JP5152889B2

JP5152889B2 - リボン状ゴム成型装置

Info

Publication number: JP5152889B2
Application number: JP2006313240A
Authority: JP
Inventors: 裕一郎小川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-11-20
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2026-11-20
Also published as: JP2008126497A

Description

本発明は、ゴム押出機から押し出されたリボン状ゴムを一対のローラ間のギャップを通過させることにより成型するリボン状ゴムの成型装置に関し、詳細には、リボン状ゴムの成型中にその厚みの変更が可能なリボン状ゴム成型装置に関する。

タイヤ製造設備の小型化、タイヤの均一性の向上、小ロット多サイズ生産への対応等を目的とし、小型のゴム押出機から押し出されたリボン状ゴムを回転支持体の外周面に螺旋状に巻き付けて積層し、所定断面のゴム部材を組み付けるタイヤ成型方法が知られている。このタイヤ成型方法においては、ゴム押出機から押し出されたリボン状ゴムを型付けしてその断面を特定すると共に、回転支持体の外周面に貼着けるリボン状ゴム成型装置が用いられ、この成型装置の回転支持体に対する位置を制御して、リボン状ゴムの縁部を重ねながら回転支持体に対し、螺旋状に巻き付けていく。

この成型装置は、対向する一対のローラを備え、それらの外周面の間のギャップ（隙間）にリボン状ゴムを通過させてその断面形状及びサイズを特定する圧延面を有し、一方のローラの圧延面は、通過させたリボン状ゴムを保持すると共に、回転支持体へ貼付ける面として機能するように構成されている（特許文献１参照）。
特開２０００−７９６４２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、一対のローラ間のギャップが一定であるため、リボン状ゴムの厚みを変更する場合には、一方のローラを径の異なるものと交換するか、又は一対のローラをギャップの異なるセットと交換することが必要である。このため、交換作業のための治具及び工具が必要であり、かつ装置が稼働できない時間が発生してしまうという問題がある。また、リボン状ゴムを成型し、回転支持体へ貼付けているときにその厚みを変更できないという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、ゴム押出機から押し出されたリボン状ゴムを一対のローラ間のギャップにより成型するリボン状ゴム成型装置において、一対のローラ又はその一方を交換せずにギャップの寸法の変更を可能にすることであり、第２の目的は、リボン状ゴムの成型中にその厚みの変更を可能にすることである。

請求項１に係る発明は、互いの外周面が所定のギャップを隔てて対向配置された一対のローラを有し、ゴム押出機から押し出されたリボン状ゴムを前記ギャップを通過させることにより成型するリボン状ゴム成型装置であって、前記ギャップの寸法を変化させるギャップ可変手段を備えるとともに、前記一対のローラは径が異なり、かつ径の大きい方のローラの外周面を通して前記成型されたリボン状ゴムを回転支持体の外周面に貼付ける機能を有し、前記ギャップ可変手段は、前記一対のローラのうちの一方のローラの中心を貫通し、該ローラを回転可能に支持する第１の軸と、前記第１の軸の端面に固定され、前記第１の軸の軸線に対し偏心した軸線を有する第２の軸と、前記第２の軸の回転位置を前記ギャップの設定値に応じて設定する手段とを備えたことを特徴とするリボン状ゴム成型装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１記載のリボン状ゴム成型装置において、前記設定する手段は、前記第２の軸の外周面に固定されたピニオンと、該ピニオンを回転させるラックとを備えたことを特徴とするリボン状ゴム成型装置である。

（作用）
請求項１に係る発明によれば、ギャップ可変手段により、リボン状ゴムを成型するための一対のローラ間のギャップの寸法を変化させるとともに、成型されたリボン状ゴムを径の大きい方のローラの外周面を通して回転支持体の外周面に貼付ける機能を有する。また、ギャップ可変手段は、一方のローラの中心を貫通し、そのローラを回転可能に支持する第１の軸と、第１の軸の端面に固定され、第１の軸の軸線に対し偏心した軸線を有する第２の軸について、第２の軸の回転位置をローラ間のギャップの設定値に対応する値に設定し、第１の軸の軸線を第２の軸の軸線に対し、前記ギャップに対応する値偏心させることで、一対のローラ間のギャップの寸法を変化させる。
請求項２に係る発明によれば、第２の軸の外周面に固定されたピニオンをラックにより回転させることで、第２の軸の回転位置を設定する。

本発明によれば、ゴム押出機から押し出されたリボン状ゴムを一対のローラ間のギャップを通過させることにより成型するときに、一対のローラ又はその一方を交換せずにギャップの寸法の変更が可能となり、かつリボン状ゴムを成型しているときにその厚みの変更が可能になる。また、成型されたリボン状ゴムを径の大きい方のローラの外周面を通して回転支持体の外周面に貼付けることが出来る。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係るリボン状ゴム成型装置を備えたリボン状ゴム製造装置の概略構成を示す図である。以下の説明において、ゴム押出機からリボン状ゴムが押し出される方向を前方とする。

本実施形態に係るリボン状ゴム製造装置は、リボン状ゴムを押し出すゴム押出機１と、ゴム押出機１から押し出されたリボン状ゴムを成型するリボン状ゴム成型装置２とからなる。リボン状ゴム押出機１は、リボン状ゴムの材料を投入するためのホッパ３と、ホッパ３から投入されたリボン状ゴムの材料を前方に押込むスクリュー４と、スクリュー４の前方に配置され、スクリュー４により押込まれたリボン状ゴムの材料を内蔵する歯車の回転速度に応じた速度で送出するギアポンプ５と、ギアポンプ５の前方に配置され、前方に押し出すリボン状ゴムの形状を定める口金６とからなる。リボン状ゴム成型装置２は、互いの外周面が所定のギャップＧｐを隔てて対向配置された一対のローラ７，８を備えており、口金６から押し出されたリボン状ゴムをギャップＧｐを通過させることで圧延及び成型し、さらに圧延及び成型されたリボン状ゴムを回転支持体１０の外周面に貼付ける機能を有する。なお、一対のローラ７，８は図示されていない支持体を介して口金６に連結されている。また、ゴム押出機１と、リボン状ゴム成型装置２とを一体物に形成し、さらに回転支持体１０の表面に沿ってリボン状ゴムを貼付けられるように、上記一体物を載置して移動可能な移動手段９が設けられている。

一対のローラ７，８の内、上側に配置されている小径のローラ（以下、小径ローラという）７はその軸線を大径のローラ（以下、大径ローラという）８の軸線に対し平行状態を維持したまま互いの軸線を結ぶ方向に接近及び離隔可能であり、それにより、ギャップＧｐの寸法の調整が可能である。また、大径ローラ８の外周面を回転支持体１０の表面に接触させることで、リボン状ゴムを大径ローラ８の外周面を通して回転支持体１０の表面に貼付けることが出来るように構成されている。

次に図２を参照しながら、リボン状ゴム成型装置２の構造を説明する。この図の（ａ）はリボン状ゴム成型装置２のローラの外周側から見た図であり、（ｂ）はローラの側面側から見た図である。なお、便宜上、図２（ｂ）では図２（ａ）に示されている部材の一部、並びにラック及びピニオンの歯の図示を省略した。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、大径ローラ８の中心には軸１１が貫通しており、その外周面において大径ローラ８の内周面と対向する位置には軸受１７，１８が設けられている。また、小径ローラ７の中心には軸１２が貫通しており、その外周面において小径ローラ４の内周面と対向する位置には軸受１９，２０が設けられている。軸１２の一端（図では左端）には軸１３が固定されており、軸１２の他端（図では右端）には軸１４が固定されている。軸１１の一端部と軸１３とは支持体１５により接続され、軸１１の他端部と軸１４とは支持体１６により接続されている。ここで、軸１１は支持体１５，１６に固定されており、軸１３，１４はそれぞれ軸受２１，２２を介して支持体１５，１６に回動可能に取り付けられている。

軸１４の右端部にはピニオン２５が嵌め込まれており、ピニオン２５には、油圧シリンダ等のピストンシリンダ機構２６のピストンロッド２７に固定され、その矢印Ａ方向の進退に連動して進退するラック２９が噛み合っている。大径ローラ８、小径ローラ７の各々の一側面（図では右側面）にはそれぞれスプロケット２３，２４が固定されており、それらのスプロケット２３，２４にチェーンを巻き掛けると共に、スプロケット２３を図示されていない回転駆動手段により回転させることで、大径ローラ８及び小径ローラ７をそれぞれ軸１１，１２の回りに回転させることが出来る。

軸１３，１４はその径及び軸線位置が同じである。一方、軸１２は軸１３，１４よりも径が大きく、かつその軸線Ｌ1 は軸１３，１４の軸線Ｌ2 から偏心している（偏心量α）。図２では、ピストンシリンダ機構２６のピストン２８は上死点に位置しており、それに対応して、軸１２の軸線Ｌ1 が軸１３，１４の軸線Ｌ2 よりも軸１１の軸線Ｌ3 から偏心量αだけ遠い位置に存在している。図２の状態から、ピストン２８を下降させると、ピニオン２５は図２（ｂ）にて時計回りに回転し、ピストン２８が下死点に到達すると、１８０度回転した状態となる。この状態では、軸１２の軸線Ｌ1 が軸１３，１４の軸線Ｌ2 よりも軸１１の軸線Ｌ3 から偏心量αだけ近い位置に存在している。従って、大径ローラ８と小径ローラ７との間のギャップＧｐの寸法が図２の状態よりも２α小さくなっている。つまり、ピストン２８の昇降に応じて、ギャップＧｐの寸法を偏心量αの２倍だけ変化させることが出来る。また、ピストン２８の上死点、下死点を軸１２の回転角度の設定に用いているため、ローラ７，８間のギャップＧｐを通過するゴムの反力によりギャップＧｐの寸法が変動することなく、安定した成型が行える。

以上の構成を有するリボン状ゴム製造装置の動作を説明する。まず、リボン状ゴムの製造を開始するときは、回転支持体１０に巻き付けるタイヤ構成部材（トレッドゴム、サイドウォールゴム等）の厚みに応じて、図示されていないコントローラが、ホッパ３に対するリボン状ゴム材料の供給速度、スクリュー４の回転速度、ギアポンプ５の回転速度、並びに小径ローラ７と大径ローラ８との間のギャップＧｐを設定した後に動作を開始させる。ここで、ギャップＧｐを設定するときは、ピストンシリンダ機構２６のピストン２８の位置を変化させることにより、ラック２９を上下動させてピニオン２５を回転させる。これにより、軸１２の軸線Ｌ1 を軸１１の軸線Ｌ3 に対して接近及び離隔させる、その結果、大径ローラ８の外周面に対する小径ローラ７の外周面の距離、即ちギャップＧｐが変化する。

リボン状ゴムの原料の供給装置（図示せず）からゴム押出機１のホッパ３に供給されたゴム原料は、スクリュー４により前方に押込まれ、ギアポンプ５により前方に送出されて、口金６からリボン状ゴム成型装置２の小径ローラ７と大径ローラ８との間に形成されたギャップＧｐに押し出される。

リボン状ゴム成型装置２では、大径ローラ８に固定されたスプロケット２３が図示されていない回転駆動手段の作用により回転しており、その回転がチェーンにより小径ローラ７に固定されたスプロケット２４に伝達される。従って、大径ローラ８は軸受１７，１８を挟んで軸１１の回りを回転し、小径ローラ７は軸受１９，２０を挟んで軸１２の回りを回転する。押し出されたリボン状ゴムは、回転中の大径ローラ８と小径ローラ７との間のギャップＧｐを通過することにより、所定の厚み及び幅に成型され、大径ローラ８の外周面を通って回転支持体１０の表面に貼付けられる。このとき、移動手段９を回転支持体１０の軸線方向に移動させることで、リボン状ゴムの側縁部を重ねながら螺旋状に巻き付けることが出来る。

回転支持体１０に巻き付けるリボン状ゴムの厚みを変更するときは、コントローラの制御により、ピストンシリンダ機構２６を動作させてピストン２８を昇降させ、ギャップＧｐを変更後の厚みに対応する寸法に設定する。この変更は１〜数秒程度で自動的に行えるので、回転支持体１０に１層を巻き付けた後、次の層の巻き付けを開始する間の待機時間中に完了する。このため、装置が稼働できない時間が発生しない。ローラ７，８を回転させ、リボン状ゴムを回転支持体１０に巻き付けているときでも、ピストン２８を昇降させ、ピニオン２５を回転させることで、ギャップＧｐを変更し、リボン状ゴムの厚みを変更することができる。

また、ギャップＧｐの変更するとき、併せてホッパ３に対するゴム材料の供給速度、並びにスクリュー４及びギアポンプ５の回転速度を同時に変更し、押出機１のゴム押出速度をリボン状ゴムの厚みの変化に応じて変化させてもよい。このようにすると、リボン状ゴムの厚みを変化させたときにも、変化前と同一速度で回転支持体１０にリボン状ゴムを巻き付けられる。

このように、本実施形態に係るリボン状ゴム製造装置によれば、ピストンシリンダ機構２６により１〜数秒程度で自動的にギャップ調整が可能であるため、リボン状ゴムの厚みの切替えのためのローラの交換作業が不要となる。このため、交換作業用の治具及び工具が不要になることで治具及び工具を節減できる。また、装置が稼働できない時間が発生しなくなることから、製造効率が向上する。さらに、リボン状ゴムを回転支持体１０に巻き付けている途中でも、リボン状ゴムの厚みを変更出来るため、様々な断面形状を有するタイヤ構成部材の製造が可能になる。

なお、以上の実施形態では、ピストン２８の上死点、下死点をそれぞれラック２９の可動範囲の上端、下端に対応させ、軸１２の回転位置を設定したが、上死点、下死点の間の位置にて軸１２の回転位置を設定してもよい。また、偏心軸１２を用いる代わりに、小径ローラ７の中心を貫通する軸を大径ローラ８の軸１１と同様な偏心していない軸とし、その軸を電動アクチュエータ等によりほぼ連続的（無段階）に変位可能に構成することも出来る。

本発明の実施形態に係るリボン状ゴム成型装置を備えたリボン状ゴム製造装置の概略構成を示す図である。図１におけるリボン状ゴム成型装置の構造を示す図である。

符号の説明

１・・・ゴム押出機、２・・・リボン状ゴム成型装置、７・・・小径ローラ、８・・・大径ローラ、１２，１３，１４・・・軸、２５・・・ピニオン、２６・・・ピストンシリンダ機構、２９・・・ラック。

Claims

互いの外周面が所定のギャップを隔てて対向配置された一対のローラを有し、ゴム押出機から押し出されたリボン状ゴムを前記ギャップを通過させることにより成型するリボン状ゴム成型装置であって、
前記ギャップの寸法を変化させるギャップ可変手段を備えるとともに、
前記一対のローラは径が異なり、かつ径の大きい方のローラの外周面を通して前記成型されたリボン状ゴムを回転支持体の外周面に貼付ける機能を有し、
前記ギャップ可変手段は、前記一対のローラのうちの一方のローラの中心を貫通し、該ローラを回転可能に支持する第１の軸と、前記第１の軸の端面に固定され、前記第１の軸の軸線に対し偏心した軸線を有する第２の軸と、前記第２の軸の回転位置を前記ギャップの設定値に応じて設定する手段とを備えたことを特徴とするリボン状ゴム成型装置。
請求項１記載のリボン状ゴム成型装置において、
前記設定する手段は、前記第２の軸の外周面に固定されたピニオンと、該ピニオンを回転させるラックとを備えたことを特徴とするリボン状ゴム成型装置。