JP6050798B2

JP6050798B2 - ゴムストリップの製造装置

Info

Publication number: JP6050798B2
Application number: JP2014209254A
Authority: JP
Inventors: 武史川津
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: CN105500576B; CN105500576A; JP2016078256A

Description

本発明は、例えば、タイヤ等のゴム製品の製造に用いられるゴムストリップを精度良く製造しうる装置に関する。

例えば、空気入りタイヤは、未加硫の生タイヤを加硫することにより製造されている。生タイヤの主要部は、リボン状に成形された未加硫ゴムであるゴムストリップをタイヤ周方向に連続的に螺旋状に巻き重ねて形成されている。

下記特許文献１は、ゴム押出機から吐出される予備成形されたゴムストリップをリボン状に押圧するカレンダーヘッドを具えたゴムストリップの製造装置を提案している。カレンダーヘッドは、上下一対のカレンダーロールを含んでいる。

従来のようなゴムストリップの製造装置では、一対のカレンダーロールの一方は、流体圧シリンダによって上下に移動可能に配されている。ゴムストリップを製造する場合、一対のカレンダーロールは、予め設定された間隔に保持され、その間にゴム押出機から吐出される予備成形されたゴムストリップを通過させる。これにより、実質的に上記間隔の厚さに等しいリボン状のゴムストリップが連続的に製造される。

特開２００６−０８２２７７号公報

ところで、空気入りタイヤを製造するために用いられるゴムストリップは、例えば、タイヤの種類やサイズによって、厚さを変えて最適に調整されるのが望ましい。しかしながら、上記のようなゴムストリップの製造装置は、シリンダのストロークを任意に調整することができず、ひいては、厚さが異なるゴムストリップを成形するのが困難であった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、異なる厚さのゴムストリップを精度良く製造しうる装置を提供することを主たる目的としている。

本発明は、押出機本体から吐出される予備成形されたゴムストリップを押圧するカレンダーヘッドを具えたゴムストリップの製造装置であって、前記カレンダーヘッドは、一対のカレンダーロールと、少なくとも一方のカレンダーロールを移動させ、前記カレンダーロール間の距離を変化させる移動手段とを含み、前記移動手段は、電動機を含む動力手段と、前記動力手段の動力の運動方向を変換して、前記少なくとも一方のカレンダーロールを移動させる運動方向変換手段とを含むことを特徴とする。

本発明に係る前記製造装置において、前記動力手段は、前記電動機により第１の方向に移動可能な可動部を含み、前記運動方向変換手段は、前記可動部に連結されて前記第１の方向に移動可能に案内された第１ピースと、前記少なくとも一方のカレンダーロールに連結されかつ前記第１の方向と直角な第２の方向に移動可能に案内された第２ピースと、前記第１ピース及び前記第２ピースを係合する係合部とを含み、前記係合部は、前記第１ピースの前記第１の方向の運動を前記第２ピースの第２の方向の運動に変換する斜面を有するのが望ましい。

本発明に係る前記製造装置において、前記係合部の斜面は、前記第１の方向と前記第２の方向との間で、前記第２の方向に対する傾斜角度が２０〜４０度の範囲であるのが望ましい。

本発明に係る前記製造装置において、前記カレンダーヘッドを通過したゴムストリップの断面形状を検出可能な形状検出手段と、前記形状検出手段により検出された前記ゴムストリップの断面形状に基づいて、前記電動機を制御する制御装置とをさらに含むのが望ましい。

本発明に係る前記製造装置において、前記形状検出手段は、検出光を照射し、その反射光を受光することにより、前記ゴムストリップまでの距離を測定する一対の距離センサと、前記距離センサの測定結果に基づいてゴムストリップの断面形状を計算する計算手段とを含むのが望ましい。

本発明に係る前記製造装置において、前記ゴムストリップの断面形状には、少なくとも前記ゴムストリップの厚さが含まれるのが望ましい。

本発明に係る前記製造装置において、前記カレンダーロールは、上下方向に並べて配され、前記第１の方向は、水平方向であり、前記第２の方向は上下方向であるのが望ましい。

本発明のゴムストリップの製造装置は、押出機本体から吐出される予備成形されたゴムストリップを押圧するカレンダーヘッドを具えている。カレンダーヘッドは、一対のカレンダーロールと、少なくとも一方のカレンダーロールを移動させ、カレンダーロール間の距離を変化させる移動手段とを含んでいる。

移動手段は、電動機を含む動力手段と、動力手段の動力の運動方向を変換して、少なくとも一方のカレンダーロールを移動させる運動方向変換手段とを含んでいる。電動機は、例えば、流体圧シリンダ等に比して、入力に応じた正確な出力を得ることができる。また、運動方向変換手段は、動力手段の動力の運動方向を変換する際に、その出力比を変えることができる。従って、本発明の製造装置では、カレンダーロールの間の距離を正確に制御して、異なる厚さのゴムストリップを精度良く製造することができる。

本発明の一実施形態のゴムストリップの製造装置の模式的な側面図である。図１の一方のカレンダーヘッド付近の部分拡大図である。図２のＡ−Ａ断面図である。図２の運動方向変換手段の斜視図である。他の実施形態の運動方向変換手段の斜視図である。図５のＢ−Ｂ断面図である。図１の形状検出手段付近の部分拡大図である。

以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態のゴムストリップＧの製造装置１の模式的な側面図が示されている。図１に示されるように、製造装置１は、押出機本体２と、カレンダーヘッド３とを含んでいる。

図１に描かれる押出機本体２は、その一部が切り欠かれている。本実施形態の各押出機本体２は、各種の配合剤を含むゴム材料Ｇ２が投入される投入口４と、予備成形されたゴムストリップＧ１が吐出される吐出口５と、投入口４と吐出口５とを連通する流路６と、流路６に配されたゴム押出用のスクリュー７とを含んでいる。ゴム材料Ｇ２は、例えば、コンベア等、それぞれ適宜の搬送手段により、投入口４に投入される。

本実施形態の押出機本体２は、投入口４から投入されたゴム材料Ｇ２を、スクリュー７により流路６内で混練しながら吐出口５側へ送る。図２には、図１の一方のカレンダーヘッド３付近の部分拡大図が示されている。図２に示されるように、ゴム材料Ｇ２は、吐出口５に設けられたダイプレート（図示省略）により、リボン状に予備成形されたゴムストリップＧ１として、連続して吐出される。

カレンダーヘッド３は、吐出口５から吐出される予備成形されたゴムストリップＧ１を押圧し、予め設定された断面形状のゴムストリップＧを形成する。

カレンダーヘッド３は、例えば、中空状のケーシング３ａを含んでいる。ケーシング３ａは、押出機本体２の吐出口５の下流側近傍に固着されている。

ケーシング３ａには、上下に配された一対のカレンダーロール８Ｕ、８Ｄと、移動手段９とが設けられている。

各カレンダーロール８Ｕ、８Ｄは、吐出口５の下流側に配されている。これにより、各カレンダーロール８Ｕ、８Ｄは、吐出口５から吐出されたゴムストリップＧ１を上下で押圧しうる。各カレンダーロール８Ｕ、８Ｄは、押圧するゴムストリップＧ１に応じて、そのロール径、ロール表面形状、摩擦係数及び素材等が適宜選択されるのが望ましい。

本実施形態のカレンダーロール８Ｕは、例えば、ケーシング３ａに軸受け８ａを介して軸支され、カレンダーロール８Ｄは、例えば、ケーシング３ａに軸受け８ｂを介して軸支されている。各カレンダーロール８Ｕ、８Ｄの回転軸Ｊ１、Ｊ２は、それぞれ、水平方向に沿って配されている。本実施形態のカレンダーロール８Ｕは、例えば、軸受け８ａがケーシング３ａに沿って上下方向にスライド移動可能に設けられ、回転軸Ｊ１とともに上下方向に移動可能である。

移動手段９は、カレンダーロール８Ｕ、８Ｄ間の距離を変化させる。本実施形態の移動手段９は、少なくとも一方（本実施形態では、上側）のカレンダーロール８Ｕを上下方向に移動させることにより、カレンダーロール８Ｕ、８Ｄ間の距離を変化させる。

移動手段９は、電動機１１を含む動力手段１０と、動力手段１０の動力の運動方向を変換する運動方向変換手段１２とを含んでいる。

動力手段１０は、例えば、電動機１１により第１の方向、本実施形態では、水平方向に移動可能な可動部１３をさらに含んでいる。動力手段１０には、可動部１３として進退移動可能なロッドを有するシリンダモータが採用されるのが望ましい。このような動力手段１０は、例えば、流体圧シリンダ等に比して、可動部１３の正確な出力（突出量）を得ることができる。本実施形態の動力手段１０は、電動機１１の駆動により可動部１３を入力に応じた距離だけ水平方向に進退移動させることができる。本実施形態の動力手段１０は、吐出口５の上部に配され、押出機本体２の上方のデッドスペースが有効利用される。

運動方向変換手段１２は、例えば、可動部１３に連結された第１ピース１５と、少なくとも一方、本実施形態では、上側のカレンダーロール８Ｕに連結された第２ピース１６と、第１ピース１５及び第２ピース１６を係合する係合部１７とを含んでいる。

図３には、図２のＡ−Ａ断面図が示されている。図４には、運動方向変換手段１２の斜視図が示されている。図２乃至図４に示されるように、第１ピース１５は、例えば、ブロック状に形成され、第２ピース１６に対向する側に斜面１５ａを有している。本実施形態の第１ピース１５は、ケーシング３ａ内に設けられたレール等の案内手段に沿って、水平方向にのみ移動可能に構成されている。

本実施形態の第２ピース１６は、正面視において、カレンダーロール８Ｕの軸方向両側の一対の軸受け８ａ、８ａと略Ｕ字状に連結されている。第２ピース１６は、例えば、ブロック状に形成され、第１ピース１５の斜面１５ａと互いに向かい合う斜面１６ａを有している。本実施形態の第２ピース１６は、ケーシング３ａ内に設けられたレール等の案内手段に沿って、上下方向にのみ移動可能に構成されている。

本実施形態の運動方向変換手段１２は、例えば、ケーシング３ａと軸受け８ａとの間に、軸受け８ａを上方に付勢する付勢手段１２ａをさらに含んで構成される。このため、第２ピース１６は、第１ピース１５の斜面１５ａと当接するように保持される。

係合部１７は、例えば、第１ピース１５の斜面１５ａと、第２ピース１６の斜面１６ａとの接触部を含んで構成されている。係合部１７は、例えば、第１ピース１５の水平方向への運動を、第２ピース１６の下方への運動に変換することができる。このような係合部１７を含む運動方向変換手段１２は、動力手段１０の動力の運動方向を変換する際に、その出力比を変えることができる。

係合部１７の各斜面１５ａ、１６ｂ、本実施形態では、斜面１５ａは、上下方向と水平方向との間で、水平方向に対する傾斜角度が、例えば、２０〜４０度の範囲であるのが望ましい。このような係合部１７は、その出力比により、第１ピース１５の水平方向の前進移動で第２ピース１６を容易に下方へと移動させる。一方、第２ピース１６に作用する上方へ力によっては、第１ピース１５が水平方向に移動されることがない。

本実施形態の係合部１７は、一方の斜面、例えば、第２ピース１６の斜面１６ａに形成された溝部１７ａと、この溝部１７ａに配されたローラ１７ｂとをさらに含んで構成される。ローラ１７ｂは、例えば、溝部１７ａの両側の壁面に、回転可能に軸支されている。このような運動方向変換手段１２によれば、第１ピース１５の水平移動に伴って、第２ピース１６の溝部１７ａに配されたローラ１７ｂが第１ピース１５の斜面１５ａを転動し、両者の摩擦を減らして、第２ピース１６が円滑に下方へと移動される。

本実施形態の製造装置１では、例えば、電動機１１の回転数等が制御され、第１ピース１５の水平方向の位置（突出量）が制御される。カレンダーロール８Ｕは、例えば、付勢手段１２ａにより上方に付勢されているため、第１ピース１５の前進移動により、第２ピース１６を介して下方へと移動される。従って、本実施形態の製造装置１では、予め設定された第１ピース１５の水平方向の位置により、第２ピース１６の上限位置を設定でき、カレンダーロール８Ｕ、８Ｄの間の距離を正確に制御して、異なる厚さのゴムストリップＧを精度良くかつ順次製造することができる。

また、本実施形態の製造装置１では、カレンダーロール８Ｕ、８ＤによりゴムストリップＧ１を押圧しつつ、カレンダーロール８Ｕ、８Ｄ間の距離を、大きく又は小さく容易に変化させることができる。このような製造装置１では、例えば、厚さを多段階に変化させたゴムストリップＧを順次製造することができる。

図５には、他の実施形態の運動方向変換手段１２の分解斜視図が示されている。図６には、図５のＢ−Ｂ断面図が示されている。図５の運動方向変換手段１２は、係合部１７が、第１ピース１５の斜面１５ａから突出する略Ｔ字状の突出部２０と、第２ピース１６の斜面１６ａに形成された溝部２１とから構成されている。図５又は図６に示されるように、溝部２１は、例えば、略Ｔ字状の突出部２０と同様な略Ｔ字状の断面を有し、突出部２０を長手方向に沿って移動可能に係合している。このような係合部１７によれば、第１ピース１５の水平方向の移動に伴って、突出部２０が溝部２１に沿って移動され、ひいては第２ピース１６を上下方向に移動することができる。このような運動方向変換手段１２は、付勢手段１２ａを用いることなく、かつ、第１ピース１５が第２ピース１６を落下させることなく、第１ピース１５の水平方向の移動により、第２ピース１６を上下方向に移動させることができる。

図１に示されるように、製造装置１は、ゴムストリップＧの断面形状を検出可能な形状検出手段２５と、ゴムストリップＧの断面形状に基づいて、電動機１１（図２に示す）を制御する制御装置２８とをさらに含んでいる。

図７には、図１の形状検出手段２５付近の部分拡大図が示されている。図７に示されるように、形状検出手段２５は、各カレンダーヘッド３を通過したゴムストリップＧの断面形状を検出するため、カレンダーヘッド３の近傍に配されている。

形状検出手段２５は、例えば、上下一対の距離センサ２６、２６と、各距離センサ２６を支持する支持手段２７と、距離センサ２６の測定結果に基づいてゴムストリップＧの断面形状を計算する計算手段２８ａとを含んでいる。

本実施形態の距離センサ２６、２６は、上下一対に設けられているが、ゴムストリップＧを挟んで対向する位置に設けられれば良く、例えば、他の態様では、左右一対に設けられる。距離センサ２６は、例えば、ゴムストリップＧに向かって検出光を照射し、その反射光を受光することにより、ゴムストリップＧまでの距離Ｄを測定する。本実施形態の距離センサ２６は、ゴムストリップＧの幅方向に広い検出光を照射し、その反射光を受光することにより、ゴムストリップＧの上面又は下面の形状及び上面又は下面までの距離を測定する。

支持手段２７は、例えば、円筒状の環状部材２９と、環状部材２９をゴムストリップＧの中心線ＣＬ周りに支持する支持部材３０とを含んでいる。支持部材３０は、例えば、押出機本体２側のフレーム（図示省略）に固着され、カレンダーヘッド３の下流側で環状部材２９を支持している。環状部材２９は、その中心がゴムストリップＧの中心線ＣＬに一致するリング状である。この環状部材２９は、検出光がゴムストリップＧの中心線ＣＬに向かって照射されるように、各距離センサ２６を支持することができる。

本実施形態の計算手段２８ａには、例えば、コンピュータが用いられ、各距離センサ２６の測定結果が順次入力される。

本実施形態の制御装置２８は、例えば、コンピュータであり、計算手段２８ａとしてのコンピュータを含んでいる。この制御装置２８は、例えば、形状検出手段２５からゴムストリップＧの断面形状が入力されると、予め入力されたゴムストリップＧの断面形状と比較し、ゴムストリップＧの厚さが異なる場合には、これを修正する制御信号を電動機１１に出力する。本実施形態のゴムストリップＧの断面形状には、少なくともゴムストリップＧの厚さが含まれる。

上述の形状検出手段２５では、各距離センサ２６が、ゴムストリップＧの形状及びゴムストリップＧまでの距離Ｄを順次測定し、その測定結果を計算手段２８ａに出力する。計算手段２８ａは、測定結果が入力されると、各距離センサ２６の測定結果を統合することにより、ゴムストリップＧの断面形状を計算し、計算結果を制御装置２８に出力する。制御装置２８は、入力された計算結果と、予め設定されたゴムストリップＧの断面形状とを比較し、断面形状が互いに異なる場合、これを修正する制御信号を電動機１１（図２に示す）に出力する。

本実施形態の製造装置１では、ゴムストリップＧの製造過程において、例えば、温度変化等によりゴムストリップＧの厚さが変化した場合、形状検出手段２５及び制御装置２８により、電動機１１が制御され、カレンダーロール８Ｕ、８Ｄ（図２に示す）間の距離が調整される。このような製造装置１は、長手方向の厚さの変化が抑制された精度良いゴムストリップＧを製造しうる。

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、本発明はこれらの実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１ゴムストリップの製造装置
２押出機本体
３カレンダーヘッド
８Ｕ、８Ｄカレンダーローラ
９移動手段
１０動力手段
１１電動機
１２運動方向変換手段
Ｇゴムストリップ
Ｇ１ゴムストリップ

Claims

押出機本体から吐出される予備成形されたゴムストリップを押圧するカレンダーヘッドを具えたゴムストリップの製造装置であって、
前記カレンダーヘッドは、上下方向に並べて配された一対のカレンダーロールと、上側に配されたカレンダーロールを回転自在に軸支する軸受けを移動させることにより、前記カレンダーロール間の距離を変化させる移動手段とを含み、
前記移動手段は、電動機を含む動力手段と、前記動力手段の動力の運動方向を変換して、前記上側に配されたカレンダーロールを移動させる運動方向変換手段とを含み、
前記動力手段は、前記電動機により水平方向に移動可能な可動部を含み、
前記運動方向変換手段は、前記可動部に連結されて前記水平方向に移動可能に案内された第１ピースと、前記上側に配されたカレンダーロールに連結されかつ上下方向に移動可能に案内されしかも前記第１ピースの下方側に位置する第２ピースと、前記第１ピース及び前記第２ピースを係合する係合部と、前記軸受けを上方に付勢する付勢手段とを含み、
前記係合部は、前記第１ピースの前記水平方向の運動を前記第２ピースの上下方向の運動に変換する斜面を有することを特徴とするゴムストリップの製造装置。
前記係合部は、前記第１ピースの斜面と、前記第２ピースの斜面との接触部を含んで構成されており、
前記斜面のうちの一方には、溝部と、この溝部に配されかつ他方の斜面を転動するローラとが設けられている請求項１記載のゴムストリップの製造装置。
前記係合部の斜面は、前記第１の方向と前記第２の方向との間で、前記第２の方向に対する傾斜角度が２０〜４０度の範囲である請求項２に記載のゴムストリップの製造装置。
前記カレンダーヘッドを通過したゴムストリップの断面形状を検出可能な形状検出手段と、
前記形状検出手段により検出された前記ゴムストリップの断面形状に基づいて、前記電動機を制御する制御装置とをさらに含む請求項１乃至３のいずれかに記載のゴムストリップの製造装置。
前記形状検出手段は、検出光を照射し、その反射光を受光することにより、前記ゴムストリップまでの距離を測定する一対の距離センサと、
前記距離センサの測定結果に基づいてゴムストリップの断面形状を計算する計算手段とを含む請求項４に記載のゴムストリップの製造装置。
前記ゴムストリップの断面形状には、少なくとも前記ゴムストリップの厚さが含まれる請求項４又は５に記載のゴムストリップの製造装置。