JP2008213455A - 押出成形装置、未加硫ゴムテープの製造方法及び未加硫ゴム製筒体の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テープ幅が調整可能な未加硫ゴムテープを製造するための押出成形装置、テープ幅が調整可能な未加硫ゴムテープの製造方法、さらにはマンドレルに拡大径部が存在していても外径をほぼ一定にすることが可能な未加硫ゴム製筒体の形成方法を提供する。
【解決手段】押出機１のヘッド２に押出ダイス４が取り付けられ、該押出ダイス４に形成されたスリット状の押出口５から未加硫ゴム１０をテープ状に押出す押出成形装置であって、押出ダイス４が前記ヘッド２の出口面２ａに接した状態で、ヘッド出口面２ａに沿って相対的に移動可能に設けられ、押出ダイス４をヘッド出口面２ａに沿って相対的に移動させることでヘッド出口３と押出口５との重複部分Ｅを変化させ、押出口５から押し出されるゴムテープ１０の幅を調整する。
【選択図】図４

Description

本発明は、肉厚のゴム製筒体を製造する際に、マンドレル外周面に巻き付けられる未加硫ゴムテープを製造する押出成形装置、未加硫ゴムテープの製造方法及び未加硫ゴム製筒体の形成方法に関するものである。

従来、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブ等の肉厚のゴム製筒体を製造する方法として、特許文献１に示すように、押出成形装置から押し出した未加硫ゴムテープを、立てた状態でマンドレルの外周面に巻き付けて筒状体を形成し、これを加硫処理する方法が知られている。
特開２００５−１８０５０２号公報

ところで、ゴム製筒体として上記ポンピングチューブを例にとると、チューブ両端には締結用口金具が装着されている。したがって、ポンピングチューブを未加硫ゴムテープをマンドレルに巻きつける方法で形成する場合、チューブ両端部においては、口金具（拡大径部）を乗り越えて巻きつけることが必要となる。

このとき、チューブの外径は全体的に同程度に形成されるため、チューブ両端部の拡大径部とそれ以外の一般径部との境界では、未加硫ゴムテープの幅を急激に変化させることが必要となる。

なお、特許文献１には、ゴム製筒体の肉厚を変化させる方法として、マンドレルの移動速度を調整する方法が記載されているが、この方法では巻きつける対象の急激な径変化には対応できず、また、テープ寸法の変動が大きく、テープの切断も生じるため、実用的でないという問題があった。

そこで、本発明では、テープ幅が調整可能な未加硫ゴムテープを製造するための押出成形装置、テープ幅が調整可能な未加硫ゴムテープの製造方法、さらにはマンドレルに拡大径部が存在していても外径をほぼ一定にすることが可能な未加硫ゴム製筒体の形成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、押出機のヘッドに押出ダイスが取り付けられ、該押出ダイスに形成されたスリット状の押出口から未加硫ゴムをテープ状に押出す押出成形装置であって、押出ダイスが、前記ヘッドの出口面に接した状態で、前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設けられ、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動させることで前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整するようにしたことを特徴とする。

上記構成によれば、押出ダイスをヘッド出口が形成された面（ヘッド出口面）に隙間なく配設することにより、押出口とヘッド出口とが重複した部分から未加硫ゴムが押し出される。したがって、押出ダイスを相対的に移動させてヘッド出口と押出口との重複部分を変化させることにより、未加硫ゴムテープのゴムテープ幅を調整することが可能となる。

押出ダイスをヘッド出口に対して相対的に移動可能にする具体的な態様としては、例えば、押出ダイスを、ヘッドの出口面に接した状態で、ヘッド出口面上で回転自在に設け、押出ダイスをヘッド出口面上で回転させることでヘッド出口と押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整することができる。

押出機のヘッド出口の形状は、押出ダイスの回転によって押出口との重複部分が変化するものであれば特に限定されず、押出口のスリット形状と同形であってもよい。ただ、ヘッド出口の形状を押出口のスリットと同形にした場合、押出ダイスを少し回転させただけでヘッド出口と押出口との重複部分が大幅に変化するため、ゴムテープ幅を制御するには押出ダイスの回転を微妙に調整することが必要となる。

そこで、本発明では、ヘッド出口を、短手方向の幅が前記押出口のスリット幅よりも広くなるように長孔状に形成可能とした。これにより、押出ダイスの回転とともに、ヘッド出口と押出口との重複部分の変化を緩やかにすることができ、ゴムテープ幅の調整が容易となる。

また、押出口及びヘッド出口の中心位置は、押出ダイスの回転中心の位置に合せるのが好ましい。これにより、未加硫ゴムテープ押出ダイスの中心部から押し出すことが可能となる。したがって、押し出した未加硫ゴムテープをマンドレルに直接巻きつけるなどの場合には、未加硫ゴムテープを送り出す位置が安定するため、未加硫ゴムテープをマンドレルに正確に巻きつけることができる。

押出ダイスをヘッド出口に対して相対的に移動可能にする他の態様としては、押出ダイスをヘッド出口面に沿ってスライド自在に設け、押出ダイスをヘッド出口面に沿ってスライドさせることでヘッド出口と押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整することも可能である。

この場合、押出ダイスの押出口は、ヘッド出口を横断するように配し、押出ダイスをヘッド出口の縦方向にスライド自在とすることができる。このとき、ヘッド出口の横幅が縦方向に変化するように形成することにより、押出ダイスをスライドさせてヘッド出口と押出口との重複部分を変化させることが可能となる。ヘッド出口の具体的な形状としては、たとえば、三角形に形成したり、台形に形成することができる。

また、本発明に係る未加硫ゴムテープの製造方法は、未加硫ゴムを押し出す押出機のヘッド出口に、スリット状の押出口を備えた押出ダイスを隙間なく重ね合せ、前記押出口から未加硫ゴムテープを押し出すにあたって、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設け、未加硫ゴムテープを押し出しながら前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動させることによって前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整することを特徴とする。

上記構成によれば、未加硫ゴムテープを一旦切断することなく、一本の連続した状態でテープ幅を任意に調整することができる。

また、本発明に係る未加硫ゴム製筒体の形成方法は、押出機のヘッド出口に取り付けられた押出ダイスのスリット状の押出口から押し出された未加硫ゴムテープを立てた状態で、拡大径部を有するマンドレルに螺旋状に巻きつけることによって未加硫ゴム製筒体を形成する方法であって、押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設け、前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させることにより、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整可能とした上で、前記未加硫ゴムテープをマンドレルに巻きつける際に、拡大径部に未加硫ゴムテープを巻きつけるときは、押出ダイスをヘッド出口面に沿って相対的に移動させて前記ゴムテープ幅が狭くなるように調整し、拡大径部以外の部分に未加硫ゴムテープを巻きつけるときは、前記ゴムテープ幅が広くなるように調整することによって、全長にわたって外径をほぼ一定にすることを特徴とする。

上記構成によれば、マンドレルに拡大径部が存在していても、外径がほぼ一定な未加硫ゴム製筒体を容易に得ることが可能となる。本発明に係る未加硫ゴム製筒体の形成方法においては、前述のごとく、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブを構成する肉厚の内面ゴム層を形成する方法として好適に用いることができる。

すなわち、ポンピングチューブの端部には口金具が取付けられるため、これが拡大径部として作用する。このような場合においても、本発明に係る未加硫ゴム製筒体の形成方法によれば、巻きつける未加硫ゴムテープ幅を変更しても、テープに過度の力がかかることがないためテープが切断されるおそれや、テープの寸法が乱れるおそれがなく、外径がほぼ一定な未加硫ゴム製筒体を容易に得ることができる。

本発明では、未加硫ゴムを押し出す押出機のヘッド出口に、スリット状の押出口を備えた押出ダイスを隙間なく重ね合せ、前記押出口から未加硫ゴムテープを押し出すにあたって、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設け、未加硫ゴムテープを押し出しながら前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動させることによって、前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させ、未加硫ゴムテープのテープ幅を調整することができる。

以下、図面を基に本発明について説明する。図１は、本発明に係る押出成形装置の押出機ヘッドを示す断面図であり、図２は、上記ヘッドの正面図であり、図３は、図２の押出ダイスを回転させた状態を示すヘッドの正面図である。

本発明に係る押出成形装置は、未加硫ゴムを混練して押し出す押出機１と、押出機１の先端に取付けられるヘッド２と、ヘッド２の出口面２ａに隙間なく重なり合うように配設された押出ダイス４とを備えている。押出機１から押出ヘッド２に供給された未加硫ゴムは押出ダイス４に形成された押出口５からテープ状に成形されて押し出されるようになっている。

押出ダイス４は、円盤状に形成されており、その中央部にはスリット状の押出口５が形成されている。なお、押出口５は、ヘッド出口３側から表面側にかけて内面が狭くなるテーパ状に形成されており、これにより未加硫ゴムが押出口５内に流入しやすいようになっている。押出ダイス４は、ガイド部材６によってヘッド出口面２ａ上において隙間なく回転自在に保持されている。押出ダイス４は、油圧シリンダ７から構成された回転手段によって回転が制御される。

ヘッド出口３は、短手方向の幅が押出口５のスリット幅よりも広く、かつ長手方向の長さが押出口５のスリット長さｄよりもやや長くなるように、長孔状に形成されている。そして、ヘッド出口３の中心と、押出口５の中心とが押出ダイスの回転中心に一致するように形成されている。

上記構成において、押出ダイス４が回転していない状態では、図２に示すように、押出口５の全体がヘッド出口３と重複するため、押出口５のスリットの長さｄがそのまま押し出される未加硫ゴムテープのテープ幅となる。

押出ダイス４が回転すると、図３に示すように、押出口５の中央部とヘッド出口３の中央部の重複部分Ｅ（斜線部分）から未加硫ゴムテープが押し出されるため、テープ幅が狭くなる。以上のように、押出ダイス４を回転させることにより、押し出す未加硫ゴムテープの幅を調整することが可能となる。

次に、上記構成の押出成形装置を用いて、拡大径部を有するマンドレル８に未加硫ゴム製筒体を形成する方法について説明する。図４は、未加硫ゴム製筒体としてスクイーズ式ポンプのポンピングチューブを構成する内面ゴム層１１を形成する方法を示す模式図である。図に示すように、マンドレル８の外周面には口金具９が外装されている。これにより、マンドレル８に、口金具９の存在しない一般径部Ａと、口金具９によって拡径された拡大径部Ｂとが形成される。

押出成形装置の押出口５から押し出された未加硫ゴムテープ１０は、先ず、拡大径部Ｂに巻き付けられる。このとき、押出ダイス４は、ヘッド出口３の長孔に対して押出口５のスリットが交差するように回転させる。これにより、ヘッド出口３と押出口５との重複部分から未加硫ゴムテープ１０が押し出されるため、ゴムテープ１０の幅は、スリット長さｄよりも狭くなる。得られたゴムテープ１０は、立てた状態で、すなわち、ゴムテープ１０の一側面がマンドレル８の外周面に当接するようにして拡大径部Ｂに巻きつける。

未加硫ゴムテープ１０をマンドレル８に巻きつけるにあたっては、ゴムテープ１０の押出し速度に応じてマンドレル８を中心軸１２周りに回転させながら、マンドレルの中心軸方向Ｃに移動させる。これにより、ゴムテープ１０に一定のテンションをかけた状態でテープ間に隙間なく巻きつけることが可能となる。

拡大径部Ｂと一般径部Ａの境界に達すると、押出しダイス４を元の状態に戻し、ヘッド出口３と押出口５との長さ方向を一致させる。これにより、押出口５から押し出される未加硫ゴムテープ１０の幅は押出口５のスリットの長さと同じｄになる。すなわち、ゴムテープ１０を押し出しながらテープ幅を連続的に変化させることが可能となる。

なお、未加硫ゴムテープ１０の幅は、テンションをかけながらマンドレル８に巻きつける際に、狭くなる傾向があるため、その分を考慮に入れて設定する。また、実際に未加硫ゴムテープ１０をマンドレル８に巻きつける際には、テープ幅のほかに、マンドレル８の移動速度及び回転速度を調整することでテープ１０のマンドレルに対する傾斜角度を変化させ、これによりゴムの厚みを適宜調整すればよい。

上記方法によれば、マンドレル８に一般径部Ａと拡大径部Ｂとが混在している場合でも、外径が全体的にほぼ一定の内面ゴム層１１（未加硫ゴム製筒体）を形成することができる。内面ゴム層１１を形成した後は、その外周面を被覆する補強ゴム層と、さらにその外周面を被覆する外面ゴム層を形成した後、加硫処理を施すことにより３層構造のポンピングチューブを得ることができる。

補強ゴム層は、スチールコードに公知の未加硫ゴムをトッピング処理したシート状物をチューブ軸線に対して所定の成形角度で繊維方向が交差するように、内面ゴム層の外周面上に交互に２プライ巻付けて形成される。

なお、本実施形態では、押出ダイス４をヘッド出口面２ａに沿って相対的に移動させる具体的な態様として、押出ダイス４をヘッド出口面２ａに回転自在に保持された態様について説明したが、これに限らず、例えば、他の態様として、図５に示すように、押出ダイス４をヘッド出口面２ａに沿ってスライド自在に保持された態様を採用することも可能である。

すなわち、図５に示す態様においては、ヘッド出口３は三角形状に形成されており、ヘッド出口面２ａにはスリット状の押出口５を有する押出ダイス４がヘッド出口３を横断するように隙間なく配されており、押出ダイス４はヘッド出口面２ａに沿って縦方向Ｆにスライド自在とされている。

このような構成において、押出ダイス４を縦方向Ｆにスライドさせると、ヘッド出口３と押出口５との重複部分Ｅを変化させることが可能となり、押出口５から押し出される未加硫ゴムテープ１０のテープ幅を調整することが可能となる。

ただし、この場合、未加硫ゴムテープ１０の幅は、縦方向Ｆにスライドさせる押出しダイス４の移動速度に比例しない点に留意しなければならない。すなわち、ヘッド２内部で加圧された状態の未加硫ゴム１３がヘッド２の外部に押し出されると、未加硫ゴム１３に膨張しようとする力が作用する。

従って、押出ダイス４を介さずに直接ヘッド出口３から未加硫ゴム１３を押し出した場合には、押し出された未加硫ゴム１３の断面は、図６に示すように、三角形の各辺が外方に膨張して湾曲したような形状となる。したがって、縦方向Ｆにスライドさせる押出ダイス４の移動速度は、未加硫ゴム１３の膨張量を考慮して調整する必要がある。

また、本実施形態においては、未加硫ゴム製筒体として３層構造のポンピングチューブの内面ゴム層を製造する場合について説明したが、単層構造のものであってもよい。さらに、拡大径部が筒体中央部に形成されていてもよい。具体的に、軸芯周りにゴムを積層したゴムローラにおいて、ローラ形状をバレル状にする際に、本発明を好適に使用することができる。

本発明に係る押出成形装置の押出機ヘッドを示す断面図 図１のヘッドの正面図 図２の押出ダイスを回転させた状態を示すヘッドの正面図 ポンピングチューブを構成する内面ゴム層を形成する方法を示す模式図 図２における押出機ヘッドと押出ダイスの別の態様を示す概略図 図５におけるヘッド出口から押出される未加硫ゴムの断面形状を示す概略図

符号の説明

１ 押出機
２ ヘッド
３ ヘッド出口
４ 押出ダイス
５ 押出口
６ ガイド部材
７ 油圧シリンダ
８ マンドレル
９ 口金具
１０ 未加硫ゴムテープ
１１ 内面ゴム層
１２ マンドレル中心軸
１３ 未加硫ゴム
Ａ 一般径部
Ｂ 拡大径部
Ｃ マンドレル移動方向
Ｅ 重複部分

Claims (6)

1. 押出機のヘッドに押出ダイスが取り付けられ、該押出ダイスに形成されたスリット状の押出口から未加硫ゴムをテープ状に押出す押出成形装置であって、前記押出ダイスが、前記ヘッドの出口面に接した状態で、前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設けられ、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動させることで前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整するようにしたことを特徴とする押出成形装置。
2. 前記押出ダイスが、前記ヘッド出口面上で回転自在に設けられ、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面上で回転させることで前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整するようにしたことを特徴とする請求項１記載の押出成形装置。
3. 前記押出ダイスが、前記ヘッド出口面に沿ってスライド自在に設けられ、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿ってスライドさせることで前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整するようにしたたことを特徴とする請求項１記載の押出成形装置。
4. 未加硫ゴムを押し出す押出機のヘッド出口に、スリット状の押出口を備えた押出ダイスを隙間なく重ね合せ、前記押出口から未加硫ゴムテープを押し出すにあたって、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設け、未加硫ゴムテープを押し出しながら前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動させることによって前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整することを特徴とする未加硫ゴムテープの製造方法。
5. 押出機のヘッド出口に取り付けられた押出ダイスのスリット状の押出口から押し出された未加硫ゴムテープを立てた状態で、拡大径部を有するマンドレルに螺旋状に巻きつけることによって未加硫ゴム製筒体を形成する方法であって、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設け、前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させることにより、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整可能とした上で、前記未加硫ゴムテープをマンドレルに巻きつける際に、前記拡大径部に未加硫ゴムテープを巻きつけるときは、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動させて前記ゴムテープ幅が狭くなるように調整し、前記拡大径部以外の部分に未加硫ゴムテープを巻きつけるときは、前記ゴムテープ幅が広くなるように調整することによって、全長にわたって外径をほぼ一定にすることを特徴とする未加硫ゴム製筒体の形成方法。
6. 前記未加硫ゴム製筒体が、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブを構成する内面ゴム層であり、前記拡大径部がマンドレルに外装された口金具によって形成されたものである請求項５記載の未加硫ゴム製筒体の形成方法。
   

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