JP2004025533A - タイヤ構成部材の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムストリップ材の先端部分のゴム切れを抑制し、かつ巻付け精度を改善してユニフォミティを向上することが可能なタイヤ構成部材の成形方法を提供する。
【解決手段】プランジャー式の射出装置１から未加硫のゴムストリップ材Ｓを押し出しながら成形ドラム３の周囲に螺旋状に巻き付けてサイドゴム部２０、リムクッション部２１、ガムフィニッシング部２２を成形する際に、ゴムストリップ材Ｓの巻付け初期Ｘｓ　と巻付け終期Ｘｅ　の巻付け速度を射出装置１からの押出し速度より遅くして巻き付ける一方、ゴムストリップ材Ｓの巻付け位置を特定する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイドゴム部、リムクッション部、及びガムフィニッシング部を成形するのに適したタイヤ構成部材の成形方法に関し、更に詳しくは、ゴムストリップ材の先端部分のゴム切れとユニフォミティを改善するようにしたタイヤ構成部材の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤの製造工程において、プランジャー式の射出装置から未加硫のゴムストリップ材を押し出しながら成形ドラムの周囲に螺旋状に巻き付けて、サイドゴム部、リムクッション部、ガムフィニッシング部などの各タイヤ構成部材を直接成形することが行われている。このような成形方法は、多品種少量生産を効率的に行うことができる利点がある。
【０００３】
しかしながら、射出装置から押し出される初期のゴムストリップ材はオーバーシュートを起こし易く、不安定な出方をするため、成形ドラムの周囲に精度良く巻き付けることが難しい。
【０００４】
通常、ゴムストリップ材の巻付け速度と射出装置からの押出し速度は１：１に制御され、ゴムストリップ材の先端部分を進退するガイドローラを介して成形ドラムの外周面に押し当てた後、巻付けを開始するが、射出装置から押し出されたゴムストリップ材の先端部は、巻付け前の待機中に、大気に触れて冷却され収縮するので、巻付け開始時に先端部が無理に引っ張られて切れてしまう不具合が発生する。
【０００５】
また、部材の成形が終了すると、ゴムストリップ材の巻付け終端を切断するが、その切断以降の次回の先端部分が待機中に冷却されて大きく収縮するため、巻付け精度が低下し、タイヤのユニフォミティに悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、サイドゴム部、リムクッション部、ガムフィニッシング部からなる各タイヤ構成部材成形時におけるゴムストリップ材の先端部分のゴム切れを抑制し、かつ巻付け精度を改善してユニフォミティを向上することが可能なタイヤ構成部材の成形方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のタイヤ構成部材の成形方法は、プランジャー式の射出装置から未加硫のゴムストリップ材を押し出しながら成形ドラムの周囲に螺旋状に巻き付けてサイドゴム部を成形するタイヤ構成部材の成形方法において、前記ゴムストリップ材の巻付け初期と巻付け終期に、前記ゴムストリップ材の巻付け速度を前記射出装置からの押出し速度より遅くして巻き付け、前記ゴムストリップ材の巻付け終了時に、該ゴムストリップ材の終端をタイヤショルダー部に位置させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の他のタイヤ構成部材の成形方法は、プランジャー式の射出装置から未加硫のゴムストリップ材を押し出しながら成形ドラムの周囲に螺旋状に巻き付けてリムクッション部を成形するタイヤ構成部材の成形方法において、前記ゴムストリップ材の巻付け初期と巻付け終期に、前記ゴムストリップ材の巻付け速度を前記射出装置からの押出し速度より遅くして巻き付け、前記ゴムストリップ材の巻付け終了時に、該ゴムストリップ材の終端をタイヤビード部に位置させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の更に他のタイヤ構成部材の成形方法は、プランジャー式の射出装置から未加硫のゴムストリップ材を押し出しながら成形ドラムの周囲に螺旋状に巻き付けてガムフィニッシング部を成形するタイヤ構成部材の成形方法において、前記ゴムストリップ材の巻付け初期と巻付け終期に、前記ゴムストリップ材の巻付け速度を前記射出装置からの押出し速度より遅くして巻き付け、前記ゴムストリップ材の巻付け終了時に、該ゴムストリップ材の終端をタイヤビード部のビードヒール部に位置させることを特徴とする。
【００１０】
上述した本発明では、巻付け初期のゴムストリップ材の巻付け速度を押出し速度より遅くして巻き付けるため、ゴムストリップ材の収縮した先端部分が無理に引っ張られるようなことがなくなるので、ゴムストリップ材のゴム切れを回避することができる。
【００１１】
また、巻付け終期のゴムストリップ材の巻付け速度を押出し速度より遅くすることにより、ゴムストリップ材の次回の先端部分の歪を従来よりも小さくすることができるので、待機中に冷却されて収縮しても、先端部分が従来のように短くならないため、巻付け精度を改善することができ、しかも、サイドゴム部、リムクッション部、ガムフィニッシング部を成形する際に、ユニフォミティに大きく影響する位置では、押し出されたゴムストリップ材が精度的に安定している終端側を位置させるようにしたので、ユニフォミティの改善が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明のタイヤ構成部材の成形方法に用いられる装置の一例を示し、１はプランジャー式の射出装置であり、このプランジャー式の射出装置１は、装置本体内に摺動自在に配設されたプランジャーをピストンで作動させることにより、装置本体内に充填された未加硫ゴムをダイス２からゴムストリップ材Ｓとして押し出すようになっている。
【００１４】
ダイス２の前方には、射出装置１から押し出された未加硫のゴムストリップ材Ｓを巻き付ける成形ドラム３が回転可能に設置してある。ゴムストリップ材Ｓは、進退するガイドローラ４を介して成形ドラム３の周囲に案内される。ダイス２とガイドローラ４と間には、ゴムストリップ材Ｓの弛みを検出する弛み検出センサ５が設置してある。弛み検出センサ５は、射出装置１の押出し速度と成形ドラム３の回転速度（ゴムストリップ材Ｓの巻付け速度）とを制御する制御手段６に接続されている。
【００１５】
７は射出装置１に充填されたゴム量及び押し出されたゴム量を計測する容量計測部であり、この容量計測部７からの信号を受けて制御手段６が射出装置１の押出し作動時間を制御する。
【００１６】
図２は、本発明の方法により成形されるタイヤ構成部材を備えた空気入りタイヤの一例を示し、左右のビード部１１間にカーカス層１２が装架され、その両端部１２ａがビード部（タイヤビード部）１１に埋設されたビードコア１３の周りにビードフィラー１４を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。カーカス層１２のタイヤ内側にはインナーライナー層１５が配置してある。
【００１７】
トレッド部１６のカーカス層１２の外周側には、ベルト層１７が設けられており、その外周側にトレッドゴム部１８が配置されている。サイドウォール部（タイヤサイドウォール部）１９のカーカス層１２のタイヤ外側には、サイドゴム部２０がトレッド部１２のショルダー部（タイヤショルダー部）１６Ａにかけて配設されている。ビード部１１からサイドウォール部１９側にかけて、カーカス層１２のタイヤ外側にはリムクッション部２１が設けられている。ビードコア１３の内周側にはガムフィニッシング部２２が配置されている。
【００１８】
上述した空気入りタイヤは、従来公知の工程で各タイヤ構成部材をアセンブルしてグリーンタイヤを成形し、それを加硫して得ることができるが、本発明のタイヤ構成部材の成形方法は、上述したサイドゴム部２０、リムクッション部２１、及びガムフィニッシング部２２を成形する際に用いる。
【００１９】
先ず、上記空気入りタイヤの製造工程において最初に成形ドラム３上に成形されるガムフィニッシング部２２の成形方法から説明する。ガムフィニッシング部２２に使用される未加硫ゴムを充填した射出装置１から未加硫のゴムストリップ材Ｓを押し出しながら、図３に示すように、成形ドラム３上にゴムストリップ材Ｓを幅方向で重ね合わせながら螺旋状に巻き付けて加硫前のガムフィニッシング部２２を成形する。ゴムストリップ材Ｓは、往復させることなく、一方から他方に向けて螺旋状に１回巻き付けらた、所謂単層巻きである。
【００２０】
その際に、図４に実線で巻付け速度、点線で押出し速度を示すように、ゴムストリップ材Ｓの巻付け初期Ｘｓ　では、ゴムストリップ材Ｓの巻付け速度を射出装置１からの押出し速度より遅くして巻き付ける。ゴムストリップ材Ｓの巻付け終期Ｘｅ　でも、ゴムストリップ材Ｓの巻付け速度を射出装置１からの押出し速度より遅くして巻き付ける。巻付け初期Ｘｓ　と巻付け終期Ｘｅ　との間の巻付け中期Ｘｍ　では、巻付け速度と押出し速度とは同じである。
【００２１】
また、ゴムストリップ材Ｓは、その始端Ｓ１をビードトウ部１１Ａに位置させ、そこからビードヒール部１１Ｂに向けて巻き始める。巻付け終了時における終端Ｓ２は、ビードヒール部１１Ｂに位置するようにする。
【００２２】
上述した本発明によれば、ゴムストリップ材Ｓの巻付け初期Ｘｓ　における巻付け速度を押出し速度より遅くして巻き付けることで、ゴムストリップ材Ｓの収縮した先端部分が無理に引っ張られるようなことがなくなるので、ゴムストリップ材Ｓのゴム切れを防止することができる。
【００２３】
また、ゴムストリップ材Ｓの巻付け終期Ｘｅ　における巻付け速度を押出し速度より遅くして巻き付けることで、ゴムストリップ材Ｓの次回の先端部分の歪を従来よりも小さくすることができるので、待機中に冷却されて収縮しても、先端部分の長さが従来のように短くならないため、巻付け精度の低下を抑制することができる。
【００２４】
また、経験的知見から、ガムフィニッシング部２２において、ビードトウ部１１Ａ側よりもリムに強く圧接されるビードヒール部１１Ｂ側での巻付け不均一がユニフォミティに大きく影響することが判っている。そこで、押し出されたゴムストリップ材Ｓが精度的に安定している終端側をビードヒール部１１Ｂに位置させ、収縮により精度的に不安定な先端部分をユニフォミティに影響の小さいビードトウ部１１Ａ側にすることで、ユニフォミティの向上に寄与する。従って、タイヤのユニフォミティを改善することができる。
【００２５】
次に、ガムフィニッシング部２２の成形に続いて成形されるリムクッション部２１を成形する方法について説明する。リムクッション部２１に使用される未加硫ゴムを充填した射出装置１から未加硫のゴムストリップ材Ｓを押し出しながら、ゴムストリップ材Ｓの巻付け初期Ｘｓ　と巻付け終期Ｘｅ　で、ゴムストリップ材Ｓの巻付け速度を射出装置１からの押出し速度より遅くして巻き付け、巻付け中期Ｘｍ　では、巻付け速度と押出し速度とを同じにして巻き付ける点は、上記と同様であるが、ここではゴムストリップ材Ｓは、その始端Ｓ１をサイドウォール部１９に位置させ、そこからビード部１１に向けて巻き始める。巻付け終了時における終端Ｓ２は、ビード部１１に位置するようにする。
【００２６】
リムクッション部２１にあっては、経験的知見から、リムに圧接されるビード部１１側での巻付け不均一がユニフォミティに大きく影響することが判っており、上記のようにすることで上述と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
次いで、サイドゴム部２０を成形する方法について説明する。図２に示す構成の空気入りタイヤでは、シェーピング用の成形ドラムでトロイダル状にシェーピングした状態で、成形ドラムの周囲（サイドウォール部側でシェーピングされた加硫前のカーカス層１２のタイヤ外側）に上記と同様にして螺旋状に巻き付けてサイドゴム部２０を成形するが、ここではゴムストリップ材Ｓは、その始端Ｓ１をサイドウォール部１９に位置させ、そこからショルダー部１６Ａに向けて巻き始める。巻付け終了時における終端Ｓ２は、ショルダー部１６Ａに位置するようにする。
【００２８】
サイドゴム部２０にあっては、経験的知見から、接地時に大きな力が作用するショルダー部１６Ａでの巻付け不均一がユニフォミティに大きく影響することが判っており、上記のように巻き付けることにより、上述と同様の効果を奏することができる。
【００２９】
本発明において、ゴムストリップ材Ｓの巻付け初期Ｘｓ　における巻付け速度としては、押出し速度の７０〜９０％の速度にするのがよい。巻付け速度が押出し速度の７０％より遅いと、ユニフォミティに悪影響を及ぼす。逆に９０％より高いと、ゴムストリップ材Ｓの先端切れを防止することが難しくなる。
【００３０】
ゴムストリップ材Ｓの巻付け終期Ｚｅ　における巻付け速度としては、押出し速度の６０〜９０％の速さにすることができる。巻付け速度が押出し速度の６０％より遅くても、９０％より高くても、ユニフォミティに悪影響を及ぼす。
【００３１】
ゴムストリップ材Ｓは、図３に示すように、終端Ｓ２がドラム周方向に見て始端Ｓ１と同じ位置となるように巻き付けるのが、ユニフォミティの点から好ましい。その際、巻付け初期Ｘｓ　と巻付け終期Ｘｅ　におけるゴムストリップ材Ｓの巻付け速度を上述した範囲で調整することにより行うのがよい。
【００３２】
また、ゴムストリップ材Ｓの巻付け初期Ｘｓ　と巻付け終期Ｘｅ　におけるゴムストリップ材Ｓの巻付け回数が、整数周となるように巻き付けるのが望ましく、これによりユニフォミティを一層改善することができる。例えば、巻付け初期Ｘｓ　のゴムストリップ材Ｓの巻付け回数を１周、巻付け終期Ｘｅ　の巻付け回数を２周にすることができる。
【００３３】
【実施例】
タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５で共通にし、ゴムストリップ材の巻付け初期と巻付け終期に、ゴムストリップ材の巻付け速度を押出し速度より遅くして巻き付けることにより、サイドゴム部、リムクッション部、及びガムフィニッシング部を成形した試験タイヤ１（実施例）と、ゴムストリップ材の巻付け速度と押出し速度とを同一にした試験タイヤ２（比較例）を作製した。
【００３４】
試験タイヤ１において、各ゴムストリップ材の巻付け初期の巻付け速度は押出し速度の８０％の速度、巻付け終期の巻付け速度は押出し速度の７０％の速度であり、巻付け初期での巻付け回数は１周、巻付け終期での巻付け回数は２周である。
【００３５】
また、試験タイヤ１では、サイドゴム部成形時のゴムストリップ材の始端がサイドウォール部側で終端がショルダー部に位置している。リムクッション部成形時のゴムストリップ材の始端はサイドウォール部側で終端はビード部に位置しており、ガムフィニッシング部成形時のゴムストリップ材の始端はビードトウ部側で終端はビードヒール部に位置している。試験タイヤ２では、サイドゴム部、リムクッション部、及びガムフィニッシング部の巻付け位置は試験タイヤ１と逆であり、上述した以外の他の条件は両試験タイヤ共に同じである。
【００３６】
これら両試験タイヤを以下に示す測定条件により、ユニフォミティの評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
ユニフォミティ
各試験タイヤをリムサイズ１５×６　１／２ＪＪのリムに装着し、空気圧を２００ｋＰａ　にして、ＪＡＳＯ　Ｃ６０７「自動車用タイヤのユニフォミティ試験方法」に準拠し、試験機によりＲＦＶ（ラジアル・フォース・バリエーション）とＳＢ（スタティック・バランス）を測定し、その結果を試験タイヤ２を１００とする指数値で評価した。この値が大きい程、ユニフォミティに優れている。
【００３７】
【表１】

表１から、本発明の方法を用いて製造した試験タイヤ１は、ユニフォミティを改善できることがわかる。
【００３８】
【発明の効果】
上述したように本発明は、サイドゴム部、リムクッション部、ガムフィニッシング部からなる各タイヤ構成部材成形時に、ゴムストリップ材の巻付け初期と巻付け終期における巻付け速度を押出し速度より遅くして巻き付ける一方、ゴムストリップ材の巻付け位置を上記のように特定することにより、ゴムストリップ材の先端部分のゴム切れを抑制し、かつ巻付け精度を改善してユニフォミティを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ構成部材の成形方法に用いられる装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】本発明の方法により成形されるタイヤ構成部材を備えた空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線要部断面図である。
【図３】ゴムストリップ材を成形ドラム上に巻き付けた状態を示す説明図である。
【図４】ゴムストリップ材の押出し速度と巻付け速度の関係を、横軸を時間、縦軸を速度で示すグラフ図である。
【符号の説明】
１　射出装置　　　　　　　　　　２　ダイス
３　成形ドラム　　　　　　　　　４　ガイドローラ
５　弛み検出センサ　　　　　　　６　制御手段
１１　ビード部（タイヤビード部）１１Ａ　ビードトウ部
１１Ｂ　ビードヒール部　　　　　１６　トレッド部
１６Ａ　ショルダー部（タイヤショルダー部）
１９　サイドウォール部（タイヤサイドウォール部）
２０　サイドゴム部　　　　　　　２１　リムクッション部
２２　ガムフィニッシング部　　　Ｓ　ゴムストリップ材
Ｓ１　始端　　　　　　　　　　　Ｓ２　終端
Ｘｅ　巻付け終期　　　　　　　　　Ｘｍ　巻付け中期
Ｘｓ　巻付け初期

Claims (12)

1. プランジャー式の射出装置から未加硫のゴムストリップ材を押し出しながら成形ドラムの周囲に螺旋状に巻き付けてサイドゴム部を成形するタイヤ構成部材の成形方法において、
   前記ゴムストリップ材の巻付け初期と巻付け終期に、前記ゴムストリップ材の巻付け速度を前記射出装置からの押出し速度より遅くして巻き付け、前記ゴムストリップ材の巻付け終了時に、該ゴムストリップ材の終端をタイヤショルダー部に位置させるタイヤ構成部材の成形方法。
2. 前記ゴムストリップ材をタイヤサイドウォール部の位置から前記タイヤショルダー部に向けて巻き始める請求項１に記載のタイヤ構成部材の成形方法。
3. プランジャー式の射出装置から未加硫のゴムストリップ材を押し出しながら成形ドラムの周囲に螺旋状に巻き付けてリムクッション部を成形するタイヤ構成部材の成形方法において、
   前記ゴムストリップ材の巻付け初期と巻付け終期に、前記ゴムストリップ材の巻付け速度を前記射出装置からの押出し速度より遅くして巻き付け、前記ゴムストリップ材の巻付け終了時に、該ゴムストリップ材の終端をタイヤビード部に位置させるタイヤ構成部材の成形方法。
4. 前記ゴムストリップ材をタイヤサイドウォール部の位置から前記タイヤビード部に向けて巻き始める請求項３に記載のタイヤ構成部材の成形方法。
5. プランジャー式の射出装置から未加硫のゴムストリップ材を押し出しながら成形ドラムの周囲に螺旋状に巻き付けてガムフィニッシング部を成形するタイヤ構成部材の成形方法において、
   前記ゴムストリップ材の巻付け初期と巻付け終期に、前記ゴムストリップ材の巻付け速度を前記射出装置からの押出し速度より遅くして巻き付け、前記ゴムストリップ材の巻付け終了時に、該ゴムストリップ材の終端をタイヤビード部のビードヒール部に位置させるタイヤ構成部材の成形方法。
6. 前記ゴムストリップ材を前記タイヤビード部のビードトウ部の位置から前記ビードヒール部に向けて巻き始める請求項５に記載のタイヤ構成部材の成形方法。
7. 前記ゴムストリップ材の巻付け初期における巻付け速度を前記押出し速度の７０〜９０％にした請求項１乃至６のいずれか１項に記載のタイヤ構成部材の成形方法。
8. 前記ゴムストリップ材の巻付け終期における巻付け速度を前記押出し速度の６０〜９０％にした請求項１乃至７のいずれか１項に記載のタイヤ構成部材の成形方法。
9. 前記ゴムストリップ材の巻付け初期と巻付け終期における前記ゴムストリップ材の巻付け速度を調整することにより、前記ゴムストリップ材をその終端がドラム周方向で前記ゴムストリップ材の始端と同じ位置となるように巻き付ける請求項１乃至８のいずれか１項に記載のタイヤ構成部材の成形方法。
10. 前記ゴムストリップ材の巻付け初期と巻付け終期の巻付け速度調整を整数回転の巻付けで行う請求項９に記載のタイヤ構成部材の成形方法。
11. 前記ゴムストリップ材の巻付け速度を、該ゴムストリップ材の巻付け中期において前記押出し速度と同じにする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のタイヤ構成部材の成形方法。
12. 前記ゴムストリップ材を単層巻きにした請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のタイヤ構成部材の成形方法。

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