JP6033334B2 - ビード成形装置および成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転ドラムの外周に巻き付けたビードフィラーを起立させ、ビードコアの外周に接合するようにしたビード成形装置および成形方法に関するものである。

一般に、自動車の空気入りタイヤに用いられるビードは、底辺が短く他の二辺が長い略三角形をなす帯状のビードフィラーを回転ドラムの外周に巻き付け、しかる後、ビードフィラーを放射状に起立させ、ビードフィラーの短辺をビードコアの外周に接合するようになっている。この種のビード製造装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。

特許文献１に記載されたビード製造装置は、ビードリング（ビードコア）の外周面に、帯状のエーペックス（ビードフィラー）を、円周上複数のセグメントの外周に環状に巻き付け、各セグメントとともにエーペックスをリンク機構によって倒伏姿勢から起立姿勢に変化させることにより、ビードクランパに保持されたビードリングの外周に、起立姿勢に変化したエーペックスの底辺を接合するようになっている。

特許第２５２４０５９号

特許文献１に記載のビード製造装置においては、セグメントに巻き付けたエーペックス（ビードフィラー）を、セグメントと一体的に底辺側および先端側を起立させる構成である。この場合、肉厚の薄い先端側のほうが引き延ばされる率が大きくなるが、エーペックスがセグメントに粘着して相対移動できないため、エーペックスにしわが発生し、先端部程形状が安定せず、ユニフォミティが劣ることになる。この結果、上記のように製造されたビードを生タイヤに組み込んで加硫成形する際に、エアがたまる等の不具合を発生する恐れがある。

本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、ビードフィラーを起立する起立アームのビードフィラーに接触する部位に、起立アームに対してビードフィラーを相対滑り可能に接触する滑り部材を設けることにより、ビードフィラーを起立する際にしわを発生させることなく、ユニフォミティの良好なビード成形装置および成形方法を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、円周方向に分割された複数の分割体を有し、底辺が短く他の二辺が長い帯状のビードフィラーを環状に巻き付ける回転ドラムと、該回転ドラムの前記分割体に回動可能に支持され、回動によって前記ビードフィラーを起立させる円周上複数の起立アームと、該起立アームを回動させる回動装置とを備え、前記起立アームの前記ビードフィラーに接触する部位に、前記起立アームに対して前記ビードフィラーを相対滑り可能に接触する滑り部材を設け、前記滑り部材を、前記起立アームの長手方向に沿って回転可能に設けられた複数の回転ローラによって構成したビード成形装置である。

請求項２に係る発明の特徴は、前記回動装置は、前記起立アームに連結されたリンク機構と、該リンク機構を作動する作動部材を含む請求項１に記載のビード成形装置である。

請求項３に係る発明の特徴は、前記回動装置と前記リンク機構とを切り離すとともに、前記回転ドラムの径を変更する径変更機構を備えた請求項２に記載のビード成形装置である。

請求項４に係る発明の特徴は、底辺が短く他の二辺が長い帯状のビードフィラーを起立させてビードコアの外周に接合するビード成形方法にして、前記ビードフィラーを環状に巻き付ける円周方向に分割された複数の分割体に回動可能に支持された起立アームの回動により、前記ビードフィラーを前記起立アームの長手方向に沿って回転可能に設けられた複数の回転ローラにより前記起立アームに対して長手方向に滑らせながら起立させ、前記ビードフィラーの短辺を前記ビードコアの外周に接合するようにしたビード成形方法である。

上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、円周方向に分割された複数の分割体を有し、底辺が短く他の二辺が長い帯状のビードフィラーを環状に巻き付ける回転ドラムと、回転ドラムの分割体に回動可能に支持され、回動によってビードフィラーを起立させる円周上複数の起立アームと、起立アームを回動させる回動装置とを備え、起立アームのビードフィラーに接触する部位に、起立アームに対してビードフィラーを相対滑り可能に接触する滑り部材を設けたので、起立アームによってビードフィラーを起立させる際に、滑り部材によってビードフィラーを起立アームに対して滑らせることができ、これにより、ビードフィラーにしわが発生するのを抑制でき、ユニフォミティを良好に保つことができる。

しかも、請求項１に係る発明によれば、滑り部材を、起立アームの長手方向に沿って回転可能に設けられた複数の回転ローラによって構成したので、回転ローラによってビードフィラーを起立アームに対してスムーズに滑らせることができる。

請求項２に係る発明によれば、回動装置は、起立アームに連結されたリンク機構と、リンク機構を作動する作動部材を含むので、作動部材によりリンク機構を介して起立アームを回動させることができる。

請求項３に係る発明によれば、回動装置とリンク機構とを切り離すとともに、回転ドラムの径を変更する径変更機構を備えたので、径変更機構によって複数種類のタイヤの径に適合したビードを成形することができるとともに、固定部に設置した回動装置により、リンク機構を介して起立アームを回動させることができる。

請求項４に係る発明によれば、ビードフィラーを環状に巻き付ける円周方向に分割された複数の分割体に回動可能に支持された起立アームの回動により、ビードフィラーを起立アームの長手方向に沿って回転可能に設けられた複数の回転ローラにより起立アームに対して長手方向に滑らせながら起立させ、ビードフィラーの短辺をビードコアの外周に接合するようにしたので、起立アームによってビードフィラーを起立させる際に、複数の回転ローラによってビードフィラーを起立アームに対してスムーズに滑らせることができ、これにより、ビードフィラーにしわが発生せず、ユニフォミティを良好に保つことができる成形方法を得ることができる。

本発明の実施の形態に係るビード成形装置の全体を示す図である。 図１の矢印２方向から見た図である。 図１の上半部を拡大し、ビードフィラーを装着した状態を示す図である。 ビードフィラーを起立させた状態を示す図３の作動状態図である。 図４の矢印５方向から見た図で、ビードフィラーを省略した状態を示す図である。 回転ドラムの径を変更した状態を示す図３の作動状態図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ビード成形装置１０は、図１、図２および図３に示すように、支持ベース１１を備え、支持ベース１１に回転軸１２が軸受１３（図３参照）を介して水平な軸線の回りに回転可能に支持されている。回転軸１２は、図略のモータに連結され、回転されるようになっている。

回転軸１２の先端部には、円板状の回転ディスク１５が固定されている。回転ディスク１５の円周上には、複数のリニアガイド１６（図３参照）が設けられ、これらリニアガイド１６に同数の支持部材１７が回転ディスク１５の径方向にそれぞれ移動可能に案内されている。複数の支持部材１７の径方向外端には、後述する帯状のビードフィラー２０を環状に巻き付ける回転ドラム２１が取付けられている。

回転ドラム２１は、円周方向に分割された複数の分割体２２と、これら分割体２２に固定された複数の支持部材１７から構成されており、各分割体２２には、板状の起立アーム２３の一端がそれぞれピボット２４（図３参照）を中心にして回動可能に支持されている。起立アーム２３の長手方向には、回転ドラム２１に巻き付けられたビードフィラー２０の長辺に接触する複数の回転ローラ２５が、ピボット２４の回転中心と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。

具体的には、各分割体２２は、図２に示すように、回転ドラム２１の接線方向に離間された２つの部材２２ａ、２２ｂからなり、これら２部材２２ａ、２２ｂの間に起立アーム２３が回動可能に支持されている。そして、起立アーム２３が図３に示すように水平位置まで傾倒されると、起立アーム２３に支持された複数の回転ローラ２５と回転ドラム２１の外周（分割体２２の外面）とがほぼ面一となるように構成されている。

図３に示すように、ビードフィラー２０は、一辺（底辺）が短く他の二辺が長い略三角形に押出成形された帯状のゴムからなり、底辺を回転ドラム２１の前端側に向けて一方の長辺が分割体２２の外面に接するように回転ドラム２１の外面に巻き付けられる。回転ドラム２１に巻き付けられたビードフィラー２０は所定長さに切断され、その両端部が互いに圧接されて一体接合され、環状のビードフィラー２０が作成される。なお、分割体２２および起立アーム２３の長手方向長さは、ビードフィラー２０の長辺の長さに相当する長さに設定されている。

複数の支持部材１７の径方向内端には、フォロアローラ２７がそれぞれ回転可能に支持され、これらフォロアローラ２７は、回転軸１２上に軸受リング２８を介して軸線方向に摺動可能に取付けられた円錐ブロック２９の外周に形成された円錐面２９ａに接触可能となっている。

円錐ブロック２９の軸部２９ｂには、軸受３０を介して支持リング３１が相対回転のみ可能に支持されている。支持ベース１１には、円錐ブロック作動用シリンダ装置３２が、回転軸１２の周りに複数設置され、これらシリンダ装置３２のピストンロッド３３の先端部に、支持リング３１が連結されている。これにより、シリンダ装置３２の進退作動によって、支持リング３１および軸受３０を介して円錐ブロック２９を軸方向の２位置に位置決めできるようになっている。その結果、円錐ブロック２９の円錐面２９ａに接触するフォロアローラ２７を介して支持部材１７が径方向に移動され、分割体２２の径方向位置、すなわち、回転ドラム２１の径を変更することができる。

各分割体２２の内方には、押し棒３５をそれぞれ水平方向に摺動可能に案内するガイド部材３６が取付けられており、これら押し棒３５に各起立アーム２３より突出された突起３７がリンク３８を介して連結されている。支持ベース１１には、起立アーム回動用シリンダ装置３９が、回転軸１２の周りに複数設置され、これらシリンダ装置３９のピストンロッド４０の各先端部に、押し棒３５を作動するリング状の作動部材４１が回転軸１２と同心的に連結され、シリンダ装置３９の進退作動によって押し棒３５を進退作動させるようになっている。

上記した突起３７、リンク３８および押し棒３５により、起立アーム２３に連結されたリンク機構４２（図３参照）を構成しており、このリンク機構４２とシリンダ装置３９により、起立アーム２３を回動させる回動装置４３（図３参照）を構成している。また、フォロアローラ２７、円錐ブロック２９およびシリンダ装置３２等により、回転ドラム２１の径を変更する径変更機構４４（図３参照）を構成している。

この場合、シリンダ装置３９に連結された作動部材４１と押し棒３５とが切り離されているため、固定部に設置したシリンダ装置３９を残して、回転ドラム２１を構成する分割体２２を、円錐ブロック２９によって径方向に移動することが可能となる。

起立アーム２３の突起３７とリンク３８とを連結する連結ピン４５（図３参照）と、支持部材１７に固定された支持軸４６（図３参照）との各間には、引張スプリング４７が介挿され、この引張スプリング４７のばね力によって、起立アーム２３をガイド部材３６に接触する原位置（図３に示す傾倒位置）に保持させるようになっている。

また、各分割体２２の端部には、係合部材４８がそれぞれ取付けられ、これら係合部材４８と回転ディスク１５の周縁部との各間には、引張スプリング４９が介挿され、この引張スプリング４９のばね力によって、分割体２２を径方向内方に付勢し、フォロアローラ２７を円錐ブロック２９の円錐面２９ａに圧接するようになっている。これにより、分割体２２（回転ドラム２１）を定められた径方向位置に保持するようになっている。

なお、図３中５０は、外周にビードフィラー２０が接合されるビードコアを示し、ビードコア５０は、図略のビードコア保持体の外周に回転ドラム２１と同心的に保持されるようになっている。

次に、上記した実施の形態に係るビード成形装置１０によって、ビードフィラー２０をビードコア５０の外周に接合する成形方法について説明する。通常は、シリンダ装置３９のピストンロッド４０が後退端位置に保持され、起立アーム２３は、引張スプリング４７のばね力によって、図３に示す傾倒位置（水平状態）となる原位置に保持されている。

この状態において、図略のビードコア保持体の外周にビードコア５０が搬入され、しかる後、ビードコア保持体が径方向外方に拡張されることにより、ビードコア５０はビードコア保持体の外周に回転ドラム２１と同心的に保持される。これによって、ビードコア５０は、図３に示すように、その外周が起立アーム２３の回動中心（ピボット２４）に接近した位置に位置決めされる。

一方、帯状のビードフィラー２０が図略の供給装置により、回転ドラム２１を構成する分割体２２上に供給される。すなわち、ビードフィラー２０は、底辺がビードコア５０に対応して一方の長辺が分割体２２の外面に接するように回転ドラム２１の外周に供給される。供給されたビードフィラー２０の一端は図略のクランプ装置によってクランプされ、その状態で、図略のモータによって回転軸１２とともに回転ディスク１５が回転される。

回転ディスク１５の回転により、円周上複数の支持部材１７を介して回転ドラム２１（分割体２２）が回転され、回転ドラム２１の周りにビードフィラー２０が巻き付けられる。ビードフィラー２０が所定量供給され、回転ドラム２１を一周すると、ビードフィラー２０が図略の切断手段により切断される。その後、図略の接合手段によってビードフィラー２０の両端部が互いに圧接されて一体接合され、環状のビードフィラー２０が作成される。これにより、ビードフィラー２０は、図３に示すように、その底辺がビードコア５０の外周に接近した位置に保持される。

続いて、シリンダ装置３９が作動されてピストンロッド４０が前進され、リング状の作動部材４１により円周上複数の押し棒３５がスプリング４７のばね力に抗して前進される。かかる押し棒３５の前進により、リンク機構４２を介して起立アーム２３がピボット２４を中心にして図３の反時計回りに回動され、起立アーム２３に支持された複数の回転ローラ２５がビードフィラー２０の一方の長辺に接触される。この結果、起立アーム２３とともに放射状に起立されるビードフィラー２０の長辺は、回転ローラ２５によって起立アーム２３に対して自由に滑ることができるようになる。

これにより、ビードフィラー２０は起立アーム２３に対して自由に滑りながら起立され、ビードフィラー２０の起立時にビードフィラー２０にしわが発生することがなく、ユニフォミティが悪化することがない。

シリンダ装置３９によって押し棒３５が所定位置まで前進されると、起立アーム２３によって起立されたビードフィラー２０は、図４および図５に示すように、ほぼ垂直となる角度まで起立され、その底辺がビードコア５０の外周に接合（嵌合）される。この際、ビードフィラー２０は、起立アーム２３に対して滑りが許容されながら起立されるので、底辺（内周）側と先端（外周）側とで引き延ばされる率が異なっても、しわが発生することがなく、ビードコア５０に精度よく接合することができる。

ビードフィラー２０がビードコア５０の外周に接合されると、シリンダ装置３９が後退作動される。これにより、スプリング４７のばね力により、起立アーム２３が起立アーム２３がピボット２４を中心にして図４の時計回りに回動され、図３に示す原位置に復帰される。

また、本実施の形態においては、シリンダ装置３２によって円錐ブロック２９を作動させることにより、分割体２２の径方向位置（回転ドラム２１のドラム径）を変更できるため、タイヤサイズの変更に対応することができる。

すなわち、図３に示すように、シリンダ装置３２が前進端に保持された状態において、シリンダ装置３２を後退させると、図６に示すように、支持リング３１および軸受３０を介して円錐ブロック２９が後退される。かかる円錐ブロック２９の後退により、フォロアローラ２７がスプリング４７のばね力によって円錐面２９ａに追従して、径方向内方に移動する。これにより、円周上複数の支持部材１７を介して円周上複数の分割体２２が同期して径方向内方に移動されるので、回転ドラム２１の径を容易に変更することができる。

従って、シリンダ装置３２の前進端位置と後退端位置とによって、分割体２２を２つの径方向位置に保持できるようになり、２種類のタイヤサイズに対応できるようになる。なお、分割体２２の径方向位置が変更された場合には、ビードコア５０およびこれを保持するビードコア保持体も変更される。

この場合、シリンダ装置３２に代え、モータによって作動されるボールねじ機構によって、円錐ブロック２９を作動させるようにすれば、３種類以上のタイヤサイズの変更に対応可能となる。

上記した実施の形態によれば、円周方向に分割された複数の分割体２２を有し、底辺が短く他の二辺が長い帯状のビードフィラー２０を環状に巻き付ける回転ドラム２１と、回転ドラム２１の分割体２２に回動可能に支持され、回動によってビードフィラー２０を起立させる円周上複数の起立アーム２３と、起立アーム２３を回動させるシリンダ装置３９およびリンク機構４２からなる回動装置４３とを備え、起立アーム２３のビードフィラー２０に接触する部位に、起立アーム２３に対してビードフィラー２０を相対滑り可能に接触する回転ローラ２５を設けたので、起立アーム２３によってビードフィラー２０を起立させる際に、回転ローラ２５によってビードフィラー２０を起立アーム２３に対してスムーズに滑らせることができ、これにより、ビードフィラー２０にしわが発生するのを抑制でき、ユニフォミティを良好に保つことができる。

上記した実施の形態によれば、シリンダ装置３９とリンク機構４２とを切り離すとともに、回転ドラム２１の径を変更する径変更機構４４を備えたので、径変更機構４４によって複数種類のタイヤの径に適合したビードを成形することができるとともに、シリンダ装置３９とリンク機構４２とを切り離したことにより、リンク機構４２を介して起立アーム２３を回動させるシリンダ装置３９を固定部に設置することができる。

上記した実施の形態においては、起立アーム２３のビードフィラー２０に接触する部位に設けた複数の回転ローラ２５によって、ビードフィラーを起立アームに対して相対滑りできるようにした例について述べたが、必ずしも回転ローラ２５に限定されるものではなく、起立アーム２３にビードフィラー２０を相対滑り可能に接触できる構成の滑り部材であればよい。

また、上記した実施の形態においては、回転ドラム２１の径を変更可能とした例について述べたが、本発明は、回転ドラム２１の径が変更できないものにも適用できるものであり、この場合には、シリンダ装置３９のピストンロッド４０とリンク機構４２の押し棒３５とを一体化させることもできる。

斯様に、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得るものである。

本発明に係るビードの成形装置および成形方法は、空気入りタイヤに用いられるビードを成形するものに用いるのに適している。

１０…ビード成形装置、２０…ビードフィラー、２１…回転ドラム、２２…分割体、２３…起立アーム、２５…滑り部材（回転ローラ）、２９…円錐ブロック、３９…シリンダ装置、４２…リンク機構、４３…回動装置、４４…径変更機構、５０…ビードコア。

Claims (4)

1. 円周方向に分割された複数の分割体を有し、底辺が短く他の二辺が長い帯状のビードフィラーを環状に巻き付ける回転ドラムと、
   該回転ドラムの前記分割体に回動可能に支持され、回動によって前記ビードフィラーを起立させる円周上複数の起立アームと、
   該起立アームを回動させる回動装置とを備え、
   前記起立アームの前記ビードフィラーに接触する部位に、前記起立アームに対して前記ビードフィラーを相対滑り可能に接触する滑り部材を設け、
   前記滑り部材を、前記起立アームの長手方向に沿って回転可能に設けられた複数の回転ローラによって構成したビード成形装置。
2. 前記回動装置は、前記起立アームに連結されたリンク機構と、該リンク機構を作動する作動部材を含む請求項１に記載のビード成形装置。
3. 前記回動装置と前記リンク機構とを切り離すとともに、前記回転ドラムの径を変更する径変更機構を備えた請求項２に記載のビード成形装置。
4. 底辺が短く他の二辺が長い帯状のビードフィラーを起立させてビードコアの外周に接合するビード成形方法にして、
   前記ビードフィラーを環状に巻き付ける円周方向に分割された複数の分割体に回動可能に支持された起立アームの回動により、前記ビードフィラーを前記起立アームの長手方向に沿って回転可能に設けられた複数の回転ローラにより前記起立アームに対して長手方向に滑らせながら起立させ、前記ビードフィラーの短辺を前記ビードコアの外周に接合するようにしたことを特徴とするビード成形方法。

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