橡胶部件制造装置制造方法

橡胶部件制造装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种橡胶部件制造装置，尤其能够在将低发热性的橡胶条带卷绕成螺旋状而形成橡胶部件时提高橡胶部件的品质。该橡胶部件制造装置具有与成型机的旋转同步地一边对橡胶条带进行挤压成型一边供给该橡胶条带的橡胶条带供给单元。橡胶条带供给单元具有：挤出机主体，其在缸体内配置有螺旋轴，在该螺旋轴的基轴的外周形成有螺旋状的橡胶进给槽；以及挤出头，其安装于挤出机主体的前端部、且具有齿轮泵。在所述螺旋轴的中途设置有节流区域，借助该节流区域而对从橡胶进给槽内通过的橡胶进行节流并使该橡胶的一部分通过。
【专利说明】橡胶部件制造装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种橡胶部件制造装置，尤其能够在将低发热性的橡胶条带卷绕成螺 旋状而形成橡胶部件时抑制橡胶部件的品质的下降。

【背景技术】
[0002] 近年来，在下述专利文献1等中提出有如下的橡胶部件制造装置，该橡胶部件制 造装置将长条的未硫化的橡胶条带在成型机（former)上卷绕成螺旋状并对该橡胶条带进 行粘贴，由此例如使得胎面胶、胎侧胶、边口胶等轮胎用的橡胶部件作为橡胶条带的卷绕体 而形成于成型机上。
[0003] 如图9所示，该制造装置a至少具有：橡胶条带供给单元b，该橡胶条带供给单元b 一边对橡胶条带Gs进行挤出成型一边供给该橡胶条带Gs ;和成型机c，该成型机c供来自 上述橡胶条带供给单元b的橡胶条带Gs卷绕。
[0004] 另外，在上述制造装置a中，在从成型机C取下所形成的橡胶部件直至开始进行下 一次橡胶部件的形成为止的期间，需要停止橡胶条带Gs的供给。因此，作为橡胶条带供给 单元b，在螺旋式的挤出机主体d的前端部安装具有齿轮泵el的挤出头e，从而与成型机c 的旋转同步地对橡胶条带Gs断续地进行挤出成型。
[0005] 在该情况下，从齿轮泵el排出的橡胶的量因供给到齿轮泵el的来自挤出机主体 d的橡胶的压力而变化。因此，对挤出机主体d的螺旋轴dl的旋转进行控制以使齿轮泵el 的入口侧的压力始终恒定，由此而提高橡胶条带Gs的形成精度。
[0006] 另一方面，对于轮胎而言，为了改善油耗性，损失正切值较小的低油耗专用的配合 橡胶的开发得到促进。然而，这种配合橡胶却具有如下特性：为了减小滚动阻力，一般情况 下会导致发热性降低、且在加工时使得橡胶无法充分塑化的所谓的"热炼性"变差。因此， 在将该配合橡胶用于上述制造装置a的情况下会产生如下新的问题，S卩：塑化变得不充分， 从而导致橡胶条带Gs发生橡胶断裂、宽度不良以及在粘贴于成型机c之后出现"开孔"。
[0007] 另外，关于使上述齿轮泵el的入口侧的压力保持恒定这一点，以往便存在被认为 与橡胶的缓和时间相关的、压力追随偏差的问题（相对于螺旋轴dl的旋转，橡胶的进给量 并未线性增减而使得压力追随延迟这样的问题）。而且，特别是在齿轮泵进行加速而从低排 出量向高排出量变化时，会因橡胶的供给量不足而产生橡胶条带Gs的断裂等。
[0008] 专利文献1 :日本特开2012-254535号公报


【发明内容】

[0009] 因此，本发明的课题在于提供一种橡胶部件制造装置，不会导致装置的大型化，且 能够提高对橡胶的热炼性，尤其能够在采用低发热性橡胶的情况下抑制橡胶条带的橡胶断 裂、宽度不良以及橡胶部件形成后出现的开孔，并且还能够在改变排出量时使齿轮泵入口 侧的压力实现稳定化。
[0010] 本发明的橡胶部件制造装置，一边将长条的橡胶条带在成型机上卷绕成螺旋状一 边对该橡胶条带进行粘贴，由此形成由上述橡胶条带的卷绕体构成的橡胶部件，该橡胶部 件制造装置的特征在于，具有：
[0011] 成型机，其被驱动而绕轴芯进行旋转；以及
[0012] 橡胶条带供给单元，其与上述成型机的旋转同步地一边对橡胶条带进行挤出成型 一边供给该橡胶条带，
[0013] 并且，上述橡胶条带供给单元具有：
[0014] 挤出机主体，其在缸体内将螺旋轴配置成能够旋转，在该螺旋轴的基轴的外周形 成有基于螺旋翼的螺旋状的橡胶进给槽；以及
[0015] 挤出头，其安装于上述挤出机主体的前端部且具有齿轮泵，该齿轮泵与成型机的 旋转同步地将来自上述挤出机主体的橡胶挤出，
[0016] 而且，在上述螺旋轴的中途设置有具有通过部分的节流区域，该节流区域用于对 从上述橡胶进给槽内通过的橡胶进行节流并使该橡胶的一部分通过。
[0017] 对于本发明所涉及的上述橡胶部件制造装置而言，优选地，上述螺旋轴因设置于 上述基轴的外周的两个螺旋翼而形成有橡胶进给槽，
[0018] 并且，在上述节流区域，将两个螺旋翼中的一方的螺旋翼设为节距长度与另一方 的螺旋翼的节距长度不同的节距相异的螺旋翼，从而在上述节距相异的螺旋翼的两端部形 成该节距相异的螺旋翼与另一方的螺旋翼交叉而成的交叉部，
[0019] 并且，通过该交叉部的形成来对橡胶进给槽内的橡胶进行节流，并且使该橡胶的 一部分至少翻越通过一方的螺旋翼。
[0020] 对于本发明所涉及的上述橡胶部件制造装置而言，优选地，在上述节流区域形成 有上述通过部分，使交叉的螺旋翼中的一方的螺旋翼的高度低于另一方的螺旋翼的高度、 或者在一方的螺旋翼的末端设置多个小槽，由此形成使得橡胶的一部分通过的所述通过部 分。
[0021] 对于本发明所涉及的上述橡胶部件制造装置而言，优选地，上述橡胶条带供给单 元在上述挤出头的前方具有压延辊机，该压延辊机将从上述挤出头挤出的橡胶压延成最终 厚度的橡胶条带。
[0022] 对于本发明所涉及的上述橡胶部件制造装置而言，上述橡胶条带供给单元可以不 具有对缸体内的空气进行吸引排出的排气单元。
[0023] 本发明如上所述，在橡胶条带供给单元、且在设置有橡胶进给槽的螺旋轴的中途， 设置有具有通过部分的节流区域，该节流区域用于对从上述橡胶进给槽内通过的橡胶进行 节流并使该橡胶的一部分通过。由此，橡胶因通过时的剪断效应而发热，从而热炼性得以提 高。而且，当橡胶通过时，由于橡胶暂时变薄（或变细），因此，能够与上述发热相辅相成而 充分地提高橡胶的可塑性，从而能够抑制挤出后的橡胶条带Gs的橡胶断裂、宽度不良以及 橡胶部件形成后而出现的开孔。
[0024] 另外，通过提高上述可塑性来提高橡胶的进给量相对于螺旋轴的旋转的线性增减 性。即，提高了压力追随性。因此，能够提高基于对螺旋轴的旋转控制的压力控制（齿轮泵 入口侧的压力控制）的精度，尤其能够在齿轮泵进行加速而从低排出量向高排出量变化时 使得针对齿轮泵的橡胶供给量实现稳定化。

【专利附图】

【附图说明】
[0025] 图1是示出本发明的橡胶部件制造装置的一个实施例的侧视图。
[0026] 图2是将橡胶条带供给单元放大示出的长边方向上的剖视图。
[0027] 图3是示出螺旋轴的局部侧视图。
[0028] 图4是将螺旋轴表面展开为平面后的示意图。
[0029] 图5是对橡胶的流动进行说明的示意图。
[0030]图6 (A)、图6 (B)是示意性地示出橡胶翻越节流部的状态的剖视图。
[0031] 图7是示出节流部的其他实施例的螺旋轴的长边方向上的剖视图。
[0032]图8 (A)、图8 (B)是在表1中的条件下对齿轮泵入口侧的压力进行测量所得的曲线 图。
[0033] 图9是现有例的轮胎用橡胶部件制造装置的侧视图。
[0034] 附图标记说明：
[0035] 1…橡胶部件制造装置；2…成型机；3…橡胶条带供给单元；6…挤出机主体；7… 挤出头；7A···齿轮泵；8…缸体；9…螺旋轴；15···压延辊机；16···基轴；17、17A、17B"4?J^ 翼；18、18八、1813"*橡胶进给槽 ；19"*通过部分；68"*橡胶条带；￥(^"节流区域。

【具体实施方式】
[0036] 以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
[0037]如图1所示，本发明的橡胶部件制造装置1(以下称为"制造装置1")，将由未硫化 的橡胶构成的长条带状的橡胶条带Gs在成型机2上卷绕成螺旋状并对该橡胶条带Gs进行 粘贴，由此形成由上述橡胶条带Gs的卷绕体构成的橡胶部件。在本例中示出了利用上述制 造装置1而在轮胎形成用的成型机2T上例如形成胎面胶、胎侧胶、边口胶等轮胎用的橡胶 部件的情况。
[0038] 上述制造装置1至少具有：成型机2 ;和与上述成型机2的旋转同步地一边对橡胶 条带Gs进行挤出成型一边供给该橡胶条带Gs的橡胶条带供给单元3。在本例中示出了制 造装置1还具有促动器4的情况，其中，该促动器4将来自橡胶条带供给单元3的橡胶条带 Gs引导到成型机2而进行粘贴。
[0039] 上述成型机2是被驱动而绕轴芯j旋转的例如圆筒状的卷筒（drum)，在本例中，上 述成型机2被移动台5支承为能够沿轴芯方向移动。另外，作为成型机2并不限定于此，例 如能够采用外形形状形成为近似于轮胎形状的环行线状等各种形状的成型机。
[0040] 另外，上述橡胶条带供给单元3具有：螺旋式的挤出机主体6 ;和安装于上述挤出 机主体6的前端部的挤出头7。
[0041] 如图2示意性所示，上述挤出机主体6具有：圆筒状的缸体8 ;和能够在上述缸体 8内旋转且与该缸体8同心地配置在该气缸8内的螺旋轴9。并且，对于从设置于缸体8的 后端侧的投入口 8A投入的橡胶材料G而言，通过螺旋轴9的旋转而一边对其进行塑化一边 将其压送到前端的挤出口 8B。上述螺旋轴9的旋转被与其后端连结的驱动装置M(图1所 示）控制。
[0042] 上述挤出头7具有齿轮泵7A和接头7B。上述齿轮泵7A是公知结构的恒定容积挤 出机，具有：安装于上述挤出机主体6的前端部的外壳10 ;和配置在该外壳10内的一对挤 出齿轮11、11。上述接头7B形成为在前端开设有成型口 7B1的块状，接头7B以能够更换的 方式安装于上述齿轮泵7A的前端侧。该挤出头7的上述挤出齿轮11被电动机（未图示） 驱动而进行旋转，由此与成型机2的旋转同步地将来自上述挤出机主体6的塑化后的橡胶 G从成型口 7B1挤出。
[0043] 在本例的橡胶条带供给单元3中，在上述挤出头7的前方还具有压延辊机15。该 压延辊机15具有上下压延辊15a、15b，将借助上述成型口 7B1而被实施了挤压成型的橡胶 G压延成最终厚度的橡胶条带Gs。上述上下压延辊15a、15b与上述齿轮泵7A以同样的方 式而与成型机2的旋转同步地被驱动。另外，除了与成型机2的旋转动作一致的情况以外， 上述"同步"也包括相对于成型机2的旋转动作具有规定的时间差的情况等。
[0044] 接下来，上述螺旋轴9具有：基轴16 ;和在基轴16的周围卷绕成螺旋状的螺旋翼 17。由此，在螺旋翼17之间形成了螺旋状的橡胶进给槽18。另外，在螺旋轴9的中途设置 有具有通过部分19 (图6所示）的节流区域Y，该节流区域Y用于对从上述橡胶进给槽18 内通过的橡胶G进行节流并使其一部分通过。
[0045] 在本例中，如图3、图4所示，螺旋轴9在基轴16的外周具有两个螺旋翼17A、17B， 由此形成了两条橡胶进给槽18A、18B。图4是将图3中的螺旋轴9的表面展开为平面后的 示意图。在上述节流区域Yc，上述两个螺旋翼17A、17B中的一方的螺旋翼17A形成为节距 长度与另一方的螺旋翼17B的节距长度P不同的节距相异的螺旋翼20。
[0046] 具体地说，上述一方的螺旋翼17A被划分成：配置在比上述节流区域Yc靠前侧 的区域Yf的前翼部分17Af、以及配置在比上述节流区域Yc靠后侧的区域Yr的后翼部分 17Ar ;和配置在节流区域Yc的中央翼部分17Ac。并且，上述中央翼部分17Ac由节距相异 的螺旋翼20形成，前后翼部分17Af、17Ar由节距长度P与另一方的螺旋翼17B的节距长度 相等的节距相同的螺旋翼21形成。前翼部分17Af的后端Er从中央翼部分17Ac的前端ef 朝橡胶流的上游侧分离，后翼部分17Ar的前端Ef从中央翼部分17Ac的后端er朝橡胶流 的下游侧分离。
[0047] 特别地，在本例中，中央翼部分17Ac形成为包括第一翼部分17Acl、第二翼部分 17Ac2,并且，第一翼部分17Acl以与第二翼部分17Ac2相比错开位置的方式配置于橡胶流 的下游侧。并且，前翼部分17Af的后端Er从第二翼部分17Ac2的前端ef朝橡胶流的上游 侧分离，后翼部分17Ar的前端Ef从第一翼部分17Acl的后端er朝橡胶流的下游侧分离。
[0048] 上述第一翼部分17Acl、第二翼部分17Ac2的节距长度P2与另一方的螺旋翼17B 的节距长度Pl不同（在本例中，P2 > Pl)。由此，在第一翼部分17Acl的两端部形成有第 一翼部分17Acl与另一方的螺旋翼17B交叉的交叉部Jlf、Jlr。另外，在第二翼部分17Ac2 的两端部形成有第二翼部分17Ac2与另一方的螺旋翼17B交叉的交叉部J2f、J2r。并且， 因这些交叉部Jlf、Jlr、J2f、J2r的形成来对橡胶进给槽18内的橡胶G进行节流、且使该 橡胶G的一部分至少翻越通过一方的螺旋翼17。
[0049] 若具体进行说明，则如图5所示，虽然在后方侧区域Yr构成两个橡胶进给槽18A、 18B，但在比后翼部分17Ar靠上游侧的位置，这两个橡胶进给槽18A、18B却汇合成一个第一 槽18C1。然后，第一翼部分17Acl以从另一方的螺旋翼17B分支的方式延伸，由此，使得第 二槽18C2以从上述第一槽18C1分支的方式而形成。此时，第一槽18C1在分支以后，其槽 宽逐渐变窄，在其前端借助上述交叉部Jlf而进行节流。由此，上述第一槽18C1内的橡胶 G翻越上述第一翼部分17Acl而向相邻的第二槽18C2内转移。
[0050] 另外，在第二槽18C2内，第二翼部分17Ac2以从另一方的螺旋翼17B分支的方式 延伸。由此，第三槽18C3以从第二槽18C2分支的方式而形成。此时，在第二槽18C2的前 端ef借助上述交叉部J2f而进行节流。由此，上述第二槽18C2内的橡胶G翻越上述第二 翼部分17Ac2而向相邻的第三槽18C3内转移。
[0051] 第三槽18C3在交叉部J2f之后构成一个汇合槽，之后，在前侧区域Yf内分割成两 个橡胶进给槽18A、18B。
[0052] 在本例中，由于第一槽18C1、第二槽18C2分别借助交叉部Jlf、J2f而进行节流， 因此，所有的橡胶G都依次翻越第一翼部分17Acl、第二翼部分17Acl，进而从第一槽18C1 经过第二槽18C2而向第三槽18C3转移。即，进行两次翻越。另外，还能够仅由第一翼部分 17Acl而形成为上述中央翼部分17Ac，在该情况下，仅进行一次翻越。
[0053] 上述橡胶G的翻越例如通过以下方式实现，S卩：将交叉的螺旋翼17A、17B中的一方 的螺旋翼17A(或17B)的高度设为低于另一方的螺旋翼17B(或17A)的高度。在该情况下， 如图6(A)所示，橡胶G从在较低的螺旋翼17A(或17B)的外周面与缸体8的内周面之间形 成的间隙22通过而变形为薄膜状。另外，如图6(B)所示，在一方的螺旋翼17A(或17B)的 前端形成多个小槽23。由此，橡胶G能够从小槽23通过而变形为细线状。即，通过部分19 形成为包括间隙22以及小槽23。
[0054] 这样，在橡胶G从通过部分19通过时，橡胶G发生剪切变形而使得橡胶本身发热， 从而提高了热炼性。并且，当橡胶G通过时，由于橡胶G暂时变形为薄膜状、细线状，因此变 得柔软，从而与上述发热相辅相成而能够充分地提高橡胶的可塑性。螺旋翼17A、17B的交 叉角度Θ (图4所示）优选为7度?15度。
[0055] 另外，如图7所示，在螺旋轴9的螺旋翼17设置宽度为D的中断部24,并且在该中 断部24的位置配置圆盘状的节流板25,该节流板25以与上述基轴16同心的方式而安装于 上述基轴16,由此，能够借助上述节流板25而形成节流区域Yc。在该情况下，通过部分19 例如能够由缸体8的内周面与节流板25的外周面之间的间隙22形成，或者能够由形成于 节流板25的外周面的多个小槽23形成。在该情况下，上述螺旋轴9的橡胶进给槽18可以 是一条也可以是两条。
[0056] 另外，上述节流区域Yc也适合用于使内含于橡胶G内的空气分离。然而，本申请 的目的在于实现可塑性提高的效果，因此，在上述橡胶条带供给单元3可以不具有例如利 用真空泵等对缸体8内的空气进行吸引排出的排气单元。
[0057] 以上虽然对本发明的特别优选的实施方式进行了详述，但本发明并不限定于图示 的实施方式，而是能够变形为各种方式来实施。
[0058][实施例]
[0059] 为了确认本发明的效果，基于表1的规格而制成了具有图1所示的结构的橡胶部 件制造装置，并使用损失正切值tan δ = 〇. 12的低油耗专用的配合橡胶制造了轮胎用的橡 胶部件（胎面胶）。上述损失正切值是温度为30°C、振幅为2%时的值。并且，对此时的橡 胶条带供给单元的热炼性以及齿轮泵入口侧的压力的稳定性进行了测试。
[0060] 各装置的不同点仅在于挤出机主体的规格（表1所示）。
[0061] (1)热炼性：
[0062] 通过目视检查的方式而对从橡胶条带供给单元挤出的橡胶条带的表面光滑度、以 及挤出时产生起伏（晃动）的状态等进行了宏观的判断，从而以4个阶段评价了橡胶的塑 化是否充分且遍布整体而均匀地进行的情况。数值越大则越表明塑化得以充分且遍布整体 而均匀地进行，从而表明热炼性越优异。
[0063] (2)压力的稳定性：
[0064] 使用以往使用的控制装置而以与齿轮泵同步的方式驱动螺旋轴旋转，并进行了压 力控制以使齿轮泵入口侧的压力保持恒定。并且，使齿轮泵从低速状态转变为高速状态，从 而对上述压力控制状态下的齿轮泵入口侧的压力的变动进行了测量。图8(A)、图8(B)中示 出了测量结果，压力的变动曲线越平坦则表明稳定性越优异。
[0065] [表1]
[0066]

【权利要求】
1. 一种橡胶部件制造装置，一边将长条的橡胶条带在成型机上卷绕成螺旋状一边对该 橡胶条带进行粘贴，由此形成由所述橡胶条带的卷绕体构成的橡胶部件， 所述橡胶部件制造装置的特征在于，具有： 成型机，其被驱动而绕轴芯进行旋转；以及 橡胶条带供给单元，其与所述成型机的旋转同步地一边对橡胶条带进行挤出成型一边 供给该橡胶条带， 并且，所述橡胶条带供给单元具有： 挤出机主体，其在缸体内将螺旋轴配置成能够旋转，在该螺旋轴的基轴的外周形成有 基于螺旋翼的螺旋状的橡胶进给槽；以及 挤出头，其安装于所述挤出机主体的前端部且具有齿轮泵，该齿轮泵与成型机的旋转 同步地将来自所述挤出机主体的橡胶挤出， 而且，在所述螺旋轴的中途设置有具有通过部分的节流区域，该节流区域用于对从所 述橡胶进给槽内通过的橡胶进行节流并使该橡胶的一部分通过。
2. 根据权利要求1所述的橡胶部件制造装置，其特征在于， 所述螺旋轴因设置于所述基轴的外周的两个螺旋翼而形成有橡胶进给槽， 并且，在所述节流区域，将两个螺旋翼中的一方的螺旋翼设为节距长度与另一方的螺 旋翼的节距长度不同的节距相异的螺旋翼，从而在所述节距相异的螺旋翼的两端部形成该 节距相异的螺旋翼与另一方的螺旋翼交叉而成的交叉部， 并且，通过该交叉部的形成来对橡胶进给槽内的橡胶进行节流,并且使该橡胶的一部 分至少翻越通过一方的螺旋翼。
3. 根据权利要求2所述的橡胶部件制造装置，其特征在于， 在所述节流区域形成有所述通过部分，使交叉的螺旋翼中的一方的螺旋翼的高度低于 另一方的螺旋翼的高度、或者在一方的螺旋翼的末端设置多个小槽，由此形成使得橡胶的 一部分通过的所述通过部分。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的橡胶部件制造装置，其特征在于， 所述橡胶条带供给单元在所述挤出头的前方具有压延辊机，该压延辊机将从所述挤出 头挤出的橡胶压延成最终厚度的橡胶条带。
5. 根据权利要求1?3中任一项所述的橡胶部件制造装置，其特征在于， 所述橡胶条带供给单元不具有对缸体内的空气进行吸引排出的排气单元。
【文档编号】B29C47/00GK104275795SQ201410320298
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2013年7月4日
【发明者】中村吉伸 申请人:住友橡胶工业株式会社