特開 2024-100544 タイヤの成形フォーマーおよびタイヤの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100544

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】タイヤの成形フォーマーおよびタイヤの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29D 30/32 20060101AFI20240719BHJP

   B29D 30/26 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

B29D30/32

B29D30/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004618

(22)【出願日】2023-01-16

(71)【出願人】

【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】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100121500

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 高志

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(74)【代理人】

【識別番号】100218084

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊光

(72)【発明者】

【氏名】土屋 悠己

(72)【発明者】

【氏名】中村 明弘

(72)【発明者】

【氏名】小野 了

(72)【発明者】

【氏名】柿崎 博匡

【テーマコード（参考）】

4F215

4F501

【Ｆターム（参考）】

4F215AH20

4F215VA02

4F215VD12

4F215VK13

4F215VK25

4F215VP01

4F501TA02

4F501TC11

4F501TD13

4F501TD25

4F501TL01

4F501TV17

(57)【要約】

【課題】生タイヤ基体の内部に供給したエアがビード部の内部に侵入することを抑制できる成形フォーマー
【解決手段】成形フォーマー１０は、円環状に分割配置され生タイヤ基体１のビード部２を保持する複数のビードロック部材２１と、複数のビードロック部材２１を径方向に移動させる径変更機構３０と、複数のビードロック部材２１によって保持された生タイヤ基体１の内部にエアを供給するエア供給装置と、を備える。各ビードロック部材２１は、周方向に延びビード部２の軸線方向の内側面２ａに当接する当接面２３ｂと、当接面２３ｂに設けられ周方向に延びる突起２３ｃと、を備えている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円環状に分割配置され、生タイヤ基体のビード部を保持する複数のビードロック部材と、
前記複数のビードロック部材を径方向に移動させる径変更機構と、
前記複数のビードロック部材によって保持された前記生タイヤ基体の内部にエアを供給するエア供給装置と、を備え、
前記各ビードロック部材は、
周方向に延び、前記ビード部の軸線方向の内側面に当接する当接面と、
前記当接面に設けられ、周方向に延びる突起と、を備えている、
タイヤの成形フォーマー。

【請求項2】

前記当接面および前記突起を前記ビード部の軸線方向の内側面に押し当てるように前記各ビードロック部材を押す押圧機構をさらに備えている、
請求項１に記載のタイヤの成形フォーマー。

【請求項3】

前記各ビードロック部材は、前記ビード部よりも軸線方向の内方に設けられ、前記生タイヤ基体の前記ビード部よりも軸線方向内側部分を径方向の内側から支持する支持面を備え、
前記ビード部の径方向の内側面と前記各ビードロック部材の径方向の外側面との間には隙間が設けられている、
請求項１に記載のタイヤの成形フォーマー。

【請求項4】

円環状に分割配置された複数のビードロック部材を径方向に移動させて生タイヤ基体のビード部を保持する工程と、
前記生タイヤ基体の内部にエアを供給することにより生タイヤを成形する工程と、を含み、
前記各ビードロック部材は、
周方向に延び、前記ビード部の軸線方向の内側面に当接する当接面と、
前記当接面に設けられ、周方向に延びる突起と、を備えている、
タイヤの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、タイヤの成形フォーマーおよび製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、生タイヤ基体を成形するシェーピングフォーマーが開示されている。特許文献１に記載のシェーピングフォーマーは、周方向に分割された複数のロックセグメントを含み、生タイヤ基体のビード部を保持するビードロック手段を備えている。複数のロックセグメントは、周方向幅が大な第１のロックセグメントと、周方向幅が小であって第１のロックセグメントと周方向に交互に配置された第２のロックセグメントと、から構成されている。第１のロックセグメントの両端面は内向き傾斜面として形成され、第２のロックセグメントの両端面は外向き傾斜面として形成されている。ロック手段は、複数のロックセグメントを径方向に移動させることにより、ビード部を保持する拡径状態と、ビード部を開放する縮径状態と、に移行し得る。特許文献１によれば、拡径状態では、複数のロックセグメントの間がシールされる、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－０９８４９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されているような成形フォーマーでは、ロックセグメントによって保持された生タイヤ基体の内部にエアを供給して生タイヤ基体を膨張させ、生タイヤを成形する。しかし、特許文献１に記載されているような成形フォーマーでは、ロックセグメントとビード部との間のシールが弱いことがあり、そのような場合には、生タイヤ基体の内部に供給したエアがビード部の内部に侵入する場合がある。そして、侵入したエアにより生タイヤのサイドウォールが膨張し、パンクする場合がある。

【0005】

本発明では、生タイヤ基体の内部に供給したエアがビード部の内部に侵入することを抑制できるタイヤの成形フォーマーおよび製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

ここに開示するタイヤの成形フォーマーは、円環状に分割配置され生タイヤ基体のビード部を保持する複数のビードロック部材と、前記複数のビードロック部材を径方向に移動させる径変更機構と、前記複数のビードロック部材によって保持された前記生タイヤ基体の内部にエアを供給するエア供給装置と、を備える。前記各ビードロック部材は、周方向に延び前記ビード部の軸線方向の内側面に当接する当接面と、前記当接面に設けられ周方向に延びる突起と、を備えている。

【0007】

上記タイヤの成形フォーマーによれば、当接面に設けられた突起がビード部の軸線方向の内側面に当接し、ビード部の軸線方向の内側面と各ビードロック部材との間をシールする。そのため、上記タイヤの成形フォーマーによれば、生タイヤ基体の内部に供給したエアがビード部の内部に侵入することを抑制できる。

【0008】

また、ここに開示するタイヤの製造方法は、円環状に分割配置された複数のビードロック部材を径方向に移動させて生タイヤ基体のビード部を保持する工程と、前記生タイヤ基体の内部にエアを供給することにより生タイヤを成形する工程と、を含む。前記各ビードロック部材は、周方向に延び前記ビード部の軸線方向の内側面に当接する当接面と、前記当接面に設けられ周方向に延びる突起と、を備えている。

【0009】

上記タイヤの製造方法によれば、上記タイヤの成形フォーマーと同様に、生タイヤ基体の内部に供給したエアがビード部の内部に侵入することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係る成形フォーマーの断面図である。

【図2】クランプリングの正面図である。

【図3】１つのロックセグメントの斜視図である。

【図4】ロックセグメントおよび径変更機構付近の断面図である。

【図5】エアの侵入経路を示す従来の成形フォーマーおよび生タイヤ基体の模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、一実施形態に係るタイヤの成形フォーマー、および、タイヤの製造方法を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。各図面は、一例を示すのみであり、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0012】

［成形フォーマー］
図１は、一実施形態に係るタイヤの成形フォーマー１０の断面図である。成形フォーマー１０は、１ｓｔ成形機とも呼ばれる成形機によって円筒状に成形されるとともにビード部２が形成された生タイヤ基体１から、生タイヤを形成する装置である。１ｓｔ成形機は、プライ３を長手方向に沿って円筒状に成形するとともに、プライ３の幅方向の両端部によって一対のビードコア４をそれぞれ巻き上げることにより、ビード部２を成形する。生タイヤ基体１の軸線方向（幅方向）の両端部には、さらにサイドウォールゴムが貼付される。成形フォーマー１０は、装着された生タイヤ基体１の内部にエアを供給して膨張させ、膨張させた生タイヤ基体１をトレッドゴムの内側面に貼り付けることにより生タイヤを成形する。成形フォーマー１０による生タイヤの成形は、２ｎｄ成形とも呼ばれる。

【0013】

図１に示すように、成形フォーマー１０は、ビード部２を保持する一対のクランプリング２０と、クランプリング２０の径変更機構３０と、一対のクランプリング２０の間の間隔を変更する幅変更機構４０と、エア供給装置５０と、を備えている。幅変更機構４０は、クランプリング２０をビード部２の軸線方向（図１では左右方向であり、クランプリング２０の軸線方向でもある、以下、単に軸線方向とも呼ぶ）の内側面２ａ（図４参照）に押し当てる押圧機構でもある。一対のクランプリング２０は、軸線方向に並ぶように配置されている。成形フォーマー１０の軸線方向の中心線ＣＬは、一対のクランプリング２０の間にある。生タイヤ基体１は、一対のクランプリング２０の間に装着される。

【0014】

図２は、クランプリング２０の正面図である。図２に示すように、クランプリング２０は、円環状に構成されている。クランプリング２０は、円環状に分割配置された複数のロックセグメント２１を備えている。複数のロックセグメント２１は、生タイヤ基体１のビード部２を保持する。

【0015】

図２に示すように、複数のロックセグメント２１は、径方向の内方ほど周方向の幅が狭くなるように構成された複数の第１セグメント２１Ａと、径方向の内方ほど周方向の幅が広くなるように構成された複数の第２セグメント２１Ｂと、を含んでいる。第１ロックセグメント２１Ａと第２ロックセグメント２１Ｂとは、クランプリング２０の周方向に交互に配置されている。図２の上半分は、複数のロックセグメント２１がクランプリング２０の径方向外側に移動され、クランプリング２０の直径が拡大された拡径状態を示している。クランプリング２０は、拡径状態において生タイヤ基体１のビード部２を径方向の内側から保持する。拡径状態では、複数のロックセグメント２１の間はシールされる。図２の下半分は、複数のロックセグメント２１がクランプリング２０の径方向内側に移動され、クランプリング２０の直径が縮小された縮径状態を示している。クランプリング２０は、縮径状態において生タイヤ基体１のビード部２を解放する。クランプリング２０は、縮径状態において、ビード部２の径方向内側に挿入することが可能である。各ロックセグメント２１の詳細については後述する。

【0016】

図１に示すように、幅変更機構４０は、外周部にネジ部４１ａを備えた回転軸４１と、回転軸４１に噛み合わされた一対のナット４２と、それぞれクランプリング２０を支持する一対のガイドケース４３と、を備えている。回転軸４１は、軸線方向に延びている。回転軸４１が回転すると、ナット４２は、軸線方向に移動する。ガイドケース４３およびガイドケース４３に支持されたクランプリング２０は、ナット４２とともに軸線方向に移動する。これにより、一対のクランプリング２０は、軸線方向に接近または離反する。一対のクランプリング２０が接近することにより、一対のクランプリング２０の間に生タイヤ基体１を挿入することが可能となる。一対のクランプリング２０が離反すると、クランプリング２０の各ロックセグメント２１は、ビード部２の軸線方向の内側面２ａに押し当てられる（図４を参照）。ただし、幅変更機構４０の構成は、上記したものには限定されない。

【0017】

径変更機構３０は、複数のロックセグメント２１をクランプリング２０の径方向に移動させる。径変更機構３０は、これにより、クランプリング２０を拡径状態と縮径状態とに移行させる。図１に示すように、径変更機構３０は、一対のスライドリング３１と、各スライドリング３１の周方向に分割配置され、それぞれ１つのロックセグメント２１に連結された複数の径方向移動体３２と、を備えている。図１に示すように、スライドリング３１は、軸線方向の内方（中心線ＣＬに近づく方向）ほど直径が小さくなるテーパ面３１ａを有している。複数の径方向移動体３２は、テーパ面３１ａの径方向外方に配置され、径方向に移動可能に構成されている。スライドリング３１が軸線方向の内方に移動すると、複数の径方向移動体３２は、スライドリング３１の径方向外方に移動する。これにより、クランプリング２０が拡径する。スライドリング３１が軸線方向の外方（中心線ＣＬから遠ざかる方向）に移動すると、複数の径方向移動体３２は、スライドリング３１の径方向内方に移動する。これにより、クランプリング２０が縮径する。

【0018】

スライドリング３１および複数の径方向移動体３２は、ガイドケース４３内に収容されている。図１に示すように、ガイドケース４３には、内部空間に圧縮エアを供給するエア流路４３ａが形成されている。スライドリング３１は、エア流路４３ａに圧縮エアが供給されることにより、軸線方向内方に移動する。スライドリング３１は、ガイドケース４３内の圧縮エアが排気されると、軸方向の外方に移動する。なお、径変更機構３０の構成も、上記したものには限定されない。

【0019】

エア供給装置５０は、複数のロックセグメント２１によって保持された生タイヤ基体１の内部にエアを供給する。エア供給装置５０は、圧縮エアが供給されるエア供給口５１を備えている。エア供給口５１は、ここでは、回転軸４１に設けられている。ただし、エア供給口５１の取り付け場所や数は、特に限定されない。

【0020】

［ロックセグメントの構成］
図３は、１つのロックセグメント２１の斜視図である。図３に示すように、各ロックセグメント２１は、本体部２２と、係合壁２３と、を備えている。本体部２２は、クランプリング２０の周方向と軸線方向とに延びる断面円弧状の部分である。ロックセグメント２１は、本体部２２が径方向移動体３２に固定されることにより、径方向移動体３２に固定されている。係合壁２３は、本体部２２の軸線方向外縁に周方向に沿って設けられ、本体部２２よりも径方向の外方に延びている。以下、係合壁２３の面のうち、径方向の外側面を支持面２３ａとも呼ぶ。また、係合壁２３の面のうち、軸線方向の外側面を当接面２３ｂとも呼ぶ。

【0021】

図４は、ロックセグメント２１および径変更機構３０付近の断面図である。図４に示すように、生タイヤ基体１が成形フォーマー１０に装着された状態では、係合壁２３は、ビード部２よりも軸線方向の内方に位置する。この状態において、支持面２３ａは、ビード部２よりも軸線方向の内方に設けられており、生タイヤ基体１のビード部２よりも軸線方向内側部分１ａを径方向の内側から支持する。支持面２３ａは、クランプリング２０の拡径または縮径によって生タイヤ基体１の内面１ａに当接し、生タイヤ基体１の内面１ａから離反する面である。また、当接面２３ｂは、ロックセグメント２１の周方向に延びており、ビード部２の軸線方向の内側面２ａに当接する。当接面２３ｂは、幅変更機構４０の駆動により、ビード部２の軸線方向の内側面２ａに当接し、または、内側面２ａから離反する。

【0022】

図３に示すように、当接面２３ｂには、突起２３ｃが設けられている。突起２３ｃは、当接面２３ｂの他の部分よりも径方向の外方に突出するとともに、周方向に延びている。図４に示すように、押圧機構としての幅変更機構４０は、当接面２３ｂおよび突起２３ｃをビード部２の軸線方向の内側面２ａに押し当てるように各ロックセグメント２１を押す。突起２３ｃは、本実施形態では、断面三角形状に構成されている。突起２３ｃの高さＴ１および幅Ｗ１の好適な範囲については後述する。なお、突起２３ｃの断面形状は三角形状には限定されず、例えば、四角形や円弧形状であってもよい。

【0023】

図４に示すように、ビード部２の径方向の内側面２ｂと各ロックセグメント２１の径方向の外側面（本体部２２の外側面）２２ａとの間には隙間Ｃが設けられている。この隙間Ｃにより、本体部２２の外側面２２ａと生タイヤ基体１との間にも圧力が分散することが抑制され、支持面２３ａが生タイヤ基体１に強く押し当てられる。これにより、両者の間が良好にシールされる。

【0024】

［２ｎｄ成形］
成形フォーマー１０による２ｎｄ成形は、円環状に分割配置された複数のロックセグメント２１を径方向に移動させて生タイヤ基体１のビード部２を保持する工程と、生タイヤ基体１の内部にエアを供給することにより生タイヤを成形する工程と、を含んでいる。本実施形態では、さらに、成形フォーマー１０による２ｎｄ成形は、複数のロックセグメント２１を軸線方向に移動させて、ビード部２の軸線方向の内側面２ａに各ロックセグメント２１の当接面２３ｂおよび突起２３ｃを押し当てる工程を含んでいる。生タイヤ基体１の内部にエアを供給することにより、生タイヤ基体１が膨張し、生タイヤが成形される。

【0025】

［従来技術の問題］
従来の成形フォーマーは、当接面に突起を備えていなかった。そのため、生タイヤ基体１の内部に供給した圧縮エアがビード部２の内部（ビードコア４を巻き上げたプライ３の内部）に侵入する場合があった。図５は、エアの侵入経路を示す従来の成形フォーマー１１０および生タイヤ基体１の模式的な断面図である。図５において矢印で示すように、従来の成形フォーマー１１０を使った２ｎｄ成形では、ロックセグメント１２１の支持面１２３ａと生タイヤ基体１の径方向内側面１ａとの間からエアが漏れ、ビード部２の内部にエアが侵入することがあった。これは、例えば、１ｓｔ成形においてビード部２を成形する際に、プライ３に皺がよったこと等が原因であると考えられている。ビード部２の内部にエアが侵入することにより、サイドウォールに風船状の膨らみ、程度が酷い場合にはパンクが発生し、生タイヤが不良品となる場合がある。

【0026】

［実施形態の作用効果］
本実施形態に係る成形フォーマー１０は、上記した従来の成形フォーマー１１０の問題を解決するように構成されており、円環状に分割配置され生タイヤ基体１のビード部２を保持する複数のロックセグメント２１と、複数のロックセグメント２１を径方向に移動させる径変更機構３０と、複数のロックセグメント２１によって保持された生タイヤ基体１の内部にエアを供給するエア供給装置５０と、を備えている。本実施形態では、各ロックセグメント２１は、周方向に延びビード部２の軸線方向の内側面２ａに当接する当接面２３ｂと、当接面２３ｂに設けられ周方向に延びる突起２３ｃと、を備えている。

【0027】

かかる成形フォーマー１０によれば、当接面２３ｂに設けられた突起２３ｃがビード部２の軸線方向の内側面２ａに当接し、ビード部２の軸線方向の内側面２ａと各ロックセグメント２１との間をシールする。そのため、かかる成形フォーマー１０によれば、生タイヤ基体１の内部に供給したエアがビード部２の内部に侵入することを抑制できる。

【0028】

本実施形態では、成形フォーマー１０は、当接面２３ｂおよび突起２３ｃをビード部２の軸線方向の内側面２ａに押し当てるように各ロックセグメント２１を押す押圧機構をさらに備えている。押圧機構は、本実施形態では、幅変更機構４０である。かかる成形フォーマー１０によれば、突起２３ｃがビード部２の軸線方向の内側面２ａに押し当てられるため、ビード部２の軸線方向の内側面２ａと各ロックセグメント２１との間をより強くシールすることができる。

【0029】

本実施形態では、各ロックセグメント２１は、ビード部２よりも軸線方向の内方に設けられ生タイヤ基体１のビード部２よりも軸線方向内側部分１ａを径方向の内側から支持する支持面２３ａを備えている。また、ビード部２の径方向の内側面２ｂと各ロックセグメント２１の径方向の外側面２２ａとの間には隙間Ｃが設けられている。かかる構成によれば、本体部２２の外側面２２ａと生タイヤ基体１との間にも圧力が分散することが抑制され、支持面２３ａが生タイヤ基体１に強く押し当てられる。これにより、両者の間が良好にシールされる。なお、本体部２２の外側面２２ａと生タイヤ基体１との間のクリアランスが小さ過ぎると隙間Ｃが潰れてしまう可能性があるため、クリアランスは、例えば、０．３ｍｍ以上あることが好ましい。

【0030】

［実施例］
以下では、実施例およびその評価結果について説明する。表１は、実施例および比較例の製作条件および評価結果を示す表である。表１は、突起２３ｃの寸法を振った実施例の評価結果を示している。比較例は、突起２３ｃを設けなかった成形フォーマーの場合の評価結果を示している。評価としては、サイドウォールのパンク発生率（ｐｐｍ）を算出した。

【表1】

【0031】

表１に示すように、突起高さＴ１が０．２ｍｍの実施例１から０．６ｍｍの実施例５までにおいて、突起２３ｃを設けない比較例よりもパンク発生率が減少している。突起高さＴ１の好適な範囲は、少なくとも０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。さらに好適には、実施例１と実施例２～５との比較より、突起高さＴ１の好適な範囲は、０．４ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。また、表１に示すように、突起幅Ｗ１が０．４ｍｍの実施例４、突起幅Ｗ１が０．８ｍｍの実施例５、および突起幅Ｗ１が０．６ｍｍの実施例１～３において、突起２３ｃを設けない比較例よりもパンク発生率が減少している。突起幅Ｗ１の好適な範囲は、少なくとも０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。

【0032】

［他の実施形態］
以上、一実施形態に係るタイヤの成形フォーマーおよび製造方法について、種々説明した。しかし、本発明のタイヤの成形フォーマーおよび製造方法は、特に言及されない限りにおいて、上述した実施形態に限定されない。例えば、一対のクランプリングは、そのうちの一方だけが移動することにより軸線方向に接近または離反してもよい。

【0033】

複数のロックセグメントは、拡径状態において互いの間をシールできるように構成されていればよく、その構成は上記したものには限定されない。例えば、隣接するロックセグメントの間に、シール部材が張り渡されていてもよい。

【0034】

上記した２ｎｄ成形には、適宜に他の工程が追加されてもよい。工程の順番は、特に言及されない限り、また、変更可能である限り、適宜に入れ替えられてもよい。

【0035】

種々言及した実施形態や変形例の各構成は、互いに阻害しない関係であれば、適宜に組み合わせることができる。本明細書は以下の発明を含んでおり、以下の発明は、上記した実施形態には限定されない。

【0036】

本発明（１）は、円環状に分割配置され生タイヤ基体のビード部を保持する複数のビードロック部材と、複数のビードロック部材を径方向に移動させる径変更機構と、複数のビードロック部材によって保持された生タイヤ基体の内部にエアを供給するエア供給装置と、を備えたタイヤの成形フォーマーであり、各ビードロック部材は、周方向に延びビード部の軸線方向の内側面に当接する当接面と、当接面に設けられ周方向に延びる突起と、を備えている。

【0037】

本発明（２）は、本発明（１）に記載のタイヤの成形フォーマーであり、当接面および突起をビード部の軸線方向の内側面に押し当てるように各ビードロック部材を押す押圧機構をさらに備えている。

【0038】

本発明（３）は、本発明（１）または（２）に記載のタイヤの成形フォーマーであり、各ビードロック部材は、ビード部よりも軸線方向の内方に設けられ生タイヤ基体のビード部よりも軸線方向内側部分を径方向の内側から支持する支持面を備えている。ビード部の径方向の内側面と各ビードロック部材の径方向の外側面との間には、隙間が設けられている。

【0039】

本発明（４）は、円環状に分割配置された複数のビードロック部材を径方向に移動させて生タイヤ基体のビード部を保持する工程と、生タイヤ基体の内部にエアを供給することにより生タイヤを成形する工程と、を含むタイヤの製造方法であり、各ビードロック部材は、周方向に延びビード部の軸線方向の内側面に当接する当接面と、当接面に設けられ周方向に延びる突起と、を備えている。

【符号の説明】

【0040】

１ 生タイヤ基体
２ ビード部
１０ 成形フォーマー
２０ クランプリング
２１ ロックセグメント（ビードロック部材）
２３ａ 支持面
２３ｂ 当接面
２３ｃ 突起
３０ 径変更機構
４０ 幅変更機構（押圧機構）
５０ エア供給装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】