JP2005199537A - プロファイル付きゴムシートの製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設備コストの低減を図り、プロファイル付きゴムシートの寸法精度を高め、併せて、プロファイルロールの交換装置コストの低減をもたらす。
【解決手段】周囲に所要の凹凸輪郭を付与した小径のプロファイルロール２をフレーム６に軸受け支持し、このプロファイルロール２と対をなす、プロファイルロール２より大径の駆動ロール３をフレーム６に支持するとともに、プロファイルロール２に接触して、それの、駆動ロール３からの逃げ変形を拘束するバックアップロール８を設けてなる。
【選択図】図２

Description

この発明は、所要の横断面輪郭形状を有するプロファイル付きゴムシートの製造装置および、その装置を用いたゴムシートの製造方法に関するものであり、とくには設備コストの低減、プロファイル付きゴムシートの寸法精度の向上等を実現するものである。

タイヤのインナーライナその他の形成に用いるゴムシートに所要の横断面輪郭形状を付与する、プロファイル付きゴムシートの製造装置としては、たとえば図６に部分断面略線側面図で示すように、押出機５１の押し出しヘッド５２の出口近傍に、相互に対をなすプロファイルスリーブ５３と駆動ロール５４とをともに水平に配設してなる、いわゆる２ローラヘッドがある。

これは、押出しヘッド５２から押し出されたゴムを、プロファイルスリーブ５３と、ギャップ調整ロールを兼ねる駆動ロール５４との間へ直接的に供給して、それらの間で成形されるゴムシートにプロファイルスリーブ５３の凹凸輪郭を転写することで、たとえば、図７に幅方向断面の半部を例示するような、プロファイル付きゴムシート５５を製造するものである。

ところが、このような２ローラヘッドにあっては、たとえば、プロファイルスリーブ５３および駆動ロール５４のロール表面長さを１０００〜１５００ｍｍとする場合に、それら両者の外径を、上記の長さの１／３以上とすることで、ゴムシートの圧延荷重に対する、プロファイルスリーブ５３および駆動ロール５４の撓み変形を抑制して、プロファイル付きゴムシート５５の寸法精度を確保することとしているため、スリーブ５３の外径が３００ｍｍを越えるほどの大径となることに加え、そのスリーブ５３の内外周面を高い同軸度に仕上げることが必要になってスリーブコストが嵩む他、押出しヘッド５３から押出されたゴムを所定の厚みまで圧延するに当っての、大径スリーブ５３の、ゴムとの接触面積が必然的に大きくなることに起因して、所要の圧延荷重もまた大きくなり、装置全体の剛性増加が不可避となるので、設備コストが嵩むという問題があり、しかも、スリーブ５３と、その内部に挿入するコアロール５６との間には若干のクリアランスを確保することが必要となるため、そのクリアランスが、圧延精度の低下を余儀なくするという問題もあった。

加えて、この従来技術によるプロファイルスリーブ５３の交換は、たとえば、図８（ａ）に略線を正面図で例示するように、ねじ機構５７の作用によってそのスリーブ５３の中心軸線方向に変位される爪部材５８を、シリンダ５９の作用によって、スリーブ５３に設けた環状溝６０内へ進入させた後、ねじ機構５７をもって、その爪部材５８をスリーブ５３とともに、コアロール５６の一端の開閉式の軸箱６１側へ図８（ａ）に示すように変位させ、これにより、スリーブ５３を、軸箱６１の開放下で、噛み合いクラッチ６２から離隔させるとともに、固定フレーム外に待機させたハンガ６３に、それの中心穴を掛合させて移載させ、続いて、爪部材５８を環状溝６０から離脱させ、そしてこの一方で、次に使用されるプロファイルスリーブを、ハンガ６３の使用下で、上述したところとは逆の操作によってコアロール５６上に嵌め合わせることによって行われることになるので、ここでは、スリーブ５３の交換のために、コアロール５６をフレームに軸受け支持する軸箱の一方を開放するための機構や、スリーブ５３を抜き差しするための機構や、スリーブ５３を吊るためのハンガ６３等が必要になって、スリーブ交換装置のコストもまた嵩むことになるという問題もあった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、プロファイルロールコストをも含む設備コストの低減を図るとともに、プロファイル付きゴムシートの寸法精度を高め、併せて、プロファイルロールの交換装置コストをもまた有利に低減させることができる、プロファイル付きゴムシートの製造装置および製造方法を提供するにある。

この発明に係る、プロファイル付きゴムシートの製造装置は、周囲に所要の凹凸輪郭を付与した小径のプロファイルロールの両端をフレームに軸受け支持するとともに、このプロファイルロールと対をなす、プロファイルロールより大径の駆動ロールの両端をもまたフレームに支持し、さらに、プロファイルロールに接触して、それの、駆動ロールからの逃げ変形を拘束するバックアップロールを設けたものである。

ここで、バックアップロールは、プロファイルロールの軸線方向に間隔をおいた複数個所に設けることが好ましく、より好ましくは、各バックアップロールの、駆動ロールに対する離隔限界位置の適宜の変更を可能とするストッパ機構等を設ける。

また好ましくは、プロファイルロールを直接的もしくは間接的に回転駆動する駆動手段を設ける。
そしてまた好ましくは、プロファイルロールの両端を、軸箱を介してフレームに支持する。

ここにおいてより好ましくは、プロファイルロールの最大外径を、駆動ロールの外径の１／３〜１／２の範囲とする。

この発明に係る、プロファイル付きゴムシートの製造方法は、バックアップロールで支持した、周面に凹凸輪郭を有する小径のプロファイルロールと、このプロファイルロールより大径の駆動ロールとの間へ、押出機から押し出されたゴムを直接的もしくは間接的に通過させて、形成されるゴムシートに、プロファイルロールの凹凸輪郭を転写するにある。

かかる方法において好ましくは、押出機から押し出されたゴムを、シーティングロールに通過させて、一旦ゴムシートを成形した後にプロファイルロールと駆動ロールとの間へ供給する。

この発明に係る装置では、たとえば、押出機から押し出されたゴム、カレンダーロールその他のシーティングロールで成形されたゴムシート等を、バックアップロールで支持されたプロファイルロールと、駆動ロールとの間へ、所定の圧延荷重の作用の下に供給し、それを、駆動ロールの回転に基いて、たとえば温水加熱されているそれらの両ロール間に通過させることにより、小径のプロファイルロールの、圧延荷重による撓み変形を、バックアップロールによって有効に拘束しつつ、形成されるゴムシートにプロファイルロールの凹凸輪郭を正確に転写することができ、製品としてのプロファイル付きゴムシートに、各種の高い寸法精度を付与することができる。

またこの装置では、その構造上、バックアップロールの作用の下に、プロファイルロールを、たとえば１００ｍｍ程度にまで小径化することができ、加えて、小径プロファイルロールの、被圧延ゴムとの接触面積の低減に基いて圧延荷重を小さくして、構成各部の剛性の低下、軸受けの小径化等を実現することができるので、プロファイルロールのコストをも含めて設備コストを効果的に低減させることができる。

しかもここでは、凹凸輪郭を設けたプロファイルロールそれ自体を、フレームに直接的に軸受け支持することにより、従来技術におけるような、プロファイルスリーブ５３とコアロール５６との間の不要なクリアランスの発生を十分に防止することができるので、形成されるゴムシートの圧延精度の低下を有効に防止することができる。

さらにこの装置では、プロファイルロールが小径であることから、そのプロファイルロールの交換に際しては、たとえば油圧シリンダの作用下で、好ましくはその両端部の軸箱ごと、フレームの外側へ押出し変位させて、そこでロールの交換を行うことにより、ロール交換装置のコストをもまた十分低く抑えることができる。
なお、プロファイルロールのこのような交換作業を、たとえば、軸箱を乗せた車輪を、予め敷設したレール上に転動させることによって行うときは、特別な油圧シリンダ等を用いることなしに、手作業だけで容易に行うことができる。

ここで、バックアップロールを、小径のプロファイルロールの軸線方向に間隔をおいた複数個所、たとえば三個所に設ける場合には、プロファイルロールの全長にわたって延在する一本のバックアップロールを設ける場合に比し、所期したバックアップ機能を十分に発揮させてなお、バックアップロールコストを有利に低減させることができる。

この場合にあって、各バックアップロールの、駆動ロールに対する離隔限界位置の適宜の変更を可能とする、各々独立した、または共通のストッパ機構、駆動手段等を設けたときは、バックアップロールを、プロファイルロールと駆動ロールとの間の離隔量を特定するギャップ調整ロールとしても機能させることができる。

なお、プロファイルロールを直接的または間接的に回転駆動する駆動手段を設け、駆動ロールに加えてプロファイルロールをもまた駆動することとしたときは、プロファイル付きの製品ゴムシートへの反りの発生を有効に防止することができ、また、その製品ゴムシートに発生した反りを、両ロールへの周速差の付与をもって消去することができる。

またここで、プロファイルロールの両端を、軸箱を介してフレームに支持したときは、前述したように、プロファイルロールの交換作業を簡易なものとすることができ、そして、そのプロファイルロールの最大外径を、駆動ロールの外径の１／３〜１／２の範囲としたときは、上記の交換作業をより簡易なものとするとともに、ロールコストを一層低減させることができる。

さらに、この発明にかかる方法では、所期した通りの横断面輪郭形状を有する製品ゴムシートを高い寸法精度で製造することができ、このことは、カレンダーロールその他のシーティングロールによって予めシート状に成形されたゴムを、プロファイルロールと駆動ロールとの間へ供給する場合にとくに顕著である。しかもこの場合には、プロファイルロールと駆動ロールとによるゴムの圧下率を有利に低減できるので、そこでの圧延荷動をより一層低減できる利点もある。

図１は、この発明に係る装置の実施の形態を示す部分断面略線側面図であり、図２はその装置の略線正面図である。

図中１は、押出機の押出しヘッドを示し、ここでは、この押出しヘッド１の、口金の近傍に、相互に対をなす小径のプロファイルロール２および、プロファイルロール２より大径の駆動ロール３のそれぞれを水平に配置して、それらのロール２、３の両端部を、軸受けを内蔵したそれぞれの軸箱４、５を介して門形固定フレーム６の柱状部分７に支持する。

ここで、プロファイルロール２の軸箱４は、そのプロファイルロール２の、駆動ロール３に対する接近および離隔変位を許容するべく、図２の柱状部分７に、上下方向に長く形成した長孔７ａ内に上下動可能に配設するとともに、柱状部分７の少なくとも一方側へプロファイルロール２と一体的に抜き差し可能にその柱状部分７に配設する。
図中４ａは、プロファイルロール２の後述する回転駆動系とは反対側の軸箱４に一体的に設けたロック付きストッパを示し、このストッパ４ａは、柱状部材７に対するプロファイルロール２の軸線方向位置を特定するとともに、そのプロファイルロール２の、駆動系から離隔する方向への抜き出しを許容するべくも機能する。

周囲に所要の凹凸輪郭を付与したプロファイルロール２は、その最大外径を駆動ロール３の外径の１／３〜１／２とすることができ、このように小径とした場合の、プロファイルロール２の、圧延荷重の作用に起因する撓み変形を抑制するべく、図に示すところでは、プロファイルロール２の、駆動ロール３とは反対側に、三個のバックアップロール８を相互に等しい間隔をおいて配設し、それらの各バックアップロール８の、図の上下方向位置を、たとえば、ねじ機構圧下装置９の作用によって特定することで、プロファイルロール２の変形を、バックアップロール８の周面と、プロファイルロール２の周面との当接をもって拘束する。

これらの各バックアップロール８は、それの中心軸線が、ロール２、３の中心軸線を含む垂直面内でそれらと平行となる姿勢で、門形固定フレーム６の梁状部分１０に昇降ヨーク１１を介して取付けられており、上記のねじ機構圧下装置９は、直接的にはこの昇降ヨーク１１の昇降変位をもたらす。

さらにここでは、各昇降ヨーク１１、ひいては、バックアップロール８の昇降変位をもたらすべく、たとえば、モータ１２をねじ機構圧下装置９に駆動連結する。
これによれば、昇降ヨーク１１およびバックアップロール８の昇降位置の特定に基き、そのバックアップロール８で、プロファイルロール２の、駆動ロール３からの離隔限界位置を特定することにより、バックアップロール８を、両ロール２、３間のギャップ調整ロールとしても機能させることができる。

ところで、この装置では、プロファイルロール２および駆動ロール３の両者をともに、それぞれのカップリング１４、１５および減速機１６、１７を介してそれぞれのモータ１８、１９に連結する。従ってここでは、プロファイルロール２をモータ１８をもって直接的に所要の速度で回転駆動することができる。

このように構成してなる装置によれば、押出しヘッド１から押出されたゴムを、たとえば、温水による温度コントロール下にあって、それぞれが所要の速度で回転駆動されているプロファイルロール２と、駆動ロール３との間へ直接的に供給してそれらの間に通過させることにより、プロファイルロール２の凹凸輪郭形状が正確に転写された製品ゴムシート２０を製造することができる。

このようにして製造されたゴムシート２０は、圧延荷重の作用に起因するプロファイルロール２の撓み変形が、それぞれのバックアップロール８によって十分に拘束されることおよび、プロファイルロール２と駆動ロール３との間のギャップが、それらのバックアップロール８によって正確に特定されることにより、常に高い寸法精度を有することになる。

このようにして、プロファイルロール２の凹凸輪郭形状によって特定される、所要長さのプロファイル付きゴムシートを製造した後は、プロファイルロールの交換を行って同様の圧延作業を行うことになるが、この装置におけるプロファイルロールの交換に当っては、たとえば、プロファイルロール２を、ストッパ付きの軸箱４側へ抜き出して、カップリング１４の位置で駆動側から分離した後、そのロール２を、それぞれの軸箱４に設けた車輪と、両柱状部材７に掛け渡して敷設したレールとの掛合下で、人手によって抜き出すことで、門形固定フレーム６から取り出し、しかる後、所要のプロファイルロールを逆の操作をもって固定フレーム６に嵌め込み固定することで、その交換を、大掛かりな交換装置を必要とすることなく、短時間のうちに簡単に行うことができる。
従って、従来技術に比して、交換装置のコストを低減できるのみならず、作業能率を大きく向上させることも可能となる。

図３は、他の実施形態を示す部分断面略線側面図であり、この装置はとくに、バックアップロール８を、プロファイルロール２の斜め前後に二列に配設して、大きな圧延荷重の作用に対する、ロール２の撓み抑制機能をより高めた点、および、各列のバックアップロール８を回転駆動することで、それらと摩擦係合するプロファイルロール２の間接的な回転駆動を可能とした点で、図１および２に示すものと相違する。

これによれば、プロファイルロール２とモータとの直接的な連結が不要となるので、プロファイルロール２の交換作業を一層簡易にかつ迅速に行うことが可能となる。

図４は、さらに他の実施形態を示す図であり、これは、押出しヘッド１の口金の近傍に、たとえば温水による温度調節の下で回転駆動される一対のシーティングロール２１をギャップ調整可能に配設し、また、これらのシーティングロール２１からわずかに離隔した位置に、相互に対をなす、先に述べたと同様のプロファイルロール２および駆動ロール３のそれぞれを、図では水平面内での対向姿勢で配設して、それらの両者を、図示しないそれぞれのモータに駆動連結し、さらに、プロファイルロール２の斜め上下に、それと接触するバックアップロール８を二列に配設したものである。

この装置によれば、押出しヘッド１から押出されたゴムを、シーティングロール２１によって予めゴムシート２２とし、次いで、このゴムシート２２をプロファイルロール２と駆動ロール３との間に通道させることによって所定のプロファイル付きの製品ゴムシート２０を製造することができ、この場合は、ゴムシート２２を予め形成することで、ロール２、３によるゴムの圧延圧下率を有効に低減させて、プロファイルロール２が小径であることと相俟って、圧延荷重を一層低減させることができる他、製品ゴムシート２０の寸法精度をより向上させることができる。

図５は、図２に示すところに対し、駆動ロール３とプロファイルロール２との上下関係を逆転させたものである。
図中２３、２４はそれぞれ、プロファイルロール２用の各軸箱４に設けた車輪および、それぞれの柱状部材７に水平に掛け渡されて車輪２３と掛合するレールを示し、ここでの、それぞれのバックアップロール８の作用に基く、プロファイルロール２と駆動ロール３との間のギャップの調整は、上記の車輪２３とレール２４との掛合位置を限界として、車輪２３の、レール２４からの浮き上がり姿勢の下にて行われることになる。

また、図５（ａ）中２５は、プロファイルロール２に温度調節用の温水の循環をもたらす温水カプラを示し、そして２６は、プロファイルロール２の、カップリング１４からの、図５（ｃ）に示すような抜き出し変位をもたらす連結分離プッシャを示す。

なお、図５（ａ）のｂ−ｂ線に沿う略線側面図において、５ａは、駆動ロール３の軸箱５に一体的に設けたロック付きストッパを示し、これらのストッパもまた、軸箱４に設けたロック付きストッパ４ａと同様に機能する。

このように構成してなる装置によってもまた、前述したところと同様に、設備コストの十分なる低減をもたらすとともに、プロファイル付きゴムシートの寸法精度を大きく高めることができ、しかも、プロファイルロールの交換設置コストを効果的に低減させることができる。

この発明に係る装置の実施形態を示す部分断面略線側面図である。 図１の略線正面図である。 他の実施形態を示す図１と同様の図である。 さらに他の実施形態を示す図１と同様の図である。 他の実施形態を示す図である。 従来技術を示す図１と同様の図である。 プロファイル付きゴムシートの幅方向断面をその半部について示す図である。 従来装置を示す略線正面図である。

符号の説明

１ 押出しヘッド
２ プロファイルロール
３ 駆動ロール
４、５ 軸箱
４ａ、５ａ ロック付きストッパ
６ 固定フレーム
７ 柱状部分
８ バックアップロール
９ ねじ機構圧下装置
１０ 梁状部分
１１ 昇降ヨーク
１２、１８、１９ モータ
１４、１５ カップリング
１６、１７ 減速機
２０ 製品ゴムシート
２１ シーティングロール
２２ ゴムシート
２３ 車輪
２４ レール
２５ 温水カプラ
２６ 連結分離プッシャ

Claims (7)

1. 周囲に所要の凹凸輪郭を付与した小径のプロファイルロールをフレームに軸受け支持し、このプロファイルロールと対をなす、プロファイルロールより大径の駆動ロールをフレームに支持するとともに、プロファイルロールに接触して、それの、駆動ロールからの逃げ変形を拘束するバックアップロールを設けてなるプロファイル付きゴムシートの製造装置。
2. バックアップロールを、プロファイルロールの軸線方向に間隔をおいた複数箇所に配設してなる請求項１に記載のプロファイル付きゴムシートの製造装置。
3. プロファイルロールを直接的もしくは間接的に回転駆動する駆動手段を設けてなる請求項１もしくは２に記載のプロファイル付きゴムシートの製造装置。
4. プロファイルロールを、軸箱を介してフレームに支持してなる請求項１〜３のいずれかに記載のプロファイル付きゴムシートの製造装置。
5. プロファイルロールの最大外径を、駆動ロールの外径の１／３〜１／２の範囲としてなる請求項１〜４のいずれかに記載のプロファイル付きゴムシートの製造装置。
6. バックアップロールに支持された小径のプロファイルロールと、このプロファイルロールより大径の駆動ロールとの間へ、押出機から押し出されたゴムを直接的もしくは間接的に通過させて、形成されるゴムシートにプロファイルロールの凹凸輪郭を転写するプロファイル付きゴムシートの製造方法。
7. 押出機から押し出されたゴムを、シーティングロールに通過させた後にプロファイルロールと駆動ロールとの間へ供給する請求項６に記載のプロファイル付きゴムシートの製造方法。

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