JP6145007B2

JP6145007B2 - 空気入りタイヤの成型装置及び成型方法

Info

Publication number: JP6145007B2
Application number: JP2013188174A
Authority: JP
Inventors: 西川　修一; 修一西川
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: US20150068667A1; CN104416933B; JP2015054436A; CN104416933A

Description

本発明は、押出機の先端に取り付けられた口金から吐出されるゴムストリップを回転支持体に巻き付けて空気入りタイヤを成型するための成型装置及び成型方法に関する。

図９に示すように、空気入りタイヤは、サイドウォールゴム７、トレッドゴム８、インナーライナーゴム９など種々のゴム部材を組み合わせて構成される。

これらのゴム部材を成型する方法として、リボン状のゴムストリップを周方向に巻き付けてゴム部材を成型する、いわゆるストリップビルド法が知られている（例えば、下記特許文献１及び２）。かかるストリップビルド法によれば、ゴムストリップを成型ドラム等の回転支持体に巻き付け、順次積層することにより、所望の断面形状を有するゴム部材を成型することができる。

下記特許文献３には、図４に示すように、リボン状のゴムストリップＳを、巻き付け開始側の最初の１周Ｍ_１をタイヤ周方向に傾斜させることなく巻き付け、２周目以降の各周回Ｍ_２〜Ｍ_ｎ−１においては、タイヤ周方向の一部の領域内でタイヤ幅方向に所定ピッチの送りを与えるようにタイヤ周方向に対し傾斜させて、他の部分ではタイヤ周方向に傾斜させることなく巻き付け、さらに巻き付け終了側の最後の１周Ｍ_ｎではタイヤ周方向に傾斜させることなく巻き付けるタイヤの成型方法が記載されている。

ところで、このようなストリップビルド法において、巻き付け終了時、口金１３が成型ドラム２に近付けられるため、口金１３が、成型ドラム２にすでに巻き付けられたゴムストリップＳに接触して潰れてしまい、ＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）やＲＲＯ（ラジアルランアウト）が増大し、高速耐久性が悪化する要因となっていた。

特開２００２−１７８４１５号公報特開２００２−２０５５１２号公報特開２００９−１１９８２４号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＲＦＶ及びＲＲＯの増大を抑制し、高速耐久性を向上させた空気入りタイヤを成型できる成型装置及び成型方法を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤの成型装置は、ゴム材料を混練して送り出す押出機と、押出機の先端に取り付けられた口金と、口金の吐出口から吐出されたゴムストリップが巻き付けられる回転支持体と、を備える空気入りタイヤの成型装置であって、前記口金は、前記回転支持体の回転表面に対向する端面であって前記吐出口よりも前記回転支持体の回転方向後方側に、前記回転支持体にすでに巻き付けられた前記ゴムストリップを受け入れ可能な受入部が形成されているものである。

本発明に係る空気入りタイヤの成型装置の口金は、回転支持体の回転表面に対向する端面であって吐出口よりも回転支持体の回転方向後方側に、回転支持体にすでに巻き付けられたゴムストリップを受け入れ可能な受入部が形成されている。そのため、巻き付け終了時、口金を回転支持体に近付けた場合にも、口金の端面が、回転支持体にすでに巻き付けられたゴムストリップに接触して潰すことがない。これにより、巻き付け終了位置においても、所望の断面形状を得ることができるため、ＲＦＶ及びＲＲＯの増大を抑制し、高速耐久性を向上させた空気入りタイヤを成型できる。

本発明の空気入りタイヤの成型装置において、前記受入部の断面は、前記ゴムストリップの断面より大きいことが好ましい。受入部の断面がゴムストリップの断面より大きいことで、受入部はゴムストリップを完全に受け入れることができるため、口金の端面が、ゴムストリップを潰すことがない。

本発明の空気入りタイヤの成型装置において、前記受入部の断面は、前記ゴムストリップの最大厚み及び最大幅をそれぞれ短辺及び長辺とする長方形状であることが好ましい。この構成によれば、成型するゴム部材の起伏を受け入れることが可能となる。

また、本発明に係る空気入りタイヤの成型方法は、押出機の先端に取り付けられた口金の吐出口から吐出されるゴムストリップを回転支持体に巻き付けて空気入りタイヤを成型する空気入りタイヤの成型方法であって、巻き付け終了時、前記回転支持体の回転表面に対向する前記口金の端面を前記回転支持体に近付けるとともに、前記口金の端面であって前記吐出口よりも前記回転支持体の回転方向後方側に形成された受入部に、前記回転支持体にすでに巻き付けられたゴムストリップを受け入れるものである。

この構成によれば、巻き付け終了時、口金を回転支持体に近付けた場合にも、口金の端面に形成された受入部にゴムストリップを受け入れるため、口金の端面が、回転支持体にすでに巻き付けられたゴムストリップに接触して潰すことがない。これにより、巻き付け終了位置においても、所望の断面形状を得ることができるため、ＲＦＶ及びＲＲＯの増大を抑制し、高速耐久性を向上させた空気入りタイヤを成型できる。

本発明の空気入りタイヤの成型装置の一例を模式的に示す断面図ゴムストリップの断面図口金の正面図及び側面図ゴムストリップの巻き付け状態を説明するための正面図本発明の口金を用いた場合の図４のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図従来の口金を用いた場合の図４のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図別実施形態に係る口金の正面図及び側面図別実施形態に係る口金の正面図及び側面図別実施形態に係る口金の正面図及び側面図別実施形態に係る口金の正面図及び側面図別実施形態に係る口金の正面図空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤの成型装置の一例を模式的に示す断面図である。この成型装置は、押出装置１と、押出装置１から吐出されたゴムストリップＳが巻き付けられる成型ドラム２（本願の回転支持体に相当）と、制御装置３を備えている。

押出装置１は、ゴム材料を混練して送り出す押出機１１と、押出機１１の押出方向先端側に接続されたギアポンプ１２と、更に先端側に接続された口金１３とを備えている。押出機１１は、円筒形のバレル１１ａと、バレル１１ａの供給口に接続されたホッパー１１ｂと、ゴム材料を混練して先端側に送り出すスクリュー１１ｃと、スクリュー１１ｃを回転駆動させる駆動装置としての第３サーボモータ１１ｄとを有する。第３サーボモータ１１ｄの回転数は、制御装置３が有する第３サーボモータ制御手段３３により制御される。

ギアポンプ１２は、一対のギア１２ａを有しており、口金１３に向けて出口側にゴム材料を送り出す機能を有する。ギア１２ａは、それぞれ第１サーボモータ１４によって回転駆動され、それらの回転数は、制御装置３が有する第１サーボモータ制御手段３１により制御される。

口金１３は、所定形状の吐出口１３１を有し、ギアポンプ１２から口金１３に供給されたゴム材料は、所定の断面形状を有するゴムストリップＳの形態で連続的に押出成型される。ゴムストリップＳは、小幅かつ小厚さでリボン状をなし、タイヤの種類等に応じて種々のサイズのものが採用される。また、ゴムストリップＳの断面形状は、特定のものに限られず、例えば略三角形、略三日月形、略台形など、仕上げ断面形状に応じて種々の形状が採用できる。本実施形態のゴムストリップＳの断面形状は、図２に示すような略三角形となっている。

成型ドラム２は、第２サーボモータ２０によりＲ方向に回転可能に構成されている。第２サーボモータ２０の回転数は、制御装置３が有する第２サーボモータ制御手段３２により制御される。成型ドラム２には、口金１３を介して押出成型されたゴムストリップＳが直接供給され、ゴムストリップＳが貼り付いた状態で成型ドラム２をＲ方向に回転駆動することにより、ゴムストリップＳを周方向に沿って巻き付けることができる。

成型ドラム２は、不図示の駆動装置により軸方向（図１において紙面に垂直な方向）に往復動可能に構成されており、かかる往復移動は制御装置３によって制御される。回転する成型ドラム２を押出装置１に対して軸方向に相対移動させることにより、ゴムストリップＳを螺旋状に巻き付け、又は、図４に示したようにタイヤ周方向の一部領域内にて所定ピッチで送りを与えながら巻き付けて、所望の断面形状を有するゴム部材を成型することができる。一方、押出装置１は、不図示の駆動装置により押出方向の前後に移動可能に構成されており、かかる移動も制御装置３によって制御される。

図３は口金１３の正面図及び側面図を示す。本発明の成型装置を構成する口金１３は、略円錐台状をしており、成型ドラム２の回転表面２ａに対向する端面１３ａを有している。口金１３の端面１３ａの略中央部には、吐出口１３１が設けられている。吐出口１３１は、ゴムストリップＳの断面形状に対応した、略三角形状、略三日月形状、略台形状に形成されており、ゴム材料を吐出口１３１の形状に対応した断面形状を有するリボン状のゴムストリップＳに成型できる。本実施形態の吐出口１３１は、扁平な略三角形状をしている。

口金１３の端面１３ａには、吐出口１３１よりも成型ドラム２の回転方向Ｒの後方側に受入部１３２が形成されている。これにより、受入部１３２は、成型ドラム２にすでに巻き付けられたゴムストリップＳを受け入れることができる。

本実施形態の受入部１３２は、断面が長方形状となっている。また、本実施形態の受入部１３２は、吐出口１３１の縁部１３１ａから回転方向Ｒの後方側へ向かって同一断面で連続して延びる凹部となっている。

受入部１３２の断面は、ゴムストリップＳの断面より大きくなっており、受入部１３２は、その底面及び側面にゴムストリップＳが接触することなく、ゴムストリップＳを完全に受け入れることができる。本実施形態では、受入部１３２の断面は、ゴムストリップＳの最大厚みＨ及び最大幅Ｗをそれぞれ短辺及び長辺とする長方形状である。

本発明に係る空気入りタイヤの成型方法は、押出機１１の先端に取り付けられた口金１３の吐出口１３１から吐出されるゴムストリップＳを成型ドラム２に巻き付けて空気入りタイヤを成型する空気入りタイヤの成型方法であって、巻き付け終了時、成型ドラム２の回転表面２ａに対向する口金１３の端面１３ａを成型ドラム２に近付けるとともに、口金１３の端面１３ａであって吐出口１３１よりも成型ドラム２の回転方向Ｒの後方側に形成された受入部１３２に、成型ドラム２にすでに巻き付けられたゴムストリップＳを受け入れるものである。

図４に示すような、ゴムストリップＳを成型ドラム２に巻き付けることにより、所望の断面形状を有するゴム部材を成型する場合について説明する。図６は、口金１３の端面１３ａに受入部１３２が形成されていない場合の図４のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である。この場合、巻き付け終了時、口金１３を成型ドラム２に近付けると、口金１３の端面１３ａが、成型ドラム２にすでに巻き付けられたゴムストリップＳに接触して潰れてしまい、Ｂ−Ｂ断面図のようにゴム部材が所望の断面形状とならない。

一方、図５は、本発明のように口金１３の端面１３ａに受入部１３２を形成した場合の図４のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である。本発明によれば、巻き付け終了時、口金１３を成型ドラム２に近付けた場合にも、受入部１３２にゴムストリップＳを受け入れるため、口金１３の端面１３ａが、成型ドラム２にすでに巻き付けられたゴムストリップＳに接触して潰すことがない。これにより、巻き付け終了位置においても、所望の断面形状を得ることができるため、ＲＦＶ及びＲＲＯの増大を抑制し、高速耐久性を向上させた空気入りタイヤを成型できる。

＜別実施形態＞
（１）前述の実施形態では、受入部１３２の断面を長方形状としたが、これに限定されない。例えば、図７Ａのように、受入部１３２の断面を三角形状としてもよい。このとき、受入部１３２の断面形状は、吐出口１３１の形状と略同一である。ただし、吐出口１３１から吐出されたゴムストリップＳは膨張するため、受入部１３２の断面形状は、吐出口１３１の形状よりも大きいほうが好ましい。受入部１３２の断面を三角形状とすることで、吐出口１３１の縁部１３１ａにおけるゴム流れへの影響が少なく、ゴムストリップＳの吐出時の形状変化を小さくすることができる。

また、図７Ｂのように、受入部１３２の断面を台形状としてもよく、図７Ｃのように、受入部１３２の断面を、底面が円弧状となるようにしてもよい。これにより、吐出口１３１の縁部１３１ａにおけるゴム流れが良好となるため、ゴムストリップＳの吐出量が増えて部材端の切れが起きにくくなるとともに、成型されるゴム部材の起伏を受け入れることが可能となる。

また、図７Ｄのように、受入部１３２の断面を、複数の三角形状で構成してもよい。これにより、吐出口１３１の形状に応じてゴムストリップＳの断面形状を安定させ、成型されるゴム部材の起伏を受け入れることが可能となる。

（２）前述の実施形態では、受入部１３２は、吐出口１３１の縁部１３１ａから回転方向Ｒの後方側へ向かって同一断面で連続して延びる凹部となっているが、受入部１３２の断面は、回転方向Ｒに沿って変化させてもよい。図８（ａ）〜（ｆ）は、受入部１３２の断面の幅を回転方向Ｒの後方側へ向かって広くした例を示す。図８（ａ）〜（ｆ）に示す受入部１３２は、図３に示す受入部１３２に比べ、より幅広い範囲でのゴム部材の起伏に対応が可能である。

（３）前述の実施形態では、図４のようにタイヤ周方向の一部領域内にて所定ピッチで送りを与えながらゴムストリップＳを巻き付けて、所望の断面形状を有するゴム部材を成型する方法について説明したが、本発明の成型装置及び成型方法は、ゴムストリップＳを螺旋状に巻き付けて、所望の断面形状を有するゴム部材を成型する場合に適用してもよい。

２成型ドラム
２ａ回転表面
１１押出機
１３口金
１３ａ端面
１３１吐出口
１３２受入部
Ｓゴムストリップ
Ｒ成型ドラムの回転方向

Claims

ゴム材料を混練して送り出す押出機と、押出機の先端に取り付けられた口金と、口金の吐出口から吐出されたゴムストリップが巻き付けられる回転支持体と、を備える空気入りタイヤの成型装置であって、
前記口金は、前記回転支持体の回転表面に対向する端面であって前記吐出口よりも前記回転支持体の回転方向後方側に、前記回転支持体にすでに巻き付けられた前記ゴムストリップを受け入れ可能な受入部が形成されており、
前記受入部は、前記吐出口の縁部から前記回転方向後方側に向かって延びる凹部であることを特徴とする空気入りタイヤの成型装置。
前記受入部の断面は、前記ゴムストリップの断面より大きいことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの成型装置。
前記受入部の断面は、前記ゴムストリップの最大厚み及び最大幅をそれぞれ短辺及び長辺とする長方形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの成型装置。
押出機の先端に取り付けられた口金の吐出口から吐出されるゴムストリップを回転支持体に巻き付けて空気入りタイヤを成型する空気入りタイヤの成型方法であって、
巻き付け終了時、前記回転支持体の回転表面に対向する前記口金の端面を前記回転支持体に近付けるとともに、前記口金の端面であって前記吐出口よりも前記回転支持体の回転方向後方側に形成された受入部に、前記回転支持体にすでに巻き付けられたゴムストリップを受け入れることを特徴とする空気入りタイヤの成型方法。