JP2017226089A - 押圧ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】 物品への反力のバラツキを低減する。【解決手段】 凹凸のある可塑性材料からなる物品を押さえるための押圧ローラ１である。押圧ローラ１は、支持軸６と、その軸方向に並べて配されかつ支持軸６に回転可能に取り付けられた複数のローラ片７とを含んでいる。各ローラ片７は、支持軸６に支持される内輪１６と、物品に接触する押圧面１９を有する外輪１７と、支持軸６の回りを螺旋状にのびる部分を含んで内輪１６と外輪１７との間を弾性的につなぐ連結部１８とを含んでいる。ローラ片７は、連結部１８の螺旋の向きが互いに逆向きとなるように支持軸６に並べられている。【選択図】図２

Description

本発明は、凹凸のある可塑性材料からなるタイヤ部材等の物品を押さえるための押圧ローラに関する。

タイヤを製造するために、例えば、未加硫のゴムストリップを螺旋状に積層したタイヤ部材が用いられることがある。ゴムストリップ同士の接合面間には、空気が残存する場合がある。空気の残存は、加硫工程で成形不良を生じさせるおそれがある。従来、このような不具合を防止するために、例えば、タイヤ部材に押圧ローラを押し当てて、ゴムストリップ間の空気を排出させることが、下記特許文献１に提案されている。

押圧ローラは、支持軸と、支持軸に回転可能に取り付けられた複数のローラ片とを含んで構成されている。各ローラ片は、支持軸に支持される内輪と、タイヤ部材等の物品に接触する押圧面を有する外輪と、内輪と外輪との間を弾性的につなぐ連結部とを含んでいる。連結部は、支持軸の回りを螺旋状にのびる部分を含んでいる。これらのローラ片は、連結部の螺旋の向きが互いに同一の向きとなるように、支持軸に並べられている。

特開２０１５−１３１４２８号公報

上記のような押圧ローラは、各ローラ片の周方向のバネレートが一定ではなく、しかも、押圧ローラの物品への反力が、周方向にバラツキやすいという問題があった。

発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、各ローラ片の周方向のバネレートの傾向と、連結部の螺旋の向きとに相関があり、連結部の螺旋の向きが互いに逆向きとなるように、ローラ片を支持軸に並べることにより、物品への反力のバラツキを低減しうることを知見した。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、物品への反力のバラツキを低減することができる押圧ローラを提供することを主たる目的としている。

本発明は、凹凸のある可塑性材料からなる物品を押さえるための押圧ローラであって、支持軸と、その軸方向に並べて配されかつ前記支持軸に回転可能に取り付けられた複数のローラ片とを含み、前記各ローラ片は、前記支持軸に支持される内輪と、前記物品に接触する押圧面を有する外輪と、前記支持軸の回りを螺旋状にのびる部分を含んで前記内輪と前記外輪との間を弾性的につなぐ連結部とを含み、前記ローラ片は、前記連結部の螺旋の向きが互いに逆向きとなるように前記支持軸に並べられていることを特徴とする。

本発明に係る前記押圧ローラにおいて、前記連結部は、前記内輪の外周面に固定される内側部、前記外輪の内周面に固定される外側部、及び、前記内側部と前記外側部との間を螺旋状にのびる接続部を具え、前記接続部は、前記支持軸の回りを一周することなく途切れているのが望ましい。

本発明に係る前記押圧ローラにおいて、前記内側部の少なくとも一部と、前記外側部の少なくとも一部とは、前記ローラ片の半径方向で重複しているのが望ましい。

本発明に係る前記押圧ローラにおいて、前記連結部の螺旋の向きが同一の前記各ローラ片は、前記連結部の周方向の位相がずれているのが望ましい。

本発明の押圧ローラは、支持軸と、その軸方向に並べて配されかつ支持軸に回転可能に取り付けられた複数のローラ片とを含んでいる。このような押圧ローラは、支持軸の軸方向の広範囲に亘って、物品を押圧することができる。また、各ローラ片は、物品の凹凸に対して独立して反力を生じさせることができる。

本発明の押圧ローラは、内輪と外輪との間を弾性的につなぐ連結部の螺旋の向きが互いに逆向きとなるように、ローラ片が支持軸に並べられている。発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、各ローラ片の周方向のバネレートの傾向と、連結部の螺旋の向きとに相関があり、かつ、連結部の螺旋の向きが逆向きになると、バネレートの傾向も逆となることを知見した。このような知見に基づいて、本発明の押圧ローラは、連結部の螺旋の向きが逆向きとなるように、各ローラ片が並べられることにより、各ローラ片の周方向のバネレートを平均化でき、物品への反力のバラツキを低減することができる。

本発明の押圧ローラを用いたタイヤの製造工程の一例を説明する斜視図である。 図１の押圧ローラの分解斜視図である。 図１の押圧ローラの断面図である。 ローラ片の一例を示す側面図である。 物品に押し当てられたローラ片を示す側面図である。 物品に押し当てられた押圧ローラの正面図である。 （ａ）は、第１ローラ片の側面図、（ｂ）は、第２ローラ片の側面図である。 （ａ）は、一方側から１番目に配置される第１ローラ片の側面図、（ｂ）は、一方側から２番目に配置される第１ローラ片の側面図、（ｃ）は、一方側から３番目に配置される第１ローラ片の側面図である。 本発明のさらに他の実施形態の押圧ローラの断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本発明の押圧ローラを用いたタイヤの製造工程の一例を説明する斜視図である。本実施形態の押圧ローラ１は、凹凸のある可塑性材料からなる物品２を押さえるためのものである。

本実施形態の物品２としては、タイヤ部材３である場合が例示される。タイヤ部材３は、例えば、未加硫のゴムストリップ４を螺旋状に積層して形成される。ゴムストリップ４は、円筒状の成形フォーマ５に巻回されている。本実施形態の押圧ローラ１は、タイヤ部材３を押さえることで、積層されたゴムストリップ４、４間の空気を排出させている。図２は、図１の押圧ローラの分解斜視図である。図３は、図１の押圧ローラの断面図である。

本実施形態の押圧ローラ１は、支持軸６と、複数のローラ片７とを含んで構成されている。複数のローラ片７は、支持軸６の軸方向に並べて配され、かつ、支持軸６に回転可能に取り付けられている。

図３に示されるように、本実施形態の支持軸６は、その軸心６ｃが水平方向にのびている。また、支持軸６は、軸受け８を介して、各ローラ片７が回転可能に取り付けられている。軸受け８と各ローラ片７との間には、円筒状の筒部９が設けられている。また、支持軸６は、アーム１０によって移動可能に支持されている。

本実施形態の軸受け８は、筒部９の軸方向の両端側にそれぞれ設けられている。一対の軸受け８、８は、筒部９を、支持軸６の軸心回りに回転可能に支持している。筒部９の外周面には、支持軸６の軸方向に並べられた複数のローラ片７が固定されている。これにより、筒部９は、軸受け８、８を介して、複数のローラ片７を一体として回転させることができる。

筒部９の軸方向の両側には、一対のローラ保持手段１１、１１が設けられている。一対のローラ保持手段１１、１１は、複数のローラ片７の軸方向の両外側に固定されている。これにより、一対のローラ保持手段１１、１１は、複数のローラ片７の軸方向の位置ずれを防ぐことができる。本実施形態の一対のローラ保持手段１１、１１は、筒部９に取り外し可能に取り付けられている。これにより、ローラ片７を筒部９から取り外すことができるため、ローラ片７のメンテナンス性を高めることができる。

本実施形態において、複数のローラ片７、軸受け８及び筒部９は、支持軸６の軸方向の一方側Ｓ１に設けられている。他方、アーム１０は、複数のローラ片７、軸受け８及び筒部９に対して、支持軸６の軸方向の他方側Ｓ２に設けられている。なお、複数のローラ片７、軸受け８、８、筒部９及びアーム１０の配置については、このような態様に限定されない。例えば、支持軸６の軸方向の両側に一対のアーム（図示省略）を設けて、一対のアームの間に、複数のローラ片７、軸受け８、８及び筒部９が配置されてもよい。

図４は、ローラ片の一例を示す側面図である。各ローラ片７は、内輪１６、外輪１７及び連結部１８を含んで構成されている。本実施形態において、これらの内輪１６、外輪１７及び連結部１８は、一体に形成されている。ローラ片７の外径Ｄ１（図２に示す）は、例えば、３０〜６０mm程度に設定されている。ローラ片７の幅Ｗ１（図３に示す）は、例えば、２〜８mm程度に設定されている。

本実施形態のローラ片７は、例えば、樹脂材料によって形成されている。樹脂材料としては、例えば、ＭＣナイロン（クオドラントポリペンコジャパン株式会社の登録商標）、６ナイロン、又は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等を採用することができる。本実施形態では、柔軟性を有し、かつ、耐衝撃性を有する６ナイロンが採用されている。なお、ローラ片７は、このような樹脂材料に限定されるわけでなく、例えば、金属等で形成されてもよい。また、内輪１６、外輪１７及び連結部１８がそれぞれ異なる材料で形成されてもよい。

内輪１６は、その軸心に円形状の孔部１６ｈが設けられており、内輪１６は、リング状に形成されている。本実施形態の孔部１６ｈの内径は、筒部９（図３に示す）の外径と略同一に設定されている。この孔部１６ｈは、筒部９が挿入され、かつ、筒部９に固定される。これにより、ローラ片７は、筒部９及び一対の軸受け８、８（図３に示す）を介して、支持軸６に回転可能に支持される。内輪１６と筒部９との固定には、例えば、接着剤等が用いられてもよい。

外輪１７は、その軸心に円形状の孔部１７ｈが設けられており、リング状に形成されている。外輪１７は、その外周に、物品２に接触する押圧面１９を有している。本実施形態の孔部１７ｈの内径は、内輪１６の外径よりも大に設定されている。

連結部１８は、支持軸６（図２及び図３に示す）の回りを螺旋状にのびる部分を含んでおり、内輪１６と外輪１７との間を弾性的につないでいる。本実施形態の連結部１８は、内側部２１、外側部２２及び接続部２３を含んで構成されている。本実施形態の連結部１８は、内側部２１、外側部２２及び接続部２３が一体に形成されている。

内側部２１は、内輪１６の外周面に固定されている。本実施形態の内側部２１は、内輪１６の周方向において、内輪１６の外周面の一部分に設けられている。内側部２１は、その周方向の一端２１ａから他端２１ｂに向かって、その幅を漸減させながらのびている。これにより、内側部２１は、側面視において、他端２１ｂが先細状となる略三角形状に形成される。

外側部２２は、外輪１７の内周面に固定されている。本実施形態の外側部２２は、外輪１７の周方向において、外輪１７の内周面の一部分に設けられている。外側部２２は、その周方向の一端２２ａから他端２２ｂに向かって、その幅を漸減させながらのびている。これにより、外側部２２は、側面視において、他端２２ｂが先細状となる略三角形状に形成される。

接続部２３は、内側部２１と外側部２２との間を螺旋状にのびている。本実施形態の接続部２３は、内側部２１の一端２１ａから外側部２２の一端２２ａにかけて、ローラ片７の軸心７ｃと接続部２３の外周面との距離Ｌ２を漸増させながらのびている。また、接続部２３と内輪１６との間、及び、接続部２３と外輪１７との間には、螺旋状にのびる隙間２４が設けられている。これにより、接続部２３は、内側部２１が固定される内輪１６と、外側部２２が固定される外輪１７との間で弾性変形することができる。

隙間２４は、内輪１６と連結部１８との間の第１隙間２４Ａと、外輪１７と連結部１８との間の第２隙間２４Ｂとを含んでいる。

第１隙間２４Ａは、内側部２１の一端２１ａから外側部２２の他端２２ｂにかけて、その幅Ｗ３が漸増している。他方、第２隙間２４Ｂは、外側部２２の他端２２ｂから一端２２ａにかけて、その幅Ｗ４が漸減している。これにより、接続部２３の弾性変形量を、周方向で均一にすることができる。

図５は、物品２に押し当てられたローラ片７を示す側面図である。ローラ片７が物品２に押し当てられると、連結部１８の接続部２３がローラ片７の半径方向の弾性変形し、外輪１７が物品２の凹凸に対して追従するように、ローラ片７の半径方向に移動する。この接続部２３の弾性変形により、外輪１７の押圧面１９を物品２に追従させつつ、物品２に対して反力を生じさせて、ローラ片７を転動させることができる。

図４に示されるように、接続部２３は、支持軸６（図２及び図３に示す）の回りを一周することなく途切れるのが望ましい。これにより、本実施形態のローラ片７は、例えば、支持軸６の回りを一周以上する接続部が設けられたローラ片（図示省略）に比べて、変形量を小さくすることができる。これにより、本実施形態のローラ片７は、物品２に対する反力を大きくすることができる。

このような作用を効果的に発揮するために、ローラ片７の周方向において、接続部２３が配置される領域の角度α１は、２５０〜３４０度に設定されるのが望ましい。なお、角度α１は、ローラ片７の軸心７ｃを中心として測定されるものとする。

内側部２１の少なくとも一部と、外側部２２の少なくとも一部とは、ローラ片７の半径方向で重複しているのが望ましい。これにより、ローラ片７の周方向において、接続部２３が配置される領域を最大限に確保できるため、ローラ片７の物品２対する反力が過度に大きくなるのを防ぐことができる。

図６は、物品２に押し当てられた押圧ローラ１の正面図である。複数のローラ片７が取り付けられた押圧ローラ１は、支持軸６の軸方向の広範囲に亘って、物品２を押圧することができる。さらに、各ローラ片７は、独立して弾性変形することができるため、物品２の凹凸に対して反力を効果的に生じさせることができる。これにより、本実施形態の物品２（タイヤ部材３）が、ゴムストリップ４を螺旋状に積層して形成される場合、ゴムストリップ４、４間の空気を効果的に排出させることができる。

ところで、図４に示したローラ片７は、周方向のバネレートが一定ではない。即ち、各ローラ片７のバネレートは、強弱が交互に生じるＳ字波形状に変化する。このような複数のローラ片７が、例えば、連結部１８の螺旋の向きが互いに同一の向きとなるように支持軸６（図２に示す）に並べられると、各ローラ片７が、同一傾向のバネレートで回転する。このため、押圧ローラ１としての物品２への反力もＳ字波形状となり、周方向にバラツキやすくなる。このような反力のバラツキは、押圧ローラ１の転動方向において、物品２に波打ち（凹凸）を形成しやすいという問題がある。

発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、各ローラ片７の周方向のバネレートの傾向と、連結部１８の螺旋の向きとに相関があり、かつ、連結部１８の螺旋の向きが逆向きになると、バネレートの傾向も逆となることを知見した。

このような知見に基づいて、本実施形態の押圧ローラ１は、連結部１８の螺旋の向きが互いに逆向きとなるように、複数のローラ片７が支持軸６に並べられている。図７（ａ）は、第１ローラ片７Ａの側面図である。図７（ｂ）は、第２ローラ片７Ｂの側面図である。本実施形態の押圧ローラ１は、連結部１８の螺旋がローラ片７の周方向の一方へ向く第１ローラ片７Ａ（図７（ａ）に示す）と、連結部１８の螺旋がローラ片７の周方向の他方へ向く第２ローラ片７Ｂ（図７（ｂ）に示す）とを含んでいる。図２及び図３に示されるように、第１ローラ片７Ａ及び第２ローラ片７Ｂが、支持軸６の軸方向で交互に配置されている。

このような押圧ローラ１は、隣り合うローラ片７Ａ、７Ｂのバネレートの傾向を逆にすることができるため、隣り合うローラ片７Ａ、７Ｂの周方向のバネレートを平均化（均一化）できる。これにより、押圧ローラ１は、物品２への反力のバラツキを低減することができる。従って、押圧ローラ１は、押圧ローラ１の転動方向において、物品２に波打ち（凹凸）を防ぐことができる。

また、押圧ローラ１は、隣り合うローラ片７Ａ、７Ｂのバネレートの平均化（均一化）により、各ローラ片７Ａ、７Ｂの連結部１８の局部的な大変形を防ぐことができる。これにより、各ローラ片７は、連結部１８の破損等を防ぐことができるため、耐久性を向上しうる。

物品２への反力のバラツキをより効果的に低減するために、連結部１８の螺旋の向きが同一の各ローラ片７（各第１ローラ片７Ａ、又は、各第２ローラ片７Ｂ）は、連結部１８の周方向の位相がずれているのが望ましい。図８（ａ）は、複数個の第１ローラ片７Ａのうち、一方側Ｓ１から１番目に配置される第１ローラ片７Ａの側面図である。図８（ｂ）は、一方側Ｓ１から２番目に配置される第１ローラ片７Ａの側面図である。図８（ｃ）は、一方側Ｓ１から３番目に配置される第１ローラ片７Ａの側面図である。

この実施形態では、支持軸６（筒部９）の軸方向の一方側Ｓ１から他方側Ｓ２に向かって、第１ローラ片７Ａの連結部１８の周方向の位相を、徐々にずらしている。同様に、第２ローラ片７Ｂの連結部１８の周方向の位相も、徐々にずらしている。これにより、押圧ローラ１は、連結部１８の螺旋の向きが同一のローラ片７毎（即ち、第１ローラ片７Ａ及び第２ローラ片７Ｂ）に、ローラ片７のバネレートを周方向に分散できるため、物品２への反力のバラツキをより効果的に防ぐことができる。

なお、連結部１８の螺旋の向きが同一のローラ片７（即ち、第１ローラ片７Ａ及び第２ローラ片７Ｂ）において、連結部１８の周方向の位相のずれが大きいと、物品２への反力のバラツキを、十分に防げないおそれがある。このため、連結部１８の螺旋の向きが同一のローラ片７において、連結部１８の周方向の位相を、１０〜４０度ずつ位置ずれさせるのが望ましい。

各ローラ片７のうち、少なくとも一部のローラ片７の厚さＷ１（図３に示す）を異ならせてもよい。ローラ片７の厚さＷ１が小さいほど、押圧ローラ１の物品２への反力が大きくなる。他方、ローラ片７の厚さＷ１が大きいほど、押圧ローラ１の物品２への反力が小さくなる。このように、各ローラ片７の厚さＷ１を変えることで、物品２の凹凸等に応じて、押圧ローラ１の物品２への反力を調整することができる。

図９は、本発明のさらに他の実施形態の押圧ローラの断面図である。図３に示されるように、これまでの実施形態では、軸受け８と各ローラ片７との間に配置された筒部９を介して、ローラ片７が回転可能に支持される態様が例示されたが、このような態様に限定されない。図９に示されるように、例えば、ローラ片７毎に設けられた軸受け８を介して、各ローラ片７が回転可能に支持されてもよい。これにより、各ローラ片７が独立して回転することができるため、ローラ片７の局部的な大変形を防いで、連結部１８の破損を効果的に防ぐことができる。

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。

図２〜４に示した基本構造を有する押圧ローラが製造された（実施例１〜３）。実施例１〜３は、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、連結部の螺旋の向きが互いに逆向きとなるように、ローラ片が支持軸に並べられている。実施例１は、連結部の螺旋の向きが同一の各ローラ片について、連結部の周方向の位相が同一である。実施例２、３は、図８（ａ）〜（ｃ）に示されるように、連結部の螺旋の向きが同一の各ローラ片について、連結部の周方向の位相がずれている。さらに、実施例３は、図９に示されるように、ローラ片毎に軸受けが設けられた。

また、比較のために、連結部の螺旋の向きが同一となるように、ローラ片が支持軸に並べられた押圧ローラが製造された（比較例）。なお、実施例１〜３及び比較例のローラ片の寸法等は、明細書中に記載に従って適宜設定され、その他の共通仕様は次のとおりである。
ローラの材料：６ナイロン
ローラの外径：４５mm

そして、タイヤ部材の外面に配置された感圧紙の上に、実施例１〜３及び比較例の押圧ローラを転動させて、物品への反力のバラツキが評価された。

テストの結果、実施例１〜３の押圧ローラは、比較例の押圧ローラに比べて、物品への反力のバラツキを低減できた。さらに、実施例２、３の押圧ローラは、実施例１の押圧ローラに比べて、物品への反力のバラツキを効果的に低減できた。また、実施例３の押圧ローラは、実施例１、２の押圧ローラに比べて、破損するまでの時間を向上させることができた。

１ 押圧ローラ
６ 支持軸
７ ローラ片
１６ 内輪
１７ 外輪
１８ 連結部

Claims (4)

1. 凹凸のある可塑性材料からなる物品を押さえるための押圧ローラであって、
   支持軸と、その軸方向に並べて配されかつ前記支持軸に回転可能に取り付けられた複数のローラ片とを含み、
   前記各ローラ片は、前記支持軸に支持される内輪と、前記物品に接触する押圧面を有する外輪と、前記支持軸の回りを螺旋状にのびる部分を含んで前記内輪と前記外輪との間を弾性的につなぐ連結部とを含み、
   前記ローラ片は、前記連結部の螺旋の向きが互いに逆向きとなるように前記支持軸に並べられていることを特徴とする押圧ローラ。
2. 前記連結部は、前記内輪の外周面に固定される内側部、前記外輪の内周面に固定される外側部、及び、前記内側部と前記外側部との間を螺旋状にのびる接続部を具え、
   前記接続部は、前記支持軸の回りを一周することなく途切れている請求項１記載の押圧ローラ。
3. 前記内側部の少なくとも一部と、前記外側部の少なくとも一部とは、前記ローラ片の半径方向で重複している請求項２記載の押圧ローラ。
4. 前記連結部の螺旋の向きが同一の前記各ローラ片は、前記連結部の周方向の位相がずれている請求項１乃至３のいずれかに記載の押圧ローラ。

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