JP3858204B2 - 支持体上にコードを取付ける方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は支持体、特にプラスチックまたはゴム製の支持体上にコードを取付ける(appliquer) 方法および装置に関するものであり、本発明方法および装置は例えばタイヤ補強用プライ等の補強ウエブの製造で用いることができる。
本発明は特にコードに波状形状を付与しながら支持体上にコードを取付ける方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コードに波状形状を付与しながら支持体上にコードを取付ける方法および装置は例えばフランス国特許第 2,042,859号、フランス国特許第 2,325,497号、米国特許第 1,800,179号、米国特許第 5,002,621号、米国特許第 4,820,143号に記載されている。
【０００３】
これらの装置は下記の問題点の少なくとも一つを有している：
1) 装置が複雑なため、故障が多く、頻繁にメンテナンスを必要とし、コストがかかる。
2) コードの取付け精度が悪いため、得られたウエブの形状は不均一になり、長手方向に沿った物理特性が変動する。
3) 生産速度が遅い。
【０００４】
米国特許第 4,981,542号には２つのクランプを用いてコードを支持体に取付ける装置が記載されている。この装置は高い精度でコードを取付けることができるが、クランプが複雑な運動を連続して行うため取付け速度が比較的遅いという欠点がある。また、コードを支持体に取付ける前および取付け時にコードが横断運動する際に支持体を停止させる必要がある。
【０００５】
米国特許第 5,242,520には固定歯と可動歯とを備えたドラムを用いて支持体上にコードを取付ける装置が記載されている。
ＷＯ92/12001号には、ドラム上に制御された速度でコードを送ることによって支持体上にコードを取付ける装置が記載されている。この装置では回転軸線と平行に各歯を相対移動させ、コードと接触する自由端と投錨区域との間で少なくとも歯の一部が可撓性になっている。この装置は優れた精度と速い速度でコードを取付けることができるが、装置が複雑になり、費用がかかるという欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題点を解決または大幅に軽減することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コードに波形状を付与しながら少なくとも１本のコードを少なくとも１つの支持体上に取付けて少なくとも１枚のプライを作る方法において、
a) コードを制御された線速度値Ｖ1 で繰り出し、
b) コードを進行方向を横断する方向に変位させ、
c) コードを横断方向に変位させて形成される波形状のコードを支持体上に取付け、互いに接触したコードと支持体とを支持体の線速度値Ｖ２で駆動し、線速度値Ｖ２を線速度値Ｖ1 より小さい値とし、
d) 支持体に取付けられるコードの形状比を比Ｖ1 ／Ｖ2 で定める
ことを特徴とする方法を提供する。
【０００８】
本発明は、コードに波形状を付与ながら少なくとも１本のコードを少なくとも１つの支持体上に取付けて少なくとも１枚のプライを作る装置において、
a) コードを制御された線速度値Ｖ1 で繰り出す手段と、
b) コードを進行方向を横断する方向に変位させる手段と、
c) コードを横断方向に変位させて形成された波形状のコードを支持体上に取付ける手段と、互いに接触したコードと支持体とを線速度値Ｖ1 より小さい支持体の線速度値Ｖ２で駆動する手段とを有し、
d) 支持体に取付けられるコードの形状比を比Ｖ1 ／Ｖ2 で定める
ことを特徴とする装置をさらに提供する。
【０００９】
本発明の他の対象は本発明方法および装置で作られたプライまたはウエブ、特に補強プライにある。本発明は、さらに、この補強プライを含む製品、例えばチューブ、ゴム製品、特にタイヤにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
「コード(fils)」という用語は一般的な意味を表し、このコードは例えば一本または複数のフィラメントで構成されていてもよい。単一のフィラメントで構成されている場合には「モノフィラメント」とよばれ、複数のフィラメントで構成されている場合には「マルチフィラメント」とよばれる。コード自体が単一コードの集成体であってもよく、例えば一回の撚り操作で結合された複数の単一コードで構成されたものは「撚りコード」とよばれ、複数のコードで構成され、その少なくとも１本が撚りコードで、一回または複数回の撚り操作で結合されたものは「ケーブル」とよばれる。
【００１１】
「波形状(sinuese) 」という表現も一般的な意味を表し、例えばコードがうねった形状、ほぼ正弦曲線状をしている場合や、曲線部分を介してほぼ直線部分が連結している場合を含んでいる。
コードは編成コード、例えば芳香族または非芳香族ポリアミドのコード、レーヨンコード、ポリエステルコードや、異種材料で作られたコードであるのが好ましく、その直径は 0.2〜４mmの範囲であるのが好ましいが、本発明は例えば鋼製ワイヤのような金属ワイヤ、炭素ワイヤ、ガラス繊維またはホウ素繊維のワイヤにも適用できる。場合によってはコードの直径は0.2 mm以下でも、４mm以上でもよい。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００１２】
【実施例】
図１、図２に示す本発明装置１は複数のリール２を備え、各リール２にはコード３が巻付けられている。図を明瞭にするために図１、図２には３つのリール２のみが示されている。コード３はキャプスタン５によって駆動され、ブレーキ手段４中を通過する。キャプスタン５に入る前にブレーキ手段４の出口でコード３には軽い張力が与えられる。
図３はブレーキ手段４の一部の詳細図で、例えば互いに入り込んだコード３と同じ数のバネ41の対40を有している。各コード３はバネ対40の一つを通過する。下側のバネ41によって各コード３に加わる力はこのバネ41と接触している円筒体42の重量Ｐ4 の関数である。この円筒体42はバネ41を下方へ引張る役目をしている。
【００１３】
コード３はキャプスタン５によって滑らずに駆動される。キャプスタン５はコード３に図１、図２でベクトルＶ1 で示す長手方向、例えば水平方向の所定の線速度（全てのコードで同じ）を与える。図１は図２の矢印ＶP 方向から見た装置１の縦断面図で、図２は図１の平面図であり、図３はブレーキ手段４のコード３が通る垂直面での断面図である。
【００１４】
キャプスタン５は水平かつ平行な軸線51を有する７本のローラ群50で構成されており、その各軸線51は図１で水平方向の矢印Ｖ1 で概念的に示したコード３の進行方向に互いにズレて位置している。各ローラ50は同じ直径で、ベルト52によって回転駆動される。ベルト52は各ローラ50のハブ53と案内ローラ54との回りを巡って矢印Ｆ52方向へ進む。ローラ群50は軸線51が一つの水平面内に配置された４本のローラ 501と、軸線51が上記の水平面の下側に位置する別の水平面内に配置された３本のローラ502 とで構成されている。４本のローラ 501はベルト52の力で矢印Ω501 で概念的に示した同じ角速度で回転され、３本のローラ502 は矢印Ω502 で概念的に示した同じ角速度で回転される。
【００１５】
図１に示すように、矢印Ω501 とΩ502 は同じ絶対値を有し、互いに反対向きである。ベルト52の駆動手段は周知であり、ローラ50の一つを駆動するモータ55を有している。従って、キャプスタン５の出口から繰り出される各コード３の長さは一定であり、毎秒線速度Ｖ1 に等しい、すなわちベクトルＶ1 の絶対値に等しい。
キャプスタン５によって繰り出されたコード３はコード３をまとめて水平面内に平行に並べる手段６に到達する。この手段６は必ずしも必要ではないが、コード３の後の処理を容易にする。この手段６は例えば固定の櫛を有し、コード３がこの櫛６を通過するようにすることができる。
【００１６】
次いで、コード３は図２で矢印Ｆ1 、Ｆ2 で概念的に示す互いに逆方向の交互運動をコード３に付与する手段７を通る。矢印Ｆ1 、Ｆ2 の方向は図１、図２に矢印Ｖ1 で概念的に示したコード３の一般的な進行方向に対して直角な方向である。この交互運動手段７は例えばダイス(filiere) にすることができ、その往復運動はダイスに接続ロッド81と、それに固定されたフライホイール82と、その駆動モータ80とを含む系８で与えることができる。
【００１７】
支持体９、例えばゴム層が塗布されたプラスチックのフィルムは最初はリール10に巻付けられている。この支持体９はその張力を調節する装置11を通ってカレンダ12によって駆動される。張力調節装置11自体は公知のものであり、例えば水平ローラ110 を備えている。ローラ110 の軸線111 の垂直位置を調節することによってリール10からの支持体９の巻き出しを行うモータ100 の速度を調節することができる。また、支持体９の張力はローラ110 の重量で決まる。
【００１８】
従って、支持体９は一定張力でカレンダ12に到達し、一方、コード３は交互運動手段７の運動作用でカレンダ12の入口で波状にゴム製支持体９上に取付けられる。コード３と支持体９とはカレンダ12のドラム120 と121 との圧縮力で最終的に接触される。ドラム120 、121 は同じ直径で、滑らかな円筒状外側面を有し、矢印Ω120 、Ω121 （図１）で示した互いに逆方向で絶対値が同じ速度で回転する。従って、カレンダ12は図１でベクトルＶ2 で示した一定の長手方向速度で互いに接触した支持体９とコード３とを駆動する。このベクトルＶ2 の絶対値である線速度Ｖ2 は線速度Ｖ1 より小さい。
【００１９】
本発明装置１にはキャプスタン５とカレンダ12との間に張力を調節する手段はなく、交互運動手段７はキャプスタン５と、各コード３がカレンダ12内で支持体９と接触する箇所との間でコード３に張力が加わるように調節されている。すなわち、交互運動手段７が矢印Ｆ1 およびＦ2 方向の横断運動の両端位置、換言すればコード３が長手方向に対して最大角度を成した時にコード３に張力が加わるように調節されている。一方、交互運動手段７がこれらの両端位置の間の中間位置にあるときには、各コード３は交互運動手段７とカレンダ12との間で弛緩位置をとることができる。すなわち、カレンダ12で駆動される線速度Ｖ2 はキャプスタン５によってコード３が繰り出される線速度Ｖ1 より小さいため、弛緩位置ではコード３に張力は加わらない。この弛緩状態が最も大きくなるのは交互運動手段７が上記両端位置のほぼ中間位置付近にある時である。
【００２０】
従って、支持体９上へのコード３の到達は自動的にバランスされ、コード３の波形形状の波長に相当する時間Ｔ（このＴは交互運動手段７が１回の交互運動をする時間に相当する）の間に支持体９上に置かれる各コード３の長さがＶ1 Ｔに等しくなる（従って、Ｖ1 および交互運動手段７の交互運動の周期が一定値である場合には一定値になる）ように、自動的にバランスされる。速度Ｖ２もプライ13の製造中に一定値にセットされる。
【００２１】
交互運動手段７の調節は、例えば調節スクリュー等の公知の手段で交互運動手段７とカレンダ12との間の距離を調節して行うことができるが、図を簡単にするためにこれらの装置は図示していない。矢印Ｆ１および矢印Ｆ２方向の交互運動手段７の往復運動の振幅は、簡単な方法、例えばフライホイール82上の接続ロッド81の位置を変えることで変えることができる。
【００２２】
次に、支持体９とこの支持体９と接触したコード３とで構成されるプライ13は張力調節装置14を通ってリール15に巻き取られる。リール15はモータ16によって回転駆動される。張力調節装置14は上記張力調節装置11と類似したものであり、これと同じ張力を支持体９に付与するのが好ましい。
【００２３】
図４はカレンダ12から出た直後に得られるプライ13の一部分の概念図である。各コード３で“ｌ”はコード３の一波長（すなわち、矢印Ｖ２の左側に示したプライ13の同じ側に位置する２つの連続した波の頂点Ａの間の直線長さ）を表し、“Ｌ”は前後２つの点Ａの間で波状になったコード３（すなわち一つの波長）の実際の長さを表す。
【００２４】
コード３の形状比 (taux de conformation) τは式τ＝Ｌ／ｌで定義される。この比τは式Ｒ＝Ｖ1 ／Ｖ2 で与えられる。換言すれば、形状比τは線速度Ｖ1 （キャプスタン５から出た直後のコード３の線速度）とＶ2 （カレンダ12によって与えられる支持体９の線速度）との比で与えられる。
プライ13上でのコード３の波の持続時間（すなわち所定長さのプライ13での所定コード３の波の数）は交互運動手段７の交互変位回数とカレンダ12のローラの回転速度との比を調節することで定めることができる。
【００２５】
図４には互いに前後する２つの点Ａの間に位置した頂点Ｂが示されている。この点Ｂは図４の矢印Ｖ２に示した最初の点Ａの右側に位置しており、波長の半分の位置に相当している。交互運動手段７の往復運動位置と支持体９上でのコード３の位置との間には一定の遅れがあるが、図４の各点Ａは矢印Ｆ２の方向（下方向）での交互運動手段７の端部位置にほぼ相当し、各点Ｂは矢印Ｆ１の方向（上方向）での交互運動手段７の別の端部位置にほぼ相当している。
上記実施例では、プラスチック材料のフィルムによって支持体９を確実に保持することでプライ13の製造時に生じるゴム製支持体９の伸びを無くすことができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明装置１には下記の利点がある：
1) キャプスタン５とカレンダ12と間のコード３の張力を調節する手段を必要としない。すなわち、張力調節手段を用いた場合には、支持体９上のコードの波形状に応じて張力を制御するために張力調節手段と交互運動手段７との複雑な位置関係を制御しなければならないが、本発明では速度Ｖ１と速度Ｖ２との間の相対関係を簡単に得ることができるので、上記実施例ではキャプスタン５とカレンダ12と間の張力の調節が単純化できる。
【００２７】
2) キャプスタン５とカレンダ12の速度を調節することによってコード３の形状比τを単純かつ正確に直接調節することができる。また、全てのコード３がローラ120 間を通過する前に支持体９上に一定長さで配置されており、支持体９上でコードの滑りが起って振幅の変動を自動的に補正するので、交互運動手段７の振幅を厳密に調節する必要はない。従って、既に説明したようにコード３は常に正確な所定の形状比τで交互運動手段７とは無関係に線速度Ｖ１とＶ２との比で配置される。
3) キャプスタン５とカレンダ12と間で張力調節する必要がないため、プライ13を極めて速い速度、例えば毎分約10ｍで製造することができる。この速度は毎分20ｍ以上にすることもできる。逆に、張力調節装置を用いた場合には、コードがこの装置を通過する際に振動するため、通過速度は大幅に制限される。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の構成の詳細な実施例を例示する。
1) 支持体９：ゴム層が塗布されたポリエチレンシート、支持体の幅は100mm
2) コード３：ナイロンの撚りコード、コードの直径は約 1.2mm、リール２の数は40（リール２一つに一本のコード３）
3) 線速度Ｖ１：毎分13ｍ、線速度Ｖ２：毎分10ｍ、従って、形状比τ＝1.3
4) プライ上での各コード３の波の長さ“ｌ”：15mm、プライの縦方向に対して直角な方向 (すなわち矢印Ｖ２に対して直角な方向で測定プライ上でのコード３の密度は40本／dm
5) ブレーキ手段４で与える張力：２Ｎ／コード、支持体９集合体すなわちプライ13に張力調節装置11、14が加える張力：10Ｎ、従って、支持体９とブライ 13に加わる張力は同じ。
上記数値は単なる例示で、本発明を何ら限定するものでないことは明らかであり、例えば、リール２の数を増やして60以上にすることができ、プライの幅も60cm以上にすることができる。
【００２９】
本発明は単一コード３の場合にも適用できる。
形状比τの値は例えば1.01〜３の広い範囲で変えることができる。同様に、例えばコード３の波長“ｌ”も例えば 5〜50mmの広い範囲で変えることができる。プライ13のコード３の密度は例えば１本／dm〜60本／dmの広い範囲で変えることができる。
本発明は上記手段に限定されるものではなく、例えば、キャプスタン５の代わりにコード３が間を通過する２本のベルトを用いることもできる。また、櫛部材６の代わりにコード３と同じ数の孔を有するコード案内部材を用いることもできる。
【００３０】
上記実施例ではキャプスタン５から出た時点で全てのコード３が同じ速度を有しているが、本発明は例えば図５に示すように、キャプスタン５から出た時点で全てのコード３が異なる速度を有している場合にも適用できる。
図５に示した本発明装置１Ａ（一部のみを示す）では、キャプスタン５Ａが３組の円筒体50Ａで構成され、各円筒体50Ａは同軸で且つ直径が異なる３つの円筒体50Ａ１、50Ａ２、50Ａ３で構成される。各コード３は各々の円筒体上を通過する。同じ組の３つの円筒体50Ａ１、50Ａ２、50Ａ３は同じ角速度で回転する。
【００３１】
従って、３本のコード３の線速度は互いに異なり、例えば円筒体50Ａ１から50Ａ３の順に減少し、従って、プライ13Ａ上での形状比τは互いに異なり、図５に示すように、プライの片側から反対側に向かって大きくなる。支持体９Ａ上でコード３が過剰に滑るのを防止するために、カレンダ12Ａと交互運動手段７Ａとの間の距離を各コードの入口でのコードの直線速度が小さくなるほど大きくするのが好ましい。実際には、例えば交互運動手段７Ａを一つのダイスで構成した場合には、コードの通過する孔の長さを上記のように変える（最大速度が与えられるコードに対応する孔を最も長くし、コードが入る全ての孔の入口をカレンダ12Ａから同じ距離に位置させる）。
【００３２】
本発明は、図６に示すように、複数の支持体を用いてプライを製造する場合にも適用できる。
図６は鉛直断面図で、２本のローラ120 Ｂ、121 Ｂで構成されるカレンダ12Ｂを備えた装置１Ｂの一部を示している。これら２本のローラ120 Ｂ、121 Ｂ上には例えば前期の装置１で説明した支持体９と同じ支持体９Ｂが送られる。各コード３は、例えば上記の交互運動手段手段７と同じ交互運動を付与する手段７Ｂを通って波形状が付与された時に、２枚の支持体９Ｂとサンドイッチされる。それによって２枚の支持体９Ｂ間にコード３が挟まれた構造のプライ13Ｂが製造される。
【００３３】
本発明プライは補強タイヤで用いることができ、例えばタイヤトレッドの補強プライ上に取付けたり、複数のカーカスプライが存在する場合にカーカスプライの間に取付けることができる。これらのプライではタイヤの成形および／または加硫時にコードが波形状から変形してタイヤの円周方向すなわちタイヤの回転軸にほぼ直角な面内の方向を向いて、これらのプライを取り巻いて、例えば、特に航空機用タイヤの場合に、タイヤに耐遠心力を付与することができる。
タイヤの成形および／または加硫後にコード３の波形状の全てまたは一部が残る場合も当然本発明に含まれる。また、本発明が上記実施例に限定されるものでないことも明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明装置の縦断面図。
【図２】 図１の装置の平面図。
【図３】 図１、図２の装置で用いるブレーキ装置の詳細横断面図。
【図４】 本発明装置で得られる本発明プライの平面図。
【図５】 本発明の別の装置の一部の平面図。
【図６】 本発明の別の装置の一部の縦断面図。
【符号の説明】
１ 本発明装置 ２ リール
３ コード ４ ブレーキ手段
５ キャプスタン 41 バネ
６ 櫛 ７ 交互運動手段
９ 支持体 10 リール
11、14 張力調節装置

Claims (2)

1. (a) 繰出し手段（ 2,4,5,6 ）を用いて各コード（ 3 ）を制御された線速度値Ｖ1で繰り出し、
   (b) 進行方向を横断する方向に変位させる手段（ 7 ）を用いて各コード（ 3 ）を進行方向を横断する方向に変位させ、
   (c) カレンダ手段（ 12 ）を用いて各コード（ 3 ）を支持体（ 9 ）上に取付け、互いに接触した各コード（ 3 ）および支持体（ 9 ）を、上記の線速度値Ｖ 1 より小さい線速度値Ｖ２となるように支持体（ 9 ）を駆動し、
   (d） 上記の進行方向を横断する方向に変位させる手段（ 7 ）を横断方向に交互に変位させることによって各コード（ 3 ）が支持体（ 9 ）上で波形状に配置する、コードに波形状を付与ながら少なくとも１本のコード（ 3 ）を少なくとも１つの支持体（9 ）上に取付けて少なくとも１枚のプライ（ 13 ）を作る方法において、
   下記 (e) および (f) を特徴とする方法：
   (e) 繰出し手段（ 2,4,5,6 ）が各コード（ 3 ）を一定の線速度値Ｖ 1 で繰り出すための駆動手段（ 5 ）を有し、
   (f) 支持体（ 9 ）上に取付けた各コード（ 3 ）のコード３の形状比Ｌ／ｌがＶ 1 ／Ｖ 2 の比で与えられる（ここで、“Ｌ”は一つの波長の実際の長さを表し、“ｌ”は一つの波長の直線長さを表す）
2. 少なくとも１本のコード（ 3 ）を波形状に配置しながら少なくとも１つの支持体（ 9 ）上に取付けて少なくとも１枚のプライ（ 13 ）を作る装置であって、
   (a) 各コード（3）を線速度値Ｖ1で繰り出す繰出し手段（2,4,5,6）と、
   (b) 上記の線速度値Ｖ1より小さい一定の線速度値Ｖ２で支持体（9）を支持・供給する手段(10、11)と、
   (c) 各コード（3）を上記支持体（9）上に取付ける駆動用カレンダ手段（12）と、
   (d） 繰出し手段（2,4,5,6）と駆動用カレンダ手段（12）との間に配置された、各コード（3）を進行方向を横断する方向に交互に変位させる手段（7）とを有し、
   上記の進行方向を横断する方向に変位させる手段（7）を横断方向に交互に変位させることによって各コード（3）を支持体（9）上に波形状に配置する装置において、
   下記(f)および(g)を特徴とする装置：
   (f) 繰出し手段（2,4,5,6）が各コード（3）を一定の線速度値Ｖ1で繰り出すための駆動手段（5）を有し、
   (g) 支持体（9）上に取付けた各コード（3）のコード３の形状比Ｌ／ｌがＶ1／Ｖ2の比で与えられる（ここで、“Ｌ”は一つの波長の実際の長さを表し、“ｌ”は一つの波長の直線長さを表す）

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