(57)【要約】【課題】簡単でコンパクトな装置によりタイヤ等ゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤを製造できるようにする。【解決手段】円弧状のスリット１０を設けた天板１１を有するコイル供給筒体６を設け、天板１１上のスリット１０とは反対側に円弧状に凹陥したダイス面を有する成形加工用のダイス１２を固定する。また、所定回転位置において天板１１上のダイス１２のダイス面と対向する位置に、エアシリンダで駆動する成形加工片２１を配置する。そして、別工程で成形した円筒コイルＣ１  を装填したコイル供給筒体６を、円筒コイルＣ１  は回転させずに、間欠駆動し、コイル一周毎の円周上同一部位をダイス１２上に順次供給して、押圧加工片２１によりダイス面に押し付け、円周上同一部位を略真直等に成形加工する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線材を略密着状態で円筒螺旋状に巻いてなるコイルの一周毎の円周上同一部位に、所定長さにわたって順次成形加工を施すことにより、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを成形することを特徴とするコイルワイヤ成形方法。
【請求項２】
コイルの一周毎の円周上同一部位を成形加工用のダイス上に順次供給し加工片によりダイスに押し付けることにより、ダイスに当接する前記円周上同一部位を変形させることを特徴とする請求項１記載のコイルワイヤ成形方法。
【請求項３】
成形加工用のダイスと、略密着状態で円形螺旋状に巻かれたコイルの一周毎の円周上同一部位を前記ダイス上に順次供給するコイル供給装置と、供給されたコイル一周毎の円周上同一部位を前記ダイスに押し付け、所定長さにわたって順次成形加工を施す押圧装置を具備することを特徴とするコイルワイヤ成形装置。
【請求項４】
前記コイル供給装置は、円筒状のコイル供給部を有し、該コイル供給部の上端に、外周に沿って円弧状のスリットが形成された天板を有し、該天板上の反スリット側に前記成形加工用のダイスを固定し、略密着状態で円筒螺旋状に巻かれたコイルを前記コイル供給部に軸方向に収容し、コイル先端側を前記スリットから天板上に出して、コイル供給部を所定回転方向に間欠駆動し、コイル自体は回転させずに天板を回転させ、天板一回転毎にコイル一周分を前記スリットから新たに天板上に送り出して、一周毎の円周上同一部位をダイス上に供給し、前記押圧装置により押し付けて成形加工する間、ダイス上に所定時間停止させ、成形加工した後、ガイドに沿って一方向に送り出すよう構成したことを特徴とする請求項３記載のコイルワイヤ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイルワイヤ成形方法及び装置に関し、特に、自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ補強材等にスチールワイヤを使用する場合、単線のスチールワイヤはそのままでは柔軟性および伸長性に欠ける。そこで、例えば、くせ付けピンの間にワイヤを通して回転させることによりスチールワイヤに安定した波形スパイラル状のくせを付け、仮捻手段によって捻れを除去し、さらに、矯正ロールによって真直性を付与することによって、均一で小さい波形スパイラル状で柔軟性および伸長性に優れ真直性に優れたスチールワイヤとするくせ付け装置が開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、他に、タイヤ補強用として、押出装置から押し出した円筒状のコートゴムの廻りにスチールコードあるいは有機繊維コード等の補強コードを螺旋状に巻き付け、ロールで圧延することにより、補強コードを偏平コイル状に配置したテープを成形することが、従来から提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２５９８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、タイヤ補強用等の単線のスチールワイヤを柔軟性および伸長性を有するとともに真直性に優れた波形スパイラル状にすることは従来の技術によっても可能であるが、タイヤ補強材としてのスチールワイヤの使用態様の多様化に対応するためには、波形のスパイラル線よりも一層柔軟性および伸長性に富んだ、ピッチの粗いコイル状のスチールワイヤが必要となる。
【０００６】
しかし、そうしたタイヤ補強用等に使用するピッチの粗いコイル状のワイヤを作るには、例えばコイルバネ成形機の原理で線材をピッチを粗くして巻くしかなく、その場合、粗いピッチでコイル状に巻かれた部分が回転し振り回されて送り出されるので、長尺物を作るのは非常に困難である。そして、使用態様によっては、円筒コイル状のスチールワイヤではなくて、予め所定ピッチで一方向に倒れた偏平ワイヤ状のスチールワイヤとした方が好都合な場合があるが、そうした偏平なコイルワイヤを成形するのに、コイルバネ成形機の原理で線材を巻く工程で、一周巻く毎に、コイル成形治具を解除し、真直加工治具でコイル円周部の所定部位を真直加工して、一周毎にコイル中心を所定ピッチで順次一方向に偏位させるようにするのでは、偏平コイル状となった部分が回転して振り回されることになるため、そのままでは長尺物の加工は非常に困難であり、また、巻き取りながら回転させるにしても、巻き取ること自体が容易でないし、巻取り機を回転させる必要があって、装置が大掛かりで高価となってしまう。
【０００７】
また、押出装置から押し出した円筒状のコートゴムの廻りに補強コードを螺旋状に巻き付けて圧延する上記従来の方法は、特定の使用態様には適しても、コイルワイヤ単体を得ることはできないため、使用態様の自由度に欠け、また、成形装置も大掛かりで高価なものになる。
【０００８】
本発明はこうした問題点に鑑みてなされたものであって、簡単でコンパクトな装置により自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤを製造できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のコイルワイヤ成形方法は、線材を略密着状態で円筒螺旋状に巻いてなるコイルの一周毎の円周上同一箇所に、所定長さにわたって順次成形加工を施すことにより、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを成形するもので、例えば、コイルの一周毎の円周上同一部位を成形加工用のダイス上に順次供給し加工片によりダイスに押し付けることにより、ダイスに当接する円周上同一部位を変形させる。
【００１０】
ここで、線材を略密着状態で円筒螺旋状に巻いてコイルにする加工は、予め別工程で行う。この加工は、コイルバネ成形機の原理を利用するなど、種々の方法で行うことができる。略密着状態のコイルの場合、ピッチの粗いコイルとは異なって、加工した部分を巻き取ることが容易で、長尺物の加工も可能である。そして、このように別工程で加工した略密着状態の円形コイルの一周毎の円周上同一部位に、所定長さにわたって順次成形加工を施す作業は、成形加工された部分を振り回すことことなく行うことができる。そのため、簡単でコンパクトな装置により、自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平な帯状のコイルワイヤを製造することができる。
【００１１】
また、本発明のコイルワイヤ成形装置は、成形加工用のダイスと、略密着状態で円形螺旋状に巻かれたコイルの一周毎の円周上同一部位をダイス上に順次供給するコイル供給装置と、供給されたコイル一周毎の円周上同一部位をダイスに押し付け、所定長さにわたって順次成形加工を施す押圧装置を具備する。このコイルワイヤ成形装置は、予め加工された略密着状態の円筒コイルをコイル供給装置に装填し、まずコイル１周目の円周上所定部位をダイス上に供給し、押圧装置によりダイスに押し付けて、所定長さにわたって変形させ、次いで、順次２周目以降の円周上同一部位をダイス上に供給し、押圧装置によりダイスに押し付けて、順次成形加工を施すことで、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して偏平な帯状となったコイルワイヤを成形する。
【００１２】
ここで、コイル供給装置は、例えば、円筒状のコイル供給部を有し、コイル供給部の上端に、外周に沿って円弧状のスリットが形成された天板を有し、天板上の反スリット側に成形加工用のダイスを固定し、略密着状態で円筒螺旋状に巻かれたコイルをコイル供給部に軸方向に収容し、コイル先端側をスリットから天板上に出して、コイル供給部を所定回転方向に間欠駆動し、コイル自体は回転させずに天板を回転させ、天板一回転毎にコイル一周分をスリットから新たに天板上に送り出して、一周毎の円周上同一部位をダイス上に供給し、押圧装置により押し付けて成形加工する間、ダイス上に所定時間停止させ、成形加工した後、ガイドに沿って一方向に送り出すよう構成するのがよい。
【００１３】
このように構成したコイル供給装置は、予め加工された略密着状態の円筒コイルをコイル供給部に装填し、まず、コイル先端側から一周分をスリットから天板上に出して、円周上所定部位をダイスに引っ掛け、その状態で停止させ、エアシリンダ、カム等で押圧装置を駆動して、ダイスに押し付ける。そうすることで、一周目が所定長さにわたって塑性変形する。
【００１４】
そして、その後、コイル供給部を駆動して天板を一回転させると、コイルはスリットから次の一周分が天板上に送り出され、その際、真直加工の終わった一周目のコイル中心がガイドに沿って一方向にずれ、そのためにコイル自体は回転せず、新たに天板上に送り出された一周分の先に加工された部分と同一の円周上所定部位すなわち円周上同一部位がダイス上に供給されることとなる。そして、その位置で停止し、押圧装置によりダイスに押し付けることにより、円周上同一部位が所定長さにわたって塑性変形する。
【００１５】
こうして一周分ずつ天板上に送り出し、円周上同一部位をダイスに押し付けて、成形加工する。これを繰り返すことにより、略密着状態で一周毎のコイル中心が、成形加工が施された所定長さ分をピッチとして順次一方向に偏位し、偏平な帯状のコイルワイヤが得られる。
【００１６】
こうして、簡単でコンパクトな装置により、自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤを製造することができる。
本発明において、コイル一周毎の同一部位に施す成形加工は、該部位を略真直に変形させるものであってよく、他の部位より曲率が小さくなくよう変形させるものであってよく、また、他の部位より曲率が大きくよう変形させるものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜図６に本発明の実施の形態の一例を示す。図１はコイルワイヤ成形装置の平面図、図２はコイルワイヤ成形装置の正面視断面図、図３はコイルワイヤ成形装置の側面視断面図、図４はコイル供給部の平面図（ａ）および側面視断面図（ｂ）、図５はコイルワイヤの成形途中の平面図（ｂ）および側面視断面図（ｂ）、図６はコイルワイヤの成形工程説明図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。
【００１８】
この実施の形態のコイルワイヤ成形装置は、図１〜図３に示すとおりで、ベッドフレーム１上に前後一対のサイドフレーム２、３が立設されて、サイドフレーム２、３間に支持テーブル４が固定され、該支持テーブル４の一端（正面視にて左端）に、支持テーブル４から張り出す形で保持台５が取り付けられている。そして、保持台５には、支持テーブル４から張り出した部分に、コイル供給部を構成する円筒状の垂直なコイル供給筒体６を上部内周に一体保持した回転体７が、軸受８を介して回転可能に支承されている。
【００１９】
コイル供給筒体６は、コイル供給筒体６の内周に沿って円弧状のスリット１０を有する天板１１が一体に形成され、その天板１１の上面が保持台５の上面と面一となる配置で支承されている。また、天板１１には、スリット１０とは反対側で平面視にて天板１１の外周（コイル供給筒体６の内周）に沿う位置に、平面視にて円弧状に凹陥した形状のダイス面を有する成形加工用のダイス１２が、ダイス面が外側となる配置で固定されている。そして、コイル供給筒体６を一体保持した回転体７の下部外周にプーリ１３が固定されている。
【００２０】
また、保持台５の、支持テーブル４と重なる部分の上面には、コイル供給筒体６の加工位置である所定回転位置（天板１１上のダイス１２のダイス面が保持台５側に向いた位置）において天板１１上のダイス１２のダイス面に対向する位置に押圧加工片２１を支持して、該押圧加工片２１を駆動し、ダイス１２のダイス面に向けて進出しダイス面に押し付ける作動位置と、ダイス面から離れる退避位置との間を進退自在に移動させるエアシリンダ２２が設置されている。なお、エアシリンダ２２に代えて、カム機構を用いた駆動装置を用いてもよい。
【００２１】
また、保持台５の上面には、天板１１上のダイス１２を挟んで押圧加工片２１と対向し平面視にて天板１１の外周（コイル供給筒体６の内周）に略接する位置に、押圧加工片２１の移動方向と直交するよう、保持台５上面の前後の幅一杯に直線レール状のガイド２３が設けられ、また、ダイス１２に対し押圧加工片２１側で、押圧加工片２１と干渉しない保持台５上面の後部（図１において上側）に、上記ガイド２３から天板１１の外径（コイル供給筒体６の内径）に略等しい距離だけ離れて、上記ガイド２３と平行に他方のガイド２４が設けられている。そして、これら２本のガイド２３、２４により形成される通路に連通するよう、保持台５の後端に送出し樋２５が連結されている。
【００２２】
また、支持テーブル４の上面には、側端部に、下方に配置された電動機３１に直結されて連続回転する駆動側歯車３２と、支持テーブル４の中央部に設置された軸受装置３３に支承された歯車軸３４に固定されて駆動側歯車３２により間欠駆動され駆動側歯車３２の１回転につき１／４回転する従動側歯車３５とで構成されたゼネバ歯車機構が配設されている。
【００２３】
そして、従動側歯車３５の歯車軸３４の上端にプーリ３６が固定され、また、支持テーブル４には、従動側歯車３５と保持台５との間に軸受装置３７が設置されて、該軸受装置３７に支承されて支持テーブル４を貫通するようプーリ軸３８が設けられ、該プーリ軸３８の上端には、歯車軸３４側のプーリ３６とベルト連結するプーリ３９が固定されて、そのプーリ径が歯車軸３４側のプーリ３６のプーリ径の１／４とされている。
【００２４】
また、プーリ軸３８の下端には、コイル供給筒体６を一体保持する回転体７に設けられたプーリー１３とベルト連結するプーリ４０が固定され、そのプーリ径は回転体７側のプーリ１３と同径とされている。
【００２５】
そして、支持テーブル４上面の側端部には、ゼネバ歯車機構の駆動側歯車３２の下面に形成された突起４１を検知するセンサ４２が配設されている。
【００２６】
このコイルワイヤ成形装置を使用して、線材を略密着状態で円筒螺旋状に巻いてなる円筒コイルの一周毎の円周上同一箇所に、所定長さにわたって順次成形加工を施し、略密着状態で一周毎のコイル中心が順次一方向に偏位して偏平ワイヤ状となったコイルワイヤを成形する。円筒コイルは、スチールワイヤ等を素材として予め別工程で成形する。そして、その円筒コイルの一周毎の円周上同一部位をダイス１２上に順次供給し、押圧加工片２１によりダイス面に押し付けることにより、円周上同一部位を略真直となるよう変形させる。
【００２７】
上記コイルワイヤ成形装置は、スリット１０を有する天板１１を備えたコイル供給筒体６がコイル供給部となり、このコイル供給筒体６と、保持台５に支承されて一体回転する回転体７とが、円筒コイルの一周毎の円周上同一部位をダイス１２上に順次供給するコイル供給装置を構成し、押圧加工片２１と、これを駆動するエアシリンダ２２とが、円筒コイルの円周上同一部位をダイス面に押し付ける押圧装置を構成している。
【００２８】
そして、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、略密着状態の円筒コイルＣ１  をコイル供給筒体６の下方から軸方向に装填し、先端側から一周分をスリット１０から天板１１上に出して、円周上所定部位がダイス１２に引っ掛かる位置に供給し、その状態で停止して、エアシリンダ２２を駆動して押圧加工片２１を押し出し、円筒コイルＣ１  の一周目の円周上所定部位をダイス面に押し付ける。
【００２９】
ダイス面は例えば図示の例のように円弧状に凹陥した形状で、押圧加工片２１により押し付けられることにより円形コイルＣ１  の円周上所定部位が塑性変形し、押圧加工片２１が引っ込むと、塑性変形した部分が所定長さにわたって略真直となる。そして、回転体６を駆動して、コイル供給筒体６と一体に天板１１を一回転させ、その際、成形加工によりコイル中心がずれた一周目をガイド２３、２４に沿わせることによりコイル自体は回転しないようにして、円筒コイルＣ１  の次の一周分をスリット１０から天板１１上に送り出し、先に加工された部分と同一の円周上所定部位（円周上同一部位）をダイス１２に引っ掛けて、同様に押圧加工片２１によりダイス面に押し付ける。
【００３０】
こうして一周分ずつ天板１１上に送り出し、円周上同一部位をダイス１２に押し付けて、略真直に成形加工する。これを繰り返すことにより、略密着状態で一周毎のコイル中心が、成形加工が施された所定長さ分をピッチとして順次一方向に偏位した偏平な帯状のコイルワイヤＣ２  となっていく。円筒コイルＣ１  から偏平なコイルワイヤＣ２  への変化は図５の（ａ）、（ｂ）に示すとおりである。
【００３１】
ゼネバ歯車機構の駆動側歯車３２の１回転につき、従動側歯車３５は回転及び停止が１対３の時間配分で間欠駆動されて１／４回転し、その回転が中間のプーリ３９、４０を介してベルト伝動により回転体７側のプーリ１３に伝達され、回転体７が回転及び停止の時間配分が１対３の時間配分で間欠駆動され、１回転する。そして、回転体７が１回転することで、円筒コイルＣ１  の一周分が天板１１上に送り出され、円周上同一箇所がダイス１２に供給される。そして、停止中に押圧加工片２１が駆動され、成形加工が行われる。
【００３２】
図６の（ａ）は、円筒コイルＣ１  一周分の円周上所定部位がダイス１２に引っ掛かり、天板１１が加工位置にて停止した状態で、この状態で図６の（ｂ）に示すように押圧加工片２１が押し出され、円筒コイルＣ１  の円周上所定部位がダイス面に押し付けられる。そして、図６の（ｃ）に示すように押圧加工片２１が引っ込むと、円筒コイルＣ１  の塑性変形した部分が略真直となり、次いで、図６の（ｄ）に示すように天板１１が回転し、円筒コイルＣ１  の次の一周分の円周上同一部位が加工位置にてダイス１２に引っ掛かった図６の（ａ）の状態となり、以下、同様に成形加工が施される。
【００３３】
なお、上記図示の実施の形態は、コイル一周毎の同一部位を略真直に変形せる場合であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、コイル一周毎の同一部位を他の部位より曲率が小さくなるよう変形させる実施の形態、あるいはコイル一周毎の同一部位を他の部位より曲率が大きくなるよう変形させる実施の形態も可能である。曲率が小さくなるよう変形させる場合、ダイスおよび押圧加工片は上記図示の実施と同様で、押圧加工片を押し付ける圧力を小さくする。また、曲率が大きくなるよう変形させる場合、ダイスは円弧状に凸設されたダイス面を有するものとし、押圧加工片を凹陥状に形成する。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、簡単でコンパクトな装置により、自動車用タイヤ等のゴム製品の補強材として好適な柔軟で伸びの大きい偏平なコイルワイヤを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るコイルワイヤ成形装置の平面図である。
【図２】実施の形態に係るコイルワイヤ成形装置の正面視断面図である。
【図３】実施の形態に係るコイルワイヤ成形装置の側面視断面図である。
【図４】実施の形態に係るコイルワイヤ成形装置のコイル供給部の平面図（ａ）および側面視断面図（ｂ）である。
【図５】実施の形態に係るコイルワイヤの成形途中の平面図（ｂ）および側面視断面図（ｂ）である。
【図６】実施の形態に係るコイルワイヤの成形工程説明図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。
【符号の説明】
６  コイル供給筒体
７  回転体
１０  スリット
１１  天板
１２  ダイス
１３  プーリ
２１  押圧加工片
２２  エアシリンダ
２３、２４  ガイド
３１  電動機
３２  駆動側歯車
３５  従動側歯車
３６、３９、４０  プーリ
Ｃ１  円筒コイル
Ｃ２  コイルワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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