JP4263076B2 - スチールワイヤゴム複合材料の製造方法及びその装置 - Google Patents

Description

この発明は、スチールワイヤゴム複合材料の製造方法及びその装置に係わり、更に詳しくは複数本の撚り線スチールワイヤに振動を負荷して撚りの乱れによるスチールワイヤの破断を抑止すると共に、スチールワイヤ間の間隙にゴム材料を効率良く浸透させることが出来るスチールワイヤゴム複合材料の製造方法及びその装置に関するものである。

従来、撚り線スチールワイヤにゴム材料を被覆して複合材料を製造する場合、単線または複数本の撚り線スチールワイヤを並列に引き揃えた状態で、約２９Ｎ〜４０Ｎの張力を与え、ゴム押出機や複数本のローラから成るカレンダー装置等によりゴム材料を被覆していた。然しながら、撚り線スチールワイヤ間にゴムを被覆する際、使用するスチールワイヤの撚り構造によっては、押出しヘッドの入口の上流で「撚り戻り」と呼称されるワイヤ素線の乱れが生じる。

この「撚り戻り」により、撚り線スチールワイヤから一本のワイヤ素線が浮き上がり、その浮き上がった素線がスチールワイヤの整列ガイド（ダイインサート）のワイヤ整列穴に引っ掛かりが起きる。この状態でゴム被覆を続けると、短時間にスチールワイヤが破断してしまうと言う問題があった。

この「撚り戻り」の原因としては、例えば、撚り線スチールワイヤのテンションが低いためにゴム材料の被覆時にワイヤー素線が動くこと、押出しヘッド内のゴム圧力が高いこと、等が考えられる。

一方、ゴム材料の圧延時においてスチールワイヤＳの素線間にゴムが浸透し易いように、従来の図７に示す３＋９ワイヤ構造から、図８に示す疎構造である３＋８構造に変更することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。

しかし、図９に示す従来のカレンダー装置１による圧延方法では、予めカレンダーロール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによりゴムシートＷが形成され、そのゴムシートＷでスチールワイヤＳをサンドイッチ構造にしている。そのため、カレンダーロール２ａ〜２ｄの回転速度とスチールワイヤＳの送り速度とを一致させることで、ゴムとワイヤとの間に剪断力が働かない。

一方、押出機によりゴム材料を被覆する場合には、押出しヘッド内でワイヤに引きずられるようにゴム材料が被覆されるため、ワイヤとゴム材料との間で強い剪断力が発生する。それにより、上述した３＋８構造のように、撚りの緩いワイヤではワイヤ素線が剪断力により動かされ、撚りが戻されると考えられる。

そこで、スチールワイヤの「撚り戻り」を抑えるためには、（ａ） ワイヤテンションを高くしてワイヤー素線の動きを抑える、（ｂ）スチールコードゴム間の剪断力を低くするために押出しヘッド内のゴム圧力を低くする、とその効果が大きいことが実験等から判った。

しかし、上記のようにスチールコードのワイヤ素線間にゴム材料の浸透性を良くするために上記のように３＋８構造にした点を考慮した場合、ワイヤテンションを高くしたり、ワイヤゴム間の剪断力を低く抑えると、ゴムの浸透性を低下させてしまい、３＋８構造に変更した効果は期待できない。

このように、従来の撚り線スチールワイヤにゴム材料を被覆して複合材料を製造する方法では、スチールワイヤの「撚り戻り」の抑制と、ワイヤー素線間へのゴム材料の浸透性を良くすることとを同時に行うことが難しいと言う問題があった。
特開平４−１６３０２０号公報

この発明はかかる従来の問題点に着目し、スチールワイヤの「撚り戻り」を抑えることが出来ると共に、ワイヤ素線間へのゴム材料の浸透性を良くすることが出来るスチールワイヤゴム複合材料の製造方法及びその装置を提供することを目的とするものである。

この発明は上記目的を達成するため、この発明のスチールワイヤゴム複合材料の製造方法は、撚り線スチールワイヤに一定の張力を与え、かつ所定の速度で搬送させてゴム材料を被覆加工する直前に、前記撚り線スチールワイヤに機械的振動装置により振動を負荷してゴム材料を被覆することを要旨とするものである。

また、前記撚り線スチールワイヤを、単線または複数本並列に引き揃えた状態でゴム材料を被覆することも可能であり、撚り線スチールワイヤにゴム押出機によりゴム材料を押し出して被覆するものである。

このように、撚り線スチールワイヤに一定の張力を与え、かつ所定の速度で搬送させてゴム材料を被覆加工する直前に、前記撚り線スチールワイヤに機械的振動装置により振動を負荷することで、スチールワイヤの「撚り戻り」を抑えることが出来ると共に、ワイヤ素線間へのゴム材料の浸透性を良くすることが出来るものである。

また、この発明のスチールワイヤゴム複合材料の製造装置は、撚り線スチールワイヤの搬送工程中のゴム材料の被覆加工装置の直前に、撚り線スチールワイヤに振動を負荷する機械的振動装置を設置したことを要旨とするものである。前記撚り線スチールワイヤが、単線または複数本並列に引き揃えた撚り線スチールワイヤ群であり、前記機械的振動装置は、モータの回転駆動により撚り線スチールワイヤに対して上下方向に振動を負荷する回転振動手段で構成するものである。更に前記被覆加工装置としては、ゴム押出機を使用する。

このように構成することで、ゴム材料の被覆時に、撚りの乱れによる破断が発生し易い撚り線スチールワイヤに対しても、これまでよりも高いヘッド内圧力が適用でき、良好なゴム材料を被覆した複合材料を製造でき、また撚り線スチールワイヤの破断による、装置停止時間を無くすことが出来るので、生産性の向上を図ることが出来る。

この発明は、上記のように撚り線スチールワイヤに一定の張力を与え、かつ所定の速度で搬送させてゴム材料を被覆加工する直前に、前記撚り線スチールワイヤに機械的振動装置により振動を負荷してゴム材料を被覆することにより、スチールワイヤの「撚り戻り」を抑えることが出来ると共に、ワイヤ素線間へのゴム材料の浸透性を良くすることが出来る効果がある。

また、この発明のスチールワイヤゴム複合材料の製造装置では、撚り線スチールワイヤの搬送工程中のゴム材料の被覆加工装置の直前に、撚り線スチールワイヤに振動を負荷する機械的振動装置を設置したので、ゴム材料の被覆時に、撚りの乱れによる破断が発生し易い撚り線スチールワイヤに対しても、これまでよりも高いヘッド内圧力が適用でき、良好なゴム材料を被覆した複合材料を製造でき、また撚り線スチールワイヤの破断による、装置停止時間を無くすことが出来るので、生産性の向上を図ることが出来る効果がある。

以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
なお、従来例と同一構成要素は、同一符号を付して説明は省略する。

図１は、この発明を実施したスチールワイヤゴム複合材料の製造方法を実施するための製造装置の正面図を示し、このスチールワイヤゴム複合材料の製造装置は、撚り線スチールワイヤＳ（この実施形態では、図８に示す３＋８構造を使用した）を巻付けた複数のリール３を回転自在に配設したクリールスタンド４と、撚り線スチールワイヤＷに振動を負荷する機械的振動装置５と、押出しヘッド６を備えた押出機７と、スチールワイヤＳにゴム被覆したスチールワイヤゴム複合材料Ｇを送りだす３本のク−リングドラム８ａを備えたク−リングドラム装置８と、３本のダンサーロール９ａで張力を調整するダンサー装置９と、スチールワイヤゴム複合材料Ｇを巻取る巻取りドラム１０ａとライナー巻出しドラム１０ｂとで構成される巻取り装置１０とで構成されている。

前記クリールスタンド４は、移動可能な台車１１上に複数個（この実施形態では、縦５個，横１０個の計５０個を配設してあるが、この実施形態に限定されない）のリール３を回転自在に配設し、台車１１の前側には、各リール３から巻出したスチールワイヤＳをガイドする複数のガイドローラ１２と、図６に示すようにスチールワイヤＳを挿通させるセラミック製の複数のガイド穴１３を設けた鉄板等で形成したワイヤガイド板１４とが設置してある。

前記クリールスタンド４と押出機７との間に設置した前記機械的振動装置５は、図２及び図３に示すように、モータ１５の回転駆動によりワイヤガイド板１４で整列されたスチールワイヤＳに対して上下方向に振動を負荷する回転振動手段１６で構成されている。

この回転振動手段１６は、モータ１５の回転駆動軸１７にフリーローラ１８ａ，１８ｂの両端軸部１９を回転自在に支持した左右一対の円盤状の振幅調整板２０ａ，２０ｂが平行に取付けられ、この振幅調整板２０ａ，２０ｂの側面には、前記フリーローラ１８ａ，１８ｂの両端軸部１９の取付け位置を調整するための複数の長穴２１が中心に向かって放射状に形成されている。

従って、片持ち状態の回転振動手段１６の振幅を調整する場合には、フリーローラ１８ａ，１８ｂの両端軸部１９を長穴２１に沿って位置調整を行うことにより、モータ１５の回転駆動で回転駆動軸１７は上下方向に振幅し、またフリーローラ１８ａ，１８ｂと接触するスチールワイヤＳも上下方向に振動することになる。

なお、機械的振動装置５は、上記のような回転振動手段１６に限定されず、市販のボールバイブレータ等を使用することも可能である。前記押出しヘッド６を備えた押出機７は、図４及び図５に示すように、押出しヘッド６内に、複数本のスチールワイヤＳを整列させるやワイヤ整列穴２２ａを備えたワイヤ整列具２２（ダイインサート）とダイスロート２３とが内装され、押出機７のスクリューヘッド２４から押出しされた所定圧力（この実施形態では、ヘッド圧１１０kgを使用しているが、スチールワイヤＳの本数やワイヤ素線径等により任意に設定する）のゴム材料Ｗｘをゴム流路２５を通してスチールワイヤＳに被覆するものである。

そして、複数本のスチールワイヤＳにゴム被覆したスチールワイヤゴム複合材料Ｇは、ク−リングドラム装置８の３本のク−リングドラム８ａに交互に巻付けた後、ダンサー装置９の３本のダンサーロール９ａで張力を調整しながらライナー巻出しドラム１０ｂから巻出されたライナーＲを介在させて巻取り装置１０の巻取りドラム１０ａに巻取るようにしている。

この発明では、上述したように押出機７により３＋８構造のスチールワイヤＳにゴム材料Ｗｘを被覆する直前に、複数本のスチールワイヤＳに機械的振動装置５の回転振動手段１６により所定の振幅で振動を負荷させることで、スチールワイヤＳは、ワイヤ整列具２２のワイヤ整列穴２２ａとの局所的な擦れがなくなり、撚り戻りにより浮き上がった素線がワイヤ整列具２２に引っ掛かることを防止でき、またク−リングドラム装置８とダンサー装置９とで、断続的にワイヤーテンションを高めることで、スチールワイヤＳの撚り戻りを抑制しつつワイヤ素線間へのゴム材料Ｗｘの浸透性を高めることが出来るのである。

この発明を実施したスチールワイヤゴム複合材料の製造方法を実施するための製造装置の正面図である。 この発明で実施した機械的振動装置の回転振動手段の正面図である。 図２のＡ−Ａ矢視側面図である。 図１の押出しヘッドのＢ−Ｂ矢視方向からの拡大断面図である。 図１の押出機のＣ−Ｃ矢視方向の拡大断面図である。 ガイド穴を設けた鉄板等で形成したワイヤガイド板の正面図である。 ３＋９構造の撚り線スチールワイヤの断面図である。 ３＋８構造の撚り線スチールワイヤの断面図である。 従来のカレンダー装置の説明図である。

符号の説明

１ カレンダー装置
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ カレンダーロール
Ｗ ゴムシート Ｓ スチールワイヤ
３ リール ４ クリールスタンド
５ 機械的振動装置 ６ 押出しヘッド
７ 押出機 ８ ク−リングドラム装置
８ａ ク−リングドラム ９ ダンサー装置
９ａ ダンサーロール １０ 巻取り装置
１０ａ 巻取りドラム １０ｂ ライナー巻出しドラム
１１ 台車 １２ ガイドローラ
１３ ガイド穴 １４ ワイヤガイド板
１５ モータ １６ 回転振動手段
１７ 回転駆動軸
１８ａ，１８ｂ フリーローラ
１９ 両端軸部
２０ａ，２０ｂ 振幅調整板
２１ 長穴 ２２ ワイヤ整列具２２（ダイインサート）
２２ａ ワイヤ整列穴 ２３ ダイスロート
２４ スクリューヘッド ２５ ゴム流路
Ｇ スチールワイヤゴム複合材料
Ｒ ライナー
Ｗｘ ゴム材料

Claims (7)

1. 所定の速度で搬送する撚り線スチールワイヤにゴム材料を被覆しながら連続的に製造するスチールワイヤゴム複合材料の製造方法において、前記撚り線スチールワイヤに一定の張力を与え、かつ所定の速度で搬送させてゴム材料を被覆加工する直前に、前記撚り線スチールワイヤに機械的振動装置により振動を負荷してゴム材料を被覆することを特徴とするスチールワイヤゴム複合材料の製造方法。
2. 前記撚り線スチールワイヤを、単線または複数本並列に引き揃えた状態でゴム材料を被覆する請求項１に記載のスチールワイヤゴム複合材料の製造方法。
3. 前記撚り線スチールワイヤにゴム押出機によりゴム材料を押し出して被覆する請求項１または２に記載のスチールワイヤゴム複合材料の製造方法。
4. 撚り線スチールワイヤに一定の張力を与えて搬送する撚り線スチールワイヤの搬送工程中に、前記撚り線スチールワイヤにゴム材料を被覆するゴム材料の被覆加工装置を設けて成るスチールワイヤゴム複合材料の製造装置において、
   前記撚り線スチールワイヤの搬送工程中のゴム材料の被覆加工装置の直前に、撚り線スチールワイヤに振動を負荷する機械的振動装置を設置したことを特徴とするスチールワイヤゴム複合材料の製造装置。
5. 前記撚り線スチールワイヤが、単線または複数本並列に引き揃えた撚り線スチールワイヤ群である請求項４に記載のスチールワイヤゴム複合材料の製造装置。
6. 前記機械的振動装置は、モータの回転駆動により撚り線スチールワイヤに対して上下方向に振動を負荷する回転振動手段で構成した請求項１に記載の請求項４または５に記載のスチールワイヤゴム複合材料の製造装置。
7. 前記被覆加工装置が、ゴム押出機である請求項４，５または６に記載のスチールワイヤゴム複合材料の製造装置。

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