JP2007204894A - タイヤ補強材としてのスチールコードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの仕様に対応したスチールコードを低コストで製造する製造方法の提供。
【解決手段】複数本の素線１を一対のチャック３ａ、３ｂとチャック３ａ、３ｂのほぼ中央部に配設された第３のチャック３ｃとで把持し、チャック３ｃを回転して複数本の素線１にねじり加工を施してスチールコード７を形成してから、チャック３ｃを逆回転してねじりの残留応力を取り去り、次に引き取りローラ４でスチールコード７をチャック３ａ、３ｂ間外に引き出し、チャックにより把持されていた箇所で切断し、この工程を繰り返すことによりタイヤ補強材としての短尺のスチールコード１０を製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ラジアルタイヤの補強材としてのスチールコードの製造方法に関する。

一般に、ラジアルタイヤは、長尺（数百メートル乃至数万メートル）のスチールコードを平行状に数百本配列し、これを同時に繰り出しながら使用するタイヤの仕様に基づく間隔に並べ平面に引きそろえた状態で両面より薄いシート状ゴム体をサンドイッチ状に貼り合わせるカレンダー加工により、長尺（数百メートルから数万メートル）のカレンダーシートを構成し、このようにして構成されたカレンダーシートを、タイヤに貼り合わせる幅とバイアス角で裁断して、短冊体を形成し、それらを貼り合わせてタイヤ原型をつくり、これを金型に入れて高温、高圧で加硫して製造される。

従来の方式では、使用されるスチールコードの一度の使用量、すなわちスプールの巻量が大きい方がカレンダー加工の稼働時間が長く、効率が良いとされてきた。
また、スチールコードの加工においても、最終の撚り合わせの工程は製品長さが長い方が加工効率が良く、長尺製品が生産できる工夫をしてきた。すなわち、材料のスプール容量を大きくし、製品スプールを大きくする方向で必然的に撚線機の回転部分を大きくしてきた。

撚線機として、現在使用されているのは、大別して筒型回転で１回転で１度撚りのチューブラタイプのものと、１回転で２度撚りのバンチャータイプのものとがある。
いずれの撚線機も有効エネルギー消費率が１０％以下であり極めて浪費が大きい。これは重量物を高速回転させる為の機械損失と高速回転体の空気抵抗による損失の為であると考えられる。

近年、自動車が成熟するにともなって自動車用タイヤも成熟し、それに伴ってタイヤに対する要求品質も多様化し、機能的に多様化した要求を満たすためタイヤの種類も増加してきている。
従来のような規格大量生産方式でこれらの要求に対応するには、コストなどの面で無理があり、省スペースで一気通貫的に加工できる新製法も併用する必要が生じてきた。

タイヤの生産方式では、上記目的に沿い新製法が試験的に稼働する段階に来ているが、それに供するコードの生産形態の提供が要望されている。
さらに、今後環境改善時代に先に述べたすこぶるエネルギー効率の悪い方法を継続することなく、資源の最小化、エネルギーの最小化を狙った新しいスチールコードの加工技術の開拓も要望されている。

本発明は、上述の２つの要望に対処しようとするもので、スチールコードの新生産方式の開発により、タイヤの生産方式を少ロット化して無駄なスペース、無駄な輸送を排除するばかりか、スチールコードの撚り線加工に無駄なエネルギーを必要としない撚り線加工方法を提供しようとするものである。

本発明は、タイヤ補強材としてのスチールコードの製造方法において、張力を掛けられながら引き出された複数本の素線又は複数本の素線とストランドコードあるいは複数本のストランドコードを、一対のチャックと同一対のチャックのほぼ中央部に配設された第３のチャックとで把持し、上記第３のチャックを回転することにより上記複数本の素線又は複数本の素線とストランドコードあるいはストランドコードにねじり加工（撚り線加工）を施してスチールコードを形成してから、ねじりの残留応力を取り去り、次に引き取りローラで上記スチールコードを上記一対のチャック間外に引き出し、チャックによって把持されていた箇所（無撚り部）で切断し、この工程を繰り返すことによりタイヤ補強材としてのスチールコードを製造することを特徴とする。

また、上記ねじり加工による長さの減少分（撚り減り分）を、上記一対のチャックを構成するチャックのいずれか一方のチャックあるいは両方のチャックを、同一対のチャック間の距離が小さくなる方向に移動させて補填するようにしてスチールコードを製造することを特徴とする。

また、上記の製造方法により製造されたスチールコードを、スチールコード製造工程に連続するゴムシート（一対のシート状ゴム体間にスチールコードを挟み込んだシート）製造工程に、たとえばＳ撚りスチールコードとＺ撚りスチールコードとに区分して別々に送って、タイヤ構成材としてのゴムシートを製造することを特徴とする。

本発明のスチールコードの製造方法は、従来の大量生産型の場合と異なり、簡単な撚り線加工機による撚り線加工で、無撚り部を境界にしてＳ撚り部とＺ撚り部とが交互に繰り返す形状のスチールコードを製造し、これを無撚り部で切断して、タイヤ補強材としてのスチールコードを製造するものである。このように、本発明のスチールコードの製造方法によれば、必要な場所で必要量のスチールコードを製造することが可能となるばかりか、簡単な撚り線加工機による撚り線加工であるので、設備費用の低減と撚り線加工のためのエネルギー消費量を極端に低減することができる。

また、一対のチャックの間隔を調整することにより、さらに第３のチャックの回転方向や回転数を調節することにより、タイヤの仕様に対応したスチールコードの製造に簡単に対処することができるので、多品種、少量生産化に低コストで対処することが可能となる。

さらに、上記の製造方法により製造されたスチールコードを、スチールコード製造工程に連続するゴムシート製造工程に送って、タイヤ構成材としてのゴムシートを製造するようにしたので、タイヤ構成材としてのゴムシートの製造装置の少スペース化が可能となる。

以下本発明の製造方法をその実施に適した装置の１例により説明する。
図１は本発明のスチールコードの製造方法を実施する装置を例示した概略図である。

図１において、符号１は素線を示しており、複数本の素線１が張力を負荷されながらリール１０から引き出され、分離板２で各々の素線１は並びを決められ相互の素線の並びが入れ代わらないようにして、送り出しを兼ねた引き出しローラ４によって、一定長さ引き出されて停止する。ここで、一定長さとは、後述のチャック３ａとチャック３ｂとの間隔に相当する長さのことである。
上記複数本の素線１は、複数本の素線とストランドコードの組み合わせでもよいし、複数本のストランドコードでもよい。

一定長さ引き出されて停止した複数本の素線１（素線束１ａ）は、一対のチャック３ａ、３ｂと、同一対のチャック３ａ、３ｂのほぼ中央部に配設された第３のチャック３ｃとで複数本の素線１が自由に回転できない強さで把持される。
チャック３ａとチャック３ｃとの間隔（および、チャック３ｂとチャック３ｃとの間隔）は、撚り線終了後におけるスチールコードの撚り減りを考慮した長さで当該スチールコードが使用されるタイヤに埋設された補強層のバイアス角度を考慮した一端部から他端部までのスチールコードの長さと同じ長さである。

図１の例では、下流側のチャック３ｂは後述の撚り線工程における撚り減りを補填するために、図１中左右方向に移動可能に基台８に取り付けられている。符号６は把持解除時の復帰用バネを示す。なお、上流側のチャック３ａを移動可能としてもよく、さらに両チャック３ａ、３ｂを移動可能としてもよいが、いずれの場合でも移動可能なチャックには把持解除時の復帰用バネ６が設けられている。

一対のチャック３ａ、３ｂと第３のチャック３ｃとで素線束１ａを３ヵ所で自由に回転できない強さで把持した後、チャック３ｃを回転させる。チャック３ｃを回転させることにより素線束１ａはねじられ、３ヵ所のチャック間の素線束１ａはＳ方向とＺ方向とに撚られたスチールコードとなる。つまり第３のチャック３ｃを挟んで左側は「Ｓ撚り」に、右側は「Ｚ撚り」に撚られたスチールコードが得られる。第３のチャック３ｃの回転方向を反対に設定するとき、左右の撚りをこれと反対の撚りにすることが可能なことはいうまでもない。

スチールコードに必要な仕様に基づいた回転をした後、一旦第３のチャック３ｃの回転を停止し、次いでねじりの残留応力を取り去るために第３のチャック３ｃを逆回転する。
次にチャック３ａ、３ｂと第３のチャック３ｃの把持を解除し、引き出しローラ４の駆動でスチールコード７を上記一対のチャック間外に引き出す。これによってチャック３ａ、３ｂ間には次の素線束１ａが送り込まれる。チャック３ａ、３ｂと第３のチャック３ｃの把持を解除すると、移動していたチャック３ｂは復帰用バネ６の復元力により元の位置にもどる。

上記コードの製造方法において、ねじりの残留応力を取り去る手段は、上記第３のチャックをねじり加工後に開放できる機構にしてコードの戻り力を利用して残留ねじれを取り去るようにしてもよい。

引き出されたスチールコード７は第３のチャック３ｃで把持されていた箇所を境界にしてＳ撚り部とＺ撚り部とからなっている。そして停止した状態で、チャックによって把持されていた箇所で切断される。
切断は、チャック３ａとチャック３ｃ間の距離分引き出されて切断装置５によって、第３のチャック３ｃで把持されていた箇所を切断し、次にチャック３ａとチャック３ｃ間の距離分を再度引き出してチャック３ａで把持されていた箇所を切断装置５で切断するようにするか、一対のチャック３ａ、３ｂ間の距離に相当する長さを引き出して、２箇所に設けた切断装置で切断するようにしてもよい。
この工程を繰り返すことにより、所定長さのＳ撚りスチールコードとＺ撚りスチールコードとを順次製造することができる。

このようにして製造された所定長さのＳ撚りスチールコードおよびＺ撚りスチールコードは、タイヤ構成材としてのゴムシートを製造するために、撚り線工程に連続するゴムシート製造工程に送られる。
ゴムシート製造工程には、Ｓ撚りスチールコードとＺ撚りスチールコードとを区分して別々に、送るようにしてもよい。
また、ゴムシート製造工程と撚り線工程とを切り離し、撚り線工程で撚られて切断されたスチールコードを一度収集して、これをゴムシート製造工程に投入するようにしてもよい。

以上は、素材として複数本の素線を使用した例であるが、素材としてはこの外に複数本の素線とコードを使用した場合、あるいは複数本のストランドコードを使用した場合でも同様のタイヤ補強材としてのスチールコードを製造することができることは、いうまでもない。

このように、この実施形態の方法によれば、簡単な撚り線加工機による撚り線加工で、無撚り部を境界にしてＳ撚り部とＺ撚り部とからなるスチールコードを製造することができ、これを無撚り部（チャックで把持されていた箇所）で切断することにより、タイヤ補強材としての撚り線を必要な場所で必要量製造することができる。
また、一対のチャックの間隔を調整することにより、さらに第３のチャックの回転方向や回転数を調節することにより、タイヤの仕様に簡単に対応したスチールコードを製造することができるので、多品種、少量生産化に低コストで対処することが可能となる。
したがって、この実施形態の方法によれば、設備費用の低減と撚り線加工のためのエネルギー消費量を極端に低減しながらタイヤの多品種、少量生産化にコストアップすることなくタイヤ補強材としてのスチールコードを製造することが可能となる。

さらに、上記の製造方法により製造されたスチールコード１０を、撚り線工程に連続して設置したゴムシート工程に送って、タイヤ構成材としてのゴムシートを製造するようにすることにより、タイヤ構成材としてのゴムシートの製造装置の少スペース化が可能となる。

本発明の撚り線の製造方法を実施する装置を例示した概略図である。

符号の説明

１：素線
１ａ：素線束
２：分離板
３ａ、３ｂ：一対のチャック
３ｃ：第３のチャック
４：引き出しローラ
５：切断装置
６：復帰用バネ
７：スチールコード
８：基台
９：切断されたスチールコード
１０：リール

Claims (4)

1. タイヤ補強材としてのスチールコードの製造方法において、
   複数本の素線又は複数本の素線とストランドコードあるいは複数本のストランドコードを引き出し、
   一対のチャックと同一対のチャックのほぼ中央部に配設された第３のチャックとでこれを把持し、
   上記第３のチャックを回転することにより上記複数本の素線又は複数本の素線とストランドコードあるいは複数本のストランドコードにねじり加工を施してスチールコードを形成してから、ねじりの残留応力を取り去り、
   次に引き取りローラで上記スチールコードを上記一対のチャック間外に引き出し、チャックによって把持されていた箇所で切断し、
   この工程を繰り返すことによりタイヤ補強材としてのスチールコードを製造することを特徴とするスチールコードの製造方法。
2. 上記ねじり加工による長さの減少分が、上記一対のチャックを構成するチャックのいずれか一方のチャック、あるいは両方のチャックが同一対のチャック間の距離が小さくなる方向に移動して補填されることを特徴とする請求項１記載のスチールコードの製造方法。
3. 請求項１に記載の製造方法により製造されたスチールコードが、タイヤ構成材としてのゴムシートを製造するために、スチールコード製造工程に連続するゴムシート製造工程に送られるものであることを特徴とするスチールコードの製造方法。
4. 上記スチールコードを、Ｓ撚りスチールコードとＺ撚りスチールコードとに区分して別々に、上記複合体シート製造工程に送られるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のスチールコードの製造方法。