JP5485241B2 - ゴム成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、トレッドゴム部材などのタイヤ用ゴム部材の製造に際して、安定した熱入れ状態でゴムの成形加工が可能なゴム成形装置に関する。

トレッドゴム部材などのタイヤ用ゴム部材の成形加工においては、所定配合の練りゴムをオープンロールにより加熱した（熱入れ）後、押出機などの成形機に供給して、所定形状に成形することが行われている（例えば、特許文献１）。

そして、成形すべきゴム部材を変更する際には各ゴム部材に応じた練りゴムへ取り替え（ゴム替え）、熱入れを行う必要があるが、このゴム替えに際しては、生産性の低下やコストの上昇を招くことなく能率的に行う必要がある。

そこで、上記した熱入れ工程において、オープンロールにガイド板（分割ガイド板）を配置してオープンロール面を幅方向に２つの領域に分割して、片方の領域（生産側領域）で練りゴムの熱入れを行いながら、ゴム量が所定量以下になった時点で、他方の領域（準備側領域）に次のゴム部材に使用される練りゴムを投入して熱入れの準備を開始し、生産側領域における熱入れが完了した後は、準備側領域が新たな生産側領域となって次の熱入れを開始する、即ち、生産側領域と準備側領域とを交互に切り替えることが従来より行われている。このように、２つの領域を交互に生産側領域と準備側領域とすることにより、能率的なゴム替えを行うことができる。

特開２００１−１５０５１１号公報

しかしながら、この分割ガイド板は、従来、オープンロールの幅方向の中央部に固定配置されていたため、熱入れ加工面積が相対的に小さく、練りゴムとロール面との接触面積を充分に確保することが困難であった。この結果、熱入れ加工時の発熱を充分に分散させることができず、ゴム温度を均一に保持することが困難であった。ゴム温度が均一に保持されていない状態で成形を行った場合、不均一な形状のゴム部材が成形され、製品タイヤの品質を低下させる恐れがある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、熱入れ加工時の発熱を充分に分散して、ゴム温度を均一に保持することにより、均一な形状のゴム部材を安定的に成形することができるゴム成形装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
練りゴムをオープンロールにより熱入れした後、所定形状に成形するゴム成形装置であって、
前記オープンロールの外周面には、前記オープンロール面を幅方向に、前記練りゴムの熱入れを行う生産側領域およびゴム替えの準備を行う準備側領域に分割する分割ガイド板が設けられており、
ゴム替えに際して前記準備側領域に投入された練りゴムの押圧力により、前記分割ガイド板が前記生産側領域方向に移動して、前記準備側領域と生産側領域とが切り替えられるように構成されており、
さらに、前記分割ガイド板の移動範囲が、下記式を満足するように構成されている
ことを特徴とするゴム成形装置である。
０．５＜Ｌ１／Ｌ≦０．９
但し、Ｌ ：オープンロールの全幅
Ｌ１：生産側領域のロール幅

請求項２に記載の発明は、
前記所定形状に成形する方法が、押出し成形法であることを特徴とする請求項１に記載のゴム成形装置である。

請求項３に記載の発明は、
トレッドゴム部材製造用の成形装置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴム成形装置である。

本発明によれば、熱入れ加工時の発熱を充分に分散して、ゴム温度を均一に保持することにより、均一な形状のゴム部材を安定的に成形することができるゴム成形装置を提供することができる。

そして、分割ガイド板の移動に際しては、練りゴムの押圧力を利用しているため、分割ガイド板を駆動させるために特別な装置を設ける必要がなく、設備コストや使用エネルギーの低減を図ることができる。

本発明の実施の形態のゴム成形装置の熱入れ加工機を示す斜視図である。 本発明の実施の形態のゴム成形装置の熱入れ加工機のオープンロールおよび分割ガイド板を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態のゴム成形装置の熱入れ加工機の分割ガイド板の移動機構を示す平面図である。 本発明の実施の形態のゴム成形装置の熱入れ加工機の分割ガイド板の移動機構を模式的に示す正面図である。 本発明の実施の形態のゴム成形装置の熱入れ加工機のオープンロールの生産側領域および準備側領域を示す図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

１．ゴム成形装置
ゴム成形装置は、練りゴムに熱入れ加工を行う熱入れ加工機と、熱入れ加工された練りゴムを所定形状に成形する押出し成形を行う押出成形機とを備えている。

図１は、本発明の実施の形態のゴム成形装置の熱入れ加工機を示す斜視図である。図１に示すように、熱入れ加工機１は、練りゴムの熱入れ加工を行うオープンロール１１と、可動式の分割ガイド板１２と、オープンロール１１の軸方向における分割ガイド板１２の位置を変えるための移動機構１４とを備えている。

図２は、本発明の実施の形態のゴム成形装置の熱入れ加工機のオープンロールおよび分割ガイド板を模式的に示す側面図である。図２に示すように、オープンロール１１は、前後に平行に配置されている前側ロール１１ａと後側ロール１１ｂとを備えており、それぞれのロール１１ａ、１１ｂの内部には温調配管（図示省略）が配置されている。

そして、分割ガイド板１２は、下端部がオープンロール１１の前側ロール１１ａおよび後側ロール１１ｂの外周面に沿って先細りに形成されている。

図３は、本発明の実施の形態のゴム成形装置の熱入れ加工機の分割ガイド板の移動機構を示す平面図である。図４は、本発明の実施の形態のゴム成形装置の熱入れ加工機の分割ガイド板の移動機構を模式的に示す正面図である。

図３に示すように、移動機構１４は、オープンロール１１の上方に配置される前後一対のガイド１４ａ、１４ｂと、ガイド１４ａ、１４ｂ間に架設されてガイド１４ａ、１４ｂに沿ってスライドする保持部材１３とを備えている。そして、図４に示すように、分割ガイド板１２は、保持部材１３に取り付けられることにより二点鎖線で示すように移動可能となっている。

図５は、本発明の実施の形態のゴム成形装置の熱入れ加工機のオープンロールの生産側領域および準備側領域を示す図であり、（ａ）は図面左側を生産側領域としたときの熱入れ開始の状態を、（ｂ）は、熱入れ終了直前の生産側領域が狭くなった状態を示している。図５に示すように、オープンロール１１は、分割ガイド板１２により第１領域Ａおよび第２領域Ｂに区分けされ、第１領域Ａおよび第２領域Ｂの間では、分割ガイド板１２の移動により生産側領域および準備側領域の切り替えが行われる。なお、図５において、Ｌはオープンロールの全幅であり、Ｌ１は生産側領域のロール幅であり、Ｌ２は準備側領域のロール幅である。

準備側領域に練りゴムが投入された場合、分割ガイド板１２の移動により、準備側領域が広くなる一方、生産側領域が狭くなる。分割ガイド板１２の移動範囲については、Ｌ１／Ｌ≦０．５の場合は、練りゴムの熱入れが不均一になる。一方、Ｌ１／Ｌ＞０．９に設定したときは、準備側領域に投入される練りゴムの量が少なくなり、分割ガイド板１２に対する押圧力が不足するため、設備（スイングコンベア）が必要になり、これに伴い分割ガイド板１２を移動させるための設備の設置スペースが必要になる。以上より、０．５＜Ｌ１／Ｌ≦０．９の条件を満足する必要がある。

そして、例えば、全幅Ｌが２１００ｍｍのオープンロールの場合、生産側領域のオープンロール１１のロール幅Ｌ１は約１８００ｍｍに調整され、オープンロールの他端からの分割ガイド板の距離であるＬ２は約３００ｍｍに調整される。

なお、オープンロール１１の両端には、ゴム材料をせき止めるための固定式のせき止め板（図示省略）が配置されている。

２．熱入れ加工機による練りゴムの熱入れ加工の説明
熱入れ加工を開始するときには、いずれか一方の領域（本実施の形態では第１領域）を生産側領域としてこの領域に練りゴムを投入して熱入れ加工を行う。

熱入れが行われた練りゴムは、図外のナイフで所定幅に切断されて押出成形機に向けて供給される。そして、ゴム替えが必要な場合、第１領域（生産側領域）におけるゴム量が所定量以下になった時点で、第２領域を準備側領域としてこの領域に第１領域の練りゴムとは異なる練りゴムを投入する。

分割ガイド板１２は、第２領域（準備側領域）に投入された練りゴムの押圧力により、練りゴム量が減少した第１領域側（生産側領域）に徐々に移動する。これにより、第２領域が徐々に拡がって熱入れ加工するための練りゴムを準備することができる。

そして、第１領域（生産側領域）における熱入れが終了したときに、第１領域が新たな準備側領域となる一方、第２領域が新たな生産側領域となってゴム替えが行われて次の熱入れが開始される。

そして、第２領域（生産側領域）における練りゴム量が所定量以下になった時点で、第１領域（準備側領域）に新たな練りゴムが投入され、分割ガイド板１２が第１領域（準備側領域）に投入された練りゴムの押圧力により、練りゴム量が減少した第２領域側（生産側領域）に徐々に移動する。

そして、第２領域（生産側領域）における熱入れが終了したときに、第２領域が再び新たな準備側領域となる一方、第１領域が新たな生産側領域となって熱入れが行われる。

そして、以上の動作を繰り返すことにより、第１領域Ａと第２領域Ｂとの間では、生産側領域と準備側領域との切り替えが行われる。

このように、第１領域Ａおよび第２領域Ｂは、いずれか一方の領域が練りゴムが投入されて熱入れを行う生産側領域となり、他方の領域が前記練りゴムとは異なる練りゴムが投入されてゴム替えの準備を行う準備側領域となる。

３．本実施の形態の効果
（１）オープンロールに供給される練りゴムの量に応じた分割ガイド板１２の準備側領域への移動により、オープンロールの生産側領域を拡げることができるため、熱入れ加工時の発熱が充分に分散されて、練りゴムの温度を均一に保つことができる。この結果、均一な形状のゴム部材が成形され、製品タイヤの品質を向上させることができる。

（２）また、分割ガイド板１２の移動は、練りゴムの押圧力により行われるため、駆動動力源を必要としない。このため、設備コストを抑え、省エネルギー化を図ることができる。

（３）しかも、熱入れの終了とに共に第１領域Ａと第２領域Ｂとの間で、自動的に生産側領域と準備側領域との切り替えが行われるため、ゴム替え時の段替ロスを抑えることができて生産性を確保することができる。

次に、実施例により、本発明をより具体的に説明する。

径６６０ｍｍ×幅２１３４ｍｍの前側ロールおよび後側ロールから構成される中田エンヂニアリング（株）製のオープンロールに、表１の実施例１、２に示す各位置に分割ガイド板を配置して、５ロット分のトレッドゴム部材用の練りゴムを用いて、それぞれ熱入れを行った。なお、オープンロール表面の温度（熱入れ温度）は、４０℃に温調設定した。比較例として、オープンロール１１の中央（分割ガイド板の位置５０％に相当）に分割ガイド板が固定された従来の固定式の熱入れ加工機を用いて、実施例と同様にして熱入れを行った。

このとき、それぞれの熱入れ加工時の練りゴム温度を測定し、最大値と最小値の差を求め、ゴム温度Ｒとした。

次に、熱入れ加工後の練りゴムを押出成形機に供給し、トレッドゴム部材を成形した。押出成形品の仕上り形状を、狙い形状に対するズレ量（幅、ゲージ、断面積）を測定することにより評価した。評価は、比較例における測定値を１００とする相対評価とし、数値が大きいほど仕上り形状が良好であることを示す。

次に、各例について段替を行い、そのときの段替ロスを測定し、比較例における測定値を１００とする相対評価で、生産性を評価した。数値が大きいほど生産性が高いことを示す。

また、実施例に用いた可動式の分割ガイド板を備えたオープンロールにおける設備コストと、比較例の従来の固定式の熱入れ加工機における設備コストを求め、比較例における設備コストを１００として相対評価を行った。数値が大きいほど設備コストが高いことを示す。

表１より、実施例１、２におけるオープンロール内ゴム温度Ｒは、１０℃、６℃であり、比較例における１５℃に比べてそれぞれ５℃、９℃低減していることが分り、均一な熱入れ加工が行われたことが分かる。そして、押出成形品仕上り形状が良好であることも分かる。

この結果より、可動性の分割ガイド板を設けることにより、均一な熱入れ加工が可能となり、均一な形状の成型品を得ることができることが確認された。また、分割ガイド板の位置の上限を９０にしても問題がないことが確認された。

また、実施例１、実施例２の生産性（段替ロス）は比較例と同等であり、可動性の分割ガイド板を設けた場合でも、生産性を充分に維持することができることが分かる。

そして、設備コストについては、比較例に比べて２０％も低減できている。これは、分割ガイド板を配置するための特別な設備を必要としないため、設備コストを低減できたと考えられる。

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 熱入れ加工機
１１ オープンロール
１１ａ 前側ロール
１１ｂ 後側ロール
１２ 分割ガイド板
１３ 保持部材
１４ 移動機構
１４ａ、１４ｂ ガイド
Ａ 第１領域
Ｂ 第２領域
Ｌ オープンロールの全幅
Ｌ１ 生産側領域のロール幅
Ｌ２ 準備側領域のロール幅

Claims (3)

1. 練りゴムをオープンロールにより熱入れした後、所定形状に成形するゴム成形装置であって、
   前記オープンロールの外周面には、前記オープンロール面を幅方向に、前記練りゴムの熱入れを行う生産側領域およびゴム替えの準備を行う準備側領域に分割する分割ガイド板が設けられており、
   ゴム替えに際して前記準備側領域に投入された練りゴムの押圧力により、前記分割ガイド板が前記生産側領域方向に移動して、前記準備側領域と生産側領域とが切り替えられるように構成されており、
   さらに、前記分割ガイド板の移動範囲が、下記式を満足するように構成されている
   ことを特徴とするゴム成形装置。
   ０．５＜Ｌ１／Ｌ≦０．９
   但し、Ｌ ：オープンロールの全幅
   Ｌ１：生産側領域のロール幅
2. 前記所定形状に成形する方法が、押出し成形法であることを特徴とする請求項１に記載のゴム成形装置。
3. トレッドゴム部材製造用の成形装置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴム成形装置。

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