JP2004255801A

JP2004255801A - タイヤ用トレッドゴムの成形装置

Info

Publication number: JP2004255801A
Application number: JP2003050950A
Authority: JP
Inventors: Eiji Bando; 栄二坂東; Nobutaka Miyazaki; 信隆宮崎; Mikiyoshi Nakane; 幹善中根; Koichi Kumakawa; 幸一熊川
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JP4212923B2

Abstract

【課題】非導電性キャップトレッド用未加硫ゴムに導電性ウィングチップ用未加硫ゴムの一部をアース用ゴムとして挿入したタイヤ用トレッドゴムを成形する場合、既存の成形装置に簡単な改造を加えるだけで成形可能にすると共に、保守管理の容易にしたタイヤ用トレッドゴムの成形装置を提供することにある。
【解決手段】押出ダイ１を押出口６を挟んで上下に配置した上ダイス３及び下ダイス４と、左右に設けた流入口１０にウィングチップ用未加硫ゴムＷＴを流入して押出口６の両端部に誘導する案内路１１を有する中ダイス５とから構成し、該中ダイス５に、押出口６の上流部を左右に二分する分割壁９と、左右の流入口を連通する案内溝１２と、該案内溝１２の中間から表面側に貫通する連通孔１４と、該連通孔１４から分割壁９の前面側を経由して押出口６に開口する吐出オリフィス１５とを形成したことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤ用トレッドゴムの成形装置に関し、さらに詳しくは、非導電性ゴムでキャップトレッドを形成したタイヤ用トレッドゴムに導電性のアース用ゴムを挿入する場合、既存の成形装置に簡単な改造を加えるだけで成形を可能にするタイヤ用トレッドゴムの成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリカを高配合したシリカ系ゴムコンパウンドでトレッドを形成した空気入りタイヤは、転がり抵抗が低いため低燃費性に優れるだけでなく、ウェット路面での制動性能にも優れていることで注目されている。しかし、シリカ系ゴムコンパウンドは、上記のような利点を有する反面で、従来のカーボンブラック系ゴムコンパウンドに比べて電気抵抗が大きいため、路面に対するアース機能が極端に低いという特性がある。そのため車両に静電気を蓄積しやすく、その蓄積した静電気によりカーラジオにノイズ障害を起こしたり、スパーク現象を発生して火災を引き起こすなどの問題が懸念されている。
【０００３】
このような問題の解決策として、導電性のカーボンブラック系ゴムコンパウンドを、シリカ系ゴムコンパウンドのキャップトレッドに対して、薄肉のアース用ゴム層としてトレッド表面からアンダートレッドまで挿入することにより、車両に静電気が蓄積されないようにする技術が多数提案されている。また、このようなアース用ゴムを挿入したタイヤ用トレッドゴムを低コストで製造可能にする設備として、既存のトレッドゴム成形装置を簡単に改造するだけで、導電性のカーボンブラック系ゴムコンパウンドからなるアンダートレッド用未加硫ゴム又はウィングチップ用未加硫ゴムの一部を非導電性のキャップトレッド内にアース用ゴムとして挿入するようにした提案がある（特許文献１、特許文献２など）。
【０００４】
上記タイヤ用トレッドゴムの成形装置は、押出ダイの直前の位置にミニインサートブロックを嵌め込み、このミニインサートブロックにアンダートレッド用未加硫ゴム又はウィングチップ用未加硫ゴムの一部を分流させ、非導電性キャップトレッドの中央部に誘導し、薄肉のアース用ゴムとして割り込ませる構造になっている。
【０００５】
しかし、押出ダイ直前の狭いスペースにミニインサートブロックを挿入するため構造が複雑化し、その複雑化のため押出ヘッドを定期的に分解洗浄するときの分解や再組立に手間がかかり、保守管理作業が著しく煩雑になるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２４００８１号公報
【特許文献２】
特開平１１−２６２９４４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、非導電性キャップトレッド用未加硫ゴムに導電性ウィングチップ用未加硫ゴムの一部をアース用ゴムとして挿入したタイヤ用トレッドゴムを成形する場合、既存の成形装置に簡単な改造を加えるだけで成形可能にすると共に、保守管理の容易にしたタイヤ用トレッドゴムの成形装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のタイヤ用トレッドゴムの成形装置は、プレフォームダイに導電性のアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴの流路と非導電性のキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴの流路と導電性の左右両側のウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの流路とを並設し、該プレフォームダイの吐出側に押出ダイを装着し、該押出ダイを押出口を挟んで上下に配置した上ダイス及び下ダイスと、左右に設けた流入口に前記ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴを流入して前記押出口の両端部に誘導する案内路を有する中ダイスとから構成し、該押出ダイから前記未加硫ゴムＵＴ、ＣＴ、ＷＴを一体のタイヤ用トレッドゴムとして押し出す成形装置において、
前記中ダイスに、前記押出口の上流部を左右に二分する分割壁と、前記左右の流入口を連通する案内溝と、該案内溝の中間から表面側に貫通する連通孔と、該連通孔から前記分割壁の前面側を経由して前記押出口に開口する吐出オリフィスとを形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
このように中ダイスに、押出口の上流側を左右に二分する分割壁と、左右の流入口を連通する案内溝と、該案内溝の中間から表面側に貫通する連通孔と、該連通孔から前記分割壁の前面側を経由して前記押出口に開口する吐出オリフィスとを形成したもので、プリフォームダイは何ら変更を加えることなく、押出ダイを加工するだけで、非導電性のキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴを分割壁で左右に分離して、その間に導電性のウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの一部を注入してアース用ゴムを有するタイヤ用トレッドゴムを得ることができる。
【００１０】
しかも、既存の押出ダイの構成部品である中ダイスに、外形サイズを殆ど変えることなく分割壁、案内溝、連通孔、吐出オリフィスなどを加工するだけでよいため、既存の装置の場合と実質的に同じ操作で上ダイス及び下ダイスに組み付けができ、分解掃除などの際の分解や再組立作業が簡単になり、保守管理作業を容易にすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において非導電性とは、加硫後のゴムの電気抵抗値が１０^９Ωｃｍ以上である場合をいい、好ましくは１０^１０Ωｃｍ以上の場合をいう。本発明では、かかる非導電性ゴムをキャップトレッド用未加硫ゴムとして使用する。また、このような非導電性のキャップトレッド用未加硫ゴムとしては、主成分としてシリカを高配合したシリカ系ゴムコンパウンドを好ましく使用することができる。シリカ系ゴムコンパウンドは、トレッドゴムに使用した場合、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減して燃料消費率を下げることができ、また、ゴム硬度が下がり路面に対する凝着摩擦力が増大するため、特にウェット路面での制動性能を向上することができる。
【００１２】
これに対して導電性とは、加硫後のゴムの電気抵抗値が１０^１０Ωｃｍ未満の場合をいい、好ましくは１０^９Ωｃｍ未満の場合をいう。本発明では、かかる導電性ゴムをアンダートレッド用未加硫ゴムやウィングチップ用未加硫ゴムとして使用する。この導電性未加硫ゴムとしては、従来のレギュラータイヤに使用されている、主成分としてカーボンブラックを高配合したカーボンブラック系ゴムコンパウンドが好ましく使用される。カーボンブラック系ゴムコンパウンドは導電性であるため、シリカ系ゴムコンパウンドのような静電気を車両に蓄積する問題はない。
【００１３】
本発明では、上記導電性ウィングチップ用未加硫ゴムの一部を、アース用ゴムとして利用するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
以下、図に示す実施例を参照して本発明を具体的に説明する。
【００１５】
図１及び図２は、本発明のタイヤ用トレッドゴム成形装置を例示したものであり、図１は押出ダイ側（前面側）から見たときの分解斜視図、図２はその反対側の背面側から見たときの分解斜視図である。
【００１６】
図１，２において、１は押出ダイ、２はプレフォームダイであり、これらが一体に組み立てられるようになっている。押出ダイ１は、タイヤ用トレッドゴムＴを最後に押し出す部品であり、上ダイス３と下ダイス４と中ダイス５の三部品から構成され、プレフォームダイ２の前壁に形成した凹部２４に嵌め込まれるようになっている。
【００１７】
プレフォームダイ２には、いずれも偏平断面からなるアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴの流路２１とキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴの流路２２とウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの流路２３とが前後方向に貫通し、相互間の距離が前方に向かうにつれ徐々に接近するようになっている。このうちウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの流路２３は、左右両側に二つ設けられている。これら流路２１，２２，２３を介して、導電性のアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴ、非導電性のキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴ及び導電性のウィングチップ用未加硫ゴムＷＴがプレフォームダイ２の背部から押出ダイ１側へ供給される。
【００１８】
押出ダイ１は、図３〜図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に詳細を示すように、プレート状の上ダイス３の背面にプレート状の中ダイス５が嵌め込まれ、その上ダイス３にプレート状の下ダイス４がボルト７により一体に連結されており、組立後も押出ダイ１が全体としてプレート状の長方形をなすようになっている。このように個々の部品がプレート状であり、組立後も略同一幅のプレート状であることにより、取り扱いやすくなり、保守管理が容易になっている。
【００１９】
中ダイス５が嵌め込まれた上ダイス３と下ダイス４との間に押出口６が形成され、この押出口６からタイヤ用トレッドゴムＴが押し出される。下ダイス４には、押出口６に対応する部分に傾斜面８が形成され、キャップトレッド用未加硫ゴムＣＴとアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴとが押出口６で円滑に合流するようになっている。
【００２０】
中ダイス５には、押出口６の幅方向中央に分割壁９が形成され、この分割壁９は押出口６に向けて流動するキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴを一時的に二分するようにしている。また、中ダイス５の背面（未加硫ゴムの流入側）に、左右両側にそれぞれウィングチップ用未加硫ゴムＷＴを受け入れる流入口１０，１０が設けられている。流入口１０は背面から前面側へ貫通し、さらに案内溝１１を介して押出口６の端部へ連通し、流入口１０に流入したウィングチップ用未加硫ゴムＷＴをタイヤ用トレッドゴムの両翼に積層させるようにしている。
【００２１】
また、中ダイス５の背面側には、各流入口１０の左右両側にそれぞれ中央側に延びる案内溝１２と外側に延びる案内溝１３とが設けられている。各流入口１０，１０から中央側に延びる案内溝１２，１２は、それぞれ中央側へ向かうほど溝幅が拡大すると共に、その中央部に前後に抜ける連通孔１４を設けている。このように案内溝１２を連通孔１４に向かうほど徐々に溝幅を大きくすることで、ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの流量と流速を安定させる。連通孔１４が通り抜けた前面側には上記分割壁９の前面側に吐出オリフィス１５が下降するように設けられ、その吐出端を押出口６の途中に開口させている。
【００２２】
案内溝１２，１３に受け入れられたウィングチップ用未加硫ゴムＷＴは流入口１０へ集められて押出口６の端部へ供給される。しかし、中央側の案内溝１２に受け入れられたウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの一部は連通孔１４に入り、その連通孔１４から吐出オリフィス１５を経て押出口６の幅方向中央に吐出される。吐出オリフィス１５は分割壁９の前面側に設けられているので、吐出オリフィス１５から吐出されたウィングチップ用未加硫ゴムＷＴは、分割壁９により一時的に二分されたキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴ，ＣＴの間に注入され、両未加硫ゴムＣＴ，ＣＴに挟まれるように合流した後、押出口６から吐出される。
【００２３】
このようにウィングチップ用未加硫ゴムＷＴを、二分されたキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴ，ＣＴの間に注入する場合、上記のように案内溝１２を連通孔１４に向かうほど徐々に溝幅を拡大しておくと、ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの流量と流速を安定させるので、未加硫ゴムＷＴとＣＴ，ＣＴとの複合を安定化することができる。勿論、案内溝１２は、図６のように同一幅に形成してあってもよい。
【００２４】
上記吐出オリフィス１５の吐出側の対向面は下ダイス４の傾斜面８であるが、この傾斜面８には押出口６のゴム流れに沿って切溝１６を設けておくとよい（図４、図５（Ｃ）参照）。このような切溝１６を設けることにより、吐出オリフィス１５から吐出されたウィングチップ用未加硫ゴムＷＴを、キャップトレッド用未加硫ゴムＣＴを横断させてアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴまで到達させやすくし、アース用ゴムがトレッド表面からアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴの表面まで届かないような不完全トレッドゴムを成形することをなくすことができる。
【００２５】
本発明の成形装置は、上述のようにウィングチップ用未加硫ゴムＷＴをアース用ゴムとして挿入したトレッドゴムを、僅か２０ｍｍ程度の厚みの押出ダイ３だけで複合成形する。そのうち中ダイス５は、その約１／２の１０ｍｍで、その中でウィングチップ用未加硫ゴムＷＴを案内溝１２により中央に導き、その中央に形成した連通孔１４と吐出オリフィス１５により、左右に分割したキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴ，ＣＴの間に注入するようにしているのが特徴である。
【００２６】
このようにして得られる薄肉のアース用ゴムの幅としては、０．１〜２ｍｍの範囲にすることが好ましい。また、このような薄肉のアース用ゴムを成形するため、上述した吐出オリフィス１５の幅としては、０．５〜１０ｍｍの範囲にするのがよい。
【００２７】
上述のように構成された本発明の成形装置は、不図示の非導電性キャップトレッド用未加硫ゴムＣＴの押出機、導電性アンダートレッド用未加硫ゴムＵＴの押出機及び導電性ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの押出機の各押出端の流路に連結されて、タイヤ用トレッドゴムの製造に供される。すなわち、各押出機はプレフォームダイ２の流路２１，２２，２３の入り口に対して、それぞれアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴ、キャップトレッド用未加硫ゴムＣＴ、ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴを供給するように連結される。
【００２８】
各押出機を運転すると、各押出機からプレフォームダイ２の前端まで供給された各未加硫ゴムは、アンダートレッド用未加硫ゴムＵＴとキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴとが重なって押出口６に侵入するが、キャップトレッド用未加硫ゴムＣＴは中ダイス６の分割壁９により左右に分離される。また、ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴは、流入口１０に流入したものが案内路１１を経て、上記のように重なったアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴとキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴとの両端部に接合される。また、ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの一部が連通孔１４を通り、分割壁９の前端側で吐出オリフィス１５から押出口６内に吐出され、上記分割壁９で二分されたキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴ，ＣＴの間に挟まれるように複合し、その複合状態で押出口６からタイヤ用トレッドゴムになって押し出される。
【００２９】
押し出されたタイヤ用トレッドゴムＴは、図７に示すように、キャップトレッド用未加硫ゴムＣＴとアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴとを上下に積層すると共に、その両翼にウィングチップ用未加硫ゴムＷＴ，ＷＴを積層し、さらに、キャップトレッド用未加硫ゴムＣＴの略中央部に、薄肉のウィングチップ用未加硫ゴムＷＴをトレッド表面からアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴまで貫通させ、かつ長手方向（タイヤ周方向）に延長した構造になっている。ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴからなる中央部の薄肉ゴムは、タイヤに成形されたのちアース用ゴムとして機能する。
【００３０】
上述したように本発明のタイヤ用トレッドゴム成形装置では、中ダイスに、押出口の上流側を左右に二分する分割壁と、左右の流入口を連通する案内溝と、該案内溝の中間から表面側に貫通する連通孔と、該連通孔から前記分割壁の前面側を経由して前記押出口に開口する吐出オリフィスとを形成するだけで、非導電性のキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴを分割壁で左右に分離して、その間に導電性のウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの一部を注入してアース用ゴムを形成したタイヤ用トレッドゴムを得ることができる。
【００３１】
しかも、既存の押出ダイの構成部品である中ダイスに、外形サイズを殆ど変えることなく分割壁、案内溝、連通孔、吐出オリフィスなどを加工するだけでよいため、既存の装置の場合と実質的に同じ操作で上ダイス及び下ダイスに組み付けができるので、分解掃除などの際の分解や再組立が簡単になり、保守管理作業を容易にすることができる。
【００３２】
また、本発明のタイヤ用トレッドゴム成形装置は、既存の成形装置の押出ダイの中ダイスを原形を保ったまま分離壁、案内溝、連通孔、吐出オリフィスを追加するだけの改造であるため、その中ダイスとして、これら分離壁等を設けていない既存の中ダイスと交換可能にしておけば、従来のレギュラータイヤ用トレッドゴム成形装置としても利用することが可能になる。
【００３３】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、非導電性キャップトレッド用未加硫ゴムに導電性ウィングチップ用未加硫ゴムの一部をアース用ゴムとして挿入したタイヤ用トレッドゴムを成形する場合、既存の成形装置の中ダイスに、押出口の上流側を左右に二分する分割壁と、左右の流入口を連通する案内溝と、該案内溝の中間から表面側に貫通する連通孔と、該連通孔から前記分割壁の前面側を経由して前記押出口に開口する吐出オリフィスとを形成したもので、プリフォームダイは何ら変更を加えることなく、押出ダイを加工するだけで、非導電性のキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴを分割壁で左右に分離して、その間に導電性のウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの一部を注入してアース用ゴムを有するタイヤ用トレッドゴムを得ることができる。
【００３４】
しかも、既存の押出ダイの構成部品である中ダイスに、外形サイズを殆ど変えることなく分割壁、案内溝、連通孔、吐出オリフィスなどを加工するだけでよいため、既存の装置の場合と実質的に同じ操作で上ダイス及び下ダイスに組み付けができ、分解掃除などの際の分解や再組立作業が簡単になり、保守管理作業を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ用トレッドゴム成形装置を押出ダイ側（前面側）から見たときの分解斜視図である。
【図２】図１のタイヤ用トレッドゴム成形装置を反対側の背面側から見たときの分解斜視図である。
【図３】本発明の成形装置を構成する押出ダイの前面図（正面図）である。
【図４】図３の押出ダイの背面図である。
【図５】（Ａ）は図４におけるＸ−Ｘ矢視図、（Ｂ）は図４におけるＹ−Ｙ矢視図及び（Ｃ）は図４におけるＺ−Ｚ矢視図である。
【図６】図４に対応する他の実施形態を示す背面図である。
【図７】本発明の成形装置で成形されたタイヤ用トレッドゴムの横断面図である。
【符号の説明】
１押出ダイ
２プレフォームダイ
３上ダイス
４下ダイス
５中ダイス
６吐出口
９分割壁
１０流入口
１２案内溝
１４連通孔
１５吐出オリフィス
１６切溝
２１（アンダートレッド用未加硫ゴムＵＴの）流路
２２（キャップトレッド用未加硫ゴムＣＴの）流路
２３（ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの）流路
ＵＴアンダートレッド用未加硫ゴム
ＣＴキャップトレッド用未加硫ゴム
ＷＴウィングチップ用未加硫ゴム

Claims

プレフォームダイに導電性のアンダートレッド用未加硫ゴムＵＴの流路と非導電性のキャップトレッド用未加硫ゴムＣＴの流路と導電性の左右両側のウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの流路とを並設し、該プレフォームダイの吐出側に押出ダイを装着し、該押出ダイを押出口を挟んで上下に配置した上ダイス及び下ダイスと、左右に設けた流入口に前記ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴを流入して前記押出口の両端部に誘導する案内路を有する中ダイスとから構成し、該押出ダイから前記未加硫ゴムＵＴ、ＣＴ、ＷＴを一体のタイヤ用トレッドゴムとして押し出す成形装置において、
前記中ダイスに、前記押出口の上流部を左右に二分する分割壁と、前記左右の流入口を連通する案内溝と、該案内溝の中間から表面側に貫通する連通孔と、該連通孔から前記分割壁の前面側を経由して前記押出口に開口する吐出オリフィスとを形成したタイヤ用トレッドゴムの成形装置。
前記案内溝の溝幅を前記流入口側から中央側に向けて拡大するように形成した請求項１に記載のタイヤ用トレッドゴムの成形装置。
前記上ダイス、下ダイス及び中ダイスをそれぞれプレート状の外形にすると共に、これら上ダイス、下ダイス及び中ダイスを一体に組付けた後の押出ダイの外形を長方形のプレート状にした請求項１又は２に記載のタイヤ用トレッドゴムの成形装置。
前記吐出オリフィスの吐出側が対向する下ダイスの表面に切溝を設けた請求項１、２又は３に記載のタイヤ用トレッドゴムの成形装置。
請求項１、２、３又は４に記載の成形装置を使用し、前記ウィングチップ用未加硫ゴムＷＴの一部を、前記キャップトレッド未加硫ゴムＣＴのタイヤ幅方向中間に薄肉のアース用ゴムとして厚さ方向に貫通するように挿入するタイヤ用トレッドゴムの製造方法。