特許 7600609 タイヤ用ゴム部材製造装置

(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】2024-12-09

(45)【発行日】2024-12-17

(54)【発明の名称】タイヤ用ゴム部材製造装置

(51)【国際特許分類】

   B29D 30/60 20060101AFI20241210BHJP

【ＦＩ】

B29D30/60

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020174405

(22)【出願日】2020-10-16

(65)【公開番号】P2022065743

(43)【公開日】2022-04-28

【審査請求日】2023-08-22

(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】110000280

【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】奥 達昭

【審査官】菅 和幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２３６９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９３４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３４０９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１３７３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０４４５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｄ ３０／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリカを多く含む未加硫ゴムからなるテープ状のストリップを形成しながら、前記ストリップを螺旋状に巻いてタイヤ用ゴム部材を製造する装置であって、
前記ストリップを成形する押出ユニットと、
前記ストリップを搬送する搬送ユニットと、
前記ストリップを螺旋状に巻いて前記ゴム部材を形作る形成ユニットと、
前記ストリップを保温する保温ユニットと、
を備え、
前記搬送ユニットが、エンドレスベルトである搬送ベルトを備え、
前記押出ユニットで成形されたストリップが、前記搬送ベルトに貼り付けられ、前記搬送ベルトによって前記形成ユニットまで搬送され、
前記形成ユニットが、前記ストリップが巻かれるドラムと、前記ドラム上で前記ストリップを貼り付ける貼付ローラーとを備え、
前記保温ユニットが、前記搬送ユニットを収容する箱を備え、
前記箱が、前記ストリップの入口と、前記ストリップの出口と、複数の扉とを備え、
複数の前記扉がそれぞれ、蓋と、前記蓋を開閉可能に支持する外枠と、前記蓋と前記外枠との間の隙間を埋める密封部材とを備え、
前記入口が前記押出ユニットと前記搬送ユニットとの間に位置し、
前記出口が前記貼付ローラーと前記搬送ユニットとの間に位置する、
タイヤ用ゴム部材製造装置。

【請求項2】

前記保温ユニットがヒーターを備える、
請求項１に記載のタイヤ用ゴム部材製造装置。

【請求項3】

前記箱の内部温度が、５０℃以上１００℃以下である、
請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム部材製造装置。

【請求項4】

前記搬送ユニットが、前記形成ユニットへの前記ストリップの送り量を調整するフェスツーン部と、前記フェスツーン部を通過した前記ストリップを前記形成ユニットに案内する案内部とをさらに備え、
前記箱が、前記フェスツーン部及び前記案内部を収容する、
請求項１から３のいずれか一項に記載のタイヤ用ゴム部材製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤ用ゴム部材製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤは、トレッド、サイドウォール等のゴム部材を組み合わせて構成される。このゴム部材の形成方法として、ストリップワインド工法が知られている（例えば、下記の特許文献１）。このストリップワインド工法では、未加硫ゴムからなるテープ状のストリップを準備し、このストリップをドラム上で螺旋状に巻いて、所望の断面形状を有するゴム部材が形づけられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－２０４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

押出機から押し出されたストリップは、搬送ユニットによってゴム部材を形作る形成ユニットに搬送される。形成ユニットのドラム上でストリップは螺旋状に巻かれ、ゴム部材が得られる。押出し直後においてストリップは９０℃前後の温度を有する。搬送ユニットは開放状態にある。ストリップは冷却され、ドラムに巻かれる時点でストリップの温度は２５℃前後まで低下する。

【0005】

環境への配慮から、シリカを多く含む低発熱性のゴムの使用が増えている。シリカを多く含む未加硫ゴムを用いて成形したストリップ（以下、シリカリッチストリップとも称される。）は冷えると硬くなる性質を有する。シリカリッチストリップでゴム部材を形作る場合、ストリップをドラムに巻く時点でストリップが硬くなることが懸念される。ストリップが硬くなると粘着性が低下する。粘着性が低下したストリップを、他のゴム部材に貼り付けるのは難しい。シリカリッチストリップでゴム部材を安定に形作るには、ドラムに巻かれる時点でストリップが一定以上の温度を有していることが求められる。

【0006】

例えば、ストリップを保温庫に収容すれば、ストリップの温度低下を防ぐことができる。押出機で成形されたストリップはドラムに向かって製造装置内を搬送される。このため、保温庫の仕様には、保温性の確保以外に、この搬送を考慮する必要がある。ストリップの搬送中に生じるかもしれないトラブルの対処が可能なように、保温庫を整えることも求められる。

【0007】

例えば、ギヤポンプタイプの押出機を使用すれば、搬送ラインを設けずに、押出機で成形したストリップをそのままドラムに供給できる。しかし、ギヤポンプタイプの押出機の導入コストは高い上に、ストリップの貼付速度がストリップの押出速度によって決まるため生産性が低下する恐れがある。

【0008】

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、生産性及び作業性を確保しつつ、ストリップを用いてゴム部材を安定に製造できる、タイヤ用ゴム部材製造装置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】

本発明の一態様に係るタイヤ用ゴム部材製造装置は、未加硫ゴムからなるテープ状のストリップを形成しながら、前記ストリップを螺旋状に巻いてタイヤ用ゴム部材を製造する装置である。このタイヤ用ゴム部材製造装置は、前記ストリップを成形する押出ユニットと、前記ストリップを搬送する搬送ユニットと、前記ストリップを螺旋状に巻いて前記ゴム部材を形作る形成ユニットと、前記ストリップを保温する保温ユニットとを備える。前記形成ユニットは、前記ストリップが巻かれるドラムと、前記ドラム上で前記ストリップを貼り付ける貼付ローラーとを備える。前記保温ユニットは、前記搬送ユニットを収容する箱を備える。前記箱は、前記ストリップの入口と、前記ストリップの出口と、複数の扉とを備える。複数の前記扉はそれぞれ、蓋と、前記蓋を開閉可能に支持する外枠と、前記蓋と前記外枠との間の隙間を埋める密封部材とを備える。前記入口は前記押出ユニットと前記搬送ユニットとの間に位置する。前記出口は前記貼付ローラーと前記搬送ユニットとの間に位置する。

【0010】

好ましくは、このタイヤ用ゴム部材製造装置では、前記保温ユニットはヒーターを備える。

【0011】

好ましくは、このタイヤ用ゴム部材製造装置では、前記箱の内部温度は５０℃以上１００℃以下である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、生産性及び作業性を確保しつつ、ストリップを用いてゴム部材を安定に製造できる、タイヤ用ゴム部材製造装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、タイヤ用ゴム部材製造装置の一例を示す側面図である。

【図2】図２は、図１に示された製造装置の内部の様子を示す側面図である。

【図3】図３は、扉の開放状態を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて、本発明が詳細に説明される。

【0015】

図１及び図２には、本発明の一実施形態に係るタイヤ用ゴム部材製造装置２の一例が示される。このタイヤ用ゴム部材製造装置２（以下、製造装置２とも称される。）は、未加硫ゴムからなるテープ状のストリップＳを形成しながら、前記ストリップＳを螺旋状に巻いてタイヤ用ゴム部材を製造する装置である。この製造装置２は、タイヤ（図示されず）を製造する生産ラインの一部を構成する。図１には、この製造装置２の外観が示される。図２には、この製造装置２の内部の様子が示される。

【0016】

図１及び図２のそれぞれにおいて、左右方向はこの製造装置２の長さ方向である。この製造装置２では、ストリップＳは紙面の右側から左側に向かって移動する。紙面の右側は製造装置２の上流側である。紙面の左側は製造装置２の下流側である。紙面に対して垂直な方向は、製造装置２の幅方向である。

【0017】

この製造装置２は、押出ユニット４、搬送ユニット６、形成ユニット８、及び保温ユニット１０を備える。この製造装置２では、押出ユニット４、搬送ユニット６、及び形成ユニット８は、ストリップワインド工法において一般的に用いられる製造装置の、押出ユニット、搬送ユニット、及び形成ユニットの構成と同様の構成を有する。したがって、押出ユニット４、搬送ユニット６、及び形成ユニット８については簡単な説明にとどめ、これらの詳細な説明は省略する。

【0018】

押出ユニット４はストリップＳを成形する。押出ユニット４は、押出機１２と、カレンダーロール１４とを備える。押出機１２において、未加硫ゴムがテープ状に加工される。押出機１２から押し出された、テープ状の未加硫ゴムは、カレンダーロール１４を通過する。これにより、未加硫ゴムの形状が整えられ、所定形状を有するストリップＳが得られる。

【0019】

搬送ユニット６は、押出ユニット４で成形されたストリップＳを形成ユニット８に搬送する。搬送ユニット６は、フェスツーン部１６と、案内部１８とを有する。フェスツーン部１６は、ストリップＳを一時的に貯留する機能を有する。この製造装置２では、フェスツーン部１６において、ゴム部材の形成状況に応じて、形成ユニット８への、ストリップＳの送り量が調整される。案内部１８は、フェスツーン部１６と形成ユニット８との間に位置する。案内部１８は、フェスツーン部１６を通過したストリップＳを形成ユニット８に案内する。

【0020】

形成ユニット８は、ストリップＳを螺旋状に巻いてゴム部材を形作る。この形成ユニット８は、誘導部２０と、送出しローラー２２と、貼付ローラー２４と、ドラム２６とを備える。

【0021】

誘導部２０は、搬送ユニット６を通過したストリップＳを、その貼付位置に誘導する。この製造装置２では、誘導部２０は幅方向及び長さ方向に移動可能に、この製造装置２の本体フレーム（図示されず）に支持される。誘導部２０がドラム２６に対して幅方向に移動することで、このドラム２６の軸方向における、ストリップＳの貼付位置がコントロールされる。誘導部２０がドラム２６に対して長さ方向に移動することで、このドラム２６の径方向における、ストリップＳの貼付位置がコントロールされる。

【0022】

送出しローラー２２は、ストリップＳをドラム２６に送り出す。この製造装置２では、押出ユニット４で成形されたストリップＳは、搬送ユニット６に供給される手前で搬送ベルトＴに貼り付けられる。この搬送ベルトＴによって、ストリップＳは形成ユニット８に搬送される。搬送ベルトＴは端のないエンドレスベルトであり、押出ユニット４と形成ユニット８との間を往復する。この製造装置２では、送出しローラー２２において、ストリップＳが搬送ベルトＴから剥がされ、ストリップＳのみがドラム２６に送り出される。

【0023】

貼付ローラー２４は、送出しローラー２２によって送り出されたストリップＳを、ドラム２６又はドラム２６上に形成された他のゴム部材に押し当てる。これにより、ストリップＳが貼り付けられる。貼付ローラー２４はドラム２６上でストリップＳを貼り付ける。

【0024】

ドラム２６は、図示されない本体フレームに回転可能に支持される。このドラム２６にストリップＳが巻かれる。この形成ユニット８では、ドラム２６を回転させるとともに、誘導部２０によってストリップＳの貼付位置をコントロールしながら、ストリップＳがドラム２６に巻かれ、貼付ローラー２４がストリップＳを貼り付ける。これにより、所望の形状を有するゴム部材が形成される。

【0025】

保温ユニット１０はストリップＳを保温する。保温ユニット１０は箱２８を備える。箱２８は、床３０から起立する壁３２と、壁３２に載せられる天板３４及び底板３６とを備える。この保温ユニット１０では、床３０、壁３２、天板３４、及び底板３６によって、空間が構成される。この製造装置２では、この空間内に搬送ユニット６が配置される。言い換えれば、箱２８は、搬送ユニット６を収容する。

【0026】

図示されないが、壁３２、天板３４、及び底板３６は、矩形状の外枠に、プレートを取り付けることで構成される。この製造装置２では、アクリル板のような透明プレートが、壁３２、天板３４、及び底板３６のためのプレートとして用いられる。この製造装置２は、箱２８の内部を外から見ることができる。アクリル板をプレートとして用いる場合、このアクリル板の厚さは５ｍｍ以上が好ましく、１５ｍｍ以下が好ましい。

【0027】

箱２８は、ストリップＳの入口３８、ストリップＳの出口４０、及び複数の扉４２を備える。この保温ユニット１０では、押出ユニット４の近くに位置する壁３２にストリップＳの入口３８が設けられる。ストリップＳの出口４０は、ドラム２６の近くに位置する壁３２に設けられる。

【0028】

複数の扉４２は、箱２８の側面をなす壁３２に設けられる。図３には、扉４２の開放状態が示される。扉４２は、蓋４４、及び外枠４６を備える。蓋４４は、蝶番のような連結手段４８によって、外枠４６に固定される。蓋４４は、開閉可能に外枠４６に支持される。この製造装置２では、この扉４２は、密封部材５０を備える。密封部材５０は、外枠４６の、蓋４４と接触する部分に取り付けられる。蓋４４を閉めた状態において、蓋４４は外枠４６の内側に嵌る。密封部材５０が、蓋４４と外枠４６との間の隙間を埋める。密封部材５０としては、密封用途として一般的なゴム製のシール部品が例示される。

【0029】

この製造装置２では、ゴム部材を製造している間、蓋４４は閉められる。扉４２は壁３２の一部として機能するので、箱２８には、ストリップＳの入口３８及び出口４０以外に、外部と内部と連通する開口部は存在しない。箱２８によって、その内部は外部からほぼ隔離される。壁３２及び天板３４を通じた熱の出入りはあるものの、箱２８の内部への外気の流入がほぼないので、箱２８の内部の温度変化が抑えられる。

【0030】

この製造装置２では、押出ユニット４で成形されたストリップＳは入口３８から箱２８の内部に入る。箱２８の内部に導入されたストリップＳは、出口４０から箱２８の外部に出され、ドラム２６に供給される。この製造装置２では、ストリップＳは箱２８の内部を通過する。箱２８の内部において、ストリップＳは外気とほぼ接触しないので、ストリップＳの温度低下が抑えられる。

【0031】

この製造装置２では、ストリップＳの入口３８は、押出ユニット４と搬送ユニット６との間に位置する。前述したように、押出し直後においてストリップＳは９０℃前後の温度を有する。この製造装置２では、熱を帯びたストリップＳが入口３８から箱２８の内部に入る。箱２８の内部は外部から隔離されるので、ストリップＳの熱が箱２８の内部を温める。この製造装置２は、ストリップＳが通過する箱２８の内部の温度を外気の温度よりも高い温度で保持できる。

【0032】

この製造装置２では、ストリップＳの出口４０は貼付ローラー２４と搬送ユニット６との間に位置する。前述したように、この製造装置２では、形成ユニット８の誘導部２０は幅方向及び長さ方向に移動する。ストリップＳの出口４０は、その大きさを小さく設定できる観点から、誘導部２０と搬送ユニット６との間に位置するのが好ましい。この製造装置２では、ストリップＳは、ドラム２６に巻かれる直前まで、保温ユニット１０によって保温される。この製造装置２は、ストリップＳがドラム２６に巻かれる時点で、このストリップＳの温度を外気の温度よりも高い温度、具体的には、６０℃前後で保持できる。この製造装置２は、冷却により粘着性が低下する、シリカを多く含む未加硫ゴムで成形したストリップ（以下、シリカリッチストリップとも称される。）をストリップＳとして用いても、粘着性を維持した状態で、ストリップＳをドラム２６上で貼り付けることができる。この製造装置２は、ゴム部材を安定に製造できる。

【0033】

シリカを多く含む未加硫ゴムとは、基材ゴム及びシリカを含み、シリカの含有量が基材ゴム１００質量部に対して２０質量部以上であるゴム組成物を意味する。詳述しないが、基材ゴムとして用いることができるゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）及びブチルゴム（ＩＩＲ）が例示される。基材ゴムは、単独のゴム成分で構成されてもよく、２種以上のゴム成分で構成されてもよい。シリカとしては、シリカとしては、乾式法シリカ（無水ケイ酸）及び湿式法シリカ（含水ケイ酸）が例示される。シリカは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

【0034】

この製造装置２では、シリカリッチストリップによるゴム部材の製造のために、ギヤポンプタイプの押出機の導入を検討する必要はない。この製造装置２では、既存の押出機を押出機１２として使用できるので、良好な生産性が維持される。

【0035】

図３に一例が示されるように、この製造装置２では、蓋４４を開けると、箱２８の内部に位置する、ストリップＳ、及び、搬送ユニット６を直接、作業者が触れることができる。形成ユニット８も箱２８に収容される場合には、蓋４４を開けると、箱２８の内部に位置する、ストリップＳ、並びに、搬送ユニット６及び形成ユニット８を直接、作業者が触れることができる。この製造装置２では、ゴム部材の製造途中において、箱２８の内部に収容された、製造装置２の一部においてトラブルが発生しても、この扉４２を開放することで、従来の製造装置と同じように、作業者はトラブルに対して対処することができる。この製造装置２は、ストリップＳを保温することだけでなく、ストリップＳを搬送することも考慮した構成を有する。この製造装置２では、良好な作業性が維持される。

【0036】

この製造装置２は、作業者の作業を妨げない範囲で、必要最小限の容積で箱２８を構成することで、箱２８の内部の温度を効率よくコントロールできる。この製造装置２は、生産性の更なる向上を図ることができる。

【0037】

この製造装置２は、生産性及び作業性を確保しつつ、ゴム部材を安定に製造できる。

【0038】

この製造装置２では、図２に示されるように、保温ユニット１０は箱２８の内部にヒーター５２を備えることができる。ヒーター５２によって箱２８の内部を加熱することで、ストリップＳの保温性が高められる。このヒーター５２は、ストリップＳを用いたゴム部材の安定製造に貢献する。箱２８の内部を効果的に加熱できる観点から、この保温ユニット１０は複数のヒーター５２を備えてもよい。この場合、箱２８の内部の温もりにくさが考慮され、効果的な位置にこれらヒーター５２は配置される。この製造装置２では、ヒーター５２の仕様は箱２８の容積を考慮して適宜決められる。

【0039】

この製造装置２では、箱２８の内部温度は５０℃以上が好ましく、１００℃以下が好ましい。箱２８の内部温度が５０℃以上に設定されることにより、シリカリッチストリップをストリップＳとして用いても、必要な粘着性を有するストリップＳがドラム２６に供給される。この製造装置２では、ゴム部材が安定に製造される。この観点から、この内部温度は６０℃以上がより好ましい。この内部温度が１００℃以下に設定されることにより、箱２８の内部に位置するストリップＳの変質が抑えられる。この場合においても、この製造装置２では、ゴム部材が安定に製造される。この観点から、内部温度は９０℃以下がより好ましい。

【0040】

以上説明したように、本発明によれば、生産性及び作業性を確保しつつ、ストリップＳを用いてゴム部材を安定に製造できる、タイヤ用ゴム部材製造装置２が得られる。

【産業上の利用可能性】

【0041】

以上説明された、ストリップを保温しながらゴム部材を製造する技術は、種々なタイヤの製造において適用できる。

【符号の説明】

【0042】

２・・・製造装置
４・・・押出ユニット
６・・・搬送ユニット
８・・・形成ユニット
１０・・・保温ユニット
１２・・・押出機
１６・・・フェスツーン部
１８・・・案内部
２０・・・誘導部
２２・・・送出しローラー
２４・・・貼付ローラー
２６・・・ドラム
２８・・・箱
３８・・・入口
４０・・・出口
４２・・・扉
４４・・・蓋
４６・・・外枠
５０・・・密封部材
５２・・・ヒーター

【図1】

【図2】

【図3】