JPWO2010047161A1 - ビード製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

ビードフィラーを弾性変形可能な円周上複数のばね部材を利用して起立させることにより、円周上均一で形状が安定し、ユニフォミティの良好なビード製造方法およびビード製造装置を提供する。そのために、支持ベース１１に回転可能に支持され外周に円周方向に間隔を有して配設された弾性変形可能なばね部材２５の両端部を枢動可能に保持しばね部材に環状のビードフィラー３０を巻き付けるようにしたフォーマ１６と、ばね部材をフォーマの放射方向に湾曲させる作動手段２１と、フォーマの一端側に配設されビードコア４０を保持するビードコア保持部４４とによって構成した。

Description

本発明は、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嵌着するようにしたビード製造方法および製造装置に関するものである。

自動車の空気入りタイヤに用いられるビードは、一般に、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起立させ、ビードフィラーの短辺をビードコアの外周に嵌着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、ビードクランパに保持されたビードリングの外周に、起立姿勢に変化されたエーペックスの底辺を嵌着するようになっている。

特開平６−１０６６５４号公報

特許文献１に記載のビード製造装置においては、帯状のビードフィラーを、セグメントによって底辺側および先端側を一気に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ため、セグメントによって底辺側および先端側を一気に起立させる従来の構成では、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と、タイヤ本体に悪影響を与え、タイヤユニフォミティに問題を生ずる恐れがある。

また、帯状のビードフィラーを、エアーバック（ブラダ）を用いて起立させることも従来行われているが、エアーバック方式は、長期の使用によってエアーバックが破損する恐れがあり、耐久性に問題があった。

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、ビードフィラーを弾性変形可能な円周上複数の板ばね（ばね部材）を利用して起立させることにより、円周上均一で形状が安定し、ユニフォミティの良好なビード製造方法およびビード製造装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に係るビード製造方法の発明の特徴は、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嵌着するようにしたビード製造方法にして、前記帯状のビードフィラーの一方の長辺を環状に巻き付ける円周方向に間隔を有して配置された弾性変形可能な円周上複数の板ばねを備え、該板ばね部材を湾曲させることにより、前記ビードフィラーを起立させて前記ビードフィラーの短辺を前記ビードコアの外周に嵌着するようにしたことである。

請求項２に係るビード製造装置の発明の特徴は、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嵌着するようにしたビード製造装置にして、支持ベースと、該支持ベースに回転可能に支持され外周に円周方向に間隔を有して配設された弾性変形可能な複数のばね部材の両端部を枢動可能に保持し該ばね部材に環状の前記ビードフィラーを巻き付けるようにしたフォーマと、前記ばね部材を前記フォーマの放射方向に湾曲させる作動手段と、前記フォーマの一端側に配設され前記ビードコアを保持するビードコア保持部とによって構成したことである。

請求項３に係るビード製造装置の発明の特徴は、請求項２において、前記フォーマは、前記支持ベースに回転可能に支持された回転軸と、該回転軸に取付けられ前記ばね部材の一端を枢動可能に保持する第１回転ディスクと、該第１回転ディスクに対して前記回転軸の回転軸線方向に接近離間可能でかつ前記ばね部材の他端を枢動可能に保持する第２回転ディスクとを備え、前記作動手段は、前記第２回転ディスクを前記第１回転ディスクに対して前記回転軸の軸線方向に相対移動させるように構成されていることである。

請求項４に係るビード製造装置の発明の特徴は、請求項２または請求項３において、前記ばね部材を、前記回転軸の放射方向に弾性変形可能な長方形状の板ばねによって構成したことである。

請求項５に係るビード製造装置の発明の特徴は、請求項４において、前記板ばねの長手方向の板厚を変化させ、板厚の大きな部位の弾性変形をしにくくしたことである。

請求項６に係るビード製造装置の発明の特徴は、請求項２ないし請求項５のいずれか１項において、前記複数のばね部材の外周を、伸縮性に富む弾性部材によって前記フォーマの全周隙間なく覆うようにしたことである。

請求項１に係るビード製造方法の発明によれば、帯状のビードフィラーの一方の長辺を環状に巻き付ける円周方向に間隔を有して配置された弾性変形可能な円周上複数の板ばねを備え、板ばね部材を湾曲させることにより、ビードフィラーを起立させてビードフィラーの短辺をビードコアの外周に嵌着するようにしたので、板ばねの湾曲動作によって起立されるビードフィラーを、底辺側より先端側に向けて順次伸ばしていくことができる。これによって、ビードコアの外周に嵌着されるビードフィラーを、円周上均一で安定した形状とすることができ、ユニフォミティが良好となるビード製造方法を実現することができる。

請求項２に係るビード製造装置の発明によれば、支持ベースに回転可能に支持され外周に円周方向に間隔を有して配設された弾性変形可能な複数のばね部材の両端部を枢動可能に保持しばね部材に環状のビードフィラーを巻き付けるようにしたフォーマと、ばね部材をフォーマの放射方向に湾曲させる作動手段と、フォーマの一端側に配設されビードコアを保持するビードコア保持部とによって構成したので、ばね部材の湾曲動作によって起立されるビードフィラーを、底辺側より先端側に向けて順次伸ばしていくことができる。これによって、ビードコアの外周に嵌着されるビードフィラーを、円周上均一で安定した形状とすることができ、ビードコアに嵌着されたビードフィラーのユニフォミティが良好となる。しかも、ばね部材を使用しているので、従来のブラダを用いた場合のように、使用につれて破損する恐れも少なく、ビード製造装置の耐久性を向上することができる。

請求項３に係るビード製造装置の発明によれば、フォーマは、支持ベースに回転可能に支持された回転軸と、回転軸に取付けらればね部材の一端を枢動可能に保持する第１回転ディスクと、第１回転ディスクに対して回転軸の回転軸線方向に接近離間可能でかつばね部材の一端を枢動可能に保持する第２回転ディスクとを備え、作動手段は、第２回転ディスクを第１回転ディスクに対して回転軸の軸線方向に相対移動させるように構成されているので、作動手段による第１回転ディスクに対する第２回転ディスクの相対移動によって、ばね部材をフォーマの放射方向に的確に湾曲させることができる。

請求項４に係るビード製造装置の発明によれば、ばね部材は、回転軸の放射方向に弾性変形可能な長方形状の板ばねによって構成されているので、作動手段の作動によって、板ばねをフォーマの放射方向に容易にかつ的確に湾曲させることができる。

請求項５に係るビード製造装置の発明によれば、板ばねの長手方向の板厚を変化させ、板厚の大きな部位の弾性変形をしにくくしたので、板ばねの湾曲によって起立されるビードコアに接触する板ばね部分を垂直に近い状態に保持することが可能となり、ビードフィラーのユニフォミティをより良好にすることができる。

請求項６に係るビード製造装置の発明によれば、複数のばね部材の外周を、伸縮性に富む弾性部材によってフォーマの全周隙間なく覆うようにしたので、複数のばね部材相互の隙間を埋めることができ、ビードフィラーの起立動作を全周に亘って均一な力で安定的に行うことができる。

本発明の第１の実施の形態を示すビード製造装置の全体を示す外観図である。 図１の２−２線に沿って切断したビード製造装置の断面図である。 図２の一部を拡大した拡大図である。 図２の作動状態を示す図である。 板ばねを湾曲した状態を示すビード製造装置の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態を示すビード製造装置の断面図である。 図６に示した板ばねの詳細を示す図である。 本発明の第３の実施の形態を示すビード製造装置の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はビード製造装置１０の外観図、図２はビード製造装置１０の断面図を示す。ビード製造装置１０は、図２に示すように、支持ベース１１を備え、支持ベース１１に円筒状の回転軸１２が軸受１３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の後端部にはプーリ１４が取付けられ、プーリ１４はベルト１５を介して図略のモータに連結されている。

回転軸１２には、フォーマ１６が取付けられている。フォーマ１６は、回転軸１２の先端部に固定された円板状の第１回転ディスク１７と、この第１回転ディスク１７に対して回転軸１２の軸線方向に接近離間可能な円板状の第２回転ディスク１８と、後述する構成の板ばね２５を備えている。第１回転ディスク１７には、円周上複数のガイドバー１９が回転軸１２の軸線と平行に取付けられ、これらガイドバー１９に第２回転ディスク１８がガイドブッシュ２０を介して摺動可能にガイドされている。第２回転ディスク１８には、作動手段を構成する円周上複数の作動用シリンダ装置２１のピストンロッド２２が連結されている。第２回転ディスク１８は作動用シリンダ装置２１の作動により、第１回転ディスク１７に対して接近離間する方向にガイドバー１９に沿って進退されるようになっている。なお、作動用シリンダ装置２１は、支持ベース１１に設置された取付けプレート２３に設置されている。

また、フォーマ１６は、第１回転ディスク１７および第２回転ディスク１８の外周に配設されたばね部材を構成する円周上多数の板ばね２５を備えている。板ばね２５は、肉厚が一様な長方形状をなし、その長手方向長さは、後述するビードフィラー３０の長辺の長さの数倍（例えば、３〜４倍）に設定されている。板ばね２５は、フォーマ１６の放射方向に弾性変形できるように、図１に示すように、フォーマ１６の同一円周上に接線方向に向けて僅かな隙間を有して並設されている。

具体的には、第１回転ディスク１７は、ビードフィラー３０の長辺の長さに相当する軸方向長さの外周面１７ａを備えており、第１回転ディスク１７の外周先端部には、板ばね２５と同数の支持ブラケット３１が円周方向に間隔を有して取付けられている。各支持ブラケット３１には、保持ピン３２がフォーマ１６の同一円周上に接線方向に向けて支持されている。保持ピン３２には、図３に詳細図示するように、板ばね２５の一端に形成された円弧支持部２５ａが係止され、板ばね２５は保持ピン３２によって一端を枢動可能に保持されている。

また、第２回転ディスク１８の外周には、板ばね２５と同数の支持ブラケット３３が円周方向に間隔を有して取付けられている。各支持ブラケット３３には、保持ピン３４が保持ピン３２と同一の円周上にかつ保持ピン３２と互いに平行に支持されている。保持ピン３４には、図３に詳細図示するように、板ばね２５の他端に形成された円弧支持部２５ｂが係止され、板ばね２５は保持ピン３４によって他端を枢動可能に保持されている。

これにより、板ばね２５の他端を枢動可能に保持する第２回転ディスク１８を、作動用シリンダ装置２１により、第１回転ディスク１７に対して接近する方向に前進させることにより、各板ばね２５は、図４および図５に示すように、フォーマ１６の放射方向外方に円弧状に湾曲されるようになる。

板ばね２５の第１回転ディスク１７側の外周面には、ビードフィラー３０が装着される。ビードフィラー３０は、一辺（底辺）が短く他の二辺が長い略三角形に押出成形によって成形された帯状のゴムからなり、底辺をフォーマ１６の前端側に向けて一方の長辺が板ばね２５の外面に接するように板ばね２５の一端側に巻き付けられる。板ばね２５の外面に巻き付けられたビードフィラー３０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３０が作成される。

フォーマ１６の前端面、すなわち、第１回転ディスク１７の先端面には、円周上複数のガイドレール４１が放射方向に取付けられ、これらガイドレール４１にそれぞれ摺動ブロック４２が放射方向に摺動可能に案内されている。各摺動ブロック４２には、ビードコア保持体４３がそれぞれ取付けられ、これらビードコア保持体４３の外面によってビードコア４０をフォーマ１６と同心的に保持する拡縮可能なビードコア保持部４４を構成している。

回転軸１２内には、摺動軸４５がガイドブッシュ４６を介して、回転軸１２の軸線方向に摺動可能に支持されている。摺動軸４５の後端部には、拡縮手段を構成する拡縮用シリンダ装置４７のピストンロッド４８が連結されている。拡縮用シリンダ装置４７は、支持ベース１１に設置された取付けプレート４９に取付けられている。摺動軸４５の先端部は、第１回転ディスク１７の中心部を貫通してフォーマ１６の前方に突出され、その突出端に、連結ブロック５０が取付けられている。連結ブロック５０の外周部には、リンク部材５１を介して各摺動ブロック４２がそれぞれ連結され、摺動軸４５の摺動によりリンク部材５１を介して各摺動ブロック４２が同期して放射方向に移動され、ビードコア保持部４４を径方向に拡縮す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製造装置１０によってビードを製造する方法について説明する。通常は、作動用シリンダ装置２１のピストンロッド２２が後退端位置に保持され、フォーマ１６の第２回転ディスク１８は第１回転ディスク１７に対して離間した後退端位置に位置されている。これにより、多数の板ばね２５は、図１および図２に示すように、直線状に伸びきった状態に保持されている。一方、拡縮用シリンダ装置４７のピストンロッド４８は前進端位置に保持され、リンク部材５１を介して摺動ブロック４２を径方向内方に作動しており、ビードコア保持体４３の外面によって構成されるビードコア保持部４４の径が縮小された状態に保持されている。

この状態において、ビードコア保持部４４の外周にビードコア４０が搬入され、しかる後、拡縮用シリンダ装置４７のピストンロッド４８が後退されることにより、リンク部材５１を介して摺動ブロック４２が径方向外方に移動され、ビードコア保持部４４の径が拡大される（図２および図４の状態）。これにより、ビードコア保持部４４上にビードコア４０がフォーマ１６と同心的にクランプされる。このときのビードコア４０は、その外周が板ばね２５の一端側の枢動位置（保持ピン３２）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３０が図略の供給装置により、フォーマ１６の外周を構成する板ばね２５上に供給される。すなわち、ビードフィラー３０は、底辺がビードコア４０に対応する板ばね２５の一端側に向けて一方の長辺が板ばね２５の外面に接するように板ばね２５の周りに供給される。供給されたビードフィラー３０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とともにフォーマ１６が回転される。

フォーマ１６の回転によってビードフィラー３０が板ばね２５の周りに巻き付けられる。ビードフィラー３０が所定量送り出され、フォーマ１６を１周すると、ビードフィラー３０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３０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３０が作成される。これにより、ビードフィラー３０は、その底辺がビードコア保持部４４に保持されたビードコア４０の外周に接近した位置（保持ピン３２）に保持される。

続いて、作動用シリンダ装置２１が作動されてピストンロッド２２が前進され、第２回転ディスク１８が第１回転ディスク１７に対して接近移動される。これによって、第１回転ディスク１７および第２回転ディスク１８に両端を枢動可能に保持された板ばね２５が放射方向外方に向かって徐々に湾曲するように弾性変形される。第２回転ディスク１８が図４に示すように前進端位置まで前進されると、板ばね２５が略半円状に湾曲され、この板ばね２５の湾曲に従って板ばね２５に接触するビードフィラー３０が板ばね２５に対してほぼ直角となる角度に起立され、その底辺がビードコア４０の外周に嵌着される。この際、ビードフィラー３０は、板ばね２５の湾曲によって起立されるので、引き延ばされる率が異なる底辺（内周）側および先端（外周）側が一気に起立されるのではなく、底辺側から先端側に向けて順次伸ばされて起立されるようになる。

このように、板ばね２５の湾曲動作を利用して、ビードフィラー３０を底辺側より先端側に向けて順次伸ばしていくようにしたので、ビードコア４０の外周に嵌着されるビードフィラー３０は、円周上均一で安定した形状となり、ユニフォミティが良好となる。また、板ばね２５を、フォーマ１６（第１および第２回転ディスク１７、１８）に両端部を枢動可能に保持したので、作動用シリンダ装置２１による第１回転ディスク１７に対する第２回転ディスク１８の相対移動によって、板ばね２５を的確に湾曲させることができ、しかも、従来のエアーバック（ブラダ）を用いた場合のように、使用につれて破損する恐れも少ないので、耐久性を著しく向上することができる。

図６および図７は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態と異なる点は、板ばね２５の長手方向の板厚を変化させることにより、板ばね２５の弾性変形を所望の形状となるようにし、ビードコア４０の外周に嵌着されるビードフィラー４０の形状をさらに安定化できるようにしたことである。なお、板ばね２５の板厚を変化した以外は、第１の実施の形態と同じであるので、第１の実施の形態と同一の部品については同一の参照番号を付し、説明を省略する。

すなわち、第２の実施の形態においては、図７に示すように、板ばね２５の板厚を、帯状のビードコア３０が巻き付けられる部位２５ｃにおいては厚くすることにより、この厚肉部位２５ｃにおける弾性変形を他の部分に比較して変形しにくくしている。これによって、板ばね２５の弾性変形が所望の形状となり、ビードフィラー３０の拡張軌跡を自在にコントロールできるようになる。その結果、図６に示すように、第２回転ディスク１８が前進端まで前進された際に、ビードコア４０に接触する厚肉部位２５ｃをフォーマ１６の回転軸線に対して垂直に近い状態に保持することが可能となり、ビードフィラー３０のユニフォミティをより良好にできるようにしている。

図８は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、フォーマ１６の放射方向外方に湾曲される板ばね２５の隙間をなくするように、多数の板ばね２５を伸縮性に富むリング状の弾性体６０によりフォーマ１６の全周に亘って被覆したものである。

かかる第３の実施の形態によれば、弾性体６０によって、板ばね２５間の隙間をなくするようにしたので、ビードフィラー３０の全周を押圧することができるようになり、ビードフィラー３０の起立動作を安定的に行うことができる。また、板ばね２５を弾性体６０によって被覆することにより、板ばね２５の枚数を削減することも可能となる。

上記した実施の形態においては、ばね部材として板ばね２５を用いた例について述べたが、本発明のばね部材は、必ずしも板ばね２５に限定されるものではなく、例えば、棒状のばね部材を用いることも可能であり、また、伸縮性に富む弾性部材内に棒状のばね部材を埋設して用いることもできる。

以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、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製造方法および製造装置は、ビードフィラーをビードコアの外周に嵌着して自動車用タイヤに用いるビードを製造するのに適している。

１０…ビード製造装置、１１…支持ベース、１２…回転軸、１６…フォーマ、１７…第１回転ディスク、１８…第２回転ディスク、２１…作動手段（作動用シリンダ装置）、２５…ばね部材（板ばね）、２５ｃ…厚肉部位、３０…ビードフィラー、３２、３４…保持ピン、４０…ビードコア、４４…ビードコア保持部、６０…弾性体。

Claims (6)

1. 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嵌着するようにしたビード製造方法にして、
   前記帯状のビードフィラーの一方の長辺を環状に巻き付ける円周方向に間隔を有して配置された弾性変形可能な円周上複数の板ばねを備え、該板ばね部材を湾曲させることにより、前記ビードフィラーを起立させて前記ビードフィラーの短辺を前記ビードコアの外周に嵌着するようにしたことを特徴とするビード製造方法。
2. 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嵌着するようにしたビード製造装置にして、
   支持ベースと、該支持ベースに回転可能に支持され外周に円周方向に間隔を有して配設された弾性変形可能な複数のばね部材の両端部を枢動可能に保持し該ばね部材に環状の前記ビードフィラーを巻き付けるようにしたフォーマと、前記ばね部材を前記フォーマの放射方向に湾曲させる作動手段と、前記フォーマの一端側に配設され前記ビードコアを保持するビードコア保持部とによって構成したことを特徴とするビード製造装置。
3. 請求項２において、前記フォーマは、前記支持ベースに回転可能に支持された回転軸と、該回転軸に取付けられ前記ばね部材の一端を枢動可能に保持する第１回転ディスクと、該第１回転ディスクに対して前記回転軸の回転軸線方向に接近離間可能でかつ前記ばね部材の他端を枢動可能に保持する第２回転ディスクとを備え、前記作動手段は、前記第２回転ディスクを前記第１回転ディスクに対して前記回転軸の軸線方向に相対移動させるように構成されていることを特徴とするビード製造装置。
4. 請求項２または請求項３において、前記ばね部材を、前記回転軸の放射方向に弾性変形可能な長方形状の板ばねによって構成したことを特徴とするビード製造装置。
5. 請求項４において、前記板ばねの長手方向の板厚を変化させ、板厚の大きな部位の弾性変形をしにくくしたことを特徴とするビード製造装置。
6. 請求項２ないし請求項５のいずれか１項において、前記複数のばね部材の外周を、伸縮性に富む弾性部材によって前記フォーマの全周隙間なく覆うようにしたことを特徴とするビード製造装置。

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