撚り機、撚り線製造方法、プライ、及び空気入りタイヤ
要求される性能を満たす短尺の撚り線を効率良く製造できるコンパクトな撚り機、撚り線製造方法、この撚り機又は撚り線製造方法で撚られてなるプライ及び空気入りタイヤを提供することを課題とする。
撚り機は、供給された複数本の素線を撚ってコード２０とすると共に、このコード２０に送り力を加える回転体３０を有する。回転体３０は送り機構５８をハウジング３１内に有しており、送り機構５８によって回転体３０からコード２０が送り出される。また、撚り機は、撚り点のコード側又は素線側の何れか一方を開放にして撚る。これにより、回転性、真直性に優れたコード２０を形成することができるコンパクトな撚り機を実現することができる。
撚り機は、供給された複数本の素線を撚ってコード２０とすると共に、このコード２０に送り力を加える回転体３０を有する。回転体３０は送り機構５８をハウジング３１内に有しており、送り機構５８によって回転体３０からコード２０が送り出される。また、撚り機は、撚り点のコード側又は素線側の何れか一方を開放にして撚る。これにより、回転性、真直性に優れたコード２０を形成することができるコンパクトな撚り機を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、複数本の線材を撚って撚り線を製造する撚り機、撚り線製造方法、プライ、及び空気入りタイヤに関し、更に詳細には、タイヤに用いるタイヤ補強コードを製造するのに最適な撚り機、撚り線製造方法、プライ、及び空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
従来、スチールコード等のコード製品の量産では、撚り機を用い、連続的に撚り上げた製品（コード）をリールに巻き上げていくことを基本としており、複数の単線を撚り合わせてコードを製造する際には、撚り点を境に進行方向の両側で捻じり回転させる必要がある。このため、材料である単線側、もしくは製品であるコード側のどちらか片端を捻じり回転と同じく回転させるか、あるいは、回転体の内部に浮動して支持させて、周囲を回転する回転体に沿って単線もしくはコードを進ませることで、コードリールもしくは単線リールのどちらかの片端をくぐらせる必要がある（例えば、特開平６−２００４９１号公報や特開平９−２９１４８８号公報を参照）。
また、タイヤの製造では、すだれ状に並べられたスチールコードをゴム中に打ち込んだシート状のタイヤ中間材料を作っている。このため、タイヤの補強材として使用されるスチールコードはできるだけ長く連続した状態であることが望まれており、数千から数万メートルにわたって連続して製品化することを基本としていた。
なお、撚り方向をある周期で正逆交互に繰り返しながら、両端の回転を固定したままで製品（撚り線）を製造する方法が知られている。しかし、交互に繰り返す周期より短い範囲で見れば撚り加工が残っているものの、繰り返し周期の間に２回撚りがゼロになる区間が発生し、また、繰り返し周期で製品の撚り加工は正逆で打ち消されてしまうので、良好な撚り線を製造しているとみなすことはできない。
ところで、コードを製造するには、短時間にできるだけ多く撚ることが必要である。
しかし、１回の装置回転（回転体の回転）で１回もしくは２回の撚りしか行うことができないため、多くの装置（撚り機）が必要になるという問題があり、この装置の設備投資は、コードの製造コストの大きな割合を占めている。
撚り機は高速回転できることが望ましいが、高速回転によって耐えられる遠心力負荷や、回転振動面で自ずと限界がある。撚り機をコンパクトにして回転数を上げることにより設備投資を押えようとすると、ボビンの巻きサイズが小さくなり、ボビンの交換作業頻度が増加して効率が低下するほか、タイヤ製造時の連続性を確保するためにも小型化の限界がある。
逆に、作業工数を少なくするためにボビンの巻きサイズを大きくすれば、撚り機が巨大となって遠心力が増し、回転数を上げられずに設備投資が増加する。この二律背反のために、撚り機のサイズと回転数とはバランスを考慮して妥協的な値にされており、現状以上の製造コストを下げることを困難にしている。
また、数千から数万メートルの製品を連続して製造することを基本としているので、製造途中で断線等の問題が発生すると、規定長さに達していない製品をスクラップにしたり溶接などの非定常的な処置をして取り除く必要があり、多くの工数を掛けて生産を復旧しなくてはならない。
一方で、タイヤ製造においては、大型のカレンダー装置又はステラスティックにより一度に大量のスチールコードを処理する。このため、処理ロットが大きくなり在庫の増加や生産から出荷までのリードタイムの増加の問題が潜在的に存在していた。また、個別のタイヤ製品毎や使用部位毎によってスチールコードの特性を変えることは手間が掛かって生産効率が悪化するため、多品種化を阻害していた。
また、従来のスチールコード製法では連続したスチールコードを生産して供給するため、コードの長手方向で品質特性を変化させることはできても、各部をタイヤの特定位置に常に正しく配置することは困難である。このため、タイヤの部位に応じてスチールコードの品質特性を変化させるには、その数だけのコード・ゴム複合の中間製品を準備した状態でタイヤを成形していく必要があった。
更に、従来の撚り機を用いたコード製造では、タイヤ工場での裁断工程や成型工程での作業性に多大な影響を及ぼすコードの回転性や真直性のレベル低減やその安定化が困難である。従来から、コードの回転性や真直性の品質向上や安定化のために多大な労力を要してきているが、いまだ完全に解決できていない課題となっている。
本発明は、上記事実を考慮して、要求される性能を満たす短尺の撚り線を効率良く製造できるコンパクトな撚り機及び撚り線製造方法を提供することを課題とする。また、この撚り機又は撚り線製造方法で撚られてなる撚り線を有するプライ、及びこのプライを有する空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【発明の開示】
請求の範囲第１項に記載の発明は、供給された複数本の線材を撚って撚り線とする回転体と、前記撚り線を前記回転体から搬出する搬出手段と、を有し、撚り点の前後で撚り線側又は線材側の何れか一方を開放していることを特徴とする。
本明細書で開放しているとは、撚り点の片方の端部を撚り回転に応じて回転できる状態にしていることをいう。
請求の範囲第１項に記載の発明では、撚り線側と線材側との相対的な回転が撚り点の前後で不可避的に生じていても、撚り線側又は線材側の何れか一方で端部を開放しているので、撚り加工する際、撚り線を回転させたまま撚り機から搬出するか、又は、線材を回転させたまま撚り機へ供給（投入）して引き込ませることができる。開放させる側の線材又は撚り線が短尺であるほうが、撚り機の構成、製品（撚り線）の品質、何れの観点からも好ましい。
開放させる側の線材が充分に短い場合、線材の剛性によって線材の形状が維持される。従って、回転している線材に全く触れない状態にするか、軽く触れて位置案内する程度の簡単なガイド部品によって線材端部を位置決めでき、線材を回転させたままで撚り線の射出あるいは線材の供給を行うことができる。
開放させる側の線材が比較的長い場合や、開放させる側の線材を高い精度で位置決めする場合、線材又は撚り線の回転を拘束しないように自由回転もしくは同期回転させることができるガイド部品やチャック部品を使用することにより、開放する側の線材又は撚り線を長くすることが可能である。ただし、長いほど設備が大きくなるため、１０ｍ程度にとどめておいたほうが経済的観点から好ましい。
線材の材質は特に限定されず、また、線材は素線であってもストランドであってもよい。撚る撚り方は、単撚り、複撚り、層撚り等、特に限定しない。線材が素線である場合にはストランドが製造される（例えば素線の材質がスチールである場合には撚り機でスチール製のストランドが製造される）。
搬出手段としては、撚り線を挟み付けて引っ張るチャック式のものや、撚り線を挟み付けて回転体から押し出すローラを有するものなど、様々なものが考えられるが、開放した側の線材又は撚り線の回転を妨げないようにすることが必要である。
撚り機への線材の供給方法については、従来の巻出技術をそのまま使うことができる。例えば、定テンションで巻き出された素線を、最終的なコード品質を得るために型付けの装置もしくは冶具を通らせて必要な型付けを確保した上で、撚り機によって捻じりながら回転体から送り出してもよい。送り出された撚り線はそのまま自身の剛性で押し出され、回転体と同じ方向へ回転しながら外部へ出てくる。
例えば、タイヤ補強コードを製造する場合、その後、所定の長さへカットすることによりタイヤ用補強コードとして完成品が得られる。なお、この場合、撚り機の出口を直接タイヤ部材製造装置へつないで、カットとゴムコーティングを複合的に行う方が設備コストや製造効率などの観点で有利である。更には、タイヤ部材加工成形用の設備に連結または複合化することが有利である。
また、コードの回転性が完全に開放された状態でタイヤ補強材であるゴムとの複合体として形成されるため、この複合体内部でのコードの回転性は完全にゼロとなる。
更に、コードの真直性に関しては、各素線に捻りが入るため、素線円周方向での応力分布が均一化され、真っ直ぐなコードが得られる。この原理はこれまでのバンチャータイプの撚り機においても同様であるが、従来のバンチャータイプの撚り機においては、コードが撚り合わせられた後、ガイドやプーリー、ローラー等を通過することにより、捻りにより真っ直ぐとなったコードの真直性を悪化させていた。更に従来の製造方法では、製造後のコードをリールに巻き取る為に、時間の経過と共に巻癖により真直性を更に悪化させていた。一方、本発明では、コードを撚り合わせた後直線的に搬出すること、及び、リールに巻き取らないことにより、真っ直ぐなコードを安定して連続的に供給することが可能である。
以上説明したように、請求の範囲第１項に記載の発明では、複数の単線を撚って回転体から搬出することにより撚り線を形成でき、従来のように撚り線を回転体から巻き取らなくても済む撚り機が実現される。これにより、回転性、真直性に優れた撚り線を形成することができるコンパクトな撚り機を実現することができ、スチールコードの製造に一般的に使用されている従来の撚り機に比べ、スペース、価格とも１／１０以下とすることが可能となる。
請求の範囲第１項に記載の撚り機を用いて撚り線を製造する際、線材の選定は任意に行うことができる。例えば、コアとなる１本又は複数本の素線と、シースとなる複数本の素線と、を線材として供給し、コアとシースとが同方向、同ピッチで撚り合わされたコンパクトな構造の層撚りコードを製造してもよい。また、コアとなる複数本の素線を既に撚り合わせた状態で巻き出して撚り機に供給し、シースとでピッチが異なる層撚りコードを製造してもよい。更に、巻き出して供給する線材として２〜７本の素線を既に撚り合わせたストランドを使用し、複撚りのコードを製造してもよい。また、供給する線材として複数本の素線の材質を非同一とすることにより、製造する撚り線の材質を２種以上にしてもよい。また、スチールその他の素線と同時に、ゴム被覆済みの線材或いはひも状にした加工したゴムを撚り合わせることで、コードとゴムとの複合体を製造してもよい。
前記搬出手段が前記回転体に設けられていてもよい。これにより、搬出手段と回転体とが一体的になっているので、撚り機の小型化を図ることができる。
また、前記搬出手段が、前記撚り線の搬出方向に前記回転体を移動可能なように保持する移動機構と、前記回転体に設けられ前記撚り線を着脱自在にチャックする回転チャックと、で構成されてもよい。
移動機構としては、軸受け部等により回転体を回転自由なように保持する機構とする。撚り線を回転チャックから所定長さ搬出するには、回転チャックで撚り線をチャックして回転させた状態で移動機構により回転チャックを搬出方向へ移動させる。次に、チャックを解除し、この状態で移動機構により回転チャックをもとの位置に戻す。この結果、回転チャックから撚り線が所定長さ搬出された状態になる。
このように、撚り線を搬出する機能と回転体に回転を加える機能とが一体であっても別体であってもよい。
別体にする場合には、搬出手段のワイヤーを掴んだ部分については自由に回転できるようにして、搬出手段が撚り回転を拘束して阻害することのないようにする。別体にすることにより、回転体による撚り機能、及び、搬出手段による搬出機能をそれぞれ最適なように設計することや、複数の撚り機を連動させた撚り設備を設けることなどが容易になる。
上記の機能を一体にする場合については、搬出手段を回転体と一体的に又は同期させて回転させるための工夫が必要となるが、撚り機全体が小型で簡潔であるという利点を活かすことが容易である。この場合、複数のロールでコードを挟みつけて摩擦力で駆動してもよい。但し、単にロールで挟むだけでは、必要な駆動力を得るために大きな接触圧力が必要になるので、製品の品質や装置としての耐久性の低下を防止するために、多段式にしたり、無限軌道に似た機構で挟み付けた方がよい。大きな接触圧力を低減させる工夫として、キャプスタンに巻き付けることで相応の摩擦力を確保した上でローラーで挟み付け、最小限の接触圧力で駆動する方法もある。
また、撚り機には、撚られてなる製品（撚り線）をカットする機能を設けてもよい。これにより、必要な長さに応じて逐次容易にカットすることができる。
更に、前記回転体の回転速度と前記搬出手段の搬出速度との比が可変であってもよく、更には、回転と搬出を別々のタイミングで行ってもよい。これにより、撚りピッチを可変にし易い。例えば、上記の回転チャックと移動機構とを有する撚り機の場合、移動機構によって所定長さの線材を引出して移動を停止し、更に回転チャックを回転させて必要な数に撚りを加えてもよい。この場合、引き出された撚り線区間全体で撚り加工が更に進行する。従って、撚り加工が点ではなく長さを持って広がっているが、撚り点という言葉は撚り加工される場所を指すものであって、長い短いの差は発明の要旨に矛盾するものではない。
なお、回転体の回転速度と撚り線の送り速度との比（撚りの回転速度と撚り線の送り速度との比）で撚りピッチが決まる。従って、撚りピッチを一定にするためには機械式で速比を設定した方がよいが、これを可変式にしたり、別駆動で自由に速度設定できるようにすることで、撚りのピッチを自在に都度変更することが可能である。
本発明の撚り機では、数千から数万メートルの長尺な撚り線製品を製造するのではなく、実際のタイヤで使用される長さ数十センチメートルから数メートルのごく短尺な撚り線製品を生産する場合に最適な装置である。この場合、撚り線を長く引き取ったりあるいはリールに巻き取る必要がないため、撚り上げた撚り線端部を回転させたままで直線的に回転体から搬出して撚り線を製造することが可能となる。従って、従来の撚り機のように大きな回転部が必要なく、また巻取のための装置が不要なので、従来装置と比べて非常に小さくかつ簡易な装置とすることが可能となる。すなわち、装置コストを低くし、小さい空間で撚り線の製造を行うことができる。
更に、本発明の複数の装置は、単一の動力装置に接続して並列に駆動することで、装置の持つ低コストでコンパクトな利点を追求することも容易である。
また、コードを製造する際、製品であるコードや、コードの構成部材である素線を回転体の外部に位置させることができる。従って、素線を巻いているボビンを、回転するコードの内側に設けていないので、素線を補充するためにボビン（リール）を交換する際、回転体の回転を止める必要がない。更に、素線の巻き量を大きくするか、連続式で素線を巻出すようにすれば、回転体の回転を止めずに無停止で連続してコードの生産を行うことができる。
更には、タイヤ製造装置と請求の範囲第１項〜第４項に記載の撚り機とを連動させることにより、小ロットへの迅速な対応、スペースの削減、コード在庫の撲滅、運搬作業の撲滅、ボビン等の梱包資材が不要となる等、多大な効果が得られる。
また、従来のような巨大なカレンダー装置でタイヤ中間部材を製造する場合と異なり、少量のコード生産が可能なので、タイヤ生産設備の直前でコードを都度生産することができる。
請求の範囲第５項に記載の発明は、複数本の線材を撚って短尺の撚り線を製造する方法であって、撚り点の前後で撚り線側又は線材側の何れか一方を開放して撚ることを特徴とする。これにより、回転性、真直性に優れた撚り線を形成することができる。
この場合、前記複数本の線材を撚って前記撚り線とする回転体と、前記撚り線を前記回転体から搬出する搬出手段と、を有する撚り機を用いた撚り線製造方法であって、前記回転体の回転速度と前記搬出手段の搬出速度との比を可変にすることにより、前記撚り線の撚りピッチを部分的に異ならせてもよい。
これにより、撚りピッチが部分的に異なる一本の連続した撚り線を製造でき、しかも、この撚りピッチを意図したピッチにすることができる。このようにして得られる撚り線は、タイヤ補強コードとして最適である。すなわち、タイヤへの打ち込み位置を特定することにより、タイヤで使用する位置に応じて、コードの撚り特性品質を短尺コード毎さらには短尺コード内の位置別に都度変更して製造することが可能なので、タイヤの使用部位に応じた撚り品質特性の調整が可能になる。従って、要求される性能を満たす短尺の撚り線を効率良く製造することができる。また、残留応力の付与、型付け等を行うことにより、タイヤ補強コードとしての品質を更に付加して製造することが可能である。
なお、前記線材は、素線であってもストランドであってもよい。
請求の範囲第８項に記載のプライは、請求の範囲第１項〜第４項のうち何れか１項に記載の撚り機で製造された撚り線、又は、請求の範囲第５項〜第７項のうち何れか１項に記載の撚り線製造方法で製造された撚り線をコードとして有することを特徴とする。
このコードは、回転性や真直性に優れているので、請求の範囲第８項に記載の発明により、ねじれや反りを抑えたフラットなベルトプライを実現できる。
請求の範囲第９項に記載の空気入りタイヤは、請求の範囲第８項に記載のプライを有することを特徴とする。
これにより、ユニフォミティ等のタイヤ性能が上げられた空気入りタイヤを実現できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、第１形態の撚り機の構成を示す側面断面図である。
図２は、第１形態の撚り機の平面断面図である。
図３は、第２形態の撚り機の回転体の構成を示す斜視図である。
図４は、第２形態の撚り機の回転体の構成を示す斜視断面図である。
構成を示す斜視断面図である。
図５は、第２形態の撚り機が撚り線製造ラインに設けられていることを示す斜視図である。
図６は、第３形態の撚り機の側面断面図である。
図７は、第４形態の撚り機の斜視図である。
図８は、第４形態の撚り機を構成する回転体の斜視図である。
図９は、第４形態で、回転体を構成する多段巻きキャプスタンと押圧ローラとによってコードが押圧されていることを示す側面図である。
図１０は、第４形態の撚り機の型付け部の変形例を示す構成図である。
図１１は、第４形態の撚り機の型付け部の変形例を示す構成図である。
図１２は、第４形態の撚り機のコード送出し側を示す構成図である。
図１３は、第５形態で用いるコード片載置台の斜視図である。
図１４は、第５形態で用いるコード片載置台にコード片を載置したことを示す部分斜視図である。
図１５は、第５形態で、コード片載置台をゴムシート上に押圧したことを示す斜視図である。
図１６は、図１５に示した状態からコード片載置台を除去した状態を示しており、ゴムシート上にコード片が吸着されたことを示す斜視図である。
図１７は、第５形態で、打抜きによって得られたベルト小片を示す平面図である。
図１８は、第５形態で製造した空気入りタイヤの幅方向断面図である。
図１９は、第６形態で用いる上型と下型とを示す斜視図である。
図２０は、第６形態で用いるプレス機の斜視図である。
図２１は、第７形態で、インシュレーションヘッドにコードを通過させることによりゴム被覆付きコードを製造することを示す斜視図である。
図２２Ａは、第８形態で用いる被覆装置の上金型と下金型とを示す斜視図である。
図２２Ｂは、第８形態で、コード片を入れて組立てた被覆装置を示す斜視図である。
図２３は、第８形態で得られたゴム被覆付きコード片を示す斜視図である。
図２４は、第９形態で用いるゴム打ち込み機の斜視図である。
図２５は、第９形態で、ゴム打ち込み機の下金型にコードを載置したことを示す斜視図である。
図２６は、図２５に示した状態から上金型を下降させてクローズ状態としたことを示す斜視図である。
図２７は、ゴム投入口に超硬ポンチをセットしたことを示す斜視図である。
図２８は、第９形態のゴム打ち込み機で形成されたゴム被覆付きコード片を示す斜視図である。
図２９は、第１０形態で、グリーンタイヤにコード片が配置され、圧着ロールで植え込んでいくことを示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。
［第１形態］
まず、第１形態について説明する。図１は、コード製造ライン１０に設けられた第１形態の撚り機２２の構成を示す側面図である。コード製造ライン１０には、素線がそれぞれ巻かれている複数のボビン１４Ａ〜Ｃと、ボビンＡ〜Ｃから巻き出された素線１８Ａ〜Ｃのテンションを制御するテンション制御部１６Ａ〜Ｃと、テンション制御部１６を経由した素線１８Ａ〜Ｃを撚ってコード２０にする撚り機２２と、が設けられている。撚り機２２は、素線１８Ａ〜Ｃを撚って１本のコード２０を製造する送り・回転一体式の装置である。
撚り機２２は、素線１８Ａ〜Ｃにクセ（型）を付けるクセ付け部（型付け部）２４と、撚り点２６を形成している撚り点形成部２８と、撚り点形成部２８の下流側に設けられた回転体３０と、回転体３０に回転力を与えると共にコード２０を回転体３０から送り出す送り力を与えるモータ３４と、を備えている。回転体３０は、撚り機２２に設けられたベアリング部３６Ａ、Ｂによって回転可能に保持されている。
図１、図２に示すように、回転体３０の下流側には、回転体３０のハウジング３１から短筒状に延び出した回転駆動用軸部４０に回転駆動用プーリ４２が固定されており、回転駆動用プーリ４２と、モータ３４に取付けられた第１回転板４４とには無端ベルト４６が掛けられている。
回転駆動用軸部４０には、コード２０の送り力を伝達する細長筒状の送り駆動用軸部材５０が、回転軸が一致するように挿通しベアリング部５１によって回転体３０に支えられている。そして、回転駆動用プーリ４２の下流側には、送り駆動用軸部材５０に固定された送り駆動用プーリ５２が設けられており、送り駆動用プーリ５２と、モータ３４に取付けられた第２回転板５４とには無端ベルト５６が掛けられている。
ハウジング３１内には、コード２０を送る送り機構５８が設けられている。送り機構５８は、送り駆動用軸部材５０の同軸上で先端側に固定された第１ギア６０と、第１ギア６０と噛み合う第２ギア６２と、を有する。第２ギア６２の回転中心には小径の小ギア部６４が設けられている。また、送り機構５８は、コード２０が数回巻かれる巻回部６６を有すると共に小ギア部６４と噛み合う大ギア部６７を有する多段巻きキャプスタン６８と、多段巻きキャプスタン６８に当接してコード２０を巻回部６６に押し付けるピンチローラ７０と、を有する。更に、送り機構５８は、多段巻きキャプスタン６８に巻回されたコード２０が更に数回巻かれる多段巻きダミープーリ７２を有する。
多段巻きキャプスタン６８及び多段巻きダミープーリ７２の径は、回転体３０から送り出されたコード２０を使用する際に真直性の観点で支障がないように、素線１８Ａ〜Ｃの径、材質等を考慮して決定されている。
また、撚り機２２には、送り駆動用軸部材５０を挿通して、多段巻きダミープーリ７２から巻き出されたコード２０を回転体３０の下流側へ案内するコード排出用パイプガイド７４が設けられている。
第２回転板５４に比べ、第１回転板４４の径は少し大きくされており、回転体３０の回転速度（撚り線の撚り速度）と、コード２０の送り速度との比が調整されている。
このように、本形態では、回転駆動用軸部４０と送り駆動用軸部材５０とを同軸上に配置しており、回転体３０に送り駆動用のモータを更に設けることに比べ、撚り機２２の構成が簡素になっている。
撚り機２２を使用するには、モータ３４を所定回転数で回転させると、送り駆動用プーリ５２が回転し、第１ギア６０、第２ギア６２、多段巻きキャプスタン６８、多段巻きダミープーリ７２に回転力が順次伝達される。この結果、撚り点形成部２８を経由した素線１８Ａ〜Ｃが所定の送り出し速度で回転体３０から送り出される。
また、回転駆動用ダミープーリ７２が回転し、回転体３０が所定回転速度で回転する。従って、素線１８Ａ〜Ｃは、撚り点形成部２８から引き出されつつ撚られ、コード２０となって回転体３０から送り出される。
このように、コード２０の送り駆動は、回転体３０上で送り駆動用軸部材５０が回転駆動用軸部４０と相対的に回転することで行われ、すなわち送り駆動用の軸の回転数と回転体３０の回転数との差によって送り速度が決定される。
回転駆動用軸部４０と送り駆動用軸部材５０との回転速度比は、ベルトが掛けられたプーリ径及びギア比によって固定されており、意図した撚りピッチで撚られたコード２０を得るために、本形態では、素線材料の弾性変形回復分を考慮した比に設計されている。
また、回転速度比を固定しているのは、撚り機２２が制御不要な簡素な装置であっても製品（コード２０）の撚りピッチを所定比に維持するためであり、この比が変速式である構造にしたり、上記の２軸を別々に駆動して回転速度の任意の速度に設定できる構造にすることで、撚りピッチを自在に都度変更することが可能である。これにより、タイヤ中の使用される部位に合わせて撚りピッチを変更することができ、一本の連続したコード部材の中でも撚りピッチを変化させてタイヤの特性を調整することが可能になる。
なお、このような可変ピッチ機能を有する撚り機を使用して製造されたコードをタイヤに使用することは、従来、非常に困難であった。従って、この機能を十分活かすためには、タイヤの使用部位との位置決めを容易にする上で、撚り機を設ける位置をタイヤ部材あるいはタイヤそのものを製造する装置の近くにすることが好ましく、さらにはこの装置と連携して複合的に動作できるようにすることが望ましい。
撚り機２２で製造できるコードはスチールコードに限られず、有機繊維材料からなるコードも製造でき、同様の効果を得ることができる。更に、コードと有機繊維とを撚り合わせた複合体、コードとひも状のゴムとを撚り合わせた複合体、コードと有機繊維とひも状のゴムとを撚り合わせた複合体、の何れも製造することができ、要求されるタイヤ品質に合った補強材を提供することが可能である。
以上説明したように、本形態では、回転体３０には、回転体全体を回転駆動するための回転駆動用軸部４０と、ベアリング部５１によって回転駆動用軸部４０と同軸上に保持された送り駆動用軸部材５０と、を設けており、これらの２軸は１台のモータ３４によって回転駆動される。これにより、撚り機２２の構成を著しく簡素にすることができる。なお、送り機構５８の駆動力を発生させるため回転体３０に電気モータなどを設けてもよいが、より簡潔な装置にするために、回転体３０の回転軸と同軸上に送り駆動用の軸を配して、回転体３０内の送り機構５８を駆動するようにしている。
また、多段巻きキャプスタン６８及び多段巻きプーリ７２によって撚り点形成部２８からコード２０を引出して回転体３０から送り出しているので、ピンチローラ７０でコード２０をさほど高い力で押圧しなくても済む。また、多段巻きキャプスタン６８及び多段巻きダミープーリ７２の巻き方向が逆であり、しかも、コード２０をリールに巻き取らなくてもよいので、真直性が大幅に改善されたコード２０を製造することができる。
なお、本形態では、撚り機２２が撚り点形成部２８の下流側に設けられた例で説明したが、撚り機２２が撚り点形成部２８の上流側に設けられ、予め切断した短尺の素線を撚り機２２に供給して撚り点形成部２８から撚り線を引き出すことも可能である。
［実験例］
第１形態の撚り機２２で作成した１×３×０．３０のコードの回転性及び真直性と、従来よリ一般的に使用されているバンチャータイプの撚り機で製造した１×３×０．３０のコードの回転性及び真直性と、の実験による比較データを表１に示す。
【表１】
撚り機２２で製造したコードは、理論的にも、本実験例からも、回転性及び真直性は、共に、平均値がゼロでばらつきもゼロであり、完全な理想状態の品質を連続的に安定して供給できたことが判る。
このように、コードの回転性や真直性が平均値、ばらつきを共にゼロとなることから、コードをすだれ状に打ち込んだタイヤ補強材のトリートにねじれや反りが発生することなく、完全にフラットなトリートを製造することができた。これにより、トリートのねじれや反り起因によるタイヤ工場での作業性の悪化を完全に撲滅できると共に、ユニフォミティ等のタイヤ性能を向上させることも可能となることが判った。
［第２形態］
次に、第２形態について説明する。第２形態では、第１形態と同様の構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
図３〜図５に示すように、第２形態の撚り機８２は、第１形態に比べ、回転体８０に設けられた送り機構７８の構成、作用が異なっている。すなわち、ピンチローラ７０、多段巻きキャプスタン６８、及び多段巻きダミープーリ７２（図２参照）に代えて、小ギア部６４と噛み合う中間ギア８６と、中間ギア８６と噛み合う第１送りギア部８８を有すると共に第１ピンチローラ部９０を有する第１送りローラ９２と、第１送りギア部８８と噛み合う第２送りギア部９４を有すると共に第２ピンチローラ部９６を有する第２送りローラ９８と、が回転体８０の枠部材８１内に設けられている。
第１ピンチローラ部９０及び第２ピンチローラ部９６は互いに押圧して接触しており、両ピンチローラ部によって複数本の素線１８Ａ〜Ｃが挟まれる。
また、撚り機８２には、送り駆動用プーリ５２の下流端にカッタ９９（図５参照）が設けられており、コードが設定長さで切断されるようになっている。なお、カッタ９９の下流側に、切断されたコードを収容する収容部１００が設けられている。収容部１００には、コードの送り方向に沿って中央に凹部１０１が形成されている。収容部１００はなくてもよい。
第２形態の撚り機８２では、モータの回転によって回転体８０が回転すると共に送り駆動用軸部材５０が回転し、第１ギア６０、第２ギア６２、中間ギア８６、第１送りローラ９２、第２送りローラ９８、に回転力が順次伝達される。この結果、第１ピンチローラ部９０及び第２ピンチローラ部９６によって挟まれた素線１８Ａ〜Ｃに送り力が加えられる。従って、素線１８Ａ〜Ｃが撚られると共に、拠られてなるコード２０が回転体８０の下流側へ送り出される。
このように、第２形態では、多段巻きキャプスタン６８及び多段巻きダミープーリ７２（図２参照）に代えて、これよりも径が小さい第１送りローラ９２及び第２送りローラ９８を回転体８０の枠部材８１内に設けており、回転体８０を更に小型化することができる。
［第３形態］
次に、第３形態について説明する。図６に示すように、第３形態の撚り機１０２は、第１形態と同じクセ付け部（型付け部）２４及び撚り点形成部２８と、撚り点形成部２８の下流側に設けられた回転チャック１０４と、回転チャック１０４に回転力を与えるモータ１０６と、を備えている。回転チャック１０４及びモータ１０６には、それぞれ、回転チャック駆動プーリ１０８及び回転板１１０が設けられており、回転チャック駆動プーリ１０８と回転板１１０とには無端ベルト１１８が掛けられている。回転チャック１０４は、ベアリング部１１６によって回転自在に支えられている。
回転チャック１０４は、拠り点形成部２６から引き出されたコード２０をチャックするチャック部１１８と、チャック部１１８の挟持状態、解除状態の切り替えを行うピストン状のリリース部１２０と、を有する。また、撚り機１０２は、チャック解除する際にリリース部１２０に移動力をを伝達するてこ部１２２と、てこ部１２２に駆動力を伝達するリリースピストン部１２４と、を有する。更に、撚り機１０２は、回転チャック１０４の下流側に、コード２０を案内するガイドパイプ１２８と、ガイドパイプ１２８から送り出されたコード２０をカットするカッタ１３０と、を有する。
また、撚り機１０２は、回転チャック１０４やモータ１０６を支えている支持台部１３４をコード送り方向Ｕに沿って移動できるように、支持台部１３４を支えるスライドベアリングレール１３６、ラックギア１３８、及び、支持台部移動用モータ１４６を備えている。また、撚り機１０２は、撚り点形成部２８と回転チャック１０４との間、及び、スライドベアリングレール１３６の後端近くに、それぞれ、コード２０を着脱自在にチャックするチャック部１４８、１５０を有する。
撚り機１０２でコード２０を製造するには、チャック部１４８、１５０を解除状態にすると共に回転チャック１０４を挟持状態にし、モータ１０６の回転により回転チャック１０４を回転させることによって複数本の素線１８Ａ〜Ｃを撚ると共に、支持台部移動用モータ１４６の回転により支持台部１３４を所定速度で後退させる。これにより、複数本の素線１８Ａ〜Ｃが１本のコード２０となって撚り点形成部２８から引き出される。
必要な長さだけコード２０を引き出した状態で、チャック１４８、１５０を挟持状態にすると共に回転チャック１０４を解除状態にし、更に、支持台部１３４をもとの位置に戻す。この結果、コード２０が必要な長さだけ回転チャック１０４から搬出された状態になり、カッタ１３０でコード２０を切断することにより、必要長さのコード２０が得られる。
第３形態では、回転チャック１０４を回転させるモータ１０６と、支持台部１３４を移動させる支持台部移動用モータ１４６と、が互いに独立して駆動するので、長さや撚り点ピッチの要求に応じて多品種のコード２０を製造できる簡素な構造の撚り機１０２が実現される。
また、回転チャック１０４を挟持状態にして後退させる際、後退速度を後退途中で変更してもよい。これにより、一本のコード内で撚りピッチを部分的に異ならせることができる。
［第４形態］
次に、第４形態について説明する。図７は、第４形態に係る撚り機１６２の斜視図である。第４形態では、第１形態と同様の構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
［回転体］
図８に示すように、第４形態の撚り機１６２は、コード１６０の送り出し側の１ヵ所で回転可能に支えられた回転体１７０を第１形態の回転体３０（図１参照）に代えて、撚り点形成部１５８の下流側に備えている。
本形態では、撚り点形成部１５８から引き出されつつコード１６０は多段巻きダミープーリ１７２の外周に巻き付けられ、次に多段巻きキャプスタン１６８に巻き付けられることを交互に数回に亘って繰り返している。
コード１６０は、回転体１７０の回転中心軸を通って入線するので、最初に巻き付ける多段巻きプーリ１７２は、外周が回転体１７０の回転中心軸に接するように配置されている。第１形態においては、多段巻きキャプスタン１６８に撚られたコード２０を最初に巻き付ける構成であったため、多段巻きキャプスタン１６８の外周が回転体３０の回転中心軸に接するように配置されていた。しかしながら、多段巻きキャプスタン１６８よりも、駆動部を有していない多段巻きプーリ１７２の方が小型軽量化が容易であるので、半径長さ分オフセットさせた場合の遠心力による影響を小さくできる。
このような構成により、回転中心軸回りの回転体１７０の慣性モーメントが第１形態に比べて大幅に小さくなっており、高速回転させても耐久性が良好な回転体１７０になっている。コード１６０の通線経路を変更させるために新たにベンディングプーリを用いると、回転体の重量増大化や大型化を招くため、本形態によるこの効果は絶大なものである。
なお、回転体１７０の部品の配置位置を決定する際、３次元計算を行って、回転バランス用の重量が最小となるように、すなわち重心位置が回転中心軸上に位置するように配慮されており、更には、必要に応じてバランスウェイト１６６を設けている。このことは、上記効果を一層顕著なものとしている。
また、回転体１７０にハウジングが設けられていない。従って、撚り点形成部１５８から回転体１７０までの距離を第１形態に比べて短くでき、その距離を極限にまで近づけることが可能である。これにより、コード１６０の撚りピッチを途中で変更してコードを製作した場合に、撚り機１６２で与えた回転数変化に対する実際のコード１６０の撚りピッチの形状変化の応答性を高めることができる。
当機構による撚り線製造方法では、撚り点形成部１５８と回転体１７０の区間コード１６０に対して、各素線材料の捻り降伏点以上の捻り変形を付加することにより、塑性変形を生じさせてコードとして形成させているため、撚り点形成部１５８と回転体１７０の区間ではコード１６０の捻りが伝播し平均化されてしまう。従って、回転体１７０の回転数を途中で変化させて撚りピッチを変更させようとした場合に、撚り点形成部１５８と回転体１７０の距離が長い程、捻りが伝播し平均化される影響範囲が長くなり、回転体１７０の回転数変化のスピードにコード１６０の撚りピッチ変化の応答が追従できない問題が生じる。従って、第４形態のように、撚り点形成部１５８と回転体１７０の距離を極限まで近づけることで、回転体１７０の回転数変化と実際に製作されるコード１６０の撚りピッチ形状変化の応答性を高めることが可能になった。
更に、回転体１７０には、多段巻きキャプスタン１６８との間でコード１６０を押圧する押圧ローラ１８０と、押圧ローラ１８０を多段巻きキャプスタン１６８に向けて押圧すると共に回転可能に支持する押圧ローラ支持装置１８２と、が設けられている。多段巻きキャプスタン１６８から送り出されるコード１６０は、押圧ローラ１８０の外周面１８０Ｓで、多段巻きキャプスタン１６８の外周面１６８Ｓに一定の押圧力で押圧されるようになっている（図９参照）。押圧ローラ支持装置１８２による押圧ローラ１８０のコード１６０への押圧力は、一定の設定力とすること可能になっている。
多段巻きキャプスタン１６８の外周面１６８Ｓは円筒側面状にされている。多段巻きキャプスタン１６８の最上位置に巻きつけられているコードは、回転体１７０に設けられた出線ガイドパイプ１８８内へ引き込まれ、回転体１７０の搬出側から送り出されるようになっている。ここで、多段巻きキャプスタン１６８のうち最上位置のコード１６０の位置を出線ガイドパイプ１８８に案内されやすい位置とするために、押圧ローラ１８０の外周面１８０Ｓには、リング状の凸部１８１（図９参照）が形成されており、多段巻きキャプスタン１６８に巻回される最上位置のコード１６０が凸部１８１と多段巻きキャプスタン１６８の上側の縁部１６８Ｆとの間に位置するようにされている。
図９では、凸部１８１を最上段にのみ形成しているが、この凸部を各段全てに対して形成しても良い。更には、押圧ローラ１８０の外周面１８０Ｓを平面のままとして、多段巻きキャプスタン１６８の側に溝部を設けることでも同様の効果を得ることが可能である。
この押圧ローラ１８０は、多段巻きキャプスタン１６８や押圧ローラ１８０の寸法誤差を許容できるように、しかも、コード１６０の結節部が損傷することなく通過できるように構成されている。また、押圧ローラ支持装置１８２にワンタッチで着脱可能とされており、コード１６０を多段巻きキャプスタン１６８と押圧ローラ１８０との間に通線させる作業が容易である。更に、振動や遠心力で押圧力が緩まないようになっている。また、押圧ローラ１８０も回転体１７０に設けられているので、多段巻きキャプスタン１６８や他の部品と同様に押圧ローラ１８０にも遠心力が作用するが、伸縮方向や支持方向を遠心力の影響を避けるように設定することで、回転体１７０の回転によって押圧力の変動が生じることを防止している。
コード１６０等のワイヤ素材は強い弾性力を有しているため、撚り加工を受けた後、撚り戻ろうとする力を蓄えており、拘束の開放が行われると撚り方向と逆方向にスプリングバックする現象が生じる。コードの品質を長手方向について均一とするためには、このスプリングバックをコード長手方向に安定的に均一に生じさせる必要がある。
本形態では、多段巻きキャプスタン１６８と押圧ローラ１８０とによってコード１６０を一定の設定力で押圧することにより、多段巻きキャプスタン１６８の出口と撚り点形成部１５８との間でコード１６０の張力を一定の設定値としている。また、多段巻きキャプスタン１６８の外周面１６８Ｓ、及び、押圧ローラ１８０の外周面１８０Ｓを何れも円筒側面状として、平溝でコード１６０を押圧する構成としており、押圧した際のコード１６０との接触面をコード１６０と直交する方向に広げている。
これにより、コード１６０の撚り戻し（スプリングバック）を長手方向に連続的に安定して生じさせることができる。
［駆動モータ］
図１２に示すように、撚り機１６２には、回転駆動用プーリ４２を回転させる回転駆動用モータ１８４と、送り駆動用プーリ５２を回転させる送り駆動用モータ１８５と、が第１形態のモータ３４（図１参照）に代えて設けられており、回転駆動用プーリ４２と回転駆動用モータ１８４とには無端ベルト１８６が、送り駆動用プーリ５２と送り駆動用モータ１８５とには無端ベルト１８７が、それぞれ掛けられている。
多段巻きキャプスタン１６８は、回転体１７０の回転軸位置に設けられた駆動入力シャフト（図示せず）によって駆動ギア（図示せず）を介して駆動されている。従って、回転体１７０の回転数と駆動入力シャフトの回転数との差、つまり相対回転数によって多段巻きキャプスタン１６８の回転速度が決定される。
一方、多段巻きキャプスタン１６８の回転速度によってコード１６０の送り速度が決定され、回転体１７０の回転速度によってコード１６０の撚り速度が決定される。従って、本形態のように回転駆動用モータ１８４と送り駆動用モータ１８５とを互いに独立に設け、この２つのモータの回転数比、すなわち軸速比をコード製造中に変更することにより、コード途中で撚りピッチを自在に変更することができる。なお、撚り機１６２は、コード１６０の送り速度を一定としたまま、所望のピッチに切り替えることができるように、回転駆動用モータ１８４と送り駆動用モータ１８５との回転数を算出して制御するコンピュータプログラムが組込まれた制御部（図示せず）が設けられている。
撚りピッチを可変する運転は、コード１６０の送り速度を一定としなくても可能であるが、送り速度が一定になるように運転すれば各素線材料の供給量が安定するため、テンション制御を容易に且つ安定して行うことができる。
［型付け部］
図７に示すように、撚り機１６２には、３本の素線１８をそれぞれ通過させるホールガイド２０２、２０４が撚り点形成部１５８の上流側に順次設けられており、ホールガイド２０４の上流側に、素線１８の型付けを行う型付け部２００が設けられている。
この型付け部２００は、３本の素線１８Ａ〜Ｃに型付けを行う型付けロール２０６を備えている。更に、型付け部２００は、型付けロール２０６の上流側に設けられ、下側の外周面で素線１８Ａ〜Ｃと接触して型付けロール２０６への入射角度を調整する入射角度調整プーリ２１０と、入射角度調整プーリ２１０を素線１８Ａ〜Ｃの送り方向と略直交する方向である上下方向に移動可能に支えているプーリ位置調整部２１２と、を備えている。
更に、型付け部２００は、入射角度調整プーリ２１０の上流側に設けられたガイドプーリ２１４を備えている。なお、ガイドプーリ２１４の上流側には、素線１８の送り速度を検出する線速検出プーリ２１６が設けられている。
このような構成のもとで、入射角度調整プーリ２１０の位置を上下方向に調整することにより、型付けロール２０６への入射角度を調整することができる。
なお、プーリ位置調整部２１２に代えて、図１０、図１１に示すように、外形形状が扇状であって入射角度調整プーリ２１０を上端部で回転自在に保持すると共に、回動中心２１１の回りに回動可能とされたプーリ保持部２２０を備えてもよい。この場合、外周側に従動ギア２２１が形成された円弧外形部２２２がプーリ保持部２２０に設けられ、この従動ギア２２１と噛み合う駆動ギア２２４と、駆動ギア２２４を駆動させる駆動ギア用モータ（図示せず）とが型付け部に備えられ、撚り機の運転中に駆動ギア用モータを制御することで、入射角度調整プーリ２１０の位置を正確に調整することができる。これにより、任意の型付け量を都度付与しながらコードを加工することが可能になり、連続的に膨らみ量を調整したコードを製作することができる。
［カッタ］
また、撚り機１６２には、回転体１７０から送り出されたコード１６０を一定の設定長さで切断するカッタ（図示せず）が設けられている。
このカッタは、コード１６０に向けて移動する刃と、刃を付勢するバネと、バネを収縮させるモータ或いはアクチュエータと（何れも図示せず）を備えている。モータやアクチュエータによってバネを収縮させてエネルギーを蓄えさせ、この収縮を開放することにより、刃を瞬時に移動させてコード１６０を切断するようになっている。
これにより、カッタで所望の設定長さにコード１６０を切断でき、応え得るタイヤの設計条件、製造条件を広くすることができる。また、バネを用いることによって刃の移動を高速にしているので、カッタを充分に小型にできる。
高速であることの一例を挙げると、切断を指令してから刃の移動が停止するまで２０／１０００秒であり、切断している時間が５／１０００秒である。また、切断してから次の切断までの時間間隔は通常１秒であるので、バネの収縮にかかる時間を充分にとることができる。
なお、バネを用いずにコード１６０の送出し速度と同じ速度で刃の位置を移動させる機構を設けることによっても、コード１６０を一定の設定長さで切断することができる。
以上説明したように、本形態では、回転中心軸回りの回転体１７０の慣性モーメントが第１形態に比べて大幅に小さくなっている。従って、多段巻きキャプスタン１６８の軸受けに作用する遠心力が抑えられるので、高速回転させても耐久性が良好な回転体１７０になっている。
また、回転駆動用プーリ４２を回転させる回転駆動用モータ１８４と、送り駆動用プーリ５２を回転させる送り駆動用モータ１８５と、が設けられており、回転駆動用プーリ４２と送り駆動用モータ１８５とが別々に駆動される。従って、モータの回転速度を変更することによってコード１６０の引出速度とピッチとを別々に制御することができる。
また、回転体１７０には第１形態のようなハウジングが設けられていないので、第１形態に比べ、撚り点の位置を多段巻きキャプスタン１６８や多段巻きダミープーリ１７２に近い位置とすることができる。これにより、第１形態に比べ、撚り点から回転体１７０に巻かれるまでの距離が短いので、回転体１７０の回転数を変化させて撚りピッチを変更したときに、実際に加工されたコード１６０の撚りピッチ変化に対する応答性を高めることができる。
また、多段巻きキャプスタン１６８を駆動させる駆動ギア（図示せず）を、自己潤滑作用がある樹脂製としている。これにより、潤滑用のグリスやオイルを用いなくても済むので、回転体１７０の回転によって駆動ギア遠心力が生じていても潤滑性に問題が生じない上、回転体１７０のコンパクト化及び軽量化の点で大きな効果を得ることができる。
なお、回転体１７０、型付け部２００、カッタ等、回転駆動用モータ１８４及び送り駆動用モータ１８５以外の構成要素を複数並べ、共通の回転駆動用モータ１８４と送り駆動用モータ１８５とで複数本のコード１６０を同時に製造してもよい。これにより、複数本のコードを製造する場合に更にコンパクトにすることができる。この場合、空気入りタイヤの製造場所で、適切な間隔でコードを並べることができるように、回転体１７０からコードを誘導するチューブガイドを設けてもよい。これにより、空気入りタイヤを効率良く製造することができる。
［第５形態］
次に、第５形態について説明する。本形態では、第１形態のようにしてスチール製のコード（スチールコード）を製造し、これを所定長さに切断してなるコード片２１（図１４、図１６参照）を内蔵するベルトプライを製造し、このベルトプライを用いて空気入りタイヤを製造する。
本形態では、図１３に示すように、上記のコード片２１を互いに平行に整列させる多数の溝２３０が形成されたコード片載置台２３２を予め製造しておく。コード片載置台２３２には平面視ひし形状の突出部２３４が形成され、上記の多数の溝２３０は突出部２３４の上面側に形成されている。各溝２３０の長さはコード片２１の長さと同一であって両端が開放されており、突出部２３４の平面形状はベルト小片２３６（図１７参照）の形状を考慮して決められている。また、突出部２３４には、コード片２１を磁力で吸着する磁石（図示せず）が内蔵されている。
本形態で空気入りタイヤを製造するには、まず、図１４に示すように、所定長さに裁断したコード片２１を突出部２３４の溝２３０に入れる。この結果、磁石（図示せず）によってコード片２１が突出部２３４の溝底に保持される。
次に、図１５に示すように、コード片載置台２３２を反転させてゴム片２３８の上から押圧する。この結果、コード片２１へのゴム片２３８の粘着力が磁石の吸着力よりも上回るので、コード片載置台２３２を引き上げると、図１６に示すように、コード片２１がゴム片２３８に転写されている。
更に、上方からゴムシートで覆い、プレス機で打ち抜くことによって、図１７に示すように、ひし形状のベルト小片２３６が形成される。
このベルト小片２３６を、コード片２１が互いに平行であるように順次接続していき、ベルトプライ２４０を製造する。
そして、このベルトプライ２４０を用い、空気入りタイヤを製造する。
以上説明したように、本形態では、第１形態で製造したスチールコードを所定長さに切断してなるコード片２１を用いてベルトプライ２４０を製造し、このベルトプライ２４０を用いて空気入りタイヤを製造している。第１形態のようにして製造したスチールコードは、コードの回転性や真直性が平均値、ばらつきを共にゼロとなることから、これを切断してなるコード片２１を用いたベルトプライ２４０にねじれや反りが発生することなく、完全にフラットにすることができる。また、このベルトプライ２４０を用いた空気入りタイヤ２４２（図１８参照）は、ユニフォミティ等のタイヤ性能が上げられている。
なお、本形態では、第１形態のようにして製造したスチールコードを切断してなるコード片２１を用いたが、第２形態や第３形態のようにして製造したスチールコードを切断して用いてもよい。
［第６形態］
次に、第６形態について説明する。本形態では、図１９に示すように、平面視ひし形状の凹部２５０を有する下型２５２と、平面視でこの凹部２５０と同形状の凸部２５４を有する上型２５６と、を用いてベルト小片を製造する。凹部２５０の底側には磁石が内蔵されている。
まず、凹部２５０に、平面視で凹部２５０と同形状のゴムシート（図示せず）を敷く。次に、このゴムシートの上に、所定長さに裁断されたスチール製のコード片２１を１本ずつ配列する。
また、凸部２５４の上に、凸部２５４と同じ形状（すなわち凹部２５０内に入れたゴムシートを反転させた形状）のゴムシート２５７を敷く。
そして、上型２５６を反転させて、凸部２５４を凹部２５０に合わせる。
そして、図２０に示すように、プレス機２５８にセットしてプレス加工することによりベルト小片を形成する。
これにより、第５形態よりも簡易な構造のジグを用いてベルト小片を得ることができる。
［第７形態］
次に、第７形態について説明する。本形態では、図２１に示すように、コード片２１にゴム部材を被覆する被覆装置２５９を用いる。
被覆装置２５９は、コード片２１を通過させる貫通孔２５９Ａが形成されたインシュレーションヘッド２５９Ｂと、貫通孔２５９Ａに直交する方向から被覆用のゴム材料を供給するゴム押出機２５９Ｃと、を有する。
本形態では、インシュレーションヘッド２５９Ｂの貫通孔２５９Ａにコード片２１を通過させると、ゴム押出機２５９Ｃから押し出されたゴム材料によって貫通孔２５９Ａ内でコード片２１が被覆される。この結果、インシュレーションヘッド２５９Ｂからゴム被覆付きコード２６１が送り出される。
このゴム被覆付きコード片２６１をタイヤ骨格材として用いることにより、ねじれや反りが発生しない完全にフラットなベルトプライを製造することができる。
［第８形態］
次に、第８形態について説明する。本形態では、コード片２１（図２３参照）にゴム部材を被覆する被覆装置２６０（図２２Ｂ参照）を用いる。
被覆装置２６０は、図２２Ａに示すように、コード片を入れる溝２６２、２６４がそれぞれ形成された下金型２６６及び上金型２６８で構成される。
本形態では、まず、下金型２６６の溝２６２にコード片２１を入れて上金型２６８を上から合わせる。
そして、ゴムインジェクション用の口金部材（図示せず）を取り付け、ゴムを注入する。
この結果、図２３に示すように、コード片２１の周囲にゴム被覆層２７０が施されたゴム被覆付きコード片２７１が形成される。
このゴム被覆付きコード片２７１をタイヤ骨格材として用いることにより、ねじれや反りが発生しない完全にフラットなベルトプライを製造することができる。
なお、コード片２１の断面が露出しないように、コード片２１の両端部を完全にゴムで覆ってもよい。
［第９形態］
次に、第９形態について説明する。本形態では、図２４に示すように、高圧でゴムを打ち込むゴム打ち込み機２８０を用い、図２８に示すように、コード片２８１にゴム被覆層２９０を強固に圧着させる。
ゴム打ち込み機２８０には、上金型２８６と下金型２８２とが設けられており、図２５に示すように、下金型２８２にはコード片２８１を入れる溝２８３が形成されている。
本形態では、下金型２８２の溝２８３にコード片２８１を入れ、図２６に示すように、上金型２８６を下降させて金型をクローズ状態とし、金型内を一定温度にまで上昇させる。この一定温度は例えば９０℃である。
その後、上金型のゴム投入口２９０（図２４、図２６参照）から定量のゴムを入れる。更に、図２７に示すように、打ち込み用の超硬ポンチ２９２をゴム投入口２９０にセットして打ち込む。打ち込み圧は例えば４０ＭＰａである。
この結果、図２８に示すように、コード片２８１に強固にゴム被覆層２９０が圧着されてなるゴム被覆付きコード片２９１が得られる。
なお、第８形態と同様、コード片２８１の断面が露出しないようにコード片２８１の両端部を完全にゴムで覆ってもよい。
［第１０形態］
次に、第１０形態について説明する。本形態では、図２９に示すように、コード片２１を１本づつロボットハンドリングによりシート状のグリーンタイヤ２９４上に位置決めし、圧着ロール２９６で押圧してグリーンタイヤに植え込んでいくことによりベルトプライとする。
これにより、コード片載置台にコード片２１を載置することや、コード片２１にゴム被覆層を形成することなく、ねじれや反りが発生しない完全にフラットなベルトプライを製造することができる。
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明にかかる撚り機は、コンパクトな撚り機として好適であり、例えば、回転性、真直性に優れた撚り線を効率良く製造するのに適している。また、本発明にかかるプライは、ねじれや反りを抑えたフラットなプライとして好適であり、このプライを用いた本発明にかかる空気入りタイヤは、ユニフォミティ等のタイヤ性能が上げられた空気入りタイヤとして好適である。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【技術分野】
本発明は、複数本の線材を撚って撚り線を製造する撚り機、撚り線製造方法、プライ、及び空気入りタイヤに関し、更に詳細には、タイヤに用いるタイヤ補強コードを製造するのに最適な撚り機、撚り線製造方法、プライ、及び空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
従来、スチールコード等のコード製品の量産では、撚り機を用い、連続的に撚り上げた製品（コード）をリールに巻き上げていくことを基本としており、複数の単線を撚り合わせてコードを製造する際には、撚り点を境に進行方向の両側で捻じり回転させる必要がある。このため、材料である単線側、もしくは製品であるコード側のどちらか片端を捻じり回転と同じく回転させるか、あるいは、回転体の内部に浮動して支持させて、周囲を回転する回転体に沿って単線もしくはコードを進ませることで、コードリールもしくは単線リールのどちらかの片端をくぐらせる必要がある（例えば、特開平６−２００４９１号公報や特開平９−２９１４８８号公報を参照）。
また、タイヤの製造では、すだれ状に並べられたスチールコードをゴム中に打ち込んだシート状のタイヤ中間材料を作っている。このため、タイヤの補強材として使用されるスチールコードはできるだけ長く連続した状態であることが望まれており、数千から数万メートルにわたって連続して製品化することを基本としていた。
なお、撚り方向をある周期で正逆交互に繰り返しながら、両端の回転を固定したままで製品（撚り線）を製造する方法が知られている。しかし、交互に繰り返す周期より短い範囲で見れば撚り加工が残っているものの、繰り返し周期の間に２回撚りがゼロになる区間が発生し、また、繰り返し周期で製品の撚り加工は正逆で打ち消されてしまうので、良好な撚り線を製造しているとみなすことはできない。
ところで、コードを製造するには、短時間にできるだけ多く撚ることが必要である。
しかし、１回の装置回転（回転体の回転）で１回もしくは２回の撚りしか行うことができないため、多くの装置（撚り機）が必要になるという問題があり、この装置の設備投資は、コードの製造コストの大きな割合を占めている。
撚り機は高速回転できることが望ましいが、高速回転によって耐えられる遠心力負荷や、回転振動面で自ずと限界がある。撚り機をコンパクトにして回転数を上げることにより設備投資を押えようとすると、ボビンの巻きサイズが小さくなり、ボビンの交換作業頻度が増加して効率が低下するほか、タイヤ製造時の連続性を確保するためにも小型化の限界がある。
逆に、作業工数を少なくするためにボビンの巻きサイズを大きくすれば、撚り機が巨大となって遠心力が増し、回転数を上げられずに設備投資が増加する。この二律背反のために、撚り機のサイズと回転数とはバランスを考慮して妥協的な値にされており、現状以上の製造コストを下げることを困難にしている。
また、数千から数万メートルの製品を連続して製造することを基本としているので、製造途中で断線等の問題が発生すると、規定長さに達していない製品をスクラップにしたり溶接などの非定常的な処置をして取り除く必要があり、多くの工数を掛けて生産を復旧しなくてはならない。
一方で、タイヤ製造においては、大型のカレンダー装置又はステラスティックにより一度に大量のスチールコードを処理する。このため、処理ロットが大きくなり在庫の増加や生産から出荷までのリードタイムの増加の問題が潜在的に存在していた。また、個別のタイヤ製品毎や使用部位毎によってスチールコードの特性を変えることは手間が掛かって生産効率が悪化するため、多品種化を阻害していた。
また、従来のスチールコード製法では連続したスチールコードを生産して供給するため、コードの長手方向で品質特性を変化させることはできても、各部をタイヤの特定位置に常に正しく配置することは困難である。このため、タイヤの部位に応じてスチールコードの品質特性を変化させるには、その数だけのコード・ゴム複合の中間製品を準備した状態でタイヤを成形していく必要があった。
更に、従来の撚り機を用いたコード製造では、タイヤ工場での裁断工程や成型工程での作業性に多大な影響を及ぼすコードの回転性や真直性のレベル低減やその安定化が困難である。従来から、コードの回転性や真直性の品質向上や安定化のために多大な労力を要してきているが、いまだ完全に解決できていない課題となっている。
本発明は、上記事実を考慮して、要求される性能を満たす短尺の撚り線を効率良く製造できるコンパクトな撚り機及び撚り線製造方法を提供することを課題とする。また、この撚り機又は撚り線製造方法で撚られてなる撚り線を有するプライ、及びこのプライを有する空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【発明の開示】
請求の範囲第１項に記載の発明は、供給された複数本の線材を撚って撚り線とする回転体と、前記撚り線を前記回転体から搬出する搬出手段と、を有し、撚り点の前後で撚り線側又は線材側の何れか一方を開放していることを特徴とする。
本明細書で開放しているとは、撚り点の片方の端部を撚り回転に応じて回転できる状態にしていることをいう。
請求の範囲第１項に記載の発明では、撚り線側と線材側との相対的な回転が撚り点の前後で不可避的に生じていても、撚り線側又は線材側の何れか一方で端部を開放しているので、撚り加工する際、撚り線を回転させたまま撚り機から搬出するか、又は、線材を回転させたまま撚り機へ供給（投入）して引き込ませることができる。開放させる側の線材又は撚り線が短尺であるほうが、撚り機の構成、製品（撚り線）の品質、何れの観点からも好ましい。
開放させる側の線材が充分に短い場合、線材の剛性によって線材の形状が維持される。従って、回転している線材に全く触れない状態にするか、軽く触れて位置案内する程度の簡単なガイド部品によって線材端部を位置決めでき、線材を回転させたままで撚り線の射出あるいは線材の供給を行うことができる。
開放させる側の線材が比較的長い場合や、開放させる側の線材を高い精度で位置決めする場合、線材又は撚り線の回転を拘束しないように自由回転もしくは同期回転させることができるガイド部品やチャック部品を使用することにより、開放する側の線材又は撚り線を長くすることが可能である。ただし、長いほど設備が大きくなるため、１０ｍ程度にとどめておいたほうが経済的観点から好ましい。
線材の材質は特に限定されず、また、線材は素線であってもストランドであってもよい。撚る撚り方は、単撚り、複撚り、層撚り等、特に限定しない。線材が素線である場合にはストランドが製造される（例えば素線の材質がスチールである場合には撚り機でスチール製のストランドが製造される）。
搬出手段としては、撚り線を挟み付けて引っ張るチャック式のものや、撚り線を挟み付けて回転体から押し出すローラを有するものなど、様々なものが考えられるが、開放した側の線材又は撚り線の回転を妨げないようにすることが必要である。
撚り機への線材の供給方法については、従来の巻出技術をそのまま使うことができる。例えば、定テンションで巻き出された素線を、最終的なコード品質を得るために型付けの装置もしくは冶具を通らせて必要な型付けを確保した上で、撚り機によって捻じりながら回転体から送り出してもよい。送り出された撚り線はそのまま自身の剛性で押し出され、回転体と同じ方向へ回転しながら外部へ出てくる。
例えば、タイヤ補強コードを製造する場合、その後、所定の長さへカットすることによりタイヤ用補強コードとして完成品が得られる。なお、この場合、撚り機の出口を直接タイヤ部材製造装置へつないで、カットとゴムコーティングを複合的に行う方が設備コストや製造効率などの観点で有利である。更には、タイヤ部材加工成形用の設備に連結または複合化することが有利である。
また、コードの回転性が完全に開放された状態でタイヤ補強材であるゴムとの複合体として形成されるため、この複合体内部でのコードの回転性は完全にゼロとなる。
更に、コードの真直性に関しては、各素線に捻りが入るため、素線円周方向での応力分布が均一化され、真っ直ぐなコードが得られる。この原理はこれまでのバンチャータイプの撚り機においても同様であるが、従来のバンチャータイプの撚り機においては、コードが撚り合わせられた後、ガイドやプーリー、ローラー等を通過することにより、捻りにより真っ直ぐとなったコードの真直性を悪化させていた。更に従来の製造方法では、製造後のコードをリールに巻き取る為に、時間の経過と共に巻癖により真直性を更に悪化させていた。一方、本発明では、コードを撚り合わせた後直線的に搬出すること、及び、リールに巻き取らないことにより、真っ直ぐなコードを安定して連続的に供給することが可能である。
以上説明したように、請求の範囲第１項に記載の発明では、複数の単線を撚って回転体から搬出することにより撚り線を形成でき、従来のように撚り線を回転体から巻き取らなくても済む撚り機が実現される。これにより、回転性、真直性に優れた撚り線を形成することができるコンパクトな撚り機を実現することができ、スチールコードの製造に一般的に使用されている従来の撚り機に比べ、スペース、価格とも１／１０以下とすることが可能となる。
請求の範囲第１項に記載の撚り機を用いて撚り線を製造する際、線材の選定は任意に行うことができる。例えば、コアとなる１本又は複数本の素線と、シースとなる複数本の素線と、を線材として供給し、コアとシースとが同方向、同ピッチで撚り合わされたコンパクトな構造の層撚りコードを製造してもよい。また、コアとなる複数本の素線を既に撚り合わせた状態で巻き出して撚り機に供給し、シースとでピッチが異なる層撚りコードを製造してもよい。更に、巻き出して供給する線材として２〜７本の素線を既に撚り合わせたストランドを使用し、複撚りのコードを製造してもよい。また、供給する線材として複数本の素線の材質を非同一とすることにより、製造する撚り線の材質を２種以上にしてもよい。また、スチールその他の素線と同時に、ゴム被覆済みの線材或いはひも状にした加工したゴムを撚り合わせることで、コードとゴムとの複合体を製造してもよい。
前記搬出手段が前記回転体に設けられていてもよい。これにより、搬出手段と回転体とが一体的になっているので、撚り機の小型化を図ることができる。
また、前記搬出手段が、前記撚り線の搬出方向に前記回転体を移動可能なように保持する移動機構と、前記回転体に設けられ前記撚り線を着脱自在にチャックする回転チャックと、で構成されてもよい。
移動機構としては、軸受け部等により回転体を回転自由なように保持する機構とする。撚り線を回転チャックから所定長さ搬出するには、回転チャックで撚り線をチャックして回転させた状態で移動機構により回転チャックを搬出方向へ移動させる。次に、チャックを解除し、この状態で移動機構により回転チャックをもとの位置に戻す。この結果、回転チャックから撚り線が所定長さ搬出された状態になる。
このように、撚り線を搬出する機能と回転体に回転を加える機能とが一体であっても別体であってもよい。
別体にする場合には、搬出手段のワイヤーを掴んだ部分については自由に回転できるようにして、搬出手段が撚り回転を拘束して阻害することのないようにする。別体にすることにより、回転体による撚り機能、及び、搬出手段による搬出機能をそれぞれ最適なように設計することや、複数の撚り機を連動させた撚り設備を設けることなどが容易になる。
上記の機能を一体にする場合については、搬出手段を回転体と一体的に又は同期させて回転させるための工夫が必要となるが、撚り機全体が小型で簡潔であるという利点を活かすことが容易である。この場合、複数のロールでコードを挟みつけて摩擦力で駆動してもよい。但し、単にロールで挟むだけでは、必要な駆動力を得るために大きな接触圧力が必要になるので、製品の品質や装置としての耐久性の低下を防止するために、多段式にしたり、無限軌道に似た機構で挟み付けた方がよい。大きな接触圧力を低減させる工夫として、キャプスタンに巻き付けることで相応の摩擦力を確保した上でローラーで挟み付け、最小限の接触圧力で駆動する方法もある。
また、撚り機には、撚られてなる製品（撚り線）をカットする機能を設けてもよい。これにより、必要な長さに応じて逐次容易にカットすることができる。
更に、前記回転体の回転速度と前記搬出手段の搬出速度との比が可変であってもよく、更には、回転と搬出を別々のタイミングで行ってもよい。これにより、撚りピッチを可変にし易い。例えば、上記の回転チャックと移動機構とを有する撚り機の場合、移動機構によって所定長さの線材を引出して移動を停止し、更に回転チャックを回転させて必要な数に撚りを加えてもよい。この場合、引き出された撚り線区間全体で撚り加工が更に進行する。従って、撚り加工が点ではなく長さを持って広がっているが、撚り点という言葉は撚り加工される場所を指すものであって、長い短いの差は発明の要旨に矛盾するものではない。
なお、回転体の回転速度と撚り線の送り速度との比（撚りの回転速度と撚り線の送り速度との比）で撚りピッチが決まる。従って、撚りピッチを一定にするためには機械式で速比を設定した方がよいが、これを可変式にしたり、別駆動で自由に速度設定できるようにすることで、撚りのピッチを自在に都度変更することが可能である。
本発明の撚り機では、数千から数万メートルの長尺な撚り線製品を製造するのではなく、実際のタイヤで使用される長さ数十センチメートルから数メートルのごく短尺な撚り線製品を生産する場合に最適な装置である。この場合、撚り線を長く引き取ったりあるいはリールに巻き取る必要がないため、撚り上げた撚り線端部を回転させたままで直線的に回転体から搬出して撚り線を製造することが可能となる。従って、従来の撚り機のように大きな回転部が必要なく、また巻取のための装置が不要なので、従来装置と比べて非常に小さくかつ簡易な装置とすることが可能となる。すなわち、装置コストを低くし、小さい空間で撚り線の製造を行うことができる。
更に、本発明の複数の装置は、単一の動力装置に接続して並列に駆動することで、装置の持つ低コストでコンパクトな利点を追求することも容易である。
また、コードを製造する際、製品であるコードや、コードの構成部材である素線を回転体の外部に位置させることができる。従って、素線を巻いているボビンを、回転するコードの内側に設けていないので、素線を補充するためにボビン（リール）を交換する際、回転体の回転を止める必要がない。更に、素線の巻き量を大きくするか、連続式で素線を巻出すようにすれば、回転体の回転を止めずに無停止で連続してコードの生産を行うことができる。
更には、タイヤ製造装置と請求の範囲第１項〜第４項に記載の撚り機とを連動させることにより、小ロットへの迅速な対応、スペースの削減、コード在庫の撲滅、運搬作業の撲滅、ボビン等の梱包資材が不要となる等、多大な効果が得られる。
また、従来のような巨大なカレンダー装置でタイヤ中間部材を製造する場合と異なり、少量のコード生産が可能なので、タイヤ生産設備の直前でコードを都度生産することができる。
請求の範囲第５項に記載の発明は、複数本の線材を撚って短尺の撚り線を製造する方法であって、撚り点の前後で撚り線側又は線材側の何れか一方を開放して撚ることを特徴とする。これにより、回転性、真直性に優れた撚り線を形成することができる。
この場合、前記複数本の線材を撚って前記撚り線とする回転体と、前記撚り線を前記回転体から搬出する搬出手段と、を有する撚り機を用いた撚り線製造方法であって、前記回転体の回転速度と前記搬出手段の搬出速度との比を可変にすることにより、前記撚り線の撚りピッチを部分的に異ならせてもよい。
これにより、撚りピッチが部分的に異なる一本の連続した撚り線を製造でき、しかも、この撚りピッチを意図したピッチにすることができる。このようにして得られる撚り線は、タイヤ補強コードとして最適である。すなわち、タイヤへの打ち込み位置を特定することにより、タイヤで使用する位置に応じて、コードの撚り特性品質を短尺コード毎さらには短尺コード内の位置別に都度変更して製造することが可能なので、タイヤの使用部位に応じた撚り品質特性の調整が可能になる。従って、要求される性能を満たす短尺の撚り線を効率良く製造することができる。また、残留応力の付与、型付け等を行うことにより、タイヤ補強コードとしての品質を更に付加して製造することが可能である。
なお、前記線材は、素線であってもストランドであってもよい。
請求の範囲第８項に記載のプライは、請求の範囲第１項〜第４項のうち何れか１項に記載の撚り機で製造された撚り線、又は、請求の範囲第５項〜第７項のうち何れか１項に記載の撚り線製造方法で製造された撚り線をコードとして有することを特徴とする。
このコードは、回転性や真直性に優れているので、請求の範囲第８項に記載の発明により、ねじれや反りを抑えたフラットなベルトプライを実現できる。
請求の範囲第９項に記載の空気入りタイヤは、請求の範囲第８項に記載のプライを有することを特徴とする。
これにより、ユニフォミティ等のタイヤ性能が上げられた空気入りタイヤを実現できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、第１形態の撚り機の構成を示す側面断面図である。
図２は、第１形態の撚り機の平面断面図である。
図３は、第２形態の撚り機の回転体の構成を示す斜視図である。
図４は、第２形態の撚り機の回転体の構成を示す斜視断面図である。
構成を示す斜視断面図である。
図５は、第２形態の撚り機が撚り線製造ラインに設けられていることを示す斜視図である。
図６は、第３形態の撚り機の側面断面図である。
図７は、第４形態の撚り機の斜視図である。
図８は、第４形態の撚り機を構成する回転体の斜視図である。
図９は、第４形態で、回転体を構成する多段巻きキャプスタンと押圧ローラとによってコードが押圧されていることを示す側面図である。
図１０は、第４形態の撚り機の型付け部の変形例を示す構成図である。
図１１は、第４形態の撚り機の型付け部の変形例を示す構成図である。
図１２は、第４形態の撚り機のコード送出し側を示す構成図である。
図１３は、第５形態で用いるコード片載置台の斜視図である。
図１４は、第５形態で用いるコード片載置台にコード片を載置したことを示す部分斜視図である。
図１５は、第５形態で、コード片載置台をゴムシート上に押圧したことを示す斜視図である。
図１６は、図１５に示した状態からコード片載置台を除去した状態を示しており、ゴムシート上にコード片が吸着されたことを示す斜視図である。
図１７は、第５形態で、打抜きによって得られたベルト小片を示す平面図である。
図１８は、第５形態で製造した空気入りタイヤの幅方向断面図である。
図１９は、第６形態で用いる上型と下型とを示す斜視図である。
図２０は、第６形態で用いるプレス機の斜視図である。
図２１は、第７形態で、インシュレーションヘッドにコードを通過させることによりゴム被覆付きコードを製造することを示す斜視図である。
図２２Ａは、第８形態で用いる被覆装置の上金型と下金型とを示す斜視図である。
図２２Ｂは、第８形態で、コード片を入れて組立てた被覆装置を示す斜視図である。
図２３は、第８形態で得られたゴム被覆付きコード片を示す斜視図である。
図２４は、第９形態で用いるゴム打ち込み機の斜視図である。
図２５は、第９形態で、ゴム打ち込み機の下金型にコードを載置したことを示す斜視図である。
図２６は、図２５に示した状態から上金型を下降させてクローズ状態としたことを示す斜視図である。
図２７は、ゴム投入口に超硬ポンチをセットしたことを示す斜視図である。
図２８は、第９形態のゴム打ち込み機で形成されたゴム被覆付きコード片を示す斜視図である。
図２９は、第１０形態で、グリーンタイヤにコード片が配置され、圧着ロールで植え込んでいくことを示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。
［第１形態］
まず、第１形態について説明する。図１は、コード製造ライン１０に設けられた第１形態の撚り機２２の構成を示す側面図である。コード製造ライン１０には、素線がそれぞれ巻かれている複数のボビン１４Ａ〜Ｃと、ボビンＡ〜Ｃから巻き出された素線１８Ａ〜Ｃのテンションを制御するテンション制御部１６Ａ〜Ｃと、テンション制御部１６を経由した素線１８Ａ〜Ｃを撚ってコード２０にする撚り機２２と、が設けられている。撚り機２２は、素線１８Ａ〜Ｃを撚って１本のコード２０を製造する送り・回転一体式の装置である。
撚り機２２は、素線１８Ａ〜Ｃにクセ（型）を付けるクセ付け部（型付け部）２４と、撚り点２６を形成している撚り点形成部２８と、撚り点形成部２８の下流側に設けられた回転体３０と、回転体３０に回転力を与えると共にコード２０を回転体３０から送り出す送り力を与えるモータ３４と、を備えている。回転体３０は、撚り機２２に設けられたベアリング部３６Ａ、Ｂによって回転可能に保持されている。
図１、図２に示すように、回転体３０の下流側には、回転体３０のハウジング３１から短筒状に延び出した回転駆動用軸部４０に回転駆動用プーリ４２が固定されており、回転駆動用プーリ４２と、モータ３４に取付けられた第１回転板４４とには無端ベルト４６が掛けられている。
回転駆動用軸部４０には、コード２０の送り力を伝達する細長筒状の送り駆動用軸部材５０が、回転軸が一致するように挿通しベアリング部５１によって回転体３０に支えられている。そして、回転駆動用プーリ４２の下流側には、送り駆動用軸部材５０に固定された送り駆動用プーリ５２が設けられており、送り駆動用プーリ５２と、モータ３４に取付けられた第２回転板５４とには無端ベルト５６が掛けられている。
ハウジング３１内には、コード２０を送る送り機構５８が設けられている。送り機構５８は、送り駆動用軸部材５０の同軸上で先端側に固定された第１ギア６０と、第１ギア６０と噛み合う第２ギア６２と、を有する。第２ギア６２の回転中心には小径の小ギア部６４が設けられている。また、送り機構５８は、コード２０が数回巻かれる巻回部６６を有すると共に小ギア部６４と噛み合う大ギア部６７を有する多段巻きキャプスタン６８と、多段巻きキャプスタン６８に当接してコード２０を巻回部６６に押し付けるピンチローラ７０と、を有する。更に、送り機構５８は、多段巻きキャプスタン６８に巻回されたコード２０が更に数回巻かれる多段巻きダミープーリ７２を有する。
多段巻きキャプスタン６８及び多段巻きダミープーリ７２の径は、回転体３０から送り出されたコード２０を使用する際に真直性の観点で支障がないように、素線１８Ａ〜Ｃの径、材質等を考慮して決定されている。
また、撚り機２２には、送り駆動用軸部材５０を挿通して、多段巻きダミープーリ７２から巻き出されたコード２０を回転体３０の下流側へ案内するコード排出用パイプガイド７４が設けられている。
第２回転板５４に比べ、第１回転板４４の径は少し大きくされており、回転体３０の回転速度（撚り線の撚り速度）と、コード２０の送り速度との比が調整されている。
このように、本形態では、回転駆動用軸部４０と送り駆動用軸部材５０とを同軸上に配置しており、回転体３０に送り駆動用のモータを更に設けることに比べ、撚り機２２の構成が簡素になっている。
撚り機２２を使用するには、モータ３４を所定回転数で回転させると、送り駆動用プーリ５２が回転し、第１ギア６０、第２ギア６２、多段巻きキャプスタン６８、多段巻きダミープーリ７２に回転力が順次伝達される。この結果、撚り点形成部２８を経由した素線１８Ａ〜Ｃが所定の送り出し速度で回転体３０から送り出される。
また、回転駆動用ダミープーリ７２が回転し、回転体３０が所定回転速度で回転する。従って、素線１８Ａ〜Ｃは、撚り点形成部２８から引き出されつつ撚られ、コード２０となって回転体３０から送り出される。
このように、コード２０の送り駆動は、回転体３０上で送り駆動用軸部材５０が回転駆動用軸部４０と相対的に回転することで行われ、すなわち送り駆動用の軸の回転数と回転体３０の回転数との差によって送り速度が決定される。
回転駆動用軸部４０と送り駆動用軸部材５０との回転速度比は、ベルトが掛けられたプーリ径及びギア比によって固定されており、意図した撚りピッチで撚られたコード２０を得るために、本形態では、素線材料の弾性変形回復分を考慮した比に設計されている。
また、回転速度比を固定しているのは、撚り機２２が制御不要な簡素な装置であっても製品（コード２０）の撚りピッチを所定比に維持するためであり、この比が変速式である構造にしたり、上記の２軸を別々に駆動して回転速度の任意の速度に設定できる構造にすることで、撚りピッチを自在に都度変更することが可能である。これにより、タイヤ中の使用される部位に合わせて撚りピッチを変更することができ、一本の連続したコード部材の中でも撚りピッチを変化させてタイヤの特性を調整することが可能になる。
なお、このような可変ピッチ機能を有する撚り機を使用して製造されたコードをタイヤに使用することは、従来、非常に困難であった。従って、この機能を十分活かすためには、タイヤの使用部位との位置決めを容易にする上で、撚り機を設ける位置をタイヤ部材あるいはタイヤそのものを製造する装置の近くにすることが好ましく、さらにはこの装置と連携して複合的に動作できるようにすることが望ましい。
撚り機２２で製造できるコードはスチールコードに限られず、有機繊維材料からなるコードも製造でき、同様の効果を得ることができる。更に、コードと有機繊維とを撚り合わせた複合体、コードとひも状のゴムとを撚り合わせた複合体、コードと有機繊維とひも状のゴムとを撚り合わせた複合体、の何れも製造することができ、要求されるタイヤ品質に合った補強材を提供することが可能である。
以上説明したように、本形態では、回転体３０には、回転体全体を回転駆動するための回転駆動用軸部４０と、ベアリング部５１によって回転駆動用軸部４０と同軸上に保持された送り駆動用軸部材５０と、を設けており、これらの２軸は１台のモータ３４によって回転駆動される。これにより、撚り機２２の構成を著しく簡素にすることができる。なお、送り機構５８の駆動力を発生させるため回転体３０に電気モータなどを設けてもよいが、より簡潔な装置にするために、回転体３０の回転軸と同軸上に送り駆動用の軸を配して、回転体３０内の送り機構５８を駆動するようにしている。
また、多段巻きキャプスタン６８及び多段巻きプーリ７２によって撚り点形成部２８からコード２０を引出して回転体３０から送り出しているので、ピンチローラ７０でコード２０をさほど高い力で押圧しなくても済む。また、多段巻きキャプスタン６８及び多段巻きダミープーリ７２の巻き方向が逆であり、しかも、コード２０をリールに巻き取らなくてもよいので、真直性が大幅に改善されたコード２０を製造することができる。
なお、本形態では、撚り機２２が撚り点形成部２８の下流側に設けられた例で説明したが、撚り機２２が撚り点形成部２８の上流側に設けられ、予め切断した短尺の素線を撚り機２２に供給して撚り点形成部２８から撚り線を引き出すことも可能である。
［実験例］
第１形態の撚り機２２で作成した１×３×０．３０のコードの回転性及び真直性と、従来よリ一般的に使用されているバンチャータイプの撚り機で製造した１×３×０．３０のコードの回転性及び真直性と、の実験による比較データを表１に示す。
【表１】
撚り機２２で製造したコードは、理論的にも、本実験例からも、回転性及び真直性は、共に、平均値がゼロでばらつきもゼロであり、完全な理想状態の品質を連続的に安定して供給できたことが判る。
このように、コードの回転性や真直性が平均値、ばらつきを共にゼロとなることから、コードをすだれ状に打ち込んだタイヤ補強材のトリートにねじれや反りが発生することなく、完全にフラットなトリートを製造することができた。これにより、トリートのねじれや反り起因によるタイヤ工場での作業性の悪化を完全に撲滅できると共に、ユニフォミティ等のタイヤ性能を向上させることも可能となることが判った。
［第２形態］
次に、第２形態について説明する。第２形態では、第１形態と同様の構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
図３〜図５に示すように、第２形態の撚り機８２は、第１形態に比べ、回転体８０に設けられた送り機構７８の構成、作用が異なっている。すなわち、ピンチローラ７０、多段巻きキャプスタン６８、及び多段巻きダミープーリ７２（図２参照）に代えて、小ギア部６４と噛み合う中間ギア８６と、中間ギア８６と噛み合う第１送りギア部８８を有すると共に第１ピンチローラ部９０を有する第１送りローラ９２と、第１送りギア部８８と噛み合う第２送りギア部９４を有すると共に第２ピンチローラ部９６を有する第２送りローラ９８と、が回転体８０の枠部材８１内に設けられている。
第１ピンチローラ部９０及び第２ピンチローラ部９６は互いに押圧して接触しており、両ピンチローラ部によって複数本の素線１８Ａ〜Ｃが挟まれる。
また、撚り機８２には、送り駆動用プーリ５２の下流端にカッタ９９（図５参照）が設けられており、コードが設定長さで切断されるようになっている。なお、カッタ９９の下流側に、切断されたコードを収容する収容部１００が設けられている。収容部１００には、コードの送り方向に沿って中央に凹部１０１が形成されている。収容部１００はなくてもよい。
第２形態の撚り機８２では、モータの回転によって回転体８０が回転すると共に送り駆動用軸部材５０が回転し、第１ギア６０、第２ギア６２、中間ギア８６、第１送りローラ９２、第２送りローラ９８、に回転力が順次伝達される。この結果、第１ピンチローラ部９０及び第２ピンチローラ部９６によって挟まれた素線１８Ａ〜Ｃに送り力が加えられる。従って、素線１８Ａ〜Ｃが撚られると共に、拠られてなるコード２０が回転体８０の下流側へ送り出される。
このように、第２形態では、多段巻きキャプスタン６８及び多段巻きダミープーリ７２（図２参照）に代えて、これよりも径が小さい第１送りローラ９２及び第２送りローラ９８を回転体８０の枠部材８１内に設けており、回転体８０を更に小型化することができる。
［第３形態］
次に、第３形態について説明する。図６に示すように、第３形態の撚り機１０２は、第１形態と同じクセ付け部（型付け部）２４及び撚り点形成部２８と、撚り点形成部２８の下流側に設けられた回転チャック１０４と、回転チャック１０４に回転力を与えるモータ１０６と、を備えている。回転チャック１０４及びモータ１０６には、それぞれ、回転チャック駆動プーリ１０８及び回転板１１０が設けられており、回転チャック駆動プーリ１０８と回転板１１０とには無端ベルト１１８が掛けられている。回転チャック１０４は、ベアリング部１１６によって回転自在に支えられている。
回転チャック１０４は、拠り点形成部２６から引き出されたコード２０をチャックするチャック部１１８と、チャック部１１８の挟持状態、解除状態の切り替えを行うピストン状のリリース部１２０と、を有する。また、撚り機１０２は、チャック解除する際にリリース部１２０に移動力をを伝達するてこ部１２２と、てこ部１２２に駆動力を伝達するリリースピストン部１２４と、を有する。更に、撚り機１０２は、回転チャック１０４の下流側に、コード２０を案内するガイドパイプ１２８と、ガイドパイプ１２８から送り出されたコード２０をカットするカッタ１３０と、を有する。
また、撚り機１０２は、回転チャック１０４やモータ１０６を支えている支持台部１３４をコード送り方向Ｕに沿って移動できるように、支持台部１３４を支えるスライドベアリングレール１３６、ラックギア１３８、及び、支持台部移動用モータ１４６を備えている。また、撚り機１０２は、撚り点形成部２８と回転チャック１０４との間、及び、スライドベアリングレール１３６の後端近くに、それぞれ、コード２０を着脱自在にチャックするチャック部１４８、１５０を有する。
撚り機１０２でコード２０を製造するには、チャック部１４８、１５０を解除状態にすると共に回転チャック１０４を挟持状態にし、モータ１０６の回転により回転チャック１０４を回転させることによって複数本の素線１８Ａ〜Ｃを撚ると共に、支持台部移動用モータ１４６の回転により支持台部１３４を所定速度で後退させる。これにより、複数本の素線１８Ａ〜Ｃが１本のコード２０となって撚り点形成部２８から引き出される。
必要な長さだけコード２０を引き出した状態で、チャック１４８、１５０を挟持状態にすると共に回転チャック１０４を解除状態にし、更に、支持台部１３４をもとの位置に戻す。この結果、コード２０が必要な長さだけ回転チャック１０４から搬出された状態になり、カッタ１３０でコード２０を切断することにより、必要長さのコード２０が得られる。
第３形態では、回転チャック１０４を回転させるモータ１０６と、支持台部１３４を移動させる支持台部移動用モータ１４６と、が互いに独立して駆動するので、長さや撚り点ピッチの要求に応じて多品種のコード２０を製造できる簡素な構造の撚り機１０２が実現される。
また、回転チャック１０４を挟持状態にして後退させる際、後退速度を後退途中で変更してもよい。これにより、一本のコード内で撚りピッチを部分的に異ならせることができる。
［第４形態］
次に、第４形態について説明する。図７は、第４形態に係る撚り機１６２の斜視図である。第４形態では、第１形態と同様の構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
［回転体］
図８に示すように、第４形態の撚り機１６２は、コード１６０の送り出し側の１ヵ所で回転可能に支えられた回転体１７０を第１形態の回転体３０（図１参照）に代えて、撚り点形成部１５８の下流側に備えている。
本形態では、撚り点形成部１５８から引き出されつつコード１６０は多段巻きダミープーリ１７２の外周に巻き付けられ、次に多段巻きキャプスタン１６８に巻き付けられることを交互に数回に亘って繰り返している。
コード１６０は、回転体１７０の回転中心軸を通って入線するので、最初に巻き付ける多段巻きプーリ１７２は、外周が回転体１７０の回転中心軸に接するように配置されている。第１形態においては、多段巻きキャプスタン１６８に撚られたコード２０を最初に巻き付ける構成であったため、多段巻きキャプスタン１６８の外周が回転体３０の回転中心軸に接するように配置されていた。しかしながら、多段巻きキャプスタン１６８よりも、駆動部を有していない多段巻きプーリ１７２の方が小型軽量化が容易であるので、半径長さ分オフセットさせた場合の遠心力による影響を小さくできる。
このような構成により、回転中心軸回りの回転体１７０の慣性モーメントが第１形態に比べて大幅に小さくなっており、高速回転させても耐久性が良好な回転体１７０になっている。コード１６０の通線経路を変更させるために新たにベンディングプーリを用いると、回転体の重量増大化や大型化を招くため、本形態によるこの効果は絶大なものである。
なお、回転体１７０の部品の配置位置を決定する際、３次元計算を行って、回転バランス用の重量が最小となるように、すなわち重心位置が回転中心軸上に位置するように配慮されており、更には、必要に応じてバランスウェイト１６６を設けている。このことは、上記効果を一層顕著なものとしている。
また、回転体１７０にハウジングが設けられていない。従って、撚り点形成部１５８から回転体１７０までの距離を第１形態に比べて短くでき、その距離を極限にまで近づけることが可能である。これにより、コード１６０の撚りピッチを途中で変更してコードを製作した場合に、撚り機１６２で与えた回転数変化に対する実際のコード１６０の撚りピッチの形状変化の応答性を高めることができる。
当機構による撚り線製造方法では、撚り点形成部１５８と回転体１７０の区間コード１６０に対して、各素線材料の捻り降伏点以上の捻り変形を付加することにより、塑性変形を生じさせてコードとして形成させているため、撚り点形成部１５８と回転体１７０の区間ではコード１６０の捻りが伝播し平均化されてしまう。従って、回転体１７０の回転数を途中で変化させて撚りピッチを変更させようとした場合に、撚り点形成部１５８と回転体１７０の距離が長い程、捻りが伝播し平均化される影響範囲が長くなり、回転体１７０の回転数変化のスピードにコード１６０の撚りピッチ変化の応答が追従できない問題が生じる。従って、第４形態のように、撚り点形成部１５８と回転体１７０の距離を極限まで近づけることで、回転体１７０の回転数変化と実際に製作されるコード１６０の撚りピッチ形状変化の応答性を高めることが可能になった。
更に、回転体１７０には、多段巻きキャプスタン１６８との間でコード１６０を押圧する押圧ローラ１８０と、押圧ローラ１８０を多段巻きキャプスタン１６８に向けて押圧すると共に回転可能に支持する押圧ローラ支持装置１８２と、が設けられている。多段巻きキャプスタン１６８から送り出されるコード１６０は、押圧ローラ１８０の外周面１８０Ｓで、多段巻きキャプスタン１６８の外周面１６８Ｓに一定の押圧力で押圧されるようになっている（図９参照）。押圧ローラ支持装置１８２による押圧ローラ１８０のコード１６０への押圧力は、一定の設定力とすること可能になっている。
多段巻きキャプスタン１６８の外周面１６８Ｓは円筒側面状にされている。多段巻きキャプスタン１６８の最上位置に巻きつけられているコードは、回転体１７０に設けられた出線ガイドパイプ１８８内へ引き込まれ、回転体１７０の搬出側から送り出されるようになっている。ここで、多段巻きキャプスタン１６８のうち最上位置のコード１６０の位置を出線ガイドパイプ１８８に案内されやすい位置とするために、押圧ローラ１８０の外周面１８０Ｓには、リング状の凸部１８１（図９参照）が形成されており、多段巻きキャプスタン１６８に巻回される最上位置のコード１６０が凸部１８１と多段巻きキャプスタン１６８の上側の縁部１６８Ｆとの間に位置するようにされている。
図９では、凸部１８１を最上段にのみ形成しているが、この凸部を各段全てに対して形成しても良い。更には、押圧ローラ１８０の外周面１８０Ｓを平面のままとして、多段巻きキャプスタン１６８の側に溝部を設けることでも同様の効果を得ることが可能である。
この押圧ローラ１８０は、多段巻きキャプスタン１６８や押圧ローラ１８０の寸法誤差を許容できるように、しかも、コード１６０の結節部が損傷することなく通過できるように構成されている。また、押圧ローラ支持装置１８２にワンタッチで着脱可能とされており、コード１６０を多段巻きキャプスタン１６８と押圧ローラ１８０との間に通線させる作業が容易である。更に、振動や遠心力で押圧力が緩まないようになっている。また、押圧ローラ１８０も回転体１７０に設けられているので、多段巻きキャプスタン１６８や他の部品と同様に押圧ローラ１８０にも遠心力が作用するが、伸縮方向や支持方向を遠心力の影響を避けるように設定することで、回転体１７０の回転によって押圧力の変動が生じることを防止している。
コード１６０等のワイヤ素材は強い弾性力を有しているため、撚り加工を受けた後、撚り戻ろうとする力を蓄えており、拘束の開放が行われると撚り方向と逆方向にスプリングバックする現象が生じる。コードの品質を長手方向について均一とするためには、このスプリングバックをコード長手方向に安定的に均一に生じさせる必要がある。
本形態では、多段巻きキャプスタン１６８と押圧ローラ１８０とによってコード１６０を一定の設定力で押圧することにより、多段巻きキャプスタン１６８の出口と撚り点形成部１５８との間でコード１６０の張力を一定の設定値としている。また、多段巻きキャプスタン１６８の外周面１６８Ｓ、及び、押圧ローラ１８０の外周面１８０Ｓを何れも円筒側面状として、平溝でコード１６０を押圧する構成としており、押圧した際のコード１６０との接触面をコード１６０と直交する方向に広げている。
これにより、コード１６０の撚り戻し（スプリングバック）を長手方向に連続的に安定して生じさせることができる。
［駆動モータ］
図１２に示すように、撚り機１６２には、回転駆動用プーリ４２を回転させる回転駆動用モータ１８４と、送り駆動用プーリ５２を回転させる送り駆動用モータ１８５と、が第１形態のモータ３４（図１参照）に代えて設けられており、回転駆動用プーリ４２と回転駆動用モータ１８４とには無端ベルト１８６が、送り駆動用プーリ５２と送り駆動用モータ１８５とには無端ベルト１８７が、それぞれ掛けられている。
多段巻きキャプスタン１６８は、回転体１７０の回転軸位置に設けられた駆動入力シャフト（図示せず）によって駆動ギア（図示せず）を介して駆動されている。従って、回転体１７０の回転数と駆動入力シャフトの回転数との差、つまり相対回転数によって多段巻きキャプスタン１６８の回転速度が決定される。
一方、多段巻きキャプスタン１６８の回転速度によってコード１６０の送り速度が決定され、回転体１７０の回転速度によってコード１６０の撚り速度が決定される。従って、本形態のように回転駆動用モータ１８４と送り駆動用モータ１８５とを互いに独立に設け、この２つのモータの回転数比、すなわち軸速比をコード製造中に変更することにより、コード途中で撚りピッチを自在に変更することができる。なお、撚り機１６２は、コード１６０の送り速度を一定としたまま、所望のピッチに切り替えることができるように、回転駆動用モータ１８４と送り駆動用モータ１８５との回転数を算出して制御するコンピュータプログラムが組込まれた制御部（図示せず）が設けられている。
撚りピッチを可変する運転は、コード１６０の送り速度を一定としなくても可能であるが、送り速度が一定になるように運転すれば各素線材料の供給量が安定するため、テンション制御を容易に且つ安定して行うことができる。
［型付け部］
図７に示すように、撚り機１６２には、３本の素線１８をそれぞれ通過させるホールガイド２０２、２０４が撚り点形成部１５８の上流側に順次設けられており、ホールガイド２０４の上流側に、素線１８の型付けを行う型付け部２００が設けられている。
この型付け部２００は、３本の素線１８Ａ〜Ｃに型付けを行う型付けロール２０６を備えている。更に、型付け部２００は、型付けロール２０６の上流側に設けられ、下側の外周面で素線１８Ａ〜Ｃと接触して型付けロール２０６への入射角度を調整する入射角度調整プーリ２１０と、入射角度調整プーリ２１０を素線１８Ａ〜Ｃの送り方向と略直交する方向である上下方向に移動可能に支えているプーリ位置調整部２１２と、を備えている。
更に、型付け部２００は、入射角度調整プーリ２１０の上流側に設けられたガイドプーリ２１４を備えている。なお、ガイドプーリ２１４の上流側には、素線１８の送り速度を検出する線速検出プーリ２１６が設けられている。
このような構成のもとで、入射角度調整プーリ２１０の位置を上下方向に調整することにより、型付けロール２０６への入射角度を調整することができる。
なお、プーリ位置調整部２１２に代えて、図１０、図１１に示すように、外形形状が扇状であって入射角度調整プーリ２１０を上端部で回転自在に保持すると共に、回動中心２１１の回りに回動可能とされたプーリ保持部２２０を備えてもよい。この場合、外周側に従動ギア２２１が形成された円弧外形部２２２がプーリ保持部２２０に設けられ、この従動ギア２２１と噛み合う駆動ギア２２４と、駆動ギア２２４を駆動させる駆動ギア用モータ（図示せず）とが型付け部に備えられ、撚り機の運転中に駆動ギア用モータを制御することで、入射角度調整プーリ２１０の位置を正確に調整することができる。これにより、任意の型付け量を都度付与しながらコードを加工することが可能になり、連続的に膨らみ量を調整したコードを製作することができる。
［カッタ］
また、撚り機１６２には、回転体１７０から送り出されたコード１６０を一定の設定長さで切断するカッタ（図示せず）が設けられている。
このカッタは、コード１６０に向けて移動する刃と、刃を付勢するバネと、バネを収縮させるモータ或いはアクチュエータと（何れも図示せず）を備えている。モータやアクチュエータによってバネを収縮させてエネルギーを蓄えさせ、この収縮を開放することにより、刃を瞬時に移動させてコード１６０を切断するようになっている。
これにより、カッタで所望の設定長さにコード１６０を切断でき、応え得るタイヤの設計条件、製造条件を広くすることができる。また、バネを用いることによって刃の移動を高速にしているので、カッタを充分に小型にできる。
高速であることの一例を挙げると、切断を指令してから刃の移動が停止するまで２０／１０００秒であり、切断している時間が５／１０００秒である。また、切断してから次の切断までの時間間隔は通常１秒であるので、バネの収縮にかかる時間を充分にとることができる。
なお、バネを用いずにコード１６０の送出し速度と同じ速度で刃の位置を移動させる機構を設けることによっても、コード１６０を一定の設定長さで切断することができる。
以上説明したように、本形態では、回転中心軸回りの回転体１７０の慣性モーメントが第１形態に比べて大幅に小さくなっている。従って、多段巻きキャプスタン１６８の軸受けに作用する遠心力が抑えられるので、高速回転させても耐久性が良好な回転体１７０になっている。
また、回転駆動用プーリ４２を回転させる回転駆動用モータ１８４と、送り駆動用プーリ５２を回転させる送り駆動用モータ１８５と、が設けられており、回転駆動用プーリ４２と送り駆動用モータ１８５とが別々に駆動される。従って、モータの回転速度を変更することによってコード１６０の引出速度とピッチとを別々に制御することができる。
また、回転体１７０には第１形態のようなハウジングが設けられていないので、第１形態に比べ、撚り点の位置を多段巻きキャプスタン１６８や多段巻きダミープーリ１７２に近い位置とすることができる。これにより、第１形態に比べ、撚り点から回転体１７０に巻かれるまでの距離が短いので、回転体１７０の回転数を変化させて撚りピッチを変更したときに、実際に加工されたコード１６０の撚りピッチ変化に対する応答性を高めることができる。
また、多段巻きキャプスタン１６８を駆動させる駆動ギア（図示せず）を、自己潤滑作用がある樹脂製としている。これにより、潤滑用のグリスやオイルを用いなくても済むので、回転体１７０の回転によって駆動ギア遠心力が生じていても潤滑性に問題が生じない上、回転体１７０のコンパクト化及び軽量化の点で大きな効果を得ることができる。
なお、回転体１７０、型付け部２００、カッタ等、回転駆動用モータ１８４及び送り駆動用モータ１８５以外の構成要素を複数並べ、共通の回転駆動用モータ１８４と送り駆動用モータ１８５とで複数本のコード１６０を同時に製造してもよい。これにより、複数本のコードを製造する場合に更にコンパクトにすることができる。この場合、空気入りタイヤの製造場所で、適切な間隔でコードを並べることができるように、回転体１７０からコードを誘導するチューブガイドを設けてもよい。これにより、空気入りタイヤを効率良く製造することができる。
［第５形態］
次に、第５形態について説明する。本形態では、第１形態のようにしてスチール製のコード（スチールコード）を製造し、これを所定長さに切断してなるコード片２１（図１４、図１６参照）を内蔵するベルトプライを製造し、このベルトプライを用いて空気入りタイヤを製造する。
本形態では、図１３に示すように、上記のコード片２１を互いに平行に整列させる多数の溝２３０が形成されたコード片載置台２３２を予め製造しておく。コード片載置台２３２には平面視ひし形状の突出部２３４が形成され、上記の多数の溝２３０は突出部２３４の上面側に形成されている。各溝２３０の長さはコード片２１の長さと同一であって両端が開放されており、突出部２３４の平面形状はベルト小片２３６（図１７参照）の形状を考慮して決められている。また、突出部２３４には、コード片２１を磁力で吸着する磁石（図示せず）が内蔵されている。
本形態で空気入りタイヤを製造するには、まず、図１４に示すように、所定長さに裁断したコード片２１を突出部２３４の溝２３０に入れる。この結果、磁石（図示せず）によってコード片２１が突出部２３４の溝底に保持される。
次に、図１５に示すように、コード片載置台２３２を反転させてゴム片２３８の上から押圧する。この結果、コード片２１へのゴム片２３８の粘着力が磁石の吸着力よりも上回るので、コード片載置台２３２を引き上げると、図１６に示すように、コード片２１がゴム片２３８に転写されている。
更に、上方からゴムシートで覆い、プレス機で打ち抜くことによって、図１７に示すように、ひし形状のベルト小片２３６が形成される。
このベルト小片２３６を、コード片２１が互いに平行であるように順次接続していき、ベルトプライ２４０を製造する。
そして、このベルトプライ２４０を用い、空気入りタイヤを製造する。
以上説明したように、本形態では、第１形態で製造したスチールコードを所定長さに切断してなるコード片２１を用いてベルトプライ２４０を製造し、このベルトプライ２４０を用いて空気入りタイヤを製造している。第１形態のようにして製造したスチールコードは、コードの回転性や真直性が平均値、ばらつきを共にゼロとなることから、これを切断してなるコード片２１を用いたベルトプライ２４０にねじれや反りが発生することなく、完全にフラットにすることができる。また、このベルトプライ２４０を用いた空気入りタイヤ２４２（図１８参照）は、ユニフォミティ等のタイヤ性能が上げられている。
なお、本形態では、第１形態のようにして製造したスチールコードを切断してなるコード片２１を用いたが、第２形態や第３形態のようにして製造したスチールコードを切断して用いてもよい。
［第６形態］
次に、第６形態について説明する。本形態では、図１９に示すように、平面視ひし形状の凹部２５０を有する下型２５２と、平面視でこの凹部２５０と同形状の凸部２５４を有する上型２５６と、を用いてベルト小片を製造する。凹部２５０の底側には磁石が内蔵されている。
まず、凹部２５０に、平面視で凹部２５０と同形状のゴムシート（図示せず）を敷く。次に、このゴムシートの上に、所定長さに裁断されたスチール製のコード片２１を１本ずつ配列する。
また、凸部２５４の上に、凸部２５４と同じ形状（すなわち凹部２５０内に入れたゴムシートを反転させた形状）のゴムシート２５７を敷く。
そして、上型２５６を反転させて、凸部２５４を凹部２５０に合わせる。
そして、図２０に示すように、プレス機２５８にセットしてプレス加工することによりベルト小片を形成する。
これにより、第５形態よりも簡易な構造のジグを用いてベルト小片を得ることができる。
［第７形態］
次に、第７形態について説明する。本形態では、図２１に示すように、コード片２１にゴム部材を被覆する被覆装置２５９を用いる。
被覆装置２５９は、コード片２１を通過させる貫通孔２５９Ａが形成されたインシュレーションヘッド２５９Ｂと、貫通孔２５９Ａに直交する方向から被覆用のゴム材料を供給するゴム押出機２５９Ｃと、を有する。
本形態では、インシュレーションヘッド２５９Ｂの貫通孔２５９Ａにコード片２１を通過させると、ゴム押出機２５９Ｃから押し出されたゴム材料によって貫通孔２５９Ａ内でコード片２１が被覆される。この結果、インシュレーションヘッド２５９Ｂからゴム被覆付きコード２６１が送り出される。
このゴム被覆付きコード片２６１をタイヤ骨格材として用いることにより、ねじれや反りが発生しない完全にフラットなベルトプライを製造することができる。
［第８形態］
次に、第８形態について説明する。本形態では、コード片２１（図２３参照）にゴム部材を被覆する被覆装置２６０（図２２Ｂ参照）を用いる。
被覆装置２６０は、図２２Ａに示すように、コード片を入れる溝２６２、２６４がそれぞれ形成された下金型２６６及び上金型２６８で構成される。
本形態では、まず、下金型２６６の溝２６２にコード片２１を入れて上金型２６８を上から合わせる。
そして、ゴムインジェクション用の口金部材（図示せず）を取り付け、ゴムを注入する。
この結果、図２３に示すように、コード片２１の周囲にゴム被覆層２７０が施されたゴム被覆付きコード片２７１が形成される。
このゴム被覆付きコード片２７１をタイヤ骨格材として用いることにより、ねじれや反りが発生しない完全にフラットなベルトプライを製造することができる。
なお、コード片２１の断面が露出しないように、コード片２１の両端部を完全にゴムで覆ってもよい。
［第９形態］
次に、第９形態について説明する。本形態では、図２４に示すように、高圧でゴムを打ち込むゴム打ち込み機２８０を用い、図２８に示すように、コード片２８１にゴム被覆層２９０を強固に圧着させる。
ゴム打ち込み機２８０には、上金型２８６と下金型２８２とが設けられており、図２５に示すように、下金型２８２にはコード片２８１を入れる溝２８３が形成されている。
本形態では、下金型２８２の溝２８３にコード片２８１を入れ、図２６に示すように、上金型２８６を下降させて金型をクローズ状態とし、金型内を一定温度にまで上昇させる。この一定温度は例えば９０℃である。
その後、上金型のゴム投入口２９０（図２４、図２６参照）から定量のゴムを入れる。更に、図２７に示すように、打ち込み用の超硬ポンチ２９２をゴム投入口２９０にセットして打ち込む。打ち込み圧は例えば４０ＭＰａである。
この結果、図２８に示すように、コード片２８１に強固にゴム被覆層２９０が圧着されてなるゴム被覆付きコード片２９１が得られる。
なお、第８形態と同様、コード片２８１の断面が露出しないようにコード片２８１の両端部を完全にゴムで覆ってもよい。
［第１０形態］
次に、第１０形態について説明する。本形態では、図２９に示すように、コード片２１を１本づつロボットハンドリングによりシート状のグリーンタイヤ２９４上に位置決めし、圧着ロール２９６で押圧してグリーンタイヤに植え込んでいくことによりベルトプライとする。
これにより、コード片載置台にコード片２１を載置することや、コード片２１にゴム被覆層を形成することなく、ねじれや反りが発生しない完全にフラットなベルトプライを製造することができる。
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
以上のように、本発明にかかる撚り機は、コンパクトな撚り機として好適であり、例えば、回転性、真直性に優れた撚り線を効率良く製造するのに適している。また、本発明にかかるプライは、ねじれや反りを抑えたフラットなプライとして好適であり、このプライを用いた本発明にかかる空気入りタイヤは、ユニフォミティ等のタイヤ性能が上げられた空気入りタイヤとして好適である。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された複数本の線材を撚って撚り線とする回転体と、
前記撚り線を前記回転体から搬出する搬出手段と、
を有し、撚り点の前後で撚り線側又は線材側の何れか一方を開放していることを特徴とする撚り機。
【請求項２】
前記搬出手段が前記回転体に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撚り機。
【請求項３】
前記搬出手段が、前記撚り線の搬出方向に前記回転体を移動可能なように保持する移動機構と、
前記回転体に設けられ前記撚り線を着脱自在にチャックする回転チャックと、
で構成されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撚り機。
【請求項４】
前記回転体の回転速度と前記搬出手段の搬出速度との比が可変にされたことを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のうち何れか１項に記載の撚り機。
【請求項５】
複数本の線材を撚って短尺の撚り線を製造する方法であって、
撚り点の前後で撚り線側又は線材側の何れか一方を開放して撚ることを特徴とする撚り線製造方法。
【請求項６】
前記複数本の線材を撚って前記撚り線とする回転体と、前記撚り線を前記回転体から搬出する搬出手段と、を有する撚り機を用いた撚り線製造方法であって、前記回転体の回転速度と前記搬出手段の搬出速度との比を可変にすることにより、前記撚り線の撚りピッチを部分的に異ならせることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の撚り線製造方法。
【請求項７】
前記線材として素線又はストランドを用いることを特徴とする請求の範囲第５項又は第６項に記載の撚り線製造方法。
【請求項８】
請求の範囲第１項〜第４項のうち何れか１項に記載の撚り機で製造された撚り線、又は、請求の範囲第５項〜第７項のうち何れか１項に記載の撚り線製造方法で製造された撚り線をコードとして有することを特徴とするプライ。
【請求項９】
請求の範囲第８項に記載のプライを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項１】
供給された複数本の線材を撚って撚り線とする回転体と、
前記撚り線を前記回転体から搬出する搬出手段と、
を有し、撚り点の前後で撚り線側又は線材側の何れか一方を開放していることを特徴とする撚り機。
【請求項２】
前記搬出手段が前記回転体に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撚り機。
【請求項３】
前記搬出手段が、前記撚り線の搬出方向に前記回転体を移動可能なように保持する移動機構と、
前記回転体に設けられ前記撚り線を着脱自在にチャックする回転チャックと、
で構成されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撚り機。
【請求項４】
前記回転体の回転速度と前記搬出手段の搬出速度との比が可変にされたことを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のうち何れか１項に記載の撚り機。
【請求項５】
複数本の線材を撚って短尺の撚り線を製造する方法であって、
撚り点の前後で撚り線側又は線材側の何れか一方を開放して撚ることを特徴とする撚り線製造方法。
【請求項６】
前記複数本の線材を撚って前記撚り線とする回転体と、前記撚り線を前記回転体から搬出する搬出手段と、を有する撚り機を用いた撚り線製造方法であって、前記回転体の回転速度と前記搬出手段の搬出速度との比を可変にすることにより、前記撚り線の撚りピッチを部分的に異ならせることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の撚り線製造方法。
【請求項７】
前記線材として素線又はストランドを用いることを特徴とする請求の範囲第５項又は第６項に記載の撚り線製造方法。
【請求項８】
請求の範囲第１項〜第４項のうち何れか１項に記載の撚り機で製造された撚り線、又は、請求の範囲第５項〜第７項のうち何れか１項に記載の撚り線製造方法で製造された撚り線をコードとして有することを特徴とするプライ。
【請求項９】
請求の範囲第８項に記載のプライを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４８６７９
【国際公開日】平成１６年６月１０日（２００４．６．１０）
【発行日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５５５０３５（Ｐ２００４−５５５０３５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１５０２５
【国際出願日】平成１５年１１月２５日（２００３．１１．２５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１６年６月１０日（２００４．６．１０）
【発行日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１５０２５
【国際出願日】平成１５年１１月２５日（２００３．１１．２５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]