JP7286313B2 - 押出成形用口金 - Google Patents

Description

本発明は、押出成形用口金に関する。

従来、空気入りタイヤの製造方法として、押出機の先端部に取り付けられた口金から押出成形された帯状のストリップゴムをドラムに対して螺旋状に巻回することによりグリーンタイヤを形成するようにしたリボン工法が知られている（例えば特許文献１参照）。

リボン工法によってグリーンタイヤを形成するためのストリップゴムを押出成形する場合などに用いられる押出成形用口金は一般に、鉄鋼材料を用いて形成されている。押出成形用口金として、表面にクロムメッキを施したものも知られている（例えば特許文献２参照）。

特開２０１８－１０３５１６号公報 特開平９－２２５９８９号公報

リボン工法による空気入りタイヤの製造時に用いる帯状のストリップゴムは、図８（ａ）に示すように、押出機の先端部に取り付けられた口金１００にストリップゴムの断面形状に対応して扁平状に形成された開口部１１０を通じて押出成形される。

口金１００は、ストリップゴムを押出成形する成形時間が長くなると、図８（ｂ）に示すように、開口部１１０の両側の周縁部が押出方向の上流側から摩耗して開口されてストリップゴムに成形不良を発生するおそれがある。このため、口金の開口部の周縁部が摩耗すると、新しい口金への交換が必要であり、生産性の低下を引き起こし得る。

これに対し、前記特許文献２に記載されるように、口金にクロムメッキを施して口金の耐久性を向上させることが考えられる。しかしながら、口金にクロムメッキを施した場合、クロムメッキが剥がれてストリップゴムに混入して成形不良を引き起こし得る。

そこで、本発明は、耐久性を向上させると共にストリップゴムに成形不良が発生することを抑制することができる押出成形用口金を提供することを課題とする。

本発明は、押出機の先端部に取り付けられる押出成形用口金であって、前記押出機の本体部から供給されるゴム材料を帯状のストリップゴムとして押出成形する開口部を備え、前記押出成形用口金に、焼入れされた焼入れ部と焼入れされていない非焼入れ部とが設けられ、前記開口部の周縁部の所定領域に前記焼入れ部が設けられ、前記焼入れ部は、前記押出機の本体部側における前記開口部の周縁部に設けられている押出成形用口金を提供する。

本発明によれば、押出成形用口金は、焼入れ部と非焼入れ部とが設けられ、ゴム材料をストリップゴムとして押出成形する開口部の周縁部の所定領域に設けられる焼入れ部によって、開口部の周縁部の摩耗を抑制して押出成形用口金の耐久性を向上させると共にストリップゴムに成形不良が発生することを抑制することができる。焼入れ部は、押出成形用口金の開口部の周縁部の所定領域に設けられるので、押出成形用口金が全体的に焼入れされる場合に比して、割れの発生を抑制して押出成形用口金の耐久性を向上させることができる。
押出機の反本体部側に比して摩耗が発生し易い押出機の本体部側における開口部の周縁部に焼入れ部が設けられるので、押出成形用口金の開口部の周縁部の摩耗を有効に抑制することができる。

前記開口部は、幅に比べて高さが小さい扁平な断面形状を有し、前記焼入れ部は、押出機の本体部側における開口部の幅方向両側の周縁部に設けられていることが好ましい。

本構成によれば、開口部の幅方向中央側の周縁部に比して摩耗が発生し易い開口部の幅方向両側の周縁部に焼入れ部が設けられるので、押出成形用口金の開口部の周縁部の摩耗を有効に抑制することができる。

前記焼入れ部は、押出機の本体部側における開口部の周縁部全体に設けられていることが好ましい。

本構成によれば、押出成形用口金の開口部の周縁部全体の摩耗を抑制して押出成形用口金の耐久性を向上させると共にストリップゴムに成形不良が発生することを抑制することができる。

前記開口部は、幅に比べて高さが小さい扁平な矩形状、三角形状又は台形状の断面形状を有している。

本構成によれば、幅に比べて高さが小さい扁平な矩形状、三角形状又は台形状の断面形状を有するストリップゴムを押出成形する際に、ストリップゴムに成形不良が発生することを抑制することができる。

前記押出成形用口金は、グリーンタイヤを形成するストリップゴムを押出成形する押出成形用口金であることが好ましい。

本構成によれば、押出成形用口金から押出成形されたストリップゴムを螺旋状に重ねて巻き付けてグリーンタイヤを形成する際に、ストリップゴムに成形不良が発生することを抑制してストリップゴムを螺旋状に重ねて巻き付けるときにストリップゴム間にエアが混入することを抑制することができる。
前記押出成形用口金は、前記本体部から反本体部側に円筒状に延びる側面部と、前記側面部の反本体部側から径方向内側に延びる頂面部とを備え、前記開口部は、同一断面形状を有して前記頂面部に設けられ得る。

本発明に係る押出成形用口金によれば、耐久性を向上させると共にストリップゴムに成形不良が発生することを抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る押出成形用口金を備えた押出機を有する巻回装置の概略構成図である。 ドラムに巻回されるストリップゴムの巻回状態を示す断面図である。 押出成形用口金の断面図である。 押出成形用口金の背面図である。 本発明の第１実施形態に係る押出成形用口金の変形例の背面図である。 本発明の第２実施形態に係る押出成形用口金の背面図である。 本発明の第３実施形態に係る押出成形用口金の背面図である。 従来の押出成形用口金の開口部近傍を示す図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る押出成形用口金を備えた押出機を有する巻回装置の概略構成図である。図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る押出成形用口金を備えた押出機を有する巻回装置１は、リボン工法によって加硫成形前の生タイヤであるグリーンタイヤを形成するときに用いられるものである。

巻回装置１は、略円柱状に形成されて回転駆動されるドラム２と、ドラム２に供給する帯状のストリップゴム３を押出成形する押出機４と、ドラム２に供給されるストリップゴム３をドラム２に対して押し付けて貼り付ける圧着ローラ５とを備えている。

ストリップゴム３は、幅に比べて高さ（厚み）が小さい扁平な断面形状を有して帯状に形成される。ストリップゴム３は、例えば、断面形状の幅が１０～５０ｍｍとされて断面高さが０．６～３ｍｍとされるように形成される。

ドラム２は、ドラム保持装置６に保持されている。ドラム２は、ドラム保持装置６によって回転駆動されると共にドラム２の軸方向に移動可能に構成されている。ドラム２は、押出機４に対向する側が下から上へ向かう方向に回転駆動され、例えば表面に貼り付けられるストリップゴム３の貼付速度が５～１３０ｍ／ｍｉｎとなるように回転駆動される。

押出機４は、回転駆動されるスクリューと加熱ヒータとによってゴム材料を加熱すると共に混錬して先端部に供給する本体部７と、押出機４の先端部に取り付けられて本体部７から供給されるゴム材料から帯状のストリップゴム３を押出成形する押出成形用口金１０とを備えている。押出機４は、ストリップゴム３が加硫されない温度、例えば１２０度以下の温度にゴム材料を加熱するようになっている。

圧着ローラ５は、シリンダ８から伸縮可能に突出するロッド９の先端部に回転可能に取り付けられている。圧着ローラ５は、回転軸がドラム２の回転軸と平行な状態でドラム２に対して接離し、ドラム２に対してストリップゴム３を巻き付けて貼り付けると共に圧着する。

巻回装置１では、押出機４によって押出成形されたストリップゴム３がドラム２に向かって前進され、圧着ローラ５によって押し付けられてドラム２に巻き付けられるときにドラム２が軸方向に移動されることで、ドラム２にストリップゴム３が螺旋状に巻き付けられてグリーンタイヤが形成される。

図２は、ドラムに巻回されるストリップゴムの巻回状態を示す断面図である。図２に示すように、ストリップゴム３は、ドラム２に幅方向の両側が互いに重なるようにして螺旋状に巻き付けられる。グリーンタイヤＧＴは、ストリップゴム３が螺旋状に巻き付けられることによって形成される。グリーンタイヤＧＴにはまた、他のタイヤ構成部材が組み合わされる。そして、グリーンタイヤＧＴが加硫成形されて空気入りタイヤが製造される。

ストリップゴム３がドラム２に螺旋状に巻き付けられるとき、グリーンタイヤＧＴの所望形状に応じて、ドラム２に対して先に巻き付けられたストリップゴム３に重ねてストリップゴム３をさらに巻き付けるようにしてもよい。また、ドラム２を軸方向に移動することに代えて、押出機４及び圧着ローラ５を軸方向に移動させるようにしてもよい。

次に、本発明の実施形態に係る押出成形用口金について説明する。
図３は、押出成形用口金の断面図、図４は、押出成形用口金の背面図である。図４は、押出機の本体部から見た押出成形用口金を示し、図３は、図４におけるＹ３－Ｙ３線に沿った押出成形用口金の断面を示している。図３及び図４に示すように、押出成形用口金（以下、適宜「口金」という）１０は、押出機４の本体部７から略円錐台状に突出するように設けられている。

口金１０は、押出機４の本体部７に取り付けられるフランジ部１１と、フランジ部１１の径方向内側から反本体部側に先細りの円筒状に形成される側面部１２と、側面部１２の反本体部側から径方向内側に延びる頂面部１３とを備えている。口金１０の頂面部１３は、押出機４の本体部側の表面１３ａと押出機４の反本体部側の表面１３ｂとを有している。口金１０は、頂面部１３に押出機４の本体部７から供給されるゴム材料を帯状のストリップゴム３として押出成形する開口部１６を備えている。開口部１６は、押出機４の本体部側の表面１３ａから反本体部側の表面１３ｂに亘って口金１０を貫通して形成されている。

口金１０の開口部１６は、ストリップゴム３の所望断面形状に対応して形成されている。本実施形態では、口金１０の開口部１６は、ストリップゴム３の押出方向に同一断面形状を有し、図４に示すように幅Ｗ１に対して高さＨ１が小さい扁平な略三角形状の断面形状を有している。口金１０の開口部１６によって、幅に対して高さが小さい扁平な略三角形状の断面形状を有するストリップゴム３が押出成形される。口金１０の開口部１６は、幅に対して高さが小さい扁平な形状であれば、図４に示す二等辺三角形状に限らず他の三角形状に形成することが可能である。

口金１０は、焼入れ性を有する鉄鋼材料から形成されている。口金１０には、図３及び図４においてクロスハッチングで示すように、押出機４の本体部７側における開口部１６の周縁部の所定領域に焼入れされた焼入れ部１７が設けられている。

口金１０の焼入れ部１７は、口金１０の押出機４の本体部７側における開口部１６の幅方向両側の周縁部を含む開口部１６の周縁部全体に設けられている。焼入れ部１７は、図３に示すように、口金１０の開口部１６の周縁部において開口部１６から外側に所定幅Ｌ１を有すると共に押出機４の本体部７側の表面１３ａから押出機４の反本体部側の表面１３ｂ側へ向けて所定深さＤ１を有するように形成される。本実施形態では、焼入れ部１７は、押出機４の反本体部側には設けられておらず、押出機４の反本体部側の表面１３ｂは焼入れされていない。焼入れ部１７の幅Ｌ１は、例えば２～５ｍｍに設定され、焼入れ部１７の深さＤ１は、例えば３ｍｍ以内に設定される。焼入れ部１７の幅Ｌ１を、例えば開口部１６の高さＨ１の１５０～７００％に設定するようにしてもよい。

口金１０では、焼入れ部１７は焼入れされていない非焼入れ部１８より硬度が高められている。口金１０の焼入れ部１７は、所定の焼入れ条件で焼入れされ、焼入れ温度に加熱された後に冷却されて形成される。口金１０の焼入れ部１７はまた、焼入れ後に所定の焼戻し条件で焼戻しされ、焼入れ温度未満の温度に加熱された後に冷却される。

口金１０は、これに限定されるものではないが、本実施形態では、ダイス鋼であるＳＫＤ１１から形成され、焼入れ部１７は、例えば、焼入れ条件として１０００～１０５０度に加熱された後に空冷され、焼き戻し条件として１５０～２００度に加熱された後に空冷される。焼入れ部１７は、レーザー加熱装置や誘導加熱装置などの加熱装置を用いて加熱される。このようにして、口金１０は、例えば、口金１０の非焼入れ部１８が硬度３４～４２Ｈｓを有するのに対して焼入れ部１７が硬度６２～７８Ｈｓを有するように形成される。

口金１０の焼入れ部１７は、押出機４の本体部７側の表面１３ａから押出機４の反本体部側の表面１３ｂへ向けて所定深さＤ１を有するように設けられるが、押出機４の本体部７側の表面１３ａから押出機４の反本体部側の表面１３ｂに達するまで設けられてもよい。

このように、本実施形態に係る押出成形用口金１０は、押出機４の先端部に取り付けられ、押出機４の本体部７から供給されるゴム材料を帯状のストリップゴム３として押出成形する開口部１６を備え、開口部１６の周縁部の所定領域に焼入れ部１７が設けられている。

これにより、押出成形用口金１０は、ゴム材料をストリップゴム３として押出成形する開口部１６の周縁部の所定領域に設けられる焼入れ部１７によって、開口部１６の周縁部の摩耗を抑制して押出成形用口金１０の耐久性を向上させると共にストリップゴム３に成形不良が発生することを抑制することができる。焼入れ部１７は、押出成形用口金１０の開口部１６の周縁部の所定領域に設けられるので、押出成形用口金１０が全体的に焼入れされる場合に比して、割れの発生を抑制して押出成形用口金１０の耐久性を向上させることができる。

また、焼入れ部１７は、押出機４の本体部７側における開口部１６の周縁部に設けられる。これにより、押出機４の反本体部側に比して摩耗が発生し易い押出機４の本体部７側における開口部１６の周縁部に焼入れ部１７が設けられるので、押出成形用口金１０の開口部１６の周縁部の摩耗を有効に抑制することができる。

また、開口部１６は、幅に比べて高さが小さい扁平な断面形状を有し、焼入れ部１７は、押出機４の本体部７側における開口部１６の幅方向両側の周縁部に設けられる。これにより、開口部１６の幅方向中央側の周縁部に比して摩耗が発生し易い開口部１６の幅方向両側の周縁部に焼入れ部１７が設けられるので、押出成形用口金１０の開口部１６の周縁部の摩耗を有効に抑制することができる。

また、焼入れ部１７は、押出機４の本体部７側における開口部１６の周縁部全体に設けられる。これにより、押出成形用口金１０の開口部１６の周縁部全体の摩耗を抑制して押出成形用口金１０の耐久性を向上させると共にストリップゴム３に成形不良が発生することを抑制することができる。

また、開口部１６は、幅に比べて高さが小さい扁平な三角形状の断面形状を有している。これにより、幅に比べて高さが小さい扁平な三角形状の断面形状を有するストリップゴム３を押出成形する際に、ストリップゴム３に成形不良が発生することを抑制することができる。

また、押出成形用口金１０は、グリーンタイヤＧＴを形成するストリップゴム３を押出成形する押出成形用口金１０である。これにより、押出成形用口金１０から押出成形されたストリップゴム３を螺旋状に重ねて巻き付けてグリーンタイヤＧＴを形成する際に、ストリップゴム３に成形不良が発生することを抑制してストリップゴム３を螺旋状に重ねて巻き付けるときにストリップゴム３間にエアが混入することを抑制することができる。

図５は、本発明の第１実施形態に係る押出成形用口金の変形例の背面図である。図５においてクロスハッチングで示すように、押出成形用口金１０の焼入れ部１７´を、押出機４の本体部７側における開口部１６の幅方向両側の周縁部にのみ設けることも可能である。焼入れ部１７´についても、押出機４の本体部７側の表面から押出機４の反本体部側の表面側へ向けて所定深さを有するように、あるいは押出機４の本体部側の表面から押出機４の反本体部側の表面まで達するように設けられる。

図６は、本発明の第２実施形態に係る押出成形用口金の背面図である。第２実施形態に係る押出成形用口金３０は、第１実施形態に係る押出成形用口金１０と、開口部の形状が異なること以外は同様であるので、同様の構成については説明を省略する。

第２実施形態に係る押出成形用口金３０についても、押出機４の先端部に取り付けられて押出機４の本体部７から供給されるゴム材料を帯状のストリップゴム３として押出成形する開口部３６を備えている。本実施形態では、口金３０の開口部３６は、図６に示すように、幅に対して高さが小さい扁平な略矩形状の断面形状に形成されている。

口金３０についても、押出機４の本体部７側における開口部３６の周縁部の所定領域に焼入れされた焼入れ部３７が設けられ、焼入れ部３７は、口金３０の焼入れされていない非焼入れ部１８より硬度が高められている。口金３０の焼入れ部３７は、口金３０の押出機４の本体部７側における開口部３６の幅方向両側を含む開口部３６の周縁部全体に設けられ、押出機４の本体部７側の表面から押出機４の反本体部側の表面側へ向けて所定深さを有するように設けられる。

口金３０の焼入れ部３７は、口金３０の押出機４の本体部７側における開口部３６の幅方向両側のみに設けるようにしてもよい。口金３０の焼入れ部３７はまた、押出機４の本体部７側の表面１３ａから押出機４の反本体部側の表面１３ｂに達するまで設けるようにしてもよい。

このように、本実施形態に係る押出成形用口金３０についても、ゴム材料をストリップゴム３として押出成形する開口部３６の周縁部の所定領域に設けられる焼入れ部３７によって、開口部３６の周縁部の摩耗を抑制して押出成形用口金３０の耐久性を向上させると共にストリップゴム３に成形不良が発生することを抑制することができる。

また、口金３０の開口部３６は、幅に比べて高さが小さい扁平な矩形状の断面形状を有している。これにより、幅に比べて高さが小さい扁平な矩形状の断面形状を有するストリップゴム３を押出成形する際に、ストリップゴム３に成形不良が発生することを抑制することができる。

図７は、本発明の第３実施形態に係る押出成形用口金の背面図である。第３実施形態に係る押出成形用口金４０は、第１実施形態に係る押出成形用口金１０と、開口部の形状が異なること以外は同様であるので、同様の構成については説明を省略する。

第３実施形態に係る押出成形用口金４０についても、押出機４の先端部に取り付けられて押出機４の本体部７から供給されるゴム材料を帯状のストリップゴム３として押出成形する開口部４６を備えている。本実施形態では、口金４０の開口部４６は、図７に示すように、幅に対して高さが小さい扁平な略台形状の断面形状に形成されている。

口金４０についても、押出機４の本体部７側における開口部４６の周縁部の所定領域に焼入れされた焼入れ部４７が設けられ、焼入れ部４７は、口金４０の焼入れされていない非焼入れ部１８より硬度が高められている。口金４０の焼入れ部４７は、口金４０の押出機４の本体部７側における開口部４６の幅方向両側の周縁部を含む開口部４６の周縁部全体に設けられ、押出機４の本体部７側の表面から押出機４の反本体部側の表面側へ向けて所定深さを有するように設けられる。

口金４０の焼入れ部４７は、口金４０の押出機４の本体部７側における開口部４６の幅方向両側のみに設けるようにしてもよい。口金４０の焼入れ部４７はまた、押出機４の本体部７側の表面１３ａから押出機４の反本体部側の表面１３ｂに達するまで設けるようにしてもよい。

このように、本実施形態に係る押出成形用口金４０についても、ゴム材料をストリップゴム３として押出成形する開口部４６の周縁部の所定領域に設けられる焼入れ部４７によって、開口部４６の周縁部の摩耗を抑制して押出成形用口金４０の耐久性を向上させると共にストリップゴム３に成形不良が発生することを抑制することができる。

また、口金４０の開口部４６は、幅に比べて高さが小さい扁平な台形状の断面形状を有している。これにより、幅に比べて高さが小さい扁平な台形状の断面形状を有するストリップゴム３を押出成形する際に、ストリップゴム３に成形不良が発生することを抑制することができる。

第１実施形態及び第３実施形態においてそれぞれ、口金１０，４０に幅に比して高さが小さい扁平な三角形状又は台形状の断面形状を有する開口部１６，４６が形成される場合に、開口部１６，４６の幅方向両側と上面部１６ａ，４６ａ側の周縁部のみに焼入れ部が設けるようにしてもよい。

前述した実施形態では、口金１０，３０，４０の開口部１６，３６，４６は、幅に比して高さが小さい扁平な矩形状、三角形状又は台形状の断面形状を有しているが、幅に比して高さが小さい扁平な他の断面形状などの他の断面形状を有するようにしてもよい。かかる場合においても、口金１０，３０，４０は、押出機４の本体部７側における開口部１６，３６，４６の周縁部の所定領域に焼入れ部１７，３７，４７が設けられる。

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

１ 巻回装置
２ ドラム
３ ストリップゴム
４ 押出機
５ 圧着ローラ
７ 押出機の本体部
１０，３０，４０ 口金
１６，３６，４６ 開口部
１７，１７´，３７，４７ 焼入れ部
ＧＴ グリーンタイヤ

Claims (6)

1. 押出機の先端部に取り付けられる押出成形用口金であって、
   前記押出機の本体部から供給されるゴム材料を帯状のストリップゴムとして押出成形する開口部を備え、
   前記押出成形用口金に、焼入れされた焼入れ部と焼入れされていない非焼入れ部とが設けられ、
   前記開口部の周縁部の所定領域に前記焼入れ部が設けられ、
   前記焼入れ部は、前記押出機の本体部側における前記開口部の周縁部に設けられている
   押出成形用口金。
2. 前記開口部は、幅に比べて高さが小さい扁平な断面形状を有し、
   前記焼入れ部は、前記押出機の本体部側における前記開口部の幅方向両側の周縁部に設けられている
   請求項１に記載の押出成形用口金。
3. 前記焼入れ部は、前記押出機の本体部側における前記開口部の周縁部全体に設けられている
   請求項２に記載の押出成形用口金。
4. 前記開口部は、幅に比べて高さが小さい扁平な矩形状、三角形状又は台形状の断面形状を有している
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の押出成形用口金。
5. 前記押出成形用口金は、グリーンタイヤを形成する前記ストリップゴムを押出成形する押出成形用口金である
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の押出成形用口金。
6. 前記押出成形用口金は、前記本体部から反本体部側に円筒状に延びる側面部と、前記側面部の反本体部側から径方向内側に延びる頂面部とを備え、
   前記開口部は、同一断面形状を有して前記頂面部に設けられている、
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の押出成形用口金。

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