JP2007519539A - タイヤ用の補強体を製造する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はタイヤ補強体を製造するための装置に関する。
【解決手段】この装置は回転軸線Ｒのまわりに回転する回転ディストリビュータ（６）を備えている。この回転ディストリビュータは少なくとも１つの曲がり管（６１）を備えており、この曲がり管（６１）は、半径方向内側からワイヤを受け入れるための通路を備えており、且つ半径方向外側から外方にガイドを形成している。本発明の装置はディストリビュータまで送るための部材を備えており、この送り部材は回転軸線Ｒに対して実質的に垂直である管状部分（５３）を備えており、この管状部分（５３）と曲がり管（６１）との間には、空間が半径方向に設けられている。また、回転ディストリビュータと送り部材との間の空間には、カッターブレード（７）が配置されている。送り部材およびディストリビュータは互いに連結されており、これらの部品の両方とも回転することができる。前述にカッターブレード（７）は、調整の目的で回転することができるが、切断中には回転することができないブレードホルダ（７０）に取付けられている。回転ディストリビュータは、実質的にその回転軸線Ｒ上に配置されている入口穴（５２）を有する中央管（５１）を備えており、管状部分（５３）はこの中央管（５１）から延びている。
【選択図】図１

Description

本発明はタイヤの製造に関する。より詳細には、本発明は、通常半径方向であるベルトおよびカーカスを有するタイヤに見られるクラウン補強体の製造に関する。

米国特許第４９５２２５９号により、従来、後でタイヤの組立て中に組み込まれる平らに調製された「プライ」と称される半仕上げ製品の形態ではないが、製造過程において単一のワイヤコイルを使用してタイヤに直接に設けられる補強体を製造するための技術が知られている。むち打ちのようなワイヤの突出に基づいているこの提案によれば、いわゆるクラウンプライのワイヤの角度の通常範囲にわたることが可能であり、またラジアルカーカス補強体またはさほど広くないサイズの補強体を製造することが可能である。しかしながら、後者については、ワイヤのサイズが小さければ小さいほど、この技術を実施するのに問題が大きくなる。

本発明の目的は、ワイヤが比較的適度な長さである補強体を製造するのに適合され、特に（限定的ではないが）、ワイヤにより形成される角度が何であれ（この分野で周知な協定によれば、９０°の角度はタイヤの回転軸線を含む平面に含まれるワイヤの角度である）、短い長さの断片を支持体に隣接して付着させることにより、タイヤビードに、或いは側壁部の半径方向内側部分に補強体を製造するのに適合された製造技術を提案することである。

本発明は、エラストマーマトリックスに埋設される補強ワイヤの隣接断片よりなる補強体を製造する方法であって、
支持体上の受け面を前記エラストマーマトリックスで覆い、
回転ディストリビュータと、このディストリビュータまで搬送する部材とよりなる組立体を支持体の受け面の前方に設け、搬送部材は回転ディストリビュータの回転軸線に対して実質的に垂直な最終管部分を備えており、ディストリビュータは少なくとも１つのディフレクタを備えており、このディフレクタは、半径方向内側にワイヤを受ける通路を構成し、且つ半径方向外側にディフレクタからの出口にガイドを形成しており、回転ディストリビュータと搬送部材の最終管状部分との間には、空間が半径方向に設けられており、回転ディストリビュータが回転されると、受け面が案内経路に接近しているように、且つ回転ディストリビュータの回転軸線が支持体上に断片のための必要とされる付着角度に対して垂直な角度を形成するように、設置がなされており、
回転ディストリビュータを制御回転速度で回転駆動し、
受け面を回転ディストリビュータに対して走行させ、
ワイヤを搬送部材に制御線速度で導入してこのワイヤを管状部分の中へ通し、
ナイフを、これによりワイヤの断片を切り離すことが可能であるように管状部分とディストリビュータとの間の空間に作用させ、前記断片を前記少なくとも１つのディフレクタによって受け面まで案内し、そして受け面に付着する、
補強体を製造する方法を提案する。

前述の方法の好適な使用は、前記支持体に漸次構成されるタイヤの製造中に補強体を製造することよりなり、前記支持体は、回転式であり、そして軸線のまわりに回転して前記タイヤの構造により必要とされる順序および箇所にタイヤの種々の構成部品を積重ねるように設けられている。例えば、タイヤの側壁部に位置決めされた、或いはタイヤのビードに位置決めされた補強体を製造することが可能である。
より詳細には、本発明は、この方法を、前記支持体に漸次構成されるタイヤの製造中に補強体を製造することに適用することを提案し、この支持体は、回転式であり、そして軸線のまわりに回転して前記タイヤの構造により必要とされる順序および箇所にタイヤの種々の構成部品を積重ねるように設けられている。例えば、支持体はタイヤの内部空洞に近い形状を有して形態が実質的にトロイダル状である。

「タイヤの製造」は、例えば、少なくとも補強体が本発明の方法により製造される側壁部を製造することよりなる完全製造または部分製造を意味している。
語「ワイヤ」は、もちろん、全く一般的な意味で、ワイヤを構成する材料が何であろうと、或いはワイヤが受ける処理、例えば、支持体への付着またはゴムとのぴったりした連結を助成するための表面処理が何であろうと、単一フィラメント、多フィラメント、ケーブルまたは撚り糸または同等な集合体を包含するものと理解されなければならない。

ワイヤの断片をより詳細に言うと、断片により個別化されたワイヤ片は、より正確には、すなわち、２つの切断端部間のワイヤの長さとして示される。しかしながら、このワイヤ片は１本のワイヤから補強体を製造する方法の場合であり、従って、例えば、コイルにより供給されるワイヤを連続して使用するようになっており、補強体（普通の専門用語ではプライ）を製造する方法の場合である。
この支持体はタイヤの内部空洞の表面の形状であってもよく、或いはそれに近くてもよい。支持体は取外し可能な剛性の金属コアであってもよい。しかしながら、支持体はタイヤ製造ドラムに見られるもののような補強された膨らまし可能な膜であることもできる。また、支持体はクラウンブロックが製造されるコアであってもよい。設置されたワイヤが支持体に付着するように、例えば、支持体がゴム層で被覆されれば十分である。金属コアが支持体として使用される場合、タイヤからコアを取り出し易くするためのコア上でタイヤを加硫することが好ましい。

また、本発明は、受け面に付着されるようになっている補強ワイヤの断片を基材とする補強体を製造するための装置であって、
回転軸線のまわりに回転する回転ディストリビュータを備えており、この回転ディストリビュータは少なくとも１つのディフレクタを備えており、このディフレクタは、半径方向内側にワイヤを受ける通路を形成しており、且つ半径方向外側に出口のところのガイドを形成しており、
ディストリビュータまで搬送する部材を備えており、この搬送部材は回転ディストリビュータの回転軸線に対して実質的に垂直な最終管状部分を備えており、この最終管状部分と回転ディストリビュータとの間には、半径方向の空間が設けられており、
回転ディストリビュータと搬送部材との間の空間に配置されたナイフを備えている、
補強体を製造するための装置を提案する。

この装置によれば、タイヤ工業において従来使用されていたプライのような半仕上げ製品を製造し得る。しかしながら、この装置はタイヤ製造装置に一体化される場合に特に有用であり、このタイヤ製造装置は適切な供給装置により連続的に且つ要求に応じて送出されたワイヤから形成される補強体を製造するようになっており、前記装置は、
フレームと、
前記ワイヤの断片を付着することにより前記補強体が漸次構成される支持体を構成する回転コアと、
以上で開示されたような装置と、
この装置のコアに与えるためのマニピュレータと、を備えており、前記構造体が前記部材に設けられており、
前記装置の中央部分を制御回転速度で回転駆動するための手段と、
線形前進を制御速度でワイヤに与えることが可能である、ワイヤを駆動するための部材と、
コアを制御回転速度で回転駆動するための手段と、
を備えている。
なお、回転ディストリビュータの回転軸線はコア上の受け面の外側に位置決めされてこの受け面に面している。

添付図面を参照して本発明の実施形態の詳細すべてを以下に説明する。
図１において、タイヤの内部空洞の表面を構成するようになっているコア２が見える。詳細には、このコア２はゴム２０で被覆されており、このゴム２０の見えている表面は、ワイヤ１の断片１０が本発明による装置によって付着される受け面を構成している。ゴム２０がコア２を覆うことにより、ワイヤの断片１０を接着剤接合により付着されるままに保持することが可能である。ワイヤの断片１０は共同で補強体１１を構成する。ワイヤの断片１０は補強体の配向に対して角度αを形成する。補強体の一般配向がここでは周方向であり、すなわち、補強体が、最も大きい寸法が将来のタイヤの回転軸線に対して垂直な平面と平行である細長い幾何形状を形成することが図１でわかる。また、補強体の配向に対してワイヤの断片により形成される角度がほぼ９０°であることがわかる。（実際、各断片の角度が測定される対象の基準はタイヤの技術分野において角度が測定される従来の基準である。）当然、より明確のために、最後に、これらの配向および角度、詳細には、前述の９０°の角度が何ら限定されないことを強調すべきである。

本発明を例示する支持体はタイヤの製造のための内部形状を構成する。この支持体は、例えば、タイヤが漸進的に構成される剛性な取外し可能なコア２であるが、これは限定されない。この支持体は多くの他の態様をとることができる。何故なら、本発明は、一致方法によりタイヤの製造に使用される半仕上げ製品を製造するためにも適用されるからである。実際、支持体は特に任意の種類のものであることができ、例えば、コンベヤベルトであってもよい。
図１において、ワイヤ設置装置を供給するためのワイヤ１のコイル３が見える。ワイヤ１用の駆動部材４が見える。ワイヤ１は噴出口３１を接合する前に一種の漏斗３０を通る。これはワイヤ供給部を構成し、このワイヤ供給部の下流には、本質的に一対の反対回転ローラ４０、４１により形成されるワイヤ用駆動部材４が設けられている。ローラ４０、４１のうちの少なくとも一方はモータ４２により回転駆動される。

駆動部材４０の下流には、回転ディストリビュータ６と、この回転ディストリビュータ６まで搬送するための部材５とよりなる組立体がある。回転ディストリビュータ６およびこの回転ディストリビュータ６まで搬送するための部材５は、これらの機能部材が、実質的に、両者間に半径方向に空間を存して回転ディストリビュータ６の回転軸線に対して垂直な同一平面にあるように、配置されている。この空間は、ナイフ７を回転ディストリビュータ６と搬送部材５との間に挿入するために設けられている。ワイヤ用の搬送部材５はナイフホルダ７０に設けられている（図３で良好に見える）ナイフ７と協働する。この例の実施形態では、搬送部材５およびディストリビュータ６は連結されていて、共に回転式であり、ナイフ７は調整のみの目的で回転ナイフホルダ７０に設けられており、切断中、ナイフの回転を止めることができる。しかしながら、後でより詳細に説明するように、搬送部材が非回転式であり、ナイフが回転式であり、それらの相対回転のみがワイヤを切断することによって諸断片を切り離すための機能的役割を果たすことは言うまでもない。

搬送部材５は、この例の実施形態では、回転軸線Ｒのまわりに回転するディスク５０に設けられた種々の要素を備えている。このディスクは中でもたった１つの構成構造体である。ディスク５０はモータ５９により回転駆動される。ディスク５０の内側には、入口オリフィスが実質的に回転軸線Ｒ上に配置されている中央管５１が設けられている。この中央管５１は回転軸線に対して実質的に垂直な最終管状部分５３を備えており、この管状部分５３は中央管５１と一列をなしている。最終管状部分５３はその半径方向外端部にオリフィス５４を備えている。
最後に、回転ディストリビュータ６はディスク５０に取付けられている。この回転ディストリビュータ６が本質的に、最終管状部分５３から押出されたワイヤ１の経路を内側に曲げるためのディフレクタを備えていることがわかった。ディフレクタは、ワイヤを半径方向内側に受けるための通路を構成し、且つ半径方向外側にディフレクタ用出口ガイドを構成している。このディフレクタはここでは湾曲管６１よりなる。回転ディストリビュータ６はディスク５０に設けられている。従って、回転ディストリビュータ６は最終管状部分５３のように正確に回転する。回転ディストリビュータ６は、湾曲管６１が最終管状部分５３と向い合うように設けられている。前記空間は、半径方向において、回転ディストリビュータ６と搬送部材５の最終管状部分５３との間に設けられている。

全体の設置は、回転ディストリビュータが回転状態に設定されると、ワイヤの諸断片が付着される受け面（ここでは、コア２を覆うゴム２０）がディフレクタによりその出口のところで案内されるワイヤの経路に近いように、且つ回転ディストリビュータの回転軸線が支持体上の断片のための必要とされる配置角度に対して垂直な角度を形成するように、行なわれる。
また、回転ディストリビュータ６はこの例の実施形態では回転ローラ６２よりなるアプリケータを備えている。この回転ローラはスキー型のような固定部片と置き換えられることができる。回転ローラ６２は、ディスク５０に固定されたフォークジョイント６５に６４のところで関節接合されたアーム６３の端部に設けられている。ばね６６（またはばね機能を呈する任意の装置）が、ローラ６２をロータ５０から離れる方向に移動させる傾向がある。ばねよりなるこの機構は、回転ローラ６２（または代用部品）の位置のためのデスモドローム制御により置き換えられることができる。例えば、能動制御により制御されるカムまたは電気アクチュエータによる制御を使用することが可能である。
従って、ナイフホルダ７０はナイフ７の切断位置を調整するために回転軸線Ｒのまわりの回転のための調整可能である。また、ナイフ７は管状部分５３と湾曲管６１との間の空間に介在されるように、且つ滑らかな切断を行なうために管状部分５３の半径方向端部と協働するように設けられている。

機能は下記の如くである。
ワイヤ１にはっきり定められた前方移動を与えるためにワイヤ１をローラ４０、４１間に把持する。次いで、ワイヤ１を搬送部材５にその入口オリフィス５２を通して導入する。ディスク５０の各回転時に、ワイヤを空間における不動のナイフ７に送る。従って、ディスク５０の各回転時には、ナイフ７が空間において不動であるので、ワイヤは切断され、断片１０が解放される。ナイフ７がワイヤを切断する瞬間に、ワイヤは非常に短い時間の間、不動化される。従って、この中央管がローラ４０、４１により推進され続けるワイヤの量をしばらく収容することができることが必要である。

駆動部材４が不動である間に搬送部材５が回転状態にあるなら、ディスク５０の初めの回転時に、ワイヤはオリフィス５０と面一に切断され、その後、何も起こらない。ローラ４０、４１の回転を適切に制御することによりワイヤ１にある程度の前進が与えられるやいなや、ディスク５０の各回転時に、或る長さのワイヤ１がオリフィス５４を越えて現われる。この或る長さは断片１０の長さを定める。ディスク５０の各回転時に、断片１０が解放される。
各断片１０は湾曲管６１により受け面まで案内され、かくして受け面に付着される。湾曲管６１により、ワイヤがナイフ７により切断されるにつれてワイヤの断片１０を受けることが可能である。
湾曲管６１の湾曲形状により、ワイヤ１がとる配向は、コア２の表面に付着される前に、回転軸線Ｒに対する半径方向の配向から、この半径方向の配向に対して実質的に垂直な配向に漸次変化される。当然、コア２はそれ自身、任意の適当な装置により矢印Ｗにより示される方向に回転駆動される。

オリフィス５４が図１、図３または図３−２に示される位置であるナイフ７をちょうど通過した瞬間からのような断片１０を生じるサイクルを以下により詳細に説明する。この瞬間に直前に、ワイヤ１の自由端部がオリフィス５４から現われ始め、そして湾曲管６１に入った。ディスクの回転中、ワイヤ１は現われ続ける。図４を参考にすることができる。ディスクの回転継続中、ワイヤ１は周囲管の形状により与えられる姿勢をとる。
図５を参考にすることができる。図６においては、ディスクは完全な回転を行なっていて、ナイフ７に接近している。切断前に、ワイヤ１の自由端部がコア２の表面に接触し、ローラ６３とコア２との間に把持されることがわかる。図７は、ディスク５０が移動してオリフィス５４をナイフ７に全く接近するように前方に移動させ続けたディスク５０の２、３度の角度だけ図６と異なっている。図７では、ワイヤはナイフ７に当たり、ナイフ７がワイヤを切断し、そしてサイクルが再開する。
図３において、或いは図３−２により構成された支持体の隣接した部分における拡大図において、切断されたワイヤがローラ６２によりコア２に付けられ続ける断片１０を形成することがわかる。図１はコア２に付けられた多くの断片１０を示している。

本発明による装置によって製造された補強体の種々の特性は、断片の長さ、および補強体の主方向に対する断片の付着角度である。各断片１０の長さは、搬送部材５の回転速度に対する（ワイヤに与えられる線速度を調整する）駆動部材４の相対速度を適切に採用することによって調整される。搬送部材５の所定の回転速度では、ローラ４０、４１の回転速度が大きければ大きいほど、断片１０の長さが大きくなり、またその逆である。
断片１０の配向に関しては、この配向は、ワイヤの断片が付着される表面の移動に対する付着装置自身に指示角度α（図１参照）に作用することにより調整される。本発明を示す例における場合のように、付着表面の移動がディスク５０の平面に対して垂直に配向されるなら、断片１０は補強体の一般方向に対して９０°の角度を形成する。コア２の前進方向がディスク５０の平面に対して９０°未満の角度を形成するなら、図１に示される結果が得られる。

本発明の主特徴を示す斜視図。 図１の矢印ＩＩの方向の他の立面図である。 本発明の機能の段階を示す図である。 本発明の機能の段階を示す図である。 本発明の機能の段階を示す図である。 本発明の機能の段階を示す図である。 本発明の機能の段階を示す図である。 本発明の機能の段階を示す図である。

Claims (22)

1. エラストマーマトリックスに埋設される補強ワイヤの隣接断片よりなる補強体を製造する方法であって、
   支持体上の受け面を前記エラストマーマトリックスで覆い、
   回転ディストリビュータと、このディストリビュータまで搬送する部材とよりなる組立体を支持体の受け面の前方に設け、搬送部材は回転ディストリビュータの回転軸線に対して実質的に垂直な最終管部分を備えており、ディストリビュータは少なくとも１つのディフレクタを備えており、このディフレクタは、半径方向内側にワイヤを受ける通路を構成し、且つ半径方向外側にディフレクタからの出口にガイドを形成しており、回転ディストリビュータと搬送部材の最終管状部分との間には、空間が半径方向に設けられており、回転ディストリビュータが回転されると、受け面が案内経路に接近しているように、且つ回転ディストリビュータの回転軸線が支持体上に断片のための必要とされる付着角度に対して垂直な角度を形成するように、設置がなされており、
   回転ディストリビュータを制御回転速度で回転駆動し、
   受け面を回転ディストリビュータに対して走行させ、
   ワイヤを搬送部材に制御線速度で導入してこのワイヤを管状部分の中へ通し、
   ナイフを、これによりワイヤの断片を切り離すことが可能であるように管状部分とディストリビュータとの間の空間に作用させ、前記断片を前記少なくとも１つのディフレクタによって受け面まで案内し、そして受け面に付着する、補強体を製造する方法。
2. 回転ディストリビュータの回転軸線が受け面の外側に位置決めされて受け面に面している、請求項１に記載の方法。
3. 受け面は回転表面である、請求項２に記載の方法。
4. ディフレクタは湾曲管である、請求項３に記載の方法。
5. 搬送部材およびディストリビュータは連結されていて、共に回転式であり、ナイフは切断中、不動に保たれる、請求項１に記載の方法。
6. 回転ディストリビュータの各回転時にブレードがワイヤの断片を切り離す、請求項１に記載の方法。
7. 前記支持体に漸次構成されるタイヤの製造中に補強体を製造するために使用され、支持体は、軸線のまわりに回転して、前記タイヤに構造により必要とされる順序および箇所でタイヤの種々の構成部品を積重ねるように設けられている、請求項３ないし６のうちのいずれか１つの項に記載の方法。
8. タイヤの側壁部に位置決めされる補強体を製造するために使用される請求項７に記載の方法。
9. タイヤのビードに位置決めされる補強体を製造するために使用される請求項７に記載の方法。
10. 支持体はタイヤの内部空洞と同様な形状を有して形態が実質的にトロイダル状である、請求項７ないし９のうちのいずれか１つの項に記載の方法。
11. 断片の長さはワイヤに与えられる線速度を適切に適合させることによって調整されることを特徴とする請求項１ないし１０のうちのいずれか１つの項に記載の方法。
12. 受け面に付着されるようになっている補強ワイヤの断片を基材とする補強体を製造するための装置であって、
    回転軸線（Ｒ）のまわりに回転する回転ディストリビュータ（６）を備えており、この回転ディストリビュータは少なくとも１つのディフレクタを備えており、このディフレクタは、半径方向内側にワイヤを受ける通路を形成しており、且つ半径方向外側に出口のところのガイドを形成しており、
    ディストリビュータまで搬送する部材を備えており、この搬送部材は回転ディストリビュータの回転軸線（Ｒ）に対して実質的に垂直な最終管状部分（５３）を備えており、この最終管状部分（５３）と回転ディストリビュータとの間には、半径方向の空間が設けられており、
    回転ディストリビュータと搬送部材との間の空間に配置されたナイフ（７）を備えている、補強体を製造するための装置。
13. 搬送部材およびディストリビュータは連結されていて、共に回転式であり、ナイフ（７）は調整の目的で回転ナイフホルダ（７０）に設けられており、切断中、ナイフの回転は固定されることができる、請求項１２に記載の装置。
14. ディフレクタは湾曲管（６１）である、請求項１２または１３に記載の装置。
15. 回転ディストリビュータは中央管（５１）を備えており、この中央管（５１）の入口オリフィス（５２）は実質的に回転ディストリビュータの回転軸線（Ｒ）に配置されており、管状部分（５３）は中央管（５１）と一列になっている、請求項１２または１３に記載の装置。
16. 回転ディストリビュータ（６）に固定されたアプリケータを備えている請求項１２ないし１５のうちのいずれか１つの項に記載の装置。
17. アプリケータは回転ディストリビュータに固定されたフォークジョイント（６５）に関節接合されたアームの端部に設けられている、請求項１６に記載の装置。
18. アプリケータは回転ローラ（６３）である、請求項１６または１７に記載の装置。
19. ばね（６６）がアプリケータをロータ（５０）から離れる方向に移動させる傾向がある請求項１６および１７のいずれか１つの項に記載の装置。
20. 中央管（５１）は回転軸線（Ｒ）のまわりに回転可能に回転ディスク（５０）の内側に設けられている、請求項１５に記載の装置。
21. 適当な供給装置により連続的に且つ要求に応じて送出されるワイヤ（Ｐ）から形成される補強体を製造するようになっているタイヤ用補強体を製造するための装置であって、
    フレームと、
    前記ワイヤの断片を付着することにより前記補強体が漸次構成される支持体を構成する回転コア（２）と、
    請求項１２ないし２０のうちの１つの項に記載の装置と、
    この装置のコアに与えるためのマニピュレータと、を備えており、前記構造体は前記部材に設けられており、
    前記装置の中央部分を制御回転速度で回転駆動するための手段と、
    線形前進を制御速度でワイヤに与えることが可能である、ワイヤを駆動するための部材と、
    コアを制御回転速度で回転駆動するための手段と、
    を備えているタイヤ用補強体を製造するための装置。
22. 回転ディストリビュータの回転軸線はコア上の受け面の外側に位置決めされてこの受け面に面している、請求項２０に記載の装置。

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