(57)【要約】【課題】異種材料間の層間剥離やゴム層の破断の問題を改善することができるガイドローラの製造方法を提供することである。【解決手段】外周面にてロープをガイドし、内周面が支持部により支持されるガイドローラの製造方法であって、ゴムに短繊維を混入させたストリップ状の補強ゴムを押し出し成形するステップと、押し出し成形された補強ゴムを成形ドラムに巻き付け、内周面側から外周面側へ向けてゴム層を順次形成していくステップとを有し、内周面から外周面の方向に行くに従い、短繊維の混入量が少なくなるように構成した。【選択図】　　図２
2004122538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にてロープをガイドし、内周面が支持部により支持されるガイドローラの製造方法であって、
ゴムに短繊維を混入させたストリップ状の補強ゴムを押し出し成形するステップと、
押し出し成形された前記補強ゴムを成形ドラムに巻き付け、前記内周面側から前記外周面側へ向けてゴム層を順次形成していくステップとを有し、
内周面から外周面の方向に行くに従い、短繊維の混入量が少なくなるように構成したことを特徴とするガイドローラの製造方法。
【請求項２】
補強ゴムを押し出し成形するために用いられる押出装置に、ゴムリボンを投入するホッパーが設けられており、このホッパーに投入するゴムリボンの短繊維の混入量の異なるものを複数本用意し、内周面においては混入量の多いゴムリボンを使用し、外周面側に行くにつれて混入量の少ないゴムリボンを使用することを特徴とする請求項１に記載のガイドローラの製造方法。
【請求項３】
補強ゴムを押し出し成形するために用いられる押出装置に、ゴムリボンを投入する第１ホッパーと、この第１ホッパーの押し出し下流側に短繊維を投入する第２ホッパーとが設けられており、第２ホッパーから投入する短繊維の量を変えることで、短繊維の混入量を制御することを特徴とする請求項１に記載のガイドローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周面にてロープをガイドし、内周面が支持部により支持されるガイドローラの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴンドラ、スキー場のリフト、ロープウェイ等において、ロープをガイドするためのガイドローラが用いられている。かかるガイドローラは、例えば、特開平７−３１５２１４号公報や、特開平５−１６２６３７号公報に開示されている。このガイドローラの一般的な構造を図５により説明する。
【０００３】
図５は、ガイドローラを回転中心ＣＥを通る平面で切断した断面図である。ガイドローラ１００は、繊維による補強コードの含まれないゴム層１０１と、補強コードによる補強層１０２とから構成されている。ゴム層１０１の外周面には、浅いＶ字型のガイド溝１０１ａが形成されており、ロープＲがガイドされる。また、ゴム層１０１の内周面は、パイプ１０３（支持部）により支持されている。補強層１０２を設けているのは、ロープＲからの回転力が作用している間、支持部との間に大きな応力が作用し、強度を確保するためである。一方、外周面については、ロープからの振動や衝撃を吸収するために、補強コードによる補強はされていない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３１５２１４号公報、図１〜図４等
【特許文献２】
特開平５−１６２６３７号公報、図１、図２等
【発明が解決しようとする課題】
従来におけるガイドローラの製造は、まず補強コードとしての繊維を巻き付ける工程と、ゴムを巻き付ける工程があり、これらはそれぞれ別工程で行われていたので製造時間が長くなるという問題があった。また、異種材料間（繊維とゴム）での層間剛性が急激に変化するので、高荷重が作用した時にせん断力が発生し層間剥離の原因となる。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、異種材料間の層間剥離やゴム層の破断の問題を改善することができるガイドローラの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係るガイドローラの製造方法は、
外周面にてロープをガイドし、内周面が支持部により支持されるガイドローラの製造方法であって、
ゴムに短繊維を混入させたストリップ状の補強ゴムを押し出し成形するステップと、
押し出し成形された前記補強ゴムを成形ドラムに巻き付け、前記内周面側から前記外周面側へ向けてゴム層を順次形成していくステップとを有し、
内周面から外周面の方向に行くに従い、短繊維の混入量が少なくなるように構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
かかる製造方法による作用・効果は、　以下の通りである。まず、押し出し成形により得られる、ゴムに短繊維を混入させたストリップ状の補強ゴムを用い、これを成形ドラムに巻き付けることでゴム層を順次形成していく。このように、補強コードとゴムとを別々に巻き付けるのではなく、短繊維が混入した補強ゴムを用いるようにしているので、層間剥離の問題を低減又はなくすことができる。また、成形ドラムに巻き付けを行っていくに際して、内周面側は短繊維の混入量を多くし、外周面側に行くにしたがって、徐々に短繊維の混入量を減らして行く。これにより、剛性の急激な変化を押さえることができる。その結果、異種材料間の層間剥離やゴム層の破断の問題を改善することができるガイドローラの製造方法を提供することができる。
本発明の好適な実施形態として、補強ゴムを押し出し成形するために用いられる押出装置に、ゴムリボンを投入するホッパーが設けられており、このホッパーに投入するゴムリボンの短繊維の混入量の異なるものを複数本用意し、内周面においては混入量の多いゴムリボンを使用し、外周面側に行くにつれて混入量の少ないゴムリボンを使用するものがあげられる。
【０００７】
押出装置を用いてストリップゴムの押し出し成形を行う場合に、ホッパーにゴムリボンを投入する。このゴムリボンに短繊維の混入量の異なるものを複数本用意しておく。内周面においては、短繊維の混入量の多いものを使用し、外周面側に行くにしたがって、混入量の少ないゴムリボンに切り換えていく。これにより、短繊維の量を徐々に減らしたゴム層を形成することができる。
【０００８】
本発明の別の好適な実施形態として、　補強ゴムを押し出し成形するために用いられる押出装置に、ゴムリボンを投入する第１ホッパーと、この第１ホッパーの押し出し下流側に短繊維を投入する第２ホッパーとが設けられており、第２ホッパーから投入する短繊維の量を変えることで、短繊維の混入量を制御するものがあげられる。
【０００９】
短繊維の混入量を制御する別の方法として、第１ホッパーと第２ホッパーが設けられた押出装置を使用する。第１ホッパーからは短繊維の混入されていないゴムリボンを投入する。第１ホッパーよりも押し出し成形下流側にある第２ホッパーから短繊維を投入する。この短繊維の混入量によりゴム層に含まれる短繊維の量を制御することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るガイドローラの製造方法の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、ガイドローラの製造方法に用いられる押出装置の構成を示す概念図である。
【００１１】
＜押出装置の構成＞
押出装置１は、押出機１０とギヤーポンプ１１とを備えている。押出機１０は、円筒形状のシリンダ１０ａと、このシリンダ１０ａの内部に設けられるスクリュー１０ｂとを備えている。スクリュー１０ｂは、不図示の駆動装置により回転駆動される。また、スクリュー１０ｂは前後方向にも往復移動することができる。シリンダ１０ａの上方には、ホッパー１０ｃが設けられており、ここからゴムリボン３０が投入される。投入されたゴムリボン３０は、スクリュー１０ｂとシリンダ１０ａの内面との間の摩擦により混練・可塑化される。
【００１２】
ギヤーポンプ１１は、定量のゴムを押し出す機能を有し、一対のギヤー１１ａを備えている。ギヤーポンプ１１の先端部にはダイス１２が設けられており、ここから所定の断面形状のストリップ状のゴムが押し出し成形される。押出装置１と向かい合う位置に成形ドラム２０が設けられており、ダイス１２から押し出し成形されたゴムは、ガイドローラ１３によりガイドされながら、成形ドラム２０の外周面に巻き付けられていく。成形ドラム２０は、不図示の駆動装置により回転駆動される。
【００１３】
ホッパー１０ｃから投入されるゴムリボン３０には、予め短繊維が混入されたものと、全く混入されていないものが用意される。また、短繊維が混入されるものについては、混入量が異なるものが複数用意される。図１には、４本のゴムリボンが例示されている。これらは、いずれも短繊維の混入量が異なっている。
【００１４】
＜ガイドローラの構造＞
図２は、本発明により製造したガイドローラを一部破断した断面図である。ゴム層は、内周面側から順に第１ゴム層Ｓ１・・・第５ゴム層Ｓ５の５層構造となっている。第１ゴム層Ｓ１〜第４ゴム層Ｓ４には、短繊維が混入されており、内周面に近いゴム層ほど短繊維の混入量が多くなっている。最外周の第５ゴム層Ｓ５には、短繊維は混入されていない。なお、層構造については、これに限定されるものではない。例えば、層数を増減させてもよい。
【００１５】
図１の押出装置を用いてかかるゴム層を形成するには、まず最初は、ゴムリボン３０Ａ，３０Ｄにより第１ゴム層Ｓ１を成形ドラム１２に巻き付ける。次に、ゴムリボン３０Ｂ，３０Ｄを用いて第２ゴム層Ｓ２を形成する。次に、ゴムリボン３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｄを用いて第３ゴム層Ｓ３を形成する。次に、ゴムリボン３０Ｃ，３０Ｄを用いて第４ゴム層Ｓ４を形成する。最後の第５ゴム層Ｓ５は、短繊維の混入されていないゴムリボンを用いる。
【００１６】
なお、上記の例では、複数種類のゴムリボンを組み合わせてホッパー１０ｃから投入しているが、１本のゴムリボンを投入するようにしても良い。あるいは、１本又は複数種類のゴムリボンを投入するようにしても良い。すなわち、　ゴムリボンの投入形態については、特定のものに限定されない。
【００１７】
ダイス１２から押し出し成形されるストリップゴムの幅は、製品としてのガイドローラの幅と同じでもよいし、ガイドローラの幅よりも小さくても良い。ストリップゴムの幅が小さい場合は、押出装置１を成形ドラム２０の幅方向　（図１の紙面に垂直な方向）　に往復移動可能に構成すれば、図２に示す各ゴム層を形成することができる。
【００１８】
短繊維としては、ナイロン、アラミッド、ポリエステル、カーボン、スチール等が例としてあげられるが、特定の材料に限定されるものではない。短繊維の長さは、１００μｍ〜２０ｍｍが好ましい。また、繊維の径は長さの５０分の１以下であれば、短繊維とゴムの複合材料として伸びと荷重のバランスが良くなる。また、短繊維とゴムとは接着していなくても効果はあるが、繰り返し荷重を受けたときの疲労性の観点からは接着していたほうが好ましい。
【００１９】
＜押出装置の別実施形態＞
次に、別実施形態の押出装置を図３により説明する。図３において、図１と異なるのは、第１ホッパー１０ｃと第２ホッパー１０ｄの２つを設けている点である。第１ホッパー１０ｃは、スクリュー１０ｂの根元側に設けられ、ゴムリボン３１が投入される。このゴムリボン３１には、短繊維は混入されていない。第１ホッパー１０ｃの押し出し下流側に第２ホッパー１０ｄが設けられており、短繊維が投入される。ここから投入する短繊維の量を変えることで、各ゴム層における短繊維の混入量を制御することができる。
【００２０】
＜効果＞
本発明により製造されたガイドローラは、次のような作用・効果を奏する。ゴム材料については、十分な振動吸収性を有する柔らかいゴムを用いる。衝撃的な荷重が作用しても、広範囲に荷重を分散してゴムの破断を防止できる。内周面側は、短繊維により十分な剛性を確保し、ロープの接触する外周面は柔らかくする。また、短繊維の量の分布は、ガイドローラの中央部ほど多くすることが好ましく、内周面に近いほど多くする。この場合、ガイドローラの強度は幅方向の中央側ほど強くなる。一方、ロープから受ける回転力は中央ほど大きい。かかる構成によるガイドローラでは、幅方向にわたって応力が均一になる。ロープとの接触により、外表面における歪は１０〜２０％であるが、内層に至るほどこの歪み量は低下する。これにより、一番内層の第１ゴム層Ｓ１と支持部との間のズレがなくなる。また、本発明においては、短繊維の混入量の異なるゴム層を連続的に成形することができる。これにより、層間の接合力の低下がなくなる。また、内周面から外周面へと向けて、徐々に混入量を減らしていくので、急激な剛性の低下が起きないようにしている。
【００２１】
さらに、本発明による製造方法では、短繊維により補強されたゴム層を形成する。従来は、補強コードの巻き付けとゴム層の巻き付けは別工程であったため、製造時間が長くなると共に、異種材料間での層間剥離という問題があったが、本発明の場合はかかる問題はほとんど起こらない（あるいは、全く生じない）。また、雨水にさらされた状態で、繊維の端部から雨水の浸透が生じ、劣化剥離を生じる可能性もなくなる。
【００２２】
＜実験結果＞
具体的なガイドロールの寸法例は、内径φ３００ｍｍ、外径φ４２０ｍｍ（肉厚６０ｍｍ）であり、幅８０ｍｍである。各ゴム層における短繊維の混入量及び厚みは、第１ゴム層Ｓ１は短繊維１０ＰＨＲで３ｍｍ、第２ゴム層Ｓ２は７ＰＨＲで３ｍｍ、第３ゴム層Ｓ３は、５ＰＨＲで６ｍｍ、第４ゴム層Ｓ４は３ＰＨＲで６ｍｍ、第５ゴム層Ｓ５は短繊維を含まない天然ゴムで硬度７０゜である。他のゴム層Ｓ１〜Ｓ４におけるゴムも同じものを使用している。
【００２３】
ロープとの接触による外表面のゴムの歪は１０〜２０％であり、これが内周面に行くにつれて順次低下していく、第１ゴム層Ｓ１とリム　（支持部）　との間のズレをなくすようにする。本発明においては、第５ゴム層Ｓ５で２０％の歪が発生していても、第４ゴム層Ｓ４で１４％、第３ゴム層Ｓ３で１０％、第２ゴム層Ｓ２で６％、第１ゴム層Ｓ１で５％となり、なめらかに順次低下するので、各層間での剥離が発生することなく、リムとの固定が可能になる。従来技術による製造方法では、外周面から内周面に至るまで歪が変化しないために、第１ゴム層Ｓ１とリムの間で滑りが生じた。
【００２４】
発明品と従来品との比較を行った。従来品は、外形寸法は上記説明した数値のものを採用し、内周面側に１２６０ｄ／２（１２６０デニール／２本撚り）　のポリエステルスダレコードを３層巻き付けたものとした。これを１８０度エンドレスロープで回転試験をし、ロープ荷重を５００ｋｇ、ロープ速度を５ｍ／ｓｅｃとして、一方に従来品、一方に発明品の製品を取り付けて比較した。従来品は、１５０時間にてリムとの滑りが発生した。一方、発明品は、３００時間試験後も異常は発生しなかった。従来品は、２６０時間試験後に、補強コードとゴムの間で剥離が発生した。
【００２５】
図４は、荷重とゴムの伸び量との関係を示すグラフである。短繊維の量が０ＰＨＲ，３ＰＨＲ，５ＰＨＲ，７ＰＨＲ，１０ＰＨＲの場合について、グラフを示している。また、直線Ｌは、第１ゴム層Ｓ１を基準とした場合のゴムの伸び率を示している。本発明における短繊維の混入量は、ゴムとしての荷重・伸びの関係を２倍変化させる程度のものが好ましい。すなわち、　１ＰＨＲ以上が好ましい。また、短繊維の混入量の上限は、ゴムとしての繰り返し伸びを５％許容できるか否かにより決まる。
【００２６】
＜別実施形態＞
本実施形態の図２では、各ゴム層の幅はガイドローラの幅と一致しているが、これに限定されるものではない。幅方向の中央側ほど剛性が高くなるように、各ゴム層の幅を決めることもできる。
【００２７】
本発明に用いる押出装置は、ゴムの供給量が少ないときはスクリュー回転数を増加させ、多いときは自動的にスクリュー回転数が低下する能力を持っていることが好ましい。また、押出機部分を複数にし、押し出し先端側（ダイス側）で複数の押出機からのゴムを混合するような構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガイドローラの製造方法に用いられる押出装置の構成を示す概念図
【図２】ガイドローラを一部破断した断面図
【図３】別実施形態に係る押出装置の構成を示す概念図
【図４】荷重とゴムの伸び量との関係を示すグラフ
【図５】従来技術に係るガイドローラの構造を示す図
【符号の説明】
１　　　　押出装置
１０　　　押出機
１０ｃ　　第１ホッパー
１０ｄ　　第２ホッパー
２０　　　成形ドラム
３０，３１　　　ゴムリボン
Ｓ１〜Ｓ５　　　ゴム層
３２　　　短繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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