JP2021079645A - ゴム押出成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユニフォミティの悪化を抑制できるゴム押出成形装置を提供する。【解決手段】ゴム押出成形装置１は、帯状のゴム部材を押出成形するための装置である。ゴム押出成形装置１は、ゴム部材の少なくとも一部を構成し同一の配合を有するゴム材料Ｒ２，Ｒ３を供給する第１押出機及び第２押出機と、第１押出機及び第２押出機からされたゴム材料Ｒ２，Ｒ３を上下方向に積層して一体的に押し出す成形金型３０とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ゴム押出成形装置に関する。

特許文献１の空気入りタイヤのトレッド部は、ベースゴムとキャップゴムとが一体に重ね合わされた帯状のゴム部材を用いて加硫成形される。このゴム部材は、押出機を用いたベースゴム材料とキャップゴム材料との同時押し出しにより形成される。

特開平１０−１７５２５８号公報

例えば、特許文献１のベースゴム又はキャップゴムが厚い場合には、押出機によるゴム材料の押出量を増加する必要がある。この場合、押出中のゴム材料における加工発熱が大きくなり、ゴム部材が高温で押し出され、押出後のゴム部材の収縮量が増加する。その結果、ゴム部材の寸法安定性が低下し、ゴム部材のユニフォミティが悪化することがある。

本発明は、ゴム部材のユニフォミティの悪化を抑制できるゴム押出成形装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、帯状のゴム部材を押出成形するためのゴム押出成形装置であって、前記ゴム部材の少なくとも一部を構成し同一の配合を有するゴム材料を供給する第１押出機及び第２押出機と、前記第１押出機及び前記第２押出機から供給された前記ゴム材料を上下方向に積層して一体的に押し出す成形金型とを備える、ゴム押出成形装置を提供する。

この構成によれば、ゴム部材の少なくとも一部を構成するゴム材料を第１押出機及び第２押出機を用いて押し出せるので、このゴム材料を単一の押出機を用いて押し出す場合と比較して、第１押出機及び第２押出機のそれぞれに要求される押出量が低減する。これにより、押出中のゴム材料での加工発熱が抑制され、押し出されるゴム部材が高温になることが抑制されるので、ゴム部材の後工程における収縮量が低減する。その結果、ゴム部材の寸法安定性の低下が抑制され、ゴム部材のユニフォミティの悪化を抑制できる。

本発明の一実施形態に係るゴム押出成形装置では、前記ゴム部材は、ベースゴムと、前記ベースゴムの上面に配置されるキャップゴムとを少なくとも有するトレッドゴムであってもよく、前記ゴム材料は、前記ベースゴム又は前記キャップゴムのいずれか一方を構成してもよい。

本発明の一実施形態に係るゴム押出成形装置では、前記ゴム部材は、前記キャップゴムを構成してもよい。

本発明の一実施形態に係るゴム押出成形装置では、前記成形金型は、前記第１押出機及び前記第２押出機から帯状の前記ゴム材料を受け入れる開口部を備えてもよく、前記開口部の上端は、幅方向中央部が幅方向両側よりも下方向に膨出する曲線状に形成されていてもよい。

第１押出機及び第２押出機のそれぞれから成形金型に供給されるゴム材料の厚さが幅方向で一定である場合、成形されたゴム部材では、上側に位置するゴム材料が幅方向中央部に偏在することがある。これに対して本実施形態のゴム押出成形装置によれば、成形金型の開口部の上端は、幅方向の中央部において、幅方向の両側よりも下方に膨出した曲線状に形成されている。これにより、第１押出機及び第２押出機から供給されるゴム材料のうち上側に位置するゴム材料は、幅方向中央部の厚みが、幅方向の両側の厚みよりも薄くなる。その結果、押出成形されたゴム部材において、第１押出機及び第２押出機から供給されるゴム材料のうち上側に位置するゴム材料の幅方向中央部への偏在が抑制され、ゴム部材のユニフォミティの悪化を抑制できる。

本発明によれば、ゴム部材のユニフォミティの悪化を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係るゴム押出成形装置の概略構成を示す模式図。 第１実施形態に係る成形金型の模式的な断面図。 第１実施形態に係る成形金型を後側から見た側面図。 第１実施形態に係る成形金型に供給されるときのゴム材料の断面形状を模式的に示す図。 第１実施形態に係る成形金型により押出成形されるトレッドゴムの断面図。 第２実施形態に係る成形金型により押出成形されるトレッドゴムの断面図。

（第１実施形態）
以下、添付の図面を参照して、本実施形態に係るゴム押出成形装置を説明する。

図１は、本実施形態に係るゴム押出成形装置１の概略構成を示す模式図である。本実施形態に係るゴム押出成形装置１は、未加硫のトレッドゴムＴＲ（図４に示す）を押出成形するための装置である。

図１を参照すると、ゴム押出成形装置１は、複数（本実施形態では４つ）の押出機１０Ａ〜１０Ｄと、押出機１０Ａ〜１０Ｄが接続された押出ヘッド２０と、押出機１０Ａ〜１０Ｄから押出ヘッド２０を介して供給されたゴム材料Ｒを一体的に押出成形する成形金型３０とを備える。なお、以下の押出ヘッド２０及び成形金型３０についての説明において、押出機１０Ａ〜１０Ｄ側を後側という場合があり、押出機１０Ａ〜１０Ｄと反対側を前側という場合がある。

押出機１０Ａ〜１０Ｄは、コールドフィード押出機である。押出機１０Ａ〜１０Ｄは、スクリュ式の押出機である。また、押出機１０Ａ〜１０Ｄは、同一の構成を有している。本実施形態の押出機１０Ｂ，１０Ｃは、本発明に係る第１押出機及び第２押出機の一例である。

押出機１０Ａ〜１０Ｄのそれぞれは、精錬工程を経たゴム材料Ｒが投入されるホッパ１１と、ホッパ１１に投入されたゴム材料Ｒを混練しつつ搬送するスクリュ１２と、スクリュ１２を駆動する駆動源１３とを備える。押出機１０Ａ〜１０Ｄは、駆動源１３の駆動によりスクリュ１２を回転させることにより、ゴム材料Ｒを練って加熱し、押出ヘッド２０に押し出す。

押出ヘッド２０は、その前側に形成された凹部２１を備える。この凹部２１には、成形金型３０が埋め込まれている。また、押出ヘッド２０は、押出機１０Ａ〜１０Ｄのそれぞれから供給されたゴム材料Ｒを凹部２１に配置された成形金型３０に向けて後側から前側に案内するゴム流路２２Ａ〜２２Ｄを有する。ゴム流路２２Ａには、押出機１０Ａが接続されており、ゴム流路２２Ｂには、押出機１０Ｂが接続されている。同様に、ゴム流路２２Ｃには、押出機１０Ｃが接続されており、ゴム流路２２Ｄには、押出機１０Ｄが接続されている。

図２は、成形金型３０の模式的な断面図である。以下、図２を参照して、成形金型３０の構造について説明する。

図２を参照すると、成形金型３０は、プレフォームダイ３１と、プレフォームダイ３１の前側に埋設された第１口金３２及び第２口金３３とを備える。

プレフォームダイ３１には、押出機１０Ａから供給されたゴム材料Ｒである第１ゴムＲ１と、押出機１０Ｂから供給されたゴム材料Ｒである第２ゴムＲ２と、押出機１０Ｃから供給されたゴム材料Ｒである第３ゴムＲ３とを案内する第１案内通路３１ａが形成されている。また、プレフォームダイ３１には、押出機１０Ｄから供給された第４ゴムＲ４を案内する第２案内通路３１ｂが形成されている。

第１案内通路３１ａは、押出ヘッド２０のゴム流路２２Ａ〜２２Ｃと連通している。ゴム流路２２Ａ〜２２Ｄから供給された第１ゴムＲ１と第２ゴムＲ２と第３ゴムＲ３とは、第１案内通路３１ａにおいて合流し、上下方向に積層した状態で、前側に向けて案内される。第１案内通路３１ａを案内される第１ゴムＲ１と第２ゴムＲ２と第３ゴムＲ３とは、上下方向の下側から上側に向かって、第１ゴムＲ１、第２ゴムＲ２、及び第３ゴムＲ３の順番で配置されている。また、第１案内通路３１ａは、後側から前側に向かって下側に傾斜するように延びている。

第２案内通路３１ｂは、押出ヘッド２０のゴム流路２２Ｄと連通している。ゴム流路２２Ｄから供給された第４ゴムＲ４は、第２案内通路３１ｂにより第２口金３３に案内される。第２案内通路３１ｂは、後側から前側に向かって下側に傾斜するように延びている。

また、プレフォームダイ３１の前側には、第１口金３２及び第２口金３３が配置される口金用凹部３１ｃが形成されている。第１口金３２は、口金用凹部３１ｃの後側に配置されており、第２口金３３は、第１口金３２の前側に配置されている。

第１口金３２には、第１案内通路３１ａと第２案内通路３１ｂとの両方に連通し、第１案内通路３１ａから第１口金３２に供給された第１ゴムＲ１、第２ゴムＲ２、及び第３ゴムＲ３と、第２案内通路３１ｂから第１口金３２に供給された第４ゴムＲ４とを合流させる合流通路３２ａが形成されている。第１案内通路３１ａから第１口金３２に供給された第１ゴムＲ１、第２ゴムＲ２、及び第３ゴムＲ３と、第２案内通路３１ｂから第１口金３２に供給された第４ゴムＲ４とは、第１口金３２の合流通路３２ａにおいて合流し、第２口金３３に供給される。合流通路３２ａの前側の一部は、第２口金３３によって画定されている。

第２口金３３は、トレッドゴムＴＲ（図４に示す）を所定の断面形状に押出成形するための押出開口３３ａと、押出開口３３ａに第１ゴムＲ１、第２ゴムＲ２、第３ゴムＲ３、及び第４ゴムＲ４を案内する押出通路３３ｂとを備える。押出通路３３ｂは、第１口金３２の合流通路３２ａと連通している。

図３は、成形金型３０を後側から見た側面図である。また、図４は、本実施形態において、成形金型３０に供給されるときの第１ゴムＲ１、第２ゴムＲ２、及び第３ゴムＲ３の断面形状を模式的に示す図である。

図３を参照すると、成形金型３０は、プレフォームダイ３１の後側の端面に形成された第１開口部３４と、２つの第２開口部３５とを備える。

第１開口部３４は、押出機１０Ａ〜１０Ｃ（図１に示す）から押し出され第１ゴムＲ１、第２ゴムＲ２、及び第３ゴムＲ３を受け入れる。第１開口部３４は、プレフォームダイ３１の第１案内通路３１ａによって形成されている。押出ヘッド２０のゴム流路２２Ａ〜２２Ｃ（図２に示す）と、プレフォームダイ３１の第１案内通路３１ａは、第１開口部３４を介して連通している。

プレフォームダイ３１の第１開口部３４の上端３４ａは、幅方向の中央部において、幅方向の両側よりも下方に膨出した曲線状に形成されている。これにより、図４に示すように、押出機１０Ｃから（図１に示す）から第１開口部３４に供給されるときの第３ゴムＲ３は、幅方向中央部の厚みが、幅方向の両側の厚みよりも薄くなる。

また、図３に示すように、プレフォームダイ３１の第１開口部３４の下端３４ｂは、幅方向の中央部において、幅方向の両側よりも下方に膨出した曲線状に形成されている。これにより、図４に示すように、押出機１０Ａ（図１に示す）から供給され第１開口部３４に受け入れられるときの第１ゴムＲ１は、幅方向の中央部の厚みが、幅方向の両側の厚みよりも厚くなる。

図３を参照すると、２つの第２開口部３５は、押出機１０Ｄから押し出された第４ゴムＲ４を受け入れる。２つの第２開口部３５は、プレフォームダイ３１の第２案内通路３１ｂによって形成されている。また、押出ヘッド２０のゴム流路２２Ｄ（図２に示す）と、プレフォームダイ３１の第２案内通路３１ｂは、第２開口部３５を介して連通している。

図５は、本実施形態に係るゴム押出成形装置により押出成形されるトレッドゴムＴＲの断面図である。

図５を参照すると、トレッドゴムＴＲは、厚さ方向の寸法に対して幅方向の寸法が大きい台形状断面を有する帯状である。本実施形態のトレッドゴムＴＲは、加硫成形されることで、タイヤのトレッド部となる。トレッドゴムＴＲは、ベースゴムＢＲと、ベースゴムＢＲ上に配置されたキャップゴムＣＲと、ベースゴムＢＲ及びキャップゴムＣＲの幅方向の両側に配置されたストリップゴムＳＲとを備える。ベースゴムＢＲと、キャップゴムＣＲと、ストリップゴムＳＲとは、それぞれ異なる配合を有する。本実施形態のトレッドゴムＴＲは、本発明のゴム部材の一例である。

本実施形態のベースゴムＢＲは、第１ゴムＲ１から形成される。また、本実施形態のキャップゴムＣＲは、第２ゴムＲ２と第３ゴムＲ３とから形成される。ストリップゴムＳＲは、第４ゴムＲ４から形成される。

キャップゴムＣＲは、第２ゴムＲ２によって形成された下側部分Ａと、第３ゴムＲ３によって形成された上側部分Ｂとを有している。本実施形態では、第２ゴムＲ２と第３ゴムＲ３とは、同一の配合を有するゴム材料である。また、キャップゴムＣＲの下側部分Ａの厚さは、上側部分Ｂの厚さと略同じである。

本実施形態のゴム押出成形装置１によれば、以下の作用効果を奏する。

（１）本実施形態によれば、トレッドゴムＴＲを構成するキャップゴムＣＲとなる同一の配合を有する第２ゴムＲ２及び第３ゴムＲ３を押出機１０Ｂ及び押出機１０Ｃを用いて供給するので、キャップゴムＣＲとなるゴム材料を単一の押出機を用いて押し出す場合と比較して、押出機１０Ｂ及び押出機１０Ｃのそれぞれに要求される押出量が低減する。これにより、押出中の第２ゴムＲ２及び第３ゴムＲ３での加工発熱が抑制され、トレッドゴムＴＲが高温になることが抑制されるので、トレッドゴムＴＲの後工程における収縮量が低減する。その結果、トレッドゴムＴＲの寸法安定性の低下が抑制され、トレッドゴムＴＲのユニフォミティの悪化を抑制できる。

また、トレッドゴムＴＲを構成するキャップゴムＣＲとなる第２ゴムＲ２及び第３ゴムを押出機１０Ｂ及び押出機１０Ｃを用いて供給する。このため、キャップゴムＣＲが厚く、キャップゴムＣＲとなるゴム材料の必要な押出量が多い場合でも、押出量を十分に確保できるので、生産性の低下を抑制できる。

（２）押出機１０Ｂ〜１０Ｃのそれぞれから成形金型３０に供給される第１ゴムＲ１、第２ゴムＲ２、及び第３ゴムＲ３の厚さが幅方向で一定である場合、成形されたキャップゴムＣＲにおいて、第３ゴムＲ３が、幅方向中央部に偏在することがある。これに対して本実施形態のゴム押出成形装置１によれば、プレフォームダイ３１の第１開口部３４の上端３４ａは、幅方向の中央部において、幅方向の両側よりも下方に膨出した曲線状に形成されている。これにより、押出機１０Ｃからから第１開口部３４に供給されるときの第３ゴムＲ３は、幅方向中央部の厚みが、幅方向の両側の厚みよりも薄くなる（図４参照）。その結果、押出成形されたキャップゴムＣＲにおける第３ゴムＲ３の幅方向中央部への偏在が抑制され、トレッドゴムＴＲのユニフォミティの悪化を抑制できる。

（第２実施形態）
第２実施形態のゴム押出成形装置１は、押出機１０Ｂが供給する第２ゴムＲ２の配合を除いて、第１実施形態のゴム押出成形装置１と同様の構成を有しており、図１から図４を援用する。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成要素には、同一の参照符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。

図６は、本実施形態のゴム押出成形装置１によって押出成形されたトレッドゴムＴＲの断面図である。

本実施形態では、ベースゴムＢＲは、第１ゴムＲ１及び第２ゴムＲ２から形成される。また、本実施形態のキャップゴムＣＲは、第３ゴムＲ３から形成される。ストリップゴムＳＲは、第４ゴムＲ４から形成される。

ベースゴムＢＲは、第１ゴムＲ１によって形成された下側部分Ａと、第２ゴムＲ２によって形成された上側部分Ｂとを有している。本実施形態では、第１ゴムＲ１と第２ゴムＲ２とは、同一の配合を有するゴム材料である。また、ベースゴムＢＲの下側部分Ａの厚さは、上側部分Ｂの厚さと略同じである。

本実施形態では、押出機１０Ａから供給された第１ゴムＲ１と、押出機１０Ｂから供給された第２ゴムＲ２とにより、ベースゴムＢＲが形成されている。本実施形態に係る押出機１０Ａ及び押出機１０Ｂは、本発明の第１押出機及び第２押出機の一例である。

第２実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、トレッドゴムＴＲは、互いに異なる配合を有するゴム材料からなるベースゴムＢＲ、キャップゴムＣＲ、及びストリップゴムＳＲから構成されていたが、これに限定されず、単一のゴム材料からなってもよい。

１ ゴム押出成形装置
１０Ａ〜１０Ｄ 押出機
１１ ホッパ
１２ スクリュ
１３ 駆動源
２０ 押出ヘッド
２１ 凹部
２２Ａ〜２２Ｄ ゴム流路
３０ 成形金型
３１ プレフォームダイ
３１ａ 第１案内通路
３１ｂ 第２案内通路
３１ｃ 口金用凹部
３２ 第１口金
３２ａ 合流通路
３３ 第２口金
３３ａ 押出開口
３３ｂ 押出通路
３４ 第１開口部
３４ａ 上端
３４ｂ 下端
３５ 第２開口部
Ｒ ゴム材料
Ｒ１ 第１ゴム
Ｒ２ 第２ゴム
Ｒ３ 第３ゴム
Ｒ４ 第４ゴム
ＴＲ トレッドゴム（ゴム部材）

Claims (4)

1. 帯状のゴム部材を押出成形するためのゴム押出成形装置であって、
   前記ゴム部材の少なくとも一部を構成し同一の配合を有するゴム材料を供給する第１押出機及び第２押出機と、
   前記第１押出機及び前記第２押出機から供給された前記ゴム材料を上下方向に積層して一体的に押し出す成形金型と
   を備える、ゴム押出成形装置。
2. 前記ゴム部材は、ベースゴムと、前記ベースゴムの上面に配置されるキャップゴムとを少なくとも有するトレッドゴムであり、
   前記ゴム材料は、前記ベースゴム又は前記キャップゴムのいずれか一方を構成する、請求項１に記載のゴム押出成形装置。
3. 前記ゴム材料は、前記キャップゴムを構成する、請求項２に記載のゴム押出成形装置。
4. 前記成形金型は、前記第１押出機及び前記第２押出機から前記ゴム材料を受け入れる開口部を備え、
   前記開口部の上端は、幅方向中央側が幅方向両側よりも下方向に膨出する曲線状に形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のゴム押出成形装置。

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