JP2005153145A

JP2005153145A - ビードエイペックス成形方法

Info

Publication number: JP2005153145A
Application number: JP2003390387A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Tanaka; 良和田中
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】能率良くビードエイペックスを成形できる方法を提供することを目的とする。【解決手段】押出機３からゴム材２を押出す。そのゴム材２の横断面積が、しだいに減少するように制御しつつ、ビードコア１の外周側に渦巻状にゴム材２を巻き付けて、積重ねてゆく。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ用のビードエイペックスの成形方法に関する。

従来、ビードエイペックス（ビードフィラーやスティフナーと呼ぶこともある）の成形方法としては、未加硫ゴムを押し出し機を用いて口金（ダイプレート）から押し出し、横断面三角形のゴム材を、円環状のビードコアの外周側に張り付け一周分の長さに切断した後、繋ぎ合わせてエイペックス部を形成していた。

しかしながら、このような従来の成形方法では、次のような問題点があった。即ち、（ａ）各種タイヤに応じてエイペックス部の形状が異なり、上記口金（ダイプレート）として多くの種類を必要とする点、（ｂ）繋ぎ合わせ（ジョイント）の処理が難しくタイヤの不均一性（ノンユニフォーミティ）の問題を生じやすい点、（ｃ）その後のタイヤ成形工程でビードエイペックスのゴム部を倒すために様々な工夫───くせ付け、折れ溝等───を要する点、等の問題点があった。

このような問題点を解決する方法として、従来、ビードコアの半径方向に沿った平面と平行に、薄いゴムシート帯材を、連続的に積層してビードエイペックスを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１７９８４７号公報

しかし、このようなビードエイペックスの製造方法は、ゴムシート帯材の厚みが 0.3mm〜 3.0mmと薄いので、製造工程中の取扱が難しく、皺を生じたり、折れ重なったりする場合もあり、さらに、上記ゴムシート帯材の厚みを一定に保ちつつ幅寸法をしだいに減少させるという特殊な製造技術を必要とし、実施が容易ではない。そして、上述した問題点（ｃ）は未解決である。

そこで、本発明は、上述のような問題点を解決して、寸法や性能の異なる各種タイヤに応じて必要なゴム押出機の口金の数を著しく減少させることができ、また、エイペックス部に繋ぎ部（ジョイント部）を省略してタイヤのユニフォーミティの改善に寄与するビードエイペックスを、能率良く製造することができる方法を提供することを目的とする。さらに、従来のくせ付けや折れ溝等の加工を要さずに、その後の成形工程での倒れが容易なビードエイペックスを提供することを他の目的とする。さらに、上述の特許文献１のような取扱いの難しい厚みの薄いゴムシート帯材を使用せずに、製造が容易であって、安定して高品質のビードエイペックスを能率良く製造することを、別の目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るビードエイペックス成形方法は、ゴム材を、その横断面積がしだいに減少するように制御しつつ、ビードコアの外周側に連続して渦巻状に巻付ける渦巻状積重ね工程を備えている。
また、ビードコアをターンテーブルに保持して回転させつつ、ゴム材を該ビードコアの外周側に連続して渦巻状に巻付けると共に上記ゴム材の送り速度と上記ターンテーブルの回転速度との速度差に変化を与えて、巻付けられる上記ゴム材の横断面積がしだいに減少するように制御する渦巻状積重ね工程と、上記渦巻き状積重ね工程にて上記ビードコアの外周側に連続して渦巻状に巻付けられたゴム材を三角形断面形状に押圧するプレス工程を備えている。
また、上記ターンテーブルを一定の回転速度にて回転させると共に、ゴム材がビードコアに巻付けられるに従って、ゴム材の上記送り速度をしだいに減少して、巻付けられるゴム材の上記横断面積がしだいに減少するように制御する。

本発明は、次のような著大な効果を奏する。
ビードコアの外周側に渦巻状としてかつ連続して、ゴム材を巻付けて（内径側から外径側へと）渦巻状に積重ねるので、ゴム材の繋ぎ部（ジョイント部）がなくなり、タイヤのユニフォーミティの改善に寄与できる。また、連続して渦巻状に巻付けられたゴム材は、内径側から外径側へしだいに横断面積が減少した横断面略三角形状を呈し、その後のプレス工程では、軽く押圧するだけで正確な三角形状のエイペックス部が得られる。

さらに、各種タイヤに応じて必要なゴム押出機の口金の数を、減少できる。また、渦巻状に積上げ（積重ね）られたゴム材は、その合せ目に折れ溝が自ら形成されているので、その後の生タイヤ成形工程でエイペックス部が倒れ易く、好都合である。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１の全体構成説明図、図２と図３の要部説明図、及び、図５〜図10の工程順要部説明図に於て、１は円環状のビードコアであり、２は押出機３から連続的に押出される生ゴム組成物から成る線条体（長尺状）のゴム材であり、例えば、図11（ａ）に示すように角部に（所定半径ｒの）アール部（丸味）４のある断面矩形状とする。

５はターンテーブルであり、円盤状としてその上面にビードコア１を、着脱可能に保持する。このターンテーブル５は水平面内で回転し、チャック手段を備えており、矢印Ａで示すようにビードコア１を内周面側から押圧する複数のチャック爪６を、上記チャック手段が具備している。なお、このチャック手段は、チャック爪６を径方向外方（矢印Ａ方向）及び逆の径方向内方（矢印Ｂ方向）へ往復動して、ビードコア１を掴持・解放する油圧式やエアー式等のアクチュエータ（図示省略）を備える。

押出機３のホッパー７から矢印Ｃのように生ゴム組成材料が供給され、混練して口金（ヘッド）８からゴム材２が連続的に押出されてゆくが、その口金８から、前記ターンテーブル５に到る間に、アキュムレータ手段９を介設する。図１では略図にて示したが、このアキュムレータ手段９は、上流側のローラ10と、所定間隔をもって配設した下流側のローラ対（群）11との間に、下方へＵ字状に撓んで、下流側のローラ対（群）11による送り速度Ｖ（Ｖ₁，Ｖ₂）と、押出機３の口金８からの押出速度Ｖ₀との差───速度差───を、吸収する。図１では、上記Ｕ字状に撓んだ撓み部２ａが矢印Ｄ，Ｅのように上下変動しながら、送り速度Ｖ（Ｖ₁，Ｖ₂）と、押出速度Ｖ₀の差を、吸収しているところを示す。

12は、アキュムレータ手段９の下流側の前記ローラ対（群）11の送り速度Ｖ（Ｖ₁，Ｖ₂）を制御するために、図示省略のローラ対（群）11の速度を制御する信号Ｉ₁₂を送る送り速度制御手段であり、13は後述の渦巻状積重ね数（巻回数）を検出して、制御手段12へ検出信号Ｉ₁₃を送る検出手段である。
14はプレス装置を示し、図外の油圧やエアー圧や電気等にて往復作動する（円環状の）プレス盤15を有している。

ターンテーブル５は、図１、及び、図２と図３の実施の形態では、（図示省略の駆動モータによって）一定の回転速度Ｒ₀にて回転させると共に、押出機３から押出されて、アキュムレータ手段９を経て、送り速度制御手段12及び下流側ローラ対（群）11にてゴム材２の送り速度Ｖを、ゴム材２が（ターンテーブル５にチャッキングされた）ビードコア１に渦巻状に巻付けられるに従って、図２から図３のように、しだいに減少させ───しだいにゴム材２の引き伸ばし量を増加させ───、もって、巻付けられるゴム材２の横断面積Ｓがしだいに減少するように制御しつつ、ターンテーブル５上のビードコア１の外周側に（連続して）渦巻状に巻付ける。このような渦巻状積重ね工程を本発明に係るビードエイペックス成形方法では具備している点が、特徴の一つである。

言い換えれば、図５と図６と図７、及び、図２と図３に順次示したように、ゴム材２をビードコア１の外周側に連続的に渦巻状に（内径側から外径側へ積重ねるように）巻付け、しかも、ゴム材２の送り速度Ｖ（Ｖ₁，Ｖ₂）と、ターンテーブル５の回転速度Ｒ₀との速度差に変化を与え───後者の速度Ｒ₀に対して前者の速度Ｖ（Ｖ₁，Ｖ₂）をしだいに減少させることで速度差の絶対値をしだいに増加させて───ゴム材２の横断面積Ｓがしだいに減少するように制御する渦巻状積重ね工程を、具備しており、図７に示すように、渦巻状に積重ねられたゴム材２の横断面の包絡線Ｆが三角形を呈する。

その次に、ターンテーブル５を停止し、プレス装置14を作動させて、プレス盤15を、図８の矢印Ｇのように、ターンテーブル５の上面に対して接近させ、勾配面（傾斜面）状の押圧面15ａにて、図９に示すように押圧すれば、横断面三角形状に、積重ねられたゴム材２を成形できる。即ち、本発明に係るビードエイペックス成形方法では、（前工程としての）渦巻状積重ね工程にてビードコア１の外周側に渦巻状に連続して巻付けられたゴム材２を、図７から図８と図９のように、三角形断面形状に押圧するプレス工程を、具備している。

その後、図10に示すように、チャック爪６を矢印Ｂのように内径方向へ移動し、チャッキングを解放すれば、矢印Ｈのように、手作業又はロボットアーム等によって、ビードコア１の外周側に横断面三角形状のエイペックス部20が一体化されたビードエイペックス16が取出される。
なお、引続いて、次のビードコア１を図５のようにチャック爪６にてターンテーブル５に固定して、ゴム材２の先端をビードコア１の外周側に固着して、図６から図７に示したように、上述の方法にて、渦巻状積重ね工程を行う。

なお、図１に示した検出手段13は、ゴム材２の先端部をビードコア１の外周（面）側に取付けた状態から、ターンテーブル５の回転した数を検出して、渦巻状積重ね数（巻回数）を検出して、検出信号Ｉ₁₃を制御手段12へ送り、送り速度Ｖを、単調減少するように制御する制御信号Ｉ₁₂を、ローラ対（群）11の図示省略の駆動モータへ送って、ゴム材２の伸び量を単調増加するように制御する。図４は、その状況を説明したグラフ図であり、横軸に巻数（巻回数）Ｎを採り、縦軸にゴム送り速度Ｖ（Ｖ₁，Ｖ₂）を採って示している。

また、押出機３の口金８から押出されるゴム材２の横断面形状としては、図11（ａ）に示した角部にアール部（丸味）４のある矩形の他に、図11（ｂ）の円形や、図11（ｃ）の角張った正方形や、図11（ｄ）のような角部にアール部４のある細長矩形や、図11（ｅ）のような角張った細長矩形とするも、好ましい。図11（ｄ）（ｅ）のような形状のものを、長辺がビードコア１の外周面と平行となるように巻付ければ、図７に示した包絡線Ｆに対して凹凸が少なくて比較的三角形に近似した形状に巻付けが可能であるという利点がある。

次に、図12〜図15は、本発明の他の実施の形態を示す。図１〜図４にて既に説明した実施の形態と相違する点は、以下の通りである。
図12〜図15に於て、ターンテーブル５は、駆動モータ17にて回転駆動されるが、その回転速度Ｒ（Ｒ₁，Ｒ₂）を、回転速度制御手段22によって、制御され、ゴム材２が（ターンテーブル５にチャッキングされた）ビードコア１に渦巻状に巻付けられるに従って、図13から図14のように、しだいに増加させ、ゴム材２の引伸し量を巻（回）数Ｎの増加に伴って増加させる。このようにして、巻付けられるゴム材２の横断面積Ｓがしだいに減少するように巻付けられるように制御している。
他方、アキュムレータ手段９の下流側のローラ対（群）11の送り速度Ｖ₀を一定とする。
検出手段23は、渦巻状の積み重ね数（巻数Ｎ）を検出して、回転速度制御手段22へ検出信号Ｉ₂₃を送る。この制御手段22からモータ17へは、回転速度制御信号Ｉ₂₂を送る。

このようにして、ターンテーブル５の回転速度Ｒ（Ｒ₁，Ｒ₂）を、巻（回）数Ｎに応じてしだいに増加させることで、一定の送り速度Ｖ₀に対する速度差の絶対値を、しだいに増加させ、ゴム材２の横断面積がしだいに減少するように制御する渦巻状積重ね工程を、具備している。
それ以外の工程、及び、形成装置の構成は、図１〜図11と同様であるので、説明を省略する。

なお、プレス工程としては、図１，図12に示したようなプレス盤15を、静止させたターンテーブル５に対して接近方向へ押圧する方法の他に、図１又は図12のターンテーブル５の回転中に、図示省略の押圧回転ローラやへら部材等を、ゴム材２の巻付け部位に押付けて、横断面三角形状に成形するも、好ましく、あるいは、図示のプレス盤15と併用するも（プレス工程を能率良く行えるという点で）望ましい。

また、ターンテーブル５として、図１，図12のように水平面状に設ける以外に、鉛直面状に設けたり、傾斜面状に設けるも、自由である（図示省略）。なお、図９と図10では、ビードエイペックス16のエイペックス部（ゴム部）20は、平滑な辺を有する三角形状で示したが、図７（図８）のように、渦巻状に積重ねられているので、その凹溝部18が存在するが、この凹溝部18をプレス工程後も僅かに残して、その後の成形工程でのエイペックス部（ゴム部）20の倒れを、容易とすることも、望ましい。

また、渦巻状積重ね工程に於て、巻数Ｎが増加するに従ってゴム材２の巻付けられる部分の横断面積Ｓがしだいに減少させる方法としては、図１と図２と図３、又は、図12と図13と図14の他に、ローラ対11とターンテーブル５の距離をしだいに増加させるように、ローラ対11又はターンテーブル５を、移動させる等の方法も可能である。また、図７のように渦巻状に積重ねた状態で、チャッキングを緩めて取出し、別のプレス装置にて、図８と図９で示したプレス工程を行うも、好ましい。

以上述べたように、本発明は、ゴム材２を、その横断面積Ｓがしだいに減少するように制御しつつ、ビードコア１の外周側に連続して渦巻状に巻付ける渦巻状積重ね工程を備えているビードエイペックス成形方法であるので、引き伸ばされつつ巻付けられ、自然と密に渦巻状に積重ねられ、その後のプレス工程で横断面三角形状に容易に成形できることとなり、かつ、エイペックス部の強度も優れて安定したものとなる。特に、つなぎ目（ジョイント）が存在しないので、タイヤのユニフォーミティの向上にも貢献できる。さらに、能率良く連続的に製造できる利点が大きいといえる。また、押出機３の口金８はビードコア１の幅（ワイヤの並び分）の数だけあれば、従来のようにエイペックスの断面形状毎に多数の口金を必要としない。

また、本発明に係るビードエイペックス成形によれば、ビードコア１をターンテーブル５に保持して回転させつつ、ゴム材２を該ビードコア１の外周側に連続して渦巻状に巻付けると共に上記ゴム材２の送り速度Ｖと上記ターンテーブル５の回転速度Ｒとの速度差に変化を与えて、巻付けられる上記ゴム材２の横断面積Ｓがしだいに減少するように制御する渦巻状積重ね工程と、上記渦巻状積重ね工程にて上記ビードコア１の外周側に連続して渦巻状に巻付けられたゴム材２を三角形断面形状に押圧するプレス工程を、備えているので、渦巻状に積重ねられてゆくゴム材の横断面積Ｓを極めてスムースに減少変化させることが可能で、正確な三角形横断面形状に、能率良く成形ができる。さらに、積重ねられてゆく際に、順次密に接触し、その後のプレス工程が楽であり、エイペックス部の強度も優れて安定したものが得られる。つなぎ目（ジョイント）がないので、タイヤのユニフォーミティの改善に寄与する。また、押出機３の口金８はビードコア１の幅の数だけあればよいので、従来の多数の口金を節約できる。

また、本発明は、上記ターンテーブル５を一定の回転速度Ｒ₀にて回転させると共に、ゴム材２がビードコア１に巻付けられるに従って、ゴム材２の上記送り速度Ｖをしだいに減少して、巻付けられるゴム材２の上記横断面積Ｓがしだいに減少するように制御する方法であるので、アキュムレータ手段９を設けることで、容易に実施可能であり、高精度の制御も容易で、包絡線Ｆが（図７に示すように）正確な三角形に近い形状とすることができる。

本発明の実施の一形態を示す全体構成説明図である。要部説明図である。要部説明図である。巻数とゴム送り速度の関係を示すグラフ図である。工程説明図である。工程説明図である。渦巻状積重ね工程完了状態を示す説明図である。プレス工程の説明図である。プレス工程の説明図である。取出し作業を示す説明図である。ゴム材の各種の横断面形状を例示する断面図である。他の実施の形態を示す全体構成説明図である。要部説明図である。要部説明図である。巻数と回転速度の関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１ビードコア
２ゴム材
５ターンテーブル
９アキュムレータ手段
Ｖ（Ｖ₁，Ｖ₂）送り速度
Ｒ（Ｒ₁，Ｒ₂）回転速度
Ｓ横断面積

Claims

ゴム材（２）を、その横断面積（Ｓ）がしだいに減少するように制御しつつ、ビードコア（１）の外周側に連続して渦巻状に巻付ける渦巻状積重ね工程を備えていることを特徴とするビードエイペックス成形方法。
ビードコア（１）をターンテーブル（５）に保持して回転させつつ、ゴム材（２）を該ビードコア（１）の外周側に連続して渦巻状に巻付けると共に上記ゴム材（２）の送り速度（Ｖ）と上記ターンテーブル（５）の回転速度（Ｒ）との速度差に変化を与えて、巻付けられる上記ゴム材（２）の横断面積（Ｓ）がしだいに減少するように制御する渦巻状積重ね工程と、上記渦巻き状積重ね工程にて上記ビードコア（１）の外周側に連続して渦巻状に巻付けられたゴム材（２）を三角形断面形状に押圧するプレス工程を備えていることを特徴とするビードエイペックス成形方法。
上記ターンテーブル（５）を一定の回転速度（Ｒ₀）にて回転させると共に、ゴム材（２）がビードコア（１）に巻付けられるに従って、ゴム材（２）の上記送り速度（Ｖ）をしだいに減少して、巻付けられるゴム材（２）の上記横断面積（Ｓ）がしだいに減少するように制御する請求項２記載のビードエイペックス成形方法。