JP2019119074A - 練りゴムの熱入れ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】硬くてロールへの密着性が乏しいゴム材料であっても、ゴム浮きを生じさせることなく、効率的に熱入れ作業を行うことができる練りゴムの熱入れ装置を提供する。【解決手段】回転する一対のロール間に練りゴムを投入し、ロールの表面に練りゴムを巻きつけて、一対のロールの間を複数回通過させることにより練りゴムの熱入れを行う練りゴムの熱入れ装置であって、ロールの表面から浮き上がった練りゴムを、ロールの表面に押圧する押圧手段を備えている練りゴムの熱入れ装置。押圧手段が、ロールの表面から浮き上がった練りゴムをロールの表面に押圧する押圧部材と、押圧部材を支持する支持部材と、支持部材を回転させて押圧部材とロールの表面とを近接、離間させる回転機構とを備えている練りゴムの熱入れ装置。【選択図】図１

Description

本発明は、一対の熱入れロールを用いて練りゴムを加熱する練りゴムの熱入れ装置に関する。

空気入りタイヤの製造に際しては、熱入れロールと呼ばれる一対のロールを所定の隙間を設けて配置し、加熱されたロールの間に練りゴムを投入して通過させることによりロールの表面に練りゴムを巻きつけ、ロールの間を複数回通過させることにより練りゴムを加熱する熱入れ工程（ホット押出）が設けられている（例えば、特許文献１）。

具体的には、加熱されたロールの間に投入された練りゴムは、ロールの回転に伴って、一方のロールに巻きつく形で密着し、他方のロールでせん断力が加えられることにより、熱入れが行われる。図４は、練りゴムＲが一方のロールであるフロントロール１００に巻き付いている状態を示す図である。なお、図４においては、他方のロールの記載は省略している。

特開２０１３−２０２９１２号公報

近年、タイヤの高性能化への要請が益々強くなっている。しかしながら、このような高性能タイヤに使用されるゴム材料、例えば、低燃費タイヤ用のトレッドゴムなどは、硬くてロールへの密着性が乏しいゴムが多いため、熱入れ時、ロールへ密着させることが難しい。この結果、図４中にＸで示した箇所に、練りゴムがフロントロール１００の表面から浮いてしまう「ゴム浮き」（バギング現象）が生じることがある。また、従来のゴム材料においても、トレッドゴムなど、粘度が高い練りゴムの場合には、熱入れに際して、同様のゴム浮きが生じることがあった。

このようなゴム浮きが生じると、熱入れをスムーズに行うことができないだけでなく、ロール通過後に練りゴムの落下が発生することがある。練りゴムの落下が生じると、手作業で対応する必要があるため、作業の安全性の問題や、手作業での対応時間による作業効率の低下が生じる恐れがあった。また、ゴム浮き発生時には、練りゴムの練り悪化、及び次工程への供給ゴム切れによるトレッド重量ばらつきが起こり、その結果、トレッド重量ばらつきに起因する製品タイヤの重量ばらつきを招く恐れがあった。

そこで、本発明は、硬くてロールへの密着性が乏しいゴム材料であっても、ゴム浮きを生じさせることなく、効率的に熱入れ作業を行うことができる練りゴムの熱入れ装置を提供することを課題とする。

本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下に記載する発明により上記の課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
回転する一対のロール間に練りゴムを投入し、ロールの表面に前記練りゴムを巻きつけて、前記一対のロールの間を複数回通過させることにより前記練りゴムの熱入れを行う練りゴムの熱入れ装置であって、
前記ロールの表面から浮き上がった前記練りゴムを、前記ロールの表面に押圧する押圧手段を備えていることを特徴とする練りゴムの熱入れ装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記押圧手段が、前記ロールの表面から浮き上がった前記練りゴムを前記ロールの表面に押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支持する支持部材と、前記支持部材を回転させて前記押圧部材と前記ロールの表面とを近接、離間させる回転機構とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の練りゴムの熱入れ装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記押圧部材が、前記ロールの回転軸と平行な回転軸を有する柱状の押圧ロールであることを特徴とする請求項２に記載の練りゴムの熱入れ装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記柱状の押圧ロールが、円柱状であることを特徴とする請求項３に記載の練りゴムの熱入れ装置である。

請求項５に記載の発明は、
前記柱状の押圧ロールが、多角柱状であることを特徴とする請求項３に記載の練りゴムの熱入れ装置である。

請求項６に記載の発明は、
前記押圧ロールにおける径あるいは外接円の径が、一端側から他端側に向けて小さくなっていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の練りゴムの熱入れ装置である。

請求項７に記載の発明は、
前記押圧ロールの表面に、一端から他端に向けて、螺旋状に凸条が形成されていることを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載の練りゴムの熱入れ装置である。

請求項８に記載の発明は、
前記押圧ロールをモーター駆動により回転させる回転駆動手段が設けられていることを特徴とする請求項３ないし請求項７のいずれか１項に記載の練りゴムの熱入れ装置である。

請求項９に記載の発明は、
前記押圧部材に、前記押圧ロールと前記ロールの表面との間に所定の間隔を形成するガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項２ないし請求項８のいずれか１項に記載の練りゴムの熱入れ装置である。

請求項１０に記載の発明は、
タイヤ用トレッドゴムの練りゴムの熱入れに使用されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の練りゴムの熱入れ装置である。

請求項１１に記載の発明は、
低燃費タイヤ製造用のゴム組成物からなる練りゴムの熱入れに使用されることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の練りゴムの熱入れ装置である。

本発明によれば、硬くてロールへの密着性が乏しいゴム材料であっても、ゴム浮きを生じさせることなく、効率的に熱入れ作業を行うことができる練りゴムの熱入れ装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る練りゴムの熱入れ装置を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態における押圧手段を説明する図である。 本発明の実施の形態における押圧ロールの拡大図および断面図である。（ａ）は多角柱状の押圧ロール、（ｂ）は表面に螺旋状の凸条を有している押圧ロールを示す。 従来の装置において練りゴムがフロントロールに巻き付いている状態を示す図である。

以下、実施の形態に基づき、図面を用いて本発明を具体的に説明する。

１．練りゴムの熱入れ装置
（１）装置の概要
図１は、本実施の形態に係る練りゴムの熱入れ装置を説明する斜視図である。

本実施の形態に係る練りゴムの熱入れ装置には、従来と同様に、一対の熱入れロールであるフロントロール１とバックロール２とが所定の隙間を設けて配置されている。しかし、本実施の形態に係る練りゴムの熱入れ装置は、フロントロール１の表面から浮き上がった練りゴムをフロントロール１の表面に押圧する押圧手段３を備えている点を特徴としている。

このような押圧手段３を備えて、フロントロール１とバックロール２の間に練りゴムを投入して、圧延しながらフロントロール１の表面で熱入れを行うと、フロントロール１の表面から浮き上がった練りゴムを押圧手段３によってフロントロール１側に押圧することができるため、ゴム浮きが発生しやすい低燃費タイヤ用のトレッドゴムなどのように硬くてロールへの密着性が乏しい練りゴムであっても十分に加熱して効率的に熱入れを行うことができる。

（２）押圧手段
以下、本実施の形態における特徴部である押圧部材である押圧ロール６を有する押圧手段３について、詳細に説明する。

（イ）本体部
押圧手段３は、図１に示すように、熱入れ装置本体に回転可能に支持された支持部材４と、支持部材４の両端部に取り付けられた一対のアーム５と、一対のアーム５によって両端部が支持された押圧ロール６（押圧部材）から構成されている。押圧ロール６は、その回転軸が一対のロール１、２の回転軸と平行になるように配置されている。また、押圧ロール６は図示しないモーター（回転駆動手段）によって回転駆動され、練りゴムの硬さやゴム浮きの状態に応じて回転速度を変化させることができるように構成されている。

図２は、本実施の形態における押圧手段を説明する図である。図２に示すように、押圧手段３は、押圧手段３全体が支持部材４を中心として回転する回転機構を備えており、押圧ロール６の位置を熱入れロールに対して近接、離間させることができるように構成されている。即ち、押圧手段３を使用しない場合には、押圧ロール６を熱入れロールより離れた点線で示す位置で待機させておき、押圧手段３を使用する場合には、押圧手段３全体を回転させて、押圧ロール６をフロントロール１の実線で示す位置まで近接させて、熱入れを行う。このように、練りゴムの浮きが発生しないことが分かっている場合には、待機位置に押圧ロール６を待機させておくことができるため、作業者の作業が妨げられない。

なお、押圧手段３における押圧ロール６のフロントロール１に対する近接、離間は、通常、熱入れ装置の操作パネルに設置された操作ボタンのＯＮ、ＯＦＦによって容易に行うことができるようにされていることが好ましい。具体的には、押圧手段３による押圧が必要な場合にのみ操作ボタンをＯＮにして押圧ロール６を近接位置まで移動させ、それ以外の場合には、操作ボタンをＯＦＦにして押圧ロール６を離間位置に待機させる。

（ロ）押圧部材（押圧ロール）
前記した通り、本実施の形態の熱入れ装置においては、押圧部材として押圧ロール６を使用することが好ましい。押圧ロール６の形状は、ロールの回転軸と平行な回転軸を有する柱状であり、その形状としては、円柱状ないしは多角柱状であることが好ましい。これにより、ロールの表面から浮き上がった練りゴムをロールの表面に十分に押圧して熱入れすることができる。

そして、この押圧ロール６における径あるいは外接円の径は、一端側から他端側に向けて小さくなっていることが好ましい。これにより、押圧ロールによってロールの表面へ押圧されたゴムが、押圧ロールの小径側から大径側へと練りゴムが移動していくため、より効率的にゴムの熱入れを行うことができる。

図３（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態の押圧ロール６の好ましい一例を示す図であり、ここでは、１０角柱状の押圧ロール６を記載している。図３に示すように、押圧ロール６は外接円の径が、一端側から他端側に向けて小さくなっている。押圧ロール６がこのような形状を有することにより、前記した通り、一対のロール間に投入された練りゴムに浮きが発生しても、押圧ロール６の回転に伴って、押圧ロールの一端側から他端側へとせん断力を掛けながら練りゴムを押圧しながら移動させることができるため、効率的な熱入れを行うことができる。

また、押圧ロール６は円柱状であってもよいが、多角柱状、具体的には５〜１０角形の多角柱状であることが好ましく、図３（ａ）に示すように、さらに多角形形状の各辺において切欠き部が形成されて、内方に向けて凹んでいるとより好ましい。これにより、練りゴムが押圧ロール６の表面の凸部に引っ掛かると共に、凹部に練りゴムが押し込まれて、せん断力が掛かるため、効率的な熱入れが可能となり、練りゴムをより好ましい練り状態とすることができる。

そして、このとき、押圧ロール径あるいは外接円の径が、上記したように、一端側から他端側に向けて小さくなるように形成されていると、双方の効果が相乗的に発揮される。

また、図３（ａ）に示す形状に替わる他の好ましい押圧ロールの形状としては、図３（ｂ）に示すように、表面に螺旋状の凸条を有している形状が挙げられる。この場合、螺旋状の凸条に沿って、ロール表面を練りゴムが送られていくため、さらに効率的な熱入れを行うことができる。

本実施の形態において、押圧ロールの素材としては、例えば、鋳鉄（熱入れロールと同じ素材）やステンレスを好ましく挙げることができる。

（ハ）ガイド部材
また、本実施の形態の押圧手段３は、押圧ロール６とロールの表面との間に所定の間隔を形成するガイド部材７が設けられていることが好ましい。ガイド部材７は押圧ロール６より径の大きい円盤状の形状を有して、押圧ロール６に挿通されて、押圧ロールの幅方向両外側に配置されている。ガイド部材７は押圧ロール６の回転と独立して自由回転するように構成されている。押圧ロール６がロール表面に近接すると、このガイド部材７が熱入れロール表面に接触して、押圧ロール６とロール表面との間に適切なクリアランスを形成させることができるため、練りゴムが適切にロール表面に押圧されて熱入れされる。また、押圧ロール６がロール表面にぶつかってロール表面を傷つけることもない。具体的なガイド部材としては、弾力のある樹脂製、例えばゴム製のものが好ましく使用される。

以上のように、本実施の形態に係る練りゴムの熱入れ装置を用いることにより、硬くてロールへの密着性が乏しいゴム材料であっても、ゴム浮きを生じさせることなく、効率的に熱入れ作業を行うことができる。

２．本実施の形態の効果
（１）本実施の形態によれば、練りゴムの熱入れを行うに際して、熱入れロールに巻きつけられて回転する練りゴムが熱入れロールと押圧手段の押圧ロールとの隙間を通過する際、押圧ロールの回転によって熱入れロールへ押圧することができるため、熱入れゴムを常に熱入れロールに密着させることができる。

この結果、ロールへの密着性が乏しい低燃費タイヤ用の硬いゴムなどの練りゴムであっても、熱入れゴムを常に熱入れロールに密着させて、ゴム浮きの発生を抑制することができ、効率的に熱入れを行うことができる。また、押圧ロールによる押圧が不要な場合は、押圧手段を離間位置に移動させることができる。

（２）本実施の形態の熱入れ装置においては、押圧手段の押圧ロールが、径あるいは外接円の径が、一端側から他端側に向けて小さくなっている柱状に形成されていることにより、前記押圧ロールの小径側から大径側へと練りゴムが移動させることができる。

（３）本実施の形態の練りゴムの熱入れ装置は、どのようなゴム組成の練りゴムにも使用することができるが、特に熱入れロールに巻き付きにくい硬いゴム配合のゴム、例えば、低燃費タイヤ製造用のゴム配合などに用いられると特に顕著な効果を発揮する。

また本実施の形態の練りゴムの熱入れ装置の使用される練りゴムとしては、どのような練りゴムにも使用することができるが、トレッド用、サイドウォール用、エイペックス用などに用いることが好ましく、トレッド用はより硬いゴムという面からトレッド用に用いると特に顕著な効果を発揮する。

以下、実施例に基づいて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、ここでは、大きな熱入れ効果が期待できる低燃費配合のトレッドゴムを熱入れした。

１．実施例
本実施の形態の押圧手段を有する熱入れ装置を用いて低燃費配合のトレッドゴムの熱入れを行った。手順としては、トレッド押出し工程の生産時、押圧手段の使用スイッチをＯＮとした。ロールへの練りゴムの投入をセンサーで検出し、押圧手段が近接位置まで移動した後、熱入れロールと押圧手段の押圧ロールで練りゴムを挟み、熱入れロールから浮きあがったゴムを強制的に熱入れロールへ押圧し巻き付かせた（作業時間：３分以内）。

押圧手段の押圧部材である押圧ロールの形状は実施例１は円柱状、実施例２は径が一端側から他端側に向けて小さくなっている円柱状、実施例３は外接円の径が、一端側から他端側に向けて小さくなっている１０角形（図３）、実施例４は実施例３のもので螺旋状の凸条を有するもの（図４）とした。

評価は、練りゴムの熱入れ工程における、ゴム浮きの発生、熱入れ後の練り状態、および次工程へのゴム供給途切れについて行った。

２．比較例
押圧手段を有さない従来の熱入れ装置を用いて同様に熱入れを行い、同様に評価した。

３．評価結果
評価の結果を表１に示す。

表１に示すように、従来の熱入れ装置を用いた比較例においては、試験の間に１０回ゴム浮きが発生し、練り状態が悪く、さらにゴム供給の途切れも１回発生した。

これに対して、本実施の形態の押圧手段を有する熱入れ装置を用いた実施例１〜４においては、円柱状の押圧ロールを用いた実施例１、径が一端側から他端側に向けて小さくなっている円柱状の押圧ロールを用いた実施例２、外接円の径が、一端側から他端側に向けて小さくなっている多角柱状の押圧ロールを用いた実施例３、さらに螺旋状の凸条を有する実施例４の順に、ゴム浮きが減少し、練り状態も改善されており、次工程への供給ゴム途切れが発生しなかった。

このように、本実施の形態に係る押圧手段を備えた熱入れ装置を用いることにより、熱入れロールでのゴム浮きが原因となる練り不良が無くなり、ロールへの密着性が乏しいゴム材料であっても、ゴム浮きを生じさせることなく、効率的に熱入れ作業を行うことができる。また、搬送ゴム切れによるトラブル処置の停止時間の低減が見込まれ、その結果、トレッド安定生産による重量バラツキを抑制する効果が見込まれる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１、１００ フロントロール
２ バックロール
３ 押圧手段
４ 支持部材
５ アーム
６ 押圧ロール
７ ガイド部材
Ｒ 練りゴム
Ｘ ゴム浮き箇所

Claims (11)

1. 回転する一対のロール間に練りゴムを投入し、ロールの表面に前記練りゴムを巻きつけて、前記一対のロールの間を複数回通過させることにより前記練りゴムの熱入れを行う練りゴムの熱入れ装置であって、
   前記ロールの表面から浮き上がった前記練りゴムを、前記ロールの表面に押圧する押圧手段を備えていることを特徴とする練りゴムの熱入れ装置。
2. 前記押圧手段が、前記ロールの表面から浮き上がった前記練りゴムを前記ロールの表面に押圧する押圧部材と、前記押圧部材を支持する支持部材と、前記支持部材を回転させて前記押圧部材と前記ロールの表面とを近接、離間させる回転機構とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の練りゴムの熱入れ装置。
3. 前記押圧部材が、前記ロールの回転軸と平行な回転軸を有する柱状の押圧ロールであることを特徴とする請求項２に記載の練りゴムの熱入れ装置。
4. 前記柱状の押圧ロールが、円柱状であることを特徴とする請求項３に記載の練りゴムの熱入れ装置。
5. 前記柱状の押圧ロールが、多角柱状であることを特徴とする請求項３に記載の練りゴムの熱入れ装置。
6. 前記押圧ロールにおける径あるいは外接円の径が、一端側から他端側に向けて小さくなっていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の練りゴムの熱入れ装置。
7. 前記押圧ロールの表面に、一端から他端に向けて、螺旋状に凸条が形成されていることを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれか１項に記載の練りゴムの熱入れ装置。
8. 前記押圧ロールをモーター駆動により回転させる回転駆動手段が設けられていることを特徴とする請求項３ないし請求項７のいずれか１項に記載の練りゴムの熱入れ装置。
9. 前記押圧部材に、前記押圧ロールと前記ロールの表面との間に所定の間隔を形成するガイド部材が設けられていることを特徴とする請求項２ないし請求項８のいずれか１項に記載の練りゴムの熱入れ装置。
10. タイヤ用トレッドゴムの練りゴムの熱入れに使用されることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の練りゴムの熱入れ装置。
11. 低燃費タイヤ製造用のゴム組成物からなる練りゴムの熱入れに使用されることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の練りゴムの熱入れ装置。

Images