JP2005519827A - 密に巻付けられた多数の細長要素によって充填されたスプール - Google Patents

Abstract

互いに平行に数回巻付けられた２本以上の細長要素（１４，１６）、例えば、鋼コードによって充填されたスプール（１０）を提供するもので、スプール（１０）の軸線（１８）に平行な線に沿って測定された互いに隣接する２つの細長要素間の距離ｓが各細長要素の長さの９０％にわたって１０ｍｍ以下であり、当該スプールの利点は弛みのような巻戻しの問題および下流側における加工性の問題をなくすという点にある。

Description

本発明は、互いに平行に数回巻付けられた２本以上の細長要素によって充填されたスプールに関する。また、本発明はこのようなスプールを設ける方法に関する。「細長要素」という用語は、断面寸法の１００倍よりも大きい長手方向の寸法を有する要素を意味している。細長要素の一般的な例として、丸または平鋼ワイヤ、鋼コード、織糸、銅より線などが挙げられる。

複数の細長要素、例えば、ワイヤ、ケーブル、またはコードを単一のスプールに巻付けるための組立体および装置が当該技術分野において知られている。

一例として、ゴムと鋼コードの複合物、例えば、タイヤを製造するとき、多くの場合、鋼コードはクリール（コード供給体）から引き出される。このクリールは、多数のスプール、いくつかの例においては２０から１５０個のスプール、また他の例においては５００から１０００個のスプールから構成されている。そして、多数のコードは、これらを２つのゴム層内に挿入するために、ゴム層内に互いに平行に案内される。このようなシステムの欠点は、空スプールを充填スプールと置き換えるのに多くの時間が掛かる点にある。多数巻きのスプール、すなわち、複数の鋼コードが１つのスプールに巻付けられたスプールを用いることによって、クリールにおけるスプールの数を減らし、このようなクリールを用いる場合の融通性を増すことが可能である。

しかし、このような単一のスプールから複数の細長要素を同時に巻戻すのは困難を伴い、その後、複数の細長要素を並列に処理するときに許容レベルを超える破損および加工性の問題をもたらすことがある。巻戻しの困難さと後続の処理中における加工性の問題および破損は、巻付け中に生じる細長要素の直径の変動によるか、細長要素が巻付け中に絡むという事実によるか、同一のスプールに同時に巻付けたにも拘らずスプールにおいて構成要素が異なる長さを有するという事実によるものである。巻戻し操作中に生じる他の問題は、巻付け操作中における個々の細長要素の張力が異なるという点にある。

英国特許第ＧＢ−Ｂ−１１６３９８３号は、複数の細長要素を単一のスプールに巻付ける方法であって、細長要素の巻付け長さを直径の変動に拘わらず実質的に等しく保つことを意図した方法を開示している。実質的に同じ長さを得るための解決策として、大きな直径の細長要素の場合、その張力を大きくして巻付け直径を減らし、小さな直径の細長要素の場合、その張力を小さくして巻付け直径を大きくしている。また、互いに隣接する細長要素のほぐれを避けるために、分離櫛が巻付けスプールの上流側に取付けられている。

欧州特許第ＥＰ−Ａ−０７８０３３３号は、多数の細長要素をスプールに巻付けるための組立体であって、細長要素の張力を実質的に一定かつ均等に保持するように構成された組立体を開示している。一定かつ均等な張力を得るために、この組立体は、独立して駆動可能な一組のキャプスタンであって、各々が巻付けられる個々の細長要素に対応して配置されるキャプスタンと、複数の細長要素が巻付けられる単一のスプールと、複数の細長要素の所定の部分群の各細長要素の張力を測定する第１監視手段と、張力が実質的に一定でかつ実質的に均等になるように上記の部分群の細長要素を駆動するキャプスタンの回転速度を個々に操舵する第１制御手段を備えている。スプールに巻付ける前に、櫛を用いてワイヤが互いに絡まるのを防ぎ、かつ互いに飛び越すのを防いでいる。

そこで、従来技術では、巻付けられる細長要素の長さを均等にし、かつその張力を一定にする解決策を提供している。

しかし、これらの解決策は、複数の細長要素を同時に巻戻すという特定の状況下においていまだ問題を有している。さらに具体的には、巻戻したとき、細長要素の何本かが許容レベルを超えた弛みを呈することがある。これらの弛みによって互いに隣接する細長要素間に絡みが生じるか、またはこれらの要素が巻戻し場の床を引き摺られるときに磨耗または汚染することもある。さらに他の問題は、最終的な製品、例えば、細長要素を備えるゴム帯片が許容レベルを超えた皺を呈することにある。

本発明の目的は従来技術の欠点を解消する点にある。本発明の他の目的は巻戻しの問題を可能な限り少なくすることにある。本発明のさらに他の目的は複数の細長要素の巻戻し中に生じる弛みを可能な限り少なくすることにある。本発明のさらに他の目的は最終的な製品の皺をなくすことにある。

本発明の第１態様によれば、互いに平行に数回巻付けられた２本以上の細長要素によって充填されたスプールが提供されることになる。スプールの軸と平行な線に沿って測定された互いに隣接する２つの細長要素間の距離は、各細長要素の長さの９０％にわたって１０ｍｍ以下、好ましくは、８ｍｍ以下、例えば、５ｍｍ以下であるとよい。

本発明者らは、スプールに巻付けられた互いに隣接する細長要素間の距離が重要なパラメータであることを知見した。多数の細長要素を実質的に等しい張力かつ実質的に等しい長さでスプールに巻付けるのみではなく、細長要素を絡ませることなく可能な限り接近させて巻付ける必要がある。詳細は後述するが、細長要素が等しい張力かつ等しい長さで巻付けられたとしても、互いに隣接する２本の細長要素間の距離が大きくなるほど、巻戻される細長要素における張力の差が大きくなる。巻戻される細長要素における張力差が大きくなるほど、１つ以上の細長要素における弛みが大きくなり、最終的な製品に皺が生じる可能性が大きくなる。

細長要素は鋼ワイヤまたは鋼コードのような鋼要素であるとよい。

本発明の詳細な実施態様によれば、２本以上の鋼コードの１本は多数の鋼フィラメントからなり、鋼フィラメントの大半は第１撚り方向に撚られ、２本以上の鋼コードの他の１本は多数の鋼フィラメントからなり、鋼フィラメントの大半は第２撚り方向に撚られるようなスプールが提供されることになる。第２撚り方向は第１撚り方向と逆方向である。好ましくは、スプールはスプールに巻付かれた２本の鋼コードからなっている。１つの鋼コードは、主にＳ方向に撚られ、他の鋼コードは主にＺ方向に撚られている。

本発明の第２態様によれば、多数の細長要素を単一のスプールから巻戻すときの弛みを可能な限り少なくする方法が提供されることになる。この方法は（ａ）スプールを設ける段階と、（ｂ）スプールの軸線に平行な線に沿って測定された互いに隣接する２つの細長要素間の距離が各細長要素の長さの９０％にわたって１０ｍｍ以下になるように、多数の細長要素をスプールに互いに平行に数回巻付ける段階とを含んでいる。

この方法の好ましい一実施態様によれば、スプールの互いに隣接する２つの細長要素間の距離を可能な限り小さくするために、多数の細長要素をスプールのすぐ上流側の共通プーリに案内させるとよい。この共通プーリは可能な限りスプールに近接して配置されているとよい。

最も好ましくは、細長要素が互いに絡むのをなくすために、多数の細長要素を共通プーリの上流側において離間して保持するとよい。

共通プーリは好ましくは平坦な溝を有し、最も好ましくは溝の幅は多数の細長要素の直径の合計よりもいくらか大きいとよい。その結果、距離ｓを可能な限り小さくすることができると共に、互いに隣接する細長要素間の絡みをなくすことができる。

以下、本発明を添付の図面に基づいてさらに詳細に説明する。

図１は本発明の第１態様の第１実施例によるスプール１０を示している。スプール１０は２つのフランジ１２′，１２″を備えている。いずれもがＳ方向に撚られた２つの鋼コード１４，１６は、スプール１０上に互いに平行かつ隣接して巻付けられている。スプール１０の軸線１８に平行な線に沿って測定された距離は５ｍｍ未満である。

図２は本発明の第１態様の詳細な第２実施例を示している。スプール１０は２つのフランジ１２′，１２″を備えている。Ｓ方向に撚られた鋼コード１４と、Ｚ方向に撚られた鋼コード２０は、スプール１０上に互いに平行かつ隣接して巻付けられている。スプール１０の軸線１８と平行な線に沿って測定された距離は５ｍｍ未満である。本発明のこの詳細な実施例によるスプールをゴムタイヤの分野におけるクリール（コード供給体）に用いるときには、ＳコードとＺコードがゴム／鋼コード複合プライ内において互いに隣接して配置されている。クリールの全てのスプールが本発明によるスプールからなる場合、等しい数のＳコードとＺコードが複合ゴム／鋼コードプライの全体にわたって平均的に配置されている。この場合、Ｓコードは、Ｚコードと複合プライの全体にわたって平均して交互に配置されている。このような構成によれば、Ｓコードの残留捩れはＺコードの残留捩れによって平均的に相殺され、最終的に切断したゴム／鋼コード複合帯片にカーリング（曲がり）を生じることがない。本発明の範囲内において、「残留捩れ」という用語は以下のように定義される。すなわち、所定長さのコードの一端が自由に回転可能である場合、残留捩れの数は計測される回転数と等しい。１つのゴム／鋼コード複合帯片内における鋼コードの全体にわたる残留捩れの不均衡はカーリングの主原因として知られている。この不均衡をなくすことによって、カーリングのおそれを低減させることができる。前述したように、カーリングをなくすことによって、帯片の自動取扱いを容易に行うことが可能となる。このような構成によれば、切断された帯片における鋼コードは平均して残留捩れを十分になくすことができる。その結果、撚りステップ中に各鋼コードに存在する残留捩れの量を微調整する必要がなくなる。従って、補助機器を著しく低減させ、さらに詳細には、自動捩れ制御をなくすことが可能となる。

図３は本発明の基本的な操作方法を示している。スプール１０には２本の鋼コード１４，１６が充填されている。スプール１０の軸線１８と平行な線に沿って測定された距離ｓが２本の鋼コード１４，１６間に存在している。２本の鋼コード１４，１６はスプール１０に巻付けられ、１つの固定穴２２内に案内されるようになっている。鋼コード１４′，１１６′は左フランジ１２′側に位置し、鋼コード１４″，１６″は右フランジ１２″側に位置している。ここで、計算を行うために、巻戻しプロセス中、距離ｓは一定に維持されると仮定する。また、計算を行うために、穴２２はスプール１０からｙ＝３００ｍｍの距離、右フランジ１２″の延長線からｘ＝０ｍｍの距離にあると仮定する。スプールの幅ｂは１５３ｍｍに等しい。さらに、鋼コードは２×０．３０の型式と仮定する。従って、鋼コードの断面Ａは０．１４１３７２ｍｍ²に等しい。

ｌ₁は巻戻されたコード１４′の長さであり、ｌ₂は巻戻されたコード１６′の長さであり、ｌ₃は巻戻されたコード１４″の長さであり、ｌ₄は巻戻されたコード１６″の長さである。上記の仮定に基づいて、コード間距離ｓが１０ｍｍの場合、長さｌ₁、ｌ₂、ｌ₃、およびｌ₄は以下の値になる。

長さの差の差、すなわち、左フランジ１２′における長さの差と右フランジ１２″における長さの差の変化は
（ｌ₁−ｌ₂）−（ｌ₃−ｌ₄）＝０．４７６０７８ｍｍ
である。このような長さの差の変化によって、下記に示す張力の差の変化が生じることになる。

コード間距離ｓを０ｍｍから異なると、巻戻された鋼コード１４，１６間の長さの差は巻戻し操作中に連続的に変化し、その結果、巻戻された鋼コード１４，１６における張力の差が変化することになる。以下の表から導かれるように、張力の差の変化は距離ｓに依存し、距離ｓが増すにつれて大きくなる。

スプールに付加される４００ｇ（＝３．９２４Ｎ）から３ｋｇ（＝２９．４３Ｎ）の範囲内の巻戻し張力に応じて、０．５ｍを超える著しい弛みが生じる可能性がある。弛みは１本の細長要素の張力がゼロになるたびに生じている。さらに詳細に述べると、スプールに付加される巻戻し張力（これは個々の細長要素の巻戻し張力の合計である）と個々の細長要素間の張力差との差がゼロよりも小さくなると、細長要素の１つが弛みを生じることになる。上記のシミュレーションと計算によって、互いに隣接する細長要素間の距離ｓを可能な限り小さく維持することが重要であることがわかる。同じ細長要素からなる下地層が粗面を形成するので、巻付け中に距離ｓを一定に維持するのは必ずしも可能ではない。それにもかかわらず、互いに隣接する細長要素間の距離を可能な限り小さく維持する対策を取るべきである。

本発明の第１実施例によるスプールを示す図である。 本発明の詳細な第２実施例によるスプールを示す図である。 本発明の操作を説明する概略図である。

Claims (11)

1. 互いに平行に数回巻付けられた２本以上の細長要素によって充填されたスプールであって、前記スプールの軸線に平行な線に沿って測定された互いに隣接する２つの細長要素間の距離が各細長要素の長さの９０％にわたって１０ｍｍ以下であることを特徴とするスプール。
2. 前記距離は５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のスプール。
3. 前記細長要素は鋼要素であることを特徴とする先行する請求項のいずれか１つに記載のスプール。
4. 前記細長要素は鋼ワイヤであることを特徴とする請求項３に記載のスプール。
5. 前記細長要素は鋼コードであることを特徴とする請求項３に記載のスプール。
6. 前記２本以上の鋼コードの１本は多数の鋼フィラメントからなり、前記鋼フィラメントの大半は第１撚り方向に撚られ、前記２本以上の鋼コードの他の１本は多数の鋼フィラメントからなり、前記鋼フィラメントの大半は第２撚り方向に撚られ、前記第２撚り方向は前記第１撚り方向と逆方向であることを特徴とする請求項５に記載のスプール。
7. 多数の細長要素を単一のスプールから巻戻すときの弛みを可能な限り少なくする方法であって、
   （ａ）スプールを設ける段階と、
   （ｂ）前記スプールの軸線に平行な線に沿って測定された互いに隣接する２つの細長要素間の距離が各細長要素の長さの９０％にわたって１０ｍｍ以下になるように、前記スプールに多数の細長要素を互いに平行に数回巻付ける段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
8. 多数の細長要素をスプールの上流側の共通プーリに案内する段階をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 多数の細長要素を前記共通プーリの上流側において互いに離間させて保つ段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記共通プーリは平坦な溝を有していることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記平坦な溝は多数の細長要素の直径の合計よりも大きい幅を有していることを特徴とする請求項１０に記載の方法。

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