JP4431321B2 - 金属線条体反り方向性調整装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用タイヤ等の補強材として使用される、複数本の金属線条体とエラストマー材料とからなるシート状の複合材の製造工程、特に、金属線条体を複数本同時にくせ付けするくせ付け工程と、くせ付けした複数本の金属線条体を平坦かつ平行に引き揃えて未加硫ゴム等のエラストマー材料を被覆しシート状の複合部材とするゴム引き工程とを直結させ、くせ付けとゴム引きを連続して行う金属線条体くせ付け・ゴム引き工程において、引き揃えられて供給されるスチールワイヤやスチールコード等の複数本の金属線条体の反り方向性を調整する金属線条体反り方向性調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ補強材としてのスチールコードは、スチールワイヤを撚り合わせた構造のコードであり、同じ強度を有する単線のスチールワイヤに対し、柔軟性と伸長度に優れている。そのため、タイヤ補強材としては一般にスチールコードが用いられている。そして、最近では、ゴムの材質やタイヤ成型技術等が改良されたことにより、タイヤ補強材としてのスチールコードの撚り構造が、１×４から１×３、さらに１×２と簡素化されている。また、ごく最近では単線のスチールワイヤをタイヤ補強材として使用することも行われている。ただし、単線のスチールワイヤはそのままでは柔軟性および伸長性に欠けるため、波形やスパイラル状にくせ付けする必要がある。そのため、均一な小さいくせを有し且つ真直性に優れたスチールワイヤを得ることのできるくせ付け装置が既に開発されている（例えば、特許文献１参照）。そして、通常は、タイヤメーカにおいてゴム引き工程で繰出し機に複数のボビンをセットし、それら複数のボビンから巻き出したスチールワイヤあるいはスチールコードをゴム引きコーティングして、シート状の複合材とするが、それとは別に、スチールワイヤ製造のくせ付け工程あるいはスチールコード製造の撚り線工程をゴム引き工程と一体化して、くせ付け機から引き出された複数本のスチールワイヤをそのまま平行に引き揃え、ゴム引き装置に直接供給する方法でシート状の複合部材を製造することも試みられている（文献公知発明に係るものではない）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２５９８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スチールワイヤ製造のくせ付け工程をゴム引き工程と一体化して、くせ付け機あるいは撚り線機から引き出された複数本のスチールワイヤをそのまま平行に引き揃え、ゴム引き装置に直接供給する方法でシート状の複合部材を製造する場合、くせ付け機でくせ付けされた複数本のスチールワイヤがガイドローラに巻き掛けられ、方向転換されて引き出され、そのまま平行にゴム引き工程に送られると、それら複数本のスチールワイヤはガイドローラによって反り方向性が同方向に揃ったものとなるため、出来上がった複合シートを次工程で裁断したときに、裁断したシートの四隅が跳ね上がった状態になることがあり、そのため、裁断したシートの接合精度に不具合が生じ、タイヤの品質（均一性等）に悪影響を及ぼすことがある。
【０００５】
複数本のスチールワイヤを平行に引き揃えゴム引きすることにより製造した複合シートを裁断した時の、シート四隅が跳ね上がる現象は、スチールワイヤのトーション（残留捻れ）及び真直に対する反りが要因となって発生する。そのうち、トーションについては、複数本のスチールワイヤの個々のコードテンション及び全体のトーションレベルを管理することにより解決できる。しかし、反りについては、くせ付け工程を経て製造されたスチールワイヤには、真直性不良という程でなくても、真直方向に対しある程度の反りが残ることは避けられない。そして、特に、複数本のスチールワイヤがくせ付け機からガイドローラに巻き掛けられて方向変換しながらゴム引き装置へ供給されると、ガイドローラの径に沿って曲がることにより、反りが一方向に揃い、引っ張られた状態では真直でも、シートとなった後の裁断時の跳ね上がりが発生する。そのため、出来上がった複合シートを裁断したときに、シート四隅が跳ね上がり、接合する際に接合部の精度不良が生じやすくなる。
【０００６】
本発明の目的は、金属線条体を複数本同時にくせ付けするくせ付け工程と、くせ付けした複数本の金属線条体を平坦かつ平行に引き揃えてエラストマー材料を被覆しシート状の複合部材とするゴム引き工程とを直結させ、くせ付けとゴム引きを連続して行う金属線条体くせ付け・ゴム引き工程において、引き揃えられて供給される複数本の金属線条体の全体としての真直性を調整し、シート裁断時の跳ね上がりを防止することのできる金属線条体反り方向性調整装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属線条体を複数本同時にくせ付けするくせ付け装置と、平坦かつ平行に引き揃えられた複数本の金属線条体の表面にエラストマー材料を被覆しシート状の複合部材とするゴム引き装置とからなり、くせ付け装置によりくせ付けした複数本の金属線条体をガイドローラに巻き掛け、方向転換してゴム引き装置に供給して、平坦かつ平行に引き揃えた状態でエラストマー材料を被覆しシート状の複合部材とする金属線条体くせ付け・ゴム引き直結システムにおいて、くせ付け装置とゴム引き装置との間で金属線条体の反り方向性を調整する金属線条体反り方向性調整装置であって、ガイドローラとゴム引き装置との間に、ガイドローラからゴム引き装置に向かう進行方向に対し上下いずれかの側に距離をおいて、あるいは上下に距離をおいて反り方向性調整用のローラを設け、ガイドローラに巻き掛け引き揃えて供給する複数本の金属線条体を、反り方向性調整用のローラを介さずに供給するものと、上下いずれかの側の反り方向性調整用のローラに巻き掛けて供給するものとに所定本数毎に交互に振り分けて、上下いずれかの側の反り方向性調整用のローラに巻き掛けた金属線条体の反り方向性を反転させることにより、あるいは所定本数毎に交互に上下の反り方向性調整用のローラにそれぞれ外方から巻き掛けることにより、ゴム引き装置によりエラストマー材料が被覆される直前の複数本の金属線条体の反り方向性を所定本数毎に交互に反対方向となるように揃えることを特徴とする金属線条体反り方向性調整装置を提供する。
【０００８】
本発明の上記金属線条体反り方向性調整装置によれば、複数本の金属線条体（スチールワイヤ、スチールコード等）を平坦かつ平行に引き揃えてエラストマー材料を被覆しシート状の複合材とする際の、くせ付けとゴム引きを連続して行う金属線条体くせ付け・ゴム引き工程において、未加硫ゴムが被覆される直前の引き揃えられた複数本の金属線条体の反り方向性が所定本数毎に交互に上下反対方向に揃えられる。そして、こうして平行に引き揃えられ反り方向性が所定本数毎に交互に上下反対方向に揃った複数本の金属線条体にエラストマー材料が被覆され、金属線条体とゴムとの複合シートが製造される。こうして出来たシートは、複数本の金属線条体の上下反対方向の反り方向性が相殺されて、全体としての反り方向性が±０に近くなり、真直性に優れたものとなる。そのため、後工程で裁断した時にシート四隅が跳ね上がるのを防止することができ、接合時のシート接合部の精度不良を防止して、接合されたシートの均一性を確保することができる。エラストマー材料が被覆される直前の引き揃えられた複数本の金属線条体の反り方向性がローラによって交互に上下反対方向となるように揃えられるため、各金属線条体の元々の真直性の善し悪しに関係なく、上下反対方向の反り性が相殺されることで、全体として真直性に優れたものとなるのである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図４は本発明の実施の形態の一例を示している。図１は実施の形態の一例のワイヤくせ付け・ゴム引き圧延直結システムの模式図、図２はワイヤくせ付け装置の正面図、図３はワイヤくせ付け装置の平面図、図４はワイヤ反り調整部の構成を示す模式図である。
【００１１】
図１において、１は単線のスチールワイヤＷを複数本同時にスパイラル状にくせ付けするワイヤくせ付け装置、２は平坦かつ平行に引き揃えられて供給される複数本のスチールワイヤＷの表面に未加硫ゴム等のエラストマー材料（以下、未加硫ゴムで代表させて説明する）を被覆し複合シートＳ（シート状の複合部材）とするゴム引き装置、３はワイヤくせ付け機１に供給する単線のスチールワイヤＷを巻いた複数個のリール、４はゴム引き装置２により複数本の金属線条体Ｗに未加硫ゴムＲが被覆されてなる複合シートＳを巻き取る巻き取り機、そして、５は未加硫化ゴムが被覆される直前の引き揃えられた複数本のスチールワイヤＷの反り方向性を所定本数毎に交互に反対方向に揃えるワイヤ反り調整部である。
【００１２】
この実施の形態のワイヤくせ付け・ゴム引き直結システムは、複数本のスチールワイヤを同時にスパイラル状にくせ付けするくせ付け工程と、平坦かつ平行に引き揃えられた複数本のスチールワイヤＷの表面に未加硫ゴムを被覆し複合シートＳとするゴム引き工程とを一体化するもので、ワイヤくせ付け装置１でくせ付けした複数本のスチールワイヤＷをそのまま平坦かつ平行に引き揃えて、ゴム引き装置２に直接供給し、未加硫ゴムを被覆し複合シートＳを製造する。そして、そのワイヤくせ付け・ゴム引き工程において、ワイヤくせ付け機１とゴム引き装置２との間で、ワイヤ反り調整部５により、未加硫ゴムが被覆される直前の引き揃えられた複数本のスチールワイヤＷの反り方向性を所定本数毎に交互に反対方向に揃える。
【００１３】
ワイヤくせ付け装置１は、図２、図３に示すように、テーブル状のベースフレーム１０を有し、該ベースフレーム１０上の後方に、くせ付けライン設置用のフレーム２０が立設され、前方に、ダンサー設置用のフレーム３０が配置され、それらライン設置フレーム２０とダンサー設置フレーム３０との間にキャプスタン設置用のフレーム４０が配置されている。
【００１４】
くせ付けライン設置用のフレーム２０は、片面（正面）が傾斜し、その傾斜した面に、くせ付け機２１と、仮捻機２２と、矯正機２３とを１個ずつその順序で配してなるくせ付けラインが、複数ライン（例えば１５ライン）、段をなしてそれぞれ略水平に配設されている。なお、図示の例はくせ付けラインを片面に配したものであるが、配設するくせ付けラインの数が多い場合は、正面および背面の両面を傾斜面として、それら両面にくせ付けラインを配するようにしてもよい。くせ付け機２１、仮捻機２２および矯正機２３は、いずれもそれ自体公知であり、例えば特開平６−２５９８３号公報記載のくせ付け装置におけるくせ付け手段、仮捻手段および矯正手段がこれに相当する。
【００１５】
くせ付け機２１は、３本以上のくせ付けピンを千鳥状又は直線状に所定間隔をおいて突設し、それらくせ付けピンの間にスチールワイヤＷを通してパスラインを軸として回転させることによりスチールワイヤＷにスパイラル状のくせを付けるよう構成されたものである。くせ付けピンの径、本数、間隔及び配列は、スチールワイヤＷに施すくせの形状に応じて適宜設定する。
【００１６】
仮捻機２２は、一対の自由回転する仮捻ローラを備え、くせ付け機２１によりくせ付けしたスチールワイヤＷをそれら一対の仮捻ローラに巻き掛けてスチールワイヤＷのパスラインを軸として強制回転させることにより残留捻れ（キンク）を除去するよう構成されたものである。仮捻機２２は、それ自体もスチールワイヤＷと共に回転するが、パスラインを軸として正逆回転可能にすることにより、キンクを＋、−いずれにも調整できる。
【００１７】
矯正機２３は、例えば千鳥状に配置された、Ｕ溝またはＶ溝を備える一群（少なくとも３個以上）の矯正ローラを備え、仮捻機２２を経たスチールワイヤＷを矯正ローラ群に通すことによって真直性を付与するよう構成されたものである。
【００１８】
また、ダンサー設置用のフレーム３０には、複数個（くせ付けライン数と同数）のダンサーローラ３１を同軸配置で一体作動可能に設けてなるダンサー３２が配設され、ダンサー３２には、ダンサー位置検出用のセンサー３３が設けられている。
【００１９】
また、キャプスタン設置用のフレーム４０には、複数個（くせ付けライン数と同数）の回転ドラム４１を同軸配置で一体回転可能に設けてなる引取りキャプスタン４２が配設されている。引取りキャプスタン４２は、複数の回転ドラム４１をボルトにて締め付けて、クラッチ状に構成したもので、線掛け時にはボルトを緩めることにより、各回転ドラム４１が個別に自由回転可能となって、線掛け作業が容易になる。そして、稼働時には、ボルトを締めることによって全回転ドラム４１が一体回転する。
【００２０】
また、ベースフレーム１０上の最前方位置には、ダンサー設置用のフレーム３０に支持されたガイドローラ５０が配設されている。
【００２１】
そして、ベースフレーム１０の下段には、くせ付け機２１、仮捻機２２および引取りキャプスタン４２を駆動する電動機５１および変速機５２が配設され、また、それらを制御する制御盤（図示せず）が配設されている。
【００２２】
このワイヤくせ付け装置１は、単線のスチールワイヤＷを複数本（例えば１５本）同時にスパイラル状にくせ付けし、ガイドローラ５０からそのままゴム引き装置２へ供給するもので、後方に隣接して配置されるワイヤリールスタンド（図示せず）のリール３から、くせ付けラインの数（例えば１５本）と同数あるいはそれより少ない複数本のスチールワイヤＷを繰り出し、その複数本のスチールワイヤＷを各くせ付けラインのくせ付け機２１の例えば３本のくせ付けピンの間を通し、次いで、仮捻機２２に設けられた仮捻ローラに２回巻き付け、矯正機２３の矯正ローラ群の間を通して引取りキャプスタン４２の各回転ドラム４１に巻き掛け、ダンサー３２の各ダンサーローラ３１を経てガイドローラ５０に巻き掛ける。
【００２３】
こうしてスチールワイヤＷをセットし、電動機５１を回転させると、変速機５２を介してくせ付け機２１および仮捻機２２が駆動され、引取りキャプスタン４２が駆動されて、スチールワイヤＷは、各くせ付けラインのくせ付け部２１の回転軸の軸心をパスラインとしてくせ付けピンに接触しながら走行し、その際、くせ付けピンによるしごき効果と、スチールワイヤＷのパスラインを軸としてスチールワイヤＷの周りを回転するくせ付け機２１の回転効果との相乗効果によって、安定した小さいスパイラル状のくせが付与される。そして、くせ付け機２１がパスラインを軸としてスチールワイヤＷの周りを回転する際にスチールワイヤＷとくせ付けピンとの接触による摩擦力によりスチールワイヤＷに捻れや回転が付与されて生じた捻れ（キンク）が、仮捻機２２によって除去されて、スチールワイヤＷのスパイラル形状がより安定したものとなり、さらに、矯正機２３の矯正ローラにより、スパイラル中心がほぼ真っ直ぐとなるよう矯正される。
【００２４】
こうして、単線のスチールワイヤＷが複数本同時にスパイラル状にくせ付けされ、引取りキャプスタン４２及びダンサー３２を経てガイドローラ５０に巻き掛けられ、略水平方向へ方向転換されて引き出され、ワイヤ反り調整部５を経てゴム引き装置２へ供給される。
【００２５】
この場合、ガイドローラ５０に巻き掛けられて引き出される複数本のスチールワイヤＷは、ガイドローラ５０の径に沿って曲がることにより、反りの方向性が同方向（図示の例では上側に反る方向）に揃ったものとなる。ワイヤ反り調整部５は、このようにガイドローラ５０に巻き掛けられて同方向に揃った複数本のスチールワイヤＷの反り方向性を、交互に上下反対方向となるよう調整する。
【００２６】
ワイヤ反り調整部５は、図４に示すように、ガイドローラ５０とゴム引き装置側の引き込み用のローラ６０、７０との間に、進行方向に対し上下いずれかの側（図示の例では上側）に距離をおいて１個の反り方向性調整用のローラ８０を設けたものである。この場合、引き揃えられた複数本のスチールワイヤＷは、反り方向性調整用のローラ８０を介さずに水平方向前方の引き込み用のローラ６０、７０に送るものと、反り方向性調整用のローラ８０に巻き掛けるものとに、所定本数毎（図示の例では１本毎）に振り分けて、反り方向性調整用のローラ８０に巻き掛けたスチールワイヤＷだけ反り方向性を反転させる。そうすることで、複数本のスチールワイヤＷは交互に上下反対方向の反り方向性を有するものとなり、交互の反り方向性が相殺されて、全体として真直性に優れたものとなり、後工程で裁断した時にシート四隅が跳ね上がるのを防止することができ、接合時のシート接合部の精度不良を防止して、接合シートの均一性を確保することができる。
【００２７】
なお、図４に示す例では、スチールワイヤＷを反り方向性調整用のローラ８０を介さずに水平方向前方の引き込み用のローラ６０、７０に送るものと、反り方向性調整用のローラ８０に巻き掛けるものとに１本毎に振り分けているが、全部の本数が多い場合には、交互の反り方向性が相殺される形で複数本毎に振り分けるようにしてもよい。
【００２８】
また、上記の例は、複数本のスチールワイヤをスパイラル状にくせ付けする工程をゴム引き工程と直結させる場合であるが、本発明は、スチールワイヤを撚り線機で撚り合わせてコードを製造する撚り線工程を、ゴム引き工程と直結させる場合に適用することができ、また、スチールワイヤ、スチールコード以外の金属線条体のくせ付け・ゴム引き工程にも適用することができる。また、ゴム引き工程を経て製造される複合シートは、自動車用タイヤの補強材の他、コンベアベルト等、他のゴム製品の補強材として使用するものであってもよい。
【００２９】
図５は本発明の他の実施の形態におけるワイヤ反り調整部の構成を示す模式図である。この例は、複数本同時にくせ付けされたスチールワイヤＷ等の金属線条体（以下の説明では、スチールワイヤＷで代表させる）が水平方向に引き出されて、繰り出し用のローラ９０、１００を介し、ゴム引き装置側の引き込み用のローラ６０、７０へ送られる場合に、繰り出し用のローラ９０、１００と引き込み用のローラ６０、７０との間に、未加硫ゴムが被覆される直前の引き揃えられた複数本のスチールワイヤＷの反り方向性を交互に上下反対方向に揃えるよう、上下に距離をおいて２個の反り方向調整用のローラ１１０、１２０を設けている。これら上下２個の反り調整用のローラ１１０、１２０は、供給されるスチールワイヤＷの反り加減に応じて巻き掛け角度を変更できるよう、相互の距離を上下に調整自在とされている。また、これら反り調整用のローラ１１０、１２０は、スチールワイヤＷの種類等に応じて、ローラ径の異なるものに適宜変更できるよう取り替え自在とされている。この場合、繰り出し用のローラ９０、１００を経て引き出された複数本のスチールワイヤＷは、所定本数毎（図示の例では１本毎）に交互に上下２方向に千鳥状に線分けされ、上下の反り方向調整用のローラ１１０、１２０にそれぞれに外方から巻き掛けられ、引き込み用のローラ６０、７０を経て、平坦かつ平行に引き揃えられ、ゴム引き装置（図示せず）に供給される。その際、交互に上下の反り方向調整用のローラ１１０、１２０に外方から巻き掛けられることにより、ゴム引きされる直前の引き揃えられた複数本のスチールワイヤＷの反り方向性は交互に反対方向に揃えられる。そのため、各スチールワイヤＷは、元々の真直性の善し悪しに関係なく、反り方向性が交互に上下反対方向に揃うものとなって、複合シートとなったときにそれら交互の反り方向性が相殺され、全体として真直性に優れたものとなる。そのため、出来上がった複合シートは、後工程で裁断した時にシート四隅が跳ね上がることはなく、接合した時に接合部の精度不良を防止でき、接合シートの均一性を確保できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数本の金属線条体を平坦かつ平行に引き揃えて未加流ゴム等のエラストマー材料を被覆しシート状の複合材とする際の、くせ付けとゴム引きを連続して行う金属線条体くせ付け・ゴム引き工程において、エラストマー材料が被覆される直前の引き揃えられた複数本の金属線条体が所定本数毎に交互に上下反対方向の反り方向性を有するものとなり、それら上下反対方向の反り方向性が相殺されて全体として真直性に優れたものとなり、シート裁断時にシート四隅が跳ね上がるのを防止することができ、接合時のシート接合部の精度不良を防止して、接合シートの均一性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態のスチールワイヤ体くせ付け・ゴム引き直結システムの構成を示す模式図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係るワイヤくせ付け機の正面図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係るワイヤくせ付け機の平面図である。
【図４】 本発明の実施の形態におけるワイヤ反り調整部の構成を示す模式図である。
【図５】 本発明の他の実施の形態におけるワイヤ反り調整部の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ ワイヤくせ付け装置
２ ゴム引き装置
３ リール
４ 巻き取り機
Ｒ 未加硫ゴム
Ｓ 複合シート
Ｗ スチールワイヤ
５ ワイヤ反り調整部
５０ ガイドローラ
６０、７０ 引き込み用のローラ
８０ 反り方向性調整用のローラ
９０、１００ 繰り出し用のローラ
１１０、１２０ 反り方向調整用のローラ

Claims (1)

1. 金属線条体を複数本同時にくせ付けするくせ付け装置と、平坦かつ平行に引き揃えられた複数本の金属線条体の表面にエラストマー材料を被覆しシート状の複合部材とするゴム引き装置とからなり、前記くせ付け装置によりくせ付けした複数本の金属線条体をガイドローラに巻き掛け、方向転換して前記ゴム引き装置に供給して、平坦かつ平行に引き揃えた状態でエラストマー材料を被覆しシート状の複合部材とする金属線条体くせ付け・ゴム引き直結システムにおいて、前記くせ付け装置と前記ゴム引き装置との間で金属線条体の反り方向性を調整する金属線条体反り方向性調整装置であって、
   前記ガイドローラと前記ゴム引き装置との間に、前記ガイドローラから前記ゴム引き装置に向かう進行方向に対し上下いずれかの側に距離をおいて、あるいは上下に距離をおいて前記反り方向性調整用のローラを設け、
   前記ガイドローラに巻き掛け引き揃えて供給する複数本の金属線条体を、前記反り方向性調整用のローラを介さずに供給するものと、前記上下いずれかの側の反り方向性調整用のローラに巻き掛けて供給するものとに所定本数毎に交互に振り分け、前記上下いずれかの側の反り方向性調整用のローラに巻き掛けた金属線条体の反り方向性を反転させることにより、あるいは所定本数毎に交互に前記上下の反り方向性調整用のローラにそれぞれ外方から巻き掛けることにより、前記ゴム引き装置によりエラストマー材料が被覆される直前の複数本の金属線条体の反り方向性を所定本数毎に交互に反対方向となるように揃えることを特徴とする金属線条体反り方向性調整装置。

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