JP2007044913A - カレンダ装置及びそのロール間隔調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コード並列体にゴムシートをコーティングしてゴム引きコードを製造するときに、コーティング速度の変化又は変動にかかわらず、適正な厚みのゴム引きコードを製造可能にする。
【解決手段】 データベース14には、このゴム引きコード製造装置で製造可能な複数の異なる仕様のゴム引きコードの各々について、コーティング速度と油圧シリンダ機構10に加える油圧の適正値との対応関係を示すデータが格納されている。このデータはゴム引きコードを製造する際、コントローラ８により読み出され、コーティング速度の設定、油圧シリンダ機構10に加える油圧を設定するための比例電磁弁12の開度の設定に使用される。コントローラ８は、圧力センサ13の測定値とそのときの油圧の適正値との差に応じて、比例電磁弁１２の開度をＰＩＤ（比例・積分・微分）制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤ構成部材であるカーカスプライやベルト等に用いられるゴム引きコードの製造に好適なカレンダ装置及びそのロール間隔調整方法に関し、詳細には、搬送速度の変化又は変動にかかわらず、常に適正な厚みのゴム引きコードの製造が可能なカレンダ装置及びそのロール間隔調整方法に関する。

タイヤ構成部材であるカーカスプライやベルトを製造する工程では、複数本のコードを平行に配列したコード並列体の上下両面に、ゴムシートを圧着してコーティングすることによりゴム引きコードを製造することが行われる。

このゴム引きコードを製造工程は、通常、図６に示すように、材料ゴムｇ₁を一対のカレンダロール21，22間でゴムシートｇ₃ に圧延する上側ロール対と、材料ゴムｇ₂を一対のカレンダロール23，24間でゴムシートｇ₄に圧延する下側ロール対とを具備したカレンダロール機を用い、上下のロール対22，23間にコード並列体Ｃを通すことにより、その上下面にゴムシートｇ₃，ｇ₄を圧着してコーティングし、ゴム引きコードＤを製造している。

ここで、ゴム引きコードＤの厚みは品質上最も大切な要素であり、その調整はカレンダロール22，23間の間隔（ギャップ）を調整することで行われている。このギャップはコーティング速度やコーティングするゴムシートｇ₃，ｇ₄の性状変化に応じて常時調整することが必要であり、例えばコーティング速度を上げるときはギャップを狭め、コーティング速度を下げるときはギャップを広げる。また、コーティングするゴムシートｇ₃，ｇ₄の厚み変化や硬度に応じた調整も必要である。これらの調整を誤ると、ゴム引きコードＤに製品不良（両面のゴムシート間に隙間ができたり、逆に潰れたりする）が発生してしまう。この調整は、通常、熟練者がゴム引きコードＤの厚みを目視により確認し、適正な厚みになるようにして行うため、作業者によるバラツキが発生し、常に安定した生産を行うことが困難である。

そこで、このような問題を解決するため、コード並列体にゴムシートをコーティングしてゴム引きコードを製造する装置において、製造するゴム引きコードの適正厚み、及びカレンダロール間のギャップ値に関する情報をデータベースから読み出し、カレンダロール間のギャップをその読み出したギャップ値に設定してゴム引きコードを製造し、製造したゴム引きコードの厚みを測定し、その測定値と前記データベースから読み出した適正値とを比較し、比較結果に応じてロールギャップ調整用モータを駆動し、カレンダロール間のギャップを補正することが提案されている（特許文献１参照）。
特許第3410637号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、コーティング速度の変化に対するゴム引きコードの適正厚みの変化の関係については考慮されていないため、コーティング開始時の速度を上昇させているとき、及びコーティング終了前の速度を低下させているときなどのようなコーティング速度が一定でないときには、適正厚みのゴム引きコードが得られないという問題がある。また、カレンダロール間のギャップ調整をモータにより行うため、応答性が悪いという欠点がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的は、コード並列体にゴムシートをコーティングしてゴム引きコードを製造するときに、コーティング速度の変化又は変動にかかわらず、適正な厚みのゴム引きコードを製造可能にすると共に、ギャップ調整の応答性を向上させることである。

請求項１に係る発明は、互いの外周面が所定の間隔を隔てて対向配置されたカレンダロール対と、前記カレンダロール対の間隔を変化させる流体圧シリンダ機構と、前記カレンダロール対にてコード並列体にゴムシートをコーティングすることにより形成するゴム引きコードのコーティング速度と前記流体圧シリンダ機構の適正加圧値との関係を示すデータを記憶するプロセス情報記憶手段と、該プロセス情報記憶手段から読み出されたデータに基づいて、前記ゴム引きコードのコーティング速度及び前記流体圧シリンダ機構の加圧値を設定する手段とを備えたことを特徴とするカレンダ装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１記載のカレンダ装置において、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を測定する手段と、該測定された加圧値と前記適正加圧値との差異に応じて、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を調整する加圧値調整手段とを備えたことを特徴とするカレンダ装置である。
請求項３に係る発明は、互いの外周面が所定の間隔を隔てて対向配置されたカレンダロール対と、前記カレンダロール対の間隔を変化させる流体圧シリンダ機構と、前記カレンダロール対にてコード並列体にゴムシートをコーティングすることにより形成するゴム引きコードの適正厚みと前記カレンダロール対におけるコーティング荷重の適正値との関係を示すデータを記憶するプロセス情報記憶手段と、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を前記適正値に設定する手段と、前記カレンダロール対の外周面に対向配置され、前記コーティング荷重を測定する荷重センサと、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を設定する手段と、前記コーティング荷重の測定値と前記コーティング荷重の適正値との差異に応じて、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を調整する加圧値調整手段とを備えたことを特徴とするカレンダ装置である。
請求項４に係る発明は、カレンダロール対によりコード並列体にゴムシートをコーティングしてゴム引きコードを形成するとき、前記カレンダロール対の間隔を流体圧シリンダ機構の押圧力により調整するカレンダロール間隔調整方法であって、前記ゴム引きコードのコーティング速度と前記流体圧シリンダ機構の適正加圧値との関係を示すデータを取得する工程と、前記データに基づいて、前記ゴム引きコードのコーティング速度及び前記流体圧シリンダ機構の適正加圧値を設定する工程と、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を測定する工程と、該加圧値の測定値と設定された適正加圧値との差異に応じて、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を調整する工程とを備えたことを特徴とするカレンダロール間隔調整方法である。
請求項５に係る発明は、カレンダロール対によりコード並列体にゴムシートをコーティングしてゴム引きコードを形成するとき、前記カレンダロール対の間隔を流体圧シリンダ機構の押圧力により調整するカレンダロール間隔調整方法であって、前記ゴム引きコードの適正厚みと前記カレンダロール対におけるコーティング荷重の適正値との関係を示すデータを取得する工程と、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を設定する工程と、前記カレンダロール対におけるコーティング荷重を測定する工程と、前記コーティング荷重の測定値と前記コーティング荷重の適正値との差異に応じて、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を調整する工程とを備えたことを特徴とするカレンダロール間隔調整方法である。

（作用）
請求項１、４に係る発明によれば、予め取得しておいたゴム引きコードのコーティング速度と流体圧シリンダ機構の適正加圧値との関係を示すデータに基づいて、ゴム引きコードのコーティング速度及び流体圧シリンダ機構の加圧値を設定してゴム引きコードを形成する。
請求項２に係る発明によれば、流体圧シリンダ機構に加えられた流体圧の測定値と適正な流体圧との差異に応じて、前記流体圧シリンダ機構に加える流体圧をフィードバック制御する。
請求項３、５に係る発明によれば、カレンダロール対におけるコーティング荷重の測定値とコーティング荷重の適正値との差異に応じて、流体圧シリンダ機構に加える流体圧を調整する。

本発明によれば、カレンダロール対にてコード並列体にゴムシートをコーティングしてゴム引きコードを製造するときに、コーティング速度の変化又は変動にかかわらず、常に適正な厚みのゴム引きコードを製造することができ、かつロール間ギャップ調整の応答性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るゴム引きコードの製造装置は、図示されていない上側ゴム押出機から押し出された押出ゴムＧ₁を成形して上側ゴムシート（カレンダゴム）Ｇ₃を形成する、上側搬送ロール３及び上側成形ロール４からなる上側カレンダロール対と、図示されていない下側ゴム押出機から押し出された押出ゴムＧ₂を成形して下側ゴムシート（カレンダゴム）Ｇ₄を形成する、下側搬送ロール５及び下側成形ロール６からなる下側カレンダロール対と、複数本のコードを平行に配列したコード並列体Ｃを案内する案内ロール７とを備えており、コード並列体Ｃの上下両面に上側ゴムシートＧ₃及び下側ゴムシートＧ₄を対向させ、上側搬送ロール３と下側搬送ロール５との間に形成されたギャップを通過させて圧着することで、コードＣの上下がゴム層Ｄ_A，Ｄ_Bでコーティングされたゴム引きコードＤを製造する。

また、本実施形態に係るゴム引きコード製造装置は、この装置全体の動作制御等を行うコントローラ８と、上側搬送ロール３の両端の軸受（図示せず）の上面に対向して配置された一対の油圧シリンダ機構10と、油圧シリンダ機構10に油圧を加える油圧ポンプ11と、油圧ポンプ11から油圧シリンダ機構10に加える油圧を変化させることのできる比例電磁弁12と、比例電磁弁12の下流側、即ち油圧シリンダ機構10に印加される油圧を測定する油圧センサ13と、データベース14とを備えている。

コントローラ８は、マイクロコンピュータにより構成されており、比例電磁弁12に対し、その開度を制御する信号を出力し、圧力センサ13の測定値を入力する。また、外部インタフェースを介してデータベース14に接続されている。

油圧シリンダ機構10のピストンロッド（図示せず）は、上側搬送ロール３の両端の軸受を回転軸線と直交し、かつ下側搬送ロール５の回転軸線に接近又は離間する方向に変位可能に構成されている。比例電磁弁12の弁の開度はコントローラ８により制御可能であり、その開度により油圧ポンプ11から油圧シリンダ機構10のピストンに加える油圧を制御し、そのピストンロッドのシリンダからの突出量を制御することで、上側搬送ロール３の回転軸と下側搬送ロール５の回転軸との距離、換言すればそれらのロール間ギャップを調整することができる。

また、図示されていないが、本実施形態に係るゴム引きコード製造装置は、上側搬送ロール３、上側成形ロール４、下側搬送ロール５、下側成形ロール６の各々を回転させるモータ等の回転駆動装置を備えている。さらに、このゴム引きコード製造装置は、図示されていない生産管理システムのコンピュータの指令に従って、ゴム引きコードの製造の開始及び終了を行う。

データベース14には、このゴム引きコード製造装置で製造可能な複数の異なる仕様のゴム引きコードの各々について、ゴム引きコードＤの適正厚みデータ、カレンダロール対３，５間の適正ギャップデータ、ゴムシートＧ₃及びＧ₄の適正厚みデータ、図２（ａ）に示すようなコーティング速度（ロール３，５によるゴムシートＧ₃，Ｇ₄の搬送速度、及びコード並列体Ｃの搬送速度）と油圧シリンダ機構10に加える油圧の適正値との対応関係を示すデータ（以下、シリンダ圧力情報という）、図２（ｂ）に示すような、コーティング開始から終了迄のコーティング速度の時間的変化を示すデータ（以下、コーティング速度情報という）等のプロセスデータが格納されている。このプロセスデータは、所定の仕様を有するゴム引きコードを製造する際、その仕様に対応するプロセスデータがコントローラ８により読み出され、コーティング速度の設定、油圧シリンダ機構10に加える油圧を設定するための比例電磁弁12の開度の設定に使用される。

図２（ａ）に示すシリンダ圧力情報は図３のフローチャートに示す手順で作成する。
まず、本実施形態に係るゴム引きコード製造装置で製造可能な複数の異なる仕様のゴム引きコードの中から一つのゴム引きコードを選択する（ステップＳ１）。
次いで、選択されたゴム引きコードに必要な押出ゴムＧ₁，Ｇ₂をそれぞれ上下のカレンダロール対に供給すると共に、コード並列体Ｃをロール３，５間のギャップに供給する。そして、コーティング速度を０から徐々に間欠的に上昇させると共に、定速時に比例電磁弁12の開度を増減して油圧シリンダ機構10の圧力を昇降させ、各速度毎に圧力の上限値と下限値とを圧力センサ13により測定する（ステップＳ２）。ここで、上限値とはコード並列体Ｃと上下のゴムシートＧ₃，Ｇ₄との圧着力が大き過ぎることに起因するゴム引きコードＤの潰れが生じない圧力の最大値であり、下限値とは圧着力が小さ過ぎることに起因するゴム引きコードＤ内の隙間が生じない圧力の最小値である。
次に、各速度における上限値と下限値との中間値を算出し（ステップＳ３）、最後に、ステップＳ１で選択されたゴム引きコードの識別情報に対応させて、コーティング速度毎の中間値をデータベース１４に格納する（ステップＳ４）。

図２（ａ）は横軸をコーティング速度、縦軸を中間値としたグラフである。この図の場合は、速度０からＶ₀迄は一定の圧力Ｐ₀、Ｖ₀からＶ₁迄は傾きが（Ｐ₁−Ｐ₀）／（Ｖ₁−Ｖ₀）の直線、Ｖ₁からＶ₂迄は傾きが（Ｐ₂−Ｐ₁）／（Ｖ₂−Ｖ₁）の直線、Ｖ₂以上は一定の圧力Ｐ₂とした３点近似曲線である。図３に示す処理を複数の異なる仕様のゴム引きコードについて実行することにより、各ゴム引きコードに対して図２（ａ）に示すようなコーティング速度と油圧シリンダ機構10に加える油圧の適正値との対応関係を示すシリンダ圧力情報が得られる。

以上の構成を有するゴム引きコード製造装置の動作について図４のフローチャートを参照しながら説明する。この図に示す処理は、図示されていない生産管理システムのコンピュータから、ゴム引きコードの製造開始指令が入力されることによりスタートする。
コントローラ８は生産管理システムのコンピュータから、製造するゴム引きコードの識別情報を入力し（ステップＳ１１）、その識別情報により特定されるゴム引きコードの製造するときのシリンダ圧力情報（図２（ａ））をデータベース14から読み出し、内部のメモリに記憶する（ステップＳ１２）。そして、コーティング速度を例えば図２（ｂ）に示すように手動等で制御しつつ、メモリに記憶したシリンダ圧力情報に基づいて油圧シリンダ機構10の油圧を制御する（ステップＳ１３）。
シリンダ圧力情報が図２（ａ）に示すものである場合は、コーティング速度に応じて、速度０からＶ₀（例えば５ｍ／分）迄は一定の圧力Ｐ₀、Ｖ₀からＶ₁（例えば20ｍ／分）迄、及びＶ₁からＶ₂（例えば40ｍ／分）迄はそれぞれ一定の割合で圧力を増加させ、Ｖ₂以降は一定の圧力Ｐ₂とする。このとき、圧力センサ13の測定値とそのときの図２（ａ）に示す圧力との差に応じて、比例電磁弁12の開度をＰＩＤ（比例・積分・微分）制御する。

このように本実施形態に係るゴム引きコード製造装置によれば、予め測定し、データベースに蓄積しておいた、コーティング速度と油圧シリンダ機構の適正圧力との関係を示すデータに基づいて、モータよりも応答速度の速い油圧シリンダ機構の圧力を調整することにより、ロール間のギャップが適正値になるように制御するので、コーティング速度の変化又は変動にかかわらず、適正な厚みのゴム引きコードを製造することができ、かつギャップ調整の応答性を向上させることができる。

なお、以上の説明では、図２（ａ）の適正値として上限値と下限値の中間値を採用し、ゴム引きシートＤの製造時には、圧力センサ13の測定値が適正値になるようにフィードバック制御を行うものとしたが、圧力センサ13の測定値が下限値より大きく、上限値より小さくなるようにフィードバック制御を行うようにしてもよい。また、データベース14をゴム引きコード製造装置のコントローラ８に接続する代わりに、生産管理システムのコンピュータに接続してもよい。

［第２の実施形態］
図５に本発明の第２の実施形態に係るゴム引きコード製造装置の構成を示す。この図において、図１と同一又は対応の構成要素には図１で使用した符号を付した。
図５に示すように、本実施形態に係るゴム引きコード製造装置は、下側搬送ロール５の両端付近の下側にロードセル９を配置し、その出力をコントローラ８に入力するように構成されていること、圧力センサを備えていないこと、及びこのゴム引きコード製造装置で製造可能な複数の異なる仕様のゴム引きコードの各々について、コーティング速度に無関係な適正コーティング荷重データが保存されていることが第１の実施形態との相違点である。そして、本実施形態に係るゴム引きコード製造装置では、ロードセル９で測定したコーティング荷重がコーティング速度に無関係に一定の適正値となるようにフィードバック制御を行うことで、ロール３，５間のギャップを調整し、ゴム引きコードＤの厚みが均一になるようにする。

この適正コーティング荷重データを取得する手順は、第１の実施形態におけるシリンダ圧力情報を取得する手順（図３）と同様である。即ち、ゴム12引きコードＤの製造に必要な押出ゴムＧ₁，Ｇ₂をそれぞれ上下のカレンダロール対に供給すると共に、コード並列体Ｃをロール３，５間のギャップに供給する。そして、コーティング速度を任意の定速値に設定すると共に、比例電磁弁12の開度を増減して油圧シリンダ機構10の圧力を昇降させ、コーティング圧の上限値の下限値とをロードセル９により測定する。次いで、上限値と下限値との中間値を算出し、最後に、ゴム引きコードの識別情報に対応させて、中間値をデータベース14に格納する。

以上の構成を有するゴム引きコード製造装置の動作の基本は図４のフローチャートを参照しながら説明した第１の実施形態と同じであるため、相違点について説明する。図示されていない生産管理システムのコンピュータから、ゴム引きコードの製造開始指令が入力されると、製造するゴム引きコードの識別情報により特定されるゴム引きコードのコーティング速度情及び適正コーティング荷重情報をデータベース14から読み出し、それらの情報に基づいて、コーティング速度及び比例電磁弁12の開度を制御する。比例電磁弁12の開度については、まず適正コーティング荷重に対応する開度に初期設定し、次いで適正コーティング荷重とロードセル９の測定値との差に応じたＰＩＤ（比例・積分・微分）制御による調整を実行する。

このように本実施形態に係るゴム引きコード製造装置によれば、下側搬送ローラ５におけるコーティング荷重と予め測定し、データベースに蓄積しておいた、コーティング荷重の適正値との差に応じて、油圧シリンダ機構の圧力を調整することにより、コーティング荷重がコーティング速度に無関係に一定の適正値となるように自動制御するので、コーティング速度の変化又は変動にかかわらず、適正な厚みのゴム引きコードを製造することができ、かつギャップ調整の応答性を向上させることができる。

なお、以上の説明では、第１の実施形態はロードセル９を具備せず、第２の実施形態は圧力センサ13を具備しないものとしたが、ロードセル９、圧力センサ13の双方を具備する装置構成とし、それらを第１、第２の実施形態と対応するように選択的に動作させるように構成してもよい。

本発明の第１の実施形態に係るゴム引きコードの製造装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるシリンダ圧情報及びコーティング速度情報を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態におけるシリンダ圧情報を作成する手順のフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るゴム引きコード製造装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るゴム引きコードの製造装置の構成を示す図である。 ゴム引きコードの製造工程を説明するための図である。

符号の説明

３，５・・・搬送ロール、４，６・・・成形ロール、８・・・コントローラ、９・・・ロードセル、10・・・油圧シリンダ機構、12・・・比例電磁弁、13・・・圧力センサ。

Claims (5)

1. 互いの外周面が所定の間隔を隔てて対向配置されたカレンダロール対と、
   前記カレンダロール対の間隔を変化させる流体圧シリンダ機構と、
   前記カレンダロール対にてコード並列体にゴムシートをコーティングすることにより形成するゴム引きコードのコーティング速度と前記流体圧シリンダ機構の適正加圧値との関係を示すデータを記憶するプロセス情報記憶手段と、
   該プロセス情報記憶手段から読み出されたデータに基づいて、前記ゴム引きコードのコーティング速度及び前記流体圧シリンダ機構の加圧値を設定する手段と
   を備えたことを特徴とするカレンダ装置。
2. 請求項１記載のカレンダ装置において、
   前記流体圧シリンダ機構の加圧値を測定する手段と、該測定された加圧値と前記適正加圧値との差異に応じて、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を調整する加圧値調整手段とを備えたことを特徴とするカレンダ装置。
3. 互いの外周面が所定の間隔を隔てて対向配置されたカレンダロール対と、
   前記カレンダロール対の間隔を変化させる流体圧シリンダ機構と、
   前記カレンダロール対にてコード並列体にゴムシートをコーティングすることにより形成するゴム引きコードの適正厚みと前記カレンダロール対におけるコーティング荷重の適正値との関係を示すデータを記憶するプロセス情報記憶手段と、
   前記流体圧シリンダ機構の加圧値を前記適正値に設定する手段と、
   前記カレンダロール対の外周面に対向配置され、前記コーティング荷重を測定する荷重センサと、
   前記流体圧シリンダ機構の加圧値を設定する手段と、
   前記コーティング荷重の測定値と前記コーティング荷重の適正値との差異に応じて、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を調整する加圧値調整手段と
   を備えたことを特徴とするカレンダ装置。
4. カレンダロール対によりコード並列体にゴムシートをコーティングしてゴム引きコードを形成するとき、前記カレンダロール対の間隔を流体圧シリンダ機構の押圧力により調整するカレンダロール間隔調整方法であって、
   前記ゴム引きコードのコーティング速度と前記流体圧シリンダ機構の適正加圧値との関係を示すデータを取得する工程と、
   前記データに基づいて、前記ゴム引きコードのコーティング速度及び前記流体圧シリンダ機構の適正加圧値を設定する工程と、
   前記流体圧シリンダ機構の加圧値を測定する工程と、
   該加圧値の測定値と設定された適正加圧値との差異に応じて、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を調整する工程と
   を備えたことを特徴とするカレンダロール間隔調整方法。
5. カレンダロール対によりコード並列体にゴムシートをコーティングしてゴム引きコードを形成するとき、前記カレンダロール対の間隔を流体圧シリンダ機構の押圧力により調整するカレンダロール間隔調整方法であって、
   前記ゴム引きコードの適正厚みと前記カレンダロール対におけるコーティング荷重の適正値との関係を示すデータを取得する工程と、
   前記流体圧シリンダ機構の加圧値を設定する工程と、
   前記カレンダロール対におけるコーティング荷重を測定する工程と、
   前記コーティング荷重の測定値と前記コーティング荷重の適正値との差異に応じて、前記流体圧シリンダ機構の加圧値を調整する工程と
   を備えたことを特徴とするカレンダロール間隔調整方法。

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