【課題】ビードワイヤの巻き終わり端部にコードやシート状のゴム部材を巻き付けることなく、ビードワイヤの巻き終わり端の跳ね上がりを防止することができるビードコア製造装置を提供する。
【解決手段】未加硫ゴムで被覆されたビードワイヤが環状に複数回巻かれたビードコアを製造するビードコア製造装置において、拡縮径可能に設けられ、前記ビードワイヤが外周面に巻き付けられる回転支持体と、前記ビードワイヤの巻き終わり端部を含むように前記ビードコアを幅方向に挟持して前記ビードワイヤの巻き終わり端部を前記ビードコアに圧着するクランプ装置とを備える。
前記クランプ装置は、前記ビードワイヤの巻き始め端部を、前記ビードコアの幅方向内側かつ径方向外側へ押圧するように前記ビードコアを挟持する請求項1〜3のいずれか1項に記載のビードコア製造装置。
前記取り出し装置は、前記回転支持体の回転軸と平行な回転軸を有する複数のローラと、前記回転支持体の外周面に形成された前記ビードコアに対して前記複数のローラを近接離隔移動させる移動機構とを備え、
前記移動機構が、複数の前記ローラを同期して前記ビードコアに近接させて、前記回転支持体に支持された前記ビードコア及び前記回転支持体の少なくとも一方に前記ローラを当接させつつ前記ビードコアを複数の前記ローラと前記回転支持体との間に配置し、
複数の前記ローラと前記回転支持体との間に前記ビードコアを配置した状態で前記回転支持体が縮径して前記ビードコアを前記回転支持体から複数の前記ローラへ受け渡す請求項1〜6のいずれか1項に記載のビードコア製造装置。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【0011】
本実施形態にかかるビードコア製造装置1は、金属製のワイヤに未加硫ゴムを被覆したビードワイヤBWを回転支持体2の外周面に巻回して円環状のビードコアCを製造する装置である。このビードコア製造装置1は、
図1〜
図3に示すように、回転支持体2と、チャック部3と、押圧ローラ4と、カッター5と、取り出し装置10と、クランプ装置20とを備える。
【0012】
回転支持体2は、回転軸2bの回りに回転可能に設けられた円筒状の成型ドラムである。回転支持体2は、周方向に複数のセグメント2aに分割されている。回転支持体2を構成する複数のセグメント2aは拡縮可能に設けられている。この回転支持体2は、駆動源として不図示のサーボモータを備え、ビードワイヤBWを巻回す際の回転角度を調整することができる。
【0013】
チャック部3は、不図示の移動機構によって、回転支持体2から離れた待避位置(
図1参照)と、回転支持体2の外周面近傍の貼付位置(
図4参照)との間を移動する。また、チャック部3は、不図示の移動機構によって、回転支持体2の軸方向(回転軸2bに平行な方向)へ移動する。
【0014】
チャック部3は、ビードワイヤBWの端部を保持しつつ待避位置から貼付位置へ移動する。これによって、チャック部3は、回転支持体2の外周面と押圧ローラ4との間にビードワイヤBWの先端部BWsを供給し、回転支持体2の外周面にビードワイヤBWの先端部BWsを貼り付ける。その後、回転支持体2が回転軸2bの周りに回転すると、ビードワイヤBWが回転支持体2の外周面に巻き付けられる。回転支持体2が1回転する毎に、不図示の移動機構がチャック部3を回転支持体2の軸方向へ所定距離(送りピッチ)移動させる。ビードワイヤBWは、回転支持体2の外周面を一周する毎にチャック部3にガイドされて回転支持体2の軸方向へ移動することで螺旋状に巻回され、回転支持体2の外周面にビードコアCを形成する。
【0015】
押圧ローラ4は、回転支持体2が回転しながら巻き取ったビードワイヤBWを、回転支持体2の外周面(回転支持体2の径方向内側)へ押さえ付ける(
図6参照)。これにより、回転支持体2の外周面に巻き付けられたビードワイヤBWを径方向に密着させる。
【0016】
カッター5は、回転支持体2の外周面にビードワイヤBWを所定長さ巻き付けたところでビードワイヤBWを切断する。
【0017】
取り出し装置10は、回転支持体2の外周面に形成されたビードコアCを回転支持体2から取り出す装置である。この取り出し装置10は、回転支持体2の外周面に形成されたビードコアCを保持する複数の保持ローラ12と、保持ローラ12を移動させる移動機構14と、保持ローラ12の回転を禁止するブレーキ16とを備える。
【0018】
保持ローラ12は、1つの回転支持体2に対して回転支持体2の周方向に間隔をあけて複数個、好ましくは3個以上設けられている。保持ローラ12の外周面が、回転支持体2に形成されたビードコアCの外周面に周方向に間隔をあけて複数当接する。これにより、保持ローラ12はビードコアCを保持する。各保持ローラ12は、回転支持体2の回転軸2bと平行な回転軸12aに回転自在に取り付けられている。保持ローラ12は、樹脂製の筒体からなり回転支持体2の外周面より軟質な材料で構成されている。
【0019】
図2及び
図3に示すように、望ましい形態としいて、保持ローラ12の外周面にはビードコアCが嵌まり込む環状の凹溝12bが形成されている。
【0020】
また、
図8に示すような保持ローラ12がビードコアCに当接する状態では、回転支持体2の回転軸2b方向視において、回転軸2bを挟んで対称な位置に保持ローラ12が位置するように複数の保持ローラ12を配置することが好ましい。
【0021】
移動機構14は、シリンダー等のアクチュエータを備える。移動機構14は、回転支持体2の外周面に形成されたビードコアCに対して複数の保持ローラ12を同期して近接・離隔移動させる。
【0022】
ブレーキ16は、シリンダーによって保持ローラ12に近接離隔移動するパッドを備える。ブレーキ16は、パッドが保持ローラ12から離れた状態で保持ローラ12を回転自在とし、パッドが保持ローラ12に当接すると保持ローラ12の回転を禁止する。このようなブレーキ16は、複数の保持ローラ12毎に設けられている。
【0023】
クランプ装置20は、ビードコアCの幅方向Wに間隔をあけて配置された一対の保持部22と、一対の保持部22を移動させるクランプ駆動部24とを備える。
【0024】
一対の保持部22は、後述する重複領域Bo全体を挟持できる形状及び大きさをなしており、ビードコアCの幅方向側面と当接してビードコアCを幅方向内側へ押圧する。
【0025】
保持部22は、樹脂製の板状体からなり回転支持体2の外周面より軟質な材料で構成されている。
【0026】
クランプ駆動部24は、シリンダー等の2軸のアクチュエータを備える。クランプ駆動部24は、一対の保持部22を互いに近接・離隔移動させて、一対の保持部22をビードコアCの幅方向側面に接触させたり、一対の保持部22をビードコアCの幅方向側面から離隔させる。また、クランプ駆動部24は、一対の保持部22をビードコアCの径方向に移動させ、一対の保持部22を回転支持体2の外周面に形成されたビードコアCに対して一対の保持部22を近接・離隔移動させる。
【0027】
本発明では、このようなクランプ装置20を任意の位置に設けることができる。本発明では、回転支持体2の外周面に支持されたビードコアCを保持部22が挟持したり、あるいは、取り出し装置10に保持されたビードコアCを保持部22が挟持するように、回転支持体2の外周面の近傍にクランプ装置20を設けることが好ましい。より好ましくは、押圧ローラ4より回転支持体2の回転方向前方R1にクランプ装置20を設ける。特に好ましくは、
図4に示すように、押圧ローラ4より回転支持体2の回転方向前方R1であって、取り出し装置10が有する保持ローラ12のうち回転支持体2の回転方向前方R1に押圧ローラ4と最も近接する位置に設けられた保持ローラ12’より回転支持体2の回転方向後方にクランプ装置20を設ける。
【0028】
次に、上記したビードコア製造装置1の動作について説明する。
【0029】
まず、押圧ローラ4が回転支持体2の外周面に近接し、回転支持体2が拡径した状態で、チャック部3が、ビードワイヤBWを保持しつつ
図1に示す待避位置から
図4に示す貼付位置へ移動して、回転支持体2の外周面と押圧ローラ4との間にビードワイヤBWの先端部BWsを挿入する。
【0030】
なお、取り出し装置10の保持ローラ12及びクランプ装置20の保持部22は、回転支持体2に巻き取られたビードワイヤBWと接触しないように、回転支持体2の外周面から離れた位置にある。
【0031】
そして、ビードワイヤBWの巻き始め端部BWsが回転支持体2と押圧ローラ4との間に挿入されると、チャック部3は、ビードワイヤBWの保持を解除する。
【0032】
その後、
図5に示すように、サーボモータが起動して回転支持体2が一方向(
図5において反時計回り)R1へ回転する。また、回転支持体2が1回転する毎に、チャック部3がビードワイヤBWを回転支持体2の軸方向へ移動させる。これにより、ビードコア製造装置1は、ビードワイヤBWを螺旋状に巻き付けてなるビードコアCを回転支持体2の外周面に形成する。
【0033】
本実施形態では、
図6に例示するように、ビードワイヤBWの巻き始め端部BWsが、ビードコアCの幅方向一方側(
図6の左側)W1かつ径方向内側Minに位置し、巻き終わり端部BWeが、ビードコアCの幅方向他方側(
図6の右側)W2かつ径方向外側Moutに位置するビードコアCを形成する。
【0034】
具体的には、ビードワイヤBWの巻き始め端部BWsを回転支持体2の外周面の所定位置に配置した後、ビードコアCの幅方向他方側W2に向かって5周目までビードワイヤBWを巻き付けて第1層を形成する。
【0035】
そして、6周目を5周目の上に巻き付けた後、ビードコアCの幅方向一方側W1に向かって10周目まで第1層c1の上にビードワイヤBWを巻き付けて第2層c2を形成する。その後、第2層c2と同様に、第2層c2の上に11周目から15周目までビードワイヤBWを巻き付けて第3層c3を形成し、第3層c3の上に16周目から20周目までビードワイヤBWを巻き付けて第4層c4を形成した後、第4層c4の上に21周目から24周目までビードワイヤBWを巻き付けて第5層c5を形成する。
【0036】
なお、ビードワイヤBWは、ビードコアCの幅方向Wに隣り合うビードワイヤBWとの間に隙間が発生しないように巻き付けられている。
【0037】
そして、ビードコアCの第5層c5を形成し終わると、サーボモータが停止してビードワイヤBWの巻き付けを停止する。そして、
図7に示すように、チャック部3が、貼付位置から待避位置へ移動するとともにビードワイヤBWを保持した後、カッター5によってビードワイヤBWを切断して、ビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeを形成する。
【0038】
カッター5がビードワイヤBWを切断すると、
図8に示すように、サーボモータが起動して回転支持体2を回転方向一方向R1へ回転させる。これにより、ビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeが、回転支持体2に巻き付けられるとともに、押圧ローラ4によって径方向内側Minへ押圧される。
【0039】
なお、ビードワイヤBWを切断する位置は、ビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeと巻き始め端部BWsがタイヤ周方向に所定長さ(例えば、5〜25mm)だけ重なった重複領域Boを備えるビードコアCが得られるように設定することが好ましい(
図8参照)。
【0040】
また、取り出し装置10の移動機構14は、回転支持体2が回転している間に、複数の保持ローラ12を同期してビードコアCに近接移動させ、
図8及び
図9に示すように、保持ローラ12の外周面がビードコアCの外周面に当接するまで移動させる。
【0041】
本実施形態では、保持ローラ12の外周面に設けられた凹溝12bにビードコアCが嵌まり込み、複数の保持ローラ12と回転支持体2との間でビードコアCが挟持されている。これにより複数の保持ローラ12は回転支持体2の回転に同調して回転する。
【0042】
そして、
図10に示すように、複数の保持ローラ12と回転支持体2との間でビードコアCを挟持した状態で回転支持体2のセグメント2aが縮径移動する。これにより、ビードコアCが回転する回転支持体2から複数の保持ローラ12へ受け渡される。つまり、ビードコアCが回転したまま回転支持体2から保持ローラ12へ受け渡される。
【0043】
また、セグメント2aの縮径移動とともに、押圧ローラ4を回転支持体2の外周面から離隔移動させる。
【0044】
上記のように回転支持体2から複数の保持ローラ12へビードコアCを受け渡している間に、クランプ装置20のクランプ駆動部24は、一対の保持部22の間にビードコアCが位置するように、一対の保持部22を径方向内側Minへ向けて移動させる(
図10参照)。
【0045】
そして、回転支持体2から保持ローラ12へビードコアCの受け渡しが完了すると、ブレーキ16はパッドをローラに当接させて保持ローラ12を停止させる。
【0046】
本実施形態では、ビードワイヤBWの巻き始め端部BWsと巻き終わり端部BWeとが周方向に重なった重複領域Boが、クランプ装置20に設けられた一対の保持部22の間に位置するように、保持ローラ12を停止させる。
【0047】
そして、保持ローラ12が停止すると、クランプ装置20のクランプ駆動部24が、一対の保持部22を互いに近接移動させて、一対の保持部22でビードコアCの重複領域Bo全体をビードコアCの幅方向Wに挟持する。
【0048】
その後、クランプ装置20のクランプ駆動部24が、一対の保持部22を互いに離隔移動させてビードコアCの挟持を解除し、更に、一対の保持部22を径方向外側Moutへ移動させる。以上でビードコアCの成形が完了する。
【0049】
上記した本実施形態のビードコア製造装置1では、クランプ装置20に設けられた保持部22がビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeを幅方向Wに挟持する。そのため、ビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeが、幅方向Wに隣接するビードワイヤBWに密着して、ビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeの跳ね上がりを防止することができる。
【0050】
また、本実施形態では、回転支持体2から取り出し装置10へビードコアCを受け渡した後、保持部22がビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeを幅方向Wに挟持するため、保持部22が回転支持体2と干渉することなくビードコアCの径方向全体を挟持することができる。
【0051】
また、本実施形態では、ビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeと巻き始め端部BWsがタイヤ周方向に重なった重複領域Bo全体を、保持部22が幅方向Wに挟持する。そのため、ビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeと同時に、巻き始め端部BWも幅方向Wに隣接するビードワイヤBWに密着させることができ、ビードワイヤBWの巻き始め端部BWsがビードコアCから分離することを防止できる。
【0052】
また、本実施形態では、押圧ローラ4より回転支持体2の回転方向前方R1にクランプ装置20が設けられている。このような場合、ビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeを径方向内側Minへ押圧した直後にビードコアCの回転を停止させ、ビードワイヤBWの巻き始め端部BWsを保持部22によって挟持することができる。そのため、無駄な動作を抑えることができ、ビードコアCの製造時間を短縮することができる。
【0053】
特に、本実施形態では、ビードコアCが回転したまま回転支持体2からこれより重量の小さい保持ローラ12へ受け渡されるため、ビードコアCの回転を短時間で停止させることができる。そのため、本実施形態では、クランプ装置20を押圧ローラ4に近接配置することができ、ビードコアCの製造時間を更に短縮することができる。
【0054】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について
図11を参照して説明する。なお、第1実施形態と同一の部分には説明は省略し、異なる部分について説明する。
【0055】
本実施形態では、クランプ装置100の一対の保持部122がビードコアCを挟持する際に、一対の保持部122が、ビードコアCの幅方向内側Winに加え径方向外側MoutにもビードワイヤBWの巻き始め端部BWsを押圧する。
【0056】
具体的には、
図11に示すように、一対の保持部122のうちビードワイヤBWの巻き始め端部BWsと接触する一方の保持部(
図11の左側の保持部)122aは、他方の保持部122bと対向する対向面が、ビードコアCの径方向内側Minに行くほど幅方向内側Moutへ向かうように傾斜する傾斜面122a1をなしている。
【0057】
本実施形態のように、ビードワイヤBWを回転支持体2に巻き付けてビードコアCを形成する場合、巻き始め直後にビードワイヤBWが回転支持体2の周方向に位置ズレしやすい。そのため、ビードワイヤBWの巻き始め端部BWsが回転支持体2の外周面に沿いやすいように巻き始め端部BWsを径方向内方へ湾曲するように癖を付けることがある。また、同様の位置ズレを防ぐため、回転支持体2の外周面に設けた切欠孔へビードワイヤBWの巻き始め端部BWsを挿通し、回転支持体2の内側において巻き始め端部BWsをクランプ機構などによって固定することがある。
【0058】
上記のように巻き始め端部BWsに癖を付けたり、巻き始め端部BWsをクランプ機構によって固定すると、ビードワイヤBWの巻き始め端部BWsがビードコアCから内径側へ分離しやすくなる。
【0059】
しかし、本実施形態では、クランプ駆動部124が一対の保持部122を互いに近接移動させて、一対の保持部122で幅方向WにビードコアCを挟持すると、一方の保持部122aの傾斜面122a1が、ビードコアCの径方向内側Minに位置するビードワイヤBWの巻き始め端部BWsをビードコアCの幅方向内側Winかつ径方向外側Moutへ押圧する。これにより、ビードワイヤBWの巻き始め端部BWsが、幅方向W及び径方向に隣接するビードワイヤBWにより強く密着して、ビードコアCから分離することを防止できる。
【0060】
なお、その他の作用効果は第1実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
【0061】
(その他の実施形態)
第1及び第2実施形態では、取り出し装置10の移動機構14が、複数の保持ローラ12を同期してビードコアCに近接移動させ、保持ローラ12の外周面をビードコアCの外周面に当接させたが、
図12に示すように、保持ローラ12の外周面を回転支持体2の外周面に当接させ、保持ローラ12とビードコアCとの間に隙間δが形成された状態で、保持ローラ12と回転支持体2との間にビードコアCを配置させてもよい。
【0062】
図12のような状態では、複数の保持ローラ12が回転支持体2との摩擦力によって回転支持体2の回転に同調して回転する。そして、この状態から回転支持体2のセグメント2aが縮径移動するとともに、複数の保持ローラ12がセグメント2aの縮径移動と同期して保持ローラ12とビードコアCとの間に形成された隙間δに相当する距離だけビードコアCに近接移動する。これにより、ビードコアCが回転する回転支持体2から複数の保持ローラ12へ受け渡され、ビードコアCを回転支持体2から取り出すことができる。
【0063】
また、第1及び第2実施形態においてクランプ装置20が、重複領域Bo全体を幅方向Wに挟持する場合について説明したが、例えば、少なくともビードワイヤBWの巻き終わり端部BWeを含むように挟持すればよい。
【0064】
また、第1実施形態及び第2実施形態では、取り出し装置10が回転支持体2からビードコアCを受け取った後に、クランプ装置20がビードワイヤBWの巻き終わり端部BWsを挟持してもよい。
【0065】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。