(57)【要約】【課題】設備や工程を複雑化することなく、加硫をよりいっそう均一化したタイヤ成形方法を提供する。【解決手段】ストリップゴムＳを連続的に押し出し成形し成形ドラム１０に巻き付けることでグリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法であって、押出装置２０内に残存するゴム材料を第１の熱履歴を受けた状態で押し出し、成形ドラム１０に巻き付けてタイヤ構成部材の内側領域を成形する第１工程と、押出装置２０の投入口２３ｂから新たに投入されたゴム材料を第１よりも短い第２の熱履歴を受けた状態で押し出し、成形ドラム１０に巻き付けてタイヤ構成部材の外側領域を成形する第２工程とから構成され、熱履歴の異なる内側領域と外側領域を積層させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップゴムを連続的に押し出し成形し成形ドラムに巻き付けることでグリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法であって、
押出装置内に残存するゴム材料を第１の熱履歴を受けた状態で押し出し、成形ドラムに巻き付けてタイヤ構成部材の内側領域を成形する第１工程と、前記押出装置の投入口から新たに投入されたゴム材料を第１よりも短い第２の熱履歴を受けた状態で押し出し、成形ドラムに巻き付けてタイヤ構成部材の外側領域を成形する第２工程とから構成され、熱履歴の異なる内側領域と外側領域を積層させることを特徴とするタイヤ成形方法。
【請求項２】
前記投入口から投入されるゴム材料はリボン状であり、前記第１工程と前記第２工程を連続的に行なう請求項１に記載のタイヤ成形方法。
【請求項３】
前記第１工程と前記第２工程は、タイヤのトレッド部を成形する請求項１または請求項２に記載のタイヤ成形方法。
【請求項４】
前記投入口の位置を調節することで、前記押出装置内に残存するゴム材料の量を調節することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリップゴムを連続的に押し出し成形し成形ドラムに巻き付けることでグリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、空気入りタイヤを製造する場合には、インナーライナー、サイドウォール、トレッドなどの各タイヤ構成部材を未加硫の状態で貼り合わせてグリーンタイヤを成形し、これを金型に入れて加硫成形することで製造するようにしている。しかし、タイヤは構成部材ごとに形状や厚みが異なるため、加硫工程において各部材を均一に加硫することが難しい。特に、トレッドやサイドウォールは厚みがあり、しかも同じ材料であるので、金型に接する部分と金型から離れた内部とでは加硫の進行に差が出てしまう。
【０００３】
すなわち、厚みの大きな部材は、その内部まで加硫を行うためには加硫時間を長くする必要がある。従って、加硫に時間のかかる部分に合わせて加硫時間を決めると、厚みの薄い部分や部材については、過加硫となってしまう可能性がある。そこで、加硫の均一化を図る公知技術として、下記特許文献１が知られている。
【０００４】
特許文献１に開示されるタイヤの製造方法は、回転する成形ドラム上に、ストリップゴムを巻回してタイヤを成形する装置であり、押出装置と成形ドラムの間に、ストリップゴムの加熱手段を配設したものである。ストリップゴムを成形ドラム巻回するに先立ち、そのストリップゴムを巻回位置に応じた所要温度に加熱することで、加硫の進行が遅れる傾向にある内部部分の温度を予め十分に高めることができ、これにより、タイヤ全体を均一に加硫することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９１３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるタイヤの製造方法は、内部部分に該当するストリップゴムを予め加熱することで、加硫の均一化を図っているが、加熱のために熱ロールや赤外線照射装置といった加熱手段を用いており、設備や工程が複雑化するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、設備や工程を複雑化することなく、加硫をよりいっそう均一化したタイヤ成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成形方法は、
ストリップゴムを連続的に押し出し成形し成形ドラムに巻き付けることでグリーンタイヤを成形するタイヤ成形方法であって、
押出装置内に残存するゴム材料を第１の熱履歴を受けた状態で押し出し、成形ドラムに巻き付けてタイヤ構成部材の内側領域を成形する第１工程と、前記押出装置の投入口から新たに投入されたゴム材料を第１よりも短い第２の熱履歴を受けた状態で押し出し、成形ドラムに巻き付けてタイヤ構成部材の外側領域を成形する第２工程とから構成され、熱履歴の異なる内側領域と外側領域を積層させることを特徴とするものである。
【０００９】
かかる構成によるタイヤ成形方法の作用・効果を説明する。本発明におけるグリーンタイヤの成形にあたり、ストリップビルド法と呼ばれる方法を使用する。これは、比較的断面積の小さな所定の断面形状のストリップゴムを成形ドラムの周囲に繰り返し巻き付けていき、所望の形状のゴム構成部材を成形するものである。
【００１０】
押出装置の投入口から投入したゴム材料を混練し、押出装置によってストリップゴムを連続的に押し出しながら成形ドラムに巻き付ける場合、前回のタイヤ成形サイクル時に使用されたゴム材料が押出装置内に残存している。この残存するゴム材料は、前回のタイヤ成形サイクル終了から例えば数分間経ているために、数分間の熱履歴（第１の熱履歴に相当）を受けている。それに対し、今回のタイヤ成形サイクルのために押出装置の投入口から新たに投入されたゴム材料は第１の熱履歴よりも短い熱履歴（第２の熱履歴に相当）しか受けていない。このような熱履歴の異なるゴム材料を用い、第１の熱履歴を受けたストリップゴムをタイヤ構成部材の内側領域に巻き付け、次いで、第２の熱履歴を受けたストリップゴムをその外側領域に巻き付ける。これにより、トレッドやサイドウォールのような厚い部材であっても、部材内部まで均一に加硫することができ、タイヤ全体の加硫の均一化を図ることができる。
【００１１】
本発明のタイヤ成形方法において、前記投入口から投入されるゴム材料はリボン状であり、前記第１工程と前記第２工程を連続的に行なうことが好ましい。
【００１２】
第１工程において、押出装置内に残存する第１の熱履歴を受けたゴム材料は、投入口から新たに投入されたゴム材料により後方から押され、第１の熱履歴を受けたストリップゴムとして押し出される。この投入口から投入されるゴム材料をリボン状とすることで、第１工程に続いて、第２の熱履歴を受けたゴム材料が押し出される第２工程が連続的に行なわれる。したがって、第１の熱履歴を受けたストリップゴムをタイヤ構成部材の内側領域に巻き付ける工程と、第２の熱履歴を受けたストリップゴムをタイヤ構成部材の外側領域に巻き付ける工程とをひとつの押出装置で連続的に行なうことができ、設備の費用低減、作業時間の短縮が可能である。
【００１３】
本発明のタイヤ成形方法において、前記第１工程と前記第２工程は、タイヤのトレッド部を成形することが好ましい。
【００１４】
トレッド部は、タイヤ構成部材の中でも特に厚みが大きく、内部まで均一に加硫することが困難なため、本発明によるタイヤ成形方法を用いることが特に効果的である。
【００１５】
本発明のタイヤ成形方法において、前記投入口の位置を調節することで、前記押出装置内に残存するゴム材料の量を調節することが好ましい。
【００１６】
投入口の位置を前後に移動させることで、押出装置の投入口から押出口までの距離を変化させることができるので、押出装置内に残存するゴム材料の量を調節することができる。これにより、第１の熱履歴を受けたゴム材料の量を調節することができるので、タイヤのサイズが変わり第１の熱履歴を受けたストリップゴムの巻き付け量を変化させたい場合、または、各部材の厚さにより巻き付け量を変化させたい場合にも対応可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係るタイヤ成形方法の好適な実施形態を図面を用いて説明する。まず、空気入りタイヤの基本的な構成について図１により説明する。
【００１８】
＜タイヤの構成＞
図１は、空気入りタイヤの典型的な構成を示す断面図である。タイヤは、インナーライナー１、ビードワイヤ２、ビードフィラー３、サイドウォール部４、ショルダー部５、トレッド部６などのタイヤ構成部材により形成されている。インナーライナー１は、タイヤの内側に形成される薄いゴム層である。ビードワイヤ２は、タイヤをリムに固定する機能を有する。ビードフィラー３は、ビード部の剛性を高める。サイドウォール部４は、タイヤの側面部の大半を占めており、カーカス７を保護する機能も有する。ショルダー部５は、トレッド部６とサイドウォール部４の間に位置しており、比較的厚みの大きなゴム層を形成している。トレッド部６は、ベルト層８の外側に位置しており、カーカス７を保護すると共に、表面には種々のトレッドパターンが形成される。
【００１９】
＜タイヤ成形方法＞
次に、グリーンタイヤを成形するために使用するタイヤ成形設備の構成について説明する。図２において、成形ドラム１０は、ドラム軸１０ａ周りにサーボモータ１１により駆動される。また、ストリップゴム押出装置２０（以下、単に「押出装置」という）を備えており、駆動装置により３方向に駆動される。具体的には、ドラム軸１０ａと直交する第１方向Ａ、ドラム軸１０ａと平行な第２方向Ｂ、所定軸周りの旋回方向である第３方向Ｃである。これら３方向は、夫々独立して駆動させることができ、また、適宜の方向を組み合わせて駆動させることができる。これにより、押出装置２０に複雑な移動動作をさせることができる。
【００２０】
図３において、（ａ）は成形ドラム１０の外周上に形成しようとするゴム層の断面形状を一例として示すものである。本発明においては、この断面形状を、比較的小さな断面積を有するストリップゴムＳを積層することで形成する。断面形状としては、例えば、三角形状、矩形形状などが例としてあげられる。このようなストリップゴムＳを用いることで、ゴム層の断面形状が変更になったとしても、ストリップゴムＳの断面形状は変更しないで対応することができる。従って、制御プログラムを変更するだけで、種々の形状のタイヤ構成部材やタイヤを製造することができる。
【００２１】
ストリップゴムＳを成形ドラム１０の外周面に巻き付けていくためには、成型用口金２１（ストリップゴムＳを所定の断面形状で押し出し成形するための金型）をゴム層の断面形状（プロファイル）に対応して移動させなければならない。そこで、押出装置２０を図２、図３（ｂ）に示すように、３方向に移動させることができるようにすることで、押出装置２０の成型用口金２１を高い自由度で移動させることができる。
【００２２】
図４は、成形ドラム１０と押出装置２０を含むタイヤ成形設備の具体的な構成を示す模式図である。図４において、押出装置２０は、成型用口金２１（押出口に相当）、ギアポンプ２２、押出機２３を備えている。成型用口金２１は、所定の断面形状のストリップゴムＳを押し出し成形するための金型部分を有している。押出機２３は、ゴムの混練を行なうスクリュー２３ａ、ゴム材料を投入するための投入口２３ｂを備えている。また、スクリュー２３ａを駆動するための駆動モータ２４が設けられている。押出機２３により混錬されたゴム材料は、ギアポンプ２２に供給され、ギアポンプ２２は、成型用口金２１に対して定量のゴム材料を供給する機能を有する。そのため、ギアポンプ２２は、一対のギア２２ａを備えている。ギア２２ａの回転軸は、図４では図示の便宜上水平方向となっているが、垂直方向に設置されていても何ら問題はない。なお、ギアポンプ２２は必ずしも必要ではなく、スクリュー２３ａの駆動によりゴム材料を押し出してもよい。
【００２３】
ゴム材料としては、本発明として特に制限されるものではなく、例えば、天然ゴム、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などの汎用のゴムを用いることができる。
【００２４】
成型用口金２１から押し出しされたストリップゴムＳは、成形ドラム１０の外周に巻き付けられる。成形ドラム１０は、サーボモータ１１により、図示のＲ方向に回転駆動される。ギアポンプ２２のギア２２ａは、サーボモータ２５により回転駆動される。また、駆動装置２６は、押出装置２０全体を、前述のＡＢＣの３方向に移動させるための機構である。制御装置２７は、成形ドラム１０及び押出装置２０に対する動作の制御を統括的に行う。
【００２５】
従来、成形ドラム１０にストリップゴムＳを巻き付けてグリーンタイヤを成形した場合、タイヤは構成部材ごとに形状や厚みが異なるため、加硫工程において各部材を均一に加硫することが難しかった。特に、トレッドやサイドウォールは厚みがあり、しかも同じ材料であるので、金型に接する部分と金型から離れた内部とでは加硫の進行に差が出てしまっていた。
【００２６】
＜実施形態＞
そこで、本発明においては、図５に示すように、熱履歴の異なるゴム材料を用いて、第１の熱履歴を受けたストリップゴムＳ１を内側領域に、第２の熱履歴を受けたストリップゴムＳ２を外側領域に積層させる。
【００２７】
投入口２３ｂから投入したゴム材料をスクリュー２３ａによって混練し、成型用口金２１から連続的に押し出しされたストリップゴムＳを成形ドラム１０に巻き付ける場合、前回のタイヤ成形サイクル時に使用されたゴム材料が押出装置２０内に残存している。成形ドラム１０への巻き付けは、連続的に運転されるものではなく、間欠的に運転されるため、この残存するゴム材料は、前回のタイヤ成形サイクル終了から、例えば数分間の熱履歴（第１の熱履歴に相当）を受けている。それに対し、今回のタイヤ成形サイクルのために投入口２３ｂから新たに投入されたゴム材料は第１の熱履歴よりも短い熱履歴（第２の熱履歴に相当）しか受けていない。
【００２８】
第１工程において、押出装置２０内に残存する第１の熱履歴を受けたゴム材料は、投入口２３ｂから新たに投入されたゴム材料により後方から押され、第１の熱履歴を受けたストリップゴムＳ１として押し出される。第１の熱履歴を受けたストリップゴムＳ１の量は、図４のＧ１の範囲内にあるゴム材料の量である。投入口２３ｂから投入されるゴム材料はリボン状であり、第１工程に続いて、第２の熱履歴を受けたストリップゴムＳ２が押し出される第２工程が連続的に行なわれる。したがって、第１の熱履歴を受けたストリップゴムＳ１をタイヤ構成部材の内側領域に巻き付ける工程と、第２の熱履歴を受けたストリップゴムＳ２をタイヤ構成部材の外側領域に巻き付ける工程とをひとつの押出装置２０で連続的に行なうことができ、設備の費用低減、作業時間の短縮が可能である。
【００２９】
このように、第１の熱履歴を受けたストリップゴムＳ１をタイヤ構成部材の内側領域に巻き付け、第２の熱履歴を受けたストリップゴムＳ２をその外側領域に巻き付けることで、トレッド部６のような厚い部材であっても、部材内部まで均一に加硫することができ、タイヤ全体の加硫の均一化を図ることができる。なお、本実施形態では、トレッド部６を対象としたが、これに限定されるものではなく、サイドウォール部４のような厚さの大きいその他のタイヤ構成部材を対象としてもよい。
【００３０】
また、本発明のタイヤ成形方法において、投入口２３ｂの位置を調節することで、押出装置２０内に残存するゴム材料の量を調節することが好ましい。図６のように、投入口２３ｂは、押出機２３に着脱可能に構成してあり、複数の嵌合孔２８から選択して嵌合させることができる。なお、投入口２３ｂが嵌合されていない嵌合孔２８は、シール体２９が嵌合され、ゴム材料が押出機２３から漏れ出すことはない。これにより、投入口２３ｂから成型用口金２１までの距離は調節可能であり、押出装置２０内に残存するゴム材料の量を調節することができる。したがって、第１の熱履歴を受けたゴム材料の量を調節することができるので、タイヤのサイズが変わり第１の熱履歴を受けたストリップゴムＳ１の巻き付け量を変化させたい場合、または、各部材の厚さにより巻き付け量を変化させたい場合にも対応可能である。なお、嵌合孔２８は３箇所に限られず、その数やそれぞれの間隔は適宜変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】空気入りタイヤの典型的な構成を示す断面図
【図２】タイヤ成形設備の全体構成を示す概念図
【図３】ストリップビルド法によるグリーンタイヤの成形方法を示す図
【図４】タイヤ成形設備の具体的構成を示す図
【図５】本発明に係るタイヤ成形方法によるトレッド部の構成を示す図
【図６】投入口の位置調節を示す図
【符号の説明】
【００３２】
１        インナーライナー
２        ビードワイヤ
３        ビードフィラー
４        サイドウォール部
５        ショルダー部
６        トレッド部
７        カーカス
８        ベルト層
１０      成形ドラム
１０ａ    ドラム軸
１１      サーボモータ
２０      ストリップゴム押出装置
２１      成型用口金
２２      ギアポンプ
２２ａ    ギア
２３      押出機
２３ａ    スクリュー
２３ｂ    投入口
２４      駆動モータ
２５      サーボモータ
２６      駆動装置
２７      制御装置
２８      嵌合孔
２９      シール体
Ｓ        ストリップゴム
Ｓ１      第１の熱履歴を受けたストリップゴム
Ｓ２      第２の熱履歴を受けたストリップゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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