JP4636429B2

JP4636429B2 - 未加硫ゴム部材の溝形成装置

Info

Publication number: JP4636429B2
Application number: JP2004311991A
Authority: JP
Inventors: 国彦鈴木; 剛加藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2024-10-27
Also published as: JP2006123236A

Description

本発明は、例えば自動車用の空気入りタイヤの製造段階において、未加硫ゴム部材に空気抜きのための溝を形成する溝形成装置に関するものである。

一般的にこの種のタイヤの製造方法としては、帯状の未加硫ゴム部材等のタイヤ構成部材を複数組み合わせて未加硫タイヤを形成し、未加硫タイヤを加硫金型内で加硫する方法が知られている。また、未加硫タイヤのタイヤ構成部材を組み合わせる際に各タイヤ構成部材間に空気が残留したり、未加硫タイヤを加硫金型内で加硫する際に未加硫タイヤと加硫金型との間に空気が残留したりすると、加硫後のタイヤの性能品質を損ねることが知られている。これらを防止するため、タイヤ構成部材の一種である帯状の未加硫ゴム部材の製造時に、例えば帯状の未加硫ゴム部材の表面に外周部に突起を設けた溝付けローラを押し当てることにより、帯状の未加硫ゴム部材の表面に空気抜きのための溝を形成して空気を抜け易くしている。
特開２００２−３３１５９５号公報

しかしながら、前記帯状の未加硫ゴム部材の表面は凹凸を有する場合が多く、溝付けローラの突起が接触しずらい凹部に空気抜きのための溝が形成されず、未加硫タイヤの各タイヤ構成部材間の空気抜きや加硫金型内での未加硫タイヤと加硫金型との間の空気抜きが不十分になる問題点があった。また、前記凹凸を許容するため溝付けローラに帯状の未加硫ゴム部材の凹凸に沿う形状の突起を形成する方法もあるが、帯状の未加硫ゴム部材の種類ごとに溝付けローラを製作する必要が生じ、効率的ではない。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、帯状の未加硫ゴム部材の表面に確実に空気抜きのための溝を形成することのできる未加硫ゴム部材の溝形成装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、外周面に軸方向に延びる複数の突起を周方向に間隔をおいて設けた溝付けローラと、溝付けローラと外周面を対向させて配置された押圧ローラとを備え、各ローラの間に帯状の未加硫ゴム部材を通過させることにより、未加硫ゴム部材の表面に各突起によって溝を形成する未加硫ゴム部材の溝形成装置において、前記押圧ローラを、押圧ローラの外周面を形成するように押圧ローラの軸方向に配列された複数のリング部材と、各リング部材の内側を挿通する回転軸部と、内部に封入した圧力媒体によって各リング部材の内周面を径方向に支持する可撓性の支持部材と、回転軸部に対する各リング部材の回転を規制するとともに各リング部材の径方向への変位を許容する弾性変形可能な回転規制部材とから構成することとした。

これにより、各リング部材が内部に圧力媒体を封入した支持部材によって内周面が支持されることから、各リング部材で帯状の未加硫ゴム部材の表面を押圧する際、各リング部材に押圧ローラの径方向の外力が加わり、その内側の支持部材が圧力媒体の圧力に抗して変形し、各リング部材がそれぞれ外力の方向に移動する。このため、押圧ローラの外周面が未加硫ゴム部材の表面の凹凸に沿った形に変形し、押圧ローラで帯状の未加硫ゴム部材の幅方向全体が均一に押圧される。

本発明の未加硫ゴム部材の溝形成装置によれば、押圧ローラで帯状の未加硫ゴム部材の幅方向全体を均一に押圧することができるので、溝付けローラの外周面に設けた突起を帯状の未加硫ゴム部材の幅方向全体に均一な力で押し当てることができ、帯状の未加硫ゴム部材の表面に空気抜きのための溝を確実に形成することができる。

図１乃至図６は本発明の一実施形態を示すもので、図１は未加硫ゴム部材の押出機及び溝形成装置の一部断面を有する側面図、図２は溝付けローラの正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は押圧ローラの正面断面図、図５は図４のＢ−Ｂ線断面図、図６は帯状の未加硫ゴム部材押圧時の押圧ローラの動作説明図である。

この未加硫ゴム部材の製造装置は、塊状の未加硫ゴムＢＬを帯状に押し出す押出機１と、押出機１から押し出された帯状の未加硫ゴム部材ＳＥを搬送する搬送装置２と、搬送装置２の途中に設けられた溝付けローラ１０と、帯状の未加硫ゴム部材ＳＥを介して溝付けローラ１０と外周面が対向する位置に設けられた押圧ローラ２０とを備えている。

押出機１は、先端側が円錐状に細くなっている円筒形状のシリンダー１ａと、シリンダー１ａの先端に設けられた口金１ｂと、シリンダー１ａ内に配置された先端が断面円形状のピストン１ｃとを備え、ピストン１ｃは図示しないピストン移動手段によってシリンダー１ａ内で移動するようになっている。また、シリンダー１ａ、口金１ｂ及びピストン１ｃは金属材料から形成されており、口金１ｂは帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの種類ごとに数種類用意された他の口金と交換可能になっている。

搬送装置２は、押出機１のピストン１ｃの移動方向に複数個配置された円柱形状の搬送ローラ２ａと、搬送ローラ２ａを回転自在に支持するレール２ｂとを備えている。また、搬送ローラ２ａ及びレール２ｂは金属材料から形成されている。

溝付けローラ１０は、円柱形状のローラ部１１と、ローラ部１１の両端に設けられたローラ部１１より外径の小さい円柱形状の軸部１２と、ローラ部１１の一端側の軸部１２に設けられたプーリー１３とを備え、ローラ部１１、軸部１２及びプーリー１３は金属材料から形成されている。また、軸部１２は溝付けローラ支持体１４に設けられた一対の支持部材１４ａにベアリング１４ｂを介して回転自在に支持されている。さらに、溝付けローラ支持体１４は、モーター１４ｃと、モーター１４ｃの回転軸に固定されたプーリー１４ｄと、プーリー１４ｄとプーリー１３との間に巻き掛けられたゴムベルト１４ｅとを備え、モーター１４ｃによりローラ部１１が駆動されるようになっている。

図２及び図３に示すように、ローラ部１１の外周面１１ａには、溝付けローラ１０の軸方向に延びる突起１１ｂが溝付けローラ１０の周方向に間隔をおいて複数箇所に設けられており、突起１１ｂは先端側が細くなるように形成されている。また、突起１１ｂは金属材料から形成されている。

溝付けローラ支持体１４はエアーシリンダー１４ｆを備え、エアーシリンダー１４ｆによって溝付けローラ１０を帯状の未加硫ゴム部材ＳＥに押圧するようになっている。

押圧ローラ２０は、軸方向に配置された複数個のリング部材２１と、各リング部材２１の内側に隙間ＧＡを設けて挿通された回転軸部２２と、隙間ＧＡに配置された複数本の請求項記載の支持部材としてのチューブ２３と、各チューブ２３の一端が接続される容器２４と、各リング部材２１にそれぞれ設けた貫通孔２１ａに挿通された複数本の回転規制部材２５と、配列されたリング部材２１の軸方向両側にそれぞれ配置された一対の端面部材２６とを備え、回転軸部２２は押圧ローラ支持体２７に設けられた一対の支持部材２７ａにベアリング２７ｂを介して回転自在に支持されている。また、押圧ローラ支持体２７は図示しない設置面に固定されている。

各リング部材２１は内周及び外周が断面円形状の円板形状であり、金属材料から形成されている。尚、各リング部材２１は軸方向に複数個配置されて隣り合う端面同士が接触しており、各リング部材２１の外周面により押圧ローラ２０の外周面２０ａが形成されている。また、各リング部材２１には回転規制部材２５の本数に応じた数の貫通孔２１ａが周方向に間隔をおいて設けられている。

回転軸部２２は金属材料からなり、その両端はベアリング２７ｂに挿入可能な外径の円柱形状に形成され、中央部は両端部よりも外径の大きい円柱形状に形成されている。

チューブ２３は外面及び内面がともに断面円形状の細長い管であり、その外径はリング部材２１と回転軸部２２との間の隙間ＧＡより若干大きく形成されている。この場合、チューブ２３は例えばソフトポリウレタン等の圧力媒体ＰＡを封入可能な弾性材料から形成されている。また、チューブ２３は押圧ローラ２０の軸方向に延びるように形成され、押圧ローラ２０の周方向に間隔をおいて複数本配置され、隙間ＧＡを挿通している。さらに、各チューブ２３の一端は容器２４に接続されており、他端はチューブクランプ２３ａにより閉鎖されている。前記構造により、リング部材２１はチューブ２３に支持され、チューブ２３は回転軸部２２に支持される。

容器２４は内部に空洞２４ａを有する円板状に形成され、中心に設けた孔２４ｂに回転軸部２２が溶接等により固定されている。また、容器２４の一端には各チューブ２３が接続され、且つ、各チューブ２３との間で圧力媒体ＰＡを授受するため周方向に間隔をおいてチューブ２３に対応する数の取付孔２４ｃが設けられている。さらに、空洞２４ａから回転軸部２２の一端まで圧力媒体を流通させる流路２２ａが回転軸部２２の内部に設けられ、回転軸部２２の一端には流路２２ａを閉鎖するようにジョイント２２ｂが設けられている。また、ジョイント２２ｂから配管２２ｃが延びており、配管２２ｃに請求項記載の圧力調節手段としての減圧弁２２ｄが接続され、減圧弁２２ｄに配管２２ｅを介して圧力媒体供給装置２２ｆが接続されている。

回転規制部材２５は例えばソフトウレタン等の弾性材料からなる中空状部材で形成されている。回転規制部材２５は各リング部材２１に設けた貫通孔２１ａに挿通され、このため各リング部材２１が回転規制部材２５により回転規制される。また、配列されたリング部材２１から回転規制部材２５の両端が突出している。

各端面部材２６は金属材料からなる外径リング２１より小さい外径を有する円板形状であり、配列方向両端のリング部材２１の側方に各端面部材２６の一端が接触するように軸２２に溶接等により固定され、各リング部材２１の軸方向の動きを規制している。また、各端面部材２６の一端には周方向に間隔をおいて回転規制部材２５に対応した数の係合穴２６ａが設けられており、係合穴２６ａに前記のように配列された外径リング２１から突出した回転規制部材２５が係合している。よって、各リング部材２１は各リング部材２１に設けた貫通孔２１ａに挿通された回転規制部材２５により回転規制され、回転規制部材２５の両端は端面部材２６の係合穴２６ａに係合され、端面部材２６は回転軸部２２に溶接等により固定されているため、各リング部材２１は回転軸部２２に対し回転規制されることとなる。また、各端面部材２６にはチューブ２３に対応する数の孔２６ｂが周方向に間隔をおいて設けられており、チューブ２３が挿通されている。

回転軸部２２の一端側にはプーリー２８が設けられるとともに、支持部材２７ａに取付けられたモータ２９のプーリー２９ａとの間にゴムベルト２９ｂが巻き掛けられ、モータ２９によって押圧ローラ２０が搬送装置２による帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの搬送速度と等しい速度で駆動されるようになっている。

以上の構成において帯状の未加硫ゴム部材ＳＥを形成する方法は、図１に示すように、まず、押出機１の中に塊状の未加硫ゴムＢＬを投入し、図示しないピストン移動手段によりピストン１ｃをシリンダー１ａの先端側に移動することにより塊状の未加硫ゴムＢＬを口金１ｂを通過させて押し出し、連続する断面所定形状の帯状の未加硫ゴム部材ＳＥを形成する。次に、帯状の未加硫ゴム部材ＳＥを搬送装置２により搬送し、搬送装置２の搬送途中において、押圧ローラ２０の上を通過する帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの上面を溝付けローラ１０によって押圧する。これにより、各ローラの間を通過する帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの上面に溝付けローラ１０の突起１１ｂが押し当てられ、帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの上面に空気抜きのための溝が形成される。

また、圧力媒体供給装置２２ｆから配管２２ｅを介して減圧弁２２ｄに流入した圧力媒体ＰＡは、さらに配管２２ｃ、ジョイント２２ｂ及び流路２２ａを通じて容器２４内に流入し、容器２４から各チューブ２３に分配される。また、減圧弁２２ｄにより、圧力容器２４及び各チューブ２３内の圧力媒体ＰＡの圧力は所定圧力に保持される。

ここで、押圧ローラ２０の外周面２０ａは複数のリング部材２１の外周面により形成されており、また、各リング部材２１は圧力媒体ＰＡが封入されたチューブ２３に支持され、チューブ２３は回転軸部２２に支持されているため、各リング部材２１に押圧ローラ２０の径方向に外力を加えるとチューブ２３が圧力媒体ＰＡの圧力に抗して潰れるように変形し、各リング部材２１が外力の方向に移動する。よって、押圧リング２０で表面に凹凸を有する帯状の未加硫ゴム部材ＳＥを押圧する際、前記凹凸に応じて押圧リング２０の外周面２０ａを形成する各リング部材２１が押圧ローラ２０の径方向に移動し、外周面２０ａが前記凹凸に沿った形に変形する。

このとき、潰れるように変形したチューブ２３が圧力媒体ＰＡの圧力により復元しようとして各リング部材２１が帯状の未加硫ゴム部材ＳＥを押圧するが、各チューブ２３は弾性材料から形成されているため、押圧力Ｆは主に圧力媒体ＰＡの圧力により発生する。また、各チューブ２３内で圧力媒体ＰＡの圧力は所定圧力に保持されているため、各リング部材２１はほぼ等しい押圧力Ｆで帯状の未加硫ゴム部材ＳＥを押圧する。

このように、本実施形態の未加硫ゴム部材の溝形成装置によれば、押圧ローラ２０の外周面２０ａを軸方向に配列された複数個のリング部材２１の外周面により形成し、また、各リング部材２１の内側に各リング部材２１と隙間ＧＡを設けて回転軸部２２を挿通し、隙間ＧＡに圧力媒体ＰＡが封入されたチューブ２３を配置しているため、押圧ローラ２０の上を通過する帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの上面を溝付けローラ１０によって押圧する際、押圧ローラ２０の各チューブ２３が圧力媒体ＰＡの圧力に抗して潰れるように変形することにより押圧ローラ２０の外周面２０ａが未加硫ゴム部材ＳＥの凹凸に沿う形に変形し、押圧ローラ２０の外周面２０ａが帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの幅方向全体を均一に押圧する。このため、溝付けローラ１０に設けた突起１１ｂも帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの幅方向全体に均一に押し当てられることとなり、帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの表面に空気抜きのための溝を確実に形成することができる。

また、各チューブ２３はソフトポリウレタン等の弾性材料から形成されているため、潰れるように変形したチューブ２３が復元しようとして発生する各リング部材２１を帯状の未加硫ゴム部材ＳＥに押圧する押圧力Ｆは、主に圧力媒体ＰＡの圧力によって発生する。また、各チューブ２３内で圧力媒体ＰＡの圧力は所定圧力に保持されているため、各リング部材２１はほぼ同じ押圧力Ｆで帯状の未加硫ゴム部材ＳＥを押圧する。よって、押圧ローラ２０は帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの幅方向全体をより均一に押圧し、このため、帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの幅方向全体に溝付けローラ１０に設けた突起１１ｂがより均一に押し当てられることとなり、帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの表面に空気抜きの溝をより確実に形成することができる。

また、各リング部材２１は各リング部材２１に設けた貫通孔２１ａに挿通された回転規制部材２５により回転規制され、配列された各リング部材２１から突出した回転規制部材２５の両端は端面部材２６に設けた係合穴２６ａに係合され、さらに、端面部材２６は回転軸部２２に溶接等により固定されているため、各リング部材２１は回転軸部２２に対し回転規制されることとなる。このため、各リング部材２１は回転軸部２２と相対的に回転せず、各リング部材２１とチューブ２３との摩擦によって発生するチューブ２３の破損を防止できる。

また、圧力媒体ＰＡの圧力を請求項記載の圧力調節手段としての減圧弁２２ｄで調節することにより、帯状の未加硫ゴム部材ＳＥを押圧ローラ２０の外周面２０ａで押圧する力を調節することができる。これにより、溝付けローラ１０の突起１０ｂを帯状の未加硫ゴム部材ＳＥに押し当てる力を調節することができるため、帯状の未加硫ゴム部材ＳＥの形状や材質に応じて確実に空気抜きのための溝を形成することができる。

尚、本実施形態では外面及び内面がともに断面円形状の細長い管で形成されたチューブ２３を複数本使用したが、図７に示すようにチューブ２３と比較し幅広のチューブ３０を複数本使用することも可能である。また、図８に示すように各リング部材２１と回転軸部２２に沿って内壁３１ａ及び外壁３１ｂが形成された単一のチューブ３１を使用しても良い。尚、チューブ３０、３１は圧力媒体ＰＡを封入可能なソフトポリウレタン等の弾性材料から形成されている。

本発明の一実施形態を示す未加硫ゴム部材の押出機及び溝形成装置の一部断面を有する側面図である。溝付けローラの正面図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。押圧ローラの正面断面図である。図４のＢ−Ｂ線断面図である。帯状の未加硫ゴム部材押圧時の押圧ローラの動作説明図である。本発明における他の実施形態の押圧ローラの軸線と直交する方向の断面図である。本発明におけるさらに他の実施形態の押圧ローラの軸線と直交する方向の断面図である。

符号の説明

１…押出機、２…搬送装置、１０…溝付けローラ、１１…ローラ部、１１ｂ…突起、１２…軸部、２０…押圧ローラ、２０ａ…外周面、２１…リング部材、２１ａ…貫通孔、２２…回転軸部、２２ｄ…減圧弁、２２ｆ…圧力媒体供給装置、２３…チューブ、２５…回転規制部材、２６…端面部材、２６ａ…係合穴、ＢＬ…塊状の未加硫ゴム、ＳＥ…帯状の未加硫ゴム部材、ＧＡ…隙間、ＰＡ…圧力媒体、Ｆ…押圧力。

Claims

外周面に軸方向に延びる複数の突起を周方向に間隔をおいて設けた溝付けローラと、溝付けローラと外周面を対向させて配置された押圧ローラとを備え、各ローラの間に帯状の未加硫ゴム部材を通過させることにより、未加硫ゴム部材の表面に溝付けローラの各突起によって溝を形成する未加硫ゴム部材の溝形成装置において、
前記押圧ローラを、押圧ローラの外周面を形成するように押圧ローラの軸方向に配列された複数のリング部材と、各リング部材の内側を挿通する回転軸部と、内部に封入した圧力媒体によって各リング部材の内周面を径方向に支持する可撓性の支持部材と、回転軸部に対する各リング部材の回転を規制するとともに各リング部材の径方向への変位を許容する弾性変形可能な回転規制部材とから構成した
ことを特徴とする未加硫ゴム部材の溝形成装置。
前記支持部材を押圧ローラの軸方向に延びるチューブ状部材により形成して押圧ローラの周方向複数箇所に配置した
ことを特徴とする請求項１記載の未加硫ゴム部材の溝形成装置。
前記回転規制部材を押圧ローラの軸方向に延びる中空状部材により形成して押圧ローラの周方向複数箇所に設けた
ことを特徴とする請求項１または２記載の未加硫ゴム部材の溝形成装置。
前記支持部材内に封入される圧力媒体の圧力を調節する圧力調節手段を備えた
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の未加硫ゴム部材の溝形成装置。