JP2002210842A - 積層ゴム部材形成方法、装置、及び積層ゴム部材を用いたタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短繊維が長さ方向に配向するゴムシートか
ら、短繊維が厚さ方向に向く積層ゴム部材を、効率良く
かつ精度良く形成できる。 【解決手段】 間欠搬送されるゴムシートＳｇを、前後
の押圧手段１３、１４により切断位置Ｊの前後で搬送面
１１Ｓ上に押圧しつつ切断する。前の押圧手段１３の押
圧片３１は、押圧する面３１Ｓを、切断片Ｇを付着させ
て持ち上げうる保持押圧面３３とし、先行して保持押圧
面３３に付着された先の切断片Ｇａを介して、次の切断
片Ｇｂを付着して積み重ねる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、短繊維が長さ方向
に配向する帯状ゴムシートの巾方向の切断片を、順次積
み重ねることにより、短繊維が表裏方向に向く積層ゴム
部材を効率よく形成しうる積層ゴム部材形成方法、装
置、及び積層ゴム部材を用いたタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】スタッドレスタイヤでは、氷上性能を向
上させるために、路面掘り起こし摩擦や粘着摩擦を増加
させる必要があり、従来から、トレッドゴムの氷路面に
対する摩擦係数を上げる種々の研究が試みられている。
その一つとして、トレッドゴム中に短繊維を配合するこ
とが提案されており、特に短繊維をタイヤ半径方向に配
向させることにより、路面掘り起こし能力が高まり、よ
り高い摩擦力が得られることが知られている。

【０００３】ところで、図８（Ａ）に示すように、トレ
ッドゴムは、通常、カレンダーロールや押出し機によっ
て連続的に押出成形されるシート状のゴム部材ｇにより
形成される。そのため、ゴム中の短繊維ｆは、ゴム流れ
によって押出し方向（長さ方向）に沿って配向してしま
い、このゴム部材ｇをそのまま用いてトレッドゴムを製
造した場合、短繊維ｆはタイヤ周方向に沿って配向して
しまうこととなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願人は、
特願平１１−３１５８５９号等において、図８（Ｂ）に
示すように、押出し成形された薄いゴム部材ｇをジグザ
グ状に折り畳むことを提案している。このものは、短繊
維ｆのほとんどを厚さ方向（表裏方向）に効率よく配向
できるという利点があるが、図８（Ｃ）に拡大して示す
如く、トレッドゴムの表面裏面では短繊維ｆがどうして
も寝てしまい、タイヤの使用初期から優れた氷上性能を
発揮し得ないという問題がある。

【０００５】従って、厚さ全体に亘って短繊維ｆを厚さ
方向（表裏方向）に配向させるためには、図９に示す如
く、押出し成形された従来のゴム部材ｇを巾方向に切断
し、得られた切断片ｇ１をいったん並び替え、その切断
面ｓを表面、裏面に露出させて積み重ねることが必要と
なる。そして、この切断片ｇ１を積み重ねてなる積層ゴ
ム部材を効率よくかつ精度良く形成するために、新規な
方法及び装置が要求される。

【０００６】本発明は、以上のような状況に鑑み案出な
されたもので、その第１の目的は、短繊維が長さ方向に
配向するゴムシートの切断片を、順次積み重ねることに
より、短繊維が表裏方向に向く積層ゴム部材を効率よく
かつ精度良く形成しうる積層ゴム部材形成方法を提供す
ることにある。

【０００７】又第２の目的は、短繊維が長さ方向に配向
するゴムシートの切断片を、順次積み重ねることによ
り、短繊維が表裏方向に向く積層ゴム部材を効率よくか
つ精度良く形成しうる積層ゴム部材形成装置を提供する
ことにある。

【０００８】又第３の目的は、前記積層ゴム部材をトレ
ッド形成用のタイヤゴム部材として用いることにより、
優れた氷上性能をタイヤの使用初期から有効に発揮し得
るタイヤを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願の請求項１の発明は、長さ方向に配向された短
繊維を含有する広巾の帯状のゴムシートを巾方向に切断
してなる切断片が、その前後の切断面を表面、裏面に露
出させて積み重ねられることにより前記短繊維が表裏方
向に向くシート状の積層ゴム部材を形成する積層ゴム部
材形成方法であって、長さ方向に間欠的に搬送される前
記ゴムシートを、前の押圧手段、後の押圧手段の昇降可
能な押圧片により切断位置の前後で搬送面上に押圧しつ
つ切断することによって前記切断片を形成するととも
に、前の押圧手段の押圧片は、前記ゴムシートを押圧す
る面を、前記切断片を付着させて持ち上げうる保持押圧
面とし、かつ先行して保持押圧面に付着された先の切断
片を介して、前の押圧手段は前記ゴムシートを押圧する
ことにより次に切断された切断片を先の切断片に付着し
て切断片を積み重ねることを特徴としている。

【００１０】なお、前記保持押圧面とゴムシートとの間
の粘着力を、前記搬送面とゴムシートとの間の粘着力よ
りも大とすることにより、前記保持押圧面に切断片を持
ち上げ可能に付着させることができる。又前記積層ゴム
部材は、トレッド形成用のタイヤゴム部材として用いる
ことができる。

【００１１】又請求項４は、タイヤの発明であって、請
求項１〜３のいずれかに記載の積層ゴム部材形成方法に
より形成された積層ゴム部材を用いたことを特徴として
いる。

【００１２】又請求項５の発明は、長さ方向に配向され
た短繊維を含有する広巾の帯状のゴムシートを巾方向に
切断してなる切断片が、その前後の切断面を表面、裏面
に露出させて積み重ねられることにより前記短繊維が表
裏方向に向くシート状の積層ゴム部材を形成する積層ゴ
ム部材形成装置であって、長さ方向に間欠的に前記ゴム
シートを搬送する搬送手段と、搬送されるゴムシートを
巾方向に切断し切断片を形成する切断手段と、切断に際
して切断位置の前後でゴムシートを前記搬送手段の搬送
面上に押圧する昇降可能な押圧片を有する前後の押圧手
段とを具え、かつ前の押圧手段の押圧片は、前記ゴムシ
ートを押圧する面を、前記切断片を付着させて持ち上げ
うる保持押圧面としたことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を、
図示例とともに説明する。図１は、本発明に係わる積層
ゴム部材Ｇ０がトレッド形成用のタイヤゴム部材Ｔｇと
して使用された場合のタイヤ１の子午断面図である。

【００１４】図１において、タイヤ１は、トレッド部２
からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア
５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方
向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７と
を具える。なお同図には、タイヤ１が乗用車用ラジアル
タイヤである場合を例示している。

【００１５】前記カーカス６は、従来と同様、カーカス
コードをタイヤ周方向に対して例えば７５゜〜９０゜の
角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプラ
イ６Ａから構成されており、カーカスコードとして、ナ
イロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等
の有機繊維コード、及びスチールコード等が使用され
る。なおカーカス６は、その両端が前記ビードコア５の
廻りで折り返して係止されるとともに、ビード部４に
は、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方にのびる
断面三角形状の補強用のビードエーペックスゴム８が配
される。

【００１６】前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ
周方向に対して例えば１０〜３５°の角度で配列した２
枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからな
り、各ベルトコードがプライ間相互で交差するように、
互いの傾斜の向きに違えて重置している。なおベルトコ
ードとして、スチールコード及び芳香族ポリアミド等の
高弾性の有機繊維コードが好適に使用される。

【００１７】又前記ベルト層７のタイヤ半径方向外側に
は、本例では、トレッド面２Ｓをなすキャップゴム部９
ａと、その半径方向内側に配されるベースゴム部９ｂと
からなるトレッド形成用のトレッドゴム９が配される。

【００１８】そして、本実施形態では、前記キャップゴ
ム部９ａを構成するタイヤゴム部材Ｔｇに、短繊維ｆが
表裏方向（厚さ方向）に向くシート状の積層ゴム部材Ｇ
０を用いている。

【００１９】ここで、前記積層ゴム部材Ｇ０は、図２に
略示するように、短繊維ｆを押出し方向（長さ方向）に
配向させた広巾帯状のゴムシートＳｇを巾方向に切断
し、これによって得た切断片Ｇを、その前後の切断面Ｖ
ｓを表裏面Ｗｓに露出させて積み重ねることにより形成
している。

【００２０】そして、以下に、この積層ゴム部材Ｇ０を
形成する積層ゴム部材形成方法（以下に形成方法という
場合がある）を、それを実施する積層ゴム部材形成装置
１０（以下に形成装置１０という場合がある）とともに
説明する。なお図３は、前記形成装置１０を示す側面図
であり、図４、５は、その主要部を拡大して示す側面図
及び斜視図である。

【００２１】図３において、前記形成装置１０は、前記
ゴムシートＳｇを長さ方向に間欠的に搬送する搬送手段
１１と、搬送されるゴムシートＳｇを巾方向に切断して
切断片Ｇを形成する切断手段１２と、切断に際して切断
位置Ｊの前後でゴムシートＳｇを前記搬送手段１１の搬
送面１１Ｓ上に押圧して固定する前後の押圧手段１３、
１４とを具える。本明細書では、搬送方向の下流側を
「前」、上流側を「後」と呼んでいる。

【００２２】なお前記ゴムシートＳｇでは、前記図２に
示す如く、カレンダーロールや押出し機を用いて従来的
に押出し成形することにより、ゴム材料中に含有する短
繊維ｆが押出し方向（長さ方向）に実質的に配向され
る。このゴムシートＳｇにおいては、その厚さＴは、短
繊維ｆの配向の容易さから１．０〜３．０ｍｍの範囲が
好ましい。又ゴムシートＳｇの巾Ｗ及び切断片Ｇの切断
間隔Ｄは、夫々、キャップゴム部９ａのタイヤ軸方向巾
及びタイヤ半径方向高さに相当するものであり、製造す
るタイヤサイズに応じて適宜設定される。

【００２３】次に、前記搬送手段１１は、ゴムシートＳ
ｇの長さ方向に移動可能に支持される、本例では、テー
ブル状の搬送台１５と、この搬送台１５を、前記切断間
隔Ｄに合わせて間欠移動させる移動具１６とを具える場
合を例示している。

【００２４】前記移動具１６は、前記長さ方向にのびか
つ架台１７上で回転自在に支持されるネジ軸１９と、該
ネジ軸１９の一端に連結する駆動用のモータＭとを具え
る。又前記搬送台１５は、本例では、前記架台１７に、
例えばレールや直線軸受などの適宜の案内手段（図示し
ない）を介して水平移動自在に案内されており、又その
下面には、前記ネジ軸１９に螺合するナット部１５Ａを
形成している。従って、搬送手段１１は、前記モータＭ
によるネジ軸１９への回転制御により、前記搬送台１５
上のゴムシートＳｇを、前記切断間隔Ｄに合った送りピ
ッチで、間欠的に搬送できる。

【００２５】なお図中の符号２０Ａ、２０Ｂは、前記搬
送台１５の移動開始位置及び移動終了位置を検出するセ
ンサであり、移動開始位置において、搬送台１５にゴム
シートＳｇが搬入される。又搬送手段１１として、ベル
トコンベヤ等も好適に採用できる。

【００２６】次に、前記切断手段１２は、図４、５に示
すように、搬送されるゴムシートＳｇを切断位置Ｊで巾
方向に切断する切断ナイフ２１を具える。この切断ナイ
フ２１は、昇降具２２を介して、上方の待機高さ位置か
ら刃先が搬送面１１Ｓに接触する切断高さ位置まで下降
し、これにより、前記ゴムシートＳｇのうち切断位置Ｊ
より前方部分ＳｇＡを切断する。なお図１の符号２８
は、前記待機高さ位置を検出するセンサであり、切断
後、切断手段１２が待機高さ位置まで戻ったのを検知
し、搬送手段１１に、次の間欠送りを指示する。

【００２７】なお前記昇降具２２として、シリンダが好
適に使用でき、そのロッド２２Ａ下端に、前記切断ナイ
フ２１が、例えば板状のホルダ２４を介して着脱自在に
取り付けられる。なお本例では、前記切断ナイフ２１の
前面とホルダ２４の前面とが面一状に連なり、互いに協
同して前の押圧手段１３のための垂直な案内面２５を形
成する場合を例示している。

【００２８】次に、前記後の押圧手段１４は、切断に際
し、切断位置Ｊの後側で前記ゴムシートＳｇを搬送面１
１Ｓに押圧する昇降可能な押圧片２６を具える。

【００２９】前記押圧片２６は、ゴムシートＳｇへの押
圧面２６Ｓを下面に有し、前記切断ナイフ２１に対して
上下に相対移動可能に保持される。詳しくは、前記押圧
片２６は、本例では、その上面で立設するガイド軸２７
を有し、このガイド軸２７は、前記ホルダ２４の後面に
取り付く上下の支持金具２９Ｕ、２９Ｌの各保持孔２９
Ａに遊挿されて保持される。

【００３０】又ガイド軸２７には、下の支持金具２９と
当接することにより、前記相対移動の下限位置Ｒ１を規
制するストッパ部２７Ａが膨設されている。又後の押圧
手段１４は、例えば前記ストッパ部２７Ａと上の支持金
具２９Ｕとの間に介在するバネ片３０を有し、これによ
って前記押圧片２６を前記下方に付勢する。

【００３１】ここで、前記下限位置Ｒ１では、押圧面２
６Ｓが前記切断ナイフ２１の刃先と同高さ又は下方に突
出していることが必要である。これにより、押圧片２６
は、切断に先駆け、バネ片３０による付勢力によって前
記ゴムシートＳｇを搬送面１１Ｓに押圧でき、切断時の
位置ズレを確実に防止できる。又押圧片２６は、切断後
においても、切断ナイフ２１が上昇してゴムシートＳｇ
から離間するまでの間、ゴムシートＳｇを搬送面１１Ｓ
に押さえ付けて固定できる。従って、切断後において、
ゴムシートＳｇのシート本体ＳｇＢ（切断位置Ｊより後
方側の部分）が、切断ナイフ２１に付着して浮き上がり
位置ズレするのを防止できる。なおバネ片３０による付
勢力は、例えば前記上の支持金具２９Ｕの取付け高さを
調整自在とすること等によって調整できる。

【００３２】次に、前記前の押圧手段１３は、切断に際
し、切断位置Ｊの前側で前記ゴムシートＳｇを搬送面１
１Ｓに押圧する昇降可能な押圧片３１を具え、この押圧
片３１は、前記切断ナイフ２１に対して上下に相対移動
可能に保持される。

【００３３】詳しくは、前記押圧片３１は、本例では、
ゴムシートＳｇへの押圧面３１Ｓを下面に有する矩形板
状をなし、前記ホルダ２４に、ガイド手段３２を介して
前記案内面２５に沿って上下に相対移動可能に保持され
る。

【００３４】前記ガイド手段３２として、本例では、前
記ホルダ２４の前面で突出するガイドピン３２Ａと、押
圧片３１に穿設されかつ上下にのびるとともに前記ガイ
ドピン３２Ａが遊挿する長孔状のガイド溝３２Ｂとから
形成される場合を例示している。従って、前記押圧片３
１は、ガイド溝３２Ｂの上端ＥＵがガイドピン３２Ａに
当接する下限位置Ｑ１と、ガイド溝３２Ｂの下端ＥＬが
ガイドピン３２Ａに当接する上限位置との間において、
前記切断ナイフ２１と独立して上下に相対移動しうる。
なおこの相対移動の際、押圧片３１はその自重によって
下方に付勢されている。

【００３５】ここで、前記下限位置Ｑ１では、押圧面３
１Ｓが前記切断ナイフ２１の刃先と同高さ又は下方に突
出していることが必要である。これによって、初回の切
断に際し、押圧片３１は、切断に先駆け、その自重によ
って前記ゴムシートＳｇを搬送面１１Ｓに押圧でき、切
断時の位置ズレを確実に防止しうる。又押圧片３１は、
切断後においても、切断ナイフ２１が上昇してゴムシー
トＳｇから離間するまでの間、ゴムシートＳｇを搬送面
１１Ｓに押さえ付けて固定できる。

【００３６】又前記押圧片３１では、その押圧面３１Ｓ
を、前記切断片Ｇを付着させて持ち上げうる保持押圧面
３３として形成しており、このとき、前記保持押圧面３
３とゴムシートＳｇとの間の粘着力が、搬送面１１Ｓと
ゴムシートＳｇとの間の粘着力よりも大となるように設
定することが重要である。

【００３７】そのために、本例では、前記保持押圧面３
３に、表面研磨、硬質クロムメッキ、又は特殊材料（例
えば布テープ、ビニールテープ及び両面接着テープなど
のテープ類等）の貼着などによる表面処理を施し、ゴム
シートＳｇとの粘着性を高めている。これに対して、搬
送面１１Ｓには、ゴムシートＳｇとの粘着性を減じるた
めに、アドロン処理、テフロン（登録商標）コーテイン
グ処理等を施したり、又ポリエチレンなどの合成樹脂で
形成したりしている。

【００３８】従って、初回の切断においては、前記押圧
により保持押圧面３３とゴムシートＳｇとは強く粘着さ
れ、切断後に押圧片３１が上昇する際、切断片Ｇは、前
記粘着性の差によって、保持押圧面３３に付着して一体
に持ち上げられる。なお図６に初回の切断時の動作を順
を追って示している。

【００３９】又２回目以降の切断に際しては、図７に示
すように、押圧片３１は、先行して保持押圧面３３に付
着された先の切断片Ｇａ・・・ を介して、ゴムシートＳｇ
を押圧し、このゴムシートＳｇを固定するとともに、切
断後は、次に切断された切断片Ｇｂが先の切断片Ｇａに
付着する。このように、前記切断を繰り返すことによ
り、保持押圧面３３に、切断片Ｇａ・・・ 、Ｇｂが順次積
み重なってなる一体の積層ゴム部材Ｇ０が形成される。

【００４０】なお積層ゴム部材Ｇ０の積層高さの上限
は、昇降具２２の昇降ストローク、ガイド溝３２Ｂの長
さ、及び前記保持押圧面３３と切断片Ｇとの粘着力の強
さ等に準じて設定されるが、積み重ね精度や安定性を考
慮して、積層高さの上限は２０〜３０ｍｍ程度とするの
が好ましい。

【００４１】又形成された積層ゴム部材Ｇ０は、例えば
作業者の手によって保持押圧面３３から容易に取外すこ
とができ、取外された各積層ゴム部材Ｇ０・・・ を、次工
程において順次重ね合わす（図２に示す）ことによりタ
イヤゴム部材Ｔｇに形成されていく。

【００４２】このように、前記形成装置１０及び形成方
法は、短繊維ｆを長さ方向に配向させた薄い帯状のゴム
シートＳｇから、短繊維ｆが厚さ方向に向く積層ゴム部
材Ｇ０を、効率良くかつ精度良く形成できる。なお形成
される積層ゴム部材Ｇ０は、本例では、積層高さが２０
〜３０ｍｍ程度であるが、厚さＤの厚いシート状となる
ため取り扱い性に優れ、従って、各積層ゴム部材Ｇ０・・
・ のさらなる重ね合わせなども、変形などを招くことな
く能率良く行える。

【００４３】又積層ゴム部材Ｇ０では、全厚さに亘っ
て、短繊維ｆが厚さ方向に配向するため、トレッド形成
用のタイヤゴム部材Ｔｇとして用いることにより、タイ
ヤの使用初期から優れた氷上性能を発揮できる。

【００４４】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、本発明は図示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。

【００４５】

【発明の効果】本発明は叙上の如く構成しているため、
短繊維が長さ方向に配向するゴムシートの切断片を、順
次積み重ねることにより、短繊維が表裏方向に向く積層
ゴム部材を効率よくかつ精度良く形成しうる。

【００４６】又この積層ゴム部材をトレッド形成用のタ
イヤゴム部材として用いることにより、優れた氷上性能
をタイヤの使用初期から有効に発揮し得るタイヤを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる積層ゴム部材がトレッド形成用
のタイヤゴム部材として使用された場合のタイヤの一実
施例を示す断面図である。

【図２】積層ゴム部材の形成過程を説明する線図であ
る。

【図３】積層ゴム部材形成装置を説明する側面図であ
る。

【図４】切断手段を前後の押圧手段とともに説明する断
面図である。

【図５】切断手段を前後の押圧手段とともに説明する斜
視図である。

【図６】初回の切断過程を示す線図である。

【図７】２回目以降の切断過程を示す線図である。

【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来技術の問題点を説明す
る線図である。

【図９】従来技術の問題点を説明する線図である。

【符号の説明】

１ タイヤ １０ 積層ゴム部材形成装置 １１ 搬送手段 １２ 切断手段 １３ 前の押圧手段 １４ 後の押圧手段 ２６、３１ 押圧片 ３３ 保持押圧面 ｆ 短繊維 Ｇ 切断片 Ｇ０ 積層ゴム部材 Ｊ 切断位置 Ｓｇ ゴムシート Ｔｇ タイヤゴム部材 Ｖｓ 前後の切断面 Ｗｓ 表裏面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長さ方向に配向された短繊維を含有する広
   巾の帯状のゴムシートを巾方向に切断してなる切断片
   が、その前後の切断面を表面、裏面に露出させて積み重
   ねられることにより前記短繊維が表裏方向に向くシート
   状の積層ゴム部材を形成する積層ゴム部材形成方法であ
   って、 長さ方向に間欠的に搬送される前記ゴムシートを、前の
   押圧手段、後の押圧手段の昇降可能な押圧片により切断
   位置の前後で搬送面上に押圧しつつ切断することによっ
   て前記切断片を形成するとともに、 前の押圧手段の押圧片は、前記ゴムシートを押圧する面
   を、前記切断片を付着させて持ち上げうる保持押圧面と
   し、 かつ先行して保持押圧面に付着された先の切断片を介し
   て、前の押圧手段は前記ゴムシートを押圧することによ
   り次に切断された切断片を先の切断片に付着して切断片
   を積み重ねることを特徴とする積層ゴム部材形成方法。
2. 【請求項２】前の押圧手段の保持押圧面と前記ゴムシー
   トとの間の粘着力を、前記搬送面と前記ゴムシートとの
   間の粘着力よりも大とすることにより、前の押圧手段の
   押圧による粘着により前記保持押圧面に切断片を持ち上
   げ可能に付着することを特徴とする請求項１記載の積層
   ゴム部材形成方法。
3. 【請求項３】前記積層ゴム部材は、タイヤのトレッド形
   成用のタイヤゴム部材であることを特徴とする請求項１
   又は２記載の積層ゴム部材形成方法。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の積層ゴム
   部材形成方法により形成された前記積層ゴム部材を用い
   たタイヤ。
5. 【請求項５】長さ方向に配向された短繊維を含有する広
   巾の帯状のゴムシートを巾方向に切断してなる切断片
   が、その前後の切断面を表面、裏面に露出させて積み重
   ねられることにより前記短繊維が表裏方向に向くシート
   状の積層ゴム部材を形成する積層ゴム部材形成装置であ
   って、 長さ方向に間欠的に前記ゴムシートを搬送する搬送手段
   と、 搬送されるゴムシートを巾方向に切断し切断片を形成す
   る切断手段と、 切断に際して切断位置の前後でゴムシートを前記搬送手
   段の搬送面上に押圧する昇降可能な押圧片を有する前後
   の押圧手段とを具え、 かつ前の押圧手段の押圧片は、前記ゴムシートを押圧す
   る面を、前記切断片を付着させて持ち上げうる保持押圧
   面としたことを特徴とすると積層ゴム部材形成装置。