JP2005238799A - Device and method for molding rubber strip material for tire production and method for producing tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のタイヤ用ゴム部材から構成されるタイヤの製造に使用するゴムストリップ材の成形方法及び装置、並びにこの方法により成形されるゴムストリップ材を使用するタイヤの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for molding a rubber strip material used for manufacturing a tire composed of a plurality of tire rubber members, and a method for manufacturing a tire using a rubber strip material molded by this method. .
一般に、タイヤは、複数のタイヤ用ゴム部材から構成されており、代表的には、図15に示すようにインナーライナーゴム部2、トレッドゴム部3、サイドウォールゴム部4、リムストリップゴム部5等の各部が、各々要求される特性に応じたゴム部材により形成されている。これら各部を構成するゴム部材を成形するために、それぞれのゴム部材の断面形状に見合ったダイスを介して押出機から連続して押出し成形し、その後、定寸にカットすることにより目的とするゴム部材を得ていた。タイヤの成型においては、前記のゴム部材を成型用ドラム等の回転支持体上で順次貼り付けて成型していた。
Generally, a tire is composed of a plurality of tire rubber members. Typically, as shown in FIG. 15, the inner
しかしながら、近年においては、タイヤ形状に対する精度要求が厳しくなると共に、連続して押出機により押し出して定寸にカットすることによる部材の歪みや収縮といった問題から、下記の特許文献1および特許文献2に開示されているように、リボン状に押出し成形した未加硫のゴムストリップ材を、成型用ドラム等の回転支持体上においてタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻きつけることにより、所定の断面形状のゴム部材を形成することが行われている。
However, in recent years, the accuracy requirements for the tire shape have become stricter, and the following
本出願人においても、前記のリボン状のゴムストリップ材を用いてゴム部材を成型する場合、ゴムストリップ材の巻き付け開始位置と終了位置がタイヤ周方向に大きくずれていると、タイヤの重量バランスやユニフォミティを損ない、タイヤの走行性能に好ましくない影響を与えることから、ゴムストリップ材の巻き付け開始位置と巻き付け終了位置の位置ずれが、前記タイヤ周方向にて0〜5mmの範囲になるようにして、重量バランス等を改善することを提案している(特許文献3)。 Even in the present applicant, when molding a rubber member using the ribbon-shaped rubber strip material, if the winding start position and the end position of the rubber strip material are greatly deviated in the tire circumferential direction, Since the uniformity is impaired and the tire running performance is adversely affected, the positional deviation between the winding start position and the winding end position of the rubber strip material is in the range of 0 to 5 mm in the tire circumferential direction. It proposes improving the weight balance and the like (Patent Document 3).
また、前記のゴムストリップ材の幅方向の重なり量が大きくなりすぎると、成型されたゴム部材の断面形状における凹凸が大きくなり、目的とする断面形状にできないおそれがあり、タイヤの重量バランスやユニフォミティに影響を与えるおそれがあることから、前記ゴムストリップ材のタイヤ幅方向の重なり量を、前記ゴムストリップ材の幅寸法の1/2〜1/5になるようにして巻き付け成型することも提案している(特許文献4)。 In addition, if the amount of overlap in the width direction of the rubber strip material is too large, the unevenness in the cross-sectional shape of the molded rubber member may increase, and the target cross-sectional shape may not be achieved. Therefore, it is also proposed to wrap and mold the rubber strip material so that the overlap amount in the tire width direction is 1/2 to 1/5 of the width dimension of the rubber strip material. (Patent Document 4).
前記の成型においては、ゴムストリップ材の一部を重ねて巻き付けた場合の凹凸や段差をなくすために、ゴムストリップ材の断面形状を、重ね代になる幅両側部で厚みを薄くした略三日月形、略三角形や略台形等の断面形状を有するものとしている。 In the above molding, in order to eliminate irregularities and steps when a part of the rubber strip material is overlapped and wound, the cross-sectional shape of the rubber strip material is a substantially crescent shape in which the thickness is reduced on both sides of the width to be overlapped. The cross-sectional shape is substantially triangular or trapezoidal.
このゴムストリップ材は、図16のように、押出機110のヘッド部113に備える成形用ダイス115の内孔部115aの先端部に有する吐出口117の形状を、例えば扁平な略三日月形や略三角形にしておいて、ヘッド部113からダイス115の内孔部115aに流入するゴム材料を前記吐出口117から押出すことにより成形する。
As shown in FIG. 16, this rubber strip material has a shape of the
この成形に使用される成形用ダイス115は、図17〜図19に示すように、その内孔部115aの先端部に絞り用段面118が設けられるとともに、該段面118の中央部に前記吐出口115aが設けられており、前記内孔部115aは、前記ヘッド部113に接続される後端部開口119から前記絞り用段面118に向かって漸次細くなるテーパ状をなすものが一般的であり、ダイス115に送り込まれるゴム材料は、前記絞り用段面118による絞り効果で圧力が高められて、前記吐出口117から押し出される。
As shown in FIGS. 17 to 19, the forming
ところで、前記のようにして成形されるゴムストリップ材は、幅両側部の厚みが薄いほうが、一部を重ねて巻き付け成型する上では好ましいが、前記のダイス115内のゴム材料の中央部と両側部で大きな流速差や圧力差が生じ、その結果、幅両側部の厚みが薄くなればなるほど、前記幅両側端の耳部で亀裂や欠け等の欠落が生じ易いものである。 By the way, in the rubber strip material formed as described above, it is preferable that the thickness of both sides of the rubber strip is thin, and it is preferable to wrap and mold a part of the rubber strip material. As a result, a larger flow velocity difference or pressure difference occurs at the portion, and as a result, the thinner the thickness at the both sides of the width, the more easily the cracks, chips, etc. are lost at the ears at the ends of the width.
特に、前記特許文献3および特許文献4に開示の成型方法では、幅が5〜30mm、幅中央部の厚みが0.5〜3.0mm、幅両側端の厚みが0.05〜0.2mmの比較的扁平な略三日月形の断面形状をなすものが好ましいとされているが、このような場合において、幅両側端の厚みを0.05〜0.2mmに成形するためには、押出機のダイスからの押出し速度を遅くして、押し出されたゴムストリップ材にテンションをかけて引き伸ばすようにして肉薄化するしかなく、そのため厚みの薄い幅両側の耳部で亀裂や欠け等の欠落がさらに発生し易くなる。
In particular, in the molding methods disclosed in Patent Document 3 and
また、タイヤの製造においては、タイヤ1本毎の成型のサイクルタイムが非常に重要な要素となるが、従来のダイスの前記した内孔部形状のために、ダイス内孔部の中央部と両側部でのゴム材料の流速の差異が大きくなっており、そのため、ゴムストリップ材の幅が大きくなれば幅両側端で目的とする厚みを出し難く、また幅が狭いと幅両側端の厚みも厚くなるので、幅を大きくしてしかも幅両側端の厚みを薄くするという条件を満足するためには、押出し速度を遅くして成形するよりなく、そのために、タイヤ製造における成型のサイクルタイムを低下させるよりほかなかった。 Further, in the manufacture of tires, the molding cycle time for each tire is a very important factor. However, because of the shape of the inner hole portion of the conventional die, the central portion and both sides of the die inner hole portion are formed. The difference in the flow velocity of the rubber material at the section is large, so if the width of the rubber strip material is large, it is difficult to obtain the desired thickness at both ends of the width, and if the width is narrow, the thickness at both ends of the width is also thick. Therefore, in order to satisfy the condition of increasing the width and reducing the thickness at both ends of the width, rather than molding at a lower extrusion speed, the cycle time of molding in tire manufacturing is therefore reduced. There was nothing else.
上記の問題の大部分は、押出機から押出されるゴムストリップ材の粘弾性体としての物性上のバラつきと、ダイス内孔部のゴム材料の流速の差異から発生するものであり、背金ゴムストリップ材の使用上において、前記の問題の解決が望まれている。特に、幅方向両側端の厚みの薄肉化(0.05〜0.2mm)の条件は、タイヤの加硫時間の短縮に大きく寄与できるほか、タイヤ加硫後にタイヤ表面に発生するベア及びエア入り等の不良の減少にも効果的な手段であるため、前記問題の解決が強く望まれている。
本発明は、上記に鑑みてなしたもので、押出機内のダイスからの押出し速度を低下させずに、より幅広でかつ薄物のゴムストリップ材を問題なく押出し成形でき、以てタイヤ1本毎の成型サイクルタイムが長くなるのを抑えることができるゴムストリップ材の成形方法及び装置を提供するものであり、さらには、こうして成形されるゴムストリップ材を用いてゴム部材を成形するタイヤの製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to extrude a wider and thin rubber strip material without any problem without lowering the extrusion speed from the die in the extruder. Provided is a rubber strip material molding method and apparatus capable of suppressing an increase in molding cycle time, and further a tire manufacturing method for molding a rubber member using the rubber strip material thus molded. It is to provide.
上記の課題を解決する本発明一つは、押出機の成形用ダイスから押出される未加硫のゴムストリップ材を螺旋状に巻き付けてタイヤ用ゴム部材を成型するタイヤ製造工程で使用する前記ゴムストリップ材の成形方法であって、前記押出機の本体ケース、内部のスクリュー軸及び前記ダイスを含むヘッド部の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度を高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度を高く設定して、ゴム材料をリボン状に連続して押出し成形することを特徴とする。 One aspect of the present invention for solving the above problems is that the rubber used in a tire manufacturing process in which a rubber member for a tire is formed by spirally winding an unvulcanized rubber strip material extruded from a molding die of an extruder. A method for forming a strip material, wherein the temperature of the main body case is controlled from the screw shaft by differentiating the temperature control temperature of each portion of the head portion including the main body case of the extruder, the internal screw shaft and the die. The rubber material is continuously extruded in a ribbon shape by setting the temperature to be higher and the temperature control temperature of the head portion higher than that of the main body case.
このようにして押出し成形することにより、押出速度を従来のように遅くしなくても、幅両側の耳部の亀裂や欠け等の欠落等の発生を大幅に低減できる。ひいては、押出速度を低下させず、幅広で薄物のゴムストリップ材を連続して欠落のおそれなく成形することができる。 By extruding in this way, it is possible to greatly reduce the occurrence of cracks, cracks, and the like at both ends of the width without slowing the extrusion speed as in the prior art. As a result, a wide and thin rubber strip material can be continuously formed without fear of being lost without reducing the extrusion speed.
前記において、前記ダイスの温調温度を、前記ヘッド部の温調温度と同じか、もしくはそれ以上になるように設定して押出し成形するものとする。これにより、前記のゴムストリップ材の押出し成形がさらに良好に行われる。 In the above, the temperature adjustment temperature of the die is set to be equal to or higher than the temperature adjustment temperature of the head portion, and extrusion molding is performed. Thereby, the extrusion molding of the rubber strip material can be performed more satisfactorily.
前記の成形方法において、前記成型用ダイスにより押出されるゴムストリップ材を、幅中央部から幅両側に向かって漸次厚みを小さくした断面形状で、幅が5〜50mm、幅中央部の厚みが0.5〜3.0mm、幅両側端の厚みが0.05〜0.2mmの範囲のリボン状に押出し成形することができる。このような形状にすれば、螺旋状に重ねて巻き付けることにより、所望の断面形状のゴム部材を精度良く滑らかに成型できるばかりか、タイヤの加硫時間の短縮、さらにはタイヤ表面に発生するベア及びエア入り等の不良の発生防止にも寄与できる。 In the molding method described above, the rubber strip material extruded by the molding die has a cross-sectional shape in which the thickness is gradually reduced from the width center portion toward the width sides, the width is 5 to 50 mm, and the thickness of the width center portion is 0. It can be extruded into a ribbon shape having a thickness of 0.5 to 3.0 mm and a thickness at both side ends of 0.05 to 0.2 mm. With such a shape, a rubber member having a desired cross-sectional shape can be molded accurately and smoothly by being wound in a spiral shape, and the vulcanization time of the tire can be shortened, and further, the bearing generated on the tire surface can be reduced. In addition, it can contribute to the prevention of defects such as air entering.
本発明の他の一つは、前記のゴムストリップ材の成形方法において使用する成形装置であって、前記押出機の本体ケース、内部のスクリュー軸及び前記ダイスを含むヘッド部の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度が高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度が高くなるように設定されてなることを特徴とする。この場合において、前記ダイスの温調温度が、前記ヘッド部の温調温度と同じか、もしくはそれ以上になるように設定されてなるものが好ましい。かかる成形装置を用いることにより、前記のゴムストリップ材の成形方法を好適に実施できる。 Another aspect of the present invention is a molding apparatus used in the molding method of the rubber strip material, wherein the temperature of each part of the head portion including the main body case of the extruder, the internal screw shaft, and the dice. The temperature difference of the main body case is set higher than that of the screw shaft, and the temperature adjustment temperature of the head portion is set higher than that of the main body case. In this case, it is preferable that the temperature control temperature of the die is set to be equal to or higher than the temperature control temperature of the head portion. By using such a molding apparatus, the above-described method for molding a rubber strip material can be suitably implemented.
前記のゴムストリップの成形装置において、前記成形用ダイスは、その内孔部の先端部に絞り用段面を介して連続する成形用吐出口が設けられるとともに、前記ヘッド部に接続される後端部開口から前記吐出口に至る前記内孔部の流送方向の略中間に、後端側内孔部分と先端側内孔部分とに段差をつける中間絞り部が設けられ、ゴム材料に対して前記中間絞り部と先端部の絞り用断面とで絞りを与えるように構成されてなるものが好ましい。 In the rubber strip molding apparatus, the molding die is provided with a molding discharge port continuous at the front end portion of the inner hole portion thereof via the drawing step surface, and a rear end connected to the head portion. In the middle of the flow direction of the inner hole portion extending from the opening to the discharge port, an intermediate throttle portion is provided to provide a step difference between the rear end side inner hole portion and the front end side inner hole portion, with respect to the rubber material. What is comprised so that a diaphragm may be given by the said intermediate | middle aperture | diaphragm | squeeze part and the cross section for an aperture | diaphragm | squeeze part is preferable.
このような形状のダイスを用いることより、該ダイス内に送り込まれるゴム材料に対して、前記中間絞り部と先端部の絞り用断面とにおいて2段階の絞り作用を与えることができ、そのため、成形用吐出口の内側の絞り用段面の部分での流速差や圧力変動が従来よりも小さくなり、吐出口から略均一な圧力でゴムストリップ材を押出し成形できる。そのため、幅両側の耳部欠落等の防止効果を一層高めることができ、前記のゴムストリップ材の成形方法をさらに良好に実施できる。特に、耳部欠落等が発生する限界速度を従来形状のダイスに比して大幅に高めることができ、押出速度を早くして、しかも従来よりも幅広でかつ両側端が肉薄のゴムストリップ材を成形できることになる。前記先端側内孔部分が、後端側より見て前記成形用吐出口の長手方向に対応した長孔状をなして、前記先端部の絞り用段面に連続しているものの場合、前記絞り用段面の部分での流速差や圧力変動がさらに生じ難く、耳部欠落防止効果を一層高めることができる。 By using the die having such a shape, the rubber material fed into the die can be given a two-stage drawing action at the intermediate drawing portion and the drawing section at the tip portion. The flow rate difference and pressure fluctuation at the stepped step surface inside the discharge port become smaller than before, and the rubber strip material can be extruded from the discharge port with a substantially uniform pressure. Therefore, it is possible to further enhance the effect of preventing the lack of the ears on both sides of the width, and the rubber strip material molding method can be more satisfactorily implemented. In particular, it is possible to significantly increase the limit speed at which the ear part is lost compared to a conventional die, increase the extrusion speed, and make the rubber strip material wider and thinner at both ends than before. It can be molded. In the case where the front end side inner hole portion has a long hole shape corresponding to the longitudinal direction of the molding discharge port as viewed from the rear end side and is continuous with the stepped surface of the front end portion, Differences in flow velocity and pressure fluctuations at the stepped portion are less likely to occur, and the effect of preventing missing ears can be further enhanced.
本発明のさらに他の一つは、複数のタイヤ用ゴム部材より構成されるタイヤの製造方法において、少なくとも1つの前記ゴム部材について、前記発明の成形方法により押出機のダイスから押し出し成形された未加硫のゴムストリップ材を、タイヤ成型のための回転支持体上に供給してタイヤ周方向に螺旋状に一部を重ねて巻き付けることにより、所定形状のタイヤ用ゴム部材を成型することを特徴とする。これにより、前記のように幅広でかつ肉薄のゴムストリップ材を用いてゴム部材を成型でき、成型のサイクルタイムを低下させずにタイヤを効率よく製造できることになる。しかも、所望の断面形状のタイヤ用ゴム部材を精度良く成型でき、ひいてはタイヤの加硫時間の短縮、さらにはタイヤ表面のエア入り等の不良の発生も防止でき、両品質のタイヤを製造できる。 Still another aspect of the present invention is a tire manufacturing method comprising a plurality of tire rubber members, wherein at least one of the rubber members is not extruded from a die of an extruder by the molding method of the invention. A rubber member for a tire having a predetermined shape is formed by supplying a rubber strip material for vulcanization onto a rotating support for forming a tire and winding a part of the rubber strip in a spiral manner in the circumferential direction of the tire. And As a result, the rubber member can be molded using the wide and thin rubber strip material as described above, and the tire can be efficiently manufactured without reducing the molding cycle time. In addition, a tire rubber member having a desired cross-sectional shape can be molded with high accuracy, and therefore, the vulcanization time of the tire can be shortened, and further, the occurrence of defects such as air entry on the tire surface can be prevented, and both quality tires can be manufactured.
前記のタイヤの製造方法においては、前記ゴムストリップ材の巻き付け開始位置と巻き付け終了位置との位置ずれが、タイヤ周方向において0〜5mmの範囲になるように成型するのが好ましい。これにより、かかるゴム部材について重量のバラつきを少なくすることができ、重量バランスやユニフォミティを改善したタイヤを製造できる。 In the tire manufacturing method, it is preferable that the rubber strip material is molded so that the positional deviation between the winding start position and the winding end position is in the range of 0 to 5 mm in the tire circumferential direction. As a result, the weight variation of the rubber member can be reduced, and a tire with improved weight balance and uniformity can be manufactured.
また、前記ゴムストリップ材のタイヤ幅方向の重なり量が、前記ゴムストリップ材の幅寸法の1/2〜1/5になるように巻き付けるのが好ましい。 Further, it is preferable to wind the rubber strip material so that the overlapping amount in the tire width direction is 1/2 to 1/5 of the width dimension of the rubber strip material.
前記の重なり量を1/2よりも大きくすると、重ねた部分の凹凸が目立つようになり、所望の断面形状を得にくくなる。重なり量を1/2よりも小さくすることにより、滑らかな断面形状を得やすくなる。また、重なり量を1/5よりも小さくすると、ゴムストリップがばらけやすくなる。したがって、前記のように重なり量を、1/2〜1/5に設定するのがよく、これにより、重量バランスやユニフォミティを改善したタイヤを得ることができる。 If the amount of overlap is greater than ½, the unevenness of the overlapped portion becomes conspicuous, making it difficult to obtain a desired cross-sectional shape. By making the overlap amount smaller than 1/2, it becomes easy to obtain a smooth cross-sectional shape. Further, when the overlap amount is smaller than 1/5, the rubber strip is easily separated. Therefore, it is preferable to set the overlap amount to ½ to 1 / as described above, whereby a tire with improved weight balance and uniformity can be obtained.
さらに、前記複数のタイヤ用ゴム部材のうちの少なくとも2つのゴム部材を、それぞれに対応したゴムストリップ材を各々の巻き付けステップにおいてタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けて成型してなり、前記各ゴムストリップ材毎の巻き付け開始位置の位相をタイヤ周方向にずらせるとともに、その位相ずれを10度以上にして巻き付け成型するのが好ましい。 Further, at least two rubber members of the plurality of tire rubber members are molded by spirally winding the corresponding rubber strip material in the tire circumferential direction in each winding step, and each rubber strip is formed. It is preferable that the winding start position of each material is shifted in the tire circumferential direction, and the phase shift is set to 10 degrees or more to perform winding molding.
すなわち、複数のゴム部材の巻き付け開始位置がタイヤ周方向から見て、同じような位置にあると、重量バランス等がくずれる可能性がある。そこで、前記のように巻き付け開始位置の位相ずれが10度以上になるように構成する。これにより、所望の重量バランス等のタイヤ性能を維持することができる。 That is, when the winding start positions of the plurality of rubber members are the same positions as seen from the tire circumferential direction, the weight balance and the like may be lost. Therefore, as described above, the winding start position has a phase shift of 10 degrees or more. Thereby, tire performance, such as a desired weight balance, can be maintained.
上記したように、本発明のゴムストリップ材の成型方法および装置によれば、押出機の本体ケース、スクリュー軸、ヘッド部の各部位の温調温度を、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度を高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度を高くなるように設定したことにより、成形用ダイスからの押出速度を低下させずに、両側端の耳部における欠落等の不良の発生を大幅に低減あるいは抑制できて、より幅広でかつ両側部を薄肉化したゴムストリップ材を効率よく押出し成形することができ、さらにはタイヤ1本毎の成型サイクルタイムを短縮でき、効率よくタイヤを製造することができる。 As described above, according to the molding method and apparatus of the rubber strip material of the present invention, the temperature adjustment temperature of each part of the main body case, the screw shaft, and the head portion of the extruder is adjusted from the screw shaft. By setting the temperature to be higher and the temperature control temperature of the head part higher than that of the main body case, it is possible to prevent defects such as missing in the ears at both ends without reducing the extrusion speed from the molding die. The generation can be greatly reduced or suppressed, rubber strips that are wider and thinner on both sides can be efficiently extruded, and the molding cycle time for each tire can be reduced, resulting in efficient tires. Can be manufactured.
また、前記のゴムストリップ材を用いる本発明のタイヤの製造方法によれば、成型のサイクルタイムを低下させずにタイヤを効率よく製造でき、しかも、所望の断面形状のタイヤ用ゴム部材を精度良く成型でき、ひいては重量バランスやユニフォミティを改善した品質の高いタイヤを効率よく製造できる。 Further, according to the tire manufacturing method of the present invention using the rubber strip material, the tire can be efficiently manufactured without reducing the molding cycle time, and the tire rubber member having a desired cross-sectional shape can be accurately produced. High quality tires with improved weight balance and uniformity can be efficiently manufactured.
次に、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described based on examples shown in the drawings.
図1は本発明のゴムストリップ材の成形方法において使用する成形装置を構成する押出機の概略側面図、図2は同押出機の断面説明図、図3はダイスの吐出口の形状を例示する正面図、図4は同ダイスの後端側からの正面図、図5及び図6はそれぞれ同ダイスの断面図を示す。 FIG. 1 is a schematic side view of an extruder constituting a molding apparatus used in the method for molding a rubber strip material of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the extruder, and FIG. 3 illustrates the shape of a discharge port of a die. FIG. 4 is a front view from the rear end side of the die, and FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views of the die.
本発明において、成形対象のゴムストリップ材1は、図15に示すタイヤ(ラジアルタイヤ)T、すなわちインナーライナーゴム部2、トレッドゴム部3、サイドウォールゴム部4、リムストリップゴム部5等の複数のタイヤ用ゴム部材から構成されるタイヤTの製造工程において、前記複数のゴム部材のうちの少なくとも一つのゴム部材、例えばインナーライナーゴム部2あるいはトレッドゴム部3等のゴム部材を巻き付け成型するのに使用するもので、リボン状をなすものである。
In the present invention, the
このゴムストリップ材1は、主として幅方向中央部が最大の厚みで、該中央部から両側端に向かって漸次厚みが薄く扁平な断面形状のリボン状、例えば図7の略三日月形、あるいは図8の扁平な略三角形状、あるいは図9の扁平な略台形状等の断面形状によるリボン状をなしている。図中のW1は前記ゴムストリップ材1の幅、H1は同ゴムストリップ材1の最大厚み、R1は幅方向両側端の厚みを示しており、通常、後述するように、巻き付け成型上好ましい寸法範囲に設定される。
The
前記のゴムストリップ材1を押出し成形するための成形装置を構成する押出機10は、断面円筒形の本体ケース11と、その内部に備える送り用のスクリュー軸12と、前記本体ケース11の先端部に連設されたギアポンプ14を有するヘッド部13と、該ヘッド部13の先端側に付設された成形用ダイス15とよりなり、ホッパー16より本体ケース11の内部に投入され供給されるゴム材料Qを、前記スクリュー軸12の回転により前方に給送して、前記ヘッド部13のギアポンプ14によりダイス15を介して連続してリボン状に押出し成形できるように設けられている。
An
そして、本発明のゴムストリップ材1の成形方法に用いる装置では、前記押出機10の本体ケース11、内部のスクリュー軸12及びダイス15を含むヘッド部13の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸12の温調温度より前記本体ケース11の温調温度が高く、さらに前記本体ケース11より前記ヘッド部13の温調温度が高くなるように設定する。
And in the apparatus used for the molding method of the
前記ヘッド部13の部位では、その先端部に連設された前記ダイス15の部分を含めて温調温度を同温度に設定しておく場合のほか、前記ダイス15の部位をヘッド部13の部位とは別にして、前記ダイス15の温調温度を、ヘッド部13の温調温度よりも高くなるように設定しておくこともできる。すなわち前記ダイス15の温調温度は、ヘッド部13の温調温度以上に設定する。 In addition to the case where the temperature control temperature is set to the same temperature including the portion of the die 15 connected to the tip portion of the portion of the head portion 13, the portion of the die 15 is the portion of the head portion 13. Apart from that, the temperature control temperature of the die 15 may be set to be higher than the temperature control temperature of the head unit 13. That is, the temperature control temperature of the die 15 is set to be equal to or higher than the temperature control temperature of the head unit 13.
なお、前記本体ケース11、スクリュー軸12、ヘッド部13及びダイス15の各部位の温調温度の差は、使用するゴム材料の配合や種類により適宜設定でき、また温度調整は制御部等より指令信号等により適宜制御できるように構成しておくものとする。又前記の温調温度は、最低50℃とし、通常50℃〜100℃の範囲で適宜設定される。
In addition, the difference of the temperature control temperature of each part of the said
また、前記ダイス15については、その内孔部15aの先端部に絞り用段面18を介して連続する成形用吐出口17が該段面18の略中央部に設けられている。前記の吐出口17は、図7、図8及び図9に例示する成形対象のゴムストリップ材1の断面形状に対応した、略三日月形、扁平な略三角形および扁平な略台形状に形成されており、前記のように給送されるゴム材料Qを当該形状に対応した断面形状の帯状に成形できるように設けられている。図3中のWは前記吐出口17の幅、Hは同吐出口17の最大間隙、Rは同吐出口17の幅両側端の間隙を示し、それぞれ前記ゴムストリップ材1の幅W1、最大厚みH1、幅両側端の厚みR1に対応する。
Further, the
また、前記ダイス15の内孔部15aの形状については、従来同様に絞り用段面18に向かって単純なテーパー状をなすもの(例えば、図17〜図19)であってもよいが、本発明では、図4〜図6に示す形状のものを用いるのがよい。
The shape of the
図4〜図6のダイス15は、その内孔部15aにおいて、前記ヘッド部13に接続される後端部開口19から前記吐出口17に至る前記内孔部15aの流送方向の略中間に、後端側内孔部分15bと先端側内孔部分15cとに段差をつける中間絞り部25が設けられ、ゴム材料Qに対して前記中間絞り部25と先端部の絞り用段面18とで絞りを与えることができるように形成されている。
The die 15 of FIGS. 4 to 6 has an
特に、前記先端側内孔部分15bが、後端側より見て前記成形用吐出口17の長手方向に対応した長孔状をなして前記先端部の絞り用段面18に連続している。そのため、前記絞り用段面18も先端側内孔部分15bと同形をなしており、その中央部に前記吐出口17が形成されている。前記先端側内孔部分15bと後端側内孔部分15cとは、図のように、一方(後端側)をテーパ状、他方(先端側)を非テーパ状とするものには限らず、テーパ状及び非テーパ状のいずれであってもよい。
In particular, the front end side inner hole portion 15b is formed in a long hole shape corresponding to the longitudinal direction of the
なお、前記中間絞り部25による絞りの程度、すなわち前記先端側内孔部分15bと後端側内孔部分15cとの段差量については、成形対象のゴムストリップ材1の形状やゴム材料の種類等によっても異なるが、実施上は、該中間絞り部25の開口部の断面積が、後端側内孔部分15cの内周面の延長による同個所の断面積に対して、20〜50%の範囲、特には30〜40%の範囲になるように設定するのが好ましい。
The degree of restriction by the intermediate restricting
すなわち、前記中間絞り部25の断面積が前記範囲より大きいと、絞りの効果がられにくく、また前記範囲より小さいと、ゴム材料の押出抵抗が大きくなるので、前記範囲にするのが、実施上好ましい。
That is, if the cross-sectional area of the
前記の成形装置を用いて、本発明のゴムストリップ材1の成形方法を実施すると、押出機10の本体ケース11内に投入されるゴム材料Qは、スクリュー軸12により送られてヘッド部13に入り、該ヘッド部13のギアポンプ14によりダイス15の吐出口17より連続してリボン状に押出される。特にこの際、前記スクリュー軸12より前記本体ケース11の温調温度を高く、さらに前記本体ケース11より前記ヘッド部13の温調温度を高く設定してあるため、ゴム材料Qは漸次温度が高められながら通過して押し出される。
When the molding method of the
そのため、押出速度を従来のように遅くしなくても、前記のように押出し成形されるゴムストリップ材1の幅両側端の耳部1a,1aにおける亀裂や欠け等の欠落の発生を抑制できる。しかも、従来よりも幅広でかつ幅両側端の厚みが薄いゴムストリップ材1を押出速度を低下させずに成形することができる。例えば、前記成型用ダイス13により押出されるゴムストリップ材1を、幅が5〜50mm、幅中央部の厚みが0.5〜3.0mm、幅方向両側端の厚みが0.05〜0.2mmの範囲の略三日月形や略三角形あるいは略台形の断面形状に問題なく押出し成形することができる。
Therefore, even if the extrusion speed is not slowed as in the prior art, it is possible to suppress the occurrence of missing such as cracks and chips in the
特に、前記の押出機10のダイス15の内孔部15aが、図4〜図6のような絞り形状をなす場合には、幅両側端の耳部での欠落等が発生する限界速度を、従来形状のダイスに比して大幅に高めることができ、押出速度を早くして、しかも従来よりも幅広でかつ両側端が肉薄のゴムストリップ材1を成形できることになる。
In particular, when the
下記の表1は、きわめて薄肉化が求められる粘弾性の高いインナーライナーゴム部に使用するゴムストリップ材1について、押出機10のスクリュー軸12、本体ケース11、ヘッド部13、ダイス15の各部位の温調温度の設定を異にして成形テストを実施した場合の耳部欠落の限界速度の比較を示している。
Table 1 below shows each part of the
また、下記の表2は、比較的粘弾性の低いトレッドゴム部に使用するゴムストリップ材1について、押出機10のスクリュー軸12、本体ケース11、ヘッド部13、ダイス15の各部位の温調温度の設定を異にして成形テストを実施した場合の耳部欠落の限界速度の比較を示している。
Table 2 below shows the temperature control of each part of the
表1および表2において、いずれも欠落限界速度は、前記部位の温調温度を一定にした比較例1を100として指数で示している。また、温調温度の各アルファベットは、温調温度の高い方から順にA,B,C,D,E,F,G,Hとしている。
上記の表1及び表2の結果、押出機10のスクリュー軸12、本体ケース11及びヘッド部13の各部位の温調温度を順次高く設定することにより、温調温度を変化させない比較例に比して、耳部欠落が発生する限界速度を30〜50%高めることができた。すなわち、スクリュー軸12、本体ケース11及びヘッド部13の各部位の温調温度を順次高く設定して押出し成形する本発明の成形方法が耳部の欠落防止に有効なことが判明した。
As a result of the above Tables 1 and 2, the temperature control temperature of each part of the
なお、ダイス15の部位の温調温度を、ヘッド部13の部位より高くした場合と、同じに設定した場合とでは、大きな違いは見られなかった。 It should be noted that there was no significant difference between the case where the temperature control temperature of the part of the die 15 was set higher than that of the part of the head portion 13 and the case where the temperature was set the same.
下記の表3は、上記した表1及び表2の結果を踏まえて、スクリュー軸12、本体ケース11およびヘッド部13の各部位の温調温度を順次高く設定した条件下で、ダイス形状の違いによる耳部欠落の限界速度の比較を示している。
Table 3 below is based on the results of Tables 1 and 2 above, and the difference in the die shape under the condition that the temperature control temperature of each part of the
この表3において、実施例1はインナーライナーゴム部用のダイス、実施例2はトレッドゴム部の第1層用のダイス、実施例3はトレッドゴム部の第2層用のダイス、実施例4は再度ウォールゴム部用のダイスを示し、比較例1は、内孔部形状が図17〜19に示す形状の同ゴム部用のダイスである。また、W、H、Rはそれぞれ図3の成形用吐出口17の寸法で、幅が5〜50mm、幅中央部の厚みが0.5〜3.0mm、幅両側端の厚みが0.05〜0.2mmの範囲のものであり、H/R、W/R、Wの各数値は、いずれも実施例の同部材のダイスを100として指数で示している。
In Table 3, Example 1 is a die for the inner liner rubber part, Example 2 is a die for the first layer of the tread rubber part, Example 3 is a die for the second layer of the tread rubber part, Example 4 Shows again a die for the wall rubber part, and Comparative Example 1 is a die for the rubber part having an inner hole part shape shown in FIGS. W, H, and R are the dimensions of the
また、表3において、中間絞り部の面積は、図4〜図6に示すダイス内孔部の中間絞り部25の位置の開口面積であり、図17〜図19のダイス内孔部の同位置の開口面積を100として指数で示している。さらに耳部の欠落限界速度についても、比較例1を100として指数で示している。
上記の表3の結果、粘弾性の高いインナーライナーゴム部用のゴムストリップ材について、H/Rが比較例と同じもので、W/R及びWをそれぞれ比較例に比してかなり大きくし、幅広でかつ幅両側端の厚みを薄くした場合にも、ダイス内孔部の中間絞り部を設けた形状とすることにより、耳部の欠落限界速度を比較例1のものに比して大幅(2倍以上)に高めることができた。 As a result of the above Table 3, for the rubber strip material for the inner liner rubber part having high viscoelasticity, H / R is the same as that of the comparative example, and W / R and W are considerably larger than those of the comparative example, Even when the width is wide and the thickness at both ends of the width is reduced, the shape of the die inner hole is provided with an intermediate throttle portion, so that the critical speed limit of the ear portion is significantly larger than that of Comparative Example 1 ( 2 times or more).
他のゴム部材用のゴムストリップ材についても、耳部の欠落限界速度を比較例に比して大幅に高めることができた。 With respect to the rubber strip materials for other rubber members, it was possible to significantly increase the missing limit speed of the ear portion as compared with the comparative example.
そのため、耳部の欠落のおそれなく各ゴム部材のゴムストリップ材の押出し成形速度を、従来よりも高めることができ、しかも、より幅広でかつ薄肉のゴムストリップ材を耳部欠落等のおそれなく成形することが可能になる。 Therefore, the extrusion speed of the rubber strip material of each rubber member can be increased more than before without fear of missing ear parts, and a wider and thinner rubber strip material can be molded without fear of missing ear parts. It becomes possible to do.
上記のように成形されるゴムストリップ材1を用いて、タイヤを製造する方法について説明する。
A method of manufacturing a tire using the
図10はタイヤの製造工程において前記の押出機より押出し成形されるゴムストリップ材1を、成形用ドラム等の回転支持体20上に巻き付けてインナーライナーゴム部2、トレッドゴム部3、サイドウォールゴム部4、リムストリップゴム部5等のタイヤ用ゴム部材を成型する方法を説明するための模式図である。
FIG. 10 shows an inner
図10の場合は、前記押出機10を前記回転支持体20に対向設置して、該押出機10から所定の断面形状のリボン状に押し出されるゴムストリップ材1を、直に回転支持体20上2巻き付ける場合を示している。回転支持体20は軸20a回りに回転可能であり、該回転支持体20を図10のK方向に回転させながら前記ゴムストリップ材1をタイヤ周方向に沿って巻き付ける。
In the case of FIG. 10, the
図11は回転支持体20を上方から見た図であるが、矢印Aはタイヤ周方向に相当し、矢印B方向はタイヤ幅方向(軸方向)に相当する。 ゴムストリップ材1をタイヤ周方向に沿って螺旋状に巻き付ける。ゴムストリップ材1を巻き付ける時には、前記回転支持体20を回転させるだけでなく、押出機10をタイヤ幅方向Bに沿って相対的に移動させる。そのために、押出機10か回転支持体20のいずれかを、タイヤ幅方向に沿って移動させる。
FIG. 11 is a view of the
図11の例では、ゴムストリップ材1は左側から右側へと移動しながら巻き付けられる。最初の1周目(1巻目)はM1 、2周目はM2 、3周目はM3 ・・・n−1周目はMn-1
、n周目(最終)はMnで示される。 ここで1周目M1 とn周目Mn は、その巻き付け方向がタイヤ幅方向と直交(タイヤ周方向と平行)する方向と同じになっている。それ以外の部分は、螺旋状に巻き付けるために、巻き付け方向はタイヤ周方向に対して角度αだけ傾斜している。最初の1周目と最後のn周目も角度α傾斜させると、余分な部分をカットする処理が必要となるが、1周目と最後のn周目をタイヤ周方向と同じ方向とすることにより、余分な部分をカットする処理が不要となる。
In the example of FIG. 11, the
, N-th cycle (final) is denoted by M n . Wherein the first lap M 1 and n-th revolution M n, the winding direction is the same as the direction perpendicular to the tire width direction (parallel to the tire circumferential direction). Since the other portions are wound spirally, the winding direction is inclined by an angle α with respect to the tire circumferential direction. If the first lap and the last n laps are also tilted at an angle α, it will be necessary to cut off the excess part. This eliminates the need for the process of cutting the excess part.
最初の1周目と最後のn周目については、押出機10をタイヤ幅方向に沿って相対移動しないように制御すれば上記のような構成にすることができる。なお、制御装置30は、押出機10と回転支持体20の作動制御を行う。
About the first 1st round and the last nth round, if it controls so that the
また、図11において、巻き付け開始位置がPS で、巻き付け終了位置がPE で示される。そして、巻き付け開始位置PS と巻き付け終了位置PE の位置ずれΔがタイヤ周方向から見て0〜5mmになるように巻き付けられる。これにより、タイヤの重量バランスを良好に維持することができる。 Further, in FIG. 11, the winding start position is at P S, winding end position is indicated by P E. Then, positional deviation of the end position P E winding the winding start position P S delta is wound so as to 0~5mm when viewed from the tire circumferential direction. Thereby, the weight balance of a tire can be maintained favorable.
図12は、タイヤ幅方向のゴムストリップ材1の重ね方について説明する図である。隣接ずるゴムストリップ材1,1同士については、ゴムストリップ材1の幅W1の1/2(半分)〜1/5程度が重なるようにするのが好ましい(図12(a)(b)参照)。前記幅W1の1/2以下であれば、重ねた場合の凹凸が目立たなくからである。また、前記幅W1の1/5以上とするのは、これ以上重なりを小さくすると、ゴムストリップ材1がばらけてしまうおそれがあるからである。重なり具合の制御は、制御装置30により押出機10と回転支持体20とのタイヤ幅方向の相対移動速度を制御することにより行われる。
FIG. 12 is a diagram illustrating how the
以上のように、隣接するゴムストリップ材同士の重なり具合や、断面形状を変化させたりすることにより、ゴム部材の形状を精度良く製造することができる。特に、上記のように成形されるゴムストリップ材1を用いることにより、一層精度良く成型できることになり、両品質のタイヤを製造できる。
As described above, the shape of the rubber member can be accurately manufactured by changing the overlapping state of the adjacent rubber strip materials or the cross-sectional shape. In particular, by using the
図13は、複数のゴム部材をゴムストリップ材1の巻き付けにより成型する場合の巻き付け開始位置の好ましい配置を示す図である。 図13において、インナーライナーゴム部2の巻き付け開始位置がT1、トレッドゴム部3の巻き付け開始位置がT2、サイドウォールゴム部4の巻き付け開始位置がT3、リムストリップゴム部5の巻き付け開始位置がT4で略示的に示されている。これらT1,T2,T3,T4の位置を同じ位置に集中すると、バランス特性が悪化する可能性がある。 そこで各開始位置のタイヤ周方向の位相ずれ(図14にθで示す)を10度以上とするのが好ましい。図の例では、各開始位置の位相ずれをθ=90度と均等にしている。
FIG. 13 is a view showing a preferable arrangement of the winding start position when a plurality of rubber members are molded by winding the
また、トレッドゴム部3については、第1層と第2層の2種類のゴムストリップ材を用いて構成することから、第1層(下層)のゴムストリップ材を巻き付けるときの巻き付け開始位置と、第2層(上層)のゴムストリップ材を巻き付けるときの巻き付け開始位置についても、同じように開始位置のタイヤ周方向の位相ずれを10度以上とするのが好ましい。 Moreover, since the tread rubber portion 3 is constituted by using two types of rubber strip materials of the first layer and the second layer, the winding start position when winding the rubber strip material of the first layer (lower layer), Similarly, with respect to the winding start position when the rubber strip material of the second layer (upper layer) is wound, it is preferable that the phase shift in the tire circumferential direction at the start position is 10 degrees or more.
なお、巻き付け終了位置は巻き付け開始位置と0〜5mmのずれであるから、巻き付け開始位置についての位相ずれを10度以上にすれば、巻き付け終了位置についても同様に位相ずれが10度以上となる。 Since the winding end position is a deviation of 0 to 5 mm from the winding start position, if the phase shift at the winding start position is set to 10 degrees or more, the phase shift is similarly set to 10 degrees or more at the winding end position.
このようにして、ゴムストリップ材1を巻き付けて各ゴム部材を成型することにより、、重量バランス等のタイヤ性能を良好に維持することができる。
Thus, by wrapping the
なお、上記の成型方法の説明では、押出機10から押出し成型されるゴムストリップ材1を、押出しと同時に成型用ドラムなどの回転支持体20に供給して巻き付け成型留守場合を示したが、該ゴムストリップ材を巻き付けの工程とは別工程で押出し成形しておき、これを巻き付け成型の工程に移送して、供給装置を介して回転支持体上に連続して供給して巻き付け成型することも可能である。
In the above description of the molding method, the
本発明は、リボン状に押出し成形した未加硫のゴムストリップ材を、成型用ドラム等の回転支持体上においてタイヤ周方向に沿って螺旋状に重ねて巻きつけることによりタイヤ用ゴム部材を成型してタイヤを製造する場合に好適に利用できる。 The present invention molds a rubber member for a tire by winding an unvulcanized rubber strip material extruded in a ribbon shape on a rotating support such as a molding drum in a spiral manner along the circumferential direction of the tire. Thus, it can be suitably used when manufacturing a tire.
T タイヤ
Q ゴム材料
1 ゴムストリップ材
2 インナーライナーゴム部
3 トレッドゴム部
4 サイドウォールゴム部
5 リムストリップゴム部
10 押出機
11 本体ケース
12 スクリュー軸
13 ヘッド部
14 ギアポンプ
15 ダイス
15a 内孔部
15b 先端側内孔部分
15c 後端側内孔部分
16 ホッパー
17 成形用吐出口
18 絞り用段面
19 後端部開口
20 回転支持体
25 中間絞り部
30 制御装置
T tire
Claims (11)
前記押出機の本体ケース、内部のスクリュー軸及び前記ダイスを含むヘッド部の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度を高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度を高く設定して、ゴム材料をリボン状に連続して押出し成形することを特徴とするタイヤ製造用のゴムストリップ材の成形方法。 A method of molding the rubber strip material used in a tire manufacturing process in which a tire rubber member is molded by spirally winding an unvulcanized rubber strip material extruded from a molding die of an extruder,
The temperature control temperature of the main body case is higher than that of the screw shaft by differentiating the temperature control temperature of each part of the main body case of the extruder, the internal screw shaft and the head including the dice, and further than the main body case. A method for molding a rubber strip material for tire manufacture, wherein the temperature control temperature of the head portion is set high and the rubber material is continuously extruded in a ribbon shape.
前記押出機の本体ケース、内部のスクリュー軸及び前記ダイスを含むヘッド部の各部位の温調温度に差をつけて、前記スクリュー軸より前記本体ケースの温調温度が高く、さらに前記本体ケースより前記ヘッド部の温調温度が高くなるように設定されてなることを特徴とするゴムストリップ材の成形装置。 A rubber strip material molding apparatus used in a tire manufacturing process in which a tire rubber member is molded by spirally winding an unvulcanized rubber strip material extruded from a molding die of an extruder,
The temperature control temperature of the main body case is higher than that of the screw shaft, and the temperature control temperature of the main body case is higher than that of the screw shaft. An apparatus for molding a rubber strip material, wherein the temperature adjustment temperature of the head portion is set to be high.
前記各ゴムストリップ材毎の巻き付け開始位置の位相をタイヤ周方向にずらせるとともに、その位相ずれを10度以上にして巻き付け成型する請求項8〜10のいずれか1項に記載のタイヤの製造方法。 At least two rubber members among a plurality of tire rubber members are formed by spirally winding a rubber strip material corresponding to each rubber member in each winding step in the tire circumferential direction,
The method for manufacturing a tire according to any one of claims 8 to 10, wherein the winding start position for each rubber strip material is shifted in the tire circumferential direction, and the winding is molded by setting the phase shift to 10 degrees or more. .
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