JP2006110830A

JP2006110830A - ゴム被覆ヘッド

Info

Publication number: JP2006110830A
Application number: JP2004299905A
Authority: JP
Inventors: Osayuki Suda; 修行須田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2024-10-14
Also published as: WO2006041101A1; JP4730881B2

Abstract

【課題】引き揃えられた複数本のコードの両面にゴムを被覆し、口金の開口から帯状体にして押し出すゴム被覆ヘッドにおいて、ゴムの送出圧力を高める以外の方法で帯状体の厚みを調整する。
【解決手段】口金３１の下側部材３１ｂは油圧シリンダ３４の油圧を変化させることで、その押し上げ量が変化する。コードＣの移送速度が高い程、油圧シリンダ３４の油圧を低くすることで、押し上げ量を少なくして通路３３の上下の高さを高くし、口金３１から押し出されるベルトの厚みを調整できる。コードＣの移送速度を３０ｍ／min 程度に上げると共にベルトＢの厚みが薄くならないように調整しても、口金３１から押し出されるベルトＢの表面のゴムの温度を１１０℃以内に保持できるので、ベルトの表面のゴムからブルームが発生する事態を防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、引き揃えられた複数本のコードの両面に薄いゴム層を被覆して押し出すことにより、ベルトやカーカスプライ等の帯状体を製造するインシュレーション方式のゴム被覆ヘッドに関し、特に一つのヘッドにより異なる厚みの帯状体を製造可能なゴム被覆ヘッドに関する。

例えばタイヤのベルトは、引き揃えられた複数本のベルト層コードの両面に薄いゴム層を被覆してサンドイッチ状にすることで形成される。このような引き揃えられた複数本のコードに対してゴムを被覆する装置として、それらのコードを押出機のゴム被覆ヘッド内のコード通路を通過させているときに、コード通路の両側、例えば上下から合流するゴム流路にゴムを供給してコードの両面にゴムを被覆し、その後、ゴム被覆ヘッド前端に配置された口金の扁平な開口部の寸法によってコードの両面に被覆されたゴムの厚みを決定するように構成した、所謂インシュレーション方式の押出機がある（特許文献１参照）。

図５はインシュレーション方式による従来の押出機の斜視図であり、図６はそのゴム被覆ヘッド４のＡ−Ａ断面図である。

図５に示すように、インシュレーション方式による押出機は、上面に設けられたホッパ２から投入されたゴム材料を攪拌してゴムを生成するゴム生成部１と、ゴム生成部１の側面に連結され、かつスクリューを内蔵し、ゴム生成部１から送出されたゴムを混練・加熱しながら前方へ移送するシリンダ３と、シリンダ３の先端に連結され、かつ図示されていない移送手段により張力を付与されて移送される複数本のコードＣを所定の相対配列、例えば平行に保持して導入するとともに、その上下両面にシリンダ３から移送されてきたゴムを被覆して形成したベルトＢを外部へ送出するゴム被覆ヘッド４とを備えている。

図６に示すように、ゴム被覆ヘッド４は、Ａ−Ａ断面が上下対称に構成されており、インサータ１１と、インサータ１１を保持するインサータホルダ１２とを備えている。ゴム被覆ヘッド４は、その上下方向の中心を前後に貫通するコード通路１３を備えており、後方から供給される複数本のコードＣを所定の相対配列に保持して通過させることができる。インサータホルダ１２の前方には、上下対称な口金（ダイ）２２がダイホルダ２１に保持され、インサータホルダ１２の前面に対して間隔を空けて配置されている。

インサータホルダ１２の前面には、インサータホルダ１２の上下の端からそれぞれ前下方及び前上方にテーパ状の傾斜面１７，１８が延設されており、口金２２の上側部の後部上端から前下方に延設された傾斜面１９及び口金２２の下側部の後部下端から前上方に延設された傾斜面２０との間で、先端先細りの上下対称なゴム流路１５，１６を形成している。また、口金２２の上側部の傾斜面１９の下端の前方に延設された下向きの水平面と、口金２２の下側部の傾斜面２０の上端の前方に延設された上向きの水平面との間に高さｈの偏平な通路２３を形成している。

以上のように構成された押出機において、ゴム生成部１からシリンダ３へ供給されたゴムは、シリンダ３のスクリューの作用下で混練・溶融されながらシリンダ３の先端へ移送され、ゴム被覆ヘッド４に供給されて、紙面の裏面側からゴム流路１５，１６に注入される。一方、図示されていないコード移送手段により張力を付与されて移送されている複数本のコードＣは、ゴム被覆ヘッド４の後端からインサータ１１に導入され、所定の相対配列に保持されて、その前端からゴム流路１５，１６の交差部に移送され、上下両面にゴムが被覆される。ゴムで被覆された複数本のコード（ベルト）Ｂは口金２２の上側部と下側部との間の通路２３を通過し、口金２２の先端の開口部から前方へ押し出される。

ここで、口金２１の内部の通路２３及び先端の開口部の上下方向の寸法ｈが一定であるため、シリンダ３から送出するゴムの送出圧力を一定にした場合、コードＣの移送速度が高くなると、被覆されるゴムの厚みが薄くなるためベルトＢの厚みが薄くなり、コードＣの移送速度が低くなると、被覆されるゴムの厚みが厚くなるためベルトＢの厚みが厚くなるという問題がある。そこで、この問題を解決するために、特許文献には記載されていないが、コードＣの移送速度の切替に応じて、ゴム流路１５内に配置した圧力センサを用いて、ヘッド内のゴムの圧力を切り替えることが行われている。
特開２００２−１１３７９３号公報

しかしながら、ゴムの送出圧力を高くするためにはスクリューの回転数を上昇させることが必要であり、その結果、送出されるゴムの温度も上昇する。そして、コードＣの移送速度が２０ｍ／min 程度迄であれば、口金から押し出されるベルトＢの表面のゴムの温度を１１０℃以内に保持できるが、それ以上の高速になると、ベルトＢの表面のゴムの温度が１２０℃以上に上昇し、ブルーム（ゴム表面への硫黄等の滲み出し）が発生するという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、引き揃えられて移送されている複数本のコードをゴムで被覆し、該ゴムで被覆されたコードの厚みを規定する偏平な開口を有する口金から帯状体にして押し出すゴム被覆ヘッドにおいて、コードの移送速度を変化させたときに、ゴムの送出圧力を変化させること以外の手段により帯状体の厚みを調整することである。

請求項１に係る発明は、引き揃えられて移送されている複数本のコードをゴムで被覆し、該ゴムで被覆されたコードの厚みを規定する偏平な開口を有する口金から帯状体にして押し出すゴム被覆ヘッドであって、前記コードの移送速度に応じて前記開口の前記帯状体の厚み方向の寸法を変化させる手段を設けたことを特徴とするゴム被覆ヘッドである。
請求項２に係る発明は、請求項１記載のゴム被覆ヘッドにおいて、前記口金の前記開口の付近は前記帯状体の厚み方向の両側に分割されており、前記寸法を変化させる手段は、前記分割されている一方を前記帯状体の厚み方向に変位させるものであることを特徴とするゴム被覆ヘッドである。
請求項３に係る発明は、請求項２記載のゴム被覆ヘッドにおいて、前記寸法を変化させる手段は、前記分割されている一方を前記帯状体の厚み方向に弾性変形させるものであることを特徴とするゴム被覆ヘッドである。

本発明によれば、コードの移送速度を変化させたときに、コードの移送速度に応じて口金の開口の帯状体の厚み方向の寸法を変化させることにより、ゴムの送出圧力を変化させることなく帯状体の厚みを調整できる。また、単一のゴム被覆ヘッドにより、異なる厚みの帯状体を製造することができる。さらに、ゴムのロットや練りが変わった場合のゲージ（ゴムの厚み）の微少差を口金で補正することができる。

以下、本発明の実施形態について、面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る押出機の斜視図であり、図２はその押出機におけるゴム被覆ヘッドのＢ−Ｂ断面図及び口金の開口部の寸法を変化させる装置のブロック図である。図１において、図５と同一の部分には図５で使用した符号を付した。ここで、本実施形態に係る押出機は、ゴム被覆ヘッド５以外は従来装置と同じである。

図２に示すように、ゴム被覆ヘッド５は、図１におけるＢ−Ｂ断面が上下対称に構成されており、インサータ１１と、インサータ１１を保持するインサータホルダ１２とを備えている。インサータ１１は、上下方向の中心を前後に貫通するコード通路１３を備えており、後方から供給される複数本のコードＣを所定の相対配列に保持して通過させることができる。インサータホルダ１２の前方には、金属等の弾性材料からなる口金（ダイ）３１がインサータホルダ１２の前面に対して間隔を空けて配置されている。

口金３１は上側部３１ａと下側部３１ｂとに分割されており、内部奥の通路３３よりも開口側の通路の方が上下方向の寸法が長くなっている。また、下側部３１ｂの下面には油圧シリンダ３４のピストンロッドの上端に固定された押圧部材３５が配置されている。油圧シリンダ３４のピストンを上下動させるための油圧はシリンダ駆動装置３６から供給され、シリンダ駆動装置３６が油圧シリンダ３４に供給する油圧は制御装置３７により設定される。本実施形態では、コードＣの移送速度はＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３（Ｖ_１＞Ｖ_２＞Ｖ_３）の３つの速度の何れかを任意に選択可能である。そして、制御装置３７は、コードＣの移送速度Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３の各々に対する油圧シリンダ３４の油圧設定値Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３（Ｐ_１＜Ｐ_２＜Ｐ_３）の対応関係を記述した油圧設定テーブル３７ａを備えており、図示されていないコードＣの移送速度制御装置からコードＣの移送速度信号が入力されたときに、この油圧設定テーブル３７ａを参照して油圧を決定し、シリンダ駆動装置３６へ与える。

以上のように構成された押出機において、ゴム生成部１からシリンダ３へ供給されたゴムは、シリンダ３のスクリューの作用下で混練・溶融されながらシリンダ３の先端へ移送され、ゴム被覆ヘッド５に供給されて、紙面の裏面側からゴム流路１５，１６に注入される。一方、図示されていないコード移送手段により張力を付与されて移送されている複数本のコードＣは、ゴム被覆ヘッド５の後端からインサータ１１に導入され、所定の相対配列に保持されて、その前端からゴム流路１５，１６の交差部に移送され、上下両面にゴムが被覆される。ゴムで被覆された複数本のコード（ベルト）Ｂは口金３１の上側部３１ａと下側部３１ｂとの間の通路３３を通過し、口金３１の先端の開口部から前方へ押し出される。

ここで、コードの移送速度がＶ_１のとき、制御装置３７はシリンダ駆動装置３６に対して、油圧をＰ_１に設定するための制御信号を送る。ここで、Ｐ_１＝０とすると、油圧シリンダ３４のピストンロッドの上端に固定され押圧部材３５は口金３１の下側部材３１ｂの下面を上方へ押し上げないから、下側部材３１ａは図２に示すような水平方向に延びた状態、つまり弾性変形していない状態である。このとき、上側部材３１ａの下面と下側部材３１ｂの上面との間隔、つまり口金３１の内部奥の通路３３の上下方向の寸法はｈ_１である。

また、コードの移送速度がＶ_２（Ｖ_２＜Ｖ_１）のとき、制御装置３５はシリンダ駆動装置３４に対して、油圧をＰ_２に設定するように制御信号を送る。Ｐ_２＞０であるから、押圧部材３５は口金３１の下側部材３１ｂの下面を上方へ押し上げる。このため、図３に示すように、下側部材３１ｂが上方へ弾性変形して変位し、口金３１の奥の通路３３の上下方向の寸法はｈ_２に狭まり、口金３１の先端の開口の上下方向の寸法も同様に狭くなる。

このように、本実施形態によれば、コードＣの移送速度が高い程、油圧シリンダ３４の油圧設定値を低くすることで、押圧部材３５による押し上げ量を少なくして、通路３３及び口金３１の開口部の上下方向の寸法を長くし、シリンダ３から送出するゴムの送出圧力を上げずにベルトＢの厚みを調整することができる。これにより、コードＣの移送速度を３０ｍ／min 程度に上げると共にベルトＢの厚みが薄くならないように調整しても、口金３１から送出されるベルトＢの表面のゴムの温度を１１０℃以内に保持できるので、ベルトＢの表面のゴムからブルームが発生する事態を防止できる。

［第２の実施形態］
図４は本発明の第２の実施形態に係るゴム被覆ヘッドの図２に対応する構成を示す図である。この図において、図２と同一の構成要素には図２で使用した符号を付した。本実施形態に係るゴム被覆ヘッド６は、図２のゴム被覆ヘッド５における油圧シリンダ３４に代えて電動シリンダを用いたものである。

図４に示すように、口金３１の下側部３１ｂの下面には電動シリンダ４２のロッドの上端に固定された押圧部材４３が配置されている。電動シリンダ４２は、その内部にボールねじと、ボールねじと螺合するボールナットと、ボールナットに固定されたスライダとを備え、そのスライダに前記ロッドを固定すると共に前記ボールねじをサーボモータ４１の回転軸４１ａで回転可能に構成したものである。従って、サーボモータ４１の正逆回転により押圧部材４３の位置が図４の上下方向に変位し、かつその変位量は回転量に比例する。サーボモータ４１の回転はモータ駆動装置４４から供給される駆動信号により行われる。そして、駆動信号は制御装置４５の制御に基づいて生成される。本実施形態では、コードＣの移送速度はＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３（Ｖ_１＞Ｖ_２＞Ｖ_３）の３つの速度の何れかを任意に選択可能である。そして、制御装置４５は、コードＣの移送速度Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３の各々に対するサーボモータ４１の回転量設定値Ｎ_１，Ｎ_２，Ｎ_３（Ｎ_１＜Ｎ_２＜Ｎ_３）の対応関係を記述した回転量設定テーブル４５ａを備えており、図示されていないコードＣの移送速度制御装置からコードＣの移送速度信号が入力されたときに、この回転量設定テーブル４５ａを参照して回転量を決定し、モータ駆動装置４４へ与える。

以上の構成を有する本実施形態に係るゴム被覆ヘッド６において、コードの移送速度がＶ_１のとき、制御装置４５はモータ駆動装置４４に対して、回転量をＮ_１に設定するための制御信号を送る。ここで、Ｎ_１＝０とすると、電動シリンダ４２のロッドの上端に固定され押圧部材４３は口金３１の下側部材３１ｂの下面を上方へ押し上げないから、下側部材３１ａは図４に示すような水平方向に延びた状態、つまり弾性変形していない状態である。このとき、上側部材３１ａの下面と下側部材３１ｂの上面との間隔、つまり口金３１の内部の奥の通路３３の上下方向の寸法はｈ_１である。

また、コードの移送速度がＶ_２（Ｖ_２＜Ｖ_１）のとき、制御装置４５はモータ駆動装置４４に対して、回転量をＮ_２に設定するように制御信号を送る。Ｎ_２＞０であるから、押圧部材４３は口金３１の下側部材３１ｂの下面を上方へ押し上げる。このため、図３と同様に下側部材３１ｂの開口部付近が上方へ弾性変形して変位し、口金３１の奥の通路３３の上下方向の寸法はｈ_２に狭まり、口金３１の先端の開口の上下方向の寸法も同様に狭くなる。

このように、本実施形態によれば、コードＣの移送速度が高い程、サーボモータ４１の回転量設定値を低くすることで、押圧部材４３による押し上げ量を少なくして口金３１の開口部の上下方向の寸法を長くし、シリンダ３から送出するゴムの送出圧力を上げずにベルトＢの厚みを調整できる。このため、コードＣの移送速度を３０ｍ／min 程度に上げると共にベルトＢの厚みが薄くならないように調整しても、口金３１から送出されるベルトＢの表面のゴムの温度を１１０℃以内に保持できるので、ベルトＢの表面のゴムからブルームが発生する事態を防止できる。

なお、以上の実施形態では、口金３１の下側部材３１ｂを押し上げて弾性変形させたが、上側部材３１ａを押し下げて弾性変形させてもよい。また、口金３１の上側部材３１ａ及び下側部材３１ｂのベルトＢの移送方向の長さを異ならせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る押出機の斜視図である。図１におけるゴム被覆ヘッドのＢ−Ｂ断面図及び口金の開口部の寸法を変化させる装置のブロック図である。図１におけるゴム被覆ヘッドの口金の開口部を狭めた状態を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係るゴム被覆ヘッドの図２に対応する構成を示す図である。従来の押出機の斜視図である。図５におけるゴム被覆ヘッドのＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

５、６・・・ゴム被覆ヘッド、３１・・・口金、３１ａ・・・上側部材、３１ｂ・・・下側部材、３４・・・油圧シリンダ、４２・・・電動シリンダ。

Claims

引き揃えられて移送されている複数本のコードをゴムで被覆し、該ゴムで被覆されたコードの厚みを規定する偏平な開口を有する口金から帯状体にして押し出すゴム被覆ヘッドであって、前記コードの移送速度に応じて前記開口の前記帯状体の厚み方向の寸法を変化させる手段を設けたことを特徴とするゴム被覆ヘッド。
請求項１記載のゴム被覆ヘッドにおいて、前記口金の前記開口の付近は前記帯状体の厚み方向の両側に分割されており、前記寸法を変化させる手段は、前記分割されている一方を前記帯状体の厚み方向に変位させるものであることを特徴とするゴム被覆ヘッド。
請求項２記載のゴム被覆ヘッドにおいて、前記寸法を変化させる手段は、前記分割されている一方を前記帯状体の厚み方向に弾性変形させるものであることを特徴とするゴム被覆ヘッド。