(57)【要約】【課題】押し出されたストリップゴムの断面形状を保持することにより、容易に所望の形状のゴム部材を形成することができるストリップゴム連続成型設備及び連続成型方法を提供すること。【解決手段】押出機３、ギヤーポンプ６及び圧力センサ１３を備えたストリップゴム押出装置２と、ストリップゴムＳが巻き付けられるマンドレル１と、ストリップゴム押出装置２又はマンドレル１を移動させる第１駆動装置１１と、マンドレル１を回転駆動する第２サーボモータ２２と、第１駆動装置１１及び第２サーボモータ２２の制御を行うと共に、圧力センサ１３が検知した圧力に基づいてギヤーポンプ６の回転数を制御する制御装置１２とを備え、マンドレル１を回転駆動しながら、ストリップゴム押出装置２に対して移動制御することで、マンドレル１にストリップゴムＳを順次巻き付け処理を行うように構成した。【選択図】    図１
2004358738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機と、この押出機から供給されるゴムを成型用口金へと送り出すギヤーポンプと、前記ギヤーポンプがゴムを送り出すときの圧力を検知する圧力センサとを備えたストリップゴム押出装置と、
このストリップゴム押出装置から押し出される所定断面形状のストリップゴムが巻き付けられる回転支持体と、
前記ストリップゴム押出装置が、前記回転支持体の軸方向に沿って、前記回転支持体に対して相対的に移動するように、前記ストリップゴム押出装置又は前記回転支持体を移動させる第１駆動装置と、
前記回転支持体を回転駆動する第２駆動装置と、
前記第１及び第２駆動装置の制御を行うと共に、前記圧力センサが検知した圧力に基づいて前記ギヤーポンプの回転数を制御する制御装置とを備え、
前記回転支持体を回転駆動しながら、前記ストリップゴム押出装置に対して移動制御することで、前記回転支持体に前記ストリップゴムを順次巻き付け処理を行うように構成したことを特徴とするストリップゴム連続成型設備。
【請求項２】
押出機によりゴムを混練し、ギヤーポンプへ供給する工程と、
前記押出機から供給されるゴムを前記ギヤーポンプにより成型用口金へ送り出し、所定断面形状のストリップゴムを押出成型する工程と、
前記ギヤーポンプがゴムを送り出すときの圧力を、圧力センサが検知する工程と、
回転支持体を回転駆動しながら、ストリップゴム押出装置の前記回転支持体に対する相対的移動を制御することで、前記回転支持体に前記ストリップゴムを順次巻き付ける工程と、
前記圧力センサが検知した圧力に基づいて、前記ストリップゴムの断面形状が保持されるように前記ギヤーポンプの回転数を制御する工程と、を備えたストリップゴム連続成型方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストリップゴムを回転支持体に順次巻き付けて行うストリップゴム連続成型設備及び連続成型方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、生産性や作業効率の観点から、回転支持体にストリップゴムを順次巻き付けることでゴム部材を形成するための連続成型設備が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。また、ストリップゴムを順次巻き付けて行う連続成型方法では、薄い帯状のストリップゴムを積層することから、従来のシート貼りによる成型方法に比べて、所望形状のゴム部材を容易に得ることができる（例えば、下記特許文献２参照）。
【０００３】
下記特許文献１に開示される装置では、回転駆動するドラム上に、ドラム軸と平行に移動可能な供給装置を有し、この供給装置は、ベース上にドラム軸と平行に横送り装置を介して移動可能なコラム等を備えている。これにより、回転駆動するドラム上に、ストリップゴムを往復移動させながら連続して精度良く自動巻き付けを行うことができる。また、ストリップゴムは、ストリップゴム押出装置から連続的に押出成型されたものが供給装置へと送り込まれてくる。
【０００４】
下記特許文献２に開示される方法は、ストリップゴムを成形用フォーマ上にらせん状に重ねて巻き付けることで、タイヤのサイドウォール部材やトレッド部材を形成する。当該方法では、ストリップゴムを巻き付けるにあたり、ストリップゴムのエッジを階段状に重ねてゴム部材の斜辺を形成することにより、所望の形状を呈するゴム部材を形成する。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３１７７７８４号公報（第１頁、図１、図３）
【特許文献２】
特開２０００−２０２９２１号公報（第２頁、図１）
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の連続成型設備及び上記特許文献２の連続成型方法によれば、押出機から一定量で押し出されたストリップゴムを回転支持体に順次巻き付けていくと、ストリップゴム層が積層されていき、回転支持体がストリップゴムによって巻き太っていく。その過程において、回転支持体の回転速度は一定であると、積層されたストリップゴム層の外周側では、内周側に比べて周速が大きくなる。そのため、押出機から所定の断面形状でストリップゴムを押し出しても、ストリップゴムが回転支持体に引っ張られることにより、巻き付けられる際にストリップゴムの断面形状が変動する。
【０００６】
特に、トレッド部材のように断面が弓状を呈するものである場合、巻き付け位置が軸方向に移動することに伴って、外周側における周速が変動するため、ストリップゴムの断面形状を一定に保持することが困難となる。
【０００７】
これに対し、ストリップゴム層の積層に合わせて回転支持体の回転速度を減速して、外周側における周速を一定に保つ方法が考えられるが、円筒状ローラー等の断面が平坦な形状を呈するゴム部体であれば制御が容易であるものの、上記トレッド部材のように断面が弓状を呈するもの等を形成する場合は、回転支持体の回転速度を非常に高い精度で制御することが必要であり、困難となる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ストリップゴムを回転支持体に順次巻き付けて行うストリップゴム連続成型設備及び連続成型方法であって、押し出されたストリップゴムの断面形状を保持することにより、容易に所望の形状のゴム部材を形成することができるストリップゴム連続成型設備及び連続成型方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成すべく、ストリップゴムの断面形状に影響を及ぼす因子について鋭意研究したところ、ギヤーポンプを備える押出装置を用いたときにおいて、そのギヤーポンプがゴムを送り出す圧力と、ストリップゴムの断面形状の変動に関係があることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明のストリップゴム連続成型設備は、押出機と、この押出機から供給されるゴムを成型用口金へと送り出すギヤーポンプと、前記ギヤーポンプがゴムを送り出すときの圧力を検知する圧力センサとを備えたストリップゴム押出装置と、このストリップゴム押出装置から押し出される所定断面形状のストリップゴムが巻き付けられる回転支持体と、前記ストリップゴム押出装置が、前記回転支持体の軸方向に沿って、前記回転支持体に対して相対的に移動するように、前記ストリップゴム押出装置又は前記回転支持体を移動させる第１駆動装置と、前記回転支持体を回転駆動する第２駆動装置と、前記第１及び第２駆動装置の制御を行うと共に、前記圧力センサが検知した圧力に基づいて前記ギヤーポンプの回転数を制御する制御装置とを備え、前記回転支持体を回転駆動しながら、前記ストリップゴム押出装置に対して移動制御することで、前記回転支持体に前記ストリップゴムを順次巻き付け処理を行う。
【００１１】
本発明のストリップゴム連続成型設備によると、回転駆動する回転支持体にストリップゴムを順次巻き付けていき、ストリップゴム層の積層を重ねていくと、ストリップゴム層の外周側において周速が増大する。その際、ストリップゴムが回転支持体に引っ張られる力が作用し、ギヤーポンプがゴムを送り出す圧力が低下する。この圧力低下を圧力センサが検知し、それによって制御装置が高精度且つ自動的にギヤーポンプの回転数を上げることにより、ストリップゴムの断面形状が一定に保持される。尚、回転支持体の回転速度よりも、ギヤーポンプの回転数の方が、高い精度において制御することができるため、所望の形状のゴム部材を容易に形成することができる。
【００１２】
本発明のストリップゴム連続成型方法は、押出機によりゴムを混練し、ギヤーポンプへ供給する工程と、前記押出機から供給されるゴムを前記ギヤーポンプにより成型用口金へ送り出し、所定断面形状のストリップゴムを押出成型する工程と、前記ギヤーポンプがゴムを送り出すときの圧力を、圧力センサが検知する工程と、回転支持体を回転駆動しながら、ストリップゴム押出装置の前記回転支持体に対する相対的移動を制御することで、前記回転支持体に前記ストリップゴムを順次巻き付ける工程と、前記圧力センサが検知した圧力に基づいて、前記ストリップゴムの断面形状が保持されるように前記ギヤーポンプの回転数を制御する工程とを備える。
【００１３】
本発明のストリップゴム連続成型方法によると、上述した作用効果が好適に奏される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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、本発明のストリップゴム連続成型設備の一例を示す図である。図２は、図１に係る設備を上から見た図であり、本発明のストリップゴム連続成型方法によるゴム部材の形成を説明する図である。
【００１５】
図１において、ストリップゴム押出装置２は、成型用口金４と、ギヤーポンプ６と、押出機３を備えている。成型用口金４は、所定の断面形状のストリップゴムＳを押し出しできる金型部分を有している。押出機３は、ゴムの混練を行うことができるスクリュー８と、ゴム材料を投入可能な投入孔９とを備えている。
【００１６】
ゴム材料としては、特に制限がなく、天然ゴム、スチレンーブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などの汎用のゴムを用いることができる。
【００１７】
ギヤーポンプ６は、２枚のギヤ５を有し、成型用口金４へ向けて定量のゴムを供給する。ギヤ−ポンプ６の出口近傍には、圧力センサ１３が設けられており、ギヤーポンプ６がゴムを送り出す圧力を検知する。また、ギヤーポンプ６は第１サーボモータ２１によって駆動され、ギヤーポンプ６の回転数は、圧力センサ１３が検知した圧力に基づき、制御装置１２によって第１サーボモータ２１を介して高精度且つ自動的に制御することができる。図１では、２枚のギヤ５は、図示の都合上、上下方向に並べられているが、実際は平面方向（ギヤ５の回転軸が上下となる方向）  に並べられる。
【００１８】
ストリップゴム押出装置２から押し出されたストリップゴムＳは、マンドレル１（回転支持体に相当する。）の外周上に順次巻き付けられていく。マンドレル１は第２サーボモータ２２（第２駆動装置に相当する。）によりＲ方向に回転駆動され、その回転速度は一定である。また、ストリップゴム押出装置２に対して、マンドレル１をその軸方向Ａに往復移動させる第１駆動装置１１が設けられ、第２サーボモータ２２と共に、制御装置１２によって制御される。
【００１９】
図２において、本発明のストリップゴム連続成型方法によるゴム部材の形成を説明する。まず、マンドレル１の外表面とストリップゴム押出装置２の成型用口金４とが所定間隔離間した状態において、ギヤーポンプ６を回転駆動させ、ストリップゴムＳの押し出しを開始する。
【００２０】
次に、ストリップゴムＳの先端がマンドレル１に付着してから、ストリップゴムＳを一定量で押し出すと共に、マンドレル１をＲ方向に回転駆動及び軸方向Ａに往復移動させて、ストリップゴムＳをマンドレル１に巻き付けていく。マンドレル１は、所望のゴム部材の形状に合わせて、マンドレル１の軸方向Ａに沿って往復移動する。このマンドレル１の動きは、制御装置１２により制御され、そのための制御プログラムは制御装置１２に予め入力しておく。
【００２１】
ストリップゴムＳが巻き付けられる領域において、ストリップゴムＳがマンドレル１の軸方向端部まで達したら、ストリップゴムＳを折り返して順次巻き付けていき、ストリップゴムＳを積層していく。このようにして、ストリップゴム層ＳＬの積層を重ねていくと、ゴム部材が巻き太っていくが、マンドレル１の回転速度が一定であるため、ストリップゴム層外周側において周速が大きくなる。
【００２２】
その際、周速が大きくなるに伴って、ストリップゴムＳがマンドレル１によって引っ張られる力が作用し、ギヤーポンプ６がゴムを送り出す圧力が低下する。その圧力の低下は圧力センサ１３によって検知され、制御装置１２に信号が送られる。制御装置１２は、その検知した圧力に基づき、第１サーボモータ２１を介して、ストリップゴムＳの断面形状が保持されるようにギヤーポンプ６の回転数を高精度且つ自動的に制御する。
【００２３】
この回転数制御は、ギヤーポンプ６がゴムを送り出す圧力と、単位時間当たりのゴムの押出し量とは比例する関係にあることに基づき、当該圧力が一定となるようにギヤーポンプ６の回転数を制御するものが好ましい。また、検知した圧力に対する好適なギヤーポンプ６の回転数を前もって調査しておき、制御プログラムとして制御装置１２に予め入力しておくものでもよい。
【００２４】
これにより、ストリップゴム層ＳＬの積層数が増大して、外周側において周速が大きくなっても、巻き付けられるストリップゴムＳの断面形状は一定の厚み及び幅を保持することができるため、所望の形状のゴム部材を容易に形成することができる。
【００２５】
［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、マンドレル１の回転速度が一定となるように制御される例を示したが、本発明では、マンドレル１の回転速度が一定となるように制御されるものでなくともよい。すなわち、圧力センサ１３が検知した圧力の低下に基づいて、制御装置１２がギヤーポンプ６の回転数を上げると共に、マンドレル１の回転速度を減速するものであってもよい。
【００２６】
これにより、例えば、形成するゴム部材の厚みが極端に大きく、ギヤーポンプ６の回転数の増加だけでは、ストリップゴムＳの断面形状の保持に不足となる場合等には、ギヤーポンプ６の回転数を上げると共に、マンドレル１の回転速度を減速させることで、ストリップゴムＳの断面形状を確実に保持することができる。
【００２７】
（２）前述の実施形態では、第１駆動装置１１が、マンドレル１をその軸方向Ａに往復移動させる例を示したが、本発明では、マンドレル１に対してストリップゴム押出装置２を、マンドレル１の軸方向Ａに往復移動させるものであってもよい。該実施形態においては、制御装置１２が、ストリップゴム押出装置２をマンドレル１に対して移動制御することで、ストリップゴムＳを順次巻き付け、所望のゴム部材を得ることができる。
【００２８】
（３）本発明によって形成されるゴム部材としては、空気入りタイヤのトレッド部やサイドウォール部等のゴム層、ソリッドタイヤ、ロープ牽引用空気入りゴムローラーなどが挙げられるが、これに限られるものではない。
【００２９】
（４）本発明において、ギヤーポンプ６の回転数を制御する制御装置１２は、特に限定されるものではない。例えば、圧力センサ１３から受け取った信号に対応してアナログ電圧値を出力する圧力支持調節計を設けて、その電圧値に応じた速度指令を第１サーボモータ２１に送るものでもよい。
【００３０】
（５）本明細書において、例えば、「マンドレル１に巻き付ける」という表現を用いているが、これは、マンドレル１に直接巻き付ける場合だけでなく、すでに、マンドレル１の周上にストリップゴムＳが巻き付けてある場合は、そのストリップゴムＳの上から重ねて巻き付けるという態様も当然に含まれる。その他のマンドレル１に関する表現に関しても同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るストリップゴム連続成型設備の１例を示す図
【図２】本発明に係る連続成型方法によるゴム部材の形成を説明する図
【符号の説明】
１      マンドレル
２      ストリップゴム押出装置
３      押出機
６      ギヤーポンプ
１０    ストリップゴム連続成型設備
１２    制御装置
１３    圧力センサ
Ｓ      ストリップゴム
【図１】
2004358738.tif 000003
【図２】
2004358738.tif 000004