JP2006082277A - ゴムストリップの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数本のゴムストリップＧｓを同時にかつ精度良く形成することができ、装置コストの低減や工場の省スペース化を図りながら、デュアルワインド等による効率の良いゴム部材の形成を、ゴムストリップ間の接合を強固に保ちながら実施しうる。
【解決手段】 吐出口２からゴムを吐出するゴム押出機本体３と、前記吐出口２からのゴムを予成形して押し出すゴム流路４の前端部に予成形口５を開口させた口金１２を有する押出しヘッド６と、前記ゴム流路４の前端部で開口する予成形口５から押し出される予成形ゴムストリップＧｐを最終形状のゴムストリップＧｓに成形するローラヘッド７とを具える。前記口金１２は、吐出口２からのゴムを分割する複数の分岐流路１６を有し、かつ前記予成形口５は各分岐流路１６の前端部で開口する複数の分離予成形口１７からなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数本のゴムストリップを、一つのゴム押出機本体から同時にかつ精度良く形成しうるゴムストリップの製造装置に関する。

空気入りタイヤでは、各部位における要求特性が異なるため、トレッドゴム、サイドウォールゴム、クリンチゴム、インナーライナゴムなど異なる配合かつ断面形状の種々のゴム部材によって構成されている。

そして近年、例えば図７（Ａ）に略示する如く、未加硫のゴムストリップａを周方向かつ螺旋状に重ねて巻き付けることにより、所望の断面形状に近いストリップ巻付け体ｂを、ゴム部材ｃとしてドラム上等に直接形成する方式（所謂ストリップワインド方式）が提案されている（例えば特許文献１参照）。同図には、ゴム部材ｃがトレッドゴムである場合を例示している。

この方式では、ゴムストリップの巻き付けに時間を要するため生産効率に劣る傾向があり、そのため図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、２本のゴムストリップａを用い、例えば両端から中央に向かって、或いは中央から両端に向かって同時に巻き付けることにより、巻き付け時間を半減させる巻き付け方法（所謂デュアルワインド）も提案されている（例えば特許文献２参照）。

しかし前記デュアルワインドでは、ゴムストリップの本数増加に伴い、それを押出成形するゴム押出機の設置台数の増加を招くため、設備コストを上昇させるとともに、工場スペースの有効利用を妨げるという問題がある。

なお特許文献３には、ゴムストリップをいったんリールに巻取って保管するとともに、このリールから前記ゴムストリップを巻出してドラムに供給する際、該ゴムストリップを長さ方向に切断し、２本の等巾のストリップ片に分割して使用することが提案されている。

しかし、前述のストリップワインド方式では、巻き付けたゴムストリップ間を強固に一体接合させるために、ゴム押出機から押し出されたゴムストリップを高温度状態のままドラムに供給することが重要である。しかしこのとき、高温度のゴムストリップは、粘着性が高くかつ軟らかく変形しやすいため、高温度状態で切断することは困難であり、実際に採用することは難しい。又ストリップワインド方式では、巻き付けられたゴムストリップａ、ａ間の段差ｄ（図７（Ａ））を緩和させるため、ゴムストリップの両側端を先細に形成することが望まれるが、前記切断ではこのようなプロファイルを得ることは困難である。

特開２０００−２５４９８０号公報 特開２００２−７９５９０号公報（図５(B) 、(C) ） 特開平９−２３９８６３号公報

そこで本発明の目的は、一つのゴム押出機から、複数本のゴムストリップを同時にかつ精度良く形成することができ、ゴム押出機の設置台数の増加を抑え、装置コストの低減や工場の省スペース化を図りながら、デュアルワインド等による効率の良いゴム部材の形成を、ゴムストリップ間の接合を強固に保ちながら実施しうるゴムストリップの製造装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、スクリューにより吐出口からゴムを吐出するゴム押出機本体、
該ゴム押出機本体に連結されかつ前記吐出口からのゴムを予成形して押し出すゴム流路の前端部に予成形口を開口させた口金を有する押出しヘッド、
及び該押出しヘッドに連設され前記予成形口から押し出された予成形ゴムストリップを最終形状に成形する上下のカレンダロールを有するローラヘッドを具えるとともに、
前記口金は、前記ゴム流路が前記吐出口からのゴムを分割する複数の分岐流路を有し、かつ前記予成形口は各分岐流路の前端部で開口する複数の分離予成形口からなることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記ゴム流路は、各前端部に分離予成形口を具えた２つの分岐流路を有するとともに、前記ローラヘッドは、少なくとも一方のカレンダロールの外周面に、他方のカレンダロールとの間で、前記各分離予成形口からの予成形ゴムストリップを最終形状に成形する２本の成形溝を凹設したことを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記各分離予成形口は断面形状を互いに同一、かつ前記成形溝は断面形状を互いに同一とするとともに、前記成形溝の断面形状は、その両側部を側方に向かって先細とした傾斜部としたことを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記口金は、前記分離予成形口の間の離間距離Ｌを２〜１００ｍｍとしたことを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記分岐流路は、前記分離予成形口に向かって高さ、及び巾を減じるテーパ状をなすことを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、一つのゴム押出機から、複数本のゴムストリップを同時にかつ精度良く形成することができる。従って、デュアルワインド等による効率の良いゴム部材の形成を実施しながら、ゴム押出機の設置台数の増加を抑えることができ、装置コストの低減や工場の省スペース化を達成しうる。又ゴムストリップを高温度状態でドラム等に供給しうるため、ゴムストリップ間を一体にかつ強固に接合しうるなど剥離損傷を抑えることができ、ゴム部材の品質を高く維持することが可能となる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明のゴムストリップの製造装置を概念的に示す側面図、図２は、その主要部を拡大して示すゴムストリップの厚さ方向の断面図である。

図１、２において、ゴムストリップの製造装置１（以下製造装置１という）は、吐出口２からゴムを吐出するゴム押出機本体３と、このゴム押出機本体３に連結されかつ前記吐出口２からのゴムを予成形して押し出すゴム流路４を設けた押出しヘッド６と、該押出しヘッド６に連設されるとともに前記ゴム流路４の前端部で開口する予成形口５から押し出される予成形ゴムストリップＧｐを最終形状のゴムストリップＧｓに成形するローラヘッド７とを具える。

なお本例では、前述のデュアルワインドによりタイヤ用ゴム部材を形成するために、前記製造装置１が、図６に示すように、ストリップ巾Ｗｓを５〜３０ｍｍかつストリップ厚さＴｓを０．５〜２．０ｍｍとした２本のゴムストリップＧｓを、同時に製造する場合を例示する。この２本のゴムストリップＧｓは、高温状態で（即ち冷却工程を通ることなく）ドラムに供給され、螺旋状に重ねて巻き付けられることにより、ゴムストリップＧｓ間が強固に一体接合されるタイヤ用ゴム部材を、デュアルワインドによって効率よく形成できる。ゴムストリップＧｓとしては、その両側端を先細とした断面が略台形状、略三角形状、略三日月状のものが、形成するタイヤ用ゴム部材の表面を円滑化するために好適であり、本例では略台形状のものを例示している。

次に、前記ゴム押出機本体３は、シリンダ９内にスクリュー１０を収納した周知構造をなし、電動機Ｍにより前記スクリュー１０を回転駆動させることによって、投入されるゴムを混練しながらシリンダ９前端の吐出口２（図２、３に示す）から吐出する。

又前記押出しヘッド６は、図２に示すように、前記シリンダ９前端のフランジ部９Ａに後端が連結されるブロック状のヘッド本体１１と、このヘッド本体１１に交換自在に取り付くとともに前端に前記予成形口５を開口させた口金１２とを具える。

又前記吐出口２から予成形口５までのびる前記ゴム流路４は、その断面積が下流側に向かって漸減し、ゴムを絞り込むように押進させる。このゴム流路４は、前記ヘッド本体１１内を通る第１のゴム流路１４と、前記口金１２内を通る第２のゴム流路１５とからなり、このうち第１のゴム流路１４は、図４に示す如く、断面形状を、前記口金１２に向かって円形状から横長偏平状に滑らかに変化させた変化部１４Ａを含んで構成される。本例では、第１のゴム流路１４が、前記変化部１４Ａのみで形成される場合を例示しているが、この変化部１４Ａの上流側に、前記吐出口２とは同径な円形状の継ぎ部を延設することもできる。

前記第２のゴム流路１５は、図３（Ａ）、（Ｂ）に拡大して示すように、前記第１のゴム流路１４からのゴムを分割する複数、本例では２つの分岐流路１６Ａ、１６Ｂを有するとともに、前記予成形口５は、各分岐流路１６Ａ、１６Ｂの前端部で開口する２つの分離予成形口１７Ａ、１７Ｂから構成される。なお分岐流路１６Ａ、１６Ｂを総称するとき分岐流路１６という場合があり、又分離予成形口１７Ａ、１７Ｂを総称するとき分離予成形口１７という場合がある。

各分岐流路１６は、夫々分離予成形口１７に向かって高さ、及び巾を減じるテーパ状をなし、本例では、前記第１のゴム流路１４とは、小長さの合同流路１８を介し接続する場合を例示しているが、合同流路１８を排除してもよい。

又図３（Ｂ）に、前記分岐流路１６の上流側開口１６ａと下流側開口１６ｂ（分離予成形口１７に相当）とを図示しているが、前記上流側開口１６ａでの開口面積Ｓａの総和ΣＳａと、下流側開口１６ｂでの開口面積Ｓｂの総和ΣＳｂとの比ΣＳｂ／ΣＳａは、０．２５〜０．５の範囲が好ましい。この比ΣＳｂ／Ｓａが０．５より大きいと、エア溜りが除去できず、均一な材料となりにくく、又０．２５より小さいと材料体積差より押出速度が極度に低下するという不利がある。

又前記分離予成形口１７は、断面横長の長円状をなし、その巾Ｗｐを前記ストリップ巾Ｗｓの０．１〜１．０倍、かつ厚さＴｐを前記ストリップ厚さＴｓの１．０〜１０．０倍で形成している。これは、分離予成形口１７の巾Ｗｐ及び厚さＴｐが、前記ストリップ巾Ｗｓ及びストリップ厚さＴｐと違いすぎると、ローラヘッド７による圧延の加工率が過大となって圧延加工における厚さや巾のバラツキが大となり、最終形状のゴムストリップＧｓの寸法精度を低下する傾向となるからである。逆に寸法が近過ぎると、分離予成形口１７からの押出し厚さが薄くなり過ぎ、予成形ゴムストリップＧｐに波打ちが生じるなど安定性を損ねる傾向となる。

又前記分離予成形口１７では、その間の離間距離Ｌを２〜１００ｍｍの範囲とすることが好ましい。これは２ｍｍ未満では、押し出された後に予成形ゴムストリップＧｐ、Ｇｐ同士が接触してしまい、使用できなくなる恐れがあるからであり、このような観点から下限値を５ｍｍ以上とするのがより好ましい。しかし離間距離Ｌが広すぎると、押出しヘッド６が不必要に巾広となるなど装置の無駄な大型化を招き、従って上限値は、２０ｍｍ以下がより好ましい。

ここで、前記第２のゴム流路１５の上流側開口１５ａは、前記第１のゴム流路１４の下流側開口１４ｂと略同形状であり、一般的には、前記上流側開口１５ａの巾Ｗ０は、本例の如く前記吐出口２の直径Ｄ０と同一もしくは小に設定される。しかし、巾広のゴムストリップＧｓを形成する場合には、前記巾Ｗ０を直径Ｄ０よりも大に設定しても良い。この時、前記巾Ｗ０は、前記分離予成形口１７の総巾ΣＷｐと離間距離Ｌの総和ΣＬとの和よりも大、即ち、Ｗ０＞（ΣＷｐ＋ΣＬ） であることが好ましく、もし以下であると、分岐流路１６の巾方向外側でのゴム流れが悪くなり、形状及び寸法の均一性が損なわれる傾向となる。

次に、前記ローラヘッド７は、前記予成形口５の近傍に配される上、下のカレンダーロール１９Ｕ、１９Ｌ（総称するときカレンダーロール１９という）を有し、本例では、ホルダー２０を介して前記押出しヘッド６に連設される。

このローラヘッド７は、図５に示すように、少なくとも一方のカレンダロールの外周面に、他方のカレンダロールとの間で、前記各分離予成形口１７からの予成形ゴムストリップＧｐを最終形状に成形する成形溝２１を凹設している。本例では、上のカレンダロール１９Ｕの外周面に、下のカレンダロール１９Ｌとの間で、予成形ゴムストリップＧｐを最終形状に成形する２本の成形溝２１を形成している。なお成形溝２１の断面形状は、両側先細のゴムストリップＧｓを得るために、その両側部に、側方に向かって先細をなす傾斜部２１ａを設けている。

なお本例では、左右対称形状のタイヤ用ゴム部材をデュアルワインドにより精度良く形成するために、前記各分離予成形口１７の断面形状を互いに同一、かつ各成形溝２１の断面形状を互いに同一に形成している。しかし例えば左右非対称形状のタイヤ用ゴム部材を形成する場合など、各分離予成形口１７の断面形状、及び成形溝２１の断面形状を互いに相違せしめ、ゴムストリップＧｓを異なる形状で製造することもできる。

このように、本発明の製造装置は、一つのゴム押出機本体３により、複数本（本例では２本）のゴムストリップＧｓを同時に精度良く形成することができる。従って、デュアルワインド等による効率の良いゴム部材の形成を実施しながら、ゴム押出機本体３の設置台数の増加を抑えることができ、装置コストの低減や工場の省スペース化を達成しうる。又ゴムストリップＧｓを高温度状態でドラム等に供給しうるため、ゴムストリップＧｓ間を強固に一体接合でき、剥離損傷の発生を抑えゴム部材の品質を高く維持することが可能となる。又口金１２のみの交換により、異なる形状のゴムストリップＧｓを同時に製造しうる他、シングルワインドとデュアルワインドとの切り替えにも対応しうる等、高い汎用性を発揮しうる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の一実施例のゴムストリップの製造装置を概念的に示す側面図である。 その主要部を拡大して示す厚さ方向の断面図である。 （Ａ）は分岐流路を拡大して示す巾方向の断面図、（Ｂ）は分離予成形口を示す正面図である。 押出しに際してのゴムの形状変化を説明する斜視図である。 カレンダロールの成形溝を示す正面図である。 最終形状のゴムストリップを例示する断面図である。 （Ａ）はストリップワインド方式を説明する断面図、（Ｂ）（Ｃ）は、デュアルワインドを概念的に説明する線図である。

符号の説明

２ 吐出口
３ ゴム押出機本体
４ ゴム流路
５ 予成形口
６ 押出しヘッド
７ ローラヘッド
９ スクリュー
１２ 口金
１６、１６Ａ、１６Ｂ 分岐流路
１７、１７Ａ、１７Ｂ 分離予成形口
１９Ｕ、１９Ｌ カレンダロール
２１ 成形溝
２１ａ 傾斜部
Ｇｐ 予成形ゴムストリップ
Ｇｓ ゴムストリップ

Claims (5)

1. スクリューにより吐出口からゴムを吐出するゴム押出機本体、
   該ゴム押出機本体に連結されかつ前記吐出口からのゴムを予成形して押し出すゴム流路の前端部に予成形口を開口させた口金を有する押出しヘッド、
   及び該押出しヘッドに連設され前記予成形口から押し出された予成形ゴムストリップを最終形状に成形する上下のカレンダロールを有するローラヘッドを具えるとともに、
   前記口金は、前記ゴム流路が前記吐出口からのゴムを分割する複数の分岐流路を有し、かつ前記予成形口は各分岐流路の前端部で開口する複数の分離予成形口からなることを特徴とするゴムストリップの製造装置。
2. 前記ゴム流路は、各前端部に分離予成形口を具えた２つの分岐流路を有するとともに、前記ローラヘッドは、少なくとも一方のカレンダロールの外周面に、他方のカレンダロールとの間で、前記各分離予成形口からの予成形ゴムストリップを最終形状に成形する２本の成形溝を凹設したことを特徴とする請求項１記載のゴムストリップの製造装置。
3. 前記各分離予成形口は断面形状を互いに同一、かつ前記成形溝は断面形状を互いに同一とするとともに、前記成形溝の断面形状は、その両側部を側方に向かって先細とした傾斜部としたことを特徴とする請求項２記載のゴムストリップの製造装置。
4. 前記口金は、前記分離予成形口の間の離間距離Ｌを２〜１００ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のゴムストリップの製造装置。
5. 前記分岐流路は、前記分離予成形口に向かって高さ、及び巾を減じるテーパ状をなすことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のゴムストリップの製造装置。

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