JP2009126143A - ストリップゴム連続成型設備及びストリップゴム連続成型方法 - Google Patents

Abstract

【課題】押し出し成型されたストリップゴムを回転支持体に巻き付けるに際して、できるだけ簡易な構成により、薄く幅広なストリップゴムを得ることが可能なストリップゴム連続成型設備を提供する。
【解決手段】成型用口金２から所定断面形状を有するストリップゴムＳを押し出し成型するストリップゴム押出装置１と、このストリップゴム押出装置１から押し出されたストリップゴムＳが巻き付けられる成形ドラム１０と、成型用口金２と成形ドラム１０の間に配置され、成型用口金２から押し出し成型されたストリップゴムＳの表面に押し付けられるローラー２０と、を備え、このローラーの表面に、ストリップゴムＳの拡幅方向に引張力を作用させる溝２０ｄ，２０ｅを形成し、これにより、ストリップゴムＳの幅寸法を広げるように構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、成型用口金から所定断面形状を有するストリップゴムを押し出し成型するストリップゴム押出装置と、このストリップゴム押出装置から押し出されたストリップゴムが巻き付けられる回転支持体と、成型用口金と回転支持体の間に配置され、成型用口金から押し出し成型されたストリップゴムの表面に押し付けられるローラーと、を備えたストリップゴム連続成型設備及び連続成型方法に関する。

従来より、生産性や作業効率の観点から、成形ドラム（回転支持体）にストリップゴムを順次巻き付けることでタイヤを構成するゴム部材を形成するための連続成型設備が提案されている（例えば、下記特許文献１）。ストリップゴムを順次巻き付けて行なう連続成型方法では、薄い帯状のストリップゴムを積層することから、従来のシート貼りによる成型方法に比べて、所望形状のゴム部材を容易に得ることができる。

下記特許文献１に開示される設備では、回転駆動する成形ドラム上に、ドラム軸と平行に移動可能な供給装置を有し、この供給装置は、ベース上にドラム軸と平行に横送り装置を介して移動可能なコラム等を備えている。これにより、回転駆動する成形ドラム上に、ストリップゴムを往復移動させながら連続して精度よく自動巻き付けを行なうことができる。

このようなストリップゴムは、厚さが薄く所定の幅寸法を有するシート状の形態で押し出し成型されるが、この断面形状に関して、更に厚さを薄くすると共により幅広のストリップゴムを成形ドラムに巻き付けたいという要望がある。その理由としては、できるだけ精度よくタイヤ構成部材を製造するためには、ストリップゴムの厚みを薄くすることが好ましいからである。ただし、単に薄くするだけでは、所望の形状に巻き付けるまでの時間がかかってしまうため、薄くすると共に幅寸法を拡げることが望まれている。

成型用口金の断面形状をより薄い形状に対応しようとすると、スリット幅がかなり狭くなってしまい、圧力や温度の上昇を招き、ゴム焼け等の品質を低下させる問題が生じる。そこで、成型用口金から押し出し成型されたストリップゴムを成形ドラムに巻き付けるまでの間において、厚みを薄くするような工程を介在させることが試みられている。

例えば、成形ドラムによりストリップゴムを引っ張るように巻き付けていくことで、ストリップゴムにテンションを作用させ薄くすることはできる。しかし、この場合、幅寸法も小さくなる傾向があり、採用することはできない。

また、下記特許文献２では、押出機本体から押し出し成型されたストリップゴムを上下のカレンダーロールの間を通過させることで、厚みを薄くすると共に幅寸法も広げている。
特開２００４−３５８７３８号公報 特開２００２−１２０２７０号公報

しかしながら、カレンダーロールを用いる構成は、ローラーにより大きな力を作用させる必要があり、ローラーやローラー軸に剛性を持たせる必要がある。従って、設備全体が大きくなる傾向にあった。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、押し出し成型されたストリップゴムを回転支持体に巻き付けるに際して、できるだけ簡易な構成により、薄く幅広なストリップゴムを得ることが可能なストリップゴム連続成型設備及びストリップゴム連続成型方法を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るストリップゴム連続成型設備は、
成型用口金から所定断面形状を有するストリップゴムを押し出し成型するストリップゴム押出装置と、
このストリップゴム押出装置から押し出されたストリップゴムが巻き付けられる回転支持体と、
前記成型用口金と回転支持体の間に配置され、成型用口金から押し出し成型されたストリップゴムの表面に押し付けられるローラーと、を備え、
このローラーの表面に、拡幅方向に引張力を作用させる拡幅手段を形成し、これにより、ストリップゴムの幅寸法を広げるように構成したことを特徴とするものである。

この構成によるストリップゴム連続成型設備の作用・効果を説明する。ストリップゴム押出装置の成型用口金から押し出し成型されたストリップゴムは、回転支持体に巻き付けられることで所望の形状を有するタイヤの構成部材が形成される。ここで、回転支持体に巻き付けられる前にローラーが設けられており、このローラーの表面にストリップゴムが押し付けられる。このローラー表面には、拡幅手段が形成されており、ストリップゴムに対して拡幅方向に引張力を作用させる。これにより、ストリップゴム厚さを薄くしながら幅寸法を大きくすることができる。また、ローラーを押し付けるだけの構成でよく、簡単な構成により、薄く幅広なストリップゴムを得ることができる。

本発明に係る拡幅手段は、ローラー表面に形成される溝であることが好ましい。ローラー表面に溝を形成するという簡単な構成により、拡幅手段を実現することができる。従って、設備の大型化を抑制することができる。溝としては、例えば、ネジのような螺旋状に溝を形成することができる。

本発明に係る前記溝は、幅方向中央部に対して左右対称的に形成され、かつ、回転支持体の方向に向かうほど幅方向両側に向かうような傾斜溝として形成されていることが好ましい。

かかる左右対称的な溝を形成することで、ローラーにより押し付けられたストリップゴムは、左右両側へ広がるように引張力が作用し、幅寸法を大きくすることができる。左右両側に向かって対称に引張力を作用させるので、バランスよく、無理な力を作用させることなく拡幅を行なうことができる。

本発明において、前記ローラーの幅方向両端部に、幅方向中央部に向かうような逆向きの傾斜溝が少なくとも１ピッチ分、形成されていることが好ましい。

ローラー表面に溝を形成することで、ストリップゴムの幅寸法が大きくなるように引張力を作用させることができるが、引張力の作用の仕方によっては、ストリップゴムが右方向や左方向に偏って移動してしまうことがある。回転支持体に対して精度よく巻き付けるためには、ストリップゴムの中心線とローラーとの相対位置関係を維持する必要がある。そこで、上記のような逆向きの傾斜溝を設けることで、ストリップゴムが偏って移動することを抑制し、精度のよい巻き付けを行なうことができる。

本発明において、前記ローラーの幅方向両端部に、ローラー径よりも大径のフランジを設けることが好ましい。

幅方向両端部にフランジを設けることによっても、ストリップゴムが偏って移動することを抑制し、精度のよい巻き付けを行なうことができる。

上記課題を解決するため本発明に係るストリップゴム連続成型方法は、
成型用口金から所定断面形状を有するストリップゴムを押し出し成型する工程と、
この押し出されたストリップゴムが回転支持体に巻き付けられる工程と、
前記成型用口金と回転支持体の間に配置されるローラーを、成型用口金から押し出し成型されたストリップゴムの表面に押し付ける工程と、を有し、この工程は更に、
前記ローラーの表面に形成された拡幅手段により、ストリップゴムの幅寸法を広げる工程を有する特徴とするものである。

かかる構成によるストリップゴム連続成型方法の作用・効果は前述の通りであり、簡単な構成により、薄く幅広なストリップゴムを得ることができる。

本発明に係るストリップゴム連続成型設備及び連続成型方法の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、設備の構成を示す概念図である。

＜設備全体の概要＞
図１において、ストリップゴム押出装置１は、成型用口金２と、ギアポンプ３と、押出機４を備えている。成型用口金４は、所定の断面形状のストリップゴムＳを押し出し成型できる金型部分を備えている。押出機４は、ゴムの混練を行なうことができるスクリュー５と、ゴム材料を投入可能なホッパー６を備えている。

ゴム材料としては、特に制限がなく、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などの汎用ゴムを用いることができる。

ギアポンプ３は、２枚のギヤ３ａを備えており、成型用口金２へ向けて定量のゴムを供給する。ギアポンプ３の出口近傍には、圧力センサー７が設けられており、ギアポンプ３がゴムを送り出す圧力を検出する。ギアポンプ３は、第１サーボモータ８によって駆動され、ギアポンプ３の回転数は、圧力センサー７が検出した圧力に基づき、制御装置９によって、第１サーボモータ８を介して高精度かつ自動的に制御することができる。図１では、２枚のギヤ３ａは、図示の都合上、上下方向に並べられているが、実際は平面方向（ギヤ３ａの軸が上下となる方向）に並べられる。

ストリップゴム押出装置１から押し出し成型されたストリップゴムＳは、ローラー２０を介して成形ドラム１０（回転支持体に相当）の外周上に順次巻き付けられていく。成形ドラム１０は、第２サーボモータ１２により図の反時計方向（Ｒで示す）に回転駆動され、その回転速度は一定である。また、成形ドラム１０に対してストリップゴム押出装置１及びローラー２０をその軸方向（図１の紙面に垂直な方向）に往復移動させる駆動装置１３が設けられており、第２サーボモータ１２と共に、制御装置９により制御される。

＜ローラーの構成＞
次に、図１に示すローラー２０に関して説明する。このローラー２０は、成型用口金２から押し出し成型されたストリップゴムＳの厚さを薄くすると共に、幅寸法（図３のＷ１参照）を大きくさせる拡幅手段の機能を備えている。

ストリップゴムＳの厚さを薄くすると共に、幅寸法を大きくする方法としては、カレンダーロールを使用する方法があるが、設備が大きくなりがちであり、好ましくない。本発明においては、簡素な方法で同様の機能を実現している。

図１に示すように、成型用口金２から押し出し成型されたストリップゴムＳは、ローラー２０により下方に押し付けられる形で案内される。成型用口金２の位置とローラー２０の中心との距離がＬ１で示されている。ローラー２０は、フリーローラであり駆動源とは接続されていない。すなわち、ストリップゴムＳの移動に連動して追従する形で回転する。

図２は、ローラー２０の構成例を示す図（ローラー軸の上半分のみを図示）である。図示するように、ローラー２０は中央部２０ａと、その左右両側に位置する右側部２０ｂと左側部２０ｃとを有しており、中央部２０ａを基準として左右対称的に形成される。右側部２０ｂと左側部２０ｃには、夫々、溝２０ｄ，２０ｅが形成されており、ネジの形態で形成される。溝２０ｄ，２０ｅは、成形ドラム１０側に近づくほど、溝２０ｄ，２０ｅが幅方向両側に向かうような傾斜した状態で形成されている。これにより、ストリップゴムＳの幅寸法が広がるような引張力を作用させることができる。

なお、溝を形成する場合に、１条ネジの形態で形成するか２条（あるいはそれ以上）ネジの形態で形成するかは任意である。

前述の距離Ｌ１は、０〜２００ｍｍの範囲で、特に１３０〜１５０ｍｍが好ましい。１３０ｍｍ未満だと、ストリップゴムＳへの押し付け力が弱くなる可能性がある。１５０ｍｍを超えると、押し付け力が強くなりすぎ、溝の跡がゴム表面に大きく残るという問題がある。

距離Ｌ２は、中央部２０ａのフラットな面の幅寸法を示す。Ｌ２は０〜１０ｍｍの範囲で、特に３〜５ｍｍが好ましい。３ｍｍ未満だと、ゴムの表面に傷跡が残るという問題がある。５ｍｍを超えると、ストリップゴムＳに対して引張力を作用させる領域が小さくなり、拡幅機能の効果が低下する。

距離Ｌ３は、溝２０ｄ，２０ｅのピッチを示し、２〜１０ｍｍの範囲で、特に３．５〜５ｍｍが好ましい。３．５ｍｍ未満だと、拡幅機能が十分に発揮できず、５ｍｍを超えると、大きな引張力が作用し、ゴムの厚み精度などに悪影響を及ぼす可能性がある。

距離Ｌ４は、溝と溝の間のフラットな面の長さを示し、１〜９ｍｍの範囲で、特に、３〜５ｍｍが好ましい。３ｍｍ未満だと、ゴムの表面にネジの形態の跡が残る問題があり、５ｍｍを超えると、溝のピッチが大きくなりすぎて、大きな引張力が作用し、ゴムの厚み精度などに悪影響を及ぼす可能性がある。

距離Ｌ５は、溝２０ｄ，２０ｅの深さを示し、０．５〜１ｍｍの範囲が好ましい。０．５ｍｍ未満では、拡幅機能を十分に発揮できず、ストリップゴムＳの幅寸法を大きくすることが困難になる。１ｍｍを超えると、ゴムの表面に溝の跡が残る可能性がある。

ローラー２０の直径Ｄに関しては、φ１０〜１００ｍｍの範囲で、特に、３０〜５０ｍｍが好ましい。３０ｍｍ未満では、溝がストリップゴムＳに作用する距離が短くなりすぎて、拡幅効果を期待することができない。５０ｍｍを超えると、大きな引張力が作用し、ゴムの厚みの精度などに悪影響を及ぼす可能性がある。

図２（ｂ）は、別実施形態を示す図であり、幅方向両端部に幅方向中央部に向かうような逆方向の溝２０ｆ，２０ｇが形成されている。この溝２０ｆ，２０ｇは、少なくとも１ピッチ分形成されればよい。ローラー２０をストリップゴムＳに作用させる場合、引張力の作用の仕方によっては、ストリップゴムＳが右方向や左方向に偏って移動してしまうことがある。そこで、上記のような逆方向の溝２０ｆ，２０ｇを形成することで、上記のような不具合を抑制することができる。

図２（ｃ）は、更に別の実施形態を示す図である。図示するように幅方向両端部にローラー径よりも径の大きなフランジ２０ｈ，２０ｉが形成されている。かかる構成によっても、ストリップゴムＳが右方向や左方向に偏って移動してしまうことを抑制することができる。

＜作用＞
次に、本発明に係るストリップゴム押出装置１の作用を図３により説明する。図３（ａ）は従来の構成を示し、装置から押し出し成型されたストリップゴムＳは、そのまま成形ドラム１０に巻き付けられる。幅寸法Ｗ１は変化しない。

図３（ｂ）は、本発明に係る装置の構成を示し、ローラー２０により、幅寸法Ｗ１がＷ２に拡げられた後に、成形ドラム１０に巻き付けられる。

次に、実際に実験を行って本発明の効果を確認した。表１，２は、その結果を示すものである。

表１において、Ｌ２＝５ｍｍ，Ｌ３＝５ｍｍ，Ｌ４＝４ｍｍ，Ｌ５＝０．５ｍｍ，Ｄ＝５０ｍｍに設定し、ローラー２０を用いない場合と、成型用口金２の位置とローラー２０の中心の距離Ｌ１の設定を変えて効果の確認を行なった。ローラー２０のない場合に比べ、ローラー２０を用いることで、厚みが薄くなると共に幅寸法が大きくなった。Ｌ１＝１０ｍｍよりも、Ｌ１＝１４０ｍｍのほうが効果があった。ただし、Ｌ１＝２００ｍｍでは、押し付け力が強くなりすぎて、ストリップゴムＳの破断が発生した。

表２において、Ｌ１＝１４０ｍｍ，Ｌ２＝５ｍｍ，Ｌ３＝１０ｍｍ，Ｌ５＝０．５ｍｍ，Ｄ＝５０ｍｍに設定し、ローラー２０を用いない場合と、Ｌ４の距離の設定を変えて効果の確認を行なった。Ｌ４の距離を短くすると、溝の数が多くなりすぎて表面に傷跡が残ったが、その他の場合は問題がなかった。

＜別実施形態＞
溝の断面形状については、図２においてはＶ字状に形成されているが、これに限定されるものではない。

本実施形態では、成型用口金２から成形ドラム１０に至る途中にローラー２０のみを図示しているが、ガイドや成形ドラム１０表面への押し付け等を目的として他のローラーが別に設けられていてもよい。

本実施形態では、ストリップゴム押出装置１（ローラー２０を含む）を成形ドラム１０の軸方向に沿って駆動装置１３により移動させるようにしているが、成形ドラム１０の方を軸方向に移動させるようにしてもよい。

ストリップゴム押出装置の構成を示す概念図 ローラーの構成例を示す図 従来技術と本発明の作用を比較して示す図

符号の説明

１ ストリップゴム押出装置
２ 成型用口金
３ ギアポンプ
４ 押出機
１０ 成形ドラム
２０ ローラー
２０ａ 中央部
２０ｂ 右側部
２０ｃ 左側部
２０ｄ，２０ｅ 溝
２０ｆ，２０ｈ フランジ
Ｓ ストリップゴム
Ｗ１，Ｗ２ 幅寸法

Claims (6)

1. 成型用口金から所定断面形状を有するストリップゴムを押し出し成型するストリップゴム押出装置と、
   このストリップゴム押出装置から押し出されたストリップゴムが巻き付けられる回転支持体と、
   前記成型用口金と回転支持体の間に配置され、成型用口金から押し出し成型されたストリップゴムの表面に押し付けられるローラーと、を備え、
   このローラーの表面に、拡幅方向に引張力を作用させる拡幅手段を形成し、これにより、ストリップゴムの幅寸法を広げるように構成したことを特徴とするストリップゴム連続成型設備。
2. 前記拡幅手段は、ローラー表面に形成される溝であることを特徴とする請求項１に記載のストリップゴム連続成型設備。
3. 前記溝は、幅方向中央部に対して左右対称的に形成され、かつ、回転支持体の方向に向かうほど幅方向両側に向かうような傾斜溝として形成されていることを特徴とする請求項２に記載のストリップゴム連続成型設備。
4. 前記ローラーの幅方向両端部に、幅方向中央部に向かうような逆向きの傾斜溝が少なくとも１ピッチ分、形成されていることを特徴とする請求項３に記載のストリップゴム連続成型設備。
5. 前記ローラーの幅方向両端部に、ローラー径よりも大径のフランジを設けたことを特徴とする請求項３に記載のストリップゴム連続成型設備。
6. 成型用口金から所定断面形状を有するストリップゴムを押し出し成型する工程と、
   この押し出されたストリップゴムが回転支持体に巻き付けられる工程と、
   前記成型用口金と回転支持体の間に配置されるローラーを、成型用口金から押し出し成型されたストリップゴムの表面に押し付ける工程と、を有し、この工程は更に、
   前記ローラーの表面に形成された拡幅手段により、ストリップゴムの幅寸法を広げる工程を有する特徴とするストリップゴム連続成型方法。
   

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