(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】
(24)【登録日】2023-02-27
(45)【発行日】2023-03-07
(54)【発明の名称】ステッチング装置およびステッチング方法
(51)【国際特許分類】
B29D 30/26 20060101AFI20230228BHJP
B29D 30/28 20060101ALI20230228BHJP
【FI】
B29D30/26
B29D30/28
(21)【出願番号】P 2019082421
(22)【出願日】2019-04-24
【審査請求日】2022-02-15
(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】100078813
【氏名又は名称】上代 哲司
(74)【代理人】
【識別番号】100094477
【氏名又は名称】神野 直美
(74)【代理人】
【識別番号】100099933
【氏名又は名称】清水 敏
(72)【発明者】
【氏名】小牧 将志
【審査官】市村 脩平
(56)【参考文献】
【文献】特開平11-227068(JP,A)
【文献】特開2012-071424(JP,A)
【文献】特開昭48-042078(JP,A)
【文献】特開平7-060868(JP,A)
【文献】特開2007-223223(JP,A)
【文献】特開2017-209853(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29D30/00-30/72
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
タイヤの形状に膨張した1stカバーの外周面に貼り付けられて、前記1stカバーと共に回転する2ndカバーの外表面を、押圧手段を用いて押圧することにより、前記1stカバーと前記2ndカバーとを圧着させるステッチング装置であって、
2つのステッチングローラーのそれぞれが、回転軸の一端に挿通して保持されて、互いに対向するように配置されている1組の押圧手段が、前記1stカバーの周方向に沿うように、複数組設けられ、
各組の前記押圧手段のそれぞれの前記ステッチングローラーが、互いに同期して、前記2ndカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動することにより、前記2ndカバーを前記1stカバーに押圧するように構成され、
前記1組の押圧手段の2つのステッチングローラーが、径が同じで幅の異なるステッチングローラーであり、
隣り合う2組の前記押圧手段において、幅広の前記ステッチングローラー同士の押圧面の一部が互いに重なり合うように、前記ステッチングローラーが配置されていることを特徴とするステッチング装置。
【請求項2】
前記押圧手段が、前記1stカバーの周方向に沿うように、2組設けられていることを特徴とする請求項1に記載のステッチング装置。
【請求項3】
前記ステッチングローラーの各々が、角が面取り加工されたステッチングローラーであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のステッチング装置。
【請求項4】
前記面取り加工が、R加工であることを特徴とする請求項3に記載のステッチング装置。
【請求項5】
隣り合う2組の前記押圧手段において、前記押圧手段の総幅をT、それぞれの幅広のステッチングローラーの側面から押圧面の幅狭のステッチングローラー側の端部までの距離をW1、W2としたとき、下記式を満足することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のステッチング装置。
W1+W2>T
【請求項6】
隣り合う2組の前記押圧手段における幅広の前記ステッチングローラー同士の押圧面の互いの重なり量が、5~20mmであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のステッチング装置。
【請求項7】
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のステッチング装置を用いて、タイヤの形状に膨張した1stカバーの外周面に貼り付けられて、前記1stカバーと共に回転する2ndカバーの外表面を、押圧手段を用いて押圧することにより、前記1stカバーと前記2ndカバーとを圧着させるステッチング方法であって、
前記2ndカバーの外周面に、前記ステッチング装置を、前記1stカバーの周方向に沿うように配置し、
各組の前記押圧手段のそれぞれのステッチングローラーを、互いに同期して、前記2ndカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動させことにより、前記2ndカバーを前記1stカバーに押圧することを特徴とするステッチング方法。
【請求項8】
レース用タイヤのローカバーをステッチングすることを特徴とする請求項7に記載のステッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ構成部材同士の圧着工程において用いられるステッチング装置およびステッチング方法に関する。
【背景技術】
【0002】
空気入りタイヤの製造に際しては、1st成形ドラムにインナーやカーカスプライなどを貼り付けて1stカバーの成形を行う一方で、2nd成形ドラムにブレーカーやトレッドなどを貼り付けて2ndカバーを成形し、その後、1stカバーをタイヤの形状に膨張させて2ndカバーに貼り付けることによりローカバー(生タイヤ)の成形を行っている(2ステージ成形法)。
【0003】
このローカバーの成形に際して、1stカバーに貼り付けられた2ndカバーと1stカバーとを十分に密着させるために、2組の押圧手段を連結して構成されたステッチング装置を用いて、回転する1stカバー上に2ndカバーを押圧すること(ステッチング)が、一般的に行われている。
【0004】
図7は、従来のステッチング装置における押圧手段を模式的に示す上面図(a)、および、ステッチングの様子を示す図(b)である。
図7(a)に示すように、2組の押圧手段によりステッチング装置が構成されている。2組の押圧手段31、32のそれぞれは、回転軸に同じ径、同じ幅の2つのローラー(ステッチングローラー)が挿通されて構成されている。なお、各ステッチングローラーの角は面取り加工されている。
【0005】
この2組の押圧手段31、32のそれぞれのステッチングローラーを、外周面に2ndカバーが貼り合わされた1stカバーの周方向に沿うように配置し、1stカバーの回転に合わせて、回転させながら中央部から外縁部に向けて白抜き矢印の方向に移動させ、2ndカバーを1stカバーへ押圧することにより、ステッチングが行われる。しかし、この押圧手段31、32に使用されているステッチングローラーは角が面取りされているため、中央部では面取り加工された角により、押圧できない箇所Nができる。この結果、
図7(b)に示すように、中央部ではステッチングが行われず、エアが残ってしまう恐れがある。そして、このようにエアが残ったローカバーを用いて加硫した場合、加硫後の製品タイヤにおいて、エアが抜けた後の中央部に凹みが生じて、ベアの発生を招いたり、ゲージ分布の不均一を招く恐れがある。
【0006】
そこで、このようなステッチングされない箇所ができないように、ステッチングローラーの角を直角にして押圧することや、2組の押圧手段におけるステッチングローラーの位置を互いにずらして(オフセット)押圧することが提案されている(例えば、特許文献1)。
【0007】
しかしながら、角を直角にしたステッチングローラーでは、中央部でのステッチング不足は解消することができるものの、側縁部とローカバーのショルダー部とのステッチングにおいて、ステッチングローラーの角が、トレッドなどに食い込んで傷をつけてしまい、ベアの発生を招く恐れがある。
【0008】
また、ローラーのオフセットは、通常の乗用車用のタイヤに対しては十分なステッチングができるものの、レース用タイヤなど、高剛性ベルト構造のタイヤに対しては、ステッチングローラーで押圧しても変形させにくいため、側縁部においてステッチング不足が発生して、1stカバーからの剥れ(ブロン)の発生を招く恐れがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上記した従来のステッチングにおける問題に鑑み、ベルト構造の剛性の高低の如何を問わず、ブレーカーやトレッドなどの中央部におけるステッチング不足や、側縁部における食い込みやステッチング不足の発生を十分に抑制することができるステッチング技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0012】
請求項1に記載の発明は、
タイヤの形状に膨張した1stカバーの外周面に貼り付けられて、前記1stカバーと共に回転する2ndカバーの外表面を、押圧手段を用いて押圧することにより、前記1stカバーと前記2ndカバーとを圧着させるステッチング装置であって、
2つのステッチングローラーのそれぞれが、回転軸の一端に挿通して保持されて、互いに対向するように配置されている1組の押圧手段が、前記1stカバーの周方向に沿うように、複数組設けられ、
各組の前記押圧手段のそれぞれの前記ステッチングローラーが、互いに同期して、前記2ndカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動することにより、前記2ndカバーを前記1stカバーに押圧するように構成され、
前記1組の押圧手段の2つのステッチングローラーが、径が同じで幅の異なるステッチングローラーであり、
隣り合う2組の前記押圧手段において、幅広の前記ステッチングローラー同士の押圧面の一部が互いに重なり合うように、前記ステッチングローラーが配置されていることを特徴とするステッチング装置である。
【0013】
請求項2に記載の発明は、
前記押圧手段が、前記1stカバーの周方向に沿うように、2組設けられていることを特徴とする請求項1に記載のステッチング装置である。
【0014】
請求項3に記載の発明は、
前記ステッチングローラーの各々が、角が面取り加工されたステッチングローラーであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のステッチング装置である。
【0015】
請求項4に記載の発明は、
前記面取り加工が、R加工であることを特徴とする請求項3に記載のステッチング装置である。
【0016】
請求項5に記載の発明は、
隣り合う2組の前記押圧手段において、前記押圧手段の総幅をT、それぞれの幅広のステッチングローラーの側面から押圧面の幅狭のステッチングローラー側の端部までの距離をW1、W2としたとき、下記式を満足することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のステッチング装置である。
W1+W2>T
【0017】
請求項6に記載の発明は、
隣り合う2組の前記押圧手段における幅広の前記ステッチングローラー同士の押圧面の互いの重なり量が、5~20mmであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のステッチング装置である。
【0018】
請求項7に記載の発明は、
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のステッチング装置を用いて、タイヤの形状に膨張した1stカバーの外周面に貼り付けられて、前記1stカバーと共に回転する2ndカバーの外表面を、押圧手段を用いて押圧することにより、前記1stカバーと前記2ndカバーとを圧着させるステッチング方法であって、
前記2ndカバーの外周面に、前記ステッチング装置を、前記1stカバーの周方向に沿うように配置し、
各組の前記押圧手段のそれぞれのステッチングローラーを、互いに同期して、前記2ndカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動させことにより、前記2ndカバーを前記1stカバーに押圧することを特徴とするステッチング方法である。
【0019】
請求項8に記載の発明は、
レース用タイヤのローカバーをステッチングすることを特徴とする請求項7に記載のステッチング方法である。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、ベルト構造の剛性の高低の如何を問わず、ブレーカーやトレッドなどの中央部におけるステッチング不足や、側縁部における食い込みやステッチング不足の発生を十分に抑制することができるステッチング技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【
図1】本発明の一実施の形態に係るステッチング装置に設けられた2組の押圧手段を模式的に示す側面図である。
【
図2】本発明の一実施の形態に係るステッチング装置に設けられた2組の押圧手段を模式的に示す正面図である。
【
図3】本発明の一実施の形態に係るステッチング装置に設けられた2組の押圧手段を模式的に示す斜視図である。
【
図4】本実施の形態に係るステッチング装置に設けられた2組の押圧手段における各ステッチングローラーの配置の様子を示す図である。
【
図5】本実施の形態に係るステッチング方法を説明する図である。
【
図6】2組の押圧手段を用いて、2連で押圧を行っている様子を示す図である。
【
図7】従来のステッチング装置における押圧手段を模式的に示す上面図(a)、および、ステッチングの様子を示す図(b)である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を参照して説明する。なお、以下においては、2組の押圧手段が設けられているステッチング装置を例に挙げて説明するが、押圧手段が3組以上設けられていても同様に考えることができる。
【0023】
1.ステッチング装置
図1~
図3は、それぞれ、本実施の形態に係るステッチング装置に設けられた2組の押圧手段を模式的に示す側面図(
図1)、正面図(
図2)、斜視図(
図3)である。
【0024】
なお、
図1~
図3において、1はステッチング装置、11は第1の押圧手段、12は第2の押圧手段である。第1の押圧手段11は、回転軸11cに挿通されたステッチングローラー11aと、回転軸11dに挿通されたステッチングローラー11bとから構成され、第2の押圧手段12は、回転軸12cに挿通されたステッチングローラー12aと、回転軸12dに挿通されたステッチングローラー12bとから構成されており、各ステッチングローラーは挿通された各回転軸によって回転自在に支持されている。そして、回転軸11cと12cはクランプ21によって連結されており、回転軸11dと12dも同様に図示しないクランプによって連結されている。
【0025】
図1~
図3に示すように、本実施の形態においても、従来と同様に、2つのステッチングローラーから構成された押圧手段が2組設けられてステッチング装置が構成されている。しかし、本実施の形態においては、各押圧手段における2つのステッチングローラーの幅が互いに異なっており、隣り合った2組の押圧手段で対向するステッチングローラーの幅も異なっていることを特徴としている。
【0026】
即ち、第1の押圧手段11は幅広のステッチングローラー11aと幅狭のステッチングローラー11bとから構成され、第2の押圧手段12は幅狭のステッチングローラー12aと幅広のステッチングローラー12bとから構成されており、2組の押圧手段11および12は、
図1に示すように、同期して回転しながら、2ndカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動できるように、1本のクランプ21に支持されている。
【0027】
そして、
図2および
図3に示すように、幅広のステッチングローラー11aと対向する位置には幅狭のステッチングローラー12aが、また、幅狭のステッチングローラー11bと対向する位置には幅広のステッチングローラー12bが配置されている。
【0028】
これにより、2つの幅広のステッチングローラー11a、12b同士の押圧面の一部に、互いに重なり合う部分が形成されるため、2ndカバーの中央部において、幅広のステッチングローラーの押圧面で確実に押圧することができる。
【0029】
そして、2ndカバーの中央部以外では、各ステッチングローラーが1stカバーと共に回転する2ndカバーの中央部から側縁部に向けて横方向へ移動して、2ndカバーを押圧するため、全ての範囲を押圧して、十分なステッチングを行うことができる。
【0030】
その結果、ステッチングにおいて押圧できない箇所がなくなり、エア残りが発生することが十分に抑制され、加硫後の製品タイヤにおいて、ベアの発生を招いたり、ゲージ分布の不均一を招いたりすることを十分に抑制できる。
【0031】
図4は、本実施の形態に係るステッチング装置に設けられた2組の押圧手段における各ステッチングローラーの配置の様子を示す図である。なお、
図4において、S1は幅広のステッチングローラー11aの押圧面、S2は幅広のステッチングローラー12bの押圧面、S3は幅狭のステッチングローラー12aの押圧面、S4は幅狭のステッチングローラー11bの押圧面である。また、cは、幅広のステッチングローラー11a、12bと幅狭のステッチングローラー11b、12aとの間に形成される隙間である。
【0032】
このとき、
図4に示すように、隙間cを隔てて、幅広のステッチングローラー11a、12bと幅狭のステッチングローラー11b、12aとが配置された押圧手段11、12の総幅をT、幅広のステッチングローラー11aの側面から押圧面S1の端部までの距離をW1、幅広のステッチングローラー12bの側面から押圧面S2の端部までの距離をW2とすると、これらは、W1+W2>Tの関係を満たしていることが好ましい。
【0033】
これにより、重なり部を確実に確保することができる。なお、上記式における(W1+W2)とTとの差が、互いのステッチングローラーの押圧面同士の重なり量となる。
【0034】
なお、本実施の形態において、具体的な互いの押圧面同士の重なり量は、5~20mmであることが好ましく、8~15mmであるとより好ましい。互いの押圧面同士の重なり量が小さ過ぎると、中央部でのステッチング不足を十分に解消させることができない恐れがあり、一方、大き過ぎると、片方のローラー幅が狭くなり十分なステッチ効果が得られない恐れがある。
【0035】
そして、本実施の形態においては、各ステッチングローラーの角が面取り加工されていることが好ましい。角が面取り加工されていることにより、ショルダー部における食い込みの発生を抑制することができる。具体的な面取り加工としては、
図2、
図3に示すようなR加工、
図4に示すようなC面加工のいずれを採用してもよいが、より好ましいのはR加工である。
【0036】
なお、このように角が面取り加工されたステッチングローラーであっても、本実施の形態においては、上記したように、幅広のステッチングローラー同士の押圧面の一部に、互いに重なり合う部分を形成させているため、2ndカバーの中央部において十分に押圧することができ、ステッチング不足の発生を防止することができる。
【0037】
このように、本実施の形態においては、2組の押圧手段のそれぞれにおいて、幅が異なる2つのステッチングローラーを配置して、幅広のステッチングローラー同士の押圧面に重なり部を形成させているため、中央部において押圧されない箇所が発生するようなことがない。また、幅広のステッチングローラーを用いているため、ベルト構造の剛性の高低の如何を問わず、側縁部におけるステッチング不足の発生を十分に抑制することができる。また、面取り加工が施されているため、側縁部における食い込みが発生することもない。この結果、加硫後のタイヤにおけるベアの発生、ゲージ分布の不均一、ブロンの発生などを十分に抑制することができる。
【0038】
2.ステッチング方法
次に、上記したステッチング装置を用いた本実施の形態に係るステッチング方法について説明する。
【0039】
図5は、本実施の形態に係るステッチング方法を説明する図である。なお、
図5において、CLはセンターラインであり、破線はBrk(ブレーカー)、Sh部はローカバーのショルダー部、Pは1stカバーである。
【0040】
本実施の形態においては、各押圧手段のそれぞれのステッチングローラーが、白抜き矢印の方向に、同期して移動することによりステッチングを行っている。
【0041】
具体的には、まず、成形された1stカバーPを、ローカバー成形装置の回転軸(図示せず)にセットした後、膨張させてシェーピングを行う。その後、1stカバーPの外方に、別途、ブレーカーBrkとトレッドTRとを積層して成形した2ndカバーを配置し、さらに2ndカバーの外周面に、2組の押圧手段11、12を、1stカバーの周方向に沿うように配置する。
【0042】
次に、1stカバーPの回転を開始させる。これに合わせて、各押圧手段のステッチングローラーが回転を開始し、センターラインCLからそれぞれの側縁部に向けて横方向へ同期して移動する。
【0043】
そして、押圧手段が、側縁部、具体的には、ショルダー部Shに到達すると、押圧手段の移動方向を、ショルダー部Shに沿うように、水平方向から変更させて、ステッチングローラーでブレーカーBrkおよびトレッドTRを1stカバーPに押圧してステッチングする。
【0044】
3.本実施の形態の効果
本実施の形態を採用することによる効果について、既に説明した効果を含めて、以下の通り整理して説明する。
【0045】
(1)ステッチ開始時において中央部に押圧されない箇所が発生せず、全体を十分にステッチすることができるため、ベアの発生や、ゲージ分布の不均一を招くことがない。
【0046】
(2)レース用タイヤなどの場合、瞬間的に大きな負荷が掛かることが予測されるため、ブレーカーエッジにおける剥離の発生を防止する必要があり、プライ上で押圧されるブレーカーのエッジ部において、ジョイントレスバンドを配置したり、ブレーカー間に剥離防止用のゴムシートを挟み込んだりしている。このため、部材数が多くなって高剛性構造となり各部材同士を十分に圧着させることが難しく、ブロンが発生し易い。
【0047】
しかしながら、本実施の形態においては、幅広のステッチングローラーで十分に押圧することができるため、各部材同士を十分に圧着させることができ、レース用タイヤなどの高剛性構造のタイヤでも、十分にステッチングすることができ、ブロンの発生を抑制することができる。
【0048】
(3)全てのステッチングローラーに面取り加工を施すことにより、ショルダー部でステッチングする際に、ローカバーを傷付けることがなく、タイヤにおけるベアの発生を十分に低減させることができる。
【0049】
(4)クランプ回転時、遠心力によりトレッドエッジがバタつく場合がある。しかしながら、本実施の形態においては、複数組の押圧手段を用いて押圧を行っているため、
図6に示すように、ローカバー成形装置2にセットされた1stカバーPからの反発を抑制しながらトレッドエッジを押圧することができ、バタつきの発生が少ない状態でステッチングすることができる。
【0050】
そして、これにより、トレッドエッジの波打ちおよびトレッドショルダー部のゲージのばらつきを軽減させることができるため、タイヤの外観品質を向上させることができる。
【実施例】
【0051】
以下、実施例に基づき、本発明をより具体的に説明する。
【0052】
1.実験方法
2ステージ成形法によりレース用タイヤのローカバーを作製した。
【0053】
このとき、ステッチング装置は、表1に示すローラー形状のステッチングローラーを、2組の押圧手段のいずれにも使用して構成させた。
【0054】
2.評価
作製された各ローカバーにおけるベアの発生(中央部およびショルダー部)、トレッドエッジにおける波打ちの発生、トレッドの浮き(ブロン)の発生を観察し、その状況を以下の3段階で評価した。
良 :発生なし
可 :不具合が発生したが、製品上問題とはならない
不可:製品上問題となる不具合が発生
【0055】
評価の結果を表1に示す。
【0056】
【0057】
表1に示す結果より、請求項1の要件を満たす実験例1~3においては、「不可」の評価がなかったことが分かった。そして、この内でも、左右のローラーの重なりが十分でローラーの角が丸い実験例1は、ベア発生率、トレッドエッジ波打ち、ブロン発生量の評価結果が全て良好であることが分かった。
【0058】
そして、ステッチングローラーの外周面にアール加工を施さなかった実験例2では、Sh部に若干ベアが発生していたが、品質上の問題はなかった。また、ステッチングローラーAの総幅が20mmと小さい実験例3では、若干ブロンが発生していたが、品質上の問題はなかった。
【0059】
一方、左右ローラーの隙間cの幅が10mmと大きい実験例4及びステッチングローラーAとステッチングローラーBの幅が同じで平面幅が共に0mmである実験例5は、ステッチングローラーの押圧面同士の重なりが得られず、中央部のベア発生率が高いことが分かった。
【0060】
また、押圧手段のステッチングローラーをステッチングローラーA1枚とし、平面幅を0mmとした実験例6は、中央部のベア発生率が高く、かつトレッドエッジ波打ちが発生した。また、押圧手段のステッチングローラーをステッチングローラーA1枚とし、ステッチングローラーの外周面にアール加工を施さなかった実験例7ではSh部のベア発生率が高く、トレッドエッジ波打ち、ブロン発生量の評価においても良好な評価が得られなかった。
【0061】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【0062】
1 ステッチング装置
2 ローカバー成形装置
11、31 第1の押圧手段
11a、12b 幅広のステッチングローラー
11b、12a 幅狭のステッチングローラー
11c、11d、12c、12d 回転軸
12、32 第2の押圧手段
21 クランプ
31a、31b、32a、32b ステッチングローラー
31c、31d、32c、32d 回転軸
Brk ブレーカー
c 隙間
CL センターライン
N 押圧できない箇所
P 1stカバー
Sh ショルダー部
S1、S2 幅広のステッチングローラーの押圧面
S3、S4 幅狭のステッチングローラーの押圧面
T 総幅
TR トレッド
W1、W2 ステッチングローラー側面から押圧面端部までの距離