(57)【要約】    【課題】  ゴムトッピング時のコードの動きを抑制しトッピングシートのコード配列ピッチの乱れを大幅に改善し、トッピングシートの均一性、品位を向上することのできる押出機用ダイインサートを提供する。    【解決手段】  押出機用ダイインサート１は、そのコード溝穴１１の出口部が、ダイインサート先端部１２においてコード溝穴１１に続く溝１１ａを有する平面１４を設け、コード配列体２１の通過する溝１１ａを平面１４上に開放し形成される。前記平面１４における溝１１ａの開放長さ（Ｌ）と溝の径（Ｄ）との比Ｌ／Ｄが、１〜２０であり、前記平面１４がコード配列体２１の表面側と裏面側との間に段差Ｓを設けて形成されるものが好ましい。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコードを挿通し所定間隔で配列させるコード溝穴を有し、押出機のダイヘッド内に配されトッピングゴムの形状を決めるダイスロートと共に用いられて、前記押出機からのゴムでコード配列体の表裏面をトッピングし該コード配列体の両面をトッピングするための押出機用ダイインサートであって、
前記ダイインサートのコード溝穴の出口部分において、前記コード配列体の表面側をゴムでトッピングした後に、該コード配列体の裏面側をゴムでトッピングするようにコード溝穴の出口部が形成されている
ことを特徴とする押出機用ダイインサート。
【請求項２】
前記ダイインサートのコード溝穴の出口部が、該ダイインサート先端部において前記コード溝穴に続く溝を有する平面を設け、前記コード配列体の通過する前記溝が該平面上に開放し形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の押出機用ダイインサート。
【請求項３】
前記平面における溝の開放長さ（Ｌ）と溝の径（Ｄ）との比Ｌ／Ｄが、１〜２０である
ことを特徴とする請求項２に記載の押出機用ダイインサート。
【請求項４】
前記平面が、前記コード配列体の表面側と裏面側との間に段差を設けて形成されている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の押出機用ダイインサート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のタイヤコードが所定の間隔で配列されたコード配列体を、配列ピッチを乱すことなくその表裏面にゴムをトッピングしてトッピングシートを製造するためのトッピング治具である押出機用ダイインサートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤのカーカス、ベルト層等を構成するコード補強材は、すだれ織物などのコードを平行に引き揃えたコード配列体の両面を、未加硫ゴムでトッピングされたトッピングシートが使用されている。このトッピングシートは、予め熱入れされたゴムをＺ型などに配置されたカレンダーロールに供給し、ゴムシートを作りながらコード配列体をロール間に挿通してトッピングを行う、いわゆるカレンダートッピング法が広く行われている。
【０００３】
しかし、このカレンダー装置はカレンダーロールの前後にすだれ織物などのロール状に巻かれたコードの送り出しとトッピングシートの巻き取り装置などを要して規模が大きく、またゴムの熱入れロールなどの前処理装置を必要とし、高額の設備費用と広大な設置面積を要し、又トッピング時においてはコードの送り出し、ゴムの送り出し量、及びカレンダーロールの回転速度を夫々関連づけて調整せねばならず、トッピング精度の保持に熟練を要し、かつ複数の作業者を要し作業性に劣るという問題がある。
【０００４】
そこで、ゴム押出機を用いて、ダイインサートにより所定ピッチで配列させたコード配列体の両面にゴムをトッピングし帯状のトッピングシートを製造するようにした技術が提案されている。このものは設備規模が小さく多品種少量生産に適し、かつ上記の設備費や設置面積の問題を解消する利点を有している（特許文献１〜３）。
【特許文献１】特開平６−１０６５９５号公報
【特許文献２】特開平６−１１４９１１号公報
【特許文献３】特開２００３−１１２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の押出機を用いてトッピングシートを製造するものは、例えば、図１３に示すように、ゴム押出機のダイヘッド４内に、図１２に示す複数のコード２を所定ピッチで配列させるためのコード溝穴９１を所定間隔Ｐで設けた上下対称形状のダイインサート９を配置してコード配列体２１を形成したのち、ダイインサート９とダイスロート３の間のトッピング室４４に押出機（図示せず）からの未加硫ゴムをゴム流路４２，４３を通して供給しコード配列体２１の両面をトッピングしトッピングシート２３を製造するものである。
【０００６】
しかしながら、図１３に示す従来のダイインサート９を押出機ヘッド４内に使用してトッピング室４４でゴムのトッピングを行うものは、コード配列体２１がダイインサート９のコード溝穴出口９１とダイスロート３の間にコードの動きを規制するものが無いため、上下方向から供給されるゴム量やゴムの圧力変動、脈動などの不均一なゴム流れにより図１４に示すように各コード２がトッピング室４４内でそれぞれ上下左右に揺動しながらゴムがトッピングされることになり、その結果トッピングシート２３内のコード配列が図１５に示すようにシート２３長手方向の上下左右に不規則に乱れてしまうという問題があり、また、コードの配列乱れに基づきシート２３の表面に小波状の凹凸Ｗを生じて表面性状を低下させ、さらに未加硫ゴムの流れの悪化によりコードに不均一なテンションが作用しトッピングシート２３内の各コード２に不均一な残留歪みを残してしまうという問題がある。そして、このトッピングシート２３の均一性不良は、空気入りタイヤの品質の低下、すなわち耐久性能やユニフォミティーにも悪影響を及ぼすことになる。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決することにあり、押出機のダイヘッド内におけるダイインサートとダイスロートの間のトッピング室での不均一なゴム流れによるコードの動きを効果的に防止するもので、特にダイインサートの簡単な構造の改良によりトッピング時のコードの動きを効果的に抑制することでトッピングシートのコード配列ピッチの乱れを大幅に改善してトッピング精度を向上し、トッピングシートの均一性、品位を向上することのできる押出機用ダイインサートを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、複数のコードを挿通し所定間隔で配列させるコード溝穴を有し、押出機のダイヘッド内に配されトッピングゴムの形状を決めるダイスロートと共に用いられて、前記押出機からのゴムでコード配列体の表裏面をトッピングし該コード配列体の両面をトッピングするための押出機用ダイインサートであって、前記ダイインサートのコード溝穴の出口部分において、前記コード配列体の表面側をゴムでトッピングした後に、該コード配列体の裏面側をゴムでトッピングするようにコード溝穴の出口部が形成されていることを特徴とする押出機用ダイインサートである。
【０００９】
そして、請求項２に記載のように、前記ダイインサートのコード溝穴の出口部が、該ダイインサート先端部において前記コード溝穴に続く溝を有する平面を設け、前記コード配列体の通過する前記溝を該平面上に開放し形成されていることで、本発明を容易に実施することができる。
【００１０】
この場合、前記平面における溝の開放長さ（Ｌ）と溝の径（Ｄ）との比Ｌ／Ｄが、１〜２０であることが好ましい。
【００１１】
また、前記平面が、前記コード配列体の表面側と裏面側との間に段差を設けて形成されていることにより、ダイインサートのコード出口側の形状が簡単なものとなってその作製が容易となり、かつダイインサートの変形、割れなどの破損を起こし難くして耐久性に優れたものとする。
【００１２】
本発明の押出機用ダイインサートによれば、ダイインサートにより配列されたコード配列体が、ダイインサートの溝穴出口から出た所で、コード配列体の表面側にゴムが供給され、ダイインサート先端部の平面上に設けられ上方に開放された溝の溝底に各コードがゴムで圧接されながら配列ピッチを乱すことなく片面トッピングされた後、コードの動きを拘束した状態でトッピング室を通過中にコード配列体の裏面側にゴムがトッピングされコード配列体の両面にゴムがトッピングされるようになるので、供給ゴムのゴム量やゴムの圧力変動、脈動などの不均一なゴム流れによる影響を受けることがなくなり、コードの位置が左右及び上下方向に乱れることなくコード配列精度の高い、かつ表面性状のよいトッピングシートを得ることができる。また、ゴムの流れによりコードに作用するテンションも軽減され、トッピングシート内のコード残留歪みを軽減しトッピングシートの取り扱い性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の押出機用ダイインサートによれば、ダイインサートの簡単な形状の改良によりトッピング時のコードの動きを効果的に抑制してトッピングシートのコード配列の乱れを大幅に改善し、シート内の左右、上下方向のコード配列精度を向上する均一性と品位に優れたトッピングシートを得ることができ、空気入りタイヤに好適に使用される緯糸無しのコード補強材を容易、安価に提供することができる優れた効果を有している。また、本発明の押出機用ダイインサートでは、その簡単な構造の改良により実施することができるので、他のトッピング治具やダイヘッド内の改造など高額の費用を不要としてトッピングシートのトッピング精度の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係るダイインサート１の正面図及び側面図、図２はダイインサート１先端部の拡大図、図３は押出機ダイヘッド内の断面図、図４はダイインサート１とダイスロート３間の空間部に形成されるトッピング室４４でのコードの状態を示す概略図、図５はダイインサート１による作用を示す説明図、図６はトッピングシート２２の斜視図であり、図７はダイスロート３の正面図及び縦断面図である。
【００１６】
押出機用ダイインサートは、押出機ヘッド内において複数のタイヤコードを所定の間隔で平行に引き揃え配列したコード配列体を形成するための治具であって、複数のコードを挿通するコード溝穴を同一平面内に所定間隔で開孔された金属製治具である。
【００１７】
また、ダイスロートは、前記コード配列体の両面にゴム被覆されたコードと未加硫ゴム複合体を押出機ヘッドから押し出す金属製の口金であって、図７に示すように、上側ダイスロート３１と下側ダイスロート３２とにより構成され、両部材の間に押出成形されるトッピングシートの厚み、幅の形状に合わせた矩形の開口部３３がその一端部にジョイント代３４を備えて形成されている。
【００１８】
上記ダイインサートとダイスロートとが組み合わされて押出機ヘッド内に前後に配され用いられることで、押出機から供給される未加硫ゴムをコード配列体の表裏面にトッピングし所定のコード密度と厚み、幅の帯状のトッピングシートが押出成形され連続的に製造される。
【００１９】
本発明の押出機用ダイインサート１は、図１及び図２に示すように、複数のコード２を挿通する円形状のコード溝穴１１を同一平面内に所定間隔Ｐで開孔され、コード２を所定ピッチで平行に引き揃えたコード配列体２１を形成するものである。コード溝穴１１の内径Ｄはコード２がスムーズに挿通されるようにコード径よりも若干大きく設けられている。
【００２０】
上記ダイインサート１は、押出機のヘッド４内で上下からホルダー４１に挟持され固定されて用いられ、押出機からの上下のゴム流路４２，４３からのゴムをダイインサート１とダイスロート３の内側開口部との間の空間部に形成されるトッピング室４４に供給するためのゴム供給路４５，４６を形成するためにその先端部が断面略三各形状に形成されている。
【００２１】
そして、ダイインサート１は、その先端部においてコード溝穴１１に続く溝１１ａを有する平面１４を設けて、コード溝穴１１の出口部から出たコード配列体が通過する溝１１ａを平面１４上に上方に向けて開放し形成されている。
【００２２】
すなわち、コード溝穴１１の出口部分が、そのダイインサート１の先端部をコード溝穴１１の平面内を境界として下側（コード配列体の裏面側に相当する）の先端部１２と上側（コード配列体の表面側に相当する）の先端部１３とから構成され、下側先端部１２を上側先端部１３によりも前方に突出させた平面１４を形成し、コード配列体２１が通過する下側先端部の溝１１ａを平面１４上に露出させ形成されている。従って、溝１１ａはコード溝穴１１と同一径Ｄとする断面半円形状の溝に形成されている。
【００２３】
図３、図４に示すように、上記ダイインサート１は、ダイヘッド４内に上下のホルダー４１により固定され、トッピングゴムの形状を決めるダイスロート３と共に用いられて、ゴム押出機から供給される未加硫ゴムを前記ヘッド４とホルダー４１の間に形成された上下のゴム流路４２，４３に続くゴム供給路４５，４６を経てコード配列体２１の表裏面側からトッピング室４４に供給してコード配列体２１の両面をトッピングし、ダイスロート３の開口部３３から押し出して所定の厚みと幅を有する帯状のトッピングシート２２を連続的に製造するものである。
【００２４】
このダイインサート１を使用することにより、コード溝穴１１の出口部分、すなわちダイインサート先端部において、ダイスロート１の下側先端部１２の平面１４上に上方に開放された溝１１ａをコード配列体２１が通過する際に、その上（表）面側をゴム供給路４５から供給されるゴムで先ずトッピングし、コード配列体２１が下側先端部１２の溝１１ａを通過した後にトッピング室４４においてコード配列体２１の下（裏）面側がゴム供給路４６から供給されるゴムでトッピングされ、コード配列体２１の両面をトッピングしてトッピングシート２２を形成するようになる。
【００２５】
ダイインサート１の平面１４上の溝１１ａをコード配列体２１が通過中に、コード配列体２１の上（表）面側のみがゴム供給路４５からのゴムによってトッピングされる結果、図５に示すように、コード配列体２１の各コード２がダイインサート先端部１２の平面１４上の溝１１ａの溝底にゴム圧力により圧接されながらトッピングされることで、各コード２の位置が溝底に固定された状態でゴムコーティングされコード配列ピッチを乱すことなく片面トッピングされる。
【００２６】
平面１４上に開放された溝１１ａの溝底形状は、上記コード２の位置決めの観点から、断面Ｕ字形状、Ｖ字形状、或いは半円形状であることが好ましい。
【００２７】
従って、コード配列体２１がこのダイインサート下側先端部１２の溝１１ａを出た後に、コード配列体２１の各コードが片面トッピングの所定位置に固定されコードの動きが拘束された状態でトッピング室４４を通過中にゴム供給路４６からのゴムでコード配列体２１の下（裏）面側をトッピングし、コード配列体２１の両面をトッピングすることになり、シート内のコード配列を左右、上下方向の所定位置に長手方向で一定にするコード配列精度の高いトッピングシート２２を得ることができる。
【００２８】
前記ダイインサート１の先端部１２の平面１４における溝１１ａの開放長さ（Ｌ）と溝の径（Ｄ）との比Ｌ／Ｄは、１〜２０程度であり、好ましくは８〜１５の範囲である。
【００２９】
この比Ｌ／Ｄが１未満であると、ダイインサート先端部１２の溝１１ａの溝底へのコード圧接力が不十分となり溝１１ａ内でコードが動きやすくなり、かつ片面トッピングの効果が小さくコード２とゴムの粘着不足からトッピング室４４でのゴム流れの影響を受け配列ピッチを乱すことになり、Ｌ／Ｄが２０を越えてもコード拘束の効果をそれ以上に向上することは期待できず、またダイインサートの構造上もその実施は困難なものとなる。
【００３０】
なお、コード溝穴１１と開放溝１１ａとは、上記Ｄのような同一内径や断面形状を同じにして連続し形成されるのがダイインサート１の製作加工上で容易であり一般的であるが、コード溝穴１１の内径と開放溝１１ａの径、或いはその断面形状は本発明の効果をより向上するものであれば異なった径、断面形状のものを採用することもできる。
【００３１】
また、前記開放されたコード溝１１ａを含む平面１４が、コード配列体２１の表面側と裏面側との間に段差Ｓを設けて形成されていることにより、ダイインサート１のコード出口側の形状が簡単なものとなってその作製が容易となり、かつダイインサート１の、特に先端部での変形、割れなどの破損を起こし難くして耐久性に優れたものとすることができる。
【００３２】
これにより、２つのゴム供給路４５，４６から供給されるゴム量やゴムの圧力変動、脈動などの不均一なゴム流れによる影響をトッピング中のコード配列体２１が受けることがなくなり、トッピング精度を向上しトッピングシート内の左右、上下方向のコードの配列をシート長手方向に一定に保持し、かつシート表面も平坦、均一な性状を有する図６に示すトッピングシート２２を得ることができる。
【００３３】
また、各コード２に作用するテンションも軽減されることで、コード間隔が一定となるだけでなく、トッピングシート２２内の各コード２の残留歪みを軽減しトッピングシート２２裁断時のシートの反りや浮きの発生を低減し、裁断不良やジョイント不良を低減できる工程性と部材精度を向上する取り扱い性に優れたものとする。
【００３４】
そして、本発明の押出機用ダイインサートでは、その簡単な構造の改良によりトッピング精度を向上することができるので、他のトッピング治具やダイヘッド内の改造、或いは押出機の制御方法の改善や変更などの不要な経費をかけずに容易に実施することができる。
【００３５】
［ダイインサートの変形例］
上記ダイインサートは、図１に示す一体物で構成されたものの他に、図８に示すような２分割構造でその内面側のそれぞれに所定間隔Ｐで断面略半円形状のコード溝５１，５２を設けたダイインサート５、また図９に示すダイインサート６のように、２分割構造でその一方の内面側に所定間隔Ｐで底面が略半円形状のコード溝６１を設けて他方側の内面を平面状に形成したものでもよい。
【００３６】
また、図１０に示すダイインサート７のように、ダイインサート７のコード溝穴７１の出口部に段差を設けずに、一方の先端部７２をコード配列体に至る斜面状７３に形成するものでもよい。この場合、この斜面７３に沿うゴム供給路の形状を変化させることで供給されるゴム流量や圧力の調整が容易なものとなり、斜面の傾斜を変更することでゴム供給量を調節しコードの溝側への圧接程度を調整することが可能となる。
【００３７】
さらに、上記ダイインサートは、前記コード溝穴出口部に設ける段差構造に、図１１に示すような配列コードへのゴム流量や圧力を調整することのできる斜面８１と段差Ｓ２を併用した構造のダイインサート８も使用でき、本発明の目的を逸脱しない限り様々な形状のダイインサートを採用することができる。
【００３８】
本発明の押出機用ダイインサートを用いて製造されるトッピングシートに使用されるコード２としては、スチールコードなどの金属繊維コード、ポリエステル、ナイロン、アラミド、レーヨンなど有機繊維コード、炭素繊維やガラス繊維などの無機繊維コードなどのマルチフィラメント糸及びモノフィラメント糸の各種のタイヤコードを使用することができ、例えば、空気入りタイヤのカーカス、ベルト層などのタイヤ補強層に好適な緯糸無しのトッピングシートを構成するものとなる。
【００３９】
なお、上記実施形態では、コード配列体の上（表）面側をトッピングし、その後に下（裏）面側をトッピングする場合に基づいて説明したが、下（裏）面側を先にトッピングし上（表）面側を後からトッピングするものでも勿論よい。この場合は、上記ダイインサートの断面形状を上下逆に設計することで容易に実施することができる。
【実施例】
【００４０】
ポリエステル１６７０ｄｔｅｘ／２の処理済みタイヤコードを（コード径０．６７ｍｍ）を使用し、図１に示すダイインサートにおいてコード溝穴（内径Ｄ＝０．８５ｍｍ）１００本を等間隔に開孔し、段差Ｓを設け、コード溝穴から同一形状で連続して形成した溝１１ａの開放長さ（Ｌ）と溝の径（Ｄ）との比Ｌ／Ｄを変更したダイインサートを図３に示す押出機ダイヘッド内に配置し、トッピング幅１００ｍｍ、厚み１．１ｍｍのトッピングシートを作製した。
【００４１】
得られたトッピングシートのコード間隔ｄ（図６，１５参照）を長手方向５個所でそれぞれ幅方向の２０個所でランダムに測定し（測定数合計＝１００）、その平均値と標準偏差から変動係数（％）を求め、またシート表面の状態を観察し結果を表１に示した。変動係数が小さいほどコード間隔の乱れが小さく良好である。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
本発明に係る実施例のダイインサートを使用し作製したトッピングシートは、比較例、従来例に比べ変動係数が小さくトッピングシート中のコード間隔を均等に保持し、本発明のダイインサートがトッピング中のコード配列乱れを大幅に改善するものであることが明らかに分かる。また、トッピングシート表面にも従来例のような小波状凹凸の発生が無くシートの品位を向上するものとなっている。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明のダイインサートは、簡単な構造の改良により押出機ヘッド内でのゴムトッピング時のコードの動きを抑制しトッピングシートのコード配列乱れを大幅に改善するものであり、コードの配列精度及びシートの品位を向上した緯糸無しトッピングシートを効率よく製造して空気入りタイヤのカーカス、ベルト、ベルト補強層、サイドウォール等の各部位の補強材として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態のダイインサートを示す正面図及び側面図である。
【図２】同上ダイインサートの先端部の拡大側面図である。
【図３】同上ダイインサートの押出機ダイヘッド内での使用状態を示す断面図である。
【図４】同上ダイインサートを用いたトッピング室でのコードの状態を示す概略図である。
【図５】同上のダイインサートの作用を示す説明図である。
【図６】実施例のトッピングシートの斜視図である。
【図７】ダイスロートを示す正面図及び縦断面図である。
【図８】第１変形例のダイインサートを示す正面図及び側面図である。
【図９】第２変形例のダイインサートを示す正面図及び側面図である。
【図１０】第３変形例のダイインサートを示す正面図及び側面図である。
【図１１】第４変形例のダイインサートを示す正面図及び側面図である。
【図１２】従来例のダイインサートを示す正面図及び側面図である。
【図１３】同上ダイインサートの押出機ダイヘッド内での使用状態を示す断面図である。
【図１４】同上ダイインサートを用いたトッピング室でのコードの状態を示す概略図である。
【図１５】従来例のトッピングシートの斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１……ダイインサート
１１……コード溝穴
１１ａ……平面の開放溝
１２……ダイインサートの下側先端部
１３……ダイインサートの上側先端部
２１……コード配列体
Ｄ……開放溝の径
Ｌ……開放溝の長さ
Ｐ……コード溝穴の配列間隔
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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