JP4851876B2 - ゴム押出方法、及びゴム押出装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１のゴム押出機から押し出される第１のゴムからなる第１のゴム断面領域と、第２のゴム押出機から押し出される第２のゴムからなる第２のゴム断面領域とを断面に含むゴム押出体を押出ヘッドを用いて成形するゴム押出方法、及びゴム押出装置に関する。

タイヤでは、各部位における要求特性が異なるため、異なる配合の複数種類のゴム部材によって構成されている。例えば、乗用車用タイヤのトレッド部には、一般に、図８（Ａ）に示すように、耐摩耗性に優れるキャップゴムｇａを用いたキャップゴム層ＴＡａ（上側層）と、そのタイヤ半径方向内側に隣接される低発熱性のベースゴムｇｂを用いたベースゴム層ＴＡｂ（下側層）とからなる２層ゴム押出体であるトレッドゴムＴＡが使用される。

そして、このトレッドゴムＴＡを押出成形する２層ゴム押出装置ａでは、図８（Ｂ）の如く、押出ヘッドｂに装着される上段側の上のゴム押出機ｃ１により、前記上側層をなすキャップゴムｇａを押し出しし、下段側の下のゴム押出機ｃ２により、前記下側層をなすベースゴムｇｂを押し出している。このとき、前記ベースゴム層ＴＡｂに比してキャップゴム層ＴＡａの断面積が大であるため、前記上のゴム押出機ｃ１には大型のものが、又下のゴム押出機ｃ２には小型のものがそれぞれ採用されている。

他方、例えば自動二輪車用バイアスタイヤなど負荷荷重が低くかつサイドウォール部の巾が狭いバイアスタイヤでは、図９（Ａ）の如く、トレッド部からサイドウォール部に至る部位を、トレッド・サイドウォールゴムである１つのゴム押出体ＴＢで形成する場合がある。このトレッド・サイドウォールゴムＴＢでは、キャップゴムｇａを用いてトレッド部からサイドウォール部に至る基部ＴＢａを形成し、かつこの基部ＴＢａのうちでサイドウォール部に相当する領域の上向き面を、耐候性に優れるビニアゴムｇｃを用いた薄い保護層ＴＢｃにて被覆している。

この場合、前記保護層ＴＢｃが上側層となるため、図９（Ｂ）の如く、前記ビニアゴムｇｃを前記大型の上のゴム押出機ｃ１にて押出しし、又下側層となる前記基部ＴＢａをなすキャップゴムｇａを前記小型の下のゴム押出機ｃ１にて押し出すこととなる。しかし、この基部ＴＢａの方が前記保護層ＴＢｃに比して断面積が大であるため、小型のゴム押出機ｃ１では押出量が不足し、生産性を悪化させるという問題がある。

そこで、前記ゴム押出体ＴＢを生産する際には、下のゴム押出機ｃ２が大型となるように、上下のゴム押出機ｃ１、ｃ２を付け替えることが提案されている。しかしこの場合、押出ヘッド本体も、それに合わせた別の押出ヘッド本体に交換する必要が生じるなど、ゴム押出機の付け替え作業、及び押出ヘッド本体の交換作業に多くの時間と労力が要求される。又押出ヘッド本体の種類の増加を招くなど、コスト的にも不利となる。

そこで本発明は、ゴム押出機の付け替え作業、及び押出ヘッド本体の交換作業を要することなく、下側層の断面積を上側層の断面積に比して大とした２層構造のゴム押出体を、生産性を悪化させることなく生産しうるゴム押出方法、及びゴム押出装置を提供することを目的としている。

特開２０００−３１８０１６ 特開２００５−３４９５９７

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、第１のゴム押出機から押し出される第１のゴムからなる第１のゴム断面領域と、第２のゴム押出機から押し出される第２のゴムからなる第２のゴム断面領域とを断面に含むゴム押出体を押出ヘッドを用いて成形するゴム押出方法であって、
前記第２のゴム断面領域は、前記第１のゴム断面領域の上向き面の一部を被覆し、かつ第１のゴム断面領域は第２のゴム断面領域よりも断面積を大とするとともに、
プリフォーマを前面側に有する押出ヘッドの背面側に、前記第１のゴム押出機を上に、かつ該第１のゴム押出機よりも小型の第２のゴム押出機を下にそれぞれ装着し、
かつ前記プリフォーマに、前記第１のゴム押出機からの第１のゴムを、第１のフォーマ流入口から断面形状を変化させつつ前記第１のフォーマ吐出口まで導く第１のフォーマ流路と、前記第２のゴム押出機からの第２のゴムを、前記第１のフォーマ流入口の最下端よりも下方に最上端を位置させた第２のフォーマ流入口から断面形状を変化させつつ前記第２のフォーマ吐出口まで導く第２のフォーマ流路とを形成するとともに、
前記第２のフォーマ流入口から前記第２のフォーマ吐出口までの間に、前記第２のフォーマ流路を上向きに向き換えし、前記第１のフォーマ吐出口の上方に前記第２フォーマ吐出口の一部を位置させることにより、前記第１のゴム断面領域の上向き面の一部を前記第２のゴム断面領域が被覆することを特徴としている。

又請求項２の発明は、第１のゴム押出機から押し出される第１のゴムからなる第１のゴム断面領域と、第２のゴム押出機から押し出される第２のゴムからなる第２のゴム断面領域とを断面に含むゴム押出体を押出ヘッドを用いて成形するゴム押出装置であって、
前記第２のゴム断面領域は、前記第１のゴム断面領域の上向き面の一部を被覆し、かつ第１のゴム断面領域は第２のゴム断面領域よりも断面積を大とするとともに、
前記押出ヘッドは、前記第１のゴム押出機を上に、かつ該第１のゴム押出機よりも小型の第２のゴム押出機を下に上流側である背面側に装着したヘッド本体と、このヘッド本体の前面側に形成した凹部に取り付く押出しセットとを具え、
前記ヘッド本体は、第１，第２のゴム押出機からの第１，第２のゴムを受ける各一次の第１，第２の上流端入口を有する流路を具えるとともに、
前記押出しセットは、前記凹部に嵌着されるセット本体、該セット本体の背面側に設けられた横長のプリフォーマ、及び前記セット本体の前面側に設けられる横長のダイプレートを含み、
かつプリフォーマは、背面に形成され第１，２のゴムが前記流路から流入する第１，第２のフォーマ流入口と、前面に設けられた第１，第２のフォーマ吐出口と、該第１，第２のフォーマ流入口から断面形状を変化させつつ前記第１，第２のフォーマ吐出口に導く第１，第２のフォーマ流路とを含み、しかも前記第１のフォーマ流入口の最下端を、第２のフォーマ流入口の最上端よりも下方に位置させるとともに、
前記第２のフォーマ流路は、前記第２のフォーマ流入口から前記第２のフォーマ吐出口までの間に、上向きに向き換えして、前記第１のフォーマ吐出口の上方に前記第２フォーマ吐出口の一部が位置することにより、前記第１のゴム断面領域の上向き面の一部を前記第２のゴム断面領域が被覆することを特徴としている。

本発明は叙上の如く、第２のフォーマ流路を、第２のフォーマ流入口から第２のフォーマ吐出口までの間で、上向きに向き換えし、第１のフォーマ吐出口の上方に第２フォーマ吐出口の一部を位置されている。これにより、第２のゴム断面領域が、断面積が大な第１のゴム断面領域の上向き面の一部を被覆するゴム押出体を、ゴム押出機の付け替え作業、及びヘッド本体の交換作業を要することなく、かつ生産性を悪化させることなく効率よく生産することが可能になる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明のゴム押出装置を示す概念図、図２は前記ゴム押出装置により押出成形されるゴム押出体の断面図、図３はこのゴム押出体を用いて形成した空気入りタイヤの断面図である。

図１に示すように、本実施形態のゴム押出し装置１は、第１，第２のゴム押出機２，３、及び前記第１のゴム押出機２から押し出される第１のゴムＧ１からなる第１のゴム断面領域Ｒ１と、第２のゴム押出機３から押し出される第２のゴムＧ２からなる第２のゴム断面領域Ｒ２とを断面に含むゴム押出体１０を形成する押出ヘッド４を具える。

ここで、前記ゴム押出体１０は、図２に示すように、前記第２のゴム断面領域Ｒ２が、前記第１のゴム断面領域Ｒ１の上向き面Ｓの一部を被覆している。即ち、第１のゴム断面領域Ｒ１が下側層をなし、又第２のゴム断面領域Ｒ２が上側層を構成している。

特に本例では、前記ゴム押出体１０が、自動二輪車用バイアスタイヤに用いるトレッド・サイドウォールゴムＴＢである場合を例示している。即ち、前記第１のゴム断面領域Ｒ１は、その上向き面Ｓの中央部に、厚さが大な隆起部Ｒ１ａを有し、この隆起部Ｒ１ａがトレッド部１２を形成する。又第１のゴム断面領域Ｒ１は、前記隆起部Ｒ１ａの両側に、厚さが小な低高さ部Ｒ１ｂを有し、この低高さ部Ｒ１ｂがサイドウォール部１３を形成する。又前記第２のゴム断面領域Ｒ２は、前記低高さ部Ｒ１ｂを覆う耐候性に優れるビニアゴムであり、サイドウォール外面を保護し、クラックなどの発生を防止する。なお第１のゴム断面領域Ｒ１は、第２のゴム断面領域Ｒ２よりも断面積を大として形成されている。

図３に、前記トレッド・サイドウォールゴムＴＢ（ゴム押出体１０）を用いた自動二輪車用バイアスタイヤ１１の一例を示す。このタイヤ１１は、トレッド部１２からサイドウォール部１３をへてビード部１４のビードコア１５に至るカーカス１６と、このカーカス１６の半径方向外側かつトレッド部１２内に配されるブレーカ１７とを具える。前記カーカス１６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば３０〜５０゜の角度で配列した２枚のカーカスプライからなり、各カーカスコードがプライ間相互でパンタグラフ状に交差するバイアス構造を具える。又前記ブレーカ１７は、ブレーカコードを前記カーカス１６と略同角度で配列した１枚以上本例では２枚のブレーカプライからなり、トレッド部１２を補強し前記カーカス１６を保護する。そして前記カーカス１６の外側には、トレッド部１２からサイドウォール部１３に至る範囲のタイヤ外皮をなす前記トレッド・サイドウォールゴムＴＢが配される。

次に、前記第１，第２のゴム押出機２，３は、それぞれ投入口から投入されるゴムＧを、スクリュー軸の回転によって混練しながら先端から吐出する周知構造をなし、前記押出ヘッド４の背面側に、前記第１のゴム押出機２を上段側、第２のゴム押出機３を下段側として装着される。なお前述の如く、第１のゴム断面領域Ｒ１は、第２のゴム断面領域Ｒ２よりも断面積が大であるため、前記第１のゴムＧ１を押し出す第１のゴム押出機２には、第２のゴム押出機３よりも大型のゴム押出機が使用される。

又前記押出ヘッド４は、前記第１，第２のゴム押出機２，３を上下に並べて装着するヘッド本体５と、このヘッド本体５の前面側に形成した凹部６に取り付く押出しセット７とを具える。なお前記ヘッド本体５には、第１のゴム押出機２からの第１のゴムＧ１を受ける一次の第１の上流端入口８ｉを有する流路８と、第２のゴム押出機３からの第２のゴムＧ２を受ける一次の第２の上流端入口９ｉを有する流路９とが、上下に隔たって形成される。

次に、前記押出しセット７は、図４の如く、前記凹部６に嵌着されるセット本体２０と、該セット本体２０の背面側に設けられた横長のプリフォーマ２１と、前記セット本体２０の前面側に設けられる横長のダイプレート２２とを具える。

前記プリフォーマ２１は、その背面Ｓｒに形成され第１，２のゴムＧ１，Ｇ２が前記流路８，９からそれぞれ流入する第１，第２のフォーマ流入口２５ｉ、２６ｉと、前面Ｓｆに設けられた第１，第２のフォーマ吐出口２５ｏ、２６ｏと、該第１，第２のフォーマ流入口２５ｉ、２６ｉから断面形状を変化させつつ前記第１，第２のフォーマ吐出口２５ｏ、２６ｏまでのびる第１，第２のフォーマ流路２５、２６とを含む。

ここで図５（Ａ）、（Ｂ）に、前記プリフォーマ２１の背面Ｓｒ及び前面Ｓｆを示すように、前記第１のフォーマ流入口２５ｉは、その周囲縁の最下端ｊ１を、第２のフォーマ流入口２６ｉの周囲縁の最上端ｊ２よりも下方に位置させている。従って、前記流路８，９からの各ゴムＧ１、Ｇ２を、互いに混ざり合うことなく独立して第１，第２のフォーマ流路２５、２６に流入することができる。本例では、前記第１、第２のフォーマ流入口２５ｉ、２６ｉは、それぞれ横長矩形形状をなし、周囲を囲む四辺のうちの下辺及び上片が、それぞれ前記最下端ｊ１及び最下端ｊ２を構成している。

又前記プリフォーマ２１では、該プリフォーマ２１の横方向中心ｎに、前記第１のフォーマ流入口２５ｉを具え、かつ該横方向中心ｎの左右両側に、第２のフォーマ流入口２６ｉ、２６ｉを具えている。このとき、第２のフォーマ流入口２６ｉの横内端ｅｕ２は、前記第１のフォーマ流入口２５ｉの両横外端ｅｓ１よりも横方向外側に位置している。

又前記第１，第２のフォーマ吐出口２５ｏ，２６ｏは、それぞれ前記ゴム押出体１０における第１，第２のゴム断面領域Ｒ１，Ｒ２の断面形状に近い開口形状を有する。具体的には、第１のフォーマ吐出口２５ｏは、前記隆起部Ｒ１ａに相当する高さが大な矩形状の隆起相当部２５ｏａと、その両横に連なりかつ前記低高さ部Ｒ１ｂに相当する高さが小な矩形状の低高さ相当部２５ｏｂとから形成される。又第２のフォーマ吐出口２６ｏは、前記低高さ相当部２５ｏｂの横方向外側に位置する矩形状の胴部２６ｏａと、その上端に連なりかつ前記低高さ相当部２５ｏｂの上方を該低高さ相当部２５ｏｂの上縁に沿って横方向内側にのびる高さが小な矩形状の覆い部２６ｏｂとを有する本例では略Ｌ字状に形成される。

なお図６（Ａ）、（Ｂ）は、図５（Ｂ）のＡ−Ａ線、及びＢ−Ｂ線における、プリフォーマ２１の端面図であり、又図７はプリフォーマ２１を概念的に示す斜視図である。図７の如く、前記第２のフォーマ流路２６は、流入側では、第１のフォーマ流路２５よりも下方に位置しているのに対して、吐出側では、その逆に第１のフォーマ流路２５の上方側に位置しうるなど、第１のフォーマ流路２５に対して上向きに向き換えしている。この向き換えは、前記第２のフォーマ流路２６の一部が、前記第１のフォーマ流路２５の横方向外側を通ることにより達成される。そしてこの向き換えにより、前記第１のゴム断面領域Ｒ１の上向き面Ｓの一部を、前記第２のゴム断面領域Ｒ２にて被覆することができる。

ここで、前記第１，第２のフォーマ流路２５，２６は、図７の如く形状が複雑であるため、その形成は難しい。しかし、以下の如く構成することにより、容易に作成することが可能となる。

具体的には、前記図５（Ｂ）の如く、プリフォーマ２１に、第１のフォーマ流入口２５ｉと第１のフォーマ吐出口２５ｏとを前面側に投影したときに、この流入口２５ｉと吐出口２５ｏとが互いに重なる第１の重なり部２８を設ける。又同様に、第２のフォーマ流入口２６ｉと第２のフォーマ吐出口２６ｏとを前面側に投影したときに、この流入口２６ｉと吐出口２６ｏとが互いに重なる第２の重なり部２９を設ける。そして、前記プリフォーマ２１を、前記第１，第２の重なり部２８、２９を通る縦の分割線Ｘ１、Ｘ２にて分割される複数の分割プリフォーマ部２１Ｐにより形成するのである。

従来においては、前記重なり部２８、２９に、ワイヤカット等の手法を用いて貫通孔を形成し、その後、この貫通孔に繋がる部分を、この貫通孔から入る加工工具を用いて複雑な手作業によって形成する必要がある。しかし、本例の場合、背面Ｓｒや前面Ｓｆだけでなく分割面からも加工工具を入れられるため、加工が簡略化され、低コストでかつ短期間にプリフォーマ２１を効率よく形成することができる。

本例では、前記第１のフォーマ流入口２５ｉの横方向外端と、第１のフォーマ吐出口２５ｏの横方向外端との横方向位置が一致し、この一致位置に一方の縦の分割線Ｘ１を形成している。又プリフォーマ２１の前記横方向中心ｎに、他方の縦の分割線Ｘ２を形成している。

次に、前記セット本体２０は、前記図４の如く、前記第１，第２のフォーマ吐出口２５ｏ、２６ｏからの第１，第２のゴムＧ１，Ｇ２を合流させて受入れるとともに、合流したゴムをダイプレート２２に導く合流流路３０を具える。

又ダイプレート２２は、前記合流流路３０からのゴムを成形して、前記ゴム押出体１０として前端の押出口から吐出する成形流路３１を具える。

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。

本発明のゴム押出装置の一例を示す概念図である。 ゴム押出装置により押出成形されるゴム押出体の一例を示す断面図である。 ゴム押出体を用いて形成した空気入りタイヤの一例を示す断面図である。 押出しセットを拡大して示す断面図である。 （Ａ）はプリフォーマの背面を第１、第２のフォーマ流入口とともに示す図面、（Ｂ）はプリフォーマの前面を第１、第２のフォーマ吐出とともに示す図面である。 （Ａ）、（Ｂ）は、図５（Ｂ）のＡ−Ａ線、及びＢ−Ｂ線におけるプリフォーマの端面図である。 プリフォーマを概念的に示す斜視図である。 （Ａ）はトレッドゴムの断面図、（Ｂ）はその押出装置の概念図である。 （Ａ）はトレッド・サイドウォールゴムの断面図、（Ｂ）はその押出装置の概念図である。

符号の説明

１ ゴム押出装置
２ 第１のゴム押出機
３ 第２のゴム押出機
４ 押出ヘッド
５ ヘッド本体
６ 凹部
７ 押出しセット
８ｉ、９ｉ 第１，第２の上流端入口
８，９ 流路
１０ ゴム押出体
１２ トレッド部
１３ サイドウォール部
２０ セット本体
２１ プリフォーマ
２１Ｐ 分割プリフォーマ部
２２ ダイプレート
２５，２６ 第１，第２のフォーマ流路
２５ｉ，２６ｉ 第１，第２のフォーマ流入口
２５，２６ 第１，第２のフォーマ吐出口
２８ 第１の重なり部
２９ 第２の重なり部
ｅｕ 第２のフォーマ流入口の横内端
ｅｓ 前記第１のフォーマ流入口の横外端
Ｇ１ 第１のゴム
Ｇ２ 第２のゴム
ｎ 横方向中心
Ｒ１ 第１のゴム断面領域
Ｒ１ａ 隆起部
Ｒ１ｂ 低高さ部
Ｒ２ 第２のゴム断面領域
Ｓ 上向き面
Ｓｒ 背面
Ｓｆ 前面
Ｘ１，Ｘ２ 分割線

Claims (6)

1. 第１のゴム押出機から押し出される第１のゴムからなる第１のゴム断面領域と、第２のゴム押出機から押し出される第２のゴムからなる第２のゴム断面領域とを断面に含むゴム押出体を押出ヘッドを用いて成形するゴム押出方法であって、
   前記第２のゴム断面領域は、前記第１のゴム断面領域の上向き面の一部を被覆し、かつ第１のゴム断面領域は第２のゴム断面領域よりも断面積を大とするとともに、
   プリフォーマを前面側に有する押出ヘッドの背面側に、前記第１のゴム押出機を上に、かつ該第１のゴム押出機よりも小型の第２のゴム押出機を下にそれぞれ装着し、
   かつ前記プリフォーマに、前記第１のゴム押出機からの第１のゴムを、第１のフォーマ流入口から断面形状を変化させつつ前記第１のフォーマ吐出口まで導く第１のフォーマ流路と、前記第２のゴム押出機からの第２のゴムを、前記第１のフォーマ流入口の最下端よりも下方に最上端を位置させた第２のフォーマ流入口から断面形状を変化させつつ前記第２のフォーマ吐出口まで導く第２のフォーマ流路とを形成するとともに、
   前記第２のフォーマ流入口から前記第２のフォーマ吐出口までの間に、前記第２のフォーマ流路を上向きに向き換えし、前記第１のフォーマ吐出口の上方に前記第２フォーマ吐出口の一部を位置させることにより、前記第１のゴム断面領域の上向き面の一部を前記第２のゴム断面領域が被覆することを特徴とするゴム押出方法。
2. 第１のゴム押出機から押し出される第１のゴムからなる第１のゴム断面領域と、第２のゴム押出機から押し出される第２のゴムからなる第２のゴム断面領域とを断面に含むゴム押出体を押出ヘッドを用いて成形するゴム押出装置であって、
   前記第２のゴム断面領域は、前記第１のゴム断面領域の上向き面の一部を被覆し、かつ第１のゴム断面領域は第２のゴム断面領域よりも断面積を大とするとともに、
   前記押出ヘッドは、前記第１のゴム押出機を上に、かつ該第１のゴム押出機よりも小型の第２のゴム押出機を下に上流側である背面側に装着したヘッド本体と、このヘッド本体の前面側に形成した凹部に取り付く押出しセットとを具え、
   前記ヘッド本体は、第１，第２のゴム押出機からの第１，第２のゴムを受ける各一次の第１，第２の上流端入口を有する流路を具えるとともに、
   前記押出しセットは、前記凹部に嵌着されるセット本体、該セット本体の背面側に設けられた横長のプリフォーマ、及び前記セット本体の前面側に設けられる横長のダイプレートを含み、
   かつプリフォーマは、背面に形成され第１，２のゴムが前記流路から流入する第１，第２のフォーマ流入口と、前面に設けられた第１，第２のフォーマ吐出口と、該第１，第２のフォーマ流入口から断面形状を変化させつつ前記第１，第２のフォーマ吐出口に導く第１，第２のフォーマ流路とを含み、しかも前記第１のフォーマ流入口の最下端を、第２のフォーマ流入口の最上端よりも下方に位置させるとともに、
   前記第２のフォーマ流路は、前記第２のフォーマ流入口から前記第２のフォーマ吐出口までの間に、上向きに向き換えして、前記第１のフォーマ吐出口の上方に前記第２フォーマ吐出口の一部が位置することにより、前記第１のゴム断面領域の上向き面の一部を前記第２のゴム断面領域が被覆することを特徴とするゴム押出装置。
3. 前記プリフォーマは、前記第１のフォーマ流入口がプリフォーマの横方向中心に位置するとともに、第２のフォーマ流入口の横内端が、前記第１のフォーマ流入口の両横外端よりも横方向外側に位置する２つの前記第２のフォーマ流入口を具えることを特徴とする請求項２記載のゴム押出装置。
4. 前記プリフォーマは、第１のフォーマ吐出口と第１のフォーマ流入口とを前面側に投影したとき互いに重なる第１の重なり部、及び第２のフォーマ吐出口と第２のフォーマ流入口とを前面側に投影したとき互いに重なる第２の重なり部を有するとともに、前記プリフォーマは、前記第１，第２の重なり部を通る分割線で分割される複数の分割プリフォーマ部からなることを特徴とする請求項２又は３記載のゴム押出装置。
5. 前記第１のゴム断面領域は、上向き面の中央部に隆起部を、その両側に低高さ部を有し、前記第２のゴム断面領域は、前記低高さ部を覆うことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載のゴム押出装置。
6. 前記第１のゴム断面領域の前記隆起部はタイヤのトレッド部をなし、前記低高さ部はサイドウォール部をなすことを特徴とする請求項５記載のゴム押出装置。
   

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