(57)【要約】【課題】タイヤカーカスやベルト層等の製造に用いる押出し機に内設されるダイインサートのコード溝穴の内周面の出口側端部の偏磨耗を防止し、スチールコードを長期間、精度よく引き揃えることを可能にしたダイインサートのコード溝穴の加工方法およびダイインサートを提供する。【解決手段】固定部１４ａ、１４ｂによって固定したダイインサート１のコード溝穴２に研磨用スチールコード１１を挿通移動させて、該コード溝穴２の内周面の出口側端部２ａのみを滑らかに研磨し、その後、砥粒により該コード溝穴２の内周面全体を研磨し、次いで、コード溝穴２の内周面全体に表面硬化膜をコーティングすることで出口側端部２ａに表面硬化層を強固に固着させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出し機のダイヘッドに内設され、所定間隔で並列した複数のコード溝穴を有し、該コード溝穴にスチールコードを挿通させて引き揃え、該引き揃えたスチールコードの両面に前記押出し機で押出されるゴム部材を被覆するダイインサートのコード溝穴の加工方法であって、前記コード溝穴に研磨用スチールコードを挿通移動させて、該コード溝穴の内周面の出口側端部のみを滑らかに研磨し、その後、砥粒により該コード溝穴の内周面全体を研磨し、この研磨終了後のコード溝穴の内周面全体に表面硬化膜をコーティングするダイインサートのコード溝穴の加工方法。
【請求項２】
前記研磨用スチールコードの外径を前記コード溝穴の内径の７５〜９９％にする請求項１に記載のダイインサートのコード溝穴の加工方法。
【請求項３】
前記砥粒の硬度がビッカース硬度でＨＶ７００〜５０００である請求項１または２に記載のダイインサートのコード溝穴の加工方法。
【請求項４】
前記砥粒に多孔質の弾性体を混在させて研磨を行なう請求項１〜３のいずれかに記載のダイインサートのコード溝穴の加工方法。
【請求項５】
前記ダイインサートの材質を炭化タングステン−コバルト系の超硬合金とし、前記コード溝穴の内周面の出口側端部を６２０℃以上に加熱して表面を酸化させた後、前記研磨用スチールコードによる研磨を行なう請求項１〜４のいずれかに記載のダイインサートのコード溝穴の加工方法。
【請求項６】
押出し機のダイヘッドに内設され、所定間隔で並列した複数のコード溝穴を有し、該コード溝穴にスチールコードを挿通させて引き揃え、該引き揃えたスチールコードの両面に前記押出し機で押出されるゴム部材を被覆するダイインサートであって、前記コード溝穴の内周面の出口側端部のみが滑らかに研磨され、該コード溝穴の内周面の全体に表面硬化膜がコーティングされているダイインサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイインサートのコード溝穴の加工方法およびダイインサートに関し、さらに詳しくは、タイヤカーカスやベルト層等を製造する際に用いる押出し機に内設されるダイインサートのコード溝穴の加工方法およびダイインサートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤの構成部材となるカーカスやベルト層等のゴム複合体シートは、押出し機に内設したダイインサートによって、複数のコードを引き揃えた後、その両面にゴム部材を被覆して製造する方法が広く用いられている。具体的には、図６に例示するようにダイインサート１６は上型１６ａと下型１６ｂからなり、このダイインサート１６を上下からインサートホルダ４ｂ、４ｂで挟み込み、これらとダイスロート４ａとを組み合うように押出し機のダイヘッド４に固定して、互いのすき間にゴム流路５を形成する。このダイインサート１６は複数のコード溝穴１７を並設し、コード溝穴１７にコード７を挿通させて所定ピッチに引き揃えた後、ゴム流路５を押出されるゴム部材８を引き揃えたコード７の両面に被覆し、一対の圧着ローラ６、６間を通過させて圧着することによりゴム複合体シート９を製造する。
【０００３】
このようなゴム複合体シート９の製造方法では、ダイインサート１６のコード溝穴１７を挿通するコード７が、コード溝穴１７の出口ではコード溝穴１７による拘束がなくなるため上下左右に変動し易くなる。そのため、コード７がスチールコードのような硬いコードの場合は、変動するスチールコード７によって、コード溝穴１７の内周面の出口側端部１７ａに偏磨耗が生じるという問題があった。このような偏磨耗のあるダイインサート１６を使用し続けると、スチールコード７の配列ピッチの乱れが大きくなり、ゴム複合体シート９の品質に悪影響を及ぼすようになる。そのため、ゴム複合体シート９の品質を一定水準に維持するには、ダイインサート１６を頻繁に交換、補修しなければならないという問題があった。
【０００４】
ゴム複合体シートのコード配列の乱れを抑制するために、ダイインサートのコード溝穴の出口部の上半分を開放する構造にし、下半分がコード溝穴にある状態の並列したコードの上面にゴム部材を圧着する方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この提案の方法でもコード溝穴の内周面の出口側端部の偏磨耗を十分に防止することはできず、根本的な解決にはならなかった。
【０００５】
このような偏磨耗を防止するために、コード溝穴２の内周面にメッキ等の表面硬化膜をコーティングすることは有効であるが、コード溝穴２の内周面を表面硬化膜が強固に固着する程度に滑らかに研磨するには、研磨作業が複雑になり、研磨時間も長くなるという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−１９３４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主たる目的は、タイヤカーカスやベルト層等の製造に用いる押出し機に内設されるダイインサートのコード溝穴の内周面の出口側端部の偏磨耗を防止し、スチールコードを長期間、精度よく引き揃えることを可能にしたダイインサートのコード溝穴の加工方法およびダイインサートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明のダイインサートのコード溝穴の加工方法は、押出し機のダイヘッドに内設され、所定間隔で並列した複数のコード溝穴を有し、該コード溝穴にスチールコードを挿通させて引き揃え、該引き揃えたスチールコードの両面に前記押出し機で押出されるゴム部材を被覆するダイインサートのコード溝穴の加工方法であって、前記コード溝穴に研磨用スチールコードを挿通移動させて、該コード溝穴の内周面の出口側端部のみを滑らかに研磨し、その後、砥粒により該コード溝穴の内周面全体を研磨し、この研磨終了後のコード溝穴の内周面全体に表面硬化膜をコーティングすることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のダイインサートは、押出し機のダイヘッドに内設され、所定間隔で並列した複数のコード溝穴を有し、該コード溝穴にスチールコードを挿通させて引き揃え、該引き揃えたスチールコードの両面に前記押出し機で押出されるゴム部材を被覆するダイインサートであって、前記コード溝穴の内周面の出口側端部のみが滑らかに研磨され、該コード溝穴の内周面の全体に表面硬化膜がコーティングされていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のダイインサートのコード溝穴の加工方法によれば、コード溝穴に研磨用スチールコードを挿通移動させて、該コード溝穴の内周面の出口側端部のみを滑らかに研磨し、その後、砥粒により該コード溝穴の内周面全体を研磨するので、研磨が困難で、かつ十分に研磨して滑らかさが必要な出口側端部だけを局部的に効率よく研磨をすることができる。そして、研磨工程の終了後、コード溝穴の内周面全体に表面硬化膜をコーティングすることで、コード溝穴の内周面の出口側端部に表面硬化層を強固に固着することができる。これにより、変動するスチールコードが出口側端部に頻繁に接触しても表面硬化層が容易に剥がれることなく偏磨耗を防止でき、長期間精度よくスチールコードを所定の配列ピッチで引き揃えることができる。
【００１０】
また、本発明のダイインサートによれば、コード溝穴の内周面の出口側端部のみが滑らかに研磨され、該コード溝穴の内周面の全体に表面硬化膜がコーティングされているので、コード溝穴の内周面で最も高い硬度が必要な出口側端部に表面硬化層が強固に固着し、変動するスチールコードが出口側端部に頻繁に接触しても表面硬化層が容易に剥がれることなく偏磨耗を防止でき、長期間精度よくスチールコードを所定の配列ピッチで引き揃えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のダイインサートのコード溝穴の加工方法およびダイインサートを図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明のダイインサート１のコード溝穴２の加工方法を実施するためのダイインサートの研磨装置１０であり、ダイインサート１を断面状態で示している。このダイインサート１は、図２に例示するように上型１ａおよび下型１ｂの一対の分割型から構成され、上型１ａおよび下型１が、それぞれに設けられた断面半円形の溝部を対向させて互いに密着することにより、複数の並列したコード溝穴２を有するダイインサート１になる。ダイインサート１の材質としては、例えば、ＳＫＤ１１、ＳＫＨ５１、超硬合金などがある。
【００１３】
このコード溝穴２は、ワイヤ放電加工や切削加工等によって形成され、その内周面には放電加工の場合には変質層が残り、切削加工の場合には加工痕などが残っている。そのため、そのままの状態でコード溝穴２の内周面にメッキ等の表面硬化膜をコーティングしても強固に固着しない。そこで、本発明では、まず、コード溝穴２の内周面において最も表面硬度が必要となる出口側端部２ａを、研磨用スチールコード１１を用いて選択的に研磨する。
【００１４】
研磨装置１０では、ダイインサート１は、上型１ａおよび下型１ｂがそれぞれフレーム１４に立設された固定部１４ａ、１４ｂに保持されて、互いを密着させた状態で固定されている。フレーム１４の前後端部には、それぞれ巻取りロール１２、繰出しロール１３が軸支され、繰出しロール１３から巻取りロール１２に向かって研磨用スチールコード１１が巻き取られるようになっている。
【００１５】
この研磨用スチールコード１１は、ダイインサート１のコード溝穴２を挿通移動し、コード溝穴２の出口では、コード溝穴２の拘束から開放されて弦振動により上下左右に自由に変動する。この変動する研磨用スチールコード１１がコード溝穴２の内周面の出口側端部２ａに頻繁に接触するので、出口側端部２だけが局部的に滑らかに研磨されることになる。この工程での研磨深さは例えば１０μｍ〜２５μｍ程度であり、研磨後の表面粗さは例えば平均粗さＲａで０．０１μｍ〜０．４５μｍ程度となる。滑らかに研磨される出口側端部２ａの範囲は、コード溝穴２の内径や研磨用スチールコード１１の外径などによって異なるが、例えばコード溝穴２の出口から５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度の範囲である。
【００１６】
この工程におけるコード溝穴２の内周面の研磨深さを図示すると、図７に例示するように出口側端部２ａ（出口〜出口から１０ｍｍ程度内側の位置の領域）では、他の領域よりも遥かに研磨深さが大きく、他の領域はわずかに研磨される程度となる。その結果、図８に例示するように、出口側端部２ａの平均粗さＲａは、他の領域よりも遥かに小さくなり、出口側端部２のみが滑らかに研磨された状態となる。
【００１７】
この研磨によって、コード溝穴２の内周面の出口側端部２ａに表面硬化層３を強固に固着することが可能になり、また、出口側端部２ａ以外の他の領域をあまり研磨しないで済むため、研磨時間を短縮できる。このように、表面硬化層３の強固な固着が最も必要とされる領域のみを効率的に研磨をすることができる。
【００１８】
研磨用スチールコード１１は、図９に例示するように図９（ａ）の２＋２構造、図９（ｂ）の１×３構造、図９（ｃ）の１×６構造、図９（ｄ）の３＋９＋１構造など種々の撚り線、あるいは撚りのない単線のいずれでもよく、その外径ｄはコード溝穴２の内径の７５％以上９９％以下が好ましい。研磨用スチールコード１１の外径ｄがコード溝穴２の内径の７５％未満であると研磨時間が長くなる一因となり、９９％超では研磨用スチールコード１１が挿通移動する際の摩擦抵抗が大きくなり過ぎるためである。
【００１９】
研磨装置１０は、ダイインサートのコード溝穴２に研磨用スチールコード１１を挿通移動できるものであれば上記の実施形態に限定されず、例えば、研磨用スチールコード１１を巻取りロール１２と繰出しロール１３との間に架け渡し、繰り返し循環させるように構成してもよい。また、コード溝穴２の出口側端部２ａが上下左右に変動するようにダイインサート１を可動させながら、或いは、巻取りロール１２を上下左右に可動させながら研磨を行なってもよい。この研磨は、１つ或いは複数のコード溝穴２毎に行なってもよいが、この実施形態のようにダイインサート１のすべてのコード溝穴２に対して同時に行なうと一層効率的である。
【００２０】
ダイインサート１の材質が炭化タングステン−コバルト（ＷＣ−Ｃｏ）系の超硬合金の場合は、コード溝穴２の内周面の出口側端部２ａを選択的に６２０℃以上に加熱した後に、研磨を行なうとよい。６２０℃以上に加熱、より好ましくは７２０℃以上に２分〜４０分加熱すると炭化タングステンの分解・酸化反応が生じて硬度が低下して研磨効率を向上させることができる。
【００２１】
次いで、図３に例示するように上型１ａと下型１ｂとを密着させたダイインサート１のコード溝穴２の一方端部側から他方端部側に向かって、ノズル１５等を用いて砥粒Ｇを連続的に噴射してコード溝穴２の内周面全体を砥粒Ｇによって研磨する。コード溝穴２の軸方向で研磨量のばらつきが生じないようにするため、噴射方向を反対にして他方端部側から一方端部側に向かって同じ時間研磨を行なうことが好ましい。
【００２２】
この工程は仕上げの研磨を行なうものであり、先の研磨用スチールコード１１による研磨に比べて研磨量が少なく、研磨深さは例えば０．２μｍ〜１．０μｍ程度である。この砥粒Ｇによる研磨後のコード溝穴２の内周面の表面粗さは、例えば出口側端部２ａでＲａ０．０２５μｍ〜０．４０μｍ程度、その他の領域でＲａ１．７μｍ〜６．３μｍ程度となる。即ち、この工程後の最終的なコード溝穴２の内周面の研磨深さは、図７で示すと、この工程での研磨深さ分だけ、図７に例示した曲線が全体的に上方へ平行移動したものとなり、平均粗さＲａは、図８で示すと、曲線が全体的にやや下方へ平行移動したような状態になる。
【００２３】
砥粒Ｇとしては、ダイヤモンド、炭化ケイ素、アルミナ等のビッカース硬度がＨＶ７００〜５０００の砥粒Ｇが好ましく、硬度ＨＶ７００未満では柔らか過ぎて研磨効率を向上させにくくなり、硬度ＨＶ５０００超まで硬くする必要はない。また、砥粒Ｇに多孔質の弾性体を混在させて研磨を行なうこともできる。この場合、孔に砥粒Ｇが溜まった弾性体がコード溝穴２に衝突する際に砥粒Ｇを保持するため、非常に軽量な砥粒Ｇがコード溝穴２の内周面に単独で衝突するよりも、質量を大きくして衝突することになり短時間でむらなく研磨することができ、研磨効率が向上する。
【００２４】
次いで、研磨が完了したコード溝穴２の内周面全体に表面硬化層３をコーティングする。表面硬化層３としては、カーボンメッキ（ＤＬＣ）、クロムメッキ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮなどの硬化層を例示することができる。
【００２５】
上記の工程を経て加工された本発明のダイインサート１は、図４、５に例示するように、コード溝穴２の内周面の出口側端部２ａがベルマウス状に僅かに拡径し、出口側端部２ａのみが滑らかに研磨され、コード溝穴２の内周面全体に表面硬化層３がコーティングされた構成になる。尚、図４、５においては構成を理解し易くするため、表面硬化層３を実際よりも誇張して厚く表現している。
【００２６】
出口側端部２ａでは、滑らかな表面に表面硬化層３がコーティングされているので、表面硬化層３がコード溝穴２の内周面に強固に固着している。したがって、このダイインサート１を図６に示すような押出し機のダイヘッド４に内設して使用すると、変動するスチールコード７がコード溝穴２の内周面の出口側端部２ａに頻繁に接触しても表面硬化層３によって保護され、かつ表面硬化層３は容易に剥がれないので、出口側端部２ａの偏磨耗が防止される。これにより、ダイインサート１の交換や補修を長期間することなく、スチールコード７を所定の配列ピッチで引き揃えることができ、一定品質のタイヤカーカスやベルト層などのゴム複合体シート９を製造することができる。
【００２７】
ダイインサート１は、上記実施形態に示した分割型に限定されず、一体型でもよい。また、砥粒Ｇによる研磨工程を省略し、研磨用スチールコード１１による研磨の後、コード溝穴２の内周面全体に表面硬化層３をコーティングすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のダイインサートのコード溝穴の加工方法を例示する説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の次の工程を例示する説明図である。
【図４】本発明のダイインサートを例示する正面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】ダイインサートを内設した押出し機を例示する一部拡大断面図である。
【図７】本発明のダイインサートのコード溝穴の内周面の研磨深さを例示するグラフ図である。
【図８】本発明のダイインサートのコード溝穴の内周面の表面粗さを例示するグラフ図である。
【図９】研磨用スチールコードの撚り構造を例示する断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ダイインサート    １ａ  上型    １ｂ  下型
２  コード溝穴    ２ａ  出口側端部
３  表面硬化膜
４  ダイヘッド      ４ａ  ダイスロート    ４ｂ  インサートホルダ
５  ゴム流路
６  圧着ロール
７  スチールコード（コード）
８  ゴム部材
９  ゴム複合体シート
１０  研磨装置
１１  研磨用スチールコード
１２  巻取りロール
１３  繰出しロール
１４  フレーム      １４ａ、１４ｂ  固定部
１５  ノズル
１６  従来のダイインサート    １６ａ  上型    １６ｂ  下型
１７  コード溝穴    １７ａ  出口側端部
Ｇ  砥粒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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