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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-19
(45)【発行日】2024-11-27
(54)【発明の名称】ゴム被覆ワイヤの製造方法および装置
(51)【国際特許分類】
B29C 48/92 20190101AFI20241120BHJP
B29C 48/154 20190101ALI20241120BHJP
B29C 48/34 20190101ALI20241120BHJP
【ＦＩ】
B29C48/92
B29C48/154
B29C48/34
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2021011734
(22)【出願日】2021-01-28
(65)【公開番号】P2022115224
(43)【公開日】2022-08-09
【審査請求日】2023-12-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000006714
【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001368
【氏名又は名称】清流国際弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100129252
【弁理士】
【氏名又は名称】昼間 孝良
(74)【代理人】
【識別番号】100155033
【弁理士】
【氏名又は名称】境澤 正夫
(72)【発明者】
【氏名】永島 未佳
(72)【発明者】
【氏名】光真坊 誠
(72)【発明者】
【氏名】松本 芳晃
【審査官】岩▲崎▼ 則昌
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－１５２６４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１３８４６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３４５３１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２３１６３４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ４８／９２
Ｂ２９Ｃ ４８／１５４
Ｂ２９Ｃ ４８／３４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項2】
前記ゴム粘度指標として、前記未加硫ゴムの粘度、硬度、前記ゴム押出機の内部圧力、前記ゴム押出機のスクリューの駆動に要するトルクのうちの少なくとも１つを用いる請求項１に記載のゴム被覆ワイヤの製造方法。
【請求項3】
前記被覆厚さが前記目標値の許容範囲に所定時間維持される安定期間を経過した後は、前記未加硫ゴムを通過した直後に外径センサにより前記ゴム被覆ワイヤの外径を検知して、前記目標値に対応する前記ゴム被覆ワイヤの外径の目標値と前記外径センサにより検知された外径データとを前記制御部により比較して、この比較結果に基づいて前記制御部により前記加温機構を制御して前記未加硫ゴムを被覆する時点での前記ワイヤの外周面の温度を調整することで、前記外径センサにより検知される外径データを前記外径の前記目標値に近づける制御を行う請求項１または２に記載のゴム被覆ワイヤの製造方法。
【請求項4】
ゴム押出機と、前記ゴム押出機から押し出された未加硫ゴムの中にワイヤを通過させるワイヤ移動機構とを有して、前記未加硫ゴムの中に通過させた後の前記ワイヤの外周面に前記未加硫ゴムが被覆されるゴム被覆ワイヤの製造装置において、前記未加硫ゴムについて、前記ワイヤに対する被覆厚さを目標値にする相関関係として、ゴム粘度指標と前記未加硫ゴムを被覆する時点での前記ワイヤの外周面の温度との予め把握されている相関関係が入力される制御部と、前記ワイヤの外周面に前記未加硫ゴムを被覆する前に前記ゴム粘度指標を取得するデータ取得部と、前記未加硫ゴムが被覆される時点での前記ワイヤの外周面の温度を調整する加温機構とを備えて、
前記相関関係と前記データ取得部により取得された前記ゴム粘度指標とに基づいて、前記制御部により前記被覆厚さを前記目標値にする前記ワイヤの外周面の温度の適正値が算出されて、前記制御部が加温機構を制御することにより、前記未加硫ゴムを被覆する時点での前記ワイヤの外周面の温度を、算出した前記適正値に調整した状態にして、このワイヤを前記ゴム押出機から押し出された前記未加硫ゴムの中に通過させることを特徴とするゴム被覆ワイヤの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ゴム被覆ワイヤの製造方法および装置に関し、さらに詳しくは、ワイヤの外周面を被覆する未加硫ゴムの被覆厚さをより安定して目標値にすることができるゴム被覆ワイヤの製造方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
タイヤなどのゴム製品を製造する場合に、ワイヤの外周面を未加硫ゴムにより被覆したゴム被覆ワイヤが使用されている。ゴム被覆ワイヤは例えば、ゴム押出機から押し出された未加硫ゴムの中にワイヤを通過させることで製造される。このゴム被覆ワイヤでの未加硫ゴムの被覆厚さは、製造条件、未加硫ゴムの種類やロットの違いなど、様々な要因によってばらつきが生じる。
【0003】
この未加硫ゴムの被覆厚さを安定させるために、未加硫ゴムを通過した直後のゴム被覆ワイヤの外径を検知して、この検知した外径データと予め設定された目標外径とを比較した結果に基づいて、未加硫ゴムを通過する直前のワイヤの温度を調整することが提案されている（特許文献１参照）。ワイヤの温度を変化させるとワイヤの外周面に対する未加硫ゴムの付着量が変化するので、ワイヤの温度を適切に制御することで被覆厚さを目標値にすることが可能になる。
【0004】
しかしながら、ワイヤの移動経路において、ゴム被覆ワイヤの外径を検知する位置（検知位置）は、ワイヤを加温する位置（加温位置）の下流側にある。そのため、ゴム被覆ワイヤの外径を検知した時点で検知位置と加温位置との間に延在しているゴム被覆ワイヤの範囲に対しては、検知した外径データに基づいて温度を変化させた状態にして未加硫ゴムの中を通過させることができない。このように従来提案されている方法では、ゴム被覆ワイヤには検知した外径データを反映させて被覆厚さを適切に調整できない範囲が存在するため、被覆厚さをより安定して目標値にするには改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００５－１３８４６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、ワイヤの外周面を被覆する未加硫ゴムの被覆厚さをより安定して目標値にすることができるゴム被覆ワイヤの製造方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため本発明のゴム被覆ワイヤの製造方法は、ゴム押出機から押し出された未加硫ゴムの中にワイヤを継続的に通過させることにより、前記ワイヤの外周面に前記未加硫ゴムを被覆するゴム被覆ワイヤの製造方法において、前記未加硫ゴムについて、前記ワイヤに対する被覆厚さを目標値にする相関関係として、ゴム粘度指標と前記未加硫ゴムを被覆する時点での前記ワイヤの外周面の温度との相関関係を予め把握して制御部に入力しておき、前記相関関係と前記ワイヤの外周面に前記未加硫ゴムを被覆する前に把握した前記ゴム粘度指標とに基づいて、前記制御部により前記被覆厚さを前記目標値にする前記ワイヤの外周面の温度の適正値を算出し、加温機構により、前記未加硫ゴムを被覆する時点での前記ワイヤの外周面の温度を、算出した前記適正値に調整した状態にして前記ゴム押出機から押し出された前記未加硫ゴムの中に前記ワイヤを継続的に通過させることを特徴とする。
【0008】
本発明のゴム被覆ワイヤの製造装置は、ゴム押出機と、前記ゴム押出機から押し出された未加硫ゴムの中にワイヤを通過させるワイヤ移動機構とを有して、前記未加硫ゴムの中に通過させた後の前記ワイヤの外周面に前記未加硫ゴムが被覆されるゴム被覆ワイヤの製造装置において、前記未加硫ゴムについて、前記ワイヤに対する被覆厚さを目標値にする相関関係として、ゴム粘度指標と前記未加硫ゴムを被覆する時点での前記ワイヤの外周面の温度との予め把握されている相関関係が入力される制御部と、前記ワイヤの外周面に前記未加硫ゴムを被覆する前に前記ゴム粘度指標を取得するデータ取得部と、前記未加硫ゴムが被覆される時点での前記ワイヤの外周面の温度を調整する加温機構とを備えて、前記相関関係と前記データ取得部により取得された前記ゴム粘度指標とに基づいて、前記制御部により前記被覆厚さを前記目標値にする前記ワイヤの外周面の温度の適正値が算出されて、前記制御部が加温機構を制御することにより、前記未加硫ゴムを被覆する時点での前記ワイヤの外周面の温度を、算出した前記適正値に調整した状態にして、このワイヤを前記ゴム押出機から押し出された前記未加硫ゴムの中に通過させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明では、前記被覆厚さに前記未加硫ゴムの粘度が大きく影響することに着目して、この粘度の変動に密接に関わる指標を前記ゴム粘度指標（粘度を含む）として使用する。そして、前記ゴム粘度指標と、前記未加硫ゴムを被覆する時点での前記ワイヤの外周面の温度との２項目を利用して、前記被覆厚さを目標値にする前記ゴム粘度指標と前記温度との相関関係を予め把握する。そして、前記相関関係と前記ワイヤの外周面に前記未加硫ゴムを被覆する前に把握した前記ゴム粘度指標とに基づいて、前記被覆厚さを前記目標値にする前記温度の適正値を算出する。前記ワイヤは、前記未加硫ゴムを被覆する時点で、前記温度が前記適正値になるように前記加温機構によって調整した状態にされて、前記ゴム押出機から押し出された前記未加硫ゴムの中に継続的に通過される。そのため、前記ワイヤの全長に渡って前記被覆厚さが前記目標値になるように適切に調整され、前記被覆厚さをより安定して目標値にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明のゴム被覆ワイヤの製造装置を側面視で例示する説明図である。
【図3】製造されたゴム被覆ワイヤを横断面視で例示する説明図である。
【図4】ゴム被覆ワイヤの外径（被覆厚さ）とワイヤの外周面の温度との関係を例示するグラフ図である。
【図5】ゴム被覆ワイヤの外径（被覆厚さ）を目標値にするための未加硫ゴムの粘度とワイヤ外周面の温度との相関関係を例示するグラフ図である。
【図6】未加硫ゴムの粘度とヘッドの内部圧力との関係を例示するグラフ図である。
【図7】ゴム被覆ワイヤの外径（被覆厚さ）を目標値にするためのゴム押出機のヘッド圧力とワイヤ外周面の温度との相関関係を例示するグラフ図である。
【図8】未加硫ゴムの粘度と硬度との関係を例示するグラフ図である。
【図9】未加硫ゴムの粘度とスクリューの駆動に要するトルクとの関係を例示するグラフ図である。
【図10】本発明を適用して製造されるゴム被覆ワイヤの外径（被覆厚さ）の経時変化を例示する説明図である。
【図11】従来技術によって製造されるゴム被覆ワイヤの外径（被覆厚さ）の経時変化を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明のゴム被覆ワイヤの製造方法および装置を、図に示した実施形態に基づいて説明する。
【0012】
図１、図２に例示する本発明のゴム被覆ワイヤの製造装置１（以下、製造装置１という）を用いて、図３に例示するゴム被覆ワイヤＷｒが製造される。ゴム被覆ワイヤＷｒは、スチール製のワイヤＷの外周面に未加硫ゴムＲが被覆されたものである。ワイヤＷの外径ｄ0は既知なので、ゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄが判明すれば、ゴム被覆ワイヤＷｒでの未加硫ゴムＲの被覆厚さｈも判明する。即ち、被覆厚さｈ＝（外径ｄ－外径ｄ0）／２である。ゴム被覆ワイヤＷｒは、例えば円環状に形成されてタイヤの構成部材であるビードコアとして使用される。
【0013】
図１１に例示するように、製造されたゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄ（被覆厚さｈ）は、同じ製造設備を用いて同じ条件で製造しても、未加硫ゴムＲのロットの違いなど、様々な要因によってばらつきが生じる。図１１では、外径ｄ、被覆厚さｈの目標値がそれぞれＧｄ、Ｇｈ、目標値に対する許容範囲がＡＷとして記載されている。尚、この許容範囲ＡＷは、ゴム被覆ワイヤＷｒの部材としての許容範囲よりも厳しい、製造工程上の許容範囲である。ワイヤＷの移動速度は実質的に一定にする。
【0014】
特に、製造工程を開始する時や未加硫ゴムＲのロットの切換時などの時点Ｔ1から所定時間経過する時点Ｔ2までの初期期間ＴＦでは、外径ｄ（被覆厚さｈ）の変動が大きくなる。初期期間ＴＦが経過した後の安定期間ＴＳになって、外径ｄ（被覆厚さｈ）の変動は小さくなって安定する。従来方法でゴム被覆ワイヤＷｒを製造すると、図１１に例示するように外径ｄ（被覆厚さｈ）の変動が大きくなり、初期期間ＴＦが長くなる。そこで本発明では、外径ｄ（被覆厚さｈ）の変動をより小さくするとともに、初期期間ＴＦをより短くして早期に安定期間ＴＳになるように工夫をしている。
【0015】
この製造装置１の実施形態は、ワイヤＷが巻き付けられてストックされているリール４と、未加硫ゴムＲを押出すゴム押出機２と、ゴム被覆ワイヤＷｒを巻き取るドラム５と、ゴム粘度計７ａおよび圧力センサ７ｂと、加温機構８と、温度センサ９と、制御部１１とを備えている。回転駆動されるドラム５は、ワイヤＷをリール４からドラム５に向かって移動させるワイヤ移動機構として機能する。この実施形態ではドラム５の外周面に周方向全周に連続するフランジ部５ａが突設されている。
【0016】
ゴム粘度計７ａおよび圧力センサ７ｂは、後述するゴム粘度指標ＰＮを取得するデータ取得部として機能する。この実施形態では製造装置１はさらに、フェスツーン部６と、ゴム被覆ワイヤＷｒの外径を検知する外径センサ１０を備えている。
【0017】
ゴム押出機２は、シリンダ本体２ａとシリンダ本体２ａの内部に配置されたスクリュー２ｂとシリンダ本体２ａの先端に取り付けられたヘッド３とを有している。ヘッド３には、ワイヤ入口３ａ、ワイヤ出口３ｂ、オーバーフロー出口が形成されている。ワイヤ入口３ａとワイヤ出口３ｂとは対向する位置に配置されている。
【0018】
駆動モータ２ｃにより回転駆動されるスクリュー２ｂは、シリンダ本体２ａの内部に投入された未加硫ゴムＲをヘッド３に向かって移動させつつ熱入れをしてヘッド３の内部に押し出す。このゴム押出機２は、所謂、クロスヘッドタイプになっている。ヘッド３の内部には未加硫ゴムＲが充填されて、余分な未加硫ゴムＲはオーバーフロー出口から排出される。
【0019】
ヘッド３は、リール４からドラム５までのワイヤＷの移動経路の途中に配置されていて、リール４から繰り出されたワイヤＷはワイヤ入口３ａを通じてヘッド３の内部に入り、ワイヤ出口３ｂを通じてヘッド３の内部から出る。このようにリール４から繰り出されたワイヤＷは、未加硫ゴムＲが充填されているヘッド３を貫通することで未加硫ゴムＲの中を通過して、その外周面に未加硫ゴムＲが付着する。そのため、ワイヤＷはヘッド３を貫通して移動することにより、ゴム被覆ワイヤＷｒになってワイヤ出口３ｂからドラム５に向かって移動する。
【0020】
この実施形態の製造装置１は、ヘッド３からドラム５までの経路の途中にフェスツーン部６を有している。フェスツーン部６は、対向配置された駆動ローラ６ａと支持ローラ６ｂとを備えている。支持ローラ６ｂは、駆動ローラ６ａに対して近接離反可能に設置されている。ヘッド３を貫通することで製造されたゴム被覆ワイヤＷｒは、駆動ローラ６ａおよび支持ローラ６ｂに掛け回された後に、ドラム５に向かって移動する。回転駆動される駆動ローラ６ａによってワイヤＷ（ゴム被覆ワイヤＷｒ）は、リール４からドラム５に向かって移動するので、駆動ローラ６ａもワイヤ移動機構として機能する。尚、駆動ローラ６ａはフェスツーン部６に設置することに限定されず、別の位置に設置することもできる。例えば、フェスツーン部６を互いの間隔を変動可能な一対の支持ローラ６ｂで構成し、駆動ローラ６ａをフェスツーン部６とゴム押出機２（ヘッド３）との間およびフェスツーン部６とドラム５との間に設置することもできる。
【0021】
リール４からドラム５までのワイヤＷの移動経路長さは、支持ローラ６ｂが駆動ローラ６ａに対して近接移動した場合は短くなり、支持ローラ６ｂが駆動ローラ６ａに対して離反移動した場合は長くなる。したがって、駆動ローラ６ａに対する支持ローラ６ｂの近接離反移動によって移動経路長さが調節される。そのため、ドラム５によるゴム被覆ワイヤＷｒの巻き取りが停止した場合でも、移動経路長さを長くすることで、ゴム押出機２による未加硫ゴムＲの押出しを中断することなく、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造し続けることが可能になっている。
【0022】
データ取得部として機能するゴム粘度計７ａおよび圧力センサ７ｂが取得するのは、ゴム粘度指標ＰＮのデータである。ゴム粘度指標ＰＮとは、未加硫ゴムＲの粘度の変動に密接に関係し、粘度変動に大きく起因するゴム物性上、或いは、設備上の指標であり、未加硫ゴムＲの粘度そのものも含まれる。具体的なゴム粘度指標ＰＮとしては、未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａ、硬度ＰＮｂ、未加硫ゴムＲを押出す際のゴム押出機２の内部圧力ＰＮｃ、或いは、スクリュー２ｂを回転駆動させるために要する駆動トルクＰＮｄを用いることができる。ゴム粘度指標ＰＮは、これら４項目（ＰＮａ、ＰＮｂ、ＰＮｃ、ＰＮｄ）のうちの少なくとも１項目を用いればよく、この実施形態では、未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａまたはゴム押出機２の内部圧力ＰＮｃが用いられる。
【0023】
データ取得部７ａ、７ｂは、ワイヤＷの外周面に被覆される前の時点で未加硫ゴムＲのゴム粘度指標ＰＮを把握する。このゴム粘度計７ａは、ゴム押出機２に投入される前の未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａを取得する。ゴム粘度計７ａとしては例えば、ムーニー粘度計などの公知の粘度計を用いることができる。或いは、ゴム押出機２にゴム粘度を把握する機能を装備して、ゴム押出機２の中の未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａを把握するゴム粘度計を用いることもできる。ゴム粘度計７ａにより把握された粘度ＰＮａのデータは制御部１１に入力される。
【0024】
この圧力センサ７ｂは、ヘッド３に取り付けられていてヘッド３の内部圧力ＰＮｃを取得する。圧力センサ７ｂには公知の様々な仕様の圧力センサを用いることができる。シリンダ本体２ａの内部圧力ＰＮｃを把握する圧力センサ７ｂを用いることもできる。圧力センサ７ｂにより把握された内部圧力ＰＮｃのデータは制御部１１に入力される。
【0025】
ゴム粘度指標ＰＮとして未加硫ゴムＲの硬度ＰＮｂを採用する場合は、公知のゴム硬度計をデータ取得部として使用する。そして、このゴム硬度計は、ゴム押出機２に投入される前の未加硫ゴムＲの硬度ＰＮｂを取得する。
【0026】
ゴム粘度指標ＰＮとしてスクリュー２ｂを回転駆動させるために要する駆動トルクＰＮｄを採用する場合は、スクリュー２ｂを回転駆動する際の駆動モータ２ｃの消費電力を検知する電力計などをデータ取得部として用いる。そして、この電力計は、未加硫ゴムＲをシリンダ本体２ａの内部でヘッド３に向かって移動させている時の駆動モータ２ｃの消費電力を検知して、検知された消費電力量に基づいて駆動トルクＰＮｄが把握される。データ取得部により取得された硬度ＰＮｂ、駆動トルクＰＮｄのデータは制御部１１に入力される。
【0027】
加温機構８は、未加硫ゴムＲが被覆される時点でのワイヤＷの外周面が適正値Ｇｔになるように加温する。加温機構８としては例えば、公知の高周波加熱装置や電熱ヒータなどの非接触タイプを用いることが好ましい。
【0028】
温度センサ９は、未加硫ゴムＲが被覆される直前のワイヤＷの外周面の温度ｔ、即ち、未加硫ゴムＲが実質的に被覆される時点での温度ｔを検知する。温度センサ９としては公知の非接触タイプを用いることが好ましい。温度センサ９により検知された温度ｔのデータは制御部１１に入力される。
【0029】
外径センサ１０は、ワイヤ出口３ｂ近傍に配置されていて、ヘッド３を貫通した直後のゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄを検知する。外径センサ１０としては非接触タイプの変位センサなどを用いることができる。外径センサ１０により検知された外径ｄのデータは制御部１１に入力される。
【0030】
制御部１１は製造装置１を制御する。したがって、スクリュー２ｂ（駆動モータ２ｃ）、ドラム５、フェスツーン部６、加温機構８の稼働動作は、制御部１１によって制御される。制御部１１にはコンピュータが使用される。制御部１１には、上述した様々なデータの他に、スクリュー２ｂ、駆動ローラ６ａおよびドラム５の回転速度、ヘッド３を貫通するワイヤＷｒの移動速度などのデータが入力される。
【0031】
さらに制御部１１には、被覆厚さｈ（外径ｄ）を目標値Ｇｈ（Ｇｄ）にする未加硫ゴムＲのゴム粘度指標ＰＮと、未加硫ゴムＲを被覆する時点でのワイヤＷの外周面の温度ｔとの相関関係ＣＲが入力される。制御部１１は入力されたデータを用いて種々の演算を行う。
【0032】
本発明は、被覆厚さｈに未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａが大きく影響することに着目して創作されている。一般的には粘度ＰＮａが小さくなると通過するワイヤＷの外周面に対する未加硫ゴムＲの付着量が増大して被覆厚さｈが大きくなり、粘度がＰＮａが大きくなるとこの付着量が減少して被覆厚さｈが小さくなる傾向がある。また、粘度ＰＮａは高温になると小さくなり、低温になると大きくなる傾向がある。
【0033】
そこで、粘度が異なる複数の未加硫ゴムＲを用意し、それぞれをゴム押出機２に投入してゴム被覆ワイヤＷｒを製造する。その際に、未加硫ゴムＲを被覆する時点のワイヤＷの外周面の温度ｔだけを実質的に異ならせ、製造したゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄを測定する。これにより、図４に例示するデータが得られる。Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃはそれぞれ異なる粘度Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3の未加硫ゴムＲのデータであり、図４では単純化のため直線で示しているが曲線の場合もある。
【0034】
外径ｄ、被覆厚さｈの目標値をそれぞれＧｄ、Ｇｈとすると、図４のＤａ、Ｄｂ、Ｄｃのデータから、目標値にするための温度ｔの適正値がｔａ、ｔｂ、ｔｃとして判明する。尚、目標値は外径ｄと被覆厚さｈの少なくともいずれか一方に対して設定される。
【0035】
図４のデータを用いることで、図５に例示するように、外径ｄ（被覆厚さｈ）を目標値にする未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａと未加硫ゴムＲを被覆する時点のワイヤＷの外周面の温度ｔとの相関関係ＣＲが把握できる。この相関関係ＣＲが制御部１１に入力、記憶されて、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する際に利用される。
【0036】
ゴム粘度指標ＰＮである硬度ＰＮｂ、内部圧力ＰＮｃ、駆動トルクＰＮｄは、粘度ＰＮａの変動に密接に関係し、高い相関関係があるので、粘度ＰＮａから推定することが可能である。そこで、事前テストを行って、図６に例示するように、粘度ＰＮａと内部圧力ＰＮｃとの相関関係を把握する。ゴム押出機２の内部にある未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａが高い程、未加硫ゴムＲを押出すにはヘッド３やシリンダ本体２ａの内部圧力ＰＮｃは高くなる傾向がある。
【0037】
図５と図６のデータを使用して、図５のデータの横軸を粘度ＰＮａから内部圧力ＰＮｃに変換することで図７のデータを得ることができる。即ち、外径ｄ（被覆厚さｈ）を目標値にする内部圧力ＰＮｃと未加硫ゴムＲを被覆する時点のワイヤＷの外周面の温度ｔとの相関関係ＣＲが把握できる。図７に例示する相関関係ＣＲを制御部１１に入力、記憶して、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する際に利用することもできる。
【0038】
硬度ＰＮｂについても同様に、事前テストを行って、図８に例示するように、粘度ＰＮａと硬度ＰＮｂとの相関関係を把握する。未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａが高い程、硬度ＰＮｂは高くなる傾向がある。そこで、図５と図８のデータを使用して、図５のデータの横軸を粘度ＰＮａから硬度ＰＮｂに変換することで、図７と同様のデータを得ることができる。即ち、外径ｄ（被覆厚さｈ）を目標値にする硬度ＰＮｂと未加硫ゴムＲを被覆する時点のワイヤＷの外周面の温度ｔとの相関関係ＣＲが把握できる。この相関関係ＣＲを制御部１１に入力、記憶して、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する際に利用することもできる。
【0039】
駆動トルクＰＮｄについても同様に、事前テストを行って、図９に例示するように、粘度ＰＮａと駆動トルクＰＮｄとの相関関係を把握する。ゴム押出機２の内部にある未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａが高い程、未加硫ゴムＲを押出すには駆動トルクＰＮｄは高くなる傾向がある。そこで、図５と図９のデータを使用して、図５のデータの横軸を粘度ＰＮａから駆動トルクＰＮｄに変換することで、図７と同様のデータを得ることができる。即ち、外径ｄ（被覆厚さｈ）を目標値にする駆動トルクＰＮｄと未加硫ゴムＲを被覆する時点のワイヤＷの外周面の温度ｔとの相関関係ＣＲが把握できる。この相関関係ＣＲを制御部１１に入力、記憶して、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する際に利用することもできる。
【0040】
次に、この製造装置１を用いてゴム被覆ワイヤＷｒを製造する手順の一例を説明する。
【0041】
図１、図２に例示するゴム押出機２に未加硫ゴムＲを投入して、駆動モータ２ｃによりスクリュー２ｂを回転させて、シリンダ本体２ａの内部に投入した未加硫ゴムＲをヘッド３の内部に押出す。未加硫ゴムＲについては、ワイヤＷに対する被覆厚さｈを目標値Ｇｈ（換言するとゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄを目標値Ｇｄ）にするゴム粘度指標ＰＮと未加硫ゴムＲを被覆する時点でのワイヤＷの外周面の温度ｔとの相関関係ＣＲが予め把握されていて、制御部１１に入力されている。ワイヤＷの先端部分は、ワイヤ入口３ａおよびワイヤ出口３ｂを通じてヘッド３を貫通させて、フェスツーン部６およびドラムに５に掛け回しておく。
【0042】
駆動ローラ６ａおよびドラム５を回転駆動させることで、リール４からワイヤＷを繰り出してヘッド３の内部に充填されている未加硫ゴムＲの中を通過させる。ワイヤＷが加温機構８を通過する際に、ワイヤＷの外周面は加温機構８によって加温され、加温された状態でワイヤＷはヘッド３の内部に入る。未加硫ゴムＲの中を通過する際にワイヤＷの外周面には未加硫ゴムＲが付着するので、ヘッド３を通過したワイヤＷの外周面は未加硫ゴムＲに被覆されてゴム被覆ワイヤＷｒが製造されることになる。製造されたゴム被覆ワイヤＷｒは、外径センサ１０、フェスツーン部６を順次、通過してドラム５に移動して巻き取られる。ワイヤＷ（ゴム被覆ワイヤＷｒ）の移動速度は実質的に一定にすることが望ましい。
【0043】
この実施形態では、ゴム押出機２に投入する前に未加硫ゴムＲの粘度ＰＮａがゴム粘度計７ａにより把握されていて、粘度ＰＮａのデータが制御部１１に入力されている。そこで制御部１１は、図５に例示する相関関係ＣＲと、入力された粘度ＰＮａのデータとに基づいて、被覆厚さｈを目標値ＧｈにするワイヤＷの外周面の温度ｔの適正値Ｇｔを算出する。適正値Ｇｔは例えば、５０℃～１００°程度である。
【0044】
そして、制御部１１は加温機構８による加温温度を制御して、未加硫ゴムＲを被覆する時点でのワイヤＷｒの外周面の温度ｔを、算出した適正値Ｇｔに調整した状態する。加温機構８とヘッド３との離間距離が大きい場合は、加温機構８からヘッド３に移動する間にワイヤＷの外周面の温度ｔが変化する。そのため、加温機構８からヘッド３に移動する間での温度ｔの変化を予め見込んでおき、この温度ｔの変化を考慮して加温機構８はワイヤＷを加温する。例えば、加温機構８からヘッド３に移動する間で温度ｔが２℃低下する条件下では、加温機構８によりワイヤＷの外周面の温度ｔを適正値Ｇｔ＋２℃に加温する。これにより、ワイヤＷがヘッド３の内部に入る時の外周面の温度ｔを適正値Ｇｔにできる。
【0045】
ワイヤ入口３ａの近傍では温度センサ９により、ヘッド３の内部に入る直前のワイヤＷの外周面の温度ｔが検知され、その温度データは制御部１１に逐次入力される。この入力された温度データに基づいて、制御部１１は、ワイヤＷがヘッド３の内部に入る時点、即ち、未加硫ゴムＲを被覆する時点でのワイヤＷの外周面の温度ｔが適正値Ｇｔであるか否かを確認する。検知された温度データが適正値Ｇｔと許容範囲を超えて乖離している場合は、この温度データと適正値Ｇｔとの差に基づいて、制御部１１は加温機構８による加温温度を調整して、温度センサ９により検知される温度データが適正値Ｇｔに近づけるようにする。
【0046】
その結果、ワイヤＷを外周面の温度ｔが適正値Ｇｔに調整された状態で、ゴム押出機２から押し出された未加硫ゴムＲの中に継続的に通過させる。これにより、ゴム被覆ワイヤＷｒが連続的に製造される。
【0047】
ゴム粘度指標ＰＮに内部圧力ＰＮｃを採用する場合は、ワイヤＷをリール４からヘッド３を貫通させてゴム被覆ワイヤＷｒを製造中に、圧力センサ７ｂにより内部圧力ＰＮｃを把握する。把握された内部圧力ＰＮｃのデータは制御部１１に入力される。制御部１１は、図７に例示する相関関係ＣＲと把握したゴム内部圧力ＰＮｃのデータとに基づいて、被覆厚さｈを目標値ＧｈにするワイヤＷの外周面の温度ｔの適正値Ｇｔを算出する。その後、加温機構８によりワイヤＷに対する加温温度を制御して、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する手順は上述したとおりである。
【0048】
ゴム粘度指標ＰＮに硬度ＰＮｂ、駆動トルクＰＮｄを採用する場合は、既述したようにそれぞれに対応するデータ取得部を用いてデータを把握する。制御部１１は、図７に例示する相関関係ＣＲと把握したゴム内部圧力ＰＮｃのデータとに基づいて、被覆厚さｈを目標値ＧｈにするワイヤＷの外周面の温度ｔの適正値Ｇｔを算出する。その後、加温機構８によりワイヤＷに対する加温温度を制御して、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する手順は上述したとおりである。
【0049】
このように本発明では、ゴム粘度指標ＰＮと、未加硫ゴムＲを被覆する時点でのワイヤＷの外周面の温度ｔとの２項目を利用する。即ち、被覆厚さｈに対する影響具合が大きい２項目の相関関係ＣＲを用いることで、未加硫ゴムＲを被覆する時点でのワイヤＷの外周面の温度ｔを精度よく適正値Ｇｔになるように調整できる。そして、ワイヤＷの外周面を適正値Ｇｔの加温状態にして未加硫ゴムＲの中にワイヤＷを継続的に通過させるので、ワイヤＷの全長に渡って被覆厚さｈを適切に調整することが可能になる。
【0050】
その結果、被覆厚さｈ（ゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄ）をより安定して目標値Ｇｈにすることが可能になる。即ち、製造条件のうち、上述したワイヤＷの外周面の温度ｔだけを調整することで、図１０に例示するように、ゴム被覆ワイヤＷｒの製造工程での外径ｄ（被覆厚さｈ）の変動を、従来方法に比して小さくできる。また、ゴム被覆ワイヤＷｒの製造工程を開始する時や未加硫ゴムＲのロットの切換時などの時点Ｔ1から外径ｄ（被覆厚さｈ）の変動が小さくなる時点Ｔ2までの初期期間ＴＦを、従来方法に比して短くすることができる。そのため、外径ｄ（被覆厚さｈ）が目標値Ｇｄ（Ｇｈ）の許容範囲ＡＷに維持される安定期間ＴＳがより早期に到来し、高品質のゴム被覆ワイヤＷｒを安定して製造できる。未加硫ゴムＲの被覆不良などの不具合品の発生が抑制されるので生産性向上にも寄与する。
【0051】
この実施形態では、フェスツーン部６が、ドラム５によるゴム被覆ワイヤＷの巻き取り速度に応じて、ゴム被覆ワイヤＷｒを滞留させることにより、リール４から繰り出したワイヤＷを、移動させ続けてゴム被覆ワイヤＷｒの製造を中断することなく継続させることができる。したがって、ゴム押出機２による未加硫ゴムＲの押出しを中断することがなく、基本的に一定の押出し条件で未加硫ゴムＲをヘッド３の内部に押し出すことが可能になる。押出し条件が変化すると、押し出された未加硫ゴムＲの物性が変動するが、この実施形態では、押出し条件を変えず未加硫ゴムＲを押出し続けることができるので、安定した品質のゴム被覆ワイヤＷｒを製造するには有利になる。
【0052】
上述したゴム被覆ワイヤＷｒを製造する手順は、常時行ってもよいが、例えば上述した初期期間ＴＦに限定して行うこともできる。即ち、図１０に例示する被覆厚さｈ（外径ｄ）が目標値Ｇｈ（Ｇｄ）に所定時間維持される安定期間ＴＳを経過した後は、別の手順によってゴム被覆ワイヤＷｒを製造してもよい。この安定期間ＴＳは、事前テストなどを行って適切な時間を予め設定すればよい。
【0053】
この別の手順を説明する。図１０に例示するように、被覆厚さｈが目標値Ｇｈの許容範囲ＡＷに所定時間維持される安定期間ＴＳを経過した時点Ｔ3からは、データ取得部に代えて外径センサ１０を利用する。ワイヤＷがヘッド３の内部に充填された未加硫ゴムＲを通過した直後に外径センサ１０によりゴム被覆ワイヤＷｒの外径を検知する。制御部１１には、被覆厚さｈの目標値Ｇｈに対応する外径ｄの目標値Ｇｄが入力されている。
【0054】
外径センサ１０は通過するゴム被覆ワイヤＷｒの外径ｄを検知し、検知した外径ｄのデータは逐次、制御部１１に入力される。制御部１１は、外径センサ１０により検知された外径ｄのデータと目標値Ｇｄとを比較する。その比較結果に基づいて、ワイヤＷに対する加温機構８による加温温度を調整する。
【0055】
図４に例示するように、ワイヤＷの外周面の温度ｔと外径ｄとの相関関係が把握されている。そこで、この相関関係と外径センサ１０により検知された外径ｄのデータとに基づいて、加温機構８を制御して未加硫ゴムＲを被覆する時点でのワイヤＷの外周面の温度ｔを調整する。このようにして、外径センサ１０により検知される外径ｄのデータを目標値Ｇｄに近づけるように加温機構８によるワイヤＷに対する加温温度を制御して、ゴム被覆ワイヤＷｒを製造する。
【符号の説明】
【0056】
１ ゴム被覆ワイヤの製造装置
２ ゴム押出機
２ａ シリンダ本体
２ｂ スクリュー
２ｃ 駆動モータ
３ ヘッド
３ａ ワイヤ入口
３ｂ ワイヤ出口
４ リール
５ ドラム（ワイヤ移動機構）
５ａ フランジ部
６ フェスツーン部
６ａ 駆動ローラ（ワイヤ移動機構）
６ｂ 支持ローラ
７ａ ゴム粘度計（データ取得部）
７ｂ 圧力センサ（データ取得部）
８ 加温機構
９ 温度センサ
１０ 外径センサ
１１ 制御部
Ｗ ワイヤ
Ｗｒ ゴム被覆ワイヤ
Ｒ 未加硫ゴム
２ ゴム押出機
２ａ シリンダ本体
２ｂ スクリュー
２ｃ 駆動モータ
３ ヘッド
３ａ ワイヤ入口
３ｂ ワイヤ出口
４ リール
５ ドラム（ワイヤ移動機構）
５ａ フランジ部
６ フェスツーン部
６ａ 駆動ローラ（ワイヤ移動機構）
６ｂ 支持ローラ
７ａ ゴム粘度計（データ取得部）
７ｂ 圧力センサ（データ取得部）
８ 加温機構
９ 温度センサ
１０ 外径センサ
１１ 制御部
Ｗ ワイヤ
Ｗｒ ゴム被覆ワイヤ
Ｒ 未加硫ゴム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】