JP7318468B2 - ビードコアの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤを構成するビードコアの製造装置に関する。

車両に用いられる空気入りタイヤは、地面に接地するトレッド、このトレッドの軸方向両側に連なり径方向内方へ延びるサイドウォール、及びサイドウォールの径方向内方の端部に配置されたビード等を備えている。ビードには、スチール等の金属により形成されたビードコアが設けられている。

ビードコアは、１本又は複数本のビードワイヤを円環状に巻き重ねることによって形成されている。特許文献１には、ワイヤリールから引き出されたビードワイヤを円盤状のビードフォーマへ送り、ビードフォーマの外周面に巻き付けることによってビードコアを製造する装置が開示されている。

特開２００６－１３７３８１号公報

特許文献１の製造装置においては、ビードリールに巻き付けているビードワイヤが無くなった場合（材料切れの場合）やビードリールの近傍でビードワイヤが切断された場合などに、ビードワイヤがビードリールからビードフォーマまでの所定の経路（ガイドローラ等）から外れてしまうことがあり、運転再開のためには前記経路にビードワイヤを通し直す必要がある。このような作業は非常に時間がかかるため、生産ロスの原因となる。

本発明は、材料切れ等の際に、ビードワイヤがビードフォーマまでの経路から外れてしまうのを抑制することができる、ビードコアの製造装置を提供することを目的とする。

（１）本発明は、
ビードワイヤが巻かれているワイヤリールと、
前記ワイヤリールから引き出された前記ビードワイヤが巻き付けられ、円環状のビードコアを成形するビードフォーマと、
前記ビードワイヤの長さ方向に間隔をあけて配置された一対のワイヤ送りローラを有し、かつ、前記ワイヤリールから前記ビードフォーマへ前記ビードワイヤを送るワイヤ送り機構と、
前記一対のワイヤ送りローラの間に配置されたテンションローラを有し、かつ、前記テンションローラにより前記ビードワイヤに張力を付与する張力付与機構と、
前記ワイヤ送り機構と前記ビードフォーマとの間に配置され、前記ビードワイヤを把持可能な把持機構と、
前記一対のワイヤ送りローラの間で前記ビードワイヤが緩んだときに、前記把持機構を作動させる作動手段と、を備えている。

以上のような構成において、ワイヤリールにおいて材料切れが生じたり、ビードワイヤが切断されたりすると、一対のワイヤ送りローラの間でビードワイヤが緩む。このとき、本発明の製造装置では、把持機構が作動手段によって作動し、ビードワイヤを把持するので、ワイヤリールからビードフォーマまでの所定の経路からビードワイヤが外れてしまうのを抑制することができる。

（２）好ましくは、前記作動手段は、前記テンションローラによって前記ビードワイヤに張力が付与されないことを検出し、前記把持機構を作動させる。
一対のワイヤ送りローラの間でビードワイヤが緩むと、テンションローラによって張力が付与されない状態となる。作動手段は、この状態を検出して把持機構を作動させることによって、適切にビードワイヤを把持することができる。

（３）好ましくは、前記張力付与機構は、伸長又は収縮することによって前記テンションローラを移動させ前記ビードワイヤに張力を付与する第１シリンダを備え、
前記作動手段は、前記第１シリンダが所定の制限位置まで伸縮することで操作されるシリンダスイッチを備え、このシリンダスイッチの操作に基づいて前記把持機構を作動させる。
この構成によれば、テンションローラによってビードワイヤの張力が付与されなくなると、例えば第１シリンダが制限位置まで伸縮し、シリンダスイッチが操作される。したがって、このシリンダスイッチの操作に基づいて把持機構を作動させることで、適切にビードワイヤを把持することができる。

（４）好ましくは、前記把持機構は、前記シリンダスイッチのオン操作によって電力が供給されて作動する。
このような構成によって、材料切れ等が生じたときに即座に把持機構を作動させ、ビードワイヤＷを把持することができる。

（５）好ましくは、前記把持機構は、互いに接近・離反可能に設けられた一対のクランプ部材を有するクランプと、少なくとも一方の前記クランプ部材を移動させ、前記一対のクランプ部材で前記ビードワイヤを把持する態様と把持を解除する態様とを切り換える第２シリンダとを備える。
このような構成によって、第２シリンダを伸縮させることによって迅速にクランプによってビードワイヤを把持することができる。

本発明によれば、材料切れ等の際に、ビードワイヤがビードフォーマまでの経路から外れてしまうのを防止することができる。

空気入りタイヤの一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る製造装置を示す概略的な構成図である。 ビードフォーマの外周部の断面図である。 把持機構を示す正面説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［空気入りタイヤの構成］
図１は、空気入りタイヤの一例を示す断面図である。
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド２と、トレッド２の軸方向の両端からタイヤ半径方向内方に向かってのびるサイドウォール３と、各サイドウォール３のタイヤ半径方向の内方端に位置するビード４とを備えている。各ビード４には、リング状のビードコア４ａが設けられている。

軸方向両側のビードコア４ａ間にはカーカス５が架け渡され、カーカス５のタイヤ半径方向外側かつトレッド２の内方にはベルト層６が設けられている。カーカス５は、トレッド２からサイドウォール３を経てビードコア４ａに至る本体部５ａの両端に、該ビードコア４ａの廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部５ｂを備えている。本体部５ａと折返し部５ｂとの間には、前記ビードコア４ａからタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスゴム４ｂが設けられ、ビード４からサイドウォール３にかけて補強しかつタイヤ横剛性を高めている。

ビードコア４ａは、１本乃至複数本（例えば２本）のビードワイヤを多列多段に巻回することによって円環状に形成されている。ビードコア４ａの縦断面形状は、長方形又は正方形等の矩形状、六角形等の多角形状に形成される。ビードワイヤは、その周囲がゴム層で被覆されている。

［ビードコアの製造装置の構成］
図２は、本発明の一実施形態に係る製造装置を示す概略的な構成図である。
製造装置１０は、ワイヤリール１１、ワイヤ送り機構１２、張力付与機構１３、把持機構１４、ビードフォーマ１５、作動手段１６等を有する。
ワイヤリール１１は、ビードコア４ａの材料となるビードワイヤＷが巻かれており、回転することによって、巻かれているビードワイヤＷを引き出すことができる。ワイヤリール１１は、モータ等を含む駆動装置１７によって回転駆動される。

ワイヤ送り機構１２は、ワイヤリール１１から引き出されたビードワイヤＷをビードフォーマ１５へ向けて送るために用いられる。ワイヤ送り機構１２は、一対のワイヤ送りローラ２１を有している。
一対のワイヤ送りローラ２１は、ビードワイヤＷの長さ方向に間隔をあけて配置されている。ワイヤ送りローラ２１は、モータ等を含む駆動装置１８によって回転駆動される。

張力付与機構１３は、テンションローラ２２と、アクチュエータ２３とを有する。テンションローラ２２は、一対のワイヤ送りローラ２１の間に配置されている。テンションローラ２２は、一対のワイヤ送りローラ２１の間に位置するビードワイヤＷに押し付けられることによってビードワイヤＷに張力を付与する。

アクチュエータ２３は、エアシリンダ等の伸縮運動する第１シリンダにより構成されている。第１シリンダ２３は、本体部２３ａと、本体部２３ａに摺動自在に設けられたロッド２３ｂとを有する。第１シリンダ２３は、本体部２３ａに対してロッド２３ｂを摺動させることによって伸縮する。ロッド２３ｂの先端には、テンションローラ２２が回転自在に取り付けられている。第１シリンダ２３は、収縮することによってテンションローラ２２をビードワイヤＷに押し付ける。

把持機構１４は、ワイヤ送り機構１２とビードフォーマ１５との間に配置されている。把持機構１４は、ワイヤリール１１において材料切れが生じた場合やワイヤリール１１の近傍でビードワイヤＷが切断された場合等に、ビードワイヤＷを把持することによって、ワイヤリール１１からビードフォーマ１５までの経路からビードワイヤＷが外れることを抑制するものである。把持機構１４の詳細については後述する。

ビードフォーマ１５は、円盤状に形成されている。ビードフォーマ１５の外周面には、図３に示すような溝１５ａが形成され、この溝１５ａ内に、ビードワイヤＷを多列多段に巻き付けることによって、矩形断面のビードコア４ａを成形する。ビードフォーマ１５は、モータ等を含む駆動装置１９によって回転駆動される。

図示はしていないが、製造装置１０は、ワイヤ送り機構１２とビードフォーマ１５との間に、ビードワイヤＷのクセを除去するローラや、ビードワイヤＷにゴムを被覆する装置等をさらに備えている。

ワイヤリール１１、ワイヤ送り機構１２、ビードフォーマ１５等の駆動装置１７，１８，１９、張力付与機構１３の第１シリンダ２３、及びその他の装置は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等の制御装置２０により制御される。制御装置２０は、ＣＰＵ等の演算部、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶部を備え、記憶部にインストールされたプログラムを演算部が実行することによって所定の機能を発揮する。制御装置２０は、各種センサの信号やスイッチの信号が入力され、その入力信号等に基づいて駆動装置１７，１８，１９等の動作を制御する。

（把持機構１４の具体的構成）
図４は、把持機構を示す正面説明図である。
把持機構１４は、クランプ２５と、アクチュエータ２６とを有する。クランプ２５は、互いに接近・離反可能に配置された一対のクランプ部材２５ａ，２５ｂを有している。ビードワイヤＷは、一対のクランプ部材２５ａ，２５ｂの間に配置され、一対のクランプ部材２５ａ，２５ｂを接近させることによって把持される。

アクチュエータ２６は、エアシリンダ等の伸縮運動を行う第２シリンダにより構成されている。第２シリンダ２６は、本体部２６ａと、本体部２６ａに摺動自在に設けられたロッド２６ｂとを有する。第２シリンダ２６は、本体部２６ａに対してロッド２６ｂを摺動させることによって伸縮する。

第２シリンダ２６のロッド２６ｂの先端には、クランプ２５の一方のクランプ部材２５ｂが連結されている。第２シリンダ２６は、ロッド２６ｂを伸縮させることによって他方のクランプ部材２５ａに対して一方のクランプ部材２５ｂを接近・離反させる。第２シリンダ２６の本体部２６ａには、エアコンプレッサ等の駆動装置２７が接続されている。

把持機構１４の第２シリンダ２６は、作動手段１６によって作動する。作動手段１６は、張力付与機構１３の第１シリンダ２３に設けられたシリンダスイッチ２３ｃを有する。シリンダスイッチ２３ｃは、第１シリンダ２３の伸縮によって操作される。具体的に、シリンダスイッチ２３ｃは、第１シリンダ２３が収縮限界位置に達したときにオンされ、収縮限界位置よりも伸長したときにオフされるように構成されている。

シリンダスイッチ２３ｃは、把持機構１４の駆動装置２７の電力供給回路２８に接続され、オンオフ操作によって駆動装置２７への電力の供給と遮断とを切り換える。したがって、作動手段１６は、制御装置２０による制御系統から切り離された独立した電気回路によって把持機構１４を作動させる。

図１に示すように、ビードコア４ａの製造中、ワイヤリール１１に巻かれたビードワイヤＷが無くなった場合（材料切れが生じた場合）や、ワイヤリール１１とワイヤ送り機構１２との間でビードワイヤＷが切断された場合等、一対のワイヤ送りローラ２１間でビードワイヤＷが緩む。このとき、ビードワイヤＷに押し付けられているテンションローラ２２がビードワイヤＷからの反力を受けなくなるため、第１シリンダ２３は収縮限界位置まで収縮する。シリンダスイッチ２３ｃは、ロッド２３ｂが収縮限界位置まで収縮することによってオンされる。

シリンダスイッチ２３ｃがオンされると、図４に示すように、把持機構１４の駆動装置２７に電力が供給され、第２シリンダ２６が伸長する。これにより、クランプ２５の第１クランプ部材２５ａと第２クランプ部材２５ｂとが接近し、ビードワイヤＷが把持される。

以上のような動作により、ワイヤリール１１において材料切れ等が生じたとしても、ワイヤリール１１からビードフォーマ１５へ到る所定の経路からビードワイヤＷが外れてしまうことが抑制される。そのため、運転を再開するときに、ビードワイヤＷを所定の経路に通し直す作業が不要又は簡略化され、短時間に運転を再開することができ、生産ロスを抑制することができる。

なお、第１シリンダ２３は、伸長することによってテンションローラ２２をビードワイヤＷに押し付けるように構成されていてもよい。この場合、シリンダスイッチ２３ｃは、第１シリンダ２３が伸長限界位置に達したときにオンされ、伸長限界位置よりも収縮したときにオフされるように構成される。そして、ビードコア４ａの製造中、材料切れ等が生じた場合に、一対のワイヤ送りローラ２１間でビードワイヤＷが緩むと、第１シリンダ２３が伸長限界まで伸長し、シリンダスイッチ２３ｃがオンされることになる。また、シリンダスイッチ２３ｃは、第１シリンダ２３が収縮限界位置又は伸長限界位置に達する前にオンされるように設けられてもよい。

作動手段１６は、シリンダスイッチ２３ｃのオンオフ操作によって、第２シリンダ２６の駆動装置２７への電力の供給と遮断とを直接的に切り換えているが、シリンダスイッチ２３ｃの操作によってリレーを開閉し、このリレーの閉動作によって把持機構１４を作動させてもよい。

第１シリンダ２３及び第２シリンダ２６は、エアシリンダに限らず、油圧シリンダ等の他の形式のシリンダであってもよい。

（本実施形態の作用効果）
（１）以上説明したように、本実施形態のビードコア４ａの製造装置１０は、ビードワイヤＷが巻かれているワイヤリール１１と、ワイヤリール１１から引き出されたビードワイヤＷが巻き付けられ、円環状のビードコア４ａを成形するビードフォーマ１５と、ビードワイヤＷの長さ方向に間隔をあけて配置された一対のワイヤ送りローラ２１を有し、かつ、ワイヤリール１１からビードフォーマ１５へビードワイヤＷを送るワイヤ送り機構１２と、一対のワイヤ送りローラ２１の間に配置されたテンションローラ２２を有し、かつ、テンションローラ２２によりビードワイヤＷに張力を付与する張力付与機構１３と、ワイヤ送り機構１２とビードフォーマ１５との間に配置され、ビードワイヤＷを把持可能な把持機構１４と、前記一対のワイヤ送りローラ２１の間でビードワイヤＷが緩んだときに、把持機構１４を作動させる作動手段１６と、を備える。

以上の構成により、ワイヤリール１１において材料切れが生じたり、ワイヤリール１１の近傍でビードワイヤＷが切断されたりした場合に、把持機構１４がビードワイヤＷを把持することで、ワイヤリール１１からビードフォーマ１５までの所定の経路からビードワイヤＷが外れてしまうのを抑制することができる。

（２）作動手段１６は、テンションローラ２２によって前記ビードワイヤＷに張力が付与されないことを検出し、前記把持機構を作動させる。したがって、一対のワイヤ送りローラ２１の間でビードワイヤＷが緩んだことをテンションローラ２２による張力の付与状態によって検出することができ、適切なタイミングでビードワイヤＷを把持することができる。

（３）張力付与機構１３は、伸長又は収縮することによってテンションローラ２２を移動させビードワイヤＷに張力を付与する第１シリンダ２３を備え、作動手段１６は、第１シリンダ２３が所定の制限位置（収縮限界位置又は伸長限界位置）まで伸縮することで操作されるシリンダスイッチ２３ｃを備え、このシリンダスイッチ２３ｃの操作に基づいて把持機構１４を作動させる。この構成により、テンションローラ２２によってビードワイヤＷに張力が付与されなくなると、第１シリンダ２３が制限位置まで伸長又は収縮し、シリンダスイッチ２３ｃが操作される。したがって、シリンダスイッチ２３ｃの操作に基づいて把持機構１４を作動させることで、適切にビードワイヤＷを把持することができる。

（４）把持機構１４は、ワイヤリール１１、ワイヤ送り機構１２、ビードフォーマ１５の駆動装置１７，１８，１９等を制御する制御装置２０によって作動するのではなく、作動手段１６を構成するシリンダスイッチ２３ｃのオン操作により電力が供給されて作動する。そのため、材料切れ等が生じたときに即座に把持機構１４を作動させ、ビードワイヤＷを把持することができる。

（５）把持機構１４は、互いに接近・離反可能に設けられた一対のクランプ部材２５ａ，２５ｂを有するクランプ２５と、少なくとも一方のクランプ部材２５ｂを移動させ、一対のクランプ部材２５ａ，２５ｂでビードワイヤＷを把持する態様と把持を解除する態様とを切り換える第２シリンダ２６とを備える。この構成により、第２シリンダ２６を伸縮させることによって迅速にクランプ２５でビードワイヤＷを把持することができる。

以上、本発明の実施形態が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

４ａ ：ビードコア
１０ ：製造装置
１１ ：ワイヤリール
１２ ：ワイヤ送り機構
１３ ：張力付与機構
１４ ：把持機構
１５ ：ビードフォーマ
１６ ：作動手段
２１ ：ワイヤ送りローラ
２２ ：テンションローラ
２３ ：第１シリンダ
２３ｃ ：シリンダスイッチ
２５ ：クランプ
２６ ：第２シリンダ
Ｗ ：ビードワイヤ

Claims (5)

1. ビードワイヤが巻かれているワイヤリールと、
   前記ワイヤリールから引き出された前記ビードワイヤが巻き付けられ、円環状のビードコアを成形するビードフォーマと、
   前記ビードワイヤの長さ方向に間隔をあけて配置された一対のワイヤ送りローラを有し、かつ、前記ワイヤリールから前記ビードフォーマへ前記ビードワイヤを送るワイヤ送り機構と、
   前記一対のワイヤ送りローラの間に配置されたテンションローラを有し、かつ、前記テンションローラにより前記ビードワイヤに張力を付与する張力付与機構と、
   前記ワイヤ送り機構と前記ビードフォーマとの間に配置され、前記ビードワイヤを把持可能な把持機構と、
   前記一対のワイヤ送りローラの間で前記ビードワイヤが緩んだときに、前記把持機構を作動させる作動手段と、を備えている、ビードコアの製造装置。
2. 前記作動手段は、前記テンションローラによって張力が付与されないことを検出し、前記把持機構を作動させる、請求項１に記載のビードコアの製造装置。
3. 前記張力付与機構は、伸長又は収縮することによって前記テンションローラを移動させ前記ビードワイヤに張力を付与する第１シリンダを備え、
   前記作動手段は、前記第１シリンダが所定の制限位置まで伸縮することで操作されるシリンダスイッチを備え、このシリンダスイッチの操作に基づいて前記把持機構を作動させる、請求項２に記載のビードコアの製造装置。
4. 前記把持機構は、前記シリンダスイッチのオン操作によって電力が供給されて作動する、請求項３に記載のビードコアの製造装置。
5. 前記把持機構は、互いに接近・離反可能に設けられた一対のクランプ部材を有するクランプと、少なくとも一方の前記クランプ部材を移動させ、前記一対のクランプ部材で前記ビードワイヤを把持する態様と把持を解除する態様とを切り換える第２シリンダとを備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のビードコアの製造装置。

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