刺孔辊的制作方法

本发明涉及在轮胎用橡胶材料设置通气的孔的刺孔辊。

背景技术：

在充气轮胎的制造工序中，通过层叠多个片状的轮胎用橡胶材料而将生胎(胎坯)成型，但若在层叠的轮胎用橡胶材料之间残留有空气，则成为使硫化后的轮胎产品的品质变差的原因。

因此，以往以来，进行在生胎成型前的轮胎用橡胶材料设置通气用的孔的开孔加工(刺孔加工)。例如，在以规定的角度切断帘布坯料来制作ply的斜交工序中的ply刀具设备中，设置具有多个锥(针)的刺孔辊，通过将刺孔辊按压于切断前的帘布坯料，借助辊表面的针来形成多个通气用的孔(专利文献1)。

此时，若帘布坯料的温度较低，则有可能因橡胶的弹性导致暂时形成的孔堵塞，因此通过对进行开孔加工的刺孔辊加热而对针进行加热。

作为这样的将刺孔辊加热的技术，以往以来使用在铁制等的筒体上卷绕有电热丝的旋转辊、将电热丝一体地埋入至铝合金等的旋转辊(专利文献2)。

专利文献1：日本特开2013-215908号公报

专利文献2：日本特开昭62-37892号公报

然而，上述那样的刺孔辊，由于使辊与电热丝接触而使辊表面直接升温，因此在辊表面产生温度不均。具体而言，电热丝附近的辊表面的温度升高，另一方面，远离电热丝的辊表面的温度降低。在使用这样的产生温度不均的辊进行开孔加工的情况下，无法均匀地形成孔，因此有可能使橡胶材料的品质变得不稳定。

技术实现要素：

因此，本发明的课题在于，提供一种防止在辊表面产生温度不均，能够进行均匀的开孔加工的刺孔辊。

技术方案1所述的发明是一种刺孔辊，在筒状的辊主体的表面设置有多根针，其特征在于，具备：

铠装加热器，其插通于所述辊主体的内部；

支承件，其以在所述铠装加热器与所述辊主体的内周面之间形成间隙的方式，设置一个或多个使所述铠装加热器插通的贯通孔，并在将所述铠装加热器插通于所述贯通孔的状态下对所述铠装加热器进行支承；以及

绝缘性的绝缘子，其配置于所述铠装加热器与所述支承件之间，

所述刺孔辊构成为：将所述铠装加热器与所述辊主体的内周面之间的间隙的空气作为传递介质，将来自所述铠装加热器的热量向所述辊主体的表面传递。

技术方案2所述的发明是在技术方案1所述的刺孔辊的基础上，其特征在于，在所述辊主体的内部配置有多个所述铠装加热器。

技术方案3所述的发明是在技术方案2所述的刺孔辊的基础上，其特征在于，所述铠装加热器为四根。

技术方案4所述的发明是在技术方案2或3所述的刺孔辊的基础上，其特征在于，所述铠装加热器在周向上等间隔地配置。

技术方案5所述的发明是在技术方案1～4中的任一项所述的刺孔辊的基础上，其特征在于，所述绝缘子由瓷器或陶瓷形成。

技术方案6所述的发明是在技术方案1～5中的任一项所述的刺孔辊的基础上，其特征在于，所述辊主体为不锈钢制成的。

技术方案7所述的发明是在技术方案1～6中的任一项所述的刺孔辊，其特征在于，所述铠装加热器通过在金属管内部收容有电热丝而构成，在所述金属管的端面与向所述电热丝供给电力的电极部之间设置有绝缘性的云母垫片。

根据本发明，能够提供一种防止在辊表面产生温度不均，能够进行均匀的开孔加工的刺孔辊。

附图说明

图1是示意地表示本发明的一个实施方式的刺孔辊的剖面构造的图。

图2是表示将图1的刺孔辊分解后的状态的图。

图3是表示图1的刺孔辊的铠装加热器和支承件的立体图。

图4是示意地表示图1的刺孔辊的支承件周边的剖面构造的图。

图5是表示加热器温度与刺孔辊的表面温度的关系的图。

附图标记说明：1…刺孔辊；2…辊主体；2a…针；3…铠装加热器；3a…电热丝；3b…金属管；5…支承件；6…支承轴；9…轴承；11…供电线；101…云母垫片；102…云母管；103…绝缘子；106…电极部。

具体实施方式

1.成就本发明的过程

在说明本发明的实施方式之前，对成就本发明的过程进行说明。

本发明的发明人，首先，为了防止在辊表面产生温度不均而考虑到：使在金属制的管(护套)内收容有电热丝和防漏电用的绝缘材料(例如氧化镁)的棒状的铠装加热器，插通于筒状的辊主体的内部，并以在辊主体的内周面与铠装加热器之间设置间隙的方式支承铠装加热器。

在该情况下，将辊主体的内周面与铠装加热器之间的间隙的空气作为传递介质，将铠装加热器的热量向辊主体传递，由于从铠装加热器产生的热量适度地分散至间隙的空气中，因此和辊与电热丝接触的现有技术不同，不是仅使电热丝附近升温，从而能够防止产生辊表面的温度不均。

但是，在使用了这样的铠装加热器的情况下，产生了有可能使供给至铠装加热器的电流向辊主体的内部漏电的新的问题。

具体而言，对于向轮胎用橡胶材料适当地实施开孔加工，需要使刺孔辊(prickingroller)的表面温度升温至140℃左右，但如图5所示，在辊的表面温度达到130℃以上时，加热器温度达到400℃以上。由于该400℃以上的加热温度超过填充于加热器内的防漏电用的绝缘材料的绝缘极限温度，因此不再作为绝缘材料发挥作用。在该情况下，铠装加热器内部的电热丝有可能经由铠装加热器的金属管以及支承铠装加热器的支承件而与辊主体通电，从而产生漏电故障。

因此，本发明的发明人为了防止产生使用铠装加热器的情况下所产生的漏电故障，而进一步反复研究，并想到在铠装加热器与支承件之间配置由绝缘材料构成的绝缘子，从而即使在加热器温度超过了绝缘材料的绝缘极限温度的情况下，电流也不会从电热丝流至辊主体，直至完成了本发明。

2.本实施方式的刺孔辊

以下，对本发明的一个实施方式的刺孔辊进行具体地说明。

图1是示意地表示本实施方式的刺孔辊的剖面构造的图，图2是表示将图1的刺孔辊分解后的状态的图。另外，图3是表示图1的刺孔辊的铠装加热器和支承件的立体图，图4是示意地表示支承件周边的剖面构造的图。

(1)整体结构

如图1所示，本实施方式的刺孔辊1在辊主体2的内部插通有多根铠装加热器3。另外，在本实施方式中使用四根铠装加热器3(参照图3)。

辊主体2为筒状的部件，在外周面隔开规定的间隔而设置有多根针2a，通过使该针2a向轮胎用橡胶材料(省略图示)进行穿刺，由此在轮胎用橡胶材料形成通气用的孔。优选对辊主体2使用不锈钢制的筒体。

在辊主体2内的两端部安装有轴承9，支承轴6插通于该轴承9。本实施方式的刺孔辊是使作为外管部的辊主体2利用轴承9而以支承轴6为中心进行旋转的所谓自由辊。

铠装加热器3是在金属管3b的内部收纳有作为发热体的电热丝(例如镍铬合金线)3a的线圈的棒状的加热器(参照图4)。另外，在铠装加热器3的金属管3b的内部，填充有防漏电用的绝缘物(例如氧化镁)。

另外，虽省略图示，但刺孔辊内的铠装加热器3连接于控制机构，以将辊主体2的表面温度维持为设定温度(例如140℃)的方式，控制向铠装加热器3的电力供给。

而且，本实施方式的刺孔辊的特征在于以下两点。

(2)第一特征

本实施方式的刺孔辊的第一特征在于，构成为：具备以在铠装加热器3与辊主体2的内周面之间形成间隙的方式，支承铠装加热器3的支承件5，将该间隙中的空气作为传递介质，将来自铠装加热器3的热量向辊主体2的表面传递。

具体而言，如图3所示，支承件5是形成有多个贯通孔的两个圆盘状的部件，支承轴6插通于支承件5的中心的贯通孔，铠装加热器3插通并支承于支承轴6周围的各个贯通孔。

如图1所示，在本实施方式中，上述的构造的支承件5沿着铠装加热器3的轴向以规定的间隔设置有五个，铠装加热器3在支承于各个支承件5的状态下插入于辊主体2的内部。

这样，通过用支承件5支承多根铠装加热器3的每一根，由此在铠装加热器3与辊主体2的内周面之间形成间隙。在本实施方式中，将该间隙中的空气作为传递介质，将来自铠装加热器3的热量向辊主体2的表面传递。此时，来自铠装加热器3的热量在传递至空气时被分散，因此与现有的辊不同，能够不产生温度不均而将辊表面进而将针2a均匀地加热。

其结果，在将针2a向轮胎用橡胶材料(省略图示)穿刺来设置通气用的孔时，能够均匀地设置孔，因此能够容易地制造品质稳定的橡胶材料。

(3)第二特征

接下来，本实施方式的刺孔辊的第二特征在于，具备将铠装加热器与支承件绝缘的绝缘子。

如图3以及图4所示，绝缘子103是嵌入到支承件5的贯通孔的环状的部件，在绝缘子103的中心的孔插入有铠装加热器3。另外，插入有铠装加热器3的绝缘子103通过夹入于两个支承件5之间而被保持。

该绝缘子103由即使铠装加热器3处于严酷的高温状态也不会失去绝缘功能那样的绝缘材料(例如氧化铝瓷器、陶瓷)形成，从而防止铠装加热器3与支承件5通电。

在本实施方式中，由于这样在铠装加热器3与支承件5之间配置有绝缘性的绝缘子103，因此即使在铠装加热器3的温度超过了金属管3b内的绝缘物的绝缘极限温度的情况下，电流也不会从铠装加热器3向支承件5流动，从而防止向辊主体2内部漏电。

(4)其他结构

(a)应对漏电用的部件

在如本实施方式那样使用铠装加热器3的情况下，除了上述的绝缘子103之外，优选使用应对漏电用的部件。具体而言，如图3以及图4所示，为了向加热器内部的电热丝3a供给电力，而在铠装加热器3的端面安装有连接于供电线11的电极部106，但存在该电极部106与铠装加热器3的外管亦即金属管3b通电而漏电的可能性。

为了防止这样的电极部106与铠装加热器3的金属管3b的通电，优选在铠装加热器3的两端面、即电极部106与金属管3b之间配置由绝缘材料构成的环状的云母垫片101。

通过该环状的云母垫片101，能够将电极部106与金属管3b绝缘，另一方面，能够使电极部106与铠装加热器3的电热丝3a通电。

另外，云母垫片101也起到防止云母管102从铠装加热器3脱落的作用。

(b)铠装加热器的根数与配置

在上述的实施方式中，如图3所示，使用四根铠装加热器3，但铠装加热器的根数并未特别限定，也可以是一根。但是若考虑加热的效率等，则优选使用多根铠装加热器。

另外，在使用多根铠装加热器的情况下，优选各个铠装加热器在周向上等间隔地配置。由此能够使辊主体的表面更均匀地升温，从而更适当地防止辊表面的温度不均。

以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式。在与本发明相同以及等同的范围内，能够对上述实施方式施加各种变更。