JP6148124B2 - ゴム押出成型用ダイ、タイヤ成型用ゴム部品、及び、タイヤ成型用ゴム部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム押出成型用ダイ、タイヤ成型用ゴム部品、及び、タイヤ成型用ゴム部品の製造方法に関するものである。

従来、ゴム押出成型用ダイとして、例えば、次のような構成のものが公知である。
特許文献１には、ダイと、バックダイと、一体複合未加硫ゴム形成手段とを備えた押出ヘッドが開示されている。

特許文献２には、ゴムの予成型のためのプリフォーマと、プリフォーマの下流側に隣接して配置されるダイプレートとを備えた押出ヘッドが開示されている。

しかしながら、前記いずれのゴム押出成型用ダイであっても、異種ゴムを合流させるのに十分な距離を確保できる構成ではない。このため、ゴム同士の界面にエアが入り込んで界面の状態が安定しない（面粗度が悪化する）という問題が発生する恐れがある。

特開２００７−１０６０１５号公報 特開２０１２−８１７１６号公報

本発明は、２種類以上のゴムを合体させて押出成型する際のゴム層間のエア入りを効果的に防止して界面の状態を安定させることを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
少なくとも２種類のゴムをそれぞれ後端面側から前端面側へと供給する複数の案内通路、及び、前記各案内通路によって供給されるゴムを合流させる合流部を有するプレダイと、
前記プレダイ内で合流されたゴムを吐出させる口金と、
を備え、
前記複数の案内通路は、前記プレダイの後端面側で合流する２つの案内通路を含み、
前記２つの案内通路のうち、一方の案内通路は、前端面側から水平方向に見て一部が開口するように構成され、他方の案内通路は、流動するゴムを前記一方の案内通路に対して直角の方向から衝突させるための鉛直面と、前端面側に向かって斜め方向にゴムを流動させる案内面とを備えるように構成されているものである。

この構成により、すなわち、合流部を有するプレダイにより、異種ゴムを合流させるのに十分な距離を確保することができる。したがって、異種ゴム間の界面の接合状態をエアの混入のない良好なものとして安定させることができる。

前記他方の案内通路は、流動するゴムにより成型品の下面を形成するように構成されているのが好ましい

この構成により、水平方向に流動する第１のゴムに対して通路を流動する第２のゴムを下方側から圧着するように供給することができる。したがって、これらゴム間の界面へのエアの混入をより一層効果的に防止することが可能となる。

前記プレダイの合流部は、同一水平面内に位置して、前記成形品の底面部分を構成する棚を有することができる。したがって、これらゴム間の界面へのエアの混入をより一層効果的に防止することが可能となる。

この構成により、合流した異種ゴムが、同一平面内に位置する棚を通過することで、密着性を高めながら流動状態を安定させることができる。

前記プレダイの合流部は、前記棚と前記通路との境界部分に、徐々に前記棚が位置する水平面へと近付く断面円弧状に突出した曲面で構成されている案内面を有するのが好ましい。

この構成により、通路から棚へとゴムを流動させる際に、その流動状態をスムーズなものとして、ゴムを合流しやすくすることが可能となる。

前記プレダイの棚は、前記口金の開口部底面位置と同一水平面上に位置するのが好ましい。

この構成により、棚上で合流しながら流動する異種ゴムをスムーズに口金から吐出させることができる。

前記プレダイの合流部は、前記口金側に向かうに従って徐々に前記口金の開口部天井面に接近するのが好ましい。

この構成により、上方側を流動するゴムを下方側へと向かわせることで、より一層異種ゴム同士の接合状態を良好なものとすることができる。

前記ゴムの流動方向に対する、前記プレダイの長さをＬ１、棚の長さをＬ２としたとき、次式が成立するのが好ましい。

また、本発明は前記課題を解決するための手段として、タイヤ成型用ゴム部品を、前記いずれかのゴム押出成型用ダイにより形成したものである。

また、本発明は前記課題を解決するための手段として、タイヤ成型用ゴム部品の製造方法を、前記いずれかのゴム押出成型用ダイによりタイヤ成型用ゴムを形成するようにしたものである。

本発明によれば、プレダイに合流部を形成することにより、少なくとも２種類のゴムを合流可能とする十分な距離を確保することができ、エアの混入を防止して界面の状態を安定させることが可能となる。

本実施形態に係るゴム押出成型用ダイの概略断面図である。 図１のゴム押出成型用ダイによって形成されるタイヤ成型用ゴム部品の断面図である。 他の本実施形態に係るゴム押出成型用ダイの概略断面図である。 他の実施形態に係るタイヤ成型用ゴム部品の断面図である。 他の実施形態に係るタイヤ成型用ゴム部品の断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本実施形態に係るゴム押出成型用ダイ１の概略断面図である。ゴム押出成型用ダイ１は、図示しない３台の押出機からそれぞれ押し出された種類の異なるゴムを合流させて層状に重ね合わせて一体化し、タイヤ成型用ゴム部品として吐出させる。またゴム押出成型用ダイ１は、押出機側に接続されるプレダイ２と、その先端側に一体化される中口金３、さらにその先端に一体化される口金４とで構成されている。以下、ゴム押出成型用ダイ１の押出機側を後端側、その反対側を前端側として記載する。

プレダイ２は、後端面から前端側に向かって図示しない３台の各押出機から押し出されたゴムをそれぞれ案内する第１案内通路５、第２案内通路６及び第３案内通路７を備える。第２案内通路６と第３案内通路７とは、本発明の合流部である第１合流通路８へと連通している。プレダイ２の前端面には、第１凹部９が形成され、そこには後述する中口金３が取り付けられている。第１合流通路８は中口金３の第２合流通路１５へと連通している。

第１案内通路５は、プレダイ２の後端面両側２箇所からそれぞれ徐々に下方側に向かって傾斜する２つの通路で構成されている。第１案内通路５は、中口金３の第２合流通路１５に至るまで、第２案内通路６、第３案内通路７、及び、第１合流通路８と連通することはない。以下、第１案内通路５を介して供給されるゴムを第１ゴム１０と記載する。

第２案内通路６は、プレダイ２の後端面中央部に開口し、上面及び左右両側面によって囲まれ、下面側が第３案内通路７に連通する空間である。上面は、前端側に向かって徐々に下方側へと傾斜している。以下、第２案内通路６を介して供給されるゴムを第２ゴム１１と記載する。

第３案内通路７は、プレダイ２の後端面で、前記第２案内通路６に連続するように開口する第２凹部１２で構成されている。第２凹部１２の下方側は、前端側に向かって斜め上方へと供給される第３ゴム１３の流動方向に沿う傾斜面で構成されている。また第２凹部１２の前端側は上下方向に延びる鉛直面で構成されている。傾斜面と鉛直面とは断面円弧状の湾曲面でつながっている。これにより、第３ゴム１３を斜め上方からスムーズに上方へと向かわせることができるようになっている。また第３ゴム１３を鉛直面に沿って上方に流動させることにより、第２案内通路６を前端側に向かって水平方向に流動する第２ゴム１１の下面に対してほぼ直角の方向から衝突させることが可能である。このため、第２ゴム１１の下面に作用する第３ゴム１３の圧力が高められ、エアの混入が防止される。

第１合流通路８は、上面８ａ、両側面８ｂ、及び、本発明に係る棚を構成する底面８ｃとで囲まれた空間である。上面８ａは、前記第２案内通路６の上面に連続して前端側に向かって斜め下方へと延びている。両側面８ｂは、前記第２案内通路６の両側面に連続して前端側に向かって真っ直ぐに延びている。底面８ｃは、水平面（但し、明細書及び特許請求の範囲では、ほぼ水平な面を含む概念として記載している。）上に配置され、第３案内通路７との接続部分には案内面１４が形成されている。案内面１４は断面円弧状の曲面で、第３案内通路７を流動する第３ゴム１３をスムーズに底面８ｃ側へと流動させる。これにより、第２案内通路６から第１合流通路８へと流動する第２ゴム１１との接合をスムーズに行わせることができるようになっている。

前記第１合流通路８の底面８ｃは、前後方向の寸法をＬ２、プレダイ２の前後方向の寸法をＬ１としたとき、次式を満足するように決定している。

これにより、第２ゴム１１と第３ゴム１３とが合流してから水平方向に流動する距離を十分に確保することができる。

中口金３は、前記プレダイ２の前端面に形成した第１凹部９に配置され、ネジ止め等によって取り付けられる。この取付状態では、中口金３はプレダイ２の前端面と面一となる。中口金３には、下面及び前後端面に開口する溝状の第２合流通路１５が形成されている。第２合流通路１５は後端面側から前端側に向かうに従って徐々に断面積を小さくするように形成されている。第２合流通路１５の後端面での開口（入口）には、前記第１案内通路５と前記第１合流通路８とが連通している。

口金４は、前記中口金３の前端面に配置され、ネジ止め等により取り付けられる。口金４には、下面及び前後端面に開口する溝状の通路４ａが形成されている。

前記構成からなるゴム押出成型用ダイ１から吐出されたタイヤ成型用ゴム部品は、図２に示すように、第１ゴム１０によって形成される両側のサイド層１６、第２ゴム１１によって形成される中間層１７、及び、第３ゴム１３によって形成されるベース層１８が互いに接合された帯状のものである。

前述の通り、中間層１７を形成する第２ゴム１１が水平方向（但し、明細書及び特許請求の範囲では、ほぼ水平な方向を含む概念として記載している。）に流動し、これに対してベース層１８を形成する第３ゴム１３が下方側から衝突するように供給される。また、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）には、第３案内通路７との境界部分に湾曲状の案内面１４が形成されている。これにより、第３案内通路７から第１合流通路８への第３ゴム１３の流動状態をスムーズなものとすることができる。このように、水平方向に流動する第２ゴム１１に対して下方側から第３ゴム１３を圧接させ、両ゴムの間に適度な圧力を作用させながら、第３ゴム１３の流れをスムーズに水平方向へと変換することができるので、ゴム間の界面へのエアの混入を効果的に防止し、界面の状態を安定させることができる。

また第２ゴム１１と第３ゴム１３とは上下方向に積層された状態で、水平方向に延びる第１合流通路８の底面８ｃ（棚）を流動する。したがって、斜めに移動する場合等に比べて両ゴムの流動状態を安定させることができる。しかも、前述の通り、底面８ｃの長さＬ２には十分な距離が確保されている。しかもこのとき、第１合流通路８の上面が前端面側に向かって徐々に下方側へと傾斜しているので、第２ゴム１１に対して下方側へと圧縮するように力を作用させることができる。このため、第２ゴム１１と第３ゴム１３の接合を、徐々に作用する圧力を高めながら、強固なものとすることができる。

その後、中口金３で第１ゴム１０が合流し、接合された第２ゴム１１及び第３ゴム１３の両側に形成される傾斜面に接合される。そして、口金４の通路を介して前方へと吐出させる。

このようにして形成されたタイヤ成型用ゴム部品では、前述のように、中間層１７とベース層１８との間の界面がエアの混入のない安定した状態で接合される。表１に、ゴム押出成型用ダイ１の構成を種々変更した場合について比較実験を行った結果を示す。なお、ゴム界面精度については、目標とする界面精度に合致するものを１００として評価した。

比較例１は、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）及び上面８ａがなく、第２ゴム及び第３ゴムがそれぞれ個別の通路を介して中口金へと供給される構成である。
比較例２は、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）の長さをプレダイ長さの１／６とした構成である。
実施例１は、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）の長さをプレダイ長さの１／５とし、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）に案内面を形成し、上面８ａにより第２ゴムを上方から絞るようにした構成である。
実施例２は、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）の長さをプレダイ長さの４／５とした構成である。
実施例３は、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）の長さをプレダイ長さの４／５とし、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）に案内面を形成した構成である。
実施例４は、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）の長さをプレダイ長さの４／５とし、上面８ａにより第２ゴムを上方から絞るようにした構成である。
実施例５は、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）の長さをプレダイ長さの４／５とし、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）に案内面を形成し、上面８ａにより第２ゴムを上方から絞るようにした構成である。

前記比較実験の結果、実施例１から５のいずれでもゴム層間のエア入りを防止することができた。これは、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）を設け、十分な長さを確保したためであると考えられる。また、界面の状態すなわちゴム界面精度は、目標界面の状態を１００の指数で表した場合、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）の長さをプレダイ長さの１／５とするよりも４／５で、第１合流通路８の底面８ｃ（棚）に案内面を形成しないよりもした方で、上面８ａにより第２ゴムを上方から絞るようにしないよりもした方で、それぞれ得られる指数が大きくなった。つまり、これらの構成を変更することで、より一層ゴム層間へのエアの混入を防止することができ、良好な界面状態を得ることが可能となった。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、第３ゴム１３をプレダイ２内に形成した第３案内通路７を介して第２ゴム１１に対して直角に合流させるようにしたが、図３に示すように、斜めに合流させるようにしてもよい。

また前記実施形態では、サイド層１６、中間層１７及びベース層１８からなるタイヤ成型用ゴム部品を形成するためのゴム押出成型用ダイ１について説明したが、図４に示すように、表面層１９、中間層１７及びベース層１８からなる３層とすることもできる。この場合、表面層１９は中口金３で合流させてもよいし、プレダイ２内で合流させてもよい。また図５に示すように、中間層１７を左右に２分割した第１中間層１７ａと第２中間層１７ｂとで構成するようにしてもよい。これは、タイヤのインサイドとアウトサイドでゴムの剛性を相違させる場合等に有効である。

また前記実施形態では、中口金３を設けるようにしたが、形成するタイヤ成型用ゴム部品として、例えば前述の図４に示す３層構造のものを得ようとするのであれば、この中口金３は必ずしも必要ではない。

１…ゴム押出成型用ダイ
２…プレダイ
３…中口金
４…口金
５…第１案内通路
６…第２案内通路
７…第３案内通路
８…第１合流通路
９…第１凹部
１０…第１ゴム
１１…第２ゴム
１２…第２凹部
１３…第３ゴム
１４…案内面
１５…第２合流通路
１６…サイド層
１７…中間層
１８…ベース層
１９…表面層

Claims (7)

1. 少なくとも２種類のゴムをそれぞれ後端面側から前端面側へと供給する複数の案内通路、及び、前記各案内通路によって供給されるゴムを合流させる合流部を有するプレダイと、
   前記プレダイ内で合流されたゴムを吐出させる口金と、
   を備え、
   前記複数の案内通路は、前記プレダイの後端面側で合流する２つの案内通路を含み、
   前記２つの案内通路のうち、一方の案内通路は、前端面側から水平方向に見て一部が開口するように構成され、他方の案内通路は、流動するゴムを前記一方の案内通路に対して直角の方向から衝突させるための鉛直面と、前端面側に向かって斜め方向にゴムを流動させる案内面とを備えるように構成されていることを特徴とするゴム押出成型用ダイ。
2. 前記他方の案内通路は、流動するゴムにより成型品の下面を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のゴム押出成型用ダイ。
3. 前記プレダイの合流部は、同一水平面内に位置して、前記成形品の底面部分を構成する棚を有することを特徴とする請求項２に記載のゴム押出成型用ダイ。
4. 前記プレダイの合流部は、前記棚と前記通路との境界部分に、徐々に前記棚が位置する水平面へと近付く断面円弧状に突出した曲面で構成されている案内面を有することを特徴とする請求項３に記載のゴム押出成型用ダイ。
5. 前記プレダイの棚は、前記口金の開口部底面位置と同一水平面上に位置することを特徴とする請求項４に記載のゴム押出成型用ダイ。
6. 前記プレダイの合流部は、前記口金側に向かうに従って徐々に前記口金の開口部天井面に接近することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のゴム押出成型用ダイ。
7. 前記ゴムの流動方向に対する、前記プレダイの長さをＬ１、棚の長さをＬ２としたとき、次式が成立することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のゴム押出成型用ダイ。
   （数１）
   Ｌ２≧１／５×Ｌ１

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