JP2012101454A - タイヤの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リボン状ゴムに圧延成型する際に一方のローラに密着することを防止するタイヤの製造装置及び、製造方法を提案する。
【解決手段】口金１０を通してゴムを押し出すゴム押出機２と、互いの外周面が対向して配置され押し出されたゴムを所定の断面形状に成型する一対のローラ１２Ａ，１２Ｂと、一対のローラ１２Ａ，１２Ｂにより成型されたリボン状ゴム１５を前記一方のローラ１２Ｂで保持して回転支持体３に貼り付けるタイヤの製造装置であって、前記口金１０はリボン状ゴム１５の前記他方のローラ１２Ａとの接触面に、密着防止用の複数のリッジを形成するためのリッジ加工部を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、対向して配置された一対のローラ間にリボン状ゴムを通過させて所定の断面形状に成型し、一方のローラで保持して回転支持体に貼り付けるタイヤの製造装置及び製造方法に関し、とくに、リボン状ゴムが他方のローラに保持されるのを防止できるタイヤの製造装置及び製造方法に関する。

ゴム押出設備の小型化、タイヤの均一性向上、或いは小ロット多サイズ生産への対応等を目的に、グリーンタイヤを成型する際に、小型のゴム押出機より押し出されたリボン状ゴムを、直接回転支持体の外面に螺旋状に巻回し、積層して所定断面のタイヤ構成部材を組み付けるタイヤの製造装置及び製造方法が知られている。
このタイヤの製造装置及び製造方法では、口金を通して押し出されたリボン状ゴムを対向して配置された一対のローラ間でその断面形状を成型し、成型したリボン状ゴムを回転支持体の外面に貼り付けることが行われている。

図４は、このような従来のタイヤの製造装置の概略構成を模式的に示す側面図である（特許文献１参照）。このタイヤの製造装置は、リボン状ゴムの材料を投入するためのホッパ２１と、ホッパ２１から投入されたゴム材料を混練して送出するスクリュー２２と、スクリュー２２から送出されたゴム材料を定量で送出するギヤポンプ２３と、ギヤポンプ２３から送出されたゴム材料をリボン状にして押し出す口金２４とを備えている。口金２４の前方には、支持部材２５ａ，２６ａを介して口金２４に連結された一対のローラ２５，２６が配置されている。また、一対のローラ２５，２６の前方には回転支持体２８が配置されている。これらのホッパ２１、スクリュー２２、ギヤポンプ２３、口金２４、及び一対のローラ２５，２６は一体に構成され、回転支持体２８の外周面に沿って移動可能な移動手段２９上に設けられている。

このタイヤの製造装置において、口金２４から押し出されたリボン状ゴム２７は、互いに逆方向に回転中の上ローラ（圧延ローラ）２５と下ローラ（貼付ローラ）２６の外周面間を通過することで、それらの外周面（圧延面）で圧延され、所定の断面形状に連続して成型される。上・下ローラ２５、２６の隙間を通過したリボン状ゴム２７は、圧延成型後に外周面の直径の大きい下ローラ２６の外周面により保持されて、下ローラ２６と逆方向に回転中の回転支持体２８の外面まで導かれ、回転支持体２８の外面に押圧され、貼り付けられる。この際、移動手段２９を回転支持体２８の外面に沿う方向へ移動させることで、リボン状ゴム２７を回転支持体２８の外面に螺旋状に巻き付け、リボントレッド等のゴム部材を所定の外形（コンター）に形成することができる。

図５は、このようなタイヤの製造装置のゴム押出機で使用する従来の口金２４の開口の形状を示す。口金２４は図示のように上下に平行な辺２４ａ、２４ｂを有する主に六角形の開口２４ｃを有し、その上下の平行な辺２４ａ、２４ｂは全て平坦でリッジ（凸条又は突条）は存在していない。
口金２４の開口２４ｃが六角形の場合、上辺２４ａの長さａと下辺２４ｂの長さｂは、ａ＝ｂの関係がある。この上下の辺２４ａ、２４ｂの長さａとは、リボン状ゴム２７のローラとの幅方向における接触長さを規制する。したがって、吐出ゴムと上・下ローラ２５，２６との前記接触長さが同じでａ＝ｂであると、押し出されたリボン状ゴム２７の幅方向における接着力は同じになる。そのため、従来の口金２４を用いた場合には、リボン状ゴム２７の圧延中にリボン状ゴム２７がしばしば上ローラである圧延ローラ２５に密着して、下ローラである貼付ローラ２６から離れ、リボン状ゴム２７を回転支持体２８上のグリーンタイヤへ誘導することができないということが起こる。

そこで、従来のタイヤの製造装置では、図４に示すように下ローラ２６の外周面の直径を上ローラ２５の外周面の直径よりも大きくすることで、下ローラ２６のリボン状ゴム２７との縦方向（又は長手方向）における接触面積を上ローラ２５のそれよりも大きくして、粘着性を有するリボン状ゴム２７が上ローラ２５よりも下ローラ２６に保持され易くしている。

しかし、一対のローラのうち一方の貼付用のローラの外周面の直径を大きくするだけでは、リボン状ゴムを保持する作用が不十分であり、ゴムの種類、温度などによっては、リボン状ゴムの先端が直径の小さい下ローラに密着してしまうことがある。
この問題に対処するため、例えば特許文献２に示すように、一対のローラの外周面の温度、或いは周速度に差をつけたり、一方のローラを鏡面に加工すると共に、他方のローラをリッジ面に仕上げる等の処理を行って、それぞれの外周面の表面状態を異ならせたりする対策がとられているが、いずれの対策も十分な効果を上げているとは云えない。

そこで、本出願人は、先に、リボン状ゴムを通過させて所定の断面形状に形成する一対の大径及び小径のローラのうち、大径のローラ（貼付ローラ）の外周面に鏡面加工を施すと共に、小径のローラ（圧延ローラ）の外周面に網目状のローレット加工を施し、小径のローラの外周面とリボン状ゴムとの間にはローレット加工による微小な隙間を形成し、この微少な隙間にエアブロー手段のノズルから空気を噴射させ、小径のローラの外周面に保持されているリボン状ゴムを強制的に剥離する装置及び方法を提案した（特許文献３参照）。

しかし、この装置又は方法は、別途エアブロー手段が必要になるだけではなく、一定期間使用したときの経時変化により、小径のローラの外周面のローレット加工された微少な隙間にゴムが溜まると、ローレット加工による効果が薄れ、また、万一、ローレット部（凹凸部）にゴムが完全に入り込んでしまうと、ローラとゴムの接触面積が大になるだけではなく、ローレット部に溜まったゴムとリボン状ゴムにより却って密着し易くなることが課題となることが分かった。

特開２００３−３３９６０号公報 特開２００４−２１６７２６号公報 特開２００９−８６５号公報 特開２００６−３４６９７２号公報

したがって、本発明はタイヤの製造装置及び製造方法における上記従来の課題を解決すべくなされたものであって、その目的は、ゴム押出機から押し出され圧延成型されたリボン状ゴムを一対のローラで圧延する際に、簡易な構成により、圧延されたリボン状ゴムが一方のローラに密着することを防止することである。

（１）本発明は、口金を通してゴムを押し出すゴム押出機と、互いの外周面が対向して配置され押し出されたゴムを所定の断面形状に成型する一対のローラと、一対のローラにより成型されたリボン状ゴムを前記一方のローラで保持して回転支持体に貼り付けるタイヤの製造装置であって、前記口金はリボン状ゴムの前記一対のローラとの接触面のうち、前記他方のローラとの接触面に複数のリッジを形成するためのリッジ加工部を備えた、タイヤの製造装置である。
（２）本発明は、口金を通してゴムを押し出す工程と、互いの外周面が対向して配置された一対のローラで押し出されたゴムを所定の断面形状に成型する工程と、前記一対のローラにより成型されたリボン状ゴムを前記一方のローラで保持して前記回転支持体に貼り付ける工程を有するタイヤの製造方法であって、前記口金のリッジ加工部により、リボン状ゴムの前記一対のローラとの接触面のうち、前記他方のローラとの接触面に複数のリッジを形成する工程を有するタイヤの製造方法である。

本発明によれば、ゴム押出機から押し出されたリボン状のゴムを一対のローラで圧延する際に、簡易な構成により、圧延されたリボン状ゴムが一方のローラ（圧延ローラ）に密着することが防止できる。
したがって、従来のようにマシンを停止することがなく、不活動時間やグリーンタイヤのスクラップの発生が抑制できる。

本発明の実施形態に係るタイヤの製造装置の概略構成を示す側断面図である。 本実施形態のタイヤの製造装置におけるゴム押出機の口金の開口を示す断面図である。 図２に示すゴム押出機の口金で成型されたリボン状ゴムの断面図である。 従来のタイヤの製造装置の概略構成を模式的に示す側面図である。 従来のタイヤの製造装置におけるゴム押出機の口金の開口を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るタイヤの製造装置の概略構成を示す側断面図である。
本タイヤの製造装置１は、ゴムを押し出す押出機２と押出機２の口金１０を通して押し出されたリボン状ゴム１５を圧延成型及び貼り付けする上下一対のローラ（上ローラ：圧延ローラ１２Ａ、下ローラ：貼付ローラ１２Ｂ）から成るローラヘッド１２と、圧延成型したリボン状ゴム１５を貼り付ける回転支持体３とからなっており、下ローラ１２Ｂは、圧延したリボン状ゴム１５を回転支持体３上に巻き付け所望のコンターを備えたグリーンタイヤを製造する。なお、リボン状ゴム１５の貼付装置の他の構成は、例えば図４に関連して説明した従来のものと同じでよい。

図２は、図１に示すゴム押出機２の口金１０の開口１０ｄを示す断面図である。
この口金１０の開口１０ｄの全体の形状は従来と同様に六角形であるが、その上辺１０ａは図示のように平坦ではなく、例えば断面略三角形の凹条１０ｃが形成されている点で従来のものと相異し、その他の点では同じである。つまり、本口金１０は上辺１０ａのリッジ加工部である断面略三角形の凹条１０ｃにより、この口金１０で押し出されたリボン状ゴム１５の上面には前記凹条１０ｃに対応したリッジ１５ａ（図３）が形成される。他方、口金１０の開口部の下辺１０ｂは平坦に形成されている。
このように、口金１０の開口部の上下辺の表面をそれぞれ異なる表面形状にすることで、押し出されるリボン状ゴム１５の水平な一面にはリッジ１５ｃが形成されると共に、その反対側には平坦な水平面１５ｂが形成される（図３）。

図３は、前記口金１０で成型されたリボン状ゴム１５の断面図である。
この口金１０から押し出されたリボン状ゴム１５には、前記口金１０の開口部の上下の辺１０ａ、１０ｂに対応して、上面１５ａには複数のリッジ１５ｃが形成されると共に、下面１５ｂは平坦な面に形成されている。
したがって、次工程の圧延工程では、リボン状ゴム１５の上面１５ａは、上ローラ（圧延ローラ）１２Ａに対してリッジ１５ｃで接触するため、図３に示すその幅方向における全体の接触長さＡは下ローラ（貼付ローラ）１２Ｂと接触する下面の接触長さＢよりも短くなる。そのため圧延時に作用する密着力は、上ローラ（圧延ローラ）１２Ａとの密着面よりも下ローラ（貼付ローラ）１２Ｂ側で大きくなる。その結果、圧延時にリボン状ゴム１５が圧延ローラ１２Ａに密着することが防止でき、押し出されたリボン状ゴム１５を確実に回転支持体３に送付することができる。
また、従来と同様に下ローラ１２Ｂの径を上ローラ１２Ａの径よりも大きくすることで、一層確実に圧延時におけるリボン状ゴム１５の圧延ローラ１２Ａ側への密着を防止することができる。

ここで、リボン状ゴム１５に形成されるリッジ（凸条）１５ｃの深さｄは、０．３〜０．５ｍｍとすることが好ましい。その理由は、リッジ１５ｃの深さｄが０．３ｍｍを下回るとリボン状ゴム１５の上下面におけるそれぞれ上ローラ１２Ａ及び下ローラ１２Ｂとの接触長さの差が小さくなるため、リボン状ゴム１５の圧延ローラ１２Ａへの密着を防止する効果が薄れ、また、０．５ｍｍを超えると、リボン状ゴム１５を回転支持体３に貼り付けて所望のコンターに形成する際に、そのコンターへの影響が無視できなくなるからである。

本実施形態によれば、例えば特許文献３に記載されたタイヤの製造装置のように、リボン状ゴムにローレット加工を施して形成した微細な隙間にエアブロー手段のノズルから空気を噴射させるなどの複雑な操作を行うことなく、単に例えば断面三角形の凹条１０ｃを形成した口金１０を設けて、リボン状ゴム１５の上ローラ（圧延ローラ）１２Ａとの接触面にリッジ１５ｃを形成するだけでよく、上ローラ１２Ａへのリボン状ゴム１５の密着を効果的に防止することができる。

なお、以上の説明では、ゴム押出機２の口金１０の開口部は六角形のものとして説明したが、本発明はこの形状に限定されず、要は、口金１０の開口１０ｄは上下の辺１０ａ、１０ｂが互いに平行であるものであればよく、また、口金１０の開口１０ｄの上辺１０ａに断面略三角形の凹条１０ｃを形成するものとして説明したが、口金１０の開口１０ｄの上下の平行な辺１０ａ、１０ｂの一方、つまり押し出したリボン状ゴム１５の上ローラ（圧延ローラ）１２Ａに接合することとなる辺に複数のリッジ１５ｃが形成できればよい。
さらに、以上の説明では、上ローラ１２Ａを圧延ローラとしてまた下ローラ１２Ｂを貼付ローラとして説明したがそれに限定されずその関係は逆であってもよく、要はローラヘッド１２が圧延ローラと貼付ローラで構成されていればよい。

本発明では、上記口金１０を採用したことにより、従来の口金２４を用いたものでは、圧延成型時におけるリボン状ゴムの圧延ローラへの密着が全体の２％程度あったものが、０．２％まで低減することができた。これにより、本発明のタイヤの製造装置の有効性が確認された。

なお、従来、口金の開口部の辺部分にリッジを形成してリボン状ゴムにリッジ加工を施す略三角形の凹部を備えた押出装置（特許文献４参照）が知られているので、この点について念のため説明する。
特許文献４に記載されたリッジ付き押出装置は、スティフナーを形成するための押出装置であって、ゴム押出機の口金の開口部分に略三角形の凹部を複数形成し、それによってスティフナーにリッジを形成する。

ここで、スティフナーにリッジを形成する目的は、スティフナーが加硫モールドに装填されブラダーなどにより内方からモールド面に押圧されたとき、そのリッジがカーカスプライのコーティングゴムに押圧されて潰されて、相手部材と相互に接着しやすくするためである。
したがって、この従来の前記口金は、本発明と対比したとき、その口金の辺部分でリボン状ゴムにリッジ加工を施すという点では共通するが、その目的もまた、その口金で成型する対象物も相異しており、単に、リボン状ゴムにリッジを形成するという点で類似するだけである。つまり、特許文献４に記載された発明は、本発明とはその対象物も目的も作用効果も相異するから、本発明とは何の関係もなく、この発明から本発明が容易に想到しえるものではない。

１・・・タイヤの製造装置、２・・・ゴム押出機、３、２８・・・回転支持体、１０、２４・・・口金、１２・・・ローラヘッド、１２Ａ・・・圧延ローラ、１２Ｂ・・・貼付ローラ、１５、２７・・・リボン状ゴム、２１・・・ホッパ、２２・・・スクリュー、２３・・・ギヤポンプ、２５、２６・・・ローラ、２９・・・移動手段。

Claims (6)

1. 口金を通してゴムを押し出すゴム押出機と、互いの外周面が対向して配置され押し出されたゴムを所定の断面形状に成型する一対のローラと、前記一対のローラにより成型されたリボン状ゴムを一方のローラで保持して回転支持体に貼り付けるタイヤの製造装置であって、
   前記口金はリボン状ゴムの前記一対のローラとの接触面のうち、他方のローラとの接触面に複数のリッジを形成するためのリッジ加工部を備えたタイヤの製造装置。
2. 請求項１に記載されたタイヤの製造装置において、
   前記リッジ加工部は、前記口金の開口を規定する互いに平行な辺の一方に形成された複数の凹条であるタイヤの製造装置。
3. 請求項１又は２に記載されたタイヤの製造装置において、
   前記一方のローラは、前記他方のローラよりも大径であるタイヤの製造装置。
4. 請求項３に記載されたタイヤの製造装置において、
   前記口金の開口は上下に前記平行な辺を備えた六角形であるタイヤの製造装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載されたタイヤの製造装置において、
   リボン状ゴムに形成されるリッジの深さは、０．３〜０．５ｍｍであるタイヤの製造装置。
6. 口金を通してゴムを押し出す工程と、互いの外周面が対向して配置された一対のローラで押し出されたゴムを所定の断面形状に成型する工程と、前記一対のローラにより成型されたリボン状ゴムを前記一方のローラで保持して前記回転支持体に貼り付ける工程を有するタイヤの製造方法であって、
   前記口金のリッジ加工部により、リボン状ゴムの前記一対のローラとの接触面のうち、前記他方のローラとの接触面に複数のリッジを形成する工程を有するタイヤの製造方法。

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