JP5220103B2 - ビードワイヤ巻付け成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビードワイヤを、フォーマに巻付けて成形し、環状のビードコアを作製するビードワイヤ巻付け成形装置に関するものである。

空気入りタイヤにおいては、タイヤ剛性を保持するために、ビードワイヤを多層に巻き重ねた環状のビードコアが、カーカスの折り返し部に装着される。一般にビードコアは、ゴム被覆したビードワイヤをドラム状のフォーマの外周に巻付けて成形することにより作製される。この種のビードワイヤ巻付け成形装置として、例えば、特許文献１に記載されているものが知られている。

特許文献１に記載されたビードワイヤ巻付け成形装置は、平行に配列された複数本のビードワイヤをゴム被覆した帯状のテープビード（Ｂ）を、ドラム（３）の外周面に複数回巻付けることにより、ビードコアを形成するようにしている。
特開２００２−３３７２５０号公報

特許文献１に記載のビードワイヤ巻付け成形装置においては、帯状のテープビードをドラムの外周面に巻付けるものであるので、ビードコアの形状が断面矩形状にしか製作することができず、汎用性に乏しい問題がある。

これに対し、１本の連続したビードワイヤを、フォーマの外周に、フォーマの回転軸線方向に沿って複数列巻付けるとともに、フォーマの放射方向に積層することにより、ビードコアの形状を、空気入りタイヤの種類に応じて、断面略６角形や、断面略円形等に容易に製作することができる。

しかしながら、１本の連続したビードワイヤを、フォーマの外周に巻付ける巻付け成形装置においては、フォーマへのビードワイヤの巻付け位置に応じて、ビードワイヤがフォーマの回転軸線方向に変化するため、ビードワイヤをフォーマに精度よく巻付けることが難しい問題がある。

本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、ビードワイヤを誘導する誘導体を水平方向に揺動可能に、かつその揺動を規制することにより、ビードワイヤをフォーマに精度よく巻付けることが可能なビードワイヤ巻付け成形装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の特徴は、ゴム被覆したビードワイヤを巻付けて環状のビードコアを成形する回転可能なフォーマと、該フォーマに前記ビードワイヤを誘導する誘導手段と、前記フォーマに所定量巻付けられたビードワイヤの後端部を切断する切断手段とを備えたビードワイヤ巻付け成形装置において、前記誘導手段は、前記フォーマの接線方向に移動可能に支持され、前記ビードワイヤをクランプ、アンクランプ可能な移動体と、該移動体に前記フォーマの回転軸線に平行な面内で揺動可能に支持され、前記ビードワイヤを前記フォーマの接線方向に誘導する誘導部を有する誘導体と、前記移動体の後退位置では前記誘導体の揺動運動を許容し、前記移動体の前進位置では前記誘導体の揺動運動を規制する規制部材とを備えたことである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記規制部材は、前記移動体を移動可能に支持した支持フレームに設けられ、前記誘導体を挿入する規制孔を有しており、前記誘導体は、前端部に前記規制孔に遊嵌する先細り部を有し、後端部に前記規制孔に係合する一定幅部を有していることである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記フォーマは、外周に前記ビードワイヤを巻付ける凹溝を有し、該凹溝に、前記ビードワイヤを案内する複数列の溝を形成したことである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３の何れか１項において、誘導体の誘導部は、前記ビードワイヤを、前記誘導体の揺動方向には移動を規制し、前記誘導体の揺動方向と直交する方向には移動を許容するように構成されていることである。

請求項１に係る発明によれば、フォーマにビードワイヤを誘導する誘導手段は、フォーマの接線方向に移動可能な移動体に揺動可能に支持された誘導体と、移動体の後退位置では誘導体の揺動運動を許容し、移動体の前進位置では誘導体の揺動運動を規制する規制部材とを備えているので、誘導体の揺動運動の規制によって、ビードワイヤの始端部を、フォーマの定められた位置に正確に誘導することができ、しかも、ビードワイヤの巻付け時においては、ビードワイヤの巻付け位置に応じて誘導体を自由に揺動させることができ、ビードワイヤの巻付け成形を確実にかつ精度よく行うことができる。

また、１本のビードワイヤをフォーマに巻付けて成形するものであるので、ビードワイヤの巻付け成形によって作製されるビードコアの形状を、フォーマの外周部を取り替えるだけで自在に変更することができ、各種空気入りタイヤに合ったビードコアの製作が可能なビードワイヤ巻付け成形装置を実現することができる。

請求項２に係る発明によれば、規制部材は、移動体を移動可能に支持した支持フレームに設けられ、誘導体を挿入する規制孔を有しており、誘導体は、前端部に規制孔に遊嵌する先細り部を有し、後端部に規制孔に係合する一定幅部を有しているので、移動体の前進後退動作を利用して、誘導体の揺動運動を許容したり、規制したりすることが容易に行える。

請求項３に係る発明によれば、フォーマは、外周にビードワイヤを巻付ける凹溝を有し、凹溝に、ビードワイヤを案内する複数列の溝を形成したので、ビードワイヤをフォーマの回転軸線方向に沿って精度よく整列させることができる。

請求項４に係る発明によれば、誘導体の誘導部は、ビードワイヤを、誘導体の揺動方向には移動を規制し、誘導体の揺動方向と直交する方向には移動を許容するように構成されているので、ビードワイヤがフォーマの凹溝に積層される場合には、ビードワイヤを積層方向に自由に移動させることができる。

本発明の実施の形態を示すビードワイヤ巻付け成形装置の全体を示す全体図である。 図１の２−２線に沿って切断した断面図である。 図１の３−３線に沿って切断した断面図である。 図２の作動状態を示す図である。 ビードワイヤの巻付け状態を示す説明図である。

符号の説明

１０…ビードワイヤ巻付け成形装置、１１…ビードワイヤ、１２…クセ付けローラ、１３…フォーマ、１４…切断手段、１５…誘導手段、１７…支持フレーム、１８…凹溝、１８ａ…溝（環状溝）、１９…ガイドローラ、２０…移動体、２５…誘導体、２５ａ…一定幅部、２５ｂ…先細り部、２７…誘導部、２９…規制部材、２９ａ…規制孔、３５…クランパ、４１…切断刃、５０…ビードコア。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、ビードワイヤ巻付け成形装置を概略的に示す側面図である。図１において、ビードワイヤ巻付け成形装置１０は、図略のゴム押出し機によってゴム付けされた断面円形のビードワイヤ１１を円弧状にクセ付けするクセ付けローラ１２と、クセ付けローラ１２によってクセ付けされたビードワイヤ１１を複数回巻付けて、ビードコアを成形する回転可能なフォーマ１３と、ビードコアが成形されるごとにビードワイヤ１１を切断位置Ｐ１で切断する切断手段１４と、切断されたビードワイヤ１１をクランプして、ビードワイヤ１１の始端部を切断位置Ｐ１からフォーマ１３によって固定できる固定位置Ｐ２まで誘導する誘導手段１５を備えている。

クセ付けローラ１２は、図略の基台に設置された支持フレーム１７に回転可能に支持された複数のローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃからなり、これら複数のローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの間にビードワイヤ１１を通すことにより、ビードワイヤ１１をフォーマ１３の外径にほぼ合致する曲率の円弧にクセ付けし、フォーマ１３の外周に真円状態で精度よく巻付けできるようにしている。

フォーマ１３は、基台に回転可能に支持され、図略の電動モータによって回転されるようになっている。フォーマ１３の外周には、図５に示すように、両側壁がＶ型に傾斜した凹溝１８が形成され、凹溝１８の底面にはビードワイヤ１１の巻付けの案内をなす断面略半円状の環状溝１８ａが、凹溝１８の底面に沿って複数列並設されている。フォーマ１３は、半径方向に移動可能な円周上複数の扇形セグメントによって構成され、径が拡縮可能となっている。これによって、フォーマ１３の凹溝１８内に複数回巻付けられたビードワイヤ１１を、フォーマ１３の凹溝１８内より取外せるようにしている。

フォーマ１３の上方には、フォーマ１３の凹溝１８に対応して、ガイドローラ１９がフォーマ１３の放射方向および回転軸線方向に移動できるように基台に支持されている。ガイドローラ１９の外周には、ビードワイヤ１１に係合する断面略半円状の環状溝が形成され、ガイドローラ１９によってビードワイヤ１１を巻付け位置にガイドするようになっている。

誘導手段１５は、クセ付けローラ１２とフォーマ１３との間に配置され、フォーマ１３の接線方向に移動可能な移動体２０を備えている。移動体２０は、支持フレーム１７にフォーマ１３の接線方向に沿って設けられた一対のガイドバー２１に移動可能に支持されている。移動体２０には、支持フレーム１７に設置された進退用シリンダ２２のピストンロッド２３が連結され、進退用シリンダ２２によって移動体２０はフォーマ１３の接線方向に一定ストロークだけ進退移動されるようになっている。移動体２０には、ビードワイヤ１１を誘導する誘導体２５が、長手方向の一端部（基端部）を支点にして揺動可能に支持されている。

すなわち、誘導体２５は、移動体２０の移動方向に伸延された扁平な板材からなり、クセ付けローラ１２側の基端部をピボット２６（図２参照）によって、フォーマ１３の回転軸線と平行な面内で揺動可能に支持されている。誘導体２５のフォーマ１３側の他端部（先端部）には、ビードワイヤ１１を誘導する誘導部２７が設けられている。誘導部２７は、誘導体２５の揺動方向の誘導幅を、ビードワイヤ１１の線径とほぼ等しい寸法に定められ、それと直交する方向（フォーマ１３の半径方向）の誘導幅はビードワイヤ１１の線径より相当大きくとられている。これによって、誘導体２５の揺動方向にはビードワイヤ１１の移動を規制し、それと直交する方向にはビードワイヤ１１を自由に移動できるようにしている。

誘導体２５は、図２に示すように、基端部に揺動方向に一定幅の一定幅部２５ａを有し、先端部に一定幅部２５ａより先端に行くに従って先細りとなる先細り部２５ｂを有している。支持フレーム１７の先端部には、誘導体２５を挿入する規制孔２９ａを形成した規制部材２９が設けられており、移動体２０の後退端位置においては、誘導体２５の先端の先細り部２５ｂが規制孔２９ａに挿入され、移動体２０の前進端位置においては、誘導体２５の後端の一定幅部２５ａが規制孔２９ａに挿入されるようになっている。なお、移動体２０の後退端位置においては、図２に示すように、誘導体２５の先端は、規制部材２９より突出することなく、規制孔２９ａ内に位置している。

誘導体２５の揺動方向の規制孔２９ａの幅は、誘導体２５の一定幅部２５ａの幅寸法とほぼ等しい寸法に定められている。これによって、移動体２０の後退端位置においては、先細り部２５ｂが規制孔２９ａに遊嵌することにより、誘導体２５がピボット２６を支点にして揺動可能であるが、移動体２０の前進端位置においては、一定幅部２５ａが規制孔２９ａに係合することにより、誘導体２５の揺動運動が規制され、誘導体２５の誘導部２７によって誘導されたビードワイヤ１１の横方向移動を規制するようになっている。

移動体２０には、ビードワイヤ１１を移動体２０にクランプ、アンクランプするクランパ３５が設けられ、クランパ３５は、移動体２０に設置されたクランプ用シリンダ３３のピストンロッド３４に連結されている。移動体２０には、図３に示すように、ビードワイヤ１１を挟んでクランパ３５と対向する位置に、ガイドブロック３６が一体的に取付けられている。クランパ３５の先端部は、ガイドブロック３６の内面（クランプ面）に平行な平坦面に形成され、クランパ３５とガイドブロック３６との間に、上記した誘導体２５の揺動時に、ビードワイヤ１１の横方向移動、すなわち、誘導体２５の揺動方向の移動を許容する横方向に細長い空間部を形成している。

これにより、クランパ３５がクランプ用シリンダ３３によってクランプ方向に作動されると、図３の２点鎖線に示すように、クランパ３５によってビードワイヤ１１が移動体２０のガイドブロック３６の内面に押付けられてクランプされ、ビードワイヤ１１は移動体２０と一体的に送り移動可能となる。また、クランパ３５によるビードワイヤ１１のクランプが解除されると、ビードワイヤ１１は、移動体２０に対して自由に移動でき、かつクランパ３５とガイドブロック３６との間で水平方向に移動自在となる。

切断手段１４は、ビードワイヤ１１を切断する切断刃４１を備え、切断刃４１は、支持フレーム１７に設置された切断用シリンダ３９のピストンロッド４０に連結されている。切断用シリンダ３９による切断刃４１の作動によって、ビードワイヤ１１を規制部材２９より突出した切断位置Ｐ１で切断できるようになっている。

次に、上記した構成におけるビードワイヤ巻付け成形装置１０の動作について説明する。図略のゴム押出し機によってゴム付けされたビードワイヤ１１は、クセ付けローラ１２によって円弧状にクセ付けされ、ガイドブロック３６の内面に沿って、誘導体２５の先端部に設けられた誘導部２７に挿通される。ビードワイヤ１１は、後述するように、フォーマ１３の回転によってその凹溝１８に所定の回数巻付けられ、所定形状のビードコアが成形される。所定形状のビードコアが成形されると、ビードワイヤ１１は、規制部材２９より突出した切断位置Ｐ１で、切断手段１４の切断刃４１により切断される。

ビードワイヤ１１をフォーマ１３に巻付ける場合は、クランプ用シリンダ３３によるクランパ３５のクランプ作動によって、ビードワイヤ１１を移動体２０のガイドブロック３６の内面に押付け、ビードワイヤ１１を移動体２０にクランプする。その状態で、移動体２０が進退用シリンダ２２によって一定ストローク前進される。これにより、クランパ３５によってクランプされたビードワイヤ１１が移動体２０と一体的に前進され、切断されたビードワイヤ１１の始端部がフォーマ１３の凹溝１８の底面の端（１列目）の環状溝１８ａに送り込まれる。移動体２０が前進端位置まで前進されると、ビードワイヤ１１の始端部が図略のクランプ手段によって、フォーマ１３の凹溝１８の１列目の環状溝１８ａにクランプされる。この際、移動体２０の前進により、図４に示すように、移動体２０に支持された誘導体２５の一定幅部２５ａが規制部材２９の規制孔２９ａに挿入され、誘導体２５の揺動が規制されるため、誘導体２５の誘導部２７によって誘導されたビードワイヤ１１の始端部は、フォーマ１３の凹溝１８の１列目の環状溝１８ａに正確に送り込まれる。

ビードワイヤ１１の始端部がフォーマ１３にクランプされると、クランプ用シリンダ３３がアンクランプ方向に作動され、クランパ３５によるクランプが解除される。しかる後、移動体２０は進退用シリンダ２２によって後退端位置まで後退される。かかる移動体２０の後退により、移動体２０に支持された誘導体２５の一定幅部２５ａが規制部材２９の規制孔２９ａより離脱され、規制孔２９ａには誘導体２５の先細り部２５ｂが挿入されるため、誘導体２５の揺動運動が許容されるようになる。

移動体２０が後退端位置まで後退されると、図略の電動モータによってフォーマ１３が回転され、フォーマ１３に始端部をクランプされたビードワイヤ１１が、フォーマ１３の凹溝１８の１列目の環状溝１８ａに巻付けられる（図５（Ａ）参照）。この際、ビードワイヤ１１はクセ付けローラ１２によって、円弧状にクセ付けされているため、ビードワイヤ１１はフォーマ１３の環状溝１８ａに真円状態で精度よく巻付けられるようになる。

ビードワイヤ１１がフォーマ１３の１列目の環状溝１８ａに１周巻付けられると、ガイドローラ１９が環状溝１８ａの１ピッチ分だけフォーマ１３の回転軸線方向にシフトされ、ビードワイヤ１１は隣の環状溝１８ａに移動され、フォーマ１３の回転によって２列目の環状溝１８ａに巻付けられる。この際、誘導体２５の揺動運動が許容されていることにより、ビードワイヤ１１のシフト動作に倣って誘導体２５が自由に揺動できるため、フォーマ１３の環状溝１８ａへのビードワイヤ１１の巻付けを無理なく正確に行うことができる。

このようにして、ビードワイヤ１１は、フォーマ１３の凹溝１８に１周巻付けられるごとに１ピッチずつシフトされ、図５（Ｂ）に示すように、凹溝１８の底面に形成された環状溝１８ａの全てに巻付けられて１段目の巻付けが完了する。ビードワイヤ１１の１段目の巻付けが完了すると、ガイドローラ１９がフォーマ１３の凹溝１８のＶ型傾斜面に沿って移動され、ビードワイヤ１１は、同図の２点鎖線で示すように、１段目のビードワイヤ１１の外周上に巻付けられ、２段目のビードワイヤ１１の巻付けが開始される。

そして、２段目の巻付けにおいては、ビードワイヤ１１は、フォーマ１３の凹溝１８に１周巻付けられるごとに、前記と逆方向に１ピッチずつシフトされ、１列目のビードワイヤ１１の各間に巻付けられる。このようにして、最終的には、図５（Ｃ）に示すように、所定の断面形状（例えば６角形状）になるように巻付けられる。この際、誘導体２５の誘導部２７は、フォーマ１３の半径方向にはビードワイヤ１１の移動を拘束していないため、ビードワイヤ１１に無理な力が作用することなく、フォーマ１３に精度よく積層することができる

上記したように、フォーマ１３にビードワイヤ１１が所定回数巻付けられ、ビードコア５０が作製されると、クランプ用シリンダ３３によって、ビードワイヤ１１が移動体２０にクランプされ、その状態で、ビードワイヤ１１は、規制部材２９より突出した切断位置Ｐ１で、切断手段１４の切断刃４１により切断される。しかる後、扇形セグメントによって構成されたフォーマ１３の径が縮小され、フォーマ１３よりビードコア５０が取出される。なお、ビードワイヤ１１はゴム付けされているため、隣合うビードワイヤ１１同士が巻付けによって接合され、フォーマ１３より取外されたビードコア５０の形状が崩れることはない。

その後、フォーマ１３の径が拡大されるとともに、上記したと同様に、移動体２０が進退用シリンダ２２によって一定ストローク前進され、クランプアーム３０によってクランプされたビードワイヤ１１の始端部が、フォーマ１３の凹溝１８の１列目の環状溝１８ａに送り込まれ、クランプされる。以下同様な動作を繰り返し、ビードコア５０を作製する。

なお、別の空気入りタイヤに使用する断面形状あるいは巻付け数の異なるビードコアを製作する場合は、フォーマ１３の凹溝１８を、作製するビードコアに合ったものに変更すればよい。このため、フォーマ１３を構成する扇形セグメントに、凹溝１８を形成した外周部を取替え可能に取付けるようにするとよい。

以上述べたように、本実施の形態によれば、フォーマ１３にビードワイヤ１１を誘導する誘導手段１５は、フォーマ１３の接線方向に移動可能な移動体２０に揺動可能に支持された誘導体２５と、移動体２０の後退位置では誘導体２５の揺動運動を許容し、移動体２０の前進位置では誘導体２５の揺動運動を規制する規制部材２９とを備えているので、誘導体２５の揺動運動の規制によって、ビードワイヤ１１の始端部を、フォーマ１３の定められた位置に正確に誘導することができる。しかも、ビードワイヤ１１の巻付け時においては、ビードワイヤ１１の巻付け位置に応じて誘導体２５を自由に揺動させることができ、ビードワイヤ１１の巻付け成形を確実にかつ精度よく行うことができる。

また、１本のビードワイヤ１１をフォーマ１３に巻付けて成形するものであるので、ビードワイヤ１１の巻付け成形によって作製されるビードコア５０の形状を、フォーマ１３の外周部を取り替えるだけで自在に変更することができ、各種空気入りタイヤに合ったビードコア５０の製作が可能となる。

なお、上記した実施の形態においては、フォーマ１３の外周に設けた凹溝１８の底面に、ビードワイヤ１１を案内する複数列の環状溝１８ａを形成したが、凹溝１８の底面に形成する溝は螺旋溝であってもよく、また、凹溝１８に環状溝１８ａあるいは螺旋溝を形成することは、必ずしも必要な要件ではない。

以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で種々の形態を採り得るものである。

本発明に係るビードワイヤ巻付け成形装置は、ビードワイヤを巻付け成形してビードコアを形成し、タイヤ剛性を保持する空気入りタイヤに適用するのに適している。

Claims (4)

1. ゴム被覆したビードワイヤを巻付けて環状のビードコアを成形する回転可能なフォーマと、該フォーマに前記ビードワイヤを誘導する誘導手段と、前記フォーマに所定量巻付けられたビードワイヤの後端部を切断する切断手段とを備えたビードワイヤ巻付け成形装置において、
   前記誘導手段は、
   前記フォーマの接線方向に移動可能に支持され、前記ビードワイヤをクランプ、アンクランプ可能な移動体と、
   該移動体に前記フォーマの回転軸線に平行な面内で揺動可能に支持され、前記ビードワイヤを前記フォーマの接線方向に誘導する誘導部を有する誘導体と、
   前記移動体の後退位置では前記誘導体の揺動運動を許容し、前記移動体の前進位置では前記誘導体の揺動運動を規制する規制部材と、
   を備えたことを特徴とするビードワイヤ巻付け成形装置。
2. 請求項１において、前記規制部材は、前記移動体を移動可能に支持した支持フレームに設けられ、前記誘導体を挿入する規制孔を有しており、前記誘導体は、前端部に前記規制孔に遊嵌する先細り部を有し、後端部に前記規制孔に係合する一定幅部を有していることを特徴とするビードワイヤ巻付け成形装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記フォーマは、外周に前記ビードワイヤを巻付ける凹溝を有し、該凹溝に、ビードワイヤを案内する複数列の溝を形成したことを特徴とするビードワイヤ巻付け成形装置。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項において、誘導体の誘導部は、前記ビードワイヤを、前記誘導体の揺動方向には移動を規制し、前記誘導体の揺動方向と直交する方向には移動を許容するように構成されていることを特徴とするビードワイヤ巻付け成形装置。

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