(57)【要約】【課題】未加硫ゴムの経時的変形が小さく、ユニフォミティも良好なビード部材を製造することが可能で、かつ、形状が異なるビード部材の製造にも対応することができる汎用性が高いビード部材の製造方法および装置を提供する。【解決手段】金型４のキャビティ７をビードリングＢｒの外周面に隣接配置して、射出機２からキャビティ７に射出した未加硫ゴムＲｉにより円環状のベース部ＦＢを形成するとともに、ベース部ＦＢをビードリングＢｒの外周面に接合して中間ビード部材Ｂｍを成形し、ベース部ＦＢの表面に対して、押出機３から押出したストリップ状の未加硫ゴムＲｓを円環状に配置して接合することでビード部材Ｂを製造する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティをビードリングの外周面に隣接配置し、前記キャビティに射出した未加硫ゴムにより円環状のベース部を形成するとともに、このベース部を前記ビードリングの外周面に接合して中間ビード部材を成形し、前記ベース部の表面にストリップ状の未加硫ゴムを円環状に配置して接合することによりビード部材を製造することを特徴とするビード部材の製造方法。
【請求項２】
横倒し状態の前記中間ビード部材の下側を、前記金型を構成する下型により保持し、前記中間ビード部材の上側は露出させた状態にして、前記ストリップ状の未加硫ゴムを押出す押出機の押出口に対して前記下型を前記ベース部の周方向に相対移動させつつ、前記押出口から押出した前記ストリップ状の未加硫ゴムを前記ベース部の表面に円環状に配置する請求項１に記載のビード部材の製造方法。
【請求項３】
成形ドラムの外周面で円筒状に形成されているカーカス層に前記中間ビード部材を接合し、前記ストリップ状の未加硫ゴムを押出す押出機の押出口に対して前記成形ドラムを前記ベース部の周方向に相対移動させつつ、前記押出口から押出した前記ストリップ状の未加硫ゴムを前記ベース部の表面に円環状に配置する請求項１に記載のビード部材の製造方法。
【請求項４】
ビードリングの外周面に隣接配置されるキャビティを有する金型と、前記キャビティに未加硫ゴムを射出する射出機と、ストリップ状の未加硫ゴムを押出す押出機とを備えたビード部材の製造装置であって、
射出された前記未加硫ゴムによって前記ビードリングの外周面に接合される円環状のベース部を有する中間ビード部材が成形され、押し出された前記ストリップ状の未加硫ゴムが前記ベース部の表面に円環状に配置されて接合される構成にしたことを特徴とするビード部材の製造装置。
【請求項５】
前記金型が、横倒し状態の前記中間ビード部材の下側を保持する下型と、前記中間ビード部材の上側を覆う上型とを有し、前記押出機の押出口に対して前記下型を前記ベース部の周方向に相対移動させる周方向移動機構を備えた請求項４に記載のビード部材の製造装置。
【請求項６】
成形ドラムの外周面で円筒状に形成されているカーカス層に前記中間ビード部材を移動させる移送機構と、前記押出機の押出口に対して前記成形ドラムを、ドラム周方向に相対移動させる周方向移動機構を備えた請求項４に記載のビード部材の製造装置。
【請求項７】
前記金型を冷却する冷却部を備えた請求項４〜６のいずれかに記載のビード部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビード部材の製造方法および装置に関し、さらに詳しくは、未加硫ゴムの経時的変形が小さく、ユニフォミティも良好なビード部材を製造することが可能で、かつ、形状が異なるビード部材の製造にも対応することができる汎用性が高い製造方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの構成部材にビード部材がある。ビード部材は、円環状のビードリングの外周面に未加硫ゴムにより形成された断面略三角形状のビードフィラが接合されて構成されている。ビードフィラは例えば、押出機により押し出した帯状の未加硫ゴムをビードリングの外周面に巻き付けて、長手方向端部どうしを接合して環状に成形されている。
【０００３】
ビードフィラが帯状から環状に成形される際には、周方向に伸ばされることになり、環状外周側になる程、伸び歪みが大きくなる。この伸び歪みに起因して環状のビードフィラにはシュリンクが発生する。このシュリンクによって、環状のビードフィラは、半径方向にしっかりと拡がった状態にならずに、経時的に倒れ込んだ状態になることがある。特に、ビードフィラの高さが大きくなる程、この倒れ込みが生じ易くなる。倒れ込んだ状態の環状のビードフィラでは、不要なシワや変形が発生する。また、帯状の未加硫ゴムの長手方向両端部どうしの接合部が存在するため、高いユニフォミティを確保することが難しい。
【０００４】
ビードフィラを製造する別の方法として、金型内のキャビティに未加硫ゴムを射出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。射出した未加硫ゴムは押出した未加硫ゴムよりも経時的な変形が小さくなる。また、未加硫ゴムの端部どうしの接合部も存在しないため、高いユニフォミティを確保することが可能になる。
【０００５】
しかしながら、射出した未加硫ゴムを金型内のキャビティで型付けされるので、ビードフィラの形状毎に専用の金型が必要になるという新たな問題が生じる。即ち、形状の異なる様々なビードフィラを製造するには、それぞれのビードフィラに対応した形状の金型が必要になるため汎用性がなく、これに伴い、多種類の金型を用意するためのコストが膨大になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２０７１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、未加硫ゴムの経時的変形が小さく、ユニフォミティも良好なビード部材を製造することが可能で、かつ、形状が異なるビード部材の製造にも対応することができる汎用性が高いビード部材の製造方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明のビード部材の製造方法は、金型のキャビティをビードリングの外周面に隣接配置し、前記キャビティに射出した未加硫ゴムにより円環状のベース部を形成するとともに、このベース部を前記ビードリングの外周面に接合して中間ビード部材を成形し、前記ベース部の表面にストリップ状の未加硫ゴムを円環状に配置して接合することによりビード部材を製造する。
【０００９】
本発明のビード部材の製造装置は、ビードリングの外周面に隣接配置されるキャビティを有する金型と、前記キャビティに未加硫ゴムを射出する射出機と、ストリップ状の未加硫ゴムを押出す押出機とを備えたビード部材の製造装置であって、射出された前記未加硫ゴムによって前記ビードリングの外周面に接合される円環状のベース部を有する中間ビード部材が成形され、押し出された前記ストリップ状の未加硫ゴムが前記ベース部の表面に円環状に配置されて接合される構成にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ビードリングと射出した未加硫ゴムにより形成したベース部とで中間ビード部材を成形するので、中間ビード部材では未加硫ゴムの経時的変形が小さく、ユニフォミティも良好になる。そして、ベース部の表面に、ストリップ状の未加硫ゴムを円環状に配置するので、良好なユニフォミティを維持できる。ストリップ状の未加硫ゴムは、安定したベース部に円環状に配置されるので、経時的な変形が過大になることはない。また、ストリップ状の未加硫ゴムの大きさや配置位置、配置量を変えることで、形状が異なるビード部材を製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のビード部材の製造装置を一部を横断面視にして例示する説明図である。
【図２】図１の金型を平面視で例示する説明図である。
【図３】未加硫ゴムを射出してベース部を形成している工程を横断面視で拡大して例示する説明図である。
【図４】図３のベース部の表面にストリップ状の未加硫ゴムを配置している工程を横断面視で例示する説明図である。
【図５】図４の工程を平面視で例示する説明図である。
【図６】製造したビード部材を横断面視で例示する説明図である。
【図７】図６のビード部材を下型から取り出す工程を横断面視で例示する説明図である。
【図８】製造装置の別の実施形態において、中間ビード部材を成形ドラムに移送する工程を横断面視で例示する説明図である。
【図９】図８の成形ドラムを用いてベース部を形成している工程を一部を横断面視にして例示する説明図である。
【図１０】図９の工程を成形ドラムの側面視で例示する説明図である。
【図１１】成形されたグリーンタイヤを横断面視で例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のビード部材の製造方法および装置を、図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１３】
図１、図２に例示する本発明のビード部材の製造装置１は、未加硫ゴムＲｉを射出する射出機２と、ストリップ状の未加硫ゴムＲｓを押出す押出機３と、金型４とを備えている。この実施形態の製造装置１は、さらに周方向移動機構８を備えている。
【００１４】
射出機２は金型４の上方に設置される。押出機３は例えば、ロボットアーム等によって所望の位置に位置決め可能な構成にするとよい。
【００１５】
この実施形態の金型４は互いに組み付けられる下型５と上型６とで構成されていて、内部に平面視で円環状のキャビティ７を有している。キャビティ７の横断面は略三角形状である。金型４の内部には横倒し状態で円環状のビードリングＢｒが設置され、このビードリングＢｒの外周面にキャビティ７の内周面が隣接する。
【００１６】
下型５には上下移動する押出ピン５ａが設けられている。押出ピン５ａは円環状のキャビティ７の周方向に等間隔に配置して、複数本（例えば４本〜１２本）設けるとよい。また、下型５を強制的に冷却する冷却部５ｂが備わっている。冷却部５ｂとしては例えば、冷媒（３０℃以下の水など）を下型５の内部に流通させる機構を用いる。
【００１７】
上型６には、射出機２から射出された未加硫ゴムＲｉが流れるランナー６ａが形成されている。この実施形態では、平面視でキャビティ７の中心部から放射状に複数本（例えば４本〜１２本）のランナー６ａが延在している。それぞれのランナー６ａの一端
はキャビティ７に対して開口するゲートであり、それぞれのゲートする開閉するゲート弁６ｂが設けられている。それぞれのランナー６ａの他端は平面視でキャビティ７の中心部で１つに集約されている。ランナー６ａの他端には射出機２のノズル２ａが連結される。
【００１８】
それぞれのゲート（ランナー６ａの一端）は、キャビティ７の周方向に等間隔で配置されている。これらゲートは、キャビティ７の半径方向に対しては、キャビティ７の平均半径よりも内側領域（ビードリングＢｒの外周面に近い領域）に配置するとよい。
【００１９】
射出機２により射出される未加硫ゴムＲｉのゴム種は例えば、天然ゴム、ＩＲ、ＳＢＲ、ＢＲなどのジエン系ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ＥＰＤＭなどの非ジエン系ゴムであり、カーボンブラック、オイル、老化防止剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等の各種配合材料が適宜配合されている。射出された未加硫ゴムＲｉによってキャビティ７に付加される圧力は、例えば５ＭＰａ以上に設定するとよい。この圧力の上限は射出機２の性能に依存するが例えば１０ＭＰａ程度である。
【００２０】
押出機３により押し出されるストリップ状の未加硫ゴムＲｓのゴム種は、射出される未加硫ゴムＲｉのゴム種と同じにすることも、異ならせることもできる。押出口３ａの形状を異ならせることで、ストリップ状の未加硫ゴムＲｓの断面形状を変えることができる。
【００２１】
周方向移動機構８は、押出機３の押出口３ａに対して下型５を円環状のキャビティ７の周方向に相対移動させる。この実施形態では、周方向移動機構８として下型５を回転駆動する駆動モータが採用されている。
【００２２】
以下にこの製造装置１を用いてビード部材Ｂを製造する方法の一例を説明する。
【００２３】
図１、図２に例示するように、下型５および上型６を組み付けた金型４の内部にビードリングＢｒを横倒し状態で設置する。このビードリングＢｒの外周面には、金型４の内部に形成された円環状のキャビティ７が隣接配置された状態になる。ランナー６ａの他端には射出機２のノズル２ａを連結する。
【００２４】
次いで、射出機２から未加硫ゴムＲｉを射出して、図３に例示するようにそれぞれのランナー６ａを通じて未加硫ゴムＲｉをキャビティ７に充填する。キャビティ７に未加硫ゴムＲｉを充填した後、ゲート弁６ｂを下方移動させることにより、それぞれのランナー６ａとキャビティ７との連通を遮断する。
【００２５】
キャビティ７に充填した未加硫ゴムＲｉによって円環状のベース部ＦＢを形成するとともに、このベース部ＦＢをその未加硫ゴムの粘着力によってビードリングＢｒの外周面に接合する。これにより、ビードリングＢｒの外周面に円環状のベース部ＦＢが接合されて一体化した中間ビード部材Ｂｍが成形される。
【００２６】
未加硫ゴムＲｉの射出圧力によってベース部ＦＢはビードリングＢｒの外周面に強固に接合する。ビードリングＢｒは金型４によって所定位置に固定されていて、未加硫ゴムＲｉはキャビティ７の形状どおりに型付けされるので、ビードリングＢｒとベース部ＦＢとは位置ずれなく所定位置で精度よく接合される。また、中間ビード部材Ｂｍでは周方向の重量バランスのばらつきが非常に小さくなるので、ユニフォミティが良好になる。
【００２７】
それぞれのゲートをキャビティ７の平均半径よりも内側領域に配置すると、未加硫ゴムＲｉをより高い圧力でビードリングＢｒの外周面に接合できる。それぞれのゲートを周方向に等間隔で配置すると、未加硫ゴムＲｉの分布のばらつきが一段と小さくなるので、ユニフォミティを向上させるには益々有利になる。
【００２８】
次いで、中間ビード部材Ｂｍの上側を覆っている上型６を下型５から分離させる。これにより、横倒し状態の中間ビード部材Ｂｍの下側を下型５により保持して、中間ビード部材Ｂｍの上側は露出させた状態にする。
【００２９】
次いで、図４、図５に例示するように、下型５を平面視で円環状のベース部ＦＢの中心を回転軸として周方向移動機構８により回転させて、押出機３の押出口３ａに対して下型５をベース部ＦＢの周方向に相対移動させる。この相対移動とともに、押出口３ａからストリップ状の未加硫ゴムＲｓを押出す。押出した未加硫ゴムＲｓは、ベース部ＦＢの表面に円環状に配置する。尚、周方向移動機構８としては、押出機３（押出口３ａ）を円環状のベース部ＦＢの周方向に回転駆動する駆動モータを採用することもできる。
【００３０】
押出した未加硫ゴムＲｓの温度は例えば８０℃〜１００℃程度であり、その粘着力によってベース部ＦＢに接合される。押出した未加硫ゴムＲｓは、一重または複重、多重に連続して螺旋状に巻き付けて円環状に形成するが、この巻き付け回数によって未加硫ゴムＲｓの配置量が変化する。そのため、未加硫ゴムＲｓの巻き付け回数は、製造するビード部材Ｂの形状に応じて設定する。
【００３１】
図６に例示するように、ベース部ＦＢと円環状に配置した未加硫ゴムＲｓとが接合して一体化することで、ビードフィラＦが形成される。そして、このビードフィラＦとビードリングＢｒとが接合して一体化したビード部材Ｂが製造される。
【００３２】
本発明はビード部材Ｂを製造する際に、上述したように中間ビード部材Ｂｍを成形するので、中間ビード部材Ｂｍでは未加硫ゴムＲｉの経時的変形が小さく、ユニフォミティも良好になる。そして、ベース部ＦＢの表面に、ストリップ状の未加硫ゴムＲｓを円環状に配置するので、良好なユニフォミティを維持することができる。帯状の未加硫ゴムを環状にして形成したビードフィラで生じる経時的な倒れ込みを防止するもできる。
【００３３】
詳述すると、円環状のキャビティ７に未加硫ゴムＲｉを射出して円環状に型付けするので、ベース部ＦＢには経時的な変形がほとんど生じない。このように変形が生じない安定したベース部ＦＢに、ストリップ状の未加硫ゴムＲｓは円環状に配置されるので、経時的な変形が過大になることはない。ビード部材Ｂの良好なユニフォミティは、ひいては、グリーンタイヤＧや完成した空気入りタイヤのユニフォミティの向上に寄与する。
【００３４】
未加硫ゴムＲｉの射出成形による上述した効果に加えて、ストリップ状の未加硫ゴムＲｓを円環状に配置することで、所望の形状のビードフィラＦを成形できる。即ち、ストリップ状の未加硫ゴムＲｓの大きさや配置位置、配置量を変えることで、形状が異なるビード部材Ｂを製造することが可能になっている。このように本発明は、射出成形だけでは得ることができなかった高い汎用性を有している。
【００３５】
ビード部材Ｂを製造した後、図７に例示するように押出しピン５ａを上方移動させてビードリングＢｒを押圧する。これにより、ビード部材Ｂを上方移動させて下型５から分離させて取り出す。この実施形態では、製造したビード部材Ｂを下型５で保持しているので不要な変形を回避することができる。また、ビード部材Ｂを下型５で保持したまま、必要な時期までストックすることができる。
【００３６】
ビード部材Ｂ（未加硫ゴムＲｉ、Ｒｓ）が高温状態では、下型５に密着して分離させることが困難な場合がある。そこで、製造したビード部材Ｂを早期に下型５から取り出す際には、冷却部５ｂにより冷却した下型５を通じて、下型５と接触するビード部材Ｂの表面を冷却（例えば３０℃以下に冷却）しておくとよい。この冷却によってビード部材Ｂを下型５から取り出す際にビード部材Ｂが変形することを防止できる。
【００３７】
図８〜図１０に例示する製造装置１の別の実施形態では、中間ビード部材Ｂｍを成形するまでは先の実施形態と同じであるが、その後の工程が異なる。この実施形態では、グリーンタイヤＧを成形する成形ドラム１０を利用して、図３に例示した中間ビード部材Ｂｍをビード部材Ｂに成形する。
【００３８】
そのため、この実施形態は、中間ビード部材Ｂｍを成形ドラム１０に移送させる移送機構９を備えている。図８の二点鎖線は、成形ドラム１０に外挿させる前の中間ビード部材Ｂｍおよび移送機構９を示している。
【００３９】
この実施形態は、押出機３の押出口３ａに対して成形ドラム１０を、ドラム周方向に相対移動させる周方向移動機構８を備えている。具体的に周方向移動機構８として、ドラム軸１０ａを中心にして成形ドラム１０を回転駆動する駆動モータが採用されている。尚、図８、図９の一点鎖線ＣＬは成形ドラム１０のドラム軸心を示している。
【００４０】
移送機構９は例えば、中間ビード部材Ｂｍが変形しないように吸引保持するトレイを有している。成形ドラム１０の外周面には、インナーライナＩｒやカーカス層Ｃが円筒状に形成されて配置されている。移送機構９は中間ビード部材Ｂｍを、円筒状のカーカス層Ｃに外挿させる。１つのグリーンタイヤＧには、一対のビード部材Ｂが必要になるので、一対の中間ビード部材Ｂｍをドラム軸１０ａの延在方向に間隔をあけて設置する。
【００４１】
図９、図１０に例示するように成形ドラム１０では、ドラム幅方向中央部でインナーライナＩｒやカーカス層Ｃを膨張させて、このカーカス層Ｃに中間ビード部材Ｂｍのドラム幅方向中心側の面を接合する。この状態で、成形ドラム１０をドラム軸１０ａを中心にして回転させて、押出口３ａに対して成形ドラム１０をベース部ＦＢの周方向に相対移動させる。この相対移動とともに、押出口３ａからストリップ状の未加硫ゴムＲｓを押出す。押出した未加硫ゴムＲｓは、ベース部ＦＢの表面に円環状に配置する。尚、周方向移動機構８としては、押出機３（押出口３ａ）を、成形ドラム１０に配置された円環状のベース部ＦＢの周方向に回転駆動する駆動モータを採用することもできる。
【００４２】
一重または複重、多重に連続して螺旋状に巻き付けて円環状に形成された未加硫ゴムＲｓがベース部ＦＢと接合して一体化することで、ビードフィラＦが形成される。そして、このビードフィラＦとビードリングＢｒとが接合して一体化したビード部材Ｂが製造される。
【００４３】
次いで、カーカス層Ｃをターンアップしてビード部材Ｂをカーカス層Ｃで包み込んだ状態する。その後、図１１に例示するように、必要なタイヤ構成部材をカーカス層Ｃの外周側に接合してグリーンタイヤＧを成形する。図１１の一点鎖線Ｍはタイヤ幅方向中心を示している。グリーンタイヤＧは加硫されて空気入りタイヤが完成する。
【００４４】
この実施形態においても、上述した射出成形によるメリットおよび高い汎用性を得ることができる。この実施形態では、グリーンタイヤＧを成形する工程中で、ストリップ状の未加硫ゴムＲｓをベース部ＦＢの表面に接合させるので、ビード部材Ｂが単独で存在することがない。それ故、ビード部材Ｂの保管管理が不要になり、保管中に不要な変形が生じないというメリットがある。
【符号の説明】
【００４５】
１  ビード部材の製造装置
２  射出機
２ａ  ノズル
３  押出機
３ａ  押出口
４  金型
５  下型
５ａ  押出ピン
５ｂ  冷却部
６  上型
６ａ  ランナー
６ｂ  ゲート弁
７  キャビティ
８  周方向移動機構
９  移送機構
１０  成形ドラム
１０ａ  ドラム軸
Ｂ  ビード部材
Ｂｍ  中間ビード部材
Ｂｒ  ビードリング
Ｆ  ビードフィラ
ＦＢ  ベース部
Ｒｉ  射出される（射出した）未加硫ゴム
Ｒｓ  ストリップ状の未加硫ゴム
Ｉｒ  インナーライナ
Ｃ  カーカス層
Ｇ  グリーンタイヤ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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