JP2005246845A

JP2005246845A - ゴムリボン巻付け装置

Info

Publication number: JP2005246845A
Application number: JP2004062176A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Ogawa; 裕一郎小川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JP4881548B2

Abstract

【課題】タイヤ回転支持体と押出機との相対位置および相対姿勢の制御のための駆動装置を巨大化させることなく、また、その駆動における応答速度を低下させることのないゴムリボン巻付け装置を提供する。
【解決手段】
ゴムリボン巻付け装置１は、押出機２およびタイヤ回転支持体３が、タイヤ回転支持体３の中心軸線と平行な平面上に並べて配置され、この平面内において、これらを相互に離隔接近させる方向の並進自由度、この離隔接近方向に交差する方向の並進自由度、および、これらの相互の向きを変える回転自由度の３自由度のうち、１つもしくは２つの自由度を押出機２に、残余の自由度を含む２以下の自由度をタイヤ回転支持体３に配分して構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ゴムリボンを押し出す押出機と、ゴムリボンを巻回するタイヤ回転支持体とを具え、ゴムリボンをタイヤ回転支持体に貼付ける貼付けローラが押出機に取付けられ、タイヤ回転支持体と押出機との相対位置および相対姿勢を制御して、ゴムリボンの貼付け位置の移動下でこれをタイヤ回転支持体上に巻回しタイヤ構成部材を形成するゴムリボン巻付け装置に関し、特に、相対位置および相対姿勢の高速な制御を可能にし、装置を簡素に構成することのできるものに関する。

従来から、ゴムリボンを押し出す押出機と、押し出されたゴムリボンを巻回するタイヤ回転支持体とを具え、タイヤ回転支持体に対する押出機の相対配置を制御して、押出機に取付けられた貼付けローラの移動下でゴムリボンをタイヤ回転支持体上に巻回しタイヤ構成部材を形成するゴムリボン巻付け装置は知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この装置によれば、第一に、断面形状の異なる複数サイズのタイヤ構成部材を、これらのサイズに共通な一種類のゴムリボンを巻回して形成するので、異なるサイズのタイヤを、サイズ切替え時間を要することなく連続して成型することができ、第二に、ゴムリボンを巻回して形成されるタイヤ構成部材ではその幅方向両端間を横断するつなぎ部分がないことにより、タイヤユニフォーミティやタイヤバランスの性能を向上させることができ、第三に、成型するタイヤごとに押し出されたゴムリボンを直接巻回してタイヤ構成部材を形成するので、押出機を小型化することができ、押し出されたゴム材料を保管するためのスペースが要らないという特長をもたらすことができる。

このような装置において、ゴムリボンをタイヤ回転支持体上で巻回してタイヤ構成部材を形成しようとすると、タイヤ中心軸線を含む断面において曲線をなすタイヤ回転支持体の輪郭に沿ってゴムリボンの貼付け位置を制御する必要があり、そのため、タイヤ回転支持体を回転しながら、ゴムリボンの貼付け位置を特定する貼付けローラを、タイヤ回転支持体の輪郭の接線と平行な姿勢を保ってタイヤ輪郭線に沿って移動することが行われる。そして、一般的に、貼付けローラは、押出機に固定されて取付けられるので、押出機の、タイヤ回転支持体に対する相対配置を制御することが行われ、相対配置を司る自由度として、タイヤ回転支持体中心軸と平行な面内の３自由度が、押出機およびタイヤ回転支持体のいずれか一方もしくは両方に配分される。

前述の公知文献の例においては、図４に概念配置図で示すように、ゴムリボン巻付け装置８０は、ゴムリボンＲを押し出す押出機８２と、ゴムリボンＲを巻回するタイヤ回転支持体８３とを紙面で表わされる平面に並べて構成され、タイヤ回転支持体８３を紙面に固定して配置する一方で、貼付けローラ８４をタイヤ回転支持体８３の輪郭に沿って移動させるための３自由度のすべてを押出機８２に配分して構成される。押出機８２に配分されるこれらの自由度は、タイヤ回転支持体８３に対して離隔接近する方向ｘの並進自由度と、方向ｘと直交する方向ｙの並進自由度と、紙面内における押出機中心軸の方向θを変える回転自由度とである。

このような構成により、従来のゴムリボン巻付け装置８０は、幅広い種類のサイズのタイヤ構成部材を形成することができるものの、前記３自由度のすべてが押出機８２に配分されるため、３自由度の制御の際に移動する部分の重量が大きくなり、そのため、駆動装置が巨大化し、また、慣性質量の増加に伴う応答速度の低下が問題となっていた。また、駆動装置の大きさを制限したり、応答速度を上げようとしたりした場合には装置が複雑なものとなりコストが膨大なものになってしまいこれも問題であった。

また、３つの自由度の分配方法として、すべての自由度をタイヤ回転支持体８３に配分した場合にも、同様の問題が、タイヤ回転支持体８３側で発生することになり、解決策とならないことが分かった。
特開２００３−３３９６０号公報

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、タイヤ回転支持体と押出機との相対配置を制御するための駆動装置を巨大化させることなく、また、その駆動における応答速度を低下させることのないゴムリボン巻付け装置を提供することを目的とするものである。

＜１＞本発明は、ゴムリボンを押し出す押出機と、押し出されたゴムリボンを巻回するタイヤ回転支持体とを具え、押出機に、タイヤ回転支持体上にゴムリボンを貼付ける貼付けローラを取付けてなり、タイヤ回転支持体に対する押出機の相対配置を制御して、貼付けローラの移動下でゴムリボンをタイヤ回転支持体上に巻回しタイヤ構成部材を形成するゴムリボン巻付け装置において、
押出機およびタイヤ回転支持体を、タイヤ回転支持体の中心軸線と平行な平面上に並べて配置するとともに、この平面内での前記相対配置を特定する３つの自由度を構成する、タイヤ回転支持体と押出機とを相互に離隔接近させる方向の並進自由度、この離隔接近方向に交差する方向の並進自由度、および、これらの相互の向きを変える回転自由度のうち、１つもしくは２つの自由度を押出機に、残余の自由度を含む２以下の自由度をタイヤ回転支持体に配分してなるゴムリボン巻付け装置である。

ここで、「タイヤ回転支持体」とは、タイヤ成型ドラムや、成型工程から加硫工程まで連続してタイヤを支持する中子となるハードコアを含み、また、「タイヤ回転支持体上にゴムリボンを貼付ける」、あるいは、「タイヤ回転支持体上にゴムリボンを巻回する」等の表現は、タイヤ回転支持体上にすでに組み付けられたタイヤ構成部材上に、ゴムリボンを貼付け、あるいは、これを巻回することも含んで意味するものとする。

＜２＞本発明は、＜１＞において、前記３自由度のうち、前記タイヤ回転支持体と押出機との相互の向きを変える回転自由度をタイヤ回転支持体だけに配分してなるゴムリボン巻付け装置である。

＜３＞本発明は、＜１＞もしくは＜２＞において、前記離隔接近方向に交差する方向の並進自由度を押出機に配分してなるゴムリボン巻付け装置である。

＜４＞本発明は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、同じ種類の自由度を、押出機とタイヤ回転支持体との双方に分配してなるゴムリボン巻付け装置である。

＜１＞の発明によれば、前記３自由度のうち、押出機およびタイヤ回転支持体のいずれにおいても、それらに分配される自由度は２以下であり、一方側だけに３自由度を集中させて配分されることはないので、これらの自由度に係る駆動装置全体を小さくすることができ、よって、装置のコスト、スペースを抑えることができるとともに、これらの自由度にそった変位の応答速度を向上させることができる。
なお、離隔接近方向に交差する方向の並進自由度に関し、離隔接近方向に対する交差角を９０度とするのがもっとも好ましく、このようにすることにより、最短の変位量で所定の配置への変位を行わせることができ、装置を一層コンパクトに構成することができる。

＜２＞の発明によれば、押出機とタイヤ回転支持体との相互の向きを変える自由度をタイヤ回転支持体だけに配分したので、押出機バレルを旋回する配置とする必要がなく、押出機の両横近くに他の装置を配置することができ、もし、この自由度を押出機側で負担した場合には、全長の長い押出機バレルの旋回のためのスペースが必要となり、このスペースには装置を配置したり物品を置いたりすることはできず無駄なスペースとなってしまう。

＜３＞の発明によれば、タイヤ回転支持体に対して離隔接近方向に交差する方向の並進自由度を押出機に配分したので、タイヤ回転支持体の駆動機構を簡略化することができる。

＜４＞の発明によれば、同じ種類の自由度を、押出機とタイヤ回転支持体との双方に分配するので、一つの自由度を押出機とタイヤ回転支持体との双方で分け合って、それぞれにおける駆動部分を最小化することができ、例えば、一つの自由度が、ストロークの大きいものであった場合、ストロークを適度に分割して、この自由度を双方に分配することにより、相互の駆動部分のバランスを調整して、一方側に駆動部分が偏在化するのを防止することができる。

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、本実施形態のゴムリボン巻付け装置の配置を示す概念配置図であり、図１（ａ）は、原点位置における配置を示し、図１（ｂ）は原点位置から変位した位置における配置を示す。ゴムリボン巻付け装置１は、ゴムリボンＲを押し出す押出機２と、押し出されたゴムリボンＲを巻回するタイヤ回転支持体３とを具え、押出機２には、タイヤ回転支持体３上にゴムリボンＲを貼付ける貼付けローラ４が取付けられる。タイヤ回転支持体３の中心軸線Ｌ_１は紙面と平行に設けられ、押出機２とタイヤ回転支持体３とは、紙面上に並べて配置される。

タイヤ回転支持体３を回転させながら、貼付けローラ４を、タイヤ回転支持体３の周面と接する向きに姿勢を保ちながら、この周面に沿って紙面と平行な面内で変位させることにより、ゴムリボンＲを螺旋巻回もしくは積層巻回してタイヤ構成部材を形成することができる。

貼付けローラ４の、このような紙面内での３自由度の相対変位を実現するため、本実施形態は次の構成をとる。まず、紙面上に基準点ＦＰを設定する。タイヤ回転支持体３については、タイヤ回転支持体３に、その軸方向中央面Ｆ_１内に紙面と垂直な回転軸線ＳＣを設け、タイヤ回転支持体３を、回転軸線ＳＣの廻りに回転可能とするとともに、回転軸線ＳＣが、基準点ＦＰを通り、押出機２に対して相互に離隔接近する方向の直線Ｌｘ上を変位するよう構成する。

押出機２については、これを、基準点ＦＰを通り、直線Ｌｘと直交する他方の直線Ｌｙと平行な方向ｙに並進可能なよう構成する。そして、貼付けローラ４は、押出機２に固定されて取付けられているので、必然的に、直線Ｌｘ上を変位可能に構成されることとなる。

このようにして、タイヤ回転支持体３に、直線Ｌｘと平行な方向ｘに沿った並進自由度と、回転軸線ＳＣ廻りの回転θに係る回転自由度とを配分し、押出機２に方向ｙに沿った並進自由度を配分することができる。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した原点位置から、タイヤ回転支持体３を、方向ｘに沿って（ｘ_１−ｘ_０）だけ変位させるとともに、回転軸線ＳＣの廻りに角度θ_１だけ回転し、一方、押出機２を、方向ｙに沿ってｙ_１だけ変位させた状態を示す。

図２は、図１に示した概念図を実現するゴムリボン巻付け装置１の例を示す斜視図であり、図１に対応する部分は同じ符号を用いて表わした。このゴムリボン巻付け装置１は、タイヤ回転支持体を構成するベルトトレッドバンド成型ドラム（ＢＴドラム）３上にトレッドゴム部材を形成するものであり、図２に示す状態において、ＢＴドラム３上には既にベルトが周上に組み付けられている。押出機２から押し出されたゴムリボンＲは、押出機２に固定された貼付けローラ４によってＢＴドラム３上に貼付けられ、その貼付け位置と姿勢は、押出機２とＢＴドラム３とを相対変位させることによって制御される。

図２において、押出機２とタイヤ回転支持体３とが相互に離隔接近する方向をｘ、この方向と直交する方向をｙとする。押出機２は、ｙ方向に変位可能に設けられた可動テーブル１１に支持され、可動テーブル１１を変位させるｙ軸変位手段１２は、可動テーブル１１に取付けられた車輪１２ｂと、この車輪１２ｂをｙ方向にガイドするレール１２ａと、図示しない駆動手段とで構成される。

一方、ＢＴドラム３は、回転テーブル１３に取付けられた支柱６に軸支され、また、回転テーブル１３は、回転軸線ＳＣの廻りに回転可能に可動テーブル１６に取付けられる。回転テーブル１３を回転する回転手段１４は、回転軸１４ａと、回転テーブル１３を回転駆動する駆動部１４ｃと、回転テーブル１３を支持し可動テーブル１６上を転動する支持ローラ１４ｂとよりなる。

さらに、可動テーブル１６は、ｘ軸方向に変位可能に設けられ、可動テーブル１６を変位させるｘ軸変位手段１５が設けられ、ｘ軸変位手段１５は、可動テーブル１６に取付けられた車輪１５ｂと、この車輪１５ｂをｘ方向にガイドするレール１５ａと、図示しない駆動手段とで構成される。

なお、上記の例においては、ｙ軸変位手段１２およびｘ軸変位手段１５を、車輪１２ｂ、１５ｂとレール１２ａ、１５ａとの組み合わせて、可動テーブル１１、１６の変位をガイドする構成としたが、これに代えて、直動ガイドを用いてもよく、この場合、高精度に可動テーブル１１、１６をガイドすることができる。

以上、３自由度を、押出機２およびタイヤ回転支持体３のそれぞれに、２以下の自由度を配分する方法の一例を示したが、他の実施態様の配分方法の例を図３（ａ）〜図３（ｈ）に概念配置図として示す。図中、符号Ｂはタイヤ回転支持体を、符号Ｅは押出機を示し、また、符号Ｘはこれらが相互に離隔接近する方向の並進自由度を、符号Ｙは、これらの離隔接近する方向と直交する方向の並進自由度を、符号Θは、これらの相互の向きを変える回転自由度を、それぞれ示す。

図３（ａ）〜（ｃ）は、自由度Θをタイヤ回転支持体Ｂに配分した例であり、そのうち、図３（ａ）は、前述の実施形態の配分方法に対応するものであり、自由度Ｘをタイヤ回転支持体Ｂに、自由度Ｙを押出機Ｅにしたものであり、図３（ｂ）は、自由度Ｘおよび自由度Ｙを押出機Ｅに、図３（ｃ）は、自由度Ｘを押出機Ｅに、自由度Ｙをタイヤ回転支持体Ｂに配分したものを示す。これらの例においては、自由度Θをタイヤ回転支持体Ｂに配分するので、特に大型のタイヤにおいては、バレル長が長くなる押出機Ｅを旋回する必要がなく、その分のスペースを節約することができる。

図３（ｄ）〜（ｆ）は、自由度Θを押出機Ｅに配分した例であり、そのうち、図３（ｄ）は、自由度Ｘをタイヤ回転支持体Ｂに、自由度Ｙを押出機Ｅに、図３（ｅ）は、自由度Ｘおよび自由度Ｙをタイヤ回転支持体Ｂに、図３（ｆ）は、自由度Ｘを押出機Ｅに、自由度ｙをタイヤ回転支持体Ｂに配分したものを示す。

また、図３（ｇ）および図３（ｈ）は、同じ種類の自由度をタイヤ回転支持体Ｂと押出機Ｅとの両方に配分した例であり、図３（ｇ）は、図３（ａ）に示した配分方法において、自由度Ｘをタイヤ回転支持体Ｂと押出機Ｅとの両方に配分したもの、また、図３（ｈ）は、図３（ｂ）に示した配分方法において、自由度Ｙをタイヤ回転支持体Ｂと押出機Ｅとの両方に配分したものをそれぞれ示し、このように一種類の自由度を両方に配分することによって、３自由度に係る駆動装置の大きさのバランスを調整することができる。

本発明は、ゴムリボンを螺旋巻回もしくは積層巻回してタイヤ構成部材を形成するゴムリボン巻付け装置に用いることができる。

本発明に係る実施形態のゴムリボン巻付け装置の配置を示す概念図である。本実施形態のゴムリボン巻付け装置を示す斜視図である。他の実施態様の自由度配分方法を示す概念図である。従来のゴムリボン巻付け装置を示す概念配置図である。

符号の説明

１ゴムリボン巻付け装置
２押出機
３タイヤ回転支持体、ＢＴドラム
４貼付けローラ
１１可動テーブル
１２ｙ軸変位手段
１２ａレール
１２ｂ車輪
１３回転テーブル
１４回転手段
１４ａ回転軸
１４ｂ支持ローラ
１４ｃ駆動部
１５ｘ軸変位手段
１５ａレール
１５ｂ車輪
Ｂタイヤ回転支持体
Ｅ押出機
Ｒゴムリボン
ＳＣ回転軸線

Claims

ゴムリボンを押し出す押出機と、押し出されたゴムリボンを巻回するタイヤ回転支持体とを具え、押出機に、タイヤ回転支持体上にゴムリボンを貼付ける貼付けローラを取付けてなり、タイヤ回転支持体に対する押出機の相対配置を制御して、貼付けローラの移動下でゴムリボンをタイヤ回転支持体上に巻回しタイヤ構成部材を形成するゴムリボン巻付け装置において、
押出機およびタイヤ回転支持体を、タイヤ回転支持体の中心軸線と平行な平面上に並べて配置するとともに、この平面内での前記相対配置を特定する３つの自由度を構成する、タイヤ回転支持体と押出機とを相互に離隔接近させる方向の並進自由度、この離隔接近方向に交差する方向の並進自由度、および、これらの相互の向きを変える回転自由度のうち、１つもしくは２つの自由度を押出機に、残余の自由度を含む２以下の自由度をタイヤ回転支持体に配分してなるゴムリボン巻付け装置。
前記３自由度のうち、前記タイヤ回転支持体と押出機との相互の向きを変える回転自由度をタイヤ回転支持体だけに配分してなる請求項１に記載のゴムリボン巻付け装置。
前記離隔接近方向に交差する方向の並進自由度を押出機に配分してなる請求項１もしくは２に記載のゴムリボン巻付け装置。
同じ種類の自由度を、押出機とタイヤ回転支持体との双方に分配してなる請求項１〜３のいずれかに記載のゴムリボン巻付け装置。