JP2005319753A - 筒状部材の成形方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】未加硫ゴムなどの摩擦抵抗の大きい帯状部材であっても筒状部材を容易に成形することのできる筒状部材の成形方法及びその装置を提供する。
【解決手段】帯状部材ＳＥが基端側ドラム１０の各第１ドラム部材１０ａに０時の位置で巻き付けられ、各第１ドラム部材１０ａにより帯状部材ＳＥは０時の位置から６時の位置まで回転するとともに固定軸２の基端側から先端側に移動し、６時の位置で帯状部材ＳＥが各第１ドラム部材１０ａから各第２ドラム部材２０ａに受け渡され、各第２ドラム部材２０ａにより帯状部材ＳＥは６時の位置から０時（１２時）の位置まで回転するとともに固定軸２の基端側から先端側に移動して、帯状部材ＳＥが螺旋状に巻かれ、筒状部材ＲＯが成形される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車用空気入りタイヤを製造する工程においてベルト部材などのタイヤの構成部材を筒状に形成するため、帯状の未加硫ゴム部材を螺旋状に巻いて筒状部材を形成する筒状部材の成形方法及びその装置に関するものである。

一般に、自動車用空気入りタイヤは、成形ドラムに複数種類の未加硫ゴムからなる構成部材を巻き付けて未加硫タイヤを成形し、未加硫タイヤを加硫型内で加硫成型することにより製造される。ここで、構成部材としてのベルト部材には所定長さに切断された帯状体が用いられ、成形ドラムに他の構成部材とともに巻き付けられる。また、ベルト部材の内部にはベルト部材の長手方向と所定角度をなすように複数本のコード部材が配置されている。このように複数本のコード部材が斜めに配置されたベルト部材は、先ず、幅方向に配置された複数本のコード部材に未加硫ゴム部材を薄く被覆してなるカレンダ部材を成形し、次に、カレンダ部材をカレンダ部材の幅方向と所定角度をなすように斜めに切断した後、切断されたものを帯状に接続し、これをタイヤの種類に合わせて所定長さに切断して成形される。

一方、ベルト部材を成形する方法として、長手方向に配置された複数本のコード部材に未加硫ゴム部材を薄く被覆してなる帯状部材を螺旋状に巻いてタイヤの種類に合わせた所定径の筒状部材を成形し、それを所定幅に切断する方法もある。このように成形された筒状部材の内部には周方向に対して斜めに複数本のコード部材が配置されることとなる。

また、帯状部材を螺旋状に巻くことにより筒状部材を製造する成形方法の一例として、トイレットペーパーなどの芯に使用される紙製の筒状部材の成形方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この紙製の筒状部材は、基端側を固定された芯棒に螺旋状に紙テープを巻き付けることにより筒状部材を成形し、成形された筒状部材を芯棒の先端側に摺動させることにより成形装置から順次送り出して連続的に製造される。
特開平１０−３３７７９０号公報

しかしながら、紙の代わりに未加硫ゴムなどからなる摩擦抵抗が大きい帯状部材を用いる場合は、帯状部材を螺旋状に巻き付けることにより筒状部材を成形することは可能であるが、成形された筒状部材を芯棒の先端側に摺動させることが困難であり、前述の紙製の筒状部材を成形する方法により未加硫ゴムなどの摩擦抵抗の大きい帯状部材から筒状部材を連続的に製造することはできなかった。

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、未加硫ゴムなどの摩擦抵抗の大きい帯状部材であっても筒状部材を容易に成形することのできる筒状部材の成形方法及びその装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、周方向に回転する巻付ドラムに帯状部材を螺旋状に巻き付けて筒状部材を成形する筒状部材の成形方法において、互いに巻付ドラムの周方向に間隔をおいて配置されることにより巻付ドラムの外周面における周方向の一部を形成する複数の第１ドラム部材と、互いに巻付ドラムの周方向に間隔をおいて各第１ドラム部材と交互に配置されることにより巻付ドラムの外周面における周方向の他の部分を形成する第２ドラム部材とをそれぞれ巻付ドラムの周方向に回転させるとともに、各第１ドラム部材及び各第２ドラム部材の一方の各ドラム部材を他方の各ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向外側に位置させ、一方の各ドラム部材を巻付ドラムの軸方向一方に向かって移動させながら帯状部材を一方の各ドラム部材に巻付ドラムの径方向に対して所定角度をなすように周方向所定位置から略半周位置まで巻き付けるとともに他方の各ドラム部材を巻付ドラムの軸方向他方に向かって移動し、一方の各ドラム部材及び他方の各ドラム部材をそれぞれ巻付ドラムの径方向に移動して他方の各ドラム部材を一方の各ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向外側に位置させ、他方の各ドラム部材を巻付ドラムの軸方向一方に向かって移動させながら帯状部材を巻付ドラムの前記周方向略半周位置から略全周位置まで巻き付けるとともに一方の各ドラム部材を巻付ドラムの軸方向他方に向かって移動するようにしている。

また、本発明は、周方向に回転する巻付ドラムに帯状部材を螺旋状に巻き付けて筒状部材を成形する筒状部材の成形装置において、互いに巻付ドラムの周方向に間隔をおいて配置され、巻付ドラムの外周面における周方向の一部を形成する複数の第一ドラム部材と、互いに巻付ドラムの周方向に間隔をおいて各第１ドラム部材と交互に配置され、巻付ドラムの外周面における周方向の他の部分を形成する複数の第２ドラム部材と、各第１ドラム部材及び各第２ドラム部材を巻付ドラムの周方向に回転させる回転機構と、巻付ドラムが周方向所定位置から略半周位置まで回転する間は各第１ドラム部材を各第２ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向外側に位置させ、巻付ドラムが前記周方向略半周位置から略全周位置まで回転する間は各第１ドラム部材を各第２ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向内側に位置させる第１拡縮機構と、巻付ドラムが周方向所定位置から略半周位置まで回転する間は各第２ドラム部材を各第１ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向内側に位置させ、巻付ドラムが前記周方向略半周位置から略全周位置まで回転する間は各第２ドラム部材を各第１ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向外側に位置させる第２拡縮機構と、巻付ドラムが周方向所定位置から略半周位置まで回転する間は各第１ドラム部材を巻付ドラムの軸方向一方に向かって移動させ、巻付ドラムが前記周方向略半周位置から略全周位置まで回転する間は各第１ドラム部材を巻付ドラムの軸方向他方に向かって移動させる第１スライド機構と、巻付ドラムが周方向所定位置から略半周位置まで回転する間は各第２ドラム部材を巻付ドラムの軸方向他方に向かって移動させ、巻付ドラムが前記周方向略半周位置から略全周位置まで回転する間は各第２ドラム部材を巻付ドラムの軸方向一方に向かって移動させる第２スライド機構とを備えている。

これにより、巻付ドラムの周方向略半周までは帯状部材が一方の各ドラム部材に巻付ドラムの径方向に対して所定の傾斜角度をなすように巻き付けられ、巻付ドラムの周方向略半周から略全周までは帯状部材が他方の各ドラム部材に巻付ドラムの径方向に対して所定の傾斜角度をなすように巻き付けられる。その際、一方及び他方の各ドラム部材は帯状部材が巻き付けられている時に巻付ドラムの軸方向一方に向かって移動するため、巻き付けられた帯状部材から筒状部材が成形され、成形された筒状部材は巻付ドラムの軸方向一方に順次送り出される。また、巻付ドラムの周方向略半周までは一方の各ドラム部材を他方の各ドラム部材より巻付ドラム部材の径方向外側に位置させているため他方の各ドラム部材は帯状部材に非接触となり、巻付ドラムの周方向略半周から略全周までは他方の各ドラム部材を一方の各ドラム部材より巻付ドラムの径方向外側に位置させているため一方の各ドラム部材は帯状部材に非接触となり、帯状部材の巻付ドラムの軸方向一方への移動が軸方向他方へ移動する各ドラム部材によって妨げられることがない。

本発明によれば、帯状部材を巻付ドラムの各第１ドラム部材及び各第２ドラム部材に螺旋状に巻くことにより筒状部材を成形し、成形された筒状部材を巻付ドラムの各第１ドラム部材及び各第２ドラム部材に対して摺動させることなく順次送り出すことができるため、例えば未加硫ゴムなどの摩擦抵抗が大きい材料からなる帯状部材を用いて筒状部材を連続的に成形することができる。

図１乃至図１１は本発明の一実施形態を示すもので、図１は筒状部材の成形装置の側面断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は図１のＣ−Ｃ線断面図、図５は図１のＤ−Ｄ線断面図、図６は各第１ドラム部材の径方向の移動を示すグラフ、図７は各第１ドラム部材の軸方向の移動を示すグラフ、図８は各第２ドラム部材の径方向の移動を示すグラフ、図９は各第２ドラム部材の軸方向の移動を示すグラフ、図１０は筒状部材の成形装置を正面から見た動作説明図、図１１は筒状部材の成形装置を上面から見た動作説明図である。

本実施形態の筒状部材の成形装置は、成形装置本体１に一端を固定された固定軸２と、固定軸２の外周に回転自在に支持された回転部材３と、回転部材３の外周側に配置された基端側ドラム１０と、回転部材３の外周側に基端側ドラム１０よりも固定軸２の先端側に配置されたドラム２としての先端側ドラム２０と、回転部材３を回転させるための駆動機構としてのモータ３０とを備えている。尚、基端側ドラム１０及び先端側ドラム２０により巻付ドラムが構成され、基端側ドラム１０の外周面により巻付ドラムの外周面の周方向一部が形成され、先端側ドラム２０の外周面により巻付ドラムの外周面の周方向他の部分が形成されている。

成形装置本体１は、ベース１ａと、ベース１ａに対して垂直に設けられた固定部材１ｂとから構成されている。

固定軸２は、基端側ドラム１０及び先端側ドラム２０の内側を挿通するように円柱状に形成され、一端が固定部材１ｂに固定されている。

回転部材３は、固定軸２が内側に挿通されるように形成され、固定軸２の軸方向に複数配置されたベアリング３ａによって固定軸２に回動自在に支持されている。また、回転部材３の固定軸２における基端側にはギヤ３ｂが設けられており、ギヤ３ｂはモータ３０の回転軸に固定されたギヤ３０ｂと噛み合い、モータ３０の回転により回転部材３が一定方向に等角速度で回転するようになっている。尚、固定軸２、回転部材３及びモータ３０により回転機構が構成されている。

基端側ドラム１０は、その周方向に互いに間隔をおいて配置された複数（本実施形態では１８個）の第１ドラム部材１０ａを備え、基端側ドラム１０の外周側に位置する各第１ドラム部材１０ａの外面１０ｂは固定軸２の軸方向に長手を有する長方形に形成されており、基端側ドラム１０の外周面が形成されている。また、各第１ドラム部材１０ａの基端側ドラム１０の内周側は各第１ドラム部材１０ａと同数設けられたスライドベース１１によりそれぞれ支持されている。詳しくは、各スライドベース１１にはスライド溝１１ａが設けられており、各第１ドラム部材１０ａにはスライド溝１１ａに対応するスライド突部１０ｃが設けられており、スライド溝１１ａ及びスライド突部１０ｃにより各第１ドラム部材１０ａは各スライドベース１１に基端側ドラム１０の軸方向に移動自在に支持されている。

各スライドベース１１の径方向内側は一対の連結シャフト１２の一端にそれぞれ固定されており、各連結シャフト１２の他端側は回転部材３の外周面に各連結シャフト１２と対応するように設けた複数の孔３ｃにそれぞれ挿入され、各連結シャフト１２が回転部材３により基端側ドラム１０の径方向に移動自在に支持されている。また、各連結シャフト１２の他端は固定軸２に設けた一対の第１拡縮カム１３に当接しており、各連結シャフト１２はスプリング１２ａにより常に第１拡縮カム１３に当接するように付勢されている。尚、各スライドベース１１及び各連結シャフト１２により第１連結部材が構成されている。

前記構造により、各連結シャフト１２は回転部材３の回転によって回転部材３と等しい角速度で回転し、各連結シャフト１２の一端に固定されている各スライドベース１１とともに各第１ドラム部材１０ａが回転する。このとき、図２及び図６に示すように、回転部材３の回転によって各連結シャフト１２は各第１拡縮カム１３の外周面の形状に沿って径方向に移動し、これとともに各スライドベース１１及び各第１部分ドラム１０ａが第１拡縮カム１３の外周面の形状に沿って径方向に移動する。これにより、基端側ドラム１０の外周面は第１拡縮カム１３の外周面の形状に沿った形状となる。また、図２に示すように０時の位置から６時の位置までの間で各第１ドラム部材１０ａを拡大径Ｄ１に保持し、６時の位置から０時（１２時）の位置までの間で各第１ドラム部材１０ａを拡大径Ｄ１より小さい縮小径Ｄ２に保持するように、各第１拡縮カム１３が形成されている。

尚、各スライドベース１１、各連結シャフト１２及び一対の第１拡縮カム１３により第１拡縮機構が構成されている。

また、各第１ドラム部材１０ａの固定軸２の基端側には長孔１０ｄが設けられており、各長孔１０ｄには各第１ドラム部材１０ａと同数設けられた第１継手部材１４の一端が基端側ドラムの径方向に移動自在にそれぞれ連結されている。また、各第１継手部材１４はＬ字型に形成されており、その他端は第１シャフト１５の一端にそれぞれ連結され、各第１継手部材１４の一部であるＬ字型に屈曲した屈曲部１４ａは回転部材３に設けられた支点部３ｄに基端側ドラムの軸方向に回動自在にそれぞれ支持されている。

また、各第１シャフト１５の他端側は回転部材３の外周面に各第１シャフト１５と対応するように設けた複数の孔３ｅに挿入され、各第１シャフト１５が回転部材３により基端側ドラム１０の径方向に移動自在に支持されている。また、各第１シャフト１５の他端は固定軸２に設けた第１スライドカム１６に当接しており、各第１シャフト１５はスプリング１５ａにより常に第１スライドカム１６に当接するように付勢されている。

前記構造により、各第１シャフト１５は回転部材３の回転により回転部材３と等しい角速度で回転し、図３及び図７に示すように、各第１シャフト１５は第１スライドカム１６の外周面の形状に沿って径方向に移動し、これとともに各第１継手部材１４が基端側ドラム１０の軸方向に傾動し、各第１継手部材１４の一端に連結された各第１ドラム部材１０ａが各スライドベース１１上を基端側ドラム１０の軸方向に移動する。また、図３に示すように、０時の位置から６時の位置までの間で各第１ドラム部材１０ａを固定軸２の基端側から先端側に所定速度で移動し、６時の位置から０時（１２時）の位置までの間で各第１ドラム部材１０ａを固定軸２の先端側から基端側に所定速度で移動するように、第１スライドカム１６が形成されている。

尚、第１継手部材１４、第１シャフト１５及び第１スライドカム１６により第１スライド機構が構成されている。

よって、第１拡縮機構及び第１スライド機構により、基端側ドラム１０の外周面を形成する各第１ドラム部材１０ａは回転部材３の回転により回転部材３と等しい角速度で回転し、図１、図２及び図３に示すように０時の位置から６時の位置に回転する時には拡大径Ｄ１に保持されながら固定軸２の基端側から先端側に所定速度で移動し、６時の位置から０時（１２時）の位置に回転する時には縮小径Ｄ２に保持されながら固定軸２の先端側から基端側に移動する。

先端側ドラム２０は、その周方向に互いに間隔をおいて配置された複数個（本実施形態では１８個）の第２ドラム部材２０ａを備え、各第２ドラム部材２０ａは基端側ドラム１０の各第１ドラム部材１０ａと周方向に交互に配置されており、各第２ドラム部材２０ａは各第１ドラム部材１０ａの間に軸方向に挿入可能になっており、先端側ドラム２０の外周側に位置する各第２ドラム部材２０ａの外面２０ｂにより先端側ドラム２０の外周面が形成されている。また、先端側ドラム２０は基端側ドラム１０と同様に第２拡縮機構及び第２スライド機構を有しており、基端側ドラム１０と同様に、回転部材３の回転により各第２ドラム部材２０ａが先端側ドラム２０の径方向及び軸方向に移動するようになっている。ただし、先端側ドラム２０の場合は基端側ドラム１０の場合と異なり、図４に示すように各第２拡縮カム２３は各第１拡縮カム１３と同一形状で各第１拡縮カム１３に対して各ドラム１０、２０の周方向に１８０度角度の異なった位置に固定されており、図１に示すように長孔２０ｄは各第２ドラム部材２０ａの固定軸２における先端側に設けられ、また、第２シャフト２５と支点部３ｇは固定軸２の軸方向に互いに位置を反転させて設けられている。

つまりは、図４及び図８に示すように、０時の位置から６時の位置までの間で各第２ドラム部材２０ａは縮小径Ｄ２に保持され、６時の位置から０時（１２時）の位置までの間で各第２ドラム部材２０ａは拡大径Ｄ１に保持されるようになっている。また、図５及び図９に示すように、０時の位置から６時の位置までの間で各第２ドラム部材２０ａは固定軸２の先端側から基端側に移動し、６時の位置から０時（１２時）の位置までの間で各第２ドラム部材２０ａは固定軸２の基端側から先端側に所定速度で移動するようになっている。また、各第１ドラム部材１０ａと各第２ドラム部材２０ａは６時の位置で軸方向に並ぶようになっている。

よって、前述した第２拡縮機構及び第２スライド機構により、先端側ドラム２０の外周面を形成する各第２ドラム部材２０ａは回転部材３の回転により回転部材３と等しい角速度で回転し、図１、図４及び図５に示すように０時の位置から６時の位置に回転する時には縮小径Ｄ２に保持されながら固定軸２の先端側から基端側に移動し、６時の位置から０時（１２時）の位置に回転する時には拡大径Ｄ１に保持されながら固定軸２の基端側から先端側に所定速度で移動する。

尚、先端側ドラム２０を構成する回転部材３に設けられた各孔３ｆ、３ｈ、回転部材３に設けられた各支点部３ｇ、各第２ドラム部材２０ａ、各スライドベース２１、各連結シャフト２２、各スプリング２２ａ、各第２継手部材２４、各第２シャフト２５及び第２スライドカム２６は基端側ドラム１０の各構成要素と同様に形成されており、各スライドベース２１及び各連結シャフト２２により第２連結部材が構成され、各スライドベース２１、各連結シャフト２２及び一対の第２拡縮カム２３により第２拡縮機構が構成され、各第２継手部材２４、各第２シャフト２５及び第２スライドカム２６により第２スライド機構が構成されている。

また、基端側ドラム１０と先端側ドラム２０の軸方向中央位置の上方には、円柱状のローラ３１ａと、ローラ３１ａを各ドラム１０、２０の径方向に移動させるシリンダ３１ｂとからなる押圧ローラ３１が設けられている。

以上のように構成された筒状部材の成形装置によって、内部にコード部材が長手方向に複数本配置された未加硫ゴムからなる帯状部材ＳＥを螺旋状に巻いて自動車用空気入りタイヤの構成部材であるベルト部材などの筒状部材ＲＯを成形する方法について図１０及び図１１を用いて説明する。

先ず、帯状部材ＳＥを基端側ドラム１０の各第１ドラム部材１０ａに基端側ドラム１０の径方向に対して所定の傾斜角度θをなすように巻き付け、次に、帯状部材ＳＥが巻き付けられた各第１ドラム部材１０ａが０時の位置から６時の位置まで拡大径Ｄ１に保持されて等角速度で回転するとともに固定軸２の基端側から先端側に所定速度で移動することにより、各第１ドラム部材１０ａに巻き付けられている帯状部材ＳＥも０時の位置から６時の位置まで回転するとともに固定軸２の基端側から先端側に移動する。このとき、先端側ドラム２０の各第２ドラム部材２０ａが各第１ドラム部材１０ａの間に軸方向に挿入されるように固定軸２の先端側から基端側に移動するが、このときの各第２ドラム部材２０ａは縮小径Ｄ２に保持されているため、各第２ドラム部材２０ａは帯状部材ＳＥと非接触となる。

続いて、６時の位置で先端側ドラム２０の各第２ドラム部材２０ａが拡大径Ｄ１になり、各第１ドラム部材１０ａに巻き付けられている帯状部材ＳＥが各第２ドラム部材２０ａにも巻き付けられる。また、６時の位置を過ぎると基端側ドラム１０の各第１ドラム部材１０ａが縮小径Ｄ２になるため、６時の位置で帯状部材ＳＥが各第１ドラム部材１０ａから各第２ドラム部材２０ａに受け渡されることとなる。

続いて、帯状部材ＳＥが巻き付けられた各第２ドラム部材２０ａが６時の位置から０時（１２時）の位置まで拡大径Ｄ１に保持されて等角速度で回転するとともに固定軸２の基端側から先端側に所定速度で移動することにより、帯状部材ＳＥも６時の位置から０時（１２時）の位置まで回転するとともに固定軸２の基端側から先端側に移動する。このとき、先端側ドラム２０の各第２ドラム部材２０ａと各第１ドラム部材１０ａとが固定軸２の軸方向に相対的に移動するが、各第１ドラム１０ａは縮小径Ｄ２に保持されているため、各第１ドラム部材１０ａは帯状部材ＳＥと非接触となる。

続いて、先端側ドラム２０の各第２ドラム部材２０ａにより０時（１２時）の位置で巻かれている帯状部材ＳＥの固定軸２の基端側に位置する一側部と、基端側ドラム１０の各第１ドラム部材１０ａに０時の位置で巻かれている帯状部材ＳＥの固定軸２の先端側に位置する他側部とが突き合わされる。次に、この突き合わされた部分を押圧ローラ３１で押圧することにより、帯状部材ＳＥの一側部と他側部とが未加硫ゴム部材の粘着性により互いに接合し、筒状部材ＲＯが形成される。

次に、形成された筒状部材ＲＯは後から連続して形成される筒状部材ＲＯにより固定軸２の先端側に移動させられる。このとき、先端側ドラム２０の各第２ドラム部材２０ａは０時（１２時）の位置を過ぎると縮小径Ｄ２になるため、筒状部材ＲＯは各第２ドラム部材２０ａと非接触となる。

また、前述のように０時（１２時）の位置で帯状部材ＳＥの一側部と他側部とを突き合わせる際に、帯状部材の一側部と他側部が互いに重なる量を極力小さくするため、基端側ドラム１０に帯状部材ＳＥを巻き付ける所定の傾斜角度θは基端側ドラム１０及び先端側ドラム２０の拡大径Ｄ１と帯状部材ＳＥの幅Ｗとの関係で式（１）のようにすることが望ましい。このように設定することにより、帯状部材ＳＥの一側部と他側部が互いに重なる量を抑えられ、筒状部材ＲＯにおいて接合部が厚くなり、筒状部材ＲＯ全体の肉厚が不均一になることを防止できる。

Ｗ＝π・Ｄ１・ｓｉｎθ…（１）
また、前述のように設定された帯状部材ＳＥの幅Ｗ、基端側ドラム１０及び先端側ドラム２０の拡大径Ｄ１、基端側ドラムに帯状部材ＳＥを巻き付ける所定の傾斜角度θに合わせ、帯状部材ＳＥが基端側ドラム１０及び先端側ドラム２０により１回転する間に固定軸２の基端側から先端側に移動する量を式（２）に示すように２Ｌとすることが望ましく、このため、各第１ドラム部材１０ａの０時の位置から６時の位置までの移動量及び各第２ドラム部材２０ａの６時の位置から０時（１２時）の位置までの移動量はそれぞれＬに設定されている。

２Ｌ＝π・Ｄ・ｃｏｓθ…（２）
このように、本実施形態によれば、基端側ドラム１０の各第１ドラム部材１０ａに０時の位置で帯状部材ＳＥを基端側ドラム１０の径方向に対して所定の傾斜角度θをなすように巻き付け、各第１ドラム部材１０ａに巻き付けられた帯状部材ＳＥは各第１ドラム部材１０ａにより０時の位置から６時の位置まで回転するとともに固定軸２の基端側から先端側に移動し、６時の位置で帯状部材ＳＥが各第１ドラム部材１０ａから各第２ドラム部材２０ａに受け渡され、各第２ドラム部材２０ａに巻き付けられた帯状部材ＳＥは各第２ドラム部材２０ａにより６時の位置から０時（１２時）の位置まで回転するとともに固定軸２の基端側から先端側に移動し、０時（１２時）の位置において各第２ドラム部材２０ａ及び各第１ドラム部材１０に巻き付けられた帯状部材ＳＥの一側部と他側部とを突き合わせ、突き合わせた部分を押圧ローラ３１により押圧することにより接合し、帯状部材ＳＥから筒状部材ＲＯを形成することができる。

また、各第１ドラム部材１０ａ及び各第２ドラム部材２０ａは拡張径Ｄ１に保持された状態で帯状部材ＳＥが巻き付けられて固定軸２の基端側から先端側に移動し、縮小径Ｄ２に保持されて帯状部材ＳＥ及び形成された筒状部材ＲＯに非接触の状態で固定軸２の先端側から基端側に移動するため、帯状部材ＳＥ及び形成された筒状部材ＲＯの固定軸２の先端側への移動は固定軸の先端側から基端側に移動する各第１ドラム部材１０ａ及び各第２ドラム部材２０ａにより阻害されず、形成された筒状部材ＲＯは固定軸２の先端側に順次送り出される。

また、図１２及び図１３に示すように、各第１ドラム部材１０ａの０時の位置から６時の位置までの軸方向の移動及び各第２ドラム部材２０ａの６時の位置から０時（１２時）の位置までの軸方向の移動が等速度となるように第１スライドカム１６及び第２スライドカム２６を形成すると、各第１ドラム部材１０ａ及び各第２ドラム部材２０ａに巻き付けられた帯状部材ＳＥ及び形成された筒状部材ＲＯの固定軸２の先端側への移動がより円滑になる。

尚、本実施形態では基端側ドラム１０及び先端側ドラム２０の２つのドラムを設けた筒状部材の成形装置を示したが、先端側ドラムの先端側に基端側ドラム１０と同じ構成のドラムをさらに設けることも可能である。また、さらにその先端側に先端側ドラム２０と同じ構成のドラムを設けることも可能である。つまりは、本実施形態の構成を連続して設けることが可能である。

また、本実施形態では、先端側ドラム２０に０時（１２時）の位置で巻かれている帯状部材ＳＥの一側部と基端側ドラム１０に０時の位置で巻かれている帯状部材ＳＥの他側部とを突き合わせ、突き合わされた部分を押圧ローラ３１で押圧することにより帯状部材ＳＥの一側部と他側部とを接合したが、未加硫ゴムなどの粘着性を有する材料であれば突き合わせることにより互いに粘着するため、押圧ローラ３１の工程を省くことも可能である。

尚、本実施形態では、未加硫ゴムからなる帯状部材を螺旋状に巻いて自動車用空気入りタイヤの構成部材であるベルト部材などの筒状部材を形成する方法を示したが、本発明はタイヤの構成部材に限らず、例えばホース、ラップなどに用いる紙製の芯、金属製のパイプなど、材質や用途の異なる他の筒状部材を成形する場合にも用いることができる。

また、本実施形態では、各第１ドラム部材１０ａ及び各第２ドラム部材２０ａを各ドラム部材１０、２０の径方向及び軸方向に移動させるための第１拡縮機構、第２拡縮機構、第１スライド機構及び第２スライド機構は固定軸２に固定されたカムに当接する各部材を往復運動させる機構を用いて構成したが、第１拡縮機構、第２拡縮機構、第１スライド機構及び第２スライド機構を空圧シリンダ等の往復運動を用いて構成することも可能である。

本発明における第１の実施形態を示す筒状部材の成形装置の側面断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。 図１のＤ−Ｄ線断面図である。 各第１ドラム部材の径方向の移動を示すグラフである。 各第１ドラム部材の軸方向の移動を示すグラフである。 各第２ドラム部材の径方向の移動を示すグラフである。 各第２ドラム部材の軸方向の移動を示すグラフである。 筒状部材の成形装置を正面から見た動作説明図である。 筒状部材の成形装置を上面から見た動作説明図である。 本実施形態の変形例を示す各第１ドラム部材の軸方向の移動を示すグラフである。 本実施形態の変形例を示す各第２ドラム部材の軸方向の移動を示すグラフである。

符号の説明

１…成形装置本体、２…固定軸、３…回転部材、３ａ…ベアリング、３ｂ…ギヤ、３ｃ…孔、３ｄ…支点部、３ｅ…孔、３ｆ…孔、３ｇ…支点部、３ｈ…孔、１０…基端側ドラム、１０ａ…第１ドラム部材、１０ｂ…外面、１０ｃ…スライド突部、１０ｄ…長孔、１１…スライドベース、１１ａ…スライド溝、１２…第１拡縮カム、１２ａ…スプリング、１３…第１拡縮カム、１４…第１継手部材、１５…第１シャフト、１５ａ…スプリング、１６…第１スライドカム、２０…先端側ドラム、２０ａ…第２ドラム部材、２０ｂ…外面、２０ｃ…スライド突部、２０ｄ…長孔、２１…スライドベース、２１ａ…スライド溝、２２…第２拡縮シャフト、２２ａ…スプリング、２３…第２拡縮カム、２４…第２継手部材、２５…第２シャフト、２５ａ…スプリング、２６…第２スライドカム、３０…モータ、３０ａ…ギヤ、３１…押圧ローラ、３１ａ…ローラ、３１ｂ…シリンダ、ＳＥ…帯状部材、ＲＯ…筒状部材、θ…所定の傾斜角度、Ｄ１…拡大径、Ｄ２…縮小径、Ｗ…帯状部材の幅。

Claims (8)

1. 周方向に回転する巻付ドラムに帯状部材を螺旋状に巻き付けて筒状部材を成形する筒状部材の成形方法において、
   互いに巻付ドラムの周方向に間隔をおいて配置されることにより巻付ドラムの外周面における周方向の一部を形成する複数の第１ドラム部材と、互いに巻付ドラムの周方向に間隔をおいて各第１ドラム部材と交互に配置されることにより巻付ドラムの外周面における周方向の他の部分を形成する第２ドラム部材とをそれぞれ巻付ドラムの周方向に回転させるとともに、
   各第１ドラム部材及び各第２ドラム部材の一方の各ドラム部材を他方の各ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向外側に位置させ、
   一方の各ドラム部材を巻付ドラムの軸方向一方に向かって移動させながら帯状部材を一方の各ドラム部材に巻付ドラムの径方向に対して所定角度をなすように周方向所定位置から略半周位置まで巻き付けるとともに他方の各ドラム部材を巻付ドラムの軸方向他方に向かって移動し、
   一方の各ドラム部材及び他方の各ドラム部材をそれぞれ巻付ドラムの径方向に移動して他方の各ドラム部材を一方の各ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向外側に位置させ、
   他方の各ドラム部材を巻付ドラムの軸方向一方に向かって移動させながら帯状部材を巻付ドラムの前記周方向略半周位置から略全周位置まで巻き付けるとともに一方の各ドラム部材を巻付ドラムの軸方向他方に向かって移動する
   ことを特徴とする筒状部材の成形方法。
2. タイヤの材料に用いる未加硫ゴムからなる帯状部材を前記巻付ドラムに巻き付けてタイヤの所定の構成部材となる筒状部材を形成する
   ことを特徴とする請求項１記載の筒状部材の成形方法。
3. 周方向に回転する巻付ドラムに帯状部材を螺旋状に巻き付けて筒状部材を成形する筒状部材の成形装置において、
   互いに巻付ドラムの周方向に間隔をおいて配置され、巻付ドラムの外周面における周方向の一部を形成する複数の第一ドラム部材と、
   互いに巻付ドラムの周方向に間隔をおいて各第１ドラム部材と交互に配置され、巻付ドラムの外周面における周方向の他の部分を形成する複数の第２ドラム部材と、
   各第１ドラム部材及び各第２ドラム部材を巻付ドラムの周方向に回転させる回転機構と、
   巻付ドラムが周方向所定位置から略半周位置まで回転する間は各第１ドラム部材を各第２ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向外側に位置させ、巻付ドラムが前記周方向略半周位置から略全周位置まで回転する間は各第１ドラム部材を各第２ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向内側に位置させる第１拡縮機構と、
   巻付ドラムが周方向所定位置から略半周位置まで回転する間は各第２ドラム部材を各第１ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向内側に位置させ、巻付ドラムが前記周方向略半周位置から略全周位置まで回転する間は各第２ドラム部材を各第１ドラム部材よりも巻付ドラムの径方向外側に位置させる第２拡縮機構と、
   巻付ドラムが周方向所定位置から略半周位置まで回転する間は各第１ドラム部材を巻付ドラムの軸方向一方に向かって移動させ、巻付ドラムが前記周方向略半周位置から略全周位置まで回転する間は各第１ドラム部材を巻付ドラムの軸方向他方に向かって移動させる第１スライド機構と、
   巻付ドラムが周方向所定位置から略半周位置まで回転する間は各第２ドラム部材を巻付ドラムの軸方向他方に向かって移動させ、巻付ドラムが前記周方向略半周位置から略全周位置まで回転する間は各第２ドラム部材を巻付ドラムの軸方向一方に向かって移動させる第２スライド機構とを備えた
   ことを特徴とする筒状部材の成形装置。
4. 前記回転機構を、巻付ドラムと同軸状に設けられた固定軸と、固定軸に回動自在に支持された回転部材と、回転部材を回転させる駆動機構とから構成し、
   回転部材と各第１ドラム部材及び各第２ドラム部材とを一体に回転するように連結した
   ことを特徴とする請求項３記載の筒状部材の形成装置。
5. 前記第１拡縮機構を、
   回転機構の固定軸に固定された第１拡縮カムと、
   一端を各第１ドラム部材に巻付ドラムの軸方向に移動自在に連結され、その他端側を回転部材に設けられた孔に巻付ドラムの径方向に移動自在に挿入されて第１拡縮カムの外周面に当接し、回転部材の回転により各第１ドラム部材を第１拡縮カムの外周面に沿って巻付ドラムの径方向に移動させる複数の第１連結部材とから構成し、
   前記第２拡縮機構を、
   回転機構の固定軸に固定された第２拡縮カムと、
   一端を各第２ドラム部材に巻付ドラムの軸方向に移動自在に連結され、その他端側を回転部材に設けられた孔に巻付ドラムの径方向に移動自在に挿入されて第２拡縮カムの外周面に当接し、回転部材の回転により各第２ドラム部材を第２拡縮カムの外周面に沿って巻付ドラムの径方向に移動させる複数の第２連結部材とから構成した
   ことを特徴とする請求項３及び４記載の筒状部材の成形装置。
6. 前記第１拡縮カムと第２拡縮カムとを同一形状に形成し、第１拡縮カムを第２拡縮カムに対して巻付ドラムの周方向に略１８０度角度の異なった位置に固定した
   ことを特徴とする請求項５記載の筒状部材の成形装置。
7. 前記第１スライド機構を、
   回転機構の固定軸に固定された第１スライドカムと、
   一端を各第１ドラム部材に巻付ドラムの径方向に移動自在にそれぞれ連結され、その一部を回転部材に巻付ドラムの軸方向に回動自在にそれぞれ支持され、その他端を巻付ドラムの径方向に移動されることにより各第１ドラム部材を巻付ドラムの軸方向に移動する複数の第１継手部材と、
   一端を各第一継手部材の他端にそれぞれ連結され、その他端を回転部材に設けられた孔に巻付ドラムの径方向に移動自在に挿入されて第１スライドカムの外周面に当接し、回転部材の回転により第１継手部材の他端を第１スライドカムの外周面に沿って巻付ドラムの径方向に移動する複数の第１シャフトとから構成し、
   前記第２スライド機構を、
   回転機構の固定軸に固定された第２スライドカムと、
   一端を各第２ドラム部材に巻付ドラムの径方向に移動自在にそれぞれ連結され、その一部を回転部材に巻付ドラムの軸方向に回動自在にそれぞれ支持され、その他端を巻付ドラムの径方向に移動されることにより各第２ドラム部材を巻付ドラムの軸方向に移動する複数の第２継手部材と、
   一端を各第２継手部材の他端にそれぞれ連結され、その他端を回転部材に設けられた孔に巻付ドラムの径方向に移動自在に挿入されて第２スライドカムの外周面に当接し、回転部材の回転により第２継手部材の他端を第２スライドカムの外周面に沿って巻付ドラムの径方向に移動する複数の第２シャフトとから構成した
   ことを特徴とする請求項３、４、５または６記載の筒状部材の成形装置。
8. 前記第１スライドカムを、巻付ドラムが周方向所定位置から略半周位置まで回転する間は各第１ドラム部材を巻付ドラムの軸方向一方に向かって等速度で移動させるように形成し、
   前記第２スライドカムを、巻付ドラムが前記周方向略半周位置から略全周位置まで回転する間は各第２ドラム部材を巻付ドラムの軸方向一方に向かって等速度で移動させるように形成した
   ことを特徴とする請求項７記載の筒状部材の成形装置。
   
   
   

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