WO2004062887A1 - シート状部材の溝条形成方法および装置 - Google Patents

Abstract

回転する一対の対向圧延ロール12，13の間にゴム材料が通されてシート状部材１が圧延される。シート状部材１は、タイヤ構成部材を構成するために重ねて貼り合せられる。少なくとも一方のロール12の表面には、シート状部材１にプロファイルを付与するプロファイル面20、21が形成されるとともに、該プロファイル面20、21に多数の微細な突条12ａ，31ａが形成される。これにより、圧延ロール12，13の回転でゴム材料が圧延されて形成されるシート状部材１の表面に、プロファイル面と共に多数の空気排出用微細溝条２が同時に形成される。これによって、空気排出用微細溝条をもつシート状部材の製造工程が短縮され、均一な溝形状を形成することができる。

Description

シート状部材の溝条形成方法および装置 技 術 分 野

本発明は、 シート状部材に多数の溝条を形成する方法および装置に関する。 背 景 技 術

明

夕ィャ構成部材のィンナ一ライナ一等のシート状部材は、 成型ドラムに何層に も重ねて貼り合わせて成型しタイヤを構成する。 このようにシート状部材を重ね 書

て貼り合わせる際に、 シート相互間に空気が入り込んで後々まで残留してしまう ことがある。

シート状部材の表面が滑らかであると、 シート間に空気は入り難いが一旦入り 込んでしまうと、 この空気を完全に排除することが極めて困難となり、 内部に残 留した空気により生じる空洞はタイヤの品質を低下させることになる。

そこで、 シート状部材の表面に複数の溝条を形成し、 シート相互間に入り込 んだ空気が溝に導かれて排出されるようにした例がある （例えば、 実公昭 6 3— 4 3 1 2 5号公報参照。 ）

実公昭 6 3 - 4 3 1 2 5号公報には、 未加硫ゴムシートの表面に複数条の溝が 形成されたものが開示されている。 この実公昭 6 3 - 4 3 1 2 5号公報では、 ど のようにかかる溝を形成するかについては記載がないが、 従来の方法としては、 予め押出機やカレンダによりシート状に成形されたゴムシ一トを、 多数の突条が 形成された円筒状のリッジ口一ルを備えた一対の口ールに挟み込ませてゴムシー トの表面に多数の溝条を形成するのが一般的であった （特許第 3 2 0 4 7 4 7号 公報および実開昭 5 9— 9 9 8 0 5号公報参照） 。

すなわち、 シ一卜状部材の表面への溝条の加工は、 シート加工の後に行われて いた。 このように、 後加工により溝条を形成した場合、 シート加工における加工 速度等によりゴムシートの温度が変化し、 その後の工程である溝条加工において 溝形状にバラツキが生じていた。

また、 シート加工でプロファイル加工が施される場合には、 形成されるゴムシ ートの表面に凹凸形状が設けられるが、 かかるゴムシートの凹凸形状を有する表 面に円筒状のリッジロールを押圧して溝条を形成すると、 凸部には深い溝条が形 成されるが、 凹部には溝条が形成され難いという問題がある。

例えば、 圧延ロールにて均一厚みのシート状部材を製造し、 それらを重ね合わ せてタイヤ構成部材を形成するにあたり、 重ね合わせられる複数のシート状部材 の幅 （シート状部材の長手方向に交わる方向の寸法） が異なる場合には、 形成さ れるタイヤ構成部材の厚みが変化して一定ではなくなる。 このようなタイヤ構成 部材については、 タイヤ構成部材を円筒状リッジロールにて押圧して溝条を形成 することになるが、 その厚みが変化しているためそれに一定の深さで溝条を付与 することができない。

また、 タイヤの成型および Zまたは加硫時に起きる拡張にて、 生タイヤは外方 に変形させられるが、 その場合にはタイヤのショルダー部 （ハンプ部） は他の部 位より大きく拡張される傾向が高く、 同一厚みのシートを用いた場合には、 加硫 後の製品タイヤは、 ゴム厚さが不均一になってしまう。 そこで、 ショルダー部 （ ハンプ部） の厚みを他の部位より厚くなるように不均一な厚みのシ一トを用いて タイヤを構成することにより不均一な変形を防止することが行なわれる。 このよ うに不均一な厚みをもつシートの製造はしばしば行なわれるが、 このようなシ一 卜については、 シートの圧延後に行なわれるリッジロールによる押圧では、 形成 される溝条の深さ等は均一なものとはできない。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、 その目的とする処は、 製造工程を短 縮し、 プロファイル加工の有無によらず均一な溝形状を形成することができるシ 一ト状部材の溝条形成方法および装置を供する点にある。 発 明 の 開 示

上記目的を達成するために、 本発明は、 少なくとも一方のロールの表面に多数 の突条を有する一対の対向する圧延ロールを用意し、 前記一対の圧延ロール間に ゴム材料を供給し、 前記圧延ロールを回転させて前記ゴム材料を圧延してシート 状部材とし、 同時に、 同シート状部材の表面に多数の溝条を形成することを特徴 とするシート状部材の溝条形成方法を提供する。

このように、 少なくとも一方のロールの表面に多数条の突条が形成された一対 の圧延ロールの間にゴム材料が供給されて、 シート加工と同時に溝加工も行うこ とにより、 工程数が削減されて作業時間が短縮される。

また、 シート加工速度等によりシート温度が変化し溝加工に影響を与えるとい うことがなく、 シート状部材の厚さが不均一であっても、 均一な溝形状を形成す ることができ、 安定した高品質のシート状部材を製造することができる。

本発明では、 前記圧延ロールのうちの多数の突条を有するロールに、 圧延され るシート状部材にプロファイルを付与するプロファイル面を設け、 圧延時に、 前 記シートのプロファイルに多数の溝条を同時に形成するようにする。

このように、 突条が形成されたロールに同時にプロファイル面が形成されてい ることで、 プロファイル加工されたシート状部材に同時に溝形状が形成され、 溝 形状はプロフアイル形状の全巾で均一に形成される。

典型的には、 前記プロファイル面には周長が異なる複数の外周面を与えるよう にする。

本発明では、 ゴム材料を、 ローラ一ヘッド押出機から押出した後、 前記一対の 圧延ロール間に供給することができる。 また、 前記圧延ロールとして一対のカレ ンダロールを用いることができる。

本発明の他の態様によれば、 前記目的を達成するために、 間に圧延材料を供給 されて同材料に圧延を施してシート状部材にするための 1対の対向する回転圧延 ロールを備え、 これら圧延ロールのうちの少なくとも一方のロールの表面は、 圧 延されるシ一ト状部材にプロファイルを与えるプロファイル面と、 同プロフアイ ル面に形成された多数の突条とを有することを特徴とするシート状部材の溝条形 成装置が提供される。 '

このシート状部材の溝条形成装置により、 前記シ一ト状部材の溝条形成方法と 同じ効果が得られる。 典型的には、 前記プロファイル面は周長が異なる複数の外周面を有するように 構成される。

前記圧延ロールはローラーへッド押出機のへッドに設けることができる。 また 、 前記圧延ロールは一対のカレンダロールとすることができる。

好ましくは、 前記突条は一定の模様をもって配置される。 この模様は、 前記少 なくとも一方のロールの軸線方向中央部の周方向中心線に関して対称的に V字状 をなしてロール軸線方向成分および周方向成分をもって同ロールの軸線方向両端 へ向かってほぼ平行に延びる模様とすることができ、 あるいは、 ハニカム模様と することもできる。 その他、 任意の模様を用いることができる。

突条の高さは、 0. 1腿ないし 0. 3匪とし、 その幅は 0. 5誦ないし 2. 0讓とすること が望ましい。

突条は断面が台形状をなすようにするのが好ましい。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の一実施の形態に係るローラーへッド押出機の斜視図である。 図 2は、 ローラーヘッドの正面図である。

図 3は、 圧延ロールのプロファイル面の断面図である。

図 4は、 未加硫ゴムシートの断面図である。

図 5は、 圧延ロールと未加硫ゴムシートの関係を示す斜視図である。

図 6は、 図 5の VI— VI線に沿って切断した断面図である。

図 7は、 第 2の実施の形態に係るローラーへッドの正面図である。

図 8は、 圧延ロールのプロファイル面の拡大図である。

図 9は、 図 8の IX— K線に沿って切断した断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明に係る一実施の形態について図 1ないし図 7に基づき説明する。 本実施の形態は、 ロール交換式のローラーへッド押出機 10により未加硫ゴムシ

—ト 1を成形する例である。 図 1に示すように、 ローラ一へッド押出装置 10は、 押出機 1 1のへッド部に一対 の対向する圧延ロール 12, 13が押出し方向を横切る方向に設けられたゴムシ一ト 成形装置である。 投入されたゴム材料等が押出機 1 1の内部のスクリユーの回転に より混練されながら押出機 1 1内から圧延ロール 12, 13の間に押出され、 押出され たゴム材料が上下一対の圧延ロール 12， 13により挟み込まれて所定断面形状の （ プロファイルをもつ） シート状に型付け （シート加工） され、 未加硫ゴムシート 1として連続して排出される。

排出された未加硫ゴムシート 1は案内ロール 15, 16, 17に案内されて送り出さ れ、 その送り出される途中において、 所定距離離されて設定された左右一対のト リミングカッター 18， 1 8が未加硫ゴムシート 1の両端を切り取り、 これにより、 所定巾の未加硫ゴムシート 1が取り出される。

したがって、 左右のトリミングカッター 1 8， 18の巾を変更することで、 狭巾か ら広巾まで種々の巾長の未加硫ゴムシート 1を取り出すことができる。 こうして 送り出された未加硫ゴムシート 1は、 巻取ロールに巻き取られたり、 直接切断さ れて成型工程に供されることもある。

本圧延ロール 1 2， 13のうち上側の圧延ロール 1 2は、 図 2に示すように、 所定断 面形状の型付けを押出されるシートに与えるようにシ一ト加工を行うためのプロ ファイル面が形成されている。 図示の場合にはプロファイル面は、 環状隆起部 20 および環状凹溝 21の表面により形成されている。 すなわち、 前記プロファイル面 は周長が異なる複数の外周面を有するように構成されている。

そして、 本発明では、 そのプロファイル面に、 V字状に左右に展開する多数の 細かい突条 （リッジ） 1 2 aが形成されて一定のリッジ模様が与えられている。 す なわち多数の突条 1 2 aは、 中央の環状隆起部 20の周方向中心線に関して左右対称 的に V字状をなしてロール軸方向成分および周方向成分をもって圧延ロール 1 2の 両端へ向かってほぼ平行に延びている。 このようにしてリッジロールが構成され ている。

このリッジロールの突条 12 aの形成は、 機械加工でもよいが、 より均一な形状 の突条 1 2 aを得るためには腐蝕加工が適している。 プロフアイルが形成された圧延口一ル 12は、 別の異なるサイズぉよび異なるプ ロフアイル形状あるいは異なるリッジ模様の口一ルに交換することができるよう に口一ラーへッド押出装置 10が構成されており、 ロールを簡単に入れ替えること ができ、 そのための作業時間もかからないようにされている。

圧延ロール 1 2のプロファイル面の断面は、 図 3に示すように概ね等間隔に、 平 行な側壁をもつ突条 1 2 aが形成されており、 突条 1 2 aの高さは、 0. lmmないし 0. 3 咖、 例えば 0. 2 画に均一に形成され、 その幅は 0· 5MIないし 2. 0mm、 例えば 1 . 5腿 にされている。 また、 突条 12 aの間隔は 5· Ommないし 15. Omm、 例えば 10. 0誦にさ れている。 他方、 下側の圧延ロール 13は、 平滑な円周面を備えたものである。 このような上下一対の圧延ロール 1 2, 13に挟み込まれて、 ゴム材料は、 シート 加工 （およびプロファイル加工） と溝加工とが同時に施されて未加硫ゴムシート 1が成形され、 プロファイル加工された未加硫ゴムシート 1の表面には突条 1 2 a のリッジ模様に対応した転写跡である多数条の溝条 2が形成される。

プロファイル加工され未加硫ゴムシート 1の表面に形成されたプロファイル形 状の凸部においても凹部においても溝形状は均一に形成され、 図 4に示すように プロフアイル全面において均一な深さの例えば 0. 2顧の溝条 2が形成される。 このように、 シート加工と同時に溝加工も行うことにより、 加工工程が削減さ れて作業時間が短縮される。 また、 シート加工速度等によりシート温度が変化し 溝加工に影響を与えることがないので、 この点からも均一な溝形状を形成するこ とができ、 安定した高品質のシート状部材を製造することができる。

以上のようにしてプロファイル加工される未加硫ゴムシート 1と圧延ロール 1 2 の関係を図 5に示す。 ロール軸方向成分および周方向成分をもって圧延ロール 1 2 の両端へ向かつてほぼ平行に延びる突条 12 aの V字状部分の角度 a;は、 例えば 45 ° をなし、 したがって、 未加硫ゴムシート 1に形成される多数の溝条 2も同じ角 度 αをなす V字状模様になる。

圧延ロール 1 2に形成される突条 12 aの断面形状は、 図 3に示す例では平行な両 側壁をもつ形状とされているが、 突条 12 aの断面形状は、 図 5の VI— VI線断面図 である図 6に示すように両側壁が傾斜する台形状とするのが好ましい。 図 6に示 す例では、 台形突条 12 aの頂面の幅 Wは 1. 5· ± 0. 1腿 、 高さ Hは 0. 15 ± 0. 01 5ιηιη 、 突条 1 2 aのピッチ Pは 10醒とされている。 台形突条 12 aの側斜面が突条 1 2 aの 高さ方向に対しなす角度 |3は例えば 15 ° 程度とするのが好ましい。 このように頂 面に至るにつれて幅が狭くなる台形突条 12 aを圧延ロール 1 2に設けることにより 、 突条 1 2 aの形状の経時変化 （縮小） の影響を最低限に抑えることができてその 形状の確保および保持が可能となり、 また、 未加硫ゴムシート 1に形成される溝 条 2の断面形状は、 底部より開口部が広い形状となって、 開口部が塞がりにくい 溝条 2が与えられる。

このようにして表面に均一な溝条 2が多数条形成された未加硫ゴムシート 1を 、 タイヤ構成部材 （例えば、 インナライナー、 カーカスプライ、 ベルト、 サイド ウォール等） として成型ドラムに重ねて貼り合わせるときに、 シート相互間に空 気が入り込んでも、 空気は溝条 2に導かれて容易に排出され内部に残留しないの で、 残留空気による空洞を内部に有しない高品質のタイヤを製造することができ る。

次に、 第 2の実施の形態について図 Ίないし図 9に示し説明する。

本実施の形態の係る圧延ロール 31は、 図 7に示すように、 図 2の場合と同様な プロファイルが形成されて、 そのプロファイルの面には、 図 8に示すようにハニ カム状の突条 （リッジ） 31 aが腐蝕加工により形成されている。

プロファイル面の突条 31 aの高さは、 図 9に示すように、 例えば 0. 2讓で均一 に形成されている。 他方、 下側の圧延ロール 32は、 平滑な円周面を備えたもので ある。

このような上下一対の圧延口一ル 31， 32が押出機のヘッドに設けられ、 押出機 より押出され圧延口一ル 31 , 32の間に挟み込まれたゴム材料は、 シート加工 （プ 口ファイル加工） と溝加工とが同時に施されて未加硫ゴムシートが成形され、 プ 口ファイル加工された未加硫ゴムシートの表面には突条 31 aの転写跡である多数 条のハ二カム形状をした溝条が形成される。

未加硫ゴムシートの表面に形成されたプロファイル形状の凸部においても凹部 においても溝形状は均一に形成され、 プロファイル面の全面において均一な深さ と幅 （例えば、 深さ 0. 2腿、 幅 1. 5讓） の溝条が形成される。

圧延ロール上のリッジ模様は、 前記模様のほかに種々の模様が考えられる。 ま た以上の実施の形態では、 未加硫ゴムシートの一方の面にだけ溝加工を施したが 、 一対の圧延ロールの双方に突条のリッジ模様を設けて未加硫ゴムシートの両面 に複数条の溝条を形成してもよい。

なお、 第 2の実施の形態においても、 突条 31 aを図 6に示したような台形突条 とすることが好ましい。

また、 ローラーへッド押出装置のほかカレンダによるシート形成装置において も、 カレンダロールにリッジ模様を設けてシート加工と同時に溝加工を実行する ようにしても同様の効果を奏することができる。

Claims

1 . 少なくとも一方のロールの表面に多数の突条を有する一対の対向する圧延 ロールを用意し、

前記一対の圧延ロール間にゴム材料を供給し、

前記圧延ロールを回転させて前記ゴム材料を圧延してシート状部材とし、 同時 に、 同シート状部材の表面に多数の溝条を形成する

請

ことを特徴とするシート状部材の溝条形成方法。

2 . 前記圧延ロールのうちの多数の突条を有するロールに、 圧延されるシート の

状部材にプロファイルを付与するプロファイル面を設け、 圧延時に、 前記シート のプロファイルに多数の溝条を同時に形成する

囲

ことを特徴とする請求項 1記載のシ一ト状部材の溝条形成方法。

3 . 前記プロファイル面には周長が異なる複数の外周面を与えることを特徴と する請求項 2記載のシート状部材の溝条形成方法。

4 . 前記ゴム材料を、 ローラーヘッド押出機から押出した後、 前記一対の圧延 ロール間に供給することを特徴とする請求項 1または請求項 2記載のシート状部 材の溝条形成方法。

5 . 前記圧延口一ルとして一対のカレンダロールを用いることを特徴とする請 求項 1または請求項 2記載のシート状部材の溝条形成方法。

6 . 間に圧延材料を供給されて同材料に圧延を施してシート状部材にするため の 1対の対向する回転圧延ロールを備え、 これら圧延ロールのうちの少なくとも 一方のロールの表面は、 圧延されるシ一ト状部材にプロファイルを与えるプロフ アイル面と、 同プロファイル面に形成された多数の突条とを有することを特徴と するシ一ト状部材の溝条形成装置。

7 . 前記プロファイル面は周長が異なる複数の外周面を有することを特徴とす る請求項 6記載のシ一ト状部材の溝条形成装置。

8 . 前記圧延口一ルはローラーへッド押出機のへッドに設けられた一対の口一 ルであることを特徴とする請求項 6記載のシート状部材の溝条形成装置。

9. 前記圧延ロールは一対のカレンダロールであることを特徵とする請求項 6 記載のシ一ト状部材の溝条形成装置。

10. 前記突条は一定の模様をもって配置されることを特徴とする請求項 6記 載のシート状部材の溝条形成装置。

1 1. 前記突条の模様は、 前記少なくとも一方のロールの軸線方向中央部の周 方向中心線に関して対称的に V字状をなして口ール軸線方向成分および周方向成 分をもつて同ロールの軸線方向両端へ向かってほぼ平行に延びる模様であること を特徴とする請求項 10記載のシート状部材の溝条形成装置。

1 2. 前記突条の模様は、 ハニカム模様であることを特徴とする請求項 1 0記 載のシート状部材の溝条形成装置。

1 3. 前記突条は、 0. linmないし 0.3I 1の高さを有することを特徴とする請求項 6記載のシ一ト状部材の溝条形成装置。

14. 前記突条は、 0.5腿ないし 2.0mmの幅を有することを特徵とする請求項 6 記載のシート状部材の溝条形成装置。

1 5. 前記突条は台形状を有することを特徴とする請求項 6記載のシート状部 材の溝条形成装置。