JP2004181962A - 幅広のタイヤに適したタイヤ補強材の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コードからタイヤ補強材を製造する装置の改良。
【解決手段】リールから一本のコードを巻きだして補強材を製造する際、タイヤの形状を有するコアの表面にブチル系ゴムからなるインナーライナーとプライゴムを積層し、その上にコードを巻き付けて製造する装置であって、コードを把持するアーム部１３１がキャリッジ１３０に取付けられ、このキャリッジ１３０はレール部１３２上にコア1の回転軸線に対して平行に摺動できるように取付けられている装置。コードを把持するアームは単一アームのものと、複数のアームのものがある。
【選択図】図１

Description

本発明はタイヤの製造方法、正確にはタイヤ補強材製造時のコード取付け装置に関するものである。
本発明は特に、タイヤ製造時にタイヤの内部空洞に近い形状またはそれと同一形状を有する芯型すなわちタイヤ素材を支持するほぼ円環状の芯型上で補強材を製造する手段に関するものである。

タイヤの組立て時にタイヤ補強材を同時に製造する方法、すなわち、補強プライのような中間製品を用いるのではなく、リールから一本のコードを引き出しながら補強材をタイヤ製造時にその場で製造する方法は当該技術分野で公知である。下記特許文献にはそうした方法および装置の一つが記載されている。
欧州特許第１，１２２，０５７号公報

この特許に記載の方法は外面が完成タイヤの内部空洞の芯型にほぼ対応した硬いコア上でカーカス補強材を製造する方法に適している。この文献に記載の装置では、カスケード状に配置された少なくとも２本のアーム機構によってカーカス補強材となるコードをリジッドなコア上にアーチ状に配置していく。アーム機構はコアの周りを前後に動いて１本のアーチを往路および復路で少しづつ連続的に巻き付け、押圧具を用いてアーチ端部をリジッドなコア上に取り付けていく。コアはタイヤ構造に合った生ゴムで予め被覆されている。この生ゴムの特性によってアーチは十分に付着し、少なくとも製造に必要な状態に維持される。
単数または複数のアームを備えた上記以外の装置も公知である。これらの装置ではタイヤ製造時の支持体の役目をする型（フォーム）の一端から他端へ向かって案内管（すなわち上記と同様な機能をするコード案内部材）を往復運動させている。この種の装置については下記特許文献を参照されたい。

欧州特許第０，９６２，３０４号公報 欧州特許第１，２３１，０４９号公報 欧州特許第１，２３１，０５０号公報

幅が極めて広いタイヤを製造するための装置の場合には、上記の型に対する放射方向寸法が大きくなってしまう。特に、下記特許文献に記載のチェーン装置の場合に比べて放射方向寸法が著しく大きくなってしまう。
欧州特許第０，５８０，０５５号

本発明の目的は、アーム（単数または複数）が往復運動するという原理を利用した装置で幅広タイヤを製造する際に、装置の重量を増加させず且つできるだけ小型にして装置の能力を上げることにある。

本発明は：（1）内部をコードがスライド可能なコード取付け内部材と、（2）このコード取付け部材を周期的に前後運動させ、一連のサイクルで上記軌道内のコードの所望の端部の近傍へコード案内部材を移動させる、コード取付け部材が直接または間接的に取付けられた少なくとも１本のアームを有する駆動装置と、（3）コードを少なくとも上記端部で芯型へ貼り付けるための、軌道の各端部の近傍にある押圧部材とを有する、芯型の表面上にコードの所望の軌道に沿ってコードをアーチ状に配置していくことによって補強材を少しづつ構築していく、フレームを有し、このフレームに取付けられた回転軸線の囲りを回転する略円環状の芯型と組み合わせて用いられる一本のコードから補強材を形成する装置において、上記の駆動装置が支持体を介してフレームに取付けられ、上記支持体はフレームに対して所定自由度を有する手段に取付けらていて、芯型の回転軸線と同心な円筒面に接線状に接する面に対して平行運動できるようになっていることを特徴とする装置を提供する。

本発明の利点は、駆動装置を取付けた支持体を横方向に並進運動させることによって駆動装置に追加的な自由度が与えられ、放射方向寸法をほとんど増加せずにタイヤの成形型の回転軸線と平行な幅方向にコードを取付ける能力を向上させることができる点にある。

本発明は多数の補強コード取付け機構で使用できる。公知機構の中では上記の特許文献に記載の各種アーム（単数または複数）で使用でき、また、本出願人が同日に出願した「スロット中をスライドするカム従動子によって案内される複数の取付けアームを有するタイヤ製造装置」という名称の特許出願に記載の機構で使用することができる。

以下では２つの実施例を挙げる。
最初の実施例では駆動装置が一本の往復動アームを有し、この往復動アームの端部にコード取付け部材が直接取付けられる。第２の実施例では駆動装置が複数の往復動アームを有する。この駆動装置は２本の補助アームの端部に主アームを有し、コード取付け部材は主アームの端部に直接取付けられる。もちろんこれらの実施例に限定されるものではない。これらの実施例は全てラジアルタイヤ製造用であるため、所定の自由度を与える手段によって芯型の回転軸線に対して平行な運動が可能になっている。しかし、本発明がこの特徴に限定されるものではない。

本発明で用いられるタイヤの製造方法は下記特許に記載のものと同じであるので、その詳細は下記特許文献を参照されたい。
欧州特許第、１２２，０５７号公報

本発明装置では芯型の回転と駆動機構および押圧部材の運動とを同期制御する駆動システムを用いる。本発明ではさらに、特許文献６に記載の押圧部材（ハンマーおよびフォーク部材から成る組立体）を用いて補強コードのループを作り、このループをコアに押圧する。

コード取付け部材の新規なを駆動手段を詳細に説明する前に、いくつかの点について説明しておくのが有利であろう。
特許文献６にも記載の通り、「コード」という用語は一般的な意味で用いられ、モノフィラメント、マルチフィラメント、ケーブル、糸等の集合体、少数のケーブルまたは糸の束を含み、材料の種類には無関係であり、「コード」にゴムが予め被覆されていてもいなくてもよい。本明細書で「アーチ」という用語は特定の点から別の点へ延びた補強材のコードの一部を示すために用いられる。タイヤ外周に配置されたアーチの全体が補強材になる。このアーチはカーカス、クラウン補強材、その他任意の補強材の一部である。このアーチを取付けた後にコードを切断して分離してもよいが、最終補強材の状態で全てのアーチを例えばループを介して互いに連結したままにしておくこともできる。

本発明では基本的に最終製品の形にできるだけ近い形に補強コードを連続的に取付ける。コードは適当な供給装置から要求に応じて送り出される。この供給装置は例えばコードスプールと、このスプールから繰り出されるコードの張力を制御する装置とから成る。一本のコードから補強材を製造する装置は芯型（リジッドコアまたは強化メンブレン）と一緒に用いられる。タイヤはこの芯型の上で作られる。補強材を製造する際にコード貼り付け部材の前で芯型を何回回転させるかは重要ではなく、各回転ごとにコードを切断するか否かも重要でない。

「放射状、軸線方向、円周方向」といった用語で位置、方向または向きを表す場合または半径を表す場合、これらの用語は芯型（この上でタイヤを作る）またはタイヤ自体に対するものであり、結局はこれらでの意味と同じである。基準となる幾何学軸線は芯型の回転軸線である。

本明細書に記載のコード取付け部材を用いることによって補強材を製造することができる。例えばコード間の間隔が異なるカーカス補強材を製造できる。「間隔」とは２本の互いに隣接するコード間の空間にコードの直径を加えた距離を意味する。カーカス補強材の場合にはコード間の間隙は測定する個所の半径によって変るということは知られている。ここで問題にするのはこの変化ではなく、所定半径での間隔の変化である。この変化を生じさせるには、コード取付け部材の作動速度を変えずに芯型の回転速度を任意の適当な法則に従って変化させればよい。そうすることによってカーカス補強材のコードが所定の放射方向位置で所定の間隔変化法則に従って配列された例えばラジアルカーカスタイヤが得られる。

本発明では単数または複数のアームによってコード取付け部材は基本的にアームの幾何学的回転軸線に対して直角な面（運動面とよぶ）内に限定された運動をする。上記の特許文献６に記載の通り、本発明の特殊な実施例ではこの運動面自体がいずれか一項に記載のかで明らかになる機能的役割を有する運動をさせられる。
本発明の各種観点は添付図面を参照した以下の説明から明らかになろう。

［図１］（および以下の全ての実施例）では型（フォーム）はタイヤの内側表面の寸法が規定するコア１（リジドで分解可能）である（なお、これに限定されるものではない）。コア１はゴム10（［図２］参照）で被覆されている。このゴム10は例えばブチルゴムをベースにしたガス不透過性ゴム層と、製造時にカーカスコードをコア１上に固定（アンカー）させ、加硫後のタイヤではカーカスコードを埋め込む役目をする。少しづつ取り付けられるコード４はコア１を被覆したこのゴム10の粘着力によってコア１上に維持される。コア１は任意の適当な手段（図示せず）によって回転される。

［図１］には特許文献３に記載のものと同様な単一アームを有する駆動装置３が示してある。この単一アーム１３１は、キャリッジ１３０に取付けられている。キャリッジ１３０は駆動装置（本実施例では単一アーム１３１から成る）を支持する支持部を構成する。このキャリッジ１３０はレール１３２上にスライド自在に取付けられている。キャリッジ１３０はフット部１３４を有し、このフット部１３４にロッド１３８が関節結合している。ロッド１３８の他端はモータ１３６によって回転されるクランク１３７に連接されている。モータは逆回転運動をしない。従って、本発明装置の運転速度はモータ１３６の回転速度に比例する。本発明装置を一定速度で運転する（換言すれば単位時間に取り付けるコードのアーチの数を一定にする）ためには、モータ１３６を一定速度で回転させればよい（しかし、そうすることは必須ではない）。モータの回転方向は一方向のみを示す矢印Ｆ１で図示してある。キャリッジ１３０はレール１３２上を案内されて左右に並進運動する。この並進運動の振幅はクランク１３７の寸法に依存し、その大きさは調節できる（図示せず）。

アーム１３１の運動はスプライン軸１３３を駆動するモータ１３５で制御する。スプライン軸１３３はキャリッジ１３０を貫通している。モータ１３５の回転運動は連続的ではなく、所定振幅の交互運動が得られるようにモータ１３５は制御される。この交互運動はキャリッジ１３０内部の簡単な運動中継装置（図示せず）を介してアーム１３１に伝達される。上記の交互運動は両方向を示す矢印Ｆ２で図示してある。この運動制御を「電動カム」という用語で表すことにする。この運動は方向が変わるだけでなく、その速度も連続的に変化し、［図２］を参照して以下で説明する一連の特徴点に達するようになっている。キャリッジ１３０とアーム１３１の運動は同期しているということは理解できよう。

［図２］はアーム１３１の運動とキャリッジ１３０の並進運動とを組み合わせたものを示している。位置ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５はアーム１３１が取る回転中心位置を示している。単一アームの駆動装置のみの運動（円運動：欧州特許第１，２３１，０４９号参照）に横方向移動を重さねた全体の運動は（１）、（２）、（３）、（４）、（５）を通る破線で示した曲線になる。この曲線がコード取付けアーム１３１の先端（コード４が繰り出される先端）の運動を示す。

変形例では、キャリッジ１３０の運動を電動カムで制御することもできる。その場合には上記の２つの運動（アーム１３１とキャリッジ１３０の運動）の各々を各電動カムで制御する。別の変形例では、アーム１３１またはキャリッジ１３０の一方または両方を［図２］に示した好ましい一連の位置が得られるように設計された機械的カムシステムで制御することができる。

［図３］の駆動装置３は上記特許文献６に記載の装置に類似している。コード取付け部材は先端アーム３４に取付けられたアイレット６である。主アーム３１は前部補助アーム３２および後部補助アーム３３を介してキャリッジ３０１に取付けられている。前部補助アーム３２はスピンドル３２０に取付けられ、後部補助アーム３３はスピンドル３３０に取付けられている。先端アーム３４は主アーム３１に対して傾めになっていて、型がタイヤビードの所でサイドウォールの中間部よりも細くなっいる場合でもアイレット６がタイヤビードへ接近できるようになっている。この傾き度（すなわちタイヤビード領域への接近度）は上記特許文献６に記載の方法で制御できる。詳細はこの特許文献を参照されたい（本明細書では図面を単純にするため図示していない）。先端アーム３４は連続回転するのではなく、３６０度以下の円弧を描いて往復動する。この先端アーム３４の正確な運動は複数アームからなる駆動装置３の構成と用途によって異なる。

キャリッジ３０１は２本の平行な棒３０２上に摺動自在に取付けられている。キャリッジ３０１はフット部３０１０を有し、このフット部３０１０にはスロット３０１１が形成されている。このスロット３０１１に先端が係合したレバー３６２をモータ３６１が駆動するによってキャリッジ３０１は棒３０２上を案内されて交互運動する。モータ３６１と逆回転しない。このことは図面に一方向矢印Ｆ３として図示されている（速度変化が無いことを示しているわけではない）。レバー３６２の先端部にはラグ３６３が付いており、このラグがスロット３０１１に嵌合している。

複数アームからなる駆動装置３の運動はさらに、伸縮スピンドル３５３を介してスピンドル３２０を駆動するモータ３５１によっても制御される。スピンドル３３０はキャリッジ３０１上に設けられた歯車列を介してスピンドル３２０によって駆動され、スピンドル３２０は例えば約２４０°の振幅で往復運動する。図面にはこの交互運動が２方向矢印Ｆ４で図示してある。この実施例でも上記実施例の場合と同様に機械カムまたは電動カムを用いた多くの変形法で運動を制御することができる。

［図４］は複数アームからなる駆動装置３の運動とキャリッジ３０１の並進運動と組み合わせたものが示している。各位置ｘ１、ｘ２、ｘ３はスピンドル３２０および３３０の幾何学軸線を結ぶ架空面の軌跡である。キャリッジ３０１が移動するとスピンドル３２０および３３０が移動する。それによって前部補助アーム３２および後部補助アーム３３の回転中心が移動する。［図２］で説明したのと同様に、複数アームからなる駆動装置３のみの運動に並進移動が重なることによって得られる全体的な運動は（１）、（２）、（３）を通る太い破線で示した曲線になる。これはアイレット６の運動を示している。点ａ１、ａ２、ａ３を通る鎖線で示した曲線は軸３１０（主アーム３と前部補助アーム３２との枢軸点）の空間内での運動、従って主アーム３１の回転中心３１Ｒの空間内での運動を示しており、点ｂ１、ｂ２、ｂ３を通る曲線は軸３１１（主アーム３と後部補助アーム３３との枢軸点）の空間内での運動を示している。

上記の単数または複数のアームからなる駆動機構組立体は極めて小型である。コード取付け部材組立体（すなわち複数アームからなる駆動装置３）とキャリッジおよび押圧部材２の制御システムにモータと駆動装置とを含めた全体がサブ組立体を構成する。このサブ組立体はコアから後退して、例えばタイヤ製造のための別の装置またはコアを他のタイヤ製造位置へ移動させるための装置をコアへ向かって移動できるようになっている。

本発明装置の第１実施例の概念的斜視図。 上記第１実施例の一連の操作段階を表す図。 本発明装置の第２実施例の概念的斜視図。 上記第２実施例の一連の操作段階を表す図。

符号の説明

１ 芯型
３ 駆動装置
４ コード
１３０ キャリッジ
１３１ 単一アーム
１３２ レール
１３６ モータ

Claims (8)

1. （1）内部をコードがスライド可能なコード取付け内部材と、（2）このコード取付け部材を周期的に前後運動させ、一連のサイクルで上記軌道内のコードの所望の端部の近傍へコード案内部材を移動させる、コード取付け部材が直接または間接的に取付けられた少なくとも１本のアーム（131）を有する駆動装置と、（3）コードを少なくとも上記端部で芯型へ貼り付けるための、軌道の各端部の近傍にある押圧部材（2G、2D）とを有する、芯型の表面上にコードの所望の軌道に沿ってコードをアーチ状に配置していくことによって補強材を少しづつ構築していく、フレームを有し、このフレームに取付けられた回転軸線の囲りを回転する略円環状の芯型と組み合わせて用いられる一本のコード（4）から補強材を形成する装置において、
   上記の駆動装置が支持体を介してフレームに取付けられ、上記支持体はフレームに対して所定自由度を有する手段に取付けらていて、芯型の回転軸線と同心な円筒面に接線状に接する面に対して平行運動できるようになっていることを特徴とする装置。
2. 芯型の回転軸線に対して平行運動する所定自由度を有する手段の特徴によって本発明の範囲が制限されない請求項１に記載の装置。
3. 上記の駆動装置が単一の往復動アームを有し、この往復動アームの先端にコード取付け部材が取付けられている請求項１に記載の装置。
4. 上記の駆動装置が複数のアームを有する請求項１に記載の装置。
5. 上記の駆動装置が複数の往復動アームの先端に取付けられた主アームを有する請求項４に記載の装置。
6. コード取付け部材が主アームの先端に直接取付けられている請求項５に記載の装置。
7. コード取付け部材がアイレットである1〜6のいずれか一項に記載の装置。
8. 芯型の回転と駆動装置および押圧部材の運動を同期して制御する駆動システムを有し、この駆動システムが支持体の運動も同期して制御する請求項１〜７のいずれかに記載の装置。

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