JP2009137034A - ストリップゴム押出装置及びストリップゴム押出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】厚みの薄いストリップゴムを押し出し成型するに際して、設備の大型化を抑制し、大きな圧力を要することなく厚みの薄いストリップゴムの押し出し成型が可能なストリップゴム押出装置を提供する。
【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において、成型用口金２におけるゴム流路を形成する壁面を、ストリップゴムＳを吐出する方向に回転可能な可動部材により構成した。可動部材は、一対の円筒形ローラ２０であることが好ましい。一対の円筒形ローラの幅方向両端部に夫々ギヤ２０ｂが形成されていることが更に好ましい。可動部材は、一対の球形ローラ２２であることが好ましい。
【選択図】図１

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及びストリップゴム押出方法に関する。

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。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。

薄いストリップゴムを製造する方法として、下記特許文献１に開示されるゴム圧延方法が知られている。この文献には、成型用口金から押し出されたシート状のストリップゴムをローラヘッドにより圧延することで厚さを薄くするようにしている。特許文献２についても、同じようにローラヘッドを備えている。
特開２００３−３２０５４３号公報 特開２００２−１２７２３４号公報

しかしながら、成型用口金から押し出し成型されたストリップゴムをローラヘッドで薄くする構成は、押出装置とは別にローラヘッドを配置する必要があるため、設備の大型化を招くという問題がある。

また、薄いストリップゴムを押し出し成型するために、成型用口金のスリットの隙間を小さくする方法が考えられる。スリットの隙間を狭くするためには、ストリップゴムを押し出しするときの圧力をあげる必要があるが、あまり高圧にすると機械の耐圧性の問題のため限界がある。

更に、成型用口金からストリップゴムを吐出されるための圧力は、ゴムと、成型用口金内におけるゴム流路を形成するための壁面との間の摩擦抵抗が大きな要因をしめている。この摩擦抵抗を軽減するために壁面にメッキ等の表面処理を行う方法があるが、圧力の低減効果としては小さい。

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、厚みの薄いストリップゴムを押し出し成型するに際して、設備の大型化を抑制し、大きな圧力を要することなく厚みの薄いストリップゴムの押し出し成型が可能なストリップゴム押出装置及びストリップゴム押出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押出装置は、
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において、
前記成型用口金におけるゴム流路を形成する壁面を、ストリップゴムを吐出する方向に回転可能な可動部材により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押出装置の作用・効果を説明する。この装置は、成型用口金におけるゴム流路を形成する壁面が可動部材により構成されている。この可動部材は、ストリップゴムが吐出される方向に回転可能である。可動部材は、例えば、駆動源を用いて回転させたり、ストリップゴムの移動に連動して回転させることができる。従って、従来のように固定された壁面との間に生じていた摩擦抵抗を減らすことができる。その結果、大きな圧力を要することなく厚みの薄いストリップゴムの押し出し成型が可能になる。

本発明に係る可動部材は、一対の円筒形ローラであることが好ましい。例えば、円筒形ローラをストリップゴムの幅寸法に合わせることで、摩擦抵抗をかなり減らすことが可能である。

本発明において、前記一対の円筒形ローラの幅方向両端部に夫々ギヤ部が形成されていることが好ましい。

かかるギヤを形成することで、一対の円筒形ローラをギヤを介して機械的に連結することができる。ギヤを設けることで定量のゴムを送り出すことが可能になり、寸法精度のよいストリップゴムを押し出し成型することができる。

本発明に係る可動部材は、一対の球形ローラであることが好ましい。円筒形ローラではなく、球形ローラを用いても、同じように摩擦抵抗を減らすことができる。球形ローラを用いた場合、成型用口金のスリット形状は両端部に行くほど隙間が広くなる鼓形状に形成されるが、スウェル（ゴムが成型用口金のスリットから押し出された直後に膨れ上がり、ゴムの断面がスリットよりも大きくなる現象）を考慮すれば、最終的には幅方向において均一厚みを有するストリップゴムを得ることができる。スウェルは、幅方向の中央部ほど生じやすい傾向があるからである。

上記課題を解決するため本発明に係るストリップゴム押出方法は、
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ストリップゴム押出方法において、
前記成型用口金におけるゴム流路を形成する壁面を、ストリップゴムを吐出する方向に回転可能な可動部材により構成したことを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押出方法の作用・効果は、既に述べた通りであり、従来のように固定された壁面との間に生じていた摩擦抵抗を減らすことができ、大きな圧力を要することなく厚みの薄いストリップゴムの押し出し成型が可能になる。

本発明に係るストリップゴム押出装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、ストリップゴム押出装置を使用した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、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をその軸方向（図１の紙面に垂直な方向）及び図１の紙面の左右方向に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。

＜成型用口金の構成＞
図２は、成型用口金２の部分の拡大図を示し、図３は、成型用口金の正面図を示す図である。これらの図に示すように、成型用口金２の先端側には、一対のローラ２０（可動部材に相当）が設けられている。各ローラ２０は、ローラ軸２０ａ周りに図示の矢印方向に回転することができる。ローラ２０は、モータ２１により駆動され、図１に示す制御装置９により制御される。

図３に示すように、正面から見るとスリット状の開口部Ａが形成されており、この開口部Ａから厚みの薄いストリップゴムＳが押し出し成型される。薄いストリップゴムＳを押し出そうとすると、大きな圧力が作用する。しかし、耐圧には限度があり、また、大きな圧力を作用させることで温度が上昇しゴム焼けの問題も生じうる。そこで、より薄いストリップゴムＳを押し出し成型しようとする場合に、圧力の上昇を抑制することが必要である。

また、より薄いストリップゴムＳを製造するためには、成型用口金２から押し出されたストリップゴムＳをカレンダーロールなどにより薄くする方法は考えられるが、別途カレンダーロールを設けることにより、設備が大型化するという問題が生じる。

本発明においては、成型用口金２に一対のローラ２０を用いることで設備の大型化を抑制すると共に、圧力の上昇も抑制している。すなわち、大きな圧力が必要とされる要因として、ゴム材料と成型用口金２の内部の壁面との間に作用する摩擦抵抗がある。本発明においては、壁面が固定されているのではなく、ローラ２０の表面が従来の壁面として機能し、ゴム材料の移動に連動してローラ２０が回転するので摩擦抵抗を大きく低減させることができる。その結果、圧力の上昇を抑制しつつ、より厚みの薄いストリップゴムＳを押し出し成型することができる。

図３に示すように、正面から見ると、スリット状の開口部Ａが形成されており、円筒形のローラ２０の場合は、スリット高さはストリップゴムＳの幅方向において等しい。ただし、スウェルを考慮して、鼓状のローラ２０を用いることで、スリットの形状も鼓状にすることができる。この点については、後述する。

なお、本実施形態において、ローラ２０はモータ１により駆動するようにしているが、駆動源は必ずしも必要ない。すなわち、ゴム材料の移動に連動して従動回転するように構成してもよい。

図３（ｂ）は、別実施形態に係るローラ２０の構成を示す図である。このローラ２０は、幅方向両端部においてギヤ部２０ｂが設けられている。これにより、上下一対のローラ２０は、ギヤ部２０ｂにより噛み合った状態になる。かかる構成によるローラ２０の場合は、モータ２１によりローラ２０の回転を制御することが好ましい。また、ゴム材料の送り出し量を精度よく行なうことができ、ストリップゴムＳの厚みについても精度よく制御することができる。

図４は、更に別実施形態に係る成型用口金２の構成を示す図である。この実施形態では、円筒形ローラではなく、一対の球体ローラ２２（可動部材に相当）を用いている。かかる球形ローラ２２を用いても、壁面における摩擦抵抗を低減させることができる。

図４は、成型用口金２を正面から見た図であるが開口部Ａは、球体を用いているため、スリットの両端部に行くほど隙間が大きな鼓形に形成される。スウェルを考慮すれば、開口部Ａが鼓形で形成されることで、最終的には幅方向において均一厚みを有するストリップゴムＳを得ることができる。スウェルは、幅方向の中央部ほど生じやすい傾向があるからである。この点は、前述の鼓状のローラ２０についても同じ効果を得ることができる。

＜更に別の実施形態＞
本実施形態では、押出装置１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。

本実施形態では、ギアポンプ３を用いた構成を採用しているが、ギアポンプ３を用いないストリップゴム押出装置の場合にも、本発明は応用できるものである。

ストリップゴム押出装置を使用した設備の構成を示す概念図 図１に示す成型用口金の拡大側面図 成型用口金の正面図 別実施形態に係る成型用口金の構成を示す図

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
２０ 円筒形ローラ
２０ａ ローラ軸
２０ｂ ギヤ部
２１ モータ
２２ 球形ローラ
Ａ 開口部
Ｓ ストリップゴム

Claims (5)

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において、
   前記成型用口金におけるゴム流路を形成する壁面を、ストリップゴムを吐出する方向に回転可能な可動部材により構成したことを特徴とするストリップゴム押出装置。
2. 前記可動部材は、一対の円筒形ローラ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押出装置。
3. 前記一対の円筒形ローラの幅方向両端部に夫々ギヤ部が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押出装置。
4. 前記可動部材は、一対の球形ローラ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押出装置。
5. 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方法において、
   前記成型用口金におけるゴム流路を形成する壁面を、ストリップゴムを吐出する方向に回転可能な可動部材により構成したことを特徴とするストリップゴム押出方法。
   

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