JP4683667B2 - タイヤ製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、成形ドラムを回転させつつ、ゴム吐出装置により所定断面形状のストリップゴムを吐出し、この吐出されたストリップゴムを成形ドラムに順次巻き付けていくことでタイヤ形状を成形するタイヤ製造方法に関するものである。
成形ドラムの表面に所定の断面形状を有するストリップゴムを繰り返し巻き付けていきグリーンタイヤを製造するいわゆるストリップビルド工法が知られている（例えば、特開２００４−３５８７３８号公報）。このストリップビルドによれば、例えば、厚さの薄い矩形断面形状を有するストリップゴムを成形ドラムに順次積層していくことで、所望の断面形状を有するタイヤ部材を成形することができる。上記従来技術では、ギアポンプを用いたゴム混練押出機を用いており、所定断面形状のストリップゴムを連続的に押し出し成型することが可能である。また、射出成形機を用いたストリップビルド工法については、例えば、特開２００１−７２３３５号公報に開示されている。
図７は、成形ドラムにストリップゴムＳを巻き付けていくときの様子を示している。図７において、左右方向が成形ドラムの幅方向（タイヤの幅方向）に相当し、成形ドラムの回転軸も同じく左右方向である。成形ドラムを回転させつつ、ストリップゴムＳを吐出するゴム吐出装置（不図示）あるいは成形ドラムを左右方向に往復移動させることで、所望の断面形状を有するタイヤを成形することができる。ここで、ストリップゴムＳの断面形状は、所定の幅寸法と所定の厚さを有する矩形形状となっている。
図７（ａ）はストリップゴムＳの幅ｗ１が大きい場合の巻き付け態様を示し、（ｂ）はストリップゴムＳの幅ｗ２が小さい場合の巻き付け態様を示す。タイヤの製造時間を短くするためには、ストリップゴムの幅寸法は大きくする方が好ましい。幅寸法を短くすれば、巻き付け回数が増えるため、製造時間もかかるようになるからである。しかし、ストリップゴムＳの幅寸法を大きくすると、巻き付け角度が大きくなるという問題がある。すなわち、図７に示すようにα＞βであり、この角度が大きくなればなるほど、ストリップゴムＳの巻き始めと巻き終わりにおいて、二重に重なる部分の量が多くなる（図７（ａ）の斜線部参照）。また、重なった部分をトリミングするという方法も考えられるが、角度が大きいほどトリミング量が大きくなり、材料の無駄が増加する。その結果、タイヤのユニフォミティや材料の歩留まりに対して悪影響を及ぼす可能性がある。
従って、ユニフォミティや材料の歩留まりの点を考慮すれば、ストリップゴムＳの幅寸法をできるだけ小さくして巻き付け角度が９０゜に近くなるようにすればよいが、製造時間が長くなるという問題がある。
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、ストリップビルド工法でタイヤを製造するに際して、ユニフォミティや材料の歩留まりを悪化させることがなく製造時間も短くすることができるタイヤ製造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製造方法は、
成形ドラムを回転させつつ、ゴム吐出装置により所定断面形状のストリップゴムを吐出し、この吐出されたストリップゴムを成形ドラムに順次巻き付けていくことでタイヤ形状を成形するタイヤ製造方法であって、
成形ドラムの径方向の周囲に、第１のゴム吐出装置と第２のゴム吐出装置の少なくとも２台のゴム吐出装置を周方向に位相をずらせた状態で配置させ、第１のゴム吐出装置により吐出される第１のストリップゴムと、第２のゴム吐出装置により吐出される第２のストリップゴムが、成形ドラムの幅方向にて所定量重ねた状態で巻き付けを行なう工程し、かつ、
第１のストリップゴムの巻き付けが前記位相のずれ量に相当する角度行われたのち、前記第２のストリップゴムの巻き付けが開始するように構成されることを特徴とするものである。
この構成によるタイヤ製造方法の作用・効果について説明する。ストリップビルド工法では、成形ドラムを回転させながら、成形ドラムの表面に所定の断面形状を有するストリップゴムを順次巻き付けていく。成形ドラムに対して直接ストリップゴムを巻き付けていくため、成形ドラムの径方向の周囲にゴム吐出装置が配置される。本発明においては、少なくとも２台のゴム吐出装置が配置される。すなわち、第１のゴム吐出装置と第２のゴム吐出装置が、周方向に位相をずらせた状態で配置される。巻き付けを行う場合には、第１のゴム吐出装置から吐出される第１のストリップゴムと、第２のゴム吐出装置から吐出される第２のストリップゴムが、成形ドラムの幅方向で所定量重なった状態で巻き付けが行なわれていく。従って、実質的に幅の大きなストリップゴムで巻き付けているのと同じ状態になる。従って、幅寸法の小さなストリップゴムであったとしても、製造時間が長くなることがない。また、幅寸法の小さなストリップゴムを用いることができるので、巻き付け角度を大きくする必要がない。その結果、トリップビルド工法でタイヤを製造するに際して、ユニフォミティや材料の歩留まりを悪化させることがなく製造時間も短くすることができるタイヤ製造方法を提供することができる。
本発明において、第１のゴム吐出装置と第２のゴム吐出装置は成形ドラムの周方向に位相が９０゜〜１８０゜ずらせて配置されていることが好ましい。
成形ドラムに対して直接ストリップゴムを巻き付けていく場合には、成形ドラムに対してゴム吐出装置を相対的に移動させる機構・移動させるための空間が必要である。また、ゴム吐出装置そのものを配置するための空間も必要である。そこで、第１のゴム吐出装置と第２のゴム吐出装置を周方向に位相で９０゜〜１８０゜ずらせて配置することが好ましい。これにより、設備全体の配置空間も考慮しながら、各ゴム吐出装置を適切に配置することができる。
本発明において、ストリップゴムの巻き付け動作開始時において、第１のゴム吐出装置により巻き付けられたストリップゴムの端部が、第２のゴム吐出装置の位置に到達したことを検出する工程を更に有することが好ましい。
周方向に位相をずらせて配置する場合には、まず、第１のゴム吐出装置によりストリップゴムの吐出が開始される。成形ドラムは回転しているので、ストリップゴムの吐出端部が第２のゴム吐出装置の方に移動していく。そして、このストリップゴムの端部が第２のゴム吐出装置の位置に到達したことを検出する工程が設けられている。かかる検出工程は、成形ドラムの回転角度やゴムを検出するセンサーなどに基づいて、行なうことができる。これにより、第１のストリップゴムと第２のストリップゴムを適切に重ねた状態で巻き付けることができる。
本発明に係るゴム吐出装置は、ゴム混練押出機であることが好ましい。
ゴム混練押出機により、連続的にストリップゴムを吐出させることができる。ゴム混練押出機は、ギアポンプを有していてもよいし、有していなくてもよい。
本発明に係るゴム吐出装置は、ゴム射出成形機であることが好ましい。
ゴム混練押出機により厚さの薄いストリップゴムを押し出そうとすると、非常に高い成形圧力が必要である。その成形圧は、ギアポンプの耐圧をはるかに超えるため、厚さの薄いストリップゴムを高速で押し出すことができない。そこで、射出成形機を用いることで、厚さの薄いストリップゴムを吐出させることができる。
射出成形機を用いる場合は、次の構成を有することが好ましい。すなわち、ゴム材料を投入する材料供給口と、投入されたゴム材料を混練しながら軸方向前方へ送り出すスクリューと、このスクリューの先端側に配置され混練されたゴム材料が充填される材料充填室と、スクリューの先端側から材料充填室へゴム材料を供給する材料通路とを備える射出成形機が好ましい。
かかる射出成形機を用いる場合、材料供給口からゴム材料を供給してスクリューによりゴム材料を混練しながら前方へ送り出し、前記材料通路を経由して材料充填室へ充填させる工程と、材料充填室へのゴム材料の充填動作に伴い、スクリュー及び材料供給口が共に後退する工程と、材料充填室へゴム材料が所定量充填された後、スクリューを前進させて材料充填室から所定断面形状のストリップゴムを成形ドラムに対して吐出させる工程と、により成形ドラムに対してストリップゴムが巻き付けられていく。
この射出成形機によれば、ゴム材料を材料供給口から投入すると、スクリューによりゴム材料が混練されながら前方に送り出されていく。前方に移動したゴム材料は、スクリューの先端側の材料通路を経由して、材料充填室へと送り込まれる。材料充填室へゴム材料が充填されていくのに伴い、スクリューが徐々に後退していく、この時、スクリューと共に材料供給口が後退するような構造が採用されている。従って、ゴム材料の投入タイミングに関係なく、スクリューと材料供給口との相対位置関係は変動しない。材料充填室にゴム材料が所定量充填されると、スクリューを前進させて、材料充填室から所定断面形状のストリップゴムが成形ドラム表面に射出される。すなわち、スクリューがピストンとしての機能も兼ね備えている。成形ドラムを回転させながら、ストリップゴムを吐出していくことで、タイヤ形状が成形ドラム上に形成されていく。
ここで使用される射出成形機は、スクリューをピストンとして機能させるタイプの射出成形機である。すなわち、いわゆる先入れ先出しの構造であり、材料充填室内におけるゴム材料の滞留時間は、ゴム材料の投入タイミングに関係なく一定となる。従って、ゴム材料の可塑度も一定の状態で射出口から射出される。また、スクリューとゴム供給口の相対位置関係が変動しないので、ゴム材料の混練度も一定にすることができる。その結果、ゴム材料が投入されるタイミングに関係なく、可塑度や混練度が均一な状態で射出口からストリップゴムを吐出することが可能になる。
本発明に係る射出成形機には、スクリュー先端側に取り付けられると共に前記材料通路を開閉可能な開閉機構と、前記スクリューを包囲する第１円筒部と、この第１円筒部に取り付けられる材料供給口とが設けられ、更に第１円筒部を第２円筒部に対して摺動可能にすると共に、第１円筒部とスクリューが連動して前後方向に移動可能に構成し、
材料充填室へゴム材料が所定量充填された後、前記開閉機構により材料通路を閉鎖する工程と、開閉機構の先端側部分と、第１円筒部の先端部により材料充填室のゴム材料を押圧していくことでストリップゴムを吐出する工程と、を有することが好ましい。
この構成によると、スクリュー先端側には、開閉機構が設けられており材料通路を開閉制御することができる。ゴム材料を投入して材料充填室に充填させる時は、材料通路を開放しておき、スクリューを前進させてストリップゴムを射出させる時は、材料通路を閉鎖する。また、スクリューは第１円筒部の内部に収容されており、この第１円筒部に対して材料供給口が取り付けられている。また、第１円筒部は第２円筒部に対して摺動可能に構成されており、第１円筒部、スクリュー、材料供給口が一体的に、第２円筒部に対して相対的に前後移動することができる。開閉機構を閉鎖すると、第１円筒部の先端部と、開閉機構の先端側部分の両方でピストンの機能を果たすことができる。すなわち、より大きな押圧面積を確保することができ、ストリップゴムの吐出を効率よく行なうことができる。
グリーンタイヤ製造設備の構成を示す模式図 成形ドラムの表面側から見た射出成形機の配置構成を示す図 成形ドラムにストリップゴムを巻き付けた状態を示す図 タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（１） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（２） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（３） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（４） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（５） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（６） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（７） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（８） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（９） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（１０） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（１１） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（１２） タイヤ製造時の射出成形機と成形ドラムの動作を説明する図（１３） 射出成形機の内部動作を示す図（１） 射出成形機の内部動作を示す図（２） 射出成形機の内部動作を示す図（３） 射出成形機の内部動作を示す図（４） タイヤ製造工程を説明するフローチャート（１） タイヤ製造工程を説明するフローチャート（２） タイヤ製造工程を説明するフローチャート（３） 従来技術にかかる巻き付け態様を示す図
符号の説明
Ａ１，Ａ２ 射出成形機
Ｂ 成形ドラム
Ｃ 材料通路
Ｓ ストリップゴム
Ｐ ピストン
１ スクリュー
２ 第１シリンダ
２ａ 先端面
３ チャッキバルブ
４ 材料充填室
５ 部材
６ 口金
６ａ 射出口
７ 圧力センサー
８ 材料供給口
９ 第２シリンダ
１０ サーボモータ
１１ ギヤ
１２ 油圧サーボモータ
２７ 制御部
本発明に係るタイヤ製造方法の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、タイヤ製造を行なうために使用される製造設備の構成を示す模式図である。
＜製造設備の構成＞
本発明においてグリーンタイヤの製造は、ストリップビルド工法により行なわれる。ストリップビルドは、断面積の小さなストリップゴムを成形ドラム上に吐出し、成形ドラムの周囲に巻き付けていくことで所望の形状のタイヤを製造することができる。ストリップゴムの断面積を小さくすればするほど、精度のよい断面形状を有するタイヤを製造することができる。前述のように、押出機を用いる場合、厚さの薄いストリップゴムを押し出すことが難しいため、射出成形機を用いてストリップゴムを射出（吐出）させる。
図１に示すように、製造設備は、第１の射出成形機Ａ１、第２の射出成形機Ａ２（これらは、ゴム吐出装置に相当）、及び、成形ドラムＢにより構成される。第１の射出成形機Ａ１は横置きに設置されており、軸線に沿ってスクリュー１が配置されている。第２の射出成形機Ａ２は垂直に設置されており、スクリュー１などの配置も垂直である。第１の射出成形機Ａ１と第２の射出成形機Ａ２は、成形ドラムＢの周方向に位相が９０゜ずれた状態で配置されている。なお、本実施形態において、第１の射出成型機Ａ１と第２の射出成形機Ａ２は、同じ構造のものを使用しているため、説明については、一方の第１の射出成形機Ａ１についてのみ行う。
第１の射出成形機Ａ１におけるスクリュー１は、投入されたゴム材料を前方（図１の右から左方向）に混練しながら送り出す機能を有する。スクリュー１は、第１シリンダ２（第１円筒部に相当）の内部に設置されており、第１シリンダ２の内壁面とスクリュー１の外表面との間にゴム材料が通過する空間が形成される。
スクリュー１の先端部には、チャッキバルブ３（開閉機構に相当）が設けられており、チャッキバルブ３の裏面側と第１シリンダ２の先端面２ａとの間にゴム材料を通過させる材料通路Ｃの開閉制御を行なう。図１では、材料通路Ｃが開いた状態であり、スクリュー１により混練されたゴム材料が通過することができる。
チャッキバルブ３の先端側には、材料充填室４が設けられており、材料通路Ｃを通過してきたゴム材料はこの材料充填室４に充填される。材料充填室４は、部材５の内部空間に形成される。部材５の先端側には口金６が設けられ、この口金６に射出口６ａが形成されている。射出口６ａは、吐出されるストリップゴムの断面形状に対応した形状に製作されている。また、材料充填室４内のゴム圧力を検出するための圧力センサー７が設けられている。
第１シリンダ２の後端側には、材料供給口８が一体的に取り付けられており、ここからゴム材料が投入される。ゴム材料は、リボン状など適宜の形態で投入される。第１シリンダ２は、第２シリンダ９の内壁面に嵌合されており、第１シリンダ２は、第２シリンダ９の内壁面に沿って前後方向に摺動することができる。
スクリュー１を回転駆動するためのサーボモータ１０が設けられており、ギヤ１１を介して連結されている。また、スクリュー１を前後進させるための油圧サーボモータ１２が設けられている。油圧サーボモータ１２はスクリュー１の後端部に連結されている。また、スクリュー１、第１シリンダ２、チャッキバルブ３、サーボモータ１０、ギヤ１１は一体化したユニットで構成されており、油圧サーボモータ１２により、このユニット全体が前後進させられる。スクリュー１、第１シリンダ２、チャッキバルブ３が前進すると、材料充填室４内のゴム材料を射出口６ａから射出させることができる。従って、スクリュー１、第２シリンダ２、チャッキバルブ３は、ピストンＰとして機能するものである。
スクリュー駆動部２０は、サーボモータ１０を駆動させる駆動回路などにより構成される。また、サーボモータ１０の駆動量をエンコーダの信号から得ることができ、これにより、スクリュー１の回転数の制御をすることができる。ピストン駆動部２１は、油圧サーボモータ１２を駆動させる駆動回路などにより構成される。また、サーボモータ１２の駆動量をエンコーダの信号から得ることができ、スクリュー１の前後方向の位置を監視することができる。バルブ駆動部２２は、チャッキバルブ３の開閉駆動の制御を行う機能を有する。圧力検出部２３は、圧力センサー７からの信号に基づいて、材料充填室４内のゴムの圧力を検出する。制御プログラム２４は、射出成形機Ａ１，Ａ２や成形ドラムＢに対して所望の動作を行なわせるためのプログラムである。
駆動装置２５は、射出成形機Ａ１の全体を成形ドラムＢに対して接近・離間駆動するための装置である。成形ドラムＢにストリップゴムの巻き付け動作を行なわせるときは、射出成形機Ａ１を成形ドラムＢに近接させた状態で行なう。
成形ドラムＢは、駆動装置２６により駆動される。駆動装置２６は、サーボモータやこれを成形ドラムＢと連結するための減速機構や、駆動回路などにより構成される。回転駆動部２６ａは、成形ドラムＢにストリップゴムを巻き付けるときには図示の反時計方向に成形ドラムＢを回転させる。幅方向駆動部２６ｂは、成形ドラムＢをタイヤ幅方向（図１の紙面に垂直な方向）に往復駆動させる。ストリップゴムを成形ドラムＢに巻き付けるときは、成形ドラムＢを回転させつつ幅方向に沿って往復動させる必要がある。なお、成形ドラムＢを幅方向に移動させる代わりに、射出成形機Ａ１，Ａ２を幅方向に移動させてもよい。駆動量検出部２６ｃは、成形ドラムＢの回転量や幅方向の移動量を検出する。検出は、例えば、駆動装置２６に設けられるエンコーダにより行なうことができる。
制御部２７は、射出成形機Ａ１，Ａ２と成形ドラムＢの動作を統括的に制御するものであり、制御プログラム２４や圧力検出部２３により検出される圧力、スクリュー１の移動量などに基づいて、種々の制御を行なう。また、第１の射出成形機Ａ１と第２の射出成形機Ａ２に対する動作の制御は、個別に独立して行なうことができる。また、第１の射出成形機Ａ１と第２の射出成形機Ａ２は、互いに連動させて動作させる必要があり、かかる連動動作の制御も行なう。
図２は、成形ドラムＢの外表面側（ストリップゴムの巻き付け面側）から見た図である。図示するように、第１の射出成形機Ａ１と第２の射出成形機Ａ２は、ドラム周方向で位相が９０゜異ならせて配置されている。また、ドラム幅方向（タイヤ幅方向）においても寸法ｘだけずらせて配置されている。巻き付けられるストリップゴムＳの幅をｗとした場合、ｘはｗよりも少し小さな値となる。隣接するストリップゴムＳ同士は、若干重ね合わせた状態で巻き付けられるからである。従って、ｘの値は、ストリップゴムＳの幅寸法ｗに応じて決まるものである。また、種々のｗの値に対応できるように、射出成形機Ａ１，Ａ２の配置箇所を調整できるようにしている。
本発明においては、２台の射出成形機Ａ１，Ａ２を用いてストリップビルド工法による巻き付けを行なう。個々のストリップゴムＳの幅はｗであるが、２台の射出成形機Ａ１，Ａ２を同時に使用するため、実質的には幅寸法がＨのストリップゴムＳを吐出しているのと同じになる。従って、ストリップゴムＳの巻き付け工程を早く行なうことができる。
図３は、ストリップゴムを成形ドラムＢの幅方向全域に巻き付けた状態を示す図である。第１の射出成形機Ａ１により巻き付けられるストリップゴムをＳ１（斜線で示す）で、第２の射出成形機Ａ２により巻き付けられるストリップゴムをＳ２で示している。巻き付け角度βは、幅広のストリップゴムを巻きつける場合に比べて小さく（より９０゜に近く）なっている。従って、ストリップゴムＳの巻き始めと巻き終わりにおいて、二重に重なる部分の量が少なくなる。また、重なった部分をトリミングする場合に、トリミング量を少なくすることができる。従って、タイヤのユニフォミティを所定の品質にすることができ、材料の歩留まりも向上させることができる。
＜タイヤ製造工程＞
次に、図１、図２に示す製造設備を用いてグリーンタイヤを製造する時の動作について説明する。図４は、射出成形機Ａ１、Ａ２と成形ドラムＢの動作を説明する図である。図５は、射出成形機の内部動作を示す図である。図６は動作を説明するフローチャートである。
まず、各射出成形機Ａ１，Ａ２において、ゴム材料の計量を行う必要がある。第１・第２射出成形機Ａ１，Ａ２は、同じ構造を有しており、同じ量のゴム材料が計量される。図４Ａに示すように、初期状態では、成形ドラムＢと各射出成形機Ａ１，Ａ２は、ドラム径方向に所定間隔離れた状態になっている。第１の射出成形機Ａ１において、まず、スクリュー１を回転させておき材料供給口８からゴム材料を投入していく（＃０１）。投入されたゴム材料は、回転するスクリュー１により混練されつつ前方に送り出されていく。また、チャッキバルブ３は開放した状態にあり、ゴム材料は、スクリュー１の先端側の材料通路Ｃを通って、材料充填室４へ充填されていく（＃０２）。このときの射出成形機Ａ１の内部の様子を図５Ａに示す。ゴム材料が充填される間、ゴムの内圧が射出口６ａに作用しているが、射出口６ａから射出するだけの圧力までは高くならない。従って、ゴム材料が充填される間に、射出口６ａからゴム材料が吐出されることはない。
ゴム材料が材料充填室４に充填されていくと、充填されたゴムの圧力によりピストンＰは徐々に後退する（＃０３）。この時、スクリュー１だけでなく、第１シリンダ２もスクリュー１と共に後退する。従って、第１シリンダ２と一体である材料供給口８も共に後退する。従って、スクリュー１と材料供給口８の相対位置関係はゴム材料を充填する間も変わらない。これにより、ゴム材料を投入するタイミングに関わらず、常に同じ混練状態で材料充填室４にゴム材料が送り込まれる。また、先に供給されたゴム材料が材料充填室４の先頭側から充填されていくので、射出成形機Ａは先入れ先出しタイプの構造である。
スクリュー１が後退していくと、その移動量をエンコーダにより検出する。スクリュー１の移動量は供給されたゴム材料の量と線形の関係にある。そこで、所定量のゴム材料が供給されたか否かをスクリュー１の移動量に基づいて判断し（＃０４）、所定量が供給されたことが検出されると、スクリュー１の回転を停止させる（＃０５）。この制御は、制御部２７の機能により行なわれる。以上により、材料の計量が終了する（図５Ｂ参照）。
次に、第１の射出成形機Ａ１全体を駆動装置２５により前進させる（＃０６）。図４Ｂに示すように、第１の射出成形機Ａの射出口６ａが成形ドラムＢの表面に接近した状態で停止させる（＃０７）。この時の口金６と成形ドラムＢの表面との間隔は、数ミリ程度にすることが好ましい。第１の射出成形機Ａ１が所定の位置にまで近づいてきたことは、駆動装置２５による第１の射出成型機Ａ全体の移動量に基づいて検出することができる。あるいは、別途近接センサーを設けることで検出してもよい。
第１の射出成形機Ａ１を停止させた後、チャッキバルブ３を駆動して材料通路Ｃを閉鎖させる（＃０８）。この状態を図５Ｃに示す。この時、チャッキバルブ３の先端側と第１シリンダ２の先端面２ａは、ピストンＰの押圧面として作用する。チャッキバルブ３を閉じることで、より大きな押圧面を確保することができる。
次に、ピストン駆動部２１を駆動してピストンＰを前進させる（＃０９）。これにより、スクリュー１、第１シリンダ２、チャッキバルブ３などが一体的に前進する。これと同時に圧力センサー７による射出口６ａ近傍のゴム圧力を検出する（＃１０）。これは、ピストンＰを前進させても直ちにストリップゴムＳが射出されるのではなく、圧力が所定値に到達してから初めてストリップゴムＳが射出するからである。すなわち、圧力センサー７により、ストリップゴムＳの射出開始時点を検出する。所定値については、予め設定しておくことができる。
圧力値が所定値以上になったことが検出されると（＃１１）、射出口６ａから所定断面形状のストリップゴムＳが射出される（＃１２）（図４Ｃ参照）。所定量のストリップゴムＳが射出された後に、成形ドラムＢの回転が開始する（＃５１）。また、ピストンＰの動きに同期して成形ドラムＢの回転が制御される。つまり、ピストンＰの動き始めの加速運動時には、同様の加速運動を成形ドラムＢに行なわせ、ピストンＰが一定速度になると、成形ドラムＢの回転も一定速度になる。減速時の動作も同様である。これにより、一定のテンションで成形ドラムＢにストリップゴムを巻き付けていくことができる。
成形ドラムＢを９０゜回転させた時点で成形ドラムＢを停止させる（＃５２）。これにより、第１の射出成形機Ａ１により角度９０゜分のストリップゴムが巻き付けられている（図４Ｄ参照）。なお、この９０゜の角度の間、第１の射出成形機Ａ１の射出口６ａは、成形ドラムＢの表面に接近したままの状態である。
成形ドラムＢを停止させた直後（あるいは停止と同時に）、第１射出成形機Ａ１のピストンを停止させる（＃１３）。これにより、第１射出成形機Ａ１からのストリップゴムの吐出が一時的に停止する。次に、サックバック処理を行う（＃１４）。サックバックとは、ピストンＰの押圧による射出が終了した後も材料充填室４内の残圧により、ゴム材料が射出口６ａから垂れてくることを防止する処理のことである。サックバックにより、残圧を除去することで、ゴム材料の垂れをなくすことができる。具体的には、一旦ピストンＰを停止させた後、ピストンＰを所定量後退させる動作のことをいう。ピストンＰを後退させる間に圧力センサー７により内部圧力を検出し、圧力値が所定値以下に低下したことが検出されると、ピストンＰを停止させる。この所定値についても予め設定しておくことができる。以上によりサックバック処理が終了する。
一方、第２の射出成形機Ａ２についてもステップ＃１０１〜＃１０５までを行い、ゴム材料の計量を済ませておく。この動作は、第１の射出成形機Ａ１のステップ＃０１〜＃０５と同じである。ステップ＃１０５までの工程は、ステップ＃１４におけるサックバック処理が終了するまでに行われていればよい。従って、第１の射出成形機Ａ１と必ずしも同時にゴム材料の軽量を行う必要はない。
ステップ＃１４のサックバック処理が終了した直後、あるいは、終了と同時に、第２の射出成形機Ａ２全体を駆動装置により前進させる（＃１０６）。以下、ストリップゴムＳを吐出するまでの工程（＃１０６〜＃１１２）は、第１の射出成形機Ａ１の場合（＃０６〜＃１２）と同じである。ステップ＃１０７の状態を図４Ｅに示し、ステップ＃１１２の状態を図４Ｆに示す。
次に、成形ドラムＢの回転が再び開始する（＃５３）。この回転と同時、もしくは、直後に、第１の射出成形機Ａ１のピストンが再び前進を開始する（＃１５）。これにより、第１の射出成形機Ａ１によるストリップゴムＳの吐出が再び開始する。以後は、第１の射出成形機Ａ１と第２の射出成形機Ａ２によるストリップゴムＳの吐出が同時に行なわれる（図４Ｇ参照）。
また、成形ドラムＢの回転駆動が開始されると、第１・第２射出成形機Ａ１、Ａ２を所定位置まで後退させる（＃１６、＃１０６）（図４Ｈ参照）。後退させる時の移動量の制御は、前述と同様に行わせることができる。成形ドラムＢにストリップゴムＳを巻き付けていくと、外径が徐々に大きくなる。この点を考慮して、口金６と成形ドラムＢの動きが干渉しないように各射出成形機Ａ１、Ａ２を後退させる。どの位置にまで後退させるかについては、予め設定しておくことができる。
ピストンＰが所定位置まで前進してくると、幅方向駆動部２６ｂにより成形ドラムＢの往復移動が開始する（＃５４）。この開始時点は、ほぼ１回転分のストリップゴムＳの巻き付けが終了した状態である。以後は、予め設定したプログラムに従い、成形ドラムＢの往復駆動制御を行い、成形ドラムＢの上にタイヤ形状が形成されていく。
次に、ストリップゴムＳの巻き付け工程を終了させる時の動作について説明する。巻き付け工程においては、第１・第２射出成形機Ａ１，Ａ２の各ピストンは前進を続けている（図４Ｉ，図５Ｄ参照）。そして、この各ピストンＰが所定位置まで前進したことが検出されると（＃１７、＃１１７）、各ピストンＰの減速を同時に開始する（＃１８、＃１１８）。この所定位置については、予め設定しておくことができ、所定位置の検出もピストンＰの移動量に基づいて行なうことができる。また、成形ドラムＢも同時に減速を開始する（＃５５）。
なお、ステップ＃１７、＃１１７において設定されるピストンＰの位置は、第１射出成形機Ａ１と第２射出成形機Ａ２とで異なっている。すなわち、第１の射出成形機Ａ１の方が先に駆動されているため、その先行分の量だけ検出位置は異なっていることになる。ただし、ステップ＃１７、＃１１７における検出は同時に行われる必要があるので、一方のピストンの位置のみを検出すればよい。例えば、第１の射出成形機Ａ１のピストンの位置が所定位置まで前進してきたことが検出されると、これに基づいて、第１の射出成形機Ａ１のピストンＰを減速させると共に、第２の射出成形機Ａ２のピストンＰも減速を開始する。成形ドラムＢの減速もピストンと連動して行なわれる。
各ピストンＰを減速させた後、各ピストンＰが同時に停止する（＃１９、＃１１９）。成形ドラムＢも停止する（＃５６）（図４Ｊ参照）。成形ドラムＢの停止は、各ピストンＰの停止と同時か、各ピストンＰの停止の直前とすることが好ましい。その理由は、ストリップゴムに余分なテンションをかけないためである。
第１の射出成形機Ａ１については、所定量のゴム材料の吐出が全て終了した状態であるから、これ以上ピストンＰを前進させる工程はない。一方、第２の射出成形機Ａ２については、所定量のゴム材料の吐出が全て終了していない段階である。従って、ピストンＰを前進させる工程が少し残っている。
次に、第１・第２射出成形機Ａ１，Ａ２のサックバック処理を同時に行う（＃２０、＃１２０）。サックバックについては、ステップ＃１４において説明したのと同じ動作が行なわれる。
サックバック処理と同時もしくはほぼ同時に、第１の射出成形機Ａ１の全体を前進させて成形ドラムＢの表面に近接させる（＃２１）。これと同時に、第２の射出成形機Ａ２は、ピストンＰの前進を再び開始する（＃１２１）。ちなみに、第２の射出成形機Ａ２は前進させず、現在の位置が維持される。ステップ＃２１，＃１２１と同時に、成形ドラムＢを反時計方向に再回転させる（＃５７）。
成形ドラムＢが回転しながら第１の射出成形機Ａ１が近づいてくるので、成形ドラムＢの表面と第１の射出成形機Ａ１の射出口６ａの間のゴムにたるみが生じない。また、たるみが生じないように第１の射出成形機Ａ１の前進速度が設定されている。一方、第２の射出成形機Ａ２の方では、ストリップゴムＳの吐出が続けられている（図４Ｋ参照）。
第１の射出成形機Ａ１の口金６が所定の位置にまで近づいてくると、成形ドラムＢの回転を停止させる（＃５８）。この直後に第１の射出成形機Ａ１の前進移動を停止させる（＃２２）。この時、第１の射出成形機Ａ１の口金６の表面が成形ドラムＢ表面に巻き付いているストリップゴムＳに接触する（＃２３）。一方、第１の射出成形機Ａ１の前進停止と同時に、第２の射出成形機Ａ２のピストンＰの前進が停止する（＃１２２）。これにより、第２の射出成形機Ａ２についても、所定量のゴム材料の吐出が終了したことになる。次に、第２の射出成形機Ａ２のサックバック処理が行われる（＃１２３）。この処理の内容については、すでに説明したのと同じである。
次に、第１の射出成形機Ａ１を再び後退させる（＃２４）。口金６をストリップゴムＳに接触させた後に再び口金６を遠ざける形になり、口金６と巻き付いているストリップゴムＳとをスムーズに切り離すことができる。すなわち、ストリップゴムＳに対して無理な力を作用させずにゴムの切り離しを行うことができる。この状態を図４Ｌに示す。以上により、第１の射出成形機Ａ１によるストリップゴムの巻き付け動作は、実質的に終了である。
第１の射出成形機Ａ１の後退と同時、もしくはほぼ同時に、第２の射出成形機Ａ２の前進を開始する（＃１２４）。ここからの動作は、第１の射出成形機Ａ１におけるステップ＃２１以後の動作と同じになる。つまり、第２の射出成形機Ａ２は第１の射出成形機Ａ１よりも遅れて動作しているため、以後の動作は第２の射出成形機Ａ２のみの動作となる。
ステップ＃５９，＃６０における成形ドラムＢの再回転及び停止については、ステップ＃５７，＃５８におけるものと同じ内容である。ステップ＃１２５〜＃１２７の動作については、ステップ＃２２〜＃２４の動作と同じ内容である。ステップ＃１２７の状態を図４Ｍに示す。
以上により、材料充填室４に充填された所定量のゴム材料の巻き付け動作が終了する。引き続き巻き付け動作を行なわせる場合には、以上の動作を繰り返せばよい。本発明の構成によれば、ゴム材料が供給されてから材料充填室に充填されるまでの混練度は、ゴム材料が投入されるタイミングに関係なく一定である。本発明の構成によれば、ゴムの混練度や可塑度がゴムの供給タイミングに関係なく一定にすることができるから、製造されるタイヤのユニフォミティを向上させることができる。
また、２台の射出成形機Ａ１，Ａ２を用いて同時にストリップゴムＳを吐出させながら巻き付け動作を行なわせるので、グリーンタイヤの製造時間を早くすることができる。また、ストリップゴムＳの幅寸法は大きくする必要がなく、巻き付け角度をできるだけ小さく（βが９０゜に近い態様）することができる。従って、製造されたタイヤのユニフォミティを良好にすることができる。
＜別実施形態＞
本実施形態で説明した製造設備の構成やタイヤ製造工程は一例を示すものであり、種々の変形例が考えられる。例えば、射出成形機Ａ１，Ａ２の内部構造やピストンＰの駆動機構については、種々の変形例が考えられる。射出成形機Ａ１，Ａ２の設置方向については、横置き設置だけでなく、斜めや垂直に設置してもよい。ステップ＃６において射出成形機Ａ１を前進させる前にチャッキバルブ３で材料通路Ｃを閉鎖するようにしてもよい。
本実施形態では、２台の射出成形機を用いてストリップゴムを吐出させているが、３台以上を用いてもよい。３台以上配置する場合、周方向にどの程度の位相をずらせて配置するかについては、配置空間などを考慮して適宜決めることができる。
本実施形態では２台の射出成形機をドラム周方向に位相を９０゜ずらせて配置しているが、この位相については適宜決めることができ、９０゜〜１８０゜の間に設定することが好ましい。
本実施形態において、第１の射出成形機Ａ１で最初の９０゜を巻き付けるときは、第１の射出成形機Ａ１を後退させないで行なっているが、ステップ＃１６のように後退させて行なってもよい。
本実施形態では、ゴム吐出装置として射出成形機を例にあげて説明してきたが、ゴム混練押出機を用いてもよい。押出機の場合は、ストリップゴムを連続的に吐出させることができる。また、押出機としてはギアポンプを備えているタイプのものを使用してもよいし、ギアポンプがないものを用いてもよい。
本実施形態では、全く同じ構造の射出成形機を２台用いているが、異なる構造の射出成形機を複数台用いてもよい。また、射出成形機と押出機を混在させて用いてもよい。

Claims (5)

  1. 成形ドラムを回転させつつ、ゴム吐出装置により所定断面形状のストリップゴムを吐出し、この吐出されたストリップゴムを成形ドラムに順次巻き付けていくことでタイヤ形状を成形するタイヤ製造方法であって、
    成形ドラムの径方向の周囲に、第１のゴム吐出装置と第２のゴム吐出装置の少なくとも２台のゴム吐出装置を周方向に位相をずらせた状態で配置させ、第１のゴム吐出装置により吐出される第１のストリップゴムと、第２のゴム吐出装置により吐出される第２のストリップゴムが、成形ドラムの幅方向にて所定量重ねた状態で巻き付けを行なう工程を有し、かつ、
    第１のストリップゴムの巻き付けが前記位相のずれ量に相当する角度行われたのち、前記第２のストリップゴムの巻き付けが開始するように構成されるタイヤ製造方法。
  2. 請求項１に記載のタイヤ製造方法であって、
    第１のゴム吐出装置と第２のゴム吐出装置は成形ドラムの周方向に位相が９０゜〜１８０゜ずらせて配置されている。
  3. 請求項１に記載のタイヤ製造方法であって、
    ストリップゴムの巻き付け動作開始時において、第１のゴム吐出装置により巻き付けられたストリップゴムの端部が、第２のゴム吐出装置の位置に到達したことを検出する工程を更に有する。
  4. 請求項１に記載のタイヤ製造方法であって、
    前記ゴム吐出装置は、ゴム混練押出機である。
  5. 請求項１に記載のタイヤ製造方法であって、
    前記ゴム吐出装置は、ゴム射出成形機である。
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