(57)【要約】【課題】ゴムストリップ21を螺旋状に巻回する際に巻き込まれたエアを排出して、タイヤ品質を向上させる。【解決手段】成形ドラムが軸線回りに回転しているとき、ゴムストリップ21を綾振りながら供給して成形ドラムの外側に螺旋状に巻回し、タイヤ用ゴム層としてのトレッドを成形する。ここで、成形ドラムへのゴムストリップ21の供給時に、該ゴムストリップ21に転がり接触する補助ローラ42に設けられた穿孔針45により表裏面間を貫通する貫通孔47を形成すると、前述の巻回時にゴムストリップ21と成形ドラム等との間にエアが巻き込まれても、該エアは前述の貫通孔47を通じて外部に排出される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転している成形ドラムに未加硫ゴムからなるゴムストリップを供給し、その外側に該ゴムストリップを螺旋状に巻回することでタイヤ用ゴム層を成形するようにしたタイヤ用ゴム層の成形方法において、前記供給時あるいは巻回済みのゴムストリップに対し穿孔針により表裏面間を貫通する貫通孔を形成するようにしたことを特徴とするタイヤ用ゴム層の成形方法。
【請求項２】
前記貫通孔の最小断面位置における断面積を 1〜 3mm2の範囲内とした請求項１記載のタイヤ用ゴム層の成形方法。
【請求項３】
前記貫通孔をゴムストリップに 1cm2当たり 1〜 5個だけ形成するようにした請求項１または２記載のタイヤ用ゴム層の成形方法。
【請求項４】
軸線回りに回転可能なタイヤ成形ドラムと、未加硫ゴムからなるゴムストリップを前記回転している成形ドラムに綾振りながら供給し、該ゴムストリップを成形ドラムの外側に螺旋状に巻回してタイヤ用ゴム層を成形する供給手段とを備えたタイヤ用ゴム層の成形装置において、前記ゴムストリップに転がり接触可能で外周にゴムストリップに挿入される穿孔針が設けられた穿孔ローラを設置し、該穿孔ローラの穿孔針により前記供給時あるいは巻回済みのゴムストリップに対し表裏面間を貫通する貫通孔を形成するようにしたことを特徴とするタイヤ用ゴム層の成形装置。
【請求項５】
前記穿孔針は穿孔ローラ側の基端から先端まで同一断面形状である請求項４記載のタイヤ用ゴム層の成形装置。
【請求項６】
前記穿孔針は穿孔ローラ側の基端から先端に向かって先細りとなった請求項４記載のタイヤ用ゴム層の成形装置。
【請求項７】
前記穿孔ローラをゴムストリップに対して押付け力を調節しながら押し付けることができる押付け手段を設けた請求項４〜６のいずれかに記載のタイヤ用ゴム層の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ゴムストリップを螺旋状に巻回することでトレッド等のタイヤ用ゴム層を成形するタイヤ用ゴム層の成形方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のタイヤ用ゴム層、例えばトレッドの成形方法・装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
【特許文献１】特開２００３−２３６９５０号公報
【０００３】
このものは、軸線回りに回転可能な成形ドラムと、未加硫ゴムからなるゴムストリップを前記回転している成形ドラムに綾振りながら供給する供給手段とを備えたもので、前記ゴムストリップを供給手段により綾振りながら（成形ドラムの軸方向に移動させながら）回転している成形ドラムに供給することで、該成形ドラムの外側にベルト層を間に介装しながら螺旋状に多数回巻回し、これにより、トレッドであるタイヤ用ゴム層を成形するようにしたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のタイヤ用ゴム層の成形方法・装置にあっては、ゴムストリップを成形ドラムの外側に巻回する際、ゴムストリップと成形ドラム（ベルト層、ゴムストリップのときもある）との間にエアが巻き込まれることがあるが、このように巻き込まれたエアはタイヤ品質を低下させ、また、クラック発生の誘因となるという課題があった。しかも、前述のようにエアの巻き込みが発生すると、タイヤ赤道の両側におけるタイヤ用ゴム層の断面形状が相違し、これにより、タイヤユニフォミティが悪化してしまうという課題もあった。
【０００５】
この発明は、巻き込まれたエアを排出することで、タイヤ品質を向上させることができるタイヤ用ゴム層の成形方法および装置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】
【０００６】
このような目的は、第１に、軸線回りに回転している成形ドラムに未加硫ゴムからなるゴムストリップを供給し、その外側に該ゴムストリップを螺旋状に巻回することでタイヤ用ゴム層を成形するようにしたタイヤ用ゴム層の成形方法において、前記供給時あるいは巻回済みのゴムストリップに対し穿孔針により表裏面間を貫通する貫通孔を形成するようにしたタイヤ用ゴム層の成形方法により、
【０００７】
第２に、軸線回りに回転可能なタイヤ成形ドラムと、未加硫ゴムからなるゴムストリップを前記回転している成形ドラムに綾振りながら供給し、該ゴムストリップを成形ドラムの外側に螺旋状に巻回してタイヤ用ゴム層を成形する供給手段とを備えたタイヤ用ゴム層の成形装置において、前記ゴムストリップに転がり接触可能で外周にゴムストリップに挿入される穿孔針が設けられた穿孔ローラを設置し、該穿孔ローラの穿孔針により前記供給時あるいは巻回済みのゴムストリップに対し表裏面間を貫通する貫通孔を形成するようにしたタイヤ用ゴム層の成形装置により、達成することができる。
【発明の効果】
【０００８】
成形ドラムが軸線回りに回転しているとき、ゴムストリップを供給手段によって綾振りながら該成形ドラムに供給し、ゴムストリップを成形ドラムの外側に螺旋状に巻回してタイヤ用ゴム層を成形する。ここで、前述した成形ドラムへの供給時あるいは巻回済みのゴムストリップに転がり接触する穿孔ローラに設けられた穿孔針により、該ゴムストリップの表裏面間を貫通する貫通孔を形成すると、前述の巻回時にゴムストリップと成形ドラムとの間にエアが巻き込まれても、該エアは前述の貫通孔を通じて外部に排出される。この結果、タイヤ品質が向上するとともに、クラック発生も効果的に抑制され、さらに、タイヤ赤道の両側でタイヤ用ゴム層の断面形状が近似し、タイヤユニフォミティが向上する。
【０００９】
また、請求項２、３に記載のように構成すれば、加硫時のゴム流動不足に基づくベアー等の発生を抑制しながら、エアを確実に排出することができる。
さらに、請求項５に記載のように構成すれば、エアの排出を確実とすることができ、また、請求項６に記載のように構成すれば、貫通孔の形成が容易となり、さらに、請求項７に記載のように構成すれば、ゴムストリップのゴム種、厚さ等に変更があったとき、これに容易に対処して貫通孔を確実に成形することができる。
【実施例１】
【００１０】
以下、この発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、11は水平な軸線回りに回転可能で拡縮径可能な円筒状の成形ドラムであり、この成形ドラム11は図示していない駆動モータにより駆動されると、軸線回りに回転する。12は前記成形ドラム11により成形されるベルト・トレッドバンドであり、このベルト・トレッドバンド12は、例えばトラック・バス等に装着される重荷重用空気入りラジアルタイヤの製造に用いられる。
【００１１】
前記ベルト・トレッドバンド12は成形ドラム11の外周に貼付けられた円筒状のベルト層15を有し、このベルト層15は複数枚のベルトプライ16を回転している成形ドラム11に供給してその外周に次々と貼付け、半径方向に積層することで構成している。17は前記成形ドラム11およびベルト層15の外側に配置されたタイヤ用ゴム層としてのトレッドであり、このトレッド17および前記ベルトプライ16は全体として、前述したベルト層15を構成する。
【００１２】
20は前記成形ドラム11の後方に設置された押出し機であり、この押出し機20からは幅狭の未加硫ゴムからなるリボン状のゴムストリップ21が成形ドラム11に向かって次々と押出される。そして、前記押出し機20から押出されたゴムストリップ21は、押出し機20と成形ドラム11との間に設置された３個のフリー回転するローラ22、23、24に順次接触しながら走行することで、所定量だけ伸ばされる。  
【００１３】
28は成形ドラム11の直後に設置された支持フレームであり、この支持フレーム28の上面には前後方向に延びる一対のガイドレール29が敷設され、これらのガイドレール29には該支持フレーム28の上方に設置された水平な下可動プレート30の下面に固定されている複数のスライドベアリング31が摺動可能に係合している。そして、この下可動プレート30は、図示していないねじ機構等の駆動機構から駆動力が付与されると、前記ガイドレール29にガイドされながら前後方向に移動し、成形ドラム11に接近離隔する。
【００１４】
34は前記下可動プレート30の上面に敷設されガイドレール29に直交する方向、ここでは成形ドラム11の軸線方向に延びる一対のガイドレールであり、これらのガイドレール34には前記下可動プレート30の上方に設置された水平な上可動プレート35の下面に固定されている複数のスライドベアリング36が摺動可能に係合している。そして、この上可動プレート35は、図示していないねじ機構等の駆動機構から駆動力が付与されると、前記ガイドレール34にガイドされながら成形ドラム11の軸線に沿って移動する。
【００１５】
40は下端が上可動プレート35に固定された上下方向に延びる一対の支持プレートであり、これらの支持プレート40には成形ドラム11の軸線に平行な軸線を有するステッチャーロール41が回転可能に支持されている。42は前記ステッチャーロール41の直上において支持プレート40に回転可能に支持された補助ローラであり、この補助ローラ42の軸線は前記ステッチャーロール41の軸線と平行である。そして、前記ローラ24を通過した後のゴムストリップ21はステッチャーロール41と補助ローラ42との間に供給されるため、成形ドラム11に供給されている途中のゴムストリップ21は補助ローラ42に転がり接触することになる。
【００１６】
ここで、前述のようにステッチャーロール41、補助ローラ42間に供給されたゴムストリップ21は、ステッチャーロール41に対する接触開始点近傍において補助ローラ42によりステッチャーロール41に押し付けられた後、ステッチャーロール41の周囲に掛け回される。その後、このゴムストリップ21が接触開始点から 略 1/4周離れた離反点近傍まで到達すると、該ゴムストリップ21はステッチャーロール41により成形ドラム11に押し付けられる。この結果、該ゴムストリップ21はステッチャーロール41から前記離反点（巻回点Ｋ）において離反する一方、該巻回点Ｋにおいて成形ドラム11（ベルト層15、ゴムストリップ21が間に介装されていることもある）の外側に圧着され、巻回が開始される。
【００１７】
このようにしてゴムストリップ21が成形ドラム11の外側に圧着されているとき、成形ドラム11を軸線回りに回転させるとともに、駆動機構により上可動プレート35、支持プレート40、ステッチャーロール41、補助ローラ42をガイドレール34に沿って成形ドラム11の軸方向に一体的に移動させると、ゴムストリップ21は成形ドラム11の軸方向に綾振られることになって、成形ドラム11の外側に螺旋状に巻回される。
【００１８】
このとき、成形ドラム11等の外径は、成形ドラム11の外側にベルト層15が貼付けられていることで、軸方向位置により異なっているため、駆動機構により下可動プレート30、上可動プレート35、ステッチャーロール41、補助ローラ42をガイドレール29に沿って一体的に前後方向に移動させ、ステッチャーロール41によってゴムストリップ21が常に成形ドラム11等に圧着されるようにする。
【００１９】
このようにして成形ドラム11の外側にゴムストリップ21が所定回数だけ巻回されると、成形ドラム11の外側にはゴムストリップ21からなる前記トレッド17が成形される。前述した駆動機構、下、上可動プレート30、35、支持プレート40、ステッチャーロール41は全体として、未加硫ゴムからなるゴムストリップ21を前記回転している成形ドラム11に綾振りながら供給し、該ゴムストリップ21を成形ドラム11の外側に螺旋状に巻回してタイヤ用ゴム層としてのトレッド17を成形する供給手段43を構成する。
【００２０】
ここで、前述のようにゴムストリップ21を成形ドラム11の外側に螺旋状に巻回することでトレッド17を成形しようとすると、このようなゴムストリップ21の巻回時にゴムストリップ21と成形ドラム11等との間にエアが巻き込まれることがあり、この場合には、タイヤ品質が低下する。
【００２１】
このため、押出し機20と成形ドラム11との間あるいは成形ドラム11の周囲に、この実施例では、ゴムストリップ21の成形ドラム11への巻回点Ｋ近傍、詳しくは巻回点Ｋより若干上流側に穿孔ローラとしての前記補助ローラ42を配置して、該補助ローラ42を成形ドラム11への供給時あるいは成形ドラム11に巻回済みのゴムストリップ21、この実施例では供給時のゴムストリップ21に転がり接触させるとともに、その外周に、半径方向に延び半径方向長Ｌがゴムストリップ21の厚さｔ以上である多数の穿孔針45をほぼ均一に設けている。
【００２２】
これにより、ゴムストリップ21が成形ドラム11に対して巻回される直前でステッチャーロール41と補助ローラ42との間を通過する際、これら穿孔針45は補助ローラ42の回転により該ゴムストリップ21に対し次々と押し込まれ、該ゴムストリップ21にその表裏面間を貫通する多数の貫通孔47を形成する。この結果、前述のようなゴムストリップ21の巻回時にゴムストリップ21と成形ドラム11等との間にエアが巻き込まれても、該エアは前述の貫通孔47を通じて外部に排出される。
【００２３】
これにより、タイヤ品質が向上するとともに、クラックの発生も効果的に抑制され、また、タイヤ赤道の両側でトレッド17の断面形状が近似し、タイヤユニフォミティが向上する。しかも、ゴムストリップ21の巻回時における巻きピッチの制限が緩やかとなって、巻回の自由度が高くなる。また、前述のように貫通孔47の形成をゴムストリップ21の成形ドラム11への巻回の直前に行うようにすれば、貫通孔47の潰れが効果的に抑制され、エアの排出が確実となる。さらに、穿孔針45を補助ローラ42の外周に設けるようにすれば、補助ローラ42の回転により穿孔針45を次々とゴムストリップ21に挿入して貫通孔47を形成することができ、作業能率が向上する。
【００２４】
ここで、前記穿孔針45は補助ローラ42側の基端から先端まで同一断面形状としているが、このようにすると、貫通孔47の断面積がいずれの深さ位置においても変化することがないため、エアの排出を確実とすることができる。また、前記穿孔針45は、図４に示すように、補助ローラ42側の基端から先端に向かって先細りとすることができ、この場合には、深い位置ほど貫通孔47の断面積が小となるため、穿孔針45のゴムストリップ21への挿入が容易となって、貫通孔47の形成を容易とすることができる。
【００２５】
そして、前記穿孔針45（貫通孔47）の断面形状は円形、楕円形、あるいは、四角形、六角形等の多角形とすることができる。また、前記穿孔針45は補助ローラ42の外周に碁盤目状に、あるいは、千鳥状に配置することができ、このような配置とすれば、ゴムストリップ21に形成される貫通孔47も同様に碁盤目状配列、あるいは千鳥状配列となる。
【００２６】
さらに、穿孔針45により形成された貫通孔47の断面積が、前述のように一定である場合、および、深さ位置により変化する場合のいずれにおいても、該貫通孔47の最小断面位置における断面積は 1〜 3mm2の範囲内であることが好ましい。その理由は、前記断面積が 1mm2未満であると、巻き込まれたエアの排出が不十分となることがあり、一方、 3mm2を超えると、加硫時のゴム流動不足に基づきベアー等が発生するおそれがあるが、前述の範囲内であると、加硫時のゴム流動不足に基づくベアー等の発生を抑制しながら、エアを確実に排出することができるからである。
【００２７】
また、前述した貫通孔47はゴムストリップ21に 1cm2当たり 1〜 5個だけ形成することが好ましい。その理由は、 1cm2当たりの貫通孔47の個数が 1個未満であると、巻き込まれたエアの排出が不十分となることがあり、一方、 1cm2当たり 5個を超えていると、加硫時のゴム流動不足に基づきベアー等が発生するおそれがあるが、前述の範囲内であると、加硫時のゴム流動不足に基づくベアー等の発生を抑制しながら、エアを確実に排出することができるからである。
【実施例２】
【００２８】
図５、６は、この発明の実施例２を示す図である。この実施例においては、補助ローラ42の外周を平滑な円筒面から構成する一方、ステッチャーロール50を穿孔ローラとしている。ここで、前記ステッチャーロール50の外周には半径方向に延びる多数のガイド孔51がほぼ均一に形成され、各ガイド孔51は半径方向外側部に位置する小径部52と、半径方向内側部に位置し小径部52より大径である大径部53とから構成されている。
【００２９】
54は前記小径部52と同径で円柱状を呈する穿孔針であり、これらの穿孔針54の半径方向内端には前記大径部53と同径のフランジ55が一体形成されている。そして、これらの穿孔針54、フランジ55は、穿孔針54が小径部52に摺動可能に係合し、フランジ55が大径部53に摺動可能に係合した状態でガイド孔51に半径方向に移動可能に挿入されている。また、前記フランジ55とガイド孔51の大径部53の底面との間にはスプリング56が介装され、この結果、穿孔針54、フランジ55はスプリング56の付勢力によりフランジ55が小径部52と大径部53との境界に設けられた段差に当接する位置まで半径方向外側に移動して停止している。
【００３０】
このときのステッチャーロール50の外周から穿孔針54の先端（半径方向外端）までの穿孔針54の突出量Ｐはゴムストリップ21の厚さｔより若干大きく、この結果、ゴムストリップ21がステッチャーロール50と補助ローラ42との間に到達すると、穿孔針54がゴムストリップ21に押し込まれ、該ゴムストリップ21にその表裏面間を貫通する前述と同様の貫通孔47が形成される。ここで、前記成形ドラム11に対するステッチャーロール50の押付け力がスプリング56の付勢力を上回っている場合には、穿孔針54が巻回点Ｋに到達したとき、成形ドラム11からの反力により穿孔針54、フランジ55はスプリング56を圧縮しながら半径方向内側に押し込まれる。
【００３１】
この結果、前記ステッチャーロール50（穿孔針54）は補助ローラ42に最も接近した位置においてゴムストリップ21に貫通孔47を形成し、一方、巻回点Ｋではゴムストリップ21を成形ドラム11に押し付けて圧着するという２つの役割を果たすことができる。ここで、前述したフランジ55をピストンとして用いるとともに、スプリング56の代わりに圧縮空気を使用したり、あるいは、大径部53内に作動油を充填するとともに、フランジ55自身またはフランジ55と大径部53との間に絞りを設け、これら大径部53、フランジ55をダッシュポットとして用いてもよい。なお、他の構成、作用は前記実施例１と同様である。
【実施例３】
【００３２】
図７は、この発明の実施例３を示す図である。この実施例においては、補助ローラ42の外周を平滑な円筒面から構成する一方、外周に前記穿孔針45と同様の穿孔針60が設けられた穿孔ローラ61を巻回点Ｋより成形ドラム11の回転方向前方で該成形ドラム11の周囲に配置している。ここで、この穿孔ローラ61は前記上可動プレート35に図示していないブラケットを介して取り付けられた押付け手段としての流体シリンダ63のピストンロッド64の先端に回転可能に支持されており、この結果、該穿孔ローラ61は成形ドラム11の周囲に巻回された直後のゴムストリップ21に転がり接触しながら回転することができる。
【００３３】
そして、このように穿孔ローラ61が巻回直後のゴムストリップ21に転がり接触すると、穿孔ローラ61の穿孔針60がゴムストリップ21に次々と押し込まれ、該ゴムストリップ21にその表裏面間を貫通する多数の貫通孔47が形成される。ここで、前記流体シリンダ63に供給される流体圧を調節すれば、穿孔ローラ61のゴムストリップ21に対する押付け力を調節することができ、この結果、ゴムストリップ21のゴム種、厚さ等に変更があったときにも、これに容易に対処して貫通孔47を確実に成形することができる。なお、他の構成、作用は前記実施例１と同様である。
【００３４】
なお、前述の実施例においては、ゴムストリップ21の成形ドラム11に対する巻回点Ｋ近傍に穿孔ローラとしての補助ローラ42、ステッチャーロール50および穿孔ローラ61を配置したが、この発明においては、穿孔ローラを押出し機20と成形ドラム11との間におけるゴムストリップ21の走行経路に接する位置、あるいは、成形ドラム11の周囲で該成形ドラム11に巻回されたゴムストリップ21に接する位置に配置すればよく、巻回点Ｋから遠く離れていてもよい。
【００３５】
また、前述の実施例においては、タイヤ用ゴム層がトレッド17であったが、この発明においては、タイヤゴム層は、クッションゴム、スキージーゴム、サイドトレッド等であってもよく、また、前記トレッドはキャップゴム層とベースゴム層との２層構造であってもよい。さらに、前述の実施例においては、拡縮可能な成形ドラム11にゴムストリップ21を巻回してタイヤ用ゴム層（トレッド17）を成形したが、この発明においては、外表面が空気入りタイヤの内表面と同一形状である成形ドラム（剛体コア）にゴムストリップを巻回してタイヤ用ゴム層を成形するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明は、ゴムストリップを螺旋状に巻回することでトレッド等のタイヤ用ゴム層を成形する産業分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の実施例１を示す一部破断概略正面図である。
【図２】その平面図である。
【図３】ゴムストリップに対する穿孔作業を説明する正面断面図である。
【図４】ゴムストリップに対する他の穿孔作業を説明する正面断面図である。
【図５】この発明の実施例２を示す図で、ゴムストリップに対する穿孔作業を説明する正面断面図である。
【図６】穿孔針近傍の正面断面図である。
【図７】この発明の実施例３を示す図で、ゴムストリップに対する穿孔作業を説明する正面断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
11…成形ドラム             17…タイヤ用ゴム層
21…ゴムストリップ         42…穿孔ローラ
43…供給手段               45…穿孔針
47…貫通孔                 63…押付け手段
【図１】
2007203566.tif 000003
【図２】
2007203566.tif 000004
【図３】
2007203566.tif 000005
【図４】
2007203566.tif 000006
【図５】
2007203566.tif 000007
【図６】
2007203566.tif 000008
【図７】
2007203566.tif 000009