JP2006159443A - タイヤ用ゴム部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ゴムストリップへの捩じれの発生を抑えて巻き付け精度を高めることができ、目標により近い断面形状を有する高品質、高精度の巻回体を安定して形成しうる。
【解決手段】 アプリケータ１７の送出しローラ１６から送られるゴムストリップ３を、被巻付け体４に螺旋状に巻回し、タイヤ用ゴム部用の巻回体５を形成する。被巻付け体４の軸心ｉを通る平面４Ｓと平行かつ前記送出しローラ１６の軸心１６ｉを含む揺動基準平面２９内で、前記送出しローラ１６を揺動可能に保持する。前記送出しローラ１６は、その長さ方向２分割点Ｘｏを通り前記被巻付け体４の軸心ｉと平行な揺動基線Ｘを中心として、０〜４５゜の傾斜角度αで正負に揺動できる。既に形成された巻回体へのゴムストリップ３の巻付けに際して、該ゴムストリップ３を傾ける向き及び角度αｃに合わせて、前記送出しローラ１６の向き及び角度αｓを変化し調整する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ゴムストリップを螺旋状に巻回してなる巻回体によってタイヤ用ゴム部材を形成する際の、前記ゴムストリップの巻き付け精度を高め品質を向上しうるタイヤ用ゴム部材の製造方法に関する。

空気入りタイヤでは、各部位における要求特性が異なるため、例えばトレッドゴム、サイドウォールゴム、クリンチゴム、ブレーカクッションゴム、インナーライナゴムなど、配合及び断面形状を違えた種々のゴム部材から構成されている。

そして近年、このような各種のタイヤ用ゴム部材を、ゴムストリップを螺旋状に巻回してなる所謂ストリップワインド方式の巻回体によって形成することが提案されている（例えば特許文献１など参照）。

このストリップワインド方式では、図６（Ａ）、（Ｂ）に略示する如く、ゴムストリップ供給装置のアプリケータａをへて送られる長尺なゴムストリップｂを、円筒状の被巻付け体ｃの取付面ｃｓに供給する際、前記被巻付け体ｃの回転に伴なって、前記アプリケータａを被巻付け体ｃの軸心方向に横移動させることにより、前記ゴムストリップｂが部分的に重ねられつつ螺旋状に巻回される巻回体ｄを形成する。なお前記被巻付け体ｃとは、タイヤ形成用のフォーマ、及びこのフォーマ上に既に形成されたタイヤ部材を含む総称である。

このとき巻回体ｄを、目標とするタイヤ用ゴム部材の断面形状に近い形状で形成するため、前記アプリケータａの横移動量を正確に制御することが重要である。

特開２０００−９４５４２号公報

しかし、従来のアプリケータａでは、ゴムストリップｂを案内して前記被巻付け体ｃに送り出す送出しローラａ１を、前記被巻付け体ｃの軸心と平行に保持し、かつ該送出しローラａ１を軸心方向ｉに沿って横移動している。これに対して、ゴムストリップｂは、部分的に重ね合わされることにより軸心方向ｉとは角度を有して順次貼り付けされる。

そのためゴムストリップｂには、図６（Ｂ）に誇張して示す如く、送出しローラａ１と被巻付け体ｃとの間に捩じれｋが作用し、実際には、送出しローラａ１の移動量よりも小さい移動量でゴムストリップｂが貼り付けられることとなる。従って、１巻き目→２巻き目→３巻き目・・・と巻回が進むに従い、実際に貼り付けられるゴムストリップｂの位置と送出しローラａ１の位置とのずれは大きくなり、ずれが限界に達するｍ巻き目でゴムストリップが大きく横ずれして送出しローラａ１の位置に追いつく。そして、この現象が繰り返えされ、ゴムストリップａは、目標の設定ピッチＰ（一定とは限らない）に対して粗密にばら付いて巻回される。その結果、巻き付け精度を損ね、巻回体ｄの断面形状を不安定化するなど、巻回体ｄの品質及び精度の低下を招き、加硫後のタイヤ表面にベア等の歪み（ディフェクト）を招いたり、タイヤのユニフォミティーを損ねるなどの問題を起こす傾向がある。

特にゴムストリップｂは、通常、フォーマ上に既に形成されたプロファイルを有するタイヤ部材上に巻回されるが、この時、巻回体ｄの断面形状の不安定化はより顕著に発生する。

そこで本発明は、送出しローラを揺動基準平面内で揺動可能に保持し、かつこの揺動の傾斜の向き及び角度を、既に形成されたゴムストリップの傾斜の向き及び角度に合わせて変化、調整することを基本として、ゴムストリップへの捩じれを抑えて巻き付け精度を高めることができ、目標により近い断面形状を有する高品質、高精度の巻回体を安定して形成しうるタイヤ用ゴム部材の製造方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、ゴムストリップ供給装置から該ゴムストリップ供給装置のアプリケータをへて送られるゴムストリップを、円筒状の被巻付け体の取付面に、該被巻付け体の回転に伴ない前記アプリケータを被巻付け体の軸心方向に横移動することによって、螺旋状に巻回した巻回体を用いたタイヤ用ゴム部材を形成するタイヤ用ゴム部材の製造方法であって、
前記アプリケータは、ゴムストリップを案内して送り出するための送出しローラを具えるとともに、
前記被巻付け体の軸心を通る平面と平行かつ前記送出しローラの軸心を含む平面を揺動基準平面として、揺動手段により前記送出しローラを、その長さ方向２分割点を通り前記被巻付け体の軸心と平行かつ前記揺動基準平面に含まれる揺動基線を中心として、前記揺動基準平面内で０〜４５゜の傾斜角度αで正負に揺動可能に保持し、
しかも前記被巻付け体に既に形成された巻回体へのゴムストリップの巻付けに際して、該ゴムストリップを傾ける向き及び角度αｃに合わせて、前記送出しローラの向き及び角度αｓを変化し調整することを特徴としている。

又請求項２の発明では、被巻付け体の軸心を通る前記平面は、アプリケータからのゴムストリップが被巻付け体に接する接触位置を通ることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記揺動基準平面は、水平面であることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記アプリケータは、前記被巻付け体の１回転毎の前記アプリケータの横移動量を記憶するとともに、このアプリケータの横移動量に応じて、前記送出しローラの傾斜の向き及び傾斜角度αを１回転毎に設定し制御することを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、ゴムストリップへの捩じれの発生を抑えて巻き付け精度を高めることができ、目標により近い断面形状を有する高品質、高精度の巻回体を安定して形成しうる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明のタイヤ用ゴム部材の製造方法を実施するためのゴムストリップ供給装置を概念的に示す側面図、図２はそのアプリケータを拡大して示す側面図、図３はその斜視図である。

本発明のタイヤ用ゴム部材の製造方法は、図１に示すように、ゴムストリップ供給装置１から、そのアプリケータ１７をへて送られるゴムストリップ３を、被巻付け体４の取付面Ｓに螺旋状に巻回し、これによって形成される巻回体５（図５に示す）を用いてタイヤ用ゴム部材を形成する方法である。なお図５には、円筒状のタイヤ形成用のフォーマ６と、このフォーマ６上に形成されるベルト層などのトレッド補強層７とからなる被巻付け体４の外表面である取付面Ｓ上に、ゴムストリップ３を巻回することにより、タイヤ用ゴム部材であるトレッドゴム用の巻回体５を形成する場合を例示している。

次に、ゴムストリップ供給装置１は、図１に示すように、ゴム押出機１１と、前記フォーマ６を回転自在に支持する成形装置１３との間に設置され、前記ゴム押出機１１から押し出されるゴムストリップ３を搬送し、前記フォーマ６に供給する。

本例では、前記ゴムストリップ供給装置１は、複数のローラＲによって周回可能に案内される非伸張性の搬送テープＪを有し、その一面に前記ゴムストリップ３を粘着保持させて搬送する。具体的には、ゴムストリップ供給装置１は、ゴム押出機１１からのゴムストリップ３の先端を前記搬送テープＪに移載させる移載部１４と、前記搬送テープＪを折り返すことによりゴムストリップ３を貯留させるアキュムレータ部１５と、ゴムストリップ３を被巻付け体４（フォーマ６）に送り出すとともに、巻回中に軸心方向ｉに横移動することによりゴムストリップ３を螺旋状に巻回させる送出しローラ１６を有するアプリケータ１７とを具えて構成される。

前記移載部１４は、例えばシリンダ１８の伸縮によりゴム押出機１１の下カレンダロール１１ａと接離自在に位置変えしうる移載ローラＲａを具え、この移載ローラＲａによる当接により、前記下カレンダロール１１ａに粘着するゴムストリップ３の先端部を搬送テープＪに移行する。

又前記アキュムレータ部１５は、搬送テープＪがゴム押出機側から成形装置側に向かって走行する往路用アキュムレータ部１５Ａと、搬送テープＪが成形装置側から帰還する帰路用アキュムレータ部１５Ｂとから形成される。このうち、往路用アキュムレータ部１５Ａは、上方位置で横一列に配列する往路用の上のローラＲ１Ｕと、その下方位置で横一列に配列する往路用の下のローラＲ１Ｌとを具え、前記搬送テープＪは、この上下のローラＲ１Ｕ、Ｒ１Ｌ間を交互に折り返しながらジグザグ状に巻装される。又前記帰路用アキュムレータ部１５Ｂも同様に、上方位置で横一列に配列する帰路用の上のローラＲ２Ｕと、その下方位置で横一列に配列する帰路用の下のローラＲ２Ｌとを具え、前記搬送テープＪは、この上下のローラＲ２Ｕ、Ｒ２Ｌ間を交互に折り返しながらジグザグ状に巻装される。このとき、前記往路用及び帰路用の上のローラＲ１Ｕ、Ｒ２Ｕは、夫々フレーム１９の固定枠１９Ａ、１９Ｂに枢支され、かつ前記往路用及び帰路用の下のローラＲ１Ｌ、Ｒ２Ｌは、昇降自在な昇降枠１９Ｃ、１９Ｄに枢支される。

ここで、前記ゴムストリップ供給装置１では、搬送テープＪをゴム押出機１１と同期して連続的に駆動する第１の電動機Ｍ１と、前記フォーマ６と同期して間欠的に駆動する第２の電動機Ｍ２とを具え、フォーマ６の停止中においては、帰路用アキュムレータ部１５Ｂで貯留する搬送テープＪが、第１の電動機Ｍ１による駆動ローラの回転によって取出され、ゴムストリップ３が貼着された後、往路用アキュムレータ部１５Ａに自動的に蓄えられる。他方、フォーマ６の運転中においては、往路用アキュムレータ部１５Ａに蓄えられたゴムストリップ付きの搬送テープＪが、第２の電動機Ｍ２による駆動ローラの回転によって取出され、ゴムストリップ３を送出しローラ１６から被巻付け体４に供給する。

次に、前記アプリケータ１７は、図２、３に示すように、前記送出しローラ１６を揺動可能に保持する揺動手段２０と、前記送出しローラ１６を軸心方向ｉに横移動させる横移動手段２１とを具えて形成される。

前記横移動手段２１は、前記軸心方向ｉと平行に敷設される横ガイドレール２１Ａと、この横ガイドレール２１Ａに案内されて横行しうる横移動台２１Ｂとを具える。なお横移動台２１Ｂは、例えばボールネジ機構、ギヤー連結機構、ベルト連結機構などの周知構造の駆動伝達手段を介してモータ（図示しない）に連結され、その回転制御によって、要求に応じた自在な速度で横移動しうる。

又前記横移動台２１Ｂには、本例では、縦移動手段２２が設けられる。この縦移動手段２２は、前記横移動台２１Ｂ上に敷設されて前記軸心方向ｉとは直角方向にのびる縦ガイドレール２２Ａと、この縦ガイドレール２２Ａに案内されてフォーマ６に向かって前後移動しうる縦移動台２２Ｂとを具える。この縦移動台２２Ｂも、前記横移動台２１Ｂと同様に、例えばボールネジ機構、ギヤー連結機構、ベルト連結機構などの周知構造の駆動伝達手段を介してモータ（図示しない）に連結され、その回転制御によって、要求に応じた自在な距離で前後移動しうる。

又前記揺動手段２０は、本例では、前記縦移動台２２Ｂに立設する支軸２０Ａを有し、この支軸２０Ａにより、その垂直な軸心２０ｉ廻りで揺動台２０Ｂを揺動可能に枢着する。なお揺動台２０Ｂには、駆動モータ（図示しない）が連結され、前記軸心２０ｉ廻りで回転駆動されるとともに、その回転角度は、例えばエンコーダ等の角度センサにより検出されかつ制御される。なお前記横移動手段２１と縦移動手段２２とを入れ替える、即ち縦移動台２２Ｂ上に、横移動台２１Ｂを横移動可能に配するとともに、この横移動台２１Ｂに揺動台２０Ｂを揺動可能に枢着することもできる。

前記揺動台２０Ｂには、本例では、例えばテーブル状のフレーム２６が立設するとともに、このフレーム２６を介して、前記送出しローラ１６を含む複数のローラＲを配したストリップ案内部２５を形成している。該ストリップ案内部２５は、図２に示すように、本例では、前記フレーム２６に取り付く長尺板状の支持アーム２７に、前記ローラＲを枢着しており、このローラＲには、支持アーム２７の前端に配される前記送出しローラ１６と、前記第２の電動機Ｍ２に連係して搬送テープＪをフォーマ６の回転と同期して駆動させる大径の駆動ローラ２８とを少なくとも含んで形成される。

ここで、アプリケータ１７では、図４に示すように、前記被巻付け体４の軸心ｉを通る平面４Ｓと平行かつ前記送出しローラ１６の軸心１６ｉを含む平面１６Ｓを揺動基準平面２９とし、前記送出しローラ１６を、その長さ方向２分割点Ｘｏを通り前記被巻付け体４の軸心ｉと平行かつ前記揺動基準平面２９に含まれる揺動基線Ｘを中心として、前記揺動基準平面２９内で０〜４５゜の傾斜角度αで正負に揺動可能に保持している。

言い換えると、前記送出しローラ１６の軸心１６ｉは、前記被巻付け体４の軸心ｉを通る平面４Ｓと平行な揺動基準平面２９内に配される。このとき本例では、前記平面４Ｓは、前記送出しローラ１６からのゴムストリップ３が、前記被巻付け体４に接する接触位置Ｑを通るように形成される。そして、前記送出しローラ１６は、前記揺動基準平面２９内において、揺動基線Ｘを中心として、０〜４５゜の傾斜角度αで正負に揺動可能に保持される。なお前記「揺動基線Ｘ」は、前記送出しローラ１６の長さ方向２分割点Ｘｏ、即ち送出しローラ１６をその長さ方向に２分割した軸心１６ｉ上の点Ｘｏを通るとともに、前記被巻付け体４の軸心ｉと平行な直線を意味する。

又本例では、前記揺動基準平面２９及び平面１６Ｓは水平に形成される。従って、前記揺動台２０Ｂが垂直な軸心２０ｉ廻りで揺動可能に保持されることにより、前記送出しローラ１６の軸心１６ｉも水平な揺動基準平面２９内で揺動することができる。特に本例では、前記軸心２０ｉが前記２分割点Ｘｏを通る場合を例示している。これにより送出しローラ１６は、前記揺動台２０Ｂの揺動により、前記揺動基線Ｘを中心として正負に揺動することができる。

なお前記軸心２０ｉが前記２分割点Ｘｏを通らない場合には、前記揺動台２０Ｂの揺動に加え、前記横移動手段２１及び／又は縦移動手段２２による横方向及び／又は前後方向の位置調整を随時行うことにより、送出しローラ１６を揺動基線Ｘを中心として正負に揺動することが可能となる。しかし制御の複雑さを招くという欠点があり、従って前記軸心２０ｉが２分割点Ｘｏを通ることが好ましい。

そして本発明の製造方法では、このようなアプリケータ１７を用い、図５に示すように、前記被巻付け体４に既に形成された巻回体５へのゴムストリップ３の巻付けに際して、このゴムストリップ３を傾ける向き及び角度αｃに合わせて、言い換えると、既に形成された巻回体５の断面形状に合わせて、前記送出しローラ１６の向き及び角度αｓを変化し調整するものである。

このように変化、調整することにより、ゴムストリップ３の送出しローラ１６と被巻付け体４との間の捩じれを減じることができ、ゴムストリップ３の巻き付け精度を向上しうる。従って、目標により近い断面形状を有する高品質、高精度の巻回体５、即ちタイヤ用ゴム部材を安定して形成することができる。

そのためには、前記アプリケータ１７に制御手段３０（図２）を設け、前記被巻付け体４の１回転毎の前記アプリケータ１７の横移動量を記憶させるとともに、このアプリケータ１７の横移動量に応じて、前記送出しローラ１６の傾斜の向き及び傾斜角度αを１回転毎に設定し制御することが好ましい。

又本願の作用効果をより有効に発揮させるためには、図２に示すように、被巻付け体４の軸心ｉを通る前記平面４Ｓを、前記接触位置Ｑを中心とした６０°以下、さらには３０°以下の角度θの範囲内に位置させることが望ましく、前記角度θが大きくなるにつれ、前記作用効果が損なわれる傾向にある。従って最も望ましいのは、前述の如く前記平面４Ｓが前記接触位置Ｑを通る位置（θ≒０°）に配されることである。

なお前記送出しローラ１６の揺動の傾斜角度αの上限は４５°であり、４５°を越えると、送出しローラ１６上でのゴムストリップ３の滑り及び滑りによる位置ずれを招く恐れが生じる他、ゴムストリップ３の変形が大きくなり、目標に近い断面形状を有する高品質、高精度の巻回体５を得ることができなくなる。従って、傾斜角度αの上限は４０°以下が好ましい。

又送出しローラの前記角度αｓを、貼り付けすべきゴムストリップの前記角度αｃに合わせて変化調整するとは、例えば、前記角度αｓを前記角度αｃに一致させる他、前記角度αｓを前記角度αｃの例えば０．５倍に設定するなど、前記角度αｓを前記角度αｃの関数（αｓ＝ｆ（αｃ））として設定することを意味する。なお前記関数として、一次関数以外の種々の関数を採用することもできる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

送出しローラを揺動可能に構成した本発明に係わるゴム供給装置を用い、ベルト層を予め形成したフォーマ上で、ゴムストリップを表１の仕様で螺旋状に巻回することにより、トレッドゴム用の巻回体を形成した。そしてこの巻回体を用いて、タイヤサイズ２１５／４５ＺＲ１７の乗用車用ラジアルタイヤを試作し、各試供タイヤの外表面におけるディフェクトの発生状況、及びユニフォミティーを比較評価した。

（１） ディフェクトの発生状況；
各３０本の試供タイヤに対して、トレッド外表面におけるベア等の状況を目視によって検査し、以下のＡ、Ｂ、Ｃの基準で評価した。
Ａ：ベア等の発生は認められない。
Ｂ：小さなディフェクトが認められる。（修正不要な軽微なレベル）
Ｃ：大きなディフェクトが認められる。（修正必要なレベル）

（２）ユニフォミティー；
フォースバリエイション（ＦＶ）試験機を用い、ＪＡＳＯ Ｃ６０７の規格に基づいてＲＦＶ（Ｏ．Ａ．）を測定し、各３０本の試作タイヤの平均値を記載している。

本発明のタイヤ用ゴム部材の製造方法を実施するためのゴムストリップ供給装置を概念的に示す側面図である。 アプリケータを拡大して示す側面図である。 アプリケータの斜視図である。 揺動基準平面と送出しローラとの位置関係を説明する斜視図である。 送出しローラの揺動を説明する断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、従来技術及びその問題点を説明する斜視図、及びゴムストリップの巻回状態を誇張して示す概念図である。

符号の説明

１ ゴムストリップ供給装置
３ ゴムストリップ
４ 被巻付け体
ｉ 軸心
４Ｓ 平面
５ 巻回体
１２ アプリケータ
１６ 送出しローラ
１６ｉ 軸心
１６Ｓ 平面
２０ 揺動手段
２９ 揺動基準平面
Ｑ 接触位置
Ｘｏ 長さ方向２分割点
Ｘ 揺動基線

Claims (4)

1. ゴムストリップ供給装置から該ゴムストリップ供給装置のアプリケータをへて送られるゴムストリップを、円筒状の被巻付け体の取付面に、該被巻付け体の回転に伴ない前記アプリケータを被巻付け体の軸心方向に横移動することによって、螺旋状に巻回した巻回体を用いたタイヤ用ゴム部材を形成するタイヤ用ゴム部材の製造方法であって、
   前記アプリケータは、ゴムストリップを案内して送り出するための送出しローラを具えるとともに、
   前記被巻付け体の軸心を通る平面と平行かつ前記送出しローラの軸心を含む平面を揺動基準平面として、揺動手段により前記送出しローラを、その長さ方向２分割点を通り前記被巻付け体の軸心と平行かつ前記揺動基準平面に含まれる揺動基線を中心として、前記揺動基準平面内で０〜４５゜の傾斜角度αで正負に揺動可能に保持し、
   しかも前記被巻付け体に既に形成された巻回体へのゴムストリップの巻付けに際して、該ゴムストリップを傾ける向き及び角度αｃに合わせて、前記送出しローラの向き及び角度αｓを変化し調整することを特徴とするタイヤ用ゴム部材の製造方法。
2. 前記被巻付け体の軸心を通る前記平面は、アプリケータからのゴムストリップが被巻付け体に接する接触位置を通ることを特徴とする請求項１記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。
3. 前記揺動基準平面は、水平面であることを特徴とする請求項２記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。
4. 前記アプリケータは、前記被巻付け体の１回転毎の前記アプリケータの横移動量を記憶するとともに、このアプリケータの横移動量に応じて、前記送出しローラの傾斜の向き及び傾斜角度αを１回転毎に設定し制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれに記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。

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