(57)【要約】【課題】押し出し成型されるストリップの厚みを薄くするに際して、成形時間を従来より長くすることなく、スウェルに関する品質を維持し、更に、ゴム設備の大型化を抑制可能なストリップゴム押出装置を提供する。【解決手段】成型用口金２から所定断面形状を有するストリップゴムＳを押し出し成型するストリップゴム押出装置１において、成型用口金２に第１スリッ２ａトと第２スリット２ｂの少なくとも２つのスリットを形成し、第１スリット２ａと第２スリット２ｂをスリット短辺方向にずらせて配置すると共に、スリット長辺方向で重なり領域が存在するように配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型用口金から所定断面形状を有するストリップゴムを押し出し成型するストリップゴム押出装置において、
前記成型用口金に第１スリットと第２スリットの少なくとも２つのスリットを形成し、
第１スリットと第２スリットをスリット短辺方向にずらせて配置すると共に、スリット長辺方向で重なり領域が存在するように配置されていることを特徴とするストリップゴム押出装置。
【請求項２】
第１スリット第２スリットの前記スリット短辺方向の間隔は、少なくとも、スリット短辺方向長さの２倍に設定されることを特徴とする請求項１に記載のストリップゴム押出装置。
【請求項３】
成型用口金から所定断面形状を有するストリップゴムを押し出し成型するストリップゴム押出方法において、
前記成型用口金に第１スリットと第２スリットの少なくとも２つのスリットを形成し、
第１スリットと第２スリットをスリット短辺方向にずらせて配置すると共に、スリット長辺方向で重なり領域が存在するように配置されていることを特徴とするストリップゴム押出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型用口金から所定断面形状を有するストリップゴムを押し出し成型するストリップゴム押出装置及びストリップゴム押出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、生産性や作業効率の観点から、回転支持体（成形ドラム）にストリップゴムを順次巻き付けることでタイヤを構成する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１，２）。ストリップゴムを順次巻き付けて行な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。
【０００３】
下記特許文献１に開示される設備では、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よく自動巻き付けを行なうことができる。
【０００４】
このようなストリップゴムは、厚さが薄く所定の幅寸法を有するシート状の形態で押し出し成型されるが、この断面形状に関して、更に厚さを薄くして回転支持体に巻き付けたいという要望がある。その理由としては、より高性能のタイヤや超扁平タイヤの需要が高まってきており、さらに精度よくタイヤ構成部材を製造するためには、ストリップゴムの厚みを薄くすることが好ましいからである。
【特許文献１】特開２００４−３５８７３８号公報
【特許文献２】特開２００６−８２２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
押し出し成型されるストリップゴムの厚みを薄くするためには、成型用口金に形成されるスリットの短辺方向の長さ（隙間）を狭くすることが考えられる。現状では０．６ｍｍ程度の幅であるが、これを０．１〜０．４ｍｍ程度にまで狭くする必要がある。スリットの隙間を狭くすると、更に高圧で押し出ししなければならないが、装置にも耐圧があるため、その耐圧を超えての押し出し成型をすることはできない。
【０００６】
また、ゆっくりと押し出し成型すれば低い圧力で押し出すことができるが、成型時間がかかるという問題がある。更に、高圧になればなるほどスウェル（ゴムが成型用口金のスリットから押し出された直後に膨れ上がり、ゴムの断面がスリットよりも大きくなる現象）が大きくなるため、スウェルを考慮すると更にスリットの隙間を小さくしなければならないという問題がある。
【０００７】
下記特許文献２に開示される装置では、成型用口金が平行に横並びに配置される２つのスリットからストリップゴムを押し出し成型し、成型用口金の手前側に設けたカレンダーロールによりストリップゴムの厚みを薄くするようにしている。カレンダーロールを用いれば、成型用口金は従来と同じ形状のまま薄くすることはできるが、設備が大型化するという別の問題が生じる。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、押し出し成型されるストリップの厚みを薄くするに際して、成形時間を従来より長くすることなく、スウェルに関する品質を維持し、更に、ゴム設備の大型化を抑制可能なストリップゴム押出装置及びストリップゴム押出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係るストリップゴム押出装置は、
成型用口金から所定断面形状を有するストリップゴムを押し出し成型するストリップゴム押出装置において、
前記成型用口金に第１スリットと第２スリットの少なくとも２つのスリットを形成し、第１スリットと第２スリットをスリット短辺方向にずらせて配置すると共に、スリット長辺方向で重なり領域が存在するように配置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
かかる構成によるストリップゴム押出装置の作用・効果を説明する。成型用口金には、第１スリットと第２スリットの少なくとも２つのスリットが形成されている。例えば、従来のスリットの断面形状が、長辺長さ（W）×短辺長さ（ｔ）であれば、各スリットの断面形状は、長辺長さ（W）×短辺長さ（ｔ／２）とする。このようにすれば、全体としての断面積はほぼ同じにしながらも、スリットの隙間を小さくすることができる。また、断面積はほぼ同じであるので、従来とほぼ同じレベルか、若干高い程度の圧力で押し出すことができる。従って、更に高圧にする必要がなく、スウェルの問題は生じない。また、少なくとも第１スリットと第２スリットからストリップゴムが押し出されるので、巻き付け時間が長くなるという問題は生じない。さらに、カレンダーロールを使用しなくてもストリップゴムの厚みを薄くできるので、設備の大型化の問題も生じない。
【００１１】
更に、本発明においては、第１スリットと第２スリットの配置に関して、これらをスリット短辺方向にずらせて配置すると共に、スリット長辺方向で重なり領域が存在するように配置している。ストリップゴムを成形ドラムに巻き付けていく場合には、隣接するストリップゴム同士が部分的に重なるようにする必要がある。かかる場合に上記のようにスリットを配置することで、重なりを持たせた状態での巻き付けを容易に行なうことができる。
【００１２】
本発明において、第１スリット第２スリットの前記スリット短辺方向の間隔は、少なくとも、スリット短辺方向長さの２倍に設定されることが好ましい。
【００１３】
少なくとも２つのスリットから押し出し成型されるストリップゴムどうしの間隔が狭いと、成形ドラムに巻き付けられる前にくっついてしまい、所望の形状に巻き付けることができない事態が生じうる。そこで、上記のように距離を設定することで、複数のストリップゴムを同時に成形ドラムに巻き付けていくことができる。
【００１４】
上記課題を解決するため本発明に係るストリップゴム押出方法は、
成型用口金から所定断面形状を有するストリップゴムを押し出し成型するストリップゴム押出方法において、
前記成型用口金に第１スリットと第２スリットの少なくとも２つのスリットを形成し、
第１スリットと第２スリットをスリット短辺方向にずらせて配置すると共に、スリット長辺方向で重なり領域が存在するように配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
かかる構成によるストリップゴム押出方法の作用・効果は、既に述べた通りである。すなわち、従来とほぼ同じレベルか、若干高い程度の圧力で押し出すことができ、スウェルの問題は生じない。また、少なくとも第１スリットと第２スリットからストリップゴムが押し出されるので、巻き付け時間が長くなるという問題は生じない。さらに、カレンダーロールを使用しなくてもストリップゴムの厚みを薄くできるので、設備の大型化の問題も生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係るストリップゴム押出装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、ストリップゴム押出装置を使用した設備の構成を示す概念図である。
【００１７】
＜設備全体の概要＞
図１において、ストリップゴム押出装置１は、成型用口金２と、ギアポンプ３と、押出機４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を押し出し成型できる金型部分を備えている。押出機４は、ゴムの混練を行なうことができるスクリュー５と、ゴム材料を投入可能なホッパー６を備えている。
【００１８】
ゴム材料としては、特に制限がなく、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などの汎用ゴムを用いることができる。
【００１９】
ギアポンプ３は、２枚のギヤ３ａを備えており、成型用口金２へ向けて定量のゴムを供給する。ギアポンプ３の出口近傍には、圧力センサー７が設けられており、ギアポンプ３がゴムを送り出す圧力を検出する。ギアポンプ３は、第１サーボモータ８によって駆動され、ギアポンプ３の回転数は、圧力センサー７が検出した圧力に基づき、制御装置９によって、第１サーボモータ８を介して高精度かつ自動的に制御することができる。図１では、２枚のギヤ３ａ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３ａの軸が上下となる方向）に並べられる。
【００２０】
ストリップゴム押出装置１から押し出し成型されたストリップゴムＳは、成形ドラム１０（回転支持体に相当）の外周上に順次巻き付けられていく。成形ドラム１０は、第２サーボモータ１２により図の反時計方向（Ｒで示す）に回転駆動され、その回転速度は一定である。また、成形ドラム１０に対してストリップゴム押出装置１をその軸方向（図１の紙面に垂直な方向）及び図１の紙面の左右方向に移動させる駆動装置１３が設けられており、第２サーボモータ１２と共に、制御装置９により制御される。
【００２１】
＜成型用口金の構成＞
次に、成型用口金２の好適な実施形態を図２により説明する。図２は、成型用口金２の正面図であり、この図からも分かるように第１スリット２ａと第２スリット２ｂの２つのスリットが形成されている。２つのスリットは同じ断面形状を有しており、幅（長辺長さ）Wと高さ（短辺長さ）ｔは同じである。また、２つのスリットは平行になるように配置されると共に、短辺方向において距離ｙだけ離間した状態で配置される。このｙは、ｙ≧２ｔ（ストリップゴムの厚みの２倍以上）とすることが好ましい。
【００２２】
複数のストリップゴムＳを同時に押し出し成型する場合、お互いがあまり近づいた状態だと、成形ドラム１０に貼り付ける前にストリップゴムＳ同士が接着してしまい、所望の巻き付けを行なうことができなくなる可能性がある。そこで、必要最小限の距離ｙを離すことで、かかる不具合をなくすことができる。
【００２３】
また、第１スリット２ａと第２スリット２ｂは、長辺方向においてｘで示される重なり領域が存在する。ストリップゴムＳを成形ドラム１０に巻き付けるときは、隣接するストリップゴムＳ同士は、部分的に重なる状態で巻き付けられる。従って、複数のストリップゴムＳを押し出し成型するときには、かかる重なりを考慮して押し出すことが好ましい。重なり領域の長さｘは、製造すべきタイヤ構成部材の形状や特性などを考慮して適宜決めることができる。
【００２４】
図３（ａ）は、従来の構成において、１つのスリット２０を備える場合を示す。仮にＷ＝３５ｍｍ、ｔ＝０．６ｍｍと仮定する。従来の半分の厚みのストリップゴムＳを得ようとするために、スリット２１の隙間を半分（ｔ＝０．３）にした構成例を図３（ｂ）に示す。単純に（ａ）から（ｂ）に変えただけでは、押し出す時の圧力が高まり装置の耐圧性やスウェル等の種々の問題が発生する。
【００２５】
これに対して、図２に示す本発明のように、隙間を半分（ｔ＝０．３）にした２つのスリット２ａ，２ｂを形成することで、従来とほぼ同じレベルか、若干高い程度の圧力で押し出すことができ、上記の問題は発生しない。
【００２６】
図４は、巻き付けていくときの状態を示す。隣接するストリップゴムＳ同士が一部重なるように巻き付けられる。図５は、本発明による巻き付け状態（ａ）と従来技術による巻き付け状態（ｂ）を比較して示す図である。ストリップゴムＳの厚みを薄くすることで、重ねていく際の段差が小さくなり、より設計した形状に近い形でタイヤ構成部材を製造することができる。
【００２７】
＜ゴムの巻き付け動作＞
次に、上記のストリップゴム押出装置（以下、押出装置と省略）を用いてタイヤ構成部材を成型する方法（特に貼り付け開始時）について説明する。図６は、ゴム部材を成形開始する際の手順の一例を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、押出装置１が前進し（＃１）、図７（ａ）に示すように成形ドラム１０に近づけられる。このとき、成型用口金２と成形ドラム１０の外周面との間には、所定間隔が設けられる。なお、押出装置１が成形ドラム１０に近づけられるタイミングは、ゴムストリップＳが吐出されるまでに前記の所定間隔が設けられるものであれば、特に制限されない。
【００２９】
次に、前工程にて調整されたゴム材料が、押出機４のホッパー６に投入される。ここで、ゴム材料としては特に制限がなく、例えば、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）などの汎用のゴム原料に、配合材料を常法にて混練し、加熱架橋を可能に調製したものが挙げられる。また、投入されるゴム材料の形状としては、特に制限がなく、例えば、リボン状、シート状、ペレット状などの形状が挙げられる。投入されたゴム材料は、押出機４のスクリュー５によって混練され、押出方向先端側に送り出されてギアポンプ３に供給される（＃２，３）。そして、ギアポンプ３に供給されたゴム材料は、回転する一対のギア３ａによって、成型用口金２に向けて出口側に送り出される（＃４）。
【００３０】
ギアポンプ３の出口側にストリップゴムＳが送り出されると、圧力センサ７によりギアポンプ３内の出口側圧力が検出される（＃５）。かかる検出結果は制御装置９に送られ、予め設定された圧力値と比較される。そして、検出された圧力の値が設定値以上になった場合、その時点より所定時間が経過してから、成形ドラム１０の回転が開始される（＃６，７）。
【００３１】
即ち、検出された圧力の値が所定圧力値以上になった時点を基準として、ギアポンプ３を所定時間駆動してから成形ドラム１０の回転が開始される。かかるギアポンプ３の所定時間の駆動によって、図７（ｂ）に示すように成形ドラム１０に対して一定量のゴムストリップＳが吐出される。更に、その後に成形ドラム１０の回転が開始されることによって、図７（ｃ）に示すように、吐出開始時のゴムストリップＳが塊状にならずに、成形ドラム１０に貼り付いた状態が確保される。
【００３２】
押出装置１は、成形ドラム１０が数周回転された後、又は、１周回転する前に後退し（＃８）、成形ドラム１０と押出装置１との間には所定の間隔が設けられる。成形ドラム１０は、Ｒ方向に回転駆動されつつ、所望のタイヤ構成部材の断面形状に合わせて軸方向に往復移動される（＃９）。これにより、ゴムストリップＳは、周方向に沿ってらせん状に巻き付けられる。かかる成形ドラム１０および押出装置１の駆動は、制御装置９により制御され、そのための制御プログラムは制御装置９に予め入力される。
【００３３】
ゴムストリップＳが連続的に押出成型される間、圧力センサ７によりギアポンプ３内の入口側圧力が検出される。かかる検出結果は制御装置９に送られ、検出された圧力の値が予め設定された圧力値と一致するように制御される。
【００３４】
＜ゴム部材成形方法（貼り付け終了時）＞
次に、タイヤ構成部材の成形終了時における工程を図８のフローチャート及び図９の概略図により説明する。図８のフローチャートのステップ＃９において、成形ドラム１０の周囲に徐々にゴムストリップＳが巻き付けられていく。巻き付け工程を終了しようとするときは、終了工程開始指令が出される（図８の＃１０）。これにより、まずギアポンプ３が停止する（＃１１）。ギアポンプ３の停止は、成形ドラム１０の回転停止の直前に行われる（図９（ａ）参照）。ギアポンプ３を停止させた直後に、ギアポンプ３を逆回転させる（＃１２）。また、この直後に成形ドラム１０も回転停止される（＃１３、図９（ｂ））。ギアポンプ３を逆回転させる方向は、ゴムストリップＳの押し出し成形を行う時とは反対方向である。ギアポンプ３を逆回転させることで、ギアポンプ３内の出口側の残圧をなくすことができる。成形ドラム１０の回転停止は、ギアポンプ３の回転停止の直後に行われるが、これに限定されるものではなく、同時に行ってもよい。
【００３５】
ギアポンプ３の逆回転を開始した後、圧力センサ７によりギアポンプ３内の出口側の圧力を検出する。そして、この圧力値が予め設定した設定値にまで低下したか否かを比較判断する（＃１４）。そして、所定レベルまで低下したことが検出されると、ギアポンプ３の逆回転を停止させる（＃１５）。次に、図９（ｃ）に示すように、押出装置１を成形ドラム１０の方向に前進（接近）させる（＃１６）。
【００３６】
押出装置１を成形ドラム１０の方向に近づけると、成形ドラム１０と成型用口金２の間に位置するゴムストリップＳにたるみが生じるので、このたるみ現象を生じないようにするため、成形ドラム１０を再び反時計方向Ｒに回転駆動させる（＃１７）。これにより、たるみが生じないように押出装置１を成形ドラム１０に近づけることができる。次に、成型用口金２が成形ドラム１０に巻き付けられているゴムの表面に接触する（＃１８、図９（ｄ））。ちょうど接触した位置で、押出装置１の前進駆動を停止させる（＃１９）。押出装置１をどの程度の距離だけ前進させれば、成型用口金２がゴム表面に接触するかは、予め計算しておくことができる。この計算値に基づいて、押出装置１を前進させる量を制御することができる。
【００３７】
成型用口金２のゴム表面への接触と同時もしくはほぼ同時に、成形ドラム１０の回転駆動を停止させる（＃２０）。このゴム表面への接触の程度は、軽く触れる程度でもよいが、少し表面を押し込む程度に接触させてもよい。これにより、ゴムストリップＳの切断をより確実に行うことができる。次に、押出装置１を成形ドラム１０から離間する方向に後退させる（＃２１）。この後退動作のとき、成型用口金２の先端部でゴムストリップＳが切断される。残留圧力がない状態となっているため、確実にゴムストリップＳを切断させることができる。また、ゴムストリップＳを無理やり引っ張ることなく切断することができ、ユニフォミティに悪影響を及ぼすことがない。
【００３８】
次のタイヤ構成部材を続けて成形する場合、前記＃１に戻り、押出装置１が成形ドラム１０に近づけられ、上述した手順に沿ってタイヤ構成部材の成形が行われる。かかる場合、ギアポンプ３の出口側にはゴム材料がある程度充填された状態となっているが、そのような状態においても、タイヤ構成部材の成形開始時においてゴムストリップＳを過不足なく吐出することができる。
【００３９】
＜別実施形態＞
本実施形態では、ローラーなどを用いずに、押出装置１から成形ドラム１０へストリップゴムＳを供給する構成を説明したが、ローラー等のガイド機構を用いて成形ドラム１０へと導くように構成してもよい。
【００４０】
本実施形態では、押出装置１を成形ドラム１０の軸方向に沿って駆動装置１３により移動させるようにしているが、成形ドラム１０の方を軸方向に移動させるようにしてもよい。
【００４１】
本実施形態において、スリットの数は２つであるが、３つ以上を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ストリップゴム押出装置を使用した設備の構成を示す概念図
【図２】本実施形態に係る成型用口金の構成例を示す図
【図３】従来技術に係る成型用口金の構成例を示す図
【図４】ストリップゴムの巻き付け状態を示す図
【図５】ストリップゴムの巻き付け状態を比較して示す図
【図６】タイヤ構成部材の成形開始時の手順の一例を示すフローチャート
【図７】ストリップビルド法によるタイヤ構成部材の成形開始時の様子を示す概略図
【図８】タイヤ構成部材の成形終了時の手順の一例を示すフローチャート
【図９】ストリップビルド法によるタイヤ構成部材の成形終了時の様子を示す概略図
【符号の説明】
【００４３】
１        ストリップゴム押出装置
２        成型用口金
２ａ      第１スリット
２ｂ      第２スリット
１０      成形ドラム
Ｓ        ストリップゴム
【図１】
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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２】
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