JP4336047B2 - 多層材料を束ねる装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、層状にされた材料を束ねる装置および方法に関する。特定の応用例として、本発明は、ワイヤ端末を空気タイヤのビードに、止め具で止めるのに使用される。
【０００２】
（背景技術）
ワイヤを巻いてタイヤビードが作られる際、最後に巻かれるワイヤの一巻き、すなわち、ワイヤ端末は束ねられず、さらにビードまたはその他の手段により支持されてもいない。ワイヤの弾性により、このワイヤ端末は、真っ直ぐに伸びて自身でビードの環状形状から外れたり、タイヤの硬化中、その束から横方向に動こうとする傾向がある。こうした束ねられていないワイヤ端末に基因するタイヤ内部の不均一状態、すなわち損傷を防ぐため、従来技術のビードは、テープ、ワイヤ、合成繊維コードで巻かれたり、あるいは端末ワイヤをビードの環状形状にきっちりと固定するように止め具で止められている。ビード形成における、材料と労力を消費するこの工程は、ビードが巻かれる際に、労働集約的である。
【０００３】
１９９２年８月２５日発行の米国特許第４，１４１，０３３号は、単一ワイヤ、複数回巻きワイヤまたは多重ワイヤ要素のいずれかを有するタイヤビード組立体に関する。この特許は、個々のビード構造の形成を論じている。第４欄、第６〜１０行において、ワイヤは、溶接あるいはその代わりに接着されることができることが教示されており、第１８〜第３０行において、金属クリップ、金属ワイヤ、ばねクリップおよび渦巻き包み、点溶接、ろう付け、にかわ付け、可溶性重合材料の選択使用が、この目的のため、開示されている。第５欄、第４７行〜６４行において、ワイヤをビードの束内に保持するため“働く”金属クリップと他の選択物が、ビード形状ドラムにおける使用に関連して再び論じられている。図６と９において、働くクリップの応用は折り目付け型の装置の使用を示している（第１２欄、第６〜１６頁も参照）。
【０００４】
本出願人は、止め具で止められたタイヤビードは、従来技術に属し、従来技術において述べられることを認識しているが、このような従来技術のビードを準備するために用いられる装置、または方法に関する知識を持っていない。
【０００５】
本発明の目的は、空気タイヤ用のビードを製作するのに、材料消費が少ない装置および方法の提供し、そして必要労力を減少させることにある。その他の本発明の目的は、以下の発明の記述および請求項から明らかになるであろう。
【０００６】
（発明の開示）
本発明の多層材料を束ねる装置は、
（ａ）多層材料を特定の外形で収容する、特定の形状を有するアンビルと、
（ｂ）前記アンビルに近接して前記装置に備えられ、前記多層材料を束に結束する結束手段と、
（ｃ）アンビルに近接した少なくとも１個のブレードであって、前記アンビルの形状と一緒に前記束の形状を収容する特定の形状を有し、前記少なくとも１個のブレードと前記アンビルは、互いに相対的に動くことができ、前記結束手段は、前記少なくとも１個のブレードと前記アンビルとの間に配置されている、前記少なくとも１個のブレードと、
（ｄ）前記結束手段が前記アンビルと前記少なくとも１個のブレードと前記多層材料の周辺とに押し付けられる間に、同時に前記アンビルと前記少なくとも１個のブレードとが一緒になって前記多層部材を閉じ込めるように、前記装置を作動させる手段と、
を有する、多層材料を束ねる装置において、
前記アンビルは、各領域が、直径が０．７６〜２．０３ｃｍ（０．３〜０．８インチ）の円弧形状を有し、前記少なくとも１個のブレードと共に使用されるようになっている、前記多層材料を収容する溝形状の複数の領域を有し、前記少なくとも1個のブレードは切欠きのある端部を有し、前記切欠のある端部は、直径が０．２５〜２．０３ｃｍ（０．１〜０．８インチ）の円弧形状を有することを特徴とする。
【０００７】
図示の実施態様において、装置の作動は空気圧論理により制御される。装置の作動はコンピューターにより制御される場合もある。
【０００８】
多層材料は、手動によりまたは自動化された設備を用いて装置上に載せられ、かつ束ねられた材料が装置から取外される。
【０００９】
アンビルは、多層部材を収納するための溝形状の複数の領域を有し、各溝形状の領域は、切欠のある端部を有するブレードと組み合わされて使用されるようになっている直径が０．７６２〜２．０３ｃｍ（０．３〜０．８インチ）の円弧形状を有し、各切欠のある端部は、直径が０．２５４〜２．０３ｃｍ（０．１〜０．８インチ）の円弧形状を有する。装置の作動手段は、アンビルとブレードとを相互に接近するように移動させ、結束手段をタイヤビード上に押し付けるための圧縮空気を供給する空気シリンダである。
【００１０】
図示の実施態様おいて、結束手段は馬蹄形のワイヤ製の止め具である。止め具はガイド内で装置上に一定の張力で収容され、それによりブレードがアンビルの近傍から引き上げられて止め具を通り過ぎると、張力により止め具をブレードとアンビルとの間に移動させる。張力は、ケーブルに取り付けられた自由な錘により与えられ、ケーブルは、複数の止め具の中心を通って引張られて、ガイド内の最後の止め具に隣接する停止接触部に取り付けられる。
【００１１】
ガイドバーが、止め具の動きをアンビルとブレードとの間の位置内に部分的に制御するように、止め具の上方に設けられる。
【００１２】
さらに具体的には、図示の装置は、タイヤビードを止め具で止めるのに用いられ、
（ａ）複数のビードを受けるアンビルと、
（ｂ）アンビルの近傍にあり、アンビルと互いに相対的に移動することが可能な複数のブレードと、
（ｃ）アンビルと複数のブレードとの間に配置された結束手段と、
（ｄ）結束手段がアンビルと複数のブレードとの間、及びブレードの周りを同時に押し付ける間に、アンビルと複数のブレードとが一緒になって複数のタイヤビードを特定の形状内に閉じ込めるように、装置を作動させる手段と、を有する。
【００１３】
（本発明の詳細な記述）
図１、２、および３はそれぞれ、本装置１０の左側側面図、正面図、および右側側面図の実例を示す。図２に示される図は、装置が手動で操作される時に操作者に見られる場面であるので正面図と呼ばれる。
【００１４】
装置１０は、多層に重ねられた材料を収納する複数の収納領域４４を有するアンビル１２を含む。本発明の装置は、嵩張る材料を取り扱い、この材料を特有の形状または向きの束にとどめるのに特に有用である。図示の実施例では、アンビル１２は、タイヤビードを受けるような形状で実質的に丸い８個の収納領域４４を有する。適宜な数の収納領域４４がこの装置のアンビル１２に使用されてもよく、またどんな形状の収納領域を用いることができることも、当業者には理解され、収納領域の形状は、束ねられる収納領域に置かれる層状材料の物性により決定される。
【００１５】
アンビル１２は、装置１０の基礎３６に取り付けられている支持部材３２によって装置１０に連結されている。装置１０のアンビル１２と密接な連携状態を保っているのはブレード１４である。ブレード１４は、装置１０の基礎３６に取り付けられている支持部材３３に取り付けられている。支持部材３２と３３のいずれか一方または両方は、装置が作動される際にブレード１４とアンビル１２との間の隙間を開いたり閉じたりできるように、基礎３６上を滑動可能である。
【００１６】
基礎３６上の支持部材３２と３３のいずれか一方または両方の運動は、空気力によって開始される。この機械は空気圧制御装置を備えていてもよく、または空気力はコンピュータにより制御されてもよい。
【００１７】
特に図２および８を参照すると、ガイド１６は、本装置内に配置される多層材料を縛るのに用いられる結束手段を収容する装置と組み合わせられることができる。図示の実施例において、結束手段は馬蹄形の止め具１８である（図６参照）。ケーブル２０が、ガイド１６内の止め具１８の列の端部で金属板製のバー２８の中心２６上に取り付けられ、またケーブル２０はガイド１６内の止め具１８に一定の張力をかける錘２２（図３参照）にも取り付けられている。金属板製のバー２８は、止め具１８の各列に実質的に均一の圧力をかけ、装置１０の駆動時に各列の止め具１８が各列に確実に固定されるのを助ける。
【００１８】
装置１０の動作時、空気シリンダ２４は、ブレード１４をアンビル１２に合わせるための空気圧力を生成し、それにより、アンビル１２の収納領域４４に置かれた、束ねられた材料は、アンビル１２とブレード１４との間に押し付けられる。１組の止め具１８は、アンビル１２とブレード１４との間に置かれていて、アンビル１２とブレード１４とが合わせられると、アンビル１２とブレード１４との間に捕捉され、アンビル１４の収納領域４４の形状になって、束ねられた材料の周りに押し付けられる。束ねられた材料が、アンビル１２上でのブレード１４の圧縮によって結束された後、機械は、アンビル１２とブレード１４とを離し、すなわちその間のギャップを広げるように駆動される。ブレード１４が止め具１８のガイド１６の高さよりも高く上げられると、ケーブル２０に加えられた錘２２による張力によって、別の組の止め具１８がアンビル１２とブレード１４との間に位置させられる。
【００１９】
止め具１８の列をガイド１６内において制御するために、すなわち、止め具１８が前方に押されるときに起き上がるのを防止するために、止め具１８がブレード１４とアンビル１２との間で圧縮荷重を受ける位置で、起き上がって整列しなくならないように、１．２７〜１．９１ｃｍ（０．５〜０．７５インチ）厚の金属製のガイド板（不図示）が止め具１８の上に設けられている。
【００２０】
図示の実施例の装置の動作時に、同時に製造されることがある複数のタイヤビード４５が、アンビル１２上に配置され、一つのタイヤビードがアンビル１２の各収納領域４４を占めるように間隔があけられている。ビードは、端部ワイヤ４６（図７参照）がブレード１４とそろうように方向付けされる。アンビル１２とブレード１４が一緒になるように装置１０が駆動されると、ブレード１４は１組の留め具１８をアンビル１２に向けて下方に押し、ブレード１４とアンビル１２の間のギャップを閉じ続けることで止め具１８が収納領域４４に沿って曲げられ、ビード上に押し付けられる。
【００２１】
図４を参照すると、ブレード１４は、結束中の特定の材料に特に適した円弧状の端部４２を有するように個別に作られる。ブレード１４には様々な大きさのタイヤビード用に様々な円弧状の端部４２を用いることができ、小さい円弧が多くの異なるサイズのタイヤビードに使用できることが判っている。ブレード１４の円弧は最小であってもよく、１つの実施例においては、ブレード１４の別のＶ字形の端部４２の"Ｖ"の半径を表わす。
【００２２】
アンビル１２内の複数の収納領域４４に対応するのに充分な数の円弧状の端部４２を有する１つのユニット内に複数のブレード１４を設置してもよいことを当業者は認識するであろう。
【００２３】
図５を参照すれば、アンビル１２は、望まれる数の収納領域４４を収容するのに充分な幅を持った単一ブロックの材料、好ましくは鋼材で作られることができる。図示の装置はこのように８個の収納領域を有するが、アンビル１２は都合の良い任意の数の収納領域４４で作られてもよい。
【００２４】
止め具１８は、馬蹄形状をした従来の止め具ワイヤで造られている（図６参照）。止め具１８の馬蹄形は、ブレード１４の円弧状の端部４２とアンビル１２の収納領域４４との間における止め具１８を形作ることを容易にする。従来の四角形を有する止め具が使用される時、装置が止め具の頂部を潰し、曲がりの角において脚部を捩る傾向がある。馬蹄形は止め具の疲労の現われを減少させる。
【００２５】
図示の実施例において、止め具１８の、脚部端とアーチの上端の接線との間の距離Ｌは約１．５２ｃｍ（０．６インチ）である。止め具１８の幅Ｗは約１．２７ｃｍ（０．５インチ）である。止め具１８の脚部間の幅Ｗ３は約１．１４ｃｍ（０．４５インチ）であり、この幅Ｗ３はアーチ６４の幅Ｗ５に比べて、僅かに大きい場合もあり、また小さい場合もある。アーチの半径Ｒは、約０．５８４ｃｍ（０．２３インチ）である。
【００２６】
止め具１８はフラットワイヤで作られ、幅Ｗ４は０．０７６ｃｍ（０．０３インチ）であり、幅Ｗ２は０．１５２ｃｍ（０．０６インチ）である。脚部端は、或る角度で切断されてもよく、止め具１８の両脚部端を含む平面に対し、約４５°の角度αを有していてもよい。
【００２７】
この装置は手動で動作されてもよく、それによって、操作者は複数のタイヤビードをアンビル１２上の適当な位置に置き、それから複数の安全スィッチを、それぞれ片手で押して装置１０を作動させる。その結果、両手は、閉じているブレード１４とアンビル１２から離れる。束ねられた材料が止め具１８で結束されて、ブレード１４とアンビル１２間のギャップが開くと、操作者は仕上がった材料を取り除き、装置の次の操作準備を行う。
【００２８】
この手順は、たとえばロボットまたはロボット付属品をこの装置に使用して自動化することが可能であることを当業者ならば認めるであろう。
【００２９】
空気圧制御をこの装置に使用する場合、一連の空気停止部が使用され、装置を運転したら、それぞれ次の運転に必要な作動を行なわせる。装置のコンピュータ制御が使用される場合も、同様に、電子センサーが装置に設けられ、装置の各運転部分の位置に関して情報をコンピューターに与えて、コンピューターのソフトウェアが各位置で装置を作動させる。このような機械制御は当業者には良く知られている。
【００３０】
以上、本発明は種々、図示および説明を行ってきたが、当業者は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を実施することが可能であることを認めるであろう。本発明の範囲は、請求項のみに限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置の左側側面図を示す。
【図２】 本装置の開放位置における正面図を示す。
【図３】 本装置の開放位置における右側側面図を示す。
【図４】 本装置に使用される１個のブレードの実例を示す。
【図５】 層をなす材料を収納するための、多重の弧状の位置を持つ１個のアンビルを示す。
【図６】 本発明の装置に使用される馬蹄形の止め具を示す。
【図６ａ】 本発明の装置に使用される馬蹄形の止め具を示す。
【図７】 止め具で結束されたタイヤビードを示す。
【図８】 本発明装置に止め具を保持するガイドの上面図を示す。

Claims (2)

1. 多層材料を束ねる装置であって、
   （ａ）多層材料を収容する、特定の形状のアンビルと、
   （ｂ）前記アンビルに近接して前記装置に備えられ、前記多層材料を束に結束する止め具と、
   （ｃ）前記アンビルに近接した少なくとも１個のブレードであって、前記少なくとも１個のブレードは、前記アンビルの形状と共に前記束の形状を形成する特定の形状を有し、前記少なくとも１個のブレードと前記アンビルは可動であり、前記止め具は、前記少なくとも１個のブレードと前記アンビルとの間に配置されている、前記少なくとも１個のブレードと、
   （ｄ）前記アンビルと前記少なくとも１個のブレードの一方または両方を移動させて、前記アンビルと前記少なくとも１個のブレードとの間の隙間を開いたり閉じたりする作動手段であって、前記隙間を閉じる場合は、前記止め具は、前記アンビルと前記少なくとも１個のブレード間に、同時に前記多層材料の周辺に押し付けられるようにされ、前記アンビルは、前記少なくとも１個のブレードと共に使用される、直径が０．７６〜２．０３ｃｍ（０．３〜０．８インチ）の円弧形状の、前記多層材料を収容する溝形状の領域を、複数有し、前記少なくとも１個のブレードは切欠きのある端部を有し、前記切欠のある端部は、直径が０．２５〜２．０３ｃｍ（０．１〜０．８インチ）の円弧形状を有することを特徴とする、前記作動手段と、
   （ｅ）錘により一定の張力をかけて前記止め具を収容するガイドであって、これにより前記少なくとも１つのブレードが、前記アンビルの近傍から引き上げられて、前記止め具を収容する前記ガイドよりも高く上げられると、前記張力により前記止め具を、前記ガイドから前記少なくとも１つのブレードと前記アンビルとの間の位置に移動させる、前記ガイドと、
   を有する、多層材料を束ねる装置。
2. 前記張力が、ケーブルに取り付けられた錘によって与えれれ、前記ケーブルは、複数の止め具の中心を通って引張られ、前記ガイド内の止め具の列の端部で金属板製のバーに取り付けられていることを特徴とする、請求項１記載の装置。

Images