(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
回転可能に支持された中心軸と、前記中心軸の半径方向外方に配された拡縮可能なドラム部と、前記中心軸と前記ドラム部とを連結するとともに、前記ドラム部を縮径状態と円筒状の拡径状態とに変化させる拡縮手段とを具えたタイヤ成形ドラムであって、
前記ドラム部は、周方向に交互に配された第1セグメントと第2セグメントとが連なることにより環状をなし、
前記第1セグメントは、周方向の両端に、半径方向内方に向かって周方向長さが増加する向きに傾斜する第1の端面を有し、
前記第2セグメントは、周方向の両端に、半径方向内方に向かって周方向長さが減少する向きに傾斜する第2の端面を有し、
前記第1の端面と前記第2の端面とは、前記ドラム部が拡径状態のときに当接するとともに、
前記拡径状態のときに、前記第1の端面と前記第2の端面とのがたつきを抑制するがたつき防止手段が設けられ、
前記がたつき防止手段は、前記第1セグメントに設けられ、かつ、前記ドラム部が拡径状態のときに、前記第2セグメントの半径方向内側かつ前記第2の端面間をのびる内表面を半径方向外側に押圧する当接部を含み、
前記当接部は、前記第1セグメントの前記第1の端面の半径方向の内縁から周方向にのびていることを特徴とするタイヤ成形ドラム。
前記当接部は、前記第1セグメントの半径方向内側かつ前記第1の端面間の内表面に固着された円弧状の本体部と、該本体部の半径外面に固着された衝撃吸収用のクッション材とを含む請求項1乃至3のいずれかに記載のタイヤ成形ドラム。
前記がたつき防止手段は、前記拡径状態において、第1セグメントの前記第1の端面と、前記第2セグメントの前記第2の端面とを互いに密接させるバネ手段を含む請求項1乃至6のいずれかに記載のタイヤ成形ドラム。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、この種のタイヤ成形ドラムaでは、タイヤ部材の成形毎に、ドラム部cが繰り返し拡縮される。これに伴い、摩耗や変形等により、第1セグメントeの第1の端面gと第2セグメントfの第2の端面hとの間にがたつきが生じる場合がある。
【0006】
この結果、ドラム部cの真円度の低下や、タイヤ部材の巻き付け中にドラム部の外径に変化が生じ、そこに巻き付けられるタイヤ部材の品質が低下するという問題があった。また、タイヤ部材が成形される工程、及びその後の工程において、タイヤ部材の不良が検出された場合には、これが設備停止の原因ともなっていた。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、
ドラム拡径時、周方向に隣接する2つのセグメント間のがたつきを抑制することにより、タイヤ部材の品質を向上でき、かつ設備停止の原因を減少させることにより、タイヤの生産性を向上できるタイヤ成形ドラムを提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のうち請求項1記載の発明は、回転可能に支持された中心軸と、前記中心軸の半径方向外方に配された拡縮可能なドラム部と、前記中心軸と前記ドラム部とを連結するとともに、前記ドラム部を縮径状態と円筒状の拡径状態とに変化させる拡縮手段とを具えたタイヤ成形ドラムであって、前記ドラム部は、周方向に交互に配された第1セグメントと第2セグメントとが連なることにより環状をなし、前記第1セグメントは、周方向の両端に、半径方向内方に向かって周方向長さが増加する向きに傾斜する第1の端面を有し、前記第2セグメントは、周方向の両端に、半径方向内方に向かって周方向長さが減少する向きに傾斜する第2の端面を有し、前記第1の端面と前記第2の端面とは、前記ドラム部が拡径状態のときに当接するとともに、前記拡径状態のときに、前記第1の端面と前記第2の端面とのがたつきを抑制するがたつき防止手段が設けられ、前記がたつき防止手段は、前記第1セグメントに設けられ、かつ、前記ドラム部が拡径状態のときに、前記第2セグメントの半径方向内側かつ前記第2の端面間をのびる内表面を半径方向外側に押圧する当接部を含
み、前記当接部は、前記第1セグメントの前記第1の端面の半径方向の内縁から周方向にのびていることを特徴とする。
【0009】
また請求項2記載の発明は、前記当接部は、
前記第1セグメントの周方向両側に設けられていることを特徴とする。
【0010】
また請求項3記載の発明は、前記当接部は、
前記第1セグメントの周方向の各側において、前記中心軸の軸方向に予め設定された間隔で複数個設けられていることを特徴とする。
【0011】
また請求項4記載の発明は、
前記当接部は、前記第1セグメントの半径方向内側かつ前記第1の端面間の内表面に固着された円弧状の本体部と、該本体部の半径外面に固着された衝撃吸収用のクッション材とを含むことを特徴とする。
【0012】
また請求項5記載の発明は、
前記当接部は、前記クッション材に並設されたシム体を介して前記第1の端面間の内表面に固着されることを特徴とする。
【0013】
また請求項6記載の発明は、前記当接部は、半径方向の厚さが8〜25mm、周方向の長さが40〜120mm、ドラム軸方向の長さが20〜100mmであることを特徴とする。
【0014】
また請求項7記載の発明は、前記がたつき防止手段は、前記拡径状態において、第1セグメントの前記第1の端面と、前記第2セグメントの前記第2の端面とを互いに密接させるバネ手段を含むことを特徴とする。
【0015】
また請求項8記載の発明は、前記拡縮手段は、半径方向に移動する複数のスライド部を有し、前記各第1セグメント及び前記各第2セグメントは、前記各スライド部に支持され、前記バネ手段は、前記隣り合うスライド部を周方向に連結することを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、ドラム部が拡径状態のときに、第1セグメントの第1の端面と、第2セグメントの第2の端面とのがたつきを抑制するがたつき防止手段が設けられる。このため、前記第1の端面と第2の端面とが互いに密に接触し、がたつきが抑制される。よって、ドラム部の真円度の低下や、ドラム部の外径の変化などを抑制できる。この結果、タイヤ部材の品質を向上でき、かつ設備停止の原因を減少させ、タイヤの生産性を向上できる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
図1に示されるように、本実施形態のタイヤ成形ドラム(以下、単に「成形ドラム」と記載する場合がある。)1は、回転可能に支持された中心軸2と、該中心軸2の半径方向外方に配された拡縮可能なドラム部3と、中心軸2とドラム部3とを連結する拡縮手段4とを具える。該拡縮手段4は、ドラム部3を縮径状態Yrと円筒状の拡径状態Yeとに変化させる。
【0019】
タイヤ成形ドラム1では、拡径状態Yeにおいて円筒状のドラム部3の外表面Sに、例えば、周方向に沿ってシート状のゴム材料が巻き付けられる。そして、該ゴム材料の両端部を接合することにより、円筒状のタイヤ部材が成形される。この成形の後、拡縮手段4によりドラム部3が縮径状
態Yrにされ、中心軸2の軸方向の一方に、成形されたタイヤ部材が取り外される。
【0020】
中心軸2は、例えば、回転可能に支持される中心軸本体5と、この中心軸本体5の両端部に外嵌される円筒状の取付部材6とを含む。中心軸本体5の一端は、例えば、軸受等を介して成形ドラム1の本体フレーム(図示省略)に片持ち状で支持される。又、
図2(a)に示されるように、取付部材6の軸方向内側には、半径方向外方にのびる略円盤状の側板7が設けられている。
【0021】
拡縮手段4は、
図1に示されるように、側板7の周方向に予め設定された間隔で複数配設された拡縮部4aを含んでいる。該拡縮部4aは、
図2(a)に示されるように、側板7に固着されたシリンダ装置11と、該シリンダ装置11によって移動されるスライド部9と、スライド部9を半径方向に案内する案内部12とを有している。本実施形態では、拡縮手段4は、中心軸2の軸方向の両端側にそれぞれ配される。又、拡縮部4aは、側板7の周方向にそれぞれ等間隔で8カ所配設される。
【0022】
シリンダ装置11は、例えば、側板7の軸方向の内面7bに取り付けられた固定金具16を介して、側板7に支持される。該シリンダ装置11は、シリンダ本体17と、このシリンダ本体17から進退されるロッド18と、シリンダ本体17に接続された一対の流路17a、17bとを具えている。該ロッド18は、流路17a、17bを介してシリンダ本体17内に充填される空気や油等の作動流体により、中心軸2の半径方向に進退される。
【0023】
スライド部9は、
図2(a)又は(b)に示されるように、側板7の軸方向の外面7a側に配設されたスライド部本体14と、該スライド部本体14の半径方向外端に固着された板状の取付金具10とを有している。スライド部本体14は、断面略T字状の板体であり、側板7の外面7aに固着された案内部12に沿って案内される一対のフランジ部15が形成されている。
【0024】
取付金具10は、側板7の半径方向外方で、側板7の軸方向内側にのび、シリンダ装置11のロッド18の先端が固着される。よって、シリンダ装置11のロッド18が進退されると、スライド部本体14が案内部12に案内され、スライド部9が半径方向内外に移動する。
【0025】
ドラム部3は、
図3に示されるように、周方向に交互に連なる第1セグメント20と第2セグメント21とからなる。ドラム部3は、第1セグメント20と第2セグメント21とが連なることにより、環状に形成される。
【0026】
第1セグメント20は、周方向両端に、半径方向内方に向かって周方向長さが増加する向きに傾斜する第1の端面22と、半径方向内側で第1の端面22、22間をのびる内表面23とを有している。第1セグメント20の内表面23の中央部は、スライド部9の取付金具10の半径方向外側と固着されている。
【0027】
第2セグメント21は、周方向両端に、半径方向内方に向かって周方向長さが減少する向きに傾斜する第2の端面24と、半径方向内側で第2の端面24間をのびる内表面25とを有している。第2セグメント21の内表面25の中央部も、スライド部9の取付金具10の半径方向外側と固着されている。
【0028】
成形ドラム1は、
図3に示されるように、ドラム部3が拡径状態Yeのとき、第1の端面22と第2の端面24とのがたつきを抑制するがたつき防止手段28を具える。このため、第1の端面22と第2の端面24とが互いに密に接触し、第1セグメント20と第2セグメント21とのがたつきが抑制される。よって、ドラム部3の真円度の低下や、ドラム部3の外径の変化などを抑制できる。
【0029】
がたつき防止手段28は、第1セグメント20の周方向両側に設けられた当接部29を含んでいる。該当接部29は、第1セグメント20の第1の端面22の半径方向の内縁22eから周方向にのびる。このため、当接部29は、ドラム部3が拡径状態Yeのとき、第2セグメント21の内表面25を半径方向外側に押圧する。
【0030】
当接部29は、
図4に示されるように、第1セグメント20の内表面23に固着される本体部32と、該本体部32の半径方向外面32aに固着された衝撃吸収用のクッション材33とを含んでいる。当接部29は、本実施形態では、第1セグメント20の周方向両側に設けられている。また、第1セグメント20の周方向の各側において、中心軸2の軸方向に予め設定された間隔で複数個設けられている。
【0031】
本体部32は、例えば、鉄等の金属材料から形成される。該本体部32は、円弧状の本体ブロック35と、該本体ブロック35と第1セグメント20との間に固着される薄板等からなるシム体36とから形成される。このため、当接部29の半径方向の厚さtは、本体ブロック35の半径方向の厚さとシム体36の半径方向の厚さとを合わせたものとなる。
【0032】
本体部32は、本体ブロック35とシム体36及びクッション材33とから形成される。このため、本実施形態の本体部32は、例えば、本体部32の半径方向外面32aに、クッション材33を固着するスペースを形成するものに比べ、製造コストの面で有利に形成することができる。
【0033】
クッション材33は、例えば、ゴム材からなり、好ましくは、補強糸を含む硬質ゴムから形成される。該クッション材33は、シム体36に並設するように、本体部32の半径方向外面32aに固着される。当接部29にクッション材33が固着されることにより、当接部29と第2セグメント21とが当接する際の衝撃が緩和できる。又これと同時に、クッション材33の弾性により、第2セグメント21のがたつきを吸収しつつ半径方向外方へと良好に押圧することができる。なお、該クッション材33とシム体36との半径方向の厚さは等しく、当接部29の半径方向の厚さtは、周方向に均一である。
【0034】
当接部29の半径方向の厚さtは、例えば、8〜25mmの範囲に規定されるのが好ましい。当接部29の半径方向の厚さtが、8mmより小さい場合、第2セグメント21の内表面25と接触することにより、当接部29に変形が生じるおそれがる。また、当接部29の半径方向の厚さtが、25mmより大きい場合、当接部29の重量により、案内
部12や
フランジ部15の摩耗が促進されるおそれがある。これらの観点から、より好ましくは、当接部29の半径方向の厚さtが12〜18mmの範囲に規定される。
【0035】
また、当接部29と第2セグメント21とが当接する際に、各セグメント20、21に掛かる負荷を均等に分散させるために、当接部29は、例えば、周方向の長さrの3/7程度が第1セグメント20に固着され、周方向の長さrの4/7程度が第2セグメント21に当接されるのが好ましい。又、当接部29と第1セグメント20との固着箇所の強度をうるため、当接部29の周方向の長さrは、少なくとも1本のボルトを取り付けるボルト穴34が形成可能な長さに規定されるのが好ましい。これ
らの観点から、当接部29の周方向の長さrは、好ましくは40〜120mmの範囲に規定され、より好ましくは50〜90mmの範囲に規定される。
【0036】
また、当接部29の軸方向の長さlは、20〜100mmの範囲に規定されるのが好ましい。当接部29の軸方向の長さlが、20mmより小さい場合、ボルト穴34を形成することが困難である。又、当接部29の軸方向の長さlが、100mmより大きい場合、当接部29の重量が増加し、案内
部12や
フランジ部15の摩耗が促進されるおそれがある。これらの観点から、より好ましくは、当接部29の軸方向の長さlが35〜65mmの範囲に規定される。
【0037】
次に本発明の作用が説明される。
上述する成形ドラム1では、
図5(a)に示されるように、ドラム部3の拡径に際し、第2セグメント21に接続されているシリンダ装置11のロッド18が伸張される。これにより、スライド部9及び第2セグメント21は、
図5(b)に示されるように、縮径状態Yrにおける縮径位置YrAから拡径状態Yeにおける拡径位置YeAまで半径方向外方へ移動する。
【0038】
第2セグメント21が拡径位置YeAに移動した後、
図5(b)に示される状態から、第1セグメント20に接続されているシリンダ装置11のロッド18が伸張される。これにより、スライド部9及び第1セグメント20は、
図5(c)に示されるように、縮径状態Yrにおける縮径位置YrBから拡径状態Yeにおける拡径位置YeBまで半径方向外方へ移動する。
【0039】
ドラム部3が拡径状態Yeになると、第1セグメント20の第1の端面22と第2セグメント21の第2の端面24とは当接する。このとき、がたつき防止手段としての当接部29は、第2セグメント21の内表面25を半径方向外方へ押圧する。このため、ドラム部3が拡径状態Yeのとき、第2セグメント21は、半径方向内方への移動が抑制される。よって、第1セグメント20の内表面23と第2セグメント21の内表面25とが周方向に連続して整合され、前記第1の端面と第2の端面とは互いに密に接触し、ドラム部3のがたつきを抑制できる。
【0040】
また、ドラム部3の縮径に際し、上述ドラム部3の拡径の際とは逆に、
図5(c)に示される拡径状態Yeから、まず第1セグメント20は、拡径位置YeBから縮径位置YrBまで半径方向内方に移動される。この後、
図4(b)に示される状態から、第2セグメント21は、拡径位置YeAから縮径位置YrAまで半径方向内方に移動される。よって、ドラム部3が、
図4(a)に示される縮径状態Yrに縮径される。
【0041】
図6には、本発明のがたつき防止手段28の他の実施形態が示されている。但し、上記成形ドラム1と同様の構成には同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図6(a)又は(b)に示されるように、成形ドラム1’は、がたつき防止手段28に、ドラム部3の拡径状態Yeにおいて、第1セグメント20の第1の端面22と、第2セグメント21の第2の端面24とを互いに密接させるバネ手段30を含んでいる。
【0042】
バネ手段30は、隣り合うスライド部9を周方向に連結することにより、ドラム部3の拡径状態Yeにおいて、第1セグメント20の第1の端面22と、第2セグメント21の第2の端面24とを互いに密接させる。このバネ手段30は、例えば、周方向で隣り合う取付金具10、10間に掛け渡されているコイルバネからなる。
【0043】
バネ手段30は、
図6(a)に示されるように、ドラム部3が縮径状
態Yrのとき、各スライド部9間で伸びがほぼ0となり無負荷状態とされる。他方、バネ手段30は、
図6(b)に示されるように、ドラム部3が拡径状態Yeのとき、各スライド部9間で伸張される。ドラム部3が拡径状態Yeのとき、伸張されたバネ手段30は、両端のスライド部9を引き合う向きに付勢する。よって、各スライド部9に支持された第1セグメント20の第1の端面22と第2セグメント21の第2の端面24とは、互いに密接する。
【0044】
なお、バネ手段30は、コイルバネに換えて、これと同様な縮小率を有するゴム等の弾性体を具える構成であってもよい。
【0045】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。例えば、がたつき防止手段28が、当接部29と、バネ手段30との両方を含む構成であってもよい。
【実施例】
【0046】
本発明の実施例では、表1に記載される仕様のタイヤ成形ドラムにより、円筒状のタイヤ部材であるカーカスプライが試作された。該タイヤ部材は、タイヤサイズ155/65R14のタイヤに用いられる。そして、円筒状に接合された各タイヤ部材の接合状況と、該タイヤ部材を用いたタイヤにおける材料の偏り状況と、タイヤ成形ドラムの耐久性と、各評価に基づく総合的な総評とが評価された。
【0047】
<接合状況>
タイヤ部材の接合状況は、
図7に示される従来の成形ドラムにて試作されたタイヤ部材を、表1に示されるように基準として比較例とした。各実施例の接合状況の評価は、比較例の接合状況と比較して評価された。接合状況を示す数値は、大きい程良く、タイヤ部材のだぶつきが低減され、かつドラム部の形状に沿った円筒状のタイヤ部材が成形されたことを示す。
【0048】
<偏り状況>
タイヤの材料の偏り状況は、
図7に示される従来の成形ドラムにて試作されたタイヤ部材を用いてタイヤを成形し、表1に示されるように、該タイヤの材料の偏り状況を基準として比較例とした。各実施例の偏り状況の評価は、比較例の偏り状況と比較して評価された。偏り状況を示す数値は、大きい程良く、成形されたタイヤの不良が低減されたことを示す。
【0049】
<成形ドラムの耐久性>
成形ドラムの耐久性は、タイヤ部材を複数回試作した後、成形ドラムの摩耗状態を計測して評価した。
図7に示される従来の成形ドラムの耐久性を基準とし、表1に示されるように比較例とした。各実施例の成形ドラムの耐久性は、比較例の成形ドラムの耐久性と比較して評価された。成形ドラムの耐久性を示す数値は、大きい程良く、成型ドラムに起こる摩耗が少ないことを示す。
【0050】
<総評>
総評は、接合状況、偏り状況及び成形ドラムの耐久性を総合的に評価し、
図7に示される従来の成形ドラムを基準とし比較例とした。各実施例の総評は、比較例の成形ドラムの総評と比較して評価された。総評を示す数値は、大きい程良く、優れた成形ドラムであることを示す。
【0051】
【表1】
【0052】
表1に示されるように、本発明のタイヤ成形ドラムを用いて成形されたタイヤ部材、及び該タイヤ部材を用いて成形されたタイヤは、タイヤ部材のだぶつきが低減されるとともに、これを用いたタイヤの不良が低減され、その品質を向上しうることが確認できる。