JP5486375B2

JP5486375B2 - ゴム付円環部材の製造装置

Info

Publication number: JP5486375B2
Application number: JP2010079179A
Authority: JP
Inventors: 磊謝; 志新章
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: JP2011207161A

Description

本発明はゴム付円環部材の製造装置に関し、更に詳しくは、タイヤのフィラー付ビードのようなゴム付円環部材を、バリが生じることなく均一に製造することができるゴム付円環部材の製造装置に関する。

タイヤの主要な構成部品であるビードワイヤ及びビードフィラーの周方向の均一性は、タイヤのユニフォミティーなどの性能に大きな影響を及ぼすことが知られている。そのため近年では、ビードワイヤの周りにビードフィラーを射出成形で一体的に形成することによりフィラー付ビードをあらかじめ製造し、タイヤの成形工程に供することが行われている。

射出成形によるフィラー付ビードの製造は、ビードワイヤがセットされた下型に上型をかぶせた後に、加熱した未加硫ゴムをランナーを通じてビードワイヤ外縁のフィラー成形用のキャビティに射出注入し、冷却後に金型を開いて成形品を取り出すことにより行われる。しかし、キャビティの流入口であるゲートから未加硫ゴムがわずかに流出するため、フィラー付ビードにバリが発生して、周方向の均一性を低下させるという問題があった。

このような問題を解決するため、特許文献１は、ゲートに空間部を形成し、その空間部に摺動可能なリング部材を設けることにより、離型と同時にリング部材が自重により下がってゲートを閉鎖することで、未加硫ゴムの流出を抑えるようにした射出成形用型を提案している。

しかしながら、上記の射出成形用型は、リング部材の自重による摺動を利用しているため、未加硫ゴムの注入圧力などの製造条件によっては動作が不安定になり、バリの発生を確実に防止することができなくなってしまうという問題があった。

実開平３−７４９２２号公報

本発明の目的は、バリの発生を確実に防止し、かつ均一性を向上することができるゴム付円環部材の製造装置を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明のゴム付円環部材の製造装置は、金型内に形成された環状のキャビティに、加熱した未加硫ゴムを射出注入してゴム付き円環部材を成形する製造装置であって、前記キャビティのゲートとランナーとの間に、該ランナーを開閉可能であって先端部が該ゲートと同じ大きさである遮断体を配置し、前記遮断体が該ランナーを閉止した状態にあるときは、該遮断体の先端部が該ゲート内に位置し、かつ該先端部が該キャビティの内面と面一になるように構成したことを特徴とするものである。

本発明のゴム付円環部材の製造装置によれば、金型内に射出注入した加熱された未加硫ゴムを、キャビティの手前で遮断すると共に、キャビティの流入口の近傍に残る未加硫ゴムをキャビティの内面と面一になるように押し込むように構成したので、キャビティに充填された未加硫ゴムにムラがなくなり、かつ表面が平坦になるため、ゴム付円環部材におけるバリの発生を防止し、かつ均一性を向上することができる。

金型を、上面に環状凹部が形成されたトレイを上型と下型とで挟持し、その環状凹部がキャビティになるようにして構成することが望ましい。そのようにすることで、成形されたゴム付円環部材の冷却を短時間で行って生産効率を向上することができ、かつその取扱いが容易になる。

ランナーと遮断体との間には、ランナーよりも大径の空間部を設けることが望ましい。そのようにすることで、遮断体によるランナーの閉止が容易になる。

遮断体は、先端部へ向かって幅が狭くなる断面形状を有することが望ましい。そのようにすることで、キャビティへの未加硫ゴムの押し込みが容易になる。

ランナーを、周方向に等間隔に配置された流路、又は円盤状の空間から構成することが望ましい。そのようにすることで、径方向に均等に未加硫ゴムを流れるため、成形品の周方向の充填密度を均一にすることができる。

トレイには、加熱手段を埋設することが望ましい。そのようにすることで、射出成形時の温度条件や冷却速度の制御が可能になるため、ゴム付円環部材の品質を向上することができる。

トレイの環状凹部の底面に貫通孔を形成し、その貫通孔内に下方に付勢された棒状体を摺動自在に設けることが望ましい。そのようにすることで、トレイからのゴム付円環部材の取り外しが容易になる。

本発明のゴム付き円環部材の製造装置は、タイヤの構成部品のフィラー付ビードの製造に用いるのがよい。そのようにすることで、ユニフォミティーに優れたタイヤを製造することができる。

本発明の実施形態からなるゴム付き円環部材の製造装置の縦断面図である。上部型の下面図である。トレイをセットした下型の上面図である。図１に示すＸ部の拡大断面図である。ゴム付き円環部材の製造方法における第１ステップを説明する一部拡大断面図である。ゴム付き円環部材の製造方法における第２ステップを説明する一部拡大断面図である。ゴム付き円環部材の製造方法における第３ステップを説明する一部拡大断面図である。ゴム付き円環部材の製造方法における第４ステップを説明する一部拡大断面図である。トレイの一部拡大断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態からなるゴム付円環部材の製造装置を示す。

このゴム付円環部材の製造装置（以下、単に「製造装置」という。）は、タイヤの構成部材であるフィラー付ビードを製造するものであり、フィラー付ビードを成形する金型１と、その金型１に加熱した未加硫ゴムを射出注入する射出機２と、金型１内に上下に褶動可能に設置された遮断体３に連結軸４を介して連結する駆動手段５とを備えている。

金型１は、上型６と下型７とにより環状のトレイ８を上下から挟持した構造となっている。トレイ８の上面には、図２に示すように、フィラー付ビードの断面形状と同じ形状の環状凹部９が形成されており、上型６の下面とトレイ８の上面との間に環状のキャビティ１０が形成される。

上型６は、射出機２へ通じるスプルー１１を有する上部型６Ａと、キャビティ１０へ向かう軸方向のランナー１２を有する下部型６Ｂとに分離される。スプルー１１と軸方向のランナー１２とは、上部型６Ａと下部型６Ｂとの間に形成される径方向のランナー１３によって連結されている。この径方向のランナー１３は、図３のように複数の流路（図３では半割の溝として現れる。）１４から構成するか、あるいは径方向の全方位に拡がる円盤状の空間から構成することができる。

下部型６Ｂ内の軸方向のランナー１２の一端は、図４に示すように、径方向に開口した大径の空間部１５に連通しており、遮断体３はその空間部１５の開口部分を開閉するように、開口部分に沿って上下に摺動するようになっている。遮断体３の断面形状は、下方に向かって段階的に幅が狭くなる形状となっており、その先端部１６は下方に位置するキャビティ１０の流入口（ゲート）１７と同じ大きさになっている。なお、遮断体３を移動させる駆動手段５としては、油圧シリンダや空圧シリンダなどが例示される。

このような製造装置を用いたフィラー付ビードの製造方法を、図５〜８に基づいて以下に説明する。

（１）第１ステップ
トレイ８の環状凹部９の内周側にビードワイヤ１８をセットし、そのトレイ８を上型６と下型７で挟持して型締めする（図５を参照）。このとき、空間部１５は遮断体３により閉止されている。

（２）第２ステップ
駆動手段５により遮断体３を上方へ移動して空間部１５を開口してから、約８０〜１００℃に加熱された未加硫ゴム１９を、射出機２を用いて金型１に射出注入する。注入された未加硫ゴム１９は、スプルー１１、径方向のランナー１３、軸方向のランナー１２及び空間部１５からなる経路を通ってゲート１７からキャビティ１０内へ流入する（図１及び図６を参照）。流入した未加硫ゴム１９の一部は、ビードワイヤ１８の隙間に侵入する。

（３）第３ステップ
所定量の未加硫ゴム１９を注入した後に、駆動手段５により遮断体３をその先端部１６がゲート１７へ侵入して、キャビティ１０の内面と面一になるまで下方へ向けて移動させる。この遮断体３の移動により、空間部１５が閉止されると共に、遮断体３とキャビティ１０との間に残存する未加硫ゴム１９がキャビティ１０内へ押し込まれる（図７を参照）。なお、このとき、大径の空間部１５の存在により、射出注入された未加硫ゴム１９の単位断面積当たりの圧力が低下するため、遮断体３による空間部１５の閉止を容易に行なうことができる。また、遮断体３の断面形状が、下方に向かって幅が狭くなっているので、未加硫ゴム１９の押し込みを効率的に行なうことができる。

（４）第４ステップ
一定時間の経過後に、上型６を下型７から離型させトレイ８を取り出し、成形体２０であるフィラー付ビードを外気で冷却する（図８を参照）。その後、トレイ８ごとフィラー付ビードを搬送し、必要に応じてトレイ８から取り外してタイヤの成形工程に供する。

このように、金型１内に射出注入した加熱された未加硫ゴム１９を、キャビティ１０のゲート１７手前で遮断すると共に、ゲート１７近傍の残余の未加硫ゴム１９をキャビティ１０の内面と面一になるように押し込むように構成したので、充填された未加硫ゴム１９にムラがなくなり、かつゲート１７に相当する箇所の表面が平坦になるため、ゴム付円環部材におけるバリの発生を防止し、かつ均一性を向上することができる。

また、金型１とは別体であるトレイ８の上面にゴム付円環部材を成形するようにしたので、外気を利用してゴム付円環部材の冷却を短時間で行なうことができると共に、製造後のゴム付円環部材を容易に取扱うことができる。更に、上型６内には射出注入した加熱された未加硫ゴム１９が残っているので、トレイ８を入れ替えるだけで次回の製造作業を開始できるため、生産効率を向上することができる。

トレイ８には、図９に示すように、環状凹部９の底面から下方に通じる貫通孔２１を形成し、その貫通孔２１内に下方に付勢された棒状体２２を摺動自在に設置することが望ましい。この図９の例では、トレイ８の周方向に等間隔に貫通孔２１を複数形成し、それぞれの中に棒状体２２を、コイルばね２３により常に下方へ付勢されるように設置している。なお、棒状体２２の上端は環状凹部９の底面よりも下方に位置するようにする。このようにすることで、例えばトレイ８を台上に置くなどの単純な作業によって棒状体２２を押し上げるだけで、ゴム付円環部材を容易に取り外すことができる。

また、トレイ８には、環状凹部９の底面を加熱する加熱手段２４を埋設することが望ましい。この加熱手段２４としては、電熱線や内部を熱流体が流れるパイプなどが例示される。このようにすることで、射出成形時の温度条件や冷却速度の制御が可能になるため、ゴム付円環部材の品質を向上することができる。

本発明のゴム付円環部材の製造装置の用途は、特に限定するものではないが、タイヤの構成部品であるフィラー付ビードの製造に好適に用いられる。

１金型
２射出機
３遮断体
４連結軸
５駆動手段
６上型
６Ａ上部型
６Ｂ下部型
７下型
８トレイ
９環状凹部
１０キャビティ
１１スプルー
１２軸方向のランナー
１３径方向のランナー
１４流路
１５空間部
１６先端部
１７ゲート
１８ビードワイヤ
１９加熱された未加硫ゴム
２０成形体
２１貫通孔
２２丸棒
２３コイルばね
２４加熱手段

Claims

金型内に形成された環状のキャビティに、加熱した未加硫ゴムを射出注入してゴム付き円環部材を成形する製造装置であって、
前記キャビティのゲートとランナーとの間に、該ランナーを開閉可能であって先端部が該ゲートと同じ大きさである遮断体を配置し、
前記遮断体が該ランナーを閉止した状態にあるときは、該遮断体の先端部が該ゲート内に位置し、かつ該先端部が該キャビティの内面と面一になるように構成したことを特徴とするゴム付き円環部材の製造装置。
前記金型を、上面に環状凹部が形成されたトレイを上型と下型とで挟持し、該環状凹部が前記キャビティになるようにして構成した請求項１に記載のゴム付き円環部材の製造装置。
前記ランナーと前記遮断体との間に、該ランナーよりも大径の空間部を設けた請求項１又は２に記載のゴム付き円環部材の製造装置。
前記遮断体が、前記先端部へ向かって幅が狭くなる断面形状を有する請求項１〜３のいずれかに記載のゴム付き円環部材の製造装置。
前記ランナーを、周方向に等間隔に配置された流路、又は円盤状の空間から構成した請求項１〜４のいずれかに記載のゴム付き円環部材の製造装置。
前記トレイに加熱手段を埋設した請求項２〜５のいずれかに記載のゴム付き円環部材の製造装置。
前記トレイの環状凹部の底面に貫通孔を形成し、該貫通孔内に下方に付勢された棒状体を摺動自在に設けた請求項２〜６のいずれかに記載のゴム付き円環部材の製造装置。
前記ゴム付き円環部材が、タイヤの構成部品のフィラー付ビードである請求項１〜７のいずれかに記載のゴム付き円環部材の製造装置。