本発明に係るタイヤ製造方法の好適な実� ��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、� ��トリップビルド工法により行なわれる。ス� ��リップビルドは、断面積の小さなストリッ� ��ゴムを成形ドラム上に吐出し、成形ドラム� ��周囲に巻き付けていくことで所望の形状の� ��イヤを製造することができる。ストリップ� ��ムの断面積を小さくすればするほど、精度� ��よい断面形状を有するタイヤを製造するこ� ��ができる。前述のように、押出機を用いる� ��合、厚さの薄いストリップゴムを押し出す� ��とが難しいため、射出成形機を用いてスト� ��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� �成形機A1、第2の射出成形機A2(これらは、ゴ� �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� �置されている。第2の射出成形機A2は垂直に� �置されており、スクリュー1などの配置も垂� ��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� ��た状態で配置されている。なお、本実施形� ��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� ��、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� ��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� ��)の内部に設置されており、第1シリンダ2の� ��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� ��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� ��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� ��る。部材5の先端側には口金6が設けられ、� �の口金6に射出口6aが形成されている。射出� �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� �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� ��一体的に取り付けられており、ここからゴ� ��材料が投入される。ゴム材料は、リボン状� ��ど適宜の形態で投入される。第1シリンダ2� �、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� �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� �結されている。また、スクリュー1を前後進� ��せるための油圧サーボモータ12が設けられ� �いる。油圧サーボモータ12はスクリュー1の� �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� ��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� ��ニット全体が前後進させられる。スクリュ� ��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、� �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� ��信号から得ることができ、これにより、ス� ��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� �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� �後方向の位置を監視することができる。バ� �ブ駆動部22は、チャッキバルブ3の開閉駆動� �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� �填室4内のゴムの圧力を検出する。制御プロ� ��ラム24は、射出成形機A1,A2や成形ドラムBに� �して所望の動作を行なわせるためのプログ� �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� �置である。成形ドラムBにストリップゴムの� ��き付け動作を行なわせるときは、射出成形� ��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� ��る。駆動装置26は、サーボモータやこれを� �形ドラムBと連結するための減速機構や、駆� ��回路などにより構成される。回転駆動部26a� ��、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� �回転させる。幅方向駆動部26bは、成形ドラ� �Bをタイヤ幅方向(図1の紙面に垂直な方向)に� ��復駆動させる。ストリップゴムを成形ドラ� ��Bに巻き付けるときは、成形ドラムBを回転� �せつつ幅方向に沿って往復動させる必要が� �る。なお、成形ドラムBを幅方向に移動させ� ��代わりに、射出成形機A1,A2を幅方向に移動� �せてもよい。駆動量検出部26cは、成形ドラ� �Bの回転量や幅方向の移動量を検出する。検� ��は、例えば、駆動装置26に設けられるエン� �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� �プログラム24や圧力検出部23により検出され� ��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� �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� ��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� �成形機A2は、ドラム周方向で位相が90゜異な� ��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� ��置されている。巻き付けられるストリップ� ��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� �、若干重ね合わせた状態で巻き付けられる� �らである。従って、xの値は、ストリップゴ� ��Sの幅寸法wに応じて決まるものである。ま� �、種々のwの値に対応できるように、射出成� ��機A1,A2の配置箇所を調整できるようにして� �る。

 本発明においては、2台の射出成形機A1,A2� ��用いてストリップビルド工法による巻き付� ��を行なう。個々のストリップゴムSの幅はw� �あるが、2台の射出成形機A1,A2を同時に使用� �るため、実質的には幅寸法がHのストリップ� ��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� �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� �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� �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� ��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、� �トリップゴムSの巻き始めと巻き終わりにお� ��て、二重に重なる部分の量が少なくなる。� ��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。� ��って、タイヤのユニフォミティを所定の品� ��にすることができ、材料の歩留まりも向上� ��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� �ーンタイヤを製造する時の動作について説� �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� ��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� �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� ��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A 1,A2は、ドラム径方向に所定間隔離れた状態� �なっている。第1の射出成形機A1において、� �ず、スクリュー1を回転させておき材料供給� ��8からゴム材料を投入していく(#01)。投入さ� ��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、� �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5 Aに示す。ゴム材料が充填される間、ゴムの� �圧が射出口6aに作用しているが、射出口6aか� ��射出するだけの圧力までは高くならない。� ��って、ゴム材料が充填される間に、射出口6 a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� �徐々に後退する(#03)。この時、スクリュー1� �けでなく、第1シリンダ2もスクリュー1と共� �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� �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� �が送り込まれる。また、先に供給されたゴ� �材料が材料充填室4の先頭側から充填されて� ��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� �関係にある。そこで、所定量のゴム材料が� �給されたか否かをスクリュー1の移動量に基� ��いて判断し(#04)、所定量が供給されたこと� �検出されると、スクリュー1の回転を停止さ� ��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2 5により前進させる(#06)。図4Bに示すように、� ��1の射出成形機Aの射出口6aが成形ドラムBの� �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� ��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� ��、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� ��キバルブ3を駆動して材料通路Cを閉鎖させ� �(#08)。この状態を図5Cに示す。この時、チャ� ��キバルブ3の先端側と第1シリンダ2の先端面2 aは、ピストンPの押圧面として作用する。チ� ��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� �ンPを前進させる(#09)。これにより、スクリ� �ー1、第1シリンダ2、チャッキバルブ3などが� ��体的に前進する。これと同時に圧力センサ� ��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� ��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、� �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� ��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)。� �定量のストリップゴムSが射出された後に、� ��形ドラムBの回転が開始する(#51)。また、ピ� ��トンPの動きに同期して成形ドラムBの回転� �制御される。つまり、ピストンPの動き始め� ��加速運動時には、同様の加速運動を成形ド� ��ムBに行なわせ、ピストンPが一定速度にな� �と、成形ドラムBの回転も一定速度になる。� ��速時の動作も同様である。これにより、一� ��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� ��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� �ムが巻き付けられている(図4D参照)。なお、� ��の90゜の角度の間、第1の射出成形機A1の射� �口6aは、成形ドラムBの表面に接近したまま� �状態である。

 成形ドラムBを停止させた直後(あるいは� �止と同時に)、第1射出成形機A1のピストンを� ��止させる(#13)。これにより、第1射出成形機A 1からのストリップゴムの吐出が一時的に停� �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� �出が終了した後も材料充填室4内の残圧によ� ��、ゴム材料が射出口6aから垂れてくること� �防止する処理のことである。サックバック� �より、残圧を除去することで、ゴム材料の� �れをなくすことができる。具体的には、一� �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� �後退させる間に圧力センサー7により内部圧� ��を検出し、圧力値が所定値以下に低下した� ��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� ��プ#101~#105までを行い、ゴム材料の計量を済� ��せておく。この動作は、第1の射出成形機A1� ��ステップ#01~#05と同じである。ステップ#105� �での工程は、ステップ#14におけるサックバ� �ク処理が終了するまでに行われていればよ� �。従って、第1の射出成形機A1と必ずしも同� �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� ��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(#10 6)。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� ��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、� ��1の射出成形機A1のピストンが再び前進を開� ��する(#15)。これにより、第1の射出成形機A1� �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� �時の移動量の制御は、前述と同様に行わせ� �ことができる。成形ドラムBにストリップゴ� ��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� �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� �動が開始する(#54)。この開始時点は、ほぼ1� �転分のストリップゴムSの巻き付けが終了し� ��状態である。以後は、予め設定したプログ� ��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� �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,A 2の各ピストンは前進を続けている(図4I,図5D� �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� �ことができ、所定位置の検出もピストンPの� ��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� ��出成形機A2とで異なっている。すなわち、� �1の射出成形機A1の方が先に駆動されている� �め、その先行分の量だけ検出位置は異なっ� �いることになる。ただし、ステップ#17、#117� ��おける検出は同時に行われる必要があるの� ��、一方のピストンの位置のみを検出すれば� ��い。例えば、第1の射出成形機A1のピストン� ��位置が所定位置まで前進してきたことが検� ��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� �出成形機A2のピストンPも減速を開始する。� �形ドラムBの減速もピストンと連動して行な� ��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� ��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� ��停止の直前とすることが好ましい。その理� ��は、ストリップゴムに余分なテンションを� ��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� ��ム材料の吐出が全て終了した状態であるか� ��、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� �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� ��に、第1の射出成形機A1の全体を前進させて� ��形ドラムBの表面に近接させる(#21)。これと� ��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� �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� �機A1が近づいてくるので、成形ドラムBの表� �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(� ��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� �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� �に巻き付いているストリップゴムSに接触す� ��(#23)。一方、第1の射出成形機A1の前進停止� �同時に、第2の射出成形機A2のピストンPの前� ��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� ��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� ��処理の内容については、すでに説明したの� ��同じである。

 次に、第1の射出成形機A1を再び後退させ� ��(#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� ��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� �ムの切り離しを行うことができる。この状� �を図4Lに示す。以上により、第1の射出成形� �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� ��ほぼ同時に、第2の射出成形機A2の前進を開� ��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� ��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、� ��後の動作は第2の射出成形機A2のみの動作と� ��る。

 ステップ#59,#60における成形ドラムBの再� �転及び停止については、ステップ#57,#58にお� ��るものと同じ内容である。ステップ#125~#127� ��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� ��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� �、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� �されたタイヤのユニフォミティを良好にす� �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� ��ヤ製造工程は一例を示すものであり、種々� ��変形例が考えられる。例えば、射出成形機A 1,A2の内部構造やピストンPの駆動機構につい� ��は、種々の変形例が考えられる。射出成形� ��A1,A2の設置方向については、横置き設置だ� �でなく、斜めや垂直に設置してもよい。ス� �ップ#6において射出成形機A1を前進させる前� ��チャッキバルブ3で材料通路Cを閉鎖するよ� �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� �上を用いてもよい。3台以上配置する場合、� ��方向にどの程度の位相をずらせて配置する� ��については、配置空間などを考慮して適宜� ��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� ��最初の90゜を巻き付けるときは、第1の射出� ��形機A1を後退させないで行なっているが、� �テップ#16のように後退させて行なってもよ� �。

 本実施形態では、ゴム吐出装置として射� ��成形機を例にあげて説明してきたが、ゴム� ��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� ��できる。また、押出機としてはギアポンプ� ��備えているタイプのものを使用してもよい� ��、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� ��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。