JP2004181963A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】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駆動装置を有するコード４をコア１上に取付けてタイヤ強化材を製造する装置の改良。
【解決手段】駆動装置が少なくとも一つの主アーム31と、前部補助アーム32と、後部補助アーム33とを有し、主アーム31は前部補助アーム32に連結され且つスロット312と係合したカム従動子を介して後部補助アーム33に連接されている。
【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。

コア上にコードをより正確に取付けるためには、コードが挿通されたアイレットをコア上の製造すべきタイヤのビードにできるだけ近い対応領域へ近付ける必要がある。本発明の一実施例では少なくとも３本目のアームを追加してタイヤビードの低部へより良く近付けるようにする。この場合の課題はこのアームの先端を正しく運動させることである。アーム先端の運動を制御する方法は種々考えられるが、多くの方法は複雑になり、機構が大型化する。

本発明の目的は、簡単な方法でアーム先端を軌道に接近させることができる装置を提供することにある。

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、少なくとも１本の主アームと前部補助アームと後部補助アームの２本の補助アームを有し、各補助アームはそれぞれ幾何学的回転軸に間接結合し、各幾何学的回転軸が互いにほぼ平行で且つ離れている駆動装置と、（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、
主アームと補助アーム特許の間を間接結合させる幾何学的回転軸を介して主アームを補助アームの一つに取付け、この主アームをオリフィスと係合したカム従動子を介して他方の補助アームに取付けたことを特徴とする装置を提供する。

本発明で行われるタイヤ製造方法は上記の特許文献１に記載の方法と同じであるので、その詳細は例えば上記特許文献を参照されたい。本発明装置は、芯型の回転と同期して駆動装置および押圧部材を制御する動力システムを一緒に使用するものである。さらに、本発明では上記特許文献１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1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1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。

本発明では多重アーム式駆動機構（multi-arm actuation mechanism）を用いる。この多重アーム式駆動機構は、一連の３本のアームを用いる必要がなく、カスケード状に直列に配置されたアームの３番目のアームの運動を制御しなくてよくなるため、特許文献１に記載のものに比べてアイレットをコアの直ぐ近くへ接近できるという利点がある
［図１］はキャリッジ３０に取付けられた多重アームを備えた駆動装置３を示している。この多重アーム式駆動機構３は主アーム３１を有、この主アーム３１の先端にアイレット６が取付けられている。この実施例では主アーム３１はコード取付け部材を直接支持している。以下の全ての実施例でコード４の取付け部材はアイレット６になっているが、これに限定されるものではない。本発明の多重アーム式駆動機構３は下記特許文献に記載のチェーン装置と同じ機能を実行できる。
欧州特許第０，５８０，０５５号広報

押圧部材２Ｇ、２Ｄは上記特許文献2に記載の役目をするのに適した形で配置される。アイレット６は特許文献１に記載のものと同様である。このアイレット６の出口オリフィス６２はコード取付け部材の運動面内を移動する。アイレット６から出てくるコード４は基本的に運動面内（すなわちアイレット６の壁面と直角な面内）にあるので、オリフィス６２のエッジはコード４を傷付けないように注意深く作成しなければならない。変形例ではアイレット出口でのコードの平均的な向きに近くなるようにアイレットの向きを調節する。

主アーム３１は前部補助アーム３２と後部補助アーム３３とを介してキャリッジ３０に取付けられる。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。主アーム３１の幾何学的回転中心３１Ｒは前部補助アーム３２の先端３２１にある。すなわち、主アーム３１は幾何学的回転中心３１Ｒに位置した軸３１０を介して前部補助アーム３２に取付けられ、従って、主アーム３１と前部補助アーム３２とは間接結合していま。軸３１０は主アーム３１の中心部分にも取付けられている。主アーム３１にはスロット３１２が形成されている。このスロット３１２はアイレット６とは反対側の幾何学的回転中心に位置している。後部補助アーム３３の先端３３１にはラグ３１１が取付けられ、このラグ３１１は主アーム３１のスロットを貫通し、主アーム３１を案内することができるようになっている。

特許文献１に記載の構造では駆動装置のアームはカスケード状に配置され、平行四辺形(スピンドル３１、３２、３４)を形成し、スピンドル３１と３４は長さが等しく、その運動は同じであった。アーム３１と３４に支持されたアーム３２は常に平行に運動する（ここに記載の下線付き参照番号は欧州特許第１，１２２，０５７号のものである）。これに対して本発明では、主アーム３１の一方の先端に形成したスロット３１２とラグ３１１とのカム／従動子機能のおかげで、前部補助アーム３２と後部補助アーム３３とを異なる長さにすることができ（当該補助アームの回転中心とラグ３１１または軸３１０との間の機能長さという）、および／または、前部および後部アーム３２、３３の往復運動を異なる振幅で往復動させることができる。機能的には本発明によって運動中の主アーム３１を平行あ状態に維持することができる。［図２］に示すように所定の傾斜を与えることによってサイドウォールの中間位置よりもタイヤビード位置で成形型が細くなっている場合でもアイレット６をタイヤビードへ接近させることができる。

この傾き度（すなわちタイヤビード領域への接近度合）は各補助アームの長さおよび／またはそれらの往復運動の振幅を調節して変える。［図１］および［図２］は補助スピンドル３２、３３がわずかに異なる運動をする場合を示している。補助アームは連続回転せず、３６０度未満の小さい円弧で往復運動する。円弧動の正確な値は多重アーム式駆動機構３の正確な構造および用途に依存する。スピンドル３２０、３３０はキャリッジ３０の内部構造を介して互いに連結れていて、スピンドル３２０は例えば２４０度の振幅で往復運動し、スピンドル３３０は例えば２２０度の振幅で往復運動できるように設計されている。これら２本のスピンドルは同一モータ３５によって制御される。

変形例では、スピンドル３２０と３３０とをそれぞれ独自の電動モータで制御し、２つの電動モータを同期運動するように設計することもできるが、相対振幅を必要に応じてわずかに変えることもできる。
［図２］は多重アーム式駆動機構３の運動を示し、主アーム３１、前部補助アーム３２および後部補助アーム３３が示される。（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）を通る太い破線で示した曲線はアイレット６の運動を示す。また、点ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ａ６、ａ７を通る鎖線で描かれた曲線は軸３１０の空間内での運動（すなわち、主アーム３１の回転中心３１Ｒの空間内の動き）を示す。また、点ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６、ｂ７を通る曲線はラグ３１１の空間内の運動を示す。［図２］から分かるように、前部補助アーム３２と後部補助アーム３３の長さは等しい（これは特定の場合で、そうすることは必須ではない）。補助アームの運動の振幅は同一ではないので、主アーム３１の傾きが変化する。

本発明装置は補助アームが図の対称軸上に一直に整合するように取付けられる。軸３１０が点ａ７、ラグ３１１が点６７(［図２］に示された配置ではない)にある場合、主アーム３１は正確に図の対称軸上に位置し、前部補助アーム３２と後部補助アーム３３は正確に一直線上にくる。後部補助アームの運動の振幅が前部補助アームの運動の振幅よりわずかに小さいため、前部補助アーム３２と後部補助アーム３３が図の対称軸と一致した位置から回動して、往復運動の限界位置へ達すると、先ず、主アーム３１が図の対称軸に対して傾斜し、アイレット６が軸３１０よりわずかに対称軸から離れ、ラグ３１１が嵌合しているスロット３１２の位置はさらに対称軸から離れる。

次に、主アーム３１が再び図の対称軸線と正確に平行になる前部補助アーム３２と後部補助アーム３３の中間位置がある。最終的には、前部補助アーム３２と後部補助アーム３３がその往復運動の限界に達し、主アーム３１が傾き、アイレット６が軸３１０よりも図の対称軸線に近づき、ラグ３１１よりもさらに対称軸線に近くなる。前部補助アーム３２と後部補助アーム３３の運動の相対振幅を正確に選択することによってアイレット６をタイヤビードの直ぐ近くまで接近させることができる。

［図３］に示したキャリッジ３０１は上記の多重アーム式駆動機構３を支持する支持体を構成する。この多重アーム式駆動装置３は主アーム３と、前部補助アーム３２と、後部補助アーム３３とから成る。この実施例の特徴はキャリッジ３０１が２本の平行な棒３０２上をスライドすることである。キャリッジ３０１にはフット３０１０が備えられており、このフット３０１０にはスロット３０１１が形成されている。キャリッジ３０１はレバー３６２を介してモータ３６１によって棒３０２上を交互並進運動される。実際にはレバー３６２の先端にラグ３６３が取付けされ、このラグがスロット３０１１と嵌合している。多重アーム式駆動機構３の運動はモータ３５１によっても制御される。このモータ３５１は伸縮スピンドル３５３を介してスピンドル３２０を駆動する。スピンドル３３０は歯車列を介してスピンドル３２０によって駆動される。この実施例の利点は多重アーム式駆動機構３を支持したキャリッジ３０１を並進運動させることによって多重アーム式駆動機構３に追加の運動の自由度を与えらることができる点にある。これはコア１の回転軸線に平行な取付け幅を大きく広げる時に特に有用である。

［図４］は多重アーム式駆動機構３の運動とキャリッジ３０１の並進運動とを組み合せたものを示す。各位置ｘ１、ｘ２、ｘ３はスピンドル３２０とスピンドル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、３３０が移動し、それによって後部補助スピンドル３２および前部補助スピンドル３３の回転中心が移動する。［図２］で説明したように、多重アーム式駆動機構３のみの運動に並進移動が重なった全体的な運動は（１）、（２）、（３）を通る太い破線で描いた曲線になる。これはアイレット６の運動を示している。点ａ１、ａ２、ａ３を通る鎖線で描いた曲線は軸３１０の空間内での運動（すなわち主アーム３１の回転中心３１Ｒの空間内での運動を示し、点ｂ１、ｂ２、ｂ３を通る曲線はラグ３１１の空間内での運動を示す。

さらに別の変形例では、スロットを主スピンドルの中間部分に作成し、スピンドルの回転中心をアイレット６と反対側の先端にする。［図５］はこの場合を示している。この変形例でも主アーム１３１が前部補助アーム１３２と後部補助アーム１３３を介してキャリッジ１３０に取付けられる。この変形例の特徴は主アーム１３１の幾何学的回転中心１３１Ｒが後部補助アーム１３３の先端に位置し、主アーム１３１が幾何学的回転中心１３１Ｒに位置した軸１３１０を介して後部補助アーム１３３に取付けられ、それによって主アーム１３１と後部補助アーム１３３とが間接結合される点にある。軸１３１０は主アーム１３１の後端部にも取付けられる。スロット１３１２は主アーム１３１の中心部分に形成される。このスロット１３１２は幾何学的回転中心１３１Ｒとアイレット６との間に位置する。ラグ１３１１は前部補助アーム１３２の先端に取付けられている。ラグ１３１１は主アーム１３１のスロット１３１２を貫通し、主アーム１３１を案内する。

［図６］の調節方法は上記の全ての変形例で用いることができる。図に示すように、各補助アームはそれぞれ２つの部位から成り、前部補助アーム２３２および後部補助アーム２３３の有効長さをそれぞれ調節することができる。前部補助アーム２３２の基部２３２Ａ上での先端部２３２Ｂの位置を種々変えることができる。後部補助アーム２３３でも同様である。同様に、軸１３１０を主アーム１３１の異なる位置に取付けることもできる。また、アイレット６の位置（すなわち主アーム１３１の有効長さ）を主アーム２３１の基部２３１Ａ上での先端部２３１Ｂの位置を変えることによって調節することもできる。これらの調節手段は単独で用いることができ、また、各補助アームの運動の振幅の調節方法と一緒に用いることもでき、さらには、アームの運動を異なる複数のモータで制御して自由度をさらに大きくすることもできる。

要約すると、本発明のコード取付け手段の駆動装置は同期させた補助アームの運動を異なる振幅で調節できるのが好ましい。上記のこととともに、別の観点から、本発明のコード取付け手段の駆動装置では補助アームの同期運動を複数のモータで制御するのが好ましい。
本発明の多重アーム式駆動機構３は全体が小型である。コード取付け部材（すなわち、モータと駆動装置を含めた多重アーム式駆動機構３と押圧部材２の制御システムから成る組立体）はサブ組立体を構成する。このサブ組立体は適当な方法でコアへ向かって簡単に移動でき、また、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。

上記実施例では主アーム３１をタイヤを作るための芯型のサイドウォールの周りで運動させ、主アーム３１を傾けることができるので、アイレット６をビードの直ぐそばまで接近させることができる。もちろん、主アーム３１の行程の端部でその傾きを逆にすることもできる。しかし、そうすることに余り利点はないように思われる。

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。 本発明装置の第３実施例の概念的斜視図。 本発明装置の変形例を示す概念的斜視図。

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 (9)

1. （1）内部をコードがスライド可能なコード取付け部材と、（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、少なくとも１本の主アーム（31）と前部補助アーム（32）と後部補助アーム（33）の２本の補助アームを有し、各補助アームはそれぞれ幾何学的回転軸に間接結合し、各幾何学的回転軸が互いにほぼ平行で且つ離れている駆動装置と、（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、
   主アーム（31）と補助アーム特許の間を間接結合させる幾何学的回転軸を介して主アームを補助アームの一つに取付け、この主アームをオリフィス（312）と係合したカム従動子を介して他方の補助アームに取付けたことを特徴とする装置。
2. 上記駆動装置の各補助アームの運動が同期され、異なる振幅に調節できる請求項１に記載の装置。
3. 上記駆動装置の各補助アームの運動が同期されし、異なるモータによって制御される請求項１に記載の装置。
4. スロットが主アーム（31）に形成されている請求項１に記載の装置。
5. スロット（312）がコード取付け部材とは反対側の間接結合部に位置している請求項４に記載の装置。
6. 主アーム（31）がコード取付け部材を直接支持している請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. コード取付け部材がアイレット（6）である請求項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とを同期して制御する駆動システムと一緒に用いられ、上記駆動装置は支持体上に取付けられており、この支持体は芯型の回転軸に対して相対運動し、この相対運動は上記駆動システムによって芯型の回転と同期して制御される請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 支持体が芯型の軸線と平行に運動する請求項８に記載の装置。

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