(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ドラム保持機は、前記ゴムシートの巻き重ねによって拡径する巻重ね体の拡径量に応じ、巻き重ね中に前記成形ドラムの高さ位置を調整する高さ調整手段を含む請求項1記載のエアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置。
前記切断手段は、前記待機状態にて前記カッターホルダと接触しうるヒータを具え、前記ヒータは、前記カッターホルダを介して前記カッターを加熱する請求項3記載のエアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置。
前記押付け手段は、支持軸と、前記支持軸に支持されかつ前記支持軸の軸心方向に並ぶ複数の弾性変形可能なローラ片とを有する押付けローラである請求項1〜4の何れかに記載のエアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置。
前記各ローラ片は、前記支持軸側の内輪部分と、前記ゴムシートに接触する側の外輪部分と、これらの間を螺旋状にのびて弾性的につなぐ渦巻状の連結部とを含む請求項5又は6記載のエアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置。
【背景技術】
【0002】
例えば、下記の特許文献1には、接地面を有するトレッドリングと、車軸を固定するためのホイールとの間を、樹脂材料からなるスポークによって接合したエアレスタイヤが提案されている。
【0003】
この種のエアレスタイヤでは、空気入りタイヤにおける空気圧に代わって、トレッドリング及びスポークにて荷重や衝撃が受け止められる。そのため空気入りタイヤと異なるトレッドリングの構造が必要となる。
【0004】
例えば、エアレスタイヤのトレッドリングでは、剛性を高めるために、トレッドゴム部内に、コードプライからなる半径方向内側、外側の補強コード層を設けることが好ましい。又トレッドゴム部では、接地面をなす外側ゴム層に加え、剛性を高めるために、前記内側の補強コード層と外側の補強コード層との間に高弾性の補強ゴム層を設ける具えることが好ましい。又、内側の補強コード層とスポークとの間の応力集中を緩和するため、内側の補強コード層とスポークとの間に内側ゴム層を設けることも好ましい。
【0005】
ここで、各ゴム層を、厚い帯状ゴムの一周巻きによって形成した場合、周方向両端の継ぎ合わせ部で、接着強度の低下や厚さの不均一を招きやすい。又補強ゴム層及びコード補強層のタイヤ軸方向両端部において、空気溜まりが発生しやすくなり、耐久性の低下原因となる。
【0006】
上記問題を解決するため、本発明者は、各ゴム層を、例えば厚さ1mm程度の薄い幅広帯状のゴムシートを半径方向内外に巻き重ねた積層構造にて形成することを提案した。しかしこの場合、それ専用の成形装置が必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、トレッドゴム部において、接着強度の低下や厚さの不均一を抑えるとともに空気溜まりの発生を抑制したトレッドリングを形成しうるエアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、エアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置であって、
前記トレッドリングは、幅広帯状のゴムシートを半径方向内外に巻き重ねた積層構造をなすトレッドゴム部と、前記トレッドゴム部内に埋設されたコードプライとを含み、
前記成形装置は、成形ドラムを回転可能に保持するドラム保持機と、前記成形ドラム上で前記ゴムシートを巻き重ねるゴムシート貼付け機とを含み、
前記ゴムシート貼付け機は、前記ゴムシートを長さ方向に搬送する搬送手段と、前記搬送手段から送り出された前記ゴムシートを成形ドラム側に押し付ける押付け手段と、前記ゴムシートを切断する切断手段とを含むアプリケータを具える。
【0010】
本発明に係る前記エアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置では、前記ドラム保持機は、前記ゴムシートの巻き重ねによって拡径する巻重ね体の拡径量に応じ、巻き重ね中に前記成形ドラムの高さ位置を調整する高さ調整手段を含むのが好ましい。
【0011】
本発明に係る前記エアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置では、前記切断手段は、軸心廻りで傾動しうるカッターホルダと、
前記カッターホルダに取り付き、かつカッターホルダの待機状態からの傾動により前記ゴムシートを幅方向に切断するギロチン状のカッターとを具えるのが好ましい。
【0012】
本発明に係る前記エアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置では、前記切断手段は、前記待機状態にて前記カッターホルダと接触しうるヒータを具え、前記ヒータは前記カッターホルダを介して前記カッターを加熱するのが好ましい。
【0013】
本発明に係る前記エアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置では、前記押付け手段は、支持軸と、前記支持軸に支持されかつ前記支持軸の軸心方向に並ぶ複数の弾性変形可能なローラ片とを有する押付けローラであるのが好ましい。
【0014】
本発明に係る前記エアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置では、前記各ローラ片は、互いに独立して回転可能に前記支持軸に支持されるのが好ましい。
【0015】
本発明に係る前記エアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置では、前記各ローラ片は、前記支持軸側の内輪部分と、前記ゴムシートに接触する側の外輪部分と、これらの間を螺旋状にのびて弾性的につなぐ渦巻状の連結部とを含むのが好ましい。
【0016】
本発明に係る前記エアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置では、前記ドラム保持機は、前記成形ドラムの軸心方向に移動可能であり、
前記成形装置は、前記移動の軌道に沿って配される前記ゴムシート貼付け機を含む複数の貼付け機を具えるのが好ましい。
【0017】
本発明に係る前記エアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置では、前記複数の貼付け機は、前記コードプライを貼り付けるプライ貼付け機を含むのが好ましい。
【発明の効果】
【0018】
本発明は、幅広帯状のゴムシートを半径方向内外に巻き重ねた積層構造をなすトレッドゴム部を容易に形成できる。そして、このトレッドゴム部を積層構造とすることで、接着強度の低下や厚さの不均一を抑えうる。又空気溜まりの発生を抑制でき、耐久性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1に、本実施形態のエアレスタイヤ用のトレッドリングの成形装置1(以下、単に成形装置1という。)の正面図が、概念的に示される。成形装置1は、加硫前のトレッドリング102を形成する装置であって、
図1に示すように、成形ドラム2を回転可能に保持するドラム保持機3と、この成形ドラム2上でゴムシート4を半径方向内外に巻き重ねるゴムシート貼付け機5とを含む。なお、加硫後のトレッドリングを102’とし、加硫前のトレッドリング102と区別する。
【0021】
本例では、ドラム保持機3は、成形ドラム2の軸心2j方向に移動可能に構成されている。そして成形装置1は、前記移動の軌道Tに沿って並ぶ複数の貼付け機6を具える。複数の貼付け機6には、前記ゴムシート貼付け機5、及びコードプライ106を貼り付けるプライ貼付け機7が含まれる。
【0022】
図10、11にエアレスタイヤ101の一例が示される。
図10、11に示すように、エアレスタイヤ101は、接地面102sを有するトレッドリング102’、トレッドリング102’の半径方向内側に同心状に配されるホイール103、及びトレッドリング102’とホイール103とを接合する樹脂材料からなるスポーク104を含んで構成される。
【0023】
ホイール103は、空気入りタイヤのタイヤホイールに相当し、エアレスタイヤ101を車軸(図示省略)に固定するためのディスク部103Aの外周に、スポーク104を接合するための環状部103Bを具える。
【0024】
スポーク104は、トレッドリング102’の内周面に接合される外側環状部104o、ホイール103の外周面に接合される内側環状部104i、及び前記外側環状部104oと内側環状部104iとの間を継ぐ複数のスポーク板部104mを具える。スポーク板部104mは、タイヤ赤道面に対して傾斜する板状をなし、タイヤ周方向に間隔を有して配列する。スポーク104は、樹脂成形体であり、本例ではトレッドリング102’及びホイール103と一体成形される。
【0025】
トレッドリング102’は、成形装置1によって形成されるトレッドリング102を、金型内で加硫成形することにより形成される。このトレッドリング102’は、空気入りタイヤにおけるトレッド部に相当するもので、本例では、トレッドゴム部105と、トレッドゴム部105内に埋設されたコードプライ106からなるコード補強層107とを含む。
【0026】
本例では、コード補強層107は、半径方向内側のコード補強層107iと、半径方向外側のコード補強層107oとを具える。このうち、内側のコード補強層107iは、例えば1枚のバンドコードプライ106Aから形成される。本例のバンドコードプライ106Aは、タイヤ周方向に螺旋状に巻回されるバンドコードを有する。
【0027】
外側のコード補強層107oは、複数枚、本例では2枚のベルトコードプライ106B1、106B2から形成される。ベルトコードプライ106B1、106B2は、それぞれ、タイヤ周方向に対して例えば10〜45°の角度で傾斜配列するベルトコードを有する。ベルトコードプライ106B1のベルトコードと、ベルトコードプライ106B2のベルトコードとは、タイヤ周方向線に対して互いに同角度でかつ逆向きに傾斜する。
【0028】
トレッドゴム部105は、本例では、内側のゴム層105iと、補強ゴム層105mと、外側のゴム層105oとを含む。
【0029】
内側のゴム層105iは、内側のコード補強層107iの半径方向内側に配され、内側のコード補強層107iとスポーク104(外側環状部104o)との間の応力集中を緩和する。補強ゴム層105mは、内側のコード補強層107iと外側のコード補強層107oとの間に介在し、トレッドリング102の曲げ剛性を高める。外側のゴム層105oは、外側のコード補強層107oの半径方向外側に配され、前記接地面102sを構成する。
【0030】
図12に、加硫前のトレッドリング102の形成工程が示される。この形成工程は、以下のステップS1〜S5を含む。
【0031】
ステップS1では、成形ドラム2上で、ゴムシート4のうちの第1のゴムシート4Aを半径方向内外に巻き重ねる。これにより、内側のゴム層105iを形成する。
【0032】
ステップS2では、内側のゴム層105i上で、幅狭帯状のコードストリップ108(
図8(B)に示す)を螺旋に巻回する。これにより、コードプライ106のうちのバンドコードプライ106Aからなる内側のコード補強層107iを形成する。
【0033】
ステップS3では、内側のコード補強層107i上で、ゴムシート4のうちの第2のゴムシート4Bを半径方向内外に巻き重ねる。これにより、補強ゴム層105mを形成する。
【0034】
ステップS4では、補強ゴム層105m上で、コードプライ106のうちのベルトコードプライ106B1、106B2を順次一周巻きする。これにより、外側のコード補強層107oを形成する。
【0035】
ステップS5では、外側のコード補強層107o上で、ゴムシート4のうちの第3のゴムシート4Cを半径方向内外に巻き重ねる。これにより、外側のゴム層105oを形成する。
【0036】
このうち、ステップS1、S3、S5は、
図1に示すように、貼付け機6のうちの前記ゴムシート貼付け機5により行われる。又、ステップS2、S4は、貼付け機6のうちのプライ貼付け機7A、7Bにより行われる。
図1には、ドラム保持機3の移動の順序が、矢印によって略示される。
【0037】
トレッドゴム部105を形成するためのゴムシート4(第1〜3のゴムシート4A〜4C)として、厚さ0.7〜1.3mm程度の薄い幅広帯状のものが好適に使用される。
【0038】
本例では、第1のゴムシート4Aと第3のゴムシート4Cは、サイズ及びゴム組成がともに同一であり、従って、第3のゴムシート4Cとして第1のゴムシート4Aが使用される。これに対して、第2のゴムシート4Bは、第1のゴムシート4Aとサイズ及びゴム組成がともに相違する。なお第1、第3のゴムシート4A、4Cは、トレッドリング102と同幅であり、第2のゴムシート4Bは、補強ゴム層105mと同幅である。
【0039】
図2に示すように、ドラム保持機3は、横移動台10と、昇降台11とを具え、この昇降台11に前記成形ドラム2が回転可能に保持される。
【0040】
横移動台10は、前記軌道Tをなすレール12に案内されて軸心2j方向に移動しうる。横移動台10は、例えばサーボモータ等を含む適宜の駆動手段(図示省略)によって制御される。これにより成形ドラム2を、各貼付け機6における貼付け位置に移動、停止させることができる。
【0041】
昇降台11は、横移動台10に設ける縦のガイド13に案内されて上下移動可能に支持される。この昇降台11は、例えばサーボモータ等を含む高さ調整手段51により制御され、成形ドラム2を、自在な高さ位置に移動、停止させることができる。
【0042】
成形ドラム2は、本例では、拡縮径可能な円筒状のドラムであって、周知構造のものが採用しうる。
【0043】
図3に示すように、ゴムシート貼付け機5は、ゴムシート4を貼り付けるためのアプリケータ14を具える。本例では、ゴムシート貼付け機5が、第1のゴムシート4A(第3のゴムシート4C)を貼り付けるためのアプリケータ14Aと、第2のゴムシート4Bを貼り付けるためのアプリケータ14Bとを具える場合が示される。アプリケータ14Aとアプリケータ14Bは、支柱等の支持体50により、ドラム周方向に位置ずれさせて固定される。
【0044】
本例のゴムシート貼付け機5は、前記アプリケータ14Aに第1のゴムシート4Aを供給する供給手段15A、及びアプリケータ14Bに第2のゴムシート4Bを供給する供給手段15Bをさらに具える。
【0045】
前記供給手段15Aは、供給手段15Bと実質的に同構成であり、以下に供給手段15Aを代表して説明する。
【0046】
供給手段15Aは、ロールスタンド17と、剥離テープの回収手段18と、フェスツーン部19とを具える。ロールスタンド17は、ゴムシート4のロール体16を回転可能に枢支する。回収手段18は、ロール体16から引き出されたゴムシート4から剥離テープtを剥がして回収する。フェスツーン部19は、ロールスタンド17とアプリケータ14Aとの間に介在し、剥離テープtが剥がされた後のゴムシート4を、U字状に垂らして貯留する。
【0047】
フェスツーン部19には、貯留量の検出手段20が配される。検出手段20は、上下にスイング可能に一端部が枢支されるアーム20Aを具える。このアーム20Aの他端には、ゴムシート4を下方に付勢して弛みを抑えるローラ20Bを具える。そしてアーム20Aの傾斜角度により、貯留量が検出される。又供給手段15Aは、前記傾斜角度に応じて例えば回収手段18をON/OFFすることでロール体16からゴムシート4を引き出し、貯留量を調整する。
【0048】
アプリケータ14Aは、アプリケータ14Bと実質的に同構成であり、以下にアプリケータ14Aを代表して説明する。
【0049】
図4、5(A)に示すように、アプリケータ14Aは、搬送手段21と、押付け手段22と、切断手段23とを含む。
【0050】
搬送手段21は、供給手段15Aからのゴムシート4を長さ方向に搬送する。本例では、搬送手段21は、下側コンベヤ部21Lと上側コンベヤ部21Uとを含む。
【0051】
下側コンベヤ部21Lは、複数の案内ローラ24によって周回可能に案内される搬送ベルト25を有する。また上側コンベヤ部21Uは、複数の案内ローラ26によって周回可能に案内される押付けベルト27を有する。そして搬送ベルト25の上面である搬送面と、押付けベルト27の下面である押付け面との間に挟まれて、ゴムシート4が搬送される。
【0052】
押付け手段22は、搬送手段21から送り出されたゴムシート4を成形ドラム2側に押し付ける。本例では、押付け手段22として押付けローラ28が採用される。
【0053】
図5(B)に示すように、押付けローラ28は、支持軸30と、この支持軸30に支持される弾性変形可能な複数のローラ片31とを含んで構成される。
【0054】
支持軸30は、本例では、前記搬送手段21のフレームFに枢支されるアーム32により、第1位置Q1と第2位置Q2との2位置間を上下に位置替え可能に支持される。第1位置Q1は、貼り付け開始において、搬送手段21から送り出されたゴムシート4の先端が押付けローラ28と干渉しないように、押付けローラ28を上に逃がして待機させる位置である。また第2位置Q2は、貼り付け中において、ゴムシート4を成形ドラム2側に押し付けるための位置である。
【0055】
前記アーム32には、前記フレームFに支持されるシリンダ33のロッドが取り付き、このシリンダ33の伸縮により、押付けローラ28はアーム32と一体に傾動しうる。
【0056】
図6(A)に示すように、ローラ片31は、支持軸30の軸方向に並べて配される。本例のローラ片31は、互いに独立した軸受34を介して、支持軸30に回転自在に支持される。
【0057】
図6(B)に示すように、ローラ片31は、支持軸30側の内輪部分35と、ゴムシート4に接触する側の外輪部分36と、これらの間を弾性的につなぐ連結部37とを含んで構成されている。本例では、内輪部分35と外輪部分36と連結部37とは一体に形成される。内輪部分35の中心孔には軸受34が装着される。
【0058】
連結部37は、内輪部分35と外輪部分36との間を螺旋状(渦巻状)にのびる。本例の連結部37は、内輪部分35の外周面から突出する突起部37aと、外輪部分36の内周面から突出する突起部37bと、その間を継ぐ螺旋状(渦巻状)の接続部37cとを具える。本例では、突起部37a、37bは、半径方向内外で向かい合って配される。
【0059】
接続部37cの厚さは一定であるのが好ましい。又接続部37cと内輪部分35との間の半径方向の隙間38Aにおいて、その幅W1は、突起部37a側から突起部37b側にかけて漸増している。逆に、接続部37cと外輪部分36との間の半径方向の隙間38Bにおいて、その幅W2は、突起部37a側から突起部37b側にかけて漸減している。これにより、ローラ片31は、一周に亘って柔軟かつ均一に弾性変形でき、ゴムシート4を成形ドラム2側に均一な力で押し付けしうる。
【0060】
図5(A)に示すように、切断手段23は、搬送手段21の下流側にカッター40を具え、搬送手段21と押付けローラ28(押付け手段22)との間で、ゴムシート4を切断する。
【0061】
本例の切断手段23は、軸心44j廻りで上下に傾動しうるカッターホルダ41と、このカッターホルダ41に取り付くギロチン状のカッター40とを含む。
【0062】
カッターホルダ41は、フレームFに枢支される基体42と、この基体42に一端部が取り付くカッター支持部43とを具える。本例の基体42は、前記軸心44jをなす支軸部44を含み、この支軸部44は、例えばモータ等の駆動部45に連結している。カッター支持部43は、前記一端部から搬送方向下流側にのびる例えば板状をなし、その下面かつ他端部にカッター40が取り付く。
【0063】
カッター40は、下端に刃部を有するギロチン状をなす。そして、カッターホルダ41の待機状態Y1からの下方への傾動により、ゴムシート4を幅方向に切断しうる。
【0064】
本例では、切断手段23には、カッター40を加熱するヒータ46が含まれる。
ヒータ46は、待機状態Y1においてカッターホルダ41(本例ではカッター支持部43)と接触しうる。これにより、本例のヒータ46は、カッターホルダ41(本例ではカッター支持部43)を介してカッター40を加熱しうる。なおヒータ46は、フレームFに支持される。
【0065】
ここで、ゴムシート貼付け機5では、前述のように薄い幅広帯状の未加硫のゴムシート4を貼り付ける。このようなゴムシート4は、柔らかく不安定である。そのため、貼り付け時の微少な振動によっても、ゴム同士が粘着して皺が寄ったり、塊状に丸まるなど容易に変形し、貼り付け不良が発生し易い。特に、アプリケータ14を上下移動させる場合には、ゴムシート4に振動が加わり、上記の貼り付け不良がより発生し易い。
【0066】
そこで、ゴムシート貼付け機5では、アプリケータ14は、上下移動しないように支柱等の支持体50に固定されるとともに、ドラム保持機3には、前記高さ調整手段51(
図2に示す)が配される。高さ調整手段51は、
図7(A)、(B)に示すように、ゴムシート4の巻き重ねによって拡径する巻重ね体Mの拡径量Δに応じ、巻き重ね中に、成形ドラム2の高さ位置を調整する。
【0067】
これにより、搬送手段21と巻重ね体Mとの接触を避けながら、搬送手段21から貼付け位置Pまでの距離Lを減じることができる。その結果、貼り付け時においてゴム同士が粘着して皺が寄ったり、塊状に丸まるなどのゴムシート4の変形を抑え、貼り付け精度を向上することができる。
【0068】
図2に示すように、高さ調整手段51として、ボールネジ機構が好適に採用しうる。本例の高さ調整手段51は、縦のガイド13と平行かつ横移動台10に支持されるネジ軸51Aと、昇降台11に形成されかつネジ軸51Aに螺合するネジ孔51Bと、ネジ軸51Aを回転駆動しうる例えばサーボモータ等の駆動機51Cとを含む。
【0069】
又高さ調整手段51には、巻重ね体Mの拡径量Δを、直接的或いは間接的に検出しうるセンサ(図示省略)が含まれる。間接的に拡径量Δを検出するものとして、例えば、巻重ね体Mの表面の高さ位置を検出するセンサ、巻重ね体Mの表面と搬送手段21との間の距離を検出するセンサ等が採用しうる。又第2位置Q2における押付けローラ28と巻重ね体Mとの接触圧を検出するセンサ等、種々なセンサが採用しうる。
【0070】
図8(A)、(B)に、プライ貼付け機7Aが示される。本例のプライ貼付け機7Aは、ベルトコンベヤ部55Aと圧着ローラ55Bとを含むアクチェータ55を具える。ベルトコンベヤ部55Aは、ロール体(図示省略)から引き出されるコードストリップ108を長さ方向に搬送し、かつ成形ドラム2に送り出す。圧着ローラ55Bは、昇降自在に支持され、下降により、前記送り出されたコードストリップ108を成形ドラム2に押し付けて貼り付ける。なおアクチェータ55は、成形ドラム2の回転と同期して軸心2j方向に移動する。
【0071】
図9(A)、(B)に、プライ貼付け機7Bが示される。本例のプライ貼付け機7Bは、ベルトコードプライ106B1を貼り付ける例えば下方側の第1コンベヤ56と、ベルトコードプライ106B2を貼り付ける例えば上方側の第2コンベヤ57とを具える。
【0072】
第1コンベヤ56は、ベルトコンベヤであって、その上面でベルトコードプライ106B1を長さ方向に搬送する。そして、成形ドラム2が下降してコンベヤ上のベルトコードプライ106B1と圧接することで、ベルトコードプライ106B1が貼り付けられる。
【0073】
又、第2コンベヤ57は、乗り継ぎ可能に配される第1、第2のコンベヤ部57a、57bを具える。第1のコンベヤ部57aは、その上面でベルトコードプライ106B2を長さ方向に搬送する。又第2のコンベヤ部57bは、その下面により、第1のコンベヤ部57aからベルトコードプライ106B2を吸着して受け取り、かつ長さ方向に搬送する。成形ドラム2が上昇し、第2のコンベヤ部57bに吸着されたベルトコードプライ106B2と圧接することで、ベルトコードプライ106B2が貼り付けられる。
【0074】
なお
図1中の符号60は、溝切り機であって、トレッドリング102の外面に、周方向溝を凹設する工程S6を行う。又搬出位置Kにおいて、トレッドリング102が加硫工程に搬出される。
【0075】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示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。