JP2008296584A - スレッドのプライを外装する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スレッドプライを熱可塑性又は粘弾性材料で連続的に外装する装置を提供する。
【解決手段】プライが、相互にほぼ平行なスレッド（Ｆ）のアレイで形成される。外装装置は、スレッド案内（３５）、被覆チャンバ（３１）及び出口ダイ（３２）を有する。第１の供給チャネル（１０）及び第２の供給チャネル（２０）が、被覆チャンバ内に延びている。外装装置の稼働中、スレッド（Ｆ）のプライは、スレッド案内、被覆チャンバ及び出口ダイを通って走行する。制御器（４０）に接続されていて、供給手段（１３，２３）の各々圧力を制御する圧力測定手段（１２，２２）が、互いに向かい合うと共に一線をなして、プライの平面の各側で且つ供給チャネル（１０，２０）の出口（１１，２１）のすぐ付近で被覆チャンバ（３１）内に配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱可塑性又は粘弾性材料中に埋め込まれたスレッドで構成される複合補強製品の製造分野に関する。

特に、本発明は、陸上車両が装備するようになったタイヤに広く用いられている補強プライの製造に関する。

これらプライは、タイヤのカーカス補強プライ又はクラウン補強プライを構成するようになっており、かかるプライは、相互にほぼ平行であり且つ所与の横方向ピッチを備えた状態で配置された連続スレッドから形成される。スレッドは、ゴム中に埋め込まれる。

「スレッド」という用語は、それ自体個々のフィラメントの集成体によって形成された個々の又はケーブル状の補強スレッドを意味するものと理解されたい。スレッドは、性状がテキスタイル、複合材又は金属のものであって良く、本発明では、これらに区別はない。

これらストレート又は平行スレッドから成るプライを製造するために最も広く用いられている方法では、ゴムシートを互いに圧接することができる２つのロールで形成されたカレンダを用いてゴムの層をスレッドのプライの両面に被着させてゴムがスレッド相互間の自由空間内に入り込んで、ついにはゴムブリッジを形成するようにする。

また、外装手段が知られており、この外装手段では、スレッドのプライが被覆ダイを通過し、この被覆ダイの上流側には、ゴム製品を圧力下で且つ所与の流量で送り出すことができる供給手段と連通した被覆チャンバが設けられている。スレッドのプライは、外装装置の入口のところに配置されたスレッド案内から被覆チャンバ内に走行し、ここで、混合物が圧力下で、スレッド相互間の自由空間内に入り込み、そして半完成状態のプライに正確な厚さを与えるようになったサイジングダイを通過することにより外装装置から出る。

材料供給手段、例えば１つ又は２つ以上の一軸スクリュー押出機が、スレッドのプライの上側部分又は下側部分上に開口した１つ又は２つ以上のチャネルを経て材料を被覆チャンバに供給する。

この技術は、とりわけ、被覆チャンバ内の高い圧力に起因してスレッドの非常に良好な含浸が得られるので非常に規則正しいゴムブリッジ列を形成できるという利点を有する。その利用は、ストリップに似ていて且つストリップを成型中のタイヤのブランクに巻き付けることにより製造されるようになったストレートスレッドから成る幅の狭いプライを製造するのに特に適している。別の用途は、ストリップの幾つかの部分を所与の角度で並置することにより周囲方向に対して所与の角度をなす補強プライを製造することにある。

しかしながら、最新式のタイヤの製造では、ますます複雑且つ正確な幾何学的形状を持つ組立体が必要であり、それにより、公知の手段の使用を再検討する必要がある。

図１は、得ようとされている形式のストレートスレッドから成るプライを示しており、ゴム配合物Ａは、スレッドの上方後部がプライの上面から距離ｅ_upのところに配置され、下方後部がプライの下面から距離ｅ_lowのところに配置されるようにスレッドＦを被覆し、プライの全厚は、Ｅ_totによって示されている。また、注目されるべきこととして、この種のプライでは、距離ｅ_up,lowは、必ずしも同じである必要はない。

外装装置を用いて第１に示すようなストレートスレッドのプライを製造するため、スレッドのプライの平面をダイの上縁部及び下縁部に対して変位させることにより変化させる。全厚Ｅ_totは、スレッドの直径、外装装置中を通るスレッドの走行速度及び被覆チャンバ内の圧力によって定められる。

この結果として、表面に対するスレッドのプライの位置の制御と関連して多くの問題が生じる。これは、プライの上方部分に供給されるようになったゴム配合物の流れとプライの下方部分に供給されるようになったゴム配合物の流れとの間の圧力の変化により、スレッドが上方又は下方に動くからである。

一例を挙げると、長さ１０ｍｍ以上にわたる２つの流れ相互間の圧力差が１バールであると、プライの表面に垂直に０．６Ｎの力が生じる。プライの張力を増大させると、２つの流れがプライの表面に垂直な方向に大きすぎる変位を生じるのを阻止することが可能である。しかしながら、この技術は、この前にスレッドが未加工であり依然として非常に可塑性の高いエラストマーによって形成されたプライを切断し又は損傷しがちなので、制限されたままである。

材料をスレッドのプライの上方部分及び下方部分のところで被覆チャンバ内に供給するようになった流れ相互間の圧力差は、多くのパラメータを制御下に置くことが容易ではないということの結果として生じる。これは、特に、スレッドのプライの走行速度に従って被覆チャンバ内の圧力を変化させて一定の全厚Ｅ_totを維持することが望ましい場合に当てはまる。他のパラメータは又、例えばゴム配合物と接触状態にある部材の瞬時温度、ゴム配合物の流動学的特性の局所差、押出し速度、コードの直径、コードのピッチ、そして最後に流れチャネルの形状及び幾何学的性質のような影響を有する。

この結果、所望の精度とは両立しないスレッドの後部のゴム厚さが幾何学的に不揃いになる。

本発明の目的は、上述の問題の解決策を提供し、ストレートスレッドのプライを所望の精度での外装により製造できるようにすることにある。

本発明の連続外装装置は、スレッドのプライを熱可塑性又は粘弾性材料で連続的に外装する装置であって、プライが、相互にほぼ平行なスレッドのアレイで形成され、外装装置が、
−スレッド案内を有し、
−被覆チャンバを有し、第１の供給チャネル及び第２の供給チャネルが、被覆チャンバ内に延び、供給チャネルが、互いに独立し、それぞれ第１の供給手段及び第２の供給手段に連結されていて、第１の材料及び第２の材料を圧力下で且つ規定された流量で送り出すことができ、供給チャネルの出口が、スレッドのプライの平面の上及び下に配置されており、
−出口ダイを有する。外装装置の稼働中、スレッドのプライは、スレッド案内、被覆チャンバ、及び出口ダイを通って走行する。

本発明の外装装置は、制御器に接続されていて、供給手段の各々圧力を制御する圧力測定手段が、互いに向かい合うと共に一線をなして、プライの平面の各側で且つ供給チャネルの出口のすぐ付近で被覆チャンバ内に配置されていることを特徴とする。

したがって、被覆プライの全厚Ｅ_totをスレッドのプライの速度の関数として調整するために、第１の供給チャネルによって出力されたゴム配合物の圧力が被覆チャンバ内に生じるのが望ましい圧力レベルとは無関係に、第２の供給チャネルによって出力されるゴム配合物の圧力に等しくなるような仕方で供給手段を調整することが可能である。

スレッドのプライの上方部分と下方部分との間の圧力差は、常時実質的にゼロに等しく、それにより、出口ダイに対するスレッドの平面の変位が阻止される。

以下の説明は、図１〜図３の記載によって裏付けされている。

図１は、本発明の方法及び装置で得ることができる被覆スレッドプライの第１の実施形態を示している。

図２は、本発明の装置を示している。外装手段は、装置の入口のところに設けられたスレッド案内３５及び被覆チャンバ３１によって形成されており、第１の供給チャネル１０が、被覆チャンバ内に延びており、この第１の供給チャネルの出口１１は、スレッドＦのプライの平面の上方に配置されている。第２の供給チャネル２０の出口２１も又、スレッドＦのプライの平面の下で被覆チャンバ３１内に延びている。装置の出口は、ダイ３２によって形成され、このダイは、上縁部３３及び下縁部３４を有し、これらの離隔は、被覆プライの全厚Ｅ_totを調整するのに役立つ。スレッドのプライが外装装置中を所与の速度で走行するようにする手段（図示せず）が設けられている。これら手段は又、スレッドＦを張力下に置く。

供給手段１３，２３が、それぞれ、供給チャネル１０，２０に連結されている。これら供給手段は、従来型押出し手段、即ち、ゴム業界で広く用いられていて、モータ（図示せず）によって回転するスクリューを有する形式の供給手段であって良い。均等例として、被覆材料の流動性が高い場合、回転ポンプ又は容量形ポンプを用いることが可能である。これら手段は、各々、それ自体のやり方で、スレッドを被覆するようになった材料（Ａ，Ｂ）を所与の流量で且つ所与の圧力で供給チャネル１０，２０経由で被覆チャンバ（３１）内に送り込むことができる。

材料供給手段１３，２３は、互いに別個のものである。

外装装置は、ゴム配合物がスレッドの位置に影響を及ぼしがちな箇所の圧力を測定するために被覆チャンバ内に互いに向かい合って且つ一線をなして、プライの平面の各側で配置された圧力測定手段１２，２２、例えば圧力センサを有する。

これら圧力センサは、プライの２つの側又は面相互間の圧力差が問題の出口内に延びる供給手段によって送り出される圧力とスレッドゴム配合物の各々で被覆する時点で生じ、スレッドの変位を引き起こす可能性のある圧力変動の両方に依存するように供給チャネル１０，１１の出口１１，２１のできるだけ近くに配置される。

センサを極めて正確に互いに一線をなして配置して所与の箇所でプライの平面に垂直に及ぼされる力を測定することが重要である。

これら圧力測定手段は、所与の設定値に従って供給チャネルの各々内の圧力を調整するよう供給手段１３，２３を制御する制御器４０に接続されている。

したがって、プライの平面の各側の圧力差がほぼゼロであるようにする構成が提供されている。

システムのゆっくりとしたドリフトを阻止するため、供給手段の一方の制御は、他方の供給手段の制御をスレーブとするマスター手段として役立つ。

したがって、この装置は、圧力測定手段が供給チャネルの内部に配置され、プライの平面に垂直な方向における圧力差の微小な変化を検出することができない公知の調整手段とは区別される。

図２は又、変形実施形態としての装置を示しており、かかる変形例では、チャネル１０の出口１１は、装置を通るスレッドのプライの前進方向に沿ってチャネル２０の出口２１に対して距離ｄだけずれている。

この構成は、ゴム配合物がスレッドのプライの上方部分に入り込んだときにスレッドのプライがスレッド案内によって依然として部分的に定位置に保持されるという作用効果を有する。スレッドは、依然としてスレッド案内上に支持され、それにより、プライの平面に垂直な方向におけるスレッドのプライの運動が阻止される。

他方の供給手段の出口２１のところだけスレッドのプライに対するスレッド案内の影響が全くなく、したがって、ゴム配合物がスレッドのプライの下方部分に入り込むと、このプライは、上方部分のゴム配合物上に支持されるようになる。この結果、スレッドの位置の良好な安定性が得られ、その結果、厚さｅ_up，ｅ_lowの良好な精度が得られる。

その結果、圧力センサは、第２の端部２１の近くに配置され、第１の出口１１に対してｄよりも大きな距離だけずれている。

本装置は又、ゴム配合物が単一供給手段から供給される従来型装置と比べて別の利点を有している。

これは、プライの上方部分を形成するゴム配合物Ａが図３に示すようにプライの下方部分を形成するゴム配合物Ｂとは種類が異なるプライを製造することが必要な場合が多いからである。この形態では、点線で図３に示すスレッドの中心の位置は、ゴム配合物Ａとゴム配合物Ｂとの間の分離線には必ずしも一致しない。

したがって、ゴム配合物Ａ，Ｂのそれぞれの厚さａ，ｂをより正確に制御することが必要であり、これら厚さの合計は、全厚Ｅ_totに等しい。

被覆チャンバ内の圧力を変化させる必要なく、供給チャネル１０の出口１１を供給チャネル２０の出口２１から隔てる距離ｄを変化させることにより厚さｂに対する厚さａを変化させることができるということが実証されたが、これは、上述の段落で説明したように全厚を制御する上で最重要である。

本発明の装置の別の用途は、装置から出た最終製品の細かい制御のために２つの測定手段１２，２２相互間の圧力差を記録することにある。かくして、この差が或る特定のしきい値を超えた場合、この異常事態が起こるゾーンが次の製造ステップで用いられるのに不適切であるという結論を下すことが可能である。したがって、問題のゾーンを任意の手段で突き止めれば十分であり、この場合、被覆プライの製造を中断する必要がなく、しかも、これを次の製造段階から無くす必要はない。

したがって、本発明の要旨をなす装置は、補強プライの幾何学的形状の制御と関連した上述の問題を解決し、さらに、タイヤの構成を変化させる多くの可能性を提供することができる。

本発明の方法によって得られた第１の実施形態としての被覆スレッドプライの概略断面図である。 本発明の装置の概略断面図である。 本発明の方法により得られた第２の実施形態としての被覆スレッドのプライの概略断面図である。

符号の説明

１０，２０ 供給チャネル
１１，２１ 出口
１２，２２ 圧力測定手段
１３，２３ 供給手段
３１ 被覆チャンバ
３２ 出口ダイ
３５ スレッド案内
４０ 制御器
Ａ，Ｂ 熱可塑性又は粘弾性材料
Ｆ スレッド

Claims (7)

1. スレッドのプライを熱可塑性又は粘弾性材料（Ａ，Ｂ）で連続的に外装する装置であって、前記プライが、相互にほぼ平行なスレッド（Ｆ）のアレイで形成され、前記外装装置が、
   −スレッド案内（３５）を有し、
   −被覆チャンバ（３１）を有し、第１の供給チャネル（１０）及び第２の供給チャネル（２０）が、前記被覆チャンバ内に延び、前記供給チャネル（１０，２０）が、互いに独立し、それぞれ第１の供給手段（１３）及び第２の供給手段（２３）に連結されていて、第１の材料（Ａ）及び第２の材料（Ｂ）を圧力下で且つ規定された流量で送り出すことができ、前記供給チャネル（１０，２０）の出口（１１，２１）が、前記スレッド（Ｆ）のプライの平面の上及び下に配置され、
   −出口ダイ（３２）を有し、前記外装装置の稼働中、前記スレッド（Ｆ）のプライが、前記スレッド案内、前記被覆チャンバ、及び前記出口ダイを通って走行する、外装装置において、
   制御器（４０）に接続されていて、前記供給手段（１３，２３）の各々圧力を制御する圧力測定手段（１２，２２）が、互いに向かい合うと共に一線をなして、前記プライの平面の各側で且つ前記供給チャネル（１０，２０）の前記出口（１１，２１）のすぐ付近で前記被覆チャンバ（３１）内に配置されている、外装装置。
2. 前記供給チャネルの前記出口（１１，２１）は、本発明の前記スレッドのプライの前進方向に沿って所与の距離（ｄ）だけ互いにずれている、請求項１記載の外装装置。
3. スレッドのプライを熱可塑性又は粘弾性材料（Ａ，Ｂ）で連続的に外装する方法であって、前記プライが、相互にほぼ平行なスレッド（Ｆ）のアレイで形成され、前記スレッドが、請求項１又は請求項２記載の外装装置中を所与の方向に走行する、方法において、前記供給手段（１３，２３）の作動を前記被覆チャンバ（３１）内に配置された前記２つの圧力測定手段によって測定された圧力差がゼロであるように調整する、外装方法。
4. 前記材料（Ａ，Ｂ）は、ゴムを主成分とする粘弾性材料である、請求項３記載の外装方法。
5. 前記スレッドのプライの上側フェースに被着された前記材料（Ａ）は、前記スレッドのプライの下側フェースに被着された前記材料（Ｂ）とは種類が異なっている、請求項３又は４記載の外装方法。
6. 前記供給チャネル（１０，１１）の前記出口（１１，２１）相互間の前記距離（ｄ）を変化させて前記スレッドのプライの前記下側フェースに被着された前記材料（Ｂ）の厚さ（ｂ）に対する前記スレッドのプライの前記上側フェースに被着された前記材料（Ａ）の厚さ（ａ）を変化させる、請求項５記載の外装方法。
7. 得られた最終製品の適合性を判定するために前記被覆チャンバ（３１）内に配置された前記２つの圧力測定手段（１２，２２）相互間の圧力差を用いる、請求項３〜６のうちいずれか一に記載の外装方法。