説明

タイヤ用ゴム部材とその製造方法および製造装置

【課題】一本のフィラメントで構成されるコードを使用することにより、生産性が向上し、製造コストを低減でき、しかもカール癖によるタイヤの製造工程での工程問題の発生による生産性の低下を防ぐことができるタイヤ用ゴム部材の製造方法、タイヤ用ゴム部材の製造装置およびタイヤ用ゴム部材を提供することを課題とする。
【解決手段】カール癖のあるコードを、カール方向が上下方向になるように配置し、かつカール方向が上向きの前記コードと、カール方向が下向きの前記コードを適宜組み合わせて前記コードのカール力を打ち消し合うように前記コード集合体にゴムをトッピングすることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ用ゴム部材とその製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
所定間隔で水平に並べられた複数本のスチールコードにゴムをトッピングして製造されるタイヤ用ゴム部材(トップ反)がタイヤ製造において用いられる。
【0003】
このタイヤ用ゴム部材に使用されるスチールコードについては、通常、複数本のフィラメントを撚って構成されるスチールコードが採用されている(例えば、特許文献1〜3)。
【0004】
これに対して、一本のフィラメントで構成されるスチールコード(以下「1×1構成のスチールコード」ともいう)は、上記の撚りタイプのスチールコードと比べ、フィラメントの撚り工程が不要となるため、生産性が向上し、製造コストを低減できる。このため、1×1構成のスチールコードの採用が望まれるが、以下の問題がある。
【0005】
即ち、フィラメントの伸線工程では、仕上がりフィラメント径よりも太い母材を複数のダイスを通して徐々に細くすることによりフィラメントが生産される。このため、この伸線工程では、フィラメントの張力を取り除いたときに、フィラメントにコイル状の癖(カール癖)がつく。
【0006】
そして、カール癖のあるフィラメントを使用した場合、撚りタイプのスチールコードは、撚り工程においてフィラメントが捻じられることによりカール癖が改善されるのに対して、1×1構成のスチールコードについては、撚り工程がないためカール癖が改善されない。
【0007】
また、1×1構成のスチールコードについて、撚りタイプのスチールコードと同等の強度を得ようとすれば、フィラメント径を大きくする必要が生じるため、リールに巻き取られたときの巻き癖によるカール力がさらに大きくなる。このスチールコードのカールが原因で、タイヤ製造工程において、工程問題が発生し、タイヤ品質の低下や製造コストの上昇等の問題が発生する。
【0008】
これは、従来の製造方法や製造装置には、これらに対する対策がなされていないためである。この点について図2を用いて説明する。
【0009】
図2は、従来のタイヤ用ゴム部材の製造装置を模式的に示す図である。図2に示すように、従来のタイヤ用ゴム部材の製造装置は、カレンダートッピング装置100と、スチールコード101をカレンダートッピング装置100に誘導する誘導手段102とを備えている。
【0010】
そして、従来の誘導手段102は、スチールコード101の巻き癖については考慮がなされていないため、製造されるタイヤ用ゴム部材103は、カール方向が同方向の複数本のスチールコード101にゴムがトッピングされた構成となる。このため、スチールコード101にゴムを被覆したタイヤ用ゴム部材103がカールし、タイヤ製造工程において
工程問題が発生し、タイヤ品質の低下や製造コストの上昇等の問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開平6−15763号公報
【特許文献2】特開2010−264878号公報
【特許文献3】特開2009−40347号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
そこで本発明は、1×1構成のスチールコード(以下、単に「コード」ともいう)を使用することにより、生産性が向上し、製造コストを低減でき、しかもカール癖によるタイヤの製造工程での工程問題の発生による生産性の低下を防ぐことができるタイヤ用ゴム部材の製造方法、タイヤ用ゴム部材の製造装置および前記製造方法により製造されたタイヤ用ゴム部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
以下、各請求項の発明を説明する。
【0014】
請求項1に記載の発明は、
所定の間隔で水平に並べられた複数本のコードから形成されるコード集合体にゴムをトッピングするタイヤ用ゴム部材の製造方法であって、
カール癖のある前記コードを、カール方向が上下方向になるように配置し、かつカール方向が上向きの前記コードと、カール方向が下向きの前記コードを適宜組み合わせて前記コードのカール力を打ち消し合うように前記コード集合体にゴムをトッピングすることを特徴とするタイヤ用ゴム部材の製造方法である。
【0015】
請求項2に記載の発明は、
前記コードの直径が、0.20〜0.60mmであることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法である。
【0016】
請求項3に記載の発明は、
前記タイヤ用ゴム部材のゲージ厚が、前記コードの直径の1.5倍以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法である。
【0017】
請求項4に記載の発明は、
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法に使用されるタイヤ用ゴム部材の製造装置であって、
前記コード集合体にゴムをトッピングするカレンダートッピング装置と、
前記コードを巻き出すための巻出し用リールを有し、前記コードを前記カレンダートッピング装置に誘導する誘導手段と
を備えており、
前記誘導手段により、カール方向が上向きの前記コードと、カール方向が下向きの前記コードとが適宜組み合わさるように構成されていることを特徴とするタイヤ用ゴム部材の製造装置である。
【0018】
請求項5に記載の発明は、
前記コードを前記誘導手段に巻き出すための巻出し用リールの胴部の直径が、140mm以上であることを特徴とする請求項4に記載のタイヤ用ゴム部材の製造装置である。
【発明の効果】
【0019】
本発明においては、一本のフィラメントで構成されるコードを使用することにより、生産性が向上し、製造コストを低減でき、しかもカール癖によるタイヤの製造工程でのトラブルによる生産性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施の形態のタイヤ用ゴム部材の製造装置を模式的に示す図である。
【図2】従来のタイヤ用ゴム部材の製造装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態につき、具体的に説明する。
【0022】
1.タイヤ用ゴム部材の製造装置
図1は、本発明の実施の形態のタイヤ用ゴム部材の製造装置を模式的に示す図である。図1に示すように、本発明の実施の形態のタイヤ用ゴム部材の製造装置は、ゴム押出機等を有するカレンダートッピング装置1と、複数本のスチールコード2をコード集合体に形成してカレンダートッピング装置に誘導する誘導手段3とを備えている。なお、タイヤ用ゴム部材4は、タイヤのブレーカーの構成材料として使用される。
【0023】
誘導手段3は、ガイドローラ5、スチールコード2をカレンダートッピング装置1に巻き出すための複数個の巻出し用リール(図示省略)等を有している。各巻出し用リールにはスチールコード2が巻回されている。
【0024】
前記巻出し用リールの胴部の直径は、好ましくは140mm以上に設定され、より好ましくは150mm以上に設定される。
【0025】
複数個の前記巻出し用リールは、カール方向が上向きのスチールコード2と、カール方向が下向きのスチールコード2とが一本毎に交互に配置されるように、上下に配置されている。
【0026】
そして、上側に位置する前記巻出し用リールから巻き出されるカール方向が上向き(または下向き)のスチールコード2と、下側に位置する前記巻出し用リールから巻き出されるカール方向が下向き(または上向き)のスチールコード2とが、ガイドローラ3により組み合わされて、カール方向が上向きのスチールコード2と、カール方向が下向きのスチールコード2とが一本毎に交互に配置される。
【0027】
2.タイヤ用ゴム部材の製造方法
本発明のタイヤ用ゴム部材の製造方法は、上記の製造装置を用いて実施され、所定の間隔で水平に並べられた複数本のスチールコード2から形成されるコード集合体にゴムをトッピングしてタイヤ用ゴム部材4を製造する。
【0028】
前記のコード集合体は、上記のように、カール方向が上向きのスチールコード2と、カール方向が下向きのスチールコード2とが一本毎に交互に配置されているため、この状態でトッピングが施されることにより、スチールコード2のカール力が打ち消し合わされたタイヤ用ゴム部材が製造される。
【0029】
本タイヤ用ゴム部材の製造方法では、スチールコード2の直径は、0.20〜0.60mmのものを用い、タイヤ用ゴム部材4のゲージ厚は、好ましくはスチールコード2の直径の1.5倍以上に設定され、より好ましくはスチールコード2の直径の1.7倍以上に設定される。これにより、カール量が10mm以下のタイヤ用ゴム部材4が製造される。
【0030】
フィラメント径が0.2mmを下回るとスチールコード2の剛性が小さすぎ、操縦安定性能が、市場が要求するレベルに達しない。一方、0.6mmを超えると剛性が高くなり、カール量を10mm以下にすることが困難になると共に、タイヤの乗り心地性能も市場要求レベルに達しなくなる。
【0031】
3.本実施の形態の効果
(1)本実施の形態によれば、カール方向が上向きのスチールコードと、カール方向が下向きのスチールコードを適宜組み合わせてスチールコードのカール力を打ち消し合うようにしているため、タイヤ用ゴム部材のカール量(跳ね上がり量)を抑えることができ、生産されるタイヤの仕上り精度に悪影響を与えず、タイヤの製造工程での生産性の悪化を伴なわずタイヤを生産することができる。
【0032】
(2)特に、コード径を0.20〜0.60mmの範囲に設定することにより、タイヤ用ゴム部材のカール量が小さく抑えられることが顕著になる。このため、タイヤの生産性や乗心地性能等の市場要求性能を同時に満たすことができる。
【0033】
(3)また、タイヤ用ゴム部材のゲージ厚をスチールコードの直径の1.5倍以上になるように設定することにより、タイヤ用ゴム部材のカール量が小さくなり、タイヤの生産性の低下を防止できる。
【0034】
(4)また、巻出し用リールの胴部の直径を140mm以上に設定することにより、前記同様、タイヤ用ゴム部材のカール量が小さくなり、タイヤ製造工程の工程問題の発生を低減できる。
【実施例】
【0035】
(実施例A)
実施例Aについては、本実施の形態の製造装置を用いて、上記のようにカール方向が上向きと下向きのスチールコードとを一本毎に交互に配置されて形成されるコード集合体(振り分け)にゴムをトッピングしてタイヤ用ゴム部材を作製し、このタイヤ用ゴム部材のカール量を測定した。
【0036】
(比較例A)
比較例Aについては、上記の従来の製造装置を用いて、カール方向が同方向のスチールコードにより形成されるコード集合体にゴムをトッピングしてタイヤ用ゴム部材を作製し、このタイヤ用ゴム部材のカール量を測定した。
【0037】
実施例Aおよび比較例Aのスチールコードは、共に、1×1構成のスチールコードであり、フィラメント径(コード径)は、0.15〜0.60mmであり、スチールコードの打ち込み本数は35本/5cmであり、トッピングゲージ(トップピング厚み)は、コード径+0.50mmである。また、作製したタイヤ用ゴム部材の幅は、30cm、長さは1mである。
【0038】
(測定内容)
前記の通りタイヤ用ゴム部材のカール量を測定した。カール量は、タイヤ用ゴム部材の最も大きく跳ね上がる位置の跳ね上がり量をメジャーで計量することにより測定した。なお、カール量は、裁断工程等の生産性から10mm以下であることが望ましい。なお、カール量と共に、タイヤの操縦安定性能についても調べた。
【0039】
(測定結果)
結果を表1、表2に示す。
【0040】
【表1】

【0041】
【表2】

【0042】
表1および表2より、以下のことを確認した。実施例の場合は、フィラメント径に関係なく、すべて比較例の場合よりタイヤ用ゴム部材のカール量が小さく抑えられている(いずれも、10mm以下に抑えられている)。特に、コード径が0.20〜0.60mmの範囲の場合に、カール量が顕著に小さく抑えられることが確認できた。
【0043】
(実施例B)
実施例Bおよび比較例Bは、さらにトッピングゲージ、巻出しリールの胴部の直径を変えてタイヤ用ゴム部材を作製した例である。作製したタイヤ用ゴム部材のサイズは、実施例A、比較例Aと同一サイズである。また、スチールコードの打ち込み本数は35本/5cmである。なお、比較例B1は、実施例Bやその他の比較例B2〜B8とは異なり、撚りタイプのコード(2本のスチールフィラメントの撚りタイプ)を用いた。
【0044】
そして、各タイヤ用ゴム部材のカール量を測定した。また、タイヤ用ゴム部材を26度の角度で裁断して1stと2ndのブレーカーを作成して、195/65R15のPCRタイヤを試作した。
【0045】
(測定内容)
(1)タイヤ用ゴム部材カール量
実施例A、比較例Aの場合と同様、タイヤ用ゴム部材における幅30cm長さ1mの面内の1番大きく跳ね上がっている位置の跳ね上がり量をメジャーで計量することで、タイヤ用ゴム部材カール量(mm)を測定した。
【0046】
(2)タイヤの操縦安定性能及び乗り心地性能試験
試験タイヤを排気量2000ccの乗用車に装着し、テストコースでテストドライバーの官能評価にて5点法で評点付けを行った。なお、操縦安定性能及び乗り心地性能は3.0以上が一般市場で受け入れられるレベルである。
【0047】
(測定結果)
結果を表3および表4に示す。
【0048】
【表3】

【0049】
【表4】

【0050】
表3、表4より、以下のことを確認した。
(1)タイヤ用ゴム部材カール量
実施例の場合は、トッピングゲージ、巻出しリールの胴部の直径に関係なく、比較例B1を除く、すべて比較例の場合より、タイヤ用ゴム部材のカール量が小さく抑えられていることが確認できた。
【0051】
(2)タイヤの操縦安定性能及び乗り心地性能試験
実施例の場合は、トッピングゲージ、巻出しリールの胴部の直径に関係なく、操縦安定性能及び乗り心地性能は一般市場で受け入れられるレベルであることが確認できた。
【0052】
以上の結果から明らかなように、リール胴径は140mm以上、コード径dは0.2〜0.6mm、トッピングゲージ厚は1.5d(mm)以上であることが好ましいことが分かった。
【0053】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、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。
【符号の説明】
【0054】
1、100 カレンダートッピング装置
2、101 スチールコード
3、102 誘導手段
4、103 タイヤ用ゴム部材
5 ガイドローラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の間隔で水平に並べられた複数本のコードから形成されるコード集合体にゴムをトッピングするタイヤ用ゴム部材の製造方法であって、
カール癖のある前記コードを、カール方向が上下方向になるように配置し、かつカール方向が上向きの前記コードと、カール方向が下向きの前記コードを適宜組み合わせて前記コードのカール力を打ち消し合うように前記コード集合体にゴムをトッピングすることを特徴とするタイヤ用ゴム部材の製造方法。
【請求項2】
前記コードの直径が、0.20〜0.60mmであることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。
【請求項3】
前記タイヤ用ゴム部材のゲージ厚が、前記コードの直径の1.5倍以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法。
【請求項4】
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のタイヤ用ゴム部材の製造方法に使用されるタイヤ用ゴム部材の製造装置であって、
前記コード集合体にゴムをトッピングするカレンダートッピング装置と、
前記コードを巻き出すための巻出し用リールを有し、前記コードを前記カレンダートッピング装置に誘導する誘導手段と
を備えており、
前記誘導手段により、カール方向が上向きの前記コードと、カール方向が下向きの前記コードとが適宜組み合わさるように構成されていることを特徴とするタイヤ用ゴム部材の製造装置。
【請求項5】
前記コードを前記誘導手段に巻き出すための巻出し用リールの胴部の直径が、140mm以上であることを特徴とする請求項4に記載のタイヤ用ゴム部材の製造装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−166441(P2012−166441A)
【公開日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−28805(P2011−28805)
【出願日】平成23年2月14日(2011.2.14)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】