JP5378358B2 - 関節連結式ノズル及びこのノズルを用いて粘弾性材料のストリップを付着させる方法 - Google Patents

Description

本発明は、粘弾性材料、例えばプラスチック又はエラストマー材料を主成分とする製品の製造分野に関する。

特に、本発明は、必要とされる最終プロフィールに従って決定されたピッチ及び被覆速度に応じて一方が他方の頂部の上に位置するストリップの形態をした異形要素の配置分野に関する。

典型的には、この周知の配置方式は、タイヤブランクの製造で用いられており、製造中、ゴム性状の製品のストリップを非常に正確なピッチに従って円筒形又はドーナツ形形態の受け入れ面に巻き付けて同一品質のストリップの層の重ね合わせにより、所与の品質のゴムの異形要素を形成し、この異形要素は、タイヤ内でのこの異形要素により占められる場所に従って正確に位置決めされる。

公知の組み立て手段及び装置は、一般に、互いに協調して動作する次の４つの形式の手段、即ち、
‐受け入れ面、
‐規定された幾何学的形状に従ってストリップを生じさせる供給手段、
‐ストリップを受け入れ面に被着させる手段、及び
‐受け入れ面に対する付着手段の配置状態を制御する手段を有する。

欧州特許第２６８５４４号明細書又は欧州特許第２６４６００号明細書に記載された装置は、上述した手段を全て開示している。

この形式の装置により、一般に集中型製造手段から実施されるかかる異形要素の製造ステップをなしで済ますことができる。実際、ストリップは、組み立て時点で要望に応じて作られる。ストリッププロフィールが所与の場合、受け入れ面に被着される最終プロフィールは、付着手段を制御するために用いられるアルゴリズム及びストリップの断面でのみ決まる。また、これら方法の使用に融通性があることが、これら方法が普及している理由である。

この種の方法を実現できるかどうかは、主として、ストリップ形成手段の品質に依存している。事実、ストリップの断面は、材料の被着量が正確に予想される量に一致するように所望のベンチマークにできるだけ近いことが重要である。

この目的のため、厳密に一定の流量を提供することができるゴム異形要素形成手段が開発された。この種の手段は、例えば、本出願人によって出願された欧州特許出願公開第０４００４９６（Ａ１）号明細書に記載されている。

また、異形材の形状は、ストリップの層をできるだけ完全に互いに結合できるよう賢明に選択される必要がある。その目的は、ストリップの層相互間への空気の取り込みをできるだけ回避することにあり、かかる空気の存在は、使用中におけるタイヤの耐性にとって害になる場合がある。

また、エッジ効果を回避するようほぼレンズ形の断面のストリップを製造することが提案された。

さらに、ストリップの被着品質が最適であるようにすると共に受け入れ面上へのストリップの付着及び結合を容易にするため、付着手段を受け入れ面のできるだけ近くに位置決めすることが重要である。

この目的のため、公知の装置は、付着手段に結合される供給手段から成る組立体を受け入れ面に近付けることができるようにする手段を備えている。かかる手段の組立体の重量は、比較的重い。この結果、付着手段が受け入れ面の凹凸の全てに及ぶことができるよう受け入れ面に対する付着手段の位置を細かく且つ正確に制御することは困難である。また、公知のように、付着ローラを付着手段の下流側に配置することが提案されている。この種の装置は、例えば、上述した欧州特許第２６４６００号明細書に開示されている。この付着ローラは、ストリップが受け入れ面上に接触状態で配置される箇所のところに制御された圧力を及ぼす。

欧州特許第２６８５４４号明細書 欧州特許第２６４６００号明細書 欧州特許出願公開第０４００４９６（Ａ１）号明細書

しかしながら、一般に付着手段に取り付けられるこのローラは、問題の原因となることが観察されている。事実、ストリップは、ローラの表面にくっつき又は付着手段とローラとの自由空間内に逃げ込むように思われ、それにより、ストリップの変形、或いはそれどころか破断及び製造サイクルの中断が生じる。

本発明の目的は、これら欠点を解決することにある。

本発明によれば、粘弾性材料のストリップを付着させる装置であって、ストリップを付着装置に対して相対運動状態にある受け入れ面に付着させる装置が、付着ノズルと、供給手段とを有する。付着ノズルは、供給手段が入り込む本体と、ヘッドとを有し、ヘッドの端には、出口オリフィスが設けられている。

この装置は、付着ノズルのヘッドが、関節連結部によって付着ノズルの本体に結合され、関節連結部は、受け入れ面にほぼ平行な且つストリップの付着方向にほぼ垂直な軸線に沿って変形可能であることを特徴としている。

本発明は又、同一の装置を具体化する方法に関する。

かくして、ヘッドとノズルの本体との間に関節連結部を設けることにより、そしてヘッドの重量が非常に軽いので、ノズルのヘッドが受け入れ面の凹凸をほぼ瞬時に辿るようにすることが可能である。

この目的のため、有用には、力を直接ノズルヘッドに及ぼして出口オリフィスを運動中の受け入れ面に押し付けて材料がオリフィスのその出口のところで受け入れ面に直接被着されるようにするのが良く、この場合、ストリップを受け入れ面に押し付けるローラを配置することは不要である。

供給手段は、適当な流量及び圧力条件を備えたねじ押し出しツール型の手段であっても良く、或いは、好ましくは、決定された一定の体積流量で送り出すことができる体積型の供給手段である。

以下の説明は、本発明の実施形態及び図１〜図６に基づいている。

公知の先行技術の装置の略図である。 本発明の付着ノズルの概略平面図である。 本発明のノズルのＣ‐Ｃ線矢視概略横断面図である。 受け入れ面上に被着され、ストリップの重ね合わせにより形成された異形要素の概略横断面図である。 出口オリフィス高さ位置のところにおけるノズルのヘッドのプロフィールの特定の形態を示す図である。 出口オリフィス高さ位置のところにおけるノズルのヘッドのプロフィールの特定の形態を示す図である。

図１に概略的に示された公知の先行技術の装置は、供給手段２を有し、この供給手段２内には粘弾性材料Ｍが導入されてノズル１に所与の供給流量及び圧力で粘弾性材料が供給されるようになっている。受け入れ面Ｓは、付着装置に対して方向Ｒの運動状態にある。受け入れ面上に被着された配合ゴムは、ストリップＢを形成する。付着ローラ４が材料出口オリフィス１２２の下流側に位置決めされる場合がある。この装置では、ノズル及び供給手段は、一体であり且つ電動式手段５の作用下で軸線Ｃ回りに動くことができる組立体を形成する。

図２及び図３に示されている付着装置は、供給手段２（図示されていない）を有し、この供給手段の出口チャネル２０は、付着ノズル１の本体１１の入口１１０内に入り込んでいる。

本発明の好ましい具体化例によれば、ノズル１の本体１１は、供給チャネル１１１，１１２がそれぞれ貫通して延びる２つの枝部１１７，１１８に分割されている。ノズル１１の本体に対するヘッド１２の関節連結部１０が、ノズル１の本体１１の２つの枝部１１７，１１８相互間に配置されている。

ヘッド１２の関節連結部１０は、本体１１に対して固定状態に維持されている半円形クランプ１３内で回転するよう設けられた円筒形ハブ１２５を有している。半円形クランプ１３及び付着ヘッド１２は、ノズル１の本体１１の２つの枝部１１７，１１８相互間に設けられており、その結果、半円形クランプ１３によって案内されるノズル１のヘッド１２が受け入れ面によって形成された平面にほぼ平行な且つ運動方向Ｒに垂直な軸線ＡＡ′回りに自由に回転するようになっている。ノズル１のヘッド１２は、クランプ１３の開放部分に相当する角度部分にわたって回転することができる。

円筒形ハブ１２５の２つの平らな側面１２３，１２４は、本体１１の２つの枝部１１７，１１８のそれぞれの２つの平らな内面１１３，１１４と漏れ止め接触関係をなしている。

締め付けねじ１１５は、ハブの平らな面１２３，１２４と本体１１の枝部１１７，１１８の平らな内面１１３，１１４との間の接触状態及び圧力を維持する。

ハブの表面１２３，１２４と本体１１の枝部の内面１１３，１１４との間の動的漏れ止めは、表面の状態を隙間及び汎用機械で通常用いられる表面状態に適合させて表面状態がかかる隙間及び表面状態に一致するようにする鏡映システムによって保証される。

チャネル１１１，１１２は、それぞれ、ほぼ円筒形の形をしたチャネル１２０の２つの端部のところで現れ、このチャネルの軸線は、半円形クランプ１３内の付着ヘッド１２のハブ１２５の回線軸線ＡＡ′と整列している。

ノズルのヘッドは、チャネル１２０とノズルのヘッドのタブのところに配置されたオリフィス１２２を結合するための内部チャネル１２１を備えている。オリフィス１２２は、受け入れ面Ｓと付着装置の相対運動Ｒに対して横方向に細長い形状を有している。ノズル１内における粘弾性材料の循環方向は、矢印の頭が白抜きの矢印で示されている。

手段３が力Ｆをノズル１のヘッド１２に及ぼすために用いられ、それによりヘッド１２を軸線ＡＡ′回りに回転させることによりオリフィス１２２を受け入れ面Ｓに接触させる。かくして、ヘッドは、その重量が非常に軽いので、受け入れ面の凹凸にもかかわらず、受け入れ面と接触したままである。受け入れ面に被着されるストリップＢは、出口オリフィス１２２のリップによって直接付けられると推定される。

力Ｆをノズルのヘッドに加える手段は、ばね、圧力制御型ジャッキ又は任意他の均等手段であって良いが、これらには限定されない。それにもかかわらず、組立体の慣性が上述の理由で大きすぎないようにするための注意が払われる。

実際には、付着力は、比較的控えめであり、用いられる材料がゴムの場合、１００〜５００Ｎのオーダの範囲内にある。

上述すると共に図２及び図３に記載されている本発明の好ましい実施形態の組立体は、一例として本明細書において提案されており、それがコンパクトであること、軽いこと、及び組み立てやすいこととして説明されている。当業者であれば、ちょうど同じほど効率的な他の組立体を、例えば、関節連結部をノズルの本体１１の側面のうちの一方に配置し、それによりノズルの本体内の流れの分離を回避することができるようにすることによって構成できる。同様に、ノズルの本体１１の内部チャネルとヘッド１２の内部チャネルを直接連結するために開口部をハブの後側部分に形成することが可能である。

上述したように、本発明の装置により、ノズルの下流側に配置される付着ローラを用いる必要なく、ストリップを受け入れ面に付着させることができる。

事実、粘弾性材料により受け入れ面Ｓに及ぼされる動的圧力は、オリフィス１２２からのその出口速度、出口オリフィスと受け入れ面との間の離隔距離及び粘弾性材料の密度及び粘度で決まる。また、材料が所与の場合、出口オリフィスの断面を利用可能な供給手段の流量に適合させて動的圧力を発生させるのに十分な出口速度を得るような構成がなされる。

粘弾性材料に対するノズルのヘッドの作用は、ノズルのオリフィスのエッジを介して及ぼされ、この作用は、受け入れ面に対する装置の相対速度と組み合わされて、被着材料を滑らかにして付形する作用を有利にする作用効果を有する。特に、以下の説明で理解されるように、下流側に配置されたオリフィスの縁の形態は、ストリップに所望の形態を与える。

動的圧力の作用効果は、ストリップを受け入れ面にくっつけるがノズルのヘッドを受け入れ面から押し戻すことにある。手段３によりヘッドに及ぼされる力は、ヘッドを受け入れ面に近付ける作用効果を有する。受け入れ面の幾何学的不規則性は、装置に対してほとんど影響を及ぼさないと推定される。

事実、これら不規則性又は凹凸、例えば、局所凹み又は先に受け入れ面上に被着された製品の接合部は、単に、ノズルのオリフィスと受け入れ面との間の距離を変える作用効果を有するに過ぎず、このことは、動的圧力の変化を生じさせ、この変化は、ノズルのヘッドに及ぼされる力の作用によって直ちに補償される。これにより、装置が自己適合性であると考えることができ、この性質により、ノズルが体積型の供給手段に結合されたときに注目に値する被着材料の幾何学的性質及び体積の安定性を得ることができる。

供給流量を増大させることにより、出口速度が増大し、ノズルヘッドに及ぼされる力が一定である場合、ノズルは、受け入れ面から遠ざけられ、このことは、被着ストリップの断面を増大させる作用効果を有する。流量が減少すると、ノズルのヘッドは、受け入れ面に向かって動き、ついには、ノズルのヘッドに及ぼされる力によって動的圧力のバランスが取られ、このことは、ストリップの断面を減少させる作用効果を有する。

ノズルのヘッドの慣性が小さいこと及び動的力に対するその敏感性が強いことによりこの可能性を賢明に利用することができる。かくして、付着装置に対する受け入れ面の相対速度が所与である場合、押し出し流量を調節することにより、ストリップの断面を変化させることができる。ストリップの断面は、充填領域を構成するよう増大し、ストリップの断面は、プロフィールの細かい定義が特に異形要素の最終構成段階において必要とされる領域について減少することになる。

流量及び付着力を一定に保ちながら付着装置に対する受け入れ面の相対速度を増大させた場合、ストリップの断面は減少する。

体積流量が一定であり、付着装置に対する受け入れ面の相対速度が一定である場合、制御可能な手段を用いて付着力を変化させることにより、側縁部及び長手方向後縁部１２７により与えられる平滑化効果が変化することが理解できる。この作用効果は、これによりストリップを多かれ少なかれ効果的に先にドラムの表面上に被着されている製品に結合することができる限り、特に重要である。後縁部１２７による平滑化作用は、先行技術で知られ、本明細書の導入部で説明した方法で用いられている付着ローラの作用に或る程度取って代わる。

図５及び図６は、ノズル１のヘッド１２の端部のところに配置されると共に図３の挿入図ｍに示された出口１２２のプロフィールの好ましい実施形態を示している。オリフィス１２２の後縁部１２７は、ノズル１のヘッド１２を運動方向Ｒに垂直な平面内において投影法で観察したときに凹状の形をしている。ノズルのヘッドを受け入れ面に近付けると、この縁部１２７は、受け入れ面と一緒になって、実質的にレンズ形のプロフィールを定める。

上述した装置は、ストリップを積み重ねることによりタイヤブランクを製造するのに特に好適である。その結果、エラストマー材料は、好ましくは、ゴム性状のものである。受け入れ面は、製造中、タイヤのブランクを構成し、その形態は、全体として円筒形又はドーナツ形である。

タイヤの製造に利用される本発明の方法の具体化のこの特定の場合に得られる異形要素は、図４に詳細に示されており、図４は、回転中の円筒形受け入れ面に巻き付けられたストリップの互いに上に重ね合わされた連続層の被着により作られた異形要素Ｐを示している。理解できることとして、供給手段の体積流量（Ｂ₁，Ｂ₂）を変化させることにより又は後縁部１２７のプロフィールの形態（Ｂ₃）を変更することにより多くのストリッププロフィールを製造することが可能である。

体積流量を増大させることによりストリップＢ₁が得られ、それにより、異形要素Ｐの「肉づきのよい」部分の製造時間を短縮することができる。体積流量を減少させることにより、ストリップＢ₂の断面が縮小され、それにより、異形要素Ｐの外側輪郭をより正確に作ることが可能である。

Claims (10)

1. 粘弾性材料のストリップ（Ｂ）を付着させる装置であって、前記付着装置は、前記ストリップ（Ｂ）を該付着装置に対して相対運動（Ｒ）状態にある受け入れ面（Ｓ）に付着させるようになっており、前記付着装置は、供給手段（２）と、付着ノズル（１）とを有し、前記付着ノズルは、前記供給手段が入り込む本体（１１）と、ヘッド（１２）とを有し、前記ヘッド（１２）の端には、出口オリフィス（１２２）が設けられている、付着装置において、
   前記付着ノズル（１）のヘッド（１２）は、関節連結部（１０）によって前記付着ノズル（１）の前記本体（１１）に結合され、前記関節連結部（１０）は、前記受け入れ面にほぼ平行な且つ前記ストリップ（Ｂ）の付着方向（Ｒ）にほぼ垂直な軸線（ＡＡ′）に沿って変形可能である、付着装置。
2. 前記粘弾性材料が前記付着ノズル（１）の前記ヘッドの内部で循環するダクト（１２１）が、チャネル（１２０）によって、前記粘弾性材料が前記付着ノズル（１）の前記本体（１１）の内部で循環するダクトに結合され、前記チャネルの軸線は、前記関節連結部（１０）の前記軸線（ＡＡ′）と同一である、請求項１記載の付着装置。
3. 手段（３，３１）が、前記ノズル（１）の前記ヘッド（１２）に力（Ｆ）を及ぼし、前記力の一成分は、所定の値のものであり、前記出口オリフィス（１２２）が前記受け入れ面（Ｓ）の直ぐ近くに位置して前記受け入れ面に向いているとき、前記ノズルの付着箇所のところで前記受け入れ面（Ｓ）にほぼ垂直である、請求項１又は２記載の付着装置。
4. 力（Ｆ）を前記ノズル（１）の前記ヘッド（１２）に及ぼす前記手段（３，３１）は、一定の力を及ぼす、請求項３記載の付着装置。
5. 力（Ｆ）を前記ノズル（１）の前記ヘッド（１２）に及ぼす前記手段（３，３１）は、強さを制御することができる力を及ぼす、請求項３記載の付着装置。
6. 前記供給手段（２）は、前記粘弾性材料を一定の体積流量で送り出すことができる手段である、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の付着装置。
7. 粘弾性材料（Ｍ）のストリップ（Ｂ）を受け入れ面（Ｓ）に付着させる方法であって、前記受け入れ面（Ｓ）を請求項１〜６のうちいずれか一に記載の付着装置に対して相対運動状態にする、付着方法。
8. 供給流量を変化させて前記受け入れ面（Ｓ）上に被着される前記ストリップ（Ｂ）の断面を変化させる、請求項７記載の付着方法。
9. 前記粘弾性材料は、非加硫ゴムである、請求項７又は８記載の付着方法。
10. 前記受け入れ面（Ｓ）は、回転タイヤブランクにより形成される、請求項９記載の付着方法。

Images