JP4319838B2 - コイルワイヤ成形方法及び装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルワイヤ成形方法及び装置に関し、特に、自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤの製造方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
タイヤ補強材等にスチールワイヤを使用する場合、単線のスチールワイヤはそのままでは柔軟性および伸長性に欠ける。そこで、例えば、くせ付けピンの間にワイヤを通して回転させることによりスチールワイヤに安定した波形スパイラル状のくせを付け、仮捻手段によって捻れを除去し、さらに、矯正ロールによって真直性を付与することによって、均一で小さい波形スパイラル状で柔軟性および伸長性に優れ真直性に優れたスチールワイヤとするくせ付け装置が開発されている(特許文献1参照)。
【0003】
また、他に、タイヤ補強用として、押出装置から押し出した円筒状のコートゴムの廻りにスチールコードあるいは有機繊維コード等の補強コードを螺旋状に巻き付け、ロールで圧延することにより、補強コードを偏平コイル状に配置したテープを成形することが、従来から提案されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−25983号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、タイヤ補強用等の単線のスチールワイヤを柔軟性および伸長性を有するとともに真直性に優れた波形スパイラル状にすることは従来の技術によっても可能であるが、タイヤ補強材としてのスチールワイヤの使用態様の多様化に対応するためには、波形のスパイラル線よりも一層柔軟性および伸長性に富んだ、ピッチの粗いコイル状のスチールワイヤが必要となる。
【0006】
しかし、そうしたタイヤ補強用等に使用するピッチの粗いコイル状のワイヤを作るには、例えばコイルバネ成形機の原理で線材をピッチを粗くして巻くしかなく、その場合、粗いピッチでコイル状に巻かれた部分が回転し振り回されて送り出されるので、長尺物を作るのは非常に困難である。そして、使用態様によっては、円筒コイル状のスチールワイヤではなくて、予め所定ピッチで一方向に倒れた偏平ワイヤ状のスチールワイヤとした方が好都合な場合があるが、そうした偏平なコイルワイヤを成形するのに、コイルバネ成形機の原理で線材を巻く工程で、一周巻く毎に、コイル成形治具を解除し、真直加工治具でコイル円周部の所定部位を真直加工して、一周毎にコイル中心を所定ピッチで順次一方向に偏位させるようにするのでは、偏平コイル状となった部分が回転して振り回されることになるため、そのままでは長尺物の加工は非常に困難であり、また、巻き取りながら回転させるにしても、巻き取ること自体が容易でないし、巻取り機を回転させる必要があって、装置が大掛かりで高価となってしまう。
【0007】
また、押出装置から押し出した円筒状のコートゴムの廻りに補強コードを螺旋状に巻き付けて圧延する上記従来の方法は、特定の使用態様には適しても、コイルワイヤ単体を得ることはできないため、使用態様の自由度に欠け、また、成形装置も大掛かりで高価なものになる。
【0008】
本発明はこうした問題点に鑑みてなされたものであって、簡単でコンパクトな装置により自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤを製造できるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のコイルワイヤ成形方法は、線材を略密着状態で円筒螺旋状に巻いてなるコイルの一周毎の円周上同一部位に、所定長さにわたって順次塑性変形して略真直となるよう、あるいは他の部位よりも曲率が小さくなるよう、若しくは他の部位より曲率が大きくなるよう成形加工を施すことにより、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを成形するもので、例えば、コイルの一周毎の円周上同一部位を、円弧状に凹陥した形状若しくは円弧状に凸設された形状のダイス面を有する成形加工用のダイス上に順次供給し、押圧加工片により前記ダイス面に押し付けることにより、該円周上同一部位を略真直となるよう、あるいは他の部位よりも曲率が小さくなるよう、若しくは他の部位より曲率が大きくなるよう変形させる。
【0010】
ここで、線材を略密着状態で円筒螺旋状に巻いてコイルにする加工は、予め別工程で行う。この加工は、コイルバネ成形機の原理を利用するなど、種々の方法で行うことができる。略密着状態のコイルの場合、ピッチの粗いコイルとは異なって、加工した部分を巻き取ることが容易で、長尺物の加工も可能である。そして、このように別工程で加工した略密着状態の円形コイルの一周毎の円周上同一部位に、所定長さにわたって順次成形加工を施す作業は、成形加工された部分を振り回すことなく行うことができる。そのため、簡単でコンパクトな装置により、自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平な帯状のコイルワイヤを製造することができる。
【0011】
また、本発明のコイルワイヤ成形装置は、円弧状に凹陥した形状若しくは円弧状に凸設された形状のダイス面を有する成形加工用のダイスと、略密着状態で円形螺旋状に巻かれたコイルの一周毎の円周上同一部位をダイス上に順次供給するコイル供給装置と、供給されたコイル一周毎の円周上同一部位をダイス面に押し付け、所定長さにわたって順次塑性変形して略真直となるよう、あるいは他の部位よりも曲率が小さくなるよう、若しくは他の部位より曲率が大きくなるよう成形加工を施す押圧装置を具備する。このコイルワイヤ成形装置は、予め加工された略密着状態の円筒コイルをコイル供給装置に装填し、まずコイル1周目の円周上所定部位をダイス上に供給し、押圧装置によりダイスに押し付けて、所定長さにわたって変形させ、次いで、順次2周目以降の円周上同一部位をダイス上に供給し、押圧装置によりダイスに押し付けて、順次成形加工を施すことで、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを成形する。
【0012】
ここで、コイル供給装置は、例えば、円筒状のコイル供給部を有し、コイル供給部の上端に、外周に沿って円弧状のスリットが形成された天板を有し、天板上の反スリット側で該天板の外周に沿う位置に、円弧状のダイス面を有する成形加工用のダイスをダイス面が外側となる配置で固定し、略密着状態で円筒螺旋状に巻かれたコイルをコイル供給部に軸方向に収容し、コイル先端側をスリットから天板上に出して、コイル供給部を所定回転方向に間欠駆動し、コイル自体は回転させずに天板を回転させ、天板一回転毎にコイル一周分を前記スリットから新たに天板上に送り出して、一周毎の円周上同一部位をダイス上に供給し、押圧装置によりダイス面に押し付けて、塑性変形して略真直となるよう、あるいは他の部位よりも曲率が小さくなるよう、若しくは他の部位より曲率が大きくなるよう成形加工する間、ダイス上に所定時間停止させ、成形加工した後、ガイドに沿って一方向に送り出すよう構成するのがよい。
【0013】
このように構成したコイル供給装置は、予め加工された略密着状態の円筒コイルをコイル供給部に装填し、まず、コイル先端側から一周分をスリットから天板上に出して、円周上所定部位をダイスに引っ掛け、その状態で停止させ、エアシリンダ、カム等で押圧装置を駆動して、ダイスに押し付ける。そうすることで、一周目が所定長さにわたって塑性変形する。
【0014】
そして、その後、コイル供給部を駆動して天板を一回転させると、コイルはスリットから次の一周分が天板上に送り出され、その際、真直加工の終わった一周目のコイル中心がガイドに沿って一方向にずれ、そのためにコイル自体は回転せず、新たに天板上に送り出された一周分の先に加工された部分と同一の円周上所定部位すなわち円周上同一部位がダイス上に供給されることとなる。そして、その位置で停止し、押圧装置によりダイスに押し付けることにより、円周上同一部位が所定長さにわたって塑性変形する。
【0015】
こうして一周分ずつ天板上に送り出し、円周上同一部位をダイスに押し付けて、成形加工する。これを繰り返すことにより、略密着状態で一周毎のコイル中心が、成形加工が施された所定長さ分をピッチとして順次一方向に偏位し、偏平な帯状のコイルワイヤが得られる。
【0016】
こうして、簡単でコンパクトな装置により、自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤを製造することができる。
本発明において、コイル一周毎の同一部位に施す成形加工は、該部位を略真直に変形させるものであってよく、他の部位より曲率が小さくなくよう変形させるものであってよく、また、他の部位より曲率が大きくよう変形させるものであってもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1〜図6に本発明の実施の形態の一例を示す。図1はコイルワイヤ成形装置の平面図、図2はコイルワイヤ成形装置の正面視断面図、図3はコイルワイヤ成形装置の側面視断面図、図4はコイル供給部の平面図(a)および側面視断面図(b)、図5はコイルワイヤの成形途中の平面図(b)および側面視断面図(b)、図6はコイルワイヤの成形工程説明図(a)、(b)、(c)、(d)である。
【0018】
この実施の形態のコイルワイヤ成形装置は、図1〜図3に示すとおりで、ベッドフレーム1上に前後一対のサイドフレーム2、3が立設されて、サイドフレーム2、3間に支持テーブル4が固定され、該支持テーブル4の一端(正面視にて左端)に、支持テーブル4から張り出す形で保持台5が取り付けられている。そして、保持台5には、支持テーブル4から張り出した部分に、コイル供給部を構成する円筒状の垂直なコイル供給筒体6を上部内周に一体保持した回転体7が、軸受8を介して回転可能に支承されている。
【0019】
コイル供給筒体6は、コイル供給筒体6の内周に沿って円弧状のスリット10を有する天板11が一体に形成され、その天板11の上面が保持台5の上面と面一となる配置で支承されている。また、天板11には、スリット10とは反対側で平面視にて天板11の外周(コイル供給筒体6の内周)に沿う位置に、平面視にて円弧状に凹陥した形状のダイス面を有する成形加工用のダイス12が、ダイス面が外側となる配置で固定されている。そして、コイル供給筒体6を一体保持した回転体7の下部外周にプーリ13が固定されている。
【0020】
また、保持台5の、支持テーブル4と重なる部分の上面には、コイル供給筒体6の加工位置である所定回転位置(天板11上のダイス12のダイス面が保持台5側に向いた位置)において天板11上のダイス12のダイス面に対向する位置に押圧加工片21を支持して、該押圧加工片21を駆動し、ダイス12のダイス面に向けて進出しダイス面に押し付ける作動位置と、ダイス面から離れる退避位置との間を進退自在に移動させるエアシリンダ22が設置されている。なお、エアシリンダ22に代えて、カム機構を用いた駆動装置を用いてもよい。
【0021】
また、保持台5の上面には、天板11上のダイス12を挟んで押圧加工片21と対向し平面視にて天板11の外周(コイル供給筒体6の内周)に略接する位置に、押圧加工片21の移動方向と直交するよう、保持台5上面の前後の幅一杯に直線レール状のガイド23が設けられ、また、ダイス12に対し押圧加工片21側で、押圧加工片21と干渉しない保持台5上面の後部(図1において上側)に、上記ガイド23から天板11の外径(コイル供給筒体6の内径)に略等しい距離だけ離れて、上記ガイド23と平行に他方のガイド24が設けられている。そして、これら2本のガイド23、24により形成される通路に連通するよう、保持台5の後端に送出し樋25が連結されている。
【0022】
また、支持テーブル4の上面には、側端部に、下方に配置された電動機31に直結されて連続回転する駆動側歯車32と、支持テーブル4の中央部に設置された軸受装置33に支承された歯車軸34に固定されて駆動側歯車32により間欠駆動され駆動側歯車32の1回転につき1/4回転する従動側歯車35とで構成されたゼネバ歯車機構が配設されている。
【0023】
そして、従動側歯車35の歯車軸34の上端にプーリ36が固定され、また、支持テーブル4には、従動側歯車35と保持台5との間に軸受装置37が設置されて、該軸受装置37に支承されて支持テーブル4を貫通するようプーリ軸38が設けられ、該プーリ軸38の上端には、歯車軸34側のプーリ36とベルト連結するプーリ39が固定されて、そのプーリ径が歯車軸34側のプーリ36のプーリ径の1/4とされている。
【0024】
また、プーリ軸38の下端には、コイル供給筒体6を一体保持する回転体7に設けられたプーリー13とベルト連結するプーリ40が固定され、そのプーリ径は回転体7側のプーリ13と同径とされている。
【0025】
そして、支持テーブル4上面の側端部には、ゼネバ歯車機構の駆動側歯車32の下面に形成された突起41を検知するセンサ42が配設されている。
【0026】
このコイルワイヤ成形装置を使用して、線材を略密着状態で円筒螺旋状に巻いてなる円筒コイルの一周毎の円周上同一箇所に、所定長さにわたって順次成形加工を施し、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して偏平ワイヤ状となったコイルワイヤを成形する。円筒コイルは、スチールワイヤ等を素材として予め別工程で成形する。そして、その円筒コイルの一周毎の円周上同一部位をダイス12上に順次供給し、押圧加工片21によりダイス面に押し付けることにより、円周上同一部位を略真直となるよう変形させる。
【0027】
上記コイルワイヤ成形装置は、スリット10を有する天板11を備えたコイル供給筒体6がコイル供給部となり、このコイル供給筒体6と、保持台5に支承されて一体回転する回転体7とが、円筒コイルの一周毎の円周上同一部位をダイス12上に順次供給するコイル供給装置を構成し、押圧加工片21と、これを駆動するエアシリンダ22とが、円筒コイルの円周上同一部位をダイス面に押し付ける押圧装置を構成している。
【0028】
そして、図4の(a)、(b)に示すように、略密着状態の円筒コイルC1 をコイル供給筒体6の下方から軸方向に装填し、先端側から一周分をスリット10から天板11上に出して、円周上所定部位がダイス12に引っ掛かる位置に供給し、その状態で停止して、エアシリンダ22を駆動して押圧加工片21を押し出し、円筒コイルC1 の一周目の円周上所定部位をダイス面に押し付ける。
【0029】
ダイス面は例えば図示の例のように円弧状に凹陥した形状で、押圧加工片21により押し付けられることにより円形コイルC1 の円周上所定部位が塑性変形し、押圧加工片21が引っ込むと、塑性変形した部分が所定長さにわたって略真直となる。そして、回転体6を駆動して、コイル供給筒体6と一体に天板11を一回転させ、その際、成形加工によりコイル中心がずれた一周目をガイド23、24に沿わせることによりコイル自体は回転しないようにして、円筒コイルC1 の次の一周分をスリット10から天板11上に送り出し、先に加工された部分と同一の円周上所定部位(円周上同一部位)をダイス12に引っ掛けて、同様に押圧加工片21によりダイス面に押し付ける。
【0030】
こうして一周分ずつ天板11上に送り出し、円周上同一部位をダイス12に押し付けて、略真直に成形加工する。これを繰り返すことにより、略密着状態で一周毎のコイル中心が、成形加工が施された所定長さ分をピッチとして順次一方向に偏位した偏平な帯状のコイルワイヤC2 となっていく。円筒コイルC1 から偏平なコイルワイヤC2 への変化は図5の(a)、(b)に示すとおりである。
【0031】
ゼネバ歯車機構の駆動側歯車32の1回転につき、従動側歯車35は回転及び停止が1対3の時間配分で間欠駆動されて1/4回転し、その回転が中間のプーリ39、40を介してベルト伝動により回転体7側のプーリ13に伝達され、回転体7が回転及び停止の時間配分が1対3の時間配分で間欠駆動され、1回転する。そして、回転体7が1回転することで、円筒コイルC1 の一周分が天板11上に送り出され、円周上同一箇所がダイス12に供給される。そして、停止中に押圧加工片21が駆動され、成形加工が行われる。
【0032】
図6の(a)は、円筒コイルC1 一周分の円周上所定部位がダイス12に引っ掛かり、天板11が加工位置にて停止した状態で、この状態で図6の(b)に示すように押圧加工片21が押し出され、円筒コイルC1 の円周上所定部位がダイス面に押し付けられる。そして、図6の(c)に示すように押圧加工片21が引っ込むと、円筒コイルC1 の塑性変形した部分が略真直となり、次いで、図6の(d)に示すように天板11が回転し、円筒コイルC1 の次の一周分の円周上同一部位が加工位置にてダイス12に引っ掛かった図6の(a)の状態となり、以下、同様に成形加工が施される。
【0033】
なお、上記図示の実施の形態は、コイル一周毎の同一部位を略真直に変形させる場合であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、コイル一周毎の同一部位を他の部位より曲率が小さくなるよう変形させる実施の形態、あるいはコイル一周毎の同一部位を他の部位より曲率が大きくなるよう変形させる実施の形態も可能である。曲率が小さくなるよう変形させる場合、ダイスおよび押圧加工片は上記図示の実施と同様で、押圧加工片を押し付ける圧力を小さくする。また、曲率が大きくなるよう変形させる場合、ダイスは円弧状に凸設されたダイス面を有するものとし、押圧加工片を凹陥状に形成する。
【0034】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、簡単でコンパクトな装置により、自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係るコイルワイヤ成形装置の平面図である。
【図2】実施の形態に係るコイルワイヤ成形装置の正面視断面図である。
【図3】実施の形態に係るコイルワイヤ成形装置の側面視断面図である。
【図4】実施の形態に係るコイルワイヤ成形装置のコイル供給部の平面図(a)および側面視断面図(b)である。
【図5】実施の形態に係るコイルワイヤの成形途中の平面図(b)および側面視断面図(b)である。
【図6】実施の形態に係るコイルワイヤの成形工程説明図(a)、(b)、(c)、(d)である。
【符号の説明】
6 コイル供給筒体
7 回転体
10 スリット
11 天板
12 ダイス
13 プーリ
21 押圧加工片
22 エアシリンダ
23、24 ガイド
31 電動機
32 駆動側歯車
35 従動側歯車
36、39、40 プーリ
C1 円筒コイル
C2 コイルワイヤ
Claims (4)
- 線材を略密着状態で円筒螺旋状に巻いてなるコイルの一周毎の円周上同一部位に、所定長さにわたって順次塑性変形して略真直となるよう、あるいは他の部位よりも曲率が小さくなるよう、若しくは他の部位より曲率が大きくなるよう成形加工を施すことにより、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを成形することを特徴とするコイルワイヤ成形方法。
- コイルの一周毎の円周上同一部位を、円弧状に凹陥した形状若しくは円弧状に凸設された形状のダイス面を有する成形加工用のダイス上に順次供給し、押圧加工片により前記ダイス面に押し付けることにより、該円周上同一部位を略真直となるよう、あるいは他の部位よりも曲率が小さくなるよう、若しくは他の部位より曲率が大きくなるよう変形させることを特徴とする請求項1記載のコイルワイヤ成形方法。
- 円弧状に凹陥した形状若しくは円弧状に凸設された形状のダイス面を有する成形加工用のダイスと、略密着状態で円形螺旋状に巻かれたコイルの一周毎の円周上同一部位を前記ダイス上に順次供給するコイル供給装置と、供給されたコイル一周毎の円周上同一部位を前記ダイス面に押し付け、所定長さにわたって順次塑性変形して略真直となるよう、あるいは他の部位よりも曲率が小さくなるよう、若しくは他の部位より曲率が大きくなるよう成形加工する押圧装置を具備することを特徴とするコイルワイヤ成形装置。
- 前記コイル供給装置は、円筒状のコイル供給部を有し、該コイル供給部の上端に、外周に沿って円弧状のスリットが形成された天板を有し、該天板上の反スリット側で該天板の外周に沿う位置に、前記ダイスを前記ダイス面が外側となる配置で固定し、略密着状態で円筒螺旋状に巻かれたコイルを前記コイル供給部に軸方向に収容し、コイル先端側を前記スリットから天板上に出して、コイル供給部を所定回転方向に間欠駆動し、コイル自体は回転させずに天板を回転させ、天板一回転毎にコイル一周分を前記スリットから新たに天板上に送り出して、一周毎の円周上同一部位をダイス上に供給し、前記押圧装置により前記ダイス面に押し付けて、塑性変形して略真直となるよう、あるいは他の部位よりも曲率が小さくなるよう、若しくは他の部位より曲率が大きくなるよう成形加工する間、ダイス上に所定時間停止させ、成形加工した後、ガイドに沿って一方向に送り出すよう構成したことを特徴とする請求項3記載のコイルワイヤ成形装置。
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