JP2010509082A - チャックおよびトロイダル構造の加工に使用する方法 - Google Patents

Abstract

チャックおよびチャックシステム、ならびにタイヤカーカスなどのトロイダル構造の加工方法。カーカスは内周面およびテーパ付き端部を有する。チャックシステムは複数のチャックを備え、各チャックは周方向またはほぼ周方向の外面、およびこの外面上に位置する複数の摩擦低減部材を有する。摩擦低減部材は、タイヤなどのトロイダル構造の内周に係合するよう配置する。タイヤカーカス加工方法は、タイヤカーカスを外面に摩擦低減部材を有する一定直径のチャックに位置決めするステップを有する。

Description

本発明は、トロイダル構造の加工に使用するチャックに関する。他の実施形態において、本発明は、グリーンタイヤの形成に使用することができる改良したチャックであって、チャックに対するタイヤカーカスの配置および得られたグリーンタイヤをチャックから取り外し易くしたチャックに関する。

タイヤ産業は世界の主導産業のひとつである。そのようなもとして、タイヤ形成プロセスは当然ながら、多くの組立工程が自動化された非常に複雑なプロセスである。タイヤ生産を改善し、またそれに係わる個別のステップおよびプロセスを改善しようとする、数多くの試みがなされてきた。

一般にタイヤ形成プロセスには、ケーシングと称されもするカーカスの形成があり、このカーカスは、完成したタイヤのトレッド、ベルト、ビード、サイドウォールの基礎をなす。カーカスが加工され、これら他の品目を組み付け、最終的にグリーンタイヤの形成が完了する。その後、グリーンタイヤを加硫または硬化し、様々なタイヤコンポーネントを固化および結合し、完成タイヤ製品となる。

本発明が関心を寄せるステップは、カーカス段階からグリーンタイヤ段階への転移である。これには、チャック上でカーカスを回転させるステップと、種々の材料、例えばトレッドをカーカスに適用するステップがある。この工程中、つまりトレッド、ビード、ベルトおよび他の部品をカーカスに組み上げる間、通常カーカス内部を一般的なカーカスの円筒形状を保つよう加圧する。さらに、カーカスはチャックの周りに密着嵌合（スナッグフィット）を生ずる。このようにして、従来のチャックを使用すると、チャックに対するカーカスの配置およびチャックからのカーカスの取り外しはいくらか困難になる。

これら困難を軽減しようとする従来の試みとしては、拡縮可能な直径を有するチャックの開発がある。これらチャックは、カーカスの着脱中にカーカスの内周面の内側に折り畳むことができ、また製造工程中にカーカス内径に係合するように拡張できる外径を有する。

これら問題を解決する他の試みとしては、チャック表面の周りに潤滑剤を使用することがある。潤滑剤は一般的には大雑把に塗布し、チャックに対するカーカスの着脱を容易にする。この潤滑剤の使用は作業場を汚したり、場合によっては加工設備およびその周りの作業ステーションを過度に損傷させたりすることもある。

これら問題を解決する他の試みとしては、加工機に配置した内部ブラダを有するチャックシステムがあり、この内部ブラダは、カーカスを加工機に位置決めした後、膨らんでカーカスに係合する。このことは、通常複雑な機械装置を要し、加工機における付加的な要素による故障、および膨張および収縮プロセス中にブラダ自体に起こりうる故障を生ずる恐れがある。

そこで必要となるのは、トロイダル構造、例えばタイヤの加工に使用することができ、チャックに対するトロイダル構造の位置決めおよび取り外しがし易い、単独のチャックまたは２個以上のチャックを有するチャックシステムである。通常このシステムでは潤滑剤は最小限しか必要としない、または全く不要とする。

本発明は、多くの目的、例えば内周面を有するトロイダル構造の加工に有用なチャックである。本発明によるチャックは、周方向またはほぼ周方向の外面と、この外面の周りに互いに離して配置し、タイヤカーカスなどのトロイダル構造の内周面に係合する複数の摩擦低減部材とを備える。

さらに、本発明は、複数個のチャックを有するチャックシステムであり、各チャックは、周方向またはほぼ周方向の外面を有し、この外面には複数個の摩擦低減部材を配置する。

チャックまたはチャックシステムで加工されるトロイダル構造がタイヤカーカスである場合、チャックは、一定直径および外面に隣接するテーパ部を有する。これはタイヤカーカスが内周面およびテーパ付き端部を有するからである。

周方向のテーパ部は外面から延びて存在（延在）し、テーパ部の傾斜面は軸線に対してほぼ傾斜した方向に指向する。肩部を、外面とテーパ部との間に配置し、テーパ部は外面から延びるにつれテーパ部の直径が小さくなるようにする。テーパ部は、トロイダル構造のテーパ付き端部に係合して、トロイダル構造内にガスシールを形成する形状に形成する。

さらに、本発明は、タイヤカーカスを加工するチャックシステムである。このチャックシステムは、少なくとも２個またはそれ以上のチャックを有し、各チャックは、一定直径を有し、またタイヤカーカスの内周面に係合する複数個の摩擦低減部材を有する、周方向またはほぼ周方向の外面を備える。チャックの軸線はほぼ一致する。テーパ部は各チャックの外面に隣接する。テーパ部は互いに逆方向に指向し、タイヤカーカスのテーパ付き端部に係合してガスシールをなす形状に形成する。

さらにまた、本発明はタイヤカーカス加工方法であり、この加工方法は、タイヤカーカスを外面上に複数個の摩擦低減部材を有する一定直径のチャックに位置決めするステップと、タイヤカーカス内で軸線方向にチャックを伸張させるステップと、チャックとタイヤカーカスとの間にガスシールを形成するステップと、タイヤカーカス内で軸線方向にチャックを収縮させるステップと、タイヤカーカスをチャックから取り外すステップとを有する。

本発明の他の目的、特徴、利点は、添付図面に関連した以下の説明により当業者は容易に理解できるであろう。

本発明により形成したチャックを有するチャックシステムの斜視図である。 本発明により形成したチャックの背面図である。 本発明により形成したチャックの正面図である。 本発明により形成したチャックシステムの側面図である。 図４と類似の側面図である。図５はチャックを互いに離間させた状態を示す。 本発明により形成したチャックに位置決めしたカーカスの、チャックがカーカス内で離間する前の状態を示す断面図である。 図６と類似の断面図である。図７は、互いに離間し、カーカスに係合してカーカス相互間にガスシールを形成するチャックの実施例を示す。

以下、図１〜７につき説明すると、チャックシステムを全体的に参照符号１０で示す。このチャックシステム１０は、ほとんどのタイヤ製造設備において見られる通常の環境条件で利用することができ、内周面１４およびテーパ付き端部１６，１８を有するタイヤカーカス１２の加工に使用する。

チャックシステム１０は、第１チャック２０、および第２チャック２２を有する。各チャック２０，２２は軸線２４，２６を含み、それぞれ一定の外径３２，３４を有するほぼ周方向の周面２８，３０を備える。

チャック２０，２２は、適当な材料、例えば鉄、アルミニウム、プラスチック、ナイロン、および従来既知の他の類似材料で形成することができる。チャック２０，２２は機械加工して、一般に転動装置３６とも称される摩擦低減部材３６を収容するようにし、これら摩擦低減部材３６は、外表面２８，３０に沿って外径３２，３４上の配置する。転動装置３６を配置することにより、チャックはタイヤカーカス１２の内周面１４または内面１４に係合しやすくなる。

複数の摩擦低減部材３６を外表面２８，３０に配置し、タイヤカーカス１２の内周面１４に係合することができる。各チャック２０，２２は、さらにテーパ部３８，４０をそれぞれ有し、各テーパ部３８，４０は外面２８，３０にそれぞれ隣接する。軸線２４，２６は互いに整列させるとともに、テーパ部３８，４０は互いに逆方向に指向させる、タイヤカーカス１２のテーパ付き端部１６，１８に係合する形状にするのが好適である。テーパ部３８，４０は外面２８，３０から延び、テーパ部３８，４０の傾斜面は軸線２４，２６に対して傾いた方向に指向させる。

テーパ部３８，４０とテーパエンド１６、１８と間の係合によりガスシールを形成し、多量のガスをタイヤカーカス１２相互間の内部空間に供給する。ガスシールはまた流体シールとも記載することができ、タイヤカーカス１２の内部本体１３内にガスを導入するのに十分であり、これにより、従来既知のようにタイヤカーカス１２の加工中にタイヤカーカス１２の周方向形状を形成し易くなる。

摩擦低減部材３６は、たとえば樽型ローラー、搬送ボール、オムニローラー、ボールベアリング、ばね負荷ボール、および従来既知の他の摩擦低減部材とすることができ、タイヤカーカス１２が軸線２４，２６のほぼ平行方向な方向に外面２８、３０にわたる横行ができるように配置する。これら摩擦低減部材３６は、チャック２０、２２上におけるタイヤカーカス１２のこのような移動、例えば摺動を容易にする。さらに、摩擦低減部材３６の使用により、チャックシステム１０における潤滑剤の使用量を低減する。

たとえば、第１実施形態において、第１および第２のチャック２０，２２は量が減少した潤滑剤を有する。第２実施形態において、第１および第２のチャック２０，２２は、摩擦低減部材３６上または摩擦低減部材３６内に潤滑剤を有する。第２実施形態において、第１および第のチャック２０，２２は潤滑剤がない、無潤滑タイプとみなされるものとする。この無潤滑タイプは、従来から使用され既知であるように、チャックとチャック２０、２２が着座するおよび／または回転する軸または支持体との間の潤滑を必ずしも除外するものではないことは、当業者には明らかであろう。意図する潤滑剤の削減は、従来技術のチャックに関して、タイヤカーカスの内面とタイヤカーカス位置決めに使われるチャックとの間の摩擦低減のために従来からチャックに適用される潤滑剤の削減からである。

１つの実施形態において、外面２８，３０は軸線２４，２６から一定距離にある。外表面２８，３０は、また、タイヤカーカス１２の内周面１４の形状と一致するように形成する。

各テーパ部３８，４０は、さらに第２直径４２、第３直径４４を有する。第２直径４２は外面２８、３０に隣接し、第３直径４４は外面２８，３０から離れた位置にある。これら実施形態において、第２直径４２は第３直径４４より大きく、テーパ部３８，４０全体をテーパ付き形状にする。さらに、外面直径３２，３４を第２直径４２より大きくする。これにより、外面２８，３０とテーパ部３８，４０との間にそれぞれ肩部４６を生ずる。

各チャック２０，２２は、さらに、テーパ部３８または４０の反対側における第１環状開口４８、および軸線２４または２６と第１環状開口４８との間における第２環状開口５０を有する。第３環状開口５２を、さらにテーパ部３８または４０と軸線２４または２６との間に配置することができる。これら環状開口は、チャックシステムを収縮した状態のときにチャックをより接近させ易くすることでチャックシステムの動作を支援する。この接近は、チャックに対するカーカスの着脱を支援する。さらに、環状開口は、チャック製造で使用する材料の量を低減し、その結果チャックシステムの製造コストを削減する。

摩擦低減部材３６は、１つの実施形態において、外面２８または３０から軸線２４または２６にほぼ直交する方向に延びて存在する（延在する）。各摩擦低減部材３６は、外面２８または３０上で、他の摩擦低減部材３６からほぼ等距離の位置をとるように互いに離間させることができる。

摩擦低減部材３６を有する本発明によるチャックシステム１０およびチャック２０，２２にはいくつもの利点がある。たとえば、材料コストの低減、潤滑剤使用の低減または廃止、生産性を向上させる、タイヤ製造工程におけるいくつかの従来工程の減縮または廃止がある。

本発明は、タイヤカーカスの加工方法も教示する。本発明方法は、表面に複数の摩擦低減部材を有する一定直径チャック上にタイヤカーカスを配置するステップと、タイヤカーカス内で軸線方向にチャックを離間させるステップと、チャックとタイヤカーカスとの間にガスシールを形成するステップと、タイヤカーカス内で軸線方向にチャックを戻すステップと、チャックからタイヤカーカスを取り外すステップとを有する。本発明方法は、タイヤ製造工程における従来ステップをいくつか排除または短縮化し、生産性を向上し、またタイヤ製造工程における製造時間およびコストを削減する。

本発明は様々な特定の例示的な実施形態および技術につき説明した。しかし、当業者は、本発明の精神および範囲内で種々の改変および変更できることを認識するであろう。

Claims (28)

1. 周方向またはほぼ周方向の外面と、
   この外面の周りに互いに離して配置した複数の摩擦低減部材と
   を備えたチャック。
2. 請求項１に記載のチャックにおいて、さらに、前記外面から前記チャックの軸線に対して傾斜した方向に延びて存在する周方向のテーパ部を備えた、チャック。
3. 請求項２に記載のチャックにおいて、さらに、前記外面と前記テーパ部との間における肩部を有する、チャック。
4. 請求項３に記載のチャックにおいて、前記テーパ部が前記外面から延在するとき、前記テーパ部の直径が減少する、チャック。
5. 請求項２に記載のチャックにおいて、前記テーパ部がトロイダル構造のテーパ付き端部に係合する形状に形成し、トロイダル構造内にガスシールを形成する、チャック。
6. 請求項１に記載のチャックにおいて、前記チャックを無潤滑タイプとした、チャック。
7. 請求項１に記載のチャックにおいて、さらに、前記摩擦低減部材上に潤滑剤を含む、チャック。
8. 請求項１に記載のチャックにおいて、各摩擦低減部材を前記外面上で他の摩擦低減部材から等間隔離して配置した、チャック。
9. 請求項１記載のチャックにおいて、前記トロイダル構造が前記軸線にほぼ平行な方向に前記外面を横行するように、前記摩擦低減部材を配置した、チャック。
10. 請求項１に記載のチャックにおいて、前記摩擦低減部材を、前記外面から前記軸線にほぼ直交する方向に延在させた、チャック。
11. 請求項１に記載のチャックにおいて、前記摩擦低減部材は、樽型ローラー、搬送ボール、オムニローラー、ボールベアリング、ばね負荷ボール、およびこれらの組み合わせからなるグループから選択した、チャック。
12. 請求項１に記載のチャックにおいて、さらに、チャックを利用する任意の装置に取り付ける手段を備えた、チャック。
13. 請求項２に記載のチャックにおいて、周方向またはほぼ周方向の外面は一定直径を有し、前記テーパ部は外面に隣接配置した、チャック。
14. 請求項１３に記載のチャックにおいて、前記テーパ部は、前記外面に隣接する第２直径、および前記外面から離れた第３直径を有し、前記第直径を前記第３直径よりも大きくした、チャック。
15. 請求項１４に記載のチャックにおいて、前記外面直径を前記第２直径よりも大きくした、チャック。
16. 請求項１３に記載のチャックにおいて、前記外面は、前記チャックの軸線から一定距離にあるものとした、チャック。
17. 請求項１２に記載のチャックにおいて、さらに、
    前記テーパ部の反対側に配置した第１環状開口と、
    前記チャックの軸線と前記第１環状開口との間配置した第２環状開口と、
    前記テーパ部と前記軸線との間に配置した第３環状開口を
    備えた、チャック。
18. 内周面を有するトロイダル構造を加工する方法において、請求項１に記載のチャックにトロイダル構造を位置決めするステップと、前記トロイダル構造を加工するステップと、請求項１に記載のチャックから加工したトロイダル構造を取り外すステップと、
    を有するトロイダル構造の加工方法。
19. 請求項１８に記載の方法において、前記トロイダル構造は、タイヤカーカスおよびタイヤから選択し、請求項１に記載のチャックは前記タイヤカーカスおよびタイヤの内周面と一致する形状に形成した一定直径を有する外面を有し、また前記チャックは前記外面に隣接するテーパ部を備えた、方法。
20. 請求項１９に記載の方法において、前記タイヤカーカスおよびタイヤは、テーパ付き端部を備え、前記テーパ部は前記タイヤカーカスおよびタイヤの前記テーパ付き端部に係合する形状に形成し、ガスシールを形成する構成とした、方法。
21. 請求項１８に記載の方法において、前記トロイダル構造をタイヤカーカスとし、このタイヤカーカスを少なくとも２個またはそれ以上のチャックに位置決めし、前記タイヤカーカスの加工は、このタイヤカーカスにトレッドを付加するステップを有するものとした、方法。
22. 請求項２１に記載の方法において、前記タイヤカーカスの加工は、さらに、少なくとも２個またはそれ以上のチャックを前記タイヤカーカス内で軸線方向に離間させるステップと、前記チャックと前記タイヤカーカスとの間にガスシールを形成するステップを有する、方法。
23. 請求項２２に記載の方法において、さらに、前記チャックを前記タイヤカーカス内で軸線方向に間隔を縮めるステップと、前記チャックから前記タイヤカーカス取り外すステップを有する、方法。
24. チャックシステムにおいて、請求項１に記載のチャックを少なくとも２個またはそれ以上備えたチャックシステム。
25. 請求項２４に記載のチャックシステムにおいて、チャックを整列させ、前記チャックは、互いに逆方向に指向し、トロイダル構造のテーパ付き端部に係合する形状に形成してガスシールをなすテーパ部を有する構成とした、チャックシステム。
26. 請求項２４に記載のチャックシステムにおいて、前記タイヤカーカスが前記チャックの軸線にほぼ平行な方向にチャックの外面にわたり横行できるように、チャックの外面に摩擦低減部材を配置した、チャックシステム。
27. 請求項２４に記載のチャックシステムにおいて、前記チャックの外面およびテーパ部は無潤滑の構成とした、チャックシステム。
28. 内周面を有するトロイダル構造の加工方法において、請求項２４に記載のチャックシステムにトロイダル構造を位置決めするステップと、前記トロイダル構造を加工するステップと、請求項２４に記載のチャックシステムから加工したトロイダル構造を取り外すステップとを有する、方法。

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