(57)【要約】【課題】短繊維が厚さ方向に向くシート状の積層ゴム部材を効率よく形成しうる。【解決手段】長さ方向に短繊維ｆを配向させたゴムシートＳｇをその先端部を鉛直に垂下させて搬送させる搬送工程Ｋ１と、平行な上下の刃状部１２Ｕ、１２ＬにゴムシートＳｇの垂下部分Ｓｇ１を押し付けることによりゴムシートＳｇを切断しかつ切断片Ｇを刃状部１２Ｕ、１２Ｌの間に挿入する切断挿入工程Ｋ２と、該切断挿入工程Ｋ２を繰り返すことにより、前記上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌの間に、非切断面が接合した積層ゴムＧＧを形成する積層工程Ｋ３とを具える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に短繊維を配向させた帯状のゴムシートが巾方向に切断されてなる切断片を、その非切断面を順次密着させて積層させることにより、前記短繊維が厚さ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、
前記ゴムシートを、長さ方向にかつ少なくとも先端部を鉛直に垂下させて搬送させる搬送工程と、
上下に切断片長さの間隔を隔てて互いに平行に配され、かつ少なくとも上の刃状部を前記ゴムシートを切断する切断刃とした上下の刃状部からなる切断具と、該上下の刃状部に、前記ゴムシートの垂下部分を、その下端を前記下の刃状部位置に合わせて押し付ける押付け具とを具える切断挿入手段を用い、前記押付け具による押し付けによってゴムシートを切断しかつ切断片を上下の刃状部の間に挿入する切断挿入工程と、
該切断挿入工程を繰り返すことにより、前記上下の刃状部の間に、非切断面が接合した積層ゴムを形成する積層工程と、
前記上下の刃状部の間乃至それに続く隙間の後部から、前記積層ゴムをシート状の積層ゴム部材として押出す取出し工程とを含むことを特徴とする積層ゴム部材形成方法。
【請求項２】
前記押付け具は、前記ゴムシートを押付ける押付け板と、該押付け板の押付けに先行して前記ゴムシートを上の刃状部の上方で仮押さえしておく保持具とを有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。
【請求項３】
前記取り出された積層ゴム部材は、前記押し付けと同期して作動する引取りコンベヤに載置され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。
【請求項４】
長さ方向に短繊維を配向させた帯状のゴムシートが巾方向に切断されてなる切断片を、その非切断面を順次密着させて積層させることにより、前記短繊維が厚さ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、
前記ゴムシートを、長さ方向にかつ少なくとも先端部を鉛直に垂下させて搬送する搬送手段、
及び上下に切断片長さの間隔を隔てて互いに平行に配され、少なくとも上の刃状部を前記ゴムシートを切断する切断刃とした上下の刃状部からなる切断具と、該上下の刃状部に、前記ゴムシートの垂下部分を、その下端を前記下の刃状部位置に合わせて押し付ける押付け具とを有し、前記押付け具による押し付けによってゴムシートを切断しかつ切断片を上下の刃状部の間に挿入する切断挿入工程を行う切断挿入手段を具えるとともに、
前記切断挿入工程を繰り返すことにより、前記上下の刃状部の間に、非切断面が接合した積層ゴムを形成するとともに、前記上下の刃状部の間乃至それに続く隙間の後部から、前記積層ゴムをシート状の積層ゴム部材として押し出すことを特徴とする積層ゴム部材形成装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の積層ゴム部材形成方法により製造された積層ゴム部材を用いて、トレッドゴムを形成したことを特徴とするタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長さ方向に短繊維が配向する帯状ゴムシートの巾方向の切断片を、その非切断面同士で順次密着させることにより、短繊維が厚さ方向に向くシート状の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、装置、及び前記形成方法により製造された積層ゴム部材を用いたタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スタッドレスタイヤの氷上性能を向上させるため、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】
しかしトレッドゴムは、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により形成される。そのため、ゴム中の短繊維は、ゴム流れによって長さ方向（押出し方向）に配向してしまい、このゴム部材をそのまま用いてトレッドゴムを製造した場合、短繊維はタイヤ周方向に沿って配向してしまうこととなる。
【０００４】
そこで、図７に略示するように、長さ方向に短繊維ｆが配向するゴムシートａを巾方向に切断し、その切断片ｂ１を、非切断面同士で順次密着させて積層させることにより、短繊維ｆが厚さ方向に向くシート状の積層ゴム部材ｂを形成する方法が、特許文献１などに提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２１０８４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前記方法は、ゴムシートａの前端部ａ１を押さえる昇降自在な押圧片ｃに、切断片ｂ１を順次付着させて積み上げるものであるため、積層高さ（切断片が積層される数量）に大きな制限を受け、積層ゴム部材の製造能率を充分に向上させることができないという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、鉛直に垂下させたゴムシートの垂下部分を、互いに平行に配した上下の刃状部に押し付けて切断することを基本として、切断片を、先に切断されかつ上下の刃状部の間に挿入された切断片に順次圧接しながら挿入することができ、これを繰り返すことにより、積層数に制約を受けることなく長尺な積層ゴム部材を能率良くかつ精度良く形成しうる積層ゴム部材形成方法、装置、及び前記形成方法により製造された積層ゴム部材を用いたタイヤを提供することを目的としている。
【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、長さ方向に短繊維を配向させた帯状のゴムシートが巾方向に切断されてなる切断片を、その非切断面を順次密着させて積層させることにより、前記短繊維が厚さ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、
前記ゴムシートを、長さ方向にかつ少なくとも先端部を鉛直に垂下させて搬送させる搬送工程と、
上下に切断片長さの間隔を隔てて互いに平行に配され、少なくとも上の刃状部を前記ゴムシートを切断する切断刃とした上下の刃状部からなる切断具と、該上下の刃状部に、前記ゴムシートの垂下部分を、その下端を前記下の刃状部位置に合わせて押し付ける押付け具とを具える切断挿入手段を用い、前記押付け具による押し付けによってゴムシートを切断しかつ切断片を上下の刃状部の間に挿入する切断挿入工程と、
該切断挿入工程を繰り返すことにより、前記上下の刃状部の間に、非切断面が接合した積層ゴムを形成する積層工程と、
前記上下の刃状部の間乃至それに続く隙間の後部から、前記積層ゴムをシート状の積層ゴム部材として押出す取出し工程とを含むことを特徴としている。
【０００９】
なお前記押付け具は、前記ゴムシートを押付ける押付け板と、該押付け板の押付けに先行して前記ゴムシートを上の刃状部の上方で仮押さえしておく保持具とを有することが好ましく、又前記取り出された積層ゴム部材は、前記押し付けと同期して作動する引取りコンベヤに載置されることが好ましい。
【００１０】
又請求項４の発明は、積層ゴム部材形成装置であって、
前記ゴムシートを、長さ方向にかつ少なくとも先端部を鉛直に垂下させて搬送する搬送手段、
及び上下に切断片長さの間隔を隔てて互いに平行に配され、少なくとも上の刃状部を前記ゴムシートを切断する切断刃とした上下の刃状部からなる切断具と、該上下の刃状部に、前記ゴムシートの垂下部分を、その下端を前記下の刃状部位置に合わせて押し付ける押付け具とを有し、前記押付け具による押し付けによってゴムシートを切断しかつ切断片を上下の刃状部の間に挿入する切断挿入工程を行う切断挿入手段を具えるとともに、
前記切断挿入工程を繰り返すことにより、前記上下の刃状部の間に、非切断面が接合した積層ゴムを形成するとともに、前記上下の刃状部の間乃至それに続く隙間の後部から、前記積層ゴムをシート状の積層ゴム部材として押し出すことを特徴としている。
【００１１】
又請求項５の発明は、タイヤであって、請求項１〜３のいずれかに記載の積層ゴム部材形成方法により製造された積層ゴム部材を用いて、トレッドゴムを形成したことを特徴としている。
【００１２】
【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を用いてトレッドゴムを形成したタイヤの子午断面図である。
【００１３】
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が乗用車用のスタッドレスタイヤである場合を例示している。
【００１４】
前記カーカス６は、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からなり、このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５の間に跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りで折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。そして、該プライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外方にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配設される。
【００１５】
又前記ベルト層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ことにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２をタガ効果を有して強固に補強している。
【００１６】
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。そして、前記キャップゴム部９ａを、短繊維ｆが厚さ方向に向くシート状の積層ゴム部材Ｇ０を用いて形成している。
【００１７】
ここで、前記積層ゴム部材Ｇ０は、図２に概念的に示すように、短繊維ｆを長さ方向に配向させた帯状のゴムシートＳｇを巾方向に切断し、これによって得た切断片Ｇを、前記ゴムシートＳｇの表面、裏面に相当する非切断面で順次密着させて積層させることにより形成される。
【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を長さ方向にかつ少なくとも先端部を鉛直に垂下させて搬送する搬送工程Ｋ１を行う搬送手段１１と、互いに平行な上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌを有し前記ゴムシートＳｇの垂下部分Ｓｇ１を切断しかつその切断片Ｇを上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌの間に挿入する切断挿入工程Ｋ２を行う切断挿入手段１５とを具えて構成される。
【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が長さ方向（押出し方向）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、及び切断間隔である切断片長さ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、前記ゴムシートＳｇを、その長さ方向に間欠的に搬送する例えばベルトコンベヤーなどのコンベヤーからなり、その下流側端からは、前記ゴムシートＳｇの先端側を鉛直に垂下させている。この搬送手段１１では、ゴムシートＳｇの送り量を高精度で制御すべく、その駆動用モータＭとしてサーボモータ又はインバータモータを使用するのが好ましい。
【００２２】
なお搬送手段１１の上流側端には、フェスツーン１６を介して、本例ではゴムシートＳｇを製造するカレンダーロール或いは押出し機が配設される場合を例示している。しかし、このカレンダーロール等に代え、予め形成したゴムシートＳｇのロール巻体からゴムシートＳｇを巻き戻す所謂ロールスタンドを配設することもできる。
【００２３】
次に、前記切断挿入手段１５は、例えば台板１７から立設するフレーム１８、１９に夫々支持される切断具１３と押付け具１４とを具える。
【００２４】
このうち、前記切断具１３は、図４に示すように、前記切断片長さＤの間隔を上下に隔てて互いに平行に配される上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌを有する。この上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌは、例えばトムソン刃等の長尺帯状の刃物であって、本例では、刃形状が片刃のものを使用し、かつフラット面側を互いに向き合わせて、即ち内向き面１２ｓをフラットとして、夫々カッタホルダ２０Ｕ、２０Ｌを介して前記フレーム１８に固定される。なおカッタホルダ２０Ｕ、２０Ｌの内向き面２０ｓは、刃状部１２Ｕ、１２Ｌの前記内向き面１２ｓよりもやや控えて配される。
【００２５】
又切断具１３は、前記刃状部１２Ｕ、１２Ｌの上方に、ゴムシートＳｇの前記垂下部分Ｓｇ１に近接して垂直にのびる案内面２１ｓを有する案内板２１を設けている。前記案内面２１ｓは、前記刃状部１２Ｕ、１２Ｌの刃先と略面一に整一し、これによって、前記垂下部分Ｓｇ１を、刃状部１２Ｕ、１２Ｌに引っかかることなく垂直に案内する。
【００２６】
又前記押付け具１４は、前記刃状部１２Ｕ、１２Ｌに、ゴムシートＳｇの前記垂下部分Ｓｇ１を、その下端Ｅを前記下の刃状部１２Ｌの位置に合わせて押し付ける押付け板２２を具える。この押付け板２２は、前記フレーム１９に固定のシリンダ２３のロッド２３Ａ先端に取り付き、そのロッド２３Ａの伸張により前進し、図５に示すように、前記垂下部分Ｓｇ１を上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌに押し付ける。これによって、該垂下部分Ｓｇ１を切断すると同時に、その切断片Ｇを上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌの間に挿入できる。このとき、挿入される切断片Ｇは、前記上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌの間内において、先に切断さた切断片Ｇと圧接して接合される。
【００２７】
そして、この切断、挿入の工程（前記切断挿入工程Ｋ２という）を繰り返すことにより、前記上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌの間に、各切断片Ｇが互いに接合した積層ゴムＧＧを形成する積層工程Ｋ３を行うことができる。又これと同時に、前記上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌに続くカッタホルダ２０Ｕ、２０Ｌ間の隙間後部Ｊから、前記積層ゴムＧＧをシート状の積層ゴム部材Ｇ０として連続して押し出す取出し工程Ｋ４が行われる。
【００２８】
ここで、本発明では、前記刃状部１２Ｕ、１２Ｌの内向き面１２ｓは、挿入された切断片Ｇを保持する保持面として機能し、次に挿入される切断片Ｇと位置ズレすることなく高精度で接合させる。又前記内向き面１２ｓと積層ゴムＧＧとの間の摩擦力により、次に挿入される切断片Ｇとの圧接力が充分に確保され、強固な接合が達成される。なお前記積層ゴムＧＧが刃状部１２Ｕ、１２Ｌ間を通る際の摩擦力が過大となって、積層ゴムＧＧが変形するのを防止するため、本例では、前記カッタホルダ２０Ｕ、２０Ｌの内向き面２０ｓを、前記内向き面１２ｓよりもやや控えて配している。
【００２９】
又本発明では、前記刃状部１２Ｕ、１２Ｌを固定し、押付け板２２を移動させているため、切断精度を大巾に向上でき、より高品質の積層ゴム部材Ｇ０を形成できる。なお、刃状部１２Ｕ、１２Ｌを移動させた場合には、稼働部のガタ付きにより刃状部１２Ｕ、１２Ｌに位置ズレや傾斜が必然的に発生し、切断精度を損ねる結果を招く。
【００３０】
又前記搬送手段１１によるゴムシートＳｇの送り量は、前記切断片長さＤと等しいか、或いは切断片長さＤをやや越えて設定される。なお越える場合には、ゴムシートＳｇは上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌにより切断され、余剰部分が下の刃状部１２Ｌの下方に切り落とされる。即ち、上下の刃状部１２Ｕ、１２Ｌの双方が切断刃として機能する。これに対して、前記送り量が切断片長さＤと等しい場合には、厳密には、ゴムシートＳｇは上の刃状部１２Ｕのみによって切断され、即ち上の刃状部１２Ｕのみが切断刃として機能し、下の刃状部１２Ｌは挿入された切断片Ｇを上の刃状部１２Ｕとの間で保持するために機能する。従って、かかる場合には、下の刃状部１２Ｌとして、刃物以外のものも採用しうる。
【００３１】
又前記押付け板２２は、切断片Ｇとの粘着を防止するため、少なくともその押付け面を、未加硫ゴムとの離型性に優れる、例えばテフロン（デュポン社の商標）であるポリフルオルエチレン樹脂、ナイロン樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン樹脂等の良離型性樹脂で形成するのが好ましい。又押付け板２２は、切断を確実に行うため、前記押し付け時、前記刃状部１２Ｕ、１２Ｌ間内に入り込む突出部２４（図５に示す）を前記押付け面に突設している。この突出部２４の押付け面からの突出高さｈは、０．５〜３．０ｍｍの範囲が好ましい。
【００３２】
又本例では、前記押付け具１４は、図４の如く、前記押付け板２２の押付けに先行して、前記垂下部分Ｓｇ１を、上の刃状部１２Ｕの上方、本例では前記案内板２１との間で仮押さえする保持具２６を具える。この保持具２６は、前記ロッド２３Ａに取り付くホルダ２７と、該ホルダ２７のガイド孔２７Ａに案内されて前後に摺動しうる基軸２８Ａ前端に、前記案内板２１との間で垂下部分Ｓｇ１を挟んで保持する保持板２８Ｂを設けた保持軸２８とを含んで形成される。なお前記保持板２８Ｂとホルダ２７との間には、前記保持軸２８を前方に付勢するバネ部材２９が介在し、常時は、前記保持板２８Ｂが、押付け板２２の前記突出部２４よりも前方にはみ出して待機する。従って、ロッド２３Ａが伸張する際、前記保持板２８Ｂは、垂下部分Ｓｇ１を先に仮押さえでき、切断時の位置ズレなどを抑制できる。
【００３３】
又本例では、カッタホルダ２０Ｕ、２０Ｌの前記隙間後部Ｊには、図５の如くこの隙間後部Ｊからの積層ゴム部材Ｇ０を引き取って、次工程に搬出する引取りコンベヤ３０が乗継ぎ可能に連設される。この引取りコンベヤ３０は、前記押付け具１４による押し付けと同期し、前記切断片Ｇの厚さＴに相当する搬送距離で間欠送りする。
【００３４】
又前記切断挿入手段１５として、図６に示すように、前記押付け具１４又は切断具１３の一方、本例では、押付け具１４に、切断に先立ち垂下部分Ｓｇ１の下端Ｅを受けるとともに、押付けに際しては、下の刃状部１２Ｌと衝合することなく後方に逃げうる受け部材４０を設けることもできる。かかる場合には、前記搬送手段１１における送り量にバラ付きがある場合にも、前記下端Ｅを正確な位置に規制することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、鉛直に垂下させたゴムシートの垂下部分を、互いに平行に配した上下の刃状部に押し付けて切断している。従って、切断片を、先に切断されかつ上下の刃状部の間に挿入された切断片に順次圧接しながら挿入することができ、これを繰り返すことにより、積層数に制約を受けることなく、長尺な積層ゴム部材を能率良くかつ精度良く形成しうる。
【００３７】
又この積層ゴム部材を用いて、トレッドゴムを形成した場合には、優れた氷上性能をタイヤの使用初期から有効に発揮し得るタイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる積層ゴム部材を用いてトレッドゴムを形成した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概念的に示す線図である。
【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】切断挿入手段を拡大して示す断面図である。
【図５】切断具をさらに拡大して示す断面図である。
【図６】切断挿入手段の他の例を示す断面図である。
【図７】従来技術を説明する線図である。
【符号の説明】
１      タイヤ
９      トレッドゴム
１１    搬送手段
１２Ｕ  下の刃状部
１２Ｌ  下の刃状部
１３    切断具
１４    押付け具
１５    切断挿入手段
２２    押付け板
２６    保持具
３０    引取りコンベヤ
Ｄ      切断片長さ
Ｓｇ    ゴムシート
Ｓｇ１  垂下部分
Ｇ      切断片
Ｇ０    積層ゴム部材
ＧＧ    積層ゴム
Ｋ１    搬送工程
Ｋ２    切断挿入工程
Ｋ３    積層工程
Ｋ４    取出し工程
【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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