KR101407164B1 - 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

환상 동심 꼬임 비드코드의 제조방법 및 제조장치 Download PDF

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유이치 사노
히토시 와카하라
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토치기 스미토모 덴코 가부시키가이샤
스미토모 덴코 스틸 와이어 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 환상 코어를 정위치에서 주위방향으로 회전시키면서, 측선 와이어를 감은 릴을, 환상 코어에 대해서 진자운동과 직각이동을 반복 실행시켜서, 측선 와이어를, 환상 코어의 주위에 나선형상으로 연속해서 감아서 시스(sheath)층을 형성하는 환상 동심 꼬임 비드코드를 제조하는 방법이며, 시스층을 형성할 때에, 환상 코어에의 측선 와이어의 감기점을 통과하는 환상 코어의 원의 접선 H를 기준으로 해서, 이 수평선 H보다도 상부쪽에서 15도 이내, 하부쪽에서 55도 이내의 각도범위에서 측선 와이어가 환상 코어의 감기점에 감기도록, 릴의 진자운동의 지점(支點)을 결정한 것을 특징으로 한다.

Description

환상 동심 꼬임 비드코드의 제조방법 및 제조장치{METHOD AND APPARATUS OF MANUFACTURING ANNULAR CONCENTRIC STRANDED BEAD CORD}
본 발명은, 공기타이어의 비드부분에 매입되는 비드코드, 특히, 환상 코어의 주위에, 측선 와이어를 나선형상으로 연속해서 감아 형성한 시스(sheath)층을 1층 또는 복수 층 형성한 환상 동심 꼬임 비드코드를 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
환상 동심 꼬임 비드코드는, 각종 차량의 타이어에 사용되고 있다.
이 환상 동심 꼬임 비드코드는, 도 9(a), 도 9(b)에 도시한 바와 같이, 환상 코어(1)의 주위에 측선 와이어(2)의 시스층을 형성한 것이며, 측선 와이어(2)를, 환상 코어(1)의 링의 바깥쪽에서 링의 안을 통과시키고, 다시 링의 바깥쪽에서 링의 안을 통과시킴으로써, 환상 코어(1)에 측선 와이어(2)를 나선형상으로 연속감기하여 제조되어 있다.
환상 동심 꼬임 비드코드를 제조하는 방법으로서는, 종래, 다음과 같은 방법이 개시되어 있다.
우선, 일본국 특허제3499261호 공보에는, 환상 코어의 주위에 측선 와이어를 나선형상으로 권회(卷回)할 때에, 측선 와이어로서, 사전에 환상 코어의 적어도 2배 이상의 직경에 특성을 맞춘 것을 사용해서 비드코드를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의해 제조된 비드코드를 타이어에 사용했을 경우, 이른바 탄력성이 있다고 하는 필링감을 얻을 수 있으며, 그립력, 선회력, 응답성이 향상된다고 기재되어 있다.
또, 일본국 특개2001-47169호 공보에는, 도 10에 도시한 바와 같이, 척(chuck) 기구에 의해서 측선 와이어(2)의 선단부를 환상 코어(1)에 일시고정하고, 환상 코어(1)를 주위방향으로 회전시키면서, 환상 코어(1)의 안팎으로 릴(3)을 공전시킴으로써, 측선 와이어(2)를 환상 코어(1)의 외주에 나선형상으로 감고, 환상 코어(1)에 일시고정된 측선 와이어(2)의 선단부가 릴(3)의 공전위치와 중첩되기 전에 척 기구를 환상 코어(1)로부터 개방하고, 척 기구와 릴(3)과의 간섭을 회피해서 릴(3)의 공전을 계속시킨다고 하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은, S감기와 Z감기를 번갈아 다층감기로 할 수 있으며, 측선 와이어(2)의 뒤얽힘, 꼬임 등의 문제가 방지되고, 비드코드의 생산성 및 품질을 대폭으로 향상시킬 수 있다고 기재하고 있다.
또, 일본국 특개2004-98640호 공보에는, 측선 와이어의 선단부를 환상 코어에 고정하지 않아서 뒤얽히게 하거나 일시고정하며, 또한 자유롭게 회전할 수 있도록 해 두고, 환상 코어보다 작은 직경으로 벤딩해서 감겨 있는 릴의 평면이동 및 환상 코어의 상하작동과 환상 코어의 회전을 조합하여, 측선 와이어를 환상 코어에 강선의 굽힘 응력에 의해서 뒤얽히게 하고, 연회(撚回) 응력이 발생하지 않도록 해 서, 비드코드의 제조를 실행하는 방법이 개시되어 있다.
또한, WO2004/018187A1에는, 도 12에 도시한 바와 같이, 측선 와이어(2)를 감은 릴(3)을 소정위치에 고정하고, 환상 코어(1)를 주위방향으로 회전시키는 구동유닛(5)을, 환상 코어(1)면을 따라서 직선적으로 왕복운동시키고, 이 왕복 주기의 일단부에서, 릴(3)이 환상 코어(1)의 링의 바깥에 위치하고(도 12의 실선위치), 왕복 주기의 타단부에서, 릴(3)이 환상 코어(1)의 링의 안에 위치하며(도 12의 파선위치), 환상 코어(1)의 링의 바깥과 안의 위치에서, 릴(3)을 환상 코어(1)의 면에 대해서 횡단 이동시키도록 이동함으로써, 릴(3)로부터 풀리는 측선 와이어(2)를, 환상 코어(1)의 주위에 나선형상으로 연속해서 감도록 하여 비드코드를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 일본국 특개2006-110981호 공보에는, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 릴(3)을 소정위치에서 환상 코어(1)의 코어면을 횡단 왕복시키고, 환상 코어(1)를, 측선 와이어(2)의 감기점으로 되는 클램프유닛(4)을 지점(支點)으로 해서, 진자운동시킴으로써, 릴(3)에서 측선 와이어(2)의 감기점까지의 거리를 거의 일정하게 유지하고, 감을 때에, 릴(3)로부터 풀리는 측선 와이어(2)가 이완되거나 하지 않고, 일정한 장력으로 측선 와이어(2)가 환상 코어(1)에 감기도록 한 비드코드의 제조방법이 개시되어 있다.
그런데, 비드코드에 있어서 형상의 안정성은, 최대중요품질이지만, 상기 각 특허문헌에 개시된 방법에 의해서 제조되는 비드코드에는, 다음과 같은 문제가 있었다.
일본국 특허제3499261호 공보에 개시된 방법에 의해서 제조되는 비드코드의 경우, 타이어의 탄력성을 좋게 하기 위해서 환상 코어의 반경보다도 2배 이상의 반경으로, 미리 맞춘 측선 와이어를 권회하도록 하고 있다. 이로 인해서, 자동화되기 어려워서, 비용상승의 요소가 많다. 또, 환상 코어의 주위를 권회하는 측선 와이어의 코일직경이 큰 경우, 일손을 빌려 권회하는 것도 힘들고, 미리 맞춰져 있으므로, 풀 때에 저항이 증가하여, 감을 때의 트러블의 원인이 된다. 또, 측선 와이어를 릴에 감은 후, 환상 코어의 주위를 권회시킬 때에, 항상 일정이상의 장력을 부가해두지 않으면 감기가 이완되고, 약간의 장력에도 환상 코어가 변형되기 쉬워서, 감기성에 악영향을 미친다.
다음에, 일본국 특개2001-47169호 공보에 개시된 방법의 경우, 척 기구에 의한 환상 코어의 일시고정과, 환상 코어를 주위방향으로 회전시키면서, 환상 코어의 안팎으로 릴을 공전시키기 때문에, 환상 코어에 감는 각도가 크게 변화되는 동시에, 동작 자체에 불필요한 것이 많으며, 장치 자체도 대형으로 된다.
또, 일본국 특개2001-47169호 공보에 개시된 방법의 경우, 도 10의 개념도에 도시한 바와 같이, 환상 코어(1)의 안팎에서 릴(3)을 공전시키기 때문에, 도 11(a) 에 도시한 바와 같이, 측선 와이어(2)와 환상 코어(1)가 평행하게 되는 감기 진동각 βs가 0°인 상태에서, 도 11(b)에 도시한 바와 같이, 릴(3)이 환상 코어(1)로부터 이간한 감기 진동각 βs가 약 50°인 상태로 될 때까지, 감기 진동각 βs가 변화되면서, 측선 와이어(2)가 환상 코어(1)에 감기게 된다. 일반적으로 시판되고 있는 타이어에 사용되고 있는 비드코드의 꼬임각 β는, 이륜차용 1+m 꼬임구조로, 3.5 ~ 5.5°, 승용차ㆍ경트럭용 1+m+n 꼬임구조로 7°정도이기 때문에, 감기 진동각 βs와 꼬임각 β와의 차가 상기와 같이 커지면, 연속해서 감는 측선 와이어(2)의 배열상태에 장애가 발생하기 쉬워서, 코드성형성이 양호하지 않다고 하는 문제가 있었다.
또한, 환상 코어(1)의 안팎에서 릴(3)을 공전시키는 일본국 특개2001-47169호 공보의 방법인 경우, 릴(3)이 원 궤도를 따라서 이동하기 때문에, 동작이 장황하며, 다 감을 때까지에 장시간을 필요로 한다. 또, 측선 와이어(2)에 일정 장력을 부가하도록 해서 감고 있기 때문에, 환상 코어(1)가 주위방향으로 인장되어서 사행하기 쉬우며, 감기성이 악화한다고 하는 문제도 있었다.
다음에, 일본국 특개2004-98640호 공보에 개시된 방법의 경우, 환상 코어가 수평하게 놓여서 복잡한 동작을 하기 때문에, 일본국 특개2001-47169호 공보의 경우와 마찬가지로, 감기 진동각 βs가 크게 변화하는 요소를 구비하고 있으며, 감기성이 불안정하게 된다. 또, 릴의 수평이동도 한 번 걸러 되돌아가는 동작이며, 2배의 시간이 소요되기 때문에, 완성되는 데에 2배의 시간을 필요로 한다. 또, 감을 때에 기둥이 되는 환상 코어의 동작을 극력 제한하지 않으면, 감기성이 불안정하게 되기 쉽다. 특히, 환상 코어를 중력방향에 두고, 그것을 중력방향으로 상하 이동시키며, 또한, 측선 와이어를 감고 있는 릴을 단속적으로 동작시키므로, 감기성이 악화한다.
또, 도 12에 도시한 WO2004/018187A1의 경우, 릴(3)을 소정위치에 고정하고, 구동유닛(5) 자체를 직선적으로 왕복 동작시킴으로써, 릴(3)이 환상 코어(1)의 링의 안과, 링의 바깥에 위치하도록, 릴(3)에 대해서, 환상 코어(1)가 근접되거나, 이간하거나 한다. 이로 인해서, 이 환상 코어(1)가 릴(3)에 근접하는 방향으로 이동할 때에는, 측선 와이어(2)가 이완되는 방향으로 압압되고, 반대로, 환상 코어(1)가 릴(3)로부터 이간하는 방향으로 이동할 때에는, 측선 와이어(2)가 인장되므로, 측선 와이어(2)의 환상 코어(1)에 대한 감기점이, 환상 코어(1)의 이동에 따라서 크게 빗나가 이동하고, 측선 와이어(2)가 정렬되기 어려워서, 측선 와이어(2)의 배열에 장애가 발생하기 쉽다.
또, 도 13 및 도 14에 도시한 일본국 특개2006-110981호 공보의 경우, 주위방향으로 회전하는 환상 코어(1)를, 측선 와이어(2)의 감기점이 되는 클램프유닛(4)을 지점으로 해서, 진자운동시키고 있으므로, 장치 전체가 대규모이며, 환상 코어(1)의 주위방향의 회전도 불안정하게 되고, 측선 와이어(2)의 배열에 장애가 발생하기 쉽다.
그래서, 본 발명은, 감기 동작이 신속하며, 또한 감기성이 양호하고, 또한 환상 코어의 주위방향의 회전을 안정화시킴으로써, 측선 와이어의 배열상태에 장애가 없는 성형성이 양호한 환상 동심 꼬임 비드코드를 제조하는 방법과 장치를 제공 하고자 하는 것이다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서, 환상 코어를 주위방향으로 회전시키면서, 상기 환상 코어의 링의 안과 바깥에서, 측선 와이어를 감은 릴을 환상 코어면에 대해서 횡단 왕복시켜서 권회 이동을 반복하고, 릴로부터 풀리는 측선 와이어를, 환상 코어면에 대한 측선 와이어의 감기 진동각 βs가, 29도를 초과하지 않도록 릴을 횡단 이동시킴으로써, 환상 코어의 주위에 나선형상으로 연속해서 감아 시스층을 1층 또는 복수 층 형성하는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조방법에 있어서, 환상 코어면에 대한 릴의 면 내 이동이 진자운동이며, 진자 주기의 일단부에서, 상기 릴이 환상 코어의 링의 안을 횡단하는 위치로, 진자 주기의 타단부에서, 상기 릴이 환상 코어의 링의 바깥을 횡단하는 위치로 이동시키고, 상기 릴을, 환상 코어의 링의 안과 바깥에서, 환상 코어면에 대해서 횡단 이동을 반복함으로써, 릴로부터 풀리는 측선 와이어를 환상 코어의 주위에 나선형상으로 연속해서 감고, 릴로부터 풀리는 측선 와이어와, 환상 코어에의 측선 와이어의 감기점을 통과하는 환상 코어의 원의 접선이 이루는 각도가, 이 접선에 대해서 환상 코어와 반대쪽에서 15도 이내, 환상 코어쪽에서 55도 이내로 되도록, 릴의 진자운동의 지점위치를 설정한 것이다.
또한, 감기점은, 측선 와이어가 환상 코어의 주위 위에 감길 때의 측선 와이어와 환상 코어의 접점이다.
본 발명에서는, 우선, 환상 코어면에 대한 측선 와이어의 감기 진동각 βs 가, 29도를 초과하지 않도록 릴을, 환상 코어면에 대해서 횡단 왕복시키고 있다.
이것에 의해, 릴이 환상 코어면으로부터 이간하는 동작을 최소한으로 해서, 릴을 환상 코어면에 대해서 횡단 이동을 반복하는 것이 가능하게 되며, 릴로부터 풀리는 측선 와이어와 환상 코어와의 감기 진동각 βs를 작은 각도로 유지해서, 나선형상으로 연속해서 감을 수 있다.
다음에, 환상 코어를 정위치에서 주위방향으로 회전시키고, 릴을 환상 코어에 대해서 진자운동시키면, 릴의 진자운동의 지점의 위치에 의해서, 릴이 환상 코어의 링의 안을 횡단하는 위치에 있는 진자 주기의 일단부와, 릴이 환상 코어의 링의 바깥을 횡단하는 위치에 있는 진자 주기의 타단부에서, 환상 코어의 감기점을 통과하는 접선을 기준으로 해서 측선 와이어의 방향을 보았을 경우에, 릴로부터 풀려서 환상 코어의 감기점에 도달하는 측선 와이어의 방향이 변동된다. 감기점에 있어서의 환상 코어의 원의 접선과 측선 와이어의 방향이 이루는 각도가 크면, 측선 와이어의 배열상태가 악화한다.
이 배열상태에 미치는 영향은, 측선 와이어가 릴에, 환상 코어와 동일방향으로, 최소로 환상 코어의 코어직경의 55%정도까지의 코일직경으로 되도록 감겨 있기 때문에, 측선 와이어가, 환상 코어의 감기점의 바깥쪽으로부터 감기는 경우와, 환상 코어의 감기점의 안쪽으로부터 감기는 경우에서 다르며, 바깥쪽으로부터 감기는 경우의 쪽이, 측선 와이어의 배열상태에 미치는 영향이 크다. 측선 와이어의 배열상태에 악영향을 미치지 않는 각도로서는, 환상 코어에의 측선 와이어의 감기점을 통과하는 환상 코어의 원의 접선을 기준으로 해서, 환상 코어와 반대쪽에서 15도 이내, 환상 코어쪽에서 55도 이내의 범위이며, 이 각도 범위에서 측선 와이어가 환상 코어의 감기점에 감기도록, 릴의 진자운동의 지점위치를 결정할 필요가 있다.
또, 본 발명에서는, 환상 코어를 정위치에서 주위방향으로 회전시키고 있으므로, 안정된 상태에서 환상 코어가 회전되며, 측선 와이어의 감기에 장애가 거의 발생하지 않는다.
그리고, 릴을 진자운동시킴으로써, 환상 코어를 진자운동시키는 경우보다도 장치 전체를 현격히 소형화할 수 있다.
상기 측선 와이어의 감기 개시 단말은, 미가황 고무시트에 의해 일시고정해서, 릴로부터 풀리는 측선 와이어를, 환상 코어의 주위에 나선형상으로 연속해서 감도록 하는 것이 바람직하다. 미가황 고무는 타이어용 고무와 동질이기 때문에, 후속공정에 있어서 제거할 필요가 없다.
또, 측선 와이어가 팽창되는 것을 방지하고, 환상 코어에 측선 와이어를 나선형상으로 감을 때에, 효과적으로 측선 와이어의 강성을 분산시키기 위해서, 릴에 감기 전의 측선 와이어의 코일직경을 미리 다음식 중 어느 하나를 만족하도록, 조정해 두는 것이 바람직하다.
0.90DR ≤ DSO ≤ 3.3DR
또는
0.55 DC ≤ DSO ≤ 2.0DC
식 중, DR은, 릴의 외경, DSO는, 조정된 측선 와이어의 코일직경, DC는, 환상 코어의 중심직경이다.
또한, 나선형상으로 감을 때에, 측선 와이어의 약간의 이완을 허용하고, 측선 와이어가 팽창되는 것을 방지하기 위해서, 릴 외경보다 조금 큰 직경이며, 또한 릴 내부 폭에 상당하는 원통형상의 외주벽을 가지는 카세트 내에, 릴을 회전 가능하게 수용하고, 카세트의 외주벽에 형성한 인출구멍으로부터 측선 와이어를 인출하도록 하는 것이 바람직하다.
또, 릴로부터 풀리는 측선 와이어의 만곡방향을, 감기점에 있어서의 환상 코어의 만곡방향을 따른 방향으로 함으로써, 측선 와이어에 맞춰진 만곡형상이 환상 코어의 만곡방향을 따르도록 감기기 때문에, 측선 와이어의 감기 장애가 거의 발생하지 않게 된다. 한편, 측선 와이어의 만곡방향이 환상 코어의 만곡방향과 반대방향인 경우, 감은 측선 와이어가 환상 코어의 만곡방향에 반발해서 환상 코어의 진원도(眞圓度)가 붕괴해서 왜곡되기 때문에, 감기 장애가 발생하기 쉬워진다.
본 발명의 동심 꼬임 비드코드의 제조방법을 가능하게 하는 제조장치는, 환상 코어를 주위방향으로 회전시키는 구동유닛과, 환상 코어의 감기부에 측선 와이어를 공급하는 릴과, 이 릴을 환상 코어의 면을 따라서 진자운동시키고, 릴의 진자 주기의 일단부에서, 상기 릴이 환상 코어의 링의 안을 횡단하는 위치로, 진자 주기의 타단부에서, 상기 릴이 환상 코어의 링의 바깥을 횡단하는 위치로 이동시키는 진자기구와, 환상 코어의 주위방향의 회전을 방해하지 않는 거리를 두고 환상 코어의 면을 사이에 두고 대향하는 릴이동기구를 구비하고, 상기 릴을, 환상 코어의 링의 안과 바깥에서, 환상 코어면에 대해서 횡단 이동을 반복함으로써, 릴로부터 풀 리는 측선 와이어를 환상 코어의 주위에 나선형상으로 연속해서 감고, 릴로부터 풀리는 측선 와이어와, 환상 코어에의 측선 와이어의 감기점을 통과하는 환상 코어의 원의 접선이 이루는 각도가, 이 접선에 대해서 환상 코어와 반대쪽에서 15도 이내, 환상 코어쪽에서 55도 이내로 되도록, 릴의 진자운동의 지점위치를 설정하고 있다.
여기서, 릴로부터 풀리는 측선 와이어와, 환상 코어에의 측선 와이어의 감기점을 통과하는 수평선이 이루는 각도란, 측선 와이어의 인출 시에 있어서의, 와이어의 릴 감기 표면이 이간하는 점과 감기점을 연결하는 직선과, 측선 와이어의 감기점을 통과하는 수평선이 이루는 각도를 의미한다(도 1의 α1과 α2 참조).
상기 구동유닛에는, 환상 코어를 미끄러짐이 없는 안정된 상태에서 주위방향으로 회전시키는 2개의 핀치롤러와, 측선 와이어의 공급쪽에, 환상 코어와 측선 와이어의 감기점의 전체둘레를 유지하여, 횡방향의 진동을 방지하면서, 감기점의 위치결정을 실행하는 클램프유닛을 구비하고 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 릴을 진자운동시키므로, 감기 동작이 신속하고, 또한 감기성이 양호하며, 또한 환상 코어의 주위방향의 회전을 안정화시킴으로써, 측선 와이어의 배열상태에 장애가 없는 성형성이 양호한 환상 동심 꼬임 비드코드를 제조할 수 있다.
본 발명에 관련되는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조장치의 일례를 도 1 ~ 도 8에 의거해서 설명한다.
이 제조장치는, 환상 코어(1)를 정위치에서 주위방향으로 회전시키는 구동유닛(10)과, 릴(21)에 감긴 측선 와이어(2)를 환상 코어(1)의 감기부에 공급하는 측선 와이어(2)의 공급부(20)를 가진다.
구동유닛(10)은, 환상 코어(1)를 수직면 내에 있어서 주위방향으로 회전시키도록, 구동모터와 연결된 2개의 핀치롤러(12a, 12b)를 가지며, 핀치롤러(12a, 12b)는, 고정대(14) 위의 지주(支柱)(11)에 설치되어 있다.
상기 지주(11)에는, 환상 코어(1)의 회전방향과 반대방향에 위치하는 측선 와이어(2)의 공급쪽에, 환상 코어(1)의 주위를 포위하는 클램프유닛(13)을 설치하고 있다. 이 클램프유닛(13)은, 2개의 롤러(13a, 13b)로 이루어지며, 환상 코어(1)의 전후방향의 진동을 방지하고, 수직면 내에 있어서 안정된 주위방향 회전을 유지하고 있다. 이 클램프유닛(13)에 의해, 측선 와이어(2)의 감기점의 위치결정이 실행되며, 높은 감기성이 확보된다. 또한, 환상 코어(1)의 수직면 내에 있어서의 회전을 안정화시키기 위해서, 환상 코어(1)의 하부쪽 부분을 안내하는 안내롤러(15a, 15b)를, 지주(11)로부터 수평으로 연신하는 암(15)에 설치하고 있다.
상기 2개의 롤러(13a, 13b)로 이루어지는 클램프유닛(13)은, 환상 코어(1)의 횡방향의 진동을 방지하고, 최종완성코드직경으로도 환상 코어(1)의 주위를 포위해서, 안정된 주위방향 회전을 유지하며, 측선 와이어(2)의 꼬임시점으로서, 감기점을 고정하는 기능을 가지게 하면 되므로, 홈형상은 특별히 구애받지 않고, 도 6(a)에 도시한 바와 같이, ㄷ자를 반대로 한(コ) 홈형상 외에, 도 6(b)에 도시한 원호형상의 홈형상, 도 6(c)에 도시한 V자형의 홈형상이라도 된다.
측선 와이어(2)의 공급부(20)는, 진자운동한다. 그리고, 진자운동의 주기의 일단부에서, 도 1의 실선으로 도시한 바와 같이, 릴(21)이, 환상 코어(1)의 링의 바깥에 위치하고, 진자운동의 주기의 타단부에서, 도 1의 파선으로 도시한 바와 같이, 환상 코어(1)의 링의 안에 위치하도록, 공급부(20)를 지지하는 암(18)을 진자운동시키고 있다.
측선 와이어(2)의 공급부(20)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 측선 와이어(2)를 감은 릴(21)과, 이 릴(21)의 외경보다 조금 큰 직경이며, 또한 적어도 릴 내부 폭에 상당하는 원통형상의 외주벽을 가지는 카세트(23)로 이루어진다. 릴(21)은, 측선 와이어(2)의 감기면 전체를 피복하도록 카세트(23) 내에 회전 가능하게 수용되며, 소위 카트리지화되어 있다. 카세트(23)의 외주벽에는, 권출구멍이 형성되고, 이 권출구멍으로부터 측선 와이어(2)가 환상 코어(1)의 감기점의 클램프유닛(13)을 향해서 풀리고 있다.
측선 와이어(2)는, 미리 조정된 코일직경으로 릴(21)에 감겨 있으며, 공급부(20)의 카세트(23) 내에 세트되어 있다. 릴(21)에 감긴 측선 와이어(2)의 코일직경은, 사전에 다음식 중 어느 하나를 만족하도록 조정되어 있는 것이 바람직하다.
0.90DR ≤ DSO ≤ 3.3DR
또는
0.55DC ≤ DSO ≤ 2.0DC
식 중, DR은, 릴의 외경, DSO는, 조정된 측선 와이어의 코일직경, DC는, 환상 코어의 중심직경이다.
상기 측선 와이어(2)의 공급부(20)는, 전후 한 쌍의 대향하는 카세트스탠드(22)의 한쪽에 설치되어 있다. 카세트스탠드(22)는, 진자운동하는 암(18)의 상부에 설치되어 있다. 그리고, 카세트스탠드(22)는, 진자운동했을 때에, 측선 와이어(2)의 공급부(20)가 환상 코어(1)에 접촉하지 않는 거리를 두고, 환상 코어(1)를 사이에 두고 수직으로 한 쌍 설치되어 있다. 이 한 쌍의 카세트스탠드(22)의 선단부의 대향위치에는, 각각 카세트(23)를 끼웠다 뺐다 가능하게 장착할 수 있는 가이드로드(24)와, 한쪽의 가이드로드(24)에 장착된 카세트(23)를 다른 쪽의 가이드로드(24)로 이동하는 이동기구가 설치되어 있다. 이 이동기구는, 도 7에 도시한 바와 같이, 에어실린더(25)에 의해서 출입하는 로드(26)와, 이 로드(26)의 선단부에 설치된 카세트(23)의 중심부를 압압하는 압출판(27)에 의해서 구성되고, 에어실린더(25)의 로드(26)를 연신하고, 압출판(27)에 의해서 카세트(23)의 중심부를 압압함으로써, 한쪽의 가이드로드(24)에 장착된 카세트(23)를 다른 쪽의 가이드로드(24)로 이동시킬 수 있다.
암(18)은, 지주(11)의 아래쪽에 설치된 회전원반(31)과 크랭크샤프트(32)로 이루어지는 요동기구(30)에 의해서 진자운동하도록, 고정대(14)에 설치되어 있다.
측선 와이어(2)의 감기 개시는, 확실성을 기하여, 인적수단에 의해 미가황 고무시트나 점착테이프에 의해 측선 와이어(2)의 선단부를 환상 코어(1)에 일시고 정해서 두는 것이 바람직하다. 미가황 고무시트는 타이어용 고무와 동질이기 때문에, 이후에 제거할 필요는 없다. 이와 같이 측선 와이어(2)의 선단부를 환상 코어(1)에 일시고정하고 나서, 환상 코어(1)를 주위방향으로 회전시키고, S감기의 경우는, 측선 와이어(2)의 릴(21)이 환상 코어(1)의 면에 대해서 우측에 위치하고, 도 1에 실선으로 도시한 릴(21)이 환상 코어(1)의 링의 바깥에 위치하는 상태에서, 암(18)을, 도 1에 파선으로 도시한 릴(21)이 환상 코어(1)의 링의 안으로 들어가는 위치까지, 진자운동시키고, 카세트스탠드(22)의 선단부에 설치되어 있는 에어실린더(25)에 의해, 릴(21)을 환상 코어(1)의 면에 대해서 직각으로 이동시키며, 다른 쪽의 카세트스탠드(22)의 가이드로드(24)에 카세트(23)를 이동하면, 감기가 반감기 실행된다. 그 후, 도 1에 파선으로 도시한 릴(21)이 환상 코어(1)의 링의 안에 위치하는 상태에서, 도 1에 실선으로 도시한 릴(21)이 환상 코어(1)의 링의 바깥으로 나오는 위치까지, 암(18)을 진자운동시키고, 환상 코어(1)의 링의 바깥에서, 다시 에어실린더(25)에 의해 카세트(23)와 함께 릴(21)을 환상 코어면에 대해서 직각으로 이동시키면, 한 번 감기가 완료된다.
상기와 같이, 환상 코어(1)를 정위치에서 주위방향으로 회전시키고, 릴(21)을 환상 코어(1)에 대해서 진자운동시키면, 릴(21)의 진자운동의 지점(19)의 위치, 즉, 암(18)의 하단부의 지점(19)의 수평방향의 위치에 의해서, 릴(21)이 도 1의 파선으로 도시한 환상 코어(1)의 링의 안을 횡단하는 위치에 있는 진자 주기의 일단부와, 릴(21)이 도 1의 실선으로 도시한 환상 코어(1)의 링의 바깥을 횡단하는 위치에 있는 진자 주기의 타단부에서, 환상 코어(1)의 감기점을 통과하는 접선(본 실 시형태에서는, 수평선) H를 기준으로, 릴(21)로부터 풀려서 환상 코어(1)의 감기점에 도달하는 측선 와이어(2)의 방향을 보았을 경우, 수평선을 기준으로 해서 측선 와이어(2)의 방향이 상하로 변동된다. 이 상하변동에 의해서 발생하는 수평선 H와 측선 와이어(2)의 방향의 각도 α1, α2가 지나치게 크면, 측선 와이어의 배열상태가 악화한다.
각도 α1, α2란, 도 1에 도시한 바와 같이, 측선 와이어의 인출 시에 있어서의, 와이어의 릴 감기표면이 이간하는 점과 감기점을 연결하는 직선과, 측선 와이어의 감기점을 통과하는 환상 코어(1)의 원의 접선(수평선) H가 이루는 각도를 의미한다.
이 배열상태에 미치는 영향은, 측선 와이어(2)가 릴(21)에, 환상 코어(1)와 동일방향으로, 최소로 환상 코어의 코어직경의 55%정도까지의 코일직경으로 되도록 감겨 있기 때문에, 측선 와이어(2)가, 환상 코어(1)의 감기점의 위쪽(접선에 대해서 환상 코어와 반대쪽)으로부터 감기는 경우와, 환상 코어의 감기점의 아래쪽(접선에 대해서 환상 코어가 있는 쪽)으로부터 감기는 경우에서 다르며, 위쪽으로부터 감기는 경우의 쪽이, 측선 와이어(2)의 배열상태에 미치는 영향이 크다. 측선 와이어(2)의 배열상태에 악영향을 미치지 않는 각도로서는, 환상 코어(1)에의 측선 와이어(2)의 감기점을 통과하는 환상 코어(1)의 원의 접선(수평선) H를 기준으로 해서, 이 수평선 H보다도 상부쪽에서 15도 이내, 하부쪽에서 55도 이내의 범위이며, 이 각도범위에서 측선 와이어가 환상 코어의 감기점에 감기도록, 릴(21)의 진자운 동의 지점, 즉, 암(18)의 지점(19)의 수평방향의 위치가 결정된다.
다음에, 측선 와이어(2)를 감은 릴(21)의 이동궤적과, 진자운동하는 릴(21)의 이동궤적을, 도시하면, 도 8과 같이 된다.
즉, 릴(21)이, 환상 코어(1)의 바깥쪽인 도 8(a)에 도시한 위치에 있는 상태에서, 도 8(b)에 도시한 환상 코어(1)의 링의 안에 릴(21)이 위치하는 상태까지 릴(21)을 진자운동시키고, 이 도 8(b)에 도시한 위치에서, 릴(21)을 도 8(c)에 도시한 환상 코어(1)의 반대면에 이동되며, 이어서, 환상 코어(1)의 반대면에 릴(21)이 있는 상태에서, 도 8(c)에 도시한 위치에서 도 8(d)에 도시한 환상 코어(1)의 링의 바깥에 릴(21)이 위치하는 상태까지, 릴(21)을 진자운동시키고, 릴(21)을 환상 코어(1)의 반대면으로부터 원래의 면의 개시점위치(도 8(a)의 위치)로 되돌린다고 하는 사이클을 반복한다. 이와 같이, 본 발명에서는, 도 8의 a → b → c → d → a와 같이, 릴(21)을 진자이동시키고, 도 8의 b → c, d → a와 같이, 환상 코어(1)의 코어면에 대해서 릴(21)을 직각 이동시킴으로써, 측선 와이어(2)를 환상 코어(1)의 주위에 나선형상으로 감고 있다.
이 릴(21)이 환상 코어(1)를 직각으로 횡단할 때의 이동량은, 환상 코어(1)를 통과할 만큼의 최소한이면 되고, 환상 코어(1)의 면에 대한 감기 진동각 βs가, 29도를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 29도를 초과하면, 꼬임각과의 차가 커지며, 측선 와이어(2)의 정렬성, 배열성에 악영향을 미친다.
또, 릴(21)에 감긴 측선 와이어(2)는, 이 감긴 상태의 코일직경에 맞춰져 있지만, 감기는 측선 와이어(2)의 만곡방향이 감기점에 있어서의 환상 코어(1)의 만곡방향과 반대방향인 경우, 감긴 측선 와이어(2)가 환상 코어(1)의 만곡방향에 반발해서 환상 코어의 진원도가 붕괴해서 왜곡되기 때문에, 감기 장애가 발생하기 쉬워진다. 이로 인해서, 본 실시형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 릴(21)로부터 풀리는 측선 와이어(2)의 만곡방향을, 감기점에 있어서의 환상 코어(1)의 만곡방향을 따른 방향으로 하고 있으며, 이것에 의해 측선 와이어(2)의 맞춰진 만곡형상이 환상 코어(1)의 만곡방향을 따르도록 감기기 때문에, 측선 와이어(2)의 감기 장애를 발생하기 어렵게 하고 있다.
또한, 상기의 실시의 형태는, 환상 코어(1)에 측선 와이어(2)를 S방향으로 감는 내용이지만, 또한 2층, 3층으로 적층하는 것도 가능하며, 2층 적층에서 Z방향으로 감는 경우는 릴(21)의 횡단방향을 반대방향, 도 8의 d → c → b → a → d로 하는 것만으로 실행할 수 있다. 이후 3층, 4층 실시로의 전환도 1층 및 2층 때와 같다.
또, 상기의 실시의 형태에서는, 환상 코어(1)에 대한 측선 와이어(2)의 감기점을, 환상 코어(1)의 최상부에 설정했지만, 감기점은 환상 코어(1)의 어떤 위치라도 된다. 감기점의 위치에 상관없이, 릴(21)로부터 풀리는 측선 와이어(2)와, 환상 코어(1)에의 측선 와이어(2)의 감기점을 통과하는 환상 코어(1)의 원의 접선이 이루는 각도가, 이 접선에 대해서 환상 코어(1)와 반대쪽에서 15도 이내, 환상 코어쪽에서 55도 이내로 되도록, 릴(21)의 진자운동의 지점위치를 설정하면 된다.
상기 실시형태의 장치를 사용해서, 다양한 조건으로 실제로 1층 적층 및 2층 적층 비드코드를 제작해서, 제품의 사행성 및 성형성의 평가를 실행하였다. 양쪽 특성에 가장 영향을 미치는 것은 환상 코어면에 대한 감기 진동각 βs와, 감기점에 있어서의 환상 코어의 원의 접선(도 1의 형태에서는 수평선 H)과 측선 와이어가 이루는 각도이며, 다음에 측선 와이어의 장력 및 측선 와이어의 미리 조정되는 코일직경인 것을 알게 되었다. 표 1에 그 결과를 나타낸다.
또한, 표 1의 평가항목의 사행성 및 성형성은 다음의 방법에 의해서 평가를 실행하였다.
(1) 사행성
코드를 정반 등의 평면 위에 두고, 코드가 정반으로부터 융기되어 있는 개소의 최대 틈새를 스케일에 의해 측정해서 다음과 같이 평가하였다. 시료수 n은 20개이다.
◎: 틈새 0.5㎜이하가 11개 이상 있으며, 그 외는 모두 틈새가 1.0㎜이하임.
○: 틈새 0.5㎜이하가 11개 미만이며, 틈새 1.0㎜이하가 11개 이상 있음.
△: 틈새 1.0㎜이하가 11개 미만이며, 틈새 1.5㎜이하가 11개 이상 있음.
×: 틈새 1.5㎜이하가 11개 미만임.
(2) 성형성
환상 코어 또는 1층 감기 중간선 표면에의 측선 와이어의 배열성을 육안에 의해 평가하였다. 시료수 n은 20개이다.
◎: 20개 모두 배열의 장애가 없음.
○: 배열의 장애가 없는 것이 18개 이상 있음.
△: 배열의 장애가 없는 것이 10개 이상 또한, 18개 미만임.
×: 배열의 장애가 없는 것이 10개 미만임.
평가
항목


구분

코드 No.

비드코드 구조		 제품
의
꼬임각
β
(°)		 측선와이어
의
최대감기
진동각
βS(°)		 측선
코일
직경비
(1)
(DSO/DR)		 측선
코일
직경비
(2)
(DSO/DC)		 감기점에서의
측선와이어와
수평선이
이루는
각도범위		 코
드
사
행
성		 코
드
성
형
성
비교예 1 1×1.5+(6)×1.4 3.4 34 1.32 0.80 하9~하49° × ×
비교예 2 1×1.5+(6)×1.4 3.4 28 3.36 2.03 하9~하49° × △
비교예 3 1×1.5+(6)×1.4 3.4 23 0.88 0.53 하9~하49° × △
비교예 4 1×1.5+(6)×1.4 3.4 23 1.09 0.66 상18~하41° △ ×
비교예 5 1×1.5+(6)×1.4 3.4 23 1.32 0.80 상16~하57° × ×
실시예 6 1×1.5+(6)×1.4 3.4 23 1.09 0.66 상13~하46° ○ △
실시예 7 1×1.5+(6)×1.4 3.4 19 1.25 0.75 상4~하43° ○ ○
실시예 8 1×1.5+(6)×1.4 3.4 23 1.32 0.80 하25~하50° ○ ○
실시예 9 1×1.5+(6)×1.4 3.4 19 1.25 0.75 하25~하50° ◎ ○
실시예 10 1×1.5+(6)×1.4 3.4 19 1.25 0.75 하21~하43° ◎ ◎
비교예 11 1×1.8+(7+13)×1.4 5.8 35 1.38 0.85 하6~하47° × ×
비교예 12 1×1.8+(7+13)×1.4 5.8 27 3.33 2.05 하6~하47° × △
비교예 13 1×1.8+(7+13)×1.4 5.8 23 0.89 0.54 하6~하47° × △
비교예 14 1×1.8+(7+13)×1.4 5.8 23 1.14 0.70 상18~하38° △ ×
비교예 15 1×1.8+(7+13)×1.4 5.8 23 1.29 0.80 상17~하56° × ×
실시예 16 1×1.8+(7+13)×1.4 5.8 23 1.14 0.70 상13~하43° ○ △
실시예 17 1×1.8+(7+13)×1.4 5.8 19 1.29 0.80 상5~하41° ○ ○
실시예 18 1×1.8+(7+13)×1.4 5.8 23 1.38 0.85 하22~하48° ○ ○
실시예 19 1×1.8+(7+13)×1.4 5.8 19 1.29 0.80 하22~하49° ◎ ○
실시예 20 1×1.8+(7+13)×1.4 5.8 19 1.29 0.80 하19~하41° ◎ ◎
도 1은 릴의 진자운동의 주기의 일단부에서 릴이 환상 코어의 링의 바깥에 위치하는 상태를 실선으로 나타내고, 릴의 진자운동의 주기의 타단부에서 릴이 환상 코어의 링의 안에 위치하는 상태를 파선으로 나타낸, 본 발명에 관련되는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조장치의 일례를 예시한 정면도;
도 2는 도 1의 사시도;
도 3은 도 1의 우측면도;
도 4는 도 1의 좌측면도;
도 5는 도 1의 평면도;
도 6(a), 도 6(b), 도 6(c)는 각각 구동유닛에 설치된 클램프유닛의 각 예를 예시한 측면도;
도 7은 릴이동기구를 도시한 도 1의 장치의 일부 종단평면도;
도 8(a) ~도 8(d)는 본 발명의 환상 동심 꼬임 비드코드를 제조할 때의 릴의 이동상태를 평면적으로 본 개념도;
도 9(a)는 환상 동심 꼬임 비드코드의 전체도이며, 도 9(b)는 환상 동심 꼬임 비드코드의 부분을 도시한 사시도;
도 10은 종래의 환상 동심 꼬임 비드코드를 제조할 때의 릴의 이동상태를 정면쪽에서 본 개념도;
도 11은 종래의 환상 동심 꼬임 비드코드를 제조할 때의 릴의 이동상태를 평면쪽에서 본 개념도;
도 12는 환상 코어를 수평 이동시키는 종래의 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조장치를 도시한 개념도;
도 13은 환상 코어를 진자운동시키는 종래의 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조장치를 도시한 개념도;
도 14는 도 13의 장치의 진자운동 상태를 도시한 개념도.

Claims (8)

  1. 환상 코어를 주위방향으로 회전시키면서, 상기 환상 코어의 링의 안과 바깥에서, 측선 와이어를 감은 릴을 환상 코어면에 대해서 횡단 왕복시켜서 권회(卷回)이동을 반복하고, 릴로부터 풀리는 측선 와이어를, 환상 코어면에 대한 측선 와이어의 감기 진동각 βs가, 29도를 초과하지 않도록 릴을 횡단 이동시킴으로써, 환상 코어의 주위에 나선형상으로 연속해서 감아서 시스(sheath)층을 1층 또는 복수 층 형성하는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조방법에 있어서, 환상 코어면에 대한 릴의 면 내 이동이 진자운동이며, 진자 주기의 일단부에서, 상기 릴이 환상 코어의 링의 안을 횡단하는 위치로, 진자 주기의 타단부에서, 상기 릴이 환상 코어의 링의 바깥을 횡단하는 위치로 이동시키고, 상기 릴을, 환상 코어의 링의 안과 바깥에서, 환상 코어면에 대해서 횡단 이동을 반복함으로써, 릴로부터 풀리는 측선 와이어를 환상 코어의 주위에 나선형상으로 연속해서 감을 때에, 릴로부터 풀리는 측선 와이어와, 환상 코어에의 측선 와이어의 감기점을 통과하는 환상 코어의 원의 접선이 이루는 각도가, 이 접선에 대해서 환상 코어와 반대쪽에서 15도 이내, 환상 코어쪽에서 55도 이내로 되도록, 릴의 진자운동의 지점(支點)위치를 설정한 것을 특징으로 하는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    측선 와이어의 감기 개시 단말을 미가황 고무시트에 의해 일시고정해서, 릴로부터 풀리는 측선 와이어를, 환상 코어의 주위에 나선형상으로 연속해서 감는 것을 특징으로 하는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 릴에 감긴 측선 와이어의 코일직경이,
    0.90DR ≤ DSO ≤ 3.3DR
    또는
    0.55DC ≤ DSO ≤ 2.0DC
    (식 중, DR은, 릴의 외경, DSO는, 조정된 측선 와이어의 코일직경, DC는, 환상 코어의 중심직경임)
    상기식 중 어느 하나를 만족하도록 사전에 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 릴로부터 풀리는 상기 측선 와이어의 만곡방향을, 상기 감기점에 있어서의 상기 환상 코어의 만곡방향을 따른 방향으로 하는 것을 특징으로 하는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조방법.
  5. 환상 코어를 주위방향으로 회전시키는 구동유닛과, 환상 코어의 감기부에 측 선 와이어를 공급하는 릴과, 이 릴을 환상 코어의 면을 따라서 진자운동시키고, 릴의 진자 주기의 일단부에서, 상기 릴이 환상 코어의 링의 안을 횡단하는 위치로, 진자 주기의 타단부에서, 상기 릴이 환상 코어의 링의 바깥을 횡단하는 위치로 이동시키는 진자기구와, 환상 코어의 주위방향의 회전을 방해하지 않는 거리를 두고 환상 코어의 면을 사이에 두고 대향하는 릴이동기구를 구비하고, 상기 릴을, 환상 코어의 링의 안과 바깥에서, 환상 코어면에 대해서 횡단 이동을 반복함으로써, 릴로부터 풀리는 측선 와이어를 환상 코어의 주위에 나선형상으로 연속해서 감고, 릴로부터 풀리는 측선 와이어와, 환상 코어에의 측선 와이어의 감기점을 통과하는 환상 코어의 원의 접선이 이루는 각도가, 이 접선에 대해서 환상 코어와 반대쪽에서 15도 이내, 환상 코어쪽에서 55도 이내로 되도록, 릴의 진자운동의 지점위치를 설정하고 있는 것을 특징으로 하는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 구동유닛에, 환상 코어를 회전시키는 2개의 핀치롤러와, 이 2개의 핀치롤러의 측선 와이어 공급쪽에, 환상 코어를 느슨하게 안내하는 클램프유닛을 설치하고, 이 클램프유닛을, 측선 와이어를 환상 코어에 감을 때의 감기점으로 한 것을 특징으로 하는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    대향하는 2개의 릴이동기구가, 환상 코어면에 대해서 릴이 통과되는 최소한 의 거리를 두고 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    측선 와이어를 감은 릴을, 환상코어의 주위에 측선와이어를 나선형상으로 감을 때에, 측선와이어의 이완을 허용하고, 측선와이어가 팽창되는 것을 방지할 정도로 릴 외경보다 큰 직경을 가지며, 또한 릴 내 폭에 상당하는 원통형의 외주벽을 가지는 카세트 내에 회전 가능하게 수용하고, 카세트의 외주벽에 형성한 인출구멍으로부터 측선 와이어를 인출하도록 한 것을 특징으로 하는 환상 동심 꼬임 비드코드의 제조장치.
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