JP2010125699A - 排気溝形成方法、及び排気溝形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速運転、低速運転においても、排気溝を安定して形成でき、ゴムストリップ切れやエアー残りによる品質の低下を防止する。
【解決手段】 ゴム押出機により連続的に形成されかつ長さ方向に搬送されるゴムストリップの一面に、排気溝１４を形成する。回転自在に枢支されかつ外周面に、周方向と交わる向きにのびる排気溝形成用の溝形成リブ２０を突設した型付けローラ１５を、ゴムストリップＧに押し付けることにより排気溝１４を形成するローラ押し付け工程を具える。前記ローラ押し付け工程は、ゴムストリップＧの搬送速度Ｖが高速の時、型付けローラ１５の押付け力Ｆを大に、かつ搬送速度Ｖが低速の時、前記押付け力Ｆを小に切り替える押付け力切り替えステップを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ゴム押出機からの未加硫のゴムストリップの一面に、排気溝を形成する排気溝形成方法、及び排気溝形成装置に関する。

空気入りタイヤでは、近年、小型のゴム押出機により押出し成形された長尺帯状のゴムストリップを、成形ドラム上で、周方向に螺旋に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をタイヤ用ゴム部材として成形ドラム上に直接形成する所謂ストリップワインド方式が提案されている。しかし、このストリップワインド方式の場合、巻き付けたゴムストリップ間やゴムストリップと成形ドラムとの間に隙間が形成されるため、加硫成形後に、この隙間内にエアー残りが発生し、ユニフォミティ等のタイヤ品質の低下を招く等の問題がある。

そこで本出願人は、下記の特許文献１において、外周面に溝形成リブを突出させた型付けローラを、ゴムストリップに押し付けることにより、このゴムストリップの一面に排気溝を形成してエアー残りを防止する排気溝の形成方法及び装置を提案している。

特開２００６−０５１７１１号公報

他方、ストリップワインド方式では、他のタイヤ部材の形成工程時間とのタイミングを合わせるために、ゴム押出機から成形ドラムに至る間のゴムストリップの搬送速度を高速と低速とに切り替えすることが行われる。しかし、本発明者の研究の結果、前記型付けローラを一定の押付け力にてゴムストリップに押し付けした場合、例えば低速運転時、形成される排気溝の溝深さが過大となってゴムストリップ切れを招いたり、又高速運転時、排気溝の溝深さが過小となって排気効果が充分発揮されず、エアー残りを発生させるなどの問題を招くことが判明した。

そこで本発明は、ローラ押し付け工程において、ゴムストリップの搬送速度が高速の時、型付けローラの押付け力を大に、かつ搬送速度が低速の時、前記押付け力を小に切り替える押付け力切り替えステップを含ませることを基本として、高速運転、低速運転においても、排気溝を安定して形成でき、ゴムストリップ切れによる生産性の低下や、エアー残りによるタイヤ品質の低下を防止しうる排気溝形成方法、及び排気溝形成装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、ゴム押出機により連続的に形成されかつ長さ方向に搬送される長尺帯状の未加硫のゴムストリップの一面に、前記長さ方向と交わる向きにのびる排気溝を形成する排気溝形成方法であって、
回転自在に枢支されかつ外周面に、周方向と交わる向きにのびる排気溝形成用の溝形成リブを突設した型付けローラを、前記ゴムストリップに押し付けることにより前記排気溝を形成するローラ押し付け工程を具えるとともに、
前記ローラ押し付け工程は、前記ゴムストリップの搬送速度が高速の時、前記型付けローラのゴムストリップへの押付け力を大に、かつ搬送速度が低速の時、前記押付け力を小に切り替える押付け力切り替えステップを有することを特徴としている。

又請求項２の発明は、ゴム押出機により連続的に形成されかつ長さ方向に搬送される長尺帯状の未加硫のゴムストリップの一面に、前記長さ方向と交わる向きにのびる排気溝を形成する排気溝形成装置であって、
回転自在に枢支されかつ外周面に、周方向と交わる向きにのびる排気溝形成用の溝形成リブを突設した型付けローラと、
この型付けローラを前記ゴムストリップに押し付けることにより前記排気溝を形成する押し付け手段とを具えるとともに、
前記押し付け手段は、前記ゴムストリップの搬送速度が高速の時、前記型付けローラのゴムストリップへの押付け力を大に、かつ搬送速度が低速の時、前記押付け力を小に切り替える押付け力切り替え具を含むことを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記押し付け手段は、前記型付けローラをゴムストリップに向かって前方に付勢するバネ付勢具を有し、かつ前記押付け力切り替え具は、前記バネ付勢具を前後に位置替えでき、この前方への位置替えにより押付け力を大に、かつ後方への位置替えにより押付け力を小に切り替えることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記押付け力切り替え具は、シリンダを有し、かつ該シリンダのロッドの伸縮により前記バネ付勢具を前後に位置替えすることを特徴としている。

叙上の如く、請求項１の方法発明では、型付けローラをゴムストリップに押し付けるローラ押し付け工程において、押付け力切り替えステップを設けている。請求項２の装置発明では、型付けローラをゴムストリップに押し付ける押し付け手段において、押付け力切り替え具を設けている。従って、高速運転時には、型付けローラの押付け力を大に、かつ低速運転時には、押付け力を小に自在に切り替えることができる。その結果、高速運転及び低速運転においても、排気溝を安定して形成でき、ゴムストリップ切れによる生産性の低下や、エアー残りによるタイヤ品質の低下を防止することができる。

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は本発明の排気溝形成方法を実施するための排気溝形成装置１が、ゴムストリップを形成しかつ成形ドラムまで搬送するストリップ製造・搬送装置２に組み込まれた場合を概念的に示す側面図である。

図１、２において、ストリップ製造・搬送装置（以下に製造・搬送装置という）２は、長尺帯状の未加硫のゴムストリップＧを連続的に形成するゴム押出機３と、このゴム押出機３からのゴムストリップＧを受け取り位置Ｐ１で受け取って成形ドラムＤまで搬送する搬送コンベヤ４とを含む。そして、前記受け取り位置Ｐ１に排気溝形成装置１が配置され、図６に示す如く、ゴムストリップＧの一面に、その長さ方向と交わる向きにのびる複数の排気溝１４を形成する。

前記ゴム押出機３は、所謂ローラヘッドゴム押出機であって、吐出口５Ａからゴムを予備成形しながら連続的に吐出するゴム押出機本体５と、前記吐出口５Ａからのゴムを圧延成形して所定断面形状のゴムストリップＧを形成する上下のカレンダロール６Ｕ、６Ｌを有するローラヘッド６とを具える。

又前記搬送コンベヤ４は、複数の案内ローラ３０により周回運動可能に案内される非伸長性の搬送テープ３１を具え、その一面に前記ゴムストリップＧを粘着して保持させることにより、ゴムストリップＧを前記受け取り位置Ｐ１から成形ドラムＤへの送り出し位置Ｐ２まで搬送しうる。なお前記「保持」には、未加硫ゴムが有するゴム粘着性が利用される。従って、前記搬送テープ３１としては、有機繊維を用いた非伸張性の補強用芯材の周囲を、未加硫ゴムとの粘着性に優れるポリエステル樹脂の表面層で被覆したものが好適に採用される。

この搬送コンベヤ４には、前記受け取り位置Ｐ１と送り出し位置Ｐ２との間に、前記受け取り位置Ｐ１にて連続的に受け取るゴムストリップＧを一時的に貯留する往路用のアキュムレータ手段８と、ゴムストリップＧを送り出した後の搬送テープ３１のみを一時的に貯留する帰路用のアキュムレータ手段９とが設けられる。なお前記往路用のアキュムレータ手段８の上流側には、帰路用のアキュムレータ手段９に貯留されている搬送テープ３１を引き出す連続運転の駆動ローラ１０が配されている。又前記往路用のアキュムレータ手段８の下流側には、前記往路用のアキュムレータ手段８に貯留されるゴムストリップ付きの搬送テープ３１を、成形ドラムＤと同期して間欠的に引き出す間欠運転の駆動ローラ１１が配されている。

各前記アキュムレータ手段８、９は、水平な横の固定枠１２に横一列に配される回転自在な複数個の上の案内ローラ３０Ｕと、前記横の固定枠１２の下方にて昇降自在に支持される横の昇降枠１３に横一列に配される回転自在な複数個の下の案内ローラ３０Ｌとを具える。そして前記搬送テープ３１は、上下で向き合う前記上の案内ローラ３０Ｕと下の案内ローラ３０Ｌとの間を交互に折り返しながらジグザグ状に巻装される。このとき搬送テープ３１は、図５に示すように、案内ローラ３０Ｕ、３０Ｌ間において、その一面Ｓ１と他面Ｓ２とを１８０°捻った捻りＪを加えて巻装される。これにより搬送テープ３１は、ゴムストリップＧを粘着保持しない他面Ｓ２のみにて案内ローラ３０Ｕ、３０Ｌと接触することができ、安定した周回移動、及びゴムストリップＧの変形などを防止しうる。

ここで、ゴムストリップＧを非伸長性の搬送テープ３１に粘着保持させて搬送した場合、搬送途中におけるゴムストリップＧの切断や変形等の発生を抑制でき、生ゴム製品を効率よく安定して形成しうるという利点を有する。しかしこのものは、搬送の間、ゴムストリップＧが搬送テープ３１に粘着されて拘束されるため、押出し後のゴムストリップＧの収縮は、生ゴム製品形成後に発生する。その結果、生ゴム製品がゴム収縮によってしだいに変形し、寸法変化や形状変化を招く傾向がある。

そこで本例では、前記ゴム押出機３と搬送コンベヤ４との間に、前記ゴムストリップＧが拘束されずにＵ字状に弛んで自由に垂下するシュリンク領域Ｙを形成している。このシュリンク領域Ｙでは、ゴムストリップＧが、拘束されずにフリーとなるため、自由にゴム収縮できる。従って、搬送テープ３１による搬送に先駆け、前記ゴムストリップＧに、該ゴムストリップＧが要求する最大限のゴム収縮を自由に与えることが可能となり、搬送後のゴム収縮を抑え、生ゴム製品の寸法変化や形状変化を抑制しうる。

次に、本実施形態の製造・搬送装置２では、前記受け取り位置Ｐ１に、排気溝形成装置１が配される。なお受け取り位置Ｐ１には、搬送テープ３１を案内する案内ローラ３０、本例では前記駆動ローラ１０が設けられ前記搬送テープ３１を所定の搬送速度Ｖで駆動する。

又前記排気溝形成装置１は、図３に示すように、回転自在に枢支される型付けローラ１５と、この型付けローラ１５を前記ゴムストリップＧに押し付けることにより排気溝１４を形成する押し付け手段１６とを具えるとともに、前記押し付け手段１６は、前記ゴムストリップＧの搬送速度Ｖが高速Ｖ１の時、前記型付けローラ１５のゴムストリップＧへの押付け力を大に、かつ搬送速度Ｖが低速Ｖ２の時（図４に示す）、前記押付け力を小に切り替える押付け力切り替え具１７を含んで構成される。

具体的には、前記型付けローラ１５は、ローラホルダ１８に回転自在に枢支される円柱状のローラ本体１９と、このローラ本体１９の外周面に突設されかつ周方向と交わる向きにのびる排気溝形成用の溝形成リブ２０とを具える。図６（Ａ）に示すように、前記溝形成リブ２０の周方向に対する角度θ、即ちゴムストリップＧに形成する排気溝１４の、ゴムストリップＧの長さ方向に対する角度θは、特に規制されないが、前記角度θが小さすぎると、排気流路の長さが過大となって排気効率を損ねるとともに、この排気流路内にエアーが残留する恐れが生じる。しかし前記角度θが大きすぎると長さ方向に対する強度が低下し、成形ドラムＤに巻き付ける際のテンション力によってゴムストリップＧが破断する恐れを招く。従って前記角度θの下限は２０°以上、さらには３０°以上が好ましく、又上限は８０°以下、さらには７０°以下さらには６０°以下が好ましい。

又前記排気溝１４を、前記溝形成リブ２０の押し込みによって形成するためには、溝形成リブ２０の断面形状は、図６（Ｂ）の如く矩形形状とするのが好ましく、又そのコーナはエッジであることが好ましい。又排気効果とゴムストリップＧの強度との観点から、前記溝形成リブ２０の高さｈは、１．０ｍｍ以上、かつ巾ｗは１．０〜１．５ｍｍの範囲が好ましい。なお前記ローラ本体１９の外周面は、ゴムストリップＧと接触する必要はない。

又前記押し付け手段１６は、前記型付けローラ１５をゴムストリップＧに向かって前方に付勢するバネ付勢具２１と、該バネ付勢具２１を前後に位置替えしうる押付け力切り替え具１７とを具える。前記バネ付勢具２１は、基台２２から前方に立ち上がる例えば２本の案内軸２３を有し、該案内軸２３は、前記ローラホルダ１８に設ける摺動孔１８Ａを通ることにより、前記ローラホルダ１８を前後に案内する。又前記案内軸２３には、前記ローラホルダ１８を前方に付勢する例えばコールバネであるバネ片２４が配される。

又押付け力切り替え具１７は、本例では、ガイド軸２５Ａを内蔵したシリンダ２５であって、そのロッド２５Ｂを前方に向けてフレーム等に支持されるとともに、前記ロッド２５Ｂの前端には、前記バネ付勢具２１の基台２２が取り付けられる。従って、押付け力切り替え具１７は、ポートｐａからの作動空気の充填により、本例では、前記ガイド軸２５Ａの後端に設けるストッパー２６が、前記シリンダ２５の後端と当接するまで前記ロッド２５Ｂを伸張でき、これによりバネ付勢具２１を前進位置Ｑ１まで位置替えできる。なお前進位置Ｑ１は、例えば前記ストッパー２６の位置を調整することにより、自在に設定しうる。又押付け力切り替え具１７は、ポートｐｂからの作動空気の充填により、本例ではシリンダ２５の前端とバネ付勢具２１とが当接するまで前記ロッド２５Ｂを縮小でき、これによりバネ付勢具２１を、前記前進位置Ｑ１から後退位置Ｑ２（図４に示す）まで位置替えできる。

従って、前記前進位置Ｑ１と後退位置Ｑ２との間の位置替え量をＬ、前記バネ付勢具２１全体のバネ定数をＫとしたとき、前記位置替えにより、型付けローラ１５の押付け力Ｆを、ΔＦだけ増減することができる。
ΔＦ＝Ｌ×Ｋ

なお作動空気による前記ロッド２５Ｂの前方への付勢力は、型付けローラ１５の押付け力Ｆよりも充分に大であり、従って前進位置Ｑ１は前記押付けによる反力によって変化しない。又前記ポートｐａ、Ｐｂへの作動空気の切り替えは、例えば電磁弁によって行うことができる。なお前記バネ付勢具２１の位置替えは、ポートｐａへの作動空気の入り／切りのみによって行うこともできる。

又本実施形態の製造・搬送装置２は、前記搬送コンベヤ４と、押付け力切り替え具１７と、ゴム押出機３とを制御する制御手段を具える。この制御手段は、前記搬送テープ３１の搬送速度Ｖが高速Ｖ１の時、前記電磁弁を切り替え、押付け力切り替え具１７によって前記バネ付勢具２１を後退位置Ｑ２から前進位置Ｑ１まで位置替えさせる。これにより型付けローラ１５の押付け力Ｆを小から大に切り替えしうる。又これと同時に、前記制御装置は、ゴム押出機３の運転速度、即ちゴムストリップＧの押出速度を低速Ｖ２から高速Ｖ１に切り替えうる。逆に、前記制御手段は、前記搬送テープ３１の搬送速度Ｖが低速Ｖ２の時、前記電磁弁を切り替え、押付け力切り替え具１７によって前記バネ付勢具２１を前進位置Ｑ１から後退位置Ｑ２まで位置替えさせる。これにより型付けローラ１５の押付け力Ｆを大から小に切り替えしうる。又前記制御装置は、ゴム押出機３の運転速度、即ちゴムストリップＧの押出速度を高速から低速に切り替える。

前記排気溝形成装置１を用いた、排気溝形成方法では、前記型付けローラ１５を、ゴムストリップＧに押し付けることにより排気溝１４を形成するローラ押し付け工程（図６（Ａ））を具える。そして、このローラ押し付け工程では、前記押付け力切り替え具１７を用いて押付け力切り替えステップ（図３，４）を行い、前記搬送速度Ｖが高速Ｖ１の時には、型付けローラ１５の押付け力Ｆを大に、かつ搬送速度Ｖが低速Ｖ１の時には、前記押付け力Ｆを小に切り替える。

このように、前記排気溝形成装置１、及び排気溝形成方法は、ゴムストリップＧの搬送速度Ｖが高速Ｖ１の時には、型付けローラ１５の押付け力Ｆを大に、かつ低速Ｖ２の時には、押付け力Ｆを小に切り替えるため、高速時及び低速時においても、ゴムストリップＧに排気溝１４を精度良く安定して形成することができる。従って、ゴムストリップ切れによる生産性の低下や、エアー残りによるタイヤ品質の低下等を効果的に防止しうる。

又前記製造・搬送装置２では、型付けローラ１５の押付け力ＦによってゴムストリップＧを搬送テープ３１に粘着保持させるが、搬送速度Ｖが高速Ｖ１の場合、粘着が不充分となって、搬送途中で、ゴムストリップＧが搬送テープ３１から剥離する傾向がある。逆に、低速Ｖ２の場合には、ゴムストリップＧが型付けローラ１５に巻き付いてしまう傾向がある。しかし本発明では、高速／低速に応じて型付けローラ１５の押付け力Ｆを大／小に切り替えするため、ゴムストリップＧの搬送テープ３１からの剥離、及び型付けローラ１５への巻き付けをも同時に防止することができる。

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。

本発明の効果を確認するため、図１に示す構造のゴムストリップ製造・搬送装置を用い、一面に排水溝を形成したゴムストリップＧを成形ドラムＤ上に巻き付けてトレッドゴムを形成した。そして、このトレッドゴムを形成したときの下記の問題を、比較した。
（１） 前記受け取り位置Ｐ１から送り出し位置Ｐ２まで、ゴムストリップＧを搬送テープ３１にて搬送する際に、ゴムストリップＧが搬送テープ３１から剥離してしまう剥離発生率を、トレッドゴムの形成数１００個に対して測定した（トレッドゴムを１つ形成する際に、複数回剥離が発生する場合がある。）。
（２） 型付けローラ１５を用いてゴムストリップＧを搬送テープ３１に粘着させる際に、ゴムストリップが送り出し位置Ｐ２にて剥がれず、アキュムレータ手段９側に戻ってしまう発生率を、トレッドゴムの形成数１００個に対して測定した。（トレッドゴムを１つ形成する際に、複数回巻付きが発生する場合がある。）。
（３） 排水溝が形成不良となってエアー残りが発生し、トレッドゴムが不良品となってしまうエアー残りの不良品発生率を、トレッドゴムの形成数１００個に対して測定した。
（４） 排水溝が形成不良となってゴムストリップＧの強度が低下し、ゴムストリップＧが搬送テープ３１から剥がれなくなって切断してしまう切断発生率を、トレッドゴムの形成数１００個に対して測定した。
（トレッドゴムを１つ形成する際に、複数回ゴムストリップの切断が発生する場合がある。）。

なお型付けローラ１５は、ローラ本体１９の直径が８０ｍｍ、巾が４０ｍｍ、溝形成リブ２０の形成数が１６本（周方向に等間隔）、形成角度θが４５°、リブ高さｈが１．５ｍｍ、リブ巾ｗが１．０ｍｍである。又バネ付勢具２１全体のバネ定数Ｋは７５ｇ／ｍｍ、前進位置Ｑ１と後退位置Ｑ２との間の位置替え量Ｌは５ｍｍである。又ゴムストリップＧの高速時の搬送速度は１４００ｍｍ／sec、低速時の搬送速度は５０ｍｍ／secである。

本発明の排気溝形成方法を実施するための排気溝形成装置が、ゴムストリップを形成しかつ成形ドラムまで搬送するストリップ製造・搬送装置に組み込まれた場合を概念的に示す側面図である。 その一部を拡大して示す側面図である。 前方への位置替え状態における排気溝形成装置を示す側面図である。 後方への位置替え状態における排気溝形成装置を示す側面図である。 搬送テープの捻れを示す斜視図である。 （Ａ）は型付けローラによるローラ押し付け工程を示す斜視図、（Ｂ）は溝形成リブの断面形状を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 排気溝形成装置
３ ゴム押出機
１４ 排気溝
１５ 型付けローラ
１６ 押し付け手段
１７ 押付け力切り替え具
２０ 溝形成リブ
２１ バネ付勢具
２５ シリンダ
２５Ａ ロッド
Ｇ ゴムストリップ
Ｖ 搬送速度

Claims (4)

1. ゴム押出機により連続的に形成されかつ長さ方向に搬送される長尺帯状の未加硫のゴムストリップの一面に、前記長さ方向と交わる向きにのびる排気溝を形成する排気溝形成方法であって、
   回転自在に枢支されかつ外周面に、周方向と交わる向きにのびる排気溝形成用の溝形成リブを突設した型付けローラを、前記ゴムストリップに押し付けることにより前記排気溝を形成するローラ押し付け工程を具えるとともに、
   前記ローラ押し付け工程は、前記ゴムストリップの搬送速度が高速の時、前記型付けローラのゴムストリップへの押付け力を大に、かつ搬送速度が低速の時、前記押付け力を小に切り替える押付け力切り替えステップを有することを特徴とする排気溝形成方法。
2. ゴム押出機により連続的に形成されかつ長さ方向に搬送される長尺帯状の未加硫のゴムストリップの一面に、前記長さ方向と交わる向きにのびる排気溝を形成する排気溝形成装置であって、
   回転自在に枢支されかつ外周面に、周方向と交わる向きにのびる排気溝形成用の溝形成リブを突設した型付けローラと、
   この型付けローラを前記ゴムストリップに押し付けることにより前記排気溝を形成する押し付け手段とを具えるとともに、
   前記押し付け手段は、前記ゴムストリップの搬送速度が高速の時、前記型付けローラのゴムストリップへの押付け力を大に、かつ搬送速度が低速の時、前記押付け力を小に切り替える押付け力切り替え具を含むことを特徴とする排気溝形成装置。
3. 前記押し付け手段は、前記型付けローラをゴムストリップに向かって前方に付勢するバネ付勢具を有し、かつ前記押付け力切り替え具は、前記バネ付勢具を前後に位置替えでき、この前方への位置替えにより押付け力を大に、かつ後方への位置替えにより押付け力を小に切り替えることを特徴とする請求項２記載の排気溝形成装置。
4. 前記押付け力切り替え具は、シリンダを有し、かつ該シリンダのロッドの伸縮により前記バネ付勢具を前後に位置替えすることを特徴とする請求項３記載の排気溝形成装置。

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