(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤ成型ドラム（コアドラム）に貼り付けた後のゴムの収縮量を低減させるタイヤの製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】コアドラムの巻き取り速度Ｖ１と、ローラダイ１２の引き出し速度Ｖ２の速度差をなくすことで、コアドラムとローラダイ１２間でのゴムストリップ材に対するテンションをかけないようにする。また、巻き取り速度Ｖ１と引き出し速度Ｖ２を、押出速度Ｖ３よりも速くして、口金１５とローラダイ１２間のゴムストリップ材にテンションをかけて伸ばすことで、口金１５から押し出されたゴムストリップ材の断面積をさらに小さくする。口金１５からの押出速度Ｖ３は、従来の押出速度よりも大きいことから、上記引っ張り量は、Ｖ２／Ｖ３＜Ｖ２／Ｖ３’となり、本実施形態における引っ張り量及び収縮量を低減することができる。【選択図】図３
2009143165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機の口金から押し出されたゴム部材を引き出して支持体に巻き付けるタイヤの製造方法であって、
ゴム部材を前記口金から所定の押出速度で押し出す工程と、
押し出したゴム部材を前記所定の速度よりも速い速度で引き出す工程と、
引き出されたゴム材料を前記支持体に巻き付ける工程と、を備え、
前記支持体への巻き付け時のゴム部材の断面積をＳ１、前記口金の開口部断面積をＳ３としたとき、
Ｓ３／Ｓ１が３．５〜２．０となるよう前記口金からのゴム部材の押出速度及び前記引き出し速度を制御することを特徴とするタイヤの製造方法。
【請求項２】
押出機の口金から押し出されたゴム部材を引き出して支持体に巻き付けるタイヤの製造方法であって、
ゴム部材を前記口金から所定の押出速度で押し出す工程と、
押し出したゴム部材を前記所定の速度よりも速い速度で引き出す工程と、
引き出されたゴム材料を前記支持体に巻き付ける工程と、を備え、
前記支持体への巻き付け時のゴム部材の断面積をＳ１、前記口金の開口部断面積をＳ３としたとき、
Ｓ３／Ｓ１が３．３〜２．７となるよう前記口金からのゴム部材の押出速度及び前記引き出し速度を制御することを特徴とするタイヤの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤの製造方法において、
前記引き出す工程での前記ゴム部材を口金から引き出す速度と、前記巻き付ける工程での前記支持体に巻き付ける速度が同速度となるよう制御するタイヤの製造方法。
【請求項４】
ゴム部材を所定の断面形状で押し出す口金と、前記口金から押し出されたゴム部材を引き出す引出手段と、前記引出手段が引き出したゴム部材を巻き取る支持体と、を備えたタイヤの製造装置であって、
前記口金からゴム部材を押し出す速度及び前記引出手段が前記口金からゴム部材を引き出す速度を制御する制御手段と、を有し、
前記支持体への巻き付け時のゴム部材の断面積をＳ１、前記口金の開口部断面積をＳ３としたとき、前記制御手段は、Ｓ３／Ｓ１が３．５〜２．０となるよう前記押出速度と前記引き出し速度を制御することを特徴とするタイヤの製造装置。
【請求項５】
ゴム部材を所定の断面形状で押し出す口金と、前記口金から押し出されたゴム部材を引き出す引出手段と、前記引出手段が引き出したゴム部材を巻き取る支持体と、を備えたタイヤの製造装置であって、
前記口金からゴム部材を押し出す速度及び前記引出手段が前記口金からゴム部材を引き出す速度を制御する制御手段と、を有し、
前記支持体への巻き付け時のゴム部材の断面積をＳ１、前記口金の開口部断面積をＳ３としたとき、前記制御手段は、Ｓ３／Ｓ１が３．３〜２．７となるよう前記押出速度と前記引き出し速度を制御することを特徴とするタイヤの製造装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載されたタイヤの製造装置において、
前記制御手段が、前記引出手段が口金からゴム部材を引き出す速度と、前記支持体がゴム部材を巻き取る速度とが同速度となるよう制御するタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、口金からローラダイを介して押し出したゴムを、引っ張りながらドラムに巻き付けるタイヤの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤは、複数のタイヤ用のゴム部材から構成されており、例えばインナーライナー、トレッド部、サイドウォール部等の各部が、各々要求される特性に応じた未加硫ゴムによって形成されている。これらタイヤの各部を構成するゴム部材は、それぞれのゴム部材の断面形状に応じた口金（ダイ）を備えた押出機から未加硫ゴムを押し出して、例えばその押し出した未加硫ゴムを所定の長さにカットしたり、タイヤ成型ドラム上に巻き付けたりして形成される。
【０００３】
押出機でゴムをタイヤ成型ドラム上に巻き付けるとき、ダイから押し出したゴムを各ゴム部材に対応した所望の幅に形成するために、押出機のゴムの押出速度及びタイヤ成型ドラムへの巻き付け速度を制御し、ゴムにかかるテンションを調節して伸縮させることで、ゴムの幅を調整しながら巻き付けることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、このようにゴムにかかるテンションを調節しながらタイヤ成型ドラムに巻き付ける場合、テンションが掛かりすぎると、巻き付けた後のゴムの収縮が大きく各ゴム部材の形状が安定せず、所望の形状のタイヤが得られない場合がある。
【０００５】
そこで、上記ゴムに掛かるテンションを低減させて、ゴムの収縮を抑制しつつタイヤ成型ドラム（コアドラム）に巻き付けることも行われているが、上記押出速度と巻き付け速度との差を小さくして上記テンションを低減させると、ゴムの断面幅（断面積）が広がるため、このゴムを重ねてタイヤ成型ドラムへ貼り付けていく場合、ゴム部材の細部の形状を精度よく形成することが難しいという別の問題が生じる。
【特許文献１】特開２００６−３３５０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するために成されたもので、その目的は、巻き付け時におけるゴムの断面積が拡がるのを抑制しつつ、しかも簡易な構成でタイヤ成型ドラムに貼り付けた後のゴムの収縮量を低減させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の発明は、押出機の口金から押し出されたゴム部材を引き出して支持体に巻き付けるタイヤの製造方法であって、ゴム部材を前記口金から所定の押出速度で押し出す工程と、押し出したゴム部材を前記所定の速度よりも速い速度で引き出す工程と、引き出されたゴム材料を前記支持体に巻き付ける工程と、を備え、前記支持体への巻き付け時のゴム部材の断面積をＳ１、前記口金の開口部断面積をＳ３としたとき、Ｓ３／Ｓ１が３．５〜２．０となるよう前記口金からのゴム部材の押出速度及び前記引き出し速度を制御することを特徴とする。
本願の他の発明は、押出機の口金から押し出されたゴム部材を引き出して支持体に巻き付けるタイヤの製造方法であって、ゴム部材を前記口金から所定の押出速度で押し出す工程と、押し出したゴム部材を前記所定の速度よりも速い速度で引き出す工程と、引き出されたゴム材料を前記支持体に巻き付ける工程と、を有し、前記支持体への巻き付け時のゴム部材の断面積をＳ１、前記口金の開口部断面積をＳ３としたとき、Ｓ３／Ｓ１が３．３〜２．７となるよう前記口金からのゴム部材の押出速度及び前記引き出し速度を制御することを特徴とする。
また、本願の他の発明は、ゴム部材を所定の断面形状で押し出す口金と、前記口金から押し出されたゴム部材を引き出す引出手段と、前記引出手段が引き出したゴム部材を巻き取る支持体と、を備えたタイヤの製造装置であって、前記口金からゴム部材を押し出す速度及び前記引出手段が前記口金からゴム部材を引き出す速度を制御する制御手段と、を有し、前記支持体への巻き付け時のゴム部材の断面積をＳ１、前記口金の開口部断面積をＳ３としたとき、前記制御手段は、Ｓ３／Ｓ１が３．５〜２．０となるよう前記押出速度と前記引き出し速度を制御することを特徴とする。
さらに、本願の他の発明は、ゴム部材を所定の断面形状で押し出す口金と、前記口金から押し出されたゴム部材を引き出す引出手段と、前記引出手段が引き出したゴム部材を巻き取る支持体と、を備えたタイヤの製造装置であって、前記口金からゴム部材を押し出す速度及び前記引出手段が前記口金からゴム部材を引き出す速度を制御する制御手段と、を有し、前記支持体への巻き付け時のゴム部材の断面積をＳ１、前記口金の開口部断面積をＳ３としたとき、前記制御手段は、Ｓ３／Ｓ１が３．３〜２．７となるよう前記押出速度と前記引き出し速度を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、タイヤ成型ドラムに貼り付けた後のゴムの収縮量を低減させることができ、安定して所望の形状のゴム部材及びタイヤを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の１実施形態について、添付した図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るタイヤ製造装置の斜視図である。
このタイヤ製造装置は、タイヤ成型機１と、押出機１０とから構成されている。
タイヤ成型機１は、駆動機構を収納した基台２と、基台の一方の側部から水平に延び上記駆動機構で駆動される回転軸３と、回転軸３の端部に設けられた支持体であるトロイダル形状のコアドラム（積層盤）４とから成っている。
押出機１０は、口金をコアドラム４に向けて配置されており、ホッパー１１に投入されたゴム部材（フィードゴム）を口金より帯状に成型してゴムストリップ材１３として押出し、コアドラム４に向けて供給する。
また、コアドラム４と押出機１０の口金との間には、口金から押し出されたゴムストリップ材１３を引き出して、ゴムストリップ材１３をコアドラム４に押圧すると共に、その断面形状を調節する本願発明の引出手段の実施形態であるローラダイ１２が設けられている。
【００１０】
押出機１０は、ローラダイ１２とともに、コアドラム４の回転中心軸方向（図中Ｘ方向）及び回転中心軸方向と直角方向（図中Ｙ方向）に移動でき、また鉛直軸（Ｘ及びＹ方向に対して直角方向の軸）を中心にθ方向に回動して押出す向きを変えることができる。
従って、押出機１０は、位置及び向きを変更することで、コアドラム４の外周面から側面までゴムストリップ材１３を供給し、螺旋状に巻き付けることができる。
【００１１】
成型装置１は、コアドラム４を回転させるドラム駆動モータなどの駆動機構を備えており、押出機１０は、ゴムを押し出すためのスクリューを回転する押出用モータ及び押出機１０の位置及び向きを変更する移動を行うための移動モータを備えている。これらの各モータを制御するためのコンピュータによる制御装置３０が設けられており、制御装置３０は、ドラム回転モータドライバ３１、押出モータドライバ３２、移動モータドライバ３３に各制御信号を出力し、各ドライバは上記各モータを駆動制御する。
【００１２】
図２は、ビードフィラーの製造に用いる押出機１０の口金部分及びコアドラムの巻き付け部分の拡大図である。
ホッパー１１に投入されたフィードゴムは、図示しないスクリュー及びギアポンプによって定量ずつ口金１５から押し出される。押し出されたゴムは、回転するローラダイ１２及びコアドラム４によって、コアドラム４の側面に巻き付けられ、ビードフィラーが製造される。
【００１３】
ここで、本実施形態では、製造するタイヤのゴム部材（例えば、ビードフィラーなど）の細部の形状を精度よく形成できるようにするために、押出機１０の口金１５の開口部断面積を小さくして、押し出すゴムの断面積（断面幅）を従来よりも小さくしている。
即ち、従来装置の口金の開口部断面積をＳ３’、押出速度（単位時間当たりに押し出すストリップゴム材の長さ）をＶ３’とし、本実施形態の押出機１０の口金１５の開口部断面積をＳ３、押出速度をＶ３とすると、単位時間当たりのゴム押出量（ｃｃ／ｍｉｎ）は口金の開口部断面積（ｃｍ２）に押出速度（ｍ／ｍｉｎ）を乗じた値であることから、単位時間当たりのゴム押出量を従来装置と本実施形態の押出機１０とで同量とした場合、
Ｓ３’×Ｖ３’＝Ｓ３×Ｖ３            ・・・（１）
であり、ここでＳ３＜Ｓ３’であると、
Ｖ３＞Ｖ３’                ・・・（２）
となる。即ち、本実施形態の押出機１０は、従来に比して押出速度が速くなる。
【００１４】
図３は、本実施形態におけるコアドラム４の巻き取り速度（ｍ／ｍｉｎ）、ローラダイ１２の引き出し速度（ｍ／ｍｉｎ）及び口金１５からのゴム押出速度（ｍ／ｍｉｎ）の関係を説明する図である。
コアドラム４の巻き取り速度（ｍ／ｍｉｎ）をＶ１、ローラダイ１２の引き出し速度（ｍ／ｍｉｎ）をＶ２、口金１５からのゴム押出速度（ｍ／ｍｉｎ）を上述したようにＶ３として、Ｖ１＝Ｖ２として同速度で巻き取る。即ち、コアドラム４の巻き取り速度とローラダイ１２の引き出し速度との速度差をなくすことで、コアドラム４とローラダイ１２間でのゴムストリップ材１３に対するテンションをかけないようにしている。
【００１５】
また、従来と同様にコアドラム４の巻き取り速度Ｖ１とローラダイ１２の引き出し速度Ｖ２を、押出速度Ｖ３よりも速くして、口金１５とローラダイ１２間のゴムストリップ材１３にはテンションをかけて伸ばすことで、従来よりも開口部断面積を小さくした口金１５から押し出されたゴムストリップ材１３の断面積をさらに小さくする。
ここで、口金１５とローラダイ１２間におけるゴムストリップ材１３にかかるテンションにより、ゴムストリップ材１３がローラダイ１２に引っ張られる度合いは、
Ｖ２／Ｖ３                  ・・・（３）
で表すことができる。この値をここでは引っ張り量という。
この引っ張り量が大きいほど、ゴムストリップ材１３をコアドラム４に巻き付けた後の収縮する量が大きい。
【００１６】
ここで、上述したように、従来よりも開口部断面積を小さくした口金１５からの押出速度Ｖ３は、従来の押出速度Ｖ３’よりも大きいことから（式（２）参照）、従来装置におけるコアドラム及びローラダイの巻き取り速度を本実施形態における巻き取り速度と同速度にした場合の、従来装置と本実施形態の装置との引っ張り量の関係は、
Ｖ２／Ｖ３＜Ｖ２／Ｖ３’          ・・・（４）
となる。
従って、本実施形態における引っ張り量を従来のものよりも低減することができ、この引っ張りに起因するコアドラム４に巻き付けた後のゴムストリップ材１３の収縮を抑制することができる。
【００１７】
以上の手順でコアドラム４にゴムを巻き付けて形成したビードフィラーは、同様の方法で形成されたその他のゴム部材（カーカス、トレッド部など）とともに、その後加硫機にて加硫されて製品タイヤになる。
なお、上記口金１５のサイズは、開口部断面積が小さくなることによる圧力上昇とゴム詰まりの虞、及びコアドラム４に巻き付けるときのゴムの断面積を考慮して決定する。即ち、上記コアドラム４に巻き付けるときのゴムの断面積をＳ１としたとき、口金１５の開口部断面積Ｓ３とゴムの断面積Ｓ１との関係は、Ｓ３／Ｓ１が３．５〜２．０、特に３．３〜２．７となるように、口金１５のサイズを調節し、口金１５の押出速度とローラダイ１２の引き出し速度を制御することが望ましい。
【００１８】
（実施例）
本発明の効果を確認するため、本発明における実施品である口金（以下、口金ａという）を用いたタイヤ製造装置（以下、タイヤ製造装置ａという）と、従来の比較品である口金（以下、口金ｂという）を用いたタイヤ製造装置（以下、タイヤ製造装置ｂという）とで上記引っ張り量を比較する。
本実施例では、口金ａの開口面積を０．２ｃｍ２、口金ｂの開口面積を０．０４ｃｍ２とし、両タイヤ製造装置ａ，ｂともに単位時間当たりのゴム押出量は同一である。
また、口金ａの押出速度をＶ３ａ（ｍ／ｍｉｎ）、口金ｂの押出速度をＶ３ｂ（ｍ／ｍｉｎ）とし、両タイヤ製造装置ａ，ｂの、コアドラム及びローラダイの巻き取り速度（Ｖ１及びＶ２）は同一とする。
【００１９】
各タイヤ製造装置ａ，ｂのゴムの押出量が同一であるから、上記式（１）より、
０．０４×Ｖ３ａ＝０．２×Ｖ３ｂ        ・・・（５）
であり、また上記式（３）より、タイヤ製造装置ａの引っ張り量はＶ２／Ｖ３ａ、タイヤ製造装置ｂの引っ張り量はＶ２／Ｖ３ｂとなる。従って、タイヤ製造装置ｂに対するタイヤ製造装置ａの引っ張り量の比は、
Ｖ３ｂ／Ｖ３ａ                ・・・（６）
であることから、式（５）と式（６）により、Ｖ３ｂ／Ｖ３ａ＝０．２となる。
以上より、タイヤ製造装置ａの引っ張り量は、従来のタイヤ製造装置ｂに比して８０％低減されることがわかった。
【００２０】
（形状変化量測定試験）
上記口金ａ、ｂを用いてゴムをコアドラム４に巻き付けてビードフィラーを形成した後、ビードフィラーを積層板から剥がし取り、それぞれのゴムの収縮によって生じる湾曲量（形状変化量）を計測した。なお、この試験は異なる物性を有する２種のゴム（ゴム（１）、ゴム（２））に対して行った。
【００２１】
図４は、本試験の結果を示したグラフ（図）である。
本グラフは、縦軸に湾曲量（ｍｍ）、横軸にゴムを剥がし取ってからの経過時間（秒）を示している。
図示のように、同種のゴムにおいての比較では、本発明の実施品である口金ａにて押し出したゴムの湾曲量は常に比較品である口金ｂにて押し出したゴムの湾曲量以下に抑えられている。
また、経過時間が３０秒の時点では、口金ａと口金ｂとの湾曲量の差が最も大きく、口金ａにて押し出したゴム（１）の湾曲量は、従来の口金ｂにて押し出したゴム（１）の湾曲量に比して１０％〜１５％程度抑制され、ゴム（２）に関しては２５％程度抑制されている。
【００２２】
以上で説明したように、本実施形態のタイヤ製造装置は、口金１５を従来よりも開口部断面積を小さくしただけで、引っ張り量を低減できると共に、ゴムの収縮も抑制することができる。
また、従来のコアドラム４及びダイローラ１２の巻き取り速度（Ｖ１及びＶ２）を変更していないため、ゴム押出量を従来装置と本実施形態の押出機１０とで同量とすれば、コアドラム４へのゴムの貼付に要する時間は従来と変わらない。
本発明は、あらゆる引っ張り貼り付け製法及び部材に適用することができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、ゴムストリップ材を用いているが、これを所定の長さに切断してリボン状にしたものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係るタイヤ製造装置の斜視図である。
【図２】押出機の口金部分及びコアドラムの巻き付け部分の拡大図である。
【図３】コアドラム及びローラダイの巻き取り速度、口金からのゴム押出速度の関係を説明する図である。
【図４】形状変化量測定試験の結果を示したグラフ（図）である。
【符号の説明】
【００２５】
１・・・成型装置、２・・・基台、３・・・回転軸、４・・・コアドラム、１０・・・押出機、１１・・・ホッパー、１２・・・ローラダイ、１３・・・ゴムストリップ材、１５・・・口金、３０・・・制御装置、３１・・・ドラム回転モータドライバ、３２・・・押出モータドライバ、３３・・・移動モータドライバ。
【図１】
2009143165.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009143165.tif 000005
【図４】
2009143165.tif 000006