WO2007069549A1

WO2007069549A1 - 帯状部材の押出し方法および装置

Info

Publication number: WO2007069549A1
Application number: PCT/JP2006/324578
Authority: WO
Inventors: Yo Uchida
Original assignee: Bridgestone Corporation
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2007-06-21
Also published as: US20090166915A1; EP1961551B1; EP1961551A4; JPWO2007069549A1; EP1961551A1; JP5055134B2

Abstract

　ギアポンプ式押出し機21からの帯状部材Ｂの押出し速度を容易に上昇させる。　熱入れ機17により熱入れされた未加硫ゴムＫを一旦帯状体Ｚとして大気圧下に押出して押込み手段35に導き、その後、ギアポンプ式押出し機21から帯状部材Ｂとして押出すようにしたので、押出時における帯状部材Ｂの温度は従来より低くなる。ここで、帯状部材Ｂの温度は従来技術と同一温度まで上昇させても問題はないので、前記温度差分だけ、熱入れ機17、押込み手段35、ギアポンプ式押出し機21の運転速度を高速と、即ち、押出し機21における押出し速度を高くすることが許容される。

Description

明細書

帯状部材の押出し方法および装置

技術分野

[0001] この発明は、ギアポンプ式押出し機により定量の帯状部材、若しくは、部材を押出す押出し方法および装置に関する。

背景技術

[0002] 従来の帯状部材の押出し方法.装置としては、例えば特開 2001— 150515号公報に記載されて、るようなものが知られて、る。

[0003] このものは、スクリューを回転させることでゴム組成物に対して熱入れを行いながら該ゴム組成物を前方に向力つて流動させるスクリュー式の熱入れ機と、前記熱入れ機の前端に直接連結され、熱入れ機カゝらそのまま (直接)供給された熱入れ済みのゴム組成物を押出して帯状部材を成形するギアポンプ式の押出し機とを備えたものである。

[0004] そして、このようなものは、押出された帯状部材に空気が混入する事態を防止するために、熱入れ機のスクリュー回転速度とギアポンプのギア回転速度を調節して、ゴム組成物を熱入れ機により押出し機 (ギアポンプ）に押込み、これらの間におけるゴム組成物を加圧状態として!、る。

発明の開示

[0005] し力しながら、このような従来の帯状部材の押出し方法 '装置のようにスクリュー式熱入れ機の前端にギアポンプ式押出し機が直接連結されていると、熱入れ機カゝらのゴム組成物の押出し先が熱入れ機と押出し機との間の高圧領域であるため、熱入れ機のスクリューとバレルとの間、および、熱入れ機と押出し機 (ギアポンプ）との間の流路において、ゴム組成物にバックフロー、滞留、排圧による流動が生じて余分に発熱し、この結果、口金力も押出される際の温度がかなりの高温となる。ここで、前記押出時におけるゴム組成物の温度が加硫開始温度以上であると、ゴム組成物（帯状部材）に早期架橋が生じてしまうため、押出時におけるゴム組成物の温度は加硫開始温度より若干低い温度に制限され、この結果、近年、生産性向上の要請から高速押出しが求められているにも拘わらず、押出し速度が低い値に制限されてしまうという課題があった。

[0006] 特に、発熱し易い高粘度ゴム、あるいは、逆に発熱が小さく均一に熱入れしにくいゴム力もなるゴム組成物を従来の押出し方法 ·装置を用いて押出す場合には、必要な熱入れを行うために、熱入れ機のスクリュー長を長くすることが行われている力このように熱入れ機のスクリュー長を長くすると、ゴム組成物の温度が簡単に、特に前者の高粘度ゴムでは早期に加硫開始温度以上に上昇するため、これを回避するには熱入れ機のスクリュー回転速度を大幅に低下せざるを得ず、これにより、押出し速度がさらに低い値に制限されてしまうのである。

[0007] この発明は、押出し機からの帯状部材の押出し速度を容易に上昇させることができる帯状部材の押出し方法および装置を提供することを目的とする。

[0008] このような目的は、第 1に、熱入れ機により未加硫ゴムに対して熱入れし帯状体として押出す工程と、熱入れ機力押出され空中を通過してきた帯状体をそのまま押込み手段に引き込んでギアポンプ式の押出し機に無定形の未加硫ゴムとして押込み供給する工程と、前記供給された未加硫ゴムを押出し機により押出して帯状部材を成形する工程とを備えた帯状部材の押出し方法により、達成することができる。

[0009] 第 2に、未加硫ゴムに対して熱入れし帯状体として押出す熱入れ機と、前記熱入れ機から離隔した位置に設置され、供給された未加硫ゴムを押出して帯状部材を成形するギアポンプ式の押出し機と、押出し機より上流側にこれに近接して設置され、熱入れ機力押出され空中を通過してきた帯状体をそのまま引き込んで押出し機に無定形の未加硫ゴムとして押込む押込み手段とを備えた帯状部材の押出し装置により、達成することがでさる。

[0010] この発明においては、熱入れ機により熱入れされた未加硫ゴムをー且帯状体として押出し、空中を通過させてそのまま押込み手段に導いて無定形とした後、該押込み手段によってギアポンプ式の押出し機に押込まれた前記未加硫ゴムを帯状部材として押出すようにしたので、熱入れ機力未加硫ゴムは従来より低圧である大気圧下に押出されて帯状体として成形されることになり、この結果、熱入れ機内の未加硫ゴムに前述のようなバックフロー、滞留、排圧が生じることはなぐこれにより、熱入れ機から押出された帯状体の温度は力なり低下する。そして、この状態で帯状体 (未加硫ゴム）は押込み手段を通じて押出し機に導かれるため、押出時における帯状部材 (未加硫ゴム）の温度も従来より低下する。

[0011] ここで、押出し機における押出し速度を高速ィ匕すると、流動、摩擦抵抗等が大きくなつて帯状部材の温度が上昇するが、この帯状部材の温度は従来技術における帯状部材の温度まで上昇させても何ら問題は生じないので、前記温度低下分だけ、熱入れ機、押込み手段、押出し機の運転速度を高速と、即ち、押出し機における押出し速度を高くすることが許容される。このようなことから、本発明を用いれば押出し機からの帯状部材の単位時間当たりの押出し量を容易に上昇させることができるのである。そして、この発明は高粘度ゴムあるいは均一に熱入れしにくいゴムに特に有効である。

[0012] また、請求項 3に記載のように構成すれば、簡単な構造で安価に製作することができ、さらに、請求項 4に記載のように構成すれば、押込み手段と押出し機との間におけるゴム圧力が充分に高くなつて押出し機のギアに対する未加硫ゴムの充填が確実となり、高精度で定量押出しを行うことができるとともに、発熱量がスクリュー式に比較して大幅に少ないため、高速押出が可能となる。また、請求項 5に記載のように構成すれば、小型で構造が簡単となり、安価に製作することができるとともに、片側を押込みローラにすることにより、嚙み込み性能（引き込み性能）をさらに向上させ、押出し機のギアに対して未加硫ゴムを安定的に押し込むことができ、この結果、押出し機による押出し精度を向上させることができる。

[0013] さらに、請求項 6に記載のように構成すれば、嚙み合い式のギアポンプは嚙み合いギアと押出し機のギアとの嚙み合いにより駆動力を付与されるので、該嚙み合い式のギアポンプを作動させるための特別な駆動手段が不要となる。また、請求項 7に記載のように構成すれば、押出される未加硫ゴムの種類に変更があった場合、押出し機のギア、フィードローラおよび押込みギアの回転速度を個別に変更することで容易に対応することができる。さらに、請求項 8に記載のように構成すれば、安価に製作することができるとともに、省スペース化を図ることができ、また、請求項 9に記載のように構成すれば、帯状体の温度低下を大きくすることができるとともに、熱入れ機と押込み手段との間での帯状体の破断を防止することができる。さらに、請求項 10に記載のような未加硫ゴムに、この発明は好適である。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]この発明の実施形態 1を示す一部が破断された正面図である。

[図 2]押出し機、押込み手段近傍の拡大正面断面図である。

[図 3]図 2の平面図である。

[図 4]図 1の I I矢視断面図である。

[図 5]この発明の実施形態 2を示す図 2と同様の拡大正面断面図である。

[図 6]図 5の II II矢視断面図である。

[図 7]図 5の III III矢視断面図である。

[図 8]この発明の実施形態 3を示す図 3と同様の平面図である。

[図 9]この発明の実施形態 4を示す概略正面図である。

[図 10]この発明に従う帯状部材の押出し装置を用いたタイヤ成型装置を示す概略図である。

[図 11]従来技術の帯状部材の押出し装置を用いたタイヤ成型装置を示す概略図である。

符号の説明

[0015] 17 熱入れ機 21 押出し機

22 ギア 31、 48、 50 駆動機構

35 押込み手段 37 押込みギアポンプ

41 フィードローラ 56 フェスツーン

60 押込みギアポンプ 61b、62c 嚙み合いギア

61c, 62a 押込みローラ 64 押込み手段

169 駆動機構 K 未加硫ゴム

Z 帯状体 B 帯状部材

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下、この発明の実施形態 1を図面に基づいて説明する。

図 1、 2、 3において、 11は前後方向に延びる略円筒状をしたシリンダバレルであり、このシリンダバレル 11内には図示してヽな、駆動モータから駆動力を受けて回転するスクリュー 12が収納されている。前記シリンダバレル 11の後端部には該シリンダバレル 11内にシート状あるいはペレット状の未加硫ゴム Kを案内するホッパー（図示せず）が設けられ、このホッパーを通じてシリンダバレル 11内に供給された常温 (コールド）の未加硫ゴム Kは前記スクリュー 12の回転により熱入れされながら前方に向力つて流動する。このとき、該未加硫ゴム Kは自身の流動変形、シリンダバレル 11、スクリュー 1 2との摩擦抵抗等により発熱して温度が上昇する。

[0017] 前記シリンダバレル 11の前端（下流端）にはヘッド 13が固定され、このヘッド 13内には前記シリンダバレル 11内を流動してきた未加硫ゴム Kが通過する通路 14が形成されている。 15は前記ヘッド 13の前端に固定されたダイであり、このダイ 15には、前記スクリュー 12の回転によりかなりの程度あるいはほぼ均一に熱入れされた未加硫ゴム K がー且帯状体 Zとして押出される押出し口 16が形成されている。ここで、前述したシリンダバレル 11、駆動モータ、スクリュー 12、ヘッド 13およびダイ 15は全体として、未加硫ゴム Kに対して熱入れし、帯状体 Zとして押出すスクリュー式の熱入れ機 17を構成する。

[0018] 21は前記熱入れ機 17の前方でこれから離隔した位置に設置された定量押出しのためのギアポンプ式の押出し機であり、このギアポンプ式押出し機 21は内部に対をなすギア 22が収納されたケース 23を有する。各ギア 22は外周にケース 23の内面に摺接する多数の外歯 24を有し、これら対をなすギア 22の外歯 24は互いに嚙み合っている。前記ケース 23の後端部（上流端部）には供給口 25が形成されているが、該供給口 25 には後述の押込み手段によって帯状体 Z力無定形ィ匕された未加硫ゴム Kが上流側力押込まれながら供給される。

[0019] この結果、該供給口 25に供給された未加硫ゴム Kは隣接する外歯 24とケース 23内面間に充填されるとともに、ギア 22の回転によりケース 23の内周に沿って前方（下流側）に搬送される。また、前記ギアポンプ式押出し機 21はケース 23の前端に取り付けられ、先端にダイ 28が設けられた押出しヘッド 29を有し、前記ダイ 28からはギア 22により供給された未加硫ゴム Kが所定断面形状、ここでは断面矩形の帯状部材 Bとして押出される。そして、このように押出された帯状部材 Bは、回転している成型途中のタィャ中間体 Tの外周に貼付けローラ 30により押付けられながら螺旋状に卷回され、例えば、図 4に示すようにトレッド Dが成形される。

[0020] なお、このギアポンプ式の押出し機 21は、ダイ 28に対する未加硫ゴム Κの単位時間当たりの供給量が、外歯 24の周速度、隣接する外歯 24間の空間体積および外歯 24 間のピッチにより一義的に決定されるため、これらが一定である場合には、ギアボンプ式押出し機 21から帯状部材 Βが単位時間当たり一定量で押出しされる。 31は前記ギアポンプ式押出し機 21に駆動力を付与する駆動機構としてのモータであり、このモータ 31の出力軸 32は前記ギア 22のいずれか一方、ここでは下側のギア 22に連結され、下側のギア 22を駆動回転し、上側のギア 22を下側のギア 22と逆方向に等速度で従動回転させる。なお、前記駆動機構としてのモータにより上側のギア 22のみを駆動回転、あるいは上、下側ギア 22の双方を駆動回転させるようにしてもよい。

[0021] 35は前記ギアポンプ式押出し機 21より上流側に該ギアポンプ式押出し機 21に近接して配置された押込み手段であり、この押込み手段 35は、内部を無定形化した未カロ硫ゴム Κが通過する供給管 36を介して前端 (下流端)が前記ギアポンプ式押出し機 2 1の後端 (上流端）に連結された押込みギアポンプ 37を有する。この押込みギアボンプ 37は内部に対をなすギア 38が収納されたケース 39を有し、これらギア 38の外周にはケース 39の内面に摺接するとともに、互いに嚙み合っている多数の外歯 40が形成されている。

[0022] また、前記押込み手段 35は、等速で逆方向に回転する一対のフィードローラ 41をさらに有し、これらフィードローラ 41は前記ケース 39の後端に設けられた一対のブラケット 42に回転軸 43が回転可能に支持されることで、前記押込みギアポンプ 37の後側に配置されており、この結果、前記押込みギアポンプ 37はギアポンプ式押出し機 21とフイードローラ 41との間に設置されていることになる。

[0023] そして、前記フィードローラ 41が回転すると、前記熱入れ機 17から押出されたホット状態の帯状体 Ζは、フィードローラ 41と熱入れ機 17とが前後方向に離隔して配置されているため、熱入れ機 17と押込み手段 35、ギアポンプ式押出し機 21との間において空中を通過した後、該フィードローラ 41間にそのまま (熱入れ機 17力押出された状態のまま）引き込まれて該フィードローラ 41間を通過し、前記ケース 39の後端部に形成された供給口 44およびギア 38に加圧および無定形化されながら未加硫ゴム Kとして押込まれる。

[0024] これにより、供給口 44への空気の混入が阻止されるとともに、押込みギアポンプ 37 に対する未加硫ゴム Kの充填が十分となる。なお、このようなフィードローラ 41を含む押込み手段 35がギアポンプ式押出し機 21の上流側に設けられておらず、帯状体 Zが直接ギアポンプ式押出し機 21のギア 22に供給されるような場合には、帯状体 Zのギア 22における嚙み込みが不十分となる場合があり、定量押出しを行うことができず、空気が混入する可能性もある。

[0025] ここで、フィードローラ 41によって未加硫ゴム Kを押込みギアポンプ 37に押込むためには、フィードローラ 41の下流側が押込みギアポンプ 37、ギアポンプ式押出し機 21に連結されず大気に開放されていると仮定したとき、該フィードローラ 41からの単位時間当たりの送り出し量を、押込みギアポンプ 37、ギアポンプ式押出し機 21力の単位時間当たりの送出し、押出し量より大とする必要がある。

[0026] その後、供給口 44に供給された無定形の未加硫ゴム Kは、ギア 38の隣接する外歯 4 0間に充填され、該ギア 38の回転によりケース 39の内周に沿って前方（下流側）に搬送された後、前記供給管 36を通じてギアポンプ式押出し機 21の供給口 25に定量だけ加圧されながら押込まれる。ここで、押込みギアポンプ 37によって未加硫ゴム Kをギアポンプ式押出し機 21に押込むためには、押込みギアポンプ 37の下流側がギアポンプ式押出し機 21に連結されず大気に開放されていると仮定したとき、該押込みギアボンプ 37からの単位時間当たりの送り出し量を、ギアポンプ式押出し機 21からの単位時間当たりの押出し量より大とする必要がある。

[0027] そして、前述のように熱入れ機 17力押出され空中を通過してきた帯状体 Zをそのまま引き込んでギアポンプ式押出し機 21に無定形の未加硫ゴム Kとして押込む押込み手段 35が、フィードローラ 41の他に、ギアポンプ式押出し機 21と一対のフィードローラ 41との間に設置され、フィードローラ 41間を通過してきた未加硫ゴム Kをギアポンプ式押出し機 21に押込む押込みギアポンプ 37をさらに有していれば、押込みギアボンプ 37とギアポンプ式押出し機 21との間におけるゴム圧力が充分に高くなつてギアボンプ式押出し機 21のギア 22に対する未加硫ゴム Kの充填が確実となり、高精度で定量押出しを行うことができるようになるとともに、スクリュー式の押込み手段に比較して発熱量が大幅に少ないため、高速押出しが可能となる。

[0028] また、前述のような帯状体 Zは熱入れ機 17力未加硫ゴム Kが従来より低圧である大気圧下に押出されて成形されるので、熱入れ機 17内の未加硫ゴム Kに前述のようなバックフロー、滞留、排圧による流動が生じることはなぐ熱入れ機 17力押出された帯状体 Zの温度はかなり、例えば 20°C程度低下する。その後、前記帯状体 Z (未加硫ゴム K)はフィードローラ 41、押込みギアポンプ 37を次々と通過する力このとき、未加硫ゴム Kは均一に熱入れされているため流動性が高く（粘度が低く）なっており、し力も、押込みギアポンプ 37においてバックフロー等が生じることはないため、温度が殆ど上昇することはない。このようなことからギアポンプ式押出し機 21からの押出時における帯状部材 B (未加硫ゴム K)の温度は従来に比較してかなり、例えば 10〜20°C 程度低下する。

[0029] ここで、ギアポンプ式押出し機 21における押出し速度を高速ィ匕すると、主に熱入れ機 17での流動、摩擦抵抗等が大きくなつて帯状部材 Bの温度が上昇するが、この帯状部材 Bの温度は従来技術における帯状部材の温度まで上昇させても何ら問題は生じないので、前記温度低下分だけ、熱入れ機 17、押込み手段 35、ギアポンプ式押出し機 21の運転速度を高速化、即ち、押出し時における押出し速度を高くすることが許容される。このようなことから、本実施形態を用いればギアポンプ式押出し機 21からの帯状部材 Bの単位時間当たりの押出し量を、他の条件が同一である場合、従来技術に比較して 1.3〜1.8倍程度まで容易に上昇させることができる。

[0030] そして、この実施形態のものは、必要な熱入れを行うために熱入れを長時間に亘って行う必要がある、高発熱性の高粘度ゴム、例えば天然ゴムに微粒子のカーボンブラックを配合したゴム、あるいは、均一に熱入れしにくいゴム、例えば、天然ゴム系でフィラー (カーボン等の充填材)の量が少なぐ熱伝導率の低いゴム等に特に有効である。ここで、熱入れ機 17に投入される未加硫ゴム Kが高粘度ゴムであるとき、ム一- 一粘度、 ML1 +4 (100°C)の値が 40〜200の範囲内であるゴムを好適に使用することができる。なお、前述のム一-一粘度、 ML1 +4とは、 JIS K6300に準拠して測定されたゴムの粘度のことである。 [0031] 48は前記押込みギアポンプ 37に駆動力を付与する駆動機構としてのモータであり、このモータ 48の出力軸 49は前記ギア 38のいずれか一方、ここでは下側のギア 38に連結され、下側のギア 38を駆動回転し、上側のギア 38を下側のギア 38と逆方向に等速度で従動回転させる。なお、前記駆動機構としてのモータにより上側のギア 38のみを駆動回転、あるいは上、下側ギア 38の双方を駆動回転させるようにしてもよい。そして、このようなモータ 48の出力軸 49の回転速度を制御することで、押込みギアポンプ 37 によって未加硫ゴム Kを容易にギアポンプ式押出し機 21に押込むことができる。

[0032] また、前記両フィードローラ 41の回転軸 43には駆動機構としてのモータ 50の出力軸 51がそれぞれ連結されており、この結果、一対のフィードローラ 41はモータ 50から駆動力を付与されて逆方向に等速度で回転する。そして、このようなモータ 50の出力軸 51の回転速度を制御することで、フィードローラ 41によって未加硫ゴム Kを容易に押込みギアポンプ 37に押込むことができる。

[0033] このようにギアポンプ式押出し機 21、押込みギアポンプ 37およびフィードローラ 41に、対応する別々のモータ 31、 48、 50から駆動力を付与することにより、これらを駆動するようにすれば、押出される未加硫ゴム Kの種類に変更があった場合、ギアポンプ式押出し機 21、押込みギアポンプ 37およびフィードローラ 41の回転速度を個別に変更することで容易に対応することができる。

[0034] 55は熱入れ機 17と押込み手段 35、詳しくはフィードローラ 41との間に設けられた一対の平行なローラであり、これらのローラ 55は図示していないフレームに回転可能に支持されている。そして、熱入れ機 17力も押出された帯状体 Zが前記ローラ 55に導かれると、該帯状体 Zはローラ 55間で垂れ下がり所定長のフェスツーン 56を形成する。

[0035] 57は前記ローラ 55の下方に設置された下限検出センサであり、この下限検出センサ 57は前記フェスツーン 56の下端が下降限まで下降してきたとき、該下端を検出して熱入れ機 17による帯状体 Zの押出し速度を減速あるいは押出しを停止させる。 58は前記下限検出センサ 57の上方に設置された上限検出センサであり、この上限検出センサ 58は前記フェスツーン 56の下端が上昇限まで上昇してきたとき、該下端を検出して熱入れ機 17による帯状体 Zの押出し速度を増速させる。これにより、フェスツーン 56 の長さは常時所定範囲内に保持される。また、前記フェスツーン 56をコントロールするためにダンサーロールを用いてもよ！、。

[0036] なお、フィードローラ 41、ギア 38の回転速度を検出するとともに、この検出結果に基づいて熱入れ機 17からの帯状体 Zの押出し速度を変化させることで、フェスツーン 56 を所定長に保持するようにしてもよい。そして、前述のように前記熱入れ機 17と押込み手段 35との間に張り渡された帯状体 Zに所定長のフェスツーン 56を設ければ、帯状体 Zの温度低下を大きくすることができるとともに、熱入れ機 17と押込み手段 35との間での帯状体 Zの破断を効果的に防止することができる。

[0037] 次に、前記実施形態 1の作用について説明する。

前述のような押出し装置により未加硫ゴム Kを帯状部材 Bとして押出す場合には、まず、スクリュー 12が回転している熱入れ機 17内に常温の未加硫ゴム Kを投入するとともに、該未加硫ゴム Kをスクリュー 12により熱を入れ、みかけ粘度を下げながらシリンダバレル 11内を前方 (先端側）に向力つて流動させる。その後、前記スクリュー 12の回転によりかなりの程度あるいはほぼ均一に熱入れされた未加硫ゴム Kを押出し口 16 力一旦帯状体 Zとして押出す。

[0038] 次に、一対のフィードローラ 41 (押込み手段 35)により前記熱入れ機 17力押出され空中を通過してきた帯状体 Zをそのまま引き込む。このとき、該帯状体 Zは熱入れ機 1 7から未加硫ゴム Kが従来より低圧である大気圧下に押出されて成形されるので、熱入れ機 17内の未加硫ゴム Kに従来のようなバックフロー、滞留、排圧による流動が生じることはなぐ熱入れ機 17力も押出された帯状体 Zの温度はかなり低下する。そして、このようにフィードローラ 41に引き込まれた帯状体 Zは、該フィードローラ 41間を通過した後、無定形ィ匕された未加硫ゴム Kとして押込みギアポンプ 37に押込まれる。

[0039] 次に、この未加硫ゴム Kは前記押込みギアポンプ 37のギア 38の回転により供給管 3 6を通じて前記ギアポンプ式押出し機 21に定量だけ押込まれた後、前記ギアポンプ式押出し機 21のギア 22の回転によりダイ 28から押出され、帯状部材 Bが成形される。このとき、該未加硫ゴム Kは発熱して温度が上昇するが、このときの温度上昇は僅かであるため、ギアポンプ式押出し機 21のダイ 28における帯状部材 B (未加硫ゴム K)の温度は従来に比較してかなり低下したままである。

[0040] このような状態で熱入れ機 17、押込み手段 35、ギアポンプ式押出し機 21の運転速度を高速化、即ち、押出し時における押出し速度を高くし、帯状部材 Bの温度を従来技術における帯状部材の温度まで上昇させても何ら問題が生じることはなぐこの結果、本実施形態を用いればギアポンプ式押出し機 21からの帯状部材 Bの押出し速度を容易〖こ上昇させることができる。

[0041] その後、帯状部材 Bはタイヤ中間体 Tの外周に螺旋状に卷回され、トレッド Dが成形される力このとき、ギアポンプ式押出し機 21からは一定量の未加硫ゴムが高精度で連続して押出されるので、帯状部材 Bの断面形状は高精度で安定し、この結果、真円度が高ぐし力も、質量バラツキの小さな空気入りタイヤを製造することができる。

[0042] 図 5、 6、 7はこの発明の実施形態 2を示す図である。この実施形態においては、前記実施形態 1における供給管 36およびギアポンプ式押出し機 21に供給管 36を介して連結された押込みギアポンプ 37を省略し、前記ギアポンプ式押出し機 21の後側（上流側）に嚙み合い式である押込みギアポンプ 60を近接配置している。この嚙み合い式の押込みギアポンプ 60は、前記ケース 23内に収納され、等速で逆方向に回転する対をなす押込み体 61、 62を有し、上側の押込み体 61の軸方向一側には前記ケース 2 3の内面に摺接する多数の外歯 61aが形成された嚙み合いギア 61bが設けられ、この嚙み合いギア 61bの外歯 61aはギアポンプ式押出し機 21の一方（ここでは上側）のギァ 22の外歯 24に嚙み合って!/、る。

[0043] 一方、下側の押込み体 62の軸方向一側には外周が平滑な円周面力構成され、前記嚙み合いギア 61bの歯底円より小径の押込みローラ 62aが設けられている。そして、この押込みローラ 62aは前記嚙み合、ギア 61bおよび他方（ここでは下側）のギア 22の双方力若干離れて配置され、この結果、押込みローラ 62aと嚙み合いギア 61b 、他方 (ここでは下側）のギア 22との間には未加硫ゴム Kが通過することができる若干の間隙が形成される。

[0044] また、前記下側の押込み体 62の軸方向他側には前記ケース 23の内面に摺接する多数の外歯 62bが形成された嚙み合、ギア 62cが設けられ、この嚙み合!、ギア 62cの外歯 62bはギアポンプ式押出し機 21の一方（ここでは下側）のギア 22の外歯 24に嚙み合っている。一方、上側の押込み体 61の軸方向他側には外周が平滑な円周面から構成され、前記嚙み合いギア 62cの歯底円より小径の押込みローラ 61cが設けられている。そして、この押込みローラ 61cは前記嚙み合いギア 62cおよび他方（ここでは上側）のギア 22の双方力若干離れて配置され、この結果、押込みローラ 61cと嚙み合いギア 62c、他方（ここでは上側）のギア 22との間には未加硫ゴム Kが通過することができる若干の間隙が形成される。

[0045] そして、前記嚙み合いギア 61b、 62cを、該嚙み合いギア 61b、 62cに嚙み合うギアポンプ式押出し機 21のギア 22から駆動力を付与することにより、等速で逆方向に駆動回転させ、これによつて嚙み合い式のギアポンプ 60を作動させるようにすれば、該嚙み合い式のギアポンプ 60を作動させるための特別な駆動手段が不要となる。なお、この実施形態では、前記ギア 22および嚙み合いギア 61b、 62cとして歯すじが軸方向に対して傾斜しているギア、即ち、はす歯歯車を用いた力歯すじが軸方向に平行である平歯車を用いてもよい。

[0046] また、前記ケース 23の後端部で押込みギアポンプ 60の後方には前記フィードローラ 41が回転可能に収納されている。ここで、前記ギア 22、嚙み合いギア 61b、 62c、フィードローラ 41を前記ケース 23内に収納することで、ギアポンプ式押出し機 21、押込みギアポンプ 60 (嚙み合!、式ギアポンプ）およびフィードローラ 41からなる押込み手段 64 を一体的に形成した力ギア 22、嚙み合いギア 61b、 62cを嚙み合わせるよう、ギア 22 、嚙み合い式ギア 61b、 62cを前記ケース 23内に収納するとともに、フィードローラ 41を前記ケース 23の後端に設けられたブラケットまたはケースに支持させることで、ギアポンプ式押出し機 21、押込みギアポンプ 60とフィードローラ 41とを別個に設けるようにしてもよい。

[0047] そして、前記フィードローラ 41が回転すると、前記熱入れ機 17から押出されたホット状態の帯状体 Zは、該フィードローラ 41間にそのまま (熱入れ機 17力も押出された状態のまま）引き込まれて該フィードローラ 41間を通過し、押込みギアポンプ 60の上流側で前記フィードローラ 41と押込みギアポンプ 60との間に形成された供給口 67および嚙み合、ギア 61b、 62aに加圧および無定形ィ匕されながら未加硫ゴム Kとして押込まれる。

[0048] その後、供給口 67に供給された無定形の未加硫ゴム Kは、押込み体 61、 62の逆回転により引き込まれて嚙み合いギア 61bと押込みローラ 62aとの間、および、嚙み合いギア 62cと押込みローラ 61cとの間を通過した後、ギアポンプ式押出し機 21の上流側でギアポンプ式押出し機 21と押込みギアポンプ 60との間に形成された供給口 68に加圧されながら押込まれる。このとき、嚙み合いギア 61b、 62cの外周には外歯 61a、 62b が形成されているので、未加硫ゴム Kの引き込みおよび押込みが確実となる。その後、前記未加硫ゴム Kは押込みローラ 61c、 62aとギア 22との間を通過した後、前述と同様に隣接する外歯 24とケース 23の内面間に充填され、前方に向かって搬送される。

[0049] そして、前述のように押込みギアポンプ 60を、等速で逆方向に回転するとともに、嚙み合いギア 61b、 62cおよび押込みローラ 61c、 62aを備えた嚙み合い式のギアポンプから構成すれば、前記実施形態 1で説明した押込みギアポンプ 37が奏する効果に加え、外歯車、チーン等による連結が不要となって、小型で構造が簡単となり、安価に製作することができるとともに、片側を押込みローラ 61c、 62aにすることにより、嚙み込み性能（弓 Iき込み性能）をさらに向上させ、ギアポンプ式押出し機 21のギア 22に対して未加硫ゴム Kを安定的に押し込むことができ、この結果、ギアポンプ式押出し機 2 1による押出し精度を向上させることができる。そして、場合によっては、フィードローラ 41の省略も可能となる。このようなことから、前記実施形態 1で説明した押込みギアポンプ 37より本実施形態 2のような嚙み合い式のギアポンプから押込みギアポンプ 60を構成することが好ましい。なお、他の構成、作用は前記実施形態 1と同様である。

[0050] 図 8はこの発明の実施形態 3を示す図である。この実施形態においては、前記実施形態 1におけるモータ 31、 48、 50を省略し、ギア 22の回転軸 162の先端に外歯車 163 を固定している。また、ギア 38の回転軸 164の先端には、フィードローラ 41の回転軸 16 5の先端に固定された外歯車 166に嚙み合う外歯車 167が固定されている。 168は外歯車 163と外歯車 167との間で、これら外歯車 163、 167の双方に嚙み合う外歯車であり、この外歯車 168には駆動機構としてのモータ 169の出力軸 170が固定されている。

[0051] そして、このモータ 169が作動しその出力軸 170が駆動回転すると、外歯車 163、 166 、 167は外歯車 168に従動しながら回転する。このように、前記ギアポンプ式押出し機 2 1、フィードローラ 41および押込みギアポンプ 37に 1台のモータ 169からの駆動力を分配付与することにより、これらを駆動するようにすれば、駆動機構を安価に製作することができるとともに、省スペース化を図ることができる。なお、この実施形態では、外歯車 163、 166、 167、 168の径等を調節することにより、未加硫ゴム Kを押込みギアポンプ 37、ギアポンプ式押出し機 21に押込むようにしている。なお、他の構成、作用は前記実施形態 1と同様である。

[0052] 図 9はこの発明の実施形態 4を示す図である。この実施形態においては、熱入れ機 17を複数台、ここでは 4台並べて配置するとともに、これらの熱入れ機 17から離隔した位置に前記熱入れ機 17と同数、ここでは 4台の押込み手段 35、ギアポンプ式押出し機 21を設置している。これらギアポンプ式押出し機 21のケース 23の前端には、前記実施形態 1における押出しヘッド 29の代わりに、略前後方向に延びる複数、ここでは 4 本の押出し通路 177が形成された単一の押出しヘッド 178が取付けられている。

[0053] そして、各熱入れ機 17により種類の異なる未加硫ゴム Kを帯状体 Zとして押出した後、コンベア 179、押込み手段 35を通じてギアポンプ式押出し機 21の押出し通路 177 に供給すると、未加硫ゴム Kはダイ 28を通じて押出され、これにより、各層が種類の異なるゴム力なる所定コンターをした多数層、ここでは 4層の全体として帯状を呈する部材 Bが容易に成形される。その後、成形された部材 Bはコンベア 180により次工程へと搬送される。そして、前述のように構成すれば、多数層の部材 Bを押出すための装置をコンパクトとすることができる。なお、他の構成、作用は前記実施形態 1と同様である。

[0054] 図 10は、この発明に従う帯状部材の押出し装置を用いたタイヤ成型装置を示す概略図であり、図 11は、従来技術の帯状部材の押出し装置を用いたタイヤ成型装置を示す概略図である。図示のように、この発明の帯状部材の押出し装置を用いたタイヤ成型装置では、比較的重量の大きな熱入れ機 17を固定し、押出し機 21のみを移動させながらタイヤ中間体 Tに帯状部材 Bを貼り付けることが可能である。一方、従来技術の帯状部材の押出し装置を用いたタイヤ成型装置では、熱入れ機 17と押出し機 21 が直結しているため、タイヤ中間体 Tへの帯状部材 Bの貼り付けに際して、熱入れ機 17と押出し機 21の双方をタイヤ中間体 Tの周りで旋回させる必要がある。このため、従来技術の帯状部材の押出し装置を用いたタイヤ成型装置は、熱入れ機 17と押出し機 21の旋回に必要となるスペースが大きくなる上、装置重量が大きくなることから、大きな旋回動力が必要となり、かつ中間体 Tへの帯状部材 Bの積層精度を確保することも困難となる。これに対して、この発明の帯状部材の押出し装置を用いたタイヤ成型装置では、前述のように、押出し機 21のみを旋回させればよいので、これらの不具合が生じることがない。なお、図 10はこの発明に従う帯状部材の押出し装置を適用可能なタイヤ成型装置の一例を示したに過ぎず、この発明に従う帯状部材の押出し装置は図示のタイヤ成型装置に限定されず、種々の装置に組み込み可能である。

[0055] なお、前述の実施形態においては、押込み手段 35を押込みギアポンプ 37、フィードローラ 41から構成したが、この発明においては、押込みギアポンプ 37を省略して、押込み手段 35をフィードローラ 41のみ力構成し、未加硫ゴム Kを押込みギアポンプ 37 を介することなく直接ギアポンプ式押出し機 21に押込むようにしてもょ、。この場合には、押込み手段 35を簡単な構造とし安価に製作することもできる。

[0056] 但し、このように押込み手段 35をフィードローラ 41のみ力も構成すると、帯状体 Zとフイードローラ 41との間に滑り等が発生して、ギアポンプ式押出し機 21に対する未加硫ゴム Kの充填が不確実となり、帯状部材 Bの押出し精度が低下することがある。なお、このとき、フィードローラ 41によって未加硫ゴム Kをギアポンプ式押出し機 21に押込むためには、フィードローラ 41の下流側がギアポンプ式押出し機 21に連結されず大気に開放されていると仮定したとき、該フィードローラ 41からの単位時間当たりの送り出し量を、ギアポンプ式押出し機 21からの単位時間当たりの押出し量より大とする必要がある。

[0057] また、前述の実施形態においては、モータ 31、 48、 50の回転速度を制御、または、外歯車 163、 166、 167、 168の径を調節することにより、未加硫ゴム Kを押込みギアポンプ 37、ギアポンプ式押出し機 21に押込むようにした力押込みギアポンプ、ギアポンプ式押出し機におけるギアのピッチ円径、モジュールや、フィードローラの径を調節することで押込むようにしてもょ、。

[0058] さらに、前述の実施形態においては、熱入れ機 17をスクリュー式とした力この発明においては、ギアポンプ式あるいは熱ロール式としてもよい。また、前述の実施形態にお、ては、押込みギアポンプ 37の一部として互いに嚙み合う一対のギア 38を用いた力この発明においては、ギアを二対以上設けるようにしてもよぐ要するに、未カロ硫ゴムを押出し機に押込むことができるギア (スクリュー以外)であれば、選択可能である。

[0059] また、前述の実施形態においては、帯状部材 Bをタイヤ中間体 Tの周囲に螺旋状に卷回することで、あるいは、部材 Bを 1周分巻回するだけでトレッド Dを構成したが、この発明においては、タイヤ中間体の周囲に卷回してサイドトレッドを構成したり、あるいは、ー且ロール状に巻き取った後、必要に応じて巻き出し、タイヤ中間体に供給するようにしてもよい。さらに、この発明においては、帯状体 Zを熱入れ機と押込み手段との間で冷却ロールの周囲に掛け回し、強制的に冷却するようにしてもよい。また、前述の実施例にお、ては、ギアポンプ式押出し機 21力タイヤ中間体 Tの周囲に螺旋状あるいは渦巻状に卷回されることでトレッド、サイドトレッドを形成する幅狭の帯状部材 Bを押出していたが、この発明においては、押出し機からトレッド等の形状で押出される幅広 (例えば、トレッド幅の長さと略同一長さ）の部材を押出すようにしてもよい。そして、この場合には、部材をタイヤ中間体の周囲に一周貼付けるだけでトレッド等を形成することができる。

実施例

[0060] 次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、スクリュー式の熱入れ機の先端にギアポンプ式の押出し機を直接連結した従来装置と、スクリュー式の熱入れ機力離隔した位置にギアポンプ式の押出し機を配置するとともに、該押出し機の上流側近傍にフィードローラ、押込みギアポンプ力もなる押込み手段を設置した図 5に示すような実施装置 1と、前記実施装置 1における押込みギアポンプを省略し、押込み手段をフィードローラのみから構成した実施装置 2と、前記実施装置 1におけるフィードローラ、押込みギアポンプを省略する一方、これらの代わりにスクリュー式の押込み手段を配置した比較装置とを準備した。

[0061] ここで、従来装置におけるスクリュー式熱入れ機、および、比較装置におけるスクリユー式の押込み手段の内径はいずれも 120mm、これらのスクリュー長 Lを外径 Dで除した値 LZDは 4.8、実施装置 1、 2、比較装置におけるスクリュー式熱入れ機の内径は 90mm、該スクリューの L/Dは 14であった。また、従来、実施、比較装置において帯状部材が押出されるダイの開口部は幅が 30mm、高さが 2.5mmであった。

[0062] 次に、 ML1 +4 (100°C)の値力 110である天然ゴム系の未加硫ゴムを、従来、実施、比較装置の熱入れ機に常温の状態 (コールド)で投入した。ここで、実施装置 1、 2、比較装置にお!ヽては熱入れ後（ホット）の未加硫ゴムを帯状体の形態で熱入れ機から押出した後、該帯状体を押込み手段に供給した。その後、従来、実施、比較装置力帯状部材を押出して、帯状部材の単位時間当たりの押出量 (_Cm³/min)、押出精度（％)、押出温度 (°C)、ゴム性状、および、早期架橋発生の有無を測定した。

[0063] その結果を以下の表 1に示すが、この表 1にお、て、押出精度は、押出し量の変動量を平均押出量で除した値に 100を乗じた、一般に変動係数 Cvと呼ばれる値で、パ一セントで示され、ゴム性状は、耳破れ、穴あき等を基に熱入れ度を 5段階評価したもので、値が大であるほど充分な熱入れが行われて、る。

[0064] [表 1]

[0065] この表 1から明らかなように、従来装置では温度制約により押出し量が少なくなつているとともに、熱入れ度が低くてゴム性状が悪いが、実施装置はいずれも押出量およびゴム性状 (熱入れ度）が従来装置に比較して力なり上昇している。なお、実施装置 2においては押出精度が 1.0%とかなり大きな値である力これは押込み手段がフィードロールのみでは、ギアポンプ式の押出し機に対する未加硫ゴムの充填が不確実となったためであると考えられる。

産業上の利用可能性

[0066] この発明は、ギアポンプ式の押出し機を有する帯状部材の押出し装置の産業分野に適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 熱入れ機により未加硫ゴムに対して熱入れし帯状体として押出す工程と、熱入れ機力押出され空中を通過してきた帯状体をそのまま押込み手段に引き込んでギアポンプ式の押出し機に無定形の未加硫ゴムとして押込み供給する工程と、前記供給された未加硫ゴムを押出し機により押出して帯状部材を成形する工程とを備えたことを特徴とする帯状部材の押出し方法。

[2] 未加硫ゴムに対して熱入れし帯状体として押出す熱入れ機と、前記熱入れ機から離隔した位置に設置され、供給された未加硫ゴムを押出して帯状部材を成形するギアポンプ式の押出し機と、押出し機より上流側にこれに近接して設置され、熱入れ機から押出され空中を通過してきた帯状体をそのまま引き込んで押出し機に無定形の未加硫ゴムとして押込む押込み手段とを備えたことを特徴とする帯状部材の押出し装置。

[3] 前記押込み手段は、等速で逆方向に回転するとともに、間を前記帯状体が通過する一対のフィードローラを有している請求項 2記載の帯状部材の押出し装置。

[4] 前記押込み手段は、押出し機と一対のフィードローラとの間に設置され、フィードローラ間を通過してきた未加硫ゴムを押出し機に押込む押込みギアポンプをさらに有する請求項 3記載の帯状部材の押出し装置。

[5] 前記押込みギアポンプは、前記押出し機の一方のギアに嚙み合う嚙み合いギアと、前記押出し機の他方のギアおよび前記嚙み合いギアの双方力離れて配置されるとともに、前記嚙み合いギアと逆方向に等速で回転し、外周が平滑な円周面である押込みローラとを備えた嚙み合い式のギアポンプである請求項 4記載の帯状部材の押出し装置。

[6] 前記嚙み合いギアに前記押出し機のギア力駆動力を付与することにより、嚙み合 V、ギアを駆動回転させるようにした請求項 5記載の帯状部材の押出し装置。

[7] 前記押出し機、フィードローラおよび押込みギアポンプに、対応する別々の駆動機構力駆動力を付与することにより、これらを駆動するようにした請求項 4記載の帯状部材の押出し装置。

[8] 前記押出し機、フィードローラおよび押込みギアポンプに 1台の駆動機構からの駆動力を分配付与することにより、これらを駆動するようにした請求項 4記載の帯状部材の押出し装置。

[9] 前記熱入れ機と押込み手段との間に張り渡された帯状体にフェスツーンを設けた請求項 2〜8のいずれかに記載の帯状部材の押出し装置。

[10] 前記熱入れ機に投入される未加硫ゴムは、 ML1 +4 (100°C)の値が 40〜 200の範囲内のゴムである請求項 2〜9のいずれかに記載の帯状部材の押出し装置。