JP2006335022A - ゴムストリップ積層成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産効率を向上させるとともに積層成形部材の所望の形状を精度良く成形することができるゴムストリップ積層成形方法を供する。
【解決手段】 押出機15の口金から押出されたゴムストリップ材１を回転するコアドラム13に部分的に重ねながら巻き付けて積層成形部材２を成形するゴムストリップ積層成形方法において、押出機15のゴムストリップ材１の押出し速度Ｖｅとコアドラム13のゴムストリップ材１の巻付け速度Ｖｄの速度比Ｖｄ／Ｖｅを、積層成形部材２を形成する巻付け箇所に応じて変更するゴムストリップ積層成形方法。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ゴムストリップ材をコアドラムに巻き付け積層成形部材を成形する方法に関する。

このゴムストリップ積層成形方法としては、ゴムストリップ材をタイヤ成形ドラムに巻き付けてタイヤ構成部材を直接成形する方法が既に提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。

特開２００３−３２６６１２号公報

従来、タイヤ構成部材を成形する場合に、押出機のゴムストリップ材の押出し速度とタイヤ成形ドラムの巻付け速度の速度比を一定にして安定した所定形状のゴムストリップ材をタイヤ成形ドラムに供給するようにしている。

前記特許文献１は、射出成形機（押出機）による射出初期における押出しゴム部材のシュリンク等の課題を解決すべく射出成形機の射出速度およびタイヤ成形ドラムの回転速度（巻付け速度）を複数の段階を経てそれぞれ上昇させる制御を行っているが、これも射出初期の段階から押出しゴム部材を安定してタイヤ成形ドラムに巻き付けるようにするためであり、この射出初期を過ぎれば、射出速度とタイヤ成形ドラムの回転速度の速度比は一定にして安定した所定形状のゴムストリップ材をタイヤ成形ドラムに供給するようにしている。

このように従来は、一定形状のゴムストリップ材をコアドラムに巻き付け積層成形部材を成形していたので、ゴムストリップ材の幅を狭くすれば、積層成形部材の所望の形状を精度良く成形することができるが、積層される層数（巻き付け回転数）が過多となり生産効率が極めて悪くなる。

他方、ゴムストリップ材の幅を広く形成すれば、積層される層数は少なくてすみ生産効率は良いが、積層成形部材の所望の形状を精度良く成形することはできない（図４参照）。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、生産効率を向上させるとともに積層成形部材の所望の形状を精度良く成形することができるゴムストリップ積層成形方法を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、押出機の口金から押出されたゴムストリップ材を回転するコアドラムに部分的に重ねながら巻き付けて積層成形部材を成形するゴムストリップ積層成形方法において、前記押出機のゴムストリップ材の押出し速度と前記コアドラムのゴムストリップ材の巻付け速度の速度比を、前記積層成形部材を形成する巻付け箇所に応じて変更するゴムストリップ積層成形方法とした。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のゴムストリップ積層成形方法において、前記押出機のゴムストリップ材の押出し速度を一定とし、前記コアドラムのゴムストリップ材の巻付け速度を変更することで、前記速度比を変更することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、押出機から押出されローラダイにより形成されたゴムストリップ材を回転するコアドラムに部分的に重ねながら巻き付けて積層成形部材を成形するゴムストリップ積層成形方法において、前記ローラダイの回転速度を、前記積層成形部材を形成する巻付け箇所に応じて変更するゴムストリップ積層成形方法である。

請求項１記載のゴムストリップ積層成形方法によれば、押出機のゴムストリップ材の押出し速度と前記コアドラムのゴムストリップ材の巻付け速度の速度比を、前記積層成形部材を形成する巻付け箇所に応じて変更するので、積層成形部材の巻付け箇所によってゴムストリップ材の幅を最適幅に制御して巻き付けることで、少ない積層数で生産効率を向上させるとともに積層成形部材の所望の形状を精度良く成形することができる。

請求項２記載のゴムストリップ積層成形方法によれば、ゴムストリップ材の押出し速度を一定とし、巻付け速度を変更することで、速度比を変更するので、制御が容易で押出機を安定して駆動できる。

請求項３記載のゴムストリップ積層成形方法によれば、ローラダイの回転速度を、積層成形部材を形成する巻付け箇所に応じて変更するので、積層成形部材の巻付け箇所によってゴムストリップ材の幅を最適幅に制御して巻き付けることで、少ない積層数で生産効率を向上させるとともに積層成形部材の所望の形状を精度良く成形することができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図３に基づいて説明する。
本実施の形態は、ゴムストリップ材をコアドラムに巻き付けてタイヤ構成部材を直接成形する方法に係るものであり、図１にその成形装置10の概略斜視図を示す。

基台11から回転軸12が突出して、回転軸12に支持体であるトロイダル形状のコアドラム13が一体に設けられ、基台11に設けられたドラム回転モータにより回転軸12とともにコアドラム13は回転する。

このコアドラム13に口金16を向けて押出機15が配設されている。
押出機15は、投入されたゴム材料を口金16より帯状に成形してゴムストリップ材１として押出し、コアドラム13に向けて供給する。
供給されたゴムストリップ材１は、貼付ローラ17によってコアドラム13上に押圧されながら巻き付けられる。

押出機15自体は、貼付ローラ17と一体に、コアドラム13の回転中心軸方向（Ｘ方向）に移動することができるとともに、回転中心軸方向と直角方向（Ｙ方向）にも移動でき、また鉛直軸を中心にθ方向に回動して押出し向きを変えることができ、トロイダル形状のコアドラム13の外周面から側面までゴムストリップ材１を供給し貼り付け螺旋状に巻き付けることができる。

前記ドラム回転モータおよび押出機15のスクリューを回転する押出モータ、さらに押出機15の種々の移動を行う各移動モータは、コンピュータによる制御装置20によって制御され、制御装置20の各制御信号はドラム回転モータドライバ21，押出モータドライバ22，移動モータドライバ23に出力されて各ドライバによって各モータが駆動制御される。

いま、コアドラム13上でタイヤ構成部材の１つトレッド部材２を積層成形する場合について説明する。
コアドラム13は、周速度である巻付け速度Ｖｄで回転し、押出機15は、制御装置20に制御されて主にコアドラム13の回転中心軸方向（Ｘ方向）に移動しながら押出し速度Ｖｅで押出されるゴムストリップ材１を部分的に重ねてコアドラム13の主に外周面上に螺旋状に巻き付けていく（図２参照）。

コアドラム13の巻付け速度Ｖｄに対する押出機15の回転中心軸方向（Ｘ方向）の移動速度を制御することによりゴムストリップ材１を部分的に重なるようにし、その重なり程度も調整して螺旋状に巻き付けてコアドラム13上に積層成形部材である円筒状のトレッド部材２を形成する。

制御装置20は、図３に２点鎖線で示す所要のトレッド断面形状を得るための積層パターンを予め決定し、この積層パターンに従ってゴムストリップ材１が巻き付けられるように制御する。

ここで、本実施の形態では、押出機15の押出し速度Ｖｅに対するコアドラム13の巻付け速度Ｖｄの速度比Ｖｄ／Ｖｅを、トレッド部材２の形成しようとしている巻付け箇所に応じて変更制御している。

実際には、押出機15の押出し速度Ｖｅは一定にしてコアドラム13の巻付け速度Ｖｄを変更している。
押出機15の押出し速度Ｖｅを一定にしているので、押出機15を安定して駆動することができ、またコアドラム13の巻付け速度Ｖｄを変更しているので、巻付け箇所に応じた制御が容易にできる。

なお、巻付け速度Ｖｄを一定にして押出し速度Ｖｅを変更してもよいし、場合によっては双方を変更することで速度比Ｖｄ／Ｖｅを制御してもよい。
いずれにしても速度比Ｖｄ／Ｖｅは、常に１以上の値に示すように制御される。

速度比Ｖｄ／Ｖｅが大きいと、ゴムストリップ材１は押出機15と貼付ローラ17との間で伸長の度合が大きく幅狭となってコアドラム13に貼り付けられ、逆に速度比Ｖｄ／Ｖｅが小さいと、ゴムストリップ材１は押出機15と貼付ローラ17との間で伸長の度合が小さく幅広に維持されてコアドラム13に貼り付けられる。

図３に２点鎖線で示すように、トレッド部材２の断面形状は、中央部分が平坦な形状をしているが、左右側縁部が特殊な形状であり、成形の難しい箇所である。
本実施の形態では、このトレッド部材２の左右側縁部を形成するため巻き付ける段階で
コアドラム13の巻付け速度Ｖｄを速くし（速度比Ｖｄ／Ｖｅを大きくし）、幅狭としたゴムストリップ材１を徐々に幅を広くしながらコアドラム13に巻き付け積層することにより、図３に示すように所要のトレッド部材２の側縁部形状を精度良く成形することができる。

トレッド部材２の一方の側縁部が形成され平坦部に入る段階で、コアドラム13の巻付け速度Ｖｄが遅く（速度比Ｖｄ／Ｖｅが小さく）なった状態で、幅広となったゴムストリップ材１を、一定幅広を維持したままコアドラム13に巻き付け中央平坦部を積層成形する。

このトレッド部材２の中央平坦部が終わり、他方の側縁部に入ると、今度は逆にコアドラム13の巻付け速度Ｖｄを徐々に速くし（速度比Ｖｄ／Ｖｅを大きくし）、幅狭となっていくゴムストリップ材１をコアドラム13に巻き付け積層することで、トレッド部材２の他方の所要の側縁部形状を精度良く成形することができる。

最も幅狭としたゴムストリップ材１を全ての巻き付け段階で用いれば、所要のトレッド断面形状を同じように精度良く成形することができるが、ゴムストリップ材１の積層数が多くなり、生産効率が悪くなるが、本実施の形態のように、トレッド部材２の形成しようとしている巻付け箇所に応じて速度比Ｖｄ／Ｖｅを変更しゴムストリップ材１の幅を調整することで、少ない積層数で生産効率を向上させるとともにトレッド部材２の所望の形状を精度良く成形することができ、外観に優れて製品タイヤの商品性を向上させることができる。

なお、幅広のゴムストリップ材１を全ての巻き付け段階で用いると、生産効率は向上するが、図４に示すように、トレッド部材の側縁部において所望の断面形状を高い精度で得ることができず、トレッド表面が粗くなり、クラックが生じたり、ゴムストリップ材１の端が突出したりし、製品の外観が劣り商品性が低下する。

ここに、図３および図４のトレッド部材の成形途中の部分断面図は、説明を分かり易くするためにゴムストリップ材を大分誇張して図示している。

本実施の形態では、トレッド部材２を成形したが、その他インナライナーやサイドウオールなどのタイヤ構成部材、さらには種々のゴム円環部材を精度良く効率的に成形することができる。

次に、ローラダイによりゴムストリップ材が形成される押出機を用いた実施の形態について図５に示し説明する。
押出機50の押出出口に近接してローラダイ51が設けられており、ローラダイ51により所要形状のゴムストリップ材１が形成される。

ローラダイ51の前方にコアドラム55が位置し、ローラダイ51から供給されたゴムストリップ材１は、貼付ローラ52により回転するコアドラム55に押圧されて螺旋状に巻き付けられる。

ここに、ローラダイ51の回転速度Ｖｒを変更すると、コアドラム13の巻付け速度Ｖｄ（Ｖｒより速い一定速度）との関係で、ゴムストリップ材１の伸長の度合が変化してゴムストリップ材１が変形する。

ローラダイ51の回転速度Ｖｒを増速すると、ゴムストリップ材１は伸長の度合が小さく幅広に形成され、回転速度Ｖｒを減速すると、ゴムストリップ材１は伸長の度合が大きく幅狭に形成される。

したがって、積層成形部材の形成しようとしている巻付け箇所に応じてローラダイ51の回転速度Ｖｒを変更しゴムストリップ材１の幅を調整することで、少ない積層数で生産効率を向上させるとともにトレッド部材２の所望の形状を精度良く成形することができ、外観に優れて製品タイヤの商品性を向上させることができる。

本実施の形態に係る成形装置の概略斜視図である。 同要部側面図である。 トレッド部材の成形途中の部分断面図である。 従来のゴムストリップ積層成形方法によるトレッド部材の成形途中の部分断面図である。 別の実施の形態に係る成形装置の要部側面図である。

符号の説明

１…ゴムストリップ材、２…トレッド部材、
10…成形装置、11…基台、12…回転軸、13…コアドラム、15…押出機、16…口金、17…貼付ローラ、
20…制御装置、21…ドラム回転モータドライバ、22…押出モータドライバ、23…移動モータドライバ、
50…押出機、51…ローラダイ、52…貼付ローラ、55…コアドラム。

Claims (3)

1. 押出機の口金から押出されたゴムストリップ材を回転するコアドラムに部分的に重ねながら巻き付けて積層成形部材を成形するゴムストリップ積層成形方法において、
   前記押出機のゴムストリップ材の押出し速度と前記コアドラムのゴムストリップ材の巻付け速度の速度比を、前記積層成形部材を形成する巻付け箇所に応じて変更することを特徴とするゴムストリップ積層成形方法。
2. 前記押出機のゴムストリップ材の押出し速度を一定とし、前記コアドラムのゴムストリップ材の巻付け速度を変更することで、前記速度比を変更することを特徴とする請求項１記載のゴムストリップ積層成形方法。
3. 押出機から押出されローラダイにより形成されたゴムストリップ材を回転するコアドラムに部分的に重ねながら巻き付けて積層成形部材を成形するゴムストリップ積層成形方法において、
   前記ローラダイの回転速度を、前記積層成形部材を形成する巻付け箇所に応じて変更することを特徴とするゴムストリップ積層成形方法。

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