JPWO2016020967A1 - 鋼線のゴム被覆装置 - Google Patents

Abstract

鋼線（１００）のゴム被覆装置（３０）は、水を所定の温度範囲に加熱する加熱装置（５０）と、鋼線（１００）と接触し、内部に水用の通路（４４）が形成された伝熱ローラ（４０Ａ，４０Ｂ）と、伝熱ローラ（４０Ａ，４０Ｂ）により加熱された鋼線（１００）にゴムを被覆させる押出機（６０）とを備える。

Description

本発明は、ビードコア用の鋼線にゴムを被覆するための鋼線のゴム被覆装置に関する。

従来より、ビードコア用の鋼線にゴムを被覆するための被覆装置が知られている。例えば、特許文献１のゴム被覆装置は、電磁誘導加熱コイルまたはコイルヒータにより鋼線を加熱し、加熱した鋼線にゴムを押し出す。鋼線が予め加熱されているため、鋼線に接触したゴムが熱により軟化して鋼線に付着し、鋼線がゴムにより被覆される。

特開２００４−３４５３１２号公報

鋼線にゴムを付着させるときの鋼線の温度が過度に高い場合、ゴムが変質するおそれがある。特許文献１のゴム被覆装置は、鋼線にゴムを被覆した後のゴムの被覆径に応じて、鋼線の加熱温度を制御している。しかし、鋼線の供給が一時停止する等したときには、被覆径を測定する部分のゴムの被覆径が変化しないため、加熱温度の制御が行われない。また、鋼線の温度が適切な範囲を超えても、ゴムの被覆径が変化しない限りは、加熱温度の制御が行われない。このため、鋼線の温度が適切な範囲を超え、ゴムが変質するおそれがある。

本発明の目的は、鋼線の温度を適切な範囲に維持しやすい鋼線のゴム被覆装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、鋼線のゴム被覆装置は、熱媒体を所定の温度範囲に加熱する加熱装置と、鋼線に接触し、内部に前記熱媒体用の空間が形成された伝熱部材と、前記伝熱部材により加熱された前記鋼線にゴムを被覆させる押出機とを備える。

上記構成によれば、熱媒体により加熱された伝熱部材が、鋼線に熱を伝達する。熱媒体は、加熱装置により所定の温度範囲になるように加熱されている。このため、伝熱部材および鋼線の温度が、熱媒体の温度以上にはならない。このため、鋼線の温度を適切な範囲に維持しやすい。

本鋼線のゴム被覆装置は、鋼線の温度を適切な範囲に維持しやすい。

本発明の一実施形態のビードコア成形装置を示す正面図。 ビードコア成形装置の伝熱ローラの側面図。 図２の３−３線に沿った断面図。

以下、鋼線のゴム被覆装置の実施形態について説明する。
図１に示すように、ビードコア成形装置１０は、鋼線１００を供給する供給装置２０、鋼線１００をゴムにより被覆するゴム被覆装置３０、鋼線１００の張力を調整するフェスツーン装置７０、および、ゴムにより被覆された鋼線１００を巻き付けてビードコアを成形するフォーマ８０を備えている。

ゴム被覆装置３０は、ベース３１、ベース３１に立てられる支持板３２、伝熱部材である第１の伝熱ローラ４０Ａ、伝熱部材である第２の伝熱ローラ４０Ｂ、伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂを加熱するための加熱装置５０、および、鋼線１００にゴムを被覆させる押出機６０を備えている。

図２に示すように、２つの伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂは、支持板３２から突出した回転軸４１を備えている。各回転軸４１は、支持板３２に対して回転可能に取り付けられている。２つの伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂは、縦に並んでいる。各伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂの外周面には、複数の溝４２が形成されている。複数の溝４２は、回転軸４１の軸方向に並んでいる。第２の伝熱ローラ４０Ｂの軸方向は、第１の伝熱ローラ４０Ａの軸方向に対して傾斜している。このため、第２の伝熱ローラ４０Ｂの溝４２は、第１の伝熱ローラ４０Ａの溝４２に対して傾斜している。

鋼線１００は、供給装置２０から供給された後、第１の伝熱ローラ４０Ａの支持板３２から最も遠い（以下、前側）溝４２に巻き掛けられる。その後、鋼線１００は、第２の伝熱ローラ４０Ｂの最も前側の溝４２に巻き掛けられて、再び第１の伝熱ローラ４０Ａに巻き掛けられる。上述したように、第２の伝熱ローラ４０Ｂの溝４２は、第１の伝熱ローラ４０Ａの溝４２に対して傾斜している。このため、鋼線１００は、第２の伝熱ローラ４０Ｂの溝４２に巻き掛けられた後、再び第１の伝熱ローラ４０Ａに巻き掛けられるとき、前回巻き掛けられた溝４２の後側に隣り合う溝４２に巻き掛けられる。このようにして、鋼線１００は、第１の伝熱ローラ４０Ａの溝４２および第２の伝熱ローラ４０Ｂの溝４２に、前側から後側に向かって順次巻き掛けられる。鋼線１００は、第１の伝熱ローラ４０Ａと第２の伝熱ローラ４０Ｂとの間において、鉛直方向に延びている。つまり、鋼線１００は、第１の伝熱ローラ４０Ａと第２の伝熱ローラ４０Ｂとの間において、伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂの軸方向に対して斜めに延びている。このため、第１の伝熱ローラ４０Ａと第２の伝熱ローラ４０Ｂとの間の部分において鋼線１００が捩じれることを抑制できる。鋼線１００は、第１の伝熱ローラ４０Ａの最も後側の溝４２に巻き掛けられた後、押出機６０に送り出される。

図３を参照して、伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂの内部構造について説明する。なお、第１の伝熱ローラ４０Ａおよび第２の伝熱ローラ４０Ｂの内部構造は共通しているため、第１の伝熱ローラ４０Ａの図示は省略する。

各伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂの内部には、熱媒体用の空間である加熱室４７が形成されている。加熱室４７には、伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂと同心の円形の区画板４３が配置されている。区画板４３は、加熱室４７を、前側の第１の加熱室４８と、後側の第２の加熱室４９とに区画している。第１の加熱室４８の外周側の部分は、第２の加熱室４９の外周側の部分と連通している。

各伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂの回転軸４１の内部には、軸方向に延びる排出孔４６が形成されている。排出孔４６の内部には、軸方向に延びる供給パイプ４５が配置されている。供給パイプ４５の前端は、加熱室４７の内部において区画板４３に接続されている。

供給パイプ４５は、熱媒体である水を第１の加熱室４８に供給するための供給通路４５Ａの一部を形成している。排出孔４６と供給パイプ４５との間の空間は、第２の加熱室４９に供給された水を加熱室４７から排出するための排出通路４６Ａの一部を形成している。

供給通路４５Ａおよび排出通路４６Ａは、加熱装置５０に接続されている。加熱装置５０は、ポンプ５１およびヒータ５２を備えている。ポンプ５１は、水を加圧するとともに供給通路４５Ａに送り出す。ヒータ５２は、ポンプ５１により加圧された水を、加圧された水の沸点を上限とする所定の温度範囲にまで加熱する。所定の温度範囲は、好ましくは、１００〜１１０℃である。ヒータ５２は、例えば、電熱ヒータである。

水は、供給通路４５Ａ、第１の加熱室４８、溝４２の付近である第１の加熱室４８および第２の加熱室４９の連通部分、および、第２の加熱室４９の順に通過して、排出通路４６Ａに流入する。排出通路４６Ａに流入した水は、加熱装置５０に戻り、再び加熱されて供給通路４５Ａに送り出される。水は、伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂに熱を伝達する。

図１に示すように、鋼線１００は、伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂと接触することにより伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂから熱を受け取った後、押出機６０のヘッド６１を通過する。ヘッド６１は、鋼線１００の外周面に未加硫のゴムを押し出す。ゴムは、加熱された鋼線１００に付着して、鋼線１００の表面を被覆する。ゴム被覆された鋼線１００は、フェスツーン装置７０の２つの冷却ローラ７１に巻き掛けられる。

２つの冷却ローラ７１は、縦に並べられて支持板３２に取り付けられている。２つの冷却ローラ７１の内部には、図示しない冷却水用の通路が形成されている。このため、鋼線１００に付着したゴムは、２つの冷却ローラ７１を周回する間に冷却されて、硬化する。

フェスツーン装置７０は、下側の冷却ローラ７１の下方に、調整ローラ７２を備えている。ゴム被覆された鋼線１００は、２つの冷却ローラ７１に複数回にわたり巻き掛けられた後、上側の冷却ローラ７１および調整ローラ７２に複数回にわたり巻き掛けられる。調整ローラ７２は、支持板３２に対して、縦方向に移動可能に取り付けられている。フェスツーン装置７０は、調整ローラ７２を縦方向に移動させることにより、上側の冷却ローラ７１と調整ローラ７２とに巻き掛けられる鋼線１００の長さを調整する。供給装置２０は、一定の速度で鋼線１００をゴム被覆装置３０に送り出す。フォーマ８０に所定量の鋼線１００が巻き付けられると、フォーマ８０は、鋼線１００の巻き付けを一時的に停止し、巻き付けられた鋼線１００を取り外す。フェスツーン装置７０は、上側の冷却ローラ７１と調整ローラ７２とに巻き掛けられる鋼線１００の長さを調整することにより、ゴム被覆装置３０からの鋼線１００の送り出し量とフォーマ８０への鋼線１００の送り出し量とを調整する。

ゴム被覆装置３０の作用について説明する。
従来のゴム被覆装置は、電磁誘導加熱コイルを用いて鋼線１００を加熱する。この場合、コイルに発生する磁束によって、鋼線１００の内部に渦電流を発生させて、鋼線１００を自己発熱させる。鋼線１００に発生する渦電流が大きくなるほど、鋼線１００の温度は上昇する。また、鋼線１００の供給が一時的に停止する等して鋼線１００が磁束にさらされる時間が長くなるほど、鋼線１００の温度は上昇する。このため、鋼線１００の温度が過度に高くなるおそれがあり、鋼線１００の温度を所定の温度範囲にすることが難しい。

また、別の従来のゴム被覆装置は、コイルヒータを用いて鋼線１００を加熱する。この場合、コイルヒータに発生した熱が、鋼線１００に伝達される。コイルヒータへの通電量が大きくなるほど、また、コイルヒータへの通電時間が長くなるほど、コイルヒータの温度は上昇する。このため、鋼線１００の温度も、コイルヒータの温度と共に上昇する。このため、鋼線１００の温度を所定の温度範囲に設定することが難しい。また、コイルヒータの温度が過度に上昇または下降したとき、コイルヒータへの通電量を変化させて、コイルヒータの温度を変化させる。この場合、コイルヒータへの通電量を変化させてからコイルヒータの温度が変化するまでに時間がかかる。このため、鋼線１００の温度を変化させるのにも時間がかかり、鋼線１００の温度を所定の温度範囲にすることが難しい。

また、更に別の従来のゴム被覆装置は、鋼線１００のゴムの被覆径を測定して、測定結果に応じて鋼線１００の加熱を制御する。この場合、鋼線１００の温度が適切な範囲を超えていても、ゴムの被覆径が変化しない限りは、鋼線１００の温度が制御されない。このため、例えば、鋼線１００の供給が一時的に停止する等したとき、鋼線１００の温度が過度に上昇する。このため、鋼線１００の温度を適切な範囲に維持することが難しい。

一方、ゴム被覆装置３０では、水が加熱装置５０により所定の温度範囲になるように加熱される。そして、水の熱が伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂを介して鋼線１００に伝達される。すなわち、鋼線１００は、水の温度を超えない範囲で加熱される。このため、鋼線１００の温度を適切な範囲に維持しやすい。

この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ゴム被覆装置３０では、鋼線１００が、水の温度を超えない範囲で加熱される。このため、鋼線１００の温度を適切な範囲に維持しやすい。また、水は、加熱装置５０により所定の温度範囲になるように加熱される。このため、鋼線１００の温度を測定する温度センサを用いる構成と比較して、ゴム被覆装置３０の構成を簡便にすることができる。

従来のゴム被覆装置のように、電磁誘導加熱コイルまたはコイルヒータを回転体である伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂの内部に配置すると、コイルも、伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂと共に回転する。このため、コイルへの通電のためにスリップリング等が必要になり、装置の構造が複雑化する。これに対し、ゴム被覆装置３０は水を用いて鋼線１００を加熱するため、鋼線１００を加熱するための構造を簡素化することができる。

（２）鋼線１００の加熱に用いられる熱媒体は水であり、鋼線１００は、水の沸点を含む温度範囲に維持される。このため、加熱装置５０では、水の沸騰に必要な熱量を越える熱量を水に付与しても、水の温度が沸点よりも高くならない。このため、水の温度を簡単に所定の温度範囲に維持することができ、鋼線１００の温度を維持しやすい。

（３）加熱室４７の内部の水は、供給通路４５Ａおよび排出通路４６Ａを介して、伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂの外部との間で移動する。これにより、加熱室４７の内部においても水が移動する。このため、加熱室４７の内部において熱の偏りが発生することが低減される。

（４）排出通路４６Ａが、供給通路４５Ａの外側に形成されている。このため、排出通路４６Ａ内の水が、供給通路４５Ａ内の水の温度の低下を抑制する。このため、加熱室４７に供給される水の温度の低下を抑制できる。

（５）加熱室４７は、区画板４３により、第１の加熱室４８と第２の加熱室４９とに区画されている。これにより、加熱室４７の内部において水の流路が形成される。このため、加熱室４７の内部において熱の偏りが発生することがさらに低減される。また、第１の加熱室４８の外周側の部分は、第２の加熱室４９の外周側の部分と連通している。これにより、水の流路が溝４２に近い部分に形成されるため、溝４２の付近へ水の熱が伝達されやすくなる。よって、溝４２に巻き掛けられている鋼線１００を効率的に加熱することができる。

（６）鋼線１００は、２つの伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂに巻き掛けられている。このため、鋼線１００と伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂとの接触面積が大きくなり、伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂの熱を鋼線１００に十分に伝達することができる。このため、鋼線１００の温度を水の温度付近まで十分に上昇させることができる。

前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・熱媒体を、水以外の流体に変更することもできる。
・水の温度を測定する温度センサを追加し、温度センサの測定結果に応じてヒータ５２の通電量を制御することもできる。

・ヒータ５２を加熱室４７の内部に配置して、加熱室４７の内部の水を直接的に加熱することもできる。この場合、供給通路４５Ａおよび排出通路４６Ａを省略できる。
・伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂを１つのみにすることもできる。

・供給通路４５Ａを排出通路４６Ａの外側に配置することもできる。具体的には、供給パイプ４５の内部を排出通路４６Ａとし、排出孔４６と供給パイプ４５との間を供給通路４５Ａとする。

・伝熱ローラ４０Ａ，４０Ｂを、内部に加熱室４７を備える板形状の伝熱部材にすることもできる。この場合、板形状の伝熱部材の表面に、鋼線１００を接触させる。

３０…ゴム被覆装置、４０Ａ…第１の伝熱ローラ（伝熱部材）、４０Ｂ…第２の伝熱ローラ（伝熱部材）、４１…回転軸、４２…溝、４３…区画板、４５Ａ…供給通路、４６Ａ…排出通路、４７…加熱室（熱媒体用の空間）、４８…第１の加熱室、４９…第２の加熱室、５０…加熱装置、６０…押出機、１００…鋼線。

Claims (6)

1. 熱媒体を所定の温度範囲に加熱する加熱装置と、
   鋼線に接触し、内部に前記熱媒体用の空間が形成された伝熱部材と、
   前記伝熱部材により加熱された前記鋼線にゴムを被覆させる押出機と
   を備える鋼線のゴム被覆装置。
2. 前記熱媒体は水であり、
   前記所定の温度範囲は、前記熱媒体の沸点を含む
   請求項１に記載の鋼線のゴム被覆装置。
3. 前記鋼線が巻き掛けられる溝が形成される外周面を有する伝熱ローラを備え、
   前記伝熱ローラの回転軸の内部には、前記伝熱部材の内部に形成される前記熱媒体用の空間に前記熱媒体を供給するための供給通路と、前記熱媒体用の空間から前記熱媒体を排出するための排出通路とが形成されている
   請求項１または２に記載の鋼線のゴム被覆装置。
4. 前記回転軸の内部において、前記供給通路が前記排出通路の内側に形成されている
   請求項３に記載の鋼線のゴム被覆装置。
5. 前記伝熱ローラは、前記熱媒体用の空間において前記伝熱ローラと同心の円形の区画板を備え、
   前記熱媒体用の空間は、前記区画板により、前記供給通路に接続される第１の加熱室と、前記排出通路に接続される第２の加熱室とに区画され、
   前記第１の加熱室の外周側の部分は、前記第２の加熱室の外周側の部分と連通している
   請求項４に記載の鋼線のゴム被覆装置。
6. 前記伝熱ローラは、第１の伝熱ローラと第２の伝熱ローラとを含み、
   前記鋼線は、前記第１の伝熱ローラおよび前記第２の伝熱ローラに複数回にわたり巻き掛けられる
   請求項３〜５のいずれか一項に記載の鋼線のゴム被覆装置。

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