ステッチング装置及びタイヤ成型装置
【課題】 グリーンタイヤを構成するゴム部材をステッチングする際に、皺や蛇行等が生じるのを防止しつつ、ゴム部材同士の圧着強度を高くしてゴム部材間の剥離及びエア入り等の欠陥の発生を抑制する。
【解決手段】 ゴム部材をステッチングする回転自在なステッチャーロール２１の外周面に、複数のスパイク状のピン部材２２を所定の間隔で配列させる。グリーンタイヤの成型時にはステッチャーロール２１を矢印Ｆ方向に移動させ、円筒状のタイヤ成型ドラム１０の外周に巻回されるゴム部材にピン部材２２を所定の圧力で押し付ける。このピン部材２２によりゴム部材を押圧し、部材間のエアを抜きながら部材同士を圧着する。
【解決手段】 ゴム部材をステッチングする回転自在なステッチャーロール２１の外周面に、複数のスパイク状のピン部材２２を所定の間隔で配列させる。グリーンタイヤの成型時にはステッチャーロール２１を矢印Ｆ方向に移動させ、円筒状のタイヤ成型ドラム１０の外周に巻回されるゴム部材にピン部材２２を所定の圧力で押し付ける。このピン部材２２によりゴム部材を押圧し、部材間のエアを抜きながら部材同士を圧着する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリーンタイヤ（生タイヤ）の成型工程において、タイヤ成型ドラムに巻回されたゴム部材を押圧して圧着するためのステッチング装置、及びこのステッチング装置とタイヤ成型ドラムとを備えたタイヤ成型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のタイヤとして、空気等の内圧を充填して使用される空気入りタイヤの他に、内圧充填の必要のないニューマチック形クッションタイヤ等の総ゴム構造のソリッドタイヤが知られている。このソリッドタイヤは、空気入りタイヤに比べて重量が高くなるものの、パンクやバースト等の故障が起こり難いとともに、荷重を負荷した際の変形が少なく車両の安定感が高いという特徴を有する。そのため、ソリッドタイヤは、高重量物の運搬や悪路面を走行する、例えばフォークリフト等の産業車両用タイヤとして広く用いられている。
【０００３】
このようなソリッドタイヤの製造方法として、従来、未加硫のシート状ゴム部材を積層してグリーンタイヤを成型し、加硫成型して所定形状に成型する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
この従来のソリッドタイヤの製造方法は、大きく分けて、グリーンタイヤの成型工程と、予熱工程と、加硫成型工程の３工程からなる。
図５は、このグリーンタイヤの成型工程を説明するための模式図であり、図５Ａは、グリーンタイヤ７０の成型途中の状態をタイヤ軸方向から見た断面図であり、図５Ｂは、成型後のグリーンタイヤ７０の幅方向半断面図である。
【０００５】
グリーンタイヤ７０の成型工程では、図示のように、円筒状のタイヤ成型ドラム１０上に、厚さ５ｍｍ程度の未加硫のシート状ゴム部材７１を径方向内側から外側に向かって重ねて巻回してグリーンタイヤ７０を成型する。成型後のグリーンタイヤ７０は、図５Ｂに示すように、タイヤ成型ドラム１０の外周上にゴム部材７１が多層に積層されて断面略矩形に形成される。なお、このグリーンタイヤ７０では、境界面７２を挟んで径方向内側と外側に、それぞれベースゴム層７３とトレッドゴム層７４を構成する異なる特性を有するゴム部材７１が積層されている。
【０００６】
次に、予熱工程で、成型後のグリーンタイヤ７０を加硫温度以下の所定温度まで加熱して予熱する。これは、このグリーンタイヤ７０は、総ゴム構造で肉厚が極めて厚く中心部が昇温しにくいため、室温から加硫温度まで加熱する場合には、外表部に対して中心部が遅れて加硫温度に達し、その結果、中心部が最適加硫状態に達したときには、先に昇温した外表部が過加硫状態となり、タイヤ内外の性能が不均一となるからである。即ち、予熱工程でタイヤ内部の温度を上昇させて中心部の昇温遅れを抑制し、タイヤ内外の性能の不均一化を防止している。その後、グリーンタイヤ７０を加硫成型用金型内に装入して所定の加硫温度に加熱しつつ、プレス圧を加えて型付けとゴム部材の一体化を行い、所定形状のソリッドタイヤを製造する。
【０００７】
以上説明したソリッドタイヤを代表に、シート状のゴム部材７１等を積層してグリーンタイヤ７０を成型する際には、一般に、タイヤ成型ドラム１０に巻回したゴム部材７１をステッチングしてゴム部材７１同士を圧着するためのステッチング装置が使用される。このステッチング装置として、空気入りタイヤを成型する場合には、比較的幅狭の回転自在なステッチャーロールを備えた装置が広く用いられている。この装置では、左右一対のステッチャーロールの外周面をグリーンタイヤ外周面の中央部に押し付けながらタイヤ成型ドラムを回転させ、その回転に連動させて各ステッチャーロールをタイヤ幅方向に移動させてステッチングを行う。これによりゴム部材を押圧して部材間のエアを抜きながら、それらを互いに圧着してグリーンタイヤを成型する。
【０００８】
しかしながら、上記したソリッドタイヤを成型する場合には、ゴム部材７１を多数周に渡って巻回し、最終的に肉厚な総ゴム構造のグリーンタイヤ７０を形成するため、成型後のグリーンタイヤ７０の外周面からステッチングを行っても、内部のゴム部材７１まで十分に押圧できず、その結果、外表面近くのゴム部材７１は圧着等されるものの、内周側のゴム部材７１の圧着等は十分に行えない。従って、この場合には、ゴム部材７１をタイヤ成型ドラム１０に巻回・積層しながら、１層ずつステッチングを行う必要がある。そのため、ソリッドタイヤの成型時には、ステッチャーロールのタイヤ幅方向の移動を伴う上記した空気入りタイヤ成型用のステッチング装置は使用できず、通常、軸方向長さがゴム部材の幅よりも長いステッチャーロールを備えたステッチング装置を用いて、ゴム部材の全幅を一度にステッチングしている。
【０００９】
従来、このステッチャーロールとしては、回転可能な円筒状の芯金の外周にウレタン等の弾性部材を接着したものが広く用いられている。このステッチャーロールは、ゴム部材７１に押し付けた際に、外周面がゴム部材７１表面の凹凸等の外周形状に応じて変形するため、凹部等を含めてゴム部材７１を比較的均一に押圧できる。しかしながら、この従来のステッチング装置では、ゴム部材７１同士の圧着強度等を高めるために、ステッチャーロールのゴム部材７１への押し付け圧力を高くした場合には、表面のウレタン等が変形する等してゴム部材７１に押圧方向以外、例えば幅方向等の力が掛かりゴム部材が変形等することがある。その結果、ゴム部材７１が蛇行したり、或いは皺が生じる等してグリーンタイヤ７０に欠陥が生じるという問題がある。
【００１０】
従って、この従来のステッチング装置では、ゴム部材７１の押圧力を充分に高くできず、ゴム部材７１同士の圧着強度が不足してゴム部材７１が剥離しやすいという問題が生じる。その結果、例えば上記した予熱工程でのゴムの膨張による周方向の引っ張り力等によりゴム部材７１が剥離し、その部分に隙間が生じてエアが入ることがある。この状態でグリーンタイヤ７０を加硫成型すると、そのまま加硫後のタイヤの内部にエアが残ってエア溜り等の欠陥が生じ、製品タイヤとしての性能・機能を満足できない。従って、このようなエア入り等が生じた場合には、グリーンタイヤ７０を加硫成型用金型へ装入する前に、人手により千枚通しや錐等でエアの入った部分を突き刺す等してエアを抜く作業が必要であり、その分の時間や労力等が余計に掛かり生産効率が低下するという問題もある。
【００１１】
【特許文献１】特開平６−１９８７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、グリーンタイヤを構成するゴム部材をステッチングする際に、皺や蛇行等が生じるのを防止しつつステッチャーロールによりゴム部材を充分な力で押圧し、ゴム部材同士の圧着強度を高くしてゴム部材間の剥離及びエア入り等の欠陥の発生を抑制し、タイヤの生産効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、タイヤ成型ドラムの外周に巻回されたゴム部材を押圧して圧着するステッチング装置であって、外周面に複数のピン部材を有し、周方向に回転自在なステッチャーロールと、該ステッチャーロールの前記ピン部材を前記ゴム部材の外周に押し付ける押し付け手段とを備え、前記ステッチャーロールの前記ピン部材により前記ゴム部材を外周から押圧して圧着することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたステッチング装置において、前記ピン部材が、先端に向かって細くなるスパイク状に形成されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載されたステッチング装置において、前記ピン部材が、前記ステッチャーロールの周方向及び／又は軸方向に所定の間隔で配列されていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載されたステッチング装置において、前記ステッチャーロールの軸方向長さが、前記ゴム部材の幅よりも長いことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載されたステッチング装置において、前記ステッチャーロールが交換可能であることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載されたステッチング装置において、前記押し付け手段は、前記ステッチャーロールの前記ピン部材を前記ゴム部材へ押し付けたときにできる押圧痕が前記ゴム部材の厚さの４０％以上６０％未満の深さになるように、前記ピン部材の押し付け圧力を調節可能であることを特徴とする。
請求項７の発明は、ゴム部材を積層して圧着しグリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、請求項１ないし６のいずれかに記載されたステッチング装置と、タイヤ成型ドラムと、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
（作用）
本発明によれば、タイヤ成型ドラムの外周に巻回されたゴム部材をステッチャーロールの外周面に設けられた複数のピン部材により押圧し、部材間のエアを抜きながらゴム部材同士を圧着する。この際、各ピン部材でゴム部材を突いてピン留めし、ゴム部材に皺や蛇行等の変形が生じるのを防止する。同時に、ステッチャーロールの押し付け圧力をピン部材に集中し、ゴム部材を充分な力で押圧してゴム部材同士の圧着強度を高める。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、グリーンタイヤを構成するゴム部材をステッチングするステッチャーロールの外周面に複数のピン部材を設けたため、押圧時にゴム部材をピン留めしてゴム部材に皺や蛇行等の変形が生じるのを防止できる。また、ゴム部材を充分な力で押圧できるため、ゴム部材同士の圧着強度を高くしてゴム部材間の剥離及びエア入り等の欠陥の発生を抑制でき、タイヤの生産効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ成型装置は、図５を用いて説明した従来のタイヤ成型方法と同様に、総ゴム構造のソリッドタイヤを製造するための装置であり、未加硫のシート状ゴム部材を重ねて積層してグリーンタイヤを成型する。しかし、このタイヤ成型装置では、外周面に複数のピン部材を有するステッチャーロールを押し付けてゴム部材をステッチングしつつ、グリーンタイヤを成型する点で、前記図５の成型方法と相違する。
【００１７】
図１は、本実施形態のタイヤ成型装置１の要部を示す模式図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂは図１Ａの矢視Ｋから見た一部を断面で示す側面図である。
このタイヤ成型装置１は、図示のように、シート状のゴム部材を巻回して積層するタイヤ成型ドラム１０と、ゴム部材のステッチングを行うステッチング装置２０等を備える。
【００１８】
タイヤ成型ドラム１０は、略円筒状をなし、一方（図１Ａでは右方）の側面に略円柱状の支持軸１１が同芯状に固定され、図示しない駆動手段により支持軸１１を中心に回転する。その外周面は、周方向に分割された複数のセグメントから構成され、タイヤ成型ドラム１０の内部には、各セグメントを径方向に移動させて外周を拡径・縮径するための、例えばピストン・シリンダ機構等を用いた周知の手段を備える。これにより、タイヤ成型ドラム１０は、外周面を拡径させた状態で回転して外周にシート状のゴム部材を巻回して積層し、環状のグリーンタイヤを成型する。成型したグリーンタイヤは、タイヤ成型ドラム１０の外周面を縮径させて、図示しない搬送装置によりドラム軸方向に移動させて外周面から取り外される。
【００１９】
なお、本実施形態のゴム部材は、未加硫ゴム等を原材料として、押出機等の成形機により、成型するグリーンタイヤの幅と略同一の幅のシート状（例えば約５ｍｍ程度の厚さ）に連続して成形する。本実施形態のタイヤ成型装置１は、この長尺なシート状のゴム部材を図示しない供給装置によりタイヤ成型ドラム１０へ連続して供給し、ステッチング装置２０によりステッチングしつつ、一層ずつ重ね合わせて積層して所定形状のグリーンタイヤを成型する。
【００２０】
ステッチング装置２０は、タイヤ成型ドラム１０に巻回されたゴム部材をステッチングするステッチャーロール２１と、ステッチャーロール２１を支承するホルダー２３等を備える。
【００２１】
ステッチャーロール２１は、図１Ａに示すように、略円柱状をなし、その外周面には、径方向外側へ向かって延びる複数のピン部材２２が固定されている。また、その軸方向の長さが、タイヤ成型ドラム１０の軸方向の長さよりも長く、即ちステッチングするゴム部材よりも長くなるように形成されている。各ピン部材２２は、スパイク状、即ち千枚通しのような細長い円錐状や先端の尖った棒状等、先端に向かって細くなる形状に形成されている。従って、このステッチャーロール２１は、ピン部材２２の鋭い先端部に圧力を集中させて、タイヤ成型ドラム１０に巻回されたゴム部材の外周面の全幅を一度に押圧してステッチングする。
【００２２】
各ピン部材２２は、図１Ｂに示すように、ステッチャーロール２１の周方向に等間隔で複数列（図では６列）配列され、各列内では、図１Ａに示すように、ステッチャーロール２１の軸方向に所定の間隔で配置されている。また、ピン部材２２の軸方向の位置は、図１Ａに示すように、相隣り合う列間で前記所定の間隔の約半分ずらせて配置されており、周方向で見た場合にはジグザグ状に配列されている。
【００２３】
ここで、ピン部材２２のロール周方向及び軸方向の間隔や、寸法・形状等は、ステッチングするゴム部材の幅や厚さ等に応じて、適切な押圧力及び押圧部の密度等になるように、即ち、押圧によるゴム部材同士の圧着強度が充分高くなるように決定する。従って、本実施形態のステッチング装置２０は、ピン部材２２の形状や配置間隔等が異なる複数種類のステッチャーロール２１を有し、ステッチングするゴム部材等に応じてそれらを交換して使用するようになっている。
【００２４】
なお、ステッチャーロール２１は、上記したように、軸方向へ移動せずにゴム部材の全幅を一度にステッチングできればよく、従って、軸方向の長さは、ステッチングするゴム部材の幅よりも長ければよい。また、各ピン部材２２は、細長い三角錐や四角錐状、又は楔状等、先端に向かって細くなる他の形状に形成してもよく、或いは、先端部を曲面や平面に形成する等、尖頭以外の形状に形成してもよい。このような形状であっても、上記したスパイク状と同様に、ピン部材２２の先端部に圧力を集中してゴム部材を押圧できる。更に、ピン部材２２は、上記した周方向にジグザグ状に配列する他に、周方向に直線状に配列する等、ゴム部材の寸法等に応じて他の位置に配置してもよい。
【００２５】
ホルダー２３は、ステッチャーロール２１の各両端部に設けられた一対の板状部材等からなり、その上方の先端部にベアリングを設ける等してステッチャーロール２１の両端部を回転自在に支承する。また、ホルダー２３は、ステッチャーロール２１の軸線をタイヤ成型ドラム１０の軸線と略平行に保持するとともに、図の矢印Ｆで示すように、その状態のままステッチャーロール２１をタイヤ成型ドラム１０に接近・離間させて、ピン部材２２をタイヤ成型ドラム１０の外周に巻回されるゴム部材に押し付ける。
【００２６】
このステッチャーロール２１の接近・離間及びゴム部材への押し付けは、例えば前記板状部材の下方の他端部を図示しない床面に回動自在に取り付けて、その部分を中心にホルダー２３を図示しないピストン・シリンダ機構等の駆動手段により回動させる等して行う。従って、ホルダー２３は、ステッチャーロール２１を保持する他に、前記駆動手段等とともにピン部材２２をゴム部材の外周に押し付ける押し付け手段を構成する。なお、本実施形態のステッチング装置２０は、前記駆動手段の駆動力を調節する等して、ステッチャーロール２１のピン部材２２をゴム部材に押し付ける圧力を任意に設定できるようになっている。
【００２７】
また、上記したようにゴム部材の寸法等に応じてステッチャーロール２１を交換するため、ホルダー２３は、例えばステッチャーロール２１の支承部を上下に分割可能な構造にする等、ステッチャーロール２１を取り外し可能な周知の構造を有する。なお、ステッチャーロール２１をホルダー２３ごと交換することで、ステッチャーロール２１の交換を行うようにしてもよい。
【００２８】
次に、このタイヤ成型装置１を用いてグリーンタイヤを成型する手順について説明する。
図２は、このタイヤ成型装置１によりグリーンタイヤ７０を成型する手順を示す模式図である。
【００２９】
まず、図２Ａに示すように、ステッチャーロール２１をタイヤ成型ドラム１０から離間させた状態で、外周を拡径させたタイヤ成型ドラム１０を図の矢印Ｒ方向に回転させるとともに、未加硫のシート状ゴム部材７１を図の矢印Ｓで示すように、タイヤ成型ドラム１０の外周へ向かって供給する。そのまま、タイヤ成型ドラム１０の外周にゴム部材７１を巻回し、図２Ｂに示すように、ゴム部材７１が１周程度巻回されたときに、ステッチャーロール２１をタイヤ成型ドラム１０に接近させて、ピン部材２２の先端をゴム部材７１に所定の圧力で押し付ける。この所定の圧力は、ゴム部材７１の寸法やピン部材２２の配列状況等に応じて、充分な押圧力が得られるような、かつピン部材２２でゴム部材７１を突き通して貫通孔を形成しないような適切な圧力に設定する。
【００３０】
ステッチャーロール２１は、タイヤ成型ドラム１０（ゴム部材７１）の回転により、それとは逆方向の図の矢印Ｔ方向に回転し、ピン部材２２でゴム部材７１の全幅を一度に押圧してステッチングし、部材間のエアを抜きながら、それらを互いに圧着する。このとき、ゴム部材７１に押し付けられた各ピン部材２２は、ゴム部材７１からその回転方向（図の矢印Ｒ方向）の力を受けて同方向に移動する。これによりステッチャーロール２１は、図の矢印Ｔ方向に回転し、ピン部材２２をゴム部材７１に連続して押し付けてステッチングを行う。この際、各ピン部材２２でゴム部材７１を突いてピン留めし、ゴム部材７１に皺や蛇行等の変形が生じるのを防止する。
【００３１】
同時に、ステッチャーロール２１の押し付け圧力をピン部材２２に集中するとともに、その押し付け圧力を適切に設定し、ゴム部材７１を充分な力で押圧してゴム部材７１同士の圧着強度を向上させる。この圧着強度は、ピン部材２２により押圧された部分の周辺で最も高くなるが、その間のゴム部材７１も配列したピン部材２２により張力を受けた状態で下層のゴム部材７１に押し付けられるため、充分強固に圧着する。
【００３２】
その状態で、ゴム部材７１をタイヤ成型ドラム１０の外周上に径方向内側から外側に向かって重ねて巻回しつつピン部材２２によるゴム部材７１の押圧を続け、図２Ｃに示すように、ゴム部材７１を多層に積層して環状のグリーンタイヤ７０を成型する。次に、ステッチャーロール２１をグリーンタイヤ７０から離間させ、タイヤ成型ドラム１０の外周を縮径させてグリーンタイヤ７０の拘束を解く。その後、グリーンタイヤ７０を、図示しない搬送装置により軸方向に移動させてタイヤ成型ドラム１０から取り外して次工程の予熱装置に搬送する。
【００３３】
この予熱装置でグリーンタイヤ７０を加硫温度以下の所定温度まで予熱した後、加硫成型用金型内に装入して所定の加硫温度に加熱しつつ、プレス圧を加えて型付けとゴム部材の一体化を行い、所定形状のソリッドタイヤを製造する。一方、タイヤ成型装置１では、以上の手順を繰り返してグリーンタイヤ７０の成型を連続して行う。
【００３４】
図３は、以上のように成型したグリーンタイヤ７０の外観をタイヤ径方向から見た側面図であり、図４は、ピン部材２２でステッチングした後のゴム部材７１の厚さ方向の拡大断面図である。
【００３５】
グリーンタイヤ７０の外周面には、図３に示すように、ピン部材２２の先端が押し付けられて凹状に変形した押圧痕８０が、ピン部材２２の配列間隔に応じた間隔で形成される。各押圧痕８０は、図４に示すように、ピン部材２２の形状に対応して、ゴム部材７１表面の開口部８１から厚さ方向下側の先端部８２に向かって徐々に細くなるスパイク状に形成される。この押圧痕８０は、グリーンタイヤ７０の外表面だけでなく径方向内側に積層したゴム部材７１にも形成されるが、これらは上記した加硫成型用金型内でのプレス圧で潰れて消滅するため、製品タイヤに欠陥が生じることがない。
【００３６】
なお、ゴム部材７１の厚さＨが通常の厚さ（約５ｍｍ前後）である場合には、押圧痕８０の深さＤは、ゴム部材７１の厚さＨの４０％以上６０％未満、即ち約５０％程度の深さにすることが好ましい。これは、押圧痕８０の深さＤがゴム部材７１の厚さＨの４０％未満の深さの時には、ゴム部材７１の押圧力が不足して圧着強度が不十分となる恐れがあり、逆に、６０％以上の深さの時には、ゴム部材７１の変形及び押圧痕８０が大きくなりすぎて加硫成型後のタイヤに欠陥が生じる恐れがあるからである。従って、ピン部材２２をゴム部材７１に押し付ける圧力を調節して、押圧痕８０の深さＤが前記範囲内になるようにステッチングすることが好ましい。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態のタイヤ成型装置１では、ゴム部材７１をステッチングするステッチャーロール２１の外周面に複数のピン部材２２を設けたため、押圧時にピン部材２２でゴム部材７１をピン留めしてゴム部材７１に皺や蛇行等の変形が生じるのを防止できる。同時に、ステッチャーロール２１の押し付け圧力をピン部材２２に集中できるとともに、その押し付け圧力を任意に設定できるため、ゴム部材７１を適切な力で押圧してゴム部材７１同士の圧着強度を向上できる。その結果、上記したグリーンタイヤ７０の予熱時等にゴム部材７１間が剥離してエア入り等の欠陥が生じるのが抑制でき、従来必要であった加硫前のエア抜き作業等が不要となって、タイヤの生産効率を向上できる。
【００３８】
なお、本実施形態のステッチング装置２０は、他の方法でグリーンタイヤ７０を成型する場合、例えば、成型するグリーンタイヤ７０の幅よりも幅狭なリボン状のゴム部材を、タイヤ成型ドラム１０の軸方向にずらせながら重ねて巻回してグリーンタイヤ７０を形成する場合等のステッチングにも使用できる。また、総ゴム構造以外のタイヤ、例えば、一部にスチール製のビードワイヤ等を備えたソリッドタイヤや、複数のタイヤ構成部材を組み合わせて成型する空気入りタイヤ等、ゴム部材等を圧着して形成されるタイヤの成型時にも使用できる。以上のような場合でも、上記と同様に部材間の圧着強度を向上させて、エア入り等の欠陥の発生を抑制できる。
【００３９】
（グリーンタイヤ成型試験）
このタイヤ成型装置１の効果を確認するため、以上説明したように成型したグリーンタイヤ７０（以下、実施品という）と、従来の方法、即ちウレタンロールによりゴム部材７１をステッチングして成型したグリーンタイヤ（以下、従来品という）を製造し、ゴム部材７１の圧着強度を比較した。なお、使用するゴム部材７１は、厚さ約５ｍｍのシート状であり、幅の異なる数種類のゴム部材７１を用いて数種類の実施品と従来品を製造した。
【００４０】
各実施品は、上記した複数のピン部材２２が外周面に固定されたステッチャーロール２１でステッチングして成型した。各ピン部材２２は、長さ１１．５ｍｍ、固定端の直径３．５ｍｍの、先端に向かって徐々に細くなり先端が鋭いスパイク状に形成した。この各ピン部材２２を、ステッチャーロール２１の周方向に等間隔で６列（図１Ｂ参照）配列し、各列内で３０ｍｍ間隔に配置した。また、相隣り合う列間では、ピン部材２２の配置位置を半分ずらせて（図１Ａ参照）、週方向にジグザグ状に配列した。
【００４１】
ステッチャーロール２１のゴム部材７１への押し付け圧力は、ピン部材２２の押圧により生じる押圧痕８０の深さＤ（図４参照）がゴム部材７１の厚さＨの約５０％程度の深さ（約２．５ｍｍ程度）になるように設定した。この圧力は、具体的には、ゴム部材７１の幅が２５０ｍｍ未満の場合には約０．３５ＭＰａであり、ゴム部材７１の幅が２５０ｍｍ以上の場合には約０．５０ＭＰａである。
【００４２】
圧着強度の比較は、成型後の各グリーンタイヤ７０を構成するゴム部材７１を剥離させたときの抵抗力を測定することで行った。測定した剥離抵抗力は、従来品を１００とすると、実施品では２５０〜３００と極めて高くなっており、この結果から、本発明により、ゴム部材７１同士の圧着強度が大幅に向上することが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態のタイヤ成型装置の要部を示す模式図である。
【図２】本実施形態のタイヤ成型装置によりグリーンタイヤを成型する手順を示す模式図である。
【図３】成型後のグリーンタイヤを示す側面図である。
【図４】ステッチング後のゴム部材の拡大断面図である。
【図５】従来のソリッドタイヤの成型方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・タイヤ成型装置、１０・・・タイヤ成型ドラム、１１・・・支持軸、２０・・・ステッチング装置、２１・・・ステッチャーロール、２２・・・ピン部材、２３・・・ホルダー、７０・・・グリーンタイヤ、７１・・・ゴム部材、８０・・・押圧痕、８１・・・開口部、８２・・・先端部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリーンタイヤ（生タイヤ）の成型工程において、タイヤ成型ドラムに巻回されたゴム部材を押圧して圧着するためのステッチング装置、及びこのステッチング装置とタイヤ成型ドラムとを備えたタイヤ成型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のタイヤとして、空気等の内圧を充填して使用される空気入りタイヤの他に、内圧充填の必要のないニューマチック形クッションタイヤ等の総ゴム構造のソリッドタイヤが知られている。このソリッドタイヤは、空気入りタイヤに比べて重量が高くなるものの、パンクやバースト等の故障が起こり難いとともに、荷重を負荷した際の変形が少なく車両の安定感が高いという特徴を有する。そのため、ソリッドタイヤは、高重量物の運搬や悪路面を走行する、例えばフォークリフト等の産業車両用タイヤとして広く用いられている。
【０００３】
このようなソリッドタイヤの製造方法として、従来、未加硫のシート状ゴム部材を積層してグリーンタイヤを成型し、加硫成型して所定形状に成型する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
この従来のソリッドタイヤの製造方法は、大きく分けて、グリーンタイヤの成型工程と、予熱工程と、加硫成型工程の３工程からなる。
図５は、このグリーンタイヤの成型工程を説明するための模式図であり、図５Ａは、グリーンタイヤ７０の成型途中の状態をタイヤ軸方向から見た断面図であり、図５Ｂは、成型後のグリーンタイヤ７０の幅方向半断面図である。
【０００５】
グリーンタイヤ７０の成型工程では、図示のように、円筒状のタイヤ成型ドラム１０上に、厚さ５ｍｍ程度の未加硫のシート状ゴム部材７１を径方向内側から外側に向かって重ねて巻回してグリーンタイヤ７０を成型する。成型後のグリーンタイヤ７０は、図５Ｂに示すように、タイヤ成型ドラム１０の外周上にゴム部材７１が多層に積層されて断面略矩形に形成される。なお、このグリーンタイヤ７０では、境界面７２を挟んで径方向内側と外側に、それぞれベースゴム層７３とトレッドゴム層７４を構成する異なる特性を有するゴム部材７１が積層されている。
【０００６】
次に、予熱工程で、成型後のグリーンタイヤ７０を加硫温度以下の所定温度まで加熱して予熱する。これは、このグリーンタイヤ７０は、総ゴム構造で肉厚が極めて厚く中心部が昇温しにくいため、室温から加硫温度まで加熱する場合には、外表部に対して中心部が遅れて加硫温度に達し、その結果、中心部が最適加硫状態に達したときには、先に昇温した外表部が過加硫状態となり、タイヤ内外の性能が不均一となるからである。即ち、予熱工程でタイヤ内部の温度を上昇させて中心部の昇温遅れを抑制し、タイヤ内外の性能の不均一化を防止している。その後、グリーンタイヤ７０を加硫成型用金型内に装入して所定の加硫温度に加熱しつつ、プレス圧を加えて型付けとゴム部材の一体化を行い、所定形状のソリッドタイヤを製造する。
【０００７】
以上説明したソリッドタイヤを代表に、シート状のゴム部材７１等を積層してグリーンタイヤ７０を成型する際には、一般に、タイヤ成型ドラム１０に巻回したゴム部材７１をステッチングしてゴム部材７１同士を圧着するためのステッチング装置が使用される。このステッチング装置として、空気入りタイヤを成型する場合には、比較的幅狭の回転自在なステッチャーロールを備えた装置が広く用いられている。この装置では、左右一対のステッチャーロールの外周面をグリーンタイヤ外周面の中央部に押し付けながらタイヤ成型ドラムを回転させ、その回転に連動させて各ステッチャーロールをタイヤ幅方向に移動させてステッチングを行う。これによりゴム部材を押圧して部材間のエアを抜きながら、それらを互いに圧着してグリーンタイヤを成型する。
【０００８】
しかしながら、上記したソリッドタイヤを成型する場合には、ゴム部材７１を多数周に渡って巻回し、最終的に肉厚な総ゴム構造のグリーンタイヤ７０を形成するため、成型後のグリーンタイヤ７０の外周面からステッチングを行っても、内部のゴム部材７１まで十分に押圧できず、その結果、外表面近くのゴム部材７１は圧着等されるものの、内周側のゴム部材７１の圧着等は十分に行えない。従って、この場合には、ゴム部材７１をタイヤ成型ドラム１０に巻回・積層しながら、１層ずつステッチングを行う必要がある。そのため、ソリッドタイヤの成型時には、ステッチャーロールのタイヤ幅方向の移動を伴う上記した空気入りタイヤ成型用のステッチング装置は使用できず、通常、軸方向長さがゴム部材の幅よりも長いステッチャーロールを備えたステッチング装置を用いて、ゴム部材の全幅を一度にステッチングしている。
【０００９】
従来、このステッチャーロールとしては、回転可能な円筒状の芯金の外周にウレタン等の弾性部材を接着したものが広く用いられている。このステッチャーロールは、ゴム部材７１に押し付けた際に、外周面がゴム部材７１表面の凹凸等の外周形状に応じて変形するため、凹部等を含めてゴム部材７１を比較的均一に押圧できる。しかしながら、この従来のステッチング装置では、ゴム部材７１同士の圧着強度等を高めるために、ステッチャーロールのゴム部材７１への押し付け圧力を高くした場合には、表面のウレタン等が変形する等してゴム部材７１に押圧方向以外、例えば幅方向等の力が掛かりゴム部材が変形等することがある。その結果、ゴム部材７１が蛇行したり、或いは皺が生じる等してグリーンタイヤ７０に欠陥が生じるという問題がある。
【００１０】
従って、この従来のステッチング装置では、ゴム部材７１の押圧力を充分に高くできず、ゴム部材７１同士の圧着強度が不足してゴム部材７１が剥離しやすいという問題が生じる。その結果、例えば上記した予熱工程でのゴムの膨張による周方向の引っ張り力等によりゴム部材７１が剥離し、その部分に隙間が生じてエアが入ることがある。この状態でグリーンタイヤ７０を加硫成型すると、そのまま加硫後のタイヤの内部にエアが残ってエア溜り等の欠陥が生じ、製品タイヤとしての性能・機能を満足できない。従って、このようなエア入り等が生じた場合には、グリーンタイヤ７０を加硫成型用金型へ装入する前に、人手により千枚通しや錐等でエアの入った部分を突き刺す等してエアを抜く作業が必要であり、その分の時間や労力等が余計に掛かり生産効率が低下するという問題もある。
【００１１】
【特許文献１】特開平６−１９８７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、グリーンタイヤを構成するゴム部材をステッチングする際に、皺や蛇行等が生じるのを防止しつつステッチャーロールによりゴム部材を充分な力で押圧し、ゴム部材同士の圧着強度を高くしてゴム部材間の剥離及びエア入り等の欠陥の発生を抑制し、タイヤの生産効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、タイヤ成型ドラムの外周に巻回されたゴム部材を押圧して圧着するステッチング装置であって、外周面に複数のピン部材を有し、周方向に回転自在なステッチャーロールと、該ステッチャーロールの前記ピン部材を前記ゴム部材の外周に押し付ける押し付け手段とを備え、前記ステッチャーロールの前記ピン部材により前記ゴム部材を外周から押圧して圧着することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたステッチング装置において、前記ピン部材が、先端に向かって細くなるスパイク状に形成されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載されたステッチング装置において、前記ピン部材が、前記ステッチャーロールの周方向及び／又は軸方向に所定の間隔で配列されていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載されたステッチング装置において、前記ステッチャーロールの軸方向長さが、前記ゴム部材の幅よりも長いことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載されたステッチング装置において、前記ステッチャーロールが交換可能であることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載されたステッチング装置において、前記押し付け手段は、前記ステッチャーロールの前記ピン部材を前記ゴム部材へ押し付けたときにできる押圧痕が前記ゴム部材の厚さの４０％以上６０％未満の深さになるように、前記ピン部材の押し付け圧力を調節可能であることを特徴とする。
請求項７の発明は、ゴム部材を積層して圧着しグリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、請求項１ないし６のいずれかに記載されたステッチング装置と、タイヤ成型ドラムと、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
（作用）
本発明によれば、タイヤ成型ドラムの外周に巻回されたゴム部材をステッチャーロールの外周面に設けられた複数のピン部材により押圧し、部材間のエアを抜きながらゴム部材同士を圧着する。この際、各ピン部材でゴム部材を突いてピン留めし、ゴム部材に皺や蛇行等の変形が生じるのを防止する。同時に、ステッチャーロールの押し付け圧力をピン部材に集中し、ゴム部材を充分な力で押圧してゴム部材同士の圧着強度を高める。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、グリーンタイヤを構成するゴム部材をステッチングするステッチャーロールの外周面に複数のピン部材を設けたため、押圧時にゴム部材をピン留めしてゴム部材に皺や蛇行等の変形が生じるのを防止できる。また、ゴム部材を充分な力で押圧できるため、ゴム部材同士の圧着強度を高くしてゴム部材間の剥離及びエア入り等の欠陥の発生を抑制でき、タイヤの生産効率を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ成型装置は、図５を用いて説明した従来のタイヤ成型方法と同様に、総ゴム構造のソリッドタイヤを製造するための装置であり、未加硫のシート状ゴム部材を重ねて積層してグリーンタイヤを成型する。しかし、このタイヤ成型装置では、外周面に複数のピン部材を有するステッチャーロールを押し付けてゴム部材をステッチングしつつ、グリーンタイヤを成型する点で、前記図５の成型方法と相違する。
【００１７】
図１は、本実施形態のタイヤ成型装置１の要部を示す模式図であり、図１Ａは平面図、図１Ｂは図１Ａの矢視Ｋから見た一部を断面で示す側面図である。
このタイヤ成型装置１は、図示のように、シート状のゴム部材を巻回して積層するタイヤ成型ドラム１０と、ゴム部材のステッチングを行うステッチング装置２０等を備える。
【００１８】
タイヤ成型ドラム１０は、略円筒状をなし、一方（図１Ａでは右方）の側面に略円柱状の支持軸１１が同芯状に固定され、図示しない駆動手段により支持軸１１を中心に回転する。その外周面は、周方向に分割された複数のセグメントから構成され、タイヤ成型ドラム１０の内部には、各セグメントを径方向に移動させて外周を拡径・縮径するための、例えばピストン・シリンダ機構等を用いた周知の手段を備える。これにより、タイヤ成型ドラム１０は、外周面を拡径させた状態で回転して外周にシート状のゴム部材を巻回して積層し、環状のグリーンタイヤを成型する。成型したグリーンタイヤは、タイヤ成型ドラム１０の外周面を縮径させて、図示しない搬送装置によりドラム軸方向に移動させて外周面から取り外される。
【００１９】
なお、本実施形態のゴム部材は、未加硫ゴム等を原材料として、押出機等の成形機により、成型するグリーンタイヤの幅と略同一の幅のシート状（例えば約５ｍｍ程度の厚さ）に連続して成形する。本実施形態のタイヤ成型装置１は、この長尺なシート状のゴム部材を図示しない供給装置によりタイヤ成型ドラム１０へ連続して供給し、ステッチング装置２０によりステッチングしつつ、一層ずつ重ね合わせて積層して所定形状のグリーンタイヤを成型する。
【００２０】
ステッチング装置２０は、タイヤ成型ドラム１０に巻回されたゴム部材をステッチングするステッチャーロール２１と、ステッチャーロール２１を支承するホルダー２３等を備える。
【００２１】
ステッチャーロール２１は、図１Ａに示すように、略円柱状をなし、その外周面には、径方向外側へ向かって延びる複数のピン部材２２が固定されている。また、その軸方向の長さが、タイヤ成型ドラム１０の軸方向の長さよりも長く、即ちステッチングするゴム部材よりも長くなるように形成されている。各ピン部材２２は、スパイク状、即ち千枚通しのような細長い円錐状や先端の尖った棒状等、先端に向かって細くなる形状に形成されている。従って、このステッチャーロール２１は、ピン部材２２の鋭い先端部に圧力を集中させて、タイヤ成型ドラム１０に巻回されたゴム部材の外周面の全幅を一度に押圧してステッチングする。
【００２２】
各ピン部材２２は、図１Ｂに示すように、ステッチャーロール２１の周方向に等間隔で複数列（図では６列）配列され、各列内では、図１Ａに示すように、ステッチャーロール２１の軸方向に所定の間隔で配置されている。また、ピン部材２２の軸方向の位置は、図１Ａに示すように、相隣り合う列間で前記所定の間隔の約半分ずらせて配置されており、周方向で見た場合にはジグザグ状に配列されている。
【００２３】
ここで、ピン部材２２のロール周方向及び軸方向の間隔や、寸法・形状等は、ステッチングするゴム部材の幅や厚さ等に応じて、適切な押圧力及び押圧部の密度等になるように、即ち、押圧によるゴム部材同士の圧着強度が充分高くなるように決定する。従って、本実施形態のステッチング装置２０は、ピン部材２２の形状や配置間隔等が異なる複数種類のステッチャーロール２１を有し、ステッチングするゴム部材等に応じてそれらを交換して使用するようになっている。
【００２４】
なお、ステッチャーロール２１は、上記したように、軸方向へ移動せずにゴム部材の全幅を一度にステッチングできればよく、従って、軸方向の長さは、ステッチングするゴム部材の幅よりも長ければよい。また、各ピン部材２２は、細長い三角錐や四角錐状、又は楔状等、先端に向かって細くなる他の形状に形成してもよく、或いは、先端部を曲面や平面に形成する等、尖頭以外の形状に形成してもよい。このような形状であっても、上記したスパイク状と同様に、ピン部材２２の先端部に圧力を集中してゴム部材を押圧できる。更に、ピン部材２２は、上記した周方向にジグザグ状に配列する他に、周方向に直線状に配列する等、ゴム部材の寸法等に応じて他の位置に配置してもよい。
【００２５】
ホルダー２３は、ステッチャーロール２１の各両端部に設けられた一対の板状部材等からなり、その上方の先端部にベアリングを設ける等してステッチャーロール２１の両端部を回転自在に支承する。また、ホルダー２３は、ステッチャーロール２１の軸線をタイヤ成型ドラム１０の軸線と略平行に保持するとともに、図の矢印Ｆで示すように、その状態のままステッチャーロール２１をタイヤ成型ドラム１０に接近・離間させて、ピン部材２２をタイヤ成型ドラム１０の外周に巻回されるゴム部材に押し付ける。
【００２６】
このステッチャーロール２１の接近・離間及びゴム部材への押し付けは、例えば前記板状部材の下方の他端部を図示しない床面に回動自在に取り付けて、その部分を中心にホルダー２３を図示しないピストン・シリンダ機構等の駆動手段により回動させる等して行う。従って、ホルダー２３は、ステッチャーロール２１を保持する他に、前記駆動手段等とともにピン部材２２をゴム部材の外周に押し付ける押し付け手段を構成する。なお、本実施形態のステッチング装置２０は、前記駆動手段の駆動力を調節する等して、ステッチャーロール２１のピン部材２２をゴム部材に押し付ける圧力を任意に設定できるようになっている。
【００２７】
また、上記したようにゴム部材の寸法等に応じてステッチャーロール２１を交換するため、ホルダー２３は、例えばステッチャーロール２１の支承部を上下に分割可能な構造にする等、ステッチャーロール２１を取り外し可能な周知の構造を有する。なお、ステッチャーロール２１をホルダー２３ごと交換することで、ステッチャーロール２１の交換を行うようにしてもよい。
【００２８】
次に、このタイヤ成型装置１を用いてグリーンタイヤを成型する手順について説明する。
図２は、このタイヤ成型装置１によりグリーンタイヤ７０を成型する手順を示す模式図である。
【００２９】
まず、図２Ａに示すように、ステッチャーロール２１をタイヤ成型ドラム１０から離間させた状態で、外周を拡径させたタイヤ成型ドラム１０を図の矢印Ｒ方向に回転させるとともに、未加硫のシート状ゴム部材７１を図の矢印Ｓで示すように、タイヤ成型ドラム１０の外周へ向かって供給する。そのまま、タイヤ成型ドラム１０の外周にゴム部材７１を巻回し、図２Ｂに示すように、ゴム部材７１が１周程度巻回されたときに、ステッチャーロール２１をタイヤ成型ドラム１０に接近させて、ピン部材２２の先端をゴム部材７１に所定の圧力で押し付ける。この所定の圧力は、ゴム部材７１の寸法やピン部材２２の配列状況等に応じて、充分な押圧力が得られるような、かつピン部材２２でゴム部材７１を突き通して貫通孔を形成しないような適切な圧力に設定する。
【００３０】
ステッチャーロール２１は、タイヤ成型ドラム１０（ゴム部材７１）の回転により、それとは逆方向の図の矢印Ｔ方向に回転し、ピン部材２２でゴム部材７１の全幅を一度に押圧してステッチングし、部材間のエアを抜きながら、それらを互いに圧着する。このとき、ゴム部材７１に押し付けられた各ピン部材２２は、ゴム部材７１からその回転方向（図の矢印Ｒ方向）の力を受けて同方向に移動する。これによりステッチャーロール２１は、図の矢印Ｔ方向に回転し、ピン部材２２をゴム部材７１に連続して押し付けてステッチングを行う。この際、各ピン部材２２でゴム部材７１を突いてピン留めし、ゴム部材７１に皺や蛇行等の変形が生じるのを防止する。
【００３１】
同時に、ステッチャーロール２１の押し付け圧力をピン部材２２に集中するとともに、その押し付け圧力を適切に設定し、ゴム部材７１を充分な力で押圧してゴム部材７１同士の圧着強度を向上させる。この圧着強度は、ピン部材２２により押圧された部分の周辺で最も高くなるが、その間のゴム部材７１も配列したピン部材２２により張力を受けた状態で下層のゴム部材７１に押し付けられるため、充分強固に圧着する。
【００３２】
その状態で、ゴム部材７１をタイヤ成型ドラム１０の外周上に径方向内側から外側に向かって重ねて巻回しつつピン部材２２によるゴム部材７１の押圧を続け、図２Ｃに示すように、ゴム部材７１を多層に積層して環状のグリーンタイヤ７０を成型する。次に、ステッチャーロール２１をグリーンタイヤ７０から離間させ、タイヤ成型ドラム１０の外周を縮径させてグリーンタイヤ７０の拘束を解く。その後、グリーンタイヤ７０を、図示しない搬送装置により軸方向に移動させてタイヤ成型ドラム１０から取り外して次工程の予熱装置に搬送する。
【００３３】
この予熱装置でグリーンタイヤ７０を加硫温度以下の所定温度まで予熱した後、加硫成型用金型内に装入して所定の加硫温度に加熱しつつ、プレス圧を加えて型付けとゴム部材の一体化を行い、所定形状のソリッドタイヤを製造する。一方、タイヤ成型装置１では、以上の手順を繰り返してグリーンタイヤ７０の成型を連続して行う。
【００３４】
図３は、以上のように成型したグリーンタイヤ７０の外観をタイヤ径方向から見た側面図であり、図４は、ピン部材２２でステッチングした後のゴム部材７１の厚さ方向の拡大断面図である。
【００３５】
グリーンタイヤ７０の外周面には、図３に示すように、ピン部材２２の先端が押し付けられて凹状に変形した押圧痕８０が、ピン部材２２の配列間隔に応じた間隔で形成される。各押圧痕８０は、図４に示すように、ピン部材２２の形状に対応して、ゴム部材７１表面の開口部８１から厚さ方向下側の先端部８２に向かって徐々に細くなるスパイク状に形成される。この押圧痕８０は、グリーンタイヤ７０の外表面だけでなく径方向内側に積層したゴム部材７１にも形成されるが、これらは上記した加硫成型用金型内でのプレス圧で潰れて消滅するため、製品タイヤに欠陥が生じることがない。
【００３６】
なお、ゴム部材７１の厚さＨが通常の厚さ（約５ｍｍ前後）である場合には、押圧痕８０の深さＤは、ゴム部材７１の厚さＨの４０％以上６０％未満、即ち約５０％程度の深さにすることが好ましい。これは、押圧痕８０の深さＤがゴム部材７１の厚さＨの４０％未満の深さの時には、ゴム部材７１の押圧力が不足して圧着強度が不十分となる恐れがあり、逆に、６０％以上の深さの時には、ゴム部材７１の変形及び押圧痕８０が大きくなりすぎて加硫成型後のタイヤに欠陥が生じる恐れがあるからである。従って、ピン部材２２をゴム部材７１に押し付ける圧力を調節して、押圧痕８０の深さＤが前記範囲内になるようにステッチングすることが好ましい。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態のタイヤ成型装置１では、ゴム部材７１をステッチングするステッチャーロール２１の外周面に複数のピン部材２２を設けたため、押圧時にピン部材２２でゴム部材７１をピン留めしてゴム部材７１に皺や蛇行等の変形が生じるのを防止できる。同時に、ステッチャーロール２１の押し付け圧力をピン部材２２に集中できるとともに、その押し付け圧力を任意に設定できるため、ゴム部材７１を適切な力で押圧してゴム部材７１同士の圧着強度を向上できる。その結果、上記したグリーンタイヤ７０の予熱時等にゴム部材７１間が剥離してエア入り等の欠陥が生じるのが抑制でき、従来必要であった加硫前のエア抜き作業等が不要となって、タイヤの生産効率を向上できる。
【００３８】
なお、本実施形態のステッチング装置２０は、他の方法でグリーンタイヤ７０を成型する場合、例えば、成型するグリーンタイヤ７０の幅よりも幅狭なリボン状のゴム部材を、タイヤ成型ドラム１０の軸方向にずらせながら重ねて巻回してグリーンタイヤ７０を形成する場合等のステッチングにも使用できる。また、総ゴム構造以外のタイヤ、例えば、一部にスチール製のビードワイヤ等を備えたソリッドタイヤや、複数のタイヤ構成部材を組み合わせて成型する空気入りタイヤ等、ゴム部材等を圧着して形成されるタイヤの成型時にも使用できる。以上のような場合でも、上記と同様に部材間の圧着強度を向上させて、エア入り等の欠陥の発生を抑制できる。
【００３９】
（グリーンタイヤ成型試験）
このタイヤ成型装置１の効果を確認するため、以上説明したように成型したグリーンタイヤ７０（以下、実施品という）と、従来の方法、即ちウレタンロールによりゴム部材７１をステッチングして成型したグリーンタイヤ（以下、従来品という）を製造し、ゴム部材７１の圧着強度を比較した。なお、使用するゴム部材７１は、厚さ約５ｍｍのシート状であり、幅の異なる数種類のゴム部材７１を用いて数種類の実施品と従来品を製造した。
【００４０】
各実施品は、上記した複数のピン部材２２が外周面に固定されたステッチャーロール２１でステッチングして成型した。各ピン部材２２は、長さ１１．５ｍｍ、固定端の直径３．５ｍｍの、先端に向かって徐々に細くなり先端が鋭いスパイク状に形成した。この各ピン部材２２を、ステッチャーロール２１の周方向に等間隔で６列（図１Ｂ参照）配列し、各列内で３０ｍｍ間隔に配置した。また、相隣り合う列間では、ピン部材２２の配置位置を半分ずらせて（図１Ａ参照）、週方向にジグザグ状に配列した。
【００４１】
ステッチャーロール２１のゴム部材７１への押し付け圧力は、ピン部材２２の押圧により生じる押圧痕８０の深さＤ（図４参照）がゴム部材７１の厚さＨの約５０％程度の深さ（約２．５ｍｍ程度）になるように設定した。この圧力は、具体的には、ゴム部材７１の幅が２５０ｍｍ未満の場合には約０．３５ＭＰａであり、ゴム部材７１の幅が２５０ｍｍ以上の場合には約０．５０ＭＰａである。
【００４２】
圧着強度の比較は、成型後の各グリーンタイヤ７０を構成するゴム部材７１を剥離させたときの抵抗力を測定することで行った。測定した剥離抵抗力は、従来品を１００とすると、実施品では２５０〜３００と極めて高くなっており、この結果から、本発明により、ゴム部材７１同士の圧着強度が大幅に向上することが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態のタイヤ成型装置の要部を示す模式図である。
【図２】本実施形態のタイヤ成型装置によりグリーンタイヤを成型する手順を示す模式図である。
【図３】成型後のグリーンタイヤを示す側面図である。
【図４】ステッチング後のゴム部材の拡大断面図である。
【図５】従来のソリッドタイヤの成型方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・タイヤ成型装置、１０・・・タイヤ成型ドラム、１１・・・支持軸、２０・・・ステッチング装置、２１・・・ステッチャーロール、２２・・・ピン部材、２３・・・ホルダー、７０・・・グリーンタイヤ、７１・・・ゴム部材、８０・・・押圧痕、８１・・・開口部、８２・・・先端部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ成型ドラムの外周に巻回されたゴム部材を押圧して圧着するステッチング装置であって、
外周面に複数のピン部材を有し、周方向に回転自在なステッチャーロールと、
該ステッチャーロールの前記ピン部材を前記ゴム部材の外周に押し付ける押し付け手段とを備え、
前記ステッチャーロールの前記ピン部材により前記ゴム部材を外周から押圧して圧着することを特徴とするステッチング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたステッチング装置において、
前記ピン部材が、先端に向かって細くなるスパイク状に形成されていることを特徴とするステッチング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたステッチング装置において、
前記ピン部材が、前記ステッチャーロールの周方向及び／又は軸方向に所定の間隔で配列されていることを特徴とするステッチング装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたステッチング装置において、
前記ステッチャーロールの軸方向長さが、前記ゴム部材の幅よりも長いことを特徴とするステッチング装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載されたステッチング装置において、
前記ステッチャーロールが交換可能であることを特徴とするステッチング装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載されたステッチング装置において、
前記押し付け手段は、前記ステッチャーロールの前記ピン部材を前記ゴム部材へ押し付けたときにできる押圧痕が前記ゴム部材の厚さの４０％以上６０％未満の深さになるように、前記ピン部材の押し付け圧力を調節可能であることを特徴とするステッチング装置。
【請求項７】
ゴム部材を積層して圧着しグリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、
請求項１ないし６のいずれかに記載されたステッチング装置と、タイヤ成型ドラムと、を備えたことを特徴とするタイヤ成型装置。
【請求項１】
タイヤ成型ドラムの外周に巻回されたゴム部材を押圧して圧着するステッチング装置であって、
外周面に複数のピン部材を有し、周方向に回転自在なステッチャーロールと、
該ステッチャーロールの前記ピン部材を前記ゴム部材の外周に押し付ける押し付け手段とを備え、
前記ステッチャーロールの前記ピン部材により前記ゴム部材を外周から押圧して圧着することを特徴とするステッチング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたステッチング装置において、
前記ピン部材が、先端に向かって細くなるスパイク状に形成されていることを特徴とするステッチング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたステッチング装置において、
前記ピン部材が、前記ステッチャーロールの周方向及び／又は軸方向に所定の間隔で配列されていることを特徴とするステッチング装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたステッチング装置において、
前記ステッチャーロールの軸方向長さが、前記ゴム部材の幅よりも長いことを特徴とするステッチング装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載されたステッチング装置において、
前記ステッチャーロールが交換可能であることを特徴とするステッチング装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載されたステッチング装置において、
前記押し付け手段は、前記ステッチャーロールの前記ピン部材を前記ゴム部材へ押し付けたときにできる押圧痕が前記ゴム部材の厚さの４０％以上６０％未満の深さになるように、前記ピン部材の押し付け圧力を調節可能であることを特徴とするステッチング装置。
【請求項７】
ゴム部材を積層して圧着しグリーンタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、
請求項１ないし６のいずれかに記載されたステッチング装置と、タイヤ成型ドラムと、を備えたことを特徴とするタイヤ成型装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−７６２２１（Ｐ２００７−７６２２１Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６８１７０（Ｐ２００５−２６８１７０）
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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