説明

ゴム押出成形装置

【課題】エアー溜まりの形成が抑制された高品質なタイヤが得られうる、ゴムシートを成形するゴム押出成形装置1の提供。
【解決手段】このゴム押出成形装置1は、その吐出部にダイプレート8を備えており、このダイプレート8の口金14のゴム吐出流路12の内面に、ゴムの吐出方向に延びる4本以上16本以下の凸条15が形成されており、この凸条15が、ゴム吐出流路12の幅方向に間隔をおいて並んでおり、これらの凸条15の配列ピッチWPが、5mm以上20mm以下であり、凸条15の断面形状が半円であって、その半径Rが、0.5mm以上0.8mm以下である。このゴム押出成形装置1によって押出成形されたゴムシートの面には、押出方向に延びる複数本の溝が形成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ゴム押出成形装置に関する。
【背景技術】
【0002】
タイヤは、グリーンタイヤから得られる。このグリーンタイヤでは、多数のゴム部材が積層されている。ゴム部材の具体例としては、インナーライナー、カーカスプライ、サイドウォール用ゴムシート、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート等が挙げられる。これらのゴム部材は、押出成形装置の押出機から押し出されることによって製造されうる。グリーンタイヤは、モールド内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、グリーンタイヤのゴム組成物は流動する。加熱により、ゴム組成物において架橋反応が起こる。この工程は、加硫工程と称される。
【0003】
グリーンタイヤの成形時に、このグリーンタイヤにエアーが咬み込まれることがある。このエアーは、ゴム部材と他のゴム部材との間に存在する。加硫工程でのゴム組成物の流動により、エアーは移動する。この移動により、エアーはグリーンタイヤの外へと排出されうる。しかし、移動が不十分な場合、エアーがタイヤに残留して、エアー溜まりが形成される。
【0004】
エアー溜まりはタイヤの品質を阻害する。例えば、カーカスプライとサイドウォールとの間にエアーが残留すると、サイドウォールに疵が発生する。疵を有するサイドウォールは補修される。補修には手間がかかる。しかも、エアーの残留は、タイヤのユニフォーミティを損なう。
【0005】
エアー溜まりの形成を抑えうるタイヤの製造方法が、特開2008−126649公報に開示されている。この製造方法では、ゴムシートを押出成形するための押出機に工夫がなされている。押出機の吐出部に装着される口金に工夫がなされている。より詳細には、この口金の吐出口の内面に、押出方向に延びる多数本の溝が形成されている。この溝は、半円形の断面を有している。その半径は0.6mm程度である。この口金が装着された押出機によって成形されるゴムシートは、その裏面に多数本の凸条が形成される。このため、グリーンタイヤの成形工程において、このゴムシートとプライ等との間にあるエアーが凸条に沿って移動しうる。この移動によってエアーの排出が促されうる。
【0006】
しかしながら、所定肉厚のゴムシートに多数本の凸条が形成されるため、重量の増加、コストの上昇が避けられない。しかも、上記口金は、使用によってその吐出口の内面が摩耗する。この場合、上端面の大部分を占める平坦面部分と、範囲の狭い溝部分とでは、ゴムとの接触面積が異なるため、摩耗量に差が生じる。溝部分に較べて平坦面部分の摩耗量が多い。その結果、図6に示されるように、上端面52の溝53の深さ及び幅は、口金51の使用に伴って小さくなる。図6(a)は使用前の新品の口金51Nの上端面52N及び溝53Nを示し、図6(b)は使用後の口金51Uの上端面52U及び溝53Uを示す。図6(b)における二点鎖線は、新品時点での口金51Nの上端面を示す。摩耗が進行した口金51Uによれば、成形ゴムシートの凸条も小さくなり、エアー溜まり形成の抑制効果が喪失する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2008−126649公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、エアー溜まりの形成が抑制された高品質なタイヤが得られるゴム押出成形装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係るゴム押出成形装置は、
吐出部にダイプレートを備えており、
このダイプレートの口金のゴム吐出流路の内面に、ゴムの吐出方向に延びる複数本の凸条が形成されている。
【0010】
本発明のゴム押出成形装置によれば、押出成形されたゴム成形品の表面には複数本の溝が形成される。このゴム成形品がタイヤの製造に用いられる。このゴム成形品が用いられたグリーンタイヤの加硫工程において、エアーが上記溝を通って効果的に排出される。その結果、タイヤのエアー溜まりの形成が抑制される。
【0011】
好ましくは、上記凸条が、ゴム吐出流路の幅方向に間隔をおいて並んでおり、これらの凸条の配列ピッチが、5mm以上20mm以下である。
【0012】
好ましくは、上記凸条の断面形状が半円であり、この円の半径が、0.5mm以上0.8mm以下である。
【0013】
好ましくは、上記凸条の本数が4本以上16本以下である。
【0014】
本発明のタイヤ用ゴム部材の製造方法は、
ゴム押出成形装置を用いて溶融ゴムを押出成形する工程を含んでおり、上記ゴム押出成形装置が、前述した本発明のゴム押出成形装置のうちのいずれかである。
【0015】
本発明のタイヤ用ゴム部材は、
ゴム押出成形装置を用いて押出成形されたゴム部材であって、その裏面に、押出方向に延在する複数本の溝を備えており、上記ゴム押出成形装置が、前述した本発明のゴム押出成形装置のうちのいずれかである。
【0016】
本発明の空気入りタイヤの製造方法は、
ゴム押出成形装置を用いて、その裏面に押出方向に延在する複数本の溝を備えるサイドウォール用ゴムシートが成形される工程と、
このゴムシートが、裏面がカーカスプライと当接するように、カーカスプライに貼り付けられてグリーンタイヤが得られる工程と、
このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程とを含んでおり、
上記ゴム押出成形装置が、前述した本発明のゴム押出成形装置のうちのいずれかである。
【0017】
本発明の空気入りタイヤは、
グリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱されることにより得られる空気入りタイヤであって、
上記グリーンタイヤは、ゴムシートが、その裏面とカーカスプライとが当接する状態で、カーカスプライに貼り付けられることにより得られるグリーンタイヤであり、
上記ゴムシートは、ゴム押出成形装置から押し出されることにより得られるゴムシートであり、
このゴム押出成形装置が、前述した本発明のゴム押出成形装置のうちのいずれかであり、
上記ゴムシートの裏面には、ゴム押出成形装置から押し出される際に、押出方向に延在する複数本の溝が形成されている。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、エアー溜まりの形成が抑制された高品質なタイヤが得られうる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係るゴム押出成形装置を概略的に示す一部断面側面図である。
【図2】図2は、図1のゴム押出成形装置における押出ヘッドを示す縦断面図である。
【図3】図3は、図2におけるダイプレートの口金が示された正面図である。
【図4】図4は、図3の口金を備えた押出機で成形されたサイドウォール用ゴムシートの一部が示された拡大斜視図である。
【図5】図5は、長期間使用後の図3の口金の摩耗状態を示す断面図であり、図5(a)は使用前の状態を示し、図5(b)は長期間使用後の状態を示している。
【図6】図6は、長期間使用後の従来の口金の摩耗状態を示す断面図であり、図6(a)は使用前の状態を示し、図6(b)は長期間使用後の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【0021】
図1に示されたゴム押出成形装置1は、押出機2を備えている。押出機2は、シリンダ3内に収容されてモータ4によって回転させられるスクリュー5と、ゴムが押し出される吐出部である押出ヘッド6とを備えている。
【0022】
図2に示されるように、押出ヘッド6は、ゴム組成物20の予成形のためのプリフォーマ7と、プリフォーマ7の下流側に隣接して配置されるダイプレート8とを備えている。本実施形態では、タイヤのサイドウォールゴム用のプリフォーマ7及びダイプレート8が例示されている。プリフォーマ7及びダイプレート8ともに板状を呈した部材である。プリフォーマ7は、押出機2から押し出されたゴム組成物20が流入してくるゴム流路9を有している。ダイプレート8は、ゴム受入口(以下、単に受入口という)10、ゴム吐出口(以下、単に吐出口という)11、及び、ゴム吐出流路(ゴム流路という)12を有している。受入口10は、プリフォーマ7からゴム組成物20を受け入れる。吐出口11からは、ゴム組成物20が所定断面形状のゴムシート21となって押し出される。ゴム流路12は、受入口10と吐出口11とを連通している。
【0023】
図3に示されるように、ダイプレート8は上板部13と下板部14とから構成されている。下板部14は口金14とも呼ばれる。ゴム流路12の横断面は矩形を呈している。ゴム流路12は、上板部13にのみ形成され、口金14には形成されていない。口金14の上端面はゴム流路12の下面を構成する。この口金14は、ボルト等によってプリフォーマ7と一体化されうる。
【0024】
吐出口11は、押出機に投入されたサイドウォール用ゴム組成物を吐出する。ゴム流路12は上板部13と口金14とが組み合わされることにより形成される。このゴム流路12の下面には、複数本の凸条15が形成されている。凸条15はゴムの吐出方向に延びている。これらの凸条15は、ゴム流路12の幅方向に等間隔で並んでいる。この凸条15の横断面は、半円形を呈している。
【0025】
図4に示されるように、この押出機2により押出成形されたゴムシート21の横断面は、吐出口11の形状とほぼ同じ矩形状を呈している。図4は、図1の押出機2により、口金14を通して押し出されたサイドウォール用ゴムシート21の一部分を示している。ゴム組成物は、ゴム流路12の下面の凸条15と接触しつつ押し出される。この凸条15により、このゴムシート21には、押出方向(吐出方向)に延びる複数本の溝24が形成される。このゴムシート21は、表面22及び裏面23を有する。ゴムシート21の裏面23が、この溝24が形成される面である。図4では、ゴムシート21が裏面23を上にして示されている。図4中、矢印Aは押出方向である。前述したように、ゴム流路12のの凸条15の横断面形状は半円であるので、この溝24の横断面形状も半円となる。このゴムシート21は、例えばサイドウォール用ゴムシートとして用いられる。
【0026】
ゴムシート21はフォーマーへ供給される。フォーマーには、他のゴム部材も供給される。他のゴム部材としては、インナーライナー、カーカスプライ、ベルトプライ、トレッド用ゴムシート等が挙げられる。フォーマーにより、これらのゴム部材がアッセンブリーされて、グリーンタイヤが形成される。このグリーンタイヤが得られる工程は、成形工程と称される。この成形工程において、ゴムシート21は、その裏面23がカーカスプライと当接するように、カーカスプライに積層される。この成形工程において、ゴムシート21の裏面23の溝24は、タイヤに設けられるビードのエイペックスに相当する箇所の近傍に配置される。この成形工程において、ゴムシート21とカーカスプライとの間にあるエアーは、上記溝24に沿って移動し、その排出が促進される。
【0027】
次に、グリーンタイヤは加硫工程に送られる。加硫工程では、グリーンタイヤがモールドに投入される。グリーンタイヤは、モールド及びブラダーで加圧され、加熱される。グリーンタイヤの加硫工程において、ゴムシート21とカーカスプライとの間に残存するエアーは、溝24に沿って移動しうる。この移動により、エアーは効果的に分散される。ゴム組成物は加圧及び加熱によって流動する。この流動の過程で、溝24が押しつぶされる。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。このようにして製造されたタイヤでは、エアー溜まりの形成が大幅に抑制されていた。サイドウォールにシワが生じることも殆どない。この押出成形装置1により、高品質なタイヤが得られる。
【0028】
この押出成形装置1の口金14では、凸条15の形成部位及び形成範囲は、タイヤのエアー溜まりの形成箇所を考慮して適宜決められる。また、過去のエアー溜まりの形成状況を考慮して、凸条15の本数、大きさ、ピッチ等が適宜決められる。図3において、符号WPは凸条15の形成ピッチを表している。符号Rは、凸条15の半径を表している。
【0029】
ゴム流路12の幅方向における凸条15の形成部位及び形成範囲は、以下のとおりである。図3において、符号WAは吐出口11の幅を示している。符号WBは凸条形成部17の幅(範囲)を示している。符号WCは、吐出口11の一端から、近い方の凸条形成部17の一端(開始端)までの長さを表している。この長さWCにより、この吐出口11における凸条形成部17の部位が規定される。この凸条形成部17は、吐出口11の幅方向において、形成された複数本の凸条15のうちの左右両端の凸条15によって挟まれる範囲とされる。
【0030】
吐出口11の幅WAに対する凸条形成部17の幅WBの比率については、エアー溜まりの形成の抑制効果という観点から、20%以上であるのが好ましい。より好ましくは、30%以上である。
【0031】
また、吐出口11の幅WAに対する上記長さWCの比率は、エアー溜まりの形成の抑制効果という観点から、30%以下であるのが好ましい。より好ましくは、20%以下である。なお、この比率の下限値は、吐出口11の一端と凸条形成部17の一端とが一致するときであるので、0%である。
【0032】
図5に示されるように、口金14は、使用によってそのゴム流路12の内面が摩耗する。この場合、口金14の上端面の大部分を占める平坦面16の部分と、凸条15部分とでは、ゴムとの接触面積が相違するため、摩耗量に差が生じる。すなわち、凸条15部分に較べて平坦面16の部分の摩耗量が多い。その結果、図5に示されるように、口金14の使用に伴って、凸条15の高さ寸法HUが大きくなる。使用前の凸条15の高さ寸法はHNで示される。図5(a)は使用前の新品の口金14Nのゴム流路12の平坦面16N及び凸条15Nを示し、図5(b)は使用後の口金14Uのゴム流路12の平坦面16U及び凸条15Uを示す。図5(b)における二点鎖線は、新品の口金14Nの上端面を示す。摩耗が進行した口金14Uによれば、成形ゴムシートの溝24も深くなり、エアー溜まり抑制効果が向上する。
【0033】
凸条15の本数は4本以上16本以下が好ましい。凸条15が4本未満であると、ゴムシートに形成される溝の本数が不足し、十分なエア抜きが行われず、エア溜まりの抑制効果が小さくなる。凸条15が16本を超えると、ゴムシートに形成される溝の本数が多すぎ、このゴムシートを積層する際に積層相手のゴムの表面に接する表面積が小さくなり、ゴム同士の接着力が小さくなる。
【0034】
凸条15の配列ピッチWPは5mm以上20mm以下が好ましい。配列ピッチWPが5mm未満であると、ゴムシートに形成される溝のピッチも小さくなり、積層相手のゴムの表面に接する表面積が小さくなり、ゴム同士の接着力が小さくなる。ピッチWPが20mmを超えると、ゴムシートに形成される溝の本数が不足し、十分なエア抜きが行われず、エア溜まりの抑制効果が小さくなる。
【0035】
凸条15の半円形横断面の半径Rは0.5mm以上0.8mm以下が好ましい。半径Rが0.5mm未満であると、ゴムシートに形成される溝の横断面積が不足し、十分なエア抜きが行われず、エア溜まりの抑制効果が小さくなる。半径Rが0.8mmを超えると、ゴムシートに形成される溝の幅が大きくなり、積層相手のゴムの表面に接する表面積が小さくなり、ゴム同士の接着力が小さくなる。
【実施例】
【0036】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【0037】
[実施例1]
図1に示されたゴム押出成形装置1によって成形されたサイドウォール用ゴムシートを用いて、実施例1として50本の空気入りタイヤを製造した。上記ゴムシートは、図3に示される基本構成を備えた口金14を用いて成形された。この口金14は、その製造時において、下記表1に示された仕様の凸条15を備えている。すなわち、この口金14に形成された凸条15の本数は、8本であり、ピッチWPは10mmである。この凸条15の製造時の断面形状は半円であり、この円の半径Rは0.5mmである。凸条15の形成範囲及び形成部位は、図3における比率WB/WAが(80/120)×100=67%であり、比率WC/WAが(20/120)×100=17%である。そして、この口金14は、相当の期間使用された後、その上端面の平坦面16部分が製造時から0.2mm摩耗した時点で、実施例1のタイヤの製造に用いられた。実施例1のタイヤ製造工程におけるグリーンタイヤにおいて、上記ゴムシートは、溝が設けられている裏面がカーカスプライの側に位置するように配置されている。
【0038】
[実施例2]
下記表1に示されるとおり、凸条15のピッチWPを20mmとし、凸条15の断面半径Rを0.8mmとした他は、実施例1と同様の仕様で口金14を製造した。この口金14を装着したゴム押出成形装置1によって成形されたゴムシートを用いて、実施例2としてのタイヤを50本ずつ製造した。この口金14は、相当の期間使用された後、その上端面の平坦面16部分が製造時から0.2mm摩耗した時点で、実施例2のタイヤの製造に用いられた。実施例2のタイヤ製造工程におけるグリーンタイヤにおいて、上記ゴムシートは、溝が設けられている裏面がカーカスプライの側に位置するように配置されている。
【0039】
[実施例3]
下記表1に示されるとおり、凸条15の断面半径Rを0.8mmとし、凸条15の本数を4本とした他は、実施例1と同様の仕様で口金14を製造した。この口金14を装着したゴム押出成形装置1によって成形されたゴムシートを用いて、実施例3としてのタイヤを50本ずつ製造した。この口金14は、相当の期間使用された後、その上端面の平坦面16部分が製造時から0.2mm摩耗した時点で、実施例3のタイヤの製造に用いられた。実施例3のタイヤ製造工程におけるグリーンタイヤにおいて、上記ゴムシートは、溝が設けられている裏面がカーカスプライの側に位置するように配置されている。
【0040】
[実施例4]
下記表1に示されるとおり、凸条15の断面半径Rを0.8mmとした他は、実施例1と同様の仕様で口金14を製造した。この口金14を装着したゴム押出成形装置1によって成形されたゴムシートを用いて、実施例4としてのタイヤを50本ずつ製造した。この口金14は、相当の期間使用された後、その上端面の平坦面16部分が製造時から0.2mm摩耗した時点で、実施例4のタイヤの製造に用いられた。
【0041】
[比較例]
凸条が形成されていない従来の口金によって成形されたゴムシートを用いて、比較例としてのタイヤを50本ずつ製造した。この口金は、相当の期間使用された後、その上端面が製造時から0.2mm摩耗した時点で、比較例のタイヤの製造に用いられた。
【0042】
[試験及び結果の評価]
実施例1から4及び比較例の各タイヤについて、エアー溜まり及びシワの発生状況を目視によって確認した。この確認結果が、表1において、比較例の結果を100とした指数値によって示されている。この数値が小さいほど良好である。
【0043】
【表1】

【0044】
表1に示されるように、実施例1、2、3、4ではエアー溜まり及びシワの発生が抑えられている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【0045】
本発明に係るゴム押出成形装置は、種々のタイヤの製造に適している。
【符号の説明】
【0046】
1・・・ゴム押出成形装置
2・・・押出機
3・・・シリンダ
4・・・モータ
5・・・スクリュー
6・・・押出ヘッド
7・・・プリフォーマ
8・・・ダイプレート
9・・・(プリフォーマの)ゴム流路
10・・・(ダイプレートの)受入口
11・・・(ダイプレートの)吐出口
12・・・(ダイプレートの)ゴム流路
13・・・(ダイプレートの)上板部
14・・・(ダイプレートの)口金
15・・・(口金の上端の)凸条
16・・・(口金の上端の)平坦面
17・・・凸条形成部
20・・・ゴム組成物
21・・・ゴムシート
22・・・表面
23・・・裏面
24・・・溝
WA・・・(ダイプレートの)吐出口の幅
WB・・・(口金の)凸条形成部の幅
WC・・・吐出口の一端から凸条形成部の一端までの長さ
WP・・・凸条の配列ピッチ



【特許請求の範囲】
【請求項1】
吐出部にダイプレートを備えており、
このダイプレートの口金のゴム吐出流路の内面に、ゴムの吐出方向に延びる複数本の凸条が形成されている、ゴム押出成形装置。
【請求項2】
上記凸条が、ゴム吐出流路の幅方向に間隔をおいて並んでおり、
これらの凸条の配列ピッチが、5mm以上20mm以下である請求項1に記載のゴム押出成形装置。
【請求項3】
上記凸条の断面形状が半円であり、
この円の半径が、0.5mm以上0.8mm以下である請求項1又は2に記載のゴム押出成形装置。
【請求項4】
上記凸条の本数が4本以上16本以下である請求項1から3のいずれかに記載のゴム押出成形装置。
【請求項5】
タイヤ用ゴム部材の製造方法であって、
ゴム押出成形装置を用いて溶融ゴムを押出成形する工程を含んでおり、
上記ゴム押出成形装置が、請求項1から4のいずれかに記載のゴム押出成形装置であるタイヤ用ゴム部材の製造方法。
【請求項6】
ゴム押出成形装置を用いて押出成形されたゴム部材であって、
その裏面に、押出方向に延在する複数本の溝を備えており、
上記ゴム押出成形装置が、請求項1から4のいずれかに記載のゴム押出成形装置である、タイヤ用ゴム部材。
【請求項7】
ゴム押出成形装置を用いて、その裏面に押出方向に延在する複数本の溝を備えるサイドウォール用ゴムシートが成形される工程と、
このゴムシートが、裏面がカーカスプライと当接するように、カーカスプライに貼り付けられてグリーンタイヤが得られる工程と、
このグリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱される工程とを含んでおり、
上記ゴム押出成形装置が、請求項1から4のいずれかに記載のゴム押出成形装置である、空気入りタイヤの製造方法。
【請求項8】
グリーンタイヤがモールド内で加圧及び加熱されることにより得られる空気入りタイヤであって、
上記グリーンタイヤは、ゴムシートが、その裏面とカーカスプライとが当接する状態で、カーカスプライに貼り付けられることにより得られるグリーンタイヤであり、
上記ゴムシートは、ゴム押出成形装置から押し出されることにより得られるゴムシートであり、
このゴム押出成形装置は、請求項1から4のいずれかに記載のゴム押出成形装置であり、
上記ゴムシートの裏面には、ゴム押出成形装置から押し出される際に、押出方向に延在する複数本の溝が形成されている、空気入りタイヤ。


【図1】
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【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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【公開番号】特開2013−43317(P2013−43317A)
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−181318(P2011−181318)
【出願日】平成23年8月23日(2011.8.23)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】