JP4274945B2 - タイヤの製造方法、およびタイヤの製造に使用する押出機 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ製造方法および装置に関し、特に前記タイヤの少なくとも１個の構成部品を製造するためのエラストマー材料のリボンを製造するための押出機に関する。

本明細書および請求の範囲では、「リボン」は、エラストマー材料のストリップであって、その幅がストリップ自体を横断する方向に一定であるか、または変化し、ゴム製品に使用されるストリップを意味する。好ましくは、前記ゴム製品はタイヤである。

本明細書の目的では、「エラストマー材料」という用語は、少なくとも１種類のエラストマーポリマーと、少なくとも１種類の補強充填剤とを含む組成物を意味することに注目するべきである。前記組成物は、架橋剤および／または可塑剤などの添加剤も含むことが好ましい。

タイヤは、一般に、両端が１対の半径方向内側のビードコアに固定された少なくとも１つの補強プライを供える円環状に賦形されたカーカスと、前記カーカスの周囲に配置されたトレッドバンドと、前記少なくとも１つの補強プライと前記トレッドバンドとの間のベルト構造と、を備える。

前記ベルト構造は、一般に、互いの上に半径方向に重畳されて、埋め込まれた金属補強コードを含むゴム引き布帛の少なくとも２本のストリップであって、該金属補強コードが、各ストリップ内に平行に並んで配置され、好ましくはタイヤの赤道平面に対して対称に、隣接するストリップの補強コードと交差するストリップを備える。好ましくは、前記ベルト構造は、前記少なくとも２つの半径方向に重畳するストリップの半径方向外側にさらに他の補強ストリップも備え、前記さらなる他のストリップは、タイヤの赤道平面に対して実質的に平行な埋め込み補強コードを含む。

タイヤ製造過程では、エラストマー構成部品は、たとえばトレッドバンド、側壁、内側チューブがない状態で使用するように設計されたタイヤ（チューブレスタイヤ）の内面を被複する気密ゴム層（ライナー）、トレッドバンドとベルト構造との間に配置されるゴムシート、もしくは場合により２つの別個のベルトストリップ間に挿入されるゴムシート、幅が限られ、厚さが横断方向に変化する、ベルト構造の縁部の下側に配置されるシート、もしくは幅が限られ、厚さが一定で、ベルトストリップの縁部周囲に折り返されるシートである。

一般に、上記の構成部品の製造には、特定の構成部品を得るのに適するように成分が選択される適切な処方によるエラストマー化合物を最初に調製する必要がある。

前記エラストマー化合物の調製後、前記構成部品を製造する１つの公知の方法は、エラストマー材料を加工する機能を有する押出機を使用することを含み、エラストマー材料は押出機本体に沿って供給部分から押出し部分に前進し、材料は最後の適切なオリフィスから押し出される。オリフィスの寸法および幾何学的形状は、得られる構成部品の断面のプロファイルに従って決定される。

一般に、押出機は、エラストマー材料を前進させるための螺旋ねじを含むチャンバを内部に画定する閉鎖円筒状本体を備える装置である。前記チャンバは、一方の端部が、前記供給部分の付近に位置するホッパ（エラストマー化合物が通って導入される）を介して外部と連通し、前記チャンバの第２の端部には、前記押出し部分に位置する上記オリフィスを介して外部に連通する押出機ヘッド（または押出機ヘッド）が接続されている。押出機ヘッドの壁部は、一般に、徐々に変わるテーパが形成されて（tapergradually）、前記オリフィス方向に対するエラストマー材料の搬送を促進する。

前記螺旋ねじの最終部分は、前記押出機ヘッドの開始部分で終端する。前記ねじは、押出機の所望の加工条件、および加工されるエラストマー化合物の流量特性を生成するのに適するように選択した１つ以上の予め決められたピッチに従って、ねじの長手方向に沿って螺旋状に走るフィン付きプロファイルを有する。

エラストマー材料が押出機の内側に沿った経路を前進する時、ねじの回転運動により、エラストマー材料は、上記のフィン付きプロファイルにより可塑化作用を受け、ねじの端部部分と、押出機ヘッドのテーパ付き壁部との間の空間に蓄積することにより、その経路を終端し、押出機ヘッドから、上記のオリフィス方向に高圧で押し出される。

従来のタイヤ製造技術では、各エラストマー部品は、最終的な形状に押し出され、たとえば、任意にエラストマー部品をその上で冷却するコンベヤベルトにより、巻取りスプールまたは保管表面（たとえば、いわゆる「ブックトロリー」）に送られて、製造機械上で使用する準備が整う。

タイヤ構成部品製造するための公知の押出機の一例は、米国特許第５，２２１，５４１号に記載されている。前記押出機は、押出しねじの下流に、互いに組み立てられた一連の金属プレートであって、断面が連続的に可変で、押出しオリフィスに至る長手方向通路を共に画定する金属プレートを備える。長手方向経路に沿った前記通路の断面のプロファイルは、最大面積を有する円形部分から、最小面積を有する実質的に楕円形の部分まで変化する。前記長手方向通路の主な特徴は、２つの端部部分の間に、断面積が上流の中間部分の断面積より大きい少なくとも１つの中間部分が存在することにあり、前記中間部分の機能は、押し出される前にエラストマー化合物の温度を低下させることである。

比較的最近のタイヤ製造方法では、たとえば、本願と同一の出願人名義の欧州特許出願ＥＰ−９２８，６８０号に記載されているように、タイヤは、トロイダル状サポート上に直接形成され、その際、適切な寸法の半完成基本製品が軸方向に隣接するか、および／または半径方向に重畳する巻回を、それが製造された直後に前記サポート上に巻いて重畳する。特に、３種類の半完成基本製品が使用され、詳細には、エラストマー材料のみのプロファイル付きストリップ、つまり上記の「リボン」と、一般に紡織繊維または金属コードである、埋め込まれた長形の補強要素を含むエラストマー材料のストリップで、以下で「リボン状バンド」と定義するストリップと、ゴム引き金属ワイヤまたはコードとである。

ごく最近のタイヤ製造方法による要件では、断面寸法が非常に小さいリボンを必要とする。

先行技術で公知の押出機は、押出機ヘッドが長手方向に非常に長い場合に限り、こうした寸法のリボンを製造することができる。この技術的な解決方法は、押出しチャネルの断面を徐々に変化させることで、押出しチャネルの断面が突然に変化することに起因する、長手方向に比較的短い押出機に生じるエラストマー材料の流動不安定性の問題を防止する。前記押出機ヘッドの長手方向の長さにより、前記の技術的な解決方法は、前記チャネルの内壁を容易に機械加工することを可能にし、前記材料の望ましくないスコーチを生じさせるのに十分な熱を発生させる、エラストマー材料中の剪断応力の発現（development of shear stresses）を防止する。

しかし、非常に長い押出機ヘッドは、大きなスペースを必要とするため、上記のタイヤ製造方法に都合よく使用することはできない。実際、前記の方法では、リボンは製造直後に使用され、中間の保管工程がないことから、前記リボンを分配する押出機ヘッドは、その上でタイヤが製造されるトロイダル状サポート付近にあることが必要となる。

本願特許出願人は、最近のタイヤ製造方法が、長手方向の寸法が短い押出機ヘッドであって、断面寸法が縮小したリボンを製造することができる押出機ヘッドを必要とすることに気付いた。

特に、本願特許出願人は、前記の要件を満たすには、押出機ヘッドを通過するエラストマー材料における流動不安定性の現象の発現を防止すると有利であることに気付いた。

本願特許出願人は、上記の半完成基本製品を使用するタイヤ製造方法では、横断方向の寸法が縮小し、その上にタイヤが構築されるトロイダル状サポート上に直接付与することができるリボンを製造するには、適切にテーパが付いた押出しチャネルを備える限られた長手方向の寸法の押出機が必要であることを発見した。

一般に、本発明は、タイヤ製造方法であって、エラストマー材料で少なくとも１個の半完成基本製品を製造する工程と、前記半完成基本製品を隣接する巻回でトロイダル状サポート上に重畳させて配置する工程とを含み、前記少なくとも１個の半完成基本製品が、前記エラストマー材料を、テーパ付きの押出しチャネルを画定するブッシュが設けられた押出機ヘッドから押し出すことにより製造される方法に関する。好ましくは、前記ブッシュは、入口部分と出口部分とを有し、前記入口部分の断面積と、前記出口部分の断面積との比率は５〜１００であり、前記入口部分の直径と前記ブッシュの長さとの比率は０．１〜１である。

さらに好ましくは、本発明は、タイヤ製造方法であって、エラストマー材料の少なくとも１個の半完成基本製品を製造する工程と、前記半完成基本製品を隣接する巻回でトロイダル状サポート上に重畳させて配置する工程とを含み、前記少なくとも１個の半完成基本製品の製造工程が、前記エラストマー材料を、テーパ付きの押出しチャネルを画定するブッシュが設けられた押出機ヘッドから押し出すことにより行われ、前記ブッシュが、前記ブッシュの軸を含む平面に対して対称的になるように組み立てることができる（assemble on a diametrical plane）少なくとも２個の部品を備え、前記ブッシュに対応する管状本体の内部プロファイルと相補的なプロファイルを有する外面により境界を定められる、方法に関する。

好ましくは、前記ブッシュの接続可能な部品の内壁（the connectable parts of said bush）（押出しチャネルを形成する）は、容易に手を触れることができ、所望のテーパ角度を提供するように適切に賦形する。

さらに、前記ブッシュの接続可能な部品の内壁は、容易に手を触れることができ、上記の流動不安定性の現象をなくすか、または少なくとも減少させるために、１種類以上の表面処理を施すことが好ましい。

さらに好ましくは、前記半完成基本製品はリボンである。さらに好ましくは、押出しチャネルの断面は、連続的かつ規則的に、前記ブッシュの入口部分の実質的に円形の断面形状から、前記ブッシュの出口部分の平坦な断面形状に変形する。

特定の態様では、ブッシュは、直径が異なる円筒状部分によって形成され、前記円筒状部分は、押出しチャネルの軸に垂直な同軸環状表面により、段階的に互いに接続される。

その他の態様では、本発明は、予め決められた形状および寸法で半完成エラストマー製品を製造するための、チャンバを備える押出機であって、エラストマー化合物を前記チャンバに沿って前進させるために設けられる少なくとも１本の螺旋ねじが前記チャンバの内部に配置され、前記チャンバは、一方の端部に押出機ヘッドが設けられ、他方の端部は、エラストマー化合物が通って導入されるポートを介して外部と連通し、前記押出機ヘッドは、一方の端部が前記チャンバに取り付けられた外側管状本体と、前記管状本体内部に配置されて、テーパ付き押出しチャネルを画定するブッシュと、前記管状本体内部に、前記ブッシュに対して軸方向に当接させて取り付けられたダイとを備え、押出機は、前記ブッシュが入口部分と出口部分とを有し、前記入口部分の面積と前記出口部分の面積との比率が５〜１００であり、前記入口部分の直径と前記ブッシュの長さとの比率が０．１〜１であることを特徴とする押出機に関する。

好ましくは、前記ブッシュは、前記ブッシュの軸を含む平面に対して対称的になるように組み立てることができて、共に押出しチャネルを画定する少なくとも２個の部品と、前記管状本体の内側プロファイルと相補的なプロファイルを有する外面とを備える。

好ましくは、押出しチャネルの断面は、チャンバに最も近い端部（the end nearest the chamber）の実質的に円形の断面形状から、ダイに当接する端部の平坦な（好ましくは矩形で、丸みのある隅）断面形状に、連続的かつ規則的に変形する。

好ましくは、ブッシュの外面は、直径が段階的に減少する円筒状部分を含む。

好ましくは、ブッシュの外面は、ブッシュの軸に垂直な同軸環状表面により段階的に互いに接続された直径が異なる円筒状部分を備える。

特に、ダイには、押出しチャネルに接続するテーパ付き部分と、一定断面の部分とにより形成された、軸方向の孔が設けられる。

さらに詳細には、ダイの外面は、ダイの軸に垂直な同軸環状表面により互いに接続された直径が異なる２個の円筒状部分を備える。

好ましくは、前記チャンバの端部と、前記ブッシュの端部との間の管状本体にシールを挿入し、シールの内面は、チャンバの出口部分と前記ブッシュの入口部分とを結合する。

その他の特徴および利点は、本発明の２つの好ましい実施態様の説明を参照すると、より明白になるであろう。

以下に記載する前記の説明は、添付の図面について言及する。これらの図面は、単に説明のために添付するのであり、何らかの制限を意図するものではない。

タイヤは、一般に、トロイダル状の少なくとも１つのカーカスプライであって、その周方向縁部が１対の環状補強構造、つまり「ビードコア」に結合されるカーカスプライを有するカーカス構造を備える。各ビードコアの補強構造は、タイヤを個々の取付けリム内に確実に取り付けるための「ビード」として一般に周知されている領域において、完成タイヤ内に配置される。上記のカーカスプライの半径方向外側の位置には、互いの上に配置された１つ以上のベルトストリップを含むベルト構造が設けられる。トレッドバンドは、上記のベルト構造の半径方向外側に配置され、加硫処理タイヤの場合、前記バンドは、加硫処理過程でバンドに成形される適切なトレッドパターンを有する。最後に、２個の側壁が、上記のカーカス構造の対向側部上に側方に配置される。カーカス構造は、タイヤが走行条件下で密閉されるように、内側を「ライナー」として公知のエラストマー材料の層により半径方向に被覆することが好ましい。

タイヤ製造方法の一例は、上記の欧州特許出願ＥＰ−９２８，６８０号に記載されている。簡潔に述べるなら、上記のとおり、限られた数の半完成基本製品は、製造されるタイヤの内壁の形状を有するトロイダル状サポート３０（図１０に示す）上に供給される。前記サポートは、ロボットシステム４０により複数のステーション間を搬送され、各々のステーションでは、複数の製造工程が自動シーケンスで行われる。前記半完成基本製品を隣接する巻回で（in adjacent turns）前記トロイダル状サポート上に重畳することにより、上述したグリーンタイヤの全体の構造が形成される。

特に、図１０は、リボンが、押出機５０により前記トロイダル状サポート３０上に配置され、上記タイヤの純エラストマー部品（the purely elastomericcomponents）の１個（たとえば、ライナー、トレッドバンドの側壁）を形成する工程を示す。

詳細には、図１は、実質的に平坦な形状の前記リボンを製造するための、本発明による前記押出機５０の端部部分の断面を示す。目安として、前記タイプのリボンは、好ましくは５ｍｍ〜５０ｍｍ幅および０．１〜５ｍｍ厚である。

前記押出機は、同軸チャンバ１１を画定する円筒状本体８を備え、同軸チャンバ１１の内部には、前記チャンバに沿ってエラストマー化合物を前進させるために、螺旋ねじ１２が配置されている。終端部（出口部分）では、チャンバ１１の直径Φは約６０ｍｍである。円筒状本体の一方の端部には、一般的な参照符号１０を有する押出機ヘッドが配置され、円筒状本体の他方の端部では、エラストマー化合物を通して押出機５０内に導入するポートまたはホッパ６０と連通する。

本発明の第１の好ましい実施態様では、押出機ヘッド１０は、ほぼ円錐形の外側プロファイルを有する外側管状本体１を備え、その直径が比較的大きい端部は、チャンバ１１の出口、つまり前記の終端部に取り付けられる。外側管状本体１は、同軸孔を備え、その表面１８は、直径が異なる断面の段階的な連続により形成され、該直径は、前記管状本体１の最小直径端部方向に減少していく。管状本体１の内部には、ブッシュ２および押出しダイ４が取り付けられる。

好ましくは、ブッシュ２は、少なくとも２個の部分（図３〜５、図８の半ブッシュ２Ａ、２Ｂ）から構成され、これらの部分は共に、テーパ付きタイプの押出しチャネル１５と、管状本体１の内面１８内に適合する外面１６とを画定する。好ましくは、前記表面１６は段付きプロファイルをたどり、本明細書の以下で後述する隆起を示す。

管状本体１内の軸方向孔は、ブッシュ２を収用して、押出しチャネル１５を形成するのに適しており、フライスなどの従来の機械工具を使用して大した問題なく製造することができる。実際、前記孔の壁部は、押し出されるエラストマー材料と直接相互作用しないため、特殊な機械加工は必要とせず、直径が前記管状本体１の入口部分から押出し部分まで減少する最低２つの別個の断面のみを必要とする。

好ましくは、ブッシュ２は鋼合金から製造され、金属材料から製造される管状本体１内に配置される。

図９に示す別の実施態様では、前記外面１６は押出しチャネル１５のテーパ付きプロファイルを実質的にたどり、前記ブッシュの壁部に実質的に一定の厚さを与える。

押出しチャネル１５は、チャンバ１１の出口部分から前記ダイ４の出口部分まで、前記管状本体１の全長に延在する。

チャネル１５のテーパによって、長手方向に沿った前記チャネルの断面が徐々に変化する。半径方向の寸法が減少し、横断方向は実質的に変化せず、その結果、前記チャネルの垂直断面が円形から楕円形に徐々に変形するようなテーパである。

押出しダイ４は、耐磨耗性材料の１個の部分から製造することが好ましく、ブッシュ２に軸方向に当接させて管状本体１内に取り付ける。前記のダイ４には、前記の押出しチャネル１５と接続される第１のテーパ付き部分６と、押し出されたエラストマー化合物が出て行く一定断面の第２部分７と、により形成される軸方向の孔が設けられる。

ダイ４の外面は、直径が異なる２個の円筒状部分を備え、これらの部分はダイの軸に垂直な同軸環状表面により互いに接続される。

ダイ４の比較的直径が小さい円筒状部分の直径は、管状本体１の終端部分の出口孔の直径と同じである。好ましくは、軸方向における前記第２部分７の長さは、押出し部分における管状本体１の孔の直径と等しい。前記ブッシュ２および前記ダイ４が軸方向に当接する部分では、前記管状本体１の内径は、前記ブッシュ２および前記ダイ４の外径に等しい。この方法では、ダイは管状本体１の端部の所定の位置に確実に圧締され、ブッシュ２を形成する２個以上の部分は互いに組み立てられて、管状本体１に取り付けられる。

好ましい実施態様では、ダイ４の長さは１〜１０ｍｍである。

ダイ４の寸法が小さければ、ダイ４は、従来の機械工具を使用して問題なく製造することができる。ダイは、エラストマー材料の通過により生じる磨耗に対して長時間耐性がある非常に硬質の材料（ウィディア（widia）など）から製造する。エラストマー材料は、特にシリカ充填剤を含む場合、非常に研磨性である。

動作上の見地から、ブッシュ２は、押出しねじにより押されるエラストマー材料の流動によりダイ４に加わる軸方向の力に耐える必要がある。押出機により押出しチャネル１５の開始位置に加わる圧力は、一般に７０〜１２００バールである。

図１に示す本発明の特定の実施態様では、本願特許出願人は、ダイ４に前記の力を加えず、代わりに前記の力をさらに堅固な管状本体１上に迂回させると有益であることを発見した。このため、上記の特定の実施態様では、上記のとおり、前記ブッシュ２の半径方向外面は、少なくとも１個の段を有し、前記力が段の表面を介してブッシュから管状本体１に伝達されるように賦形した。

環状シール３は、たとえば鋼製で、ダイ４方向に軸方向テーパが付いており、好ましくは、チャンバ１１の前記終端部とブッシュ２との間の管状本体１内に挿入される。前記シールは、ねじ１２の方から前記ダイ４方向に到達するエラストマー化合物の流れを搬送する。好ましくは円筒状のシール３は、外径および長さが、管状本体１の直径が比較的大きい内側孔の直径および長さに等しい。シール３の内面は、チャンバ１１の前記終端部分をブッシュ２の入口部分に結合するようになっている。シール３は、円筒状本体８内に形成された周方向溝内に適合するセンタリングリング５を有することが好ましい。前記センタリングリング５は、エラストマー材料がチャンバ１１とブッシュ２との間に漏れるのを防止するシールとしても機能する。

図１に示すブッシュとは別の実施態様では、ブッシュ２は、チャンバ１１の端部部分まで軸方向に延在し、シール３は存在しない。

図２は、円形断面のチャンバ１１の端部部分における押出機ヘッドの略断面図である。

図３は、シール３の下流にある図１の平面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った押出機ヘッド１０の略断面図を示す。この図では、２個の半ブッシュ２Ａおよび２Ｂが示されており、それらの前記断面における内部プロファイルが押出しチャネル１５の断面を画定している。押出機ヘッドのこの部分では、押出しチャネル１５は、垂直方向に押し潰された楕円状に賦形される。

好ましくは、ブッシュは、種々の構成部品を互いに接続するための接続手段を備える。好ましい解決方法（図示しない）では、前記接続手段は、各部品の少なくとも一方の縁部に沿って走る長手方向の隆起と、嵌合する部品の対応する縁部に沿って走る対応する長手方向の溝とからなる。

図４は、図１の平面ＩＶ−ＩＶ上に沿った押出機ヘッド１０の略断面図であり、２個の半ブッシュ２Ａおよび２Ｂの形状が、押出しチャネル１５を腎臓状の断面に縮小し、横断方向の寸法は常にチャンバ１１の直径Φに等しく保たれることを示す。

図５に示す断面は、ブッシュ２とダイ４との間の当接平面に沿ったものであり、押出しチャネル１５の現段階の平坦なプロファイルを示している。かかるプロファイルは、現段階のダイ４の入口部分のプロファイルと同じである。

図６は、押出し部分を示す押出機ヘッドの正面図である。

上記のとおり、ブッシュ２およびシール３を使用する本発明の好ましい一実施態様では、本願特許出願人は、押出機ヘッド１０に以下に詳細に列挙する特定の幾何学的特性を与えると有利であり、これらの特性は別個に採用するか、または互いに組み合わせて採用することができることを発見した：
− 押出しチャネル１５の入口部分Ｓ_１の面積（チャンバ１１の端部部分の面積に相当）と、同チャネル１５の出口部分Ｓ_２の面積（ダイ４の入口部分の面積に相当）との間の比率Ｓ_１／Ｓ_２の値が５〜１００、好ましくは８〜１２である；
− チャンバ１１の端部部分の直径Φと、押出機ヘッド１０の長さＬ（つまり、チャンバ１１の端部部分とダイ４の出口部分との間の距離）との間の比率の値が、０．５〜０．０５である；
− ブッシュ２の入口部分の直径ｄ_ｂと、ブッシュの長さｌ_ｂとの比率ｄ_ｂ／ｌ_ｂの値が、０．１〜１である；
− ダイ４に最も近いが、前記ダイの入口部分と一致しない前記ブッシュの段階的な部分のブッシュの入口部分からの距離ｌ_ｇと、ブッシュの長さｌ_ｂとの間の比率ｌ_ｇ／ｌ_ｂの値が、０．１〜０．５である；
− ブッシュ２の少なくとも１個の段階的な部分の環状表面の外径ｄ_ｇｅと内径ｄ_ｇｉとの間の比率ｄ_ｇｅ／ｄ_ｇｉの値が、０．３〜０．８５である；
− チャンバ１１の端部部分の直径Φ（押出機ヘッド１０の入口部分に相当）と、前記端部部分とブッシュ２の入口部分との間に取り付けられたシール３の長さｌ_０との間の比率Φ／ｌ_０の値が、０．１〜１である。

さらに、押出しチャネル１５に、図１および７の図の平面に対応する長手方向の軸方向平面で確認される以下の特性を有する最初と最後の形状を与えると好ましいことが分かった：
− ダイ４の入口部分に隣接する押出しチャネル１５のテーパが、前記チャネルの長手方向軸に対して０°〜４５°の角度αにより画定される；
− 前記ブッシュ２の入口部分に隣接する押出しチャネル１５のテーパが、５°〜２５°の角度βにより画定される；
− 押出しチャネル１５のテーパ付き部分が、ブッシュの入口部分から、ブッシュの長さｌ_ｂの少なくとも３０％だけダイの方へ軸方向に延在する。

好ましくは、押出しチャネル１５に沿ったブッシュの厚さは、２〜８ｍｍである。

一実施態様では、押出しチャネル１５の開始位置からの図３に示す断面の距離は、ブッシュ２の長さｌ_ｂの０％〜５０％である。

その他の一実施態様では、押出しチャネル１５の開始位置からの図４に示す断面の距離は、ブッシュ２の長さの６０％〜８０％である。

本発明によるタイヤ製造方法および押出機は、いくつかの利点を達成する。

上記の押出機により前記材料を押し出すことでエラストマー材料の半完成基本製品を製造する工程を含む前記の方法により、使用するリボンの機械加工に起因する欠陥がないグリーンタイヤが得られる。実際、押し出されるリボンの所望の寸法特性、およびリボンから製造されるエラストマー材料の均質性は、長手方向の寸法が著しく制限された押出機ヘッドにより得られる。したがって、本発明により、押出機のサイズを上記のように制限することが可能である。

さらに、ブッシュは、好ましくは少なくとも２個の別個の部品に分解されるため、前記ブッシュの個々の部品は容易に機械加工される。したがって、本発明による押出機ヘッドでは、上記の制限された長手方向の寸法により、押出しチャネルの断面が突然に変化した場合でも、押出し物の流動不安定性、停滞および寸法可変性の現象を防止することができる。特に、前記押出しチャネルを形成する前記部品の半径方向内面は、仕上げの程度まで機械加工して（たとえば、形削り、研磨および表面処理などの機械加工過程により）、押出し時のエラストマー材料の隣接層間、およびエラストマー材料と押出しチャネルの壁部との間の摩擦現象を制限することにより、たとえば前記ブッシュの接触表面に対するエラストマー材料の流動速度を増加させることができる。前記の摩擦現象が存在すると、エラストマー材料中に剪断力が生じて、望ましくない温度上昇の原因になり、前記材料のスコーチが生じて、硬質の小粒（塊）が形成され、材料の加工性および最終的なリボンの定性的特性を低下させることになるだろう。

最後に、ブッシュは、好ましくは少なくとも２個の別個の部品から組み立てられ、前記部品の各々は個々に機械加工できるため、本発明のさらに他の利点は、低硬度の基材に適切な表面処理を施すことにより、押出しチャネルを形成する前記ブッシュの半径方向内壁に望ましい表面硬度が得られ、その結果、機械加工がより容易になり、製造時間を短縮してコストを削減できることである。

本発明による押出機の部分的な長手方向断面を示す。 チャンバの出口端部における図１の平面ＩＩ−ＩＩに沿った押出機ヘッドの略断面図である。 図１の平面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った押出機ヘッドの略断面図である。 図１の平面ＩＶ−ＩＶに沿った押出機ヘッドの略断面図である。 ブッシュおよびダイが当接している平面上における図１の平面Ｖ−Ｖに沿った押出機ヘッドの略断面図を示す。 押出機ヘッドの正面図を示す。 本発明による押出機ヘッドの部分的な長手方向断面を示す。 本発明によるブッシュの好ましい実施態様の斜視図を示す。 本発明のさらに他の実施態様によるブッシュを含む押出機ヘッドの部分的な長手方向断面を示す。 タイヤの製造過程における本発明による押出機の斜視図を示す。

Claims (13)

1. エラストマー材料の少なくとも１個の半完成基本製品を製造する工程と、前記半完成基本製品を隣接する巻回でトロイダル状サポート（３０）上に重畳させて配置する工程とを含むタイヤ製造方法であって、前記少なくとも１個の半完成基本製品の製造工程が、前記エラストマー材料を、テーパ付きの押出しチャネル（１５）を画定するブッシュ（２）が設けられた押出機ヘッド（１０）から押し出すことにより行われ、前記ブッシュが、入口部分（Ｓ_１）と出口部分（Ｓ_２）とを有し、前記入口部分（Ｓ_１）の面積と、前記出口部分（Ｓ_２）の面積との比率が５〜１００であり、前記入口部分（Ｓ_１）の直径（ｄ_ｂ）と前記ブッシュの長さ（ｌ_ｂ）との比率が０．１〜１であり、前記ブッシュ（２）が、前記ブッシュの軸を含む平面に対して対称的になるように組立て可能な少なくとも２個の部品（２Ａ、２Ｂ）を備え、前記ブッシュ（２）が、前記ブッシュに接続された管状本体（１）の内部プロファイルと相補的なプロファイルを有する外面により画成されることを特徴とする方法。
2. 前記半完成基本製品がリボンである、請求項１に記載の方法。
3. 前記押出しチャネル（１５）の断面形状が、連続的かつ規則的に、前記入口部分（Ｓ_１）の円形の断面形状から、前記出口部分（Ｓ_２）の平坦な断面形状に変形する、請求項１に記載の方法。
4. 前記ブッシュ（２）が、直径が異なる円筒状部分によって形成され、前記円筒状部分が、前記押出しチャネル（１５）の軸に垂直な同軸環状表面により、段階的に互いに接続される、請求項１に記載の方法。
5. 予め決められた形状および寸法で半完成エラストマー製品を製造するための、チャンバ（１１）を備える押出機（５０）であって、エラストマー化合物を前記チャンバに沿って前進させるために少なくとも１本の螺旋ねじ（１２）が内部に配置され、チャンバ（１１）は、一方の端部に押出機ヘッド（１０）が設けられ、他方の端部は、化合物が通って導入されるポート（６０）を介して外部と連通し、前記押出機ヘッド（１０）は、一方の端部が前記チャンバ（１１）に取り付けられた外側管状本体（１）と、前記管状本体（１）の内部に配置されて、テーパ付き押出しチャネル（１５）を画定するブッシュ（２）と、前記管状本体（１）の内部に、前記ブッシュ（２）に対して軸方向に当接させて取り付けられたダイ（４）とを備え、前記押出機は、前記ブッシュが入口部分（Ｓ_１）と出口部分（Ｓ_２）とを有し、前記入口部分（Ｓ_１）の面積と前記出口部分（Ｓ_２）の面積との比率が５〜１００であり、前記入口部分（Ｓ_１）の直径（ｄ_ｂ）と前記ブッシュ（２）の長さ（ｌ_ｂ）との比率が０．１〜１であり、前記ブッシュが、前記ブッシュの軸を含む平面に対して対称的になるように組立て可能な少なくとも２個の部品（２Ａ、２Ｂ）を備え、前記２個の部品は、前記押出しチャネル（１５）、および前記管状本体（１）の内部プロファイルと相補的なプロファイルを有する外面を共に画定することを特徴とする押出機（５０）。
6. 前記押出しチャネル（１５）の断面形状が、連続的かつ規則的に、前記チャンバ（１１）に最も近い端部の円形の断面形状から、前記ダイ（４）に当接する端部の平坦な断面形状に変形する、請求項５に記載の押出機（５０）。
7. 前記ブッシュ（２）の外面が、直径が徐々に減少する円筒状部分を含む、請求項５に記載の押出機（５０）。
8. 前記ブッシュ（２）の外面が、前記ブッシュ（２）の軸に垂直な同軸環状表面により段階的に互いに接続された、直径が異なる円筒状部分を備える、請求項５に記載の押出機（５０）。
9. 前記ダイ（４）に、前記押出しチャネル（１５）に接続するテーパ付き部分（６）と、一定断面の部分（７）とにより形成された軸方向の孔が設けられる、請求項５に記載の押出機（５０）。
10. 前記ダイ（４）の外面が、前記ダイ（４）の軸に垂直な同軸環状表面により互いに接続された、直径が異なる２個の円筒状部分を備える、請求項５に記載の押出機（５０）。
11. 前記チャンバ（１１）の端部と、前記ブッシュ（２）の端部との間の管状本体（１）にシール（３）を挿入し、前記シール（３）の内面が、前記チャンバ（１１）の出口部分と前記ブッシュ（２）の入口部分（Ｓ_１）とを結合する、請求項５に記載の押出機（５０）。
12. 前記出口部分（Ｓ_２）に隣接する前記押出しチャネル（１５）のテーパが、前記チャネル（１５）の長手方向軸に対して０°〜４５°の角度（α）により画定される、請求項５に記載の押出機（５０）。
13. 前記入口部分（Ｓ_１）に隣接する前記押出しチャネル（１５）のテーパが、前記チャネル（１５）の長手方向軸に対して５°〜２５°の角度（β）により画定される、請求項５に記載の押出機（５０）。

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