JP2018027648A - スチールブレーカー用材料の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】断面形状が扁平な複数のスチールコードの長軸を水平方向に容易に揃えて配列させ、ゲージが薄いスチールブレーカー用材料を容易に製造することができるスチールブレーカー用材料の製造技術を提供する。【解決手段】断面形状が扁平なスチールコードを通過させる複数の貫通孔が設けられたバッフルと、バッフルの先端部に取り付けられるダイプレートと、ダイプレートを通過する複数のスチールコードの上下からコーティングゴムを供給するゴム供給手段とを備えており、バッフルの前記複数の貫通孔の少なくともダイプレート側の端部の断面形状が扁平な形状であり、扁平な形状の長軸が水平方向を向いているスチールブレーカー用材料の製造装置。【選択図】図１

Description

本発明は、スチールブレーカー用材料の製造装置および前記製造装置を用いた製造方法に関する。

空気入りタイヤ用のゴム部材の一つにスチールブレーカーがあり、このスチールブレーカーは、略水平に配列された複数のスチールコードにゴムをコーティングすることにより、長尺のスチールブレーカー用材料を作成した後、この長尺のスチールブレーカー用材料を斜めにカットすることにより得られる。

この長尺のスチールブレーカー用材料は、従来より、多数の円柱状の貫通孔を有するバッフルとバッフルの先端に取り付けられたダイプレートとを備えた製造装置により製造される。

具体的には、上記したバッフルとダイプレートとの間にゴムを充填し、複数のスチールコードをバッフルの貫通孔に通過させることにより整列させた後、複数のスチールコードをゴムと共にダイプレートの押出口から押し出すことによりスチールブレーカー材料を製造している（例えば、特許文献１、２）。

特開２００４−１０６２２３号公報 特開２００９−６２６５５号公報

近年、タイヤの軽量化が望まれており、軽量化の一手段として、スチールブレーカー用材料の厚み（ゲージ）を薄くすることが望まれている。

そこで、本発明者は断面形状が扁平なスチールコードを用い、扁平な断面の長軸が水平方向に向くように各々のスチールコードを配列させれば、スチールコードの短軸がスチールブレーカー用材料の厚み方向に向けられるため、ゲージを薄くできると考えた。しかし、複数の扁平のスチールコードの長軸を水平方向に揃えて配列させることは容易ではなく、さらなる改善が必要であることが分かった。

そこで、本発明は、断面形状が扁平な複数のスチールコードの長軸を水平方向に容易に揃えて配列させ、ゲージが薄いスチールブレーカー用材料を容易に製造することができるスチールブレーカー用材料の製造技術を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
断面形状が扁平なスチールコードを通過させる複数の貫通孔が設けられたバッフルと、
前記バッフルの先端部に取り付けられるダイプレートと、
前記ダイプレートを通過する複数のスチールコードの上下からコーティングゴムを供給するゴム供給手段とを備えており、
前記バッフルの前記複数の貫通孔の少なくとも前記ダイプレート側の端部の断面形状が扁平な形状であり、前記扁平な形状の長軸が水平方向を向いていることを特徴とするスチールブレーカー用材料の製造装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記バッフルに形成されている貫通孔の全長に亘って、断面形状が扁平な形状の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記バッフルの前記貫通孔の形状が楕円形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記バッフルは、上型バッフルと下型バッフルからなり、前記上型バッフルおよび前記下型バッフルの内、一方に溝が設けられており、他方は平坦面であり、前記溝と前記平坦面により前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置である。

請求項５に記載の発明は、
前記複数の貫通孔が上流側から下流側に向けて先細りするように形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置である。

請求項６に記載の発明は、
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置を用いてスチールブレーカー用材料を製造するスチールブレーカー用材料の製造方法であって、
断面形状が扁平なスチールコードをバッフルに設けられた複数の扁平な貫通孔に通過させる工程と、
前記バッフルの複数の貫通孔を通過した前記複数のスチールコードの上下からコーティングゴムを供給することにより、前記スチールコードを前記コーティングゴムでコーティングする工程と、
前記スチールコードおよび前記コーティングゴムを前記ダイプレートから押し出す工程とを備えていることを特徴とするスチールブレーカー用材料の製造方法である。

請求項７に記載の発明は、
断面形状が扁平なスチールコードを通過させる複数の貫通孔が設けられたバッフルと、
前記バッフルの先端部に取り付けられるダイプレートと、
前記ダイプレートを通過する前記複数のスチールコードの上下からコーティングゴムを供給するゴム供給手段とを備えており、
前記バッフルの上流側に前記スチールコードを上下方向から挟み込む一対のローラーをさらに備えていることを特徴とするスチールブレーカー用材料の製造装置である。

請求項８に記載の発明は、
請求項７に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置を用いてスチールブレーカー用材料を製造するスチールブレーカー用材料の製造方法であって、
前記バッフルの上流側において一対のローラーにより前記スチールコードを挟み込む工程と、
断面形状が扁平なスチールコードをバッフルに設けられた複数の貫通孔に通過させる工程と、
前記バッフルの複数の貫通孔を通過した前記複数のスチールコードの上下からコーティングゴムを供給することにより、前記スチールコードを前記コーティングゴムでコーティングする工程と、
前記スチールコードおよび前記コーティングゴムを前記ダイプレートから押し出す工程とを備えていることを特徴とするスチールブレーカー用材料の製造方法である。

本発明によれば、断面形状が扁平な複数のスチールコードの長軸を水平方向に容易に揃えて配列させ、ゲージが薄いスチールブレーカー用材料を容易に製造することができるスチールブレーカー用材料の製造技術を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るスチールブレーカー材料の製造装置を模式的に示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るスチールブレーカー材料の製造装置の押出しヘッドの模式的断面図である。 図２中のバッフルをダイプレート側から見た正面図である。 図３に示すバッフルの要部を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るスチールブレーカー材料の製造装置を模式的に示す斜視図である。 製造後のスチールブレーカー材料の断面を模式的に示す斜視図である。 実施例および比較例で使用したバッフルを模式的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

１．第１の実施の形態
図１は本発明の第１の実施の形態に係るスチールブレーカー材料の製造装置を模式的に示す斜視図であり、図２は本発明の第１の実施の形態に係るスチールブレーカー材料の製造装置の押出しヘッドの模式的断面図である。また、図３は図２中のバッフルをダイプレート側から見た正面図であり、図４は図３に示すバッフルの要部を示す断面図である。

第１の実施の形態に係るスチールブレーカー材料の製造装置は、スチールコードを配列させるためのバッフルを用いて、断面形状が扁平な複数のスチールコードの長軸を水平方向に揃えて配列させることを特徴とする。以下、具体的に説明する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るスチールブレーカー材料の製造装置１は、断面形状が扁平なスチールコード２を通す貫通孔が設けられたバッフル１２と、バッフル１２の先端側に設けられるダイプレート６と、ダイプレート６を通過する複数のスチールコード２の上下からコーティングゴムＧを供給するゴム供給手段としてのゴム押出機５を備えている。

図２に示すように、上記したダイプレート６とバッフル１２は、ゴム押出機５（図１参照）に接続された押出しヘッド７に取り付けられている。この押出しヘッド７は、コーティングゴムＧが充填される内部空洞を有しており、コーティングゴムＧが充填された内部空洞を、バッフル１２により配列されたスチールコード２が通過する。そして、コーティングゴムＧがコーティングされたスチールコード２がダイプレート６から吐出されることによりスチールブレーカー材料４が製造される。

上記した押出しヘッド７内部に配置されたバッフル１２により上流側から供給された複数のスチールコード２が所定の間隔を空けて平行に配列されると共に、各スチールコード２が扁平な断面の長軸が水平方向を向くように配列される。

具体的には、図３に示すように、上型バッフル１２ａと下型バッフル１２ｂとをネジ止めすることにより形成されている。そして、図４に示すように、上型バッフル１２ａのコード用溝１９ａと、下型バッフル１２ｂのコード用溝１９ｂにより貫通孔１１が形成される。

そして、図３に示すように、複数の貫通孔１１の各々は、幅方向に並んで設けられており、各々の貫通孔１１の少なくともダイプレート６側（図３の手前側）の端部の断面形状が扁平な形状となっている。そして、この扁平な形状の貫通孔１１は、各々の長軸が水平方向を向くように形成されている。なお、図４に示すように、本実施の形態においては、扁平な形状の貫通孔１１として楕円形の貫通孔が形成されている。

そして、本実施の形態におけるバッフル１２は、断面形状が扁平な形状のスチールコードが、上記した長軸が水平方向を向くように形成された扁平な貫通孔１１を通過するように構成されている。このため、バッフル１２を通過した各々のスチールコード２は、扁平な断面の長軸が水平方向を向くように配列される。

このように配列されたスチールコード２を、図２に示すように、押出しヘッド７内に充填されたコーティングゴムＧを通過させて、コーティングゴムＧと共にダイプレート６から押し出すことにより、図６（ａ）に示すようなスチールコード２の長軸が水平方向に向けられた、即ち短軸がスチールブレーカー用材料の厚み方向に向けられたゲージの薄いスチールブレーカー材料４が製造される。

なお、上記した実施の形態においては、図７（ｂ）に示すように、断面形状が楕円形の貫通孔１１がバッフル１２に形成されているが、これによりスチールコードの扁平な断面の長軸を確実に水平方向に向けることができる。但し、本発明における貫通孔１１の断面形状は楕円形に限定されず、例えば図７（ｃ）に示すような断面形状が矩形の貫通孔１１を設けてもよい。

また、上記した実施の形態では、図４に示すように、上型バッフル１２ａのコード用溝１９ａと、下型バッフル１２ｂのコード用溝１９ｂとにより貫通孔１１が形成されていたが、これに限定されない。例えば、図７（ｃ）に示すように、下型バッフル１２ｂだけにコード用溝１９ｂを形成し、平坦な上型バッフル１２ａと下型バッフル１２ｂを合わせることにより貫通孔１１が形成されていてもよい。このように上型バッフル１２ａか下側バッフル１２ｂのいずれか一方を平坦にすれば、バッフルの製造コストを安価にすることができる。

また、バッフル１２の貫通孔１１は、ダイプレート側の端部だけでなく、全長にわたって断面形状が扁平になるように形成されていてもよい。また、貫通孔１１は、上流側から下流側に向かって先細り形状になるように形成されていることが好ましい。これにより、スチールコード２を貫通孔１１に容易に挿入することができる。

２．第２の実施の形態
上記した第１の実施の形態においては、バッフルの貫通孔の形状によって、扁平な断面の長軸が水平方向を向くようにスチールコードを配列する。しかし、スチールコードの断面形状を揃えて配列させる方法は、これに限定されず、例えば、スチールコードを挟み込む一対のローラーを用いてスチールコードの断面形状を揃えることができる。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係るスチールブレーカー材料の製造装置を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、本実施の形態においては、バッフル（図示省略）を収納した押出しヘッド７の上流側にスチールコード２を挟み込む一対のローラー９ａ、９ｂが回転自在に設けられている。

このような一対のローラー９ａ、９ｂで、断面形状が扁平な形状のスチールコード２を挟み込むことにより、ローラー９ａ、９ｂの圧力によって、搬送中のスチールコード２を寝かせて、断面形状が扁平なスチールコード２の長軸を水平方向に向けることができる。

この状態のスチールコード２を押出しヘッド７の内部に供給して、コーティングゴムＧを付着させてダイプレート６から押し出すことにより、扁平な断面の長軸が水平方向に向くように各々のスチールコードが配列されたスチールブレーカー材料４を製造することができる。即ち、第１の実施の形態で使用したような、貫通孔が扁平な形状のバッフルを使用しなくてもゲージが薄いスチールブレーカー材料４を作成することができる。

なお、図５においては、押出しヘッド７の上流側に一対のローラー９ａ、９ｂを配置しているが、ローラー９ａ、９ｂを配置する位置は、これに限定されず、例えば、押出しヘッド７の内部に配置してもよい。

３．他の実施の形態
上記においては、扁平な断面の長軸が水平方向に向くように各々のスチールコードを配列させる製造装置として、図３に示すようなバッフルを用いた第１の実施の形態に係る製造装置と、図５に示すような一対のローラーを用いた第２の実施の形態に係る製造装置を説明した。

しかし、図４に示すようなバッフル１２と、図５に示すような一対のローラー９ａ、９ｂは、いずれか一方だけ使用してもよいし、両方を同時に使用してもよい。両方を同時に使用した場合には、より適切に各々のスチールコードを配列させることができるため、ゲージが薄いスチールブレーカーをより確実に製造することができる。

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

１．試験方法
スチールコードを上下から押えるローラーの有無、及びバッフルに設けられた貫通孔の形状を変えて、実施例１〜５および比較例のスチールブレーカー材料を作成した。なお、貫通孔の形状は円形（図７（ａ）参照）、楕円形（図７（ｂ）参照）、矩形（図７（ｃ）参照）のいずれかである。それぞれの実施例、比較例の製造条件は表１に示す。

２．評価方法
（１）バッフルコストの比較
図７（ａ）〜（ｃ）に示す各々のバッフル１２を作製するために要したコストを比較評価した。結果を表１に示す。なお、表１では、図７（ａ）に示す断面形状が円形の貫通孔１１を有したバッフルを作製するために要したコストを１００とした。

（２）並び評点
製造後のスチールブレーカー材料４の断面を観察して、各々のスチールコード２が適切に配列されているかを評価した。具体的には、製造後のスチールブレーカー材料４において、図６（ａ）のように全てのスチールコード２の長軸が水平方向に向くように配列されていた場合を１００とし、図６（ｂ）のように全てのスチールコード２の長軸が垂直方向に向くように配列されていた場合を０とした。この並び評点が７０点以上の場合には、ゲージが薄いスチールブレーカー材料４として使用することができる。その結果を表１に示す。

３．評価結果

比較例と実施例１〜実施例５の並び評点の結果を比較すると、実施例１〜実施例５は何れも比較例よりも高い評点が得られており、製造後のスチールブレーカー材料が適切に使用できるものであることが確認できた。

そして、実施例１〜実施例５の中でも、断面形状が楕円形の貫通孔が形成されたバッフルを用いた実施例１および実施例２では、並び評点が１００点になっており、非常に高品質なスチールブレーカー材料を製造できることが確認できた。

また、断面形状が矩形の貫通孔が形成されたバッフルを用いた実施例３および実施例４では、バッフルのコストの面で、楕円形の貫通孔が形成されたバッフルよりも優れていることが確認できた。

また、一対のローラーの有無について検討をした結果、比較例と実施例５のように、一対のローラーを用いるだけでも、長軸が水平方向に向くように配列されたスチールコード２の数を増やすことができることが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１ スチールブレーカー材料の製造装置
２ スチールコード
４ スチールブレーカー材料
５ ゴム押出機
６ ダイプレート
７ 押出しヘッド
９ａ、９ｂ ローラー
１１ 貫通孔
１２ バッフル
１２ａ 上型バッフル
１２ｂ 下型バッフル
１９ａ、１９ｂ コード用溝
Ｇ コーティングゴム

Claims (8)

1. 断面形状が扁平なスチールコードを通過させる複数の貫通孔が設けられたバッフルと、
   前記バッフルの先端部に取り付けられるダイプレートと、
   前記ダイプレートを通過する複数のスチールコードの上下からコーティングゴムを供給するゴム供給手段とを備えており、
   前記バッフルの前記複数の貫通孔の少なくとも前記ダイプレート側の端部の断面形状が扁平な形状であり、前記扁平な形状の長軸が水平方向を向いていることを特徴とするスチールブレーカー用材料の製造装置。
2. 前記バッフルに形成されている貫通孔の全長に亘って、断面形状が扁平な形状の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置。
3. 前記バッフルの前記貫通孔の形状が楕円形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置。
4. 前記バッフルは、上型バッフルと下型バッフルからなり、前記上型バッフルおよび前記下型バッフルの内、一方に溝が設けられており、他方は平坦面であり、前記溝と前記平坦面により前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置。
5. 前記複数の貫通孔が上流側から下流側に向けて先細りするように形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置を用いてスチールブレーカー用材料を製造するスチールブレーカー用材料の製造方法であって、
   断面形状が扁平なスチールコードをバッフルに設けられた複数の扁平な貫通孔に通過させる工程と、
   前記バッフルの複数の貫通孔を通過した前記複数のスチールコードの上下からコーティングゴムを供給することにより、前記スチールコードを前記コーティングゴムでコーティングする工程と、
   前記スチールコードおよび前記コーティングゴムを前記ダイプレートから押し出す工程とを備えていることを特徴とするスチールブレーカー用材料の製造方法。
7. 断面形状が扁平なスチールコードを通過させる複数の貫通孔が設けられたバッフルと、
   前記バッフルの先端部に取り付けられるダイプレートと、
   前記ダイプレートを通過する前記複数のスチールコードの上下からコーティングゴムを供給するゴム供給手段とを備えており、
   前記バッフルの上流側に前記スチールコードを上下方向から挟み込む一対のローラーをさらに備えていることを特徴とするスチールブレーカー用材料の製造装置。
8. 請求項７に記載のスチールブレーカー用材料の製造装置を用いてスチールブレーカー用材料を製造するスチールブレーカー用材料の製造方法であって、
   前記バッフルの上流側において一対のローラーにより前記スチールコードを挟み込む工程と、
   断面形状が扁平なスチールコードをバッフルに設けられた複数の貫通孔に通過させる工程と、
   前記バッフルの複数の貫通孔を通過した前記複数のスチールコードの上下からコーティングゴムを供給することにより、前記スチールコードを前記コーティングゴムでコーティングする工程と、
   前記スチールコードおよび前記コーティングゴムを前記ダイプレートから押し出す工程とを備えていることを特徴とするスチールブレーカー用材料の製造方法。

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