JP2004216725A

JP2004216725A - タイヤの成型方法およびリボン状ゴム押出機

Info

Publication number: JP2004216725A
Application number: JP2003007076A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Ogawa; 裕一郎小川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】複数のゴム組成物の混合比を予め定められたパターンで変化させてこれらを混合し、少なくとも一部分でゴム材料が変化する一定断面の連続したリボン状ゴムを押し出し、このゴムを回転する支持体上に直接螺旋巻回して所定断面のゴム部材を組み付けるタイヤの成型方法において、押し出されるリボン状ゴムのゴム材料をそれぞれの部分で高精度に制御することのできるタイヤの成型方法を提供する。
【解決手段】複数のゴム組成物の混合に先立って、予め定められた混合比の変化パターンに基づいた処理速度でそれぞれのゴム組成物を個別に可塑化する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転する支持体に押出機から押し出されたリボン状ゴムを螺旋巻回して所定断面のゴム部材を組み付けるタイヤの成型方法に関し、特に、リボン状ゴムのゴム材料を変化させるタイヤの成型方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、押出設備の小型化、タイヤの均一性向上、あるいは、小ロット多サイズ生産への柔軟な対応等を目的に、タイヤを成型する際に、小型押出機より押し出されたリボン状ゴムを回転する支持体上に直接螺旋巻回してこれらを積層し所定断面のゴム部材を成型する方法が知られおり、さらに、このリボン状ゴムを押し出すに際し、複数のゴム組成物の混合比を予め定められたパターンで変化させてこれらを混合しリボン状ゴムのゴム材料を変化させ、少なくとも二つの領域では異なるゴム材料よりなるゴム部材を形成する方法が提案されている。（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
この方法は、リボン状ゴムを押し出す際、ゴム材料を段階的に変化させることにより、従来複数のゴム部材を別々に重ね合わせて成型していたものを、連続した螺旋巻回の操作で成型することができるので、小型の設備、例えば一台の押出機だけを用いてこれらの複数のゴム部材を組み付けることができ、さらに、リボン状ゴムを押し出す際、ゴム材料を漸次的に変化させることにより、従来複数のゴム部材間に存在した境界をなくし境界で起こりうる応力作用下での剥離等の発生を防止することができる。
【０００４】
この公知の方法においては、予め定められたパターンで混合比を変化させるのに、均一断面の連続体よりなるそれぞれのゴム組成物を前記混合比により定まる供給速度を変化させて押出機に供給したあと、これらのゴム組成物を一つのスクリューに合流させ、スクリュー内でこれらを一緒に可塑化しながら混ぜ合わせことに行うのが通例である。図６は、従来のゴム組成物の供給方法を示す押出機の投入口の斜視図であるが、例えば、ＡおよびＢの二種類のゴム組成物からゴム材料の変化するリボン状ゴムを押し出す場合、それぞれのゴム組成物を断面矩形状の連続体ＡおよびＢとしてホッパ９１に投入し、そのときの供給速度を、それぞれのこれらの連続体Ａ、Ｂを挟み込んでフィードするフィードローラ９２Ａ、９２Ｂの回転速度を制御することにより、これらの混合比を変化させている。
【０００５】
しかしながら、このゴム組成物の混合比の制御方法は、それぞれの連続体の断面の形状をその長さ方向にわたって均一にすることが難しく、また、フィードローラと連続体との間の不安定なすべりの発生により、これらのゴム組成物の混合比を高精度に制御することが難しく、その結果、リボン状ゴムを積層してできるゴム部材の、それぞれの領域でのゴム材料を所定のものにすることが難しいという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−７９６４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複数のゴム組成物の混合比を予め定められたパターンで変化させてこれらを混合し、少なくとも一部分でゴム材料が変化する一定断面の連続したリボン状ゴムを押し出し、このゴムを回転する支持体上に直接螺旋巻回して所定断面のゴム部材を組み付けるタイヤの成型方法において、押し出されるリボン状ゴムのゴム材料をそれぞれの部分で高精度に制御することのできるタイヤの成型方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
【０００９】
請求項１に記載のタイヤの成型方法は、複数のゴム組成物の混合比を予め定められたパターンで変化させてこれらを混合し、少なくとも一部分でゴム材料が変化する一定断面の連続したリボン状ゴムを押し出し、このゴムを回転する支持体上に直接螺旋巻回して所定断面のゴム部材を組み付けるタイヤの成型方法において、
これらのゴム組成物の混合に先だって、前記混合比の変化パターンに基づいた処理速度でそれぞれのゴム組成物を可塑化するものである。
【００１０】
本発明に係るこのタイヤの成型方法によれば、混合されるそれぞれのゴム組成物を単独で可塑化し、それぞれを可塑化する際の処理量を制御するので、それぞれのゴム組成物の処理量を設定されたパターンにあわせて高精度に制御することができ、その結果、これらが混合されて押し出されるリボン状ゴムのゴム材料をそれぞれの部分で高精度に制御することができる。
【００１１】
ここにおいて、本明細書では、複数のゴム組成物を「混合する」とは、混合する際の混合比が一種のゴム組成物が１００％となる場合も含み、したがって、「混合する」とは、一種のゴム組成物を何しないで次の処理に移行させる場合も含むものとする。また、混合比を変化させる際の「パターン」とは、一つのゴム部材を形成する際の押出開始時点からの時間を変数として混合比を関数であらわしたものであり、そして、「支持体」とは、タイヤ成型ドラム、成型途中のタイヤ、ゴム部材成型ドラム、成型途中のゴム部材、あるいは、更生タイヤにおける台タイヤなどを含む。また、「螺旋巻回する」とは、リボン状ゴムを支持体の軸方向に移動させながら巻回することすなわち螺旋状に巻回することのほかに、リボン状ゴムを支持体の軸方向に移動させずに単に半径方向外側に向かって渦巻き状に巻回して積層することも含む。
【００１２】
請求項２に記載のリボン状ゴム押出機は、請求項１に記載のタイヤの成型方法に用いる押出機であって、複数のゴム組成物を可塑化するそれぞれのスクリューと、可塑化されたこれらゴム組成物を混合するミキシング部とを具えてなるものである。
【００１３】
このリボン状ゴム押出機によれば、複数のゴム組成物に対応してこれらを可塑化するそれぞれのスクリューとこれらを混合するミキシング部を具えているので、前述のとおり、それぞれのゴム組成物の処理量を設定されたパターンにあわせて高精度に制御でき、その結果、これらが混合されて押し出されるリボン状ゴムのゴム材料をそれぞれの部分で高精度に制御することのできる。
【００１４】
請求項３に記載のリボン状ゴム押出機は、請求項２に記載するところにおいて、前記複数のスクリューをそれぞれの可塑化量の制御が可能となるよう構成してなるものである。
【００１５】
このリボン状ゴム押出機によれば、複数のスクリューをそれぞれの可塑化量が制御できるよう構成したので、スクリュー以外の処理量制御手段を設ける必要がなく押出機を簡易に構成することができる。
【００１６】
請求項４に記載のリボン状ゴム押出機は、請求項２もしくは３に記載するところにおいて、前記複数のスクリューで可塑化されたそれぞれのゴム組成物もしくはミキシング部で混合されたゴム材料を計量供給するギアポンプを具えてなるものである。
【００１７】
このリボン状ゴム押出機によれば、それぞれのゴム組成物もしくはミキシング部で混合されたゴム組成物を計量供給するギアポンプを具えているので、前記処理量の精度をさらに高めてリボン状ゴムのゴム材料をそれぞれの領域での精度を一層向上させることができる。
【００１８】
請求項５に記載のリボン状ゴム押出機は、請求項２〜４のいずれかに記載するところにおいて、前記可塑化された複数のゴム組成物に対応するそれぞれの流路を有する仕切弁を具え、これらの流路をそれぞれの開口面積の制御が可能となるよう構成してなるものである。
【００１９】
このリボン状ゴム押出機によれば、流路の開口面積を制御して処理量を制御することのできる仕切弁を具えているので、高精度でそれぞれのゴム組成物の流量を制御できるともに、一種類のゴム組成物の混合比を１００％に制御するに際し、他の種類のゴム組成物に対応する流路を完全に閉止しすることができ、この場合の精度も高いものとすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１ないし図５に基づいて説明する。図１はこの実施形態のリボン状ゴム押出機１を用いてリボン状ゴムＲを積層する方法を示す模式図であり、図２は、リボン状ゴム押出機１を示す斜視図である。タイヤを構成するゴム部材Ｇ、例えばトレッド部材を組み付けてタイヤを成型する際、このゴム部材Ｇを組み付ける途中のタイヤを支持体８として、この支持体８を回転させながら押出機１から押し出されたリボン状ゴムＲをその断面形状を特定する一対の型付けローラ９の間を通過させ、支持体８上にこれを螺旋巻回して積層しゴム部材Ｇを形成する。
【００２１】
図３に示すリボン状ゴム押出機１は、三種のゴム組成物を供給する場合の例を示すものであり、この押出機１は、ゴム組成物Ａを供給するためのホッパ口２Ａ、供給されたゴム組成物Ａを可塑化するスクリュー３Ａ、および、可塑化されたゴム組成物Ａを計量供給するギアポンプ４Ａを具え、同様に、ゴム組成物Ｂに対応するホッパ口２Ｂ、スクリュー３Ｂ、ギアポンプ４Ｂ、および、ゴム組成物Ｃに対応するホッパ口２Ｃ、スクリュー３Ｃ、ギアポンプ４Ｃをそれぞれ具えるとともに、ギアポンプ４Ａ、４Ｂ、４Ｃで計量供給されたそれぞれのゴム組成物Ａ、Ｂ、Ｃを合流させるゴム合流部５、合流後のこれらの混合を司るミキシング部として機能する管路６、および、管路６の先端に設けられリボン状ゴムの出口となる口金７を具えている。
【００２２】
ここで、それぞれのギアポンプ４Ａ、４Ｂ、４Ｃは高精度にゴム組成物を計量供給することができるものであり、それぞれの時間ごとの計量目標値は、予め定められた混合比の変化パターンに基づいて決められる。
【００２３】
図３は、他の実施形態のリボン状ゴム押出機１１の一部を示す斜視図である。この押出機１１も図１において、押出機１をこれに置き換えた形態で用いられる。押出機１１は二種類のゴム組成物を供給する場合の例を示すものであり、この押出機１１は、ゴム組成物Ａ、Ｂをそれぞれ供給するためのホッパ口１２Ａ、１２Ｂ、供給されたゴム組成物Ａ、Ｂをそれぞれ可塑化するスクリュー１３Ａ、１３Ｂおよびこれらのゴム組成物Ａ、Ｂを混合比を変化させて混合する仕切弁１４を具えている。
【００２４】
この仕切弁１４はシリンダ１７を有し、シリンダ１７内の下部に仕切板１８により真半分に仕切られゴム組成物Ａ、Ｂを通過させるチャンバー１９Ａ、１９Ｂを設けるとともに、チャンバー１９Ａ、１９Ｂの出口でこれら組成物Ａ、Ｂのそれぞれの流路１５Ａ、１５Ｂの開口面積を制御するロータリ弁体１６を具え、ロータリ弁体１６を図示しない駆動モータ等でシリンダの中心軸周りに回動させることにより、ゴム組成物Ａ、Ｂの総量を一定にしながらこれらの混合比を無段階に変化させることができる。ゴム組成物Ａ、Ｂは流路１５Ａ、１５Ｂの出口で合流し、仕切弁に取り付けられら複数の邪魔板２２により規制された流路２１を通過する途中で混ざり合い、仕切弁１４から出たあと、リボン状ゴムＲの出口となる図示しない口金に導かれる。
【００２５】
ここで、邪魔板２２と流路２１とが設けられシリンダ１７と弁体１６とに囲繞される空間は、可塑化されたゴム組成物ＡとＢとを混合するミキシング部を構成する。また、ロータリ弁体１６を回動して制御される混合比は、支持体８上に成型されるべきゴム部材Ｇのゴム材料分布によって一義的に決められるものである。
【００２６】
さらに、この仕切弁は、弁体１６を可動範囲いっぱいに回動させることにより、一方の流路１５Ａもしくは１５Ｂを完全に閉止することができ、このことにより、いずれかのゴム組成物の混合比を１００％とする場合のゴム材料を高い精度で安定して形成することができる。
【００２７】
以上、二つの実施形態を例示したが、本発明に係る押出機の構成としては、これらの他に幾多の実施形態が考えられ、これらの例を、図４および図５に模式図で示す。図４はゴム組成物の種類が二種類の場合、図５はこれが三種類の場合を示す。図中、矩形中に「Ｓ」で示したものはスクリュー、正方形中に「Ｇ」で示したものはギアポンプ、また、円の中に「Ｖ」で示したものは仕切弁を表わす。また、矢印は、ゴム組成物の流れを表わす。
【００２８】
図４（ａ）に示す押出機の構成は、それぞれのゴム組成物を可塑化する際のスクリューの回転数を制御して混合比を予め定められたパターンに変化させるものであるが、この場合、ミキシング部はゴム組成物の合流点の下流側の管路に設けられる。
【００２９】
図４（ｂ）に示す押出機の構成は、図４（ａ）の構成に仕切弁を追加したものであるが、この場合、ゴム組成物の混合比を制御するには、仕切弁のそれぞれのゴム組成物に対応する流路の開口面積を変化させて行い、また、これらのゴム組成物を混合するミキシング部は仕切弁の中に内に設ける。
【００３０】
図４（ｃ）に示す押出機の構成は、図４（ａ）に示す構成において、それぞれのスクリューの出口にこれらのスクリューに対応させてギアポンプを設けたものであり、この場合、混合比の変化は、ギアポンプの供給量を制御して行われ、また、ミキシング部は、ゴム組成物が合流したあとの管路に設けられる。
【００３１】
図４（ｄ）に示す押出機の構成は、図４（ａ）に示す構成に加えてスクリューのあとに、可塑化されたそれぞれのゴム組成物を合流させて混合するギアポンプを一つ設けたものであり、この場合、ゴム組成物はギアポンプ内もしくはこれに加えてそれに続く管路内で混合されこれらの部分がミキシング部として機能する。また、ギアポンプはゴム組成物を合計した総量を計量するものであるので、それぞれのゴム組成物の混合比を変化させるには、スクリューの回転数を個別に制御して行う点では、図４（ａ）に示すものの場合と同様である。
【００３２】
図４（ｅ）に示す押出機の構成は、図４（ｂ）に示す構成において、仕切弁のすぐ下流にギアポンプを設けたもので、このことにより、ゴム組成物の総量の計量の精度と、ゴム組成物の混合における分散とを向上させることができる。
【００３３】
また、図４（ｆ）に示す押出機の構成は、図４（ｃ）に示す構成において、それぞれのギアポンプにより計量供給されたそれぞれのゴム組成物をあらかじめ定められた混合比に制御しながらこれらを混合する仕切弁を設けたものである。
【００３４】
図５（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ示す押出機の構成は、それぞれこの順に対応する図４（ａ）〜（ｆ）に示すものにおいて、二系統あるものを三系統に増やしたものであり、これらを構成する機器の機能については、それぞれ対応する図４（ａ）〜（ｆ）に示すものとかわりはないので、詳細の説明を省略する。なお、図５（ｃ）に示すもの、および、図４（ｂ）に示すものが、先に詳細を説明した二つの実施形態の押出機に対応する。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば、ゴム組成物の混合に先だって、予め定められた混合比の変化パターンに基づいた処理速度でそれぞれのゴム組成物を個別に可塑化するので、押し出されるリボン状ゴムのそれぞれの部分でのゴム材料を高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のリボン状ゴム押出機を用いてリボン状ゴムＲを積層する方法を示す模式図である。
【図２】本発明に係る実施形態のリボン状ゴム押出機を示す斜視図ある。
【図３】他の実施形態のリボン状ゴム押出機を示す斜視図ある。
【図４】押出機の構成の例を示す模式図である。
【図５】押出機の構成の例を示す模式図である。
【図６】従来のゴム組成物の供給方法を示す押出機の投入口の斜視図である。
【符号の説明】
１リボン状ゴム押出機
２Ａ、２Ｂ、２Ｃホッパ口
３Ａ、３Ｂ、３Ｃスクリュー
４Ａ、４Ｂ、４Ｃギアポンプ
５ゴム合流部
６管路
７口金
８支持体
９型付けローラ
１１リボン状ゴム押出機
１２Ａ、１２Ｂホッパ口
１３Ａ、１３Ｂスクリュー
１４仕切弁
１５Ａ、１５Ｂ流路
１６ロータリ弁体
１７シリンダ
１８仕切板
１９Ａ、１９Ｂチャンバー
２１流路
２２邪魔板
Ｒリボン状ゴム
Ｇゴム部材

Claims

複数のゴム組成物の混合比を予め定められたパターンで変化させてこれらを混合し、少なくとも一部分でゴム材料が変化する一定断面の連続したリボン状ゴムを押し出し、このゴムを回転する支持体上に直接螺旋巻回して所定断面のゴム部材を組み付けるタイヤの成型方法において、
これらのゴム組成物の混合に先だって、前記混合比の変化パターンに基づいた処理速度でそれぞれのゴム組成物を可塑化するタイヤの成型方法。
請求項１に記載のタイヤの成型方法に用いる押出機であって、複数のゴム組成物を可塑化するそれぞれのスクリューと、可塑化されたこれらゴム組成物を混合するミキシング部とを具えてなるリボン状ゴム押出機。
前記複数のスクリューをそれぞれの可塑化量の制御が可能となるよう構成してなる請求項２に記載のリボン状ゴム押出機。
前記複数のスクリューで可塑化されたそれぞれのゴム組成物もしくはミキシング部で混合されたゴム材料を計量供給するギアポンプを具えてなる請求項２もしくは３に記載のリボン状ゴム押出機。
前記可塑化された複数のゴム組成物に対応するそれぞれの流路を有する仕切弁を具え、これらの流路をそれぞれの開口面積の制御が可能となるよう構成してなる請求項２〜４のいずれかに記載のリボン状ゴム押出機。