(57)【要約】【課題】  従来から知られている押出装置の欠点を克服しつつ、押し出し工程で被押し出し部材を様々な幅を有するようにローラの表面上に形成することができる押出装置を提供する。【解決手段】  押出装置内で使用されるローラダイプレフォーマ１６は、ローラ１８の表面上に、ゴムタイヤのトレッドなどの幅広の被押し出し部材２０を形成する。ローラダイプレフォーマ１６は、流入口（不図示）、流出口（不図示）、および流入口から流出口まで横方向に延びている流路（不図示）を有している。流れ絞り（不図示）が、材料の流れを流路の横方向の両端部に向けて促し、これにより、プレフォーマ１６の流入口の横幅よりも広い横幅を有する流出口で被押し出し部材２０を形成するために、プレフォーマ１６の流路内に構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側の周囲表面を有しているローラと、吐出口を有している押出機ヘッドとを有する押出装置において、
前記押出機ヘッドに連結され、かつ前記ローラの直ぐ近くに配置されているプレフォーマであって、前記押出機ヘッドの前記吐出口からの材料の流れを受け入れる流入口と、前記ローラの前記外側の周囲表面と前記プレフォーマの細長い面とによって形成されている流出口と、前記ローラの前記外側の周囲表面上に、前記押出機ヘッドの前記吐出口の横幅よりも広い横幅を有している押し出し部材を形成するために、前記プレフォーマの前記流入口から前記流出口まで延びている、横方向に延びている流路とを有しているプレフォーマと、
前記流路内に配置され、前記流路内で、前記流入口の直ぐ近くから前記流出口までの長さ方向に沿って高さが増している流れ絞りと、
を有していることを特徴とする押出装置。
【請求項２】
流入口と流出口とを有している、横方向に延びている流路を介して、材料の流れを押し出す方法であって、
前記材料の流れを横方向に延ばすために、前記横方向に延びている流路を通して前記材料の流れを押し出すことと、
前記流路の高さを、前記流入口と前記流出口との間の実質的な全長方向に沿って、前記流路の概ね中央の部分の直ぐ近くで低くすることにより、横方向に延ばされた前記材料の流れの厚さを該材料の流れの概ね中央部分の直ぐ近くで薄くすることと、
前記横方向に延ばされた材料の流れを前記流出口から押し出すことと、
を有する材料の流れを押し出す方法。
【請求項３】
請求項２の方法によって作られた製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、重合体材料からなるストリップを形成する押出装置に関し、特に、ローラの表面上で、ゴムタイヤのトレッド等の幅広の被押し出し部材を形成する装置に用いられるプレフォーマに関する。
【背景技術】
【０００２】
押出装置は、重合体材料からなるストリップをローラの表面上に押し出す技術において広く知られている。被押し出し部材は、ローラによって一時的に運搬され、それから、ローラの下流に移動し、そこで、例えば特定のゴムタイヤのトレッドの長さに更に処理されることもある。一般的な押出装置は、材料の流れを、横方向に延びている流路を介してヘッドの吐出口まで搬送する、押出機ヘッドを有している。押出機ヘッドから押し出された材料を、最終的に外形を形成するダイ（プロファイルダイ）を介してローラの表面上の押し出す前に、より特有の形状に形成することがしばしば必要になる。
【０００３】
この目的のために、ローラダイプレフォーマが、押出機ヘッドの吐出口とローラの外側の周囲表面との間の中間の領域で材料の流れを形成するために用いられている。プレフォーマは、押出機ヘッドの吐出口に流体連通した状態で連結されており、さらに、ローラのとても近くに、またはちょうど接触するように配置されている。プレフォーマは、押出機ヘッドの吐出口からの材料の流れを受け入れるように構成されている流入口と、ローラの表面上に押し出される部材を形成するように構成されている流出口とを有している。
【０００４】
従来、ローラダイプレフォーマは、押出機ヘッドの吐出口の横幅とほぼ等しい横幅を有する流入口と、流入口の横幅よりも概ね狭いか、流入口の横幅と同じ横幅を有する流出口とが構成されていた。流入口と流出口との間で材料の流れを搬送する流路がプレフォーマの中に設けられており、これにより、ローラの表面上に押し出された部材の横幅を、プレフォーマの構成に応じて、流入口の横幅よりも狭いか同じ横幅にすることが可能になっている。押し出された材料が流出口から出て、その後、ローラの表面上に押し出されたときに、押し出された材料の外形を形成するために、プロファイルダイがプレフォーマに取り付けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
被押し出し部材を押出機ヘッドの吐出口の横幅よりも広い横幅を有するように形成することが望ましい場合、問題が生じる。従来は、そのような場合、被押し出し部材を所望の横幅にするために適切な大きさの吐出口を有する、より大きな押出機ヘッドに交換することが必要であった。たとえば、押し出された部材の幅を３４インチ（約８６ｍｍ）にすることが必要な場合、同じ幅か、さらに広い幅の吐出口を有している押出機ヘッドが必要であった。もちろん、そのような変更により、より幅の広い押出機ヘッドの購入のための大きな出費、より幅の広い押出機ヘッドの取付けに関連する大きな労力と無駄な生産原価、および、より幅の広い押出機ヘッド用に現在のダイを作り直すために必要な無駄な生産時間が発生することが理解されるであろう。
【０００６】
そのため、従来から知られている押出装置の欠点を克服しつつ、押し出し工程で被押し出し部材を様々な幅を有するようにローラの表面上に形成することが可能な押出装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ローラの表面上に幅広の被押し出し部材を形成することに関して、従来から知られていた押出装置の前述の欠点およびその他の欠点を克服する。本発明を特定の実施形態に関連して説明するが、本発明はそれらの実施形態には限定されないことが理解されるであろう。逆に、本発明には、本発明の趣旨と範囲に含めることが可能な、あらゆる代替物、変更物、および均等物が含まれる。
【０００８】
本発明の原理によれば、ローラダイプレフォーマは、押出装置で使用して、例えばゴムタイヤのトレッドなどの幅広の被押し出し部材をローラの表面上に形成するために設けられている。押出装置は、ゴムなどの可塑材料や弾性材料を含む重合体の材料を横方向に延びている流路を介して押出機ヘッドの吐出口まで搬送する、従来の押出機ヘッドを有している。
【０００９】
本発明のローラダイプレフォーマは、ローラの表面上に幅広の被押し出し部材を形成するように、押出機ヘッドの吐出口に液体連通した状態に接続され、かつ、従来のローラの非常に近くに、あるいは従来のローラに接触するように配置されている。プレフォーマは、押出機ヘッドの吐出口からの材料の流れを受け入れるように構成されており、かつ、押出機ヘッドの吐出口の横幅と概ね等しい横幅を有する細長い流入口を有している。プレフォーマは、流入口と流入口の横幅よりも広い横幅を有するプレフォーマの細長い流出口との間を横方向に延びている流路をさらに有している。流路は、材料の流れが流入口から流出口まで移動するときに材料の流れを横方向に延ばすように構成されており、それによりローラの表面上に幅広の被押し出し部材を形成する。
【００１０】
本発明の原理によれば、材料の流れを流路の横方向端部に向けて促すために、流れ絞りが流路内に構成されている。押し出し工程では、材料の流れは流れ絞りに突き当たり、これにより、流れ絞りの両側で、かつ流路の横方向の両端部に向けて、圧力の低い横方向の領域が生じる。圧力の低い横方向のこれらの領域は、流れの分布が流出口の横幅にわたって一様になるように、流路の中央部分の直ぐ近くを流れる材料の流れの量に比べて、流路の横方向の両端部と流出口とに向けて流れる材料の流れの量を増加させることを可能にする。
【００１１】
本発明の原理によれば、流れ絞りの構成の影響によって、流路内の材料の流れが横方向へ広がることで材料の流れの弾性復元力が取り去られるので、材料の流れは、ローラの外側の表面上に押し出されたときに、横方向に延ばされた横幅を維持する。このようにして、幅広の被押し出し部材が、プレフォーマの流入口の横幅や、押出機ヘッドの吐出口の横幅よりも広い横幅を有するローラの表面上に形成される。
【００１２】
細長い外形が形成された面を有する細長いダイプレートが、流出口を部分的に塞ぎ、それによりダイプレートの外形が形成された面とローラの外側の表面との間にダイ出口を形成するように、プレフォーマに取り付けられている。ダイプレートの外形が形成された面は、本発明の原理によれば、押出物がプレフォーマの流出口から流出し、その後、ローラの外側の表面上に流れ、幅広の被押し出し部材を形成するように、押出物の外形を形成する。
【００１３】
本発明の上述の目的と他の目的、および長所は、添付図面とその説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ここで図面、特に図１を参照すると、本発明の原理による押出装置１０が示されている。押出装置１０は、当業者に周知である従来型の押出機ヘッド１２を有しており、その押出機ヘッド１２は、押出機ヘッド１２の流入口（不図示）と吐出口１４との間の、押出機ヘッド１２内を横方向に延びている流路（不図示）を通じて、可塑材料やゴムなどの弾性材料を含む重合体の材料を搬送する。本発明の原理によれば、ローラダイプレフォーマ１６が、以下で詳しく説明するように幅広の押し出し部材２０をローラ１８の外側の周囲表面２２上に形成するように、押出機ヘッド１２に液体連通した状態で連結され、さらに従来型のローラ１８のとても近くに、あるいはローラ１８に接触した状態で配置されている。被押し出し部材２０は、ローラ１８が回転軸２４を中心として図１の矢印２６が示すように反時計方向に回転すると、一時的にローラ１８により搬送され、それから、たとえば、さらに特定のゴムタイヤのトレッドの長さ（不図示）に処理することが可能なローラ１８の下流に移動する。
【００１５】
本発明は、当業者には容易に理解されるように、さまざまな押し出しの用途に適用可能なことがわかるであろうが、ローラダイプレフォーマ１６は本発明の対象であり、本明細書では、ローラ１８の外側の表面２２上での、幅の広いゴムタイヤのトレッドの押し出しに関連して説明する。
【００１６】
ここで、図１，２，２Ａおよび３を参照すると、ローラダイプレフォーマ１６は細長い本体を有しており、その本体は、ステンレス鋼で作られており、押出機ヘッド１２に従来の方法で連結されていて、押出機ヘッド１２の吐出口１４に液体連通していることが好ましい。ローラダイプレフォーマ１６は、押出機ヘッド１２の吐出口１４からの材料の流れを受け入れるように構成されており、かつローラ１８の外側の表面２２に対して概ね垂直に向けられている、細長い流入口２８（図２Ａおよび５）を有している。一実施形態では、ローラダイプレフォーマ１６の流入口２８は、押出機ヘッド１２の細長い吐出口１４の横幅にほぼ等しい横幅「Ｗ流入口」（図１２）を有している。
【００１７】
図２，２Ａ，３，８，９および１２に示されているように、横方向に延びている流路３０（図２，２Ａおよび８）は、ローラダイプレフォーマ１６内をプレフォーマ１６の流入口２８と細長い流出口３２（図３および９）との間で延びている。流路３０は、流入口２８からローラ１８の外側の表面２２に向けて延びているほぼ平らな壁３４（図２Ａ）と、流入口２８の付近では平らな壁３４とほぼ平行で、流出口３２の近傍では湾曲している、つまり平らな壁３４から離れている、平らな壁３４とは反対側のアーチ状の壁３６（図２Ａおよび１２）と、平らな壁３４とその反対側のアーチ状の壁３６との間を延びている一対のアーチ状の側壁３８（図９）とによって形成されている。
【００１８】
図２〜４および９を参照すると、流出口３２は、ローラ１８の外側の表面２２（図２）と、ローラ１８の外側の表面２２に対向しているローラダイプレフォーマ１６の細長い面４０（図３および４）と、流路３０の一対のアーチ状の側壁３８（図９）とによって形成されている。このように、流出口３２は、ローラ１８の外側の表面２２に対して、ほぼ接線方向に向けられている。流路３０は、材料４２の流れが流入口２８から流出口３２に移動する際に材料４２の流れを横方向に延ばし（図２）、これにより、ローラ１８がその回転軸２４を中心として回転する際に幅広の被押し出し部材２０がローラ１８の外側の表面２２上に形成されるように構成されている。図３に示すように、ナイラトロン（登録商標）からなる一対の摩耗パッド４４（図３）が、複数の留め具４６によって、ローラダイプレフォーマ１６に流出口３２の外側寄りに取り付けられている。摩耗パッド４４は、ローラダイプレフォーマ１６とローラ１８との間の界面の摩擦を減少させ、また、押し出し工程中に、ローラ１８が固定されたローラダイプレフォーマ１６に対して相対的に回転しているときにローラ１８の外側の表面２２を拭う、つまり清浄化する役割も有している。
【００１９】
材料４２の流れが流路３０を通して移動している間、材料４２の流れが横方向に延ばされることによって発生する弾性復元力の問題を克服するために、ローラダイプレフォーマ１６は、材料４２の流れを流路３０の横方向の端部に向けて促すために流路３０内に配置されている流れ絞り４８（図２Ａ，７および１２）を有している。図に示されているように、流れ絞り４８は、流路３０のアーチ状の壁３６（図２Ａおよび１２）と組み合わされており、かつ流入口２８から流出口３２まで実質的に延びる長さを有している。流れ絞り４８の流路３０内の高さは、ローラ１８の外側の表面２２に対向するプレフォーマ１６の細長い面４０のほぼ中央の部分の直ぐ近くの流出口３２の高さを低くするように、流れ絞り４８の実質的な長さ方向に沿って高くなっている。
【００２０】
一実施形態では、図２Ａおよび平面的に示している図１２に示されているように、流れ絞り４８は、流路３０内で流れ絞り４８の長さ方向に沿ってほぼ一定の横幅「Ｗ絞り」を有している。流れ絞り４８は、横幅「Ｗ絞り(最大高さ)」を有している主要な中央面５０と、主要面５０の両側から徐々に広がり、流路３０のアーチ状の壁３６と一緒になる一対の面取りされた側面５２と、主要面５０および側面５２から徐々に広がり、流入口２８の直ぐ近くの流路３０のアーチ状の壁３６にと一緒になる面取りされた前面５４とによって形成されている。流れ絞り４８は、横幅「Ｗ絞り(最大高さ)」と主要面５０の長さ方向に沿う流路３０内での最大高さを有している。代替の実施形態では、本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく、各面５０，５２および５４は、断面が平坦ではないように、つまり丸みを帯びるようにしてもよいが、一実施形態では、各面５０，５２および５４は、断面が平坦である。さらに、個々の押し出し用途によって決まる流路３０内に流れ絞り４８を形成するために、より多数のまたはより少数の平坦な面または平坦ではない面を用いることも考えられる。
【００２１】
押し出しされたタイヤトレッド部材２０をローラ１８の外側の表面２２上に形成する押し出し工程中、材料４２の流れは、押出機ヘッド１２の吐出口１４からローラダイプレフォーマ１６の流入口２８内に導入される。材料４２の流れは、流れ絞り４８の両側で、かつ流路３０の横方向の両端部に、圧力が低い横側の２つの領域５６（図１２）が生じるように、流れ絞り４８の前面５４に突き当たる。圧力が低い横側のこれらの領域５６により、流れの分布が流出口３２の横幅にわたってほぼ一様になるように、流路３０のほぼ中央の部分の直ぐ近くを流れる材料の量に比べて、流路３０の横方向の両端部および流出口３２へ向かって流れる材料４２の流れの量を増加させることが可能になる。流れ絞り４８の高さは、流出口３２の横方向の両端部では流れ絞り４８によって材料４２の流れの高さが制限されない一方で、流路３０のほぼ中央の部分の直ぐ近くでは材料４２の流れの高さがより低くなるように、流路内３０の、流出口３２のほぼ中央の部分の直ぐ近くの主要面５０上でもっとも高くなっている。このように、材料４２の流れは、流れ絞り４８によって、流路３０内を横方向に広がり、より多くの量の材料４２の流れが流路３０の横方向の両端部と流出口３２に向かうように促される。本発明の原理によれば、流れ絞り４８の構成によって、流路３０内の材料４２の流れが横方向へ広がることにより、材料４２の流れの弾性復元力が取り除かれているので、材料４２の流れは、ローラ１８の外側の表面２２上に押し出されたときに延ばされた横幅を維持している。
【００２２】
一実施形態では、流入口２８は、押出機ヘッド１２の吐出口１４の３２インチ（約８１ｍｍ）の横幅に対応する約３２インチの横幅「Ｗ流入口」（図１２）を有しており、プレフォーマ１６の流出口３２は、約３４インチ（約８６ｍｍ）の横幅「Ｗ流出口」（図１２）を有している。もちろん、個別の押し出し用途に応じて、流入口２８と流出口３２の横幅の寸法を変更することも可能である。本実施形態では、主要面５０は、流入口２８の横幅「Ｗ流入口」の概ね約４０％から約６０％の範囲、たとえば約５６％の横幅「Ｗ絞り(最大高さ)」を有している。主要面５０は、流路３０内の流入口２８の直ぐ近くで、流入口２８の高さの約３０％から５０％の範囲、たとえば約３３％の高さを有している。面取りされた前面５４は、流れ絞り４８が流入口２８の横幅「Ｗ流入口」の約８０％から約９０％の範囲、たとえば約８８％の横幅「Ｗ絞り」を有するように、流れ絞り４８の面５０および５２を流入口２８に向けて移行させている。
【００２３】
図２Ａおよび１２に示すように、面取りされた前面５４は、材料４２の流れがローラダイプレフォーマ１６に流入するときに、この領域で流れを過度に滞留させずに材料４２の流れを制限するように、流入口２８の直ぐ近くのアーチ状の壁３６に対して約３０°から約４５°の範囲の角度に向けられている。流れ絞り４８の主要面５０は、流路内３０の流出口３２の直ぐ近くで、流出口３２の高さの約４０％から約８０％の範囲、たとえば５０％の高さを有している。主要面５０の、この最終的な高さは、必要とされる、横方向に移動させられる材料の流れの量に大いに依存していることができることが理解されるであろう。
【００２４】
図２〜４および１０〜１１を参照すると、押出物が流出口３２から流出してローラ１８の外側の表面２２上に流れるときに押出物の外形を形成するためにプレフォーマ１６と共に用いられている、細長いダイプレート５８が示されている。図２に示すように、ダイプレート５８は、流出口３２を部分的に塞いで、それにより、ダイプレート５８の細長い外形が形成された面６２とローラ１８の外側の表面２２との間にダイ出口６０を形成するように、プレフォーマ１６に取り付けられている。細長いキー６４が、複数の留め具６６によってプレフォーマ１６に取り付けられている。キー６４は、ダイプレート５８の表面に形成されている細長いキー溝６８内に収容されている。位置合わせ用ピン７０（図３）が、プレフォーマ１６のボア７２内に取り付けられており、ピン７０は、ダイプレート５８をプレフォーマ１６に対して精確に位置合わせするために、ダイプレート５８に形成された位置合わせ用開口７２内に収容されている。ダイプレート５８は、複数の留め具（不図示）によってプレフォーマ１６に固定されている。このように、様々な構成の外形が形成された面６２を有するダイプレート５８を、個々の押し出し工程に合わせてローラダイプレフォーマ１６に容易に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】幅広の被押し出し部材を本発明の原理によってローラの外側の周囲表面上に形成する、ローラダイプレフォーマを有している押出装置の横側正面図である。
【図２】用いられているプレフォーマを示す、図１に示した円で囲まれた領域の部分拡大図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態のプレフォーマの詳細を示す、図２と同様の図である。
【図３】ダイプレートがプレフォーマから取り外されている状態の、図１に示したプレフォーマの斜視図である。
【図４】プレフォーマとダイプレートとが組み立てられた状態を示す、図３と同様の図である。
【図５】プレフォーマの流入口の側を示している、図１に示したプレフォーマの横側正面である。
【図６】図５の線６−６に沿ったプレフォーマの断面図である。
【図７】図５の線７−７に沿ったプレフォーマの断面図である。
【図８】図５の線８−８に沿ったプレフォーマの横側正面図である。
【図９】プレフォーマの流出口の側を示している、図１に示したプレフォーマの横側正面図である。
【図１０】図１に示したダイプレートの上側正面図である。
【図１１】図１０の線１１−１１に沿ったダイプレートの横側正面図である。
【図１２】図１のプレフォーマ内を横方向に延びている流路を平面的に示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０    押出装置
１２    押出機ヘッド
１４    吐出口
１６    ローラダイプレフォーマ
１８    ローラ
２０    被押し出し部材
２２    周囲表面
２４    回転軸
２６    矢印
２８    流入口
３０    流路
３２    流出口
３４    平らな壁
３６    アーチ状の壁
３８    アーチ状の側壁
４０    細長い面
４２    材料
４４    摩耗パッド
４６，６６    留め具
４８    流れ絞り
５０    主要面
５２    側面
５４    前面
５８    ダイプレート
６０    ダイ出口
６２    外形が形成された面
６４    キー
６８    キー溝
７０    位置合わせ用ピン
７２    ボア（位置合わせ用穴）
【図１】
2005014587.tif 000003
【図２】
2005014587.tif 000004
【図２Ａ】
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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】
2005014587.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2005014587.tif 000013
【図１１】
2005014587.tif 000014
【図１２】
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