(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平軸に対して駆動により回転する円筒形の成型マンドレルと、この成型マンドレルに平行な軸の回りに回転することができ、かつ上記成型マンドレルに巻付けたゴムシートに流体圧で圧着されるセンターステッチャーローラおよび左右の端部ステッチャーローラとからなり、上記のセンターステッチャーローラが円筒形の外形に形成されて上記成型マンドレルの幅方向中央部に設置され、上記端部ステッチャーローラがコーン形の外形に形成され、その大径部を成型マンドレルの幅方向中央部に向け、上記センターステッチャーローラから成型マンドレルの周方向にずれた位置で成型マンドレルの幅方向中央部から両端に向かって反対向きに移動できるように設置されていることを特徴とする模様付きゴム円筒の成形装置。
【請求項２】
端部ステッチャーローラの大径側端部に連続してこの端部径と等しい径の円筒部が設けられている請求項１に記載の模様付きゴム円筒の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ゴム層の表面に凹凸模様を有するゴム円筒の成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム層表面に凹凸模様を有するゴム円筒の成形方法として、円筒状のマンドレルを用いる方法が知られている。この方法では、マンドレルの表面に波形その他の任意の模様状にパターン溝を彫刻してなる成型マンドレルに未加硫のトレッドゴム（凹凸模様を成形するのに適した厚手のゴムシート）を巻付けた後、その上にリボン状クロスをらせん形に、かつ縁が重なるように巻付け、次いで直径１０mm程度の綿ロープを強い張力で密に巻付けながら上記のトレッドゴムを絞り込んで上記のパターン溝に圧入し、しかるのち上記の綿ロープおよびリボン状クロスを解き、露出した上記トレッドゴムの表面に数種類の薄いゴムシートまたはプライコード（繊維で補強されたゴムシート）を巻付け、リボン状のラッピングクロスを縁が重なるように巻付けて上記のゴムシート相互を圧着する。そして、得られたゴム円筒は、マンドレルと共に加硫缶に搬入し、蒸気加熱で加硫し、しかるのちマンドレルから外し、表裏を反転して凹凸模様の側を表面に出して製品とされ、研磨その他の用途に供される。
【０００３】
しかしながら、上記の成形方法は、成型マンドレルのパターン溝に対するトレッドゴムの圧入を綿ロープの巻付けで行うので、熟練と労力を必要とし、作業に長時間を必要として負担が大きく、しかも綿ロープの張力が不安定になって品質がばらつき、またラッピングクロスの巻付けでゴムシート相互を圧着するので、ゴムシート相互間に充分な接着力が得られない等の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、成型マンドレルに従来と同様にしてトレッドゴムを巻付けた後、このトレッドゴムを機械力で成型マンドレルのパターン溝に圧入し、かつラッピングクロスを機械力で圧着し、もってトレッドゴムに成型マンドレルの凹凸模様を正確かつ迅速に転写し、従来必要とした熟練と労力をほとんど不要にして作業者の負担を軽減すると共に、品質のばらつきを小さくし、ゴムシート相互間に充分な接着力を確保し、生産量の増大を可能にするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る模様付きゴム円筒の成形装置は、水平軸に対して駆動により回転する円筒形の成型マンドレルと、この成型マンドレルに平行な軸の回りに回転することができ、かつ上記成型マンドレルに巻付けたゴムシートに流体圧で圧着されるセンターステッチャーローラおよび左右の端部ステッチャーローラとからなり、上記のセンターステッチャーローラが円筒形の外形に形成されて上記成型マンドレルの幅方向中央部に設置され、上記端部ステッチャーローラがコーン形の外形に形成され、その小径部を成型マンドレルの幅方向中央部に向け、上記センターステッチャーローラから成型マンドレルの周方向にずれた位置で成型マンドレルの幅方向中央部から両端に向かって反対向きに移動できるように設置されていることを特徴とする。
【０００６】
この装置によれば、成型マンドレル上に従来と同様にトレッドゴムを巻付け、その上にリボン状クロスをらせん形に縁が重なるように巻付けた後、先ず成型マンドレルを一方向に回転しながら、センターステッチャーローラを油圧や空気圧等の流体圧で上昇させ、成型マンドレルの中央部に圧接することにより、トレッドゴムの中央部を成型マンドレルのパタンー溝に圧入する。次いで、左右の端部ステッチャーローラを中央部に寄せた状態で上昇させ、成型マンドレルの中央部に圧接し、かつ成型マンドレルの端部に向かって移動させると、トレッドゴムが中央部のパターン溝から端部のパターン溝に向かって順に圧入され、端部ステッチャーローラが成型マンドレルの端部に到達すると、全面のパターン溝に対して圧入が完了する。
【０００７】
この場合、センターステッチャーローラおよび端部ステッチャーローラがそれぞれ一定の流体圧でトレッドゴムに圧接するので、パターン溝の深さが１０mm程度のものであっても、流体圧を大きく設定することにより、トレッドゴムがパターン溝に均一に圧入され、パターン溝の形状に対応する正確な突条が成型される。なお、左右の端部ステッチャーローラが上記ゴムシートに圧着され、回転しながら左右に移動している間は、センターステッチャーローラも引き続き上記ゴムシートの中央部に圧着され、回転を続けることが好ましく、これによって端部ステッチャーローラが移動している際のトレッドゴム中央部の浮き上がりが防止され、一層正確な成型が可能になる。
【０００８】
また、上記の端部ステッチャーローラは、その大径側端部に連続してこの端部径と等しい径の円筒部を備えていることが好ましく、この場合はトレッドゴムの表面に端部ステッチャーローラによってらせん状の筋が付けられるのが防止され、トレッドゴム表面が凹凸の無い平滑な円筒面に形成される。
【０００９】
センターステッチャーローラおよび端部ステッチャーローラによるトレッドゴムの圧入が終わると、これらのステッチャーローラは最初の待機位置に戻され、リボン状クロスが解かれる。そして、上記トレッドゴムの表面に従来と同様に数種類の薄いゴムシートやプライコード（繊維で補強されたゴムシート）を巻付け、その上にリボン状のラッピングクロスをらせん状に、その縁が重なるように巻付け、しかるのち再びセンターステッチャーローラおよび端部ステッチャーローラを成型マンドレルに圧接してゴムシート相互の接触部で強く接着する。この場合も、センターステッチャーローラおよび端部ステッチャーローラを圧接するので、ゴムシート相互間に強い接着力が確保される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１において、１０は円筒形の成型マンドレル、１１はマンドレル軸である。このマンドレル軸１１の左右には、複数個のボス１２が固定され、このボス１２に放射状の支持アーム１２ａを介して端部円筒１３が固定され、この左右の端部円筒１３間に上記の成型マンドレル１０が取付けられ、この成型マンドレル１０の内面が上記がマンドレル軸１１にボス１４を介して放射状に突設された補強アーム１４ａによって支持される。そして、上記の成型マンドレル１０には、らせんＮ（図３参照）に沿って波形を描くように断面Ｕ字形のパターン溝１０ａ（図４参照、溝幅３〜７mm、溝深さ５〜１０mm）が彫刻されている。そして、上記のマンドレル軸１１は、図１に示すように、左端がチャック１５によってモータ駆動で回転する駆動軸１６に接続され、右端が軸受けブラケット１７により回転自在に支持されている。
【００１１】
上記成型マンドレル１０の下方にガイド軸２１およびネジ軸２２がガイド軸２１を上にして上記のマンドレル軸１１と平行に設けられる。上記のガイド軸２１は、左右の端部支持具２３および中央支持具２４によって固定される。また、上記のネジ軸２２は、左送りネジ２２ａと右送りネジ２２ｂとからなり、上記の端部支持具２３および中央支持具２４によって回転自在に支持される。そして、このネジ軸２２の左端は、巻掛け伝動手段２５を介して減速機付きモータ２６の出力軸２６ａに連結される。
【００１２】
上記ガイド軸２１の左側部分および右側部分にそれぞれスライドブッシュ３１が嵌合され、左送りネジ２２ａおよび右送りネジ２２ｂにそれぞれナット３２が嵌合される。これらのスライドブッシュ３１およびナット３２は、上下方向のステッチャー用ブラケット３３の下部に固定されてこのステッチャー用ブラケット３３を鉛直に支持し、上記左送りネジ２２ａの回転に伴ってステッチャー用ブラケット３３を左右に移動させる。そして、ステッチャー用ブラケット３３の右側面には、第１エアシリンダ３４がピストンロッド（図示されていない）を上向きにして固定され、このピストンロッドの上端に支持金具３５を介して端部ステッチャーローラ３６が取付けられる。この端部ステッチャーローラ３６は、外形がコーン形状のもので、その大径側端部に該端部と等しい径の円筒部３６ａを一体に備え、上記の支持金具３５の右方で大径側を右に向けて水平軸の回りに回転自在に支持され、上記第１エアシリンダ３４の作動時に成型マンドレル１０の直下で鉛直に昇降するようになっている。
【００１３】
一方、上記ガイド軸２１の右側部分にスライドブッシュ３１が、また右送りネジ２２ｂにナット３２がそれぞれ前記同様に嵌合され、これらのスライドブッシュ３１およびナット３２に端部ステッチャー用ブラケット３３、第１エアシリンダ３４および支持金具３５を介して端部ステッチャーローラ３６が、向きを左右対称とする以外は上記左側部分と同様に取付けられる。
【００１４】
上記左右の端部ステッチャーローラ３６の中間後方にセンターステッチャーローラ３７が設けられる。このセンターステッチャーローラ３７の支軸３７ａは、左右両側に突出し、左右の軸受け箱３８によって回転自在に支持される。そして、左右の軸受け箱３８は、それぞれ下方に位置する第２エアシリンダ３９のピストンロッド（図示されていない）の上端に固定されている。ただし、上記の第２エアシリンダ３９は、中央支持具２４の後方（紙背側）のフレーム（図示されていない）上に固定され、鉛直線に対して前方に傾斜し、そのピストンロッドの突出時にセンターステッチャーローラ３７を端部ステッチャーローラ３６の後方で成型マンドレル１０に圧接させるようになっている（図２参照）。
【００１５】
上記の構造において、センターステッチャーローラ３７および左右の端部ステッチャーローラ３６は、それぞれ成型マンドレル１０の中央部下方で下に降ろされ、待機状態におかれる。そして、成型マンドレル１０を回転しながら、その表面に、従来と同様にトレッドゴムが巻付けられ、その上にリボン状クロスがらせん形に、かつ縁が重なるように巻付けられる。しかるのち、上記の成型マンドレルを一方向に回転しながら、センターステッチャーローラ３７を第２エアシリンダ（例えば、ボア径８０mm、空気圧５ kgf／cm2 、出力３１２ kgf）３９の駆動で上昇させ、成型マンドレル１０上のトレッドゴムに圧接（例えば、押付け面圧２．１ kgf／mm）させると、このトレッドゴムの幅方向中央部が成型マンドレル１０の中央部全周のパターン溝１０ａに隙間なく正確に圧入される。
【００１６】
次いで、左右の端部ステッチャーローラ３６を第１エアシリンダ（例えば、ボア径５０mm、空気圧９ kgf／cm2 、出力１７７ kgf）３４の駆動で上昇させ、上記センターステッチャーローラ３７の前方でトレッドゴムに圧接（例えば、押付け面圧８．８ kgf／mm）させ、かつ減速機付きモータ２６を駆動してネジ軸２２を回転すると、左側の端部ステッチャーローラ３６が中央から左方へ、右側の端部ステッチャーローラ３６が中央から右方へそれぞれ送られ、トレッドゴムが成型マンドレル１０の中央部から端部にまたがる全パターン溝１０ａに隙間なく正確に圧入される。そして、端部ステッチャーローラ３６が成型マンドレル１０の端部に到達し、全面のパターン溝１０ａに対するトレッドゴムの圧入が完了すると、センターステッチャーローラ３７および左右の端部ステッチャーローラ３６がそれぞれ下に降ろされ、端部ステッチャーローラ３６は中央の待機位置に戻され、成型マンドレル１０の回転が止められる。
【００１７】
センターステッチャーローラ３７および端部ステッチャーローラ３６がそれぞれ最初の待機位置に戻ると、トレッドゴム上のリボン状クロスが解かれ、しかるのち上記トレッドゴムの表面に従来と同様に数種類の薄いゴムシートやプライコードが巻付けられ、続いてリボン状のラッピングクロスがらせん状に、縁が重なるように巻付けられる。そして、再び成型マンドレル１０が回転され、センターステッチャーローラ３７および端部ステッチャーローラ３６が油圧で押し上げられ、ラッピングクロスを介して成型マンドレル１０上のゴムシートに圧接され、左右の端部ステッチャーローラ３６は中央部から端部に向かって送られ、これによってゴムシート相互の接触部が強く圧着され、接着によりトレッドゴムと一体化される。
【００１８】
こうして、左右の端部ステッチャーローラ３６が成型マンドレル１０の両端に到達し、ゴムシートの圧着が完了すると、前記同様にセンターステッチャーローラ３７および左右の端部ステッチャーローラ３６がそれぞれ待機位置に戻され、成型マンドレル１０の回転が止められる。そして、マンドレル軸１１がチャック１５から外され、成型マンドレル１０がマンドレル軸１１および表面のゴム円筒と共に加硫缶に運ばれ、蒸気加熱により加硫され、この加硫後のゴム円筒が成型マンドレル１０から外され、反転して製品化される。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、従来と同様に成型マンドレルにトレッドゴムを巻付けた後、このトレッドゴムを機械力により成型マンドレルのパターン溝に圧入することができ、かつ上記圧入後のトレッドゴム上に数種類のゴムシートやプライコードを介してラッピングクロスを巻付けた後、このラッピングクロス上から上記のゴムシートやプライコードを機械力で圧着することができるので、トレッドゴムに成型マンドレルの凹凸模様を正確かつ迅速に転写し、従来必要とした熟練と労力をほとんど不要にして作業者の負担を軽減することができ、かつ品質のばらつきを小さくし、更にゴムシート相互間に充分な接着力を確保し、生産量を大幅に増大することができる。特に、請求項２に記載の発明によれば、端部ステッチャーローラをトレッドゴムに圧接した際、端部ステッチャーローラの大径部でトレッドゴムに筋がつくのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の正面図である。
【図２】ステッチャーローラの配置を示す側面図である。
【図３】成型マンドレルの表面拡大図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
１０：成型マンドレル              １０ａ：パターン溝
１１：マンドレル軸                １５：チャック
２１：ガイド軸                    ２２：ネジ軸
２２ａ：左送りネジ                ２２ｂ：右送りネジ
３１：スライドブッシュ            ３２：ナット
３３：ステッチャー用ブラケット    ３４：第１エアシリンダ
３６：端部ステッチャーローラ      ３６ａ：円筒部
３７：センターステッチャーローラ
３８：軸受け箱                    ３９：第２エアシリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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