JP2019035174A - ゴム被覆撚線コードの製造方法および装置 - Google Patents

ゴム被覆撚線コードの製造方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】撚線コードの撚り戻りを防止しながら外周面に未加硫ゴムを安定して被覆することができるゴム被覆撚線コードの製造方法および装置を提供する。【解決手段】繰り出し部５から巻き取り部９に移動している撚線コード１２の外周面に、繰り出し部５と巻き取り部１０との間に配置された被覆部４によって、ゴム押出機２により押し出された未加硫ゴム１３を被覆する際に、被覆部４の撚線コード１２の移動方向上流側の近傍位置に配置された張力付与部８によって、移動している撚線コード１２に追加の張力を付与した状態にして、この状態の撚線コード１２の外周面に未加硫ゴム１３を被覆して連続的にゴム被覆撚線コード１１を製造する。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム被覆撚線コードの製造方法および装置に関し、さらに詳しくは、撚線コードの撚り戻りを防止しながら外周面に未加硫ゴムを安定して被覆することができるゴム被覆撚線コードの製造方法および装置に関するものである。
タイヤなどのゴム製品の製造工程では、外周面が未加硫ゴムにより被覆された撚線コードが使用されている。撚線コードに未加硫ゴムを被覆する方法は幾つか知られているが、未加硫ゴムを被覆する際の圧力などの影響によって、撚線コードの撚りが戻ることがある。
撚り戻しが生じた撚線コードに未加硫ゴムを被覆すると、図１０（Ａ）に例示するように、被覆する未加硫ゴム１３から撚線コード１２の一部（素線１２ａ）が露出する不具合が生じる。或いは、図１０（Ｂ）に例示するように、撚線コード１２が偏心、変形した状態で未加硫ゴム１３により被覆される不具合が生じる。このような不具合が生じたゴム被覆撚線コード１１ａを用いてゴム製品を製造すれば、品質に影響が生じる可能性がある。
未加硫ゴムではないが、樹脂が外周面に被覆される撚線の撚り戻しを防止する方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、撚線に被覆させた樹脂を僅かに硬化させた後、この被覆撚線を把持しながら撚りをかける方向に回転付勢されるクランプを通過させて被覆撚線を引き取りながら樹脂を硬化させる。
この提案の方法では、樹脂を被覆した後に撚線にあらためて撚りをかけているが、撚り戻しが生じている撚線に未加硫ゴムを被覆した後であらためて撚りをかけても、図７に例示したような不具合を十分に防止することはできない。さらに、未加硫ゴムは溶融樹脂のように短時間で硬化させることができず、また、過度に硬化させると粘着力（接着力）が低下するため、ゴム被覆撚線コードを後工程で使用できなくなる。それ故、この提案の方法を、撚線コードの外周面に未加硫ゴムを被覆する場合に適用することはできない。
特公平３−１１４８９号公報
本発明の目的は、撚線コードの撚り戻りを防止しながら外周面に未加硫ゴムを安定して被覆することができるゴム被覆撚線コードの製造方法および装置を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明のゴム被覆撚線コードの製造方法は、繰り出し部から繰り出した撚線コードを巻き取り部に巻きつつ、移動している前記撚線コードの外周面に未加硫ゴムを被覆することにより、連続的にゴム被覆撚線コードを製造するゴム被覆撚線コードの製造方法において、前記撚線コードに前記未加硫ゴムを被覆する位置の前記撚線コードの移動方向上流側の近傍位置で前記撚線コードに追加の張力を付与して、この追加の張力が付与された状態の前記撚線コードの前記外周面に前記未加硫ゴムを被覆することを特徴とする。
本発明のゴム被覆撚線コードの製造装置は、撚線コードの繰り出し部および巻き取り部と、ゴム押出機と、前記繰り出し部と前記巻き取り部との間に設置されて前記ゴム押出機により押し出された前記未加硫ゴムを前記撚線コードに被覆する被覆部とを備えて、前記繰り出し部から前記巻き取り部に移動している前記撚線コードの外周面に前記未加硫ゴムが被覆されることにより、連続的にゴム被覆撚線コードが製造される構成にしたゴム被覆撚線コードの製造装置において、前記被覆部の前記撚線コードの移動方向上流側の近傍位置に配置された張力付与部を有し、移動している前記撚線コードに前記張力付与部により追加の張力が付与されて、この追加の張力が付与された状態の前記撚線コードの前記外周面に前記未加硫ゴムが被覆される構成にしたことを特徴とする。
本発明によれば、撚線コードの外周面に未加硫ゴムを被覆する直前に、撚線コードに追加の張力を付与することで、撚線コードを構成する素線どうしが密に結束して、撚線コードが撚り締まりされる。そのため、撚線コードに被覆する未加硫ゴムによる押出圧力が作用しても、撚線コードの撚り戻りが発生し難くなり、外周面に未加硫ゴムを安定的に被覆することが可能になる。
本発明のゴム被覆撚線コードの製造装置を正面視で例示する説明図である。 図１の製造装置を平面視で例示する説明図である。 正常な撚線コードを横断面視で例示する説明図である。 図１の加熱部と張力付与部との間における撚線コードを横断面視で例示する説明である。 図１の張力付与部により撚線コードに追加の張力を付与している状態を正面視で例示する説明図である。 製造されたゴム被覆撚線コードを横断面視で例示する説明図である。 図１の張力付与部の変形例を正面視で示す説明図である。 図７の張力付与部を平面視で例示する説明図である。 図８の張力付与部により撚線コードに追加の張力を付与している状態を例示する説明図である。 ゴム被覆撚線コードの不良品を横断面視で例示する説明図である。
以下、本発明のゴム被覆撚線コードの製造方法および装置を、図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
図１、図２に例示する本発明のゴム被覆撚線コードの製造装置１（以下、製造装置１という）は、撚線コード１２の外周面に未加硫ゴム１３が被覆されたゴム被覆撚線コード１１を連続的に製造する。撚線コード１２は図３に例示するように、金属製の複数の素線１２ａを撚り合わせて形成されている。撚りが締まった正常な撚線コード１２は、図３に例示するように、それぞれの素線１２ａが密に結束した状態になっている。
製造装置１は、撚線コード１２の繰り出し部５および巻き取り部１０と、ゴム押出機２と、繰り出し部５と巻き取り部１０との間に設置された被覆部４と、被覆部４の近傍位置に配置された張力付与部８とを有している。撚線コード１２は繰り出し部５から巻き取り部１０まで連続している。この実施形態では、製造装置１はさらに、撚線コード１２をある程度の長さ貯留させる貯線部６と撚線コード１２を加熱する加熱部７とを有している。
ストックされた撚線コード１２を繰り出す繰り出し部５は、例えば、撚線コード１２が巻回されるリールで構成される。繰り出し部５は、繰り出される撚線コード１２に作用する張力を調整可能なブレーキを有している。
外周面に未加硫ゴム１３が被覆された撚線コード１２、即ち、ゴム被覆撚線コード１１を巻き取る巻き取り部１０は、例えば、撚線コード１２が巻回されるリールで構成される。巻き取り部１０は、駆動モータ等により回転駆動されて、繰り出し部５から繰り出された撚線コード１２を移動させて、ゴム被覆撚線コード１１を巻き取る。
ゴム押出機２は、未加硫ゴム１３を先端部の押出ヘッド３から押し出す。未加硫ゴム１３の温度は例えば７０℃〜９０℃程度である。押出ヘッド３には箱状の被覆部４が連結されている。押し出された未加硫ゴム１３は被覆部４に充満して一時的に被覆部４に貯留され、その後、被覆部４の外部に排出される。被覆部４の対向する側面には、撚線コード１２が挿通する入口４ａと出口４ｂが形成されている。この実施形態では、未加硫ゴム１３が押し出される方向と撚線コード１２の移動方向は直交しているが、両者の方向がなす角度は９０°に限定されず、適宜の角度に設定することができる。
撚線コード１２に追加の張力を付与する張力付与部８は、被覆部４の撚線コード１２の移動方向上流側の近傍位置に配置されている。例えば、張力付与部８から被覆部４までの撚線コード１２の延在長さが１ｍ以内になる位置に、張力付与部８は配置される。張力付与部８の詳細は後述する。
貯線部６と加熱部７は、繰り出し部５と張力付与部８との間に配置されている。貯線部６は加熱部７よりも撚線コード１２の移動方向上流側に配置されている。貯線部６は、一対の回転ローラを有していて、それぞれの回転ローラ間に撚線コード１２がローラ幅方向にずらして掛け回されている。
加熱部７は、所定温度に加熱できるヒータを有している。加熱部７に撚線コード１２を通過させることで加熱して、撚線コード１２の温度を、ゴム押出機２により押し出される未加硫ゴム１３の温度に近づける。この加熱によって、撚線コード１２に未加硫ゴム１３を接着させ易くなる。加熱部７は、張力付与部８と被覆部４との間に配置することもできる。
この実施形態の張力付与部８は、外周面に周溝を有する３個の溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃと、１個の溝付き回転ローラ８Ｂを移動させる移動機構９ａとを有している。移動機構９ａとしては、流体シリンダなどを用いることができる。移動機構９ａによる溝付き回転ローラ８Ｂの移動量は所望の量に制御される。
３個の溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、それぞれの回転軸８ｄを撚線コード１２の移動方向を横断して直交する方向に向けて、撚線コード１２の移動方向に間隔をあけて配置されている。真ん中に位置する溝付き回転ローラ８Ｂが他の２個の溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｃよりも上方に位置している。２個の溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｃは移動せずにその位置に固定されたままであるが、１個の溝付きローラ８Ｂは移動機構９ａにより上下移動される。撚線コード１２は２個の溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｃの上部および１個の溝付き回転ローラ８Ｂの下部で、それぞれの溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの周溝に沿って係合してガイドされている。撚線コード１２は、それぞれの溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの外周面に当接する。
次に、本発明のゴム被覆撚線コードの製造方法の手順を説明する。
図１、２に例示するように、巻き取り部１０の駆動によって、撚線コード１２を繰り出し部５から巻き取り部１０まで引き出して移動させる。この移動過程で、撚線コード１２は、貯線部６、加熱部７、張力付与部８、被覆部４を順次、通過する。移動している撚線コード１２には、繰り出し部５のブレーキによって所定の張力が作用する。
加熱部７と張力付与部８との間では、図４に例示するように撚線コード１２は、素線１２ａの結束が緩んだ状態になっていることがある。この状態の撚線コード１２に未加硫ゴム１３を被覆すると、未加硫ゴム１３の押出圧力によって、それぞれの素線１２ａの結束が一段と緩んで撚線コード１２に撚り戻りが生じる。その結果、図１０に例示するような不良品のゴム被覆撚線コード１１ａが製造される。
そこで本発明では、移動している撚線コード１２に対して、張力付与部８により追加の張力を付与し、追加の張力が付与された状態の撚線コード１２の外周面に未加硫ゴム１３を被覆する。この実施形態では図５に例示するように、溝付き回転ローラ８Ｂを、撚線コード１２が当接している外周面側の方向（下方）に移動させることにより、撚線コード１２に追加の張力を付与する。
追加の張力を付与することで、図３に例示するようにそれぞれの素線１２ａを密に結束させて撚線コード１２を撚り締め（増し締め）することができる。本発明では、この状態の撚線コード１２の外周面に未加硫ゴム１３を被覆するので、撚線コード１２に作用する未加硫ゴム１３の押出圧力がある程度の大きさであっても、撚線コード１２の撚り戻りが発生し難くなる。したがって、撚線コード１２の外周面に未加硫ゴム１３を安定的に被覆することが可能になる。その結果、撚線コード１２の外周面の全範囲が未加硫ゴム１３により被覆されて、撚線コード１２の偏心や変形が防止された図６に例示する良品のゴム被覆撚線コード１１を連続的に製造することができる。
張力付与部８から被覆部４までの撚線コード１２の延在長さを１ｍ以内に設定すると、張力付与部８により撚線コード１２に付与した追加の張力を、被覆部４まで維持し易くなる。より好ましくは、張力付与部８から被覆部４までの撚線コード１２の延在長さを０．５ｍ以内に設定する。
追加の張力は、撚線コード１２に撚り戻しを生じさせない大きさの範囲で適宜、設定する。例えば、追加の張力を付与する前に撚線コード１２に作用している張力の２０％以上１２０％以下、或いは、３０％以上１００％以下の大きさの張力を、追加の張力として張力付与部８により撚線コード１２に付与する。
溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの数は３個に限らず、２個、４個などにすることもできる。撚線コード１２に張力を付与する際に移動させる溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの数は、１個に限らず複数にすることもできる。
この実施形態では、それぞれの溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃが、それぞれの回転軸８ｄを撚線コード１２を横断する方向に向けて配置されているが、回転軸８ｄの方向はこれに限定されない。例えば、それぞれの回転軸８ｄを、撚線コード１２を縦断する方向に向けて、溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃを配置することもできる。
また、溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｂのすべてまたは少なくとも１個を、外周面に周溝を有していない単純な回転ローラに置き換えることもできる。或いは、溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの少なくとも１個を、回転しない支持部材に置き換えることもできる。
張力付与部８は、図７、図８に例示する構成にすることもできる。この張力付与部８は、３個の溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃと、２個の溝付き回転ローラ８Ｂ、８Ｃの向きを変える方向変更機構９ｂとを有している。２個の溝付き回転ローラ８Ｂ、８Ｃは、回転軸８ｄがピン８ｅによって回動可能にフレームに連結されている。方向変更機構９ｂとしては、流体シリンダなどを用いることができる。方向変更機構９ｂを構成する流体シリンダのロッドを出し入れすることで、溝付き回転ローラ８Ｂ、８Ｃはピン８ｅを中心にして回動する。これに伴い、溝付き回転ローラ８Ｂ、８Ｃの向きが変更される。方向変更機構９ｂにより変更される溝付き回転ローラ８Ｂ、８Ｃの向きは、所望の方向に制御される。
３個の溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、それぞれの回転軸８ｄを撚線コード１２の移動方向を横断して直交する方向に向けて、撚線コード１２の移動方向に間隔をあけて配置されている。それぞれの溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃは同じ高さ位置に配置されているが、高さ位置を異ならせることもできる。撚線コード１２は２個の溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｃの上部および１個の溝付き回転ローラ８Ｂの下部で、それぞれの溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの周溝に沿って係合してガイドされている。それぞれの溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの間を縫うように掛け回された撚線コード１２は、それぞれの溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの外周面に当接する。
この方向変更機構９ｂを用いて、移動している撚線コード１２に対して追加の張力を付与するには、図９に例示するように、溝付き回転ローラ８Ｂ、８Ｃの向きを変えてそれぞれの周溝による撚線コード１２に対するガイド方向を変化させる。即ち、それぞれの周溝による撚線コード１２に対するガイド方向を変化させるように、溝付き回転ローラ８Ｂ、８Ｃの向きを変更する。この実施形態では、それぞれの溝付き回転ローラ８Ｂ、８Ｃの向きを互いに反対方向に変化させている。これにより、それぞれの溝付き回転ローラ８Ｂ、８Ｃの撚線コード１２に対するガイド方向が変化して、撚線コード１２には追加の張力が付与される。
方向変更機構９ｂを用いると、それぞれの溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの配置位置をそのままにして、溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｃをその配置位置で向きを変えるだけで撚線コード１２に追加の張力を付与することができる。そのため、張力付与部８の作動に要するスペースを小さくするには有利になる。
溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの数は３個に限らず、２個、４個などにすることもできる。撚線コード１２に張力を付与する際に、向きを変更させる溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの数は、２個に限らず１個や３個以上にすることもできる。それぞれの溝付き回転ローラ８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、それぞれの回転軸８ｄを撚線コード１２を横断する方向に向けて配置するだけでなく、撚線コード１２を縦断する方向に向けて配置することもできる。
１ ゴム被覆撚線コードの製造装置
２ ゴム押出機
３ 押出ヘッド
４ 被覆部
４ａ 入口
４ｂ 出口
５ 繰り出し部
６ 貯線部
７ 加熱部
８ 張力付与部
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ 溝付き回転ローラ
８ｄ 回転軸
８ｅ ピン
９ａ 移動機構
９ｂ 方向変更機構
１０ 巻き取り部
１１ ゴム被覆撚線コード（良品）
１１ａ ゴム被覆撚線コード（不良品）
１２ 撚線コード
１２ａ 素線
１３ 未加硫ゴム

Claims (8)

  1. 繰り出し部から繰り出した撚線コードを巻き取り部に巻きつつ、移動している前記撚線コードの外周面に未加硫ゴムを被覆することにより、連続的にゴム被覆撚線コードを製造するゴム被覆撚線コードの製造方法において、
    前記撚線コードに前記未加硫ゴムを被覆する位置の前記撚線コードの移動方向上流側の近傍位置で前記撚線コードに追加の張力を付与して、この追加の張力が付与された状態の前記撚線コードの前記外周面に前記未加硫ゴムを被覆することを特徴とするゴム被覆撚線コードの製造方法。
  2. 前記近傍位置から前記未加硫ゴムを被覆する位置までの前記撚線コードの延在長さを１ｍ以内にした請求項１に記載のゴム被覆撚線コードの製造方法。
  3. 前記近傍位置で前記撚線コードを、回転ローラの外周面にこの外周面に沿って当接させて前記回転ローラを移動させることにより、前記撚線コードに前記追加の張力を付与する請求項１または２に記載のゴム被覆撚線コードの製造方法。
  4. 前記近傍位置で前記撚線コードを、外周面に周溝を有する溝付き回転ローラの前記周溝に沿って係合させてガイドし、前記溝付き回転ローラの向きを変えて前記周溝による前記撚線コードに対するガイド方向を変化させることにより、前記撚線コードに前記追加の張力を付与する請求項１または２に記載のゴム被覆撚線コードの製造方法。
  5. 撚線コードの繰り出し部および巻き取り部と、ゴム押出機と、前記繰り出し部と前記巻き取り部との間に設置されて前記ゴム押出機により押し出された前記未加硫ゴムを前記撚線コードに被覆する被覆部とを備えて、前記繰り出し部から前記巻き取り部に移動している前記撚線コードの外周面に前記未加硫ゴムが被覆されることにより、連続的にゴム被覆撚線コードが製造される構成にしたゴム被覆撚線コードの製造装置において、
    前記被覆部の前記撚線コードの移動方向上流側の近傍位置に配置された張力付与部を有し、移動している前記撚線コードに前記張力付与部により追加の張力が付与されて、この追加の張力が付与された状態の前記撚線コードの前記外周面に前記未加硫ゴムが被覆される構成にしたことを特徴とするゴム被覆撚線コードの製造装置。
  6. 前記張力付与部から前記被覆部までの前記撚線コードの延在長さが１ｍ以内に設定されている請求項５に記載のゴム被覆撚線コードの製造方装置。
  7. 前記張力付与部が、回転ローラと、この回転ローラを移動させる移動機構とを有して、前記撚線コードが前記回転ローラの外周面にこの外周面に沿って当接する構成にした請求項５または６に記載のゴム被覆撚線コードの製造装置。
  8. 前記張力付与部が、外周面に周溝を有する溝付き回転ローラと、この溝付き回転ローラの向きを変える方向変更機構とを有して、前記撚線コードが前記周溝に沿って係合してガイドされて、前記回転ローラの向きを変えることで前記周溝による前記撚線コードに対するガイド方向が変化する構成にした請求項５または６に記載のゴム被覆撚線コードの製造装置。
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