JP2006142671A

JP2006142671A - タイヤ成型装置

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Publication number: JP2006142671A
Application number: JP2004336506A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Koyama; 豊幸山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2024-11-19
Also published as: WO2006054679A1; JP4587288B2; EP1820629A4; US20090266489A1; EP1820629A1; MX2007005958A

Abstract

【課題】リボン積層タイヤの成型時のエア入りを防止する。
【解決手段】成型ドラム１上にリボンＳを螺旋状に巻き付けてリボン積層タイヤを形成する際に、リボン押出機３の貼付けロール２と同期して押付ロールを成型ドラム１の軸方向に移動可能とすると共に、成型ドラム１に重ねて螺旋状に巻回されたリボン面に直角に当接して押し付けることができるように、Ｘ軸，Y軸方向の移動に加えＺ軸、更にはＹ軸の回りで旋回できるように駆動制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ成型装置、とくにタイヤ構成用リボンの押付手段を備えたタイヤ成型装置に関するものである。

製品タイヤの品質を良好なものとするためには、タイヤ成型装置において複数のタイヤ構成部材（リボン）を正確に圧着することが重要である。一般的に、この圧着には押付ロール（ステッチングロール）が用いられる。ステッチングロールによりタイヤ構成部材同士を正確に圧着するためには、ステッチングロールの押付力をタイヤ構成部材の表面と直角に当てる必要がある。

図５は、従来装置において、成型ドラム上にリボンSを貼り付け、押付ロール１１で押付している状態を表した断面図である。図５に示すごとく、押付ロール１１がリボンＳに対して直角以外のある角度をもって当接する場合は、押付ロール１１による押付力Ｐは部材の圧着のための力Ｐ１と部材を横にずらす力Ｐ２とに分散される。この横にずらす力Ｐ２は、リボンＳにしわ等の型くずれや構成部材同士の剥離を発生させたり、エヤ入り等の現象を引き起こし、タイヤの品質を悪くする。

そのため、例えば、タイヤ成型ドラムの軸と直角方向に前進後退可能な移動手段上に、動力手段でそれぞれ独立して駆動される２本のネジ軸を前記タイヤ成型ドラムの軸に平行に設け、各ネジ軸に螺合されたナット上に一対の台座を設け、その台座に対してステッチングロールを回動自在に止着した構成とし、これにより、ドラムの軸と平行な移動運動、ドラムの軸に対して角度を付ける旋回運動、ドラムの軸に対して直角方向への移動の３軸運動を、コンピュータ装置等による制御装置により組み合わせ制御することにより、タイヤ構成部材を圧着する際に、ステッチングロールをタイヤ構成部材の表面に対し常に垂直方向に押し付け可能にしたものが知られている（特許文献１）。

この構成は、各ネジ軸を回動制御することで、一対の台座の移動量を制御し、それぞれの台座の上に回動自在に止着したステッチングロールをネジ軸の送りの差を利用して旋回させ、ステッチングロールにドラムの軸に対する角度を付与するものである。

また、リボンを巻回して生タイヤを成形する場合、リボンを螺旋状に巻回して積層していく際に、その重ね合わせによってリボンの縁部に段差が形成され、先に巻回されたリボンとの間で空隙が生じ、これが、製品タイヤとして内部接着不良をもたらす不具合があり、かつ段差が外表面で鋸刃状の表面を形成してベアーやフロークラックを発生させ、製品タイヤの耐久性に大きな影響を与えるおそれがあった。

そこで、アプリケータロールより供給されたリボンを回転駆動下にある円筒ドラム（成型ドラム）の外表面に螺旋状に巻回して積層するに当たり、ゴムリボンを巻回した直後に、そのゴムリボンの縁部を円筒ドラムに向けて押付、圧着させるとともに磨り潰すようにした圧着装置を備えたゴムリボン積層体の製造装置も提案されている（特許文献２）。

この圧着装置は、回転可能に支持される円筒ドラムと、リボン押出機と同期して前後、左右への移動および旋回動作により円筒ドラムの外表面にゴムリボンを供給し、該ゴムリボンを螺旋状に巻回して積層するアプリケータロール（貼付ロール）とを備え、更にアプリケータロールの前後、左右への移動、旋回動作に追随するスイングアームに対して、２つのリンクを介してステッチングロールを揺動自在に支持し、２つのリングの一方を例えば液圧シリンダで駆動することで、ステッチングロールを移動させ確実な位置合わせを行うものである。

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、ネジ軸の送り差を利用してステッチングロールを旋回させるものであるから、精密な位置制御はできないばかりではなく、装置自体が大がかりで、例えば幅３０ｍｍ程度の細幅のリボンを巻き付けるには適していない。また、押付ロールは台座と直交する面内においては回転できない構成であるから、円筒ドラムとの位置関係で常に正しい位置決めができるとは限らない。

また、特許文献２に記載されたものでは、リボン（ゴム）をドラムに巻き付けるアプリケータロールに対して、その前後、左右への移動、旋回動作に追随するスイングアームに対して、ステッチングロールをさらに揺動自在に支持してその位置合わせを行うことができるから、ステッチングロール（押付ロール）の精密な位置合わせが可能である。
しかしながら、このリボン積層体の製造装置では、ステッチングロールとリボン供給装置（リボン押出機）及びアプリケータロールが一体に構成されており、ステッチングロールがアプリケータロールの下側に配置されているから、タイヤ１００の中央部付近のフラットな部分では問題はないが、図６Ａに示すように成型ドラム１上で成型されたタイヤ１００の側面にリボンＳを積層する場合は、図６Ｂに示すその側面図から明らかなように、巻回するリボンＳの径が小さくなるため、巻回されたリボンＳはステッチングロール１１の作動域から外れて押し付けできないことが生じる。そのため、ステッチングロール１１を図中１１ａの位置まで移動させようとしても、この装置では、その構造からみて図示の位置に位置決めすることはまず不可能である。
特開平９−１１７９６９号公報特開２００４−２１６６０３号公報

本発明の目的は、成形ドラム上でリボン積層タイヤを成型する際に、タイヤ中央のフラットな部分だけではなくその側面においてもリボンを正確に、つまり最良の状態で押し付けできるようにリボン押付手段の位置決めができるようにして、エア抜きを完全に行い、かつ同タイヤで問題となるエア入りが発生し難いタイヤ成型装置を提供することである。

請求項１の発明は、リボン押出機から押し出されたリボンを、成型ドラム上に螺旋状に巻回し、かつ螺旋状に巻回したリボン同士を押し付け密着する押付手段を前記リボン押出機と別体に備えたタイヤ成型装置であって、前記押付手段を、互いに直交するＹ軸及びＸ軸に沿って駆動制御する手段及び、それぞれＹ軸及びＸ軸と直角なＺ軸の回りで旋回駆動制御する手段を備えたことを特徴とするタイヤ成型装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたタイヤ成型装置において、前記押付手段をＹ軸の回りで旋回駆動制御する手段を更に備えたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載されたタイヤ成型装置において、前記リボン押出機は、互いに直交するＹ軸及びＸ軸に沿って駆動制御する手段及び、Ｙ軸及びＸ軸と直角なＺ軸の回りで旋回駆動制御する手段を備えたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ成型装置において、前記押出機はリボンを成型ドラムの回りに螺旋状に巻回する貼付手段を備え、かつ駆動制御する手段は、前記押付手段を前記貼付手段の前記巻回動作に同期して巻回直後のリボンを押付するよう駆動制御することを特徴とする。

（作用）
リボン押出機から押し出されたリボンを貼付手段により成型ドラム上に螺旋状に巻回し、この巻回動作に同期して押付手段を制御し、巻回直後のリボンを押し付け巻回されたリボン同士を圧着する。その際、成型ドラム上に巻回されたリボン面の前記ドラム面に対する角度に応じて、押付手段をリボン面に常に直角に当接するよう制御する。

本発明によれば、リボン押出機で押し出し、成型ドラム上に螺旋状に巻回されたリボンに対して、リボンの巻回状態の如何に係わらず押付手段を常に正確に位置決め可能である。そのため、巻き付けたリボン間に隙間を無くすように押圧でき、効果的にエア抜きを行うことができる。また、前記巻回動作に同期して移動制御でき、しかも押付手段を貼付ロールの位置に係わりなく独立して配置できるため、タイヤにリボンを貼り付ける場合、タイヤの中央部のみではなくタイヤの側面部においても貼り付け直後のリボンを確実に密着させることができ、エア抜きを一層効果的に行うことができる。
また、押付手段をＹ軸の回りで旋回駆動制御する手段を更に備えたことにより、押付手段の位置決めの自由度を一層向上させることができる。

本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明の１実施形態を示すタイヤ成型装置を概略的に示す斜視図である。
図中、１は円筒体から成る成型ドラム、２は成型ドラムにゴムリボンＳを螺旋状に巻回して積層する貼付手段としての貼付ロールである。この貼付ロール２は、リボン押出機３と一体に構成されている。
リボン押出機３は、リボン押出用のノズルを備え、例えば、ネジ杆とボールネジ又はラックとピニオン又はシリンダー・ピストン機構などで構成した適当な駆動手段４で成型ドラム１に接離する方向（Ｙ軸方向という）に移動自在の第１の移動台５上に取り付けられており、かつ、第１の移動台５は、第１の移動台５と同様の駆動手段６により、第１の移動台５と直角方向、つまり、成型ドラム１の軸に平行な方向（Ｘ軸方向という）に移動自在な第２の移動台７上に移動自在に取り付けられている。

また、リボン押出機３の押出ヘッドを支える支持杆９は、第１の移動台５上に図示しない適当な駆動手段（例えば、歯車機構、シリンダー・ピストン機構等）により所定角度旋回自在な旋回台８に取り付けられている。
従って、リボン押出機３は、成型ドラム１の軸方向及び同ドラム１に接離する方向に移動自在であると共に、その支持杆９を中心に旋回可能つまり、Ｚ軸の回りで旋回可能であるため、これと一体に取り付けられた貼付けロール２も、リボン押出機３と同期して前後、左右及び旋回動作して、成型ドラム１の軸に平行に位置決めでき、成型ドラム１の外表面に向けてゴムリボンＳを供給して該リボンＳを螺旋状に巻回して積層することができる。

リボンＳの押付装置１０は、リボンＳを成型ドラム１上で巻回して貼り付けた直後のゴムリボンＳを押付し、既に巻回圧着したリボンＳ上に圧着する押付手段としての押付ロール１１を備え、リボン押出機３と同様に、例えば、ネジ杆とボールネジ又はラックとピニオン又はシリンダー・ピストン機構などで構成した適当な駆動手段１４で、成型ドラム１に接離する方向（Ｙ軸方向）に移動自在な第３の移動台１５上に取り付けられている。また、第３の移動台１５は、第１の移動台５と同様の駆動手段１６により、第３の移動台１５と直角方向、つまり、成型ドラム１の軸に平行な方向（Ｘ軸方向）に移動自在な第４の移動台１７上に移動自在に取り付けられている。ここで、第４の移動台１７と第２の移動台７は、互いに同期してＸ方向に移動できるよう、それぞれの駆動手段１６、６が駆動制御される。

押付ロール支持体１２を支える支持杆１９は、第３の移動台１５上で図示しない適当な回転駆動手段（例えば、歯車機構、シリンダー・ピストン機構等）により所定角度θだけ旋回自在な旋回台１８に取り付けられており、かつ押付ロール支持体１２を、例えば、シリンダ・ピストン機構で構成して、支持アーム１１ａを液圧で進退させて押付ロール１１が成型ドラム１に対して進退できるように構成する。また、例えば押付ロール１１側を支持アーム１１ａに対して旋回自在に連結し、かつ流体圧を押付ロール側連結部に作用させるなどして、押付ロール１１を支持アーム１１ａに対して所定角度旋回駆動するように構成することもできる。

従って、押付ロール１１は、成型ドラム１の軸方向及び同ドラム１に接離する方向に移動自在であると共に、その押付ロール支持体１２を支持する支持杆１９の旋回によりＸ−Ｙ軸平面内において旋回可能である。また、更に、押付ロール１１を支持アーム１１ａに対して所定角度旋回可能とすることもできる。この場合、押付ロール１１は、成型ドラム１に対し前後、左右に移動できると共に、支持杆１９及び支持アーム１１ａの回りで回転自在となり、位置決めの自由度が更に向上する。

タイヤ成型工程において、リボン押出機３が成型ドラム１の軸方向に移動しながらリボンＳを押し出し、貼付ロール２で圧延しながら成型ドラム１に螺旋状に巻回する際に、押付ロール１１は、貼付ロール２の成型ドラム１の軸方向移動に同期して移動し、しかも成型ドラム上に貼り付けたリボンの互いに重なったリボン面の傾斜に合わせて、リボン面を常に直角に押圧するように位置決めされる。
なお、図中２０は、成型ドラムの駆動装置である。

以上の、成型ドラムに対する押出機３、従ってその貼付ロール２の位置決め、貼付ロール２の移動、押付ロール１１の位置決め、及び押付機３に同期した移動は、全て制御装置のコンピュータにより制御される。

図２は、本発明の制御装置２０を概略的に説明したブロック図である。
即ち、制御装置２０は、ＣＰＵ（中央処理装置）２２と、制御を行うに必要なプログラム等を格納したＲＯＭ２６、及びＣＰＵの処理に必要なデータ等を格納するＲＡＭ２４からなり、その他必要に応じて表示装置を備えてもよい。

制御装置２０は、貼付ロールのＸ軸、Ｙ軸方向の位置およびＺ軸回りの角度をそれぞれ図示しない位置センサ、角度センサによって検出し、その値から貼付ロール２が成型ドラム１の軸に平行でかつその表面から設定された所定の位置になるよう各駆動装置を制御する。同様に、押付ロール１１についてもそのＸ軸、Ｙ軸方向の位置およびＺ軸回りの回転角度、さらに押付ロール支持体１２の回り（Ｙ軸回り）の回転角度を、図示しない位置センサ、角度センサによって検出し、貼付けロール２により成型ドラム１上に螺旋状に貼り付けたリボンＳの成型ドラムの軸に対する傾斜角に合わせて、押付ロール１１を常にリボン面に直交して押圧できるよう位置決め制御を行う。

巻回されたリボンＳに対する押付ロール１１の押付力は、例えば、押付ロール１１を取り付けたピストン・シリンダー機構を作動させ、図１中Ｙ軸方向の距離を調節することで調節する。
押付ロールの位置及び各回転角度を以上のように制御することにより、巻回された直後のリボンＳを既に巻回されたリボンＳにエア入りを生じないように圧着することができる。

図３は、本実施形態の押付ロール１１により、リボンＳを押し付ける状態を示す断面図である。
図示のように、押付ロール１１は、リボン押出機３から押し出された直後のリボンＳの表面の成型ドラムの軸に対する角度に合わせて位置決め制御されるから、リボンＳを常に直角に押付することができる。
また、図４は、図６Ｂに示す従来装置と対比した場合の、本実施形態における巻回リボンＳに対する貼付ロール２と押付ロール１１との位置関係を示す。本実施形態では、押付ロール１１を貼り付けロール２と独立して位置決めできるから、リボンＳをタイヤ１００の側面に貼り付ける場合のようにその巻回径が小さくとも確実に押付けることができる。
したがって、リボンＳの積層状態がどのようなものであれ、押付ロール１１は、リボンを既に積層されたリボン上に押付していくことで、エア入りが発生し難いタイヤを製造することができる。

本発明の実施形態に係るタイヤ成型装置を概略的に示す斜視図である。リボン押出機及び押付機の制御装置を概略的に示したブロック図である。押付機によりリボンを巻回されたリボン上に押し付ける状態を示す断面図である。押付機によりリボンをタイヤの側面に押し付ける状態を示す側面面図である。従来の押付機によりリボンを押し付ける状態を示す断面図である。図６Ａは、従来の押付機によりリボンをタイヤの側面に押し付ける状態を示す斜視図であり、図６Ｂは同側面図である。

符号の説明

１・・・成型ドラム、２・・・貼付ロール、３・・・（リボン）押出機、４・・・第１の駆動手段、５・・・第１の移動台、６・・・第２の駆動手段、７・・・第２の駆動台、８・・・旋回台、９・・・支持杆、１０・・・押付機、１１・・・押付ロール、１２・・・押付ロール支持体、１４・・・第３の駆動手段、１５・・・第３の移動台、１６・・・第４の駆動手段、１７・・・第４の駆動台、１８・・・旋回台、１９・・・支持杆、２０・・・成型ドラム駆動装置、Ｓ・・・リボン。

Claims

リボン押出機から押し出されたリボンを、成型ドラム上に螺旋状に巻回し、かつ螺旋状に巻回したリボン同士を押し付け密着する押付手段を前記リボン押出機と別体に備えたタイヤ成型装置であって、
前記押付手段を、互いに直交するＹ軸及びＸ軸に沿って駆動制御する手段及び、それぞれＹ軸及びＸ軸と直角なＺ軸の回りで旋回駆動制御する手段を備えたことを特徴とするタイヤ成型装置。
請求項１に記載されたタイヤ成型装置において、
前記押付手段をＹ軸の回りで旋回駆動制御する手段を更に備えたことを特徴とするタイヤ成型装置。
請求項１又は２に記載されたタイヤ成型装置において、
前記リボン押出機は、互いに直交するＹ軸及びＸ軸に沿って駆動制御する手段及び、Ｙ軸及びＸ軸と直角なＺ軸の回りで旋回駆動制御する手段を備えたことを特徴とするタイヤ成型装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ成型装置において、
前記押出機はリボンを成型ドラムの回りに螺旋状に巻回する貼付手段を備え、かつ駆動制御する手段は、前記押付手段を前記貼付手段の前記巻回動作に同期して巻回直後のリボンを押付するよう駆動制御することを特徴とするタイヤ成型装置。