JP5961250B2 - ビードリング巻取装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用タイヤ等に用いられ、ワイヤを巻取ってビードリングを形成するためのビードリング巻取装置に関する。

従来、この種のビードリング巻取機としては、例えば、特許文献１に開示の構成が提案されている。この従来構成においては、軸を中心に回転可能なビードフォーマの外周面に、ワイヤを複数列及び複数段に巻き取るための環状の凹部が形成されている。

特許文献１に記載の一実施形態では、ビードフォーマの上方にピッチ送りローラが配置され、ピッチ送りローラは、支持部により回転可能に支持されている。支持部は、レール等のガイド部材に支持され、ワイヤの送り方向と直交方向に移動可能に構成されている。ピッチ送りローラは、ワイヤの送り方向と直交する方向に、一ピッチ分（ワイヤの太さ分）ずつ移動する。

ところが、特許文献１の構成において、ビードフォーマの凹部の底面は、ビードフォーマの軸と平行であり、テーパ状のビードリングを巻取ることができない。

特開２００９−１２３２６号公報

本発明の目的は、ワイヤの巻き乱れが生じることなく、テーパ状のビードリングを安定した状態で巻取ることができるビードリング巻取装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、回転軸を中心に回転可能に設けられ、ワイヤ巻取用の環状の巻取部が形成された外周面を有する回転体と、巻取部に巻取られるワイヤに係合してワイヤを回転軸の延長方向に併設して整列させるトラバースローラ及びそのトラバースローラに対してワイヤ押圧方向への付勢力を付与する付勢部材をトラバース移動させるトラバース機構とを備えたビードリング巻取装置が提供される。ビードリング巻取装置では、巻取部の底面をテーパ面とし、トラバースローラの軸を巻取部のテーパ面と平行に設定した。

上記のビードリング巻取装置において、トラバース機構に、トラバースローラが巻取部のテーパ面と平行にトラバース移動されるように案内するための案内部を設けたことが好ましい。

上記のビードリング巻取装置において、トラバースローラをステーの一方の端部に支持し、ステーの別の端部に、テーパ面と平行な傾斜面を移動するローラを設けたことが好ましい。

上記のビードリング巻取装置において、傾斜面を上面とする支持台と、支持台を昇降させるためのアクチュエータとを設けたことが好ましい。

上記のビードリング巻取装置において、巻取部の底部に、ワイヤを整列させるための整列溝を設けたことが好ましい。

上記のビードリング巻取装置において、ステーは、回転体の回転軸の延長方向に沿ったトラバースローラの位置を調節するための調節部を備えることが好ましい。

本発明のビードリング巻取装置では、回転体の外周面に設けられた巻取部に、ワイヤを併設状態で整列させるトラバースローラが設けられている。また、巻取部の底面をテーパ面とし、トラバースローラの軸を巻取部のテーパ面と平行にした。このため、トラバースローラは、巻取部のテーパ面に沿ってトラバース移動される。よって、ワイヤの巻取りが進行されても、トラバースローラによるワイヤに対する押圧力が維持される。従って、ワイヤの巻き乱れが生じることなく、テーパ状のビードリングを安定した状態で巻取ることができる。

本発明の一実施形態に係るビードリング巻取装置のトラバース機構付近を拡大して示す正面図。 ビードリング巻取装置における回転体の回転機構を示す側面図。 回転体上のトラバースローラによるトラバース機構を示す正面図。 ビードリング巻取装置の作用を示す正面図。 ワイヤを巻取りして形成されたビードリングを示す説明図。

以下に、本発明を具体化したビードリング巻取装置の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。

図２に示すように、回転体２１は、巻取装置のフレーム１７（図１参照）に対し、回転軸（水平軸）２２を中心に回転可能に支持されている。回転体２１の外周面には、ワイヤＷを巻き取るための環状の巻取部２３が設けられている。巻取部２３は、円周方向に分割されている。巻取部２３は、回転体２１の径方向へ移動可能に支持された複数の分割体２３Ａ〜２３Ｄによって構成されている。ワイヤＷは、金属線の外周面にゴム等の被覆を施して構成されている。

図１及び図２に示すように、各分割体２３Ａ〜２３Ｄの外周面には、ワイヤＷの複数列及び複数段の巻き取りによりビードリング１１を形成するため、ほぼ逆台形状の断面を有する凹部２４が形成されている。凹部２４の底面は、テーパ面２４ａとなっている。テーパ面２４ａのテーパ角度は、回転体２１の回転軸２２に対して例えば１５°に設定される。図５に示すように、凹部２４に巻き積みされたビードリング１１は、断面六角形のテーパ状に形成される。各分割体２３Ａ〜２３Ｄにおける凹部２４の底部には、最内周のワイヤＷを案内して等間隔に整列させるため、ほぼ半円の断面形状を有する複数の整列溝２５が形成されている。テーパ面２４ａは、整列溝２５の底部を連ねた面又は整列溝２５間の頂部を連ねた面を指す。

図２に示すように、回転体２１には、ワイヤＷの巻始め端部をクランプするためのクランプ２７が配置されている。クランプ２７は、分割体２３Ａと、分割体２３Ａと隣接する他の分割体２３Ｂとの間に位置する。

図１に示すように、回転体２１の上方には、支持板１３を有するトラバース機構１２が設けられている。支持板１３には、雌ねじ１４を有する筒状体１５が固定されている。ねじ軸１６は、雌ねじ１４に挿入されると共に、フレーム１７に固定されたモータ１８のモータ軸１９に連結されている。モータ１８の回転駆動により、ねじ軸１６が回転しながら雌ねじ１４に挿入されたり、雌ねじ１４から抜き出されたりする。これにより、支持板１３が図１の左方又は右方に移動し、トラバースローラ３５が回転軸２２の延長方向に沿って往復動する。トラバースローラ３５の外周面には、ワイヤＷを凹部２４内の所定位置に案内するため、溝部３５ａが形成されている。フレーム１７と支持板１３との間には、支持板１３がねじ軸１６の周りで回動しないようにするための図示しない機構が設けられている。

支持板１３の下端部には、ガイドレール４３が突設されている。また、支持板１３には、付勢部材としてのエアシリンダ４４を支持する上部ブラケット４５が固定されている。エアシリンダ４４のピストンロッド４４ａには、下部ブラケット４６が固定されている。下部ブラケット４６は、ガイドレール４３に対し、上下方向へのスライド可能に支持されている。

下部ブラケット４６には、ステー４７が固定されている。ステー４７の左端部には、取付部材４９の上端部が、調節部としてのスペーサ４８を介して、ボルト６１により取付けられている。トラバースローラ３５は、取付部材４９に対して、回転可能に支持されている。トラバースローラ３５は、軸３５ｂを凹部２４のテーパ面２４ａと平行にして配置されている。スペーサ４８は、ステー４７の左端部に対し着脱可能である。このため、スペーサ４８を厚さの異なるスペーサと交換することで、図３の二点鎖線で示すように、トラバースローラ３５と回転体２１の凹部２４との回転軸２２の延長方向における位置関係を微調節することができる。

トラバースローラ３５は、ワイヤＷに係合する下方の作用位置と、ワイヤＷから離間する上方の不作用位置とを取り得る。巻取部２３に対するワイヤＷの巻き取り時には、エアシリンダ４４の突出動作により、トラバースローラ３５が作用位置に移動される。トラバース機構１２は、モータ１８、ねじ軸１６、雌ねじ１４、支持板１３等によって構成されている。

ステー４７の右端部には、案内部を構成するカムフォロアとしてのローラ６２が回転可能に支持されている。ローラ６２は、支持台としてのカム部材６３上を転動するように構成されている。カム部材６３の上面は、傾斜面としての傾斜カム面６３ａである。傾斜カム面６３ａは、回転体２１の巻取部２３における凹部２４のテーパ面２４ａと平行な案内部を構成する。カム部材６３は、ガイドレール６４により、上下方向へスライド可能に支持されている。

フレーム１７には、支点６５を中心に動くレバー部材６６が配置されている。レバー部材６６の両端のうちの一方には、ローラを介してカム部材６３が支持され、他方には、ねじ棒７１の下端部が接続されている。ねじ棒７１は、アクチュエータとしてのねじ送り機構７０を構成する。ねじ棒７１の上部には、第１歯車７２の内周面の図示しないねじが螺合されている。第１歯車７２の回転によりねじ棒７１が下降することによって、レバー部材６６が傾き、カム部材６３が上昇する。第１歯車７２には、モータ７３の回転軸７３ａに連結された第２歯車７４が噛合されている。モータ７３の回転により、第１歯車７２が回転駆動される。第１歯車７２は、図示しない支持部材を介して、フレーム１７に支持されている。

図２に示すように、取付部材４９には、案内ローラ３８が、水平軸線を中心に回転可能に支持されている。案内ローラ３８は、トラバースローラ３５に対して、ワイヤＷ進行方向の上流側に隣接している。案内ローラ３８の外周面には、ワイヤＷをトラバースローラ３５に案内するため、図示しない案内溝部が設けられている。支持板１３が回転軸２２の延長方向へ移動すると、トラバースローラ３５は案内ローラ３８と共に同一方向に移動する。

次に、上記のビードリング巻取装置の作用を説明する。

さて、ビードリング巻取装置の運転が開始されると、ワイヤＷの巻始め端部が案内ローラ３８の案内溝部に案内されるとともに、クランプ２７にクランプされる。このとき、モータ１８により、トラバースローラ３５が、図１に示す巻取開始位置に移動させられている。その後、エアシリンダ４４が突出されて、トラバースローラ３５が作用位置に下降し、トラバースローラ３５の溝部３５ａにワイヤＷが係合される。案内ローラ３８の案内溝部は深く形成されているため、案内ローラ３８が昇降されても、ワイヤＷは案内溝部内で相対的に昇降される。

この状態で、回転体２１が図２の反時計方向に回転され、ワイヤＷが巻取部２３の凹部２４内に巻き取られる。このとき、トラバースローラ３５には、エアシリンダ４４による付勢力が、ピストンロッド４４ａの突出方向に作用している。このため、ワイヤＷが案内ローラ３８によりトラバースローラ３５に対して案内されるとともに、トラバースローラ３５により押圧されながら凹部２４内の所定の整列溝２５に対して位置決めされる。従って、巻取部２３の凹部２４内にワイヤＷの最内周（１段目）が巻き取られる際は、凹部２４の整列溝２５に沿ってワイヤＷが等間隔に併設状態で整列される。

すなわち、ワイヤＷがほぼ１周分巻き取られるごとに、モータ１８の回転による雌ねじ１４、ねじ軸１６のねじ作用により、トラバースローラ３５及び案内ローラ３８が、回転軸２２の延長方向に沿って、ワイヤＷの１巻取ピッチ分ずつ移動される。これにより、ワイヤＷが１つの整列溝２５に沿ってほぼ１周分巻き取られた後に、隣の整列溝２５に無理なくピッチ送りされる。この間、図１に示すように、ローラ６２は、カム部材６３の傾斜カム面６３ａ上を転動する。従って、トラバースローラ３５は、傾斜カム面６３ａに沿って、言い換えれば、巻取部２３の凹部２４のテーパ面２４ａに沿って上昇する。そして、ワイヤＷの１段目の巻取りが終了すると、トラバースローラ３５は、図４の実線に示す位置に移動する。よって、トラバースローラ３５は、１つの層の巻始めから巻終りまでほぼ同じ押圧力でワイヤＷを押圧する。

このように、ワイヤＷの最内周（１段目）の巻き取りが終了すると、その外側に２段目以降のワイヤＷが順に巻き積みされる。そして、例えば２層分巻終わるごとに、図４の二点鎖線に示すように、ねじ送り機構７０のねじ棒７１が下降する。これにより、レバー部材６６が支点６５を中心にして回動し、カム部材６３がレバー部材６６により押し上げられる。そのため、トラバース機構１２のステー４７がローラ６２を介して上方へスライドし、それに伴ってトラバースローラ３５が上昇する。従って、エアシリンダ４４によるトラバースローラ３５のワイヤＷに対する押圧力は、ワイヤＷの２段目以降の巻き積み時においても、ワイヤＷの１段目の巻き取り時とほぼ同じ押圧力に維持される。

２段目以降のワイヤＷの巻き積みに際しても、トラバースローラ３５は、モータ１８によってトラバースされると共に、凹部２４のテーパ状に従って昇降される。これにより、ワイヤＷが、凹部２４内に案内整列されるとともに上方から押圧され、下段のワイヤＷに対して密着される。その結果、図５に示すような六角形状をなすテーパ状のビードリング１１が得られる。

このように、ワイヤＷが所定の複数列及び複数段だけ巻き取られてビードリング１１が形成されると、図示しない切断機構によりワイヤＷが切断される。次工程でワイヤＷの終端部が結束された後、ビードリング１１は、図示しない把持装置により把持され、さらに次の工程へと搬送される。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）トラバースローラ３５の軸３５ｂが、巻取部２３の凹部２４のテーパ面２４ａと平行になっている。このため、ワイヤＷを凹部２４のテーパ面２４ａに対して位置ずれすることなく積層することができ、巻き乱れを防止することができる。また、ワイヤＷの巻取速度を速めることもできる。
（２）トラバースされるトラバースローラ３５は、巻取部２３のテーパ面２４ａと平行な傾斜カム面６３ａにより、テーパ面２４ａに沿って案内される。従って、トラバースローラ３５は、等間隔に整列したワイヤＷをほぼ均等な力により押圧することができる。このため、ワイヤＷの巻きくずれを防止して、高品質なビードリング１１を巻取ることができる。
（３）ワイヤＷの巻取り段数が増えるに従って、カム部材６３の上昇によりトラバースローラ３５も上昇する。このため、ワイヤＷの巻取り段数が増えても、トラバースローラ３５によるワイヤＷへの押圧力をほぼ均一に維持することができる。よって、ワイヤＷの巻き乱れが生じることなく、テーパ状のビードリング１１を安定した状態で巻き積みすることができる。
（４）ワイヤＷの巻き積みが進行するに従って、カム部材６３を上昇させて、トラバースローラ３５の位置を上昇させることができる。従って、ワイヤＷの段数が変化しても、トラバースローラ３５による押圧力をほぼ一定に維持することができ、巻き乱れ等を防止することができる。
（５）トラバースローラ３５は、トラバース機構１２によりワイヤＷを整列溝２５に整列させるとともに、付勢部材としてのエアシリンダ４４によりワイヤＷを整列溝２５に押圧するように構成されている。従って、ワイヤＷを整然と配列することができる。
（６）ステー４７と、ステー４７にトラバースローラ３５を取付ける取付部材４９との間には、スペーサ４８が設けられている。スペーサ４８は、回転体２１の回転軸２２の延長方向に沿ったトラバースローラ３５の位置を調節するためのものである。このため、スペーサ４８の交換により、回転体２１の巻取部２３とトラバースローラ３５との位置を簡単に調整することができる。

なお、この実施形態は、次のように変更してもよい。

・エアシリンダ４４を、ビードリング１１の巻き積み段数に応じて、複数のシリンダにより構成してもよい。

・支点６５を中心にして回動するレバー部材６６を省略し、ねじ送り機構７０のねじ棒７１をカム部材６３の下方に配設して、ねじ棒７１によりカム部材６３を直接押し上げるようにしてもよい。また、サーボモータとボールねじとの組合せにより、カム部材６３を直接押し上げるようにしてもよい。

・ワイヤＷの積層を一層効果的に行うため、エアシリンダ４４を、巻取部２３のテーパ面２４ａに対して垂直に配置してもよい。

・凹部２４内の整列溝２５やトラバースローラ３５の溝部３５ａの形状を、断面三角形や四角形等の角形状に変更してもよい。

・巻取部２３の凹部２４内の整列溝２５を省略し、凹部２４の底面をフラットにしてもよい。

・カム部材６３をフレーム１７に固定し、レバー部材６６、ねじ送り機構７０等を省略してもよい。この場合、ワイヤＷが巻積みされるに伴って、ピストンロッド４４ａがエアシリンダ４４内に没入する。

１２…トラバース機構、２１…回転体、２２…回転軸、２３…巻取部、２４ａ…テーパ面、２５…整列溝、３５…トラバースローラ、３５ｂ…軸、４４…付勢部材としてのエアシリンダ、４７…ステー、４８…調節部としてのスペーサ、６２…案内部を構成するローラ、６３…支持台としてのカム部材、６３ａ…案内部を構成する傾斜カム面、７０…アクチュエータとしてのねじ送り機構、Ｗ…ワイヤ。

Claims (4)

1. 回転軸を中心に回転可能に設けられ、ワイヤ巻取用の環状の巻取部が形成された外周面を有する回転体と、前記巻取部に巻取られるワイヤに係合してワイヤを回転軸の延長方向に併設して整列させるトラバースローラ及びそのトラバースローラに対してワイヤ押圧方向への付勢力を付与する付勢部材をトラバース移動させるトラバース機構とを備えたビードリング巻取装置において、
   前記巻取部の底面をテーパ面とし、前記トラバースローラの軸を前記巻取部のテーパ面と平行に設定し、
   前記トラバース機構に、前記トラバースローラが巻取部のテーパ面と平行にトラバース移動されるように案内するための案内部を設け、
   前記トラバースローラをステーの一方の端部に支持し、前記ステーの別の端部に、前記テーパ面と平行な傾斜面を移動する前記案内部を構成するローラを設けたことを特徴とするビードリング巻取装置。
2. 前記傾斜面を上面とする支持台と、前記支持台を昇降させるためのアクチュエータとを設けたことを特徴とする請求項１に記載のビードリング巻取装置。
3. 前記巻取部の底部に、前記ワイヤを整列させるための整列溝を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のビードリング巻取装置。
4. 前記ステーは、前記回転体の回転軸の延長方向に沿った前記トラバースローラの位置を調節するための調節部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のビードリング巻取装置。

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