環状同芯撚りビードコードの製造方法及び製造装置
【課題】巻き付け動作が速く、しかも巻き付け性が良好で、側線ワイヤ２の配列状態に乱れのない成形性が良好な環状同芯撚りビードコードを製造する。
【解決手段】環状コア１を定位置で周方向に回転させながら、側線ワイヤ２を巻いたリール２１を、環状コア１に対し振り子運動させ、環状コア１の輪の外側から輪の中を通して元の位置に戻す巻回移動を繰り返し、リール２１から引き出される側線ワイヤ２を、環状コア１の周囲に螺旋状に巻き重ねてシース層を一層又は複数層形成する際に、環状コア１への側線ワイヤ２の巻き付け点を通る環状コア１の円の接線（水平線）Ｈを基準にして、この水平線Ｈよりも上側で１５度以内、下側で５５度以内の角度範囲で側線ワイヤ２が環状コア１の巻き付け点に巻き付けられるように、リール２１の振り子運動の支点１９を決定した。
【解決手段】環状コア１を定位置で周方向に回転させながら、側線ワイヤ２を巻いたリール２１を、環状コア１に対し振り子運動させ、環状コア１の輪の外側から輪の中を通して元の位置に戻す巻回移動を繰り返し、リール２１から引き出される側線ワイヤ２を、環状コア１の周囲に螺旋状に巻き重ねてシース層を一層又は複数層形成する際に、環状コア１への側線ワイヤ２の巻き付け点を通る環状コア１の円の接線（水平線）Ｈを基準にして、この水平線Ｈよりも上側で１５度以内、下側で５５度以内の角度範囲で側線ワイヤ２が環状コア１の巻き付け点に巻き付けられるように、リール２１の振り子運動の支点１９を決定した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気入りタイヤのビード部分に埋め込まれるビードコード、特に、環状コアの周囲に、側線ワイヤを螺旋状に巻き続けて形成したシース層を一層又は複数層設けた環状同芯撚りビードコードを製造する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環状同芯撚りビードコードは、各種車両のタイヤに使用されている。
この環状同芯撚りビードコードは、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、環状コア１の周囲に側線ワイヤ２のシース層を設けたものであり、側線ワイヤ２を、環状コア１の輪の外側から輪の中を通し、再び輪の外側から輪の中を通すことにより、環状コア１に側線ワイヤ２を螺旋状に巻き続けて製造されている。
【０００３】
環状同芯撚りビードコードを製造する方法としては、従来、次のような方法が開示されている。
まず、特許文献１には、環状コアの回りに側線ワイヤを螺旋状に巻回する際に、側線ワイヤとして、予め環状コアの少なくとも２倍以上の径にくせづけしたものを使用してビードコードを製造する方法が開示されている。この方法により製造したビードコードをタイヤに使用した場合、いわゆる腰が強いというフィーリング感が得られ、グリップ力、旋回力、応答性が向上するとされている。
【０００４】
また、特許文献２には、図１０に示すように、チャック機構によって側線ワイヤ２の先端を環状コア１に仮止めし、環状コア１を周方向に回転させつつ、環状コア１の内外にリール３を公転させることによって、側線ワイヤ２を環状コア１の外周に螺旋状に巻き付け、環状コア１に仮止めされた側線ワイヤ２の先端がリール３の公転位置と重なる前にチャック機構を環状コア１から開放し、チャック機構とリール３との干渉を回避してリール３の公転を継続させるという方法が開示されている。この方法は、Ｓ巻きとＺ巻きとを交互に多層巻きにすることができ、側線ワイヤ２の絡まり、ねじれ等の不具合が防止され、ビードコードの生産性及び品質を大幅に向上させることができるとしている。
【０００５】
また、特許文献３には、側線ワイヤの先端を環状コアに固定せずに絡ませるか仮止めし、かつ自由に回転できるようにしておき、環状コアより小径にベンディングして巻かれているリールの平面移動および環状コアの上下作動と環状コアの回転を組み合わせ、側線ワイヤを環状コアに鋼線の曲げ応力によって絡ませ、撚回応力が発生しないようにして、ビードコードの製造を行う方法が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献４には、図１２に示すように、側線ワイヤ２を巻いたリール３を所定位置に固定し、環状コア１を周方向に回転させるドライビングユニット５を、環状コア１面に沿って直線的に往復運動させ、この往復周期の一端で、リール３が環状コア１の輪の外に位置し（図１２の実線位置）、往復周期の他端で、リール３が環状コア１の輪の中に位置し（図１２の破線位置）、環状コア１の輪の外と中の位置で、リール３を環状コア１の面に対し横断移動させるように受け渡すことにより、リール３から引き出される側線ワイヤ２を、環状コア１の周囲に螺旋状に巻き続けるようにしてビードコードを製造する方法が開示されている
【０００７】
さらにまた、特許文献５には、図１３及び図１４に示すように、リール３を所定位置で環状コア１のコア面を横断往復させ、環状コア１を、側線ワイヤ２の巻き付け点となるクランプユニット４を支点にして、振り子運動させることにより、リール３から側線ワイヤ２の巻き付け点までの距離をほぼ一定に保ち、巻き付けの際に、リール３から引き出される側線ワイヤ２が緩んだりせず、一定の張力で側線ワイヤ２が環状コア１に巻き付けられるようにしたビードコードの製造方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３４９９２６１号公報
【特許文献２】特開２００１−４７１６９号公報
【特許文献３】特開２００４−９８６４０号公報
【特許文献４】ＷＯ２００４／０１８１８７ Ａ１（図１３）
【特許文献５】特開２００６−１１０９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ビードコードにとって形状の安定性は、最重要品質であるが、前記各特許文献に示された方法によって製造されるビードコードには、次のような問題があった。
特許文献１に開示された方法によって製造されるビードコードの場合、タイヤの腰を強くするために環状コアの半径よりも２倍以上の半径に、予めくせづけした側線ワイヤを巻回するようにしている。このため、自動化し難く、コストアップの要素が多い。また、環状コアの回りを巻回する側線ワイヤのコイル径が大きい場合、人手で巻回するのも大変であるし、予めくせづけされているので、引き出し時に抵抗が増え、巻き付け時のトラブルの原因になる。また、側線ワイヤをリールに巻き取った後、環状コアの回りを巻回させる際に、常に一定以上の張力をかけておかないと巻きが緩むし、少しの張力でも環状コアが歪み易く、巻き付け性に悪影響を与える。
【００１０】
次に、特許文献２に開示された方法の場合、チャック機構による環状コアの仮止めと、環状コアを周方向に回転させつつ、環状コアの内外にリールを公転させるため、環状コアに巻き付ける角度が大きく変化すると共に、動き自体に無駄が多く、装置自体も重厚となる。
【００１１】
また、特許文献２に開示された方法の場合、図１０の概念図に示すように、環状コア１の内外でリール３を公転させるため、図１１（ａ）に示すように、側線ワイヤ２と環状コア１とが平行になる巻き付け振れ角βＳが０°の状態から、図１１（ｂ）に示すように、リール３が環状コア１から離れた巻き付け振れ角βＳが約５０°の状態になるまで、巻き付け振れ角βＳが変化しながら、側線ワイヤ２が環状コア１に巻き付けられることになる。一般的に市販されているタイヤに使用されているビードコードの撚り角βは、二輪車用の１＋ｍ撚り構造で、３．５〜５．５°、乗用車・軽トラック用の１＋ｍ＋ｎ撚り構造で７°位であるから、巻き付け振れ角βＳと撚り角βとの差が前記のように大きくなると、巻き続ける側線ワイヤ２の配列状態に乱れが生じ易く、コード成形性が良くないという問題があった。
【００１２】
さらに、環状コア１の内外でリール３を公転させる特許文献２の方法の場合、リール３が円軌道に沿って移動するため、動きが冗長で、巻き終わる迄に長時間を要する。また、側線ワイヤ２に一定張力を付加するようにして巻き付けているため、環状コア１が周方向に引っ張られて蛇行し易く、巻き付け性が悪いという問題もあった。
【００１３】
次に、特許文献３に開示された方法の場合、環状コアが水平に置かれて複雑な動きをするため、特許文献２の場合と同様、巻き付け振れ角βＳが大きくばらつく要素を具えており、巻き付け性が不安定となる。また、リールの水平移動も一度置いて戻る動作であり、２倍の時間がかかるため、仕上がるのに２倍の時間を要する。また、巻き付け時に柱となる環状コアの動きを極力制限しないと、巻き付け性が不安定となり易い。特に、環状コアを重力方向に置き、それを重力方向に上下動させ、さらに、側線ワイヤを巻いているリールを断続的に動作させるので、巻き付け性が悪い。
【００１４】
また、図１２に示す特許文献４の場合、リール３を所定位置に固定し、ドライビングユニット５自体を直線的に往復動させることにより、リール３が環状コア１の輪の中と、輪の外に位置するように、リール３に対し、環状コア１が近接したり、離間したりする。このため、この環状コア１がリール３に近づく方向に移動する際には、側線ワイヤ２が緩む方向に押され、反対に、環状コア１がリール３から離れる方向に移動する際には、側線ワイヤ２が引っ張られるので、側線ワイヤ２の環状コア１に対する巻き付け点が、環状コア１の移動に伴って大きくずれ動き、側線ワイヤ２が整列し難く、側線ワイヤ２の配列に乱れが生じ易い。
【００１５】
また、図１３及び図１４に示す特許文献５の場合、周方向に回転する環状コア１を、側線ワイヤ２の巻き付け点となるクランプユニット４を支点にして、振り子運動させているので、装置全体が大掛かりであるし、環状コア１の周方向の回転も不安定となり、側線ワイヤ２の配列に乱れが生じ易い。
【００１６】
そこで、この発明は、巻き付け動作が速く、しかも巻き付け性が良好で、しかも環状コアの周方向の回転を安定化させることにより、側線ワイヤの配列状態に乱れのない成形性が良好な環状同芯撚りビードコードを製造する方法と装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は、前記の課題を解決するために、環状コアを周方向に回転させながら、該環状コアの輪の中と外で、側線ワイヤを巻いたリールを環状コア面に対して横断往復させて巻回移動を繰り返し、リールから引き出される側線ワイヤを、環状コア面に対する側線ワイヤの巻き付け振れ角βＳが、２９度を超えないようにリールを横断移動させることにより、環状コアの周囲に螺旋状に巻き続けてシース層を一層又は複数層形成する環状同芯撚りビードコードの製造方法において、環状コア面に対するリールの面内移動が振り子運動であり、振り子周期の一端で、前記リールが環状コアの輪の中を横断する位置に、振り子周期の他端で、前記リールが環状コアの輪の外を横断する位置に移動させ、前記リールを、環状コアの輪の中と外で、環状コア面に対して横断移動を繰り返すことにより、リールから引き出される側線ワイヤを環状コアの周囲に螺旋状に巻き続け、リールから引き出される側線ワイヤと、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コアの円の接線とが成す角度が、この接線に対して環状コアと逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内になるように、リールの振り子運動の支点位置を設定したものである。
なお、巻き付け点とは、側線ワイヤが環状コアの周上に巻き付けられる際の側線ワイヤと環状コアの接点である。
【００１８】
この発明では、まず、環状コア面に対する側線ワイヤの巻き付け振れ角βＳが、２９度を超えないようにリールを、環状コア面に対して横断往復させている。
【００１９】
これにより、リールが環状コア面から離れる動きを最小限にして、リールを環状コア面に対して横断移動を繰り返すことが可能になり、リールから引き出される側線ワイヤと環状コアとの巻き付け振れ角βＳを小さい角度に保って、螺旋状に巻き続けることができる。
【００２０】
次に、環状コアを定位置で周方向に回転させ、リールを環状コアに対して振り子運動させると、リールの振り子運動の支点の位置によって、リールが環状コアの輪の中を横断する位置にある振り子周期の一端と、リールが環状コアの輪の外を横断する位置にある振り子周期の他端とで、環状コアの巻き付け点を通る接線を基準にして側線ワイヤの方向を見た場合に、リールから繰り出されて環状コアの巻き付け点に至る側線ワイヤの方向が変動する。巻き付け点における環状コアの円の接線と側線ワイヤの方向とが成す角度が大きいと、側線ワイヤの配列状態が悪くなる。
【００２１】
この配列状態に与える影響は、側線ワイヤがリールに、環状コアと同方向に、最小で環状コアのコア径の５５％程度までのコイル径になるように巻き付けられているため、側線ワイヤが、環状コアの巻き付け点の外側から巻き付けられる場合と、環状コアの巻き付け点の内側から巻き付けられる場合とで異なり、外側から巻き付けられる場合の方が、側線ワイヤの配列状態に与える影響が大きい。側線ワイヤの配列状態に悪影響を及ぼさない角度としては、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コアの円の接線を基準にして、環状コアと逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内の範囲であり、この角度範囲で側線ワイヤが環状コアの巻き付け点に巻き付けられるように、リールの振り子運動の支点位置を決定する必要がある。
【００２２】
また、この発明では、環状コアを定位置で周方向に回転させているので、安定した状態で環状コアが回転し、側線ワイヤの巻き付けに乱れが生じ難い。
そして、リールを振り子運動させることにより、環状コアを振り子運動させる場合よりも装置全体を格段に小型化することができる。
【００２３】
上記側線ワイヤの巻始め端末は、未加硫ゴムシートで仮止めして、リールから引き出される側線ワイヤを、環状コアの周囲に螺旋状に巻き重ねるようにすることが好ましい。未加硫ゴムはタイヤ用ゴムと同質であるため、後工程において取り除く必要がない。
【００２４】
また、側線ワイヤが膨れるのを防止し、環状コアに側線ワイヤを螺旋状に巻き付ける際に、効果的に側線ワイヤの剛性を分散させるために、リールに巻き取る前の側線ワイヤのコイル径を予め次式のいずれかを満足するように、調整しておくことが好ましい。
０．９０ＤＲ≦ＤＳＯ≦３．３ＤＲ
又は
０．５５ＤＣ≦ＤＳＯ≦２．０ＤＣ
式中、ＤＲは、リールの外径、ＤＳＯは、調整された側線ワイヤのコイル径、ＤＣは、環状コアの中心径である。
【００２５】
さらに、螺旋状に巻き付ける際に、側線ワイヤの少しの緩みを許容し、側線ワイヤが膨れるのを防止するために、リール外径より少し大きい径で、且つリール内幅に相当する円筒形状の外周壁を有するカセット内に、リールを回転可能に収容し、カセットの外周壁に設けた引き出し孔から側線ワイヤを引き出すようにすることが好ましい。
【００２６】
また、リールから引き出される側線ワイヤの湾曲方向を、巻き付け点における環状コアの湾曲方向に沿った方向とすることにより、側線ワイヤのくせ付けされた湾曲形状が環状コアの湾曲方向に従うように巻き付けられるため、側線ワイヤの巻き乱れが生じにくくなる。一方、側線ワイヤの湾曲方向が環状コアの湾曲方向と逆方向である場合、巻き付けた側線ワイヤが環状コアの湾曲方向に反発して環状コアの真円度が崩れていびつになるため、巻き乱れが生じやすくなってしまう。
【００２７】
この発明の同芯撚りビードコードの製造方法を可能にする製造装置は、環状コアを周方向に回転させるドライビングユニットと、環状コアの巻き付け部に側線ワイヤを供給するリールと、このリールを環状コアの面に沿って振り子運動させ、リールの振り子周期の一端で、前記リールが環状コアの輪の中を横断する位置に、振り子周期の他端で、前記リールが環状コアの輪の外を横断する位置に移動させる振り子機構と、環状コアの周方向の回転を妨げない距離をおいて環状コアの面を挟んで対向するリール受け渡し機構とを備え、前記リールを、環状コアの輪の中と外で、環状コア面に対して横断移動を繰り返すことにより、リールから引き出される側線ワイヤを環状コアの周囲に螺旋状に巻き続け、リールから引き出される側線ワイヤと、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コアの円の接線とが成す角度が、この接線に対して環状コアと逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内になるように、リールの振り子運動の支点位置を設定している。
ここで、リールから引き出される側線ワイヤと、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る水平線とが成す角度とは、側線ワイヤの引き出し時における、ワイヤのリール巻き表面が離れる点と巻き付け点とを結ぶ直線と、側線ワイヤの巻き付け点を通る水平線とが成す角度をいう（図１のα１とα２参照）。
【００２８】
前記ドライビングユニットには、環状コアをスリップのない安定した状態で周方向に回転させる２つのピンチローラと、側線ワイヤの供給側に、環状コアと側線ワイヤの巻き付け点の全周を保持し、横方向の振れを防止しながら、巻き付け点の位置決めを行うクランプユニットを備えている。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、この発明によると、リールを振り子運動させるので、巻き付け動作が速く、しかも巻き付け性が良好で、しかも環状コアの周方向の回転を安定化させることにより、側線ワイヤの配列状態に乱れのない成形性が良好な環状同芯撚りビードコードを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
この発明に係る環状同芯撚りビードコードの製造装置の一例を図１〜図８に基づいて説明する。
この製造装置は、環状コア１を定位置で周方向に回転させるドライビングユニット１０と、リール２１に巻かれた側線ワイヤ２を環状コア１の巻き付け部に供給する側線ワイヤ２のサプライ部２０とを有する。
【００３１】
ドライビングユニット１０は、環状コア１を垂直面内において周方向に回転させるように、駆動モータと連結された２つのピンチローラ１２ａ、１２ｂを有し、ピンチローラ１２ａ、１２ｂは、固定台１４上の支柱１１に設置されている。
【００３２】
上記支柱１１には、環状コア１の回転方向と逆方向に位置する側線ワイヤ２の供給側に、環状コア１の周囲を囲むクランプユニット１３を設けている。このクランプユニット１３は、２個のローラ１３ａ、１３ｂからなり、環状コア１の前後方向の振れを防止し、垂直面内において安定した周方向回転を維持している。このクランプユニット１３により、側線ワイヤ２の巻き付け点の位置決めが行われ、高い巻き付け性が確保される。さらに、環状コア１の垂直面内における回転を安定化させるために、環状コア１の下側部分をガイドする案内ローラ１５ａ、１５ｂを、支柱１１から水平に延びるアーム１５に設置している。
【００３３】
上記２個のローラ１３ａ、１３ｂからなるクランプユニット１３は、環状コア１の横方向の振れを防止し、最終仕上げコード径でも環状コア１の周囲を囲んで、安定した周方向回転を維持し、側線ワイヤ２の撚り口として、巻き付け点を固定する機能を持たせればよいので、溝形状は特に拘らず、図６（ａ）に示すように、コ字形の溝形状のほか、図６（ｂ）に示す円弧状の溝形状、図６（ｃ）に示すＶ字形の溝形状でもよい。
【００３４】
側線ワイヤ２のサプライ部２０は、振り子運動する。そして、振り子運動の周期の一端で、図１の実線で示すように、リール２１が、環状コア１の輪の外に位置し、振り子運動の周期の他端で、図１の破線で示すように、環状コア１の輪の中に位置するように、サプライ部２０を支持するアーム１８を振り子運動させている。
【００３５】
側線ワイヤ２のサプライ部２０は、図７に示すように、側線ワイヤ２を巻き取ったリール２１と、このリール２１の外径より少し大きい径で、且つ少なくともリール内幅に相当する円筒形状の外周壁を有するカセット２３とからなる。リール２１は、側線ワイヤ２の巻き面全体を被うようにカセット２３内に回転可能に収容され、所謂カートリッジ化されている。カセット２３の外周壁には、巻き出し穴が形成され、この巻き出し穴から側線ワイヤ２が環状コア１の巻き付け点のクランプユニット１３に向かって引き出されている。
【００３６】
側線ワイヤ２は、予め調整されたコイル径でリール２１に巻かれており、サプライ部２０のカセット２３内にセットされている。リール２１に巻き取られた側線ワイヤ２のコイル径は、事前に次式のいずれかを満足するように調整されていることが好ましい。
０．９０ＤＲ≦ＤＳＯ≦３．３ＤＲ
又は
０．５５ＤＣ≦ＤＳＯ≦２．０ＤＣ
式中、ＤＲは、リールの外径、ＤＳＯは、調整された側線ワイヤのコイル径、ＤＣは、環状コアの中心径である。
【００３７】
上記側線ワイヤ２のサプライ部２０は、前後一対の対向するカセットスタンド２２の一方に設置されている。カセットスタンド２２は、振り子運動するアーム１８の上部に設置されている。そして、カセットスタンド２２は、振り子運動した際に、側線ワイヤ２のサプライ部２０が環状コア１に当たらない距離をおいて、環状コア１を挟んで垂直に一対設けられている。この一対のカセットスタンド２２の先端の対向位置には、それぞれカセット２３を抜き差し自在に装着することができるガイドロッド２４と、一方のガイドロッド２４に装着されたカセット２３を他方のガイドロッド２４に移し替える受け渡し機構とが設置されている。この受け渡し機構は、図７に示すように、エアーシリンダ２５によって出入りするロッド２６と、このロッド２６の先端に設けられたカセット２３の中心部を押す押し出し板２７とによって構成され、エアーシリンダ２５のロッド２６を伸ばし、押し出し板２７によってカセット２３の中心部を押すことにより、一方のガイドロッド２４に装着されたカセット２３を他方のガイドロッド２４に移し替えることができる。
【００３８】
アーム１８は、支柱１１の下方に設けられた回転円盤３１とクランクシャフト３２からなる揺動機構３０によって振り子運動するように、固定台１４に設置されている。
【００３９】
側線ワイヤ２の巻き付け開始は、確実性を期し、人的手段により未加硫ゴムシートや粘着テープで側線ワイヤ２の先端を環状コア１に仮止めしておくことが好ましい。未加硫ゴムシートはタイヤ用ゴムと同質のため、後で取り除く必要はない。このように側線ワイヤ２の先端を環状コア１に仮止めしてから、環状コア１を周方向に回転させ、Ｓ巻きの場合は、側線ワイヤ２のリール２１が環状コア１の面に対して右側に位置し、図１に実線で示すリール２１が環状コア１の輪の外に位置する状態から、アーム１８を、図１に破線で示すリール２１が環状コア１の輪の中に入る位置まで、振り子運動させ、カセットスタンド２２の先端に設けてあるエアーシリンダ２５により、リール２１を環状コア１の面に対して直角に移動させ、他方のカセットスタンド２２のガイドロッド２４にカセット２３を移し替えると、巻き付けが半巻き行われる。その後、図１に破線で示すリール２１が環状コア１の輪の中に位置する状態から、図１に実線で示すリール２１が環状コア１の輪の外に出る位置まで、アーム１８を振り子運動させ、環状コア１の輪の外で、再びエアーシリンダ２５によりカセット２３とともにリール２１を環状コア面に対して直角に移動させると、１巻き付けが完了する。
【００４０】
上記のように、環状コア１を定位置で周方向に回転させ、リール２１を環状コア１に対して振り子運動させると、リール２１の振り子運動の支点１９の位置、即ち、アーム１８の下端の支点１９の水平方向の位置によって、リール２１が図１の破線で示す環状コア１の輪の中を横断する位置にある振り子周期の一端と、リール２１が図１の実線で示す環状コア１の輪の外を横断する位置にある振り子周期の他端とで、環状コア１の巻き付け点を通る接線（本実施形態では、水平線）Ｈを基準に、リール２１から繰り出されて環状コア１の巻き付け点に至る側線ワイヤ２の方向を見た場合、水平線を基準にして側線ワイヤ２の方向が上下に変動する。この上下変動によって生じる水平線Ｈと側線ワイヤ２の方向との角度α１、α２が大き過ぎると、側線ワイヤの配列状態が悪くなる。
角度α１、α２とは、図１に示すとおり、側線ワイヤの引き出し時における、ワイヤのリール巻き表面が離れる点と巻き付け点とを結ぶ直線と、側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コア１の円の接線（水平線）Ｈとが成す角度をいう。
【００４１】
この配列状態に与える影響は、側線ワイヤ２がリール２１に、環状コア１と同方向に、最小で環状コアのコア径の５５％程度までのコイル径になるように巻き付けられているため、側線ワイヤ２が、環状コア１の巻き付け点の上方（接線に対して環状コアと逆側）から巻き付けられる場合と、環状コアの巻き付け点の下方（接線に対して環状コアのある側）から巻き付けられる場合とで異なり、上方から巻き付けられる場合の方が、側線ワイヤ２の配列状態に与える影響が大きい。側線ワイヤ２の配列状態に悪影響を及ぼさない角度としては、環状コア１への側線ワイヤ２の巻き付け点を通る環状コア１の円の接線（水平線）Ｈを基準にして、この水平線Ｈよりも上側で１５度以内、下側で５５度以内の範囲であり、この角度範囲で側線ワイヤが環状コアの巻き付け点に巻き付けられるように、リール２１の振り子運動の支点、即ち、アーム１８の支点１９の水平方向の位置が決定される。
【００４２】
次に、側線ワイヤ２を巻いたリール２１の移動軌跡と、振り子運動するリール２１の移動軌跡とを、図示すると、図８のようになる。
即ち、リール２１が、環状コア１の外側の図８（ａ）に示す位置にある状態から、図８（ｂ）に示す環状コア１の輪の中にリール２１が位置する状態までリール２１を振り子運動させ、この図８（ｂ）に示す位置で、リール２１を図８（ｃ）に示す環状コア１の反対面に移し替え、次いで、環状コア１の反対面にリール２１がある状態で、図８（ｃ）に示す位置から図８（ｄ）に示す環状コア１の輪の外にリール２１が位置する状態まで、リール２１を振り子運動させ、リール２１を環状コア１の反対面から元の面の始点位置（図８の（ａ）の位置）に戻すというサイクルを繰り返す。このように、この発明では、図８の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ａ）のように、リール２１を振り子移動させ、図８の（ｂ）→（ｃ）、（ｄ）→（ａ）のように、環状コア１のコア面に対してリール２１を直角移動させることにより、側線ワイヤ２を環状コア１の周囲に螺旋状に巻き付けている。
【００４３】
このリール２１が環状コア１を直角に横断する際の移動量は、環状コア１をくぐり抜けるだけの最小限でよく、環状コア１の面に対する巻き付け振れ角βＳが、２９度を超えないようにすることが好ましい。２９度を超えると、撚り角との差が大きくなり、側線ワイヤ２の整列性、配列性に悪影響を及ぼす。
【００４４】
また、リール２１に巻かれた側線ワイヤ２は、その巻かれた状態のコイル径でくせ付けされているが、巻き付けられる側線ワイヤ２の湾曲方向が巻き付け点における環状コア１の湾曲方向と逆方向である場合、巻き付けた側線ワイヤ２が環状コア１の湾曲方向に反発して環状コアの真円度が崩れていびつになるため、巻き乱れが生じやすくなってしまう。そのため、本実施形態では、図１に示すように、リール２１から引き出される側線ワイヤ２の湾曲方向を、巻き付け点における環状コア１の湾曲方向に沿った方向としており、これにより側線ワイヤ２のくせ付けされた湾曲形状が環状コア１の湾曲方向に従うように巻き付けられるため、側線ワイヤ２の巻き乱れを生じにくくしている。
【００４５】
なお、上記の実施の形態は、環状コア１に側線ワイヤ２をＳ方向に巻き付ける内容であるが、更に２層、３層と積層することも可能であり、２層積層でＺ方向に巻きつける場合はリール２１の横断方向を逆方向、図８の（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）→（ｄ）にするだけで行える。以後３層、４層実施への切り替えも１層及び２層のときと同様である。
【００４６】
また、上記の実施の形態では、環状コア１に対する側線ワイヤ２の巻き付け点を、環状コア１の最上部に設定したが、巻き付け点は環状コア１の如何なる位置であっても良い。巻き付け点の位置に関わらず、リール２１から引き出される側線ワイヤ２と、環状コア１への側線ワイヤ２の巻き付け点を通る環状コア１の円の接線とが成す角度が、この接線に対して環状コア１と逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内になるように、リール２１の振り子運動の支点位置を設定すれば良い。
【００４７】
上記実施形態の装置を使用して、種々の条件で実際に１層積層及び２層積層ビードコードを作製して、製品の蛇行性及び成形性の評価を行った。両特性に最も影響を与えるのは環状コア面に対する巻き付け振れ角βＳと、巻き付け点における環状コアの円の接線（図１の形態では水平線Ｈ）と側線ワイヤとが成す角度であり、次に側線ワイヤの張力及び側線ワイヤの予め調整されるコイル径であることが解った。表１にその結果を示す。
【００４８】
なお、表１の評価項目の蛇行性及び成形性は次の方法によって評価を行った。
（１）蛇行性
コードを定盤等の平面上に置き、コードが定盤から浮いている箇所の最大隙間をスケールで測定して次のように評価した。試料数ｎは２０本である。
◎：隙間０．５ｍｍ以下が１１本以上あり、他は全て隙間が１．０ｍｍ以下である。
○：隙間０．５ｍｍ以下が１１本未満であり、隙間１．０ｍｍ以下が１１本以上ある。
△：隙間１．０ｍｍ以下が１１本未満であり、隙間１．５ｍｍ以下が１１本以上ある。
×：隙間１．５ｍｍ以下が１１本未満である。
（２）成形性
環状コアまたは一層巻き中間線表面への側線ワイヤの配列性を目視で評価した。試料数ｎは２０本である。
◎：２０本とも配列の乱れがない。
○：配列の乱れのないものが１８本以上ある。
△：配列の乱れのないものが１０本以上且つ、１８本未満である。
×：配列の乱れのないものが１０本未満である。
【００４９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】リールの振り子運動の周期の一端でリールが環状コアの輪の外に位置する状態を実線で示し、リールの振り子運動の周期の他端でリールが環状コアの輪の中に位置する状態を破線で示した、この発明に係る環状同芯撚りビードコードの製造装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１の斜視図である。
【図３】図１の右側面図である。
【図４】図１の左側面図である。
【図５】図１の平面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれドライビングユニットに設けられたクランプユニットの各例を示す側面図である。
【図７】リール受け渡し機構を示す図１の装置の一部縦断平面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、この発明の環状同芯撚りビードコードを製造する際のリールの移動状態を平面的に見た概念図である。
【図９】（ａ）は環状同芯撚りビードコードの全体図、（ｂ）は環状同芯撚りビードコードの部分を示す斜視図である。
【図１０】従来の環状同芯撚りビードコードを製造する際のリールの移動状態を正面側から見た概念図である。
【図１１】従来の環状同芯撚りビードコードを製造する際のリールの移動状態を平面側から見た概念図である。
【図１２】環状コアを水平移動させる従来の環状同芯撚りビードコードの製造装置を示す概念図である。
【図１３】環状コアを振り子運動させる従来の環状同芯撚りビードコードの製造装置を示す概念図である。
【図１４】図１３の装置の振り子運動の状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 環状コア
２ 側線ワイヤ
３ リール
４ クランプユニット
５ ドライビングユニット
１０ ドライビングユニット
１１ 支柱
１２ａ、１２ｂ ピンチローラ
１３ クランプユニット
１３ａ、１３ｂ ローラ
１４ 固定台
１５ アーム
１５ａ、１５ｂ 案内ローラ
１８ アーム
１９ 支点
２０ サプライ部
２１ リール
２２ カセットスタンド
２３ カセット
２４ ガイドロッド
２５ エアーシリンダ
２６ ロッド
２７ 押し出し板
３０ 揺動機構
３１ 回転円盤
３２ クランクシャフト
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気入りタイヤのビード部分に埋め込まれるビードコード、特に、環状コアの周囲に、側線ワイヤを螺旋状に巻き続けて形成したシース層を一層又は複数層設けた環状同芯撚りビードコードを製造する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環状同芯撚りビードコードは、各種車両のタイヤに使用されている。
この環状同芯撚りビードコードは、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、環状コア１の周囲に側線ワイヤ２のシース層を設けたものであり、側線ワイヤ２を、環状コア１の輪の外側から輪の中を通し、再び輪の外側から輪の中を通すことにより、環状コア１に側線ワイヤ２を螺旋状に巻き続けて製造されている。
【０００３】
環状同芯撚りビードコードを製造する方法としては、従来、次のような方法が開示されている。
まず、特許文献１には、環状コアの回りに側線ワイヤを螺旋状に巻回する際に、側線ワイヤとして、予め環状コアの少なくとも２倍以上の径にくせづけしたものを使用してビードコードを製造する方法が開示されている。この方法により製造したビードコードをタイヤに使用した場合、いわゆる腰が強いというフィーリング感が得られ、グリップ力、旋回力、応答性が向上するとされている。
【０００４】
また、特許文献２には、図１０に示すように、チャック機構によって側線ワイヤ２の先端を環状コア１に仮止めし、環状コア１を周方向に回転させつつ、環状コア１の内外にリール３を公転させることによって、側線ワイヤ２を環状コア１の外周に螺旋状に巻き付け、環状コア１に仮止めされた側線ワイヤ２の先端がリール３の公転位置と重なる前にチャック機構を環状コア１から開放し、チャック機構とリール３との干渉を回避してリール３の公転を継続させるという方法が開示されている。この方法は、Ｓ巻きとＺ巻きとを交互に多層巻きにすることができ、側線ワイヤ２の絡まり、ねじれ等の不具合が防止され、ビードコードの生産性及び品質を大幅に向上させることができるとしている。
【０００５】
また、特許文献３には、側線ワイヤの先端を環状コアに固定せずに絡ませるか仮止めし、かつ自由に回転できるようにしておき、環状コアより小径にベンディングして巻かれているリールの平面移動および環状コアの上下作動と環状コアの回転を組み合わせ、側線ワイヤを環状コアに鋼線の曲げ応力によって絡ませ、撚回応力が発生しないようにして、ビードコードの製造を行う方法が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献４には、図１２に示すように、側線ワイヤ２を巻いたリール３を所定位置に固定し、環状コア１を周方向に回転させるドライビングユニット５を、環状コア１面に沿って直線的に往復運動させ、この往復周期の一端で、リール３が環状コア１の輪の外に位置し（図１２の実線位置）、往復周期の他端で、リール３が環状コア１の輪の中に位置し（図１２の破線位置）、環状コア１の輪の外と中の位置で、リール３を環状コア１の面に対し横断移動させるように受け渡すことにより、リール３から引き出される側線ワイヤ２を、環状コア１の周囲に螺旋状に巻き続けるようにしてビードコードを製造する方法が開示されている
【０００７】
さらにまた、特許文献５には、図１３及び図１４に示すように、リール３を所定位置で環状コア１のコア面を横断往復させ、環状コア１を、側線ワイヤ２の巻き付け点となるクランプユニット４を支点にして、振り子運動させることにより、リール３から側線ワイヤ２の巻き付け点までの距離をほぼ一定に保ち、巻き付けの際に、リール３から引き出される側線ワイヤ２が緩んだりせず、一定の張力で側線ワイヤ２が環状コア１に巻き付けられるようにしたビードコードの製造方法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３４９９２６１号公報
【特許文献２】特開２００１−４７１６９号公報
【特許文献３】特開２００４−９８６４０号公報
【特許文献４】ＷＯ２００４／０１８１８７ Ａ１（図１３）
【特許文献５】特開２００６−１１０９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ビードコードにとって形状の安定性は、最重要品質であるが、前記各特許文献に示された方法によって製造されるビードコードには、次のような問題があった。
特許文献１に開示された方法によって製造されるビードコードの場合、タイヤの腰を強くするために環状コアの半径よりも２倍以上の半径に、予めくせづけした側線ワイヤを巻回するようにしている。このため、自動化し難く、コストアップの要素が多い。また、環状コアの回りを巻回する側線ワイヤのコイル径が大きい場合、人手で巻回するのも大変であるし、予めくせづけされているので、引き出し時に抵抗が増え、巻き付け時のトラブルの原因になる。また、側線ワイヤをリールに巻き取った後、環状コアの回りを巻回させる際に、常に一定以上の張力をかけておかないと巻きが緩むし、少しの張力でも環状コアが歪み易く、巻き付け性に悪影響を与える。
【００１０】
次に、特許文献２に開示された方法の場合、チャック機構による環状コアの仮止めと、環状コアを周方向に回転させつつ、環状コアの内外にリールを公転させるため、環状コアに巻き付ける角度が大きく変化すると共に、動き自体に無駄が多く、装置自体も重厚となる。
【００１１】
また、特許文献２に開示された方法の場合、図１０の概念図に示すように、環状コア１の内外でリール３を公転させるため、図１１（ａ）に示すように、側線ワイヤ２と環状コア１とが平行になる巻き付け振れ角βＳが０°の状態から、図１１（ｂ）に示すように、リール３が環状コア１から離れた巻き付け振れ角βＳが約５０°の状態になるまで、巻き付け振れ角βＳが変化しながら、側線ワイヤ２が環状コア１に巻き付けられることになる。一般的に市販されているタイヤに使用されているビードコードの撚り角βは、二輪車用の１＋ｍ撚り構造で、３．５〜５．５°、乗用車・軽トラック用の１＋ｍ＋ｎ撚り構造で７°位であるから、巻き付け振れ角βＳと撚り角βとの差が前記のように大きくなると、巻き続ける側線ワイヤ２の配列状態に乱れが生じ易く、コード成形性が良くないという問題があった。
【００１２】
さらに、環状コア１の内外でリール３を公転させる特許文献２の方法の場合、リール３が円軌道に沿って移動するため、動きが冗長で、巻き終わる迄に長時間を要する。また、側線ワイヤ２に一定張力を付加するようにして巻き付けているため、環状コア１が周方向に引っ張られて蛇行し易く、巻き付け性が悪いという問題もあった。
【００１３】
次に、特許文献３に開示された方法の場合、環状コアが水平に置かれて複雑な動きをするため、特許文献２の場合と同様、巻き付け振れ角βＳが大きくばらつく要素を具えており、巻き付け性が不安定となる。また、リールの水平移動も一度置いて戻る動作であり、２倍の時間がかかるため、仕上がるのに２倍の時間を要する。また、巻き付け時に柱となる環状コアの動きを極力制限しないと、巻き付け性が不安定となり易い。特に、環状コアを重力方向に置き、それを重力方向に上下動させ、さらに、側線ワイヤを巻いているリールを断続的に動作させるので、巻き付け性が悪い。
【００１４】
また、図１２に示す特許文献４の場合、リール３を所定位置に固定し、ドライビングユニット５自体を直線的に往復動させることにより、リール３が環状コア１の輪の中と、輪の外に位置するように、リール３に対し、環状コア１が近接したり、離間したりする。このため、この環状コア１がリール３に近づく方向に移動する際には、側線ワイヤ２が緩む方向に押され、反対に、環状コア１がリール３から離れる方向に移動する際には、側線ワイヤ２が引っ張られるので、側線ワイヤ２の環状コア１に対する巻き付け点が、環状コア１の移動に伴って大きくずれ動き、側線ワイヤ２が整列し難く、側線ワイヤ２の配列に乱れが生じ易い。
【００１５】
また、図１３及び図１４に示す特許文献５の場合、周方向に回転する環状コア１を、側線ワイヤ２の巻き付け点となるクランプユニット４を支点にして、振り子運動させているので、装置全体が大掛かりであるし、環状コア１の周方向の回転も不安定となり、側線ワイヤ２の配列に乱れが生じ易い。
【００１６】
そこで、この発明は、巻き付け動作が速く、しかも巻き付け性が良好で、しかも環状コアの周方向の回転を安定化させることにより、側線ワイヤの配列状態に乱れのない成形性が良好な環状同芯撚りビードコードを製造する方法と装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は、前記の課題を解決するために、環状コアを周方向に回転させながら、該環状コアの輪の中と外で、側線ワイヤを巻いたリールを環状コア面に対して横断往復させて巻回移動を繰り返し、リールから引き出される側線ワイヤを、環状コア面に対する側線ワイヤの巻き付け振れ角βＳが、２９度を超えないようにリールを横断移動させることにより、環状コアの周囲に螺旋状に巻き続けてシース層を一層又は複数層形成する環状同芯撚りビードコードの製造方法において、環状コア面に対するリールの面内移動が振り子運動であり、振り子周期の一端で、前記リールが環状コアの輪の中を横断する位置に、振り子周期の他端で、前記リールが環状コアの輪の外を横断する位置に移動させ、前記リールを、環状コアの輪の中と外で、環状コア面に対して横断移動を繰り返すことにより、リールから引き出される側線ワイヤを環状コアの周囲に螺旋状に巻き続け、リールから引き出される側線ワイヤと、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コアの円の接線とが成す角度が、この接線に対して環状コアと逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内になるように、リールの振り子運動の支点位置を設定したものである。
なお、巻き付け点とは、側線ワイヤが環状コアの周上に巻き付けられる際の側線ワイヤと環状コアの接点である。
【００１８】
この発明では、まず、環状コア面に対する側線ワイヤの巻き付け振れ角βＳが、２９度を超えないようにリールを、環状コア面に対して横断往復させている。
【００１９】
これにより、リールが環状コア面から離れる動きを最小限にして、リールを環状コア面に対して横断移動を繰り返すことが可能になり、リールから引き出される側線ワイヤと環状コアとの巻き付け振れ角βＳを小さい角度に保って、螺旋状に巻き続けることができる。
【００２０】
次に、環状コアを定位置で周方向に回転させ、リールを環状コアに対して振り子運動させると、リールの振り子運動の支点の位置によって、リールが環状コアの輪の中を横断する位置にある振り子周期の一端と、リールが環状コアの輪の外を横断する位置にある振り子周期の他端とで、環状コアの巻き付け点を通る接線を基準にして側線ワイヤの方向を見た場合に、リールから繰り出されて環状コアの巻き付け点に至る側線ワイヤの方向が変動する。巻き付け点における環状コアの円の接線と側線ワイヤの方向とが成す角度が大きいと、側線ワイヤの配列状態が悪くなる。
【００２１】
この配列状態に与える影響は、側線ワイヤがリールに、環状コアと同方向に、最小で環状コアのコア径の５５％程度までのコイル径になるように巻き付けられているため、側線ワイヤが、環状コアの巻き付け点の外側から巻き付けられる場合と、環状コアの巻き付け点の内側から巻き付けられる場合とで異なり、外側から巻き付けられる場合の方が、側線ワイヤの配列状態に与える影響が大きい。側線ワイヤの配列状態に悪影響を及ぼさない角度としては、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コアの円の接線を基準にして、環状コアと逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内の範囲であり、この角度範囲で側線ワイヤが環状コアの巻き付け点に巻き付けられるように、リールの振り子運動の支点位置を決定する必要がある。
【００２２】
また、この発明では、環状コアを定位置で周方向に回転させているので、安定した状態で環状コアが回転し、側線ワイヤの巻き付けに乱れが生じ難い。
そして、リールを振り子運動させることにより、環状コアを振り子運動させる場合よりも装置全体を格段に小型化することができる。
【００２３】
上記側線ワイヤの巻始め端末は、未加硫ゴムシートで仮止めして、リールから引き出される側線ワイヤを、環状コアの周囲に螺旋状に巻き重ねるようにすることが好ましい。未加硫ゴムはタイヤ用ゴムと同質であるため、後工程において取り除く必要がない。
【００２４】
また、側線ワイヤが膨れるのを防止し、環状コアに側線ワイヤを螺旋状に巻き付ける際に、効果的に側線ワイヤの剛性を分散させるために、リールに巻き取る前の側線ワイヤのコイル径を予め次式のいずれかを満足するように、調整しておくことが好ましい。
０．９０ＤＲ≦ＤＳＯ≦３．３ＤＲ
又は
０．５５ＤＣ≦ＤＳＯ≦２．０ＤＣ
式中、ＤＲは、リールの外径、ＤＳＯは、調整された側線ワイヤのコイル径、ＤＣは、環状コアの中心径である。
【００２５】
さらに、螺旋状に巻き付ける際に、側線ワイヤの少しの緩みを許容し、側線ワイヤが膨れるのを防止するために、リール外径より少し大きい径で、且つリール内幅に相当する円筒形状の外周壁を有するカセット内に、リールを回転可能に収容し、カセットの外周壁に設けた引き出し孔から側線ワイヤを引き出すようにすることが好ましい。
【００２６】
また、リールから引き出される側線ワイヤの湾曲方向を、巻き付け点における環状コアの湾曲方向に沿った方向とすることにより、側線ワイヤのくせ付けされた湾曲形状が環状コアの湾曲方向に従うように巻き付けられるため、側線ワイヤの巻き乱れが生じにくくなる。一方、側線ワイヤの湾曲方向が環状コアの湾曲方向と逆方向である場合、巻き付けた側線ワイヤが環状コアの湾曲方向に反発して環状コアの真円度が崩れていびつになるため、巻き乱れが生じやすくなってしまう。
【００２７】
この発明の同芯撚りビードコードの製造方法を可能にする製造装置は、環状コアを周方向に回転させるドライビングユニットと、環状コアの巻き付け部に側線ワイヤを供給するリールと、このリールを環状コアの面に沿って振り子運動させ、リールの振り子周期の一端で、前記リールが環状コアの輪の中を横断する位置に、振り子周期の他端で、前記リールが環状コアの輪の外を横断する位置に移動させる振り子機構と、環状コアの周方向の回転を妨げない距離をおいて環状コアの面を挟んで対向するリール受け渡し機構とを備え、前記リールを、環状コアの輪の中と外で、環状コア面に対して横断移動を繰り返すことにより、リールから引き出される側線ワイヤを環状コアの周囲に螺旋状に巻き続け、リールから引き出される側線ワイヤと、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コアの円の接線とが成す角度が、この接線に対して環状コアと逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内になるように、リールの振り子運動の支点位置を設定している。
ここで、リールから引き出される側線ワイヤと、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る水平線とが成す角度とは、側線ワイヤの引き出し時における、ワイヤのリール巻き表面が離れる点と巻き付け点とを結ぶ直線と、側線ワイヤの巻き付け点を通る水平線とが成す角度をいう（図１のα１とα２参照）。
【００２８】
前記ドライビングユニットには、環状コアをスリップのない安定した状態で周方向に回転させる２つのピンチローラと、側線ワイヤの供給側に、環状コアと側線ワイヤの巻き付け点の全周を保持し、横方向の振れを防止しながら、巻き付け点の位置決めを行うクランプユニットを備えている。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、この発明によると、リールを振り子運動させるので、巻き付け動作が速く、しかも巻き付け性が良好で、しかも環状コアの周方向の回転を安定化させることにより、側線ワイヤの配列状態に乱れのない成形性が良好な環状同芯撚りビードコードを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
この発明に係る環状同芯撚りビードコードの製造装置の一例を図１〜図８に基づいて説明する。
この製造装置は、環状コア１を定位置で周方向に回転させるドライビングユニット１０と、リール２１に巻かれた側線ワイヤ２を環状コア１の巻き付け部に供給する側線ワイヤ２のサプライ部２０とを有する。
【００３１】
ドライビングユニット１０は、環状コア１を垂直面内において周方向に回転させるように、駆動モータと連結された２つのピンチローラ１２ａ、１２ｂを有し、ピンチローラ１２ａ、１２ｂは、固定台１４上の支柱１１に設置されている。
【００３２】
上記支柱１１には、環状コア１の回転方向と逆方向に位置する側線ワイヤ２の供給側に、環状コア１の周囲を囲むクランプユニット１３を設けている。このクランプユニット１３は、２個のローラ１３ａ、１３ｂからなり、環状コア１の前後方向の振れを防止し、垂直面内において安定した周方向回転を維持している。このクランプユニット１３により、側線ワイヤ２の巻き付け点の位置決めが行われ、高い巻き付け性が確保される。さらに、環状コア１の垂直面内における回転を安定化させるために、環状コア１の下側部分をガイドする案内ローラ１５ａ、１５ｂを、支柱１１から水平に延びるアーム１５に設置している。
【００３３】
上記２個のローラ１３ａ、１３ｂからなるクランプユニット１３は、環状コア１の横方向の振れを防止し、最終仕上げコード径でも環状コア１の周囲を囲んで、安定した周方向回転を維持し、側線ワイヤ２の撚り口として、巻き付け点を固定する機能を持たせればよいので、溝形状は特に拘らず、図６（ａ）に示すように、コ字形の溝形状のほか、図６（ｂ）に示す円弧状の溝形状、図６（ｃ）に示すＶ字形の溝形状でもよい。
【００３４】
側線ワイヤ２のサプライ部２０は、振り子運動する。そして、振り子運動の周期の一端で、図１の実線で示すように、リール２１が、環状コア１の輪の外に位置し、振り子運動の周期の他端で、図１の破線で示すように、環状コア１の輪の中に位置するように、サプライ部２０を支持するアーム１８を振り子運動させている。
【００３５】
側線ワイヤ２のサプライ部２０は、図７に示すように、側線ワイヤ２を巻き取ったリール２１と、このリール２１の外径より少し大きい径で、且つ少なくともリール内幅に相当する円筒形状の外周壁を有するカセット２３とからなる。リール２１は、側線ワイヤ２の巻き面全体を被うようにカセット２３内に回転可能に収容され、所謂カートリッジ化されている。カセット２３の外周壁には、巻き出し穴が形成され、この巻き出し穴から側線ワイヤ２が環状コア１の巻き付け点のクランプユニット１３に向かって引き出されている。
【００３６】
側線ワイヤ２は、予め調整されたコイル径でリール２１に巻かれており、サプライ部２０のカセット２３内にセットされている。リール２１に巻き取られた側線ワイヤ２のコイル径は、事前に次式のいずれかを満足するように調整されていることが好ましい。
０．９０ＤＲ≦ＤＳＯ≦３．３ＤＲ
又は
０．５５ＤＣ≦ＤＳＯ≦２．０ＤＣ
式中、ＤＲは、リールの外径、ＤＳＯは、調整された側線ワイヤのコイル径、ＤＣは、環状コアの中心径である。
【００３７】
上記側線ワイヤ２のサプライ部２０は、前後一対の対向するカセットスタンド２２の一方に設置されている。カセットスタンド２２は、振り子運動するアーム１８の上部に設置されている。そして、カセットスタンド２２は、振り子運動した際に、側線ワイヤ２のサプライ部２０が環状コア１に当たらない距離をおいて、環状コア１を挟んで垂直に一対設けられている。この一対のカセットスタンド２２の先端の対向位置には、それぞれカセット２３を抜き差し自在に装着することができるガイドロッド２４と、一方のガイドロッド２４に装着されたカセット２３を他方のガイドロッド２４に移し替える受け渡し機構とが設置されている。この受け渡し機構は、図７に示すように、エアーシリンダ２５によって出入りするロッド２６と、このロッド２６の先端に設けられたカセット２３の中心部を押す押し出し板２７とによって構成され、エアーシリンダ２５のロッド２６を伸ばし、押し出し板２７によってカセット２３の中心部を押すことにより、一方のガイドロッド２４に装着されたカセット２３を他方のガイドロッド２４に移し替えることができる。
【００３８】
アーム１８は、支柱１１の下方に設けられた回転円盤３１とクランクシャフト３２からなる揺動機構３０によって振り子運動するように、固定台１４に設置されている。
【００３９】
側線ワイヤ２の巻き付け開始は、確実性を期し、人的手段により未加硫ゴムシートや粘着テープで側線ワイヤ２の先端を環状コア１に仮止めしておくことが好ましい。未加硫ゴムシートはタイヤ用ゴムと同質のため、後で取り除く必要はない。このように側線ワイヤ２の先端を環状コア１に仮止めしてから、環状コア１を周方向に回転させ、Ｓ巻きの場合は、側線ワイヤ２のリール２１が環状コア１の面に対して右側に位置し、図１に実線で示すリール２１が環状コア１の輪の外に位置する状態から、アーム１８を、図１に破線で示すリール２１が環状コア１の輪の中に入る位置まで、振り子運動させ、カセットスタンド２２の先端に設けてあるエアーシリンダ２５により、リール２１を環状コア１の面に対して直角に移動させ、他方のカセットスタンド２２のガイドロッド２４にカセット２３を移し替えると、巻き付けが半巻き行われる。その後、図１に破線で示すリール２１が環状コア１の輪の中に位置する状態から、図１に実線で示すリール２１が環状コア１の輪の外に出る位置まで、アーム１８を振り子運動させ、環状コア１の輪の外で、再びエアーシリンダ２５によりカセット２３とともにリール２１を環状コア面に対して直角に移動させると、１巻き付けが完了する。
【００４０】
上記のように、環状コア１を定位置で周方向に回転させ、リール２１を環状コア１に対して振り子運動させると、リール２１の振り子運動の支点１９の位置、即ち、アーム１８の下端の支点１９の水平方向の位置によって、リール２１が図１の破線で示す環状コア１の輪の中を横断する位置にある振り子周期の一端と、リール２１が図１の実線で示す環状コア１の輪の外を横断する位置にある振り子周期の他端とで、環状コア１の巻き付け点を通る接線（本実施形態では、水平線）Ｈを基準に、リール２１から繰り出されて環状コア１の巻き付け点に至る側線ワイヤ２の方向を見た場合、水平線を基準にして側線ワイヤ２の方向が上下に変動する。この上下変動によって生じる水平線Ｈと側線ワイヤ２の方向との角度α１、α２が大き過ぎると、側線ワイヤの配列状態が悪くなる。
角度α１、α２とは、図１に示すとおり、側線ワイヤの引き出し時における、ワイヤのリール巻き表面が離れる点と巻き付け点とを結ぶ直線と、側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コア１の円の接線（水平線）Ｈとが成す角度をいう。
【００４１】
この配列状態に与える影響は、側線ワイヤ２がリール２１に、環状コア１と同方向に、最小で環状コアのコア径の５５％程度までのコイル径になるように巻き付けられているため、側線ワイヤ２が、環状コア１の巻き付け点の上方（接線に対して環状コアと逆側）から巻き付けられる場合と、環状コアの巻き付け点の下方（接線に対して環状コアのある側）から巻き付けられる場合とで異なり、上方から巻き付けられる場合の方が、側線ワイヤ２の配列状態に与える影響が大きい。側線ワイヤ２の配列状態に悪影響を及ぼさない角度としては、環状コア１への側線ワイヤ２の巻き付け点を通る環状コア１の円の接線（水平線）Ｈを基準にして、この水平線Ｈよりも上側で１５度以内、下側で５５度以内の範囲であり、この角度範囲で側線ワイヤが環状コアの巻き付け点に巻き付けられるように、リール２１の振り子運動の支点、即ち、アーム１８の支点１９の水平方向の位置が決定される。
【００４２】
次に、側線ワイヤ２を巻いたリール２１の移動軌跡と、振り子運動するリール２１の移動軌跡とを、図示すると、図８のようになる。
即ち、リール２１が、環状コア１の外側の図８（ａ）に示す位置にある状態から、図８（ｂ）に示す環状コア１の輪の中にリール２１が位置する状態までリール２１を振り子運動させ、この図８（ｂ）に示す位置で、リール２１を図８（ｃ）に示す環状コア１の反対面に移し替え、次いで、環状コア１の反対面にリール２１がある状態で、図８（ｃ）に示す位置から図８（ｄ）に示す環状コア１の輪の外にリール２１が位置する状態まで、リール２１を振り子運動させ、リール２１を環状コア１の反対面から元の面の始点位置（図８の（ａ）の位置）に戻すというサイクルを繰り返す。このように、この発明では、図８の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ａ）のように、リール２１を振り子移動させ、図８の（ｂ）→（ｃ）、（ｄ）→（ａ）のように、環状コア１のコア面に対してリール２１を直角移動させることにより、側線ワイヤ２を環状コア１の周囲に螺旋状に巻き付けている。
【００４３】
このリール２１が環状コア１を直角に横断する際の移動量は、環状コア１をくぐり抜けるだけの最小限でよく、環状コア１の面に対する巻き付け振れ角βＳが、２９度を超えないようにすることが好ましい。２９度を超えると、撚り角との差が大きくなり、側線ワイヤ２の整列性、配列性に悪影響を及ぼす。
【００４４】
また、リール２１に巻かれた側線ワイヤ２は、その巻かれた状態のコイル径でくせ付けされているが、巻き付けられる側線ワイヤ２の湾曲方向が巻き付け点における環状コア１の湾曲方向と逆方向である場合、巻き付けた側線ワイヤ２が環状コア１の湾曲方向に反発して環状コアの真円度が崩れていびつになるため、巻き乱れが生じやすくなってしまう。そのため、本実施形態では、図１に示すように、リール２１から引き出される側線ワイヤ２の湾曲方向を、巻き付け点における環状コア１の湾曲方向に沿った方向としており、これにより側線ワイヤ２のくせ付けされた湾曲形状が環状コア１の湾曲方向に従うように巻き付けられるため、側線ワイヤ２の巻き乱れを生じにくくしている。
【００４５】
なお、上記の実施の形態は、環状コア１に側線ワイヤ２をＳ方向に巻き付ける内容であるが、更に２層、３層と積層することも可能であり、２層積層でＺ方向に巻きつける場合はリール２１の横断方向を逆方向、図８の（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）→（ｄ）にするだけで行える。以後３層、４層実施への切り替えも１層及び２層のときと同様である。
【００４６】
また、上記の実施の形態では、環状コア１に対する側線ワイヤ２の巻き付け点を、環状コア１の最上部に設定したが、巻き付け点は環状コア１の如何なる位置であっても良い。巻き付け点の位置に関わらず、リール２１から引き出される側線ワイヤ２と、環状コア１への側線ワイヤ２の巻き付け点を通る環状コア１の円の接線とが成す角度が、この接線に対して環状コア１と逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内になるように、リール２１の振り子運動の支点位置を設定すれば良い。
【００４７】
上記実施形態の装置を使用して、種々の条件で実際に１層積層及び２層積層ビードコードを作製して、製品の蛇行性及び成形性の評価を行った。両特性に最も影響を与えるのは環状コア面に対する巻き付け振れ角βＳと、巻き付け点における環状コアの円の接線（図１の形態では水平線Ｈ）と側線ワイヤとが成す角度であり、次に側線ワイヤの張力及び側線ワイヤの予め調整されるコイル径であることが解った。表１にその結果を示す。
【００４８】
なお、表１の評価項目の蛇行性及び成形性は次の方法によって評価を行った。
（１）蛇行性
コードを定盤等の平面上に置き、コードが定盤から浮いている箇所の最大隙間をスケールで測定して次のように評価した。試料数ｎは２０本である。
◎：隙間０．５ｍｍ以下が１１本以上あり、他は全て隙間が１．０ｍｍ以下である。
○：隙間０．５ｍｍ以下が１１本未満であり、隙間１．０ｍｍ以下が１１本以上ある。
△：隙間１．０ｍｍ以下が１１本未満であり、隙間１．５ｍｍ以下が１１本以上ある。
×：隙間１．５ｍｍ以下が１１本未満である。
（２）成形性
環状コアまたは一層巻き中間線表面への側線ワイヤの配列性を目視で評価した。試料数ｎは２０本である。
◎：２０本とも配列の乱れがない。
○：配列の乱れのないものが１８本以上ある。
△：配列の乱れのないものが１０本以上且つ、１８本未満である。
×：配列の乱れのないものが１０本未満である。
【００４９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】リールの振り子運動の周期の一端でリールが環状コアの輪の外に位置する状態を実線で示し、リールの振り子運動の周期の他端でリールが環状コアの輪の中に位置する状態を破線で示した、この発明に係る環状同芯撚りビードコードの製造装置の一例を示す正面図である。
【図２】図１の斜視図である。
【図３】図１の右側面図である。
【図４】図１の左側面図である。
【図５】図１の平面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれドライビングユニットに設けられたクランプユニットの各例を示す側面図である。
【図７】リール受け渡し機構を示す図１の装置の一部縦断平面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、この発明の環状同芯撚りビードコードを製造する際のリールの移動状態を平面的に見た概念図である。
【図９】（ａ）は環状同芯撚りビードコードの全体図、（ｂ）は環状同芯撚りビードコードの部分を示す斜視図である。
【図１０】従来の環状同芯撚りビードコードを製造する際のリールの移動状態を正面側から見た概念図である。
【図１１】従来の環状同芯撚りビードコードを製造する際のリールの移動状態を平面側から見た概念図である。
【図１２】環状コアを水平移動させる従来の環状同芯撚りビードコードの製造装置を示す概念図である。
【図１３】環状コアを振り子運動させる従来の環状同芯撚りビードコードの製造装置を示す概念図である。
【図１４】図１３の装置の振り子運動の状態を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 環状コア
２ 側線ワイヤ
３ リール
４ クランプユニット
５ ドライビングユニット
１０ ドライビングユニット
１１ 支柱
１２ａ、１２ｂ ピンチローラ
１３ クランプユニット
１３ａ、１３ｂ ローラ
１４ 固定台
１５ アーム
１５ａ、１５ｂ 案内ローラ
１８ アーム
１９ 支点
２０ サプライ部
２１ リール
２２ カセットスタンド
２３ カセット
２４ ガイドロッド
２５ エアーシリンダ
２６ ロッド
２７ 押し出し板
３０ 揺動機構
３１ 回転円盤
３２ クランクシャフト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状コアを周方向に回転させながら、該環状コアの輪の中と外で、側線ワイヤを巻いたリールを環状コア面に対して横断往復させて巻回移動を繰り返し、リールから引き出される側線ワイヤを、環状コア面に対する側線ワイヤの巻き付け振れ角βＳが、２９度を超えないようにリールを横断移動させることにより、環状コアの周囲に螺旋状に巻き続けてシース層を一層又は複数層形成する環状同芯撚りビードコードの製造方法において、環状コア面に対するリールの面内移動が振り子運動であり、振り子周期の一端で、前記リールが環状コアの輪の中を横断する位置に、振り子周期の他端で、前記リールが環状コアの輪の外を横断する位置に移動させ、前記リールを、環状コアの輪の中と外で、環状コア面に対して横断移動を繰り返すことにより、リールから引き出される側線ワイヤを環状コアの周囲に螺旋状に巻き続ける際に、リールから引き出される側線ワイヤと、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コアの円の接線とが成す角度が、この接線に対して環状コアと逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内になるように、リールの振り子運動の支点位置を設定したことを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項２】
側線ワイヤの巻始め端末を未加硫又は半加硫ゴムシートで仮止めして、リールから引き出される側線ワイヤを、環状コアの周囲に螺旋状に巻き続けることを特徴とする請求項１に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項３】
前記リールに巻き取られた側線ワイヤのコイル径が、事前に次式のいずれかを満足するように調整されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法。
０．９０ＤＲ≦ＤＳＯ≦３．３ＤＲ
又は
０．５５ＤＣ≦ＤＳＯ≦２．０ＤＣ
式中、ＤＲは、リールの外径、ＤＳＯは、調整された側線ワイヤのコイル径、ＤＣは、環状コアの中心径である。
【請求項４】
前記リールから引き出される前記側線ワイヤの湾曲方向を、前記巻き付け点における前記環状コアの湾曲方向に沿った方向とすることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項５】
環状コアを周方向に回転させるドライビングユニットと、環状コアの巻き付け部に側線ワイヤを供給するリールと、このリールを環状コアの面に沿って振り子運動させ、リールの振り子周期の一端で、前記リールが環状コアの輪の中を横断する位置に、振り子周期の他端で、前記リールが環状コアの輪の外を横断する位置に移動させる振り子機構と、環状コアの周方向の回転を妨げない距離をおいて環状コアの面を挟んで対向するリール受け渡し機構とを備え、前記リールを、環状コアの輪の中と外で、環状コア面に対して横断移動を繰り返すことにより、リールから引き出される側線ワイヤを環状コアの周囲に螺旋状に巻き続け、リールから引き出される側線ワイヤと、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コアの円の接線とが成す角度が、この接線に対して環状コアと逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内になるように、リールの振り子運動の支点位置を設定していることを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造装置。
【請求項６】
前記ドライビングユニットに、環状コアを回転させる２つのピンチローラと、この２つのピンチローラの側線ワイヤ供給側に、環状コアをルーズに案内するクランプユニットとを設け、このクランプユニットを、側線ワイヤを環状コアに巻き付ける際の巻き付け点にした請求項５に記載の環状同芯撚りビードコードの製造装置。
【請求項７】
対向する２つのリール受け渡し機構が、環状コア面に対してリールがくぐれる最小限の距離をおいて設けられている請求項５又は６に記載の環状同芯撚りビードコードの製造装置。
【請求項８】
側線ワイヤを巻いたリールを、リール外径より少し大きい径で、且つリール内幅に相当する円筒形の外周壁を有するカセット内に回転可能に収容し、カセットの外周壁に設けた引き出し孔から側線ワイヤを引き出すようにした請求項５〜７のいずれかの項に記載の環状同芯撚りビードコードの製造装置。
【請求項１】
環状コアを周方向に回転させながら、該環状コアの輪の中と外で、側線ワイヤを巻いたリールを環状コア面に対して横断往復させて巻回移動を繰り返し、リールから引き出される側線ワイヤを、環状コア面に対する側線ワイヤの巻き付け振れ角βＳが、２９度を超えないようにリールを横断移動させることにより、環状コアの周囲に螺旋状に巻き続けてシース層を一層又は複数層形成する環状同芯撚りビードコードの製造方法において、環状コア面に対するリールの面内移動が振り子運動であり、振り子周期の一端で、前記リールが環状コアの輪の中を横断する位置に、振り子周期の他端で、前記リールが環状コアの輪の外を横断する位置に移動させ、前記リールを、環状コアの輪の中と外で、環状コア面に対して横断移動を繰り返すことにより、リールから引き出される側線ワイヤを環状コアの周囲に螺旋状に巻き続ける際に、リールから引き出される側線ワイヤと、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コアの円の接線とが成す角度が、この接線に対して環状コアと逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内になるように、リールの振り子運動の支点位置を設定したことを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項２】
側線ワイヤの巻始め端末を未加硫又は半加硫ゴムシートで仮止めして、リールから引き出される側線ワイヤを、環状コアの周囲に螺旋状に巻き続けることを特徴とする請求項１に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項３】
前記リールに巻き取られた側線ワイヤのコイル径が、事前に次式のいずれかを満足するように調整されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法。
０．９０ＤＲ≦ＤＳＯ≦３．３ＤＲ
又は
０．５５ＤＣ≦ＤＳＯ≦２．０ＤＣ
式中、ＤＲは、リールの外径、ＤＳＯは、調整された側線ワイヤのコイル径、ＤＣは、環状コアの中心径である。
【請求項４】
前記リールから引き出される前記側線ワイヤの湾曲方向を、前記巻き付け点における前記環状コアの湾曲方向に沿った方向とすることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の環状同芯撚りビードコードの製造方法。
【請求項５】
環状コアを周方向に回転させるドライビングユニットと、環状コアの巻き付け部に側線ワイヤを供給するリールと、このリールを環状コアの面に沿って振り子運動させ、リールの振り子周期の一端で、前記リールが環状コアの輪の中を横断する位置に、振り子周期の他端で、前記リールが環状コアの輪の外を横断する位置に移動させる振り子機構と、環状コアの周方向の回転を妨げない距離をおいて環状コアの面を挟んで対向するリール受け渡し機構とを備え、前記リールを、環状コアの輪の中と外で、環状コア面に対して横断移動を繰り返すことにより、リールから引き出される側線ワイヤを環状コアの周囲に螺旋状に巻き続け、リールから引き出される側線ワイヤと、環状コアへの側線ワイヤの巻き付け点を通る環状コアの円の接線とが成す角度が、この接線に対して環状コアと逆側で１５度以内、環状コア側で５５度以内になるように、リールの振り子運動の支点位置を設定していることを特徴とする環状同芯撚りビードコードの製造装置。
【請求項６】
前記ドライビングユニットに、環状コアを回転させる２つのピンチローラと、この２つのピンチローラの側線ワイヤ供給側に、環状コアをルーズに案内するクランプユニットとを設け、このクランプユニットを、側線ワイヤを環状コアに巻き付ける際の巻き付け点にした請求項５に記載の環状同芯撚りビードコードの製造装置。
【請求項７】
対向する２つのリール受け渡し機構が、環状コア面に対してリールがくぐれる最小限の距離をおいて設けられている請求項５又は６に記載の環状同芯撚りビードコードの製造装置。
【請求項８】
側線ワイヤを巻いたリールを、リール外径より少し大きい径で、且つリール内幅に相当する円筒形の外周壁を有するカセット内に回転可能に収容し、カセットの外周壁に設けた引き出し孔から側線ワイヤを引き出すようにした請求項５〜７のいずれかの項に記載の環状同芯撚りビードコードの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−１６８６１２（Ｐ２００８−１６８６１２Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１６０４６（Ｐ２００７−１１６０４６）
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【特許番号】特許第４０５８７０３号（Ｐ４０５８７０３）
【特許公報発行日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】（５０４２１１４２９）栃木住友電工株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２５日（２００７．４．２５）
【特許番号】特許第４０５８７０３号（Ｐ４０５８７０３）
【特許公報発行日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】（５０４２１１４２９）栃木住友電工株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
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