JP7275803B2 - ゴム部材成形用押圧ローラー - Google Patents

Description

本発明は、ゴム部材成形用押圧ローラーに関する。

タイヤのトレッドやサイドウォールのためのゴム部材の形成方法のひとつとして、ストリップワインド工法がある。このストリップワインド工法では、テープ状のゴムストリップを成形ドラムに螺旋状に巻き重ねて、所望の形状を有するゴム部材が形成される。

ストリップワインド工法で形成されたゴム部材では、ゴムストリップの重なり部分に空気が閉じ込められることがある。また、ゴム部材の表面には、ゴムストリップのエッジに起因した凹凸が形成されてしまう。空気の排出を促し、ゴムストリップ同士を密着させるために、例えば、下記の特許文献１が開示するような、押圧ローラーが用いられる。

前述の特許文献１が開示する押圧ローラーでは、ゴム部材を押圧する部分が、支持軸の軸方向に並列した複数のローラー片で構成される。この押圧ローラーでは、ローラー片の外周面がゴム部材と接触する。ゴム部材の形状に合わせて各ローラー片の外周面の位置が変動する。

国際公開第２０１７／１９５５３３号

前述の押圧ローラーでは、各ローラー片の外周面の位置が変動し、一の外周面の位置に対して他の外周面の位置がずれると、押圧ローラーの表面には段差が形成される。この段差の部分では、押圧ローラーとゴム部材との接触が不十分となり、エアが十分に排出されない恐れがある。この押圧ローラーではさらに、一のローラー片に対して他のローラー片が移動する際に、ゴム部材の一部が２つのローラー片の間に挟まれることも懸念される。高品質なタイヤを製造するために、この押圧ローラーには改良の余地がある。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、高品質なタイヤの製造に貢献できる、ゴム部材成形用押圧ローラーを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係るゴム部材成形用押圧ローラーは、未加硫のゴム部材を押圧するための押圧ローラーである。このゴム部材成形用押圧ローラーは、支持軸と、前記支持軸に支持されるローラー本体と、前記ローラー本体を覆い、前記ゴム部材と接触するカバーとを備える。前記ローラー本体は前記支持軸の長さ方向に並ぶ複数のローラー片を有し、それぞれのローラー片において、前記支持軸に対する外周面の位置が変位可能であり、前記カバーは柔軟で伸縮可能な素材からなる。

好ましくは、このゴム部材成形用押圧ローラーでは、前記素材は、ニット、スポンジ及びゴムのいずれかである。

好ましくは、このゴム部材成形用押圧ローラーでは、前記カバーの厚さは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である。

好ましくは、このゴム部材成形用押圧ローラーでは、前記複数のローラー片は互いに独立して回転可能に前記支持軸に支持される。

本発明のゴム部材成形用押圧ローラーによれば、ゴム部材が十分に押圧され、エアの排出が促される。さらにこの押圧ローラーでは、一のローラー片に対して他のローラー片が移動する際に、ゴム部材の一部が２つのローラー片の間に挟まれることも防止される。この押圧ローラーは、高品質なタイヤの製造に貢献できる。

図１は、本発明の一実施形態に係るゴム部材成形用押圧ローラーの要部を示す概略図である。 図２は、ローラー片を説明する説明図である。 図３は、弾性変形したローラー片を説明する説明図である。 図４は、図１の押圧ローラーにてゴム部材を押圧する状況を説明する説明図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて、本発明が詳細に説明される。

図１には、本発明の一実施形態に係るゴム部材成形用押圧ローラー２が示される。このゴム部材成形用押圧ローラー２（以下、押圧ローラー２）は、未加硫のゴム部材を押圧するために用いられる。

未加硫のゴム部材は、未加硫状態のゴムを所定の形状に成形した部材である。このゴム部材としては、例えば、トレッド、サイドウォール等のタイヤの構成部材のための部品が挙げられる。このゴム部材は、例えば、未加硫状態のゴムからなる帯状の成形体であるゴムストリップを成形ドラムに螺旋状に巻き重ねて形成される。このゴム部材は、押出機を用いて未加硫状態のゴムを押し出すことによっても形成される。なお、成形途中のゴム部材も未加硫のゴム部材である。

未加硫状態のゴムは、バンバリーミキサー等の混錬機を用いて基材ゴム及び薬品を混合して得られるゴム組成物である。この基材ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）及びブチルゴム（ＩＩＲ）が例示される。薬品としては、カーボンブラックやシリカのような補強剤、アロマチックオイル等のような可塑剤、酸化亜鉛等のような充填剤、ステアリン酸のような滑剤、老化防止剤、加工助剤、硫黄及び加硫促進剤が例示される。基材ゴム及び薬品の選定、選定した薬品の含有量等は、このゴムが適用される構成部材の仕様に応じて、適宜決められる。

押圧ローラー２は、押圧装置４にセットされる。詳述しないが、押圧装置４は、押圧ローラー２を支持し、押圧対象のゴム部材に対する押圧ローラー２の位置を調整し、この押圧ローラー２を所定の荷重でゴム部材に押し付けることができる装置である。なお、押圧ローラー２を支持し、押圧対象のゴム部材に対する押圧ローラー２の位置を調整し、この押圧ローラー２を所定の荷重でゴム部材に押し付けることができるのであれば、押圧装置４の構成に特に制限はない。

図１において、左右方向は押圧ローラー２の長さ方向である。この押圧ローラー２の長さ方向は、この押圧ローラー２によって押圧されるゴム部材の幅方向に相当する。この押圧ローラー２は、支持軸６と、ローラー本体８と、カバー１０とを備える。

支持軸６は長さ方向に延びる。この支持軸６は丸棒である。この押圧ローラー２では、支持軸６の両端部分は押圧装置４のフレーム４ａに固定される。

ローラー本体８は円柱状である。このローラー本体８は、その中心部分に支持軸６が通される。このローラー本体８は支持軸６に支持される。

このローラー本体８は、複数のディスク状のローラー片１２を有する。これらローラー片１２は、支持軸６の長さ方向に並ぶ。このローラー本体８において、一のローラー片１２とこの一のローラー片１２の隣に位置する他のローラー片１２とは互いに独立する。

各ローラー片１２は、支持軸６に支持される。図１に示されるように、この押圧ローラー２では、ローラー片１２は互いに独立した軸受１４を介して支持軸６に支持される。

図１において、両矢印Ｄはローラー片１２の外径であり、両矢印Ｔはこのローラー片１２の厚さである。この押圧ローラー２では、ローラー片１２の外径Ｄ及び厚さＴは、押圧するゴム部材の仕様に応じて適宜設定される。ローラー片１２の外径Ｄは通常、３０～２００ｍｍの範囲で設定される。ローラー片１２の厚さＴは通常、２～１０ｍｍの範囲で設定される。

この押圧ローラー２では、長さ方向においてローラー本体８の両側には保持手段１６が配置される。この押圧ローラー２では、二つの保持手段１６でローラー本体８を挟み込むことで、このローラー本体８を構成する複数のローラー片１２の位置ずれが防止される。この押圧ローラー２では、保持手段１６は、ローラー本体８の外側に位置し、支持軸６に軸受１８を介して支持される回動プレート２０と、この回動プレート２０の外側に配置され、この支持軸６に固定される固定プレート２２とにより構成される。この保持手段１６において、回動プレート２０は支持軸６を中心に回転するが、固定プレート２２は回転しない。

図２には、ローラー片１２の一例が示される。この図２において、紙面に対して垂直な方向が支持軸６の長さ方向である。このローラー片１２は、弾性変形可能である。この図２のローラー片１２には、荷重はかけられていない。

ローラー片１２は、内輪部２４と、外輪部２６と、連結部２８とを含む。この押圧ローラー２では、内輪部２４、外輪部２６及び連結部２８は一体である。

この押圧ローラー２では、ローラー片１２は樹脂製である。このローラー片１２の材質としては、例えば、ＭＣナイロン（クオドラントポリペンコジャパン株式会社の登録商標）、６ナイロン、及び、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が挙げられる。柔軟性及び耐衝撃性の観点から、このローラー片１２の材質としては６ナイロンが好ましい。なお、このローラー片１２の材質は樹脂に限られない。この押圧ローラー２では、金属製のローラー片１２が採用されてもよい。また、ローラー片１２の内輪部２４、外輪部２６及び連結部２８がそれぞれ異なる材料で構成されてもよい。

内輪部２４は、支持軸６側に位置する。内輪部２４の中心には、円形の孔３０が設けられる。内輪部２４はリング状である。この押圧ローラー２では、内輪部２４の孔３０に前述の軸受１４が嵌め込まれる。この孔３０の内径は、軸受１４の外径と略同一に設定される。

外輪部２６は、内輪部２４の外側に位置する。外輪部２６の中心には、円形の孔３２が設けられる。外輪部２６はリング状である。この押圧ローラー２では、外輪部２６の孔３２の内径は前述の内輪部２４の外径よりも大きい。

連結部２８は、内輪部２４と外輪部２６との間を螺旋状に延びる。この連結部２８は、内輪部２４と外輪部２６との間を繋ぐ。図２に示されるように、この押圧ローラー２の連結部２８は、渦巻状である。この連結部２８は、内側部３４、外側部３６及び接続部３８を含む。この内側部３４、外側部３６及び接続部３８は、一体である。

内側部３４は、内輪部２４の外周面の一部に固定される。外側部３６は、外輪部２６の内周面の一部に固定される。接続部３８は、内側部３４と外側部３６との間を螺旋状（渦巻状）に延びる。

図２において、符号ＰＣはローラー片１２の中心である。この中心ＰＣは、内輪部２４の中心でもあり、外輪部２６の中心でもある。両矢印Ｌは、ローラー片１２の中心ＰＣから接続部３８の外周面までの距離を表す。

この押圧ローラー２では、接続部３８は、内側部３４の一端４０ａから外側部３６の一端４２ａにかけて、ローラー片１２の中心ＰＣと接続部３８の外周面との距離Ｌを漸増させながら、内側部３４と外側部３６との間を螺旋状（渦巻状）に延びる。接続部３８と内輪部２４との間、及び、接続部３８と外輪部２６との間は、螺旋状（渦巻状）に延びる隙間４４である。このローラー片１２では、接続部３８は、内輪部２４と外輪部２６との間で弾性変形可能である。

このローラー片１２では、内輪部２４と連結部２８との間の隙間４４は第一隙間４４ａであり、外輪部２６と連結部２８との間の隙間４４は第二隙間４４ｂである。図２に示されるように、第一隙間４４ａの幅ＷＡは、内側部３４の一端４０ａから外側部３６の一端４２ａにかけて漸増する。第二隙間４４ｂの幅ＷＢは、外側部３６の他端４２ｂから一端４２ａにかけて漸減する。これにより、このローラー片１２では、接続部３８が一様に変形するように調整されている。

図３には、押圧ローラー２をゴム部材Ｇに押し付けた際のローラー片１２の状態が示される。押圧ローラー２をゴム部材Ｇに押し付けると、押圧ローラー２には荷重が作用する。これにより、ローラー片１２の連結部２８の一部をなす接続部３８が弾性変形する。

前述したように、ローラー片１２は支持軸６に支持される。このため、前述の接続部３８の弾性変形により、支持軸６に対する外輪部２６の位置、すなわち、ローラー片１２の外周面４６の位置が変位する。この押圧ローラー２では、ローラー本体８を構成する複数のローラー片１２それぞれにおいて、支持軸６に対する外周面の位置が変位可能である。

この押圧ローラー２では、以上説明した弾性変形可能なローラー片１２を用いることにより、ローラー本体８を構成するそれぞれのローラー片１２の外周面４６の位置が変位させられる。この押圧ローラー２では、各ローラー片１２の外周面４６の位置を変位できるのであれば、外周面４６の位置を変位させるための構成に特に制限はない。図２に示された構成以外の構成で、ローラー片１２の外周面４８の位置が変位させられてもよい。軸方向に並ぶ複数のローラー片１２の内側に加圧機構を設け、この加圧機構によってそれぞれのローラー片１２の外周面４６の位置が変位させられてもよい。

カバー１０は筒状の部材である。カバー１０は、ローラー本体８を覆う。このカバー１０は、柔軟で伸縮可能な素材からなる。この押圧ローラー２では、カバー１０が柔軟で伸縮可能であれば、このカバー１０の素材に特に制限はない。

図４には、押圧ローラー２にてゴム部材Ｇを押圧している状況が示される。この図４において、押圧ローラー２が押圧しているゴム部材Ｇは、ゴムストリップＧＳを成形ドラムＦＤに螺旋状に巻き重ねて形成されたゴム部材である。この図４において、左右方向は押圧ローラー２の長さ方向である。この左右方向は、支持軸６の長さ方向でもある。この図４においては、説明の便宜のために、カバー１０及びゴム部材Ｇについては断面で表されている。

図４に示されるように、ローラー本体８とゴム部材Ｇとの間にはカバー１０が位置する。この押圧ローラー２では、ローラー本体８ではなく、カバー１０がゴム部材Ｇと接触する。

前述したように、この押圧ローラー２では、カバー１０が柔軟で伸縮可能な素材からなる。この押圧ローラー２をゴム部材Ｇに押し付けると、カバー１０とともにローラー本体８を構成するローラー片１２が弾性変形し、ゴム部材Ｇの形状に合わせて、ローラー片１２の外周面４６の位置が変位する。ローラー本体８はカバー１０で覆われるので、ローラー片１２の外周面４６の変位によって生じた段差４８とゴム部材Ｇとの間には、ゴム部材Ｇの形状に合わせて変形したカバー１０が位置する。この押圧ローラー２では、ロール本体の段差４８の部分においても、カバー１０がゴム部材Ｇと十分に接触する。

この押圧ローラー２では、ローラー本体８を構成するローラー片１２は弾性変形する。弾性変形したローラー片１２には反力が生じるので、ローラー片１２はカバー１０を介して効果的にゴム部材Ｇを押圧する。

この押圧ローラー２では、カバー１０がゴム部材Ｇと十分に接触するとともに、ローラー片１２がカバー１０を介して効果的にゴム部材Ｇを押圧する。この押圧ローラー２によれば、ゴム部材Ｇが十分に押圧され、エアの排出が促される。

さらにこの押圧ローラー２では、カバー１０がローラー本体８全体を覆うので、一のローラー片１２に対して他のローラー片１２が移動する際に、ゴム部材Ｇの一部が２つのローラー片１２の間に挟まれることも防止される。

そしてこの押圧ローラー２では、ローラー本体８とカバー１０とは一体ではない上に、カバー１０が伸縮性を有するので、カバー１０の着脱が容易である。厚さの異なるカバー１０を準備しておくことで、ゴム部材Ｇの形状を考慮した、カバー１０の変更も可能である。

この押圧ローラー２は、高品質なタイヤの製造に貢献できる。

前述したように、この押圧ローラー２では、ローラー片１２は互いに独立した軸受１４を介して支持軸６に支持される。言い換えれば、この押圧ローラー２では、ローラー本体８を構成する複数のローラー片１２は互いに独立して回転可能に支持軸６に支持される。この押圧ローラー２では、ローラー片１２は支持軸６を中心に回転できるので、ゴム部材Ｇの形状に合わせてローラー片１２の外周面４６の位置が変位した状態で、ローラー片１２が回転しても、このローラー片１２に大きな捻れが生じることが防止される。この押圧ローラー２では、捻じれによるローラー片１２の損傷が効果的に防止される。この押圧ローラー２は、高品質なタイヤの安定な製造に貢献する。この観点から、この押圧ローラー２では、ローラー本体８を構成する複数のローラー片１２は互いに独立して回転可能に支持軸６に支持されるのが好ましい。

前述したように、この押圧ローラー２では、カバー１０は柔軟で伸縮可能な素材からなる。柔軟で伸縮可能な素材としては、ニット、スポンジ及びゴムが挙げられる。

ニットは、編物又は編物のように織った織物である。このニットの材質として、ポリウレタン、ポリエステル及びナイロンが挙げられる。ニットの材質としては、ナイロンが好ましい。

スポンジは、内部に多数の気泡を含むポリマー成形体である。このスポンジの材質としては、ポリウレタン、ポリエチレン、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム及びニトリルゴムが挙げられる。スポンジの材質としては、ポリウレタンが好ましい。

ゴムは、ゴム組成物の架橋体である。このゴムの材質としては、ポリウレタンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム及びシリコンゴムが挙げられる。ゴムの材質としては、ポリウレタンゴムが好ましい。

この押圧ローラー２では、柔軟性及び伸縮性の観点から、カバー１０の素材としては、ニット、スポンジ及びゴムのいずれかであるのが好ましい。これらの中でも、良好な柔軟性及び伸縮性が得られる観点から、ニット及びスポンジがより好ましく、ニットがさらに好ましい。ニットとしては、良好な柔軟性及び伸縮性が得られる観点から、ストッキングやタイツに用いられる素材の編目と同様の編目を有する素材が特に好ましい。なお、カバー１０の素材としてニットを用いる場合、毛羽立ちにくいニットが好適に用いられる。

タイヤのゴム部材Ｇの色は通常、黒である。このゴム部材Ｇとの識別容易の観点から、この押圧ローラー２では、カバーの色は黒以外で設定されるのが好ましい。黒以外の色としては、例えば、緑、黄及び白が挙げられる。

図２において、両矢印ＴＣはカバー１０の厚さである。この押圧ローラー２では、カバー１０の厚さＴＣはローラー本体８にカバー１０を装着した状態で測定される。

この押圧ローラー２では、ローラー本体８に生じた段差４８の影響が効果的に抑えられる観点から、カバー１０の厚さＴＣは０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましい。ゴム部材Ｇが十分に押圧されエアの排出が促される観点から、このカバー１０の厚さＴＣは３ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以下がより好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、高品質なタイヤの製造に貢献できる、ゴム部材成形用押圧ローラー２が得られる。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定されるものではなく、この技術的範囲には特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

以上説明された、ゴム部材を押圧する技術は、種々のタイヤの製造にも適用できる。

２・・・押圧ローラー
６・・・支持軸
８・・・ローラー本体
１０・・・カバー
１２・・・ローラー片
２４・・・内輪部
２６・・・外輪部
２８・・・連結部
３４・・・連結部２８の内側部
３６・・・連結部２８の外側部
３８・・・連結部２８の接続部
４０ａ・・・内側部３４の一端
４０ｂ・・・内側部３４の他端
４２ａ・・・外側部３６の一端
４２ｂ・・・外側部３６の他端
４４・・・隙間
４４ａ・・・第一隙間
４４ｂ・・・第二隙間
４６・・・ローラー片１２の外周面
４８・・・段差

Claims (4)

1. 未加硫のゴム部材を押圧するための押圧ローラーであって、
   支持軸と、
   前記支持軸に支持されるローラー本体と、
   前記ローラー本体を覆い、前記ゴム部材と接触するカバーと
   を備え、
   前記ローラー本体が前記支持軸の長さ方向に並ぶ複数のローラー片を有し、
   それぞれのローラー片において、前記支持軸に対する外周面の位置が変位可能であり、
   前記カバーが柔軟で伸縮可能な素材からなり、
   前記カバーが、隣接する前記ローラー片の間を含めて前記ローラー本体を覆う、
   ゴム部材成形用押圧ローラー。
2. 前記素材が、ニット、スポンジ及びゴムのいずれかである、請求項１に記載のゴム部材成形用押圧ローラー。
3. 前記カバーの厚さが０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載のゴム部材成形用押圧ローラー
4. 前記複数のローラー片が互いに独立して回転可能に前記支持軸に支持される、請求項１から３のいずれかに記載のゴム部材成形用押圧ローラー。

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