(57)【特許請求の範囲】
【請求項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てスチールワイヤゴム複合材料を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、かつ前記ゴム材料を被覆する直前に、超音波振動子と該超音波振動子の前方又は後方に配置した超音波検知機とで構成した超音波振動装置を設置し、前記撚り線スチールワイヤに前記超音波振動子により周波数１５〜４０ｋＨｚ、振幅１５〜３０μｍの超音波を与えて共振させると共に、前記超音波検知機の検知信号を前記超音波振動子にフィードバック制御して前記共振を安定させ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。
【請求項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前記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。
【請求項３】
前記撚り線スチールワイヤに前記ゴム材料を被覆する工程は、ゴム押出機またはカレンダー装置により行う請求項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。
【請求項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と、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とから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における前記ゴム材料の被覆加工装置の直前に、超音波振動子と該超音波振動子の前方又は後方に配置した超音波検知機とで構成した超音波振動装置を設置し、前記超音波振動子が前記撚り線スチールワイヤに周波数１５〜４０ｋＨｚ、振幅１５〜３０μｍの超音波を与えて共振させると共に、前記超音波検知機が検知信号を前記超音波振動子にフィードバック制御して前記共振を安定させるように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。
【請求項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。
【請求項６】
前記被覆加工装置が、ゴム押出機またはカレンダー装置である請求項４又は５に記載のスチールワイヤゴム複合材料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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超音波を与えて共振させることにより、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。
【０００２】
【従来の技術】
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、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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、撚り線スチールワイヤ間の間隙が小さい場合、ゴム材料の圧延工程時にワイヤ間の間隙にゴム材料が浸透せず、この結果、製造後に空洞部が残存してしまうとことがあった。このような空洞部が残存するスチールワイヤゴム複合材料を、例えば、タイヤの構成部材として使用した場合には、タイヤ品質に著しいダメージを与えると言う問題があった。
【０００４】
そこで、上記のような空洞部を無くすために、ゴム材料を被覆した後、加硫工程等において加硫時間を延ばすことにより空洞部内のエアーを分散させる方法が行われていた。しかし、加硫時間を延ばした場合には、スチールワイヤゴム複合材料を加熱し過ぎてゴムの物性が低下すると共に、生産性の向上を図ることが出来ないと言う問題がある。
【０００５】
この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出されたもので、撚り線スチールワイヤにゴム材料を被覆する工程でゴム材料の浸透性を良くすることにより、製造後に空洞部が存在しない高品質のスチールワイヤゴム複合材料を製造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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、かつ前記ゴム材料を被覆する直前に、超音波振動子と該超音波振動子の前方又は後方に配置した超音波検知機とで構成した超音波振動装置を設置し、前記撚り線スチールワイヤに前記超音波振動子により周波数１５〜４０ｋＨｚ、振幅１５〜３０μｍの超音波を与えて共振させると共に、前記超音波検知機の検知信号を前記超音波振動子にフィードバック制御して前記共振を安定させることを要旨とするものである。
【０００７】
前記撚り線スチールワイヤは、単線または複数本を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材料を被覆する工程は、ゴム押出機またはカレンダー装置により行うものである。
【０００８】
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一定の超音波を与えて共振させることで、ゴム材料の浸透性が良くするなり、製造後に空洞部が存在しない高品質のスチールワイヤゴム複合材料を製造することが出来るのである。
【０００９】
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における前記ゴム材料の被覆加工装置の直前に、超音波振動子と該超音波振動子の前方又は後方に配置した超音波検知機とで構成した超音波振動装置を設置し、前記超音波振動子が前記撚り線スチールワイヤに周波数１５〜４０ｋＨｚ、振幅１５〜３０μｍの超音波を与えて共振させると共に、前記超音波検知機が検知信号を前記超音波振動子にフィードバック制御して前記共振を安定させるようにしたことを要旨とするものである。
【００１０】
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−ルワイヤ群であり、前記超音波振動装置は、超音波検知機と超音波振動子とで構成し、超音波振動子を前記ゴム材料の被覆加工装置の直前に設置し、この超音波振動子の前方または後方の何方か一方に必要に応じて、超音波検知機を設置してフィードバッグ制御出来るようにしたものである。また、前記被覆加工装置が、ゴム押出機またはカレンダー装置である。
【００１１】
このように、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一定の超音波を与えて共振させる超音波振動装置を設置した簡単な構成により、スチールワイヤ間にゴム材料を浸透させて空洞部の存在しないスチールワイヤゴム複合材料を製造することが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づきこの発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、この発明の第１実施形態を示す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、クリールスタンド１に配設された複数個のリール２にそれぞれ巻付けられている撚り線スチールワイヤＷを巻出して搬送する撚り線スチールワイヤＷの搬送工程３と、前記撚り線スチールワイヤＷにゴム材料Ｇを被覆する被覆加工工程における被覆加工装置４とから構成され、この実施形態の被覆加工装置４としては、撚り線スチールワイヤＷを挿通する貫通穴５ａを備えたダイスインサート５を挿入側に設置したゴム押出機４ｘを使用している。
【００１４】
前記搬送工程３のゴム材料Ｇの被覆加工装置４の直前に、撚り線スチールワイヤＷに押圧力Ｆを付与して張力を与えた状態で、かつ一定の超音波を与えて共振させる超音波振動装置６が設置してある。
【００１５】
前記超音波振動装置６は、被覆加工装置４側から超音波検知機７（センサー）と超音波振動子８とで構成され、撚り線スチールワイヤＷに超音波振動子８を押し当てた状態で一定の周波数（例えば、15〜40kHz）、振幅（例えば、15〜30μm)の振動を与え、撚り線スチールワイヤＷを共振させながらゴム被覆する。
【００１６】
また同時に、超音波検知機７により、撚り線スチールワイヤＷの振動状態（図１の破線状態）と、超音波振動子８の押圧力Ｆとをフィードバック制御しながら安定した共振を得ることが出来るようにしたものである。なお、超音波振動子８の前方または後方の少なくとも一方に、超音波検知機７を設置してフィードバッグ制御出来るようにすることも可能である。
【００１７】
なお、スチールワイヤゴム複合材料Ｗｘの製造幅に応じて、超音波振動子７の出力強度や、複数の振動発生器を採用することも可能である。
【００１８】
また前記撚り線スチールワイヤＷとしては、単線または複数本並列に引き揃えた図１に示すような撚り線スチールワイヤ群であっても良い。
【００１９】
図２は、ゴム材料Ｇの被覆加工装置４としては、複数本のシーティングロール９ａ，９ｂ間に撚り線スチールワイヤＷを挿通させながらゴム材料Ｇを被覆浸透させるもので、その他の構成は上記第１実施形態と同様なので、同一符号を付して説明は省略する。
【００２０】
このように、この発明の実施形態では、所定の速度で搬送する撚り線スチールワイヤＷにゴム材料Ｇを被覆してスチールワイヤゴム複合材料Ｗｘを連続的に製造する工程において、撚り線スチールワイヤＷにゴム材料Ｇを被覆加工する直前に、超音波振動装置６により前記撚り線スチールワイヤＷに一定の張力と一定の超音波を与えて共振させ、この状態でゴム材料Ｇを被覆することにより、撚り線スチールワイヤＷのゴム間の摩擦抵抗が著しく低下すると共に、素線間の間隙が拡大してゴム材料Ｗの浸透効果が向上し、圧延時のワイヤー内部の空洞が減少する。
【００２１】
この発明の実施例では、周波数２０KHz の超音波振動子８を用い、使用スチールワイヤとして、３＋８×0.22を使用し、振幅30μｍ、ワイヤーテンション５kg/本で実施した場合、スチールワイヤＷのゴム間の摩擦係数は、通常の1/5 〜1/10 となり、最大約６割の空洞部の減少が可能となった。
【００２２】
即ち、振動する金属にゴムを接触させ、摩擦係数を測定すると、振動周波数が１０KHz 以上で著しく摩擦係数が低下する。この傾向は、周波数が高い程、また振幅が大きい程著しいことが判っている。
【００２３】
そこで、スチールワイヤＷの素線間（隙間が非常に小さい時）にゴムを圧入する場合には、摩擦係数を大幅に低下させることが必要であって、このような振動は超音波振動領域（１５〜４０KHz ）においてのみ有効となる。
【００２４】
なお、振幅については大きい方が良いが、大き過ぎるとスチールワイヤＷの素線相互のこすれによる磨滅と摩擦熱のためにスチールワイヤＷが傷付き著しい場合は熔断すると言う問題がある。従って、最適な振幅としては、15〜30μｍ程度であることが判った。
【００２５】
また、上記スチールカレンダー部材で製造されたトラック・バス用のタイヤの場合は、約２分の加硫時間の短縮が可能となることが判った。
【００２６】
【発明の効果】
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、かつ前記ゴム材料を被覆する直前に、超音波振動子と該超音波振動子の前方又は後方に配置した超音波検知機とで構成した超音波振動装置を設置し、前記撚り線スチールワイヤに前記超音波振動子により周波数１５〜４０ｋＨｚ、振幅１５〜３０μｍの超音波を与えて共振させると共に、前記超音波検知機の検知信号を前記超音波振動子にフィードバック制御して前記共振を安定させることで、ゴム材料の浸透性が良くなり、製造後に空洞部が存在しない高品質のスチールワイヤゴム複合材料を製造することが出来る効果がある。
【００２７】
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における前記ゴム材料の被覆加工装置の直前に、超音波振動子と該超音波振動子の前方又は後方に配置した超音波検知機とで構成した超音波振動装置を設置し、前記超音波振動子が前記撚り線スチールワイヤに周波数１５〜４０ｋＨｚ、振幅１５〜３０μｍの超音波を与えて共振させると共に、前記超音波検知機が検知信号を前記超音波振動子にフィードバック制御して前記共振を安定させるようにしたので、スチールワイヤ間にゴム材料を浸透させて空洞部の存在しないスチールワイヤゴム複合材料を製造することが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態を示す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。
【図２】この発明の第２実施形態を示す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。
【符号の説明】
Ｗ  撚り線スチールワイヤ        Ｗｘ  スチールワイヤゴム複合材料
１  クリールスタンド              ２  リール
３  搬送工程                      ４  被覆加工装置
４ｘ  ゴム押出機                    ５  ダイスインサート
５ａ  貫通穴                        ６  超音波振動装置
７  超音波検知機（センサー）      ８  超音波振動子
９ａ，９ｂ  シーティングロール      Ｇ  ゴム材料
Ｆ  押圧力
【図１】
0004093303.tif 000002
【図２】
0004093303.tif 000003