JP7176930B2 - ゴム材料を供給する装置及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、ベルト等のゴム部材を供給する装置及び方法に関する。

空気入りタイヤの製造工程には、シート状の各種ゴム材料を成形ドラム上で貼り合わせることにより生タイヤを成形する工程がある。各種ゴム材料は、前工程で所定寸法に成形され、個別にボビンに巻き取られた後、成形工程においてボビンから引き出されて成形ドラムに供給される。

日本国特許公開２０１７－４２９１５号公報には、ボビンが慣性により回転し過ぎてゴム材料が必要以上に引き出されることを防止するために、ボビンの回転軸に減圧弁を用いたブレーキを設け、一定のブレーキ圧を掛けてボビンの回転を制御しながら引き出して貼り付けを行うとの記載がある。この文献では、ゴム材料の残量に応じてブレーキ圧を制御するとの記載がある。具体的には、巻き始めのゴム材料が多いときはブレーキ圧を強くし、巻き終わりのゴム材料が少ないときはブレーキ圧を低くするとのことである。

特開２０１７－４２９１５号公報

ところで、近年、スーパーシングルと呼ばれるタイヤ幅の広い重荷重用タイヤが開発されている。この種の重荷重用タイヤは、コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が１０度以下のコードを有するベルトが用いられる。このベルトは、従来のベルトに比べて非常に長く、巻き付け始端及び巻き付け終端が先細形状である。例えばボビンの減圧弁のブレーキ圧が一定であれば、巻き始め及び巻き終わりにおいてベルトにテンションを掛けてしまうと、延びてしまうおそれがある。かといって、ブレーキ圧を低く設定すれば、幅が大きい部位を引き出す時に必要以上に引き出され、トラブルの原因となる。

本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、巻き付け始端及び巻き付け終端が先細形状であるシート状のゴム材料を適切に成形ドラムに供給可能なゴム材料を供給する装置及び方法を提供することである。

本開示のゴム材料を供給する装置は、
巻き付け始端及び巻き付け終端が先細形状であるシート状のゴム材料が巻き取られ、ブレーキ機構を有するボビンと、
前記ボビンから成形ドラムに前記ゴム材料を供給するために前記ブレーキ機構に付与するブレーキ圧を制御するブレーキ圧制御部と、を備え、
前記ブレーキ圧制御部は、前記成形ドラムに繰り出されている前記ゴム材料の幅に応じて前記ブレーキ圧を制御するように構成されている。

このように、巻き付け始端及び巻き付け終端が先細形状であるシート状のゴム材料の幅に応じてボビンのブレーキ圧を制御するので、ゴム材料が延びてしまうことや必要以上に引き出されるといった不具合を防止又は抑制することが可能となる。

ゴム材料を供給する装置及び成形ドラムを示す図 ゴム材料としてのベルトを有する空気入りタイヤの構成を示す図 ベルトの平面図及び成形ドラムに巻き付けた状態のベルトの突合せ部の位置を示す図 ブレーキ圧の変化を示す図 ブレーキ圧の変化の変化例を示す図

以下、本開示の一実施形態を、図面を参照して説明する。

［空気入りタイヤの構造］
本実施形態のゴム部材を成形ドラム３へ供給する装置及び方法について説明する。本実施形態では、ゴム部材として、図２に示す空気入りタイヤを構成するベルト９３を例に挙げて説明するが、これに限定されない。例えば、ゴム部材の巻き付け始端及び巻き付け終端が先細形状であるシート状であれば、適用可能である。

まず、ベルト９３を有する空気入りタイヤの構造について説明する。図２に示すように、空気入りタイヤは、図示しない一対のビード部に巻き上げられ且つタイヤ赤道ＣＬを通る少なくとも１枚のカーカスプライ９０と、カーカスプライ９０のタイヤ径方向外側ＲＤ１に順に設けられる複数のベルト９１、９２、９３、９４、９５と、複数のベルトのタイヤ外側に配置されるトレッドゴム９６と、を有する。各ベルトは、タイヤ周方向に対して傾斜するコードを有する。本実施形態の装置１で供給されるベルト９３は、他のベルトに比べて、コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が最も小さい。ベルト９３は、タイヤ径方向内側から外側に向けて３番目のベルトである。図３に示すように、ベルト９３のコードのタイヤ周方向ＣＤに対する傾斜角度θは、０度を超えて且つ１０度以下であることが好ましい。本実施形態では、約６．５度であるが、これに限定されない。このように、コードの周方向ＣＤに対する傾斜角度θが鋭角であるため、ベルト９３の巻き付け始端９３ａ及び巻き付け終端９３ｂが先細形状となる。

空気入りタイヤの製造方法は、図１及び図３に示すように、成形ドラム３に、一番目のベルト９１を巻き付け、その後、二番目のベルト９２を巻き付け、その後、３番目のベルト９３を巻き付ける工程を有する。図１では、ベルト９３のみを図示している。図3に示すように、ベルト９３は、巻き付け始端９３ａと巻き付け終端９３ｂとを重ねずに突合せて巻き付けられる。図３に示すように、成形ドラム３上のベルト９３の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）は、一つであり、周方向ＣＤに連続している。成形ドラム３上の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）の位置は、始点を０度として、終点が２７０度以上且つ４５０度以内にあればよく、更に、終点が３１５度以上４０５度以下にあることが好ましい。また、同図に示すように、ベルト９３の突合せ部（９３ａ，９３ｂ）の周方向ＣＤに沿った長さＬ１は２５５８ｍｍであり、ベルト９３の周方向ＣＤに沿った長さＬ２は５５２３ｍｍである。よって、ベルト９３の周方向ＣＤに沿った全長Ｌ２に対する突合せ部（９３ａ，９３ｂ）の長さＬ１の比（Ｌ１×２／Ｌ２）は、約９２．６％である。勿論、これに限定されず、８０％以上であればよいし、更に９０％以上であることが好ましい。

［ゴム部材を供給する装置］
図１に示すように、本実施形態の装置１は、ブレーキ機構２０を有するボビン２と、ボビン２から成形ドラム３にゴム材料（ベルト９３）を供給するためにブレーキ機構２０に付与するブレーキ圧を制御するブレーキ圧制御部４と、を有する。

ボビン２は、巻き付け始端９３ａ及び巻き付け終端９３ｂが先細形状であるシート状のゴム部材（ベルト９３）が巻き付けられる。ブレーキ機構２０は、減圧弁を用いたブレーキで、ブレーキ圧を付与することによりブレーキ圧に応じたブレーキ力をボビン２に与える。

ブレーキ圧制御部４は、成形ドラム３に繰り出されているゴム材料（ベルト９３）の幅に応じてブレーキ圧を制御するように構成されている。具体的には、図４は、縦軸がブレーキ圧［Ｍｐａ］であり、横軸が成形ドラム３に到達するゴム部材（ベルト９３）の位置である。図４に示すように、ベルト９３の幅が細い巻き付け開始時点及び巻き付け終了時点のブレーキ圧が相対的に低く、ベルト９３の幅が太い巻き付け開始時点と終了時点の中間時点のブレーキ圧が相対的に高くなるようにしている。すなわち、巻き付け開始から巻き付け終了に至るまでに、ブレーキ圧は、第１圧Ｐ１、第１圧Ｐ１よりも大きな第２圧Ｐ２、第２圧Ｐ２よりも小さな第３圧Ｐ３という順序で少なくとも複数段階変化する。本実施形態では、ベルト９３の幅が巻き付け始め側と終了側とで対称に変化するので、第１圧Ｐ１と第３圧Ｐ３を一致させているが、これに限定されない。第１圧Ｐ１と第３圧Ｐ３が一致していなくてもよい。本実施形態では、第１圧Ｐ１と第３圧Ｐ３が一致しているので、ブレーキ圧の変化は二段階であるが、これに限定されない。例えば、三回以上の段階で変かさせてもよい。本実施形態では、第１圧Ｐ１及び第３圧Ｐ３が０．０１Ｍｐａであり、第２圧Ｐ２が０．０２Ｍｐａである。この数値は一例であり、適宜変更可能である。

図５は変形例を示す。図５に示すように、ブレーキ圧が、第１圧Ｐ１から第２圧Ｐ２へ即時に切り替え、第２圧Ｐ２から第３圧Ｐ３へ即時に切り替えてもよい。しかし、ブレーキ圧を急激に切り替えれば振動が生じるため、振動及び振動による悪影響を許容できるか、圧力差が小さく振動による悪影響がでないのでれば、図５に示すようにブレーキ圧を即時にきりかえてもよい。

本実施形態では、ブレーキ圧の切り替えによる悪影響を抑制又は防止するために、図４に示すように、ブレーキ圧は、第１圧Ｐ１から第２圧Ｐ２へ漸増し、第２圧Ｐ２から第３圧Ｐ３へ漸減することが好ましい。このようにすれば、ブレーキ圧を切り替えることによる振動が生じずに成形に悪影響を与えないからである。

図４に示すように、ゴム部材（ベルト９３）の全長Ｌ２の１／４時点と３／４時点では、ブレーキ圧が変化している領域Ａｒ１，Ａｒ２であることが好ましい。ベルト６３の周方向ＣＤにおいて突合せ部が大半を占めており、突合せ部が直線状に傾斜していることから、幅がリニアに変化するからである。

以上のように、本実施形態のゴム部材を供給する装置１は、
巻き付け始端９３ａ及び巻き付け終端９３ｂが先細形状であるシート状のゴム材料（ベルト９３）が巻き取られ、ブレーキ機構２０を有するボビン２と、
ボビン２から成形ドラム３にゴム材料（ベルト９３）を供給するためにブレーキ機構２０に付与するブレーキ圧を制御するブレーキ圧制御部４と、を備え、
ブレーキ圧制御部４は、成形ドラム３に繰り出されているゴム材料（ベルト９３）の幅に応じてブレーキ圧を制御するように構成されている。

本実施形態のゴム材料を供給する方法は、
ブレーキ機構２０を有するボビン２から成形ドラム３に対して、巻き付け始端９３ａ及び巻き付け終端９３ｂが先細形状であるシート状のゴム材料（ベルト９３）を供給することと、
ブレーキ機構２０に付与するブレーキ圧を、成形ドラム３に繰り出されているゴム材料（ベルト９３）の幅に応じて制御することと、
を含む。

このように、巻き付け始端及び巻き付け終端が先細形状であるシート状のゴム材料の幅に応じてボビンのブレーキ圧を制御するので、ゴム材料が延びてしまうことや必要以上に引き出されるといった不具合を防止又は抑制することが可能となる。

本実施形態において、巻き付け開始から巻き付け終了に至るまでに、ブレーキ圧は、第１圧Ｐ１、第１圧Ｐ１よりも大きな第２圧Ｐ２、第２圧Ｐ２よりも小さな第３圧Ｐ３という順序で少なくとも複数回変化する。

巻き付け開始時点及び巻き付け終了時点においては、巻き付けの中間時点で用いる第２圧Ｐ２よりも低い第１圧Ｐ１及び第３圧Ｐ３にてブレーキ圧を制御するので、巻き付け始端９３ａ及び巻き付け終端９３ｂがテンションにより延びてしまう不具合を防止又は抑制することが可能となる。それでいて、ゴム材料の幅が広い中央段階では強いブレーキ圧にて適切にゴム材料を供給することが可能となる。

図４に示す実施形態において、ブレーキ圧は、第１圧Ｐ１から第２圧Ｐ２へ漸増し、第２圧Ｐ２から第３圧Ｐ３へ漸減する。

このようにすれば、ブレーキ圧を切り替えることによる振動が生じずに成形に悪影響を与えないからである。

図４に示す実施形態において、ゴム材料（ベルト９３）の全長の１／４巻かれた時点及び３／４巻かれた時点は、ブレーキ圧が変化する領域Ａｒ１，Ａｒ２である。

このようにすれば、ベルト６３の周方向ＣＤにおいて突合せ部が大半を占めており、突合せ部が直線状に傾斜していることから、幅がリニアに変化するため、適切なブレーキ圧でゴム材料（ベルト９３）を供給することが可能となる。

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現できる。特許請求の範囲、明細書、および図面中のフローに関して、便宜上「まず」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実行することが必須であることを意味するものではない。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

９３ａ 巻き付け始端
９３ｂ 巻き付け終端
９３ ベルト（ゴム材料）
２ ボビン
２０ ブレーキ機構
３ 成形ドラム
４ ブレーキ圧制御部
Ｐ１ 第１圧
Ｐ２ 第２圧
Ｐ３ 第３圧

Claims (6)

1. 巻き付け始端及び巻き付け終端が先細形状であるシート状のゴム材料が巻き取られ、ブレーキ機構を有するボビンと、
   前記ボビンから成形ドラムに前記ゴム材料を供給するために前記ブレーキ機構に付与するブレーキ圧を制御するブレーキ圧制御部と、を備え、
   前記ブレーキ圧制御部は、前記成形ドラムに繰り出されている前記ゴム材料の幅に応じて前記ブレーキ圧を制御するように構成されており、
   巻き付け開始から巻き付け終了に至るまでに、前記ブレーキ圧は、第１圧、前記第１圧よりも大きな第２圧、前記第２圧よりも小さな第３圧という順序で少なくとも複数段階に変化する、ゴム材料を供給する装置。
2. 前記ブレーキ圧は、前記第１圧から前記第２圧へ漸増し、前記第２圧から前記第３圧へ漸減する、請求項１に記載の装置。
3. 前記ゴム材料の全長の１／４巻かれた時点及び３／４巻かれた時点は、ブレーキ圧が変化する領域である、請求項２に記載の装置。
4. ブレーキ機構を有するボビンから成形ドラムに対して、巻き付け始端及び巻き付け終端が先細形状であるシート状のゴム材料を供給することと、
   前記ブレーキ機構に付与するブレーキ圧を、前記成形ドラムに繰り出されている前記ゴム材料の幅に応じて制御することと、
   を含み、
   巻き付け開始から巻き付け終了に至るまでに、前記ブレーキ圧を、第１圧、前記第１圧よりも大きな第２圧、前記第２圧よりも小さな第３圧という順序で少なくとも複数段階変化させる、ゴム材料を供給する方法。
5. 前記ブレーキ圧は、前記第１圧から前記第２圧へ漸増し、前記第２圧から前記第３圧へ漸減する、請求項４に記載の方法。
6. 前記ゴム材料の全長の１／４巻かれた時点及び３／４巻かれた時点は、ブレーキ圧が変化する領域である、請求項５に記載の方法。

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