JP5264422B2 - 対称供給チャネルを備えたフィラメントのストリップの被覆装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィラメントが埋め込まれたゴムのストリップを押し出す装置に関する。かかるストリップは、特にタイヤの製作に用いられるようになっている。

以下において、「フィラメント」という用語は、必ずしもモノフィラメントではないフィラメント状要素を意味している。かくして、フィラメントは、マルチフィラメント要素であっても良く、トウであっても良く、或いはフライヤーンであっても良い。フィラメントは、１種類又は２種類以上の材料、例えば繊維材料又は金属で作られるのが良い。フィラメントは、オプションとして加工が施されていても良い。

一般に、タイヤの製作に用いられるストリップでは、フィラメントは、互いに一定間隔を置いて配置され、これらフィラメントは、同一平面内に位置すると共に相互に平行な方向に延びる。

米国特許第４，２７４，８２１号明細書は、この種のゴムストリップを押し出す装置を開示している。

この装置は、ストリップを形成する押出しオリフィスまでゴムを運搬する手段を有する。

運搬手段は、ゴム給送装置に結合された上流側の主チャネルを第１及び第２の下流側の副チャネルと共に有し、これら副チャネルは、上流側主チャネルの延長部をなし、押出しチャンバを介して押出しオリフィスに結合されている。

この装置は、フィラメントを案内する手段を更に有し、この案内手段は、ストリップが押出しオリフィスを通って押し出される方向に対して上流側及び下流側に位置する端部を備えたフィラメント案内チャネルを有する。下流側端部は、押出しチャンバ内に開口している。

押出しオリフィスは、実質的に長方形であって、第１の方向と第２の方向により定められる部分を備え、第１及び第２の方向におけるオリフィスの寸法がそれぞれストリップの厚さ及び幅を定めるようになっている。さらに、押出しオリフィスの輪郭は、ストリップが押出しオリフィスを通って押し出される方向に実質的に平行な線のところで互いに交差する第１及び第２の直交する対称面を備えている。

各案内チャネルは、実質的に直線状であって、第１の対称面に平行な経路を辿ることによりその上流側端部と下流側端部との間に延び、フィラメントが、押出し方向に実質的に平行に押出しチャンバ内に侵入するようになっている。

押出しチャンバ内において、フィラメントは、押出しチャンバ内に開口した副チャネル内に運び込まれたばかりのゴム相互間にサンドイッチされた状態で埋め込まれる。

残念ながら、ゴムが各副チャネルの壁に当たって擦れることによりヘッド損失が生じる。

主チャネルは、その対称面として第１の平面を有し、２つの下流側の副チャネルが第１の平面に関して互いに実質的に対称なので、それぞれ互いに異なる副チャネルを辿る第１の平面周りのゴムの２つの相互に対称な流れのヘッド損失は、各副チャネルについて実質的に等しい。その結果、ストリップの一部は、その対称面として第１の平面を有する。

米国特許第４，２７４，８２１号明細書

それにもかかわらず、各チャネルは、主チャネルと押出しチャンバとの間で湾曲した経路に沿って延びるので、各チャネル内でゴムの辿る経路に応じてヘッド損失は様々である。その結果、ストリップの厚さは、比較的不規則又は不定である。

本発明の目的は、米国特許第４，２７４，８２１号明細書に記載された形式の装置により製造される種類のゴムのストリップの厚さの規則性を最適化することにある。

この目的のため、本発明は、フィラメントが埋め込まれたゴムのストリップを押し出す装置であって、この装置が、
・ストリップを形成するためにゴムを押出しオリフィスまで運ぶ運搬手段を有し、押出しオリフィスの輪郭が、第１及び第２の直交する対称面を備えていて、対称面が、押出しオリフィスを通るストリップの押出し方向に実質的に平行な線のところで互いに交差しており、
・運搬手段が、対称面として第１の平面を有する上流側の主チャネルを有し、主チャネルの延長部として２つの下流側の副チャネルが設けられ、副チャネルが、第１の平面に関して互いに実質的に対称である、装置において、
主チャネル及び２つの下流側の副チャネルは、対称面として第２の平面を更に有することを特徴とする装置を提供する。

本発明の装置により製造されるストリップは、規則的な又は一定の厚さを有する。主チャネル及び２つの下流側副チャネルは、対称面として第２の平面を有しているので、各チャネル内においてゴムの辿る経路にかかわらず、ヘッド損失は、実質的に同一である。かくして、ストリップの部分は、第１の対称面に関して対称であるだけでなく、第２の対称面に関しても対称であり、比較的一定の厚さを有する。

本発明の装置のオプションとしての特徴によれば、
・本装置は、２つの周辺のゴム差し向けオリフィスを備えた本体を有し、オリフィス相互間には、ゴムを運んだりフィラメントを案内したりする２つの中央部分が介在して設けられている。
・２つの周辺部分は、互いに分離でき、又、第１及び第２の平面のうちの少なくとも一方に関して互いに対称である。
・２つの中央部分は、互いに分離可能であり、又、第１及び第２の平面のうちの少なくとも一方に関して互いに対称である。

かかる本体では、２つの周辺部分は、実質的に同一であるのが良い。同様に、２つの中央部分は、実質的に同一であるのが良い。これにより、本体を構成する要素の多様性が軽減されると共に本発明の装置を製作し、組み立て、そして維持するのが容易になる。

本装置は、好ましくは２つの副チャネルを押出しオリフィスに結合する押出しチャンバを有する。

本発明の他のオプションとしての特徴によれば、
・本装置は、フィラメントを案内する手段を有し、案内手段は、各々が押出しチャンバ内に開口した下流側端部及びストリップが押出しオリフィスを通って押し出される方向に対して、主チャネルの上流側端部から見て下流側に設けられた上流側端部を備えるフィラメント案内チャネルを有する。
・各案内チャネルは、フィラメントが押出し方向に実質的に平行に押出しチャンバ内に侵入するように第１の対称面に実質的に平行な湾曲経路に沿ってその上流側端部と下流側端部との間に延びている。

これら特徴により、フィラメントは、押出し方向に実質的に平行に押出しチャンバ内に侵入すると同時に、比較的小さいヘッド損失を生じさせ、第２のチャネル内においてゴムの辿る経路とは無関係に比較的一様に分布される経路に沿ってゴムをチャネルで運ぶことができる。

好ましくは、本装置は、第２の対称平面に関して互いに実質的に対称である２組の案内チャネルを有する。

有利には、本装置は、主チャネルをゴム給送装置に結合するフランジを有し、フランジは、主チャネルの上流側端部を形成するオリフィスが設けられた面材により構成されている。

ストリップを押し出す本発明の装置は、フランジによって、押出し装置にゴムを給送する単一の装置を形成するゴム押出し機に連結可能である。かくして、複数のゴム押出し機が主チャネル又は各副チャネルへの給送を行うよう同時に働く環境とは異なりゴムの給送速度及びストリップの押出し速度を調節することは、比較的簡単である。

本発明の内容は、純粋に非限定的な例として与えられ、図面を参照して行われる以下の説明を読むと良好に理解できよう。

図１は、フィラメントＦが埋め込まれたゴムのストリップＢを製作する設備を製作する設備を示している。この設備は、全体的に符号１０で示されている。

設備１０は、単一の装置１４からゴムが給送される、ストリップＢを押し出す押出し装置１２を有している。給送装置１４は、例えば単一の押出し機で構成されている。

装置１２は、ストリップＢを付形する押出しオリフィス１８を更に有している。

図は、相互に直交する軸線Ｘ，Ｙ，Ｚを示している。軸線Ｙ，Ｚは、押し出されたストリップＢの幅及び厚さｅを定めるこれらの方向におけるオリフィス１８の寸法方向として定められた横方向及び垂直方向にそれぞれ一致している。軸線Ｙ，Ｚに垂直な軸線Ｘは、ストリップＢがオリフィス１８を通って押し出される長手方向に一致している。以下において、ストリップＢが押出しオリフィス１８を通って送り出される方向に対して例えば「上流側」及び「下流側」のような用語を用いる。平面ＹＺに実質的に平行な平面内において、オリフィス１８は、実質的に長方形であり、輪郭Ｃの部分を備えている。

ストリップＢは、互いに反対側に位置し、平面ＸＹに実質的に平行であり、２つの互いに反対側に位置する縁部Ｔ１，Ｔ２によって相互に連結された２つの自由フェースＳ１，Ｓ２を有している。ストリップＢは、ゴムに埋め込まれたフィラメントＦを有し、各フィラメントは、ストリップＢの長手方向Ｘに実質的に平行な方向に延びている。フィラメントＦの方向は、同一平面内に位置する。フィラメントＦは、規則正しく横方向に分布して配置されている。

設備１０は、フィラメントを押出しオリフィス１８に対して垂直方向Ｚに実質的に平行な方向に動かす手段２０を更に有している。

設備１０は、フィラメントＦとストリップＢの自由フェースＳ１，Ｓ２のうちの一方との間の距離を測定する手段２２を更に有している。これら測定手段２２は、フィラメントＦを動かす手段２０から見て下流側に配置されている。

設備１０は、フィラメントＦを動かす手段２０を調節する手段２４を更に有している。調節手段２４の入力は、測定手段２２に接続され、調節手段２４の出力は、フィラメント移動手段２０に接続されている。

設備１０は、ストリップＢをオリフィス１８とフィラメントＦを動かす手段２０との間で引っ張る手段２６を更に有している。これら引っ張り手段は、測定手段２２から見て下流側に配置されている。これら引っ張り手段２６は、図１に概略的に示されており、具体的には、牽引又はトラクション手段２８、例えばストリップＢが巻き付けられる貯蔵ローラを有している。

フィラメントＦを動かす手段２０は、ストリップＢを動かす手段３０を含み、この移動手段３０は、押出しオリフィス１８から見て下流側に配置されている。

具体的には、移動手段３０は、ストリップＢを案内するローラ３２を有する。ローラ３２は、横方向Ｙに実質的に平行な回転軸線Ｒ回りに回転するよう設けられている。軸線Ｒは、垂直方向Ｚに実質的に平行な方向に動くことができる。

図１に示す例では、測定手段２２は、無接触センサ３４を有する。センサ３４は、好ましくは、渦電流型のものである。測定手段２２は、ストリップＢを支持し、センサ３４と位置合わせ状態に配置されたローラ３６を更に有している。支持ローラ３６は、横方向Ｙに実質的に平行な回転軸線Ｒ′回りに回転するよう設けられている。軸線Ｒ′は、センサ３４に対して静止している。

ローラ３２，３６は、ストリップＢに接触するそれぞれの周面Ｍ，Ｍ′を備えている。

図２〜図７は、本発明の押出し装置１２を詳細に示している。押出し装置１２は、ゴムを装置１２内に入力する上流側オリフィス３９とストリップＢが挿通して出るようにする押出しオリフィス１８との間でゴムを運ぶ手段３８を有している。装置１２は、装置１０内でフィラメントＦを案内する手段４０を更に有している。

図３及び図４に示すように、運搬手段３８は、フランジ４４によって給送装置１４に結合可能な上流側の主チャネル４２を有している。フランジ４４は、主チャネル４２の上流側端部を形成するオリフィス３９が設けられた面材４６によって構成されている。主チャネル４２は、給送装置１４によって生じるゴムの主流れを運ぶよう設計されている。

加うるに、運搬手段３８は、上流側主チャネル４２の延長部をなすと共に押出しチャンバ５２を介して押出しオリフィス１８に結合された第１及び第２の下流側の副チャネル４８，５０を有している。第１の副チャネル４８は、実質的にフィラメントＦと自由フェースＳ１との間に延びるストリップＢの第１の部分Ｂ１を押出しチャンバ５２内で形成するようになっている補助ゴムの第１の流れを運ぶためのものである。同様に、第２の副チャネル５０は、実質的にフィラメントＦと自由フェースＳ２との間に延びるストリップＢの第２の部分Ｂ２を押出しチャンバ５２内で形成するようになっているゴムの第２の補助流を運ぶよう設計されている。

図４及び図７を参照すると、フィラメントＦを案内する手段４０は、フィラメントＦを案内する２組の案内チャネル５４ａ，５４ｂを有している。各チャネル５４ａ，５４ｂは、押出しチャンバ５２内に開口する下流側端部５６及び主チャネル４２の上流側端部から見て下流側に配置された上流側端部５８を備えている。

図示の例では、装置１２は、第１に、ゴムを運ぶ２つの周辺部分６２ａ，６２ｂ（図５）を備え、第２に、ゴムを運んだりフィラメントＦを案内したりする２つの中央部分６４ａ，６４ｂ（図７）を備える本体６０を有している。部分６４ａ，６４ｂは、部分６２ａ，６２ｂ相互間に介在して配置されている。装置１２は、ゴムのストリップＢを押し出すダイ６６（図６）を更に有している。

具体的に説明すると、図７に示されているように、各案内チャネル５４ａ，５４ｂは、実質的に円筒形である部分を備え、この部分は、２つの中央部分６４ａ，６４ｂの各々にそれぞれ形成された２つの半円筒形チャネル半部を有している。

周辺部分６２ａ，６２ｂは、互いに分離でき、又、実質的に平面ＸＹに平行な第１の対称面Ｐ１に関して互いに実質的に対称である。同様に、中央部分６４ａ，６４ｂは、互いに分離可能であり、又、第１の対称面Ｐ１に関して互いに実質的に対称である。ダイ６６は、部分６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂに分離可能であり、このダイは、対称面として、第１の平面Ｐ１と第２の平面Ｐ２の両方を有している。

第２の平面Ｐ２は、平面ＹＺに実質的に平行であり且つ第１の平面Ｐ１に垂直である。第１の平面Ｐ１と第２の平面Ｐ２が交わる直線は、ストリップが押出しオリフィス１８を通って押し出される方向に実質的に平行である。

加うるに、各部分６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂは、対称面として第２の対称面Ｐ２を有している。

２組の案内チャネル５４ａ，５４ｂは、第２の対称面Ｐ２に関して互いに実質的に対称である。各案内チャネルは、上流側端部５６と下流側端部５８との間で、湾曲した経路に沿って延びている。

各案内チャネル５４ａ，５４ｂは、上流側端部５６と下流側端部５８との間で第１の対称面Ｐ１に実質的に平行な湾曲した経路に沿って延び、フィラメントＦは、押出し方向Ｘに実質的に平行に押出しチャンバ５２内に侵入すると共にフィラメントＦは、押出し方向Ｘに対して傾けられた方向に実質的に平行に実質的に平行にチャネル５４ａ，５４ｂ内に侵入するようになっている。チャネルの所与の組をなすチャネル５４ａ，５４ｂの経路は、互いに実質的に平行である。

さらに、輪郭Ｃ、主チャネル４２及び更に２つの副チャネル４８，５０は、対称平面として第２の平面Ｐ２を有している。加うるに、輪郭Ｃ及び主チャネル４２は、対称平面として第１の平面Ｐ１を更に有している。副チャネル４８，５０は、第１の平面Ｐ１に関して互いに対称である。

図５に示すように、各部分６２ａ，６２ｂは、軸線Ｘ周りにラッパ状に広げられ、ゴム入口オリフィス３９から押出しオリフィス１８に向かって進むにつれて大きくなる切頭円錐形の内側凹部６８を有している。凹部６８は、２つの部分７０，７２を有している。部分７２から見て上流側に配置された各部分７０は、主チャネルを構成している。各部分７２は、対応の副チャネル４８，５０を構成している。

ダイ６６は、押出しオリフィス１８に向かって収斂する２つの壁７６，７８によって構成されたオリフィス７４を備えている。壁７６，７８は、図３に示されているように、各副チャネル４８，５０のそれぞれの部分８０を画定している。壁７６，７８は又、押出しチャンバ５２を画定している。

図３を参照すると、各中央部分６４ａ，６４ｂは、運搬表面８２を有し、この運搬表面は、対応の副チャネル４８，５０を備えている。表面８２は、第１、第２及び第３の部分８４，８６，８８を有し、これらの部分は、押出し方向においてその順番で互いに続いている。２つの中央部分６４ａ，６４ｂに形成された第１の部分８４は、押出し方向に広がっている。２つの中央部分６４ａ，６４ｂに形成された第２の部分８６は、第１の対称面Ｐ１に実質的に平行である。最後に２つの中央部分６４ａ，６４ｂに形成された第３の部分８８は、押出し方向に収斂している。

周辺部分６２ａ，６２ｂ、中央部分６４ａ，６４ｂ及びダイ６６の各々は、部分６２ａ、６２ｂ，６４ａ，６４ｂ及びダイ６６を互いにクランプする要素を通すオリフィス９０を有している。

また、フランジ４４は、装置１２を給送装置１４に連結するためにクランプ要素を通すオリフィス９２を有している。

設備１０は、ゴムのストリップＢを製作する方法を実施するのに役立ち、以下、本発明と関連したその主要な観点について説明する。

ストリップＢを製作するために、装置１２に装置１４によってゴムを給送する。フィラメントＦをチャネル５４ａ，５４ｂ内で案内し、牽引手段２８を用いることにより、これらフィラメントをオリフィス１８とローラ３２との間で張力下に置く。

押出しオリフィス１８を通ってゴムのストリップＢを押し出し、フィラメントＦと自由フェースＳ１との間の距離を調節する。この目的のため、フィラメントＦと自由フェースＳ１との間の距離を測定し、即ち、ストリップＢの部分Ｂ１の厚さを測定する。

センサ３４は、センサ３４とフィラメントＦとの間の距離を測定する。ストリップＢの部分Ｂ１の厚さｅ１は、フィラメントＦとローラ３６の表面Ｍ′と接触状態にある自由フェースＳ１との間の距離に実質的に等しい。センサ３４と表面Ｍ′との間の距離が所与の場合、センサ３４とフィラメントＦとの間の測定距離を用いてフィラメントＦと表面Ｍ′と接触状態にある表面Ｓ１との間の距離を推定する。ストリップの全厚ｅが一定であると仮定すると、ストリップＢの部分Ｂ２について厚さｅ２を推定することも可能である。

ｅ１又はｅ２に関する値に応じて、ストリップＢを垂直方向Ｚに実質的に平行な方向で押出しオリフィス１８から下流側に動かす。図１を参照すると、フィラメントＦと自由フェースＳ１との間で測定された距離が所定の設定値から外れている場合、調節手段２４により、ストリップＢを動かす手段３０がローラ３２の軸線Ｒを適当な方向に動かすようにする。

本発明は、上述の実施形態には限定されない。

自由フェースＳ１，Ｓ２は、平面である必要はなく、又、これら自由フェースは、互いに平行である必要はない。

加うるに、案内チャネル５４ａ，４ｂは様々であり、ゴムに埋め込まれたフィラメントの寸法形状に合った寸法を有しても良い。さらに、チャネルは、上述した程度よりも大きく又は少なく間隔を置いて位置しても良く、これらチャネルは、比較的不規則な仕方で横方向に配置されても良い。

ゴムストリップを製作する設備の断面図である。 ゴムのストリップを押し出す本発明の装置を示す切除斜視図である。 図２の装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。 図２の装置のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。 図２の装置の周辺部分の斜視図である。 図２の装置のダイの斜視図である。 図２の装置の中央部分の斜視図である。

符号の説明

１０ ゴムのストリップを製作する設備
１２ 押出し装置
１４ ゴム給送装置
１８ 押出しオリフィス
２２ 距離測定手段
２６ 牽引手段
３８ ゴム運搬手段
４０ フィラメント案内手段
４２ 主チャネル
４４ フランジ
４８，５０ 副チャネル
５２ 押出しチャンバ
６２ａ，６２ｂ 周辺部分
６４ａ，６４ｂ 中央部分
Ｂ ストリップ
Ｆ フィラメント
Ｐ１，Ｐ２ 対称面
Ｘ 押出し方向

Claims (9)

1. フィラメント（Ｆ）が埋め込まれたゴムのストリップ（Ｂ）を押し出す装置（１２）であって、前記装置が、
   ・前記ストリップ（Ｂ）を形成するために前記ゴムを押出しオリフィス（１８）まで運ぶ運搬手段（３８）を有し、前記押出しオリフィス（１８）の輪郭（Ｃ）が、互いに直交する対称面としての第１の面（Ｐ１）と、対称面としての第２の面（Ｐ２）とを備えていて、前記第１及び第２の面が、前記押出しオリフィス（１８）を通る前記ストリップ（Ｂ）の押出し方向（Ｘ）に実質的に平行な線のところで互いに交差しており、
   ・前記運搬手段（３８）が、対称面として前記第１の平面（Ｐ１）を有する上流側の主チャネル（４２）を有し、前記主チャネルの延長部として２つの下流側の副チャネル（４８，５０）が設けられ、前記副チャネルが、前記第１の平面（Ｐ１）に関して互いに実質的に対称である、装置において、
   前記主チャネル（４２）及び前記２つの下流側の副チャネル（４８，５０）は、対称面として前記第２の平面（Ｐ２）を更に有する、装置（１２）。
2. ２つのゴム差し向け周辺部分（６２ａ，６２ｂ）を備えた本体を有し、前記オリフィス相互間には、ゴムを運んだりフィラメント（Ｆ）を案内したりする２つの中央部分（６４ａ，６４ｂ）が介在して設けられている、請求項１記載の装置（１２）。
3. 前記２つの周辺部分（６２ａ，６２ｂ）は、互いに分離でき、又、前記第１及び前記第２の平面（Ｐ１，Ｐ２）のうちの少なくとも一方に関して互いに対称である、請求項２記載の装置（１２）。
4. 前記２つの中央部分（６４ａ，６４ｂ）は、互いに分離可能であり、又、前記第１及び前記第２の平面（Ｐ１，Ｐ２）のうちの少なくとも一方に関して互いに対称である、請求項２又は３記載の装置（１２）。
5. 前記２つの副チャネル（４８，５０）を前記押出しオリフィス（１８）に結合する押出しチャンバ（５２）を有する、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の装置（１２）。
6. 前記フィラメント（Ｆ）を案内する案内手段（４０）を有し、前記案内手段（４０）は、各々が前記押出しチャンバ（５２）内に開口した下流側端部（５６）及び前記ストリップ（Ｂ）が前記押出しオリフィス（１８）を通って押し出される方向に対して、前記主チャネルの上流側端部（３９）から見て下流側に設けられた上流側端部（５８）を備えるフィラメント案内チャネル（５４ａ，５４ｂ）を有する、請求項５記載の装置（１２）。
7. 各前記案内チャネル（５４ａ，４ｂ）は、前記フィラメントが前記押出し方向（Ｘ）に実質的に平行に前記押出しチャンバ（５２）内に侵入するように前記第１の対称面（Ｐ１）に実質的に平行な湾曲経路に沿ってその上流側端部と下流側端部との間に延びている、請求項６記載の装置（１２）。
8. 前記第２の対称平面（Ｐ２）に関して互いに実質的に対称である２組の案内チャネル（５４ａ，５４ｂ）を有する、請求項６又は７記載の装置（１２）。
9. 前記主チャネル（４２）をゴム給送装置（１４）に結合するフランジ（４４）を有し、前記フランジ（４４）は、前記主チャネル（４２）の前記上流側端部を形成するオリフィス（３９）が設けられた面材（４６）により構成されている、請求項６〜８のうちいずれか一に記載の装置（１２）。

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