特許 7238420 ゴムストリップの製造装置、及び製造方法

(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】

(24)【登録日】2023-03-06

(45)【発行日】2023-03-14

(54)【発明の名称】ゴムストリップの製造装置、及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 48/90 20190101AFI20230307BHJP

   B29C 43/24 20060101ALI20230307BHJP

   B29C 48/08 20190101ALI20230307BHJP

【ＦＩ】

B29C48/90

B29C43/24

B29C48/08

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019008581

(22)【出願日】2019-01-22

(65)【公開番号】P2020116793

(43)【公開日】2020-08-06

【審査請求日】2021-11-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(72)【発明者】

【氏名】西 紀透

(72)【発明者】

【氏名】河村 幸伸

(72)【発明者】

【氏名】信近 英男

【審査官】酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０７４４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０８８８６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４８／００－４８／９６，４３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リボン状のゴムストリップを製造するための装置であって、
未加硫のゴムを押し出すダイを具えた押出機と、
前記押出機のゴム押出方向の下流側に配され、かつ、前記ダイから押し出されたゴムを押圧してリボン状のゴムストリップに成形するカレンダーロールを有するカレンダー装置と、
前記ダイと前記カレンダーロールとの間隔を変更するための間隔規定部とを含み、
前記間隔規定部は、前記カレンダー装置と前記押出機とを連結する連結材を含み、
前記連結材の少なくとも一端側には、前記ゴム押出方向に延びる長孔と、前記長孔を通って前記カレンダー装置及び前記押出機の一方に固定される第１の固定具とを含む、ゴムストリップの製造装置。

【請求項2】

前記間隔規定部は、前記カレンダー装置及び前記押出機の一方を、前記カレンダー装置及び前記押出機の他方に対してゴム押出方向に移動させるアクチュエータを含む、請求項１に記載のゴムストリップの製造装置。

【請求項3】

前記間隔規定部は、前記間隔を１０～５０mmの範囲で変更可能である、請求項１又は２記載のゴムストリップの製造装置。

【請求項4】

リボン状のゴムストリップを製造するための方法であって、
ダイを具えた押出機から未加硫のゴムを押し出す工程と、
前記押出機のゴム押出方向の下流側に配されたカレンダー装置のカレンダーロールにより、前記ダイから押し出されたゴムを押圧してリボン状のゴムストリップに成形する工程と、
前記ダイから押し出されたゴムの状態に基づいて、前記ダイと前記カレンダーロールとの間隔を変更する工程と、
前記間隔を変更した後、前記押出機と前記カレンダー装置とを固定連結する工程とを含む、ゴムストリップの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゴムストリップを安定して製造しうるゴムストリップの製造装置、及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤ形成方法の一つとして、リボン状のゴムストリップを成形ドラム上で螺旋状に巻き重ねることにより、所望断面形状のタイヤ構成部材を成形ドラム上で直接形成する方法が知られている。そして下記の特許文献１には、前記タイヤ形成方法に好適に用いうるゴムストリップの製造装置が提案されている。

【0003】

前記提案の製造装置は、投入されたゴムを予備成形して押し出す押出機と、押出されたゴムを押圧してゴムストリップに成形する一対のカレンダーロールとを具える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－０５４８０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

他方、前記タイヤ形成方法では、タイヤ構成部材の形成精度を高めるために、ゴムストリップの幅及び厚さをより減じることが望まれる。そのためには、押出機におけるダイの成形口の幅及び厚さも小さく形成する必要がある。

【0006】

しかし、単にダイの成形口の幅及び厚さを小に設定しただけでは、ゴムがダイの内部で急激に形状変化するため、押出し後のシュリンク量が大きくなる。その結果、形成されたタイヤ構成部材が時間経過とともに変形したり、あるいはタイヤ構成部材内でゴムストリップが破断する等の問題が生じる。

【0007】

これを防ぐためには、図４（ａ）に示すように、ダイａをロングノーズ化（長寸化）してゴム流路ａ１をのばし、ダイ内部でのゴムの形状変化を緩やかにすることも必要となる。

【0008】

しかし、ダイａをロングノーズ化した場合、図４（ｂ）に示すように、ダイａとカレンダーロールｂとの間隔Ｌが減少する。その結果、製造装置を停止したとき、ダイａとカレンダーロールｂとの間にゴムｇの塊ｇ１が発生し易くなる。前記塊ｇ１の発生は、製造装置を停止したとき、停止後に、押出機内のゴムが残留応力によってダイａからしばらく吐出することに起因する。

【0009】

そして、製造装置を再稼働したとき、カレンダーロールｂ間を前記塊ｇ１が通過できなくなり、ゴムストリップＧの破断を招くという新たな問題が発生する。このゴムストリップＧの破断は、生産性の大幅な低下原因となりうる。

【0010】

そこで本発明は、ダイをロングノーズ化した場合にも、ダイとカレンダーロールとの間でゴムの塊が発生するのを抑制でき、ゴムストリップを安定して製造しうるゴムストリップの製造装置、及び製造方法を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

第１の発明は、リボン状のゴムストリップを製造するための装置であって、
未加硫のゴムを押し出すダイを具えた押出機と、
前記押出機のゴム押出方向の下流側に配され、かつ、前記ダイから押し出されたゴムを押圧してリボン状のゴムストリップに成形するカレンダーロールを有するカレンダー装置と、
前記ダイと前記カレンダーロールとの間隔を変更するための間隔規定部とを含む。

【0012】

本発明に係るゴムストリップの製造装置では、前記間隔規定部は、前記カレンダー装置と前記押出機とを連結する連結材を含み、
前記連結材の少なくとも一端側には、前記ゴム押出方向に延びる長孔と、前記長孔を通って前記カレンダー装置及び前記押出機の一方に固定される第１の固定具とを含むのが好ましい。

【0013】

本発明に係るゴムストリップの製造装置では、前記間隔規定部は、前記カレンダー装置及び前記押出機の一方を、前記カレンダー装置及び前記押出機の他方に対してゴム押出方向に移動させるアクチュエータを含むのが好ましい。

【0014】

本発明に係るゴムストリップの製造装置では、前記間隔規定部は、前記間隔を１０～５０mmの範囲で変更可能であるのが好ましい。

【0015】

第２の発明は、リボン状のゴムストリップを製造するための方法であって、
ダイを具えた押出機から未加硫のゴムを押し出す工程と、
前記押出機のゴム押出方向の下流側に配されたカレンダーロールにより、前記ダイから押し出されたゴムを押圧してリボン状のゴムストリップに成形する工程と、
前記ダイから押し出されたゴムの状態に基づいて、前記ダイと前記カレンダーロールとの間隔を変更する工程とを含む。

【発明の効果】

【0016】

第１の発明は、叙上の如く、押出機のダイとカレンダーロールとの間隔を変更するための間隔規定部を含む。

【0017】

従って、ロングノーズのダイを使用した場合にも、ダイとカレンダーロールとの間隔を適正に保つことが可能になる。その結果、製造装置を停止したとき、押出機内の残留応力によってゴムがダイから吐出することに原因する塊の発生を抑制することができる。又、前記塊に起因して製造装置を再稼働したときに発生するゴムストリップの破断を抑制することができ、ゴムストリップを安定して製造することが可能になる。

【0018】

第２の発明は、ダイとカレンダーロールとの間隔を変更する工程を含むため、前記間隔を適正に保つことが可能になる。その結果、第１の発明と同様の効果をうることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明のゴムストリップの製造装置の一実施形態を示す断面図である。

【図2】その主要部を分解して示す分解斜視図である。

【図3】本発明の作用効果を示す断面図である。

【図4】（ａ）はロングノーズのダイの断面図、（ｂ）はロングノーズのダイを用いたときの課題を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のゴムストリップの製造装置１（以下、単に「製造装置１」ということがある。）は、押出機２と、一対のカレンダーロール３を有するカレンダー装置４と、間隔規定部５とを含んで構成される。本例では、製造装置１は、生タイヤ製造ラインに配され、例えばトレッドゴム等のタイヤ構成部材を形成するためのリボン状の未加硫のゴムストリップＧを製造する。

【0021】

押出機２は、本例では、押出機本体６と、ギヤポンプ７と、ダイ８とを含む。

【0022】

押出機本体６は、シリンダ６ａと、スクリュー軸６ｂとを含む。シリンダ６ａは、略円筒状をなし、その上流側には、ゴム投入用のホッパー（図示省略）が設けられる。また、シリンダ６ａの下流側端には、ゴムｇを押し出す吐出口６ｃが開口する。スクリュー軸６ｂは、シリンダ６ａ内に回転可能に収納され、モータ駆動されることにより、ホッパーからのゴムｇを、混練しながら吐出口６ｃに向かって押し出す。

【0023】

ギヤポンプ７は、ケーシング７ａと、ゴムチャンバー７ｂと、一対の押出しギヤ７ｃ、７ｃとを含む。ケーシング７ａは、押出機本体６の吐出口６ｃ側に連結されている。ケーシング７ａの内部には、ゴムチャンバー７ｂが形成される。

【0024】

押出しギヤ７ｃ、７ｃは、ゴムチャンバー７ｂ内に互いに噛み合わされて配される。押出しギヤ７ｃ、７ｃは、モータ駆動されることにより、押出機本体６からのゴムｇを、ダイ８側に定量的に圧送する。

【0025】

図３に示すように、ダイ８は、ギヤポンプ７の下流側の壁面に交換可能に取り付くフランジ部８ａと、フランジ部８ａから下流側に向かって突出するノーズ部８ｂとを含む。又ダイ８内には、ギヤポンプ７の押出し口７ｄ（図１に示す）から押し出されたゴムｇを予成形するゴム流路９が配される。ゴム流路９は、ノーズ部８ｂの下流側端で開口する成形口９ａと、成形口９ａから上流側に向かって流路断面積を増加しながらのびる流路部９ｂとを含む。

【0026】

本例では、流路部９ｂの上流側端は、押出し口７ｄと略同形状に形成される。これに対して成形口９ａは、ゴムストリップＧの断面形状に近い形状を有する。従って、ノーズ部８ｂを長寸化（ロングノーズ化）することで、ダイ９内部でのゴムｇの形状変化が緩やかになり、押出し後のゴムｇのシュリンク量を減じることができる。従って、シュリンク量を減じるためには、成形口９ａの形状及びサイズに応じてノーズ部８ｂの長さを設定したダイ８を使用する必要がある。

【0027】

カレンダー装置４は、押出機２のゴム押出方向の下流側に配され、ダイ８から押し出されたゴムｇを押圧してリボン状のゴムストリップＧに成形する。

【0028】

図２に示すように、カレンダー装置４は、上下に配された一対のカレンダーロール３と、一対のカレンダーロール３を回転可能に支持するフレーム１０と、一対のカレンダーロール３のうちの少なくとも一方を回転駆動させるモータ等の駆動手段１１とを含む。

【0029】

本例では、上側のカレンダーロール３は、軸受箱１２を介してフレーム１０に昇降可能に支持される。フレーム１０は、本例では、例えば互いに平行な側板部１０ａの上端間及び下端間を、上板部１０ｂ及び底板部１０ｃでそれぞれ連結した矩形筺状をなす。そして側板部１０ａ、１０ａ間に、一対のカレンダーロール３が水平に支持される。フレーム１０としては、例えば枠材を矩形に組み合わせた骨組み状をなしても良い。

【0030】

間隔規定部５は、図３に示すように、ダイ８とカレンダーロール３との間隔Ｌを変更するために設けられる。間隔Ｌは、厳密にはカレンダーロール３、３の各軸心を通る基準線Ｘとダイ８の先端との間隔を意味する。

【0031】

ここで、製造装置１を停止したとき、停止後に、押出機２内のゴムｇが残留応力によってダイａからしばらく吐出する。このとき、間隔Ｌが長い場合、図３に示すように、停止後に吐出した分は、ゴムｇが例えば波状に変形するだけで、間隔Ｌの領域Ｙ内で吸収される。しかし、間隔Ｌが短い場合、図４（ｂ）に示すように、変形した部分が互いに粘着してしまい、塊ｇ１を発生させる。この塊ｇ１は、製造装置１を再稼働したとき、ゴムストリップＧの破断を誘発する。

【0032】

そこで、本発明では、間隔規定部５によって間隔Ｌを変更することで、塊ｇ１の発生を抑制させる。なお間隔Ｌが１０mm未満では、塊ｇ１の発生を抑制することが難しくなる。逆に５０mmを越えると、領域Ｙ内において、ゴムｇの巾方向の蛇行が大きくなり、ゴムストリップＧの品質を損ねる傾向を招く。従って、間隔規定部５では、間隔Ｌを１０～５０mmの範囲で変更可能とするのが好ましい。

【0033】

図１、２に示すように、間隔規定部５は、本例では、カレンダー装置４と押出機２とを連結する連結材１５を含む。また間隔規定部５は、少なくとも連結材１５の一端側に、ゴム押出方向に延びる長孔１６と、長孔１６を通る第１の固定具１７とを含む。第１の固定具１７は、カレンダー装置４及び押出機２の一方に固定される。従って、本例の間隔規定部５は、前記長孔１６の長さの分だけ、間隔Ｌを変更でき、かつ変更した状態にてカレンダー装置４と押出機２とを連結しうる。

【0034】

本例では、間隔規定部５は、巾方向に間隔を隔てた互いに平行な２本の連結材１５を有する連結具１８を具える。

【0035】

連結具１８は、本例では、カレンダー装置４のフレーム１０に取り付くベース部１９と、このベース部１９からゴム押出方向にのびる２本の連結材１５とを具える。ベース部１９は、フレーム１０の側板部１０ａ、１０ａ間に跨り、かつベース部１９の両端部は、側板部１０ａに、例えばボルトなどの第２の固定具２０を介して取り付けられる。

【0036】

各連結材１５は、その他端部が、ベース部１９に、例えば溶接などによって強固に固定される。又各連結材１５の一端部には、ゴム押出方向に延びる長孔１６が設けられる。そして長孔１６を通る第１の固定具１７は、本例では押出機２におけるギヤポンプ７の上面７Ｓに固定される。このようにギヤポンプ７の上面側でのみ、カレンダー装置４と押出機２とを連結することで、間隔Ｌの変更作業が、迅速かつ容易に行うことができる。第１の固定具１７として、ボルトなどが好適に採用でき、特には、工具なして、脱着可能な蝶ボルト及びつまみボルトがより好適に採用しうる。

【0037】

本例の連結具１８では、連結材１５、１５が、互いに高さを違えて配される。具体的には、一方の連結材１５は、ベース部１９の上面に固定され、他方の連結材１５は、ベース部１９の下面に固定される。なおギヤポンプ７の上面７Ｓも一方の連結材１５が固定される高所側の第１面７ＳＵと、他方の連結材１５が固定される低所側の第２面７ＳＬとを有する段つき面で形成される。このように、連結材１５、１５の高さを違えることにより、カレンダー装置４と押出機２との連結時の剛性を高めることができ、

【0038】

本例の間隔規定部５は、カレンダー装置４及び押出機２の一方を、カレンダー装置４及び押出機２の他方に対してゴム押出方向に移動させるアクチュエータ２２を含む。

【0039】

図１、２に示すように、アクチュエータ２２は、本例では、ゴム押出方向にのびるガイド２３と、ガイド２３に沿ってカレンダー装置４及び押出機２の一方を移動させる駆動手段２４とを含む。本例では、押出機２が、製造装置１の据付面１Ｓに固定され、カレンダー装置４がゴム押出方向に移動する場合が示される。

【0040】

ガイド２３として、例えば据付面１Ｓに固定される一対のレール或いは案内軸が用いられる。又カレンダー装置４には、ガイド２３に案内される例えば直線移動用軸受け等の移動体２５が配される。移動体２５として、例えばレール上を転動しうる車輪であっても良い。

【0041】

駆動手段２４として、ボールネジ機構が採用される。具体的には、駆動手段２４は、ガイド２３と平行かつ回転自在に支持されるネジ軸２４Ａを含み、このネジ軸２４Ａは、モータ等の駆動機Ｍによって回転駆動される。又カレンダー装置４には、ネジ軸２４Ａと噛合するナット部２６が設けられる。駆動手段２４としては、ボールネジ機構に代えてギヤーラック機構を採用することもできる。

【0042】

本例では、連結具１８における第１の固定具１７のアンロック状態において、アクチュエータ２２を作動し、間隔Ｌを調整、変更する。その後、第１の固定具１７をロック状態とすることで、変更した状態にてカレンダー装置４と押出機２とを連結しうる。

【0043】

しかし、アクチュエータ２２にブレーキ機能を設け、アクチュエータ２２によって間隔Ｌを調整、変更した後、カレンダー装置４の移動を防止させることもできる。この場合、アクチュエータ２２により間隔規定部５を構成し、連結具１８を排除することができる。

【0044】

なお製造装置１では、カレンダー装置４が据付面１Ｓに固定され、押出機２がゴム押出方向に移動する如く構成することもできる。

【0045】

次に、ゴムストリップＧの製造方法を説明する。この製造方法では、図１に示すように、
（１）ダイ８を具えた押出機２から未加硫のゴムｇを押し出す工程Ｓａと、
（２）押出機２のゴム押出方向の下流側に配されたカレンダーロール３により、ダイ８から押し出されたゴムｇを押圧してリボン状のゴムストリップＧに成形する工程Ｓｂと、
（３）ダイ８から押し出されたゴムｇの状態に基づいて、ダイ８とカレンダーロール３との間隔Ｌを変更する工程Ｓｃ（図示省略）とを含む。

【0046】

ダイ８から押し出されたゴムｇの状態とは、図３に示すように、製造装置１を停止したときの領域Ｙにおけるゴムｇの波状の変形の状態を意味する。そして、ゴムｇの変形した部分が互いに粘着しそうな状態、或いは粘着して塊ｇ１（図４（ｂ）に示す）を発生する状態の場合には、間隔Ｌの変更を行う。なお間隔Ｌの変更は、例えば、連結具１８における第１の固定具１７をアンロック状態として、アクチュエータ２２を作動し、間隔Ｌを調整、変更する。その後、第１の固定具１７をロック状態とし、これにより、変更した状態にてカレンダー装置４と押出機２とを連結する。

【0047】

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

【符号の説明】

【0048】

１ ゴムストリップの製造装置
２ 押出機
３ カレンダーロール
４ カレンダー装置
５ 間隔規定部
８ ダイ
１５ 連結材
１６ 長孔
１７ 第１の固定具
２２ アクチュエータ
ｇ ゴム
Ｇ ゴムストリップ
Ｌ 間隔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】