JP3559527B2 - 積層ゴム部材形成方法、及びそれに用いる装置 - Google Patents

Description

【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、及びそれに用いる装置に関する。
【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】
【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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
【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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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９ａ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。
【００１６】
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Ｇ０を用いている。
【００１７】
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Ｖｓ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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
次に、前記搬送手段１１は、ゴムシートＳｇ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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１１Ｓに押圧する昇降可能な押圧片２６を具える。
【００２７】
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２９Ａに遊挿されて保持される。
【００２８】
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。
【００２９】
ここで、前記下限位置Ｒ１では、押圧面２６Ｓ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。
【００３０】
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１１Ｓ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。
【００３１】
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。
【００３２】
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３１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。
【００３３】
ここで、前記下限位置Ｑ１では、押圧面３１Ｓ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。
【００３４】
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３３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。
【００３５】
そのために、本例では、前記保持押圧面３３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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
【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。
【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 (4)

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. 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. 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. 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。

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