JP2017109419A - 円筒状ゴム部材の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設備全体がコンパクトでありながら、早期に寸法を安定化できる円筒状ゴム部材の製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】ゴムを円筒状に成形した後に寸法を安定化させる円筒状ゴム部材９の製造装置１であって、円筒状ゴム部材９を成形するためにゴムが成形面１１ａに巻き付けられる成形ドラム１１と、成形ドラム１１の内部に周方向に沿って配置された複数の回転ローラ１２と、回転ローラ１２を成形ドラム１１の径方向に移動させるローラ移動装置１３と、成形ドラム１１、回転ローラ１２、及びローラ移動装置１３を制御する制御部と、を備え、制御部は、複数の回転ローラ１２を同一方向に回転させながら成形ドラム１１の成形面１１ａよりも径方向外側へ移動させることで、円筒状ゴム部材９を周方向に回転させながら伸張させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ゴムを円筒状に成形した後に寸法を安定化させる円筒状ゴム部材の製造装置及び製造方法に関する。

空気入りタイヤのインナーライナー等の薄肉のゴム部材は、押出機による押出成形ではゴム流速の均一化が困難なことに加え、金型内圧が高くなりがちで成形しづらく、一般的にはカレンダーロールにより成形されることが多い。しかし、カレンダーロールにて成形すると、内部応力が緩和されにくいため、寸法が安定化するまでに多くの時間や工数を要していた。

下記特許文献１には、未加硫ゴムを圧延してゴムシートを形成するカレンダー装置よりもゴムシートの移動方向下流側に設けられ、このゴムシートの移動方向と直交するゴムシート幅方向に、当該ゴムシートの幅寸法を、元の寸法の１１０％以上に拡大させる伸張装置を備えるゴムシートの成形装置が記載されている。この成形装置によれば、伸張装置によりゴムシートの幅の寸法を、元の寸法の１１０％以上に拡大させることにより、ゴムシートの移動方向に収縮するための内部応力が緩和されることから、収縮を早期に、かつ簡便に終了させることができ、よってゴムシートの収縮を改善できる。

下記特許文献２には、カレンダーロールにより成形されたゴムシートの寸法が安定状態になるまで冷却するゴム用圧延装置におけるゴムシートの寸法安定方法であって、前記ゴムシートを冷却する際に、該ゴムシートの全幅に対して所定の圧力で押圧しながら冷却してゴムシートの寸法の安定を早めることを特徴とするゴムシートの寸法安定方法が記載されている。この寸法安定方法によれば、ゴムシートを冷却する際に、該ゴムシートの全幅に対して所定の圧力で押圧しながら冷却するようにしたので、カレンダーロールにより圧延された未加硫のゴムシートを拘束してその収縮を抑制し、ゴムシートの寸法を早期に安定状態に導くことができる。

下記特許文献３には、未加硫ゴムをカレンダーロールで圧延したゴムシートを成形し、ゴムシートの全面を全幅に亘って加熱することによってゴムシートの寸法安定化を促進することを特徴とするゴムシートの成形方法が記載されている。

特許文献１〜３に記載の装置又は方法によれば、収縮による寸法変化量は抑えられるが、カレンダー装置よりもゴムシートの移動方向下流側にゴムシートを伸張、押圧、加熱する装置を設けるため、設備全体の設置面積が大きくなる傾向にある。

特開２０１１−１２６０９９号公報 特開平５−２４５８６４号公報 特開２００２−２８３３７６号公報

そこで、本発明の目的は、設備全体がコンパクトでありながら、早期に寸法を安定化できる円筒状ゴム部材の製造装置及び製造方法を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の円筒状ゴム部材の製造装置は、ゴムを円筒状に成形した後に寸法を安定化させる円筒状ゴム部材の製造装置であって、
円筒状ゴム部材を成形するためにゴムが成形面に巻き付けられる成形ドラムと、
前記成形ドラムの内部に周方向に沿って配置された複数の回転ローラと、
前記回転ローラを前記成形ドラムの径方向に移動させるローラ移動装置と、
前記成形ドラム、前記回転ローラ、及び前記ローラ移動装置を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記複数の回転ローラを同一方向に回転させながら前記成形ドラムの成形面よりも径方向外側へ移動させることで、前記円筒状ゴム部材を周方向に回転させながら伸張させることを特徴とする。

この構成に係る製造装置によれば、円筒状ゴム部材を伸張させることで、円筒状ゴム部材の内部応力が緩和されるため、早期に寸法を安定化できる。さらに、円筒状ゴム部材を回転させながら伸張させるため、全体を均一に緩和させることができる。また、本発明の製造装置は、複数の回転ローラにより円筒状ゴム部材を回転させながら緩和させるため、カレンダーロールで圧延したゴムシートをシート状のまま緩和させる方法に比べ、設備全体をコンパクトにできる。

本発明の円筒状ゴム部材の製造装置において、前記成形ドラムは、周方向に分割された複数のセグメントで構成されており、
前記制御部は、前記複数のセグメントを径方向外側へ向かって移動させることで、前記円筒状ゴム部材を伸張させることが好ましい。

この構成によれば、成形面に成形された円筒状ゴム部材を成形ドラムから取り外すことなく伸張させることができる。

また、本発明の円筒状ゴム部材の製造方法は、ゴムを円筒状に成形した後に寸法を安定化させる円筒状ゴム部材の製造方法であって、
前記円筒状ゴム部材の内側に周方向に沿って配置された複数の回転ローラを同一方向に回転させながら前記円筒状ゴム部材の径方向外側へ向かって移動させることで、前記円筒状ゴム部材を周方向に回転させながら伸張させる工程を備えることを特徴とする。

この構成に係る製造方法によれば、円筒状ゴム部材を伸張させることで、円筒状ゴム部材の内部応力が緩和されるため、早期に寸法を安定化できる。さらに、円筒状ゴム部材を回転させながら伸張させるため、全体を均一に緩和させることができる。また、本発明の製造方法は、複数の回転ローラにより円筒状ゴム部材を回転させながら緩和させるため、カレンダーロールで圧延したゴムシートをシート状のまま緩和させる方法に比べ、設備全体をコンパクトにできる。

本発明の円筒状ゴム部材の製造方法において、円筒状の成形ドラムの成形面にゴムを巻き付けて前記円筒状ゴム部材を成形する工程をさらに備え、
前記複数の回転ローラは、前記成形ドラムの成形面よりも径方向外側へ移動されることが好ましい。

この構成によれば、成形面に成形された円筒状ゴム部材を成形ドラムから取り外して移動させることなく、回転ローラにより円筒状ゴム部材を伸張させることができる。

本発明の円筒状ゴム部材の製造方法において、前記成形ドラムは周方向に分割された複数のセグメントで構成されており、
前記複数の回転ローラを移動させる前に、前記複数のセグメントを径方向外側へ向かって移動させることで、前記円筒状ゴム部材を伸張させる工程をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、成形面に成形された円筒状ゴム部材を成形ドラムから取り外すことなく伸張させることができる。

本発明の円筒状ゴム部材の製造方法において、前記回転ローラは、前記セグメントが径方向外側へ向かって移動されて生じた隣り合う前記セグメントの間の隙間を通って、径方向外側へ向かって移動されることが好ましい。

この構成によれば、成形面に成形された円筒状ゴム部材を成形ドラムから取り外すことなく伸張させることができる。

円筒状ゴム部材の製造装置の平面図及び正面図 製造装置の使用状態を示す平面図及び正面図 円筒状ゴム部材の製造方法の工程図

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。本発明の製造装置及び製造方法は、ゴムを円筒状に成形した円筒状ゴム部材の寸法を早期に安定化させるためのものである。本発明により寸法が安定化される円筒状ゴム部材は、円筒状をしたゴム部材であれば特に限定されないが、本発明は、薄肉のシート状ゴムの端部同士を接合して円筒状に成形したゴム部材の寸法安定化に有用であり、インナーライナー等のタイヤ構成部材の寸法安定化に特に有用である。なお、薄肉のシート状ゴムは、公知の押出機により押出成形されるか又は公知のカレンダーロールにより圧延される。

図１は円筒状ゴム部材の製造装置１の平面図及び正面図である。図２は、製造装置１の使用状態を示す平面図及び正面図である。なお、図２において、円筒状ゴム部材９は二点鎖線にて示されている。

図１に示すように、製造装置１は、円筒状ゴム部材９を成形するためにゴムが成形面１１ａに巻き付けられる成形ドラム１１と、成形ドラム１１の内部に周方向に沿って配置された複数の回転ローラ１２と、回転ローラ１２を成形ドラム１１の径方向に移動させるローラ移動装置１３と、成形ドラム１１、回転ローラ１２、及びローラ移動装置１３を制御する制御部（不図示）と、を備えている。

成形ドラム１１は、円筒状をしており、周方向に分割された複数のセグメント１１１で構成されている。本実施形態では、１２個のセグメント１１１で構成されているが、これに限定されない。各セグメント１１１の外周面は、円弧状をしている。

セグメント１１１は、セグメント移動装置１１２によって成形ドラム１１の径方向の内側及び外側に向かって移動できる。これにより、成形面１１ａにて円筒状ゴム部材９を成形する際には、図１のように隣り合うセグメント１１１の間の隙間を無くすことができる。一方、円筒状ゴム部材９を伸張させる際には、図２のようにセグメント１１１を成形ドラム１１の径方向外側へ向かって移動させて、隣り合うセグメント１１１の間に隙間を生じさせることができる。セグメント移動装置１１２としては、例えばエアー式や油圧式シリンダー、もしくはボールねじ等が挙げられる。

複数の回転ローラ１２は、回転駆動することができる。図２に示すように、円筒状ゴム部材９の内周面に接した状態にて複数の回転ローラ１２が同一方向に回転すると、円筒状ゴム部材９も回転する。なお、複数の回転ローラ１２は、全てが駆動ローラである必要はなく、一部にフリーローラを含んでもよい。回転ローラ１２は、図示しないモータ等の回転駆動装置によって回転させられる。

複数の回転ローラ１２は、成形ドラム１１の周方向に沿って配置されている。本実施形態では、回転ローラ１２が成形ドラム１１の周方向に沿って１２個設けられ、各回転ローラ１２は、隣り合うセグメント１１１の間に配置される。また、複数の回転ローラ１２は、成形ドラム１１の軸方向に沿って配置されている。本実施形態では、回転ローラ１２が成形ドラム１１の軸方向に沿って８個設けられている。なお、成形ドラム１１の周方向及び軸方向に配置する回転ローラ１２の数は、円筒状ゴム部材９のサイズ等によって適宜変更される。

ローラ移動装置１３は、回転ローラ１２を成形ドラム１１の径方向の内側及び外側に向かって移動させることができる。これにより、図１のように回転ローラ１２を成形ドラム１１の成形面１１ａよりも径方向内側に移動させることができる一方、図２のように回転ローラ１２を成形ドラム１１の成形面１１ａよりも径方向外側に移動させることができる。ローラ移動装置１３としては、例えばエアー式や油圧式シリンダー、もしくはボールねじ等が挙げられる。

不図示の制御部は、成形ドラム１１、回転ローラ１２、及びローラ移動装置１３を制御することができる。具体的には、制御部は、成形ドラム１１の回転速度や回転のタイミングを調整したり、セグメント移動装置１１２を制御してセグメント１１１の移動速度や移動のタイミングを調整したり、回転ローラ１２を制御して回転速度や回転のタイミングを調整したり、ローラ移動装置１３を制御して回転ローラ１２の移動速度や移動のタイミングを調整したりすることができる。

次に、上記の製造装置１を用いた円筒状ゴム部材９の製造方法を説明する。本発明の円筒状ゴム部材９の製造方法は、円筒状ゴム部材９の内側に周方向に沿って配置された複数の回転ローラ１２を同一方向に回転させながら円筒状ゴム部材９の径方向外側へ向かって移動させることで、円筒状ゴム部材９を周方向に回転させながら伸張させる工程を備えるものである。また、本発明の製造方法は、円筒状の成形ドラム１１の成形面１１ａにゴムを巻き付けて円筒状ゴム部材９を成形する工程をさらに備えてもよい。

初めに、図３（ａ）のように、成形ドラム１１の成形面１１ａにゴムを巻き付けて円筒状ゴム部材９を成形する。ゴムは不図示の押出機等によりシート状に押し出され、シート状のゴムの端部同士を接合することで円筒状ゴム部材９が成形される。

次いで、図３（ｂ）のように、成形ドラム１１を構成する複数のセグメント１１１を径方向外側へ向かって移動させる。これにより、円筒状ゴム部材９は伸張させられる。

次いで、図３（ｃ）のように、複数の回転ローラ１２を成形ドラム１１（セグメント１１１）の成形面１１ａよりも径方向外側へ移動させる。このとき、複数の回転ローラ１２は、セグメント１１１が径方向外側へ向かって移動されて生じた隣り合うセグメント１１１の間の隙間を通って、径方向外側へ向かって移動させられる。また、回転ローラ１２を成形面１１ａよりも径方向外側へ移動させる際には、回転ローラ１２を回転させながら移動させる。これにより、円筒状ゴム部材９を周方向に回転させながら伸張させることができる。

本発明の製造方法では、図３（ｃ）のように円筒状ゴム部材９を伸張させた後、回転ローラ１２を回転させたままの状態で所定時間保持するようにしてもよい。

［他の実施形態］
前述の実施形態では、回転ローラ１２を成形ドラム１１の軸方向に沿って複数配置した例を示したが、成形ドラム１１の軸方向に延びる回転ローラ１２を一つ配置してもよい。

１ 製造装置
９ 円筒状ゴム部材
１１ 成形ドラム
１１ａ 成形面
１２ 回転ローラ
１３ ローラ移動装置
１１１ セグメント
１１２ セグメント移動装置

Claims (6)

1. ゴムを円筒状に成形した後に寸法を安定化させる円筒状ゴム部材の製造装置であって、
   円筒状ゴム部材を成形するためにゴムが成形面に巻き付けられる成形ドラムと、
   前記成形ドラムの内部に周方向に沿って配置された複数の回転ローラと、
   前記回転ローラを前記成形ドラムの径方向に移動させるローラ移動装置と、
   前記成形ドラム、前記回転ローラ、及び前記ローラ移動装置を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記複数の回転ローラを同一方向に回転させながら前記成形ドラムの成形面よりも径方向外側へ移動させることで、前記円筒状ゴム部材を周方向に回転させながら伸張させることを特徴とする円筒状ゴム部材の製造装置。
2. 前記成形ドラムは、周方向に分割された複数のセグメントで構成されており、
   前記制御部は、前記複数のセグメントを径方向外側へ向かって移動させることで、前記円筒状ゴム部材を伸張させることを特徴とする請求項１に記載の円筒状ゴム部材の製造装置。
3. ゴムを円筒状に成形した後に寸法を安定化させる円筒状ゴム部材の製造方法であって、
   前記円筒状ゴム部材の内側に周方向に沿って配置された複数の回転ローラを同一方向に回転させながら前記円筒状ゴム部材の径方向外側へ向かって移動させることで、前記円筒状ゴム部材を周方向に回転させながら伸張させる工程を備えることを特徴とする円筒状ゴム部材の製造方法。
4. 円筒状の成形ドラムの成形面にゴムを巻き付けて前記円筒状ゴム部材を成形する工程をさらに備え、
   前記複数の回転ローラは、前記成形ドラムの成形面よりも径方向外側へ移動される
   ことを特徴とする請求項３に記載の円筒状ゴム部材の製造方法。
5. 前記成形ドラムは周方向に分割された複数のセグメントで構成されており、
   前記複数の回転ローラを移動させる前に、前記複数のセグメントを径方向外側へ向かって移動させることで、前記円筒状ゴム部材を伸張させる工程をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の円筒状ゴム部材の製造方法。
6. 前記回転ローラは、前記セグメントが径方向外側へ向かって移動されて生じた隣り合う前記セグメントの間の隙間を通って、径方向外側へ向かって移動されることを特徴とする請求項５に記載の円筒状ゴム部材の製造方法。
   
   
   

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