JP2022115223A - ゴム被覆ワイヤの製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドに押出された未加硫ゴムの流出流路の開口度を適切にして、このヘッドに充填されている未加硫ゴムにワイヤを通過させ未加硫ゴムの被覆厚さをより安定して目標値にできるゴム被覆ワイヤの製造方法および装置を提供する。【解決手段】標準未加硫ゴムＲｃを用いて製造したゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄが安定した時点での標準外径ｄｃと開口度Ａとの標準相関関係ＣＲｃと、外径ｄの目標値Ｇｄと、から標準未加硫ゴムＲｃを用いた場合に目標値Ｇｄにする標準開口度Ａｃを制御部１１により決定し、標準開口度Ａｃの条件下で対象未加硫ゴムＲｃを用いてゴム被覆ワイヤＷｒを製造しながら検知した外径ｄが安定した時点での実外径ｄｘでの開口度Ａが標準開口度Ａｃを満たすように標準相関関係ＣＲｃをスライドさせて算出した修正相関関係ＣＲｘにおける目標値Ｇｄでの開口度Aを適正開口度GＡとして決定する。【選択図】図７

Description

本発明は、ゴム被覆ワイヤの製造方法および装置に関し、さらに詳しくは、ゴム押出機のヘッドに押出された未加硫ゴムの流出流路の開口度を適切にして、このヘッドに充填されている未加硫ゴムにワイヤを通過させることでその外周面に被覆させる未加硫ゴムの被覆厚さをより安定して目標値にできるゴム被覆ワイヤ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ゴム被覆ワイヤが使用されている。ワイヤに未加硫ゴムを被覆する方法は幾つか知られている。いわゆるクロスヘッドタイプのゴム押出機を用いた方法では、ゴム押出機のヘッドに未加硫ゴムを押し出して、未加硫ゴムが充填されたヘッドにワイヤを通過させることでゴム被覆ワイヤが製造される。ゴム押出機からは継続的に未加硫ゴムが押し出されるため、ヘッドからは流出流路を通じて余剰の未加硫ゴムをオーバーフローさせる。

未加硫ゴムのオーバーフロー量は、ワイヤの外周面を被覆する未加硫ゴムの被覆厚さに影響する。このオーバーフロー量が過大であると被覆厚さが小さくなり、過小であると被覆厚さが大きくなる。従来、ゴム被覆ワイヤの外径情報とゴム押出機のヘッド圧情報とにより、ワイヤの移動速度とリリーフ弁の開度とを自動でコントロールして、ゴム被覆ワイヤの外径の変動を均一にするビード製造装置が提案されている（特許文献１参照）。このリリーフ弁を開くことで、ヘッドに充填された未加硫ゴムの余剰分が流出流路を通じてオーバーフローされる。

この製造装置では、検知した外径情報やヘッド圧情報に基づいて頻繁にリリーフ弁の開度が変更され、リリーフ弁の開度の変更が反映されてゴム被覆ワイヤの外径が安定するまでは相応の時間を要する。即ち、流出流路の適切な開口度が定まっていないため、ゴム被覆ワイヤの外径、換言すると未加硫ゴムの被覆厚さをより安定して目標値にするには改善の余地がある。

特開平８－４７９８４号公報

本発明の目的は、ゴム押出機のヘッドに押出された未加硫ゴムの流出流路の開口度を適切にして、このヘッドに充填されている未加硫ゴムにワイヤを通過させることでその外周面に被覆させる未加硫ゴムの被覆厚さをより安定して目標値にできるゴム被覆ワイヤ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ワイヤの製造方法は、使用する未加硫ゴムを対象未加硫ゴムとして、この対象未加硫ゴムをゴム押出機からヘッドに押出して充填しながら、前記ヘッドから余剰の前記対象未加硫ゴムを流出流路を通じてオーバーフローさせつつ、前記ヘッドに充填されている前記対象未加硫ゴムに前記ワイヤを通過させることにより、前記ワイヤの外周面に前記対象未加硫ゴムを被覆してゴム被覆ワイヤを製造するゴム被覆ワイヤの製造方法において、ゴム粘度指標が予め設定された標準値である標準未加硫ゴムを用いて前記流出流路の開口度のみを複数通りに異ならせて前記ゴム被覆ワイヤを製造しながら前記ゴム被覆ワイヤの外径を検知して、この検知した前記外径が安定した時点でのその外径を標準外径として、この標準外径と前記流出流路の開口度との標準相関関係を把握しておき、前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤの外径を目標値にした前記ゴム被覆ワイヤを製造する際に、前記標準未加硫ゴムの前記標準相関関係と前記目標値とから前記標準未加硫ゴムを用いた場合にその外径を前記目標値とする標準開口度を決定し、前記標準開口度の条件下で前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤを製造しながらその外径を検知して、この検知した前記外径が安定した時点でのその外径を実外径として、前記実外径での前記開口度が前記標準開口度を満たすように前記標準相関関係をスライドさせた修正相関関係を算出し、この修正相関関係における前記目標値での前記開口度を適正開口度として決定し、以後、前記標準開口度を前記適正開口度に変更した条件下で前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤを製造することを特徴とする。

本発明のゴム被覆ワイヤの製造装置は、未加硫ゴムを押出すゴム押出機と、前記ゴム押出機から押し出されてヘッドに充填された前記未加硫ゴムの中にワイヤを通過させるワイヤ移動機構と、前記ヘッドに形成された流出流路を開閉する開閉弁とを有して、前記未加硫ゴムの中に通過させた後の前記ワイヤの外周面に前記未加硫ゴムが被覆されるとともに、前記ヘッドから前記流出流路を通じて余剰の前記未加硫ゴムをオーバーフローさせるゴム被覆ワイヤの製造装置において、前記未加硫ゴムのゴム粘度指標を把握するデータ取得部と、前記開閉弁の開閉機構と、この開閉機構の動作を制御して前記流出流路の開口度を変化させる制御部と、製造された前記ゴム被覆ワイヤの外径を検知する外径センサとを有し、前記データ取得部により把握されたゴム粘度指標が予め設定された標準値である標準未加硫ゴムを用いて前記開口度のみを複数通りに異ならせて前記ゴム被覆ワイヤを製造しながら前記外径センサにより前記ゴム被覆ワイヤの外径を検知して、この検知した前記外径が安定した時点でのその外径を標準外径として、この標準外径と前記開口度との標準相関関係が把握されて予め前記制御部に入力されていて、前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤの外径を目標値にした前記ゴム被覆ワイヤを製造する際に、前記標準未加硫ゴムの前記標準相関関係と前記目標値とから前記標準未加硫ゴムを用いた場合にその外径を前記目標値とする標準開口度が前記制御部により決定され、前記開口度を前記標準開口度にした条件下で前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤを製造しながらその外径を前記外径センサにより検知して、この検知した前記外径が安定した時点でのその外径を実外径として、前記実外径での前記開口度が前記標準開口度を満たすように前記標準相関関係をスライドさせた修正相関関係が前記制御部により算出され、この修正相関関係における前記目標値での前記開口度が適正開口度として前記制御部により決定され、以後、前記標準開口度が前記適正開口度に変更された条件下で前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤが製造されることを特徴とする。

本発明によれば、被覆厚さを目標値としたゴム被覆ワイヤを製造するに際して、前記ゴム粘度指標が予め設定された標準値である前記標準未加硫ゴムを用いてゴム被覆ワイヤを製造することで把握した前記標準外径と前記開口度との前記標準相関関係と、前記目標値と、に基づいて、前記標準未加硫ゴムを用いた場合にその外径を前記目標値とする標準開口度を精度よく決定できる。そして、前記標準開口度の条件下で前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤを製造しながら前記実外径を検知する。前記目標値と前記実外径との差異は、前記標準未加硫ゴムと前記対象未加硫ゴムとの前記ゴム粘度指標の違いが主要因である。そこで、前記実外径での前記開口度が前記標準開口度を満たすように前記標準相関関係をスライドさせて修正相関関係を算出する。この修正相関関係における前記目標値での前記開口度を適正開口度として決定して、前記標準開口度を前記適正開口度に変更した条件下で前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤを製造することで、被覆厚さをより安定して目標値にすることが可能になる。

本発明のゴム被覆ワイヤの製造装置を側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。 図２の一部拡大図である。 製造されたゴム被覆ワイヤを横断面視で例示する説明図である。 ゴム被覆ワイヤの製造工程での開口度、外径、ゴム押出機の内部圧力の経時変化を例示するグラフ図である。 標準未加硫ゴムを用いたゴム被覆ワイヤの製造工程での初期段階の開口度、外径、ゴム押出機の内部圧力の経時変化を例示するグラフ図である。 ゴム被覆ワイヤの外径と開口度との標準相関関係、修正相関関係を例示するグラフ図である。 ゴム粘度が異なるそれぞれの標準未加硫ゴムについてのゴム被覆ワイヤの外径と開口度との標準相関関係を例示するグラフ図である。 ゴム被覆ワイヤに使用した未加硫ゴムのゴム粘度とゴム押出機の内部圧力とゴム被覆ワイヤの外径との関係を例示するグラフ図である。 ゴム粘度が異なるそれぞれの標準未加硫ゴムを用いてゴム被覆ワイヤを製造した際のゴム押出機の内部圧力と開口度との標準相関関係を例示するグラフ図である。 ゴム被覆ワイヤに使用した未加硫ゴムのゴム粘度とゴム硬度とゴム被覆ワイヤの外径との関係を例示するグラフ図である。 ゴム被覆ワイヤに使用した未加硫ゴムのゴム粘度とゴム押出機のスクリューの駆動に要するトルクとゴム被覆ワイヤの外径との関係を例示するグラフ図である。

以下、本発明のゴム被覆ワイヤ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３に例示する本発明のゴム被覆ワイヤの製造装置１（以下、製造装置１という）を用いて、図４に例示するゴム被覆ワイヤＷｒが製造される。ゴム被覆ワイヤＷｒは、スチール製のワイヤＷの外周面に未加硫ゴムＲが被覆されたものである。ワイヤＷの外径ｄ₀は既知なので、ゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄが判明すれば、ゴム被覆ワイヤＷｒでの未加硫ゴムＲの被覆厚さｈも判明する。即ち、被覆厚さｈ＝（外径ｄ－外径ｄ₀）／２である。ゴム被覆ワイヤＷｒは、例えば円環状に形成されてタイヤの構成部材であるビードコアとして使用される。

この製造装置１の実施形態は、未加硫ゴムＲを押出すゴム押出機２と、ワイヤＷが巻き付けられてストックされているリール４と、ゴム被覆ワイヤＷｒを巻き取るドラム５と、ゴム粘度計７ａおよび圧力センサ７ｂと、開閉弁８と、開閉弁８を作動する開閉機構９と、外径センサ１０と、制御部１１とを備えている。この実施形態では製造装置１はさらに、フェスツーン部６を備えている。

回転駆動されるドラム５は、ワイヤＷをリール４からドラム５に向かって移動させるワイヤ移動機構として機能する。この実施形態ではドラム５の外周面に周方向全周に連続するフランジ部５ａが突設されている。ゴム粘度計７ａおよび圧力センサ７ｂは、後述するゴム粘度指標ＰＮを把握するデータ取得部として機能する。

ゴム押出機２は、シリンダ本体２ａとシリンダ本体２ａの内部に配置されたスクリュー２ｂとシリンダ本体２ａの先端に取り付けられたヘッド３とを有している。ヘッド３には、ワイヤ入口３ａ、ワイヤ出口３ｂ、流出流路３ｃが形成されている。ワイヤ入口３ａとワイヤ出口３ｂとは対向する位置に配置され、流出流路３ｃはヘッド３の下面に配置されている。

駆動モータ２ｃにより回転駆動されるスクリュー２ｂは、シリンダ本体２ａの内部に投入された未加硫ゴムＲをヘッド３に向かって移動させつつ熱入れをしてヘッド３の内部に押し出す。このゴム押出機２は、所謂、クロスヘッドタイプになっている。ヘッド３の内部には未加硫ゴムＲが充填されて、余剰の未加硫ゴムＲは流出流路３ｃを通じてヘッド３の外部へオーバーフローされる。

ヘッド３は、リール４からドラム５までのワイヤＷの移動経路の途中に配置されていて、リール４から繰り出されたワイヤＷはワイヤ入口３ａを通じてヘッド３の内部に入り、ワイヤ出口３ｂを通じてヘッド３の内部から出る。このようにリール４から繰り出されたワイヤＷは、未加硫ゴムＲが充填されているヘッド３を貫通することで未加硫ゴムＲの中を通過して、その外周面に未加硫ゴムＲが付着する。そのため、ワイヤＷはヘッド３を貫通して移動することにより、ゴム被覆ワイヤＷｒになってワイヤ出口３ｂからドラム５に向かって移動する。

フェスツーン部６は、ヘッド３からドラム５までのワイヤＷ（ゴム被覆ワイヤＷｒ）の移動経路の途中に配置されている。フェスツーン部６は、対向配置された駆動ローラ６ａと支持ローラ６ｂとを備えている。支持ローラ６ｂは、駆動ローラ６ａに対して近接離反可能に設置されている。ヘッド３を貫通することで製造されたゴム被覆ワイヤＷｒは、駆動ローラ６ａおよび支持ローラ６ｂに掛け回された後に、ドラム５に向かって移動する。回転駆動される駆動ローラ６ａによってワイヤＷ（ゴム被覆ワイヤＷｒ）は、リール４からドラム５に向かって移動するので、駆動ローラ６ａもワイヤ移動機構として機能する。尚、駆動ローラ６ａはフェスツーン部６に設置することに限定されず、別の位置に設置することもできる。例えば、フェスツーン部６を互いの間隔を変動可能な一対の支持ローラ６ｂで構成し、駆動ローラ６ａをフェスツーン部６とゴム押出機２（ヘッド３）との間およびフェスツーン部６とドラム５との間に設置することもできる。

リール４からドラム５までのワイヤＷの移動経路長さは、支持ローラ６ｂが駆動ローラ６ａに対して近接移動した場合は短くなり、支持ローラ６ｂが駆動ローラ６ａに対して離反移動した場合は長くなる。したがって、駆動ローラ６ａに対する支持ローラ６ｂの近接離反移動によって移動経路長さが調節される。そのため、ドラム５によるゴム被覆ワイヤＷｒの巻き取りが停止した場合でも、移動経路長さを長くすることで、ゴム押出機２による未加硫ゴムＲの押出しを中断することなく、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造し続けることが可能になっている。

データ取得部として機能するゴム粘度計７ａおよび圧力センサ７ｂが把握するのは、ゴム粘度指標ＰＮのデータである。ゴム粘度指標ＰＮとは、未加硫ゴムＲの粘度の変動に密接に関係し、粘度変動に大きく起因するゴム物性上、或いは、設備上の指標であり、未加硫ゴムＲの粘度そのものも含まれる。具体的なゴム粘度指標ＰＮとしては、未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａ、硬度ＰＮｂ、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する際のゴム押出機２の内部圧力ＰＮｃ、或いは、スクリュー２ｂを回転駆動させるために要する駆動トルクＰＮｄを用いることができる。ゴム粘度指標ＰＮは、これら４項目（ＰＮａ、ＰＮｂ、ＰＮｃ、ＰＮｄ）のうちの少なくとも１項目を用いればよく、この実施形態では、未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａまたはゴム押出機２の内部圧力ＰＮｃが用いられる。

データ取得部７ａ、７ｂは、ワイヤＷの外周面に被覆される前の時点で未加硫ゴムＲのゴム粘度指標ＰＮを把握する。そこで、このゴム粘度計７ａは、ゴム押出機２に投入される前の未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａを取得する。ゴム粘度計７ａとしては例えば、ムーニー粘度計などの公知の粘度計を用いることができる。或いは、ゴム押出機２にゴム粘度を把握する機能を装備して、ゴム押出機２の中の未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａを把握するゴム粘度計を用いることもできる。ゴム粘度計７ａにより把握された粘度ＰＮａのデータは制御部１１に入力される。

この圧力センサ７ｂは、ヘッド３に取り付けられていてヘッド３の内部圧力ＰＮｃを取得する。圧力センサ７ｂには公知の様々な仕様の圧力センサを用いることができる。シリンダ本体２ａの内部圧力ＰＮｃを把握する圧力センサ７ｂを用いることもできる。圧力センサ７ｂにより把握された内部圧力ＰＮｃのデータは制御部１１に入力される。

ゴム粘度指標ＰＮとして未加硫ゴムＲの硬度ＰＮｂを採用する場合は、公知のゴム硬度計をデータ取得部として使用する。そして、このゴム硬度計は、ゴム押出機２に投入される前の未加硫ゴムＲの硬度ＰＮｂを取得する。

ゴム粘度指標ＰＮとしてスクリュー２ｂを回転駆動させるために要する駆動トルクＰＮｄを採用する場合は、スクリュー２ｂを回転駆動する際の駆動モータ２ｃの消費電力を検知する電力計などをデータ取得部として用いる。そして、この電力計は、未加硫ゴムＲをシリンダ本体２ａの内部でヘッド３に向かって移動させている時の駆動モータ２ｃの消費電力を検知して、検知された消費電力量に基づいて駆動トルクＰＮｄが把握される。データ取得部により取得された硬度ＰＮｂ、駆動トルクＰＮｄのデータは制御部１１に入力される。

開閉弁８は、流出流路３ｃを開閉する。開閉機構９は開閉弁８を作動させることで流出流路３ｃの開口度Ａを変化させる。開閉機構９の動作は制御部１１により制御される。開閉機構９としては流体シリンダやサーボモータで進退するロッドなどを用いる。開閉弁８によって流出流路３ｃの断面積の１００％が閉じられている時、ｎ％が閉じられている時、まったく閉じられていない時はそれぞれ、開口度Ａは０％、ｎ％、１００％であり、開口度Ａは０％超１００％以下に設定される。

外径センサ１０は、ワイヤ出口３ｂ近傍に配置されていて、ヘッド３を貫通した直後のゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄを検知する。外径センサ１０としては非接触タイプの変位センサなどを用いることができる。外径センサ１０により検知された外径ｄのデータは制御部１１に入力される。

制御部１１は製造装置１を制御する。したがって、スクリュー２ｂ（駆動モータ２ｃ）、ドラム５、フェスツーン部６、開閉弁８（開閉機構９）の動作は、制御部１１によって制御される。制御部１１にはコンピュータが使用される。制御部１１には、上述した様々なデータの他に、スクリュー２ｂ、駆動ローラ６ａおよびドラム５の回転速度、ヘッド３を貫通するワイヤＷｒの移動速度などのデータ、後述する標準相関関係ＣＲｃのデータが入力される。制御部１１は入力されたデータを用いて種々の演算を行う。

図５に例示するように、ゴム被覆ワイヤＷｒの製造工程では、同じ製造設備を用いて、開口度Ａも同じに設定して同じ条件で製造しても、未加硫ゴムＲのロットの違いなど、様々な要因によって外径ｄ（被覆厚さｈ）にはばらつきが生じる。図５は、開口度Ａのみを変化させて他の条件は一定としてゴム被覆ワイヤＷｒを製造した場合の開口度Ａ、外径ｄ、内部圧力ＰＮｂの経時変化を例示している。

開口度Ａを、工程開始から経過時間Ｔ１の時点まで一定に維持し、Ｔ１の時点で小さくしてＴ２の時点まで一定に維持し、Ｔ２の時点で大きくしている。工程当初の開口度Ａでは、外径ｄはＴｓの時点で安定化したが、目標値（破線の横線）よりも小さいので外径ｄをより大きくするために、Ｔ１の時点で開口度Ａを低下させている。これにより、外径ｄは大きくなって安定したが、目標値（破線の横線）よりも大きくなっている。そこで、Ｔ２の時点で開口度Ａを大きくして、外径ｄを小さくしている。

このように外径ｄを目標値にするには、開口度Ａを繰り返し変更することになる。また、開口度Ａを変更しても、その変更が反映されて外径ｄが安定するまでには相応のタイムラグがある。これに伴い、外径ｄ（被覆厚さｈ）は変動することになる。内部圧力ＰＮｃも外径ｄと類似した変動になる。そこで本発明では、開口度Ａを適切に設定して外径ｄ（被覆厚さｈ）をより安定して目標値にするように工夫をしている。

制御部１１に入力される標準相関関係ＣＲｃとは、ゴム粘度指標ＰＮが予め設定された標準値である標準未加硫ゴムＲｃを用いて製造したゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄと開口度Ａとの相対関係である。詳述すると、標準未加硫ゴムＲｃを用いて流出流路３ｃの開口度Ａのみを複数通りに異ならせてゴム被覆ワイヤＷｒを製造する。図６に例示するように、ゴム被覆ワイヤＷｒの工程当初から開口度Ａは一定に維持する。そして、製造されたゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄを検知して、この検知した外径ｄが安定した時点Ｔｓでの外径ｄを標準外径ｄｃとする。図６の外径ｄの経時変化データを参照すると、外径ｄが一定になっている期間があり、その期間の始点となる時点Ｔｓでの外径ｄが標準外径ｄｃである。

この標準外径ｄｃとその時の開口度Ａとの相関関係が標準相関関係ＣＲｃである。開口度Ａのみを複数通りに異ならせてゴム被覆ワイヤＷｒを製造して、標準外径ｄｃと開口度Ａのデータを取得することで、図７に例示する標準相関関係ＣＲｃのデータを把握できる。図７では標準相関関係ＣＲｃは直線であるが曲線の場合もある。標準未加硫ゴムＲｃを用いて製造するゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄを目標値Ｇｄにするには、図７において、標準相関関係ＣＲｃと目標値Ｇｄとの交点での開口度Ａｃ（これを標準開口度Ａｃという）にすればよいことになる。標準相関関係ＣＲｃを把握することで、標準未加硫ゴムＲｃを用いてゴム被覆ワイヤＷｒを製造した場合にその外径ｄを目標値Ｇｄにすることができる標準開口度Ａｃを精度よく決定できる。

ゴム粘度指標ＰＮの標準値は任意に設定することができる。例えば、ゴム粘度指標ＰＮとしてゴム粘度ＰＮａを採用する場合は、任意の所望のゴム粘度ＰＮａを標準値にして、ゴム粘度ＰＮａがこの標準値である未加硫ゴムＲを標準未加硫ゴムＲｃとして使用する。実際にゴム被覆ワイヤＷｒを製造する時に使用する未加硫ゴムＲを対象未加硫ゴムＲｕとして定義すると、標準未加硫ゴムＲｃは対象未加硫ゴムＲｕとはゴム粘度指標ＰＮが異なっていてもよい。或いは、標準未加硫ゴムＲｃは対象未加硫ゴムＲｕとはゴム粘度指標ＰＮが同じでもよく、したがって、標準未加硫ゴムＲｃとして対象未加硫ゴムＲｕを使用することもできる。

次に、本発明のゴム被覆ワイヤの製造方法によって、対象未加硫ゴムＲｕを用いて外径ｄを目標値Ｇｄにしたゴム被覆ワイヤＷｒを製造する手順の一例を説明する。

図１～図３に例示するゴム押出機２に未加硫ゴムＲとして対象未加硫ゴムＲｕを投入して、駆動モータ２ｃによりスクリュー２ｂを回転させて、シリンダ本体２ａの内部に投入した対象未加硫ゴムＲｕをヘッド３の内部に押出す。ヘッド３の内部は対象未加硫ゴムＲｕにより充填される。ゴム押出機２は停止することなく、基本的に同じ押出速度で対象未加硫ゴムＲｕを継続して連続的に押出す。そのため、ヘッド３からは余剰の対象未加硫ゴムＲｕが開口している流出流路３ｃを通じてオーバーフローゴムＲｆとして流出される。オーバーフローゴムＲｆは、再度、ゴム押出機２に投入してヘッド３に押出される。ワイヤＷの先端部分は、ワイヤ入口３ａおよびワイヤ出口３ｂを通じてヘッド３を貫通させて、フェスツーン部６およびドラムに５に掛け回しておく。

駆動ローラ６ａおよびドラム５を回転駆動させることで、リール４からワイヤＷを繰り出してヘッド３の内部に充填されている対象未加硫ゴムＲｕの中を通過させる。対象未加硫ゴムＲｕの中を通過する際にワイヤＷの外周面には対象未加硫ゴムＲｕが付着するので、ヘッド３を通過したワイヤＷの外周面は対象未加硫ゴムＲｕに被覆されてゴム被覆ワイヤＷｒが製造されることになる。製造されたゴム被覆ワイヤＷｒは、外径センサ１０、フェスツーン部６を順次、通過してドラム５に移動して巻き取られる。ワイヤＷ（ゴム被覆ワイヤＷｒ）の移動速度は実質的に一定にすることが望ましい。一般的には粘度ＰＮａが小さくなると通過するワイヤＷの外周面に対する未加硫ゴムＲの付着量が増大して外径ｄ（被覆厚さｈ）が大きくなり、粘度がＰＮａが大きくなるとこの付着量が減少して外径ｄ（被覆厚さｈ）が小さくなる傾向がある。

この製造工程では、制御部１１に入力されている標準相関関係ＣＲｃと目標値Ｇｄとから図７に例示するように、標準未加硫ゴムＣＲｃを用いた場合にその外径ｄを目標値Ｇｄとする標準開口度Ａｃが決定されている。そして、決定された標準開口度Ａｃの条件下で対象未加硫ゴムＲｕを用いてゴム被覆ワイヤＷｒを製造し始める。

次いで、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造しながらその外径ｄを外径センサ１０により検知する。制御部１１は、検知した外径ｄが安定した時点でのその外径ｄを実外径ｄｘとして用いる。即ち、図６に例示するＴｓの時点での外径ｄを実外径ｄｘとする。

次いで、制御部１１は図７に例示するように、実外径ｄｘでの開口度Ａが標準開口度Ａｃを満たすように標準相関関係ＣＲｃをスライドさせた修正相関関係ＣＲｘを算出する。図７の標準相関関係ＣＲｃでは、実外径ｄｘでの開口度Ａが標準開口度Ａｃよりも大きくなっているので、標準相関関係ＣＲｃを下方にスライドさせて実外径ｄｘと標準開口度Ａｃとの交点を通過させるようにして、修正相関関係ＣＲｘが算出される。

図７に例示するように制御部１１は、修正相関関係ＣＲｘにおける目標値Ｇｄでの開口度Ａを適正開口度ＧＡとして決定する。次いで、開閉機構９を制御して開閉弁８を移動させて標準開口度Ａｃを適正開口度ＧＡに変更する。以後、引き続き適正開口度ＧＡした条件下で対象未加硫ゴムＲｕを用いてゴム被覆ワイヤＷｒを連続して製造する。

標準相関関係ＣＲｃを用いて設定した標準開口度Ａｃの条件下で製造したゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄが、目標値Ｇｄと差異がある実外径ｄｘになるのは、標準未加硫ゴムＲｃと対象未加硫ゴムＲｕとのゴム粘度指標ＰＮ（ゴム粘度ＰＮａ）の違いが主要因である。そこで上記のように、ゴム粘度指標ＰＮの違いを是正するために標準相関関係ＣＲｃをスライドさせて修正相関関係ＣＲｘを算出する。修正相関関係ＣＲｘと目標値Ｇｄとに基づいて算出した適正開口度ＧＡの条件下で対象未加硫ゴムＲｕを用いてゴム被覆ワイヤＷｒを製造するので、外径ｄをより安定して目標値Ｇｄにすることが可能になる。換言すると、適正開口度ＧＡに設定することで、被覆厚さｈより安定して目標値にすることができる。

本発明では、対象未加硫ゴムＲｕに対して、外径ｄを目標値Ｇｄにするために適切な適正開口度ＧＡを把握しているので、製造条件のうち、開口度Ａだけを調整することで、ゴム被覆ワイヤＷｒの製造工程での外径ｄ（被覆厚さｈ）の変動を、従来方法に比して小さくできる。これに伴い、対象未加硫ゴムＲｕの被覆不良などの不具合品の発生が抑制されるのでゴム被覆ワイヤＷｒの生産性向上にも寄与する。

標準未加硫ゴムＲｃとして、対象未加硫ゴムＲｕと同じゴム粘度指標ＰＮの未加硫ゴムＲを用いると、標準相関関係ＣＲｃと修正相関関係ＣＲｘとが実質的に同じになる。それ故、適正開口度ＧＡをより精度よく決定するには有利になる。

この実施形態では、フェスツーン部６が、ドラム５によるゴム被覆ワイヤＷの巻き取り速度に応じて、ゴム被覆ワイヤＷｒを滞留させることにより、リール４から繰り出したワイヤＷを、移動させ続けてゴム被覆ワイヤＷｒの製造を中断することなく継続させることができる。したがって、ゴム押出機２による未加硫ゴムＲの押出しを中断することがなく、基本的に一定の押出し条件で未加硫ゴムＲをヘッド３の内部に押し出すことが可能になる。押出し条件が変化すると、押し出された未加硫ゴムＲの物性が変動するが、この実施形態では、押出し条件を変えず未加硫ゴムＲを押出し続けることができるので、安定した品質のゴム被覆ワイヤＷｒを製造するには有利になる。

標準未加硫ゴムＲｃのゴム粘度指標ＰＮ（即ち、ゴム粘度ＰＮａ）が異なると、標準相関関係ＣＲｃのデータの傾きも異なる場合がある。この傾きが異なる度合いが大きいと、精度よく適正開口度ＧＡを算出するには不利になる。そこで、ゴム粘度指標ＰＮを異ならせた複数種類の標準未加硫ゴムＲｃを用意して、図８に例示するように、それぞれの種類の標準未加硫ゴムＲｃについて標準相関関係ＣＲｃ１、ＣＲｃ２、ＣＲｃ３を把握しておくとよい。例えば、ゴム粘度ＰＮａが中レベル、高レベル、低レベルの標準未加硫ゴムＲｃについて、それぞれの標準相関関係ＣＲｃ１、ＣＲｃ２、ＣＲｃ３を把握する。制御部１１は、それぞれの標準相関関係Ｃｃ１、ＣＲｃ２、ＣＲｃ３と、外径ｄの目標値Ｇｄとにより、それぞれの標準未加硫ゴムＲｃに対する標準開口度Ａｃ１、Ａｃ２、Ａｃ３を算出する。

対象未加硫ゴムＲｕを用いて外径ｄを目標値Ｇｄにしたゴム被覆ワイヤＷｒを製造する際には、制御部１１は、ゴム粘度指標ＰＮが異なる複数種類の標準未加硫ゴムＲｃの中から、ゴム粘度指標ＰＮが対象未加硫ゴムＲｕと最も近似する１つの標準未加硫ゴムＲｃを選択する。そして、選択した１つの標準未加硫ゴムＲｃについての標準相関関係ＣＲｃ（図８に例示するＣＲｃ１、ＣＲｃ２、ＣＲｃ３のうちのいずれか１つ）を用いて、制御部１１は、既述した手順で標準開口度Ａｃを決定する。そして、既述した同様の手順で修正相関関係ＣＲｘを算出して適正開口度ＧＡを決定し、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する。この方法によれば、標準未加硫ゴムＲｃと対象未加硫ゴムＲｕのゴム粘度指標ＰＮ（ゴム粘度ＰＮａ）が異なる場合も、適正開口度ＧＡを精度よく算出することができる。

ゴム粘度指標ＰＮである硬度ＰＮｂ、内部圧力ＰＮｃ、駆動トルクＰＮｄは、粘度ＰＮａの変動に密接に関係し、高い相関関係があるので、粘度ＰＮａから推定することが可能である。事前テストを行って、図９に例示するように、ゴム粘度ＰＮａと内部圧力ＰＮｃと外径ｄとの関係を把握する。ゴム押出機２の内部にある未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａが高い程、未加硫ゴムＲを押出すにはヘッド３やシリンダ本体２ａの内部圧力ＰＮｃは高くなる傾向がある。これらの関係から外径ｄと内部圧力ＰＮｃとの相関関係も把握できる。

図８と図９のデータを使用して、図８のデータの縦軸を外径ｄ（標準外径ｄｃ）から内部圧力ＰＮｃに変換することで図１０のデータを得ることができる。即ち、標準未加硫ゴムＲｃを用いて製造したゴム被覆ワイヤＷｒを標準外径ｄｃにする内部圧力ＰＮｃと開口度Ａとの相関関係ＣＲ（ＣＲｃ１、ＣＲｃ２、ＣＲｃ３）を把握できる。換言すると、内部圧力ＰＮｃを用いて間接的に標準外径ｄｃと開口度Ａとの相関関係ＣＲを把握できる。それ故、相関関係ＣＲ（ＣＲｃ１、ＣＲｃ２、ＣＲｃ３）と目標値Ｇｄとに基づいて、標準開口度Ａｃ（Ａｃ１、Ａｃ２、Ａｃ３）を決定でき、適正開口度ＧＡを決定することもできる。そこで、図１０に例示する相関関係ＣＲ（ＣＲｃ１、ＣＲｃ２、ＣＲｃ３）を制御部１１に入力、記憶して、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する際に利用することもできる。

硬度ＰＮｂについても同様に、事前テストを行って、図１１に例示するように、ゴム粘度ＰＮａと硬度ＰＮｂと外径ｄとの関係を把握する。未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａが高い程、硬度ＰＮｂは高くなる傾向がある。粘度ＰＮａと硬度ＰＮｂはともにゴム自体のパラメータなので、図１１のデータを使用して粘度ＰＮａを硬度ＰＮｂに変換する。そして、図７、図８で例示したゴム粘度指標ＰＮとして粘度ＰＮａを用いた場合と同様に、適正開口度ＧＡを決定して、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造することができる。

駆動トルクＰＮｄについても同様に、事前テストを行って、図１２に例示するように、ゴム粘度ＰＮａと駆動トルクＰＮｄと外径ｄとの関係を把握する。ゴム押出機２の内部にある未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａが高い程、未加硫ゴムＲを押出すには駆動トルクＰＮｄは高くなる傾向がある。そこで、図８と図１２のデータを使用して、図８のデータの縦軸を外径ｄ（標準外径ｄｃ）から駆動トルクＰＮｄに変換することで、図１０と同様のデータを得ることができる。即ち、標準未加硫ゴムＲｃを用いて製造したゴム被覆ワイヤＷｒを標準外径ｄｃにする駆動トルクＰＮｄと開口度Ａとの相関関係ＣＲ（ＣＲｃ１、ＣＲｃ２、ＣＲｃ３）を把握できる。換言すると、駆動トルクＰＮｄを用いて間接的に標準外径ｄｃと開口度Ａとの相関関係ＣＲを把握できる。それ故、この相関関係ＣＲ（ＣＲｃ１、ＣＲｃ２、ＣＲｃ３）と目標値Ｇｄとに基づいて、標準開口度Ａｃ（Ａｃ１、Ａｃ２、Ａｃ３）を決定でき、適正開口度ＧＡを決定することもできる。そこで、図１０に例示する相関関係ＣＲ（ＣＲｃ１、ＣＲｃ２、ＣＲｃ３）を制御部１１に入力、記憶して、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する際に利用することもできる。

１ ゴム被覆ワイヤの製造装置
２ ゴム押出機
２ａ シリンダ本体
２ｂ スクリュー
２ｃ 駆動モータ
３ ヘッド
３ａ ワイヤ入口
３ｂ ワイヤ出口
３ｃ 流出流路
４ リール
５ ドラム（ワイヤ移動機構）
５ａ フランジ部
６ フェスツーン部
６ａ 駆動ローラ（ワイヤ移動機構）
６ｂ 支持ローラ
７ａ ゴム粘度計
７ｂ 圧力センサ
８ 開閉弁
９ 開閉機構
１０ 外径センサ
１１ 制御部
Ｗ ワイヤ
Ｗｒ ゴム被覆ワイヤ
Ｒ 未加硫ゴム
Ｒｃ 標準未加硫ゴム
Ｒｕ 対象未加硫ゴム
Ｒｆ オーバーフローゴム

Claims (5)

1. 使用する未加硫ゴムを対象未加硫ゴムとして、この対象未加硫ゴムをゴム押出機からヘッドに押出して充填しながら、前記ヘッドから余剰の前記対象未加硫ゴムを流出流路を通じてオーバーフローさせつつ、前記ヘッドに充填されている前記対象未加硫ゴムに前記ワイヤを通過させることにより、前記ワイヤの外周面に前記対象未加硫ゴムを被覆してゴム被覆ワイヤを製造するゴム被覆ワイヤの製造方法において、
   ゴム粘度指標が予め設定された標準値である標準未加硫ゴムを用いて前記流出流路の開口度のみを複数通りに異ならせて前記ゴム被覆ワイヤを製造しながら前記ゴム被覆ワイヤの外径を検知して、この検知した前記外径ｄが安定した時点でのその外径を標準外径として、この標準外径と前記流出流路の開口度との標準相関関係を把握しておき、
   前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤの外径を目標値にした前記ゴム被覆ワイヤを製造する際に、前記標準未加硫ゴムの前記標準相関関係と前記目標値とから前記標準未加硫ゴムを用いた場合にその外径を前記目標値とする標準開口度を決定し、
   前記標準開口度の条件下で前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤを製造しながらその外径を検知して、この検知した前記外径が安定した時点でのその外径を実外径として、前記実外径での前記開口度が前記標準開口度を満たすように前記標準相関関係をスライドさせた修正相関関係を算出し、この修正相関関係における前記目標値での前記開口度を適正開口度として決定し、以後、前記標準開口度を前記適正開口度に変更した条件下で前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤを製造することを特徴とするゴム被覆ワイヤの製造方法。
2. 前記ゴム粘度指標を異ならせた複数種類の前記標準未加硫ゴムを用意して、それぞれの種類の前記標準未加硫ゴムについて前記標準相関関係を把握しておき、複数種類の前記標準未加硫ゴムの中から、前記ゴム粘度指標が前記対象未加硫ゴムと最も近似する１つの前記標準未加硫ゴムを選択して、この選択した１つの前記標準未加硫ゴムについての前記標準相関関係を用いて、前記標準開口度を決定し、かつ前記修正相関関係を算出して前記適正開口度を決定する請求項１に記載のゴム被覆ワイヤの製造方法。
3. 前記標準未加硫ゴムとして、前記対象未加硫ゴムとが同じゴム粘度指標の未加硫ゴムを用いる請求項１に記載のゴム被覆ワイヤの製造方法。
4. 前記ゴム粘度指標として、ゴム粘度、ゴム硬度、前記ゴム被覆ワイヤを製造する際の前記ゴム押出機の内部圧力、前記ゴム押出機のスクリューの駆動に要するトルクのうちの少なくも１つを用いる請求項１～３のいずれかに記載のゴム被覆ワイヤの製造方法。
5. 未加硫ゴムを押出すゴム押出機と、前記ゴム押出機から押し出されてヘッドに充填された前記未加硫ゴムの中にワイヤを通過させるワイヤ移動機構と、前記ヘッドに形成された流出流路を開閉する開閉弁とを有して、前記未加硫ゴムの中に通過させた後の前記ワイヤの外周面に前記未加硫ゴムが被覆されるとともに、前記ヘッドから前記流出流路を通じて余剰の前記未加硫ゴムをオーバーフローさせるゴム被覆ワイヤの製造装置において、
   前記未加硫ゴムのゴム粘度指標を把握するデータ取得部と、前記開閉弁の開閉機構と、この開閉機構の動作を制御して前記流出流路の開口度を変化させる制御部と、製造された前記ゴム被覆ワイヤの外径を検知する外径センサとを有し、
   前記データ取得部により把握されたゴム粘度指標が予め設定された標準値である標準未加硫ゴムを用いて前記開口度のみを複数通りに異ならせて前記ゴム被覆ワイヤを製造しながら前記外径センサにより前記ゴム被覆ワイヤの外径を検知して、この検知した前記外径が安定した時点でのその外径を標準外径として、この標準外径と前記開口度との標準相関関係が把握されて予め前記制御部に入力されていて、
   前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤの外径を目標値にした前記ゴム被覆ワイヤを製造する際に、前記標準未加硫ゴムの前記標準相関関係と前記目標値とから前記標準未加硫ゴムを用いた場合にその外径を前記目標値とする標準開口度が前記制御部により決定され、
   前記開口度を前記標準開口度にした条件下で前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤを製造しながらその外径を前記外径センサにより検知して、この検知した前記外径が安定した時点でのその外径を実外径として、前記実外径での前記開口度が前記標準開口度を満たすように前記標準相関関係をスライドさせた修正相関関係が前記制御部により算出され、この修正相関関係における前記目標値での前記開口度が適正開口度として前記制御部により決定され、以後、前記標準開口度が前記適正開口度に変更された条件下で前記対象未加硫ゴムを用いて前記ゴム被覆ワイヤが製造されることを特徴とするゴム被覆ワイヤの製造装置。

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