JP2007237596A - タイヤ成形設備及びタイヤ成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形されたタイヤのユニフォミティが良好であり、かつゴムの無駄を生じさせないタイヤ成形設備を提供する。
【解決手段】ゴムの混練を行なうスクリューを有する押出機１０、及び、この押出機１０から押し出されるゴムを成型用口金３０へと送り出すギアポンプ２０とを備えたゴム押出装置１と、成型用口金３０から押し出し成形されたゴム部材をタイヤの形状に成形するタイヤ成形ドラム２と、を備えたタイヤ成形設備によるタイヤ成形方法であって、ギアポンプ２０をヘリカルギア２１により構成し、成型用口金３０から押し出されるゴム部材をタイヤ形状に対応して湾曲させる。好ましくは、ヘリカルギア２１の回転軸２３が水平に設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ゴムの混練を行なうスクリューを有する押出機、及び、この押出機から押し出されるゴムを成型用口金へと送り出すギアポンプとを備えたゴム押出装置と、成型用口金から押し出し成形されたゴム部材をタイヤの形状に成形するタイヤ成形装置と、を備えたタイヤ成形設備及びこの設備によるタイヤ成形方法に関するものである。

タイヤを成形する技術として種々の方法が知られている。例えば、下記特許文献１に開示される成形工程では、まず成形ドラムの表面にインナーライナーゴムを巻回し、更にその上にカーカスを巻回する。次に、カーカス上にビードコアを包含したビードフィラーを配置し、カーカスの端部を折り曲げてビード部を成形する。次に、成形ドラムを内部のブラダにより拡径（インフレート）し、カーカスをトロイド状に湾曲し、カーカスのタイヤ径方向外側にベルトを配置する。次に、トレッドゴムの幅方向外側部分にサイドゴムを付着したものをベルトのタイヤ径方向外側に付着し、トレッド部とショルダー部の一部を成形する。このトレッドゴムとサイドゴムは、押出機から一体となった状態で押し出し成形され、ベルト外側に付着される。

かかるタイヤ成形方法の課題は、インフレートさせた後に、押出機から押し出し成形されたリボン状のゴムを円周部分に貼り付けているため、外径側のゴム部分に張力が作用することである。かかる張力が作用するため、貼り付けられたゴムは、各部が均一な状態ではなく、ユニフォミティが悪化する要因となっている。

また、特許文献１には、サイドウォールゴムをカーカス上に付着した後、インフレートする方法も開示している。しかし、この場合も、インフレートする前に貼付したサイドウォールゴムが、インフレートすることで厚みが均一でなくなり、薄くなった部分から亀裂や破壊が生じるという問題がある。

更に、下記特許文献２に開示されるタイヤ製造方法では、タイヤのサイドウォール部表面に未加硫の白ゴム層を配置した生タイヤを製作した後、この白ゴム層の上に未加硫ゴムシートから切り出した円環状カバーゴムを貼着する工程を有している。この方法は、ユニフォミティの問題は解決できているが、切り抜いた後のゴムが無駄になるという別の問題を生じさせる。

特開２００３−２１１９１３号公報（段落００７２〜０１０７） 特開２００４−２０９７６１号公報（特許請求の範囲）

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、成形されたタイヤのユニフォミティが良好であり、かつゴムの無駄を生じさせないタイヤ成形設備及びタイヤ成形方法を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成形設備は、
ゴムの混練を行なうスクリューを有する押出機、及び、この押出機から押し出されるゴムを成型用口金へと送り出すギアポンプとを備えたゴム押出装置と、
成型用口金から押し出し成形されたゴム部材をタイヤの形状に成形するタイヤ成形装置と、を備えたタイヤ成形設備であって、
前記ギアポンプをヘリカルギアにより構成し、成型用口金から押し出されるゴム部材をタイヤ形状に対応して湾曲させることを特徴とするものである。

更に、上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成形方法は、
ゴムの混練を行なうスクリューを有する押出機、及び、この押出機から押し出されるゴムを成型用口金へと送り出すギアポンプとを備えたゴム押出装置と、成型用口金から押し出し成形されたゴム部材をタイヤの形状に成形するタイヤ成形装置と、を備えたタイヤ成形設備によるタイヤ成形方法であって、
前記ギアポンプをヘリカルギアにより構成し、成型用口金から押し出されるゴム部材をタイヤ形状に対応して湾曲させ、成形ドラム上に湾曲したゴム部材を巻き付ける工程を有することを特徴とするものである。

かかるタイヤ成形設備やタイヤ成形方法の作用・効果を説明する。押出機から押し出されたゴムは、ギアポンプへと送り込まれ、このギアポンプを経由して成型用口金から所定の断面形状のゴム部材が押し出し成形される。ギアポンプは、成型用口金に向けて定量のゴムを供給する機能を有する。このギアポンプを構成するギアとしてヘリカルギアを使用する。平ギアを使用した場合、成型用口金から押し出されるゴムの方向は、口金表面に対して垂直な方法となる。これに対して、ヘリカルギアを使用すると、成型用口金から押し出し成形されるゴムは、特定の方向に湾曲した状態となる。そこで、タイヤ形状に対応した湾曲形状として、成形ドラムの表面に巻回することで、ゴム材料に必要以上に張力を作用させることなく、タイヤ成形を行なうことができる。その結果、成形されたタイヤのユニフォミティが良好であり、かつゴムの無駄を生じさせないタイヤ成形設備及びタイヤ成形方法を提供することができる。

本発明において、ギアポンプの回転数により押し出されるゴム部材の湾曲度を調整可能であることが好ましい。

成形するタイヤの種類やゴムの種類により、ゴム部材の湾曲度を変える必要がある。本発明においては、ギアポンプの回転数を変えることで、成型用口金から押し出し成形されるゴムの吐出量を調整し、湾曲度を変更することができる。これにより、種類の変更に容易に対応することができる。

本発明において、ヘリカルギアの歯の角度により押し出されるゴム部材の湾曲度を調整可能であることが好ましい。

湾曲度を変える場合、ヘリカルギアの歯の角度を変えることでも対応可能である。そこで、歯の角度の異なるヘリカルギアを何種類か用意しておき、これを交換することで、種類の変更に容易に対応することができる。

本発明において、ヘリカルギアの回転軸が水平に設定されていることが好ましい。

回転軸を水平とすることで、成型用口金から押し出し成形されるゴムは、水平面内で湾曲させることができる。従って、湾曲の大きさが重力の影響を受けないようにすることができ、精度よく湾曲度を設定することができる。

本発明に係るタイヤ成形設備及びタイヤ成形方法の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、タイヤ成形設備の概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は側断面図であり（ｂ）は水平断面図を示す。

ゴム押し出し装置１は、不図示のホッパーから供給されたゴム材料を混練する押出機１０を備えており、この押出機１０には水平軸周りに回転駆動されるスクリュー１１と、スクリュー１１が収容されるバレル１２が設けられている。押出機１０により混錬されたゴム材料は、ギアポンプ２０のほうに送り込まれる。ギアポンプ２０は、定量のゴム材料を送り出す機能を有しており、一対のヘリカルギア２１（はすば歯車）と、このヘリカルギア２１を駆動する駆動モータ２２と、この駆動モータ２２を制御する制御装置３１を備えている。ギアポンプ２０から供給されるゴム材料は、成型用口金３０から所望の断面形状で押し出し成形される。成型用口金３０には、かかる断面形状に対応した開口部が形成される。

図２は、ギアポンプの詳細構成を示す図である。この図は、一部を破断した状態で内部構造を図示しており、押出機１０の側から見た状態である。ギアポンプ２０を構成するギアとして一対のヘリカルギア２１が使用されており、その回転軸２３は水平となるように設定されている。この回転軸２３が駆動モータ２２により駆動される。

ギアポンプ２０は、中央に位置する第１本体部２４とその両側に位置する一対の第２本体部２５を備えており、これら本体部２４，２５の内部にヘリカルギア２１が配置される。ギアポンプ２０のギアとして平ギアを用いた場合、押し出し成形されるゴムは、成型用口金３０から垂直方向に吐出される。これに対して、ヘリカルギア２１を使用した場合、歯が傾斜していることに起因して、ゴムの流れがギアポンプ２０内で偏るため、成型用口金３０から吐出されるゴムは、図１に示すように湾曲した状態になる。また、ヘリカルギア２１の回転軸２３は水平になるように設置されているため、押し出し成形されるゴムの湾曲状態の曲率中心は図１（ｂ）に示すように垂直方向になる。

このようにゴムが湾曲した状態で押し出され、その湾曲状態のままで成形ドラム２（タイヤ成形装置を構成）に巻回させることができる。仮に、湾曲していないゴムを成形ドラム２の表面に巻回しようとすると、径方向外側部分が引っ張られるためユニフォミティが悪化する可能性がある。これに対して、押し出し成形された状態で湾曲させておけば、成形ドラム２に巻回する時に張力などを作用させることがないため、ユニフォミティを均一にした状態で巻回することができる。

なお、成形ドラム２に対して巻回するというのは、成形ドラム２に直接巻回する場合だけでなく、すでに成形ドラム２の周上にゴムが巻回している場合は、そのゴムの上から重ねて巻回する態様も含まれる。以下の説明においても同様である。成形ドラム２については、例えば、前述の特許文献１などに見られるような公知の構造のものを採用することができる。

図３は、実際のゴム押し出し装置１を成型用口金３０側から見た外観図である。ゴムが吐出される前の状態を示している。図４は、実際にゴムが押し出されているところを示す図である。図４に示すように、押し出されたゴムが水平面内で湾曲して押し出されていることがわかる。

押し出し成形されるゴムの湾曲度は、ヘリカルギア２１の回転数を変更することで変えることができる。従って、所望の湾曲度となるように制御装置３１により回転数を制御すればよい。また、ヘリカルギア２１の歯の角度を変えることでも湾曲度を変更可能である。従って、歯の角度が異なる種々のヘリカルギア２１を予め用意しておき、目的に応じてヘリカルギア２１を交換するようにしてもよい。

本実施形態では、ヘリカルギア２１の回転軸２３が水平になるように設定しているが、これを従来のように垂直にすると、成型用口金３０からゴムは湾曲して吐出されるものの、重力の作用により湾曲度に影響を与え、所望の湾曲度にならない可能性がある。これに対し、回転軸２３を水平にすれば、湾曲度に影響を与える方向に重力が作用せず、精度よく所望の湾曲度を得ることができる。

＜別実施形態＞
本発明で対象となるゴム部材であるが、特に、タイヤのサイドウォールゴムの場合に好適であるが、これに限定されるものではなく、インナーライナーゴム、ビードフィラー、及びその他のゴム部材についても適用できるものである。また、タイヤ製造方法の１つとして、例えば、特開２００３−２６６５５５号公報に開示されるようなストリップゴムを連続押し出して成形する方法があるが、この場合にも本発明は適用できるものである。

タイヤ成形設備の概略構成を示す模式図 ギアポンプの詳細構成を示す図 ゴム押し出し装置を成型用口金側から見た図 ゴムが実際に吐出される状態を示す図

符号の説明

１ ゴム押し出し装置
２ 成形ドラム
１０ 押出機
１１ スクリュー
２０ ギアポンプ
２１ ヘリカルギア
２２ 駆動モータ
２３ 回転軸
３０ 成型用口金
３１ 制御装置

Claims (5)

1. ゴムの混練を行なうスクリューを有する押出機、及び、この押出機から押し出されるゴムを成型用口金へと送り出すギアポンプとを備えたゴム押出装置と、
   成型用口金から押し出し成形されたゴム部材をタイヤの形状に成形するタイヤ成形装置と、を備えたタイヤ成形設備であって、
   前記ギアポンプをヘリカルギアにより構成し、成型用口金から押し出されるゴム部材をタイヤ形状に対応して湾曲させることを特徴とするタイヤ成形設備。
2. ゴムの混練を行なうスクリューを有する押出機、及び、この押出機から押し出されるゴムを成型用口金へと送り出すギアポンプとを備えたゴム押出装置と、
   成型用口金から押し出し成形されたゴム部材をタイヤの形状に成形するタイヤ成形装置と、を備えたタイヤ成形設備によるタイヤ成形方法であって、
   前記ギアポンプをヘリカルギアにより構成し、成型用口金から押し出されるゴム部材をタイヤ形状に対応して湾曲させ、成形ドラム上に湾曲したゴム部材を巻き付ける工程を有することを特徴とするタイヤ成形方法。
3. ギアポンプの回転数により押し出されるゴム部材の湾曲度を調整可能であることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ成形方法。
4. ヘリカルギアの歯の角度により押し出されるゴム部材の湾曲度を調整可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載のタイヤ成形方法。
5. ヘリカルギアの回転軸が水平に設定されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のタイヤ成形方法。

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