(57)【要約】【課題】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等のタイヤユ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。【解決手段】平行な２本の軸線１４、２４上には、相互に連結されたギア１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、および、ギア２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ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。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の平行な軸線のそれぞれに軸支された、相互に噛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なるゴム用ギア式押出機。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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く、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噛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、ケーシング壁面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８１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】
【発明が解決しようとする課題】
【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かく見ると、ギア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、その周方向に沿っ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を掛けた長さが、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（ラテラルフォースバリエーション）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)/(25x15)=496mm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一周に対して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等のタイヤユ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＞は、一対の平行な軸線のそれぞれに軸支された、相互に噛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＞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が、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く、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く、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等のタイヤユ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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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ギアを示す断面図である。
【００１４】
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上で相互に噛合する複数のギア１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを具えて構成され、軸線１４には、４個のギア１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ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２１ａ、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。
【００１５】
ここで、ギア１１ａとギア２１ａとの組は相互に噛合するギア対１２ａを構成し、同様に、ギア１１ｂとギア２１ｂとの組、ギア１１ｃとギア２１ｃとの組、および、ギア１１ｄとギア２１ａとの組も、相互に噛合するギア対１２ｂ、１２ｃ、１２ｄをそれぞれ構成している。
【００１６】
これらのギア１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを回転することにより、ケーシング壁面３ａと、それぞれのギアギア１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ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から帯状ゴムとなって押し出される。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い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。
【００１７】
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。
【００１８】
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ができるが、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く、歯の谷が吐出口５に位置するときには吐出量が多く、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。
【００１９】
図８（ａ）は、従来の広幅の相互に噛合する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1対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、しかも、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。
【００２０】
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、１１ｂ）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。
【００２１】
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、３１ｄ、３１ｅが、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く、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ピッチ、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を基準とするギア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。
【００２２】
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。しかしながら、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。
【００２３】
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】
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】
【００２６】
１    ゴム用ギア式押出機
３    ケーシング
３ａ    ケーシング壁面
４    供給口
５    吐出口
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ    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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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