特許 5952160 押出機用口金及び押出成形機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5952160

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月13日

(54)【発明の名称】押出機用口金及び押出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 47/12 20060101AFI20160630BHJP

   B29D 30/06 20060101ALI20160630BHJP

【ＦＩ】

   B29C47/12

   B29D30/06

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-231048(P2012-231048)

(22)【出願日】2012年10月18日

(65)【公開番号】特開2014-79995(P2014-79995A)

(43)【公開日】2014年5月8日

【審査請求日】2015年7月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】特許業務法人 ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森 健一

【審査官】 鏡 宣宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１６０２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９４８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１４４１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平６−８３３２６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４７／００−４７／９６

Ｂ２９Ｄ ３０／００−３０／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

押出機の先端に取り付けられ、押出機から供給されたゴム材料を所定の断面形状を有するタイヤ構成部材に成形する押出機用口金であって、
ゴム材料が供給される供給口と、ゴム材料を吐出する吐出口と、前記供給口と前記吐出口とを連通するゴム流路と、を備え、
前記吐出口は、縁部の角部が鋭角である鋭角縁部を有し、
前記供給口側の背面から前記鋭角縁部へ向かって下り傾斜したすり鉢状の傾斜面が形成されており、前記ゴム流路は前記吐出口側へ向かって縮小し、
前記傾斜面は、押出方向と交差する複数の踏み面と、複数の踏み面同士を連結する蹴上げとで構成される階段状面により形成されていることを特徴とする押出機用口金。

【請求項2】

前記階段の蹴上げ高さは、前記吐出口へ向かって徐々に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の押出機用口金。

【請求項3】

前記階段の踏み面長さは、前記吐出口へ向かって徐々に小さくなることを特徴とする請求項１又は２に記載の押出機用口金。

【請求項4】

請求項１〜３の何れかに記載の押出機用口金と、前記押出機用口金が先端に取り付けられる押出機とを備える押出成形機。

【請求項5】

前記押出機と前記押出機用口金との間に、前記押出機から供給されたゴム材料を前記押出機用口金へとゴム排出口を介して排出するプレフォームダイを備え、
前記供給口は、前記ゴム排出口よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の押出成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、押出機の先端に取り付けられ、押出機から供給されたゴム材料を所定の断面形状を有するタイヤ構成部材に成形する押出機用口金及びこれを備えた押出成形機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的に、空気入りタイヤを製造する場合には、インナーライナー、サイドウォール、ビード、トレッドなどの各タイヤ構成部材を未加硫の状態で貼り合わせてグリーンタイヤを成形し、これを加硫成形することで製造するようにしている。

【0003】

ビードは、補強材となるビードワイヤーと、断面が略三角形状のゴムからなるビードフィラーとから構成されている。従来、ビードフィラーは、押出機から上記断面形状を有する帯状ゴムを押し出し、一定の長さに切り出し、その端部同士を接合することで成形している（例えば、下記特許文献１）。

【0004】

押出機の先端に設けられる口金は、タイヤ構成部材の断面形状に対応する吐出口を有している。これにより、押出機から供給されたゴム材料を所定の断面形状を有するタイヤ構成部材に成形することができる。

【0005】

しかしながら、押し出されたタイヤ構成部材は、その断面形状によっては、耳切れ、波打ちなどが発生し、形状が不安定となる問題があった。例えば、ビードフィラーは、上記のように略三角形状の断面を有しているため、三角形の角部は特にゴム流れが悪く、耳切れが発生しやすかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−１９４８５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耳切れを防ぎ、寸法安定性を高めたタイヤ構成部材を押出成形できる押出機用口金及び押出成形機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る押出機用口金は、押出機の先端に取り付けられ、押出機から供給されたゴム材料を所定の断面形状を有するタイヤ構成部材に成形する押出機用口金であって、
ゴム材料が供給される供給口と、ゴム材料を吐出する吐出口と、前記供給口と前記吐出口とを連通するゴム流路と、を備え、
前記吐出口は、縁部の角部が鋭角である鋭角縁部を有しており、
前記供給口側の背面から前記鋭角縁部へ向かって下り傾斜したすり鉢状の傾斜面が形成されており、前記ゴム流路は前記吐出口側へ向かって縮小していることを特徴とするものである。

【0009】

本発明の押出機用口金の吐出口は、縁部の角部が鋭角である鋭角縁部を有しており、すなわち、押出成形されるタイヤ構成部材は、鋭角の角部を有する断面形状となる。このような吐出口の鋭角縁部ではゴム流れが悪いため、ゴム材料が不足してタイヤ構成部材は耳切れが生じやすい。本発明の押出機用口金は、供給口側の背面から鋭角縁部へ向かって下り傾斜したすり鉢状の傾斜面が形成されており、ゴム流路は前記吐出口側へ向かって縮小しているため、供給口から供給された多くのゴム材料を鋭角縁部に供給しやすくなり、吐出口の鋭角縁部でのゴム流れが改善される。その結果、耳切れを防ぎ、寸法安定性を高めたタイヤ構成部材を押出成形できる押出機用口金を提供できる。

【0010】

本発明の押出機用口金において、前記傾斜面は、平滑面により形成されていることが好ましい。傾斜面を平滑面により形成することにより、傾斜面に沿ったゴム流れが良好となり、吐出口の鋭角縁部でのゴム流れが効果的に改善される。

【0011】

本発明の押出機用口金において、前記傾斜面は、押出方向と交差する複数の踏み面と、複数の踏み面同士を連結する蹴上げとで構成される階段状面により形成されていることが好ましい。傾斜面を階段状面により形成することにより、傾斜面を機械により加工することが容易となる。これにより、傾斜面の加工時間が短縮できるとともに加工寸法も安定する。

【0012】

本発明の押出機用口金において、前記階段の蹴上げ高さは、前記吐出口へ向かって徐々に小さくなることが好ましい。また、本発明の押出機用口金において、前記階段の踏み面長さは、前記吐出口へ向かって徐々に小さくなることが好ましい。これらの構成によれば、供給口付近のゴム流路の体積を多くすることができ、多くのゴム材料を供給口から供給できるため、多くのゴム材料を吐出口の鋭角縁部に供給しやすくなる。

【0013】

また、本発明に係る押出成形機は、上記何れかの押出機用口金と、前記押出機用口金が先端に取り付けられる押出機とを備えるものである。

【0014】

本発明の押出機用口金の吐出口は、縁部の角部が鋭角である鋭角縁部を有しており、すなわち、押出成形されるタイヤ構成部材は、鋭角の角部を有する断面形状となる。このような吐出口の鋭角縁部ではゴム流れが悪いため、ゴム材料が不足してタイヤ構成部材は耳切れが生じやすい。本発明の押出機用口金は、供給口側の背面から鋭角縁部へ向かって下り傾斜したすり鉢状の傾斜面が形成されており、ゴム流路は前記吐出口側へ向かって縮小しているため、供給口から供給された多くのゴム材料を鋭角縁部に供給しやすくなり、吐出口の鋭角縁部でのゴム流れが改善される。その結果、耳切れを防ぎ、寸法安定性を高めたタイヤ構成部材を押出成形できる押出成形機を提供できる。

【0015】

本発明の押出成形機において、前記押出機と前記押出機用口金との間に、前記押出機から供給されたゴム材料を前記押出機用口金へとゴム排出口を介して排出するプレフォームダイを備え、前記供給口は、前記ゴム排出口よりも小さいことが好ましい。押出機用口金の供給口をプレフォームダイのゴム排出口よりも小さくすることで、押出機からのゴム材料をプレフォームダイを介して口金に効率良く供給できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】押出成形機の全体を示す概略構成図

【図2】押出成形機を押出方向前方から見た正面図

【図3】口金をプレフォームダイ側から見た背面図

【図4】図３の口金のＡ−Ａ断面図

【図5】別実施形態に係る口金の背面図

【図6A】別実施形態に係る口金の断面図

【図6B】別実施形態に係る口金の断面図

【図7】実施例に係る口金の断面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、押出成形機の全体を示す概略図である。図２は、押出成形機を押出方向前方から見た正面図である。本発明の押出成形機１は、押出機２と、押出機２の先端に接続されたプレフォームダイ３及び口金４（押出機用口金に相当）とを備えている。

【0018】

押出機２は、不図示のホッパーから供給されたゴム材料を内部で混練して押出機先端から押し出すことができる。押出機２としては、従来公知の押出機をいずれも使用することができる。

【0019】

プレフォームダイ３は、押出機２と口金４との間に設けられ、押出機２から供給されたゴム材料を口金４へとゴム排出口３１を介して排出するものである。プレフォームダイ３は、押出機２の先端、より具体的には押出機２の押出方向Ｘの下流側に接続されている。プレフォームダイ３は、押出機２から押し出されたゴム材料を口金４へ導くための流路が内部に形成されている。

【0020】

口金４は、押出機２の先端、より具体的にはプレフォームダイ３の押出方向Ｘの下流側に取り付けられ、押出機２から供給されたゴム材料を所定の断面形状を有するタイヤ構成部材に成形するものである。本実施形態では、押出成形されるタイヤ構成部材が、略三角形状断面を有するビードフィラー５である例を示す。

【0021】

口金４の構成について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、口金４を背面側、具体的にはプレフォームダイ３側から見た背面図である。図４は、図３の口金４のＡ−Ａ断面図である。

【0022】

口金４は、略直方体状をしている。口金４は、ゴム材料が供給される供給口４１と、ゴム材料を吐出する吐出口４２と、供給口４１と吐出口４２とを連通するゴム流路４３と、を備えている。供給口４１は口金４の背面４ａに設けられ、吐出口４２は口金４の前面４ｂに設けられている。本実施形態では、後述する傾斜面４４を除き、供給口４１と吐出口４２は同一形状をしており、ゴム流路４３の流路壁は、押出方向Ｘに平行に延びる平面となっている。

【0023】

本実施形態では、略三角形状断面を有するビードフィラー５を押出成形するために、吐出口４２は、正面視で略三角形状をしている。この例では、吐出口４２は、縁部の角部が鋭角である鋭角縁部４２ａ，４２ｂ，４２ｃを３個有している。このような吐出口４２の鋭角縁部４２ａ，４２ｂ，４２ｃではゴム流れが悪いため、ゴム材料が不足してビードフィラー５は耳切れが生じやすい。

【0024】

本発明の口金４は、供給口４１側の背面４ａから鋭角縁部４２ａ，４２ｂ，４２ｃへ向かって下り傾斜したすり鉢状の傾斜面４４が形成されている。傾斜面４４は、鋭角縁部４２ａ，４２ｂ，４２ｃを頭頂点とし、底面が菱形である四角錐の一部を切り欠いた形態である。口金４の背面に傾斜面４４が形成された状態であっても、供給口４１は、プレフォームダイ３のゴム排出口３１よりも小さくなっている。

【0025】

口金４の背面４ａにすり鉢状の傾斜面４４が形成されていることで、ゴム流路４３は供給口４１側から吐出口４２側へ向かって縮小している。特に、鋭角縁部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの周囲のゴム流路が吐出口４２側へ向かって縮小しているため、供給口４１から供給された多くのゴム材料を鋭角縁部４２ａ，４２ｂ，４２ｃに供給しやすくなり、吐出口４２の鋭角縁部４２ａ，４２ｂ，４２ｃでのゴム流れが改善される。

【0026】

また、ビードフィラー５の先端側は、袴側よりもゴム材料の供給量を多くなるようにすることが好ましい。ビードフィラー５の先端側とは、図１における紙面右側であり、ビードフィラー５の袴側とは、図１における紙面左側である。先端側は袴側よりゴム流れが悪いため、ビードフィラー５が、袴側が外周側となった円弧状に押し出される（バナナシェイプするともいう）という問題がある。これに対し、例えば、鋭角縁部４２ｃに対応する傾斜面４４の傾斜角度を、鋭角縁部４２ａ，４２ｂに対応する傾斜面４４の傾斜角度よりも緩やかにする。これにより、鋭角縁部４２ｃに対応する傾斜面４４内の体積が、鋭角縁部４２ａ，４２ｂに対応する傾斜面４４の体積よりも大きくなり、鋭角縁部４２ｃへ供給されるゴム材料を、鋭角縁部４２ａ，４２ｂへ供給されるゴム材料よりも多くすることができる。

【0027】

なお、本発明において、すり鉢状とは、押出方向Ｘに直交する断面積が供給口４１側から吐出口４２側へ向かって徐々に小さくなるものを意味し、本実施形態のような四角錐形の他、半球形、円錐形等をも含む概念である。また、本実施形態では、すり鉢状の傾斜面４４の底が鋭角縁部４２ａ，４２ｂ，４２ｃと完全に一致しているが、必ずしも一致する必要はなく、傾斜面４４に沿ってゴム材料が鋭角縁部４２ａ，４２ｂ，４２ｃに導かれる形態であればよい。

【0028】

本実施形態の傾斜面４４は、押出方向Ｘと交差する複数の踏み面４４１と、複数の踏み面４４１同士を連結する蹴上げ４４２とで構成される階段状面により形成されている。傾斜面４４を階段状面により形成することにより、傾斜面４４を機械により加工することが容易となり、傾斜面４４の加工時間が短縮できるとともに加工寸法も安定する。なお、本実施形態では、段数が３段となっているが、口金４の押出方向厚みや吐出口４２の形状等により適宜設定可能である。

【0029】

本実施形態では、複数の踏み面４４１の長さＬは一定であり、蹴上げ４４２の高さＨも一定である。さらに、踏み面４４１の長さＬと蹴上げ４４２の高さＨは同一である。踏み面の長さＬは、ゴム流れの悪化を防ぎ、かつ機械加工をしやすくする観点から、５〜７ｍｍが好ましく、２〜４ｍｍがより好ましい。同様に、蹴上げ４４２の高さＨは、ゴム流れの悪化を防ぎ、かつ機械加工をしやすくする観点から、５〜７ｍｍが好ましく、２〜４ｍｍがより好ましい。

【0030】

＜別実施形態＞
（１）前述の実施形態では、すり鉢状の傾斜面４４は、押出方向Ｘに直交する断面が菱形状をしているが、傾斜面４４の断面は、円状（図５を参照）、楕円状、多角形等などでもよい。

【0031】

（２）前述の実施形態では、傾斜面４４において階段状面の蹴上げ４４２の高さを一定としているが、階段の蹴上げ高さは、図６Ａに示すように、吐出口４２へ向かって徐々に小さくなることが好ましい。これにより、ビードフィラー先端の鋭角部分等のゴム供給に不利な部分にもより多くのゴムを供給することができる。図６Ａの例では、踏み面長さＬを一定とし、Ｈ１：Ｈ２：Ｈ３＝３：２：１としている。

【0032】

（３）前述の実施形態では、傾斜面４４において階段状面の踏み面４４１の長さを一定としているが、階段の踏み面長さは、図６Ｂに示すように、吐出口４２へ向かって徐々に小さくなることが好ましい。これにより、ビードフィラー先端の鋭角部分等のゴム供給に不利な部分にもより多くのゴムを供給することができる。図６Ｂの例では、蹴上げ高さＨを一定とし、Ｌ１：Ｌ２：Ｌ３＝３：２：１としている。

【0033】

（４）前述の実施形態では、傾斜面４４を階段状面により形成しているが、平滑面により形成してもよい。傾斜面４４を平滑面により形成することにより、傾斜面４４に沿ったゴム流れが良好となり、吐出口４２の鋭角縁部４２ａ，４２ｂ，４２ｃでのゴム流れが効果的に改善される。また、傾斜面４４を階段状面により形成する場合、踏み面４４１と蹴上げ４４２の連結部分に丸みを持たせて、ゴム流れが良好となるようにしてもよい。

【0034】

（５）本発明の押出機用口金及び押出成形機は、押出成形されるタイヤ構成部材が、略三角形状断面を有するビードフィラーである場合に特に有用であるが、トレッド等である場合にも有用である。

【実施例】

【0035】

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は、下記のようにして測定を行った。

【0036】

（１）部品不良率
ビードフィラーを１０００ｍ押出して、耳切れ、波打ち、不安定形状などで部品として採用できない割合を測定した。従来例を１００として指数評価し、点数が少ないほど部品の不良率が小さく優れることを示す。

【0037】

（２）押出時間
ビードフィラーを１０００ｍ押出す時間を測定した。従来例を１００として指数評価し、点数が少ないほど押出時間が短く優れることを示す。

【0038】

実施例１〜５
口金の背面に、図７に示す断面形状の傾斜面をそれぞれ加工したものを実施例１〜５とした。かかる口金を用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。タイプ１は、踏み面長さと蹴上げ高さを一定とした。タイプ２は、蹴上げ高さを吐出口へ向かって徐々に小さくした。タイプ３は、踏み面長さを吐出口へ向かって徐々に小さくした。タイプ４は、タイプ２の逆で、蹴上げ高さを吐出口へ向かって徐々に大きくした。タイプ５は、タイプ３の逆で、踏み面長さを吐出口へ向かって徐々に大きくした。

【0039】

比較例
口金に傾斜面を形成せず、ゴム流路の断面積が押出方向に一定のものを比較例とした。かかる口金を用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

【0040】

【表1】

【0041】

表１に示すとおり、実施例１〜５に係る口金は、従来例に比べ、部品の不良率が低下しており、押出時間も短くなっている。実施例２は、実施例５に比べ、部品の不良率が低い。また、実施例３は、実施例４に比べ、部品の不良率が低い。

【符号の説明】

【0042】

１ 押出成形機
２ 押出機
３ プレフォームダイ
４ 口金
４ａ 背面
５ ビードフィラー
３１ ゴム排出口
４１ 供給口
４２ 吐出口
４２ａ 鋭角縁部
４２ｂ 鋭角縁部
４２ｃ 鋭角縁部
４３ ゴム流路
４４ 傾斜面
４４１ 踏み面
４４２ 蹴上げ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】