JP2024049098A - ビードコア製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内周長の調整を容易かつ迅速に行うことができるビードコア製造装置を提供する。【解決手段】ビードコア製造装置１は、複数のセグメント２１が、径方向の位置を調整可能とされていることにより、内周長が異なるビードコアを形成可能なフォーマー２と、セグメント２１の径方向の位置を調整するための調整具３と、セグメント２１の位置に関する位置データーを検出するためのセンサー４と、位置データーと内周長とを関連付けた関数を記憶する記憶部５と、ユーザーから入力された内周長と、関数とに基づいて、入力された内周長のビードコアが形成されるようにセグメント２１の径方向の位置を決定する演算部６とを含む。【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤのビードコアを製造するためのビードコア製造装置に関する。

従来から、種々のビードコア製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２１－７４８８３号公報

上記特許文献１に開示された装置では、周方向に分割された複数のセグメントを含むフォーマーを用いてビードコアが製造される。各セグメントを径方向に移動させることにより、ビードコアの内周長が調整される。

しかしながら、各セグメントの移動に伴いフォーマーの外周は真円から とは限らないため、フォーマーの外周とビードコア製造装置から取り外されたビードコアの内周とは一致しない。このため、上記内周長の調整には熟練が要求され、複数回にわたる試行錯誤を必要とする場合もある。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、内周長の調整を容易かつ迅速に行うことができるビードコア製造装置を提供することを主たる目的としている。

本発明は、タイヤのビードコアを製造するためのビードコア製造装置であって、
ビードワイヤーを巻付けて前記ビードコアを形成するためのフォーマーであって、周方向に分割された複数のセグメントを含み、前記複数のセグメントに形成された周溝により、前記ビードワイヤーを環状に巻きつけるための周方向溝が形成され、かつ、前記複数のセグメントが、それぞれ、径方向の位置を内外に調整可能とされていることにより、内周長が異なるビードコアを前記周方向溝上に形成可能な前記フォーマーと、
前記複数のセグメントを径方向に移動させて前記位置を調整するための調整具と、
前記複数のセグメントの前記径方向の位置に関する位置データーを検出するためのセンサーと、
前記位置データーと前記内周長とを関連付けた関数を記憶する記憶部と、
ユーザーから入力された前記内周長と、前記関数とに基づいて、入力された前記内周長のビードコアが形成されるように前記複数のセグメントの前記径方向の位置を決定する演算部とを含む。

本発明のビードコア製造装置では、ユーザーから入力された前記内周長と、前記記憶部に記憶された前記関数とに基づいて、前記演算部が前記複数のセグメントの前記径方向の位置を決定する。これにより、複数回にわたる試行錯誤を必要とすることなく、前記内周長の調整を容易かつ迅速に行うことが可能となり、ビードコアの生産性が向上する。

本発明のビードコア製造装置の一実施形態を示す斜視図である。 図１のフォーマーを示す斜視図である。 図１の調整具の一形態を示す正面図である。 図１の記憶部に記憶されている関数の一例を示す図である。 図４の関数の変形例である関数を示す展開図である。 図１のセンサーがセグメントの位置データーを検出する要領を示す図である。 図１のセンサーがセグメントの別の位置データーを検出する要領を示す図である。 レーザー変位センサーを示す図である。 タイヤのリム径に応じて製造されたセグメントを示す図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のビードコア製造装置１のブロック図である。ビードコア製造装置１は、タイヤのビードコアを製造するための装置である。ビードコアは、タイヤのビード部に埋設される。

図１に示されるように、本実施形態のビードコア製造装置１は、フォーマー２と、調整具３と、センサー４と、記憶部５と、演算部６と、入出力部７とを含んでいる。

図２は、フォーマー２を示している。フォーマー２は、ビードワイヤーＷを巻き付けてビードコアを形成するために、円柱状に形成されている。

フォーマー２は、周方向に分割された複数のセグメント２１を含んでいる。各セグメント２１には周溝２２が形成されている。各周溝２２がフォーマー２の周方向に配列されることにより、ビードワイヤーＷを環状に巻き付けるための周方向溝２３が断続的に形成される。フォーマー２は回転軸２０を有する。ビードワイヤーＷを巻き付ける際に、フォーマー２は回転軸２０の廻りに回転される。周方向溝２３内でビードワイヤーＷが、多列多段に巻き付けられることにより、ビードコアが形成される。ビードワイヤーＷは、例えば、断面が４角形状または６角形状となるように、巻き付けられる。このため、周溝２２は、ビードワイヤーＷの巻付け形状に対応する断面となるように形成されている。図１では、断面が４角形状のビードコアを製造するための周溝２２が示されている。

フォーマー２は、タイヤのリム径に応じて準備され、交換可能に構成されている。リム径が異なるタイヤには、異なるフォーマー２によって製造されたビードコアが用いられる。

タイヤのビードコアの廻りには、カーカスプライ及びその他の補強材が巻き回される。補強材の構成によっては、同一リム径のタイヤであっても異なる内周長のビードコアが適用される。本実施形態のフォーマー２は、異なる内周長のビードコアを製造できるように構成されている。

より具体的には、複数のセグメント２１は、それぞれ、径方向の位置を内外に調整可能とされている。各セグメント２１の位置調整は、ビードワイヤーＷを巻き付ける前に実行される。各セグメント２１が径方向に移動することにより、内周長が異なるビードコアを周方向溝２３上に形成することが可能となる。

調整具３は、複数のセグメント２１を径方向に移動させて位置を調整する。調整具３によって、フォーマー２の回転軸２０に対する各セグメント２１の径方向の位置は、同じとなるように調整される。

センサー４は、複数のセグメント２１の径方向の位置に関する位置データーを検出する。位置データーは、セグメント２１内の任意の測定箇所の径方向の位置である。

記憶部５は、位置データーと内周長とを関連付けた関数を記憶する。記憶部５には、不揮発性メモリ、ハードディスクの他、種々の記憶媒体が適用される。

記憶部５が記憶する上記関数の変数として用いられる内周長は、ビードコアの内周長そのものの他、ビードコアの内周長に関するデーターであってもよい。ビードコアの内周長に関するデーターの一例としては、例えば、特開２０１２－１５００１３号公報に示される移動距離Ｌが挙げられる。記憶部５が記憶する上記関数は、後述する演算部６によって活用される。

演算部６は、入力された内周長のビードコアが形成されるように複数のセグメント２１の径方向の位置を決定する。演算部６には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の各種のプロセッサが適用される。

入出力部７は、ビードコア製造装置１の動作に関する各種の情報を入力または出力するために用いられる。入出力部７には、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）とタッチセンサーとを組み合わせたタッチパネル等が適用される。

ビードコア製造装置１のユーザーは、入出力部７を用いて製造したいビードコアの内周長（目標値）を入力する。入力された内周長は、記憶部５に記憶され、演算部６によって活用される。また、記憶部５が記憶する上記関数は、入出力部７を介してビードコア製造装置１に入力されていてもよい。

上記構成のビードコア製造装置１において、演算部６は、ユーザーから入力された内周長と、記憶部５に記憶された関数とに基づいて、入力された内周長のビードコアが形成されるように複数のセグメント２１の径方向の位置を決定する。これにより、複数回にわたる試行錯誤を必要とすることなく、複数のセグメント２１の適正な径方向の位置が取得される。

演算部６が決定した複数のセグメント２１の径方向の位置に関するデーターは、例えば、入出力部７に表示される。ユーザーは入出力部７に表示されたデーターを参照し、調整具３を操作して複数のセグメント２１の径方向の位置を調整する。これにより、複数回にわたる試行錯誤を必要とすることなく、内周長の調整を容易かつ迅速に行うことが可能となり、ビードコアの生産性が向上する。

調整具３は、演算部６によって決定された位置になるように、複数のセグメント２１を径方向の位置を調整するために用いられる。

図３は、調整具３の一形態を示している。調整具３は、複数のセグメント２１を駆動するために、フォーマー２の回転軸２０の方向に移動する主軸３１と、主軸３１の軸方向の動きを径方向に変換して複数のセグメント２１を径方向の外側または内側に駆動する変換機構３２と、主軸３１の軸方向の外側への動きを規制するストッパー３３とを含んでいる。

主軸３１は、原動機によって駆動されてフォーマー２の回転軸２０の方向に移動する。 主軸３１は、フォーマー２を回転駆動可能に構成されていてもよい。変換機構３２は、主軸３１と複数のセグメント２１とを連結し、主軸３１の動きを複数のセグメント２１に伝達する。変換機構３２には、例えば、リンク、カム等の各種の機械機構が適用される。ストッパー３３は、主軸３１に当接可能に配されている。軸方向に移動する主軸３１がストッパー３３に当接することにより主軸３１が停止し、複数のセグメント２１の径方向の移動が規制される。

複数のセグメント２１の径方向の位置の調整は、主軸３１の軸方向の移動量、すなわちストッパー３３の軸方向の位置を調整することによりなされる。従って、演算部６は、ユーザーから入力された内周長のビードコアを製造するためのストッパー３３の軸方向の位置を決定する。

ストッパー３３の軸方向の位置は、ユーザーによって調整される。ユーザーは、演算部６が決定した複数のセグメント２１の径方向の位置に関するデーターに基づいて、ストッパー３３の位置を調整する。演算部６によってストッパー３３が制御されるように構成されていてもよい。この場合、演算部６は、複数のセグメント２１の径方向の位置に関するデーターに基づいてストッパー３３の位置を調整する。

ビードワイヤーＷは、複数のセグメント２１が径方向の外側に移動した状態で、周方向溝２３に巻き付けられる。巻付けが完了したビードワイヤーＷは、複数のセグメント２１が径方向の内側に移動することにより、フォーマー２から取り外される。

図４は、記憶部５に記憶されている関数１０の一例を示している。本実施形態の関数１０では、複数のセグメント２１の位置データーとして、複数のセグメント２１を第１位置及び第２位置となるように調整したときの周溝２２の溝底の位置の実測値ｄ１及びｄ２が適用されている。

複数のセグメント２１の第１位置とは、例えば、周方向溝２３が第１溝底径Ｄ１となるように調整された複数のセグメント２１の径方向の位置である。第２位置とは、例えば、周方向溝２３が第１溝底径Ｄ１より大きい第２溝底径Ｄ２となるように調整された複数のセグメント２１の径方向の位置である。

周溝２２の溝底の位置は、周上の複数箇所で測定される（後述する図６参照）。これにより、各セグメント２１の摩耗や偏心が反映された位置データーが得られる。

また、内周長には、周方向溝２３が第１位置及び第２位置となるように調整されたフォーマー２を用いて製造され、その後、フォーマー２から取り外されて実測されたビードコアの内周長（実測値）Ｌ１及びＬ２が適用される。既に述べたように、内周長は、ビードコアの内周長そのものの他、ビードコアの内周長に関するデーターであってもよい。

関数１０は、複数のセグメント２１が第１位置となるように調整されたフォーマー２で製造されたビードコアの内周長Ｌ１と、複数のセグメント２１が第２位置となるように調整されたフォーマー２で製造されたビードコアの内周長Ｌ２とに基づいて定められる。

図４に示されるように、複数のセグメント２１が第１位置となるように調整されたフォーマー２での位置データーｄ１及びそれに対応する内周長Ｌ１と、複数のセグメント２１が第２位置となるように調整されたフォーマー２での位置データーｄ２及びそれに対応する内周長Ｌ２とによって線形の関数１０が得られ、記憶部５に記憶される。そして、演算部６は、線形の関数１０を用いて、ユーザーから入力された内周長Ｌに対応する周方向溝２３の溝底径、すなわち、複数のセグメント２１の周溝２２の溝底の位置ｄを計算する。従って、簡素な計算で、複数のセグメント２１の周溝２２の溝底の位置ｄを計算することが可能となる。

上記主軸３１の移動範囲は有限であるので、複数のセグメント２１の径方向の移動範囲も有限である。このため、周方向溝２３の溝底径も、最小から最大の範囲で調整可能である。

本ビードコア製造装置１では、第１溝底径Ｄ１は周方向溝２３の最小の溝底径であり、第２溝底径Ｄ２は周方向溝の最大の溝底径である、のが望ましい。これにより、適正な関数１０が得られ、ユーザーから入力された内周長Ｌに対応する複数のセグメント２１の周溝２２の溝底の位置を正確に計算することが可能となる。

図５は、記憶部５に記憶されている関数１０の変形例である関数１０Ａを示している。関数１０Ａは、第１位置、第２位置及び第３位置となるように調整したときの周溝２２の溝底の位置の実測値ｄ１、ｄ２及びｄ３並びに内周長の実測値Ｌ１、Ｌ２及びＬ３とに基づいて定められる。

複数のセグメント２１の第３位置とは、例えば、周方向溝２３が第３溝底径Ｄ３となるように調整された複数のセグメント２１の径方向の位置である。ここで、第３溝底径Ｄ３は、第１溝底径Ｄ１よりも大きく第２溝底径Ｄ２よりも小さい周方向溝２３の溝底径である。

関数１０Ａは、線形であってもよく非線形であってもよい。複数のセグメント２１の周溝２２の溝底の位置を計算に関数１０Ａを用いることにより、ユーザーから入力された内周長Ｌに対応する複数のセグメント２１の周溝２２の溝底の位置をより一層正確に計算することが可能となる。

図６、７は、関数１０および関数１０Ａを定義するにあたって、センサー４がセグメント２１の位置データーを検出する要領を示している。センサー４は、フォーマー２の周方向溝２３の底面、すなわち、複数のセグメント２１の周溝２２の溝底の径方向の位置を複数の測定箇所２４（例えば、同図では２４箇所）にわたって検出する。なお、測定箇所２４は、等間隔に配置されてなくてもよい。

図６に示されるように、まず、位置データーの検出にあたっては、ストッパー３３の軸方向の位置が調整され、複数のセグメント２１の径方向の位置が第１溝底径Ｄ１に設定される。そして、フォーマー２を回転させることにより、周溝２２の溝底が複数箇所にわたってセンサー４に順次向けられる。これにより、複数の位置データーが検出される。複数の位置データーを平均化することにより、第１溝底径Ｄ１に対応する一つの位置データーｄ１が得られる。

その後、図７に示されるように、ストッパー３３の軸方向の位置を変更し（図３参照）、複数のセグメント２１の径方向の位置を第２溝底径Ｄ２に設定し、上記の測定を繰り返すことにより、第２溝底径Ｄ２に対応する別の位置データーｄ２が得られる。第３溝底径Ｄ３に対応する位置データーｄ３も同様に測定される。

複数のセグメント２１の位置データーには、測定箇所２４の径方向の位置の実測値及び隣り合う測定箇所２４間の偏角θから算出された周溝２２の溝底周長が適用されてもよい。

本実施形態のビードコア製造装置１において、センサー４として、レーザー変位センサー４１が適用されるのが望ましい。

図８は、レーザー変位センサー４１を示している。レーザー変位センサー４１は、測定対象物にレーザー光ＬＳを照射して、その反射光を検出することにより、測定対象物の形状及び変位を検出する。

レーザー変位センサー４１は、その光軸４２が周方向溝２３を介してフォーマー２の回転軸２０に向くように配されている。レーザー変位センサー４１は、測定基準位置４３が回転軸２０から距離Ｚを隔てるように配されている。レーザー変位センサー４１は、回転するフォーマー２において周溝２２の溝底の変位、すなわち、測定基準位置４３から周溝２２の溝底までの距離Ｙを測定する。上記距離Ｚから上記距離Ｙを減じることにより周溝２２の溝底の径方向の位置Ｘが測定される。

センサー４として、レーザー変位センサー４１が適用されることにより、複数のセグメント２１の位置データーを迅速かつ正確に検出可能である。

図９は、タイヤのリム径に応じて製造されたセグメント２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃを示している。例えば、セグメント２１Ａは、１４インチ径のタイヤに埋設されるビードコアの製造に適用され、セグメント２１Ｂは、１６インチ径のタイヤに埋設されるビードコアの製造に適用され、セグメント２１Ｃは、１８インチ径のタイヤに埋設されるビードコアの製造に適用される。

セグメント２１Ａ、２１Ｂまたは２１Ｃによって構成されるフォーマー２は、タイヤのリム径に応じて準備され、交換可能である。これにより、複数のサイズのリム径のビードコアを容易に製造することが可能となる。

関数１０、１０Ａは、タイヤのリム径に応じて準備されたフォーマー２毎に定められる、のが望ましい。例えば、関数１０の傾き及び切片は、フォーマー２毎に定められるのが望ましい。これにより、タイヤのリム径に応じて最適化された関数１０等を用いて、複数のセグメント２１の周溝２２の溝底の位置をより一層正確に計算することが可能となる。

以上、本発明のビードコア製造装置１が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

図４、５に示される関数を用いることなく作業者の勘と経験により、所望の内周長のビードコアを形成するための複数のセグメントの位置調整に要した時間は、約７．５分であった。

一方、図４、５に示される関数を用いて、所望の内周長のビードコアを形成するための複数のセグメントの位置調整に要した時間は、約３分であった。

［付記］
本発明は以下の態様を含む。

［本発明１］
タイヤのビードコアを製造するためのビードコア製造装置であって、
ビードワイヤーを巻付けて前記ビードコアを形成するためのフォーマーであって、周方向に分割された複数のセグメントを含み、前記複数のセグメントに形成された周溝により、前記ビードワイヤーを環状に巻き付けるための周方向溝が形成され、かつ、前記複数のセグメントが、それぞれ、径方向の位置を内外に調整可能とされていることにより、内周長が異なるビードコアを前記周方向溝上に形成可能な前記フォーマーと、
前記複数のセグメントを径方向に移動させて前記位置を調整するための調整具と、
前記複数のセグメントの前記径方向の位置に関する位置データーを検出するためのセンサーと、
前記位置データーと前記内周長とを関連付けた関数を記憶する記憶部と、
ユーザーから入力された前記内周長と、前記関数とに基づいて、入力された前記内周長のビードコアが形成されるように前記複数のセグメントの前記径方向の位置を決定する演算部とを含む、
ビードコア製造装置。
［本発明２］
前記調整具は、前記演算部によって決定された前記位置になるように、前記複数のセグメントを径方向の位置を調整する、本発明１記載のビードコア製造装置。
［本発明３］
前記位置データーは、前記周溝の底面の径方向の位置の実測値である、本発明１に記載のビードコア製造装置。
［本発明４］
前記関数は、
前記複数のセグメントを第１位置となるように調整したときの前記周方向溝の溝底の前記径方向の位置の実測値及び前記ビードコアの前記内周長の実測値と、
前記複数のセグメントを前記第１位置とは異なる第２位置となるように調整したときの前記周方向溝の溝底の前記径方向の位置の実測値及び前記内周長の実測値とに基づいて定められる、本発明３に記載のビードコア製造装置。
［本発明５］
前記第１位置は前記周方向溝の溝底径が最小となる位置であり、前記第２位置は前記溝底径が最大となる位置である、本発明４に記載のビードコア製造装置。
［本発明６］
前記関数は、前記複数のセグメントを前記第１位置及び前記第２位置とは異なる第３位置となるように調整したときの前記周方向溝の溝底の前記径方向の位置の実測値及び前記内周長の実測値とに基づいて定められる、本発明４に記載のビードコア製造装置。
［本発明７］
前記センサーは、光軸が前記周溝に向けて配されたレーザー変位センサーである、本発明３に記載のビードコア製造装置。
［本発明８］
前記フォーマーは、前記タイヤのリム径に応じて交換可能である、本発明１に記載のビードコア製造装置。
［本発明９］
前記関数は、前記フォーマー毎に定められる、本発明８に記載のビードコア製造装置。

１ ：ビードコア製造装置
２ ：フォーマー
３ ：調整具
４ ：センサー
５ ：記憶部
６ ：演算部
１０ ：関数
１０Ａ ：関数
２１ ：セグメント
２１Ａ ：セグメント
２１Ｂ ：セグメント
２１Ｃ ：セグメント
２２ ：周溝
２３ ：周方向溝
４１ ：レーザー変位センサー
４２ ：光軸
Ｌ ：内周長
Ｌ１ ：内周長
Ｌ１ ：実測値
Ｌ２ ：実測値
Ｌ２ ：内周長
ｄ１ ：位置データー
ｄ１ ：実測値
ｄ２ ：位置データー
ｄ２ ：実測値
ｄ３ ：位置データー

Claims (9)

1. タイヤのビードコアを製造するためのビードコア製造装置であって、
   ビードワイヤーを巻付けて前記ビードコアを形成するためのフォーマーであって、周方向に分割された複数のセグメントを含み、前記複数のセグメントに形成された周溝により、前記ビードワイヤーを環状に巻き付けるための周方向溝が形成され、かつ、前記複数のセグメントが、それぞれ、径方向の位置を内外に調整可能とされていることにより、内周長が異なるビードコアを前記周方向溝上に形成可能な前記フォーマーと、
   前記複数のセグメントを径方向に移動させて前記位置を調整するための調整具と、
   前記複数のセグメントの前記径方向の位置に関する位置データーを検出するためのセンサーと、
   前記位置データーと前記内周長とを関連付けた関数を記憶する記憶部と、
   ユーザーから入力された前記内周長と、前記関数とに基づいて、入力された前記内周長のビードコアが形成されるように前記複数のセグメントの前記径方向の位置を決定する演算部とを含む、
   ビードコア製造装置。
2. 前記調整具は、前記演算部によって決定された前記位置になるように、前記複数のセグメントを径方向の位置を調整する、請求項１記載のビードコア製造装置。
3. 前記位置データーは、前記周溝の底面の径方向の位置の実測値である、請求項１に記載のビードコア製造装置。
4. 前記関数は、
   前記複数のセグメントを第１位置となるように調整したときの前記周方向溝の溝底の前記径方向の位置の実測値及び前記ビードコアの前記内周長の実測値と、
   前記複数のセグメントを前記第１位置とは異なる第２位置となるように調整したときの前記周方向溝の溝底の前記径方向の位置の実測値及び前記内周長の実測値とに基づいて定められる、請求項３に記載のビードコア製造装置。
5. 前記第１位置は前記周方向溝の溝底径が最小となる位置であり、前記第２位置は前記溝底径が最大となる位置である、請求項４に記載のビードコア製造装置。
6. 前記関数は、前記複数のセグメントを前記第１位置及び前記第２位置とは異なる第３位置となるように調整したときの前記周方向溝の溝底の前記径方向の位置の実測値及び前記内周長の実測値とに基づいて定められる、請求項４に記載のビードコア製造装置。
7. 前記センサーは、光軸が前記周溝に向けて配されたレーザー変位センサーである、請求項３に記載のビードコア製造装置。
8. 前記フォーマーは、前記タイヤのリム径に応じて交換可能である、請求項１に記載のビードコア製造装置。
9. 前記関数は、前記フォーマー毎に定められる、請求項８に記載のビードコア製造装置。

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