JP5053770B2 - Extrusion molding apparatus, method for producing unvulcanized rubber tape, and method for forming unvulcanized rubber cylinder - Google Patents
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Description
本発明は、肉厚のゴム製筒体を製造する際に、マンドレル外周面に巻き付けられる未加硫ゴムテープを製造する押出成形装置、未加硫ゴムテープの製造方法及び未加硫ゴム製筒体の形成方法に関するものである。 The present invention relates to an extrusion apparatus for producing an unvulcanized rubber tape wound around the outer surface of a mandrel when producing a thick rubber cylinder, a method for producing an unvulcanized rubber tape, and an unvulcanized rubber cylinder. The present invention relates to a forming method.
従来、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブ等の肉厚のゴム製筒体を製造する方法として、特許文献1に示すように、押出成形装置から押し出した未加硫ゴムテープを、立てた状態でマンドレルの外周面に巻き付けて筒状体を形成し、これを加硫処理する方法が知られている。
ところで、ゴム製筒体として上記ポンピングチューブを例にとると、チューブ両端には締結用口金具が装着されている。したがって、ポンピングチューブを未加硫ゴムテープをマンドレルに巻きつける方法で形成する場合、チューブ両端部においては、口金具(拡大径部)を乗り越えて巻きつけることが必要となる。 By the way, when the pumping tube is taken as an example of the rubber cylinder, fastening fittings are attached to both ends of the tube. Therefore, when the pumping tube is formed by a method in which an unvulcanized rubber tape is wound around a mandrel, it is necessary to wind over the end fitting (enlarged diameter portion) at both ends of the tube.
このとき、チューブの外径は全体的に同程度に形成されるため、チューブ両端部の拡大径部とそれ以外の一般径部との境界では、未加硫ゴムテープの幅を急激に変化させることが必要となる。 At this time, since the outer diameter of the tube is formed to the same extent as a whole, the width of the unvulcanized rubber tape should be abruptly changed at the boundary between the enlarged diameter portion at both ends of the tube and the other general diameter portion. Is required.
なお、特許文献1には、ゴム製筒体の肉厚を変化させる方法として、マンドレルの移動速度を調整する方法が記載されているが、この方法では巻きつける対象の急激な径変化には対応できず、また、テープ寸法の変動が大きく、テープの切断も生じるため、実用的でないという問題があった。 Patent Document 1 describes a method of adjusting the moving speed of the mandrel as a method of changing the thickness of the rubber cylinder, but this method can cope with a sudden change in the diameter of the object to be wound. In addition, the tape size fluctuates greatly and the tape is cut, which is not practical.
そこで、本発明では、テープ幅が調整可能な未加硫ゴムテープを製造するための押出成形装置、テープ幅が調整可能な未加硫ゴムテープの製造方法、さらにはマンドレルに拡大径部が存在していても外径をほぼ一定にすることが可能な未加硫ゴム製筒体の形成方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, there is an extrusion molding apparatus for producing an unvulcanized rubber tape with adjustable tape width, a method for producing an unvulcanized rubber tape with adjustable tape width, and an enlarged diameter portion in the mandrel. However, it is an object of the present invention to provide a method for forming an unvulcanized rubber cylinder capable of making the outer diameter substantially constant.
上記課題を解決するために、本発明においては、押出機のヘッドに押出ダイスが取り付けられ、該押出ダイスに形成されたスリット状の押出口から未加硫ゴムをテープ状に押出す押出成形装置であって、押出ダイスが、前記ヘッドの出口面に接した状態で、前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設けられ、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動させることで前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整するようにしたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, an extrusion die is attached to the head of an extruder and extrudes unvulcanized rubber into a tape shape from a slit-like extrusion port formed in the extrusion die. The extrusion die is provided so as to be relatively movable along the head exit surface while being in contact with the exit surface of the head, and the extrusion die is relatively moved along the head exit surface. Thus, the overlapping portion between the head outlet and the extrusion port is changed, and the width of the rubber tape extruded from the extrusion port is adjusted.
上記構成によれば、押出ダイスをヘッド出口が形成された面(ヘッド出口面)に隙間なく配設することにより、押出口とヘッド出口とが重複した部分から未加硫ゴムが押し出される。したがって、押出ダイスを相対的に移動させてヘッド出口と押出口との重複部分を変化させることにより、未加硫ゴムテープのゴムテープ幅を調整することが可能となる。 According to the above configuration, the unvulcanized rubber is extruded from the portion where the extrusion port overlaps the head outlet by arranging the extrusion die on the surface where the head outlet is formed (head outlet surface) without any gap. Therefore, the rubber tape width of the unvulcanized rubber tape can be adjusted by moving the extrusion die relatively to change the overlapping portion between the head outlet and the extrusion port.
押出ダイスをヘッド出口に対して相対的に移動可能にする具体的な態様としては、例えば、押出ダイスを、ヘッドの出口面に接した状態で、ヘッド出口面上で回転自在に設け、押出ダイスをヘッド出口面上で回転させることでヘッド出口と押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整することができる。 As a specific mode for making the extrusion die relatively movable with respect to the head outlet, for example, the extrusion die is provided in contact with the outlet surface of the head so as to be rotatable on the head outlet surface. The width of the rubber tape extruded from the extrusion port can be adjusted by changing the overlapping portion between the head exit and the extrusion port by rotating on the head exit surface.
押出機のヘッド出口の形状は、押出ダイスの回転によって押出口との重複部分が変化するものであれば特に限定されず、押出口のスリット形状と同形であってもよい。ただ、ヘッド出口の形状を押出口のスリットと同形にした場合、押出ダイスを少し回転させただけでヘッド出口と押出口との重複部分が大幅に変化するため、ゴムテープ幅を制御するには押出ダイスの回転を微妙に調整することが必要となる。 The shape of the head outlet of the extruder is not particularly limited as long as the overlapping portion with the extrusion port is changed by the rotation of the extrusion die, and may be the same shape as the slit shape of the extrusion port. However, if the shape of the head outlet is the same as the slit of the extrusion port, the overlap between the head outlet and the extrusion port will change drastically by slightly rotating the extrusion die. It is necessary to finely adjust the rotation of the die.
そこで、本発明では、ヘッド出口を、短手方向の幅が前記押出口のスリット幅よりも広くなるように長孔状に形成可能とした。これにより、押出ダイスの回転とともに、ヘッド出口と押出口との重複部分の変化を緩やかにすることができ、ゴムテープ幅の調整が容易となる。 Therefore, in the present invention, the head outlet can be formed in a long hole shape so that the width in the short direction is wider than the slit width of the extrusion port. Thereby, with the rotation of the extrusion die, the change in the overlapping portion between the head outlet and the extrusion port can be moderated, and the adjustment of the rubber tape width is facilitated.
また、押出口及びヘッド出口の中心位置は、押出ダイスの回転中心の位置に合せるのが好ましい。これにより、未加硫ゴムテープ押出ダイスの中心部から押し出すことが可能となる。したがって、押し出した未加硫ゴムテープをマンドレルに直接巻きつけるなどの場合には、未加硫ゴムテープを送り出す位置が安定するため、未加硫ゴムテープをマンドレルに正確に巻きつけることができる。 Moreover, it is preferable to match the center positions of the extrusion port and the head outlet with the position of the rotation center of the extrusion die. Thereby, it becomes possible to extrude from the center part of the unvulcanized rubber tape extrusion die. Accordingly, when the extruded unvulcanized rubber tape is directly wound around the mandrel, the position where the unvulcanized rubber tape is fed out is stabilized, so that the unvulcanized rubber tape can be accurately wound around the mandrel.
押出ダイスをヘッド出口に対して相対的に移動可能にする他の態様としては、押出ダイスをヘッド出口面に沿ってスライド自在に設け、押出ダイスをヘッド出口面に沿ってスライドさせることでヘッド出口と押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整することも可能である。 As another aspect of enabling the extrusion die to move relative to the head outlet, the extrusion die is slidably provided along the head outlet surface, and the extrusion die is slid along the head outlet surface to thereby remove the head outlet. It is also possible to adjust the width of the rubber tape extruded from the extrusion port by changing the overlapping portion between the extrusion port and the extrusion port.
この場合、押出ダイスの押出口は、ヘッド出口を横断するように配し、押出ダイスをヘッド出口の縦方向にスライド自在とすることができる。このとき、ヘッド出口の横幅が縦方向に変化するように形成することにより、押出ダイスをスライドさせてヘッド出口と押出口との重複部分を変化させることが可能となる。ヘッド出口の具体的な形状としては、たとえば、三角形に形成したり、台形に形成することができる。 In this case, the extrusion port of the extrusion die is arranged so as to cross the head outlet, and the extrusion die can be slidable in the longitudinal direction of the head outlet. At this time, by forming the horizontal width of the head outlet so as to change in the vertical direction, it is possible to slide the extrusion die and change the overlapping portion between the head outlet and the extrusion port. As a specific shape of the head outlet, for example, it can be formed in a triangle or a trapezoid.
また、本発明に係る未加硫ゴムテープの製造方法は、未加硫ゴムを押し出す押出機のヘッド出口に、スリット状の押出口を備えた押出ダイスを隙間なく重ね合せ、前記押出口から未加硫ゴムテープを押し出すにあたって、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設け、未加硫ゴムテープを押し出しながら前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動させることによって前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させ、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整することを特徴とする。 The unvulcanized rubber tape manufacturing method according to the present invention also includes an extrusion die having a slit-like extrusion port, which is overlapped without any gap at the head outlet of an extruder for extruding unvulcanized rubber, and is not added from the extrusion port. When extruding the vulcanized rubber tape, the extrusion die is relatively movable along the head exit surface, and the extrusion die is moved relatively along the head exit surface while extruding the unvulcanized rubber tape. The overlapping portion between the head outlet and the extrusion port is changed to adjust the width of the rubber tape extruded from the extrusion port.
上記構成によれば、未加硫ゴムテープを一旦切断することなく、一本の連続した状態でテープ幅を任意に調整することができる。 According to the above configuration, the tape width can be arbitrarily adjusted in one continuous state without once cutting the unvulcanized rubber tape.
また、本発明に係る未加硫ゴム製筒体の形成方法は、押出機のヘッド出口に取り付けられた押出ダイスのスリット状の押出口から押し出された未加硫ゴムテープを立てた状態で、拡大径部を有するマンドレルに螺旋状に巻きつけることによって未加硫ゴム製筒体を形成する方法であって、押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設け、前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させることにより、押出口から押し出されるゴムテープ幅を調整可能とした上で、前記未加硫ゴムテープをマンドレルに巻きつける際に、拡大径部に未加硫ゴムテープを巻きつけるときは、押出ダイスをヘッド出口面に沿って相対的に移動させて前記ゴムテープ幅が狭くなるように調整し、拡大径部以外の部分に未加硫ゴムテープを巻きつけるときは、前記ゴムテープ幅が広くなるように調整することによって、全長にわたって外径をほぼ一定にすることを特徴とする。 In addition, the method for forming the unvulcanized rubber cylinder according to the present invention is an enlarged state in which the unvulcanized rubber tape pushed out from the slit-like extrusion port of the extrusion die attached to the head outlet of the extruder is erected. A method for forming an unvulcanized rubber cylinder by spirally winding a mandrel having a diameter portion, wherein an extrusion die is provided to be relatively movable along the head exit surface, and the head exit and By changing the overlapping portion with the extrusion port, the width of the rubber tape extruded from the extrusion port can be adjusted, and when the unvulcanized rubber tape is wound around a mandrel, the unvulcanized rubber tape is applied to the enlarged diameter portion. When winding, adjust the extrusion die to move relatively along the head exit surface so that the width of the rubber tape becomes narrow, and wind the unvulcanized rubber tape around the area other than the enlarged diameter part. Rutoki by adjusting such that the rubber tape width increases, characterized by a substantially constant outer diameter over the entire length.
上記構成によれば、マンドレルに拡大径部が存在していても、外径がほぼ一定な未加硫ゴム製筒体を容易に得ることが可能となる。本発明に係る未加硫ゴム製筒体の形成方法においては、前述のごとく、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブを構成する肉厚の内面ゴム層を形成する方法として好適に用いることができる。 According to the said structure, even if an enlarged diameter part exists in a mandrel, it becomes possible to obtain easily the cylinder body made from an unvulcanized rubber with a substantially constant outer diameter. In the method for forming an unvulcanized rubber cylinder according to the present invention, as described above, it can be suitably used as a method for forming a thick inner rubber layer constituting a pumping tube of a squeeze pump.
すなわち、ポンピングチューブの端部には口金具が取付けられるため、これが拡大径部として作用する。このような場合においても、本発明に係る未加硫ゴム製筒体の形成方法によれば、巻きつける未加硫ゴムテープ幅を変更しても、テープに過度の力がかかることがないためテープが切断されるおそれや、テープの寸法が乱れるおそれがなく、外径がほぼ一定な未加硫ゴム製筒体を容易に得ることができる。 That is, since a fitting is attached to the end of the pumping tube, this acts as an enlarged diameter portion. Even in such a case, according to the method for forming an unvulcanized rubber cylinder according to the present invention, even if the width of the unvulcanized rubber tape to be wound is changed, an excessive force is not applied to the tape. It is possible to easily obtain an unvulcanized rubber tubular body having a substantially constant outer diameter without fear of being cut or disturbing the dimensions of the tape.
本発明では、未加硫ゴムを押し出す押出機のヘッド出口に、スリット状の押出口を備えた押出ダイスを隙間なく重ね合せ、前記押出口から未加硫ゴムテープを押し出すにあたって、前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動可能に設け、未加硫ゴムテープを押し出しながら前記押出ダイスを前記ヘッド出口面に沿って相対的に移動させることによって、前記ヘッド出口と前記押出口との重複部分を変化させ、未加硫ゴムテープのテープ幅を調整することができる。 In the present invention, an extrusion die having a slit-like extrusion port is overlaid without any gap at the head outlet of an extruder for extruding unvulcanized rubber, and when extruding the unvulcanized rubber tape from the extrusion port, the extrusion die is Overlap between the head outlet and the extrusion port is provided by being relatively movable along the head exit surface and moving the extrusion die relatively along the head exit surface while extruding the unvulcanized rubber tape. The width of the unvulcanized rubber tape can be adjusted by changing the part.
以下、図面を基に本発明について説明する。図1は、本発明に係る押出成形装置の押出機ヘッドを示す断面図であり、図2は、上記ヘッドの正面図であり、図3は、図2の押出ダイスを回転させた状態を示すヘッドの正面図である。 The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view showing an extruder head of an extrusion molding apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a front view of the head, and FIG. 3 shows a state in which the extrusion die of FIG. 2 is rotated. It is a front view of a head.
本発明に係る押出成形装置は、未加硫ゴムを混練して押し出す押出機1と、押出機1の先端に取付けられるヘッド2と、ヘッド2の出口面2aに隙間なく重なり合うように配設された押出ダイス4とを備えている。押出機1から押出ヘッド2に供給された未加硫ゴムは押出ダイス4に形成された押出口5からテープ状に成形されて押し出されるようになっている。
The extrusion molding apparatus according to the present invention is disposed so as to overlap with an extruder 1 kneading and extruding unvulcanized rubber, a
押出ダイス4は、円盤状に形成されており、その中央部にはスリット状の押出口5が形成されている。なお、押出口5は、ヘッド出口3側から表面側にかけて内面が狭くなるテーパ状に形成されており、これにより未加硫ゴムが押出口5内に流入しやすいようになっている。押出ダイス4は、ガイド部材6によってヘッド出口面2a上において隙間なく回転自在に保持されている。押出ダイス4は、油圧シリンダ7から構成された回転手段によって回転が制御される。
The extrusion die 4 is formed in a disk shape, and a slit-shaped extrusion port 5 is formed at the center thereof. The extrusion port 5 is formed in a tapered shape whose inner surface becomes narrower from the
ヘッド出口3は、短手方向の幅が押出口5のスリット幅よりも広く、かつ長手方向の長さが押出口5のスリット長さdよりもやや長くなるように、長孔状に形成されている。そして、ヘッド出口3の中心と、押出口5の中心とが押出ダイスの回転中心に一致するように形成されている。
The
上記構成において、押出ダイス4が回転していない状態では、図2に示すように、押出口5の全体がヘッド出口3と重複するため、押出口5のスリットの長さdがそのまま押し出される未加硫ゴムテープのテープ幅となる。
In the above configuration, when the
押出ダイス4が回転すると、図3に示すように、押出口5の中央部とヘッド出口3の中央部の重複部分E(斜線部分)から未加硫ゴムテープが押し出されるため、テープ幅が狭くなる。以上のように、押出ダイス4を回転させることにより、押し出す未加硫ゴムテープの幅を調整することが可能となる。
When the extrusion die 4 rotates, as shown in FIG. 3, the unvulcanized rubber tape is pushed out from the overlapping portion E (shaded portion) between the central portion of the extrusion port 5 and the central portion of the
次に、上記構成の押出成形装置を用いて、拡大径部を有するマンドレル8に未加硫ゴム製筒体を形成する方法について説明する。図4は、未加硫ゴム製筒体としてスクイーズ式ポンプのポンピングチューブを構成する内面ゴム層11を形成する方法を示す模式図である。図に示すように、マンドレル8の外周面には口金具9が外装されている。これにより、マンドレル8に、口金具9の存在しない一般径部Aと、口金具9によって拡径された拡大径部Bとが形成される。
Next, a method for forming an unvulcanized rubber cylinder on the
押出成形装置の押出口5から押し出された未加硫ゴムテープ10は、先ず、拡大径部Bに巻き付けられる。このとき、押出ダイス4は、ヘッド出口3の長孔に対して押出口5のスリットが交差するように回転させる。これにより、ヘッド出口3と押出口5との重複部分から未加硫ゴムテープ10が押し出されるため、ゴムテープ10の幅は、スリット長さdよりも狭くなる。得られたゴムテープ10は、立てた状態で、すなわち、ゴムテープ10の一側面がマンドレル8の外周面に当接するようにして拡大径部Bに巻きつける。
The
未加硫ゴムテープ10をマンドレル8に巻きつけるにあたっては、ゴムテープ10の押出し速度に応じてマンドレル8を中心軸12周りに回転させながら、マンドレルの中心軸方向Cに移動させる。これにより、ゴムテープ10に一定のテンションをかけた状態でテープ間に隙間なく巻きつけることが可能となる。
When the
拡大径部Bと一般径部Aの境界に達すると、押出しダイス4を元の状態に戻し、ヘッド出口3と押出口5との長さ方向を一致させる。これにより、押出口5から押し出される未加硫ゴムテープ10の幅は押出口5のスリットの長さと同じdになる。すなわち、ゴムテープ10を押し出しながらテープ幅を連続的に変化させることが可能となる。
When the boundary between the enlarged diameter portion B and the general diameter portion A is reached, the extrusion die 4 is returned to the original state, and the length directions of the
なお、未加硫ゴムテープ10の幅は、テンションをかけながらマンドレル8に巻きつける際に、狭くなる傾向があるため、その分を考慮に入れて設定する。また、実際に未加硫ゴムテープ10をマンドレル8に巻きつける際には、テープ幅のほかに、マンドレル8の移動速度及び回転速度を調整することでテープ10のマンドレルに対する傾斜角度を変化させ、これによりゴムの厚みを適宜調整すればよい。
Note that the width of the
上記方法によれば、マンドレル8に一般径部Aと拡大径部Bとが混在している場合でも、外径が全体的にほぼ一定の内面ゴム層11(未加硫ゴム製筒体)を形成することができる。内面ゴム層11を形成した後は、その外周面を被覆する補強ゴム層と、さらにその外周面を被覆する外面ゴム層を形成した後、加硫処理を施すことにより3層構造のポンピングチューブを得ることができる。
According to the above method, even when the general diameter part A and the enlarged diameter part B are mixed in the
補強ゴム層は、スチールコードに公知の未加硫ゴムをトッピング処理したシート状物をチューブ軸線に対して所定の成形角度で繊維方向が交差するように、内面ゴム層の外周面上に交互に2プライ巻付けて形成される。 The reinforcing rubber layer is formed on the outer circumferential surface of the inner rubber layer so that the fiber direction intersects the tube axis at a predetermined molding angle with a sheet-like material obtained by topping a known unvulcanized rubber on a steel cord. Formed by winding two plies.
なお、本実施形態では、押出ダイス4をヘッド出口面2aに沿って相対的に移動させる具体的な態様として、押出ダイス4をヘッド出口面2aに回転自在に保持された態様について説明したが、これに限らず、例えば、他の態様として、図5に示すように、押出ダイス4をヘッド出口面2aに沿ってスライド自在に保持された態様を採用することも可能である。
In the present embodiment, the embodiment in which the extrusion die 4 is rotatably held on the
すなわち、図5に示す態様においては、ヘッド出口3は三角形状に形成されており、ヘッド出口面2aにはスリット状の押出口5を有する押出ダイス4がヘッド出口3を横断するように隙間なく配されており、押出ダイス4はヘッド出口面2aに沿って縦方向Fにスライド自在とされている。
That is, in the embodiment shown in FIG. 5, the
このような構成において、押出ダイス4を縦方向Fにスライドさせると、ヘッド出口3と押出口5との重複部分Eを変化させることが可能となり、押出口5から押し出される未加硫ゴムテープ10のテープ幅を調整することが可能となる。
In such a configuration, when the extrusion die 4 is slid in the longitudinal direction F, the overlapping portion E between the
ただし、この場合、未加硫ゴムテープ10の幅は、縦方向Fにスライドさせる押出しダイス4の移動速度に比例しない点に留意しなければならない。すなわち、ヘッド2内部で加圧された状態の未加硫ゴム13がヘッド2の外部に押し出されると、未加硫ゴム13に膨張しようとする力が作用する。
However, in this case, it should be noted that the width of the
従って、押出ダイス4を介さずに直接ヘッド出口3から未加硫ゴム13を押し出した場合には、押し出された未加硫ゴム13の断面は、図6に示すように、三角形の各辺が外方に膨張して湾曲したような形状となる。したがって、縦方向Fにスライドさせる押出ダイス4の移動速度は、未加硫ゴム13の膨張量を考慮して調整する必要がある。
Therefore, when the
また、本実施形態においては、未加硫ゴム製筒体として3層構造のポンピングチューブの内面ゴム層を製造する場合について説明したが、単層構造のものであってもよい。さらに、拡大径部が筒体中央部に形成されていてもよい。具体的に、軸芯周りにゴムを積層したゴムローラにおいて、ローラ形状をバレル状にする際に、本発明を好適に使用することができる。 In the present embodiment, the case where the inner rubber layer of the pumping tube having a three-layer structure is manufactured as an unvulcanized rubber cylinder has been described, but a single-layer structure may be used. Furthermore, the enlarged diameter part may be formed in the cylinder center part. Specifically, in the rubber roller in which rubber is laminated around the shaft core, the present invention can be suitably used when the roller shape is changed to a barrel shape.
1 押出機
2 ヘッド
3 ヘッド出口
4 押出ダイス
5 押出口
6 ガイド部材
7 油圧シリンダ
8 マンドレル
9 口金具
10 未加硫ゴムテープ
11 内面ゴム層
12 マンドレル中心軸
13 未加硫ゴム
A 一般径部
B 拡大径部
C マンドレル移動方向
E 重複部分
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