(57)【要約】【課題】円筒状のチューブ構成部材の両側部を折り返して中空円管状のチューブを形成するに際して、作業性が良好で、かつ高い精度で折り返しをすることのできるチューブ製造装置を提供する。【解決手段】チューブ製造装置は、センターデッキ５及びこれを挟んで両側に配置された一対のサイドデッキ６ａ、６ｂからなる径方向に拡縮可能なドラム１と、サイドデッキ６ａ、６ｂの径方向外側に載置され、空気充填により膨張する一対のブラダ２ａ、２ｂと、ドラムより大径の円筒体３と、円筒体３をドラム軸線方向に動かす移動手段４とを具える。ブラダ２ａ、２ｂの膨張前の初期状態にて、サイドデッキ６ａ、６ｂ上に載置されたブラダ２ａ、２ｂの外径Ｄ１がセンターデッキ５の外径Ｄ２の９５〜１０５％の範囲内にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のチューブ構成部材の両幅端部をそれぞれ折り返してから相互に接合して中空円管状のチューブを製造する装置において、
該装置は、センターデッキ及び該センターデッキを挟んで両側に配置された一対のサイドデッキからなる径方向に拡縮可能なドラムと、サイドデッキの径方向外側に載置され、空気充填により膨張する一対のブラダと、前記ドラムより大径の円筒体と、該円筒体をドラム軸線方向に動かす移動手段とを具え、
ブラダの膨張前の初期状態にて、サイドデッキ上に載置されたブラダの外径がセンターデッキの外径の９５〜１０５％の範囲内にあることを特徴とするチューブ製造装置。
【請求項２】
前記ブラダは、センターデッキの径方向内側から、センターデッキとサイドデッキの間を通り、サイドデッキの径方向外側に至る断面形状を有する、請求項１に記載のチューブ製造装置。
【請求項３】
前記ブラダは、最小外径と最大外径との差が５０ｍｍ以下である、請求項２に記載のチューブ製造装置。
【請求項４】
前記ブラダは、ドラム周方向に対して傾斜する向きに延びる補強コードを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のチューブ製造装置。
【請求項５】
前記補強コードは、ドラム周方向とのなす角が９０°である、請求項４に記載のチューブ製造装置。
【請求項６】
前記円筒体は拡縮径可能である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のチューブ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円筒状のチューブ構成部材の両幅端部をそれぞれ折り返してから相互に接合して中空円管状のチューブ、より具体的には安全タイヤ用空気のうのベースとして用いられるチューブを製造する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パンク等によってタイヤ内圧が急激に低下したランフラット状態においてもある程度の距離の走行が可能である安全タイヤとしては、補強チューブ、補強ゴム、補強ベルト等の補強部材、又は発泡体、弾性体、中子等を収容したタイヤが従来より知られており、また近年では、製造コストと重量増加を抑制する観点から、安全タイヤの内部に収納されて、タイヤの内圧が低下するランフラット状態では、タイヤ内圧の低下に伴って拡張変形して荷重支持をタイヤから肩代わりする中空円管状の空気のうを収容した安全タイヤの普及が進んでいる（例えば特許文献１参照）。かかる空気のうは、空気不透過性のゴム等からなるチューブをベースとし、その外周部にゴムと不織布との複合体からなる補強層を設けてなる。そして、空気のうのベースとなるチューブは、シート状の部材を成型ドラム上に巻き付け、その両周方向端を相互に接合した後、両側部を折り曲げて、その両幅端部を積み重ねて相互に接合することによって形成するのが一般的である。
【０００３】
成型ドラムに巻き付けられた構成部材の両側部を折り返す方法としては、例えば特許文献２に、ゴム製ブラダと円筒体の間に構成部材を挟持し、これを幅方向中央に向かって移動することによって、ビード廻りにタイヤ構成部材を折り返す方法が記載されている。かかる方法によれば、製造設備が比較的簡易で済むことから製造コストが低減できる上、折り返した部分の品質を良好かつ均一にすることができる。
【０００４】
しかしながら、空気のうのベースとなるチューブの製造に、かかる製造方法をそのまま適用することはできない。これは、タイヤ構成部材には比較的剛性が高いビードがあり、これが折り返しの起点となるため高い精度で折り返しを行うことができるのに対し、空気のうのベースとなるチューブには、このように折り返しの起点となる剛性の高い部分が存在せず全体が柔軟だからである。このため、特許文献２に記載された製造方法を用いて空気のうのベースとなるチューブを製造したとしても、折り返し長さにばらつきが生じたり、折り返し部にしわが生じたりする等、折り返した部分の品質が低下するために、得られるチューブの形状が不均一となったり、両幅端部の接合不良を招いたりするおそれがあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９０８０８号公報
【特許文献２】特開昭６２−１０９６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、この発明の目的は、円筒状のチューブ構成部材の両側部を折り返して中空円管状のチューブを形成するに際して、作業性が良好で、かつ高い精度で折り返しをすることのできるチューブ製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、この発明は、円筒状のチューブ構成部材の両幅端部をそれぞれ折り返してから相互に接合して中空円管状のチューブを製造する装置において、該装置は、センターデッキ及び該センターデッキを挟んで両側に配置された一対のサイドデッキからなる径方向に拡縮可能なドラムと、サイドデッキの径方向外側に載置され、空気充填により膨張する一対のブラダと、前記ドラムより大径の円筒体と、該円筒体をドラム軸線方向に動かす移動手段とを具え、ブラダの膨張前の初期状態にて、サイドデッキ上に載置されたブラダの外径がセンターデッキの外径の９５〜１０５％の範囲内にあることを特徴とするチューブ製造装置である。
【０００８】
なお、ここでいう「ブラダの膨張前の初期状態」とは、ブラダ内に空気を充填して膨張させる前の状態、又は空気を充填して膨張させたブラダから空気を排出し終えた状態のことをいうものとし、かかる初期状態においてチューブ構成部材がドラム上に巻きつけられる。
【０００９】
また、ブラダは、センターデッキの径方向内側から、センターデッキとサイドデッキの間を通り、サイドデッキの径方向外側に至る断面形状を有することが好ましく、この場合には、ブラダの最小外径と最大外径との差が５０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００１０】
さらに、ブラダは、ドラム周方向に対して傾斜する向きに延びる補強コードを有することが好ましく、この補強コードは、ドラム周方向とのなす角が９０°であることがさらに好ましい。
【００１１】
加えて、円筒体は拡縮径可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、円筒状のチューブ構成部材の両側部を折り返して中空円管状のチューブを形成するに際して、作業性が良好で、かつ高い精度で折り返しをすることのできるチューブ製造装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１はこの発明に従う代表的な中空円管状チューブの製造装置の概略を表す側面図であり、その要部については断面で示した。また、図２〜７は、図１に示す装置を用いて中空円管状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。
【００１４】
図１に示す中空円管状チューブの製造装置は、径方向に拡縮可能なドラム１と、一対のブラダ２ａ、２ｂと、ドラム１よりも大径の円筒体３と、この円筒体をドラム軸線方向に動かす移動手段４とを具える。ドラム１は、センターデッキ５とこのセンターデッキ５を挟んで左右両側に配置された一対のサイドデッキ６ａ、６ｂとからなり、これらセンターデッキ５及びサイドデッキ６ａ、６ｂは、通常の生タイヤの製造に用いられる成型ドラムと同様に分割セグメントで構成とすることができる。ドラム１上には、他の成型ドラム等で予め円筒状に形成されたチューブ構成部材、又はシート状のチューブ構成部材をドラム１に巻き付けドラム周方向端部を接合して円筒状に形成したチューブ構成部材が配置される。ブラダ２ａ、２ｂは、それぞれサイドデッキ６ａ、６ｂの上に載置されており、空気充填により主としてドラム径方向外側に向かって膨張する。ブラダに空気を充填する前の非膨張状態（初期状態）にて、ブラダ２ａ、２ｂの外径Ｄ１は、センターデッキ５の外径Ｄ２と略同一であり、具体的には外径Ｄ１が外径Ｄ２の９５〜１０５％の範囲内にあり、ブラダ２ａ、２ｂの外周面とセンターデッキ５の外周面とが略同一円周面となるように構成されている。円筒体３は、移動手段４によりドラム１の幅方向に移動可能であり、ドラム１及びブラダ２ａ、２ｂを径方向外側から包囲する任意の位置、並びにこれらと離れた位置で停止可能である。移動手段４は、例えば図１に示すように、床面にドラム１の軸線方向と平行に設置されたレール７上をモーター等で自走するよう構成してもよく、また外部に設けたエアシリンダ等により往復作動するよう構成してもよいが、これらに限定されない。さらに、図示の例では、ドラム１は、これを回転可能に支持する回転軸８に接続されており、回転軸８は軸受９により支承されている。
【００１５】
次に、このように構成してなる製造装置を用いて中空円管状のチューブを製造する方法について説明する。まず、図２に示すように、ドラム１のセンターデッキ５及びブラダ２ａ、２ｂ上にチューブ構成部材１０を取り付ける。このチューブ構成部材１０は、前記したように、予め円筒状としてあってもよく、ドラム１上で円筒状としてもよい。ブラダ２ａ、２ｂとセンターデッキ５は略同一の外径を有しているので、チューブ構成部材１０の断面は略直線状となる。次いで、移送手段４により円筒体３を移動してブラダ２ｂの径方向外側に配置した後、ブラダ２ｂに空気を充填して膨張させると、チューブ構成部材１０の幅端部１１ｂが拡径する方向に持ち上げられ、図３に示すように、膨張させたブラダ２ｂと円筒体３によりチューブ構成部材１０が挟持される。この状態で円筒体３をドラム１の幅方向内側（図では左方向）に移動すると、ブラダ２ａは円筒体３の内面に密着して滑ることができないため、幅方向内側に向かってドラム１と円筒体３の間で変形移動する。このため、チューブ構成部材１０の幅端部１１ｂは、ブラダ２ａと円筒体３とにより挟持されたまま幅方向内側に向かって移動し、この結果、チューブ構成部材１０は徐々に反転して折り返される。この際、図４に示すように、ブラダ２ｂはセンターデッキ５の端部１２ｂに巻き付くように変形するため、センターデッキ５の端部１２ｂを起点としてチューブ構成部材１０の一方の幅端部１１ｂが折り返されるのである。
【００１６】
続いてブラダ２ｂの空気を抜いて縮小させ、移送手段４により円筒体３をしてブラダ２ａの径方向外側に配置した後、ブラダ２ａに空気を充填して膨張させると、幅端部１１ａが拡径する方向に持ち上げられ、図５に示すように、膨張させたブラダ２ａと円筒体３によりチューブ構成部材１０が挟持される。この状態で円筒体３をドラム１の幅方向内側（図では右方向）に移動すると、図６に示すように、ブラダ２ａはセンターデッキ５の端部１２ａに巻き付くように変形するため、センターデッキ５の端部１２ａを起点としてチューブ構成部材１０の他方の幅端部１１ａが折り返され、幅端部１１ｂの上に積み重なる。続いてブラダ２ａの空気を抜いて縮小させ、移送手段４により円筒体３をチューブ構成部材１０の径方向外側から退避させ、チューブ構成部材１０の両幅端部１１ａ、１１ｂを接着剤等により相互に接合すると、中空円管状のチューブが形成される。なお、折り返し後にチューブ構成部材１０の内面同士が密着するのを避ける必要がある場合には、離型効果のあるシート、液体、固形剤等を、幅端部１１ａ、１１ｂ相互の接合に寄与する部分を除いて適用することが好ましい。
【００１７】
一般に、空気のうのベースとなるチューブを構成するチューブ構成部材は、コード等で補強がされておらず柔軟である。このため、チューブ製造装置に取り付けるに当って、取り付け面に段差があると、ここにしわが発生し、製造したチューブの寸法精度が低下したり、得られるチューブの形状が不均一となったり、両幅端部の接合不良を招いたりするおそれがある。特に、シート状のチューブ構成部材をセンターデッキ５及びブラダ２ａ、２ｂに巻き付けて円筒状とする場合にセンターデッキ５とブラダ２ａ、２ｂとの間に径差が存在すると、チューブ構成部材の両幅端部については良好な巻き付け及び端部の接合が困難となり、エア入りが発生するおそれがある。また、しわやエア入りを発生させないようにチューブ構成部材の取り付けを行うことは作業性の大幅な低下につながる。そこで、この発明では、初期状態のブラダ２ａ、２ｂの外径Ｄ１を、センターデッキ５の外径Ｄ２の９５〜１０５％の範囲内と略同一とすることによって、チューブ構成部材の取り付け作業を容易にすると同時に、チューブ構成部材へのしわの発生を防止している。したがって、外径Ｄ１と外径Ｄ２をできるだけ近づけることが望ましく、外径Ｄ１が外径Ｄ２の９８〜１０２％の範囲内にあることがさらに好ましく、外径Ｄ１と外径Ｄ２が同一であることが最も好ましい。
【００１８】
また、図示の実施態様のように、ブラダ２ａ、２ｂを、センターデッキ５の径方向内側から、センターデッキ５とサイドデッキ６ａ、６ｂの間を通り、サイドデッキ６ａ、６ｂの径方向外側に至る断面形状とすることが好ましい。従来の生タイヤの製造に用いられるタイヤ構成部材の折り返し方法では、図８（ａ）に示すように、成型ドラム１００の両側に配置されたブラダ１０１（図では一方のみを示す。）と、この径方向外側に配置された円筒体１０２とによって、成型ドラム１００上に載置されたタイヤ構成部材１０３の折り返しを行う。この際、タイヤ構成部材１０３の端部領域には比較的剛性の高いビード１０４が配置されており、これが折り返しの起点となるため高い精度で折り返しを行うことが可能である。しかし、空気のうのベースとなるチューブの製造にこのような方法をそのまま適用すると、チューブ構成部材に折り返しの起点となる部分が存在しないことから、図８（ｂ）に示すように、チューブ構成部材１０５の折り返し端の位置が一定せず、折り返し長さにばらつきが生じたり、折り返し部にしわが生じたりすることとなる。この結果、折り返した部分の品質が低下し、得られるチューブの形状が不均一となったり、両幅端部の接合不良を招いたりする場合がある。これに対し、図示の実施態様のような断面形状のブラダを用い、これらをセンターデッキ５の端部１２ａ、１２ｂに巻き付けるように変形させることで、センターデッキ５の端部１２ａ、１２ｂが常に折り返しの起点となるので、ビードのように比較的剛性の高い部材を有していないチューブ構成部材であっても、折り返した部分の品質を良好かつ均一にすることができる。
【００１９】
このようにブラダ２ａ、２ｂに径差を設ける場合には、センターデッキ５の径方向内側にある部分の外径である最小外径と、サイドデッキ６ａ、６ｂ上に載置された部分の外径である最大外径との差を、初期状態で５０ｍｍ以下とすることが好ましい。この差が５０
ｍｍを超えるとブラダの製造が困難となるからである。
【００２０】
チューブ構成部材１０の折返しにおいて、これがブラダ２ａ、２ｂと円筒体３の間に挟持されている間は位置ずれが起きることは少ないが、ブラダ２ａ、２ｂが膨張を開始し円筒体３との間にチューブ構成部材１０が挟持されるまでの段階、及び折返しの最終段階では、チューブ構成部材１０はブラダ２ａ、２ｂによってのみ保持されている。したがって、形成されるチューブ１３の寸法及び形状の精度には、ブラダそのものの幅方向への位置ずれが大きく影響する。かかるブラダの幅方向への位置ずれを低減する観点から、ドラム周方向に対して傾斜する向きに延びる補強コードを用い、膨張状態のブラダの幅方向への移動を拘束することが好ましい。ブラダの拘束を高め、折り返し精度を向上させる観点からは、補強コードとドラム周方向のなす角を大きくすることがより好ましく、補強コードとドラム周方向のなす角を９０°とする（ドラム幅方向と一致させる）ことが最も好ましい。
【００２１】
また、チューブ構成部材１０としては、空気のうのサイズや適用される内圧に応じて、その厚さや材料が異なったものが用いられる。こうした種々のチューブ構成部材に対しても、部品交換等を行うことなく短時間で対応できるようにする観点からは、円筒体３を拡縮径可能に構成し、チューブ構成部材の厚さや剛性に応じてブラダ２ａ、２ｂとの間のクリアランスを調整することが好ましい。円筒体３を拡縮径可能にする手段としては、例えば円筒体３を分割セグメントで構成し、アームやテーパ等によりセグメントを拡縮すること等が挙げられる。
【００２２】
なお、上述したところは、この発明の実施態様の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図示の実施態様では１つの円筒体３によりチューブ構成部材１０の両幅端部１１ａ、１１ｂを順次に折り返しているが、左右一対の円筒体を設け、各円筒体を用いてそれぞれ一方の幅端部を折り返すこともできる。
【実施例】
【００２３】
次に、この発明に従うチューブ製造装置を用いて、安全タイヤ用空気のうのベースとして用いるチューブの試作を行ったので、以下に説明する。
【００２４】
実施例１及び２のチューブ製造装置は、図１に示すような構造を有しており、初期状態におけるブラダの外径とセンターデッキの外径が同一である。また、実施例１のチューブ製造装置のブラダはドラム周方向に対して４５°傾斜した向きに延びる補強コードを有しており、実施例２のチューブ製造装置のブラダはドラム周方向に対して９０°傾斜した向きに延びる補強コードを有する。
【００２５】
これらのチューブ製造装置に、厚さ２ｍｍのインナーライナーにゴムと不織布の複合体を積層させ全体の厚さを１２ｍｍとしたチューブ構成部材を取り付け、チューブの製造を行った。その結果、チューブ構成部材の取り付け作業は極めて円滑に行うことができ、かつ形成されたチューブにしわが発生することもなく、両端部の接合も良好で、寸法及び形状の精度も高かった。また、ドラムの周方向に対する折り返し端の標準偏差σは、実施例１では２．６２ｍｍであり、実施例２では１．５８ｍｍであり、ブラダの補強コードをドラムの周方向に対して大きく傾斜させる方が、折返し精度が向上することが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上の説明から明らかなように、この発明によって、円筒状のチューブ構成部材の両側部を折り返して中空円管状のチューブを形成するに際して、作業性が良好で、かつ高い精度で折り返しをすることのできるチューブ製造装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明に従う代表的な中空円管状チューブの製造装置の概略を表す側面図であり、その要部を断面で示す。
【図２】図１に示す装置を用いて中空円管状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。
【図３】図１に示す装置を用いて中空円管状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。
【図４】図１に示す装置を用いて中空円管状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。
【図５】図１に示す装置を用いて中空円管状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。
【図６】図１に示す装置を用いて中空円管状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。
【図７】図１に示す装置を用いて中空円管状チューブを製造する工程を説明するための一部断面側面図である。
【図８】（ａ）は従来のタイヤ構成部材を折り返し装置の要部の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した折り返し装置を用いてチューブ構成部材を折り返した際の要部の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ドラム
２ａ、２ｂ  ブラダ
３  円筒体
４  移動手段
５  センターデッキ
６ａ、６ｂ  サイドデッキ
７  レール
８  回転軸
９  軸受け
１０  チューブ構成部材
１１ａ、１１ｂ  チューブ構成部材の端部
１２ａ、１２ｂ  センターデッキの端部
１３  チューブ
【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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