JPH09323504A - エラストマ製品用の補強プライ及びその製造方法 - Google Patents
エラストマ製品用の補強プライ及びその製造方法Info
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Abstract
り、用途に応じた伸び特性の補強プライを提供できる。 【解決手段】 長さ方向と直角の向きに実質的に一定の
打込み本数で複数の平行な伸長性の補強メンバが配され
る補強プライであって、該補強プライの異なる部分にお
いて、補強メンバの長さ方向の伸び率が異なる。
Description
空気アクチュエータ、ダイアフラム、スプリング、コン
ベヤ、タイヤ等、構成部材として連続した補強メンバを
有するあらゆる種類のエラストマ製品用の補強プライに
関し、特にタイヤのトレッド部を補強するブレーカプラ
イ、バンドプライとその製造に好適に採用しうる補強プ
ライ及びその製造方法に関する。
補強プライは、該補強プライの長さ方向に互いに平行に
配されかつ例えばゴム合成物のようなエラストマ基材に
埋設されるファイバ、フィラメント又はコードからなる
複数の補強メンバを具える。このような補強プライにお
いて、全ての補強メンバは互いに同一の構成であり、か
つ溝付きのスペーシングローラと精度良く制御されたカ
レンダー機とを使用することにより、これらの補強メン
バはエラストマ基材の正確な厚さの範囲内で等しい間隔
を隔てて配される。このようにして製造された補強プラ
イは、その軸方向全域に亘る均一な構成と補強性能とを
有する。
製造工程及び/又はその後の使用によって生じる形状の
変化に関連した問題点がある。つまりこの形状の変化に
より、補強プライはその部分部分によって異なる応力を
受け、製品の構造上の完全な状態、および性能に損害を
与えることがある。
よって形状が変化する。まず第1に、生タイヤ又は未加
硫タイヤの組立体において、補強されたカーカスの形状
は、円筒形からトロイド形に変化する。トレッド部を補
強するブレーカに主に影響を与える2つの連続した変化
は、第1に生タイヤが加硫に先立ち金型内で膨張された
ときであり、第2に仕上がりタイヤがホイールリムに装
着されかつ内圧が充填されたときである。これら双方の
変化は、最初、円筒形の組立体でありかつブレーカを形
成する補強プライの形状を変化させ、これによって、ブ
レーカの異なる部分に異なる応力が作用することとな
る。
遠心力によるブレーカエッジリフティングによっても変
形する。このときの異なる応力は、スチールコードとゴ
ム基材との間の接着力を低下させ、早期のタイヤ損傷の
主な原因であるいわゆる「ブレーカ端ルース」を引起こ
す。多くの高速タイヤの構造が、このブレーカエッジリ
フティングの問題を解決しようとして提案され、例え
ば、タイヤ周方向に平行に配されたコードを有するバン
ドプライによって更にブレーカを包むものがある。又こ
のバンドプライのエッジを、ブレーカエッジの領域を越
えてさらに補強する多くの構成要素を用いたエッジ巻回
体が多数提案され、このための異なる材料も多く提案さ
れている。
た全ての提案は、余分かつ特殊な材料、製造工程を必要
とするため、製造を困難とし、かつコストも増す。
ことなく形状の変化に補強プライを適応させるために
は、単一の補強プライにおいて、異なる部分に異なる伸
び率を与える2種以上の補強メンバを用いた該補強プラ
イをエラストマ製品に用いることが有効であることを見
出し、本発明を完成させた。
て、補強メンバの伸び率を異ならせることを基本とし
て、該補強プライの異なる部分間での補強性能を確実に
確保し、かつ個々のエラストマ製品に適合した補強プラ
イのプロファイルを形成しうるエラストマ製品用の補強
プライ及びその製造方法の提供を目的としている。
さ方向と直角の向きに実質的に一定の打込み本数で複数
の平行な伸長性の補強メンバが配される補強プライであ
って、該補強プライの異なる部分において、補強メンバ
の長さ方向の伸び率が異なることを特徴としている。
性の補強メンバからなる補強プライが、該補強プライの
異なる部分において補強メンバの長さ方向において異な
る伸び率を具え、エラストマ製品に用いる補強プライの
製造方法であって、補強メンバのフィラメントの少なく
とも一部分を他の部分に比して、補強メンバの長さ中心
線(CCL)から直角に位置ズレさせることを特徴とし
ている。
補強プライの実施の形態の一例として、該補強プライが
空気入りタイヤのブレーカを形成する場合を例にとり、
図面に基づき説明する。
り、該空気入りタイヤは、2つのビード部1、1間での
びかつトレッド部5を通るカーカス3を具える。又前記
カーカス3は、各ビード部1においてタイヤ周方向にの
びるビードコア6の周りを折返して係止されかつゴムに
埋設された補強メンバ、即ちカーカスコードをラジアル
方向に配列したカーカスプライからなる。なお各ビード
部1は、フィラープライ2によってさらに補強されてい
る。
の半径方向外側には、ベルト層、即ち本発明に係る補強
プライによって形成されるブレーカ4が配され、トレッ
ド部5を補強している。該ブレーカ4は、1枚又は2枚
以上のブレーカプライ8(図示例では1枚でありこれが
本発明の補強プライの1つの実施形態である)からな
る。
タイヤ周方向と直角の向きに実質的に一定の打込み本数
で、単一のコード7からなる伸長性の補強メンバを複数
かつ平行にゴムに埋設して配している。
を有し、かつ種々の補強メンバとして用いうる基準スト
ックコードを意味し、新たに設計する必要がないため、
コスト性、生産性等を高めうる。
いていても良いが、図1に示すように、実質的にタイヤ
周方向に平行に配してもよい。
該ブレーカプライ8のタイヤ軸方向巾の異なる部分にお
いて、前記コード7の長さ方向に異なる伸び率を具え
る。
性及び/又はコード構造を変えて、前記ブレーカプライ
8の前記異なる部分での該コード7の伸び率を異ならせ
ている。
3(a)〜(c)に示すように、ブレーカプライ8の前
記コード7は、例えば6本のスチールからなるフィラメ
ント20、30を螺旋に撚り合わすことによって形成さ
れる。従って、コード7は、フィラメント20、30の
少なくとも1部分が該フィラメント20、30の他の部
分に比して、補強メンバの長さ方向と直角、即ちコード
7の長さ中心線CCLから直角に位置ズレした少なくと
も一本、本例では6本の該フィラメント20、30を具
える。
(a)、図3(b)のコード7のA−A線、B−B線断
面図であり、又図2(c)、図3(c)は、夫々コード
7の長さ中心線CCLからのフィラメント20、30の
位置ズレ量de、dcを示している。
異なる部分に夫々配される前記コード7の1本又は複数
本のフィラメント20、30の横方向、即ち前記長さ中
心線CCLから直角方向への位置ズレ度、即ち前記位置
ズレ量de、dcを変化させることによって異なる伸び
率を具える。
30は、ブレーカプライ8の異なる部分において異なる
螺旋径he、hcを有することにより、前記「直角に位
置ズレ」している。より具体的には、例えば前記コード
7のフィラメント20、30は、ブレーカプライ8の中
央域PCにあるフィラメント30の螺旋径hcよりもブ
レーカプライ8の両側域PE、PEにあるフィラメント
20の螺旋径heを小さくすることにより、ブレーカプ
ライ8の両側域PE、PEのコード7のフィラメント2
0の位置ズレ量deを、中央域PCのコード7のフィラ
メント30の位置ズレ量dcよりも小さくしている。
が該ブレーカプライ8の前記中央域PCにある場合にお
いて、該コード7の前記フィラメント30を、ブレーカ
プライ8の両側域PE、PEのコード7のフィラメント
20よりも横方向、即ち前記長さ中心線CCLから直角
方向に大きく位置ズレさせ、これによって、ブレーカプ
ライ8は、トレッド部5の中央域に配される前記中央域
PCが、トレッド部5のショルダ域に最も近いタイヤ軸
方向外側域に配される前記両側域PE、PEよりも伸び
率が大きくなり、トレッド部5の中央域よりも大きな力
で前記外側域を補強できる。
ブレーカプライ8をタイヤ軸方向に横切る向きに除々に
かつ連続的に変化させることが、ブレーカ4の剛性段差
を排し、該剛性段差の生じた部分に集中的に作用する応
力に起因したコードルース、プライルースを防いで耐久
性を高めうる観点から好ましい。
ライ8の異なる部分において異なる螺旋径とすることに
より前記「直角に位置ズレ」させることに代えて、又は
これに加えて、前記コード7のフィラメントを、ブレー
カプライ8の異なる部分で、異なる螺旋ピッチ、即ち1
本のフィラメントがコード7の軸である前記長さ中心線
CCLの廻りを完全に1周した長さである撚りの長さP
Lを変化させることにより、前記「直角に位置ズレ」さ
せても良い。
したようにスチールであってもよいが、その他、芳香族
ポリアミド、レーヨン、ポリエステル、ナイロン等の有
機繊維も適宜用途に応じて採用しうる。
は、タイヤの接地トレッド域(トレッド部5)に用いら
れ、横方向に位置ズレされた少なくとも1本のフィラメ
ントの連続体が、該少なくとも1本の変形するフィラメ
ントからなる補強プライであってもよく、又ブレーカ4
のブレーカプライ8の他にも、例えばタイヤの接地トレ
ッド域に配されるバンド等の種々のフープ体として採用
しうるが、タイヤ用として限定されることは勿論なく、
ホース、ベルト、ダイアフラム、スプリング等の種々の
エラストマ製品に用いうる。
に、1乃至複数本の補強メンバの螺旋巻き体から形成し
うるとともに、該補強プライの軸方向巾に亘って連続す
る螺旋巻き体から形成してもよい。
方法について説明する。図4は、補強プライ製造装置4
0を模式的に示し、フィラメント43を巻いた複数のリ
ール42を有するフィラメント射出ユニット41と、こ
のフィラメント射出ユニット41から巻戻されたフィラ
メント43…を通してそのいくつか又は全てに所定の前
成形及び/又は撚りを施す前成形ユニット44と、この
前成形ユニット44からのフィラメント43…を互いに
撚り合わせてコード10を形成するケーブルユニット4
5と、このケーブルユニット45からのコード10をク
ロスヘッド47に通して未加硫ゴム材で該コード10を
コーティングするゴム押出し機46と、ゴム付きコード
10Aを、タイヤ成形機50に装着されかつ回転するカ
ーカス49の半径方向外側の周面上に導くとともに軸方
向に移動可能なローラ48とを具える。このローラ48
は、カーカス49の半径方向外側の周面の略全域に亘っ
てタイヤ周方向に対して実質的に0の角度でゴム付きコ
ード10Aを螺旋巻きしたブレーカプライを形成するた
めに、該ゴム付きコード10Aを案内して徐々に移動す
る。このように、補強メンバとしてのコード10の形成
と、ブレーカプライ(バンド等のフープであってもよ
い)の形成との間に、該補強メンバを未加硫ゴム材でコ
ーティングすることによって、生産性よく補強プライを
形成しうる。
る前記ゴム付きコード10Aは、図6に示すように、1
本のコード11をゴム12に埋設した長尺の帯状プライ
であっても良く、又図7に示す如く、カーカス上に生産
性よく巻回するために、複数のコード11…を引揃えて
ゴム12に埋設した長尺の帯状プライであっても良い。
する前記帯状プライは、その側縁近傍をオーバーラップ
させてカーカス上で巻回し、緩みを防止するようにして
も良く、又並べてかつ接近して直線状に巻回することに
より、異なる部分において異なるコード密度を有する補
強プライを形成しても良い。さらに1本の補強メンバの
連続した螺旋巻き体により、バンド、ブレーカを形成し
うる。
補強メンバ、即ち前記コード10又はゴム付きコード1
0A(以下単にコードという)のフィラメントの少なく
とも一部分を他の部分に比して、補強メンバの長さ中心
線CCLから直角に位置ズレさせるが、コードの1本乃
至複数本のフィラメントの横方向、即ち前記長さ中心線
CCLから直角方向への位置ズレ量は、前記前成形ユニ
ット44、ケーブルユニット45における前成形、撚り
合わせ条件の双方又は何れか一方を変えることにより変
更できる。又徐々にかつ連続的に横方向の位置ズレ量を
変化させることによって、複数の平行な伸長性のコード
からなりかつ軸方向(横方向)巾に亘って該軸方向巾の
異なる部分において、コードの長さ方向に異なる伸び率
を具える補強プライをカーカス49上に形成することが
可能となる。
初にフィラメントを強く撚り合わせたコードにより一方
の側域PEを形成するとともに、カーカスのタイヤ軸方
向中央域PCに向かって徐々にかつ連続的に弱くしなが
らフィラメントを撚り合わせ、さらに中央域PCから他
方の側域PEに向かって徐々にかつ連続的に強くしなが
らフィラメントを撚り合わせることにより形成される。
従って、ブレーカプライ8(バンドでもよい)の両側域
PE、PEを形成する補強メンバよりも、ブレーカプラ
イ8の中央域PCを形成する補強メンバのフィラメント
をより大きく前記「直角に位置ズレさせ」ている。つま
り補強メンバの位置ズレ量を、ブレーカプライ8(バン
ドでもよい)の一縁から中心に向かって連続して増加さ
せるとともに、ブレーカプライ8の中心から他の一縁に
向かって連続して減じている。
側域PEよりも中央域PCの伸び率が大きくなるととも
に、該側域PE、中央域PC間の伸び率の変化を徐々に
かつ連続的にしかも該ブレーカプライ8のタイヤ軸方向
巾に亘って一様にすることが出来る。
ラメントの螺旋径を変えることにより前記「直角に位置
ズレさせる」方法に代えて、又はこれに加えて、螺旋配
置されたフィラメントの螺旋ピッチ、即ち前記撚りの長
さPLを変えることにより「直角に位置ズレさせる」こ
ともでき、さらにこれらに代えて、或いはこれらの双方
又は一方に加えて、1本乃至複数本のフィラメントの前
成形の程度を変える方法もある。一般に、図2、図3に
示す螺旋巻きコードを形成する際、フィラメントは、円
筒形のローラの廻りを通って前成形される。これに対し
て図5に示すコード55は、1本乃至複数本のフィラメ
ント56を、撚り合わせに先立ち、多角形のローラをこ
えて通過させることにより予め型付け(kink)して
いる。このようなコード55において横方向の位置ズレ
量は、型付けされたフィラメント56の本数を変えるこ
とによって変化させることができる。又この方法に加え
て、又はこの方法に代えて、多角形の前成形用のローラ
の径の変更、多角形のローラ面の数の変更の双方又は何
れか一方の手段を用いて型付けの程度を変えることによ
っても、該位置ズレ量を変化させて、前記「直角に位置
ズレさせる」ことができる。
た補強プライに限定されることはなく、図8、図9に示
すように、タイヤ周方向に対して鋭角及び/又は補強プ
ライの両側縁間でジグザグに配された1本乃至複数本の
コード80、90を具える補強プライにも適用できる。
方向の異なる部分において所望の異なる伸び率を付与す
るために、フィランメントの横方向の位置ズレの変化
を、図4に示すようなカーカス49上にコードを巻回す
る場合に比べて、より迅速かつ頻繁にする必要がある。
マ製品用の補強プライは、該補強プライの異なる部分に
おいて、補強メンバの長さ方向の伸び率が異なるため、
例えばタイヤのブレーカを形成する場合、ブレーカの側
域の伸び率を中央域よりも小さくすることによって、ブ
レーカ端ルースを抑制でき、タイヤの耐久性を向上しう
るなど、用途に応じた伸び特性の補強プライを提供でき
る。
法は、補強メンバのフィラメントの少なくとも一部分を
他の部分に比して、補強メンバの長さ中心線から直角に
位置ズレさせるため、例えば螺旋径、螺旋ピッチ等を変
化させることにより、余分な、及び/又は特殊な材料、
製造工程を要さずに容易に該補強プライを製造でき、か
つコストの増大を防止しうる。
一例を模式的に示すタイヤ部分斜視図である。
強メンバの構成を模式的に示す線図である。
補強メンバの構成を模式的に示す線図である。
図である。
図である。
強メンバを模式的に示す部分斜視図である。
強メンバを模式的に示す部分斜視図である。
に示す線図である。
に示す線図である。
Claims (3)
- 【請求項1】長さ方向と直角の向きに実質的に一定の打
込み本数で複数の平行な伸長性の補強メンバが配される
補強プライであって、該補強プライの異なる部分におい
て、補強メンバの長さ方向の伸び率が異なることを特徴
とするエラストマ製品用の補強プライ。 - 【請求項2】前記補強メンバは、フィラメントの少なく
とも1部分が他の部分に比して、補強メンバの長さ中心
線(CCL)から直角に位置ズレした少なくとも1本の
該フィラメントを具えることを特徴とする請求項1記載
のエラストマ製品用の補強プライ。 - 【請求項3】複数の平行な伸長性の補強メンバからなる
補強プライが、該補強プライの異なる部分において補強
メンバの長さ方向において異なる伸び率を具え、エラス
トマ製品に用いる補強プライの製造方法であって、補強
メンバのフィラメントの少なくとも一部分を他の部分に
比して、補強メンバの長さ中心線(CCL)から直角に
位置ズレさせることを特徴とする補強プライの製造方
法。
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