JP4764402B2 - ゴム製筒体の製造方法及び未加硫ゴムテープの巻付装置 - Google Patents

Description

本発明は、マンドレルに未加硫ゴムテープを自動的に巻き付け、その後加硫処理を行なうゴム製筒体の製造方法及び未加硫ゴムテープの巻付装置に関するものである。

従来、厚み精度の優れたゴム製筒体を得る方法として、特許文献１に記載されているように、マンドレルの外周面に未加硫のゴムテープを立てた状態で螺旋状に巻き付け、得られた未加硫ゴム層を加硫・脱型する方法が知られている。

また、特許文献２に記載されているように、トッピング処理繊維コードとしての未加硫ゴムテープのテープ面をマンドレルに螺旋状に巻きつけてゴム被覆繊維補強層を形成する方法も公知である。
特開２００５−２２０５４５号公報 特開平０９−２９６８８７号公報

ところで、未加硫ゴムテープを最初にマンドレルに巻付ける作業は、専ら手作業によって行なわれており、ゴム製筒体の生産性を阻害する要因となっている。

そこで、本発明では、未加硫ゴムテープをマンドレルに自動的に巻きつけることが可能なゴム製筒体の製造方法及びその巻付装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、押出装置の押出孔から送り出された未加硫ゴムテープをマンドレルに螺旋状に巻き付けて加硫するゴム製筒体の製造方法において、押出孔から送り出される未加硫ゴムテープを搬送する搬送ベルトを設け、搬送ベルトをマンドレルに押し付けて、マンドレルの回転により搬送ベルトを駆動させ、搬送ベルトにおいてマンドレルよりもベルト駆動方向上流側に、押出孔から送り出された未加硫ゴムテープを供給し、未加硫ゴムテープを搬送ベルトと前記マンドレルとの間に挟み込むことで未加硫ゴムテープの先端部をマンドレルに固着させ、その後、未加硫ゴムテープをマンドレルに螺旋状に巻き付けることを特徴とする。

上記構成によれば、搬送ベルトをマンドレルに押し付けることにより、搬送ベルトが撓んでマンドレルに面接触するようになり、搬送ベルトとマンドレルとの摩擦力が高くなるため、マンドレルの回転により搬送ベルトを駆動させることが可能となる。また、未加硫ゴムテープをマンドレルに押し付ける圧力が面でかかるため、局部的に強い圧力がかかるおそれがなく、未加硫ゴムテープが変形するおそれがない。

したがって、搬送ベルトにおいてマンドレルよりもベルト駆動方向上流側に、搬送ベルトの移動速度に合わせて押出孔から未加硫ゴムテープを送り出せば、あとは自動的に未加硫ゴムテープが搬送ベルトと前記マンドレルとの間に導入され、未加硫ゴムテープがマンドレルに押し付けられる。このとき、未加硫ゴムテープは、押出孔から送り出された直後で軟らかく粘着力が大きい状態であることから、未加硫ゴムテープの先端部を容易にマンドレルに固着することができる。

ついで、マンドレルに固着された未加硫ゴムテープの先端部を起点としてテンションをかけつつ未加硫ゴムテープをマンドレルに螺旋状に巻き付けることでマンドレルの外周面に未加硫ゴム層を形成することが可能となる。未加硫ゴム層は、加硫処理を施すことによりゴム製筒体を得ることができる。このように、本発明に係るゴム製筒体の製造方法によれば、未加硫ゴムテープを自動的にマンドレルに巻き付けることが可能となり、大幅に生産性を高めることができる。

上記搬送ベルトは、マンドレルに対して離接可能に設け、未加硫ゴムテープの先端部がマンドレルに固着した後に、搬送ベルトをマンドレルから離すようにするのが好ましい。これにより、１周巻き付けられた未加硫ゴムテープが再度搬送ベルトに挟まれて、ベルト側部にゴムが付着して搬送ベルトとしての使用が困難になるのを防止することができる。

搬送ベルトとしては、長尺体とし、これをテンションをかけながら一方向に送り出すようにしてもよいが、エンドレスベルトを用いるのが好ましい。エンドレスベルトは離間配置された回転ローラ間に張設し、マンドレルの回転に合わせてより循環駆動する構成とするのが好ましい。

上記ゴム製筒体の製造方法を実施するための未加硫ゴムテープの巻付装置としては、押出装置の押出孔から送り出された未加硫ゴムテープをマンドレルに供給して巻付けるためのものであって、少なくとも押出装置と前記マンドレルの間に張設されるエンドレスベルトと、エンドレスベルトを循環駆動可能に支持する支持体と、エンドレスベルトをマンドレルに対して離接させる離接手段とを備え、エンドレスベルトは、通常時は押出孔及びマンドレルの下方位置で待機し、未加硫ゴムテープをマンドレルに巻付けるときに、離接手段によりエンドレスベルトがマンドレルに押し付けられ、マンドレルの回転によりエンドレスベルトが駆動されるようにしたことを特徴とする。

上記構成によれば、マンドレルの回転によりエンドレスベルトが駆動されるため、押出孔から送り出された未加硫ゴムテープは、重力によってエンドレスベルトに供給され、その後、駆動するエンドレスベルトによってマンドレルまで搬送される。そして、エンドレスベルトをマンドレルに押し付けることにより、未加硫ゴムテープをマンドレルに自動的に巻きつけることが可能となる。

未加硫ゴムテープをマンドレルに巻き付けるときに、前記エンドレスベルトが前記マンドレルに面接触することを特徴とする。すなわち、前述のごとく、エンドレスベルトをマンドレルに押し付けることにより、エンドレスベルトが撓んでマンドレルに面接触するようになり、これによってマンドレルの回転によりエンドレスベルトを確実に駆動させることが可能となる。

このように、エンドレスベルトを確実に駆動させるためには、エンドレスベルトが面接触するマンドレルの範囲がマンドレル全周の１／１２以上であることが好ましい。

本発明においてエンドレスベルト等として使用される搬送ベルトは、マンドレル周方向に対して、外力がかかったときに伸びず、かつ、切断しない強度をもつものが望ましく、具体的にはナイロン６６を縦糸とし、綿糸を横糸とした交織クロスを例示することができるが、これに限らず、柔軟性を有し、縦方向への伸びの小さい素材であれば使用することが可能である。

本発明では、搬送ベルトをマンドレルに押し付けて、マンドレルの回転により搬送ベルトを駆動させ、搬送ベルトにおいてマンドレルよりもベルト駆動方向上流側に、押出装置から送り出された未加硫ゴムテープを供給し、未加硫ゴムテープを搬送ベルトと前記マンドレルとの間に挟み込むことにより、未加硫ゴムテープを自動的にマンドレルに巻きつけることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜３は、本発明に係る未加硫ゴムテープの巻付装置（以下、巻付装置と略する）を示す概略図であり、図１はマンドレルを所定位置にセットする前の状態を、図２はマンドレルを所定位置にセットした状態を、図３は巻付装置のエンドレスベルトをマンドレルに押し付けた状態をそれぞれ示している。

すなわち、本実施形態における巻付装置１は、マンドレル６と、押出装置３との間に設置され、押出装置３から送り出された未加硫ゴムテープ２をマンドレル６に自動的に巻きつけるようになっている。

巻付装置１は、押出装置３の押出孔３ａ及びマンドレル６間に張設されるエンドレスベルト４と、エンドレスベルト４を循環駆動可能に支持する支持体５と、エンドレスベルト４をマンドレル６に対して離接させる離接手段１６とを備え、エンドレスベルト４は、通常時は押出孔３ａ及びマンドレル６の下方位置で待機し、未加硫ゴムテープ２をマンドレル６に巻付けるときに、離接手段１６によりエンドレスベルト４のマンドレル側がマンドレル６に押し付けられ、マンドレル６の回転によりエンドレスベルト４が駆動されるようになっている。

支持体５は、細長い形状とされ、長さ方向の中間部に連結軸７が形成され、該連結軸７から基端５ａまでの長さとほぼ同じ長さを有する脚部材８が連結軸７まわりに回転自在に取り付けられている。そして、支持体５と脚部材８を連結軸７で軸支したリンク機構（パンタグラフ機構）を構成している。リンク機構は、脚部材８の基端８ａと支持体５の基端５ａの間の距離が長くなるほど、支持体５の先端の高さが低くなるように構成される。

なお、支持体５は、一対の細長形状の板状体１８，１８を、脚部材８は一対の板状体１９，１９を、それぞれ図示しないスペーサーで一定間隔をあけて対向配置した構造とされている。

支持体５の基端５ａと、脚部材８の基端８ａは、図４及び図５に示すように、それぞれラック部材９，９に回転自在に取り付けられている。ラック部材９，９は、ピニオン１０を挟んで対向配置され、ラック部材９，９の歯がピニオン１０に噛合し、ピニオン１０を介して対称にスライド移動するような構成とされている。なお、ラック部材９，９及びピニオン１０は台座１５上に取り付けられている。

すなわち、ピニオン１０を中心として、脚部材８と支持体５との間が開閉し、両者間の距離を調整自在とされている。なお、基端８ａ及び基端５ａがラック部材９，９に伴ってスライド移動する際には、連結軸７はピニオン９を通る垂直線Ｘ上を上下に移動する。

エンドレスベルト４は、支持体５の先端５ｂ及び基端５ａ近傍に離間配置された回転ローラ１２及び１３間に張設されている。回転ローラ１２及び１３は、ローラ回転軸方向がマンドレル６の軸線方向Ａに平行になるように配されている。

このエンドレスベルト４について、回転ローラ１２及び１３を中心にマンドレル６と接触する側を往路４ａ、その反対側を復路４ｂとすると、復路４ｂにはエンドレスベルトを大回りさせるガイドローラ１４が支持体５の連結軸と同心位置に設けられている。

上記構成により、マンドレル６が接触することで往路４ａが復路４ｂ側に接近しても両者が接触しない構造とされている。本実施形態では、ガイドローラ１４は１個使用しているが、複数個使用してもよい。

支持体５の基端と連結軸７との間には、エアシリンダ１１のシリンダ本体１１ａが取り付けられており、脚部材８の基端と連結軸７との間には、エアシリンダ１１のピストン１１ｂが取り付けられている。上記構成において、エアシリンダ１１内の空気を給排することにより、支持体５を起立あるいは倒伏させることが可能とされている。

すなわち、エアシリンダ１１から空気が排気されると、支持体５が起き上がり、エンドレスベルト４がマンドレル６に押し付けられた状態となり、エアシリンダ１１に空気が供給されると、支持体５が倒伏することにより、エンドレスベルト４はマンドレル６から離れて押出孔３ａ及びマンドレル６の下方位置で待機する。

以上説明したように、本実施形態においては、支持体５、連結軸７及び脚部材８からなるリンク機構（パンタグラフ機構）に、ラック部材９，９及びピニオン１０からなるスライド機構、さらにエアシリンダ１１を組合わせることによって離接手段１６が構成されており、これにより、エンドレスベルト４がマンドレル６に対して離接自在とされている。

上記構成の巻付装置１を用いて、未加硫ゴムテープをマンドレル６に巻付ける方法について説明する。先ず、図１に示すように、巻付装置１は、支持体５が倒伏してエンドレスベルト４が押出装置３の押出孔３ａの下方に位置で待機した状態とされている。マンドレル６は移動可能とされており、巻付装置１の上方にセットされる。

マンドレル６のセット位置についてより詳しく説明すると、マンドレル６は、図２に示すように、連結軸７及びピニオン１０を通る垂直線上にマンドレル６の回転軸６ａが重なる位置にセットされる。

マンドレル６は、所定位置にセットされた状態で、巻付装置１のエンドレスベルト４の長さ方向、及び、押出装置３の未加硫ゴムテープ２の送出方向が、マンドレル６の回転軸６ａの軸線方向に対しておおよそ直交するように配される。

次に、エアシリンダ１１内の空気を排気すると、図３に示すように、支持体５が起き上がり、エンドレスベルト４がマンドレル６に押し付けられた状態となる。このとき、マンドレル６が、矢印Ａの方向、すなわち、時計まわりに回転させると、支持体５は傾きながら起立してマンドレル６に押し当てられるため、エンドレスベルト４がマンドレル６に接触する場所は、マンドレル外周上の６時方向から９時方向の間となる。このように、マンドレル６が上向きに回転する場所に未加硫ゴムテープ２を接触させることにより、効率よく未加硫ゴムテープ２をマンドレル６に巻付けることが可能となる。

また、エンドレスベルト４はエアシリンダ１１によりマンドレル６に押し付けられて面接触することになるが、このときの面接触する範囲は、マンドレル６の全周の１／１２以上であるのが好ましく、これにより、マンドレル６の回転によって、エンドレスベルト４がスムーズに循環駆動する。

この状態で、押出装置３の押出孔３ａから未加硫ゴムテープ２を送り出すと、未加硫ゴムテープ２は押出孔３ａから垂れ下がり、循環駆動するエンドレスベルト４上に載り、そのまま、エンドレスベルト２の駆動によって、下流側のマンドレル６に向かって搬送されて、エンドレスベルト４とマンドレル６の間に挟みこまれる。

このようにして、未加硫ゴムテープ２の先端部がマンドレル６の外周上に固着され、マンドレルの回転とともに、マンドレル６に巻きつけられる。未加硫ゴムテープ２が、マンドレル６に巻きついた後は、巻付装置１の支持体５は再び倒伏してエンドレスベルト４が押出装置３の押出孔３ａの下方に位置で待機した状態に戻る。

マンドレル６は、図６に示すように、回転軸６ａまわりに矢印Ａの方向に回転しながら、回転軸６ａに平行な矢印Ｂの方向に移動するようになっている。そして、押出孔３ａから未加硫ゴムテープ２を押し出す速度、マンドレル６の回転速度及び移動速度を調節することによって、傾斜角度αを調整することが可能となり、未加硫ゴムテープ２をマンドレル６の外周上に立てた状態、すなわち、テープ一側部２ａをマンドレル６の外周面に接触させ、他側部２ｂをマンドレル半径方向外方に向けて隣り合うテープ面２ｃ同士を密着させながら螺旋状に巻くことにより、肉厚の未加硫ゴム層１７を形成することができる。

このようにして得られた未加硫ゴム層１７は、単層で加硫処理を施してゴム製筒体を得ることができるほか、未加硫ゴム層１７にコード等の補強材にて補強した未加硫の補強ゴムからなる補強層等を積層した積層構造とし、これを加硫処理することにより、補強材で補強されたゴム製筒体を得ることもできる。

なお、本実施形態においては、図２に示すように、マンドレル６を所定位置まで移動させた後、離接手段１６によってエンドレスベルト４をマンドレル６に接触させるようにしているが、これに限らず、例えば、巻付装置１の架台に車輪をつけてマンドレル６まで移動させるようにしてもよい。この場合、押出装置３から押し出す未加硫ゴムテープ２の押出速度に合わせて巻付装置１を移動させる。または、押出装置３および巻付装置１をともに移動させてもよい。

また、未加硫ゴムテープ２を立てることなく、テープ面２ｃをマンドレル６の外周面に接触させながら、未加硫ゴムテープ２を螺旋状にマンドレル６に巻付けることも可能である。

本発明に係る巻付装置を示す概略図であり、マンドレルを所定の位置にセットする前の状態を示す。 本発明に係る巻付装置を示す概略図であり、マンドレルを所定の位置にセットした状態を示す。 本発明に係る巻付装置を示す概略図であり、エンドレスベルトをマンドレルに押し付けた状態を示す。 支持体下部及び脚部材を示す平面図であり、図４（ａ）は支持体が起立した状態を、図４（ｂ）は支持体が倒伏した状態をそれぞれ示す。 本発明に係る巻付装置におけるスライド機構を示す概略図 未加硫ゴムテープをマンドレルに立てた状態で螺旋状に巻きつけた状態を示す概略図

符号の説明

１ 巻付装置
２ 未加硫ゴムテープ
２ａ テープ一側部
２ｂ テープ他側部
２ｃ テープ面
３ 押出装置
４ エンドレスベルト
４ａ 往路
４ｂ 復路
５ 支持体
６ マンドレル
６ａ 回転軸
７ 連結軸
８ 脚部材
９ ラック部材
１０ ピニオン
１１ エアシリンダ
１２、１３ 回転ローラ
１４ ガイドローラ
１５ 台座
１６ 離接手段
１７ 未加硫ゴム層
１８，１９ 板状体
Ａ マンドレル回転方向

Claims (4)

1. 押出装置の押出孔から送り出された未加硫ゴムテープをマンドレルに螺旋状に巻き付けて加硫するゴム製筒体の製造方法において、前記押出孔から送り出される前記未加硫ゴムテープを搬送する搬送ベルトを設け、該搬送ベルトを前記マンドレルに押し付けて、マンドレルの回転により搬送ベルトを駆動させ、前記搬送ベルトにおいて前記マンドレルよりもベルト駆動方向上流側に、前記押出孔から送り出された未加硫ゴムテープを供給し、該未加硫ゴムテープを前記搬送ベルトと前記マンドレルとの間に挟み込むことで未加硫ゴムテープの先端部をマンドレルに固着させ、その後、未加硫ゴムテープをマンドレルに螺旋状に巻き付けることを特徴とするゴム製筒体の製造方法。
2. 前記搬送ベルトは、前記マンドレルに対して離接可能に設けられ、前記未加硫ゴムテープの先端部が前記マンドレルに固着した後に、前記搬送ベルトを前記マンドレルから離すようにしたことを特徴とする請求項１記載のゴム製筒体の製造方法。
3. 前記搬送ベルトが、離間配置された回転ローラ間に張設されたエンドレスベルトであり、該エンドレスベルトが前記マンドレルの回転により循環駆動することを特徴とする請求項１又は２記載のゴム製筒体の製造方法。
4. 押出装置の押出孔から送り出された未加硫ゴムテープをマンドレルに供給して巻付けるための巻付装置であって、少なくとも前記押出孔と前記マンドレルの間に張設されるエンドレスベルトと、該エンドレスベルトを循環駆動可能に支持する支持体と、前記エンドレスベルトを前記マンドレルに対して離接させる離接手段とを備え、前記エンドレスベルトは、通常時は前記押出孔及び前記マンドレルの下方位置で待機し、未加硫ゴムテープをマンドレルに巻付けるときに、前記離接手段により前記エンドレスベルトがマンドレルに押し付けられ、マンドレルの回転によりエンドレスベルトが駆動されるようにしたことを特徴とする未加硫ゴムテープの巻付装置。
   

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