特許 6972771 成形ドラム及びそれを用いたゴム部材の成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6972771

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】成形ドラム及びそれを用いたゴム部材の成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29D 30/24 20060101AFI20211111BHJP

【ＦＩ】

   B29D30/24

【請求項の数】7

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-160500(P2017-160500)

(22)【出願日】2017年8月23日

(65)【公開番号】特開2019-38144(P2019-38144A)

(43)【公開日】2019年3月14日

【審査請求日】2020年6月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(72)【発明者】

【氏名】小西 拓磨

【審査官】 赤澤 高之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１８１９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５６１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８２１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５８８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｄ ３０／００− ３０／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周面に未加硫かつリボン状のゴムストリップを螺旋状に巻き付けてゴム部材を成形するための成形ドラムであって、
前記外周面は、前記ゴムストリップの巻付け始端が貼り付けられる第１領域と、前記第１領域に隣接し、かつ、前記ゴムストリップの巻付け始端を除く前記ゴムストリップが貼り付けられる第２領域とを含み、
前記第１領域の表面粗さは、前記第２領域の表面粗さよりも小さく、
中心軸と、前記中心軸とともに回転可能に保持されるドラム本体部と、前記中心軸を回転可能に支持する支持装置とを含み、
前記支持装置は、前記第１領域に前記ゴムストリップを貼り付けるときの前記ドラム本体部の周速度を、前記第２領域に前記ゴムストリップを貼り付けるときの前記ドラム本体部の周速度よりも小さくする機能を有する、
成形ドラム。

【請求項2】

前記第１領域は、ドラム軸方向の幅が１００〜５００mmである請求項１記載の成形ドラム。

【請求項3】

前記第１領域の算術平均粗さは、１．５〜２．５μmである請求項１又は２記載の成形ドラム。

【請求項4】

前記外周面は、複数の孔が設けられ、
前記各孔を介して前記ゴムストリップを吸着する吸着手段を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の成形ドラム。

【請求項5】

前記外周面に、前記ゴムストリップの貼付け状態を検知するための検知具を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の成形ドラム。

【請求項6】

成形ドラムの外周面に、未加硫かつリボン状のゴムストリップを螺旋状に巻き付けてゴム部材を成形するゴム部材の成形方法であって、
前記外周面の表面粗さが小さい第１領域に、前記ゴムストリップの巻付け始端を貼り付ける第１貼付け工程と、
前記第１領域に隣接し、かつ、前記第１領域よりも表面粗さが大きい第２領域に、前記ゴムストリップを貼り付ける第２貼付け工程とを含み、
前記第１貼付け工程及び前記第２貼付け工程では、前記成形ドラムのドラム本体部が回転され、
前記第１貼付け工程での前記ドラム本体部の周速度Ｖ１は、前記第２貼付け工程での前記ドラム本体部の周速度Ｖ２よりも小さい、
ゴム部材の成形方法。

【請求項7】

前記第１貼付け工程では、前記ゴムストリップの前記巻付け始端から前記成形ドラムの１周分の前記ドラム本体部の周速度Ｖ１ａが、前記第２貼付け工程での前記ドラム本体部の前記周速度Ｖ２よりも小さい、請求項６に記載のゴム部材の成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形ドラム及びそれを用いたゴム部材の成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、例えば、空気入りタイヤ又はそのゴム部材の製造方法として、未加硫のリボン状のゴムストリップを成形ドラムの外周面上に巻付けてゴム部材を成形した後、前記ゴム部材を前記成形ドラムから取り外すことが行われている。

【0003】

このような製造方法において、前記ゴム部材を前記成形ドラムから取り外し易くするためには、前記ゴム部材と前記成形ドラムとの粘着性を低下させることが有効である。このため、例えば、前記成形ドラムの外周面の表面粗さを大きくすることが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−１７２７０９号公報

【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、上述のような表面粗さの大きい外周面を有する成形ドラムは、前記ゴムストリップの巻き付け時、特に、前記ゴムストリップの巻付け始端が前記外周面上から脱落するなど、生産性が低いという問題があった。

【0006】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、成形ドラムの外周面を改善することを基本として、ゴム部材の生産性を高め得る成形ドラム及びそれを用いたゴム部材の成形方法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】

【0007】

本発明は、外周面に未加硫かつリボン状のゴムストリップを螺旋状に巻き付けてゴム部材を成形するための成形ドラムであって、前記外周面は、前記ゴムストリップの巻付け始端が貼り付けられる第１領域と、前記第１領域に隣接し、かつ、前記ゴムストリップの巻付け始端を除く前記ゴムストリップが貼り付けられる第２領域とを含み、前記第１領域の表面粗さは、前記第２領域の表面粗さよりも小である。

【0008】

本発明に係る成形ドラムは、前記第１領域が、ドラム軸方向の幅が１００〜５００mmであるのが望ましい。

【0009】

本発明に係る成形ドラムは、前記第１領域の算術平均粗さが、１．５〜２．５μmであるのが望ましい。

【0010】

本発明に係る成形ドラムは、前記外周面が、複数の孔が設けられ、前記各孔を介して前記ゴムストリップを吸着する吸着手段を含むのが望ましい。

【0011】

本発明に係る成形ドラムは、前記外周面に、前記ゴムストリップの貼付け状態を検知するための検知具を有するのが望ましい。

【0012】

本発明は、成形ドラムの外周面に、未加硫かつリボン状のゴムストリップを螺旋状に巻き付けてゴム部材を成形するゴム部材の成形方法であって、前記外周面の表面粗さが小さい第１領域に、前記ゴムストリップの巻付け始端を貼り付ける第１貼付け工程と、前記第１領域に隣接し、かつ、前記第１領域よりも表面粗さが大きい第２領域に、前記ゴムストリップを貼り付ける第２貼付け工程とを含む。

【発明の効果】

【0013】

本発明の成形ドラムは、ゴムストリップの巻付け始端を、表面粗さが相対的に小さい第１領域に確実に貼付けることができる。また、本発明の成形ドラムは、ゴム部材の巻付け完了後、表面粗さが大きい第２領域からゴム部材を容易に剥離することができる。従って、本発明の成形ドラムは、ゴム部材の生産性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の成形ドラムの一実施例の概略斜視図である。

【図2】図１の成形ドラムの正面図である

【図3】（ａ）及び（ｂ）は、ゴムストリップが巻き付けられるときの成形ドラムの横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１は、本実施形態の成形ドラム１（以下、単に「ドラム１」という場合がある）の概略斜視図である。 図１に示されるように、本実施形態のドラム１は、未加硫かつリボン状のゴムストリップ３０を巻き付けて円筒状のゴム部材３１を成形するためのものである。ゴム部材３１は、例えば、空気入りタイヤの構成材料として使用される。ゴム部材３１は、本実施形態では、ドラム１から取り外されて、他の空気入りタイヤの構成材料と貼り合わされて、生タイヤ（図示省略）に成形される。

【0016】

ゴムストリップ３０は、例えば、そのムーニー粘度が５０ML(1+4)100℃以上であるのが好ましく、６０ML(1+4)100℃以下であるのが好ましい。「ムーニー粘度」は、JIS K6300-1:2001「未加硫ゴム−物理特性−第１部：ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」所載の測定方法に則って測定した値である。

【0017】

ゴムストリップ３０は、特に限定されるものではないが、所望の断面形状を形成するために、例えば、幅ｗが１０〜３０mm、厚さｔが０．５〜３．０mm程度であるのが望ましい。

【0018】

ドラム１は、本実施形態では、中心軸２と、ドラム本体部３とを具えている。

【0019】

中心軸２は、例えば、図示しない周知構造の支持装置に回転可能に支持される。本実施形態の中心軸２は、前記支持装置にドラム軸方向の一方側で片持ち状に支持される。

【0020】

ドラム本体部３は、例えば、中心軸２の半径方向外方に配され、中心軸２とともに回転可能に保持されている。ドラム本体部３は、ゴムストリップ３０が巻き付けられる外周面４を有している。

【0021】

ドラム本体部３は、例えば、複数のセグメント５で形成されている。本実施形態の各セグメント５は、拡縮手段６（図２に示す）によって、中心軸２に、半径方向に拡縮径可能に支持されている。セグメント５の縮径によって、ゴム部材３１が、外周面４より取り外される。

【0022】

各セグメント５は、横断面において、例えば、円弧状に湾曲している。各セグメント５が円筒状に隣接して並べられることにより、円筒状の外周面４が形成される。

【0023】

図２は、ドラム１の概略平面図である。図２に示されるように、外周面４は、第１領域７と、第１領域７に隣接する第２領域８とを含んでいる。

【0024】

第１領域７には、ゴムストリップ３０の巻付け始端３０ａ（図３に示す）が巻き付けられる。本実施形態の第１領域７には、巻付け始端３０ａ（図３に示す）、及び、巻付け始端３０ａからのびるゴムストリップ３０が巻き付けられる。第２領域８は、巻付け始端３０ａを除くゴムストリップ３０が巻き付けられる。第１領域７は、その表面粗さが第２領域８の表面粗さよりも小さく形成されている。これにより、表面粗さが相対的に小さい第１領域７において、ゴムストリップ３０の巻付け始端３０ａを確実に粘着させることができる。また、第２領域８は、相対的に表面粗さが大きいので、ゴム部材３１の巻付け完了後、外周面４からゴム部材３１を容易に剥離することができる。従って、本実施形態のドラム１は、ゴム部材３１の生産性を向上することができる。図２には、巻き付け途中のゴムストリップ３０が仮想線で示される。

【0025】

第１領域７の表面粗さは、例えば、１．５〜２．５μmであるのが望ましい。第１領域７の表面粗さが１．５μm未満の場合、粘着性が過度に大きくなり、ゴム部材３１、とりわけ、ゴムストリップ３０の巻付け始端３０ａ付近を外周面４から取り外しにくくなるおそれがある。第１領域７の表面粗さが２．５μmを超える場合、ゴムストリップ３０との粘着性が低下し、ひいては巻付け始端３０ａ付近が脱落するおそれがある。本明細書では、表面粗さは、JISB0601−2001に定義される算術平均粗さＲａを意味する。

【0026】

第１領域７は、本実施形態では、ドラム１の周上を実質的に連続して形成されている。これにより、ドラム周方向のいずれの位置においても、ゴムストリップ３０の巻付け始端３０ａを確実に貼付けることができる。

【0027】

第１領域７は、本実施形態では、ドラム赤道Ｃｉを挟んでドラム軸方向の両側に２箇所設けられている。これにより、例えば、２本のゴムストリップ３０、３０を用いることにより、両方の第１領域７、７からゴム部材３１を成形することができる。なお、ドラム赤道Ｃｉは、ドラム本体部３のドラム軸方向の中間位置をいう。第１領域７は、本実施形態では、ドラム本体部３のドラム軸方向の外端３ｅよりもドラム軸方向の内側へ控えた位置に設けられている。

【0028】

第１領域７のドラム軸方向の外縁７ｅは、例えば、ドラム赤道Ｃｉからドラム１のドラム軸方向の幅Ｗの２０％〜４０％の範囲に配されている。

【0029】

第１領域７の幅Ｗａは、ゴムストリップ３０の幅ｗや粘度に関連付けて決定される。即ち、ゴムストリップ３０の巻付け始端３０ａを確実に第１領域７に貼り付けし、かつ、ゴムストリップ３０の貼付け後、ゴム部材３１をスムーズに取り外しする観点から、第１領域７の幅Ｗａが決定される。上述で述べたゴムストリップ３０の場合、第１領域７は、ドラム軸方向の幅Ｗａが１００〜５００mmであるのが望ましい。

【0030】

第２領域８は、本実施形態では、第１領域７、７間に配される中央第２領域８Ａと、第１領域７のドラム軸方向外側に配される一対の外側第２領域８Ｂ、８Ｂとを有している。これにより、ゴム部材３１を容易に剥離することができる。なお、第２領域８の態様は、このようなものに限定されるものではない。

【0031】

第２領域８の表面粗さ（算術平均粗さ）は、特に限定されるものではないが、例えば、２．５μmより大きいのが望ましく、５．０μm以上がより望ましい。第２領域８でのゴムストリップ３０の位置ずれを抑制するために、第２領域８の表面粗さは、１０μm以下が望ましい。

【0032】

ドラム本体部３の外周面４には、複数の孔１０が設けられている。各孔１０は、本実施形態では、ゴムストリップ３０を吸着する吸着手段（図示省略）に接続されている。これにより、ゴムストリップ３０は、孔１０を介して吸着手段によって吸着されるので、外周面４に確実に貼り付けられて脱落やその位置ずれが抑制される。吸着手段は、例えば、周知構造の真空装置が用いられ、孔１０のドラム半径方向内側に配される。

【0033】

孔１０は、本実施形態では、第１領域７及び第２領域８のそれぞれに複数設けられている。これにより、外周面４の全体で、ゴムストリップ３０の吸着効果が高められる。なお、孔１０は、例えば、巻付け始端３０ａのみの貼り付けを容易にするために、第１領域７のみに設けられても良いし、ゴムストリップ３０が脱落しやすい第２領域８のみに設けられても良い。

【0034】

孔１０は、本実施形態では、ドラム周方向線上に沿って複数並べられた孔列１０Ａとして形成されている。これにより、ドラム周上に巻き付けられるゴムストリップ３０を効果的に吸着できるので、ゴム部材３１の生産性が大きく向上する。本実施形態の外周面４には、ドラム軸方向に複数の孔列１０Ａが並んでいる。孔列１０Ａは、本実施形態では、各第１領域７及び第２領域８のそれぞれに、少なくとも１列設けられている。

【0035】

孔１０の内径Ｄは、２．０〜５．０mmであるのが望ましい。内径Ｄが２．０mmより小さい場合、孔１０の吸着力が小さく、ゴムストリップ３０が位置ずれし易くなるおそれがある。内径Ｄが５．０mmより大きい場合、ゴムストリップ３０が過度に強く吸着され、ゴムストリップ３０の外表面が凹むおそれがある。

【0036】

本実施形態のドラム１には、ゴムストリップ３０の貼付け状態を検知するための検知具１１が設けられている。検知具１１は、例えば、ゴムストリップ３０が孔１０の上を覆った状態を検知して吸着手段による吸着を開始するよう制御しうるのが望ましい。このような検知具１１としては、例えば、周知構造の光電管や光センサー、圧力を測定するロードセル等が好適に採用される。

【0037】

また、検知具１１は、ゴムストリップ３０が十分に外周面４に貼り付いたことを検知して吸着手段による吸着を停止するよう制御しうるのが望ましい。ロードセルの場合、ゴムストリップ３０の貼付け圧力を測定するので、精度良く、吸着手段による吸着の停止を制御しうる。

【0038】

検知具１１は、本実施形態では、外周面４に設けられている。検知具１１は、孔１０の近傍に設けられ、例えば、１つの孔列１０Ａに対して少なくとも１つ設けられるのが望ましい。検知具１１は、本実施形態では、１つの孔列１０Ａのドラム周方向に隣り合う孔１０、１０間に１つ設けられている。

【0039】

なお、検知具１１は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、孔１０内に設けられる態様でも良い。

【0040】

次に、このようなドラム１を用いたゴム部材３１の成形方法が説明される。図３（ａ）及び（ｂ）は、ドラム本体部３にゴムストリップ３０が巻き付けられるときの、ドラム１の中心軸２と直交する横断面である。図３（ａ）及び（ｂ）において、吸着手段は、省略されている。図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、本実施形態のゴム部材３１の成形方法は、外周面４にゴムストリップ３０を貼り付ける貼付け工程を含んでいる。本実施形態のゴム部材３１の成形方法は、前記貼付け工程を除く工程は、周知の工程が採用されるので、その説明が省略される。

【0041】

本実施形態の貼付け工程は、第１貼付け工程と第２貼付け工程とを含んでいる。貼付け工程では、ドラム１と、ドラム１にゴムストリップ３０を供給する周知構造のアプリケータ１３とが用いられる。アプリケータ１３は、本実施形態では、供給されたゴムストリップ３０を外周面４に貼り付けるための貼付ローラ１４を具えている。

【0042】

図３（ａ）に示されるように、第１貼付け工程では、例えば、アプリケータ１３によって、ゴムストリップ３０が外周面４の第１領域７上まで搬送される。次に、アプリケータ１３の貼付ローラ１４によってゴムストリップ３０の巻付け始端３０ａが第１領域７に貼り付けられる。次に、図示しない前記支持装置によってドラム本体部３が回転され、外周面４の第１領域７上にゴムストリップ３０が螺旋状に貼り付けられる。

【0043】

このとき、検知具１１によって、ゴムストリップ３０が孔１０を覆うように貼り付けられたことが検知されると、吸着手段によるゴムストリップ３０の吸着が開始される。これにより、とりわけ脱落しやすい巻付け始端３０ａが確実に貼付けされる。

【0044】

次に、本実施形態では、検知具１１によってゴムストリップ３０の十分な吸着が確認されると、吸着手段による吸着が停止される。本実施形態では、検知具１１は、孔列１０Ａに１つ設けられているので、孔列１０Ａ毎に吸着手段による吸着の開始及び停止が制御されるのが望ましい。

【0045】

次に、第２貼付け工程が行われる。本実施形態の第２貼付け工程では、例えば、第１貼付け工程で用いられたゴムストリップ３０が引き続き、第２領域８に巻き付けられる。この第２貼付け工程においても、検知具１１が、ゴムストリップ３０が孔１０を覆うように貼り付けられたことを検知すると、吸着手段によって貼り付けられたゴムストリップ３０の吸着が開始される。また、検知具１１によってゴムストリップ３０の十分な吸着が確認されると、吸着手段による吸着が停止される。これにより、ゴム部材３１が生産性良く成形される。

【0046】

第１貼付け工程では、巻付け始端３０ａを精度良くかつ確実に貼り付ける必要がある。また、第２貼付け工程では、ゴムストリップ３０の巻き付け時間を短くして生産性を高めることが求められる。このため、第１貼付け工程でのドラム本体部３の周速度Ｖ１は、第２貼付け工程でのドラム本体部３の周速度Ｖ２よりも小さいのが望ましい。より生産性を向上するため、第１貼付け工程での巻付け始端３０ａからドラム１の１周分のドラム本体部３の周速度Ｖ１ａを、第２貼付け工程でのドラム本体部３の周速度Ｖ２よりも小さくするのが望ましい。

【0047】

また、ドラム本体部３の周速度Ｖは、アプリケータ１３のゴムストリップ３０の送り出し速度ｖと関連付けされるのが望ましい。ゴムストリップ３０の外周面４への適切な貼付けを考慮すると、例えば、ドラム本体部３の周速度Ｖとアプリケータ１３の送り出し速度ｖとの比（Ｖ／ｖ）は、（１００／９８）〜（１００／９０）程度が望ましい。

【0048】

なお、貼付け工程は、上述のような態様に限定されるものではない。貼付け工程は、例えば、ドラム本体部３の周速度Ｖと吸着のタイミングとを同期させるよう制御させておいても良い。即ち、図３（ｂ）に示されるように、ゴムストリップ３０に覆われない孔１０ａは、吸着手段による吸着が行われず、ゴムストリップ３０に覆われた孔１０ｂは、吸着手段による吸着が行われる。これにより、孔１０毎に吸着の開始停止が行われるので、より効果的に、ゴムストリップ３０を外周面４に貼り付けができるため、生産性が向上する。

【0049】

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。

【符号の説明】

【0050】

１ 成形ドラム
４ 外周面
３１ ゴム部材
３０ ゴムストリップ
３０ａ巻付け始端
７ 第１領域
８ 第２領域

【図1】

【図2】

【図3】