(57)【要約】【課題】押出速度を低下させずに、より幅広でかつ薄物のゴムストリップ材を成形でき、成型サイクルタイムの短縮を可能にするゴムストリップ材の成形方法及び装置を提供し、タイヤの製造効率を高める。【解決手段】ゴムストリップ材１の成形方法において、押出機１０の本体ケース１１、内部のスクリュー軸１２及び前記ダイス１５を含むヘッド部１３の各部位の温調温度に差をつけて、スクリュー軸１２より本体ケース１１の温調温度を高く、さらに本体ケース１１よりヘッド部１３の温調温度を高く設定して、ゴム材料をリボン状に連続して押出し成形する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機の成形用ダイスから押出される未加硫のゴムストリップ材を螺旋状に巻き付けてタイヤ用ゴム部材を成型するタイヤ製造工程で使用する前記ゴムストリップ材の成形方法であって、
前記押出機の本体ケース、内部のスクリュー軸及び前記ダイスを含むヘッド部の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度を高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度を高く設定して、ゴム材料をリボン状に連続して押出し成形することを特徴とするタイヤ製造用のゴムストリップ材の成形方法。
【請求項２】
前記ダイスの温調温度を、前記ヘッド部の温調温度と同じか、もしくはそれ以上になるように設定して押出し成形する請求項１に記載のタイヤ製造用のゴムストリップ材の成形方法。
【請求項３】
前記成型用ダイスにより押出されるゴムストリップ材を、幅中央部から幅両側に向かって漸次厚みを小さくした断面形状で、幅が５〜５０ｍｍ、幅中央部の厚みが０．５〜３．０ｍｍ、幅両側端の厚みが０．０５〜０．２ｍｍの範囲のリボン状に押出し成形する請求項１または２に記載のタイヤ製造用のゴムストリップ材の成形方法。
【請求項４】
押出機の成型用ダイスから押出される未加硫のゴムストリップ材を螺旋状に巻き付けてタイヤ用ゴム部材を成型するタイヤ製造工程で使用するゴムストリップ材の成形装置であって、
前記押出機の本体ケース、内部のスクリュー軸及び前記ダイスを含むヘッド部の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度が高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度が高くなるように設定されてなることを特徴とするゴムストリップ材の成形装置。
【請求項５】
前記ダイスの温調温度が、前記ヘッド部の温調温度と同じか、もしくはそれ以上になるように設定されてなる請求項４に記載のゴムストリップ材の成形装置。
【請求項６】
前記成形用ダイスは、その内孔部の先端部に絞り用段面を介して連続する成形用吐出口が設けられるとともに、前記ヘッド部に接続される後端部開口から前記吐出口に至る前記内孔部の流送方向の略中間に、後端側内孔部分と先端側内孔部分とに段差をつける中間絞り部が設けられ、ゴム材料に対して前記中間絞り部と先端部の絞り用段面とで絞りを与えるように構成されてなる請求項４または５に記載のゴムストリップ材の成形装置。
【請求項７】
前記先端側内孔部分が、後端側より見て前記成形用吐出口の長手方向に対応した長孔状をなして、前記先端部の絞り用段面に連続している請求項６に記載のゴムストリップ材の成形装置。
【請求項８】
複数のタイヤ用ゴム部材より構成されるタイヤの製造方法において、少なくとも１つの前記ゴム部材について、前記請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法により押出機のダイスから押し出し成形された未加硫のゴムストリップ材を、タイヤ成型のための回転支持体上に供給してタイヤ周方向に螺旋状に一部を重ねて巻き付けることにより、所定形状のタイヤ用ゴム部材を成型することを特徴とするタイヤの製造方法。
【請求項９】
前記ゴムストリップ材の巻き付け開始位置と巻き付け終了位置との位置ずれが、タイヤ周方向において０〜５ｍｍの範囲になるように成型する請求項８に記載のタイヤの製造方法。
【請求項１０】
前記ゴムストリップ材のタイヤ幅方向の重なり量が、前記ゴムストリップ材の幅寸法の１／２〜１／５になるように巻き付ける請求項８または９に記載のタイヤの製造方法。
【請求項１１】
複数のタイヤ用ゴム部材のうちの少なくとも２つのゴム部材を、それぞれに対応したゴムストリップ材を各々の巻き付けステップにおいてタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて成型してなり、
前記各ゴムストリップ材毎の巻き付け開始位置の位相をタイヤ周方向にずらせるとともに、その位相ずれを１０度以上にして巻き付け成型する請求項８〜１０のいずれか１項に記載のタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のタイヤ用ゴム部材から構成されるタイヤの製造に使用するゴムストリップ材の成形方法及び装置、並びにこの方法により成形されるゴムストリップ材を使用するタイヤの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤは、複数のタイヤ用ゴム部材から構成されており、代表的には、図１５に示すようにインナーライナーゴム部２、トレッドゴム部３、サイドウォールゴム部４、リムストリップゴム部５等の各部が、各々要求される特性に応じたゴム部材により形成されている。これら各部を構成するゴム部材を成形するために、それぞれのゴム部材の断面形状に見合ったダイスを介して押出機から連続して押出し成形し、その後、定寸にカットすることにより目的とするゴム部材を得ていた。タイヤの成型においては、前記のゴム部材を成型用ドラム等の回転支持体上で順次貼り付けて成型していた。
【０００３】
しかしながら、近年においては、タイヤ形状に対する精度要求が厳しくなると共に、連続して押出機により押し出して定寸にカットすることによる部材の歪みや収縮といった問題から、下記の特許文献１および特許文献２に開示されているように、リボン状に押出し成形した未加硫のゴムストリップ材を、成型用ドラム等の回転支持体上においてタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻きつけることにより、所定の断面形状のゴム部材を形成することが行われている。
【０００４】
本出願人においても、前記のリボン状のゴムストリップ材を用いてゴム部材を成型する場合、ゴムストリップ材の巻き付け開始位置と終了位置がタイヤ周方向に大きくずれていると、タイヤの重量バランスやユニフォミティを損ない、タイヤの走行性能に好ましくない影響を与えることから、ゴムストリップ材の巻き付け開始位置と巻き付け終了位置の位置ずれが、前記タイヤ周方向にて０〜５ｍｍの範囲になるようにして、重量バランス等を改善することを提案している（特許文献３）。
【０００５】
また、前記のゴムストリップ材の幅方向の重なり量が大きくなりすぎると、成型されたゴム部材の断面形状における凹凸が大きくなり、目的とする断面形状にできないおそれがあり、タイヤの重量バランスやユニフォミティに影響を与えるおそれがあることから、前記ゴムストリップ材のタイヤ幅方向の重なり量を、前記ゴムストリップ材の幅寸法の１／２〜１／５になるようにして巻き付け成型することも提案している（特許文献４）。
【０００６】
前記の成型においては、ゴムストリップ材の一部を重ねて巻き付けた場合の凹凸や段差をなくすために、ゴムストリップ材の断面形状を、重ね代になる幅両側部で厚みを薄くした略三日月形、略三角形や略台形等の断面形状を有するものとしている。
【０００７】
このゴムストリップ材は、図１６のように、押出機１１０のヘッド部１１３に備える成形用ダイス１１５の内孔部１１５ａの先端部に有する吐出口１１７の形状を、例えば扁平な略三日月形や略三角形にしておいて、ヘッド部１１３からダイス１１５の内孔部１１５ａに流入するゴム材料を前記吐出口１１７から押出すことにより成形する。
【０００８】
この成形に使用される成形用ダイス１１５は、図１７〜図１９に示すように、その内孔部１１５ａの先端部に絞り用段面１１８が設けられるとともに、該段面１１８の中央部に前記吐出口１１５ａが設けられており、前記内孔部１１５ａは、前記ヘッド部１１３に接続される後端部開口１１９から前記絞り用段面１１８に向かって漸次細くなるテーパ状をなすものが一般的であり、ダイス１１５に送り込まれるゴム材料は、前記絞り用段面１１８による絞り効果で圧力が高められて、前記吐出口１１７から押し出される。
【０００９】
ところで、前記のようにして成形されるゴムストリップ材は、幅両側部の厚みが薄いほうが、一部を重ねて巻き付け成型する上では好ましいが、前記のダイス１１５内のゴム材料の中央部と両側部で大きな流速差や圧力差が生じ、その結果、幅両側部の厚みが薄くなればなるほど、前記幅両側端の耳部で亀裂や欠け等の欠落が生じ易いものである。
【００１０】
特に、前記特許文献３および特許文献４に開示の成型方法では、幅が５〜３０ｍｍ、幅中央部の厚みが０．５〜３．０ｍｍ、幅両側端の厚みが０．０５〜０．２ｍｍの比較的扁平な略三日月形の断面形状をなすものが好ましいとされているが、このような場合において、幅両側端の厚みを０．０５〜０．２ｍｍに成形するためには、押出機のダイスからの押出し速度を遅くして、押し出されたゴムストリップ材にテンションをかけて引き伸ばすようにして肉薄化するしかなく、そのため厚みの薄い幅両側の耳部で亀裂や欠け等の欠落がさらに発生し易くなる。
【００１１】
また、タイヤの製造においては、タイヤ１本毎の成型のサイクルタイムが非常に重要な要素となるが、従来のダイスの前記した内孔部形状のために、ダイス内孔部の中央部と両側部でのゴム材料の流速の差異が大きくなっており、そのため、ゴムストリップ材の幅が大きくなれば幅両側端で目的とする厚みを出し難く、また幅が狭いと幅両側端の厚みも厚くなるので、幅を大きくしてしかも幅両側端の厚みを薄くするという条件を満足するためには、押出し速度を遅くして成形するよりなく、そのために、タイヤ製造における成型のサイクルタイムを低下させるよりほかなかった。
【００１２】
上記の問題の大部分は、押出機から押出されるゴムストリップ材の粘弾性体としての物性上のバラつきと、ダイス内孔部のゴム材料の流速の差異から発生するものであり、背金ゴムストリップ材の使用上において、前記の問題の解決が望まれている。特に、幅方向両側端の厚みの薄肉化（０．０５〜０．２ｍｍ）の条件は、タイヤの加硫時間の短縮に大きく寄与できるほか、タイヤ加硫後にタイヤ表面に発生するベア及びエア入り等の不良の減少にも効果的な手段であるため、前記問題の解決が強く望まれている。
【特許文献１】特開２０００−２０２９２１号公報
【特許文献２】特開平９−２９８５８号公報
【特許文献３】特開２００２−１７８４１５号公報
【特許文献４】特開２００２−２０５５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなしたもので、押出機内のダイスからの押出し速度を低下させずに、より幅広でかつ薄物のゴムストリップ材を問題なく押出し成形でき、以てタイヤ１本毎の成型サイクルタイムが長くなるのを抑えることができるゴムストリップ材の成形方法及び装置を提供するものであり、さらには、こうして成形されるゴムストリップ材を用いてゴム部材を成形するタイヤの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決する本発明一つは、押出機の成形用ダイスから押出される未加硫のゴムストリップ材を螺旋状に巻き付けてタイヤ用ゴム部材を成型するタイヤ製造工程で使用する前記ゴムストリップ材の成形方法であって、前記押出機の本体ケース、内部のスクリュー軸及び前記ダイスを含むヘッド部の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度を高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度を高く設定して、ゴム材料をリボン状に連続して押出し成形することを特徴とする。
【００１５】
このようにして押出し成形することにより、押出速度を従来のように遅くしなくても、幅両側の耳部の亀裂や欠け等の欠落等の発生を大幅に低減できる。ひいては、押出速度を低下させず、幅広で薄物のゴムストリップ材を連続して欠落のおそれなく成形することができる。
【００１６】
前記において、前記ダイスの温調温度を、前記ヘッド部の温調温度と同じか、もしくはそれ以上になるように設定して押出し成形するものとする。これにより、前記のゴムストリップ材の押出し成形がさらに良好に行われる。
【００１７】
前記の成形方法において、前記成型用ダイスにより押出されるゴムストリップ材を、幅中央部から幅両側に向かって漸次厚みを小さくした断面形状で、幅が５〜５０ｍｍ、幅中央部の厚みが０．５〜３．０ｍｍ、幅両側端の厚みが０．０５〜０．２ｍｍの範囲のリボン状に押出し成形することができる。このような形状にすれば、螺旋状に重ねて巻き付けることにより、所望の断面形状のゴム部材を精度良く滑らかに成型できるばかりか、タイヤの加硫時間の短縮、さらにはタイヤ表面に発生するベア及びエア入り等の不良の発生防止にも寄与できる。
【００１８】
本発明の他の一つは、前記のゴムストリップ材の成形方法において使用する成形装置であって、前記押出機の本体ケース、内部のスクリュー軸及び前記ダイスを含むヘッド部の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度が高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度が高くなるように設定されてなることを特徴とする。この場合において、前記ダイスの温調温度が、前記ヘッド部の温調温度と同じか、もしくはそれ以上になるように設定されてなるものが好ましい。かかる成形装置を用いることにより、前記のゴムストリップ材の成形方法を好適に実施できる。
【００１９】
前記のゴムストリップの成形装置において、前記成形用ダイスは、その内孔部の先端部に絞り用段面を介して連続する成形用吐出口が設けられるとともに、前記ヘッド部に接続される後端部開口から前記吐出口に至る前記内孔部の流送方向の略中間に、後端側内孔部分と先端側内孔部分とに段差をつける中間絞り部が設けられ、ゴム材料に対して前記中間絞り部と先端部の絞り用断面とで絞りを与えるように構成されてなるものが好ましい。
【００２０】
このような形状のダイスを用いることより、該ダイス内に送り込まれるゴム材料に対して、前記中間絞り部と先端部の絞り用断面とにおいて２段階の絞り作用を与えることができ、そのため、成形用吐出口の内側の絞り用段面の部分での流速差や圧力変動が従来よりも小さくなり、吐出口から略均一な圧力でゴムストリップ材を押出し成形できる。そのため、幅両側の耳部欠落等の防止効果を一層高めることができ、前記のゴムストリップ材の成形方法をさらに良好に実施できる。特に、耳部欠落等が発生する限界速度を従来形状のダイスに比して大幅に高めることができ、押出速度を早くして、しかも従来よりも幅広でかつ両側端が肉薄のゴムストリップ材を成形できることになる。前記先端側内孔部分が、後端側より見て前記成形用吐出口の長手方向に対応した長孔状をなして、前記先端部の絞り用段面に連続しているものの場合、前記絞り用段面の部分での流速差や圧力変動がさらに生じ難く、耳部欠落防止効果を一層高めることができる。
【００２１】
本発明のさらに他の一つは、複数のタイヤ用ゴム部材より構成されるタイヤの製造方法において、少なくとも１つの前記ゴム部材について、前記発明の成形方法により押出機のダイスから押し出し成形された未加硫のゴムストリップ材を、タイヤ成型のための回転支持体上に供給してタイヤ周方向に螺旋状に一部を重ねて巻き付けることにより、所定形状のタイヤ用ゴム部材を成型することを特徴とする。これにより、前記のように幅広でかつ肉薄のゴムストリップ材を用いてゴム部材を成型でき、成型のサイクルタイムを低下させずにタイヤを効率よく製造できることになる。しかも、所望の断面形状のタイヤ用ゴム部材を精度良く成型でき、ひいてはタイヤの加硫時間の短縮、さらにはタイヤ表面のエア入り等の不良の発生も防止でき、両品質のタイヤを製造できる。
【００２２】
前記のタイヤの製造方法においては、前記ゴムストリップ材の巻き付け開始位置と巻き付け終了位置との位置ずれが、タイヤ周方向において０〜５ｍｍの範囲になるように成型するのが好ましい。これにより、かかるゴム部材について重量のバラつきを少なくすることができ、重量バランスやユニフォミティを改善したタイヤを製造できる。
【００２３】
また、前記ゴムストリップ材のタイヤ幅方向の重なり量が、前記ゴムストリップ材の幅寸法の１／２〜１／５になるように巻き付けるのが好ましい。
【００２４】
前記の重なり量を１／２よりも大きくすると、重ねた部分の凹凸が目立つようになり、所望の断面形状を得にくくなる。重なり量を１／２よりも小さくすることにより、滑らかな断面形状を得やすくなる。また、重なり量を１／５よりも小さくすると、ゴムストリップがばらけやすくなる。したがって、前記のように重なり量を、１／２〜１／５に設定するのがよく、これにより、重量バランスやユニフォミティを改善したタイヤを得ることができる。
【００２５】
さらに、前記複数のタイヤ用ゴム部材のうちの少なくとも２つのゴム部材を、それぞれに対応したゴムストリップ材を各々の巻き付けステップにおいてタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて成型してなり、前記各ゴムストリップ材毎の巻き付け開始位置の位相をタイヤ周方向にずらせるとともに、その位相ずれを１０度以上にして巻き付け成型するのが好ましい。
【００２６】
すなわち、複数のゴム部材の巻き付け開始位置がタイヤ周方向から見て、同じような位置にあると、重量バランス等がくずれる可能性がある。そこで、前記のように巻き付け開始位置の位相ずれが１０度以上になるように構成する。これにより、所望の重量バランス等のタイヤ性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００２７】
上記したように、本発明のゴムストリップ材の成型方法および装置によれば、押出機の本体ケース、スクリュー軸、ヘッド部の各部位の温調温度を、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度を高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度を高くなるように設定したことにより、成形用ダイスからの押出速度を低下させずに、両側端の耳部における欠落等の不良の発生を大幅に低減あるいは抑制できて、より幅広でかつ両側部を薄肉化したゴムストリップ材を効率よく押出し成形することができ、さらにはタイヤ１本毎の成型サイクルタイムを短縮でき、効率よくタイヤを製造することができる。
【００２８】
また、前記のゴムストリップ材を用いる本発明のタイヤの製造方法によれば、成型のサイクルタイムを低下させずにタイヤを効率よく製造でき、しかも、所望の断面形状のタイヤ用ゴム部材を精度良く成型でき、ひいては重量バランスやユニフォミティを改善した品質の高いタイヤを効率よく製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００３０】
図１は本発明のゴムストリップ材の成形方法において使用する成形装置を構成する押出機の概略側面図、図２は同押出機の断面説明図、図３はダイスの吐出口の形状を例示する正面図、図４は同ダイスの後端側からの正面図、図５及び図６はそれぞれ同ダイスの断面図を示す。
【００３１】
本発明において、成形対象のゴムストリップ材１は、図１５に示すタイヤ（ラジアルタイヤ）Ｔ、すなわちインナーライナーゴム部２、トレッドゴム部３、サイドウォールゴム部４、リムストリップゴム部５等の複数のタイヤ用ゴム部材から構成されるタイヤＴの製造工程において、前記複数のゴム部材のうちの少なくとも一つのゴム部材、例えばインナーライナーゴム部２あるいはトレッドゴム部３等のゴム部材を巻き付け成型するのに使用するもので、リボン状をなすものである。
【００３２】
このゴムストリップ材１は、主として幅方向中央部が最大の厚みで、該中央部から両側端に向かって漸次厚みが薄く扁平な断面形状のリボン状、例えば図７の略三日月形、あるいは図８の扁平な略三角形状、あるいは図９の扁平な略台形状等の断面形状によるリボン状をなしている。図中のＷ１は前記ゴムストリップ材１の幅、Ｈ１は同ゴムストリップ材１の最大厚み、Ｒ１は幅方向両側端の厚みを示しており、通常、後述するように、巻き付け成型上好ましい寸法範囲に設定される。
【００３３】
前記のゴムストリップ材１を押出し成形するための成形装置を構成する押出機１０は、断面円筒形の本体ケース１１と、その内部に備える送り用のスクリュー軸１２と、前記本体ケース１１の先端部に連設されたギアポンプ１４を有するヘッド部１３と、該ヘッド部１３の先端側に付設された成形用ダイス１５とよりなり、ホッパー１６より本体ケース１１の内部に投入され供給されるゴム材料Ｑを、前記スクリュー軸１２の回転により前方に給送して、前記ヘッド部１３のギアポンプ１４によりダイス１５を介して連続してリボン状に押出し成形できるように設けられている。
【００３４】
そして、本発明のゴムストリップ材１の成形方法に用いる装置では、前記押出機１０の本体ケース１１、内部のスクリュー軸１２及びダイス１５を含むヘッド部１３の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸１２の温調温度より前記本体ケース１１の温調温度が高く、さらに前記本体ケース１１より前記ヘッド部１３の温調温度が高くなるように設定する。
【００３５】
前記ヘッド部１３の部位では、その先端部に連設された前記ダイス１５の部分を含めて温調温度を同温度に設定しておく場合のほか、前記ダイス１５の部位をヘッド部１３の部位とは別にして、前記ダイス１５の温調温度を、ヘッド部１３の温調温度よりも高くなるように設定しておくこともできる。すなわち前記ダイス１５の温調温度は、ヘッド部１３の温調温度以上に設定する。
【００３６】
なお、前記本体ケース１１、スクリュー軸１２、ヘッド部１３及びダイス１５の各部位の温調温度の差は、使用するゴム材料の配合や種類により適宜設定でき、また温度調整は制御部等より指令信号等により適宜制御できるように構成しておくものとする。又前記の温調温度は、最低５０℃とし、通常５０℃〜１００℃の範囲で適宜設定される。
【００３７】
また、前記ダイス１５については、その内孔部１５ａの先端部に絞り用段面１８を介して連続する成形用吐出口１７が該段面１８の略中央部に設けられている。前記の吐出口１７は、図７、図８及び図９に例示する成形対象のゴムストリップ材１の断面形状に対応した、略三日月形、扁平な略三角形および扁平な略台形状に形成されており、前記のように給送されるゴム材料Ｑを当該形状に対応した断面形状の帯状に成形できるように設けられている。図３中のＷは前記吐出口１７の幅、Ｈは同吐出口１７の最大間隙、Ｒは同吐出口１７の幅両側端の間隙を示し、それぞれ前記ゴムストリップ材１の幅Ｗ１、最大厚みＨ１、幅両側端の厚みＲ１に対応する。
【００３８】
また、前記ダイス１５の内孔部１５ａの形状については、従来同様に絞り用段面１８に向かって単純なテーパー状をなすもの（例えば、図１７〜図１９）であってもよいが、本発明では、図４〜図６に示す形状のものを用いるのがよい。
【００３９】
図４〜図６のダイス１５は、その内孔部１５ａにおいて、前記ヘッド部１３に接続される後端部開口１９から前記吐出口１７に至る前記内孔部１５ａの流送方向の略中間に、後端側内孔部分１５ｂと先端側内孔部分１５ｃとに段差をつける中間絞り部２５が設けられ、ゴム材料Ｑに対して前記中間絞り部２５と先端部の絞り用段面１８とで絞りを与えることができるように形成されている。
【００４０】
特に、前記先端側内孔部分１５ｂが、後端側より見て前記成形用吐出口１７の長手方向に対応した長孔状をなして前記先端部の絞り用段面１８に連続している。そのため、前記絞り用段面１８も先端側内孔部分１５ｂと同形をなしており、その中央部に前記吐出口１７が形成されている。前記先端側内孔部分１５ｂと後端側内孔部分１５ｃとは、図のように、一方（後端側）をテーパ状、他方（先端側）を非テーパ状とするものには限らず、テーパ状及び非テーパ状のいずれであってもよい。
【００４１】
なお、前記中間絞り部２５による絞りの程度、すなわち前記先端側内孔部分１５ｂと後端側内孔部分１５ｃとの段差量については、成形対象のゴムストリップ材１の形状やゴム材料の種類等によっても異なるが、実施上は、該中間絞り部２５の開口部の断面積が、後端側内孔部分１５ｃの内周面の延長による同個所の断面積に対して、２０〜５０％の範囲、特には３０〜４０％の範囲になるように設定するのが好ましい。
【００４２】
すなわち、前記中間絞り部２５の断面積が前記範囲より大きいと、絞りの効果がられにくく、また前記範囲より小さいと、ゴム材料の押出抵抗が大きくなるので、前記範囲にするのが、実施上好ましい。
【００４３】
前記の成形装置を用いて、本発明のゴムストリップ材１の成形方法を実施すると、押出機１０の本体ケース１１内に投入されるゴム材料Ｑは、スクリュー軸１２により送られてヘッド部１３に入り、該ヘッド部１３のギアポンプ１４によりダイス１５の吐出口１７より連続してリボン状に押出される。特にこの際、前記スクリュー軸１２より前記本体ケース１１の温調温度を高く、さらに前記本体ケース１１より前記ヘッド部１３の温調温度を高く設定してあるため、ゴム材料Ｑは漸次温度が高められながら通過して押し出される。
【００４４】
そのため、押出速度を従来のように遅くしなくても、前記のように押出し成形されるゴムストリップ材１の幅両側端の耳部１ａ，１ａにおける亀裂や欠け等の欠落の発生を抑制できる。しかも、従来よりも幅広でかつ幅両側端の厚みが薄いゴムストリップ材１を押出速度を低下させずに成形することができる。例えば、前記成型用ダイス１３により押出されるゴムストリップ材１を、幅が５〜５０ｍｍ、幅中央部の厚みが０．５〜３．０ｍｍ、幅方向両側端の厚みが０．０５〜０．２ｍｍの範囲の略三日月形や略三角形あるいは略台形の断面形状に問題なく押出し成形することができる。
【００４５】
特に、前記の押出機１０のダイス１５の内孔部１５ａが、図４〜図６のような絞り形状をなす場合には、幅両側端の耳部での欠落等が発生する限界速度を、従来形状のダイスに比して大幅に高めることができ、押出速度を早くして、しかも従来よりも幅広でかつ両側端が肉薄のゴムストリップ材１を成形できることになる。
【００４６】
下記の表１は、きわめて薄肉化が求められる粘弾性の高いインナーライナーゴム部に使用するゴムストリップ材１について、押出機１０のスクリュー軸１２、本体ケース１１、ヘッド部１３、ダイス１５の各部位の温調温度の設定を異にして成形テストを実施した場合の耳部欠落の限界速度の比較を示している。
【００４７】
また、下記の表２は、比較的粘弾性の低いトレッドゴム部に使用するゴムストリップ材１について、押出機１０のスクリュー軸１２、本体ケース１１、ヘッド部１３、ダイス１５の各部位の温調温度の設定を異にして成形テストを実施した場合の耳部欠落の限界速度の比較を示している。
【００４８】
表１および表２において、いずれも欠落限界速度は、前記部位の温調温度を一定にした比較例１を１００として指数で示している。また、温調温度の各アルファベットは、温調温度の高い方から順にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈとしている。
【表１】
2005238799.tif 000003
【表２】
2005238799.tif 000004
【００４９】
上記の表１及び表２の結果、押出機１０のスクリュー軸１２、本体ケース１１及びヘッド部１３の各部位の温調温度を順次高く設定することにより、温調温度を変化させない比較例に比して、耳部欠落が発生する限界速度を３０〜５０％高めることができた。すなわち、スクリュー軸１２、本体ケース１１及びヘッド部１３の各部位の温調温度を順次高く設定して押出し成形する本発明の成形方法が耳部の欠落防止に有効なことが判明した。
【００５０】
なお、ダイス１５の部位の温調温度を、ヘッド部１３の部位より高くした場合と、同じに設定した場合とでは、大きな違いは見られなかった。
【００５１】
下記の表３は、上記した表１及び表２の結果を踏まえて、スクリュー軸１２、本体ケース１１およびヘッド部１３の各部位の温調温度を順次高く設定した条件下で、ダイス形状の違いによる耳部欠落の限界速度の比較を示している。
【００５２】
この表３において、実施例１はインナーライナーゴム部用のダイス、実施例２はトレッドゴム部の第１層用のダイス、実施例３はトレッドゴム部の第２層用のダイス、実施例４は再度ウォールゴム部用のダイスを示し、比較例１は、内孔部形状が図１７〜１９に示す形状の同ゴム部用のダイスである。また、Ｗ、Ｈ、Ｒはそれぞれ図３の成形用吐出口１７の寸法で、幅が５〜５０ｍｍ、幅中央部の厚みが０．５〜３．０ｍｍ、幅両側端の厚みが０．０５〜０．２ｍｍの範囲のものであり、Ｈ／Ｒ、Ｗ／Ｒ、Ｗの各数値は、いずれも実施例の同部材のダイスを１００として指数で示している。
【００５３】
また、表３において、中間絞り部の面積は、図４〜図６に示すダイス内孔部の中間絞り部２５の位置の開口面積であり、図１７〜図１９のダイス内孔部の同位置の開口面積を１００として指数で示している。さらに耳部の欠落限界速度についても、比較例１を１００として指数で示している。
【表３】
2005238799.tif 000005
【００５４】
上記の表３の結果、粘弾性の高いインナーライナーゴム部用のゴムストリップ材について、Ｈ／Ｒが比較例と同じもので、Ｗ／Ｒ及びＷをそれぞれ比較例に比してかなり大きくし、幅広でかつ幅両側端の厚みを薄くした場合にも、ダイス内孔部の中間絞り部を設けた形状とすることにより、耳部の欠落限界速度を比較例１のものに比して大幅（２倍以上）に高めることができた。
【００５５】
他のゴム部材用のゴムストリップ材についても、耳部の欠落限界速度を比較例に比して大幅に高めることができた。
【００５６】
そのため、耳部の欠落のおそれなく各ゴム部材のゴムストリップ材の押出し成形速度を、従来よりも高めることができ、しかも、より幅広でかつ薄肉のゴムストリップ材を耳部欠落等のおそれなく成形することが可能になる。
【００５７】
上記のように成形されるゴムストリップ材１を用いて、タイヤを製造する方法について説明する。
【００５８】
図１０はタイヤの製造工程において前記の押出機より押出し成形されるゴムストリップ材１を、成形用ドラム等の回転支持体２０上に巻き付けてインナーライナーゴム部２、トレッドゴム部３、サイドウォールゴム部４、リムストリップゴム部５等のタイヤ用ゴム部材を成型する方法を説明するための模式図である。
【００５９】
図１０の場合は、前記押出機１０を前記回転支持体２０に対向設置して、該押出機１０から所定の断面形状のリボン状に押し出されるゴムストリップ材１を、直に回転支持体２０上２巻き付ける場合を示している。回転支持体２０は軸２０ａ回りに回転可能であり、該回転支持体２０を図１０のＫ方向に回転させながら前記ゴムストリップ材１をタイヤ周方向に沿って巻き付ける。
【００６０】
図１１は回転支持体２０を上方から見た図であるが、矢印Ａはタイヤ周方向に相当し、矢印Ｂ方向はタイヤ幅方向（軸方向）に相当する。 ゴムストリップ材１をタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付ける。ゴムストリップ材１を巻き付ける時には、前記回転支持体２０を回転させるだけでなく、押出機１０をタイヤ幅方向Ｂに沿って相対的に移動させる。そのために、押出機１０か回転支持体２０のいずれかを、タイヤ幅方向に沿って移動させる。
【００６１】
図１１の例では、ゴムストリップ材１は左側から右側へと移動しながら巻き付けられる。最初の１周目（１巻目）はＭ1 、２周目はＭ2 、３周目はＭ3 ・・・ｎ−１周目はＭn-1
、ｎ周目（最終）はＭｎで示される。 ここで１周目Ｍ1 とｎ周目Ｍn は、その巻き付け方向がタイヤ幅方向と直交（タイヤ周方向と平行）する方向と同じになっている。それ以外の部分は、螺旋状に巻き付けるために、巻き付け方向はタイヤ周方向に対して角度αだけ傾斜している。最初の１周目と最後のｎ周目も角度α傾斜させると、余分な部分をカットする処理が必要となるが、１周目と最後のｎ周目をタイヤ周方向と同じ方向とすることにより、余分な部分をカットする処理が不要となる。
【００６２】
最初の１周目と最後のｎ周目については、押出機１０をタイヤ幅方向に沿って相対移動しないように制御すれば上記のような構成にすることができる。なお、制御装置３０は、押出機１０と回転支持体２０の作動制御を行う。
【００６３】
また、図１１において、巻き付け開始位置がＰS で、巻き付け終了位置がＰE で示される。そして、巻き付け開始位置ＰS と巻き付け終了位置ＰE の位置ずれΔがタイヤ周方向から見て０〜５ｍｍになるように巻き付けられる。これにより、タイヤの重量バランスを良好に維持することができる。
【００６４】
図１２は、タイヤ幅方向のゴムストリップ材１の重ね方について説明する図である。隣接ずるゴムストリップ材１，１同士については、ゴムストリップ材１の幅Ｗ１の１／２（半分）〜１／５程度が重なるようにするのが好ましい（図１２（ａ）（ｂ）参照）。前記幅Ｗ１の１／２以下であれば、重ねた場合の凹凸が目立たなくからである。また、前記幅Ｗ１の１／５以上とするのは、これ以上重なりを小さくすると、ゴムストリップ材１がばらけてしまうおそれがあるからである。重なり具合の制御は、制御装置３０により押出機１０と回転支持体２０とのタイヤ幅方向の相対移動速度を制御することにより行われる。
【００６５】
以上のように、隣接するゴムストリップ材同士の重なり具合や、断面形状を変化させたりすることにより、ゴム部材の形状を精度良く製造することができる。特に、上記のように成形されるゴムストリップ材１を用いることにより、一層精度良く成型できることになり、両品質のタイヤを製造できる。
【００６６】
図１３は、複数のゴム部材をゴムストリップ材１の巻き付けにより成型する場合の巻き付け開始位置の好ましい配置を示す図である。 図１３において、インナーライナーゴム部２の巻き付け開始位置がＴ１、トレッドゴム部３の巻き付け開始位置がＴ２、サイドウォールゴム部４の巻き付け開始位置がＴ３、リムストリップゴム部５の巻き付け開始位置がＴ４で略示的に示されている。これらＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の位置を同じ位置に集中すると、バランス特性が悪化する可能性がある。 そこで各開始位置のタイヤ周方向の位相ずれ（図１４にθで示す）を１０度以上とするのが好ましい。図の例では、各開始位置の位相ずれをθ＝９０度と均等にしている。
【００６７】
また、トレッドゴム部３については、第１層と第２層の２種類のゴムストリップ材を用いて構成することから、第１層（下層）のゴムストリップ材を巻き付けるときの巻き付け開始位置と、第２層（上層）のゴムストリップ材を巻き付けるときの巻き付け開始位置についても、同じように開始位置のタイヤ周方向の位相ずれを１０度以上とするのが好ましい。
【００６８】
なお、巻き付け終了位置は巻き付け開始位置と０〜５ｍｍのずれであるから、巻き付け開始位置についての位相ずれを１０度以上にすれば、巻き付け終了位置についても同様に位相ずれが１０度以上となる。
【００６９】
このようにして、ゴムストリップ材１を巻き付けて各ゴム部材を成型することにより、、重量バランス等のタイヤ性能を良好に維持することができる。
【００７０】
なお、上記の成型方法の説明では、押出機１０から押出し成型されるゴムストリップ材１を、押出しと同時に成型用ドラムなどの回転支持体２０に供給して巻き付け成型留守場合を示したが、該ゴムストリップ材を巻き付けの工程とは別工程で押出し成形しておき、これを巻き付け成型の工程に移送して、供給装置を介して回転支持体上に連続して供給して巻き付け成型することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、リボン状に押出し成形した未加硫のゴムストリップ材を、成型用ドラム等の回転支持体上においてタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻きつけることによりタイヤ用ゴム部材を成型してタイヤを製造する場合に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明のゴムストリップ材の成形方法において使用する成形装置を構成する押出機の概略側面図である。
【図２】同上の押出機の断面説明図である。
【図３】ダイスの成形用吐出口の形状を例示する略示正面図である。
【図４】同上ダイスの後端側からの正面図である。
【図５】同上ダイスの内孔部形状を示す図４のＶ−Ｖ線の断面説明図である。
【図６】同上ダイスの内孔部形状を示す図４のＶＩ−ＶＩ線の断面説明図である。
【図７】成型対象のゴムストリップ材の断面形状の１例を示す断面図である。
【図８】同上のゴムストリップ材の断面形状の他の例を示す断面図である。
【図９】同上のゴムストリップ材の断面形状のさらに他の例を示す断面図である。
【図１０】押出機より押出し成形されるゴムストリップ材を巻き付けてゴム部材を成型する方法を説明するための模式図である。
【図１１】ゴムストリップ材の巻き付け方法を説明する平面図である。
【図１２】ゴムストリップ材の重ね方を説明する断面図である。
【図１３】各ゴム部材の巻き付け開始位置の好ましい位置を例示する説明図である。
【図１４】同上のゴム部材の巻き付け開始位置の説明図である。
【図１５】タイヤ構造を説明するための断面図である。
【図１６】従来のゴムストリップ材を押出し成形する押出機のヘッド部の略示側面図である。
【図１７】同上ダイスの後端側からの正面図である。
【図１８】同上のダイスの内孔部形状を説明する断面説明図である。
【図１９】同上ダイスの内孔部形状を示す側断面説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
Ｔ      タイヤ
Ｑ      ゴム材料
１      ゴムストリップ材
２      インナーライナーゴム部
３      トレッドゴム部
４      サイドウォールゴム部
５      リムストリップゴム部
１０    押出機
１１    本体ケース
１２    スクリュー軸
１３    ヘッド部
１４    ギアポンプ
１５    ダイス
１５ａ  内孔部
１５ｂ  先端側内孔部分
１５ｃ  後端側内孔部分
１６    ホッパー
１７    成形用吐出口
１８    絞り用段面
１９    後端部開口
２０    回転支持体
２５    中間絞り部
３０    制御装置
【図１】
2005238799.tif 000006
【図２】
2005238799.tif 000007
【図３】
2005238799.tif 000008
【図４】
2005238799.tif 000009
【図５】
2005238799.tif 000010
【図６】
2005238799.tif 000011
【図７】
2005238799.tif 000012
【図８】
2005238799.tif 000013
【図９】
2005238799.tif 000014
【図１０】
2005238799.tif 000015
【図１１】
2005238799.tif 000016
【図１２】
2005238799.tif 000017
【図１３】
2005238799.tif 000018
【図１４】
2005238799.tif 000019
【図１５】
2005238799.tif 000020
【図１６】
2005238799.tif 000021
【図１７】
2005238799.tif 000022
【図１８】
2005238799.tif 000023
【図１９】
2005238799.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月10日(2004.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
前記のゴムストリップの成形装置において、前記成形用ダイスは、その内孔部の先端部に絞り用段面を介して連続する成形用吐出口が設けられるとともに、前記ヘッド部に接続される後端部開口から前記吐出口に至る前記内孔部の流送方向の略中間に、後端側内孔部分と先端側内孔部分とに段差をつける中間絞り部が設けられ、ゴム材料に対して前記中間絞り部と先端部の絞り用段面とで絞りを与えるように構成されてなるものが好ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
このような形状のダイスを用いることより、該ダイス内に送り込まれるゴム材料に対して、前記中間絞り部と先端部の絞り用段面とにおいて２段階の絞り作用を与えることができ、そのため、成形用吐出口の内側の絞り用段面の部分での流速差や圧力変動が従来よりも小さくなり、吐出口から略均一な圧力でゴムストリップ材を押出し成形できる。そのため、幅両側の耳部欠落等の防止効果を一層高めることができ、前記のゴムストリップ材の成形方法をさらに良好に実施できる。特に、耳部欠落等が発生する限界速度を従来形状のダイスに比して大幅に高めることができ、押出速度を早くして、しかも従来よりも幅広でかつ両側端が肉薄のゴムストリップ材を成形できることになる。前記先端側内孔部分が、後端側より見て前記成形用吐出口の長手方向に対応した長孔状をなして、前記先端部の絞り用段面に連続しているものの場合、前記絞り用段面の部分での流速差や圧力変動がさらに生じ難く、耳部欠落防止効果を一層高めることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005238799.tif 000025
【図２】
2005238799.tif 000026
【図３】
2005238799.tif 000027
【図４】
2005238799.tif 000028
【図５】
2005238799.tif 000029
【図６】
2005238799.tif 000030
【図７】
2005238799.tif 000031
【図８】
2005238799.tif 000032
【図９】
2005238799.tif 000033
【図１０】
2005238799.tif 000034
【図１１】
2005238799.tif 000035
【図１２】
2005238799.tif 000036
【図１３】
2005238799.tif 000037
【図１４】
2005238799.tif 000038
【図１５】
2005238799.tif 000039
【図１６】
2005238799.tif 000040
【図１７】
2005238799.tif 000041
【図１８】
2005238799.tif 000042
【図１９】
2005238799.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月13日(2004.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記の問題の大部分は、押出機から押出されるゴムストリップ材の粘弾性体としての物性上のばらつきと、ダイス内孔部のゴム材料の流速の差異から発生するものであり、前記ゴムストリップ材の使用上において、前記の問題の解決が望まれている。特に、幅方向両側端の厚みの薄肉化（０．０５〜０．２ｍｍ）の条件は、タイヤの加硫時間の短縮に大きく寄与できるほか、タイヤ加硫後にタイヤ表面に発生するベア及びエア入り等の不良の減少にも効果的な手段であるため、前記問題の解決が強く望まれている。
【特許文献１】特開２０００−２０２９２１号公報
【特許文献２】特開平９−２９８５８号公報
【特許文献３】特開２００２−１７８４１５号公報
【特許文献４】特開２００２−２０５５１２号公報
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記の課題を解決する本発明の一つは、押出機の成形用ダイスから押出される未加硫のゴムストリップ材を螺旋状に巻き付けてタイヤ用ゴム部材を成型するタイヤ製造工程で使用する前記ゴムストリップ材の成形方法であって、前記押出機の本体ケース、内部のスクリュー軸及び前記ダイスを含むヘッド部の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度を高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度を高く設定して、ゴム材料をリボン状に連続して押出し成形することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
すなわち、前記中間絞り部２５の断面積が前記範囲より大きいと、絞りの効果が得られにくく、また前記範囲より小さいと、ゴム材料の押出抵抗が大きくなるので、前記範囲にするのが、実施上好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
表１および表２において、いずれも欠落限界速度は、前記部位の温調温度を一定にした比較例１を１００として指数で示している。また、温調温度の各アルファベットは、温調温度の高い方から順にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈとしている。
【表１】
2005238799.tif 000044
【表２】
2005238799.tif 000045
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2005238799.tif 000046