JP2009202592A - シート状材料に接触圧力を作用させるためのローラ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、接触圧力を１つ以上のシート状材料に作用させるためのローラ及びその利用方法に関する。
【解決手段】一の実施例では、ローラは、多数のディスクが配置されたローラ軸を呈している。ディスクの接触圧力は、空圧的に制御可能とされる。このようなローラは、特にタイヤを製造する際にゴムタイプのシート状材料を貼り合せる工程において利用される。
【選択図】図２

Description

本明細書は、１つ以上のシート状材料に接触圧力を作用させるためのローラに関する。

タイヤの製造においては、材料が結合される。このために、１つのゴムシートが、適切な圧力で他のゴムシートに押圧される。これによりゴムシート同士が永久的に結合される。結合されたシートが平坦になっていない場合がある。その結果として、幅狭のストリップを非常に幅広のシートに規則正しく結合させる必要がある。必要な圧力は、積層ロール（laminator roll）によって生じる。多数のディスクが軸に取り付けられた積層ロールが知られている。

図１は、既知の積層ロールの斜視断面図である。図１は、軸に取り付けられた多数のディスクを表わす。各ディスクは、ノンスティック材料（non-stick material）で被覆されているので、軸上で互いから独立して自由に回転可能とされる。さらに、各ディスクの中心には、軸径よりも明らかに大きな穴が開口しているので、各ディスクは、軸から離間するように径方向において移動可能とされる。積層ロールに設けられた各ディスクは互いに対して相対的に位置を変えることができるので、積層ロールは結合すべきシート状材料の表面輪郭に順応することができる。シートに作用する圧力は、ディスク単独の重量によって生じる。従って、圧力による力は、重力方向のみに作用する。十分に大きな圧力を実現するためには、ディスクはある程度の重量を有している必要がある。さらに、各ディスクが互いに固着しないことを確実にする必要がある。そうでなければ、所望の接触圧力が幅方向全体に亘って均等に分布しない。従って、各ディスクには、高品位の表面仕上げが求められるので、高コストとなる。例えば残余したゴム粒子がディスク同士の間に堆積した場合であっても、ディスク同士が固着しないので、高品位の表面仕上げがディスクに施されていることが特に必要とされる。

本明細書では、１つ以上のシート状材料に接触圧力を作用させるためのローラ及び該ローラの利用方法について説明する。

一の実施態様では、１つ以上のシート状材料に接触圧力を作用させるためのローラは、複数のディスクが配設されたローラ軸を備えている。ディスクは、径方向において移動可能とされ、１つ以上のシート状材料に接触圧力を作用させる。ディスクの接触圧力は、空圧又は液圧によって作用又は制御可能とされる。

ディスクの接触圧力は、ローラ内側の内圧によって制御される。ローラの内圧は、間隙を介して所定の方向においてディスクに向けられている。「間隙を介して所定の方向において」とは、ディスクが、好ましくはシート状材料に抗して重力から独立して特定の一方向に強制されることを意味する。

幾つかの実施例では、ローラ軸が中空であり、該ローラ軸には凹所が設けられているので、ディスクの接触圧力は、ローラ軸の内側に配置された内側ローラ軸本体の内圧によって制御される。この装置には、チューブとチューブ状の分離レイヤとが含まれており、該分離レイヤは、チューブを囲み且つチューブとディスクとの間に配置されている。分離レイヤは、チューブに直接取り付けられている。

幾つかの実施例では、分離レイヤは、―少なくとも部分的に―可撓性材料、特にバネ鋼又は箔から作られた櫛状プレート（comb plate）から成る。チューブは、プラグによって各端部で閉じられている。

様々な実施例において、ローラは、１つ以上の次のような特徴を有している。チューブ内側の圧力は、プラグのうち１つのプラグの内側に配置されたバルブによって制御される場合がある。ディスクは、各側面に設けられた保持カラーによって軸に固定されている場合がある。ディスクは、ノンスティックコーティング（non-stick coating）されている場合がある。さらに、ローラ内側における装置の内圧を変化させることによって、動作中に迅速に接触圧力を調整可能な場合がある。当該実施例では、電子式の高精度な圧力バルブが、ローラ内側の装置の内圧を製造プロセスのパラメータに正確に一致させるために利用可能とされる。

このようなタイプのローラが、シート状材料を積層するために、特にタイヤの積層プロセスのために利用される。

当該実施例は、以下の利点のうち１つ以上の利点を有している。ローラによって結合すべき材料に作用する接触圧力は、軸内側の圧力を介して制御可能とされる。結論として、ローラは、設計変更することなく、多数の相違する用途に利用される。ローラの接触圧力は、迅速に（on the fly）調整可能とされる。圧力は、軸の側面に設けられた切欠を通じて、軸の内側から各ディスクに直接伝達する。ローラの内側の内圧は、空圧的又は液圧的に制御可能とされる。このことは、必要な接触圧力の原因となるディスク単体の重量ではないので、１つ以上の著しく軽量で小径のディスクが利用可能であることを意味する。従って、著しく高いコスト効果を有するディスクを利用することができる。ディスクが接触して、これにより不均一な圧力が作用する可能性が劇的に低減される。

添付図面を参照しつつ好ましい実施例に基づいて、本発明を以下に説明する。

既知の貼り合せローラの斜視図である。 ローラの分解斜視図である。 ローラの斜視図である。 ローラの前方斜視図である。 図４の断面Ｂ−Ｂにおける断面図である。 ローラの側面断面図である。 図６の断面Ａ−Ａにおける断面図である。

図２は、１つ以上のシート状材料に接触圧力を作用させるためのローラ１の例示的な実施例である。図２に表わす分解図を利用して、実施可能な構成及び動作方法を説明する。

図２では、軸２は中空である。軸２には、切欠部が下向き方向に形成されている。分離レイヤ５が、軸２に挿入され取り付けられている。チューブ４は、分離レイヤ５が軸２とチューブ４との間に配置されているように軸２の内側に位置決めされている。分離レイヤ５は、チューブ４を保護するように機能する。この分離レイヤは、力をチューブ４からディスク３に伝達するために利用される。

分離レイヤ４は、可撓性を有する金属又は箔から少なくとも部分的に作られている。当該実施例では、分離レイヤ４には、バネ鋼から成る櫛状プレートが設けられている。この櫛状プレートは、力をチューブ４からディスク３に伝達する。このようなバネ鋼から成る櫛状プレートによって、付加的な所定の力が、それぞれが自身の径方向位置に従って配置されたディスク３に伝達される。

チューブ４の両端は、プラグ６によって閉じられている。好ましい実施例においては、プラグ６のうち少なくとも１つのプラグは、チューブ４内側の内圧を調整するために利用可能なバルブ８を備えている。プラグ６の外側前方部分には、軸１が取り付け可能な凹所又は突起が形成されている。

ディスク３それぞれは軸２に押圧されている。ディスク３は、固定された軸２を中心として回転可能とされる。当該実施例では、−動作中に−ディスク３のみが軸２を中心として回転する一方、完成した軸１は、軸２が固定された状態で組み立てられている。一方、ディスク３は、カラー７を保持し、これにより軸２の横方向の位置を維持することによって固定可能とされる。ディスク３の厚さは、用途に応じて選定される。ディスク３に設けられた穴の直径は、ディスク３が軸２を基準として径方向に移動可能とされるように軸２の外形に適合している。これによって、ディスク３は、１つ以上のシート状材料の表面輪郭に順応可能とされる。このことは、図３及び図４にさらに示されている。

図３は、２つのシート状材料１０，１１と組み合わせられたローラ１の斜視図である。両シート状材料は、例えばゴムのような材料から成る。接触圧力を利用することによって、これらシート状材料を結合するために、本明細書で説明する実施例のうち一の実施例におけるローラ１が利用可能である。シート状材料１０，１１のための貼り合せステップには、接着剤を付加的に利用することが含まれている。当該プロセスは、熱を作用させることによって実施される。本明細書で説明するローラは、ゴムのような材料の結合又は積層する用途に限定される訳ではない。当該ローラは、ローラ１が圧力を作用させる他のプロセスであっても利用可能である。

図３は、軸２の径方向に沿って移動可能であり、これにより自身がシート状材料１０，１１の表面輪郭に順応するディスク３を表わす。この実施例では、ローラ１の内側ディスクは、上部に向かって移動する。ディスク３は、シート状材料１１の傾斜に順応している。

図４は、例示的なローラ１の前面図である。シート状材料１１に起因して、当該シート状材料の上方に配置されたディスク３は、シート状材料１０，１１の表面輪郭に適合するように上方に移動する。当該図面には、プラグ６及びバルブ８が設けられた軸２が表わされている。当該実施例では、軸２の外径は４２ｍｍであり、ディスク３の外径は６６ｍｍである。これらの寸法は、例示にすぎず、求められる用途に応じて選定される。

図５は、図４の断面Ｂ−Ｂにおける断面図である。図５は、一の実施例に基づく軸２、チューブ４、分離レイヤ５、及びディスク３の構造を示している。軸２には、力がチューブ４から分離レイヤ５を介してディスク３に伝達可能なように、下向きの切欠部が形成されている。当該実施例では、軸２の略半分が切り欠かれている。当該実施例に表わすように、軸２には、平坦部が切欠部に向かって形成されている。軸２の外径とディスク３の内径とが略同一であり、且つ、軸２は略半円よりも大きな円状セグメントの外径である場合には、このことは特に必要である。当該構造は、図５に表わすディスク３が軸２を基準として垂直方向に確実に移動可能とされることを必要とするからである。ローラの構成、特に軸２をディスク３に適合させることによって、ディスク３は、図５では垂直方向とされる径方向において移動可能とされる。本明細書に表わす実施例は、当該条件を満たす多くの選択肢のうち１つの選択肢にすぎない。

チューブ４の内圧によって発生した力が、例えば可撓性を有する材料から作られた分離レイヤ５を介してディスク３に伝達する。しかしながら、当該実施例では、チューブ４の内圧が非常に低いので、分離レイヤ５はまだディスク３を押圧していない。例えばローラ１の軸２が下げられた場合には、分離レイヤ５はディスク３と接触する。ディスクからディスクに至るまでにおける接触圧の変化に従って、分離レイヤ５のために相違する材料及び／又は構成を選択することができる。例えば、相違する厚さ及び相違する弾性を有する箔又は金属を利用することができる。バネ鋼から成る櫛状のプレートが、分離レイヤ５を介して各ディスクのための復帰力を高めるために利用される場合がある。

図６は、側面図の一例を表わす。図６は、プラグ６及びバルブ８を備えた前側を表わす。保持カラー７及びディスク３も含まれている。当該実施例では、プラグ７の中心には穴が形成されており、ローラを支持するか、又は取り付けるために利用される。当該実施例は、軸２が固定され、且つ、ディスク３が自由に回転するという前提に基づくものである。

図７は、図６の断面Ａ−Ａに沿った概略図である。ローラの内圧はバルブ８とプラグ６の開口部とを介して制御可能とされる。軸２の下側の切欠部が、図７に表わされている。図５に関して、ローラの内圧は十分に大きくないか、又はローラの軸が材料よりも十分に高いので、分離レイヤはディスク３にまだ力を作用させることができない。

１ ローラ
２ 軸
３ ディスク
４ チューブ
５ 分離レイヤ
６ プラグ
７ カラー
８ バルブ
１０ シート状材料
１１ シート状材料

Claims (13)

1. １つ以上のシート状材料（１０，１１）に接触圧力を作用させるためのローラ（１）において、
   前記ローラ（１）は、複数のディスク（３）が配置されているローラ軸（２）を有しており、
   前記ディスクは、径方向に移動可能であり、接触圧力を１つ以上の前記シート状材料（１０，１１）に作用させ、
   前記ディスク（３）の接触圧力は、空圧的又は液圧的に作用又は制御されることを特徴とするローラ（１）。
2. 前記ディスク（３）の接触圧力は、前記ローラ（１）内側の内圧を介して制御可能とされることを特徴とする請求項１に記載のローラ（１）。
3. 前記ローラ内側の圧力は、前記ディスク（３）に向かって作用することを特徴とする請求項２に記載のローラ（１）。
4. 前記ローラ軸（２）は、中空であって、凹所を有しており、
   これにより前記ディスクの接触圧力が、前記ローラ軸（２）内側に配置されている内側ローラ軸本体の内圧を介して制御されることを特徴とする請求項２又は３に記載のローラ（１）。
5. 前記内側ローラ軸本体は、チューブ（４）と、チューブ状の分離レイヤ（５）とを備えており、
   前記分離レイヤ（５）は、前記チューブ（４）を囲んでおり、前記チューブと前記ディスクとの間に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のローラ（１）。
6. 前記分離レイヤ（５）は、前記チューブに直接取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載のローラ（１）。
7. 前記分離レイヤは、可撓性を有する材料、特にバネ鋼又は箔から成る櫛状のプレートから少なくとも部分的に作られていることを特徴とする請求項５又は６に記載のローラ（１）。
8. 前記チューブは、プラグ（６）によって各端部で閉じられていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載のローラ（１）。
9. 前記チューブ内側の圧力は、前記プラグのうち１つのプラグの内側に配置されているバルブによって制御されていることを特徴とする請求項８に記載のローラ（１）。
10. 前記ディスク（３）は、保持カラー（７）によって前記ローラ軸（２）に固定されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のローラ（１）。
11. 前記ディスク（３）は、ノンスティックコーティングされていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のローラ（１）。
12. 接触圧力は、前記ローラ（１）内側の装置の内圧を変化させることによって、運転中に急速に調整することができることを特徴とする請求項４〜１１のいずれか一項に記載のローラ（１）。
13. タイヤを製造する際の、特に貼り合せ工程において、ローラ（１）は請求項１〜１２のいずれか一項に記載のローラであることを特徴とする、シート状材料（１０，１１）を貼り合せるために前記ローラ（１）を利用する方法。

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