WO2008053643A1

WO2008053643A1 - Extrudeuse à engrenages pour caoutchouc

Info

Publication number: WO2008053643A1
Application number: PCT/JP2007/068171
Authority: WO
Inventors: Fumihiro Matsuyama
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-11-01
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2009-05-01
Also published as: JP2008114412A

Description

明細書

ゴム用ギア式 ί甲出機

技術分野

[0001] 本発明は、成型ドラム上に周方向に巻き付けられるタイヤ構成部材用帯状ゴムを押し出すゴム用ギア式押出機に関し、特に、タイヤの品質を向上させることができるものに関する。

背景技術

[0002] 従来から、押出設備の小型化、タイヤの均一性向上、あるいは、小ロット多サイズ生産への対応等を目的に、タイヤを成型する際に、小型押出機より押し出された帯状ゴムを直接、回転する成型途中のタイヤ上に巻回してこれらを積層しタイヤを構成する所定断面のゴム部材を形成するタイヤの成型方法が知られている（例えば、特許文献 1参照)。

[0003] 図 1は、帯状ゴムを巻回してゴム部材を形成する方法を示す模式図であり、図 2は、この方法によって形成されたゴム部材を、図 1の II II矢視に対応する断面において示す模式図である。このタイヤの成型方法は、押出機 93からタイヤ構成部材用帯状ゴム 91を押出して成型途中のタイヤ 92上に直接導き、貼付けローラ 94を用いて帯状ゴム 91をタイヤ 92に押しつけながらタイヤ 92を回転させることにより、帯状ゴム 91 をタイヤ 92上に巻付け、ゴム部材 95を形成するものである。

[0004] そして、押出機 93として、ゴムの可塑性や温度等に依存することなぐ定量を吐出する押出機として、ギア式押出機が用いられている。図 3は、ギア式押出機の内部構造を模式的に示す断面図であり、押出機 93は、ケーシング 82内に配設された一対の相互に嚙合するギアを回転させることにより、供給口 83から吸い込んだゴムを、ケ一シング壁面 82aと、ギアの歯 85とで形成される空間 86に収容し、この空間をギア 8 1の回転とともに吐出口まで移動させることにより、このゴムを吐出口 84から押し出すよう構成されている。

特許文献 1 :特開平 10— 58522号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0005] このような、ギア式押出機 93のギアを一定の回転速度で回転させたとき、ゴムの平均押出量は一定に保つことができるが、ゴム押出量の時間的変化を細力べ見ると、ギァの歯数に応じた脈動があり、この脈動によって、押し出された帯状ゴム 91には、長さ方向の質量の周期的変動 (脈動）が発生する。そして、帯状ゴムのこの脈動は、帯状ゴム 91を周方向に 1周以上巻回して形成されたゴム部材 95にも、その周方向に沿つた質量の脈動を出現させる可能性がある。

[0006] これは、帯状ゴム 91における長さ方向の脈動の周期に整数 nを掛けた長さ力 S、このゴム 91を巻回する際の周長に近い場合、帯状ゴムの脈動のピークは、複数の巻きのそれぞれに対して n個生成され、しかも、どの巻きに対しても、脈動のピークの位置（角度）は同じ周方向位置に並ぶことになり、このようなタイヤゴム部材 95でタイヤを形成した場合には、タイヤに n次の RFV (ラテラルフォースノリエーシヨン)成分を発生させるからである。

[0007] 例えば、ギア式押出機 93における、ギア歯数が 15枚のギア 81を 25rpmで回転させて、帯状ゴム 91を押し出し、この帯状ゴム 91の押し出しに同期させて、 94rpmの回転速度で回転する成型途中のタイヤ 92に、帯状ゴム 91を 1980mmの巻回周長で巻回した場合、図 4 (a)に示すように、帯状ゴム 91の長さ方向には、（1980x94)/(25xl5)=496 mmを周期 Tとする質量の変動が生じ、この帯状ゴム 91を成型途中のタイヤ 92上に複数回巻回してタイヤ構成部材 95を形成したとき、図 4 (b)に示すように、タイヤ 92の周上に巻かれた帯状ゴム 91のどの巻きについても、決まった周方向位置に一致して質量変動のピーク Pが現れ、このピークは、周期 496mmが前記周長 1980mmのほぼ 4 分の 1であることからタイヤー周に対して 4回現れ、その結果、製品タイヤを走行回転させたとき、 4次の RFVを発生させることになる。

[0008] 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ギア式押出機から押し出された帯状ゴムの脈動に起因して発生する RFV等のタイヤュニフォーミティレベルの低下を防止することのできるゴム用ギア式押出機を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0009] < 1〉の発明は、一対の平行な軸線のそれぞれに軸支された、相互に嚙合する複数のギアをケーシング内に配設し、これらのギアを回転することにより、帯状ゴムを押し出すゴム用ギア式押出機において、

前記それぞれの軸線上には、相互に連結されたギアが軸方向に並んで設けられ、同一軸線上に並べられ相互に隣接するギアは、同じ歯数を有し、少なくとも 2個のギァについて、それらの位相が相互に異なるよう構成されてなるゴム用ギア式押出機である。

[0010] < 2〉は、 < 1〉において、前記同一軸線上に並べられたギアは、少なくとも 3個以上あり、隣接するギアの位相差を、ギアの軸方向配列順における後側のギアの位相から、前側のギアの位相を差し引いた差と定義したとき、各ギアについて求めた位相差は、正負、両方のものを含んでいることを特徴とするゴム用ギア式押出機である。発明の効果

[0011] < 1〉の発明によれば、二本の平行な軸線上には、相互に連結されたギアが軸方向に並んで設けられ、同一軸線上に並べられ相互に隣接するギアは、同じ歯数を有し、少なくとも 2個のギアについて、それらの位相が相互に異なるよう構成されているので、このゴム用ギア式押出機から押し出される帯状ゴムには、各ギアの歯の周期および位相に対応する複数の脈動が合成されたものが現れる力 S、詳細を後述するように、各ギアの脈動は、幅方向にギアの枚数だけ分割されていることにより、分割しない幅広のギアによる脈動に比べて、その振幅は極めて小さぐかつ、複数のギアの脈動の少なくとも 2つは位相がずれているので、これらの脈動が重畳しあうことはなぐしたがって、全体としての脈動を小さく抑えることができ、このことにより、 RFV等のタイャュニフォーミティのレベル低下を防止することができる。

[0012] < 2〉によれば、同一軸線上に並べられたギアは、少なくとも 3個以上あり、隣接するギアの位相差を、ギアの軸方向配列順における後側のギアの位相から、前側のギアの位相と定義したとき、それら位相差は、正負の少なくとも両方のものを含んでいるので、ギア式押出機から押し出されたゴムが、ギアの幅方向の一方にのみ向かって流れるのを防止することができ、このことによって、帯状ゴムの幅方向の厚さを均一にすること力 Sでさる。

図面の簡単な説明 [0013] [図 1]帯状ゴムを巻回してゴム部材を形成する方法を示す模式図である。

[図 2]ゴム部材を、図 1の II II矢視に対応する断面において示す模式図である。

[図 3]従来のギア式押出機の内部構造を模式的に示す断面図である。

[図 4]帯状ゴムを示す長さ方向断面図および帯状ゴムを成型途中のタイヤ上に巻回した状態で示す斜視図である。

[図 5]本発明に係るゴム用ギア式押出機のギアを示す斜視図である。

[図 6]ゴム用ギア式押出機のギアの外周面を半径方向外側から見たものを平面に展開して示す展開図である。

[図 7]ケーシングに収容した状態で示すギアの断面図である。

[図 8]ゴム押出量の脈動を示す概念図である。

[図 9]他の実施形態のゴム用ギア式押出機のギアの外周面を半径方向外側から見たものを平面に展開して示す展開図である。

[図 10]ギアの歯に設けたゴム逃げ溝を示す斜視図である。

符号の説明

[0014] 1 ゴム用ギア式押出機

3a ケーシン：

4 供給口

5 吐出口

11a, l ib, 1 1c, l id ギア

12a, 12b、 12c 12d ギア対

14 軸線

15、 16 空間

21a, 21b、 21c 21d ギア

24 軸線

31a, 31b, 31c 31d、 31e ギア

41 ギアの歯

42 ゴム逃げ溝発明を実施するための最良の形態

[0015] 本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図 5は、ゴム用ギア式押出機のギアを示す斜視図であり、図 6は、図 5のギアの半径方向外側からみたときの外周面を平面に展開して示す展開図であり、図 7は、ケーシング内に配置された状態の

[0016] ゴム用ギア式押出機 1は、ケーシング 3内に配設され、一対の平行な軸線 14、 24上で相互に嚙合する複数のギア l la、 l ib, 11c, l id, 21a, 21b、 21c、 21dを具えて構成され、軸線 14には、 4個のギア l la、 l ib, 11c, 1 Idが軸方向に並んで設けられ、これらは相互に連結され同一回転速度で回転され、また、軸線 24には、ギア 2 la、 21b、 21c, 21dが軸方向に並んで設けられ、これらも相互に連結されていて同一回転速度で回転される。

[0017] ここで、ギア 11aとギア 21aとの組は相互に嚙合するギア対 12aを構成し、同様に、ギア l ibとギア 21bとの糸且、ギア 11cとギア 21cとの糸且、おび、ギア l idとギア 21aとの組も、相互に嚙合するギア対 12b、 12c、 12dをそれぞれ構成している。

[0018] これらのギア l la、 l ib, 11c, l i d, 21 a, 21b、 21c、 21dを回転することにより、ケ一シング壁面 3aと、それぞれのギアギア l la、 l ib, 11c, l id, 21a, 21b、 21c、 2 Idの歯とで区画される空間 15、 16に収容されて、供給口 4から吐出口 5に向かって運ばれ、この作用によってゴムは、供給口 4か吸入され、吐出口 5から帯状ゴムとなつて押し出される。押し出された帯状ゴムからタイヤ構成部材を形成する方法につ!/、ては従来技術について説明した通りであり、詳細説明は省略する。

[0019] 本発明において、これらの組のギアはいずれも同数の歯数（図示の場合は 17歯）を有するが、それらの組は、歯の山谷の位相が互いにわずかずつ異なるよう配置されており、例えば図示の場合には、 1つのギアの、隣接する歯同士の間隔を 1ピッチとし、ギア対 12aの位相を基準として、これに対して、ギア対 12bは 2/4ピッチ、ギア対 12c は 3/4ピッチ、ギア対 12dは 1/4ピッチだけそれぞれ進んで配置されている。

[0020] 以上のようにギア対 12b、 12c、 12dを構成することによって、脈動の振幅を抑制すること力 Sできる力このことを以下に説明する。吐出口 5から押し出されるゴムは、歯の山が吐出口 5に位置するときには吐出量が少なぐ歯の谷が吐出口 5に位置するときには吐出量が多ぐこのことによって、吐出口 5から押し出されるゴムの吐出量には、ギアの歯数に対応した脈動が発生する。

[0021] 図 8 (a)は、従来の広幅の相互に嚙合する 1対の平歯ギアを有するギア式押出機にて押し出した場合の脈動を、図 8 (b)は、相互に 4/1ピッチずつ位相をずらした 4対のギア対を軸方向に連結した、本発明のギア式押出機の脈動を、それぞれ、同じスケールの時間軸を横軸にとって示すグラフであり、本発明のギア対寸の処理するゴム量は、従来のギア対 1対の処理するゴム量の 1/4であり、しカゝも、本発明において、各ギア対の位相はずれているので、従来の装置における脈動の振幅 Mに対して、これより極めて小さな振幅 Nに抑えることができる。

[0022] ここで、ギア対 12a、 12b、 12c, 12dをこの順に軸方向に沿って並べ、後のギア（例えば、 l ib)の位相からこれに隣接する先のギア（この例の場合、 11a)の位相を差し引いた差を位相差とするとき、この位相差は、順に、 1/2ピッチ、 1/4ピッチ、—1/2ピッチとなり、正負の位相差が混在している。このように位相差を混在させれば、ギアの位相が、軸方向に沿って単純増加することも、また単純減少することもないので、歯と歯の間に保持したゴムを幅方向の一方側のみに排出することがなく帯状ゴムの幅方向の厚さを均一にすることができ、好ましい。

[0023] 図 9は、ギアの回転軸線上に 5枚のギアを連結した例を、図 6と同様に示す展開図であり、この場合、同一軸線上を同期して回転するよう、 5枚のギア 31a、 31b、 31c、 31 d、 31 e力相互に連結され、これらのギア 31a、 31b、 31c、 31d、 31eは、歯の山谷の位相がわずかずつ異なるように周方向にずらして配置されており、 1つのギアにおける、隣接する歯同士の間隔を 1ピッチとしたとき、ギア対 31aの位相を基準として、ギア 31bは 2/5ピッチだけ、ギア 31cは 4/5ピッチだけ、そして、ギア 31dは 3/5ピッチだけ、そして、ギア 31eは 1/5ピッチだけ位相が進むよう配置され、位相差を前述のように正負をつけて定義したとき、この位相差は、正の値と、負の値との両方のどちらも有するのが好ましぐ図 8の場合は、ギア 31bを基準とするギア 31aの位相差は 2/5ピツチ、ギア 31cを基準とするギア 31bの位相差も 2/5ピッチ、ギア 31dを基準とするギァ 31cの位相差は— 1/5ピッチ、そして、ギア 31eを基準とするギア 31dの位相差は 2/5ピッチであり、このように、位相差として正負の両方の値を含むようにするのが好ましい。

[0024] ここで、一般的に、このようなゴム用ギア式押出機においては、ギアとギアとのかみ合い部に閉じこめられたゴムがさらに圧縮されてゴムの圧力が異常に上昇し、ギアの回転低下、装置の異常振動、ゴムの排出変動、あるいは、機械部分の早期摩耗等の原因となることがあり、この問題に対して従来の装置では、ギアを収納するケーシングの側壁面に、ゴムを逃がす凹部を形成することにより対処している。し力、しながら、本発明においては、軸方向中央側に位置するギアについては、両側がギアの歯で区切られるため、このような対処ができなくなってしまう。

[0025] そのため、図 10に示すように、ギアの歯 41の、幅方向端部の一部を切り欠いて、ゴムを逃がすための、ゴム逃げ溝 42を形成するのが好ましい。

産業上の利用可能性

[0026] 本発明のゴム用ギア式押出機は、種々のタイヤに対するゴム構成部材の帯状ゴムを押し出すのに適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 一対の平行な軸線のそれぞれに軸支された、相互に嚙合する複数のギアをケーシング内に配設し、これらのギアを回転することにより、帯状ゴムを押し出すゴム用ギア式押出機において、

前記それぞれの軸線上には、相互に連結されたギアが軸方向に並んで設けられ、同一軸線上に並べられ相互に隣接するギアは、同じ歯数を有し、少なくとも 2個のギァについて、それらの位相が相互に異なるよう構成されてなるゴム用ギア式押出機。

[2] 前記同一軸線上に並べられたギアは、少なくとも 3個以上あり、隣接するギアの位相差を、ギアの軸方向配列順における後側のギアの位相から、前側のギアの位相を差し引いた差と定義したとき、各ギアについて求めた位相差は、正負、両方のものを含んでいることを特徴とする請求項 1に記載のゴム用ギア式押出機。