコア１１の側面１１ｂに位置するように、本体部１４ａと脚部１４ｂとの間に、折り目となる折り曲げ部１４ｋが設けられている。
【００２０】
次に、環状積層体１４の成形方法について説明する。
まず、サーボモータ２２を駆動してドラム２１を回転させながらゴム供給位置制御手段２４の水平移動部２４ａを制御し、ゴム供給手段２３のヘッド部２３ｂをドラム軸方向に移動させながら線状のゴム部材１３をトロイダル状にドラム２１の拡幅部２１ｂの周面に付着させる。そして、線状のゴム部材１３がスティフナー１２の三角形の頂点に相当する位置まで巻回して環状積層体１４の第１層目を成形する。
そして、垂直移動部２４ｂを制御してヘッド部２３ｂを径方向外側に移動させた後、水平移動部２４ａを制御してヘッド部２３ｂをドラム軸方向に移動させ、第１層目の上に第２層、第３層と順に積層して、環状積層体１４を成形する。
このような成形を行うことにより、線状のゴム部材１３を一方向（拡幅部２１ｂの径方向）からのみ貼り付けることができるので、環状積層体１４を構成する線状のゴム部材１３を隙間なく積上げることができる。
このとき、スティフナー１２の本体部１２ａとなる部分１４ａと脚部１２ｂとなる部分１４ｂとの境界では、積層数を減らすようにする。これにより、環状積層体１４に、積層数が他の部位の積層数よりも少ない折り曲げ部１４ｋを設けることができる。
【００２１】
環状積層体１４の成形の完了後にはドラム２１の回転を停止し、折り返し手段２５の移動機構２５ｋを駆動してブラダー２５ａをドラム２１の拡幅部２１ｂの内側に挿入する。ブラダー２５ａの膨張前の径ｄは、図２に示すように、ドラム２１の拡幅部２１ｂの径よりも小さいので、ブラダー２５ａを拡幅部２１ｂの内側に容易に挿入することができる。
ブラダー２５ａの挿入後には、図示しない給気手段からブラダー２５ａ内に空気を導入してブラダー２５ａを膨張させるとともに、ブラダー２５ａを拡幅部２１ｂ内に更に挿入すると、拡幅部２１ｂの拡幅片２１ｃは、図２の一点鎖線で示すように、ドラム本体２１ａ側を支点としてドラム本体２１ａの側壁側に回転するように開く。すなわち、拡幅部２１ｂは傘状、すなわち、ドラム本体２１ａとは反対側に行くほど径が大きくなるように開く。これにより、環状積層体１４はドラム本体２１ａ側に傾く。
そして、図５に示すように、環状積層体１４の重心が、同図の一点鎖線で示す上死点Ｌを通る線を超えると環状積層体１４は折り曲げ部１４ｋから折れ曲がり、本体部１４ａがビードコア１１側に倒れ込んで、スティフナー１２の側面１１ｂ上に載るとともに、脚部１４ｂが側面１１ａに当接する。
これにより、図１及び図５の一点鎖線で示すようなスティフナー１２をビードコア１１上に形成することができる。
このスティフナー１２は、線状のゴム部材１３を隙間なく積上げて成形された環状積層体１４を折り曲げて形成され、かつ、ビードコア１１に隙間なく取付けられるので、ビード部を効果的に補強することができる。
【００２２】
このように、本実施の形態では、ドラム２１のドラム本体２１ａ上にビードコア１１を載せた後、ドラム２１の拡幅部２１ｂのビードコア１１に隣接した箇所に、積層数が他の部位の積層数よりも少ない折り曲げ部１４ｋが設けられて折り曲げたときにスティフナー１２と同じ形状になるように線状のゴム部材１３を積層して環状積層体１４を形成した後、この環状積層体１４をビードコア１１の外周側面に沿って折り返すことで、環状積層体１４を折り曲げてビードコア１１の側面１１ｂ上に載せるようにしたので、線状のゴム部材１３を隙間なく積層することができるとともに、環状積層体１４をビードコア１１上に容易に載せることができる。したがって、スティフナー製造の作業効率を向上させることができるとともに、ビード部を確実に補強することができる。
【００２３】
なお、前記実施の形態では、環状ゴム部材をスティフナーとしたが、本願発明は、トレッドなどの他の環状ゴム部材の製造にも適用可能である。
また、前記例では、ビードコア１１に隣接して環状積層体１４を形成したが、ビードコア１１から所定距離離れた箇所に環状積層体１４を形成した後、環状積層体１４をドラム２１の幅方向に沿って移動させてビードコア１１に隣接させてもよい。
あるいは、ドラム２１のドラム本体２１ａと拡幅部２１ｂとを別体とし、拡幅部２１ｂに環状積層体１４を形成した後、ドラム本体２１ａと拡幅部２１ｂとを一体化してから、環状積層体１４を折り返すようにしてもよい。
また、前記例では、ブラダー式の折り返し手段を用いたが、機械式の折り返し手段を用いてもよい。
また、前記例では、環状積層体１４を構成する線状のゴム部材１３のゴム種を一種類としたが、硬度が異なる複数種のゴムを積層してもよい。これにより、所望の強度のスティフナーを容易に製造することができる。
【００２４】
このように、本発明によれば、環状体に、線状のゴム部材を隙間なくかつ確実に積層することができるので、環状ゴム部材の製造の作業効率を向上させることができるとともに、強度の高い環状ゴム部材を得ることができる。
【００２５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
【符号の説明】
【００２６】
１１  ビードコア、１２  スティフナー、１３  線状のゴム部材、１４  環状積層体、
２０  製造装置、２１  ドラム、２１ａ  ドラム本体、２１ｂ  拡幅部、
２１ｃ  拡幅片、２１Ｊ  回転軸、２２  サーボモータ、２３  ゴム供給手段、
２３ａ  押出機、２３ｂ  ヘッド部、２３ｃ  導管、２４  ゴム供給位置制御手段、
２４ａ  水平移動部、２４ｂ  垂直移動部、２５  折り返し手段、２５ａ  ブラダー、
２５ｂ  推進部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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