(57)【要約】【課題】  刺込針への無理な力の作用を防ぎ、穿設された小孔の不要な拡大、ゴムシートの変形等を十分防止することができ、しかも、刺込針のゴムシートに対する進入、脱出に際しても、ゴムシートに形成される小孔を拡大することのないピアシング装置を提供する。【解決手段】  ピアシング装置に置いて、相互に偏心して位置する一方の軸上に、回転駆動される外筒を軸受け支持し、この外筒内で他方の軸上に、円周方向に間隔を置いて半径方向外方に突出する複数本の刺込針を、相互に独立させて回転自在に配設し、各刺込針を、外筒に形成した貫通孔を経て外筒表面に対して出入可能とし、その他方の軸上に、回転駆動されて、刺込針に回転力を伝達する針拘束部材を軸受け支持し、外筒表面の回転半径と、刺込針先端の回転半径を実質的に等しくする。【選択図】図１
2004174706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に偏心して位置する一方の軸上に、回転駆動される外筒を軸受け支持し、この外筒内で他方の軸上に、円周方向に間隔を置いて半径方向外方に突出する複数本の刺込針を、相互に独立させて回転自在に配設し、各刺込針を、外筒に形成した貫通孔を経て外筒表面に対して出入可能とし、その他方の軸上に、回転駆動されて刺込針に回転力を伝達する針拘束部材を軸受け支持してなるピアシング装置。
【請求項２】
外筒および針拘束手段のそれぞれを、それらをともに等速回転させる駆動手段に連結してなる請求項１に記載のピアシング装置。
【請求項３】
外筒表面の回転半径と刺込針先端の回転半径とを等しくし、それぞれの軸の偏心量を１０〜１５ｍｍの範囲としてなる請求項１もしくは２に記載のピアシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、タイヤ構成部材としてのカーカスプライ素材、ベルト層素材のような、補強層コードを埋設等したゴムシート内に含まれ、あるいは、生タイヤの成型その他に当たって積層される層間に残留する可能性のある空気等の円滑にして十分な抜き出しを目的としてゴムシートに多数の小孔を穿設するのに用いるピアシング装置に関するものであり、特には、刺込針への無理な力の作用を防ぎ、穿設された小孔の不要な拡大、ゴムシートの変形等を十分防止することのできる技術を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴムシートに、刺込針の折損等のおそれなしに小孔を穿設する従来のこの種のピアシング装置として、例えば、特許文献１に示すものが知られており、図７に、断面図で示すように、この装置９０は、外筒９１と内筒９２とを、互いにδだけ偏心したそれぞれの固定軸９４、９５の周り回転するようにし、かつ、内筒９２に設けた刺込針９３が、外筒９１に設けた針出入孔９６を自由に出入りできるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
これによれば、走行されるゴムシートＳへの外筒９１の押圧に基づき、外筒９１および内筒９２のそれぞれを、固定軸上で偏心回転することにより、針出入孔９６から押出された刺込針９３でゴムシートＳを突き刺すとともに、仕事を終えたその刺込針９３を、針出入孔９６から外筒９１内へ滑らかに引き込むことができるとしている。
【特許文献１】特公昭５０−２９７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この従来の装置にあっては、外筒９１に巻き付けられたゴムシートＳに突き刺さった刺込針９３が、ゴムシートＳに対してその進行方向に沿って相対移動せざるを得ない構造となっていて、このため、穿設された小孔の不要な拡大、ゴムシートの変形等を生じるという問題があった。以下にこの相対移動の発生原因について説明する。外筒９１の外周面の半径をｒとして、図７に示す矢印の方向にゴムシートＳを外筒９１に巻き付けて一定の線速度ｖで走行させるものとしたとき、外筒９１の表面速度もｖとなるので外筒９１の回転速度はｖ/ｒとなる。
【０００５】
刺込針９３は、ゴムシートＳの巻き付け開始点Ａにおいて、ゴムシートＳに突き刺さり始め、開始点Ａにおいて、刺込針９３とゴムシートＳとが相対移動しないためには、刺込針９３の、開始点ＡでのゴムシートＳの内周面までの回転半径はほぼｒであるので、内筒９２の回転速度は外筒９１の回転速度と同じくｖ/ｒでなければならない。一方、開始点Ａから外筒９１が９０度回転した中間点Ｂにおいて、刺込針９３とゴムシートＳとが相対移動しないためには、刺込針９３の、中間点ＢでのゴムシートＳ内周面までの回転半径は（ｒ−δ）であるので、内筒９２の回転速度はｖ/（ｒ−δ）でなければならない。
【０００６】
もし、内筒９２に刺込針９３が一個だけ設けてあるだけなら、内筒９２の回転速度をその回転位置に応じて変化させることにより、刺込針９３とゴムシートＳとが相対移動が発生しないようにすることが可能である。しかしながら、従来の装置９０においては、周方向に所定の間隔をおいて位置するそれぞれの刺込針９３のすべてが内筒９２に一体的に植設されているため、異なる回転位置にある針同士の回転速度が同じでなければならず、結局は、内筒９２もほぼ一定の回転速度で、しかも、外筒９１が一回転するごとに一回転することとなる。したがって、特に前記中間点Ｂの近傍においては、刺込針９３とゴムシートＳとが相対移動が顕著になり、穿設された小孔の拡大等を防止することができなかった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、刺込針への無理な力の作用を防ぎ、穿設された小孔の不要な拡大、ゴムシートＳの変形等を十分防止することができ、しかも、刺込針３のゴムシートＳに対する進入、脱出に際しても、ゴムシートＳに形成される小孔を拡大することのないピアシング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は、相互に偏心して位置する一方の軸上に、回転駆動される外筒を軸受け支持し、この外筒内で他方の軸上に、円周方向に間隔を置いて半径方向外方に突出する複数本の刺込針を、相互に独立させて回転自在に配設し、各刺込針を、外筒に形成した貫通孔を経て外筒表面に対して出入可能とし、その他方の軸上に、回転駆動されて刺込針に回転力を伝達する針拘束部材を軸受け支持してなるピアシング装置である。
【０００９】
（２）本発明は、（１）において、外筒および針拘束手段のそれぞれを、それらをともに等速回転させる駆動手段に連結してなるピアシング装置である。
【００１０】
（３）本発明は、（１）もしくは（２）において、外筒表面の回転半径と刺込針先端の回転半径とを等しくし、それぞれの軸の偏心量を１０〜１５ｍｍの範囲としてなるピアシング装置である。
【発明の効果】
【００１１】
（１）によれば、円周方向に間隔を置いて半径方向外方に突出する複数本の刺込針を、相互に独立させて回転自在に配設し、各刺込針を、外筒に形成した貫通孔を経て外筒表面に対して出入可能としたので、刺込針は、ゴムシートに差込まれた後、何ら余計な拘束力を受けることなくゴムシートに駆動されて自由回転することができるので、刺込針への無理な力の作用を防ぎ、穿設された小孔の不要な拡大、ゴムシートの変形等を十分防止することができる。
【００１２】
（２）によれば、外筒および針拘束手段のそれぞれを、それらをともに等速回転させる駆動手段に連結したので、ゴムシートの送りの平均周速度と、刺込針の繰り出しの平均周速度とを一致させることができ、無理な力を作用させることなく、刺込針によるゴムシートへの穿孔を、安定的に継続することができる。
【００１３】
（３）によれば、外筒表面の回転半径と刺込針先端の回転半径とを等しくしたので、ゴムシートに対してほぼ垂直に刺し込まれもしくは脱出することができ、ゴムシートの孔の拡大をより確実に防止することができ、このときの軸の偏心量を１０〜１５ｍｍとしたので、ゴムシートに確実に孔を開けることができ、しかも、その孔が大きくなりすぎることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。図１は、この実施形態のピアシング装置１を示す断面図であり、図２は、図１における矢視II−IIに対応する断面図、図３は図１における矢視III−IIIに対応する断面図である。ピアシング装置１は、軸受け１１Ａ、１１Ｂに支持され、モータMによって回転駆動される回転軸７に一体的に連結された外筒２と、固定軸８に回転自在に設けられ、円周方向に間隔を置いて半径方向外方に突出する複数本の刺込針３とを具えている。ここで、回転軸７はＸ１を軸心とする一方の軸、固定軸８はＸ２を軸心とする他方の軸を構成し、これらの軸Ｘ１、Ｘ２はδだけ偏心して設けられている。
【００１５】
軸受け１１Ａ、１１Ｂはステー１３に固定され、また、固定軸８の基端はステー１４に固定されるとともにその先端は軸受け部材１２を介して回転軸７に支持されている。ステー１３とステー１４とは一体的に連結されているので、軸受け１１Ａ、１１Ｂ、固定軸８、ステー１３、１４、および、軸受け部材１２はすべて一体化されて設けられていることになる。
【００１６】
刺込針３は、図に示した例においては、軸方向に二列に、各列の円周上に六本、合計一二本、設けられている。各列の刺込針３は、互いに独立に回転可能に設けられた軸受け４（４ａ〜４ｆ）にそれぞれ一対一に対応して連結されていて、図１における右側の列について説明すると、刺込針３ａは軸受け４ａに連結され、刺込針３ｂは軸受け４ｂに連結され、同様にして、刺込針３ｃ〜３ｆはそれぞれ対応する軸受け４ｃ〜４ｆに連結されている。そして、軸受け４ａ〜４ｆは互いに独立して軸Ｘ２の周りに回転することができ、よって、刺込針３ａ〜３ｆも互いに独立して軸Ｘ２の周りに回転することができる。
【００１７】
なお、刺込針３（例えば３ａ）は、軸受け４ａに取り付けられる針支持体２６ａの先端に設けられた孔に挿入されて取り付けられ、また、刺込針３ａの半径方向の位置決めのため、針位置決めプレート２７ａが、針支持体２６ａに固定して設けられ、刺込針３に形成された切欠に、針位置決めプレート２７ａの凸部を差し込むことにより、刺込針３ａを位置決めすることができる。
【００１８】
また、外筒２には刺込針３に対応する位置に貫通孔５が設けられ、刺込針３は、外筒２の半径方向外方にその先端を突出させて外筒表面に対して先端を出入することができる。例えば、外筒２の半径と、刺込針３の先端の、軸Ｘ２周りの回転半径とを同一の径ｒに設定し、また、軸Ｘ１と軸Ｘ２との偏心量δを１０ｍｍに設定すると、刺込針３の外筒２からの半径方向外方への最大突出量は１０ｍｍとなる。
【００１９】
ここで、外筒２の半径と、刺込針３の先端の、軸Ｘ２周りの回転半径とを同一の径ｒにすると、刺込針３がゴムシートＳに対し、これらがほぼ等速度で移動しながら、ほぼ垂直な方向に刺し込まれもしくは脱出することができて、好ましいが、実際上は、これらの半径が実質的に同一であればよく、すなわち、刺込針３の回転半径は、刺込針３が、ゴムシートＳに許容できる範囲の大きさの小孔をもたらす範囲であれば、外筒２の半径とわずかに大きくても小さくてもよい。
刺込針３の外筒２からの半径方向外方への最大突出量は１０ｍｍから１５ｍｍの範囲が好ましく、これが１０ｍｍ未満であると、コード入りゴムシートＳに突き刺さった刺込針３はゴムを薄く伸ばすだけで小孔を穿孔することがむつかしく、また、これが１５ｍｍを越えると穿孔される小孔が大きくなりすぎて、この小孔への他種のゴムの進入を招き、あるいは、タイヤの断面形状の滑らかにすることができないという問題を生じる。
【００２０】
他方の軸Ｘ２を軸心とする固定軸８には、針拘束部材６が軸受け支持されていて、針拘束部材６は、周方向に等間隔に配列されたガイドバー９が設けられ、それぞれのガイドバー９は軸Ｘ１、Ｘ２と平行に延在しそれらの軸方向両端はエンドプレート１５と１６とに固定されている。そして、エンドプレート１６にはインターナルギア２２が軸Ｘ２と同心に取り付けられ、一方、外筒２の軸方向先端には、インターナルギア２２が軸Ｘ１と同心に取り付けられ、インターナルギア２１とインターナルギア２２とは、中間ギア２３を介して互いに噛合していて、また、インターナルギア２１とインターナルギア２２とは同一歯数を有するよう設定されているので、外筒２と針拘束部材６は完全に同期して回転する。
【００２１】
以上のように構成されたピアシング装置１を用いて外筒２に巻き付けられたコード入りゴムシートＳに小孔を穿設する際の、装置１の作動について以下に説明する。図２に矢印で示すように、外筒２が反時計回りに駆動されると、１８０度の巻付角をもって外筒２の外周面に巻き付けられたゴムシートＳも矢印の方向に、外筒２の表面速度と同じ速度で走行する。ゴムシートＳの巻き付け開始点Ａに到達した刺込針３は、ゴムシートＳに刺さり始め、ゴムシートＳに駆動されて軸Ｘ２の周りに回転し始めるが、刺込針３は、ゴムシートＳに駆動される以外は何の拘束も受けないので、ゴムシートＳには不要な力が作用することはない。
【００２２】
そして、図２において、刺込針３が、軸直上の点を過ぎて、巻き付け終了点Ｂに達したとき、刺込針３はゴムシートＳから抜けるが、この間、刺込針３とゴムシートＳとは同期して移動しているので、小孔が拡大したり、ゴムシートＳが変形したりすることを防止することができる。なお、開始点Ａと終了点Ｂとの間を外筒２が１８０度回転するのに対し、刺込針３の回転中心Ｘ２は外筒２の軸心Ｘ１とは偏心しているので、刺込針３は、その偏心量δに応じた角度θだけ余計に回転することとなる。
【００２３】
また、ゴムシートＳの外筒２への巻き付きの開始点Ａおよび終了点Ｂにおいて、刺込針３は、ゴムシートＳに対してほぼ垂直に刺し込まれもしくは脱出することができ、そのため、ゴムシートＳに対する刺込針３の進入脱出に際して、穿孔される小孔を不要に拡大することもない。
【００２４】
ゴムシートＳから離脱した刺込針３は、外筒２と同期して回転しているガイドバー９により回転力を与えられ開始点Ａに戻ることができ、開始点Ａで再びゴムシートＳに突き刺さり始め、前述の動作を繰り返すことができる。
【００２５】
以上の例において説明された刺込針の本数や配列は、図示したものに限定されるものではなく、また、巻き付け角度も１８０度に限定されるものではない。なお、この装置１はコードが進行方向に直角に設けられているゴムシートに適用することもできるが、従来のこの種の装置では前述のようにゴムシートの進行方向に沿って小孔を拡大するという問題点があるので、本発明のピアシング装置１を、進行方向に沿って小孔が拡がりやすい、コードのないゴムシートあるいはコードが進行方向に向いているゴムシートに適用することにより、より顕著な効果を得ることができる。
【００２６】
また、ゴムシートＳを走行させる駆動装置をピアシング装置とは別個に設けて、外筒２を、ゴムシートＳに従動するものとすることもできるが、本実施形態のように、外筒２をモータＭによって駆動されるものとすることにより、このピアシング装置１にゴムシートＳを走行駆動させる機能を併せ持たせることができ、このことによりスペースやコストを節減することができる。
【００２７】
以上、刺込針３が軸方向に二列に配置される場合を例にとって実施形態を説明したが、この実施形態において、軸方向に、刺込針を増やしてもっと密に配列した場合には、その分だけ軸受けの数を増やさなければならないが、軸上に一列に並べることのできる軸受けの数は自ずと限界がある。そこで、このような場合でも用いることのできる、刺込針の軸受けへ他の取り付け態様を、図４〜図６を参照して説明する。
【００２８】
図４は、刺込針の軸受けへの取り付け態様が異なる他のピアシング装置を示す断面図であり、図５は、図１における矢視V−Vに対応する断面図、図６は、刺込針を支持する部分を正面より見た正面図であり、これらの図において、刺込針の軸受けへの取り付けに関する部分以外は、図１〜３に示した対応部分と全く同一であり、従ってそれらの部分については図１〜３と同じ符号を用いて示し、また、以下の説明においても、同じ構成の部分については説明を省略した。
【００２９】
刺込針３３は、図に示した例においては、軸方向に並べられた四本の刺込針３３（例えば３３ａ）が、半径方向に延在する針支持板３６ａの半径方向外側端に取り付けられ、また、針支持板３６ａ〜３６ｆは周方向に六枚配置され、したがって、刺込針３３は、合計２４本設けられる。一方、軸Ｘ２上には、１２個の軸受け３４ａ１〜３４ｆ１、３４ａ２〜３４ｆ２が配列され、これらの軸受けは、それぞれ互いに独立して軸Ｘ２の廻りを回転できるよう設けられる。
【００３０】
そして、針支持板３６ａは、一対の軸受け３４ａ１、３４ａ２に取り付けられ、針支持板３６ｂは、一対の軸受け３４ｂ１、３４ａ２に取り付けられ、同様にして、針支持板３６ｃ、３６ｄ、３６ｅおよび３６ｆが、このような順に一対一に対応する一対の軸受け（３６ｃ１、３６ｃ２）、（３６ｄ１、３６ｄ２）、（３６ｅ１、３６ｅ２）および（３６ｆ１、３６ｆ２）にそれぞれ取り付けられる。１２個の軸受け３４ａ１〜３４ｆ１、３４ａ２〜３４ｆ２は、互いに独立して回転することができるので、針支持板３６ａ〜３６ｆ、ひいては周方向に配置された刺込針３３ａ〜３３ｆも互いに独立して回転することができる。
【００３１】
なお、刺込針３３（例えば３３ａ）は、針支持板３６ａの先端に設けられた孔にそれぞれ挿入されて取り付けられ、また、刺込針３３ａの半径方向の位置決めのため、針位置決めプレート３７ａが、針支持板３６ａに固定して設けられ、刺込針３に形成された切欠に、針位置決めプレート３７ａの凸部を差し込むことにより、刺込針３３ａを位置決めすることができる。
【００３２】
以上の構成により、それぞれの刺込針３３ａ〜３３ｆは、先の実施形態において説明したのと同じように作動させることができ、その結果、この態様のピアシング装置も同様の作用をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る実施形態のピアシング装置を示す断面図である。
【図２】図１のII−II矢視に対応するピアシング装置の断面図である。
【図３】図１のIII−III矢視に対応するピアシング装置の断面図である。
【図４】刺込針の軸受けへの取り付け態様が異なる他のピアシング装置を示す断面図である。
【図５】図４のV−V矢視に対応するピアシング装置の断面図である。
【図６】刺込針を支持する部分を正面より見た正面図である。
【図７】従来のピアシング装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    ピアシング装置
２    外筒
３、３ａ〜３ｆ    刺込針
４、４ａ〜４ｆ    軸受け
５    貫通孔
６    針拘束部材
７    回転軸
８    固定軸
９    ガイドバー
１１Ａ、１１Ｂ    軸受け
１２    軸受け部材
１３、１４    ステー
１５、１６    エンドプレート
２１、２２    インターナルギア
２３    中間ギア
２６ａ    針支持体
２７ａ    針位置決めプレート
３３、３３ａ〜３３ｆ    刺込針
３４ａ１〜３４ｆ１、３４ａ２〜３４ｆ２    軸受け
３６ａ〜３６ｆ    針支持板
３７ａ〜３７ｆ    針位置決めプレート
Ｓ  ゴムシート
Ｍ  モータ
Ｘ１、Ｘ２  軸
【図１】
2004174706.tif 000003
【図２】
2004174706.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004174706.tif 000006
【図５】
2004174706.tif 000007
【図６】
2004174706.tif 000008
【図７】
2004174706.tif 000009