撚回状ビードワイヤの製造装置
【課題】鋼線を環状芯金に一様な螺旋状に絡み付けることができると共に、その撚回状ビードワイヤの生産効率を向上し得る撚回状ビードワイヤの製造装置を提案する。
【解決手段】環状芯金２を横切るように配設された回転円盤４０に、リール支持部材３２を遊転可能に支持すると共に、環状芯金２の内側と外側とに、リール支持部材３２を環状芯金２の内外に案内する案内シャフト６０ａ，６０ｂが夫々配設されてなり、回転円盤４０の回動に従って、リール支持部材３２の上下方向への変位に伴って案内シャフト６０ａ，６０ｂが昇降することにより、リール３１を、リール軸線を転倒させることなく、環状芯金２の内外に公転させるリール公転装置３０を備える製造装置１０とした。
【解決手段】環状芯金２を横切るように配設された回転円盤４０に、リール支持部材３２を遊転可能に支持すると共に、環状芯金２の内側と外側とに、リール支持部材３２を環状芯金２の内外に案内する案内シャフト６０ａ，６０ｂが夫々配設されてなり、回転円盤４０の回動に従って、リール支持部材３２の上下方向への変位に伴って案内シャフト６０ａ，６０ｂが昇降することにより、リール３１を、リール軸線を転倒させることなく、環状芯金２の内外に公転させるリール公転装置３０を備える製造装置１０とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、バイク、又は航空機等のタイヤのビード部に埋設され、該タイヤとホイールとの接合力を高める撚回状ビードワイヤの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤのビード部に埋設されるビードワイヤは、タイヤをホイールに装着した場合に、ホイールを周方向に締付けることにより、タイヤとホイールとの接合力を高めることができるため、優れた走行安定性を発揮するために必要なものである。このようなビードワイヤとして、図１のように、円環形の環状芯金に、鋼線を螺旋状に巻き付けた撚回状の構成のものが存在する。
【０００３】
上記した撚回状ビードワイヤを製造する製造装置としては、例えば、特許文献１に、鋼線を巻き付けたリールを、環状芯金の内外で公転させるようにしたものが開示されている。この製造装置では、リールがスプールにより支持され、このスプールを回転させることにより、リールを公転させるようになっている。この製造装置によれば、リールを、回転する環状芯金の内外に公転させることによって、鋼線を環状芯金に螺旋状に巻き付けることができる。
【０００４】
また、撚回状ビードワイヤの製造装置として、例えば、特許文献２に、鋼線を巻き付けたリールを、環状芯金を横断する面に対して平行に環状芯金の外側から内側へ向かって移動させ、環状芯金の輪の中を通して環状芯金の反対側に直角に移動させ、環状芯金を横断する面と平行に環状芯金の内側から外側へ移動させ、環状芯金の反対側から始点位置に直角に移動させて戻すようにしたものが提案されている。かかる製造装置は、リールを、いわゆる細長いボックス型の軌跡に沿って移動させるようにしたことにより、リールが環状芯金を横断する面とほぼ平行を保ったまま移動することから、鋼線を環状芯金に巻き付ける時に、鋼線の断面を捻り回すこともなく、鋼線に無用な力が作用することを抑止できる。したがって、この製造装置によれば、鋼線を環状芯金に螺旋状に巻き付け易く、かつ鋼線を所望の配列状態に揃え易いことから、所望の撚回状ビードワイヤを適正に得ることができる。尚、この製造装置としては、リールを、環状芯金を横断する面に対して直角に移動させる場合に、環状芯金の両側で受け渡す機構を備えたものとなっている。
【特許文献１】特開２００１−４７１６９号公報
【特許文献２】特開２００５−３４２７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、環状芯金に巻き付ける鋼線としては、一般的に、比較的高い剛性と強力とを有するものが用いられる。このような鋼線を環状芯金に巻き付ける過程で、鋼線を変形させるような力が作用すると、その力に反発する力が生じる。このため、鋼線を環状芯金に巻き付け難くなり、螺旋状に巻き付けられる配列状態に乱れが生じることとなってしまう。
【０００６】
上述した特許文献１の撚回状ビードワイヤの製造装置にあっては、リールがスプールに支持されている形態が説明されていないが、普通に考えれば、リールがスプールに固定的に支持されている構成であると言える。この構成では、スプールの回転に伴って、リールが、そのリール軸線を回転するように公転する。これはすなわち、リールが、そのリール軸線を環状芯金の中心軸線に対して転倒するように公転することである。このように公転すると、リールから巻き出された鋼線は、その断面を捻り回しながら、環状芯金に巻き付いていくこととなるため、鋼線に比較的大きなねじり力が作用する。このねじり力は、鋼線に残留応力として蓄積され、鋼線を巻き付けた形態から反発させるように働くこととなるから、鋼線が環状芯金に巻き付け難くなると共に、鋼線の配列が乱れたり鋼線が環状芯金から浮く等の成形不具合を生じる。また、スプールを回動させるために、鋼線を捻り回すための力を必要とすることとなるため、リールの公転に大きな回動力を要し、製造コストの向上や生産性の低下等の問題を生じる。
【０００７】
一方、上述した特許文献２の撚回状ビードワイヤの製造装置にあっては、リールを細長いボックス型の軌跡に沿って移動していることから、リールが、そのリール軸線を常にほぼ一定に保持したまま移動する。すなわち、リール軸線が環状芯金の中心軸線に対して転倒しないのである。このため、かかる製造装置は、上記した特許文献１のように鋼線を捻り回すことがないから、鋼線を環状芯金に螺旋状に巻き付け易いという良好な巻き付け性と、鋼線が螺旋状に整列して環状芯金の表面からの浮きも抑制できるという良好な成形性とを発揮し得るものである。ところが、この製造装置は、上述したように、細長いボックス型の軌跡に沿って移動させるために、リールを環状芯金の両側で受け渡す機構を備えているものであるから、リールを、環状芯金を横断する面に対して平行移動させる作動と、リールを受け渡す作動との二つの作動を要する。そのため、前記二作動の変換点で、リールは非連続的な移動する。環状芯金はほぼ一定速度で回転することから、リールの移動が非連続となるところで、鋼線が環状芯金に巻き付く巻き付け角が、比較的急激に変化することとなってしまう。このような巻き付け角の変化は定期的に生じるため、鋼線は、環状芯金の周方向で一様な螺旋状に巻き付くこととなっていないのである。そして、巻き付け角が変化すれば、この変化に伴う力が鋼線に作用することとなり、これに反発する力によって鋼線の配列に乱れが生じ易くなる。さらに、巻き付け角の変化に従って、製品としての撚り角（環状芯金の長手方向に対する鋼線の傾斜角）も変化するため、撚回状ビードワイヤは、その周方向に沿って均一なものとならず、上記したタイヤとホイールの接合性を高める作用が充分に発揮し得ないものとなっている。また、リールを平行移動させる作動と受け渡す作動との二作動を有する構成では、各作動の変換に時間を要することとなり、総じてビードワイヤの製造時間が長くなり、生産効率が悪いという問題もあった。
【０００８】
本発明は、優れた巻き付け性と成形性を発揮して、鋼線を環状芯金に一様な螺旋状に巻き付けることができると共に、生産効率を向上し得る撚回状ビードワイヤの製造装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の撚回状ビードワイヤの製造装置は、円環形の環状芯金を、その周方向に沿って回動させる芯金回動装置を備えると共に、環状芯金を挿通する挿通孔が中央に形成され、環状芯金を横切るように配設された回転円盤と、回転円盤を回動させる円盤駆動手段と、回転円盤の盤面に遊転可能に支持されたリール支持部材と、リール支持部材に自転可能に支持され、環状芯金に巻き取られる鋼線が巻回された、環状芯金の円環径に比して小径のリールと、リール支持部材が配された回転円盤の盤面側の、環状芯金の内側と外側とに、環状芯金が通過可能な間隔を置いて環状芯金の径方向に沿って同軸状に配設され、リール支持部材を、環状芯金の径方向に沿って環状芯金の内外に案内する二本の案内シャフトと、二本の案内シャフトを同期して回転円盤の盤面と略平行に昇降移動させるシャフト昇降手段とを具備し、回転円盤の回動に伴って回転するリール支持部材の上下方向への変位に伴って、案内シャフトを昇降移動させるようにして、リールを、そのリール軸線が環状芯金に対して転倒しないように公転させるリール公転装置を備えてなり、芯金回動装置により環状芯金を回転させながら、リール公転装置によりリールを公転させることによって、リールに巻回された鋼線を環状芯金に螺旋状に絡み付けるようにしたものである。
【００１０】
ここで、二本の案内シャフトは、環状芯金の径方向に沿って同軸状に配された状態で、回転円盤の盤面と略平行に昇降移動するものであるから、リール支持部材を、その上下方向への変位に伴って、環状芯金の内側と外側とに比較的円滑に案内できるようになっている。そして、二本の案内シャフトが、所定の間隙を隔てていることから、環状芯金の上下に昇降移動する時に、この間隙を環状芯金が通過できるようにしているのである。
【００１１】
かかる構成にあって、リール公転装置は、リール支持部材を、回転円盤に対して遊転可能とし、かつ、回転円盤の盤面と略平行に昇降する二本の案内シャフトにより環状芯金の径方向に沿って案内させるようにしたものであるから、回転円盤の回動に従って、リール支持部材は所定方向に向いた状態で維持されたまま、環状芯金の内外に公転することとなる。これにより、リール支持部材に支持されているリールを、そのリール軸線が環状芯金の中心軸線に対して転倒することなく、環状芯金の内外で公転させることができる。したがって、リールから環状芯金に巻き取られる鋼線に、その断面を捻り回すようなねじり力が作用せず、鋼線を巻き付け易く、かつ良好な成形性を得られる。
【００１２】
さらに、リール公転装置にあっては、リールを、回転円盤の回動に従って公転させるようにしたものであるから、リールが連続的に回転する。これにより、上述した従来の、リールを平行移動させる作動と受け渡す作動とを行う構成のように、その作動変換に伴って生じる鋼線を変形させる力が発生しない。そのため、本発明の構成では、鋼線を環状芯金に一様な螺旋状に整然と配列するように巻き付けることができる。このように成形された撚回状ビードワイヤは、その周方向でほぼ均一な剛性及び強力を発揮するものとなり得る。したがって、本構成の製造装置によれば、上述した従来構成の製造装置で成形した製品に対して、タイヤとホイールとの接合力を高めることができ、優れた走行安定性を発揮し得る撚回状ビードワイヤを製造することができる。
【００１３】
そして、リールを回転円盤の回動により公転させることは、上述した従来の、リールを平行移動させる作動と受け渡す作動とを行う構成で生じる、作動の変換に伴う時間ロスがない。すなわち、ほぼ一定の作動速度でリールを公転させることができるものである。このため、本発明の製造装置は、この従来構成に比して、撚回状ビードワイヤの生産効率を向上させることができる。尚、リールの公転速度は、回転円盤の回転速度と同じであるから、該回転速度を高速化することにより、比較的容易に生産効率をさらに高めることが可能である。
【００１４】
本発明のリール公転装置にあって、リールが支持されるリール支持部材の構成として、リールがそのリール軸線に対して遊転可能に支持される構成や、自転に所定の負荷が掛かるようにした構成等とすることができる。
【００１５】
また、リール公転装置にあって、円盤駆動装置としては、モータ等の駆動源と、その駆動を回転円盤に伝達する伝達機構を備える構成が好適に用いられる。ここで、伝達機構が、回転円盤の回動時に、環状芯金と接触しないようにすることが必要である。このような円盤駆動装置として、例えば、回転円盤を歯車として構成し、この回転円盤に、モータ等の駆動源により回動する駆動歯車を噛み合わせることにより、回転円盤を回動することができるようにしたものが、好ましい。
【００１６】
また、シャフト昇降手段としては、上述したように、環状芯金の内側と外側とに夫々に配した二本の案内シャフトを、同軸状とした状態に保持したまま、回転円盤の盤面と略平行に昇降移動するようにしたものであることを要する。ここで、シャフト昇降手段は、案内シャフトを可及的に自由に昇降移動できるようにした構成が好ましい。これにより、案内シャフトが、回転するリール支持部材の変位に伴って、円滑に昇降移動できることとなり、リール支持部材の変位を妨げる力が作用することを抑止でき、リールを可及的に連続かつ円滑に公転させることができ得る。このような構成として、例えば、昇降方向に沿って配設されたシリンダ形の円筒体に、二本の案内シャフトを配設したピストン形の支持杆を、摺動可能に遊嵌した構成とすることができる。
【００１７】
さらにまた、本発明にあっては、リールの公転半径をできるだけ小さくすることが好ましい。ここで、鋼線は、環状芯金の長手方向に対して傾斜して、環状芯金に巻き付いていく。この鋼線が環状芯金に巻き付く巻き付け角は、リールの公転半径が小さくなるに従って小さくなるのである。また、環状芯金は、その周方向に回転していることから、環状芯金に螺旋状に巻き付いた後の、環状芯金の長手方向に対する鋼線の傾斜角（いわゆる、撚り角）は、前記巻き付け角に対して小さくなっている。この巻き付け角と撚り角との差が大きいと、巻き付け時に鋼線を環状芯金の長手方向に向けようとする曲げ力が生じ、この曲げ力が鋼線に作用することとなってしまう。そのため、巻き付け角を小さくすることにより、撚り角との差が小さくなり、前記した曲げ力の発生を抑止できることから、鋼線を一層巻き付け易く、かつ一様な螺旋状の配列となる成形性をさらに向上させることができ得る。
【００１８】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、シャフト昇降装置の案内シャフトが丸棒形であると共に、該案内シャフトを支軸として、リールをリール支持部材に遊転可能に軸支するようにしたものである構成が提案される。
【００１９】
リールが環状芯金の内外を公転する場合について詳細に検討すると、リールと環状芯金とが同一平面上に存在する場合には、環状芯金の周方向とリールに巻回された鋼線の巻回方向とがほぼ同じ平面上となるため、比較的円滑に絡み付き易い。ところが、リールが環状芯金の上下方向に位置する場合には、両者が位置する高低差に基づく巻き付け角が生ずることとなる。この上下方向の巻き付け角により、鋼線を曲げ変形しようする力が生じてしまうのである。
【００２０】
かかる構成にあっては、上記した、上下方向の巻き付け角を小さくすることができるように、所定方向に向いた状態で維持されたまま回動するリール支持部材に対して、リールを、環状芯金の径方向に沿った案内シャフトの両側方に揺動可能としたものである。
【００２１】
ここで、環状芯金は、その回転により鋼線を巻き取っていくから、鋼線をリールから引っ張り出している。すなわち、リールは、環状芯金の回転方向に鋼線を介して引っ張られているのである。そして、この環状芯金から作用する引張力により、リールは、環状芯金の上方に在る場合には、環状芯金に巻き取られる側へ下方傾斜し、また、環状芯金の下方に在る場合には、環状芯金に巻き取られる側へ上方傾斜する。尚、リールは、環状芯金と同じ平面上に在る場合には、同じ平面に沿うこととなる。
【００２２】
このように、リールが、環状芯金から作用する引張力に従って、環状芯金に鋼線が巻き付く側に傾斜することにより、環状芯金の上方又は下方にリールが在る場合に、上下方向の、鋼線の巻き付け角を小さくすることができる。したがって、本構成にあっては、鋼線の巻き付け時に、該鋼線を変形する力が生じることを抑制できるため、鋼線を環状芯金に、一層巻き付け易くなり、成形性も向上する。さらに、リールの公転中における、巻き付け角の変動幅を小さくすることもできることから、鋼線を安定的に巻き付けることができ得る。
【００２３】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、回転円盤が、その径方向に沿った長孔からなる遊動孔を備えると共に、リール支持部材を回転円盤に遊転可能に支持する遊転軸が、前記遊動孔に従って移動可能とするように支持されてなるものである構成が提案される。
【００２４】
かかる構成にあっては、鋼線を環状芯金に巻き付ける時に、鋼線に作用する力を、リール支持部材が遊動孔に従って摺動することにより、緩和できるようにしたものである。これにより、鋼線に無用な力が作用することを抑制でき、鋼線の巻き付け性を良好に保つことができると共に、鋼線を螺旋状に巻き付けるという成形性を良好に保つことができ得る。したがって、鋼線を一様な螺旋状に巻き付ける、上述した本発明の作用効果が一層高まる。
【００２５】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、回転円盤が、その外周縁から中央に設けられた挿通孔に至るスリットを備えている構成が提案される。
【００２６】
かかる構成は、撚回状ビードワイヤを製造する場合に、円環形の環状芯金を、スリットを通して、芯金回動装置の所定位置に配置できるようにしたものである。そして、成形した撚回状ビードワイヤを、このスリットから取り出すことができる。これにより、環状芯金のセット作業と、撚回状ビードワイヤの取出し作業を容易に行うことができるため、これら作業の作業性が向上し、総じて生産効率が向上する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の撚回状ビードワイヤの製造装置は、環状芯金を横切るように配設された回転円盤に、リール支持部材を遊転可能に支持すると共に、リール支持部材を環状芯金の内外に案内する案内シャフトが、環状芯金の内側と外側とに配設されてなり、回転円盤の回動に従って回転するリール支持部材の上下方向の変位に伴って、案内シャフトが昇降移動することにより、リール支持部材に自転可能に支持されたリールを、環状芯金の内外に公転させるリール公転装置を備えるものであるから、このリールは、リール軸線が環状芯金の中心軸線に対して転倒することなく、環状芯金の内外で公転することとなるため、リールから環状芯金に巻き取られる鋼線に、その断面を捻り回すようなねじり力が作用せず、鋼線を巻き付け易く、かつ良好な成形性を得られる。また、リールは、回転円盤の回動に従って連続的に公転するため、鋼線を環状芯金に一様な螺旋状に整列させることができ得る。さらに、リールを、ほぼ一定の作動速度で公転させることができるため、公転速度の高速化を容易に実施可能であり、上述した従来の、リールを受け渡す構成に比して、撚回状ビードワイヤの生産効率を向上させることができ得る。
【００２８】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、シャフト昇降装置の案内シャフトが丸棒形であると共に、該案内シャフトを支軸として、リールをリール支持部材に遊転可能に軸支するようにした構成は、リールが、環状芯金から作用する引張力に従って揺動可能となるから、上下方向の、鋼線の巻き付け角を小さくすることができると共に、巻き付け角の変動幅を小さくすることができるため、鋼線を環状芯金に、一層巻き付け易くなり、かつ成形性をさらに高め得る。
【００２９】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、回転円盤が、その径方向に沿った長孔からなる遊動孔を備えると共に、リール支持部材を回転円盤に遊転可能に支持する遊転軸が、前記遊動孔に従って移動可能とするように支持されてなる構成は、リールの公転時に鋼線に作用する力を、リール支持部材の遊動により緩和できるから、鋼線の巻き付け性と成形性とを良好に保持でき、鋼線を一様な螺旋状に巻き付けるという本発明の作用効果を一層高め得る。
【００３０】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、回転円盤が、その外周縁から中央に設けられた挿通孔に至るスリットを備えている構成では、環状芯金をセットし易く、成形した撚回状ビードワイヤを取り出し易くなるため、生産効率の向上につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施例を添付図面を用いて説明する。
図１に、円環形の環状芯金２に、鋼線３を螺旋状に絡み付けてなる撚回状ビードワイヤ１を示す。この撚回状ビードワイヤ１は、環状芯金２に鋼線３が螺旋状に複数周回絡み付けられてなるものであり、環状芯金２の縦断面を囲繞するように、環状芯金２の表面上に鋼線３が並んで配列されている。このように環状芯金２は鋼線３により被覆されている。尚、環状芯金２の長手方向に対する鋼線３の傾斜角が、鋼線３の撚り角である。
【００３２】
上記した撚回状ビードワイヤ１を製造する製造装置１０は、図２〜４にように、環状芯金２を回動させる芯金回動装置２０と、鋼線３が巻回されたリール３１を、環状芯金２の内外に公転させるリール公転装置３０とを備えてなる。ここで、芯金回動装置２０と、リール公転装置３０とは、床面に固定される架台１１に配設されている。
【００３３】
芯金回動装置２０にあっては、環状芯金２を水平方向に支持し、その周方向に所定回転速度で回動させるものである。環状芯金２を水平方向に支持する構成として、上記した架台１１上に、水平方向に沿ってテーブル２１が設けられており、このテーブル２１上に、二本の円弧状の芯金案内レール２２ａ，２２ｂが設置されている。二本の芯金案内レール２２ａ，２２ｂは、環状芯金２を摺動可能に収納する摺動溝２３ａ，２３ｂを夫々備えており、この摺動溝２３ａ，２３ｂが環状芯金２と同心状となるように、テーブル２１に配設されている。そして、この芯金案内レール２２ａ，２２ｂの摺動溝２３ａ，２３ｂに、環状芯金２を配置することにより、該環状芯金２が水平方向に支持された状態となる。尚、テーブル２１は、その四隅で脚柱２９により架台１１に固定されており、また、芯金案内レール２２ａ，２２ｂは、図示しない固定脚によりテーブル２１上に固定されている。
【００３４】
また、環状芯金２を回動させる構成として、上記したテーブル２１上に回動ローラ２６と支持ローラ２７とが配設されており、回動ローラ２６を回動する駆動モータ２５が架台１１に配設されている。ここで、回動ローラ２６と支持ローラ２７は、芯金案内レール２２ａ，２２ｂ間に配設されており、環状芯金２の、芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持されていない部分を、その内外から挟圧し、回動ローラ２６の回動に従って環状芯金２を周方向に回動させるものである。この回動ローラ２６は、駆動モータ２５の駆動軸（図示省略）に、駆動伝達シャフト２８を介して連結されており、駆動モータ２５の駆動に従って回動するようになっている。また、支持ローラ２７は、遊転可能にテーブル２１上に配設されており、回動ローラ２６と共に環状芯金２を挟圧して、回動ローラ２６の回動に伴って回転するようになっている。
【００３５】
一方、上記したリール公転装置３０にあっては、鋼線３が巻回されたリール３１を、上記した芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された環状芯金２の内外に公転させるようにしたものである。このリール公転装置３０は、リール３１がリール支持部材３２を介して支持された回転円盤４０と、リール支持部材３２を環状芯金２の内外に案内させる案内シャフト６０ａ，６０ｂとを備えている。ここで、回転円盤４０には、その中央に、芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された環状芯金２を挿通する挿通孔４１が形成されていると共に、この挿通孔４１を外周縁から開口するスリット４２が形成されている。そして、回転円盤４０は、芯金案内レール２２ａ，２２ｂ間で、芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された環状芯金２を横切るようにして垂直方向に沿って配設されており、環状芯金２が挿通孔４１内を通って回転円盤４０を板厚方向に貫通している。ここで、回転円盤４０の盤面方向は、後述する案内シャフト６０ａ，６０ｂが配された環状芯金２の径方向と平行に配されているのである。尚、上記した二本の芯金案内レール２２ａ，２２ｂ間には、環状芯金２を直接支持しない二領域が存在し、この二領域の一方に、上記した回動ローラ２６及び支持ローラ２７が配設されており、他方に回転円盤４０が配設されている。
【００３６】
上記した回転円盤４０は、その外周縁に連続的に歯（ギア）が設けられた歯車となっている。そして、回転円盤４０の下方に、主駆動歯車４６が噛み合わされて設けられている。この主駆動歯車４６は、駆動モータ４５の駆動軸（図示省略）に連結されており、駆動モータ４５の回転駆動を回転円盤４０に伝達して、回転円盤４０をその周方向に沿って回動させるものである。また、主駆動歯車４６と同形状の副駆動歯車４７，４７が、回転円盤４０の周方向に沿って並設されており、夫々に回転円盤４０と噛み合わされている。そして、主駆動歯車４６、副駆動歯車４７，４７の各間には、伝達歯車４８，４８が配設されており、主駆動歯車４６と副駆動歯車４７，４７とが同じ回転方向に同速度で回動するようになっている。すなわち、回転円盤４０は、主駆動歯車４６と副駆動歯車４７，４７とにより、安定的に回動するようになっている。そして、回転円盤４０のスリット４２が主駆動歯車４６に対向した場合にも、副駆動歯車４７，４７により回転円盤４０を安定して回動できるようにしている。
【００３７】
また、回転円盤４０の上方には、回転円盤４０を支持する上部支持ブロック４９が配設されている。この回転円盤４０は、上記した主駆動歯車４６及び副駆動歯車４７，４７、上部支持ブロック４９により上下で支持されており、垂直方向に沿って保持されている。このように、回転円盤４０が、その回動中に、横振れを生じないようにしている。尚、上部支持ブロック４９は、架台１１上に起立して固定されている支持板５０に設けられている。
【００３８】
上記したように、回転円盤４０は、そのほぼ中心を回転中心（以下、中心軸線）として、その周方向に沿って回動する。この回転円盤４０の一側の盤面には、リール支持部材３２が遊転可能に支持されている。このリール支持部材３２の支持位置は、回転円盤４０が回動した時に、該リール支持部材３２に支持されたリール３１が環状芯金２に接触することなく、該環状芯金２の内外を公転可能であるように、回転円盤４０の中心から所定距離だけ離れた位置となっている。尚、本実施例にあっては、回転円盤４０の中心からの距離を、できるだけ短くするように設定している。
【００３９】
このリール支持部材３２は、略Ｕ形状を成し、回転円盤４０の盤面から突出するように設けられている。そして、その一端が回転円盤４０に遊転軸３４により軸支されており、その他端でリール３１を支持している（図５〜７参照）。ここで、リール支持部材３２は、リール３１が回転円盤４０に軸支された位置に対向する位置となるように、略Ｕ形状の寸法形状を設定している。これにより、回転円盤４０の回動に伴って、リール３１も、回転円盤４０の中心軸線の回りを、一定の回転半径で公転することとしている。
【００４０】
リール３１は、鋼線３が巻回されるスプール形の巻回滑車３５と、該巻回滑車３５を遊転可能とする自転軸３６とを備えてなる。ここで、リール３１の巻回滑車３５の外径は、環状芯金２の環径比して小径としており、装置構造に基づいて環状芯金２の環径に対して約０．３倍〜０．８倍の径寸法としている。また、自転軸３６は、その回りを巻回滑車３５が遊転するものであるから、リール軸線と同義である。
【００４１】
上記のリール３１は、その自転軸３６が巻回滑車３５から下方へ突出しており、自転軸３６の下部が、前記したリール支持部材３２の他端に、円筒形の軸受け管（図示省略）により軸支されている。この軸受け管は、回転円盤４０の盤面と平行とし、かつリール３１の巻回滑車３５と平行とするように設けられている。このように、リール３１は、リール支持部材３２に、自転可能に支持されていると共に、軸受け管に対して遊転可能に支持されている。尚、この軸受け管には、後述する案内シャフト６０ａ，６０ｂが遊嵌される。
【００４２】
また、回転円盤４０の、リール支持部材３２と同じ側には、上記した芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された環状芯金２の内側と外側とに、回転円盤４０と平行に上下方向に移動可能なシャフト支持柱６１ａ，６１ｂが設けられている。ここで、各シャフト支持柱６１ａ，６１ｂは、回転円盤４０の盤面から等距離にあり、かつ、回転円盤４０の中心軸線に対して、リール支持部材３２の回転半径よりも外側となる位置に設けられている。すなわち、シャフト支持柱６１ａ，６１ｂ間の距離は、リール支持部材３２の回転する直径よりも広くなっている。
【００４３】
このようなシャフト支持柱６１ａ，６１ｂは、架台１１に夫々配設されたシリンダ６２，６２に上下方向に摺動自在に遊嵌されている。そして、シリンダ６２，６２の下方に突出して、シャフト支持柱６１ａ，６１ｂの下端が連結されている。すなわち、シャフト支持柱６１ａ，６１ｂは、一体的に移動するようになっている。また、このシャフト支持柱６１ａ，６１ｂの上端部には、案内シャフト６０ａ，６０ｂが、互いに同軸状となるように、夫々に片持ち梁状に設けられている。ここで、二本の案内シャフト６０ａ，６０ｂは、回転円盤４０の盤面と平行であり、かつ環状芯金２の径方向に沿うように配されている。さらに、案内シャフト６０ａ，６０ｂは、環状芯金２を通過可能な間隙を有して対向するようにして設けられていることから、シャフト支持柱６１ａ，６１ｂの上下方向の移動に伴って、環状芯金２の内側と外側とをそれぞれ昇降した場合に、環状芯金２に接触しないようになっている。尚、環状芯金２の内側に設けられたシリンダ６２を摺動するシャフト支持柱６１ａの案内シャフト６０ａは、環状芯金２の内側を昇降移動し、外側に設けられたシリンダ６２を摺動するシャフト支持柱６１ｂの案内シャフト６０ｂは、外側を昇降移動する。
【００４４】
案内シャフト６０ａ，６０ｂは、リール３１がその下方からリール支持部材３２により支持された状態で保持されるようにして、上述した軸受け管（図示省略）に遊嵌されている。これは、案内シャフト６０ａ，６０ｂにより、軸受け管を介して、リール３１をリール支持部材３２に軸支していることと同じである。そして、リール支持部材３２は、案内シャフト６０ａ，６０ｂに従って、環状芯金２の径方向に沿って摺動自在となる。
【００４５】
このようなリール公転装置３０にあっては、回転円盤４０が回動すると、リール支持部材３２が回転して上下方向に変位し、これに従って案内シャフト６０ａ，６０ｂが昇降することとなる。そして、リール支持部材３２は、案内シャフト６０ａ，６０ｂにより水平方向に案内されることから、常に同一方向を向いた状態で、回転円盤４０と共に回転することとなる。これにより、リール３１は、その自転軸３６（リール軸線）を、芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された環状芯金２の中心軸線に対して転倒することなく、該環状芯金２の内外を公転するようになっている。
【００４６】
ここで、リール３１が、回転円盤４０の回動に伴って回転した場合に、最も下方となる位置を下死位置（図６参照）とし、最も上方となる位置を上死位置（図８参照）とする。すなわち、リール３１は、上死位置と下死位置との間で、昇降するのである。尚、リール３１は、案内シャフト６０ａ，６０ｂに軸支されているのであるから、案内シャフト６０ａ，６０ｂの両側には揺動可能となっている。
【００４７】
本実施例にあって、上記した主駆動歯車４６、副駆動歯車４７，４７、伝達歯車４８，４８、駆動モータ４５により、本発明にかかる円盤駆動手段が構成されている。また、シャフト支持柱６１ａ，６１ｂ、シリンダ６２，６２により、本発明にかかるシャフト昇降手段が構成されている。
【００４８】
次に、上述した撚回状ビードワイヤの製造装置の作動態様を説明する。
尚、本実施例にあっては、鋼線３を、ビードワイヤに一般的に用いられる硬鋼線とし、その線径を指定してメーカーから購入したものを、リール３１に巻回している。
【００４９】
予め定められた円環径の環状芯金２を、回転円盤４０に形成されたスリット４２から挿入し、芯金回動装置２０の芯金案内レール２２ａ，２２ｂに設けられた摺動溝２３ａ，２３ｂ内に配置する。このように環状芯金２が芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された状態は、回転円盤４０の挿通孔４１に環状芯金２が挿通されており、回転円盤４０が環状芯金２をその内外に横切った状態となる。
【００５０】
環状芯金２が芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された後に、リール３１から鋼線３を引き出して、その先端を環状芯金２に仮止めする。ここで、仮止めする位置は、リール３１に対して回転円盤４０と反対側とする（図２の紙面上で下側）。仮止めには、テープやクリップ等を用いることができる。本実施例にあっては、クッリプを用いており、回転ローラ２６の前方で該クリップを解除できるようにしている（図示省略）。
【００５１】
鋼線３を環状芯金２に仮止めした後、芯金回動装置２０の駆動モータ２５を駆動開始すると同期して、リール公転装置３０の駆動モータ４５を駆動開始する。芯金回動装置２０の駆動モータ２５の駆動に従って、回動ローラ２６が回動することにより、環状芯金２が、その周方向に沿って回転する。ここで、環状芯金２の回転方向は、鋼線３が回転円盤４０と反対側へ引き出されるように、図２の紙面上で時計回りとしている。これにより、リール３１から引き出された鋼線３が回転円盤４０と接触しないようにしている。一方、リール公転装置３０の駆動モータ４５の駆動に従って、主駆動歯車４６及び副駆動歯車４７，４７が回動し、回転円盤４０が回動する。ここで、回転円盤４０の回転方向は、リール３１が環状芯金２の内側を下方から上方へくぐるように、図３の紙面上で時計回りとしている。
【００５２】
尚、環状芯金２の回転速度と回転円盤４０の回転速度は、環状芯金２の円環径や、環状芯金２の一周回毎に鋼線３を絡ませる回数等に従って、適宜設定される。この設定により、製品としての、環状芯金２の長手方向に対して鋼線３が傾いた撚り角が定まることとなる。また、環状芯金２を所定の回転速度で回転させ、回転円盤４０を所定の回転速度で回動することにより、リール３１から引き出された鋼線３が環状芯金２に巻き付く位置がほぼ一定となり得る。これは、リール３１が、回転円盤４０の回動に伴って、一定の回転速度で公転することから、巻き付け位置が安定することによるためである。
【００５３】
上記したように回転円盤４０が回動すると、図５〜図８のように、この回動に伴ってリール支持部材３２が回転する。リール支持部材３２は、その回転に従い上下方向に変位し、案内シャフト６０ａ，６０ｂに従って環状芯金２の径方向に沿って案内される。ここで、案内シャフト６０ａ，６０ｂは、リール支持部材３２の上下方向の変位に伴って昇降移動する。このように、リール支持部材３２は、回転円盤４０の回動に従って案内シャフト６０ａ，６０ｂに案内されながら回転するのであるから、リール３１をその下方から支持した状態のまま回転することとなっている。尚、リール支持部材３２は、環状芯金２の内側に在る場合、環状芯金２の内側で昇降する案内シャフト６０ａに支持され、環状芯金２の外側に在る場合、環状芯金２の外側で昇降する案内シャフト６０ｂに支持される。そして、環状芯金２の内側から外側、又は外側から内側へ移動する場合に、案内シャフト６０ａ，６０ｂ間を移ることとなっている。ここで、案内シャフト６０ａ，６０ｂの間隙は、環状芯金２を通過可能とする、比較的狭い間隔としており、リール支持部材３２が滑らかに移動できるようになっている。
【００５４】
リール３１は、上記したリール支持部材３２の回転と共に回転し、環状芯金２の内外を公転する。そして、リール３１がその自転軸３６により遊転可能であることから、環状芯金２の回転に従って、鋼線３が引き出されていく。このリール３１は、上述したように、リール支持部材３２に案内シャフト６０ａ，６０ｂにより軸支されていることから、案内シャフト６０ａ，６０ｂの両側に揺動可能となっている。このため、鋼線３が、環状芯金２の回転により引っ張られると、リール３１が、その方向へ傾斜することとなる。そして、このリール３１の傾斜する方向は、リール３１が環状芯金２の上方、下方に在る場合で反対となることから、リール３１は一公転毎に揺動する。
【００５５】
このように、環状芯金２がその周方向に回動すると共に、リール３１が環状芯金２の内外に公転することによって、鋼線３が環状芯金２に螺旋状に絡み付いていく。そして、環状芯金２を複数周回させることにより、鋼線３を順次隣接するように絡み付けていき、撚回状ビードワイヤ１（図１参照）を成形するのである。
【００５６】
次に、リール３１が、環状芯金２の内外を公転する過程について詳細に説明する。
図５のように、リール３１を、環状芯金２と同じ水平面上の、外側に在る位置から、巻き付けスタートしたとする。この位置では、環状芯金２とリール３１とが同一平面上に存在することから、リール３１は水平方向に沿った状態となる。そして、環状芯金２を回転開始すると共に、回転円盤４０を回動開始する。
【００５７】
回転円盤４０の回転開始に伴って、リール３１は、環状芯金２の下方へ変位していく。リール３１は、環状芯金２の下方に在る場合に、鋼線３が環状芯金２に引っ張られることにより、巻き付け側に上方傾斜する。リール３１の傾斜角は、リール３１が下方へ変位するに従って徐々に大きくなり、図６のように、下死位置となった場合に最も大きくなる。このようにリール３１が上方傾斜することにより、リール３１の巻回滑車３５が環状芯金２の方向を向くこととなるから、上下方向における、鋼線３の環状芯金２への巻き付け角を小さくできる。これにより、鋼線３を、水平方向に沿った環状芯金２に、比較的円滑に絡み付けることができる。
【００５８】
さらに回転円盤４０が回転していくと、リール３１が下死位置（図６参照）から上昇していく。この上昇に従って、リール３１の上方傾斜角が徐々に小さくなる。そして、リール３１が、図７のように、環状芯金２の内側で、該環状芯金２と同一平面上となると、鋼線３が水平方向に引っ張られることから、このリール３１は水平方向に沿った状態となる。
【００５９】
その後、リール３１は、環状芯金２の上方へ変位していくと、鋼線３が環状芯金２に引っ張られることにより、巻き付け側に下方傾斜する。ここで、リール３１の傾斜角は、リール３１が上方へ変位するに従って徐々に大きくなり、図８のように、上死位置となった場合に、最も大きくなる。このようにリール３１が下方傾斜することにより、下方傾斜する場合と同様に、上下方向における、鋼線３の環状芯金２への巻き付け角を小さくできることから、鋼線３を、水平方向に沿った環状芯金２に、比較的円滑に絡み付けることができる。そして、リール３１が上死位置から降下していくと、リール３１の下方傾斜角が徐々に小さくなり、図５のように、環状芯金２の外側で同一平面上となると、リール３１は水平方向に沿った状態となる。
【００６０】
このように、リール３１は、回転円盤４０の回動に伴って環状芯金２の内外に公転することにより、環状芯金２の下方に在る場合に上方傾斜し、上方に在る場合に下方傾斜し、環状芯金２と同一平面上に在る場合に水平方向に沿った状態となる。すなわち、リール３１は、案内シャフト６０ａ，６０ｂを支軸として、その両側に揺動する。リール３１の揺動は、水平面に沿った環状芯金２により、鋼線３が引っ張られるためである。
【００６１】
ここで、リール３１と環状芯金２とが同一平面上に存在する場合（図５，７参照）には、環状芯金２の周方向とリール３１に巻回された鋼線３の巻回方向とがほぼ同じ平面上となるため、比較的円滑に絡み付き易い。ところが、リール３１が環状芯金２の上下方向に位置する場合（図６，８参照）には、両者が位置する高低差に基づく巻き付け角が生ずる。この上下方向の巻き付け角を、リール３１を傾斜することにより小さくできるから、上下方向の巻き付け角によって生ずる曲げ力が鋼線３に作用することを抑制できる。これにより、リール３１が環状芯金２の上下方向に位置する場合（図６，８参照）にあっても、鋼線３を環状芯金２に比較的円滑に絡み付けることができることとなる。さらに、上下方向の巻き付け角を小さくできることから、リール３１の公転中の巻き付け角の変動幅も小さくなる。したがって、本構成の撚回状ビードワイヤの製造装置１０は、優れた巻き付け性と成形性を安定して発揮できる。
【００６２】
尚、リール３１から鋼線３が引き出される離脱位置に着目すると、リール３１が所定の回転半径により公転するに伴って、楕円状の軌跡を移動している。すなわち、リール３１が揺動することにより、離脱位置を、環状芯金２の水平面に近づけているのである。
【００６３】
さらに、リール３１は、上述したように、環状芯金２の内外に公転することに伴って揺動するが、この揺動は鋼線３が引っ張られることによるものであるから、リール３１の自転軸３６（リール軸線）が環状芯金２の中心軸線に対して転倒しない。したがって、リール３１が公転しても、鋼線３の断面を捻り回すようななじり力は生じないため、鋼線３を、反発して切れたり離間することもなく、環状芯金２の表面に連続的に滑らかに絡み付け易い。
【００６４】
本実施例の製造装置１０は、上述したように、芯金回動装置２０により環状芯金２を回動させると共に、リール公転装置３０によりリール３１を環状芯金２の内外に公転させることによって、鋼線３を環状芯金２に一様な螺旋状に絡み付けて撚回状ビードワイヤ１を製造するものである。リール公転装置３０は、回転円盤４０の回動により、リール３１を公転させるようにしたものであるから、リール３１がほぼ一定速度で連続的に公転することとなる。このため、鋼線３が環状芯金２に巻き付く時の巻き付け角に急激な変化を生じることもなく、連続的に絡み付いていくこととなるから、鋼線３の螺旋状態が、環状芯金２の周方向に沿ってほぼ一様に整然と配列された状態として形成され得る。したがって、撚回状ビードワイヤ１は、その周方向に沿ってほぼ均一に、優れた強力と剛性とを発揮し得るものとなる。
【００６５】
そして、本実施例の製造装置１０は、回転円盤４０の回動によりリール３１を公転させるものであるから、回転円盤４０の回動速度を高速化し、この回動速度に応じて環状芯金２の回転速度を高速化すれば、撚回状ビードワイヤ１を高速成形することが可能となる。このように、比較的容易に高速成形することができ、生産効率を高めることができ得る。
【００６６】
一方、上述した実施例にあっては、リール３１をリール支持部材３２に丸棒形の案内シャフト６０ａ，６０ｂにより軸支し、揺動可能としたリール公転装置３０を備えた構成であるが、その他の構成として、例えば、案内シャフトを断面矩形とし、リールが揺動しないようにした構成が提案される。かかる構成にあっては、回転円盤の回動に伴って、リールが公転した場合に、環状芯金に鋼線が引っ張られても、リールは常に一定の向きに保持されたままとなる。これにより、リールを安定して公転させることができるのである。
【００６７】
また、上述した実施例と別の構成として、図９のように、回転円盤９１に、その径方向に沿った長孔の遊動孔９２が形成され、この遊動孔９２に、リール支持部材９３が遊動軸９４により遊嵌されたリール公転装置９０を備えた構成が提案される。ここで、リール支持部材９３は、回転円盤９１に対して遊転可能とすると共に、遊動孔９２に沿って摺動自在である。かかる構成にあっては、環状芯金２の回転に伴って鋼線３が引っ張られることにより、該鋼線３に作用する力を、リール支持部材９３が遊動孔９２に沿って摺動することにより、緩和することができる。これにより、リール３１の公転に伴って、鋼線３に作用する力を、リール支持部材９３の摺動と、リール３１の揺動とにより緩和できることから、環状芯金２に巻き付く時に鋼線３に無用な力が作用することを抑制できる。したがって、この構成では、鋼線３を環状芯金２に一層巻き付け易く、かつ一層良好な成形性を発揮でき得る。尚、ここで、上述した実施例と同じ構成部位には、同じ符号を記し、その説明を省略している。
【００６８】
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜用いることができる。例えば、本実施例では、環状芯金２に鋼線３を一階層に巻き付けた撚回状ビードワイヤ１を成形するように説明しているが、これを複数階層状とするように、鋼線３を連続して巻き付ける成形も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】撚回状ビードワイヤ１の一部分を表す説明図である。
【図２】撚回状ビードワイヤの製造装置１０の平面図である。
【図３】撚回状ビードワイヤの製造装置１０の側面図である。
【図４】撚回状ビードワイヤの製造装置１０のリール公転装置３０の、回転円盤４０とリール支持部材３２とリール３１とを表す正面図である。
【図５】リール公転装置３０のリール３１が、環状芯金２とほぼ同じ平面上でその外側に在る場合を表す説明図である。
【図６】上記図５から回転円盤４０が回転し、リール３１が下死位置に在る場合を表す説明図である。
【図７】上記図６から回転円盤４０が回転し、リール３１が環状芯金２とほぼ同じ平面上でその内側に在る場合を表す説明図である。
【図８】上記図７から回転円盤４０が回転し、リール３１が上死位置に在る場合を表す説明図である。
【図９】別例の構成として、回転円盤９１に設けた遊動孔９２にリール支持部材９３を遊転可能かつ摺動自在に支持するようにしたリール公転装置９０を表す概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 撚回状ビードワイヤ
２ 環状芯金
３ 鋼線
１０ 撚回状ビードワイヤの製造装置
２０ 芯金回動装置
３０ リール公転装置
３１ リール
３２ リール支持部材
４０ 回転円盤
４１ 挿通孔
４２ スリット
４５ 駆動モータ（円盤駆動手段）
４６ 主駆動歯車（円盤駆動手段）
４７ 主駆動歯車（円盤駆動手段）
４８ 伝達歯車（円盤駆動手段）
６０ａ，６０ｂ 案内シャフト
６１ａ，６１ｂ シャフト支持柱（シャフト昇降手段）
６２ シリンダ（シャフト昇降手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、バイク、又は航空機等のタイヤのビード部に埋設され、該タイヤとホイールとの接合力を高める撚回状ビードワイヤの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤのビード部に埋設されるビードワイヤは、タイヤをホイールに装着した場合に、ホイールを周方向に締付けることにより、タイヤとホイールとの接合力を高めることができるため、優れた走行安定性を発揮するために必要なものである。このようなビードワイヤとして、図１のように、円環形の環状芯金に、鋼線を螺旋状に巻き付けた撚回状の構成のものが存在する。
【０００３】
上記した撚回状ビードワイヤを製造する製造装置としては、例えば、特許文献１に、鋼線を巻き付けたリールを、環状芯金の内外で公転させるようにしたものが開示されている。この製造装置では、リールがスプールにより支持され、このスプールを回転させることにより、リールを公転させるようになっている。この製造装置によれば、リールを、回転する環状芯金の内外に公転させることによって、鋼線を環状芯金に螺旋状に巻き付けることができる。
【０００４】
また、撚回状ビードワイヤの製造装置として、例えば、特許文献２に、鋼線を巻き付けたリールを、環状芯金を横断する面に対して平行に環状芯金の外側から内側へ向かって移動させ、環状芯金の輪の中を通して環状芯金の反対側に直角に移動させ、環状芯金を横断する面と平行に環状芯金の内側から外側へ移動させ、環状芯金の反対側から始点位置に直角に移動させて戻すようにしたものが提案されている。かかる製造装置は、リールを、いわゆる細長いボックス型の軌跡に沿って移動させるようにしたことにより、リールが環状芯金を横断する面とほぼ平行を保ったまま移動することから、鋼線を環状芯金に巻き付ける時に、鋼線の断面を捻り回すこともなく、鋼線に無用な力が作用することを抑止できる。したがって、この製造装置によれば、鋼線を環状芯金に螺旋状に巻き付け易く、かつ鋼線を所望の配列状態に揃え易いことから、所望の撚回状ビードワイヤを適正に得ることができる。尚、この製造装置としては、リールを、環状芯金を横断する面に対して直角に移動させる場合に、環状芯金の両側で受け渡す機構を備えたものとなっている。
【特許文献１】特開２００１−４７１６９号公報
【特許文献２】特開２００５−３４２７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、環状芯金に巻き付ける鋼線としては、一般的に、比較的高い剛性と強力とを有するものが用いられる。このような鋼線を環状芯金に巻き付ける過程で、鋼線を変形させるような力が作用すると、その力に反発する力が生じる。このため、鋼線を環状芯金に巻き付け難くなり、螺旋状に巻き付けられる配列状態に乱れが生じることとなってしまう。
【０００６】
上述した特許文献１の撚回状ビードワイヤの製造装置にあっては、リールがスプールに支持されている形態が説明されていないが、普通に考えれば、リールがスプールに固定的に支持されている構成であると言える。この構成では、スプールの回転に伴って、リールが、そのリール軸線を回転するように公転する。これはすなわち、リールが、そのリール軸線を環状芯金の中心軸線に対して転倒するように公転することである。このように公転すると、リールから巻き出された鋼線は、その断面を捻り回しながら、環状芯金に巻き付いていくこととなるため、鋼線に比較的大きなねじり力が作用する。このねじり力は、鋼線に残留応力として蓄積され、鋼線を巻き付けた形態から反発させるように働くこととなるから、鋼線が環状芯金に巻き付け難くなると共に、鋼線の配列が乱れたり鋼線が環状芯金から浮く等の成形不具合を生じる。また、スプールを回動させるために、鋼線を捻り回すための力を必要とすることとなるため、リールの公転に大きな回動力を要し、製造コストの向上や生産性の低下等の問題を生じる。
【０００７】
一方、上述した特許文献２の撚回状ビードワイヤの製造装置にあっては、リールを細長いボックス型の軌跡に沿って移動していることから、リールが、そのリール軸線を常にほぼ一定に保持したまま移動する。すなわち、リール軸線が環状芯金の中心軸線に対して転倒しないのである。このため、かかる製造装置は、上記した特許文献１のように鋼線を捻り回すことがないから、鋼線を環状芯金に螺旋状に巻き付け易いという良好な巻き付け性と、鋼線が螺旋状に整列して環状芯金の表面からの浮きも抑制できるという良好な成形性とを発揮し得るものである。ところが、この製造装置は、上述したように、細長いボックス型の軌跡に沿って移動させるために、リールを環状芯金の両側で受け渡す機構を備えているものであるから、リールを、環状芯金を横断する面に対して平行移動させる作動と、リールを受け渡す作動との二つの作動を要する。そのため、前記二作動の変換点で、リールは非連続的な移動する。環状芯金はほぼ一定速度で回転することから、リールの移動が非連続となるところで、鋼線が環状芯金に巻き付く巻き付け角が、比較的急激に変化することとなってしまう。このような巻き付け角の変化は定期的に生じるため、鋼線は、環状芯金の周方向で一様な螺旋状に巻き付くこととなっていないのである。そして、巻き付け角が変化すれば、この変化に伴う力が鋼線に作用することとなり、これに反発する力によって鋼線の配列に乱れが生じ易くなる。さらに、巻き付け角の変化に従って、製品としての撚り角（環状芯金の長手方向に対する鋼線の傾斜角）も変化するため、撚回状ビードワイヤは、その周方向に沿って均一なものとならず、上記したタイヤとホイールの接合性を高める作用が充分に発揮し得ないものとなっている。また、リールを平行移動させる作動と受け渡す作動との二作動を有する構成では、各作動の変換に時間を要することとなり、総じてビードワイヤの製造時間が長くなり、生産効率が悪いという問題もあった。
【０００８】
本発明は、優れた巻き付け性と成形性を発揮して、鋼線を環状芯金に一様な螺旋状に巻き付けることができると共に、生産効率を向上し得る撚回状ビードワイヤの製造装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の撚回状ビードワイヤの製造装置は、円環形の環状芯金を、その周方向に沿って回動させる芯金回動装置を備えると共に、環状芯金を挿通する挿通孔が中央に形成され、環状芯金を横切るように配設された回転円盤と、回転円盤を回動させる円盤駆動手段と、回転円盤の盤面に遊転可能に支持されたリール支持部材と、リール支持部材に自転可能に支持され、環状芯金に巻き取られる鋼線が巻回された、環状芯金の円環径に比して小径のリールと、リール支持部材が配された回転円盤の盤面側の、環状芯金の内側と外側とに、環状芯金が通過可能な間隔を置いて環状芯金の径方向に沿って同軸状に配設され、リール支持部材を、環状芯金の径方向に沿って環状芯金の内外に案内する二本の案内シャフトと、二本の案内シャフトを同期して回転円盤の盤面と略平行に昇降移動させるシャフト昇降手段とを具備し、回転円盤の回動に伴って回転するリール支持部材の上下方向への変位に伴って、案内シャフトを昇降移動させるようにして、リールを、そのリール軸線が環状芯金に対して転倒しないように公転させるリール公転装置を備えてなり、芯金回動装置により環状芯金を回転させながら、リール公転装置によりリールを公転させることによって、リールに巻回された鋼線を環状芯金に螺旋状に絡み付けるようにしたものである。
【００１０】
ここで、二本の案内シャフトは、環状芯金の径方向に沿って同軸状に配された状態で、回転円盤の盤面と略平行に昇降移動するものであるから、リール支持部材を、その上下方向への変位に伴って、環状芯金の内側と外側とに比較的円滑に案内できるようになっている。そして、二本の案内シャフトが、所定の間隙を隔てていることから、環状芯金の上下に昇降移動する時に、この間隙を環状芯金が通過できるようにしているのである。
【００１１】
かかる構成にあって、リール公転装置は、リール支持部材を、回転円盤に対して遊転可能とし、かつ、回転円盤の盤面と略平行に昇降する二本の案内シャフトにより環状芯金の径方向に沿って案内させるようにしたものであるから、回転円盤の回動に従って、リール支持部材は所定方向に向いた状態で維持されたまま、環状芯金の内外に公転することとなる。これにより、リール支持部材に支持されているリールを、そのリール軸線が環状芯金の中心軸線に対して転倒することなく、環状芯金の内外で公転させることができる。したがって、リールから環状芯金に巻き取られる鋼線に、その断面を捻り回すようなねじり力が作用せず、鋼線を巻き付け易く、かつ良好な成形性を得られる。
【００１２】
さらに、リール公転装置にあっては、リールを、回転円盤の回動に従って公転させるようにしたものであるから、リールが連続的に回転する。これにより、上述した従来の、リールを平行移動させる作動と受け渡す作動とを行う構成のように、その作動変換に伴って生じる鋼線を変形させる力が発生しない。そのため、本発明の構成では、鋼線を環状芯金に一様な螺旋状に整然と配列するように巻き付けることができる。このように成形された撚回状ビードワイヤは、その周方向でほぼ均一な剛性及び強力を発揮するものとなり得る。したがって、本構成の製造装置によれば、上述した従来構成の製造装置で成形した製品に対して、タイヤとホイールとの接合力を高めることができ、優れた走行安定性を発揮し得る撚回状ビードワイヤを製造することができる。
【００１３】
そして、リールを回転円盤の回動により公転させることは、上述した従来の、リールを平行移動させる作動と受け渡す作動とを行う構成で生じる、作動の変換に伴う時間ロスがない。すなわち、ほぼ一定の作動速度でリールを公転させることができるものである。このため、本発明の製造装置は、この従来構成に比して、撚回状ビードワイヤの生産効率を向上させることができる。尚、リールの公転速度は、回転円盤の回転速度と同じであるから、該回転速度を高速化することにより、比較的容易に生産効率をさらに高めることが可能である。
【００１４】
本発明のリール公転装置にあって、リールが支持されるリール支持部材の構成として、リールがそのリール軸線に対して遊転可能に支持される構成や、自転に所定の負荷が掛かるようにした構成等とすることができる。
【００１５】
また、リール公転装置にあって、円盤駆動装置としては、モータ等の駆動源と、その駆動を回転円盤に伝達する伝達機構を備える構成が好適に用いられる。ここで、伝達機構が、回転円盤の回動時に、環状芯金と接触しないようにすることが必要である。このような円盤駆動装置として、例えば、回転円盤を歯車として構成し、この回転円盤に、モータ等の駆動源により回動する駆動歯車を噛み合わせることにより、回転円盤を回動することができるようにしたものが、好ましい。
【００１６】
また、シャフト昇降手段としては、上述したように、環状芯金の内側と外側とに夫々に配した二本の案内シャフトを、同軸状とした状態に保持したまま、回転円盤の盤面と略平行に昇降移動するようにしたものであることを要する。ここで、シャフト昇降手段は、案内シャフトを可及的に自由に昇降移動できるようにした構成が好ましい。これにより、案内シャフトが、回転するリール支持部材の変位に伴って、円滑に昇降移動できることとなり、リール支持部材の変位を妨げる力が作用することを抑止でき、リールを可及的に連続かつ円滑に公転させることができ得る。このような構成として、例えば、昇降方向に沿って配設されたシリンダ形の円筒体に、二本の案内シャフトを配設したピストン形の支持杆を、摺動可能に遊嵌した構成とすることができる。
【００１７】
さらにまた、本発明にあっては、リールの公転半径をできるだけ小さくすることが好ましい。ここで、鋼線は、環状芯金の長手方向に対して傾斜して、環状芯金に巻き付いていく。この鋼線が環状芯金に巻き付く巻き付け角は、リールの公転半径が小さくなるに従って小さくなるのである。また、環状芯金は、その周方向に回転していることから、環状芯金に螺旋状に巻き付いた後の、環状芯金の長手方向に対する鋼線の傾斜角（いわゆる、撚り角）は、前記巻き付け角に対して小さくなっている。この巻き付け角と撚り角との差が大きいと、巻き付け時に鋼線を環状芯金の長手方向に向けようとする曲げ力が生じ、この曲げ力が鋼線に作用することとなってしまう。そのため、巻き付け角を小さくすることにより、撚り角との差が小さくなり、前記した曲げ力の発生を抑止できることから、鋼線を一層巻き付け易く、かつ一様な螺旋状の配列となる成形性をさらに向上させることができ得る。
【００１８】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、シャフト昇降装置の案内シャフトが丸棒形であると共に、該案内シャフトを支軸として、リールをリール支持部材に遊転可能に軸支するようにしたものである構成が提案される。
【００１９】
リールが環状芯金の内外を公転する場合について詳細に検討すると、リールと環状芯金とが同一平面上に存在する場合には、環状芯金の周方向とリールに巻回された鋼線の巻回方向とがほぼ同じ平面上となるため、比較的円滑に絡み付き易い。ところが、リールが環状芯金の上下方向に位置する場合には、両者が位置する高低差に基づく巻き付け角が生ずることとなる。この上下方向の巻き付け角により、鋼線を曲げ変形しようする力が生じてしまうのである。
【００２０】
かかる構成にあっては、上記した、上下方向の巻き付け角を小さくすることができるように、所定方向に向いた状態で維持されたまま回動するリール支持部材に対して、リールを、環状芯金の径方向に沿った案内シャフトの両側方に揺動可能としたものである。
【００２１】
ここで、環状芯金は、その回転により鋼線を巻き取っていくから、鋼線をリールから引っ張り出している。すなわち、リールは、環状芯金の回転方向に鋼線を介して引っ張られているのである。そして、この環状芯金から作用する引張力により、リールは、環状芯金の上方に在る場合には、環状芯金に巻き取られる側へ下方傾斜し、また、環状芯金の下方に在る場合には、環状芯金に巻き取られる側へ上方傾斜する。尚、リールは、環状芯金と同じ平面上に在る場合には、同じ平面に沿うこととなる。
【００２２】
このように、リールが、環状芯金から作用する引張力に従って、環状芯金に鋼線が巻き付く側に傾斜することにより、環状芯金の上方又は下方にリールが在る場合に、上下方向の、鋼線の巻き付け角を小さくすることができる。したがって、本構成にあっては、鋼線の巻き付け時に、該鋼線を変形する力が生じることを抑制できるため、鋼線を環状芯金に、一層巻き付け易くなり、成形性も向上する。さらに、リールの公転中における、巻き付け角の変動幅を小さくすることもできることから、鋼線を安定的に巻き付けることができ得る。
【００２３】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、回転円盤が、その径方向に沿った長孔からなる遊動孔を備えると共に、リール支持部材を回転円盤に遊転可能に支持する遊転軸が、前記遊動孔に従って移動可能とするように支持されてなるものである構成が提案される。
【００２４】
かかる構成にあっては、鋼線を環状芯金に巻き付ける時に、鋼線に作用する力を、リール支持部材が遊動孔に従って摺動することにより、緩和できるようにしたものである。これにより、鋼線に無用な力が作用することを抑制でき、鋼線の巻き付け性を良好に保つことができると共に、鋼線を螺旋状に巻き付けるという成形性を良好に保つことができ得る。したがって、鋼線を一様な螺旋状に巻き付ける、上述した本発明の作用効果が一層高まる。
【００２５】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、回転円盤が、その外周縁から中央に設けられた挿通孔に至るスリットを備えている構成が提案される。
【００２６】
かかる構成は、撚回状ビードワイヤを製造する場合に、円環形の環状芯金を、スリットを通して、芯金回動装置の所定位置に配置できるようにしたものである。そして、成形した撚回状ビードワイヤを、このスリットから取り出すことができる。これにより、環状芯金のセット作業と、撚回状ビードワイヤの取出し作業を容易に行うことができるため、これら作業の作業性が向上し、総じて生産効率が向上する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の撚回状ビードワイヤの製造装置は、環状芯金を横切るように配設された回転円盤に、リール支持部材を遊転可能に支持すると共に、リール支持部材を環状芯金の内外に案内する案内シャフトが、環状芯金の内側と外側とに配設されてなり、回転円盤の回動に従って回転するリール支持部材の上下方向の変位に伴って、案内シャフトが昇降移動することにより、リール支持部材に自転可能に支持されたリールを、環状芯金の内外に公転させるリール公転装置を備えるものであるから、このリールは、リール軸線が環状芯金の中心軸線に対して転倒することなく、環状芯金の内外で公転することとなるため、リールから環状芯金に巻き取られる鋼線に、その断面を捻り回すようなねじり力が作用せず、鋼線を巻き付け易く、かつ良好な成形性を得られる。また、リールは、回転円盤の回動に従って連続的に公転するため、鋼線を環状芯金に一様な螺旋状に整列させることができ得る。さらに、リールを、ほぼ一定の作動速度で公転させることができるため、公転速度の高速化を容易に実施可能であり、上述した従来の、リールを受け渡す構成に比して、撚回状ビードワイヤの生産効率を向上させることができ得る。
【００２８】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、シャフト昇降装置の案内シャフトが丸棒形であると共に、該案内シャフトを支軸として、リールをリール支持部材に遊転可能に軸支するようにした構成は、リールが、環状芯金から作用する引張力に従って揺動可能となるから、上下方向の、鋼線の巻き付け角を小さくすることができると共に、巻き付け角の変動幅を小さくすることができるため、鋼線を環状芯金に、一層巻き付け易くなり、かつ成形性をさらに高め得る。
【００２９】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、回転円盤が、その径方向に沿った長孔からなる遊動孔を備えると共に、リール支持部材を回転円盤に遊転可能に支持する遊転軸が、前記遊動孔に従って移動可能とするように支持されてなる構成は、リールの公転時に鋼線に作用する力を、リール支持部材の遊動により緩和できるから、鋼線の巻き付け性と成形性とを良好に保持でき、鋼線を一様な螺旋状に巻き付けるという本発明の作用効果を一層高め得る。
【００３０】
上述した撚回状ビードワイヤの製造装置にあって、回転円盤が、その外周縁から中央に設けられた挿通孔に至るスリットを備えている構成では、環状芯金をセットし易く、成形した撚回状ビードワイヤを取り出し易くなるため、生産効率の向上につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施例を添付図面を用いて説明する。
図１に、円環形の環状芯金２に、鋼線３を螺旋状に絡み付けてなる撚回状ビードワイヤ１を示す。この撚回状ビードワイヤ１は、環状芯金２に鋼線３が螺旋状に複数周回絡み付けられてなるものであり、環状芯金２の縦断面を囲繞するように、環状芯金２の表面上に鋼線３が並んで配列されている。このように環状芯金２は鋼線３により被覆されている。尚、環状芯金２の長手方向に対する鋼線３の傾斜角が、鋼線３の撚り角である。
【００３２】
上記した撚回状ビードワイヤ１を製造する製造装置１０は、図２〜４にように、環状芯金２を回動させる芯金回動装置２０と、鋼線３が巻回されたリール３１を、環状芯金２の内外に公転させるリール公転装置３０とを備えてなる。ここで、芯金回動装置２０と、リール公転装置３０とは、床面に固定される架台１１に配設されている。
【００３３】
芯金回動装置２０にあっては、環状芯金２を水平方向に支持し、その周方向に所定回転速度で回動させるものである。環状芯金２を水平方向に支持する構成として、上記した架台１１上に、水平方向に沿ってテーブル２１が設けられており、このテーブル２１上に、二本の円弧状の芯金案内レール２２ａ，２２ｂが設置されている。二本の芯金案内レール２２ａ，２２ｂは、環状芯金２を摺動可能に収納する摺動溝２３ａ，２３ｂを夫々備えており、この摺動溝２３ａ，２３ｂが環状芯金２と同心状となるように、テーブル２１に配設されている。そして、この芯金案内レール２２ａ，２２ｂの摺動溝２３ａ，２３ｂに、環状芯金２を配置することにより、該環状芯金２が水平方向に支持された状態となる。尚、テーブル２１は、その四隅で脚柱２９により架台１１に固定されており、また、芯金案内レール２２ａ，２２ｂは、図示しない固定脚によりテーブル２１上に固定されている。
【００３４】
また、環状芯金２を回動させる構成として、上記したテーブル２１上に回動ローラ２６と支持ローラ２７とが配設されており、回動ローラ２６を回動する駆動モータ２５が架台１１に配設されている。ここで、回動ローラ２６と支持ローラ２７は、芯金案内レール２２ａ，２２ｂ間に配設されており、環状芯金２の、芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持されていない部分を、その内外から挟圧し、回動ローラ２６の回動に従って環状芯金２を周方向に回動させるものである。この回動ローラ２６は、駆動モータ２５の駆動軸（図示省略）に、駆動伝達シャフト２８を介して連結されており、駆動モータ２５の駆動に従って回動するようになっている。また、支持ローラ２７は、遊転可能にテーブル２１上に配設されており、回動ローラ２６と共に環状芯金２を挟圧して、回動ローラ２６の回動に伴って回転するようになっている。
【００３５】
一方、上記したリール公転装置３０にあっては、鋼線３が巻回されたリール３１を、上記した芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された環状芯金２の内外に公転させるようにしたものである。このリール公転装置３０は、リール３１がリール支持部材３２を介して支持された回転円盤４０と、リール支持部材３２を環状芯金２の内外に案内させる案内シャフト６０ａ，６０ｂとを備えている。ここで、回転円盤４０には、その中央に、芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された環状芯金２を挿通する挿通孔４１が形成されていると共に、この挿通孔４１を外周縁から開口するスリット４２が形成されている。そして、回転円盤４０は、芯金案内レール２２ａ，２２ｂ間で、芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された環状芯金２を横切るようにして垂直方向に沿って配設されており、環状芯金２が挿通孔４１内を通って回転円盤４０を板厚方向に貫通している。ここで、回転円盤４０の盤面方向は、後述する案内シャフト６０ａ，６０ｂが配された環状芯金２の径方向と平行に配されているのである。尚、上記した二本の芯金案内レール２２ａ，２２ｂ間には、環状芯金２を直接支持しない二領域が存在し、この二領域の一方に、上記した回動ローラ２６及び支持ローラ２７が配設されており、他方に回転円盤４０が配設されている。
【００３６】
上記した回転円盤４０は、その外周縁に連続的に歯（ギア）が設けられた歯車となっている。そして、回転円盤４０の下方に、主駆動歯車４６が噛み合わされて設けられている。この主駆動歯車４６は、駆動モータ４５の駆動軸（図示省略）に連結されており、駆動モータ４５の回転駆動を回転円盤４０に伝達して、回転円盤４０をその周方向に沿って回動させるものである。また、主駆動歯車４６と同形状の副駆動歯車４７，４７が、回転円盤４０の周方向に沿って並設されており、夫々に回転円盤４０と噛み合わされている。そして、主駆動歯車４６、副駆動歯車４７，４７の各間には、伝達歯車４８，４８が配設されており、主駆動歯車４６と副駆動歯車４７，４７とが同じ回転方向に同速度で回動するようになっている。すなわち、回転円盤４０は、主駆動歯車４６と副駆動歯車４７，４７とにより、安定的に回動するようになっている。そして、回転円盤４０のスリット４２が主駆動歯車４６に対向した場合にも、副駆動歯車４７，４７により回転円盤４０を安定して回動できるようにしている。
【００３７】
また、回転円盤４０の上方には、回転円盤４０を支持する上部支持ブロック４９が配設されている。この回転円盤４０は、上記した主駆動歯車４６及び副駆動歯車４７，４７、上部支持ブロック４９により上下で支持されており、垂直方向に沿って保持されている。このように、回転円盤４０が、その回動中に、横振れを生じないようにしている。尚、上部支持ブロック４９は、架台１１上に起立して固定されている支持板５０に設けられている。
【００３８】
上記したように、回転円盤４０は、そのほぼ中心を回転中心（以下、中心軸線）として、その周方向に沿って回動する。この回転円盤４０の一側の盤面には、リール支持部材３２が遊転可能に支持されている。このリール支持部材３２の支持位置は、回転円盤４０が回動した時に、該リール支持部材３２に支持されたリール３１が環状芯金２に接触することなく、該環状芯金２の内外を公転可能であるように、回転円盤４０の中心から所定距離だけ離れた位置となっている。尚、本実施例にあっては、回転円盤４０の中心からの距離を、できるだけ短くするように設定している。
【００３９】
このリール支持部材３２は、略Ｕ形状を成し、回転円盤４０の盤面から突出するように設けられている。そして、その一端が回転円盤４０に遊転軸３４により軸支されており、その他端でリール３１を支持している（図５〜７参照）。ここで、リール支持部材３２は、リール３１が回転円盤４０に軸支された位置に対向する位置となるように、略Ｕ形状の寸法形状を設定している。これにより、回転円盤４０の回動に伴って、リール３１も、回転円盤４０の中心軸線の回りを、一定の回転半径で公転することとしている。
【００４０】
リール３１は、鋼線３が巻回されるスプール形の巻回滑車３５と、該巻回滑車３５を遊転可能とする自転軸３６とを備えてなる。ここで、リール３１の巻回滑車３５の外径は、環状芯金２の環径比して小径としており、装置構造に基づいて環状芯金２の環径に対して約０．３倍〜０．８倍の径寸法としている。また、自転軸３６は、その回りを巻回滑車３５が遊転するものであるから、リール軸線と同義である。
【００４１】
上記のリール３１は、その自転軸３６が巻回滑車３５から下方へ突出しており、自転軸３６の下部が、前記したリール支持部材３２の他端に、円筒形の軸受け管（図示省略）により軸支されている。この軸受け管は、回転円盤４０の盤面と平行とし、かつリール３１の巻回滑車３５と平行とするように設けられている。このように、リール３１は、リール支持部材３２に、自転可能に支持されていると共に、軸受け管に対して遊転可能に支持されている。尚、この軸受け管には、後述する案内シャフト６０ａ，６０ｂが遊嵌される。
【００４２】
また、回転円盤４０の、リール支持部材３２と同じ側には、上記した芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された環状芯金２の内側と外側とに、回転円盤４０と平行に上下方向に移動可能なシャフト支持柱６１ａ，６１ｂが設けられている。ここで、各シャフト支持柱６１ａ，６１ｂは、回転円盤４０の盤面から等距離にあり、かつ、回転円盤４０の中心軸線に対して、リール支持部材３２の回転半径よりも外側となる位置に設けられている。すなわち、シャフト支持柱６１ａ，６１ｂ間の距離は、リール支持部材３２の回転する直径よりも広くなっている。
【００４３】
このようなシャフト支持柱６１ａ，６１ｂは、架台１１に夫々配設されたシリンダ６２，６２に上下方向に摺動自在に遊嵌されている。そして、シリンダ６２，６２の下方に突出して、シャフト支持柱６１ａ，６１ｂの下端が連結されている。すなわち、シャフト支持柱６１ａ，６１ｂは、一体的に移動するようになっている。また、このシャフト支持柱６１ａ，６１ｂの上端部には、案内シャフト６０ａ，６０ｂが、互いに同軸状となるように、夫々に片持ち梁状に設けられている。ここで、二本の案内シャフト６０ａ，６０ｂは、回転円盤４０の盤面と平行であり、かつ環状芯金２の径方向に沿うように配されている。さらに、案内シャフト６０ａ，６０ｂは、環状芯金２を通過可能な間隙を有して対向するようにして設けられていることから、シャフト支持柱６１ａ，６１ｂの上下方向の移動に伴って、環状芯金２の内側と外側とをそれぞれ昇降した場合に、環状芯金２に接触しないようになっている。尚、環状芯金２の内側に設けられたシリンダ６２を摺動するシャフト支持柱６１ａの案内シャフト６０ａは、環状芯金２の内側を昇降移動し、外側に設けられたシリンダ６２を摺動するシャフト支持柱６１ｂの案内シャフト６０ｂは、外側を昇降移動する。
【００４４】
案内シャフト６０ａ，６０ｂは、リール３１がその下方からリール支持部材３２により支持された状態で保持されるようにして、上述した軸受け管（図示省略）に遊嵌されている。これは、案内シャフト６０ａ，６０ｂにより、軸受け管を介して、リール３１をリール支持部材３２に軸支していることと同じである。そして、リール支持部材３２は、案内シャフト６０ａ，６０ｂに従って、環状芯金２の径方向に沿って摺動自在となる。
【００４５】
このようなリール公転装置３０にあっては、回転円盤４０が回動すると、リール支持部材３２が回転して上下方向に変位し、これに従って案内シャフト６０ａ，６０ｂが昇降することとなる。そして、リール支持部材３２は、案内シャフト６０ａ，６０ｂにより水平方向に案内されることから、常に同一方向を向いた状態で、回転円盤４０と共に回転することとなる。これにより、リール３１は、その自転軸３６（リール軸線）を、芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された環状芯金２の中心軸線に対して転倒することなく、該環状芯金２の内外を公転するようになっている。
【００４６】
ここで、リール３１が、回転円盤４０の回動に伴って回転した場合に、最も下方となる位置を下死位置（図６参照）とし、最も上方となる位置を上死位置（図８参照）とする。すなわち、リール３１は、上死位置と下死位置との間で、昇降するのである。尚、リール３１は、案内シャフト６０ａ，６０ｂに軸支されているのであるから、案内シャフト６０ａ，６０ｂの両側には揺動可能となっている。
【００４７】
本実施例にあって、上記した主駆動歯車４６、副駆動歯車４７，４７、伝達歯車４８，４８、駆動モータ４５により、本発明にかかる円盤駆動手段が構成されている。また、シャフト支持柱６１ａ，６１ｂ、シリンダ６２，６２により、本発明にかかるシャフト昇降手段が構成されている。
【００４８】
次に、上述した撚回状ビードワイヤの製造装置の作動態様を説明する。
尚、本実施例にあっては、鋼線３を、ビードワイヤに一般的に用いられる硬鋼線とし、その線径を指定してメーカーから購入したものを、リール３１に巻回している。
【００４９】
予め定められた円環径の環状芯金２を、回転円盤４０に形成されたスリット４２から挿入し、芯金回動装置２０の芯金案内レール２２ａ，２２ｂに設けられた摺動溝２３ａ，２３ｂ内に配置する。このように環状芯金２が芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された状態は、回転円盤４０の挿通孔４１に環状芯金２が挿通されており、回転円盤４０が環状芯金２をその内外に横切った状態となる。
【００５０】
環状芯金２が芯金案内レール２２ａ，２２ｂに支持された後に、リール３１から鋼線３を引き出して、その先端を環状芯金２に仮止めする。ここで、仮止めする位置は、リール３１に対して回転円盤４０と反対側とする（図２の紙面上で下側）。仮止めには、テープやクリップ等を用いることができる。本実施例にあっては、クッリプを用いており、回転ローラ２６の前方で該クリップを解除できるようにしている（図示省略）。
【００５１】
鋼線３を環状芯金２に仮止めした後、芯金回動装置２０の駆動モータ２５を駆動開始すると同期して、リール公転装置３０の駆動モータ４５を駆動開始する。芯金回動装置２０の駆動モータ２５の駆動に従って、回動ローラ２６が回動することにより、環状芯金２が、その周方向に沿って回転する。ここで、環状芯金２の回転方向は、鋼線３が回転円盤４０と反対側へ引き出されるように、図２の紙面上で時計回りとしている。これにより、リール３１から引き出された鋼線３が回転円盤４０と接触しないようにしている。一方、リール公転装置３０の駆動モータ４５の駆動に従って、主駆動歯車４６及び副駆動歯車４７，４７が回動し、回転円盤４０が回動する。ここで、回転円盤４０の回転方向は、リール３１が環状芯金２の内側を下方から上方へくぐるように、図３の紙面上で時計回りとしている。
【００５２】
尚、環状芯金２の回転速度と回転円盤４０の回転速度は、環状芯金２の円環径や、環状芯金２の一周回毎に鋼線３を絡ませる回数等に従って、適宜設定される。この設定により、製品としての、環状芯金２の長手方向に対して鋼線３が傾いた撚り角が定まることとなる。また、環状芯金２を所定の回転速度で回転させ、回転円盤４０を所定の回転速度で回動することにより、リール３１から引き出された鋼線３が環状芯金２に巻き付く位置がほぼ一定となり得る。これは、リール３１が、回転円盤４０の回動に伴って、一定の回転速度で公転することから、巻き付け位置が安定することによるためである。
【００５３】
上記したように回転円盤４０が回動すると、図５〜図８のように、この回動に伴ってリール支持部材３２が回転する。リール支持部材３２は、その回転に従い上下方向に変位し、案内シャフト６０ａ，６０ｂに従って環状芯金２の径方向に沿って案内される。ここで、案内シャフト６０ａ，６０ｂは、リール支持部材３２の上下方向の変位に伴って昇降移動する。このように、リール支持部材３２は、回転円盤４０の回動に従って案内シャフト６０ａ，６０ｂに案内されながら回転するのであるから、リール３１をその下方から支持した状態のまま回転することとなっている。尚、リール支持部材３２は、環状芯金２の内側に在る場合、環状芯金２の内側で昇降する案内シャフト６０ａに支持され、環状芯金２の外側に在る場合、環状芯金２の外側で昇降する案内シャフト６０ｂに支持される。そして、環状芯金２の内側から外側、又は外側から内側へ移動する場合に、案内シャフト６０ａ，６０ｂ間を移ることとなっている。ここで、案内シャフト６０ａ，６０ｂの間隙は、環状芯金２を通過可能とする、比較的狭い間隔としており、リール支持部材３２が滑らかに移動できるようになっている。
【００５４】
リール３１は、上記したリール支持部材３２の回転と共に回転し、環状芯金２の内外を公転する。そして、リール３１がその自転軸３６により遊転可能であることから、環状芯金２の回転に従って、鋼線３が引き出されていく。このリール３１は、上述したように、リール支持部材３２に案内シャフト６０ａ，６０ｂにより軸支されていることから、案内シャフト６０ａ，６０ｂの両側に揺動可能となっている。このため、鋼線３が、環状芯金２の回転により引っ張られると、リール３１が、その方向へ傾斜することとなる。そして、このリール３１の傾斜する方向は、リール３１が環状芯金２の上方、下方に在る場合で反対となることから、リール３１は一公転毎に揺動する。
【００５５】
このように、環状芯金２がその周方向に回動すると共に、リール３１が環状芯金２の内外に公転することによって、鋼線３が環状芯金２に螺旋状に絡み付いていく。そして、環状芯金２を複数周回させることにより、鋼線３を順次隣接するように絡み付けていき、撚回状ビードワイヤ１（図１参照）を成形するのである。
【００５６】
次に、リール３１が、環状芯金２の内外を公転する過程について詳細に説明する。
図５のように、リール３１を、環状芯金２と同じ水平面上の、外側に在る位置から、巻き付けスタートしたとする。この位置では、環状芯金２とリール３１とが同一平面上に存在することから、リール３１は水平方向に沿った状態となる。そして、環状芯金２を回転開始すると共に、回転円盤４０を回動開始する。
【００５７】
回転円盤４０の回転開始に伴って、リール３１は、環状芯金２の下方へ変位していく。リール３１は、環状芯金２の下方に在る場合に、鋼線３が環状芯金２に引っ張られることにより、巻き付け側に上方傾斜する。リール３１の傾斜角は、リール３１が下方へ変位するに従って徐々に大きくなり、図６のように、下死位置となった場合に最も大きくなる。このようにリール３１が上方傾斜することにより、リール３１の巻回滑車３５が環状芯金２の方向を向くこととなるから、上下方向における、鋼線３の環状芯金２への巻き付け角を小さくできる。これにより、鋼線３を、水平方向に沿った環状芯金２に、比較的円滑に絡み付けることができる。
【００５８】
さらに回転円盤４０が回転していくと、リール３１が下死位置（図６参照）から上昇していく。この上昇に従って、リール３１の上方傾斜角が徐々に小さくなる。そして、リール３１が、図７のように、環状芯金２の内側で、該環状芯金２と同一平面上となると、鋼線３が水平方向に引っ張られることから、このリール３１は水平方向に沿った状態となる。
【００５９】
その後、リール３１は、環状芯金２の上方へ変位していくと、鋼線３が環状芯金２に引っ張られることにより、巻き付け側に下方傾斜する。ここで、リール３１の傾斜角は、リール３１が上方へ変位するに従って徐々に大きくなり、図８のように、上死位置となった場合に、最も大きくなる。このようにリール３１が下方傾斜することにより、下方傾斜する場合と同様に、上下方向における、鋼線３の環状芯金２への巻き付け角を小さくできることから、鋼線３を、水平方向に沿った環状芯金２に、比較的円滑に絡み付けることができる。そして、リール３１が上死位置から降下していくと、リール３１の下方傾斜角が徐々に小さくなり、図５のように、環状芯金２の外側で同一平面上となると、リール３１は水平方向に沿った状態となる。
【００６０】
このように、リール３１は、回転円盤４０の回動に伴って環状芯金２の内外に公転することにより、環状芯金２の下方に在る場合に上方傾斜し、上方に在る場合に下方傾斜し、環状芯金２と同一平面上に在る場合に水平方向に沿った状態となる。すなわち、リール３１は、案内シャフト６０ａ，６０ｂを支軸として、その両側に揺動する。リール３１の揺動は、水平面に沿った環状芯金２により、鋼線３が引っ張られるためである。
【００６１】
ここで、リール３１と環状芯金２とが同一平面上に存在する場合（図５，７参照）には、環状芯金２の周方向とリール３１に巻回された鋼線３の巻回方向とがほぼ同じ平面上となるため、比較的円滑に絡み付き易い。ところが、リール３１が環状芯金２の上下方向に位置する場合（図６，８参照）には、両者が位置する高低差に基づく巻き付け角が生ずる。この上下方向の巻き付け角を、リール３１を傾斜することにより小さくできるから、上下方向の巻き付け角によって生ずる曲げ力が鋼線３に作用することを抑制できる。これにより、リール３１が環状芯金２の上下方向に位置する場合（図６，８参照）にあっても、鋼線３を環状芯金２に比較的円滑に絡み付けることができることとなる。さらに、上下方向の巻き付け角を小さくできることから、リール３１の公転中の巻き付け角の変動幅も小さくなる。したがって、本構成の撚回状ビードワイヤの製造装置１０は、優れた巻き付け性と成形性を安定して発揮できる。
【００６２】
尚、リール３１から鋼線３が引き出される離脱位置に着目すると、リール３１が所定の回転半径により公転するに伴って、楕円状の軌跡を移動している。すなわち、リール３１が揺動することにより、離脱位置を、環状芯金２の水平面に近づけているのである。
【００６３】
さらに、リール３１は、上述したように、環状芯金２の内外に公転することに伴って揺動するが、この揺動は鋼線３が引っ張られることによるものであるから、リール３１の自転軸３６（リール軸線）が環状芯金２の中心軸線に対して転倒しない。したがって、リール３１が公転しても、鋼線３の断面を捻り回すようななじり力は生じないため、鋼線３を、反発して切れたり離間することもなく、環状芯金２の表面に連続的に滑らかに絡み付け易い。
【００６４】
本実施例の製造装置１０は、上述したように、芯金回動装置２０により環状芯金２を回動させると共に、リール公転装置３０によりリール３１を環状芯金２の内外に公転させることによって、鋼線３を環状芯金２に一様な螺旋状に絡み付けて撚回状ビードワイヤ１を製造するものである。リール公転装置３０は、回転円盤４０の回動により、リール３１を公転させるようにしたものであるから、リール３１がほぼ一定速度で連続的に公転することとなる。このため、鋼線３が環状芯金２に巻き付く時の巻き付け角に急激な変化を生じることもなく、連続的に絡み付いていくこととなるから、鋼線３の螺旋状態が、環状芯金２の周方向に沿ってほぼ一様に整然と配列された状態として形成され得る。したがって、撚回状ビードワイヤ１は、その周方向に沿ってほぼ均一に、優れた強力と剛性とを発揮し得るものとなる。
【００６５】
そして、本実施例の製造装置１０は、回転円盤４０の回動によりリール３１を公転させるものであるから、回転円盤４０の回動速度を高速化し、この回動速度に応じて環状芯金２の回転速度を高速化すれば、撚回状ビードワイヤ１を高速成形することが可能となる。このように、比較的容易に高速成形することができ、生産効率を高めることができ得る。
【００６６】
一方、上述した実施例にあっては、リール３１をリール支持部材３２に丸棒形の案内シャフト６０ａ，６０ｂにより軸支し、揺動可能としたリール公転装置３０を備えた構成であるが、その他の構成として、例えば、案内シャフトを断面矩形とし、リールが揺動しないようにした構成が提案される。かかる構成にあっては、回転円盤の回動に伴って、リールが公転した場合に、環状芯金に鋼線が引っ張られても、リールは常に一定の向きに保持されたままとなる。これにより、リールを安定して公転させることができるのである。
【００６７】
また、上述した実施例と別の構成として、図９のように、回転円盤９１に、その径方向に沿った長孔の遊動孔９２が形成され、この遊動孔９２に、リール支持部材９３が遊動軸９４により遊嵌されたリール公転装置９０を備えた構成が提案される。ここで、リール支持部材９３は、回転円盤９１に対して遊転可能とすると共に、遊動孔９２に沿って摺動自在である。かかる構成にあっては、環状芯金２の回転に伴って鋼線３が引っ張られることにより、該鋼線３に作用する力を、リール支持部材９３が遊動孔９２に沿って摺動することにより、緩和することができる。これにより、リール３１の公転に伴って、鋼線３に作用する力を、リール支持部材９３の摺動と、リール３１の揺動とにより緩和できることから、環状芯金２に巻き付く時に鋼線３に無用な力が作用することを抑制できる。したがって、この構成では、鋼線３を環状芯金２に一層巻き付け易く、かつ一層良好な成形性を発揮でき得る。尚、ここで、上述した実施例と同じ構成部位には、同じ符号を記し、その説明を省略している。
【００６８】
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜用いることができる。例えば、本実施例では、環状芯金２に鋼線３を一階層に巻き付けた撚回状ビードワイヤ１を成形するように説明しているが、これを複数階層状とするように、鋼線３を連続して巻き付ける成形も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】撚回状ビードワイヤ１の一部分を表す説明図である。
【図２】撚回状ビードワイヤの製造装置１０の平面図である。
【図３】撚回状ビードワイヤの製造装置１０の側面図である。
【図４】撚回状ビードワイヤの製造装置１０のリール公転装置３０の、回転円盤４０とリール支持部材３２とリール３１とを表す正面図である。
【図５】リール公転装置３０のリール３１が、環状芯金２とほぼ同じ平面上でその外側に在る場合を表す説明図である。
【図６】上記図５から回転円盤４０が回転し、リール３１が下死位置に在る場合を表す説明図である。
【図７】上記図６から回転円盤４０が回転し、リール３１が環状芯金２とほぼ同じ平面上でその内側に在る場合を表す説明図である。
【図８】上記図７から回転円盤４０が回転し、リール３１が上死位置に在る場合を表す説明図である。
【図９】別例の構成として、回転円盤９１に設けた遊動孔９２にリール支持部材９３を遊転可能かつ摺動自在に支持するようにしたリール公転装置９０を表す概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 撚回状ビードワイヤ
２ 環状芯金
３ 鋼線
１０ 撚回状ビードワイヤの製造装置
２０ 芯金回動装置
３０ リール公転装置
３１ リール
３２ リール支持部材
４０ 回転円盤
４１ 挿通孔
４２ スリット
４５ 駆動モータ（円盤駆動手段）
４６ 主駆動歯車（円盤駆動手段）
４７ 主駆動歯車（円盤駆動手段）
４８ 伝達歯車（円盤駆動手段）
６０ａ，６０ｂ 案内シャフト
６１ａ，６１ｂ シャフト支持柱（シャフト昇降手段）
６２ シリンダ（シャフト昇降手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環形の環状芯金を、その周方向に沿って回動させる芯金回動装置を備えると共に、
環状芯金を挿通する挿通孔が中央に形成され、環状芯金を横切るように配設された回転円盤と、
回転円盤を回動させる円盤駆動手段と、
回転円盤の盤面に遊転可能に支持されたリール支持部材と、
リール支持部材に自転可能に支持され、環状芯金に巻き取られる鋼線が巻回された、環状芯金の円環径に比して小径のリールと、
リール支持部材が配された回転円盤の盤面側の、環状芯金の内側と外側とに、環状芯金が通過可能な間隔を置いて環状芯金の径方向に沿って同軸状に配設され、リール支持部材を、環状芯金の径方向に沿って環状芯金の内外に案内する二本の案内シャフトと、
二本の案内シャフトを同期して回転円盤の盤面と略平行に昇降移動させるシャフト昇降手段とを具備し、
回転円盤の回動に伴って回転するリール支持部材の上下方向への変位に伴って、案内シャフトを昇降移動させるようにして、リールを、そのリール軸線が環状芯金に対して転倒しないように公転させるリール公転装置を備えてなり、
芯金回動装置により環状芯金を回転させながら、リール公転装置によりリールを公転させることによって、リールに巻回された鋼線を環状芯金に螺旋状に絡み付けるようにしたものであることを特徴とする撚回状ビードワイヤの製造装置。
【請求項２】
シャフト昇降装置の案内シャフトが丸棒形であると共に、該案内シャフトを支軸として、リールをリール支持部材に遊転可能に軸支するようにしたものであることを特徴とする請求項１に記載の撚回状ビードワイヤの製造装置。
【請求項３】
回転円盤が、その径方向に沿った長孔からなる遊動孔を備えると共に、リール支持部材を回転円盤に遊転可能に支持する遊転軸が、前記遊動孔に従って移動可能とするように支持されてなるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撚回状ビードワイヤの製造装置。
【請求項４】
回転円盤が、その外周縁から中央に設けられた挿通孔に至るスリットを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撚回状ビードワイヤの製造装置。
【請求項１】
円環形の環状芯金を、その周方向に沿って回動させる芯金回動装置を備えると共に、
環状芯金を挿通する挿通孔が中央に形成され、環状芯金を横切るように配設された回転円盤と、
回転円盤を回動させる円盤駆動手段と、
回転円盤の盤面に遊転可能に支持されたリール支持部材と、
リール支持部材に自転可能に支持され、環状芯金に巻き取られる鋼線が巻回された、環状芯金の円環径に比して小径のリールと、
リール支持部材が配された回転円盤の盤面側の、環状芯金の内側と外側とに、環状芯金が通過可能な間隔を置いて環状芯金の径方向に沿って同軸状に配設され、リール支持部材を、環状芯金の径方向に沿って環状芯金の内外に案内する二本の案内シャフトと、
二本の案内シャフトを同期して回転円盤の盤面と略平行に昇降移動させるシャフト昇降手段とを具備し、
回転円盤の回動に伴って回転するリール支持部材の上下方向への変位に伴って、案内シャフトを昇降移動させるようにして、リールを、そのリール軸線が環状芯金に対して転倒しないように公転させるリール公転装置を備えてなり、
芯金回動装置により環状芯金を回転させながら、リール公転装置によりリールを公転させることによって、リールに巻回された鋼線を環状芯金に螺旋状に絡み付けるようにしたものであることを特徴とする撚回状ビードワイヤの製造装置。
【請求項２】
シャフト昇降装置の案内シャフトが丸棒形であると共に、該案内シャフトを支軸として、リールをリール支持部材に遊転可能に軸支するようにしたものであることを特徴とする請求項１に記載の撚回状ビードワイヤの製造装置。
【請求項３】
回転円盤が、その径方向に沿った長孔からなる遊動孔を備えると共に、リール支持部材を回転円盤に遊転可能に支持する遊転軸が、前記遊動孔に従って移動可能とするように支持されてなるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撚回状ビードワイヤの製造装置。
【請求項４】
回転円盤が、その外周縁から中央に設けられた挿通孔に至るスリットを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撚回状ビードワイヤの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１８４３３（Ｐ２００８−１８４３３Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８９９２４（Ｐ２００６−１８９９２４）
【出願日】平成１８年７月１１日（２００６．７．１１）
【出願人】（５０３０８５３７７）有限会社丹羽商工 (3)
【出願人】（５０３０８６４９９）株式会社メタルワン (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１１日（２００６．７．１１）
【出願人】（５０３０８５３７７）有限会社丹羽商工 (3)
【出願人】（５０３０８６４９９）株式会社メタルワン (1)
【Ｆターム（参考）】
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