(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機の出口に取付けるダイプレートのゴム流路の吐出口が、高さが小さい小高さ部と、高さが大きい大高さ部とを有し高さが巾方向に変化する扁平形状をなすことにより、ダイプレートの流入口から流入するゴムを前記ゴム流路をへて前記吐出口から吐出することによって巾方向に厚さが変化するゴム成形品を押出すゴム成形方法であって、
前記小高さ部の単位巾当たりの面積Ｓｓｏと、この小高さ部の単位巾当たりの面積Ｓｓｏに流れるゴムが通る前記流入口での面積Ｓｓｉとの比Ｓｓｉ／Ｓｓｏを、前記大高さ部の単位巾当たりの面積Ｓｈｏと、この大高さ部の単位巾当たりの面積Ｓｈｏに流れるゴムが通る前記流入口での面積Ｓｈｉとの比Ｓｈｉ／Ｓｈｏよりも大とし、ゴム成形品の巾方向位置での各押出速度を均一化することを特徴とするゴム成形方法。
【請求項２】
前記ダイプレートの吐出口は、下面が平坦かつ少なくとも一端部に、この一端に向いて高さを漸減することにより三角状となる端小高さ部を有し、かつ前記流入口は、前記端小高さ部に、吐出口から外方にはみ出る付加部を有することを特徴とする請求項１記載のゴム成形方法。
【請求項３】
前記ダイプレートは、そのゴム流路の下面に、前記端小高さ部に向かって深さを減じる裏取り溝を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のゴム成形方法。
【請求項４】
前記ダイプレートには、その上流側にプレフォーマが隣接して配され、かつプレフォーマは、受入れ口から受け入れた押出機からのゴムを前記ダイプレートの流入口に取出し口から送り込む中間流路を具えるとともに、前記受入れ口の形状をダイプレートの前記吐出口の形状に近似させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のゴム成形方法。
【請求項５】
前記ゴム成形品がタイヤ用のトレッドゴムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のゴム成形方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のゴム成形方法に使用されかつ得られるゴム成形品を取り扱うドラムに送り込む送込み手段を具えてなるゴム成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巾方向に厚さが変化する例えばタイヤ用トレッドゴム等のゴム成形品を押出し成形する際、このゴム成形品の巾方向位置での押出速度を均一化しうるゴム成形方法およびゴム成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生タイヤの製造工程においては、例えばインナーライナゴム、カーカスプライ、サイドウォールゴム、クリンチゴム（ビードゴム）などの部材を成形ドラム（所謂バンドドラム）に貼付け、円筒状のタイヤ生カバーであるタイヤ予備成形体を成形したり、又ベルト、バンド、トレッドゴムなどの部材を成形ドラム（所謂ベルトドラム）に貼付け、トレッドリングであるタイヤ予備成形体を成形することが行われる。
【０００３】
このとき、例えばサイドウォールゴム、クリンチゴム（ビードゴム）、トレッドゴムなど巾方向に厚さが変化するゴム部材ａ（図１０（Ａ）にトレッドゴムの場合を例示する）は、ダイプレートを設けた押出機よって押出し成形されるが、この押出機では、ゴム部材ａ（ゴム成形品）の断面形状を安定して得るために、押出し量や内部圧力などの条件を一定に保って連続運転する必要がある。
【０００４】
これは、厚さが大な部分ａ１では小な部分ａ２に比してゴムが流れやすくなるため、押出し速度ｖの速度分布ｖｐがゴム部材ａの断面形状に類似するなど押出し速度ｖが巾方向に不均一となる。従って、押出し量が変化した時、速度分布ｖｐのバランスも変化してしまい、ダイプレートを通過するゴムの巾方向位置での通過抵抗が現状と大きく相違することとなる。これが断面形状の形状変化を引き起こす原因の一つと考えられる。
【０００５】
従って、押出機は、押出し量を一定として連続運転されるとともに、この押出機からのゴム部材ａは、ロールに巻き取られて、或いは定寸切りされかつトレー等に多段に積み重ねられて、一旦保管収容される一方、その後、このロールの状態で或いは定寸切りされた状態で、サービサーを介して成形ドラムに供給されている。
【０００６】
しかし、このような従来のものでは、生産能率を稼ぐために押出機が大型化しやすく、又多品種のタイヤに対応するため保管収容場所が広く必要となるなど、工場や設備の大型化を招く。
【０００７】
そこで、本発明者は、図１１に略示する如く、押出機ｂからのゴム部材ａを、定寸切りしつつ直接に成形ドラムｃに供給することを提案した。なお同図には、ゴム部材ａがトレッドゴムであるトレッドリング成形ラインの一例が示されており、符号ｄは、ゴム部材ａを成形ドラムｃまで送り込み貼り着する貼付けコンベヤ（送り込み手段）、符号ｅはコンベヤｄ上のゴム部材ａを定寸切りする切断装置、符号ｆは押出機ｂからのゴム部材ａをＵ字状に垂下させ一時的に貯留させるアキュームレータである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記成形ドラムｃにゴム部材ａやベルト等の他の部材を貼着する工程時間は、一定とはならないことから、前記アキュームレータｆでの貯留量が一定範囲に入るように、前記押出機からのゴム押出し量を調整することが必要となり、このとき、ゴム部材ａの断面形状の変化を最小に抑えることが不可欠となる。
【０００９】
そこで本発明は、巾方向に厚さが変化するゴム成形品を押出し成形する際、その巾方向位置での押出速度を均一化でき、ゴム成形品の断面形状を一定に保ちながらゴム押出し量の増減を行いうるゴム成形方法およびゴム成形装置の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、押出機の出口に取付けるダイプレートのゴム流路の吐出口が、高さが小さい小高さ部と、高さが大きい大高さ部とを有し高さが巾方向に変化する扁平形状をなすことにより、ダイプレートの流入口から流入するゴムを前記ゴム流路をへて前記吐出口から吐出することによって巾方向に厚さが変化するゴム成形品を押出すゴム成形方法であって、
前記小高さ部の単位巾当たりの面積Ｓｓｏと、この小高さ部の単位巾当たりの面積Ｓｓｏに流れるゴムが通る前記流入口での面積Ｓｓｉとの比Ｓｓｉ／Ｓｓｏを、前記大高さ部の単位巾当たりの面積Ｓｈｏと、この大高さ部の単位巾当たりの面積Ｓｈｏに流れるゴムが通る前記流入口での面積Ｓｈｉとの比Ｓｈｉ／Ｓｈｏよりも大とし、ゴム成形品の巾方向位置での各押出速度を均一化することを特徴としている。
【００１１】
又請求項２の発明では、前記ダイプレートの吐出口は、下面が平坦かつ少なくとも一端部に、この一端に向いて高さを漸減することにより三角状となる端小高さ部を有し、かつ前記流入口は、前記端小高さ部に、吐出口から外方にはみ出る付加部を有することを特徴としている。
【００１２】
又請求項３の発明では、前記ダイプレートは、そのゴム流路の下面に、前記端小高さ部に向かって深さを減じる裏取り溝を形成したことを特徴としている。
【００１３】
又請求項４の発明では、前記ダイプレートには、その上流側にプレフォーマが隣接して配され、かつプレフォーマは、受入れ口から受け入れた押出機からのゴムを前記ダイプレートの流入口に取出し口から送り込む中間流路を具えるとともに、前記受入れ口の形状をダイプレートの前記吐出口の形状に近似させたことを特徴としている。
【００１４】
又請求項５の発明では、前記ゴム成形品がタイヤ用のトレッドゴムであることを特徴としている。
【００１５】
又請求項６の発明は、ゴム成形装置であって、前記ゴム成形方法に使用されかつ得られるゴム成形品を取り扱うドラムに送り込む送込み手段を具えることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は本発明のゴム成形方法に使用されるゴム成形装置の側面図である。
【００１７】
図１において、ゴム成形装置１は、押出機２と、この押出機２から連続的に押出されるゴム成形品Ｇ（ゴム部材）を成形ドラム３に送り込み、トレッドリング等の製品を形成する送り込み手段４とを具えるとともに、この送り込み手段４は、アキュームレータ５と、貼付けコンベヤ６と、切断装置７とから構成している。
【００１８】
なお本実施例では、前記ゴム成形品Ｇがトレッドゴムであり、前記ゴム成形装置１が、前述した如く、トレッドリングの成形ラインに組み込まれた場合を例示する。従って、前記成形ドラム３は、所謂ベルトドラムであり、本例では、ドラム軸心方向の他の位置との間を往復移動でき、この他の位置においてベルトやバンド等の部材の貼着が行われる。
【００１９】
前記アキュームレータ５は、前記押出機２から押出されるゴム成形品ＧをＵ字状に垂下せしめ、一時的に貯留させる貯留部９を有する。この貯留部９は、その貯留量により押出機２のスクリュー回転をコントロールするものであり、例えば図２（Ａ）〜（Ｅ）に、貯留量の変遷が示されている。
【００２０】
前記貼付けコンベヤ６は、前記アキュームレータ５からのゴム成形品Ｇを受け取って搬送する第１のコンベヤ部６Ａと、この第１のコンベヤ部６Ａに切断装置７を介して乗り継ぎ自在に配され、切断品Ｇ１を成形ドラム３まで搬送しかつ貼り付けする第２のコンベヤ部６Ｂとから形成される。
【００２１】
なお前記切断装置７、例えば超音波カッタなどの切断刃（図示しない）を有し、前記第１のコンベヤ部６Ａからのゴム成形品Ｇを、前記成形ドラム３での巻付け径に合わせた所定長さで切断する。
【００２２】
又前記第１のコンベヤ部６Ａは、その搬送距離を計測でき、ゴム成形品Ｇを前記所定長さ毎に間欠送りする制御手段によって制御される。従って、前記第２のコンベヤ部６Ｂには、切断品Ｇ１が所定長さで搬入される。
【００２３】
又前記第２のコンベヤ部６Ｂは、架台１１上の枢着点Ｊで上流側端が枢支され、この枢着点Ｊ廻りで上下に傾動しうるコンベヤ本体１２を具える。このコンベヤ本体１２は、本例では、ベルトコンベヤからなり、前記架台１１の例えば側面に取り付くシリンダ１５のロッド上端に連結され、該ロッドの伸縮動作によって、先端が成形ドラム３に近づき切断品Ｇ１を貼着する下位置Ｑ１と、前記成形ドラム３から離間し待機する上位置Ｑ２との間で傾動しうる。
【００２４】
又前記送り込み手段４には、前記アキュームレータ５での貯留量が所定範囲に入るように、その上限値及び下限値を検出する上下のセンサ１３Ｕ、１３Ｌを含むとともにその検出に基づき押出機２における駆動モータＭの回転数、即ちスクリュー回転数を制御する制御手段１４を付設している。
【００２５】
そして、前記押出機２では、この回転制御に基づく押出し量の増減によっても、ゴム成形品Ｇがその断面形状を一定に保ちつつ押出し成形されることが不可欠となる。
【００２６】
そのために、本発明では、ダイプレート２０の流入口２１ｉに押出速度を調整するための機能を持たせ、図１０（Ｂ）に示すように、ゴム成形品Ｇの巾方向位置での各押出速度Ｖを均一化している。この押出速度Ｖの均一化は、押出し量が増減し押出速度が変化しても、この変化を巾方向全体に亘って均一にもたらすこととなる。その結果、速度分布ＶＰのバランスが変化せず、これが断面形状の安定をもたらす。
【００２７】
詳しく説明すると、前記押出機２は、図１の如く、この押出機２の出口に取り付くダイプレート２０を含む押出しヘッド２２と、前記ダイプレート２０にゴムを送り込む押出機本体２３とを具える。
【００２８】
前記押出機本体２３は、スクリュー２４を収納するシリンダ２５を具え、駆動モータＭにより前記スクリュー２４を駆動させることによって、投入されるゴムを混練しながらシリンダ前端の押出口２５Ａ（図３に示す）から押出す周知構造を有する。なお前記駆動モータＭとしては、回転速度制御可能なモータ、本例ではインバータモータが使用され、前記制御手段１４による電源周波数のインバータ制御によって、その回転数が自在に調整される。
【００２９】
又前記押出しヘッド２２は、図３に示すように、前記シリンダ２５に連結されるブロック状のヘッド本体２６の前端に、ダイプレート２０が交換自在に取り付けられる。本例では、このダイプレート２０の上流側に、ゴムを予成形するプレフォーマ２７が隣接して配される好ましい場合を例示する。
【００３０】
なお前記ヘッド本体２６には、前記シリンダ２５からのゴムをプレフォーマ２７に案内する案内流路２９が形成される。又前記プレフォーマ２７には、この案内流路２９からのゴムを、受入れ口３１ｉから受け入れかつ取出し口３１ｏから前記ダイプレート２０に送り込む中間流路３１が形成される。又ダイプレート２０には、前記中間流路３１からのゴムを、流入口２１ｉから流入しかつ吐出口２１ｏから成形して吐出するゴム流路２１が形成される。なお図４、５には、前記ゴム流路２１、及び中間流路３１を、上下に分解して示している。
【００３１】
ここで、ダイプレート２０の前記吐出口２１ｏは、従来と同様に、所望のゴム成形品Ｇに合った開口形状で形成されており、図６に例示するように、高さが小さい小高さ部３２と、高さが大きい大高さ部３３とを有することにより高さＨｏが巾方向に変化する扁平形状をなす。これによって、前記開口形状により決定され、巾方向に厚さが変化するゴム成形品Ｇを押し出す。
【００３２】
この吐出口２１ｏは、本例では、中央に配される小高さ部３２Ａの両側に、大高さ部３３が傾斜部３４を介して連なるとともに、少なくとも一端部に、この一端Ｅに向いて高さを漸減することにより三角状となる端小高さ部３２Ｂを有している。特に本例では、前記吐出口２１ｏが、その下面を平坦とするとともに、前記端小高さ部３２Ｂを両端に形成した左右対称形状をなす好ましい場合を例示している。
【００３３】
これに対して、前記流入口２１ｉでは、押出速度Ｖを均一化するため、吐出口側での前記小高さ部３２の単位巾当たりの面積Ｓｓｏと、この面積Ｓｓｏに流れるゴムが通る前記流入口２１ｉでの面積Ｓｓｉとの比Ｓｓｉ／Ｓｓｏが、吐出口側での前記大高さ部３３の単位巾当たりの面積Ｓｈｏと、この面積Ｓｈｏに流れるゴムが通る前記流入口２１ｉでの面積Ｓｈｉとの比Ｓｈｉ／Ｓｈｏよりも大、即ち、
（Ｓｓｉ／Ｓｓｏ）  ＞  （Ｓｈｉ／Ｓｈｏ）
となるように、前記流入口２１ｉを形成している。
【００３４】
なお本例の如く、複数高さ（例えば２つ）の小高さ部３２Ａ、３２Ｂがある場合、各高さＨｓＡ、ＨｓＢが、
ＨｓＡ  ＞  ＨｓＢ
の順となるならば、各部３２Ａ、３２Ｂの面積比ＳｓｉＡ／ＳｓｏＡ、ＳｓｉＢ／ＳｓｏＢは、前記順番とは逆の、
ＳｓｉＡ／ＳｓｏＡ  ＜  ＳｓｉＢ／ＳｓｏＢ
の順となるように流入口２１ｉは形成される。
【００３５】
このように、吐出口２１ｏにおける高さＨｏが大きくゴムが流れやすい大高さ部３３では、流入口２１ｉ側の面積を相対的に小さく、その反対に、ゴムが流れ難い小高さ部３２では、流入口２１ｉ側の面積を相対的に大きくしている。そのため、ゴムの押出し速度Ｖがバランス化され、ゴム成形品Ｇの巾方向位置での各押出速度Ｖを均一化することが可能となる。
【００３６】
これは、以下に示す本発明者の実験結果から見出された。即ち、図７（Ａ）に示すように、ダイプレート２０において、その吐出口２１ｏの高さＨｉ一定としかつ流入口２１ｉの高さＨｉを違えて、一定圧力の基で押出しテストを行い、その時の押出し速度、成型品のボリュウム、成型品の厚さを比較し、その結果を図７（Ｂ）に示している。図の如く、吐出口２１ｏに対する流入口２１ｉの高さ比Ｈｉ／Ｈｏ（或いは面積比Ｓｉ／Ｓｏ）が大きくなるにつれ、押出し速度、成型品のボリュウム、成型品の厚さはそれぞれ増大するものの、その変化の度合いは、押出し速度では非常に大きく、逆に成型品のボリュウム及び厚さでは低く抑えられている。
【００３７】
従って、前記大高さ部３３で、面積比Ｓｈｉ／Ｓｈｏを小に、逆に小高さ部３２で、面積比Ｓｓｉ／Ｓｓｏを大に設定することにより、押出し速度を均一化しうるのである。又このとき、成型品のボリュウム及び厚さの変化が非常に小さくてすむことから、従来と同様、ゴム成形品Ｇの形状に合わせた吐出口２１ｏの形成を行いうる。
【００３８】
又前記端小高さ部３２Ｂでは、特にゴムが流れ難く押出し速度が遅くなる傾向がある。
【００３９】
従って、前記面積Ｓｓｉをより大きく設定する必要があり、そのために、本例では、図６に示すように、前記流入口２１ｉには、前記端小高さ部３２Ｂに、吐出口２１ｏから巾方向外方にはみ出る付加部４０を形成している。さらに本例では、同目的で、ゴム流路２１の下面に、前記端小高さ部３２Ｂに向かって深さを減じる裏取り溝４１を形成し、面積Ｓｓｉの確保とゴム流れの円滑化を図っている。
【００４０】
次に、前記プレフォーマ２７の中間流路３１は、前記付加部４０や裏取り溝４１にゴムを充分かつ円滑に流すために設けるものであり、この中間流路３１は、ダイプレート２０の前記ゴム流路２１より実質的に実質的に大きい。
【００４１】
なお図８に、ヘッド本体２６（案内流路２９）９の出口２９ｏの形状、プレフォーマ２７（中間流路３１）の受入れ口３１ｉ及び取出し口３１ｏの各形状、並びにダイプレート２０（ゴム流路２１）の流入口２１ｉ及び吐出口２１ｏの各形状をゴムが流過する順序で図示している。
【００４２】
図の如く、プレフォーマ２７の前記取出し口３１ｏは、ヘッド本体２６の前記出口２９ｏと実質的に同形な、本例では、偏平な矩形形状をなし、その巾Ｗ０は、ゴム成形品Ｇの巾ＷＧ（図１０（Ｂ）に示す）に対して、ＷＧ＋２０mm≦Ｗ０≦３ＷＧの範囲が好ましく、又その高さＴ０は、ゴム成形品Ｇの厚さＴＧに対して、ＴＧ＋５mm≦Ｔ０≦３ＴＧの範囲が好ましい。
【００４３】
又プレフォーマ２７の前記受入れ口３１ｉは、ダイプレート２０の前記吐出口２１ｏの形状に応じて形成される。
【００４４】
即ち、前記吐出口２１ｏが、本例の如く、中央に小高さ部３２Ａ、その両側に大高さ部３３を有し、その高さ比ＨｓＡ／Ｈｈが０．８以下の場合には、前記受入れ口３１ｉの形状を、前記吐出口２１ｏの形状に近似させる。具体的には、受入れ口３１ｉの中央を絞ることにより、この中央から両端に向かって高さｈを漸増させた形状に形成している。このとき、両端の高さｈ０（最大高さ）は、前記取出し口３１ｏの高さＴ０と等しくしている。
【００４５】
又図９に略示する如く、吐出口２１ｏにおいて、中央に大高さ部３３、その両側に小高さ部３２Ａを有し、その高さ比ＨｓＡ／Ｈｈが１／１．５以下の場合にも、前記受入れ口３１ｉの形状を、前記吐出口２１ｏの形状に近似させる。このときには、受入れ口３１ｉの両端を絞ることにより、この両端から中央に向かって高さｈを漸増させた形状に形成しており、中央の高さｈ０（最大高さ）は、前記取出し口３１ｏの高さＴ０と等しくしてる。
【００４６】
なお吐出口２１ｏが前記条件以外の場合には、前記受入れ口３１ｉを前記取出し口３１ｏと実質的に同形状（本例では矩形形状）とすることができる。言い換えればプレフォーマ２７としての機能をなくし、即ちプレフォーマ２７の使用を実質的に排除することができる。
【００４７】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、トレッドゴムに限定されることなく、巾方向に厚さが変化する種々のゴム成形品の押出しのために採用しうるとともに、その形状などに応じて、種々の態様に変形して実施しうる。
【００４８】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、巾方向に厚さが変化するゴム成形品を押出し成形する際、その巾方向位置での押出速度を均一化できるため、ゴム成形品の断面形状を一定に保ちながらゴム押出し量の増減を自在に行いうる。従って、押出機を成形ドラムに直結したライン編成が可能となり、その利点、即ち小型の押出機が使用でき、またゴム成形品のロールへの巻取り作業などの中間工程がなくなり生産性が高まるとともに、ロールなどの保管収容場所を排除できるという利点を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるゴム成形装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、アキュムレータの貯留状態を示す線図である。
【図３】押出しヘッド内の流路を説明する断面図である。
【図４】ダイプレートのゴム流路を上下に分割して示す斜視図である。
【図５】プレフォーマの中間流路を上下に分割して示す斜視図である。
【図６】ダイプレートの吐出口を流入口とともに正面視して示す線図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、テストに用いたダイプレートの説明図、及びテスト結果を示す線図である。
【図８】各流路での出入り口の形状変化をゴムが流過する順序で示す線図である。
【図９】プレフォーマの受入れ口とダイプレートの吐出口との他の関係を例示する線図である。
【図１０】（Ａ）は従来における押出速度分布を示す線図、（Ａ）は本発明における押出速度分布を示す線図である。
【図１１】本発明の課題を説明する線図である。
【符号の説明】
１      ゴム成形装置
２      押出機
３      ドラム
４      送込み手段
２０    ダイプレート
２１    ゴム流路
２１ｉ  流入口
２１ｏ  吐出口
２７    プレフォーマ
３１    中間流路
３１ｉ  受入れ口
３１ｏ  取出し口
３２    小高さ部
３２Ｂ  端小高さ部
３３    大高さ部
４０    付加部
４１    裏取り溝
Ｇ      ゴム成形品
Ｖ      押出速度
【図１】
0003834199.tif 000002
【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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【図１１】
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