CN103707533A - 橡胶条带卷绕体形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶条带卷绕体形成装置，能够使装置小型化。能够使对装置的控制变得容易而提高控制性。在将橡胶条带粘贴于刚性型芯的外表面的装置中，具备型芯支承机和条带粘贴机。上述条带粘贴机具备：具有粘贴辊的敷贴器；将上述敷贴器支承为能够沿输送方向（Y轴方向）进行移动的纵向移动单元；以及将敷贴器支承为能够沿上下方向（Z轴方向）进行移动的升降单元。上述型芯支承机具备：将刚性型芯支承为能够旋转的型芯支承单元；将刚性型芯支承为能够沿X轴方向进行移动的横向移动单元；以及将刚性型芯支承为能够绕垂直的回旋轴心（Ij）回旋的回旋单元。回旋轴心（Ij）从上述型芯轴心（Iw）与刚性型芯的赤道面相交而得的型芯中心点通过。

Description

橡胶条带卷绕体形成装置

技术领域

本发明涉及一种橡胶条带卷绕体形成装置，利用该橡胶条带卷绕体形成装置而在生胎形成用的刚性型芯的外表面高精度地形成橡胶条带卷绕体。

背景技术

近年来，为了提高轮胎的形成精度而提出有使用刚性型芯的轮胎形成方法（例如参见专利文献1、2。）。该刚性型芯具有与硫化完毕轮胎的轮胎内腔面大致相同的外形形状，通过在该刚性型芯的外表面上按顺序依次粘贴轮胎构成部件而形成生胎。并且，将该生胎连同刚性型芯一起投入硫化模具内，由此将该生胎夹持于作为内模的刚性型芯与作为外模的硫化模具之间而对该生胎进行硫化成形。

而且，还提出有如下方案，即：在上述生胎的形成过程中，利用长条带状的橡胶条带的卷绕体而形成上述轮胎构成部件中的例如内衬胶、胎侧胶、胎面胶等橡胶部件。即，将橡胶条带卷绕粘贴于刚性型芯的外表面，由此形成作为轮胎构成部件之一的内衬胶等橡胶部件。

另一方面，在下述的专利文献3中提出有通过将橡胶条带卷绕粘贴于呈非圆筒状的轮胎形成模型（former）的外表面而形成橡胶部件的装置。在该装置中，在固定位置驱动轮胎形成模型旋转，并且使得用于粘贴橡胶条带的敷贴器（applicator）与轮胎形成模型的轮廓对应地移动。

具体地说，上述敷贴器具备横向移动单元、纵向移动单元以及回旋单元，由此使得设于敷贴器前端的输送辊沿上述轮廓移动，其中，上述横向移动单元使上述输送辊沿着与轮胎形成模型的轴心平行的x轴方向进行横向移动，上述纵向移动单元使上述输送辊沿着与上述x轴方向成直角的y轴方向进行纵向移动，上述回旋单元使上述输送辊绕垂直的轴心进行回旋。

然而，在使敷贴器侧进行回旋移动的上述装置中，回旋半径较大，从而使得敷贴器的移动量增大。其结果，导致装置变得大型化。进而，在刚性型芯的情况下，由于轮廓较为复杂，因此难以在上述装置中使用刚性型芯。另外，在将横向移动单元、纵向移动单元、回旋单元设于装置的一侧的情况下（在上述装置中设于敷贴器侧。），由于回旋的基准角度、x轴方向上的基准位置、y轴方向上的基准位置彼此影响，因此导致控制变得复杂化、难以进行控制等，从而会产生应答速度、精度降低的问题。

[专利文献1]日本特开2011-161896号公报

[专利文献2]日本特开2011-167979号公报

[专利文献3]日本特开2006-110856号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种橡胶条带卷绕体形成装置，能够使装置变得小型化，并且能够使对装置的控制变得容易而提高控制性，从而能够以高精度迅速地形成橡胶条带卷绕体。

为了解决上述课题，本申请技术方案1的发明是一种橡胶条带卷绕体形成装置，对于通过将轮胎构成部件按顺序依次粘贴于外表面而形成生胎的刚性型芯而言，通过将长条带状的橡胶条带卷绕并粘贴于上述刚性型芯的上述外表面而形成作为上述轮胎构成部件之一的橡胶条带卷绕体，该橡胶条带卷绕体形成装置的特征在于，具备：型芯支承机，该型芯支承机将上述刚性型芯支承为能够绕水平的型芯轴心Iw进行旋转；以及条带粘贴机，该条带粘贴机对上述橡胶条带沿其长度方向进行输送，从输送方向前端的粘贴辊供给橡胶条带而将该橡胶条带粘贴于旋转的上述刚性型芯的外表面，上述条带粘贴机具备：敷贴器，该敷贴器在输送方向前端设有上述粘贴辊；纵向移动单元，该纵向移动单元将上述敷贴器支承为能够沿作为上述输送方向的Y轴方向进行移动；以及升降单元，该升降单元将上述敷贴器支承为能够沿作为上下方向的Z轴方向进行移动，并且，上述型芯支承机具备：型芯支承单元，该型芯支承单元将上述刚性型芯支承为能够绕水平的型芯轴心Iw进行旋转；横向移动单元，该横向移动单元将被上述型芯支承单元支承的刚性型芯支承为能够沿与上述输送方向成直角的X轴方向进行移动；以及回旋单元，该回旋单元将被上述型芯支承单元支承的刚性型芯支承为能够绕垂直的回旋轴心Ij回旋，进而，上述回旋轴心Ij从上述型芯轴心Iw与刚性型芯的赤道面相交而得的型芯中心点通过。

另外，技术方案2的特征在于，上述橡胶条带卷绕体形成装置具备控制单元，并且，上述控制单元具有高度控制部，该高度控制部对上述粘贴辊的相对于高度基准位置Pz的Z轴方向上的位移量δz进行控制，针对该粘贴辊的轴心Ir进行对位而使其位于高度与上述型芯轴心Iw的高度相同的位置。

另外，技术方案3的特征在于，上述控制单元具有姿势控制部，该姿态控制部对刚性型芯相对于横向基准位置Px的X轴方向上的位移量δx、刚性型芯相对于回旋基准位置Pj的绕回旋轴心Ij的位移量θj、以及粘贴辊相对于纵向基准位置Py的Y轴方向上的位移量δy进行控制，当粘贴橡胶条带时，对于刚性型芯的外表面经由橡胶条带而与粘贴辊接触的接点而言，使得所述粘贴辊的轴心Ir保持相对于所述外表面的从所述接点通过的法线成直角的直角姿势。

如上所述，在本发明中，并未将回旋单元设置于条带粘贴机侧而是设置于型芯支承机侧，并且将上述回旋单元的回旋轴心Ij设于型芯中心点的位置。因此，由于回旋半径较小，从而能够将回旋时的装置的移动量抑制得较小，进而能够使装置整体实现小型化。

另外，当粘贴橡胶条带时，为了将橡胶条带粘贴于正确的位置，要求利用粘贴辊对橡胶条带进行按压而使其抵靠于刚性型芯。此时，需要控制粘贴辊与刚性型芯的相对姿势，对于刚性型芯的外表面经由橡胶条带而与粘贴辊接触的接点而言，需要使得上述粘贴辊的轴心Ir保持相对于刚性型芯的外表面的从上述接点通过的法线成直角的直角姿势。但是，在本发明中，将纵向移动单元设于条带粘贴机侧，另外，将横向移动单元分开设于型芯支承机侧。因此，与将回旋轴心Ij设于型芯中心点的位置的方式相辅相成地，使上述控制变得容易，从而能够提高控制性。其结果，能够以高精度迅速地形成橡胶条带卷绕体。

附图说明

图1是示出本发明的橡胶条带卷绕体形成装置的一实施例的侧视图。

图2是本发明的橡胶条带卷绕体形成装置的近似俯视图。

图3是本发明的橡胶条带卷绕体形成装置的局部立体图。

图4是型芯支承机的主视图。

图5是敷贴器的侧视图。

图6是型芯支承单元的剖视图。

图7（A）是示出粘贴时的粘贴辊的直角姿势的示意图，图7（B）是其局部放大图。

图8是示出基于控制单元的高度控制的说明图。

图9是示出基于控制单元的姿势控制的说明图。

图10是按照时间序列示出粘贴辊与刚性型芯的相对位置关系的简图。

附图标记说明：

1…橡胶条带卷绕体形成装置；2…型芯支承机；3…条带粘贴机；4…刚性型芯；4S…外表面；6…粘贴辊；7…敷贴器；8…纵向移动单元；9…升降单元；20…型芯支承单元；21…横向移动单元；22…回旋单元；40…控制单元；40A…高度控制部；40B…姿势控制部；Co…型芯中心点；G…橡胶条带；N…法线；P…接点；Sc…赤道面。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行详细说明。

如图1、2所示，本实施方式的橡胶条带卷绕体形成装置1（以下称为“形成装置1”。）具备型芯支承机2、条带粘贴机3，通过将长条带状的橡胶条带G卷绕粘贴于刚性型芯4的外表面4S而形成橡胶条带卷绕体GR（如图4所示。）。

上述橡胶条带卷绕体GR形成为轮胎构成部件中的例如内衬胶、胎侧胶、胎面胶等橡胶部件之一。而且，将包括上述橡胶部件的轮胎构成部件按顺序依次粘贴于上述刚性型芯4的外表面4S，由此使生胎形成为与硫化完毕轮胎大致相同的形状。将该生胎连同刚性型芯4一起投入到硫化模具内，由此将生胎夹持于作为内模的刚性型芯4与作为外模的硫化模具之间而对该生胎进行硫化成形。

如图4所示，上述刚性型芯4具备：具有与轮胎内腔面相同的外表面形状的环形线状的型芯主体4A；以及安装于该型芯主体4A的型芯轴心方向两侧的一对侧板4B。在各上述侧板4B形成有朝型芯轴心方向外侧突出的支承轴部4B1。

接下来，上述型芯支承机2将上述刚性型芯4支承为能够绕水平的型芯轴心Iw旋转。另外，上述条带粘贴机3将橡胶条带G沿其长度方向输送，并从输送方向前端的粘贴辊6朝旋转的上述刚性型芯4的外表面4S供给并粘贴橡胶条带G。

具体地说，上述条带粘贴机3具备：在输送方向前端设有上述粘贴辊6的敷贴器7；将上述敷贴器7支承为能够沿作为上述输送方向的Y轴方向进行移动的纵向移动单元8；将上述敷贴器7支承为能够沿作为上下方向的Z轴方向进行移动的升降单元9。

如图5所示，上述敷贴器7具备沿Y轴方向延伸的例如板状的框架10，并且，在该框架10设有上述粘贴辊6、以及沿Y轴方向输送橡胶条带G的输送机11。

上述输送机11具有引导辊12、被该引导辊12引导而能够环行的输送带15。并且，在上述输送带15上，从供给单元（未图示。）接受橡胶条带G并将该橡胶条带G输送至上述粘贴辊6。

本例的输送机11具备：下输送机部11L，该下输送机部11L具有被多个下方的引导辊12L引导而能够环行的下方的输送带15L；以及上输送机部11U，该上输送机部11U具有被多个上方的引导辊12U引导而能够环行的上方的输送带15U。并且，将橡胶条带G夹持于上述上方的输送带15U与下方的输送带15L之间并对该橡胶条带G进行输送。

上述上输送机部11U被划分为前输送机部分11Uf与后输送机部分11Ur。在该前输送机部分11Uf与后输送机部分11Ur分别配置有对上方的输送带15U朝下方的输送带15L进行按压的按压辊12a。另外，上述前输送机部分11Uf与后输送机部分11Ur之间配置有用于切断橡胶条带G、且具有公知结构的切断单元16。

另外，上述粘贴辊6位于比上述输送机11靠前端侧的位置。另外，粘贴辊6被轴支承为绕水平的轴心Ir旋转自如，并对来自上述输送机11的橡胶条带G进行按压而使其抵靠并粘贴于刚性型芯4的外表面4S。借助压接用的缸体17而将本例的粘贴辊6保持于上述框架10。

如图1所示，上述纵向移动单元8具备：沿Y轴方向铺设的轨道8A；在上述轨道8A被引导的纵向移动台8B；以及使上述纵向移动台8B沿着轨道8A在Y轴方向上进行往返移动的驱动件8C。作为上述驱动件8C，例如优选采用具备伺服马达M、以及所谓的滚珠丝杠机构18的装置，其中，该滚珠丝杠机构18具有被上述伺服马达M控制了旋转的滚珠丝杠轴18a（如图2所示。）。

上述升降单元9具备：安装于上述纵向移动台8B的Z轴方向上的轨道9A；在上述轨道9A被引导的升降台9B；以及使上述升降台9B沿着轨道9A在Z轴方向上进行往返移动的驱动件9C。借助立设于上述升降台9B的安装板9B1来安装本例的轨道9A。另外，作为上述驱动件9C，在本例中与上述驱动件8C相同，例如优选采用具备伺服马达M、以及所谓的滚珠丝杠机构18的装置，其中，该滚珠丝杠机构18具有被上述伺服马达M控制了旋转的滚珠丝杠轴18a。并且，在上述升降台9B安装有上述敷贴器7。

接下来，上述型芯支承机2具备：将上述刚性型芯4支承为能够绕水平的型芯轴心Iw进行旋转的型芯支承单元20；将被上述型芯支承单元20支承的刚性型芯4支承为能够沿与上述输送方向成直角的X轴方向进行移动的横向移动单元21；以及将被上述型芯支承单元20支承的刚性型芯4支承为能够绕垂直的回旋轴心Ij回旋的回旋单元22。

具体地说，如图4所示，本例的横向移动单元21具备：沿X轴方向铺设的轨道21A；在上述轨道21A被引导的横向移动台21B；以及使上述横向移动台21B沿着轨道21A而在X轴方向上进行往返移动的驱动件21C（如图1所示。）。在本例中，作为上述驱动件21C，举例示出了具备安装于上述横向移动台21B的伺服马达M以及齿轮齿条单元19的装置，该齿轮齿条单元19具有被上述伺服马达M控制了旋转的齿轮19a、以及沿着X轴方向铺设且与上述齿轮19a啮合的齿条19b。但是，也能优选采用前述的滚珠丝杠单元18等。

另外，在本例中，上述回旋单元22具备：设于上述横向移动台21B上的环状的引导部22A；与该引导部22A同心且被支承为能够绕旋回轴心Ij回旋的回旋台22B；以及使上述旋回台22B绕上述回旋轴心Ij进行回旋转动的驱动件22C。在本例中，上述回旋台22B具有从其下表面突出的凸台部22B1，该凸台部22B1经由轴承23而被轴支承于上述引导部22A。另外，驱动件22C在本例中为伺服马达M，其输出轴与上述凸台部22B1以同心的方式连结。

另外，上述型芯支承单元20具备：立设于上述回旋台22B的支承台20A；被该支承台20A支承并且供上述刚性型芯4拆装自如地安装的型芯支承件20B。上述型芯支承件20B被安装于上述支承台20A的驱动马达24驱动而绕水平的型芯轴心I进行旋转。另外，在本例中，在上述型芯支承件20B设有球锁机构的夹紧部25，通过对该球锁机构的夹紧部25进行单按式操作（one-touch）而对刚性型芯4的上述支承轴部4B1进行拆装。

如图6所示，在上述刚性型芯4的支承轴部4B1，在其外端配置有与该支承轴部4B1同心的连结凹部26，并且在该连结凹部26的内周面凹设有周槽26A。另外，型芯支承件20B的上述夹紧部25具备插入于上述连结凹部26的连结筒部27、以及将上述连结凹部26与连结筒部27之间锁定的球锁单元28。

上述球锁单元28具备刚性球30、活塞片33以及柱塞34。上述刚性球30被保持于在上述连结筒部27的周壁形成的多个贯通孔29内。各上述贯通孔29沿周向分散配置，并且在半径方向内外将上述周壁贯通。上述活塞片33被收纳于设在上述夹紧部25内的缸室31内。并且，通过相对于上述缸室31供给和/或排出压缩空气，使得活塞片33在上述汽缸室31内朝型芯轴心方向内外移动。另外，上述柱塞34配设于上述连结筒部27的中心孔27H内，并且与上述活塞片33连结成能够一体移动。

利用上述活塞片33而能够使上述柱塞34在上述连结筒部27的中心孔27H内沿型芯轴心方向移动。通过该移动而使得柱塞34的外周面与各上述刚性球30抵接，从而将各刚性球30朝半径方向外侧按压而使之扩散。因此，各刚性球30被按压而抵靠于上述周槽26A，使得支承轴部4B1与夹紧部25被锁定。另外，利用上述活塞片33而能够使上述柱塞34在上述中心孔27H内朝型芯轴心方向内侧移动。由此，对上述刚性球30朝半径方向外侧的按压得以解除，从而使得上述支承轴部4B1与夹紧部25之间的锁定被解除。另外，柱塞34的外周面具有随着朝向轴心方向外侧而呈尖头状的锥面。在如上述那样使用球锁单元28的情况下，能够通过单按式操作来对支承轴部4B1与夹紧部25之间进行拆装，并且，能够防止连结时的晃动并提高定心（centering）精度。因此，能够有助于提高针对刚性型芯4而形成橡胶条带卷绕体的形成精度。

另外，如图3、4所示，上述回旋单元22的回旋轴心Ij从上述型芯轴心Iw与刚性型芯4的赤道面Sc相交而得的型芯中心点Co通过。

此处，在将橡胶条带G粘贴于绕型芯轴心Iw旋转的刚性型芯4的外表面4S的情况下，为了将橡胶条带G粘贴于正确的位置，需要利用粘贴辊6对橡胶条带G进行按压而使其抵靠于刚性型芯4。此时，上述粘贴辊6的轴心Ir经过上述型芯轴心Iw、且位于与上述回旋轴心Ij成直角的平面Qs（如图1所示。）内。在图7中示出了基于上述平面Qs的刚性型芯4的截面。如该图7所示，需要控制粘贴辊6与刚性型芯4的相对姿态，以使得上述粘贴辊6的轴心Ir保持相对于上述外表面4S的法线N成直角的直角姿势，其中，对于刚性型芯4的外表面4S经由橡胶条带G而与粘贴辊6接触的接点P而言，该法线N从上述接点P通过。另外，在上述直角姿势下，上述法线N在粘贴辊6的辊中心6c处与上述轴心Ir正交。

因此，在上述形成装置1中，具备用于控制上述相对姿势的控制单元40（如图1所示。）。该控制单元40具有高度控制部40A和姿势控制部40B。

如图8所示，上述高度控制部40A控制粘贴辊6相对于高度基准位置Pz的Z轴方向上的位移量δz。在本例中，示出将型芯轴心Iw设为高度基准位置Pz、且将从该高度基准位置Pz到粘贴辊6的轴心Ir的Z轴方向上的距离设为位移量δz的情况。利用上述升降单元9的伺服马达M（驱动件9C）能够控制上述Z轴方向上的位移量δz。由此，能够针对上述粘贴辊6的轴心Ir进行对位而使其位于高度与上述型芯轴心Iw的高度相同的位置。即，能够使粘贴辊6的轴心Ir经过上述型芯轴心Iw、且位于与上述回旋轴心Ij成直角的平面Qs内。

另外，如图9所示，上述姿态控制部40B对刚性型芯4相对于横向基准位置Px的X轴方向上的位移量δx、刚性型芯4相对于回旋基准位置Pj的绕回旋轴心Ij的位移量θj、以及粘贴辊6相对于纵向基准位置Py的Y轴方向上的位移量δy进行控制。在本例中，将经过上述粘贴辊6的辊中心6c的Y轴方向线设为横向基准位置Px，将从该横向基准位置Px到刚性型芯4的型芯中心点Co的X轴方向上的距离设为位移量δx。另外，在本例中，将经过上述辊中心6c的Y轴方向线设为回旋基准位置Pj，将型芯赤道面Sc相对于该回旋基准位置Pj的角度设为位移量θj。另外，在本例中，将经过型芯中心点Co的X轴方向线设为纵向基准位置Py，将从该纵向基准位置Py到粘贴辊6的辊中心6c的Y轴方向上的距离设为位移量δy。

利用上述横向移动单元21的伺服马达M（驱动件21C）能够控制上述X轴方向上的位移量δx。利用上述回旋单元22的伺服马达M（驱动件22C）能够控制绕上述旋回轴心Ij的位移量θj。利用上述纵向移动单元8的伺服马达M（驱动件8C）能够控制Y轴方向上的位移量δy。

通过对这些位移量δx、θj、δy进行控制，在对橡胶条带G的粘贴过程中，能够维持上述直角姿势。其结果，即使针对轮廓较为复杂的刚性型芯4，也能够一边抑制橡胶条带G的褶皱、变形一边高精度地将橡胶条带G卷绕粘贴于正确的位置。

以上虽然对本发明特别优选的实施方式进行了详细说明，但是本发明并不限定于图示的实施方式，能够变形为多种方式来实施。

[实施例]

试制了形成为图1、2所示的结构的橡胶条带卷绕体形成装置1，通过将橡胶条带G（厚度为0.5mm、宽度为20mm）粘贴于刚性型芯4的外表面4S上而形成了内衬胶。在图10中按照时间序列示出了当时的粘贴辊6与刚性型芯4的相对位置的变化（（1）→（23））。通过由控制单元分别控制各位移量δx、θj、δy而能够控制上述相对位置。

通过对上述位移量δx、θj、δy的控制，能够一边维持直角姿势一边抑制橡胶条带G的褶皱、变形而将橡胶条带G粘贴于刚性型芯4的正确的位置，从而能够高精度地形成橡胶条带卷绕体。

Claims (3)

1.一种橡胶条带卷绕体形成装置，对于通过将轮胎构成部件按顺序依次粘贴于外表面而形成生胎的刚性型芯而言，通过将长条带状的橡胶条带卷绕并粘贴于所述刚性型芯的所述外表面而形成作为所述轮胎构成部件之一的橡胶条带卷绕体，

所述橡胶条带卷绕体形成装置的特征在于，具备：

型芯支承机，该型芯支承机将所述刚性型芯支承为能够绕水平的型芯轴心Iw进行旋转；以及

条带粘贴机，该条带粘贴机对所述橡胶条带沿该橡胶条带的长度方向进行输送，从输送方向前端的粘贴辊供给橡胶条带而将该橡胶条带粘贴于旋转的所述刚性型芯的外表面，

所述条带粘贴机具备：敷贴器，该敷贴器在输送方向前端设有所述粘贴辊；纵向移动单元，该纵向移动单元将所述敷贴器支承为能够沿作为所述输送方向的Y轴方向进行移动；以及升降单元，该升降单元将所述敷贴器支承为能够沿作为上下方向的Z轴方向进行移动，

并且，所述型芯支承机具备：型芯支承单元，该型芯支承单元将所述刚性型芯支承为能够绕水平的型芯轴心Iw进行旋转；横向移动单元，该横向移动单元将被所述型芯支承单元支承的刚性型芯支承为能够沿与所述输送方向成直角的X轴方向进行移动；以及回旋单元，该回旋单元将被所述型芯支承单元支承的刚性型芯支承为能够绕垂直的回旋轴心Ij回旋，

进而，所述回旋轴心Ij从所述型芯轴心Iw与刚性型芯的赤道面相交而得的型芯中心点通过。

2.根据权利要求1所述的橡胶条带卷绕体形成装置，其特征在于，

所述橡胶条带卷绕体形成装置具备控制单元，

并且，所述控制单元具有高度控制部，该高度控制部对所述粘贴辊的相对于高度基准位置Pz的Z轴方向上的位移量δz进行控制，针对该粘贴辊的轴心Ir进行对位而使其位于高度与所述型芯轴心Iw的高度相同的位置。

3.根据权利要求2所述的橡胶条带卷绕体形成装置，其特征在于，

所述控制单元具有姿势控制部，该姿态控制部对刚性型芯相对于横向基准位置Px的X轴方向上的位移量δx、刚性型芯相对于回旋基准位置Pj的绕回旋轴心Ij的位移量θj、以及粘贴辊相对于纵向基准位置Py的Y轴方向上的位移量δy进行控制，当粘贴橡胶条带时，对于刚性型芯的外表面经由橡胶条带而与粘贴辊接触的接点而言，使得所述粘贴辊的轴心Ir保持相对于所述外表面的从所述接点通过的法线成直角的直角姿势。

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