(57)【要約】【課題】カールの発生が十分に抑制された断面略三角形状のビード補強ゴムを押出成形することができるゴム押出技術を提供する。【解決手段】断面略三角形状のビード補強ゴムを押出すゴム押出装置であって、ゴムを押出す押出機と、押出機の下流側に配置され、上部プレートと下部プレートとからなるダイプレートを備えており、ダイプレートは、ゴム流入口とゴム吐出口、およびゴム流入口とゴム吐出口とを繋ぐゴム流路を有しており、略三角形状のゴム吐出口の先端側近傍の少なくとも一部のゴム流路に、ゴムの流速を向上させる流速向上加工が施されているゴム押出装置。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略三角形状のビード補強ゴムを押出すゴム押出装置であって、
ゴムを押出す押出機と、
前記押出機の下流側に配置され、上部プレートと下部プレートとからなるダイプレートを備えており、
前記ダイプレートは、ゴム流入口とゴム吐出口、および前記ゴム流入口と前記ゴム吐出口とを繋ぐゴム流路を有しており、
略三角形状の前記ゴム吐出口の先端側近傍の少なくとも一部のゴム流路に、前記ゴムの流速を向上させる流速向上加工が施されていることを特徴とするゴム押出装置。
【請求項２】
前記流速向上加工が、前記ゴム吐出口の先端側における前記ゴムの流入量を増加させる加工であることを特徴とする請求項１に記載のゴム押出装置。
【請求項３】
前記ゴム流入口、前記ゴム吐出口、および前記ゴム流入口と前記ゴム吐出口を繋ぐ前記ゴム流路が前記下部プレートに形成されており、
前記ゴムの流入量を増加させる加工が、前記上部プレートに、前記ゴム吐出口の先端側から底辺側に向けて、所定の幅および高さを有するゴム流路を形成させる加工であることを特徴とする請求項２に記載のゴム押出装置。
【請求項４】
前記ゴムの流入量を増加させる加工が、前記上部プレートに、前記ゴム吐出口の面積に対して前記ゴム吐出口の先端側からの面積が５０〜７０％となる位置までの幅、および、前記上部プレートと前記下部プレートとの合致面から２〜３ｍｍの高さのゴム流路を形成させる加工であることを特徴とする請求項３に記載のゴム押出装置。
【請求項５】
前記流速向上加工が、鏡面加工であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のゴム押出装置。
【請求項６】
前記流速向上加工が、メッキ加工であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のゴム押出装置。
【請求項７】
前記メッキ加工が、硬質クロムメッキまたは無電解ニッケルメッキであることを特徴とする請求項６に記載のゴム押出装置。
【請求項８】
前記ゴム吐出口の先端側の裏側に、球面状凹部を形成する裏取り加工が施されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のゴム押出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに用いられるゴム部材である断面略三角形状のビード補強ゴムを押出成形するゴム押出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤのビード補強ゴムは、ゴム押出装置を用いて押出成形することにより製造されている。このゴム押出装置は、一般に、押出機と、押出機の下流側に隣接して配置されたプリフォーマと、プリフォーマの下流側に隣接して配置されたダイプレートとを備えており、押出機、プリフォーマ、ダイプレートの順にゴムが押出されることにより、ビード補強ゴムが作製される（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
図４Ａは従来のダイプレートをゴム流入口側から見た正面図であり、図４Ｂはダイプレートの横断面図である。ダイプレート１は、上部プレート２と下部プレート３とからなり、この２つのプレートが合致面４で合わされている。下部プレート３の合致面４にゴム流入口５、ゴム吐出口６およびゴム流入口５とゴム吐出口６とを繋ぐゴム流路７が形成されている。図４Ａでは奥側にあるゴム吐出口６が見えている。ゴム吐出口６は、先端６１が先細り側の頂点となるように底辺から延びる先細りの略三角形状を有している。
【０００４】
このため、ゴム流入口５、ゴム流路７の断面の形状およびサイズをゴム吐出口６と同じにした場合、ゴム流路７内を流動中のゴムは先細りしている先端側で大きな抵抗を受ける。この結果、先端側と底辺側とでゴムの流速に大きな差が生じ、押出されたビード補強ゴムの先端側に曲り（カール）が発生する。
【０００５】
そこで、従来より、この先端側と底辺側での流速差を小さくするため、下部プレート３のゴム流入口５のサイズを大きくしている。具体的には、ゴム流入口５に先端６１から幅方向に先端を外側に大きくはみ出す球面状凹部３１を形成する裏取り加工を施し、ゴム吐出口６と同じ形状のゴム流入口５とを併せて、先端６１側にサイズの大きなゴム流入口を形成させている。図５は裏取り加工を施した後のゴム吐出口６におけるゴムの流速分布のイメージ図である。図５に示すように、球面状凹部３１を設けたことにより、先端側と底辺側の流速差は小さくなっている。しかし、流速差を十分に小さくすることができないため、押出されたビード補強ゴムには依然として、小さいながらもカールが発生している。
【０００６】
そこで、ゴム流路内の裏取り加工の形状をさらに改良することにより、ゴムの流速を均一化するためのゴム押出技術が開発されている（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６０２８１号公報
【特許文献２】特開２０１３−４３３１７号公報
【特許文献３】特開２０１６−４３６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの技術でも、未だ、カールの発生を十分に抑制できているとは言えない。
【０００９】
そこで本発明は、カールの発生が十分に抑制された断面略三角形状のビード補強ゴムを押出成形することができるゴム押出技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下に記載する発明により上記の課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、
断面略三角形状のビード補強ゴムを押出すゴム押出装置であって、
ゴムを押出す押出機と、
前記押出機の下流側に配置され、上部プレートと下部プレートとからなるダイプレートを備えており、
前記ダイプレートは、ゴム流入口とゴム吐出口、および前記ゴム流入口と前記ゴム吐出口とを繋ぐゴム流路を有しており、
略三角形状の前記ゴム吐出口の先端側近傍の少なくとも一部のゴム流路に、前記ゴムの流速を向上させる流速向上加工が施されていることを特徴とするゴム押出装置である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、
前記流速向上加工が、前記ゴム吐出口の先端側における前記ゴムの流入量を増加させる加工であることを特徴とする請求項１に記載のゴム押出装置である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、
前記ゴム流入口、前記ゴム吐出口、および前記ゴム流入口と前記ゴム吐出口を繋ぐ前記ゴム流路が前記下部プレートに形成されており、
前記ゴムの流入量を増加させる加工が、前記上部プレートに、前記ゴム吐出口の先端側から底辺側に向けて、所定の幅および高さを有するゴム流路を形成させる加工であることを特徴とする請求項２に記載のゴム押出装置である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、
前記ゴムの流入量を増加させる加工が、前記上部プレートに、前記ゴム吐出口の面積に対して前記ゴム吐出口の先端側からの面積が５０〜７０％となる位置までの幅、および、前記上部プレートと前記下部プレートとの合致面から２〜３ｍｍの高さのゴム流路を形成させる加工であることを特徴とする請求項３に記載のゴム押出装置である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、
前記流速向上加工が、鏡面加工であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のゴム押出装置である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、
前記流速向上加工が、メッキ加工であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のゴム押出装置である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、
前記メッキ加工が、硬質クロムメッキまたは無電解ニッケルメッキであることを特徴とする請求項６に記載のゴム押出装置である。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、
前記ゴム吐出口の先端側の裏側に、球面状凹部を形成する裏取り加工が施されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のゴム押出装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、カールの発生が十分に抑制された断面略三角形状のビード補強ゴムを押出成形することができるゴム押出技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明の一実施の形態におけるダイプレートの正面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施の形態におけるダイプレートの横断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるダイプレートのゴム吐出口におけるゴムの流速の分布を示すイメージ図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるダイプレートの好ましい形態を説明する図である。
【図４Ａ】従来のダイプレートをゴム流入口側から見た正面図である。
【図４Ｂ】従来のダイプレートの横断面図である。
【図５】裏取り加工を施した後のゴム吐出口におけるゴムの流速分布のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。
【００２２】
１．本実施の形態に係るゴム押出装置の基本的な構成
本実施の形態に係るゴム押出装置は、押出機と、押出機の下流側に配置されて上部プレートと下部プレートとからなるダイプレートを備えている点においては、従来のゴム押出装置と同様である。
【００２３】
しかし、本実施の形態においては、略三角形状のゴム吐出口の先端側近傍の少なくとも一部のゴム流路に、ゴムの流速を向上させる流速向上加工が施されている点で、従来とは異なっている。
【００２４】
このような流速向上加工をゴム吐出口の先端側近傍のゴム流路に施すことにより、ゴム吐出口における先端側のゴム流速が増大して、底辺側のゴム流速に近づくため、ゴム吐出口全体でゴム流速の分布の均一化を図ることができ、カールの発生が十分に抑制された断面略三角形状のビード補強ゴムを押出成形することができる。
【００２５】
２．本実施の形態の具体的な説明
本発明者は、ゴム吐出口の先端側近傍におけるゴムの流入量をさらに増加させることができれば、先端側における流速が向上し、ゴム吐出口における先端側と底辺側での流速差をより小さくして均一化することができると考えた。
【００２６】
そして、検討の結果、流速向上加工として、ゴムの流入量を増加させる加工を採用し、先端側に対応する箇所の近傍に、先端側から底辺側に向けて、所定の幅および高さのゴム流路を形成させる加工を施すことに思い至った。
【００２７】
そして、本実施の形態の具体的なゴム押出装置においては、ゴム流入口、ゴム吐出口、およびゴム流入口とゴム吐出口を繋ぐゴム流路を下部プレートに設け、流速向上加工として、上部プレートの先端側に対応する箇所の近傍に、先端側から底辺側に向けて、所定の幅および高さのゴム流路を形成させる加工が施されている。
【００２８】
図１Ａは、本実施の形態におけるダイプレートの正面図であり、ゴム流入口側から見た図である。そして、図１Ｂは横断面図であり、紙面左がゴム流入口側、右がゴム吐出口側である。図１Ａ、図１Ｂにおいて、１はダイプレートであり、上部プレート２と下部プレート３とからなり、合致面４で互いに合わされている。
【００２９】
下部プレート３には、予め、ゴム流入口５、ゴム吐出口６、およびゴム流入口５とゴム吐出口６を繋ぐゴム流路７が形成されている。そして、下部プレート３には、さらに、裏取り加工により球面状凹部３１が形成されており、ゴム吐出口６の形状に合わせたゴム流入部と一体化したゴム流入口が形成されて、ゴム吐出口６との間にゴム流路７が形成されている。
【００３０】
そして、上部プレート２には、流速向上のために、ゴム吐出口の先端側におけるゴムの吐出量を増加させる加工が施されている。具体的には、ゴム吐出口の先端側から底辺側に向けて、所定の幅および高さを有する新たなゴム流路２１が形成されている。
【００３１】
このように、新たなゴム流路２１を設けて、先端側のゴムの流入量を増加させることにより、先端側におけるゴムの流速が速くなり、図２に示すように、底辺側におけるゴムの流速との差が小さくなる。なお、図２は、本実施の形態におけるダイプレートのゴム吐出口におけるゴムの流速の分布を示すイメージ図であり、上段に示す上方向矢印がゴムの流速である。
【００３２】
そして、このように、先端側から底辺側においてゴムの流速の差異が小さくなることにより、カールの発生が十分に抑制された断面略三角形状のビード補強ゴムを提供することができる。
【００３３】
なお、図１Ａ、Ｂにおいて、６１はゴム吐出口６の先端であり、Ｔは下部プレート３におけるゴム吐出口６の厚みであり、ｔは上部プレート２におけるゴム吐出口６の厚みである。この２つの厚みＴ、ｔは同じであることが好ましい。
【００３４】
図３は本実施の形態におけるダイプレートの好ましい形態を説明する図である。図３において、Ａは上部プレート２に設けられている新たなゴム流路２１のゴム流入口５側における幅であり、ゴム吐出口６の面積に対してゴム吐出口６の先端６１からの面積が５０〜７０％となる位置までを幅とすることが好ましい。幅が狭過ぎると、ゴムの流入量を十分に増加させることができない恐れがある。一方、幅が広過ぎると、底辺側へのゴムの供給量も増加して、流速向上の効果が打ち消される恐れがある。
【００３５】
そして、Ｂは、上部プレート２に設けられている新たなゴム流路２１のゴム流入口５側における高さであり、合致面から２〜３ｍｍの高さとすることが好ましい。低過ぎるとゴムの流入量を十分に増加させることができない恐れがあり、高過ぎるとゴムの流れが抵抗を受けて流速向上の効果が打ち消される恐れがある。
【００３６】
上記においては、流速向上加工として、ゴムの流入量を増加させる加工を採用した場合を挙げて説明したが、ゴム流路への鏡面加工やメッキ加工を採用することも好ましい。
【００３７】
ゴム流路へ鏡面加工を施すことにより、ゴム流路面とゴムとの間の摩擦が低減されるため、ゴムの流速を向上させることができ、上記と同様の効果を得ることができる。なお、具体的な鏡面加工の程度としては、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される算術表面粗さＲａで０．０５〜０．２μｍ程度の鏡面加工が好ましく、ゴム流路へのサンドブラストなどにより得ることができる。
【００３８】
また、メッキ加工も上記した鏡面加工と同様に、ゴム流路面とゴムとの間の摩擦が低減されるため、ゴムの流速を向上させることができ、上記と同様の効果を得ることができる。なお、具体的なメッキ加工としては、硬質クロムメッキ、無電解ニッケルメッキなどが好ましい。
【００３９】
なお、鏡面加工やメッキ加工は、単独で施してもよいが、上記したゴムの流入量を増加させる加工と組み合わせることにより、さらに顕著な効果を発揮させることができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。
【００４１】
１．試験体（ビードエイペックス）の作製
本実験において、実験例１〜９においては、上部プレートに新たに設けた新たなゴム流路のゴム流入口側における幅Ａと高さＢを表１に示すように変化させて、図３に示したダイプレートを作製し、ゴム押出装置に取付けて、ビード補強ゴムとしてビードエイペックスを作製した。
【００４２】
なお、表１において、幅Ａは、ゴム吐出口の面積に対してゴム吐出口の先端側からの面積比が、表１のそれぞれに示す値となる位置までの幅で、新たなゴム流入口を形成したことを示している。
【００４３】
そして、新たなゴム流入口を設けず、下部プレートの先端側近傍のゴム流路に鏡面加工を施したダイプレートを用いて、実験例１０のビードエイペックスを作製した。また、新たなゴム流入口により形成されたゴム流路にさらに鏡面加工を施したダイプレートを用いて実験例１１のビードエイペックスを作製した。そして、従来のダイプレートを用いて実験例１２のビードエイペックスを作製した。
【００４４】
２．評価方法
作製した１２種類のビードエイペックスをビードコアに貼り付けた後、水平なテーブルの上に載置し、ビードエイペックスのカールの発生状況を目視により確認した。
【００４５】
そして、確認の結果に基づき、以下の基準で相対的に４段階評価した。
優  ：カールの発生量が、７．５ｍｍ以下
良  ：カールの発生量が、７．５ｍｍを超え、１０．０ｍｍ以下
可  ：カールの発生量が、１０．０ｍｍを超え、１３．０ｍｍ以下
不可：カールの発生量が、１３．０ｍｍ超
【００４６】
評価結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2020069679.tif 000003
【００４８】
表１に示す結果より、ゴム吐出口の先端側近傍のゴム流路に、ゴムの流速を向上させる流速向上加工が施されていることにより（実験例１〜７、１０、１１）、カール量が低減されていることが分かる。これに対して、先端側近傍を超えて流路向上加工が施された実験例８、９や、従来例（実験例１２）では、カール量の低減が十分ではないことが分かる。
【００４９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１              ダイプレート
２              上部プレート
３              下部プレート
４              合致面
５              ゴム流入口
６              ゴム吐出口
７              ゴム流路
２１            新たなゴム流路
３１            球面状凹部
６１            （ゴム吐出口の）先端
Ａ              新たなゴム流路のゴム流入口側における幅
Ｂ              新たなゴム流路のゴム流入口側における高さ
Ｔ              下部プレートにおけるゴム吐出口の厚み
ｔ              上部プレートにおけるゴム吐出口の厚み
【図１Ａ】
2020069679.tif 000004
【図１Ｂ】
2020069679.tif 000005
【図２】
2020069679.tif 000006
【図３】
2020069679.tif 000007
【図４Ａ】
2020069679.tif 000008
【図４Ｂ】
2020069679.tif 000009
【図５】
2020069679.tif 000010