JP2018199274A

JP2018199274A - ビードフィラー成形装置

Info

Publication number: JP2018199274A
Application number: JP2017105296A
Authority: JP
Inventors: 亮史宮本; Akifumi Miyamoto; 賀貴橋本; Yoshitaka Hashimoto
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2017-05-29
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2018-12-20
Also published as: US20180339477A1; CN108927971B; DE102018112761B4; DE102018112761A1; CN108927971A

Abstract

【課題】所望の断面形状を有するビードフィラーを精度良く成形することができるビードフィラー成形装置を提供する。【解決手段】回転するテーブル４の成形面４ａに押出機２により口金３を介してゴムを帯状に押し出しながら円環状に貼り付け、その帯状のゴムの端部同士を接合してビードフィラーを成形するビードフィラー成形装置であって、口金３は、テーブル４の成形面４ａからの距離が外周側よりも内周側で大きくなるように成形面４ａに対して傾斜して配置される先端面３ａと、先端面３ａに形成された吐出口３１ａと、成形面４ａから遠ざかる向きにテーブル４の回転軸に対して外周側に傾斜するように吐出口３１ａから同一断面にて延びるランド部３１と、ランド部３１の上流側に設けられ、ランド部３１の内周側流路３１ｂよりもランド部３１の外周側流路３１ｃへ流れるゴムの流量を大きくする流量調整部３３と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、回転するテーブルの成形面に押出機により口金を介してゴムを帯状に押し出しながら円環状に貼り付け、その帯状のゴムの端部同士を接合してビードフィラーを成形するビードフィラー成形装置に関する。

一般的に、空気入りタイヤを製造する場合には、インナーライナー、サイドウォール、ビード、トレッドなどの各タイヤ構成部材を未加硫の状態で貼り合わせてグリーンタイヤを成形し、これを加硫成形することで製造する。

ビードは、補強材となるビードコアと、断面が略三角形状のゴムからなるビードフィラーとから構成されている。従来、円環状のビードフィラーは、押出機から上記断面形状を有する帯状のゴムを押し出し、一定の長さに切り出し、その端部同士を接合することで成形している。しかし、ビードフィラーを成形する際、押出機により押し出されたゴム成形物の端部同士を環状となるように単に接合するだけでは、内外周長差に起因して外周部分に周方向の引張応力が作用し、接合部で剥がれたり、外周部分が反り返ったりする問題が生じる。

特許文献１には、環状のビードコアを保持するビード保持部と、ビードフィラーを形成するためのフィラーゴムを押し出す押出機とを具えてなり、前記ビード保持部に保持させた前記ビードコアの外周面上に、ビードフィラーを形成するビードフィラー成形装置であって、前記ビード保持部の側面に、該ビード保持部とともに前記ビードコアの中心軸線の周りに回転可能な成形ディスクを取り付けて配設し、前記成形ディスクに近接配置されて、該成形ディスクおよび、前記ビードコアの外周面とともに、ビードフィラーの横断面形状に対応する空間を区画し、かつ、該空間に、押出機から押し出されたフィラーゴムを吐出する口金を設けてなるビードフィラー成形装置が開示されている。

このビードフィラー成形装置では、図６に示すように、成形ディスクの成形面４０ａ、ビードコア８の外周面、及び口金の吐出面３０ａにより区画された空間にてビードフィラー９を成形しているが、吐出面３０ａが成形ディスクの成形面４０ａに対して傾斜しているため、口金内に形成されたゴム流路において、内周側の流路壁の壁面長さが、外周側の流路壁の壁面長さよりＡだけ短くなる。これにより、ビードフィラー９の内周側部分に押し出されるゴム量が外周側部分に押し出されるゴム量より多くなるため、内周側部分では厚みが大きくなり、一方、外周側部分では厚みが小さくなって内外周長差により先端がカールしてしまい、所望の断面形状を有するビードフィラー９を精度良く成形することが困難となる。

特開２０１５−１３４０３号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所望の断面形状を有するビードフィラーを精度良く成形することができるビードフィラー成形装置を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明に係るビードフィラー成形装置は、回転するテーブルの成形面に押出機により口金を介してゴムを帯状に押し出しながら円環状に貼り付け、その帯状のゴムの端部同士を接合してビードフィラーを成形するビードフィラー成形装置であって、
前記口金は、
前記テーブルの成形面からの距離が外周側よりも内周側で大きくなるように前記成形面に対して傾斜して配置される先端面と、
前記先端面に形成された吐出口と、
前記成形面から遠ざかる向きに前記テーブルの回転軸に対して外周側に傾斜するように前記吐出口から同一断面にて延びるランド部と、
前記ランド部の上流側に設けられ、前記ランド部の内周側流路よりも前記ランド部の外周側流路へ流れるゴムの流量を大きくする流量調整部と、を備える。

本発明のビードフィラー成形装置において、前記内周側流路の流路壁の壁面長さは、前記外周側流路の流路壁の壁面長さの６０〜２００％であることが好ましい。

本発明のビードフィラー成形装置において、前記内周側流路の流路壁の壁面長さは、前記外周側流路の流路壁の壁面長さと等しいことが好ましい。

本発明のビードフィラー成形装置において、前記ランド部でのゴム流れ方向と前記流量調整部でのゴム流れ方向は同じであることが好ましい。

本発明のビードフィラー成形装置において、前記押出機に内蔵されたゴム押出用のスクリューの回転軸は、前記テーブルの回転軸と平行に配置されることが好ましい。

本発明のビードフィラー成形装置において、前記押出機の先端には、前記押出機から供給されたゴムを前記口金へ導くダイが設けられており、前記ダイの先端面は、前記テーブルの成形面からの距離が外周側よりも内周側で大きくなるように前記成形面に対して傾斜して形成されていることが好ましい。

本発明のビードフィラー成形装置では、吐出口から延びるランド部の上流側に流量調整部が設けられており、この流量調整部によりランド部の内周側流路よりもランド部の外周側流路へ流れるゴムの流量を大きくすることができる。しかしながら、仮に流量調整部により内周側流路よりも外周側流路へ流れるゴムの流量を大きくしても、従来の口金のようにランド部の内周側流路の流路壁の壁面長さが外周側流路の流路壁の壁面長さより短すぎると、内周側流路でのゴムの流量が増加し、かつ外周側流路でのゴムの流量が減少するため、所望の断面形状を有するビードフィラーを成形することが難しい。
本発明では、口金の先端面がテーブルの成形面に対して傾斜している場合であっても、ビードフィラーの内周側部分にゴムを供給するランド部の内周側流路の流路壁の壁面長さと、ビードフィラーの外周側部分にゴムを供給するランド部の外周側流路の流路壁の壁面長さとの差が小さいため、流量調整部で流量を調整したゴムがランド部の影響を受けることなく吐出口から吐出されるため、所望の断面形状を有するビードフィラーを精度良く成形することができる。

ビードフィラー成形装置の一例を示す斜視図ビードフィラー成形装置の主要部を示す正面図口金のゴム流路に沿った断面図別実施形態に係るビードフィラー成形装置の正面図別実施形態に係るビードフィラー成形装置の正面図従来技術に係るビードフィラー成形装置の正面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、ビードフィラー成形装置１の全体構成を示す斜視図である。図２は、図１のビードフィラー成形装置１の主要部を拡大して示す正面図である。

図１に示すように、ビードフィラー成形装置１は、押出機２と、押出機２から押し出されたゴムを吐出口３１ａから吐出する口金３と、回転するテーブル４とを備える。ビードフィラー成形装置１は、回転するテーブル４の成形面４ａに押出機２により口金３を介してゴムを帯状に押し出しながら円環状に貼り付け、その帯状のゴムの端部同士を接合してビードフィラー９を成形する。

本実施形態では、図１及び図２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ビードフィラー９を得る例を示す。ビードフィラー９の径方向内周面９ａには円環状のビードコア８が接合している。ビードフィラー９は、硬質ゴムで形成され、ビードコア８は、鋼線などの収束体で形成される。ビードコア８は、テーブル４に設けられたビードロック機構４２により保持される。

ビードフィラー９は、略直角三角形の断面形状を有しており、三角形の底辺に該当する径方向内周面９ａと、三角形の一方の斜辺に該当する直立側面９ｂと、三角形の他方の斜辺に該当する傾斜側面９ｃとを有する。径方向内周面９ａは、ビードコア８の外周面に接し、直立側面９ｂは、テーブル４の成形面４ａに接する。

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。本実施形態では、押出機２に内蔵されたゴム押出用のスクリューの回転軸は、テーブル４の回転軸４１と平行に配置されている。

口金３は、吐出口３１ａが形成された先端面３ａを有している。先端面３ａは、テーブル４の成形面４ａからの距離が外周側よりも内周側で大きくなるように成形面４ａに対して傾斜して配置される。先端面３ａの成形面４ａに対する傾斜角度θは、成形されるビードフィラー９の直立側面９ｂと傾斜側面９ｃのなす角度と同じとなるように設定されている。

本実施形態では、口金３の先端面３ａ、テーブル４の成形面４ａ、ビードコア８の外周面の３面で構成される空間に、吐出口３１ａから吐出されたゴムを充填し、その後、吐出口３１ａからゴムを吐出し続けながら、テーブル４をビードコア８とともに回転させる。これにより、口金３の先端面３ａ、テーブル４の成形面４ａ、ビードコア８の外周面の３面によって所望の断面形状を有するビードフィラー９を成形することができる。

口金３は、押出機２から供給されたゴムが通るゴム流路が内部に設けられており、その下流側に吐出口３１ａが形成されている。図３は、口金３のゴム流路に沿った断面図である。口金３のゴム流路は、下流側から順にランド部３１、テーパ部３２、流量調整部３３で構成されている。

ランド部３１は、吐出口３１ａから同一断面にて上流側に向かって延びている。ランド部３１の延設方向は、テーブル４の成形面４ａから遠ざかる向きにテーブル４の回転軸４１に対して外周側に傾斜する方向となっている。本実施形態では、ランド部３１の延設方向がビードフィラー９の傾斜側面９ｃに対して略垂直となっている。

ここで、ランド部３１のゴム流路のうち、ビードフィラー９の内周側部分にゴムを供給する部分を内周側流路３１ｂ、ビードフィラー９の外周側部分にゴムを供給する部分を外周側流路３１ｃとする。内周側流路３１ｂの流路壁と外周側流路３１ｃの流路壁は、ランド部３１の延設方向に沿った壁面長さ（ランド長とも呼ばれる）が同程度であることが好ましい。内周側流路３１ｂの流路壁の壁面長さＢは、外周側流路３１ｃの流路壁の壁面長さＣの６０〜２００％であるのが好ましく、８０〜１２０％であるのがより好ましい。内周側流路３１ｂの流路壁の壁面長さＢは、外周側流路３１ｃの流路壁の壁面長さＣと等しいことが特に好ましい。

テーパ部３２は、上流側から下流側に向かうにつれて流路の断面積が小さくなるように形成されている。本実施形態では、テーパ部３２の中心軸は、ランド部３１の中心軸と同じとなっている。

流量調整部３３は、ランド部３１の上流側に設けられ、ランド部３１の内周側流路３１ｂよりもランド部３１の外周側流路３１ｃへ流れるゴムの流量が大きくなるようにゴムの流れを調整することができる。本実施形態では、流量調整部３３に２つの異なる形状の流路が形成され、これによりゴムの流量を調整する例を示す。具体的には、流量調整部３３には、ランド部３１の内周側流路３１ｂにゴムを供給するテーパ流路３３ａと、ランド部３１の外周側３１ｃにゴムを供給するストレート流路３３ｂとが形成されている。テーパ流路３３ａとストレート流路３３ｂは、上流側の供給口が同じ断面積となっている。テーパ流路３３ａは、供給口から下流側に向かってテーパ状に形成され、その後、断面積が一定となるように形成されている。一方、ストレート流路３３ｂは、上流側から下流側に向かって断面積が一定となるように形成されている。これにより、ストレート流路３３ｂを流れるゴム流量は、テーパ流路３３ａを流れるゴム流量よりも大きくなり、その結果、ランド部３１の外周側流路３１ｃへ流れるゴムの流量をランド部３１の内周側流路３１ｂへ流れるゴムの流量よりも大きくすることができる。

押出機２の先端には、ダイ２１が設けられている。ダイ２１の内部には、押出機２から供給されたゴムが通るゴム流路が形成されている。ダイ２１は、口金３が接続されており、押出機２から供給されたゴムを口金３へ導く。ダイ２１の端面２１ａには、口金３の流量調整部３３が嵌合する凹部が形成されている。

ダイ２１の端面２１ａは、テーブル４の成形面４ａに対して傾斜するように形成されている。ダイ２１の端面２１ａの成形面４ａに対する傾斜角度は、口金３の先端面３ａの成形面４ａに対する傾斜角度θと同じである。仮にダイ２１を用いずに口金３を押出機２の先端に取り付けた場合、口金３の先端面３ａがテーブル４の成形面４ａに対して傾斜するようにするためには、押出機２若しくはテーブル４、又は押出機２とテーブル４の両方を傾斜させることが考えられる。しかし、複数のサイズのビードフィラーを成形する場合、押出機２やテーブル４の角度を変更可能な機構が必要となるため、コストの増大、装置全体の大型化が懸念される。ダイ２１を用いることで、予め準備しておいた複数の形状のダイ２１により複数のサイズのビードフィラーに対応することができるため、コストの低減、装置全体のコンパクト化が見込まれる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
径方向内周面９ａと直立側面９ｂの長さを表１の実施例１〜１１のようにした断面略直角三角形状のビードフィラー９を成形した。このとき、内周側流路３１ｂの流路壁の壁面長さＢと外周側流路３１ｃの流路壁の壁面長さＣを表１のようにすることで、実施例１〜１１のいずれにおいても所望の断面形状を有するビードフィラーを精度良く成形することができた。

＜別実施形態＞
（１）前述の実施形態では、流量調整部３３は、２つの異なる形状の流路が形成され、これによりゴムの流量を調整する例を示したが、流量調整部の構成は、これに限定されない。例えば、ランド部３１の外周側流路３１ｃに繋がるテーパ部３２の外周側流路壁を、ランド部３１の内周側流路３１ｂに繋がるテーパ部３２の内周側流路壁よりも掘り込む（もしくは、外周側流路３１ｃの流路壁を掘り込む、またはその両方を行なう）ことで、テーパ部３２に流量調整部の機能を持たせるようにしてもよい。

（２）口金３の先端面３ａは、図４に示すように、成形するビードフィラー９の断面形状に対応させて、平坦面以外の形状としてもよい。

（３）ビードフィラー９は、複数のゴムにより形成されてもよい。図５に示すように、ビードフィラー９の内周部９１を成形した後、口金３の先端面３ａ、テーブル４の成形面４ａ、内周部９１の傾斜側面の３面によってビードフィラー９の外周部９２を成形するようにしてもよい。

（４）前述の実施形態では、押出機２に内蔵されたゴム押出用のスクリューの回転軸が、テーブル４の回転軸４１と平行に配置されている例を示したが、スクリューの回転軸がランド部３１の中心軸と平行に配置されてもよい。

１ビードフィラー成形装置
２押出機
３口金
３ａ先端面
４テーブル
４ａ成形面
９ビードフィラー
３１ランド部
３１ａ吐出口
３１ｂ内周側流路
３１ｃ外周側流路
３３流量調整部
４１テーブルの回転軸

Claims

回転するテーブルの成形面に押出機により口金を介してゴムを帯状に押し出しながら円環状に貼り付け、その帯状のゴムの端部同士を接合してビードフィラーを成形するビードフィラー成形装置であって、
前記口金は、
前記テーブルの成形面からの距離が外周側よりも内周側で大きくなるように前記成形面に対して傾斜して配置される先端面と、
前記先端面に形成された吐出口と、
前記成形面から遠ざかる向きに前記テーブルの回転軸に対して外周側に傾斜するように前記吐出口から同一断面にて延びるランド部と、
前記ランド部の上流側に設けられ、前記ランド部の内周側流路よりも前記ランド部の外周側流路へ流れるゴムの流量を大きくする流量調整部と、を備えることを特徴とするビードフィラー成形装置。
前記内周側流路の流路壁の壁面長さは、前記外周側流路の流路壁の壁面長さの６０〜２００％であることを特徴とする請求項１に記載のビードフィラー成形装置。
前記内周側流路の流路壁の壁面長さは、前記外周側流路の流路壁の壁面長さと等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載のビードフィラー成形装置。
前記ランド部でのゴム流れ方向と前記流量調整部でのゴム流れ方向は同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のビードフィラー成形装置。
前記押出機に内蔵されたゴム押出用のスクリューの回転軸は、前記テーブルの回転軸と平行に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のビードフィラー成形装置。
前記押出機の先端には、前記押出機から供給されたゴムを前記口金へ導くダイが設けられており、前記ダイの先端面は、前記テーブルの成形面からの距離が外周側よりも内周側で大きくなるように前記成形面に対して傾斜して形成されていることを特徴とする請求項５に記載のビードフィラー成形装置。