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

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 Download PDF

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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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