JP5320494B2 - 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
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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。
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 (12)
- 内周面及びテーパ付き内端部を有するトロイダル構造を加工する方法において、
(a) 第1チャック及び第2チャックを有するチャックシステムを準備するステップであって、前記第1及び第2のチャックは、それぞれ前記チャックシステムの中心回転軸線の周りに画定される、膨張不能な一定直径の外周面を有し、また互いに対して、及び前記中心回転軸線に対して同軸状に取り付け、前記各チャックは、前記膨張不能な一定直径の外周面から半径方向外方に突出する複数個の転動可能な摩擦低減部材を有し、前記摩擦低減部材は前記中心回転軸線に対して半径方向外方に膨張不能である、該チャックシステム準備ステップと、
(b) 前記転動可能な摩擦低減部材が前記トロイダル構造の前記内周面に係合するよう前記トロイダル構造を前記チャックに位置決めするステップと、
(c) 前記チャックを互いに軸線方向に分離した位置に移動し、前記チャックをそれぞれ前記トロイダル構造のテーパ付き内端部に係合させるチャック分離移動ステップであって、該軸線方向移動移動中に前記摩擦低減部材がそれぞれに対応するチャックの前記外周面に対して転動し、これにより、前記チャックと前記トロイダル構造との間の摩擦を低減する、該チャック分離移動ステップと、
(d) 前記トロイダル構造を加工するステップと、
(e) 前記チャックを互いに軸線方向に引き寄せ合うよう後退させるチャック後退移動ステップと、
(f) 前記加工したトロイダル構造を前記チャックから取り外すステップと
を有する加工方法。 - 請求項1記載の加工方法において、前記トロイダル構造は、タイヤカーカス又はタイヤのいずれかとした、加工方法。
- 請求項2記載の加工方法において、前記トロイダル構造は、タイヤカーカスとし、
前記タイヤカーカスを加工する前記ステップ(d)は、前記タイヤカーカスに対してトレッドを付加するステップを有するものとした、加工方法。 - 請求項2記載の加工方法において、前記トロイダル構造は、タイヤカーカスとし、
前記タイヤカーカスを加工する前記ステップ(d)は、前記チャック及び前記タイヤカーカスを回転させ、またこの回転中に前記タイヤカーカスに対して材料を付加するステップを有するものとした、加工方法。 - 請求項1記載の加工方法において、
前記ステップ(a)における各チャックは、テーパ付き部分を有する構成とし、
前記ステップ(c)における前記チャックのテーパ付き部分は、前記トロイダル構造の前記テーパ付き内端部に係合してガスシールを形成するものとした、加工方法。 - 請求項1記載の加工方法において、
前記ステップ(a)における前記第1チャック及び第2チャックは、それぞれ第1テーパ付き部分及び第2テーパ付き部分を有し、前記第1テーパ付き部分及び第2テーパ付き部分は、軸線方向に関して互いに背反する方向にテーパが付き、前記チャックがそれぞれ分離した位置にあるとき前記トロイダル構造の前記テーパ付き内端部に係合する構成とした、加工方法。 - 請求項6記載の加工方法において、
前記ステップ(a)における各テーパ付き部分は、それぞれに対応するチャックの外周面の一定直径よりも小さい最大直径を有し、したがって、前記外周面と前記テーパ付き部分との間に半径方向に延在する肩部を画定する構成とした、加工方法。 - 請求項1記載の加工方法において、
前記ステップ(a)における各チャックの複数個の前記摩擦低減部材は、互いに周方向に等間隔離して配置した、加工方法。 - 請求項1記載の加工方法において、
前記ステップ(a)における前記摩擦低減部材は、それぞれに対応するチャックの外周面から、前記中心回転軸線に対してほぼ直交する方向に突出する構成とした、加工方法。 - 請求項1記載の加工方法において、
前記ステップ(a)における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、及びこれらの組み合わせよりなるグループから選択した、加工方法。 - 請求項1記載の加工方法において、
前記ステップ(a)における各チャックの一定直径の外周面を円筒表面とした、加工方法。 - 請求項1記載の加工方法において、
前記ステップ(a)における各チャックの一定直径の外周面を最外側表面とした、加工方法。
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