JP4301485B2 - 一本のコードからタイヤ補強材を製造するための単一往復動アームを有する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤの製造方法、特にタイヤ補強材を構成するコード（線状物、thread）の取付け、配置方法に関するものである。
本発明は特に、タイヤ製造時にタイヤ素材を支持するほぼ円環状の型（タイヤの内部空洞と同一形状またはそれに近い形状を有する型）の上で補強材を製造する手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ補強材をタイヤの組立て時に同時に製造する方法および装置は既に知られている。すなわち、補強プライのような中間製品を用いるのではなく、リールから一本のコードを引き出し、タイヤ製造時に補強材をその場で製造することは既に公知である。
欧州特許第０，５８０，０５５号には、外面が完成タイヤの内部空洞の型にほぼ対応している硬い芯型上でカーカス補強材を製造する方法が記載されている。この特許に開示の装置では芯型を取り囲んで「Ｃ字」型を成すように設置されたプーリ付きチェーンに固定された案内管を通ってカーカス補強材となるコードが硬い芯型上にアーチ状に配置される。すなわち、案内管を芯型の周りで前後運動させて往路および復路で各々１本のコード部分を交互にア−チ状に配置し、適切な押圧装置を用いて各コード部分の端部を硬い芯型上に予め塗布された生ゴムへ押圧固定する。
【０００３】
欧州特許第０，９６２，３０４号にも外面が完成タイヤの内部空洞形状にほぼ対応する硬い芯型の上でカーカス補強剤を製造する装置が記載されている。この特許の第１実施例では円弧を描く一本の往復動アームが用いられ、この往復動アームの端部に上記案内管に対応する案内部材が支持されている。従って、この案内部材は円を描く。この欧州特許第０，９６２，３０４号の図３も参照されたい。
しかし、この欧州特許第０，９６２，３０４号で提案されている一本の往復動アームでは、各ビード領域に対して十分に近い位置までコードを持って来ることができないという欠点がある。そのため、芯型の両側でコードを芯型に向かって押圧する押圧装置をかなり長いストロークで運動させる必要がある。しかし、このストローク長が長くなればなる程、ビードを芯型の軸方向最大幅に対応するサイドウオール上の点から軸方向に大きく戻さなければならなくある。そのため取付け精度に問題が起き、精密な押圧装置が要求されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記欧州特許第０，５８０，０５５号に記載の一般的方法で動作するが、動作精度を悪くせず、しかも高速で動作可能な装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記（ａ）〜（ｄ）：
（ａ）コードが内部を自由にスライド可能な案内部材と、
（ｂ）この案内部材を先端に支持した状態で幾何学回転軸を中心として運動する一本の往復動アームと、
（ｃ）この往復動アームを往復運動させて案内部材を前後運動の運動面内に描かれるサイクル運動に沿って移動させ、一連のサイクル中に案内部材を軌跡内で所望の各コード端部の近傍へ近付ける駆動装置と、
（ｄ）軌跡の各端部の近傍でコードを上記各端部で型に押圧し、案内部材の円運動と同期して運動する押圧装置と、
を有し、供給装置から要求に応じて連続的に供給されるコードからなるアーチ部分を所望軌跡に沿って円環状をした型の上に並べて、タイヤ補強材を順次作成していくタイヤ補強材の製造装置において、
往復動アームの末端部に型に方向に向って湾曲した口部を有し、この口部は、少なくとも案内部材が軌跡の端部近傍に来た時に装置が取る形状の時に案内部材が型に接近するように案内部材を直接支持していることを特徴とする装置を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明では上記欧州特許第０，５８０，０５５号に記載の方法と同様な方法でループを形成し、形成したループを押圧装置で芯型に押圧するものであるので、以下に記載のない本発明装置の詳細についてはこの欧州特許出願第０，５８０，０５５号の内容を参照されたい。
上記押圧装置は基本的にフォーク部材とハンマーとから成る。本発明では欧州特許第０，５８０，０５５号に記載の押圧装置の実施例をそのまま使用することができる。
本発明と欧州特許第０，５８０，０５５号との主たる相違点は、コードが自由にスライドできる案内部材（すなわち案内管）の駆動方法にある。換言すれば、本発明では上記欧州特許第０，５８０，０５５号に記載のチェーンシステムの代わりに往復動アームを用いる。
【０００７】
「コード（thread）」という用語は上記欧州特許と同様に、一般的な意味を有し、単一の糸、複数の糸、例えば撚糸等の集成体、グループ化したコード等を含み、材料の種類は任意である。「コード」がゴムで予め被覆されていてもいなくてもよいということは理解できよう。
「アーチ部分 (arceau) 」という用語は１点から他点まで延びた補強材のコードの一部を意味する。タイヤの全周に全てのアーチ部分を配置したものが実際の補強体を形成する。このアーチ部分はカーカスの一部、トレッド補強材の一部、その他の任意形式の補強材の一部にすることができる。このアーチ部分は一本のコードから取付け作業時に切断、分離して作ったものでも、また、完成した補強材で例えばループを介して全てが連結したものでもよい。
【０００８】
本発明では完成品の形にできるだけ近い形に補強コードを連続的に並べる。コードは適切な供給装置、例えばコードのリールから要求に応じて供給される。必要な場合にはリールから引き出されるコードの張力を制御する装置を設ける。本発明装置の一本のコードから補強材を製造する装置は硬い芯型または補強されたブラダと協働して運動する。タイヤはこの型の上で製造される。２回転する間にコードを切断するかしないかは重要ではない。一つの完全な補強材は型を複数回回転させて製造される。
「放射方向、軸線方向、円周方向」という用語で位置、方向、向きまたは半径を表す場合には、タイヤが作られる芯型またはタイヤ自身が基準点になる。基準の幾何学軸線は型の回転軸線である。
【０００９】
上記欧州特許第０，５８０，０５５号で既にも記載の通り、本発明でも補強材、例えばカーカス補強材の製造中にコードの取付けピッチを変えることができる。「取付けピッチ」は互いに隣接する２つのコード間距離とコードの直径との合計距離である。カーカス補強材の場合にはコード間距離は測定半径によって変るが、ここで言うのはこの変化ではなく、所定半径でピッチを変えることである。そのためには案内部材の速度を変えずに、適当な規則に従って型の回転速度を変えるだけでよい。例えばラジアルカーカスの場合、所定の放射方向位置に対して制御されたピッチでカーカス補強コードを取付けたタイヤを得ることができる。本発明の特徴は添付図面を参照した以下の実施例の説明からよりよく理解できよう。
【００１０】
【実施例】
図１に示す型 (form) はタイヤの内面形状を規定する硬い着脱自在な芯型１であるが、これに限定されるものではない。この芯型はゴム層１０で被覆されている。このゴム層１０は例えばブチルゴムをベースにした密封ゴム層とカーカスコードを確実に保持するためのゴム層とからなる。芯型１上に配置されたコード４のアーチ部分４０は芯型１を被覆するこのゴム層１０の粘着効果によって取付けられた状態のまま保持される。芯型１は図示していない任意の装置によって回転されるということは理解できよう。
【００１１】
取付け部材３は基本的に一本の往復動アーム３１と、押圧装置２G、２Dとからなる。往復動アーム３１は一本のシャフト３Ｄに取付けられている。このシャフト３Ｄの回転軸線は３１Ｒで示してある。この回転軸線３１Ｒはコード４を芯型に取付ける作業位置で芯型１と交わる。往復動アーム３１は回転軸線３１Ｒに対してほぼ直角な方向を向いた基部３１０を有している。往復動アーム３１は中間部品３１Ｉをさらに有し、この中間部品３１Ｉは回転軸線３１Ｒに対してほぼ平行に延びている。往復動アーム３１はシャフト３Ｄとは逆の端部に口部３１Ｔを有している。この口部３１Ｔの端部にはオリフィスがある。このオリフィスは欧州特許出願第０，５８０，０５５号の案内管「３３」と同じ機能を有している。
往復動アーム３１はシャフト３Ｄに形成された孔３Ｄ１に取付けられ、端板３Ｄ２によって固定されている。従って、往復動アーム３１をシャフト３Ｄ上でスライドさせることでその相対位置を変えることができる。それによって上記オリフィスが描く円の半径Ｒ(図３)を変えることができるようになる。
【００１２】
シャフト３Ｄはハウジング３０に取付けられている。このハウジング３０はモータ３００の回転運動を往復運動に変換してシャフト３Ｄに伝える機械装置を備えている。シャフト３Ｄは所定の円弧に沿って往復動するが、その正確な円弧運動限界値はオリフィス６の運動範囲に依存する。上記の機械装置は連結棒型、クランク型、その他の任意形式の駆動装置にすることができ、用途に応じて種々の仕様に設計し、モータ３００で容易に駆動することができる。
本発明の往復動アーム３１を用いることによって各ビードの所で各押圧装置２Ｇ、２Ｄと一緒に運動させることができる。
【００１３】
各押圧装置２Ｇ、２Ｄは上記欧州特許出願第０，５８０，０５５号に記載の機能を果たすように配置されている。図２には後退位置Ｒ（芯型１から離れた位置）と前進位置Ａとの間を運動可能なフォーク部材２１Ｄとハンマー２２Ｄとからなる押圧装置２Ｄが示してある。これらの位置は図１ではＡ／ＲおよびＲ／Ａと表示してある。破線は前進位置にあるハンマーを示している。図の参照番号は、押圧装置の各部材の主参照番号に「Ｇ」または「Ｄ」の文字を付けて示してある。例えばフォーク部材に関しては「２１」で表し、押圧装置の一方の側についていうときは、図１の右側か左側かに応じてそれにＧまたはＤを付けて表す。これを特に記載しない参照番号はいずれの側かを区別しないで押圧装置またはその部材を一般的に表す。
【００１４】
フォーク部材２１およびハンマー２２の機能およびその前進位置Ａ、後退位置Ｒでの役目に関しては上記欧州特許第０，５８０，０５５号の説明を参照されたい。図２からフォーク部材２１およびハンマー２２の両方が平行な板の形をしていることは理解できよう。フォーク部材２１はハンマー部材２２に対して常に芯型１に対して放射方向回転軸側に配置されているが、ハンマー２２をフォーク部材２１よりも回転軸線に近い所に配置する逆の配置も可能である。
フォーク部材２１はコード４をその中心に把持するためのＶ字形の嘴２１０を有している。コード４を把持している間は「Ｖ」字形面がコード４に対してほぼ直角に配置されている。コード４を放射方向に配置する必要がある時（図１の場合）には、フォーク部材２１を形成するプレートが芯型１と同心な円に正接する方向を向く。フォーク部材２１は凹み２１１を有しているが、この凹み２１１の役目は以下で説明する。
【００１５】
フォーク部材２１はコード４を芯型１へ向かって運び、芯型１に対して保持させるものである。実際にはコード４を導くオリフィス６がその前後運動の一方の端部へきた時（装置がほぼ図１の形になった時）に、芯型１へ向かうフォーク部材の前進運動が開始される。フォーク部材２１の運動はフォーク部材２１はコードを芯型１を被覆しているゴムに固定した時に止まる。従って、フォーク部材２１は十分な力でコード４を押圧し、所望位置に正確に接着することができる。
取付けピッチは図１の矢印Ｆで示した芯型１の回転運動の関数である。芯型１に所定の回転運動をさせた状態で往復動アーム３１を運動させると、フォーク部材２１の先端２１２の周りにループが形成され、芯型１上に新しいアーチ部分４０を取付ける運動が始まる(図１参照)。上記の凹み２１１は戻り段階でオリフィス６がフォーク部材２１を越えて通ることができるようにするためのものである。この段階ではフォーク部材２１は芯型１に当接している。ループの寸法は先端２１２の寸法の関数であるということは理解できよう。
【００１６】
オリフィス６の戻り段階の後にフォーク部材２１が移動した後に、ハンマー２２は移動する。本実施例ではハンマー２２は放射方向のわずかに高い位置でコード４を押圧する。ハンマー２２はフォーク部材２１が後退する間、コード４を保持しているのが好ましい。すなわち、フォーク部材が後退する間にハンマー２２によってコード４を保持することによって、フォーク部材２１の先端２１２の周りに形成されるコード４のループがフォーク部材２１と一緒に運ばれるのを防止することができる。コード４はゴムに接着した時でもフォーク部材に接着する傾向があるためである。これによってコード４を確実にビードに固定（アンカー）することができる。
フォーク部材２１およびハンマー２２の前進位置への移動および後退位置への戻り運動（図１の２重矢印Ａ／ＲおよびＲ／Ａ参照）は任意の装置によって往復動アームシステム３と同期して制御されるということは理解できよう。例えばベルトやケーブル等の機械的駆動装置または複数のモータを電気的に同期させる装置を用いてシャフト３Ｄの戻り運動を制御する。
【００１７】
図１に示すように、コード４は往復動アームのほぼ回転軸線３１Ｒ上にあるアイドルプーリ３０１に供給され、次いで、中空な往復動アーム３１に入り、この内部に沿って進む。
往復動アーム３１の運動によって上記オリフィスは芯型１の上方を周るような運動をする。単一の往復動アーム３１によって上記オリフィスは１つの面すなわち「運動面」上を移動する。一般に、コード４の出口端はほぼ上記の運動面上（すなわち回転軸線３１Ｒに直角な面上）にあるので、上記オリフィスの端部がコード４を損傷しないような構造にする必要がある。
【００１８】
図３に示す角度痾は往復動アーム３１の瞬間位置を表す。この角度痾はコードがその所望軌跡の端部領域に達するのに十分な範囲で変化する。上記オリフィスは押圧装置２の作動する位置より先まで行くのが好ましい。口部３１Ｔの端部すなわち往復動アーム３１の上記オリフィスがコード取付け面にできるだけ近くまで来るということは理解できよう。また、コード４自体はサイドウオールに沿って（特に、押圧装置２がコードを保持する位置の所で）ゴム層１０の直ぐ近くまで来る。すなわち、中間部品３１Ｉが芯型１と干渉することなしに、口部３１Ｔを用いて上記オリフィスをビードのすぐ近くに配置されることができるということは理解できよう。
図３の左側部分は、上記回転軸線に平行ではあるが、本発明の口部３１Ｔを有していない単一アーム３９の場合を示している。この場合には回転軸線に平行な部品の端部に上記オリフィスが直接設けられている。本発明の口部３１Ｔを有さないこの装置では芯型上に配置されるコードのアーチ部分の軌跡の端部の直ぐ近くまでは近付けないということが理解できよう。すなわち、コード４と取付け面との間に大きな距離があり、従って、コード４を正確に取付けることが難しい。
【００１９】
本発明装置のオリフィス６は一方のビードから他方のビードへ（正確には一方のビードに近い位置から他方のビードに近い位置へ）前後運動する。本発明装置の基本サイクルは下記段階からなる：
１）十分な時間コードを型に当接させた状態で、オリフィス(案内部材)を運動面内で第１端部まで移動させ、
２）この第１端部でコードを型に押圧した状態で、少なくとも十分な時間、押圧装置でコードを保持し、
３）反対方向へ向かって第２端部まで第１段階を繰り返し、
４）第２端部で別の押圧装置でコードを型に押圧し、保持する。
型の表面上に所望数のコード４のアーチ部分が配置されるまで、所望の軌跡に沿って上記の基本サイクルを繰り返す。型は案内部材の運動と同期して移動させる。
【００２０】
上記実施例ではオリフィス６の運動の軌跡は中心面ＣＰに対して対称で、完全に対称な運動で芯型１によって規定される各ビード領域へ達するが、これに限定されるものではない。オリフィスの運動の終点で中心面に対して対称にならない場合、例えばアーチ部分の軌跡が非対称なタイヤを製造する場合も本発明から除外されるものではない。これはビーズの取付け部の直径が異なるタイヤを製造する場合に相当する。
【００２１】
図１の実施例は一方のビードから他方のビードまでコードを取付ける装置を示しているが、例えば片側のカーカスを製造するために一方のビードからショルダーまで運動する装置として使用することもできる。すなわち、一方のビードから他方のビードまでカーカスが連続せず、トレッドの所で中断しているラジアルタイヤが知られている。この場合のカーカス補強材はビードとショルダーとの間に配置される。本発明装置を同様に用いて、反対側のショルダーまでビードからトレッドの下の点まで運動させて、片側カーカスが互いにある程度重さなった状態にすることもできる。
【００２２】
本発明装置のオリフィス６は「運動面」とよばれる面内で周期運動をする。一方、芯型１は、オリフィス６がオリフィスの上記運動面内を前後運動をする間に、その軸線を中心にして回転する。芯型１のこの運動はもちろんオリフィスの前後運動と同期している。コード４のアーチ部分４０の実際の軌跡はオリフィスの運動面と芯型との間の相対固定位置の関数であり且つ芯型１とオリフィス６の前後運動との相対運動の関数である。
上記実施例ではラジアルタイヤ用のカーカスを製造する場合を示したもので、アーチ部分４０の軌跡はほぼ放射状をしているが、もちろんこれに限定されるものではない。運動面は芯型１の回転軸線に直角な面に対して任意の角度、例えば約７５°（タイヤ分野の角度測定の一般的慣例に従った角度）を成すことができる。押圧装置２Gおよび２Dも同じ運動面内で運動する。
【００２３】
サイドウォール内で交差するカーカスを製造する場合には、芯型１の回転軸線に対して平行な軸線の周りで取付け部材の支持体（ハウジング３０）を斜めにして、オリフィスの運動面を放射方向から外す。さらに、本発明装置の部材の特徴を全く変えずに、芯型の向きを大きな角度、例えば往復動アーム３１の前後運動に対して１／８の回転させてコードの配置角度を変位量の関数にすることもできる（上記実施例では芯型１の速度は単一の配置ピッチのみに関係する）。
【００２４】
以下、可能な変形例を説明する。芯型１上でのコード４の取付け軌跡を変えるために、コード取付け部材の支持体（プレート３０、図１参照）を交互運動させることができる。例えば取付け部材の支持体を並進交互運動（図１の２重矢印Ｐ参照）させて、オリフィスの運動面を運動面に直角な方向へ並進運動させることができる。また、取付け部材支持体を型の表面に直角な幾何学軸線を中心として往復動運動（運動面内に含まれ、往復動アームの回転軸線（図１の軸線Ｍ−Ｍの周りの２重矢印Ｑ参照）と交差する運動）をさせて、運動面をこの運動面に平行な軸線を中心として往復動運動させることもできる。取付け部材の支持体を運動面と平行な任意の軸線を中心として往復動運動させることも可能である。この概念は軸線Ｍ−Ｍを中心としたハウジング３０が成す一定角度の調整（これはある種の場合には可能で且つ有用である）とは区別することが重要である。この例はコード４の軌跡の形そのものにさらに大きな自由度を与える。
【００２５】
取付け部材全体（すなわちモータおよび駆動機構を含む往復動アーム３１および押圧装置２）でサブアセンブリを形成し、このサブアセンブリを適当な方法で芯型に接近させたり、後退させることができる。また、芯型に他の装置（例えばタイヤ製造装置や、芯型をタイヤ製造の他のステーションへ移動させる装置）を接近、後退させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明装置の具体例の斜視図。
【図２】 本発明装置の押圧装置の詳細図。
【図３】 本発明と従来技術とを比較した図。
【符号の説明】
１ 芯型
２ 押圧装置
２１ フォーク部材
２２ ハンマー
４ コード
６ オリフィス
３０ ハウジング
３１ 往復動アーム
３１Ｉ 中間部品
３１Ｔ 口部

Claims (5)

1. 円環状をした芯型（１）上に、供給装置からの要求に応じて連続的に供給される一本のコード（４）の各アーチ部分をこのコード（４）の所望の軌跡に沿って配置していくことによって、タイヤ補強材を順次作成していくタイヤ補強材の製造装置であって、下記（ａ）〜（ｄ）：
   （ａ）上記コード（４）が内部を自由にスライド可能な案内部材（６）と、
   （ｂ）この案内部材（６）を先端に支持した、回転軸線（３１Ｒ）を中心として往復回動運動をするモノブロックの一本の往復動アーム（３１）と、
   （ｃ）この往復動アーム（３１）を往復回動運動させ、それによって上記案内部材（６）を一つの運動面を通るサイクル運動させ、一連のサイクル中に上記案内部材を（６）を上記コード（４）の所望の軌跡の各端部の近傍へ近付ける駆動装置と、
   （ｄ）上記コード（４）の所望の軌跡の各端部の近傍でコード（４）を芯型に押圧する、案内部材（６）の円運動と同期して運動する押圧装置（２Ｇ、２Ｄ）と、
   を有する製造装置において、
   上記往復動アーム（３１）がその末端部に上記回転軸線（３１Ｒ）の方向に向って湾曲した口部（３１Ｔ）を有し、この口部（３１Ｔ）は上記案内部材（６）を直接支持し、案内部材（６）が上記コード（４）の所望の軌跡の各端部近傍に来た時に案内部材（６）を芯型に接近させる、ことを特徴とする装置。
2. 作業位置で上記モノブロックの往復動アーム（３１）の回転軸線が芯型（１）と交わる請求項１に記載の装置。
3. 上記往復動アーム（３１）が一本のシャフト（３Ｄ）に形成した孔（３Ｄ１）の中に挿入されていて、上記シャフト（３Ｄ）上での上記往復動アーム（３１）の相対位置を変えることができるようになっている請求項２に記載の装置。
4. 往復動アーム（３１）の基部（３１０）が往復動アーム（３１）の回転軸線（３１Ｒ）に対してほぼ直角な方向を向いており、往復動アーム（３１）は上記回転軸線（３１Ｒ）に対してほぼ平行な方向を向いた少なくとも１つの中間部品（３１Ｉ）をさらに有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 案内部材（６）が往復動アーム（３１）の端部に設けられたオリフィスで構成され、往復動アーム（３１）は内部をコードが通過可能な中空なアームである請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。

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