JP2014172250A - ゴム部材成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化及びコスト増大を回避すると共に、湾曲した状態でゴム部材を成型可能なゴム部材成型装置を提供する。
【解決手段】押出機２から押し出されたゴムを内部流路３０を通して排出口３１から排出するダイ３と、排出口３１と突き合わされて排出口３１からゴムを受ける受け口４１及び受け口４１で受けたゴムを予め定めた形状で吐出するための吐出口４２を有する口金４と、を有する。口金４はダイ３に対する取付位置を変更可能とされている。口金４の取付位置の変更によって受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２と受ける部位Ａｒ１との分布が変更可能に構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、押出機から押し出されたゴムを所望の形状で吐出するためのゴム部材成型装置に関する。

空気入りタイヤを構成するビード部材は、図６Ａに示すように、断面略三角形状の帯状ゴムが環状をなしている。図６Ｂに示すように、ビード部材は、予め円環状に形成した鋼線などの収束体からなるビードコアと、ビードコアの外周に設けられる硬質ゴムのビードフィラーとを有する。ゴム部材としてのビードフィラーは、一般的に押出機により口金を介して帯状に押し出されて成型される。ビード部材は、押出機から押し出されたビードフィラーをビードコアに供給して巻き取り、ビードフィラーを所定長さで切断した後、ビードフィラーの端部同士が貼り合わされて形成される。ところが、帯状のビードフィラーをビードコアに巻き付けて円環状に形成すると、その内外周差に起因してビードフィラーの外周部分に周方向の引張応力が作用し、ビードフィラーの端部同士の貼り合わせに支障を来すことがある。すなわち、巻き付けや引っ張りなど外部から力を加えることによりゴム部材を湾曲させる製造方法では、応力により不具合が発生する可能性がある。

湾曲した状態でゴム部材を形成するための一つの手段が特許文献１に開示されている。特許文献１には、吐出口の外周部分にゴムを送り込むための外周側流路と、吐出口の内周部分にゴムを送り込むための内周側流路とを口金に設け、各々の流路に押出機を別々に接続した装置が開示されている。この装置では、各々の押出機の押出量又は押出速度を異ならせ、内外周でのゴム流量差を持たせることにより、湾曲した状態で吐出口からゴムが吐出されるように構成してある。

湾曲した状態でゴム部材を形成するための他の手段が特許文献２に開示されている。特許文献２には、押出機から押し出されたゴムを所望の形状で吐出するための吐出口を有するダイが、その吐出口を任意の角度に横振り可能に構成されており、吐出口から押し出されてくるゴムを引き取って湾曲させる装置が開示されている。

特開２００９−６１６９１号公報 特開２００６−３２６９２０号公報

しかしながら、上記特許文献１の装置では、押出機を２台使用するので、装置が大型化してしまう。上記特許文献２の装置では、ダイの構造が複雑化し、コストが増大してしまう。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、大型化及びコスト増大を回避すると共に、湾曲した状態でゴム部材を成型可能なゴム部材成型装置を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。

すなわち、本発明のゴム部材成型装置は、押出機から押し出されたゴムを内部流路を通して排出口から排出するダイと、前記排出口と突き合わされて当該排出口からゴムを受ける受け口及び前記受け口で受けたゴムを予め定めた形状で吐出するための吐出口を有する口金と、を備えており、前記口金は前記ダイに対する取付位置を変更可能とされており、前記口金の取付位置の変更によって前記受け口のうち前記排出口からゴムを直接受けない部位と受ける部位との分布が変更可能に構成されていることを特徴とする。

口金から吐出されるゴムは、流速や吐出量の差によって湾曲し、その曲率が決定される。口金の受け口がダイの排出口からズレて配置されることにより、受け口のうち排出口からゴムを直接受けない部位が生じると、当該部位に対するゴム流れが悪くなる。その結果、受け口のうち排出口からゴムを直接受けない部位と、ゴムを直接受ける部位との間に流速差が生じる。本発明では、口金の取付位置を変更するだけで、受け口のうち排出口からゴムを直接受けない部位と受ける部位との分布が変更されるので、吐出されるゴムの湾曲状態を見て、所望の曲率で湾曲するように上記分布を変更でき、所望の曲率のゴム部材を得ることが可能となる。それでいて、口金のダイに対する取付位置を変更するだけなので、口金及びダイが複雑化することもない。さらに、吐出時点でゴムが湾曲するので、ゴムを無理矢理曲げる場合に比べて外周部の反り返りなどの不具合も十分に低減可能となる。

環状又は部分環状になるように湾曲した帯状のゴム部材を適切に成型するためには、前記口金の吐出口は、長尺状に形成され、前記口金は前記吐出口の長手方向に沿って取付位置を変更可能に構成されていることが好ましい。

口金のダイに対する取付位置を微調整しやすくするためには、前記口金と前記ダイの少なくとも一方に、相手側に係合して前記口金をスライド移動可能に案内する案内部が設けられていることが好ましい。

口金のダイに対する取付位置を微調整しやすくするためには、前記口金には、前記受け口及び前記吐出口とは別に、ボルト等の締着具を通すための長穴が形成されており、前記長穴に沿った方向に口金の取付位置を変更可能であることが好ましい。

本発明のゴム部材成型装置を模式的に示す斜視図。 ゴム部材成型装置の動作を模式的に示す図１のＡ−Ａ部位断面図及び説明図。 ゴム部材成型装置の動作を模式的に示す図１のＡ−Ａ部位断面図及び説明図。 ゴム部材成型装置の動作を模式的に示す図１のＡ−Ａ部位断面図及び説明図。 ゴム部材成型装置の動作を模式的に示す図１のＡ−Ａ部位断面図及び説明図。 成型対象となる円環状のゴム部材がタイヤ構成部材として用いられる様子を示すタイヤ断面図。 円環状のゴム部材及びこれに設けられる基礎部材の正面図。 図６ＢのＢ−Ｂ部位断面図。

以下、本発明の一実施形態に係るゴム部材成型装置について、図面を参照して説明する。

本実施形態では、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、外周部分が先細りの断面三角形状を有する帯状ゴムを円環状に成型して円環状のゴム部材１１を得る例を示す。ゴム部材１１の径方向内側端部１１ｄには円環状の基礎部材１０が接合している。円環状ゴム部材１１は、外周部分が先細りの断面三角形状のビードフィラー１１である。基礎部材１０は、金属材で、ビードフィラー１１の径方向内側端部１１ｄに設けられるビードコア１０である。ビードフィラー１１は、硬質ゴムで形成され、ビードコア１０は、鋼線などの収束体で形成される。ビードフィラー１１及びビードコア１０は、図６Ａに示すようにタイヤ構成部材である。

図１及び図２に示すように、成型装置は、押出機２から押し出されたゴムを内部流路３０を通して排出口３１から排出するダイ３と、排出口３１と突き合わされて排出口３１からゴムを受ける受け口４１及び受け口４１で受けたゴムを予め定めた形状で吐出するための吐出口４２を有する口金４と、を有する。

押出機２は、図示しないが、ゴム材料が投入されるホッパー、ゴム材料に熱を与えながら前方に押し出すスクリューなどを有する。押出機２は、図示しない制御装置によりスクリューの回転速度を制御することで、ゴムの押出量が例えば一定量に制御される。

ダイ３は、金属材で形成され、押出機２から供給されたゴムが通る内部流路３０が内部に設けられており、その下流側に排出口３１が形成されている。ダイ３は、上流側から下流側に向かうにつれて流路３０の断面積が小さくなるように形成されている。

口金４は、金属材で形成され、受け口４１及び吐出口４２を有する。本実施形態では、ダイ３の排出口３１と口金４の受け口４１とはほぼ同じ大きさに形成されているが、ダイ３の排出口３１よりも口金４の受け口４１の方が大きくてもよい。逆に、ダイ３の排出口３１よりも口金４の受け口４１の方が小さくてもよい。口金４の内部流路３０は、受け口４１から吐出口４２まで先細りテーパ状に形成されている。口金４の吐出口４２は、長尺状に形成された略三角形状をなしている。

口金４はダイ３に対する取付位置を変更可能に構成されている。具体的には、ゴム流れの下流側から上流側に向かって口金を見た場合に、左右方向ＷＤ（水平方向ＷＤ）に沿って口金４の吐出口４２が長尺状に形成されている。口金４には、受け口４１及び吐出口４２とは別に、ボルト等の締着具ｖｏを通すための長穴４３が設けられている。長穴４３は、左右方向ＷＤ（水平方向ＷＤ）に沿って長い。締着具ｖｏを長穴４３を通してダイ３に締め付けることにより口金４をダイ３に固定可能に構成されている。これにより、吐出口４２の長手方向（水平方向ＷＤ）、すなわち長穴４３に沿った方向に口金４の取付位置を変更可能に構成されている。勿論、長穴４３の上下方向ＵＤの寸法に遊びを持たせて、口金４の取付位置を上下方向ＵＤにも調整可能に構成することも有効である。

ダイ３には、口金４を上下両側から挟む位置に相手側の口金４に係合して口金４を水平方向ＷＤに沿ってスライド移動可能に案内する案内部５が設けられている。本実施形態では、案内部５は、突起であるが、溝などでもよい。また、本実施形態では、案内部５は、ダイ３のみに形成されているが、口金４のみに形成してもよく、ダイ３及び口金４の双方に設けてもよい。

次に、上記成型装置の動作について説明する。図２〜図５では、ゴムの流れを矢印で表し、矢印が大きいほど流れが速く、矢印が小さいほど流れが遅くなることを模式的に表している。

図２に示すように、左右方向ＷＤにおいてダイ３の排出口３１と口金４の受け口４１の位置がほぼ一致している場合には、吐出口４２の左右方向ＷＤ両側における流量が一致するため、ゴム部材１１は湾曲せずに直線状に吐出される。本実施形態では、ゴム流れの中心と考えられるダイ３の排出口３１の中心Ｃ１と口金４の受け口４１の中心Ｃ２とが一致する場合に、ゴム部材１１が直線状に吐出される。ゴム部材１１が直線状に吐出されるオフセット位置は、ダイ３及び口金４の内部流路の形状やその他の条件に応じて適宜変わると考えられる。本実施形態では、排出口３１との接続部分において受け口４１の全ての部位Ａｒ１は排出口３１からゴムを直接受け、排出口３１からゴムを直接受けない部位が受け口４１にない。

図３に示すように、口金４をダイに対して左右方向ＷＤの一方側ＷＤ１に移動させれば、ゴム部材１１は一方側ＷＤ１が内側となるように湾曲する。このとき、排出口３１との接続部分において受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２が一方側ＷＤ１に生じる。一方、受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受ける部位Ａｒ１が減少する。すなわち、図２の場合と比べて、口金４の取付位置の変更によって受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２とゴムを直接受ける部位Ａｒ１との分布が変更されることになる。

口金４から吐出されるゴム部材１１は、流速や吐出量の差によって湾曲し、曲率が決定される。口金４の受け口４１がダイ３の排出口３１からズレて配置されることにより、排出口３１との接続部分において受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２が生じると、当該部位Ａｒ２に対するゴム流れが悪くなる。一方、最もゴムが流れやすいダイ３の排出口３１の中心Ｃ１から受け口４１が外れないようにしているので、受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接うける部位Ａｒ１のゴム流れが良い。このようなバランスの結果、受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２と、ゴムを直接受ける部位Ａｒ１との間に流速差が生じる。この流速差がゴム部材１１の湾曲方向及び曲率を決定する、と考えられる。

図４に示すように、口金４をダイ３に対して左右方向ＷＤの一方側ＷＤ１に更に移動させれば、ゴム部材１１の湾曲がより大きくなり、図３の場合に比べて曲率が変更される。このとき、排出口３１との接続部分において、受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２が、図３の場合よりも増大する。一方、受け口４１のうち排出口からゴムを直接受ける部位Ａｒ１が、図３の場合よりも減少する。すなわち、図３の場合と比べて、口金４の取付位置の変更によって受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２とゴムを直接受ける部位Ａｒ１との分布が変更されることになる。

図５に示すように、口金４をダイ３に対して左右方向ＷＤの他方側ＷＤ２に移動させれば、ゴム部材１１は他方側ＷＤ２が内周側となるように湾曲する。上記のように、口金４をダイ３に対して移動させるにしても、ダイ３の排出口３１の中心Ｃ１から受け口４１が外れないようにすることが好ましい。ダイ３から排出されるゴムの流れ中心は、排出口３１の中心Ｃ１であると考えられるため、この中心Ｃ１が受け口４１から外れると上記湾曲態様が成り立たないと考えられる。本実施形態では、図２に示すオフセット（中心位置）を基準に、口金４をダイ３に対して左右方向ＷＤに片側最大１０ｍｍ程度移動させるだけで、ゴム部材１１の所望の曲率を得ることが可能となる。

上記では、ゴム部材１１を左右方向ＷＤに沿って湾曲させる場合について説明したが、上下方向ＵＤに湾曲させる場合も同様である。例えば、ゴム部材１１の断面がとても薄い場合には、吐出されたゴム部材１１が波打つおそれが考えられるが、ダイ３に対する口金４の取付位置を上下方向ＵＤに微調整することによって、ごくわずかに上下方向のいずれか一方側へ湾曲させる癖を積極的に付加して不意に波打つことを防止することも考えられる。

なお、上記では詳細を述べていないが、押し出した帯状のゴム部材を環状にするための成型方式はいずれを採用してもよい。例えば、所定長さ押し出したゴム部材を切断し、端部同士をつなぎ合わせる方法が挙げられる。その他には、押し出した帯状のゴム部材を成型ターンテーブル状に保持しておき、一周回ってきたゴム部材の端部にすりつけるように押し出して環状に形成する、いわゆるスプレットジョイント方式が挙げられる。

以上のように、本実施形態のゴム部材成型装置は、押出機２から押し出されたゴムを内部流路３０を通して排出口３１から排出するダイ３と、排出口３１と突き合わされて排出口３１からゴムを受ける受け口４１及び受け口４１で受けたゴムを予め定めた形状で吐出するための吐出口４２を有する口金４と、を備えており、口金４はダイ３に対する取付位置を変更可能とされており、口金４の取付位置の変更によって受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２と受ける部位Ａｒ１との分布が変更可能に構成されている。

口金４から吐出されるゴムは、流速や吐出量の差によって湾曲し、その曲率が決定される。口金４の受け口４１がダイ３の排出口３１からズレて配置されることにより、受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２が生じると、当該部位Ａｒ２に対するゴム流れが悪くなる。その結果、受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２と、ゴムを直接受ける部位Ａｒ１との間に流速差が生じる。本実施形態では、口金４の取付位置を変更するだけで、受け口４１のうち排出口３１からゴムを直接受けない部位Ａｒ２と受ける部位Ａｒ１の分布が変更されるので、吐出されるゴムの湾曲状態を見て、所望の曲率で湾曲するように上記分布を変更でき、所望の曲率のゴム部材を得ることが可能となる。それでいて、口金４のダイに対する取付位置を変更するだけなので、口金４及びダイ３が複雑化及び大型化することもない。さらに、ゴムが湾曲した状態で吐出するので、ゴムに外力を加えて無理矢理曲げる場合に比べて外周部の反り返りなどの不具合も十分に低減可能となる。

本実施形態では、口金４の吐出口４２は、長尺状に形成され、口金４は吐出口４２の長手方向（ＷＤ）に沿って取付位置を変更可能に構成されている。この構成によれば、環状又は部分環状になるように湾曲した帯状のゴム部材を成型するのに好ましい。

本実施形態では、ダイ３に、相手側となる口金４に係合して口金４をスライド移動可能に案内する案内部５が設けられている。この構成によれば、口金４のダイ３に対する取付位置を微調整しやすくなる。勿論、案内部は、口金４とダイ３の少なくとも一方に設けられていればよい。

本実施形態では、口金４には、受け口４１及び吐出口４２とは別に、ボルト等の締着具ｖｏを通すための長穴４３が形成されており、長穴４３に沿った方向（左右方向ＷＤ）に口金４の取付位置を変更可能である。この構成によれば、口金４のダイ３に対する取付位置を微調整しやすくなる。勿論、口金４とダイ３との固定手段として他の手段を用いることも可能である。例えば、クランプ機構などが挙げられる。

さらに、本実施形態では、タイヤ構成部材である、ビードフィラーとしての円環状のゴム部材１１を例に挙げているが、ゴム成型であれば、タイヤ構成部材に限定されているものではない。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

２…押出機
３…ダイ
３０…内部流路
３１…排出口
４…口金
４１…受け口
４２…吐出口
４３…長穴
５…案内部
Ａｒ１…ゴムを直接受ける部位
Ａｒ２…ゴムを直接受けない部位

Claims (4)

1. 押出機から押し出されたゴムを内部流路を通して排出口から排出するダイと、
   前記排出口と突き合わされて当該排出口からゴムを受ける受け口及び前記受け口で受けたゴムを予め定めた形状で吐出するための吐出口を有する口金と、を備えており、
   前記口金は前記ダイに対する取付位置を変更可能とされており、前記口金の取付位置の変更によって前記受け口のうち前記排出口からゴムを直接受けない部位と受ける部位との分布が変更可能に構成されていることを特徴とするゴム部材成型装置。
2. 前記口金の吐出口は、長尺状に形成され、前記口金は前記吐出口の長手方向に沿って取付位置を変更可能に構成されている請求項１に記載のゴム部材成型装置。
3. 前記口金と前記ダイの少なくとも一方に、相手側に係合して前記口金をスライド移動可能に案内する案内部が設けられている請求項１又は２に記載のゴム部材成型装置。
4. 前記口金には、前記受け口及び前記吐出口とは別に、ボルト等の締着具を通すための長穴が形成されており、前記長穴に沿った方向に口金の取付位置を変更可能である請求項１〜３のいずれかに記載のゴム部材成型装置。

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