(57)【要約】【課題】  ギア式押出機から押し出された帯状ゴムの脈動に起因して発生するＲＦＶ等のタイヤユニフォーミティレベルの低下を防止することのできるゴム用ギア式押出機を提供する。【解決手段】  ゴム用ギヤ式押出機１には、相互に平行な一対の軸線１４、２４上には、相互に連結されたギア１１、１２、２１、２２が軸方向に並んで設けられ、異なる軸線上に設けられ相互に噛合する、ギア１１と２１、および、ギア１２と２２のそれぞれは同じ歯数を有し、同一軸線上に並べられ相互に隣接するギア１１と１２、および、ギア２１と２２の歯数、および歯数の約数が、いずれも互いに異なるよう構成されている。【選択図】図５
2007001040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の平行な軸線のそれぞれに軸支された相互に噛合する複数のギアをケーシング内に配設し、これらのギアを回転することにより、ドラム上に周方向に巻き付けられるタイヤ構成部材用帯状ゴムを押し出すゴム用ギヤ式押出機において、
前記それぞれの軸線上には、相互に連結されたギアが軸方向に並んで設けられ、異なる軸線上に設けられ相互に噛合するギアのそれぞれは同じ歯数を有し、同一軸線上に並べられ相互に隣接するギアは、それらの歯数、および歯数の約数が、いずれも互いに異なるよう構成されてなるゴム用ギヤ式押出機。
【請求項２】
前記同一軸線上に並べられたギアは、それらの歯数の最大公約数が１となるよう構成されてなる請求項１に記載のゴム用ギヤ式押出機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型ドラム上に周方向に巻き付けられるタイヤ構成部材用帯状ゴムを押し出すゴム用ギヤ式押出機に関し、特に、タイヤの品質を向上させることができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、押出設備の小型化、タイヤの均一性向上、あるいは、小ロット多サイズ生産への対応等を目的に、タイヤを成型する際に、小型押出機より押し出された帯状ゴムを直接、回転する成型途中のタイヤ上に巻回してこれらを積層しタイヤを構成する所定断面のゴム部材を形成するタイヤの成型方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１は、帯状ゴムを巻回してゴム部材を形成する方法を示す模式図であり、図２は、この方法によって形成されたゴム部材を、図１のII−II矢視に対応する断面において示す模式図である。このタイヤの成型方法は、押出機９３からタイヤ構成部材用帯状ゴム９１を押出して成型途中のタイヤ９２上に直接導き、貼付けローラ９４を用いて帯状ゴム９１をタイヤ９２に押しつけながらタイヤ９２を回転させることにより、帯状ゴム９１をタイヤ９２上に巻付け、ゴム部材９５を形成するものである。
【０００４】
そして、押出機９３として、ゴムの可塑性や温度等に依存することなく、定量を吐出する押出機として、ギア式押出機が用いられている。図３は、ギア式押出機の内部構造を模式的に示す断面図であり、押出機９３は、ケーシング８２内に配設された一対の相互に噛合するギアを回転させることにより、供給口８３から吸い込んだゴムを、ケーシング壁面８２ａと、ギアの歯８５とで形成される空間８６に収容し、この空間をギア８１の回転とともに吐出口まで移動させることにより、このゴムを吐出口８４から押し出すよう構成されている。
【特許文献１】特開平１０−５８５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような、ギア式押出機９３のギアを一定の回転速度で回転させたとき、ゴムの平均押出量は一定に保つことができるが、ゴム押出量の時間的変化を細かく見ると、ギアの歯数に応じた脈動があり、この脈動によって、押し出された帯状ゴム９１には、長さ方向の質量の周期的変動（脈動）が発生する。そして、帯状ゴムのこの脈動は、帯状ゴム９１を周方向に1周以上巻回して形成されたゴム部材９５にも、その周方向に沿った質量の脈動を出現させる可能性がある。
【０００６】
これは、帯状ゴム９１における長さ方向の脈動の周期に整数ｎを掛けた長さが、このゴム９１を巻回する際の周長に近い場合、帯状ゴムの脈動のピークは、複数の巻きのそれぞれに対してｎ個生成され、しかも、どの巻きに対しても、脈動のピークの位置（角度）は同じ周方向位置に並ぶことになり、このようなタイヤゴム部材９５でタイヤを形成した場合には、タイヤにｎ次のＲＦＶ（ラテラルフォースバリエーション）成分を発生させるからである。
【０００７】
例えば、ギア式押出機９３における、ギア歯数が15枚のギア８１を25rpmで回転させて、帯状ゴム９１を押し出し、この帯状ゴム９１の押し出しに同期させて、94rpmの回転速度で回転する成型途中のタイヤ９２に、帯状ゴム９１を1980mmの巻回周長で巻回した場合、図４（ａ）に示すように、帯状ゴム９１の長さ方向には、(1980x94)/(25x15)=496mmを周期Ｔとする質量の変動が生じ、この帯状ゴム９１を成型途中のタイヤ９２上に複数回巻回してタイヤ構成部材９５を形成したとき、図４（ｂ）に示すように、タイヤ９２の周上に巻かれた帯状ゴム９１のどの巻きについても、決まった周方向位置に一致して質量変動のピークＰが現れ、このピークは、周期496mmが前記周長1980mmのほぼ4分の１であることからタイヤ一周に対して4回現れ、その結果、製品タイヤを走行回転させたとき、4次のＲＦＶを発生させることになる。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ギア式押出機から押し出された帯状ゴムの脈動に起因して発生するＲＦＶ等のタイヤユニフォーミティレベルの低下を防止することのできるゴム用ギア式押出機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
＜１＞は、一対の平行な軸線のそれぞれに軸支された相互に噛合する複数のギアをケーシング内に配設し、これらのギアを回転することにより、ドラム上に周方向に巻き付けられるタイヤ構成部材用帯状ゴムを押し出すゴム用ギヤ式押出機において、
前記それぞれの軸線上には、相互に連結されたギアが軸方向に並んで設けられ、異なる軸線上に設けられ相互に噛合するギアのそれぞれは同じ歯数を有し、同一軸線上に並べられ相互に隣接するギアは、それらの歯数、および歯数の約数が、いずれも互いに異なるよう構成されてなるゴム用ギヤ式押出機である。
【００１０】
＜２＞は、＜１＞において、前記同一軸線上に並べられたギアは、それらの歯数の最大公約数が１となるよう構成されてなるゴム用ギヤ式押出機である。
【発明の効果】
【００１１】
＜１＞によれば、二本の平行な軸線上には、相互に連結されたギアが軸方向に並んで設けられ、同一軸線上に並べられ相互に隣接するギアは、それらの歯数、および歯数の約数が、いずれも互いに異なるよう構成されているので、このゴム用ギヤ式押出機から押し出される帯状ゴムには、相互に約数関係にない複数の脈動を合成した質量変動が長さ方向に現れるが、詳細を後述するように、この脈動は、ギア１回転内では完全に周期的なものとして現れることはなく、従って、ＲＦＶ等のタイヤユニフォーミティのレベル低下を防止することができる。
【００１２】
＜２＞によれば、前記同一軸線上に並べられたギアは、それらの歯数の最大公約数が１となるよう構成されているので、ギア１回転内での周期性を弱め、タイヤユニフォーミティのレベル低下を一層効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図５は、ゴム用ギヤ式押出機のギアを示す斜視図であり、図６は、図５のＡ−Ａ矢視に対応する断面図、図６は、図５のＢ−Ｂ矢視に対応する断面図である。
【００１４】
ゴム用ギヤ式押出機１は、ケーシング３内に配設され、一対の平行な軸線１４、２４上で相互に噛合する複数のギア１１、１２、２１、２２を具えて構成され、これらのギア１１、１２、２１、２２を回転することにより、タイヤを成型するドラム上に周方向に巻き付けられるタイヤ構成部材用帯状ゴムを押し出すよう機能する。押し出された帯状ゴムからタイヤ構成部材を形成する方法については従来技術について説明した通りであり、詳細説明は省略する。
【００１５】
軸線１４には、ギア１１とギア１２とが軸方向に並んで設けられ、これらは相互に連結され同一回転速度で回転され、また、軸線２４には、ギア２１とギア２２とが軸方向に並んで設けられ、これらも相互に連結されていて同一回転速度で回転される。ここで、ギア１１とギア２１とは相互に噛合する位置関係にあり、同一歯数を有し、また、ギア１２とギア２２とに関しても、これらは相互に噛合する位置関係にあり、同一歯数を有する。
【００１６】
図５〜７に例示したものの場合、ギア１１とギア２１とは、それぞれ15枚の歯を有し、ギア１２とギア２２とはそれぞれ16枚の歯を有していて、軸方向に隣接するギア同士では１枚だけ歯数が異なっている。
【００１７】
このように構成されたギア１１、１２、２１、２２をケーシング３内で回転させると、ケーシング３内のゴムは、ケーシング壁面３ａと、それぞれのギア１１、１２、２１、２２の歯とで区画される空間１５、１６、２５、２６に収容されて、供給口４から吐出口５に向かって運ばれ、この作用によってゴムは、供給口４か吸入され、吐出口５から押し出される。
【００１８】
このとき、ギアの山の部分が吐出口に対向する位置に来たときには吐出量は最低となり、逆に谷も部分が吐出口に対向して位置するときは、吐出量が最大となり、その結果、歯数に応じた脈動が生じる。ギア１１とギア２１とは歯数が15なので、これらのギア１１、２１の回転によって送り出される帯状ゴムには、軸1回転に対して15個のピークを発生させる脈動が生じ、一方、ギア１２とギア２２とは歯数が16なので、これらのギア１２、２２の回転によって送り出される帯状ゴムには、軸1回転に対して16のピークを発生させる脈動が生じる。
【００１９】
図８は、ギアによって送り出された帯状ゴムの脈動が正弦波形であるとした場合の、横軸にギアの回転角度を、縦軸にゴムの押出量をとって示したゴム押出量の変化を示す概念図であり、図８（ａ）は、全幅にわたって15枚の歯よりなるギア同士を噛合させた場合のゴム押出量の変化を示し、また、図８（ｂ）は、全幅にわたって16枚の歯よりなるギア同士を噛合させた場合のゴム押出量の変化を示すが、本発明に係るギアは、15枚の歯のギア１１、２１と、16枚の歯のギア１２、２２とを軸方向に並べて構成されており、これらから送り出されるゴムは、ゴム吐出口５で合流して押し出されるので、図８（ａ）と図８（ｂ）とを平均化した合成波形となる。図８（ｃ）はこの合成波形を示す図であり、ギア軸の１回転に１回現れるうねりの上に、一回転に15.5回のピークが出現する脈動を重ねた重畳波形となる。
【００２０】
このような押出量の変化は帯状ゴムにおける長さ方向の質量の変化となって現れるが、もし、脈動の4周期分に相当する帯状部材長さがタイヤの周長にほぼ一致するような巻回条件で帯状ゴムを押し出して複数周巻回することによりゴム部材を形成するとき、全幅にわたって15枚の歯よりなるギアで帯状ゴムを押し出した場合には、例えば、図８（ａ）において、4個置きに並ぶピークP1、P2、P3、P4、・・・・がタイヤの同じ周方向角度に位置し、これらのピークはいずれも最大のピークであり、これらが重ねあわされてタイヤの脈動となるので、タイヤにおける4次の脈動成分は大きなものとなる。同様に、全幅にわたって16枚の歯よりなるギアで押し出される帯状ゴムについても、例えば、図８（ｂ）において4個置きに並ぶピークQ1、Q2、Q3、Q4、・・・・がタイヤの同じ周方向角度に位置し、これらのピークはいずれも最大のピークなので、タイヤにおける4次の脈動成分は大きくなる。
【００２１】
一方、15枚の歯のギアと16枚の歯のギアとを組み合わせた本発明に係るゴム用ギア式押出機１から押し出されたゴムについても、図８（ｃ）におけて4個置きに並ぶピークR1、R2、R3、R4、・・・・がタイヤの同じ周方向角度に位置するが、この場合、これらのピークの大きさは、大小様々であり、これらを重ね合わせたタイヤとしての脈動は、図８（ａ）や図８（ｂ）に示した帯状ゴムよりなるタイヤの脈動の場合に対比して大幅に低減したものになる。
【００２２】
なお、上記の、脈動の4周期分に相当する帯状部材長さがタイヤの周長にほぼ一致するような巻回条件の例としては、帯状ゴムの巻回周長を1980mmとし、巻回時の回転速度を94rpmとし、全幅に亘って15枚歯のギアの場合はこれを25（=4x94/15）rpmで回転し、全幅に亘って16歯枚歯のギアの場合は13.5（=4x94/16）rpmで回転し、15枚の歯のギアと16枚の歯のギアとを組み合わせた場合はこれを24.3（=4x94/15）rpmで回転させる条件を例示することができる。
【００２３】
また、平行な一対の軸線１４、２４のそれぞれに複数個のギア１１、１２、２１、２２を軸方向に並べ、異なる軸線上に設けられて相互に噛合するギア１１とギア２１同士、および、ギア１２とギア２２同士が、それぞれ同じ歯数を有し、かつ、同一軸線上に並べられ相互に隣接するギア１１とギア１２同士、および、ギア２１とギア２２同士における、それらの歯数が異なるようにするには、同一軸線上に並べられギア（例えば１１と１２同士）で相互にモジュールを異ならせるか、もしくは、転位量を異ならせるかすることによって、全部のギアについて対応するギアと噛合させながら回転させることができる。
【実施例】
【００２４】
本発明の効果を検証するため、図５に示した15枚の歯のギアと16歯のギアとを軸方向に並べたギア式押出機を実施例とし、全幅にわたって15枚の歯を延在させたギア式押出機を比較例として、これらの押出機から押し出した帯状ゴムをらせん巻回してトレッドゴムを形成してタイヤを試作した。そして、それらのタイヤついてＲＦＶを測定した。結果を図９に示す。
【００２５】
図９は、各タイヤについて測定したＲＦ（ラテラルフォース）から、フーリエ解析により各次数成分のＲＦを抽出し、これを実施例、比較例、各２０本のタイヤについて平均化した値を、横軸に次数を、縦軸にＲＦ（Ｎ）をとって示したグラフである。なお、この測定に用いたタイヤのサイズは215/45R17であった。
【００２６】
図９から明らかなように、実施例のタイヤは比較例のものに対比してＲＦＶが改善されており、特に、車両への影響が大きい4次のＲＦＶ成分の改善効果が大きいことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のゴム用ギア式押出機は、種々のタイヤのゴム構成部材の帯状ゴムを押し出すのに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】帯状ゴムを巻回してゴム部材を形成する方法を示す模式図である。
【図２】ゴム部材を、図１のII−II矢視に対応する断面において示す模式図である。
【図３】従来のギア式押出機の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図４】帯状ゴムを示す長さ方向断面図および帯状ゴムを成型途中のタイヤ上に巻回した状態で示す斜視図である。
【図５】本発明に係るゴム用ギア式押出機のギアを示す
【図６】図５のＡ−Ａ矢視に対応する断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ矢視に対応する断面図である。
【図８】ゴム押出量の変化を示す概念図である。
【図９】各タイヤについて測定したＲＦから、フーリエ解析により各次数成分のＲＦを抽出した値を平均化したグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１    ゴム用ギヤ式押出機
３    ケーシング
３ａ    ケーシング壁面
４    供給口
５    吐出口
１１、１２    ギア
１４    軸線
１５、１６    空間
２１、２２    ギア
２４    軸線
２５、２６    空間
【図１】
2007001040.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007001040.tif 000011