JP2013018126A - タイヤ成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム部材をタイヤに当てて巻き付ける際に、曲率半径を複数持つ複雑な形状のタイヤに対して、容易かつ正確に、巻付装置を垂直に押し付けることができるようにする。
【解決手段】連続したゴム部材を巻付装置により回転駆動される被成型体に螺旋状に巻き付けてタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、前記巻付装置を、互いに直交するＹ軸及びＸ軸に沿ってそれぞれ駆動制御する手段、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、及び、前記Ｚ軸の旋回位置において被成型体の表面に対して接離する方向に直線駆動制御する手段を備えたタイヤ成型装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤ成型装置、とくに被成型体である例えば未完成生タイヤ（又は中間タイヤ：ここでは単にタイヤという）にタイヤ構成用部材であるゴム部材を巻き付ける巻付装置に特徴を有するタイヤ成型装置に関する。

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、例えば成型ドラムに装着された被成型体である例えばタイヤに対してゴム部材（例えば、コードにゴムがコーティングされたゴム部材）を正確に巻き付けることが重要である。そのためには、巻き付け対象となる中間タイヤに対してゴム部材を常に所定の角度、例えば垂直に当てて巻き付けることが必要である。
ところで、ゴム部材の巻き付け対象となる成型ドラムに装着されたタイヤの表面は真円ではなく、さまざまな曲率半径を持つ複雑な形状であるため、成型ドラムと共に回転するタイヤに連続したゴム部材を巻き付ける際に、旋回中心が固定された巻付装置ではタイヤに常に所定の角度で巻付装置を当てることはできない。加えて、成型中におけるタイヤ表面の周速がタイヤの位置によって異なるため、ゴム部材が巻き付け中に外れるなど、巻付精度がよくないと云う問題がある。

この問題に対しては、従来から、例えば、タイヤ成型ドラム上にゴム部材を巻き付ける場合に、ゴム押出機を直交するＸ軸、Ｙ軸に沿って移動自在とし、かつＸ−Ｙ平面に直交するＺ軸の回りで旋回できるようにして解決を図ったもの（特許文献１、２参照）が知られている。
例えば、特許文献２に開示されたタイヤ成型装置は、図４に示すようにリボン押出機１０３から押し出されたリボンＳを、リボン押出機１０３の貼付ロール１０２により成型ドラム１０１上に螺旋状に巻回するものである。そのリボン押出機１０３を、駆動手段１０４でＹ軸方向に移動自在な第１の移動台１０５に取り付け、第１の移動台１０５は駆動手段１０６でＸ軸方向に移動自在な第２の移動台１０７に取り付けられている。また、リボン押出機１０３を支える支持杆１０９は、第１の移動台１０５に所定角度旋回自在な旋回台１０８に取り付けられている。

このタイヤ成型装置は成型ドラム１０１上でリボン積層タイヤを成型する際に、リボン押出機１０３（の貼付ロール１０２）をＸ軸及びＹ軸方向に移動させると共に、Ｚ軸の回りで所定角度（θ°）回転させることで、貼り付けたリボンに対して貼付ロール１０２を常に垂直に当接させることができる。したがって、タイヤ中央部を構成する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も正確に、貼り付ける（又は巻き付ける）ことができる。

ところで、前記タイヤ成型装置において、仮に貼付ロール１０２をタイヤに押し付けるために僅かに前進させようとすると、Ｘ−Ｙ平面に対してθ°だけ傾斜した貼付ロール１０２を、そのθ°の方向（タイヤの法線方向）に移動させる必要がある。そのためには、リボン押出機１０３（貼付ロール１０２）をＸ軸及びＹ軸方向における移動成分を考慮してそれぞれ僅かに移動させなければならない。
しかし、リボン押出機１０３（貼付ロール１０２）を移動させる各駆動手段には移動誤差等もあり、実際にはリボン押出機を正確にθ°方向に移動制御することは容易ではなく、制御に時間を要し生産性が低下する。

ＷＯ０２／０７８９３９号公報 特開２００６−１４２６７１号公報

本発明は、従来のタイヤ成型装置における前記課題を解決するためになされたものであって、その目的はゴム部材をタイヤに巻き付ける際に、巻付装置をタイヤに所定の角度で容易かつ正確に押し付けることができるようにすることである。

本発明は、ゴム部材を巻付装置により回転駆動される被成型体に螺旋状に巻き付けてタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、前記巻付装置を、前記被成型体の回転軸に平行な軸（Ｘ軸）と、前記平行な軸に直交する軸（Ｙ軸）に沿ってそれぞれ直線駆動する手段と、前記Ｘ軸及びＹ軸で規定される平面（Ｘ―Ｙ平面）に対して直交する軸（Ｚ軸）の回りで旋回駆動する手段と、前記巻付装置を、前記直線駆動する手段及び旋回駆動する手段により、前記被成型体の表面に対して所定の角度で位置決めした状態において、前記被成型体の表面に対して接離する方向に直線駆動する手段と、を備えたタイヤ成型装置である。

本発明によれば、タイヤにゴム部材を巻き付ける際に、ゴム部材をタイヤに対して所定の角度で押し付けて巻き付けることが容易であるため、製造トラブルがなく生産性を向上させることができる。

本発明の実施形態を示すタイヤ成型装置を概略的に示す正面図である。 本実施形態に係るタイヤ成型装置の平面図である。 本発明の制御装置を概略的に説明したブロック図である。 従来のゴム部材のタイヤ成型装置を概略的に示す斜視図である。

本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態を示すタイヤ成型装置を概略的に示す正面図、図２はその平面図である。
本タイヤ成型装置は、回転駆動される成型ドラム１と、ゴム部材Ｇの巻付装置２とから成っている。成型ドラム１には被成型体であるタイヤＴが装着されている。巻付装置２は基台３上に駆動部４を介して後述のように移動及び回転可能に取り付けられており、巻付ロール２ａでゴム部材Ｇを回転するタイヤＴの周面に押し付けつつ螺旋状に巻き付けていく。ゴム部材Ｇは、ゴム押出機から押し出したゴムでコードを被覆したもの、ゴム押出機から連続して押し出されるゴムであってもよく、ゴム部材の供給手段としては、ゴム押出機から連続して押し出されるもの、或いはリール等に巻き取られたものを巻き戻して用いるようにしてもよい。

本実施形態の巻付装置２は、前記従来の貼付装置と同様に、タイヤＴを装着した成型ドラム１に対してその軸線と垂直な方向（Ｘ軸方向）と、平行な方向（Ｙ軸方向）に移動自在であると共に、Ｘ−Ｙ平面に対して直交するＺ軸の回りで回転自在であり、とくに、Ｚ軸の回りの任意の回転方向（図２のθ方向）に直線移動できる点に特徴を有している。
以下、図面を参照してその構成について説明する。

巻付装置２は、図１に示すように、その巻付ロール２ａの貼付端が駆動装置Ｍ（図２参照）で回転駆動される成型ドラム１の中心と同じレベルになるようにテーブル（法線方向テーブル）１０上に取り付けられており、この法線方向テーブル１０は、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機構などで構成した適当な駆動手段１０ａにより回転テーブル１２上に直線移動自在（その方向は、図２において法線方向テーブル１０上の白抜きの矢印によって示されている）に取り付けられている。
回転テーブル１２は、図示しない駆動手段、例えば、ステッピングモータによる駆動手段より回転軸（θ軸）１２ａを中心に巻付装置の設置平面（図２に示すＸ−Ｙ平面）内において回転自在になっており、かつ回転軸１２ａは、回転テーブル１２の下側にあるテーブル（Ｘ軸テーブル）１４に設けられている。

Ｘ軸テーブル１４は、その下側のテーブル（Ｙ軸テーブル１６）に対して、これも、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機構などで構成した適当な駆動手段１４ａにより、図２に示すように、後述のＹ軸テーブル１６上でタイヤＴの軸（Ｘ−Ｘ軸）に平行な方向（Ｘ軸方向という）に移動可能である（その移動方向は図２において、Ｙ軸テーブル上の白抜き矢印によって示されている）。
Ｙ軸テーブル１６は、Ｘ軸テーブル１４と同様の駆動手段１６ａにより、床に固定又は移動自在かつ任意の位置で固定可能な基台３に対してＸ軸と垂直な方向、即ちタイヤＴに接離する方向（Ｙ軸方向という）に移動自在に取り付けられている（その移動方向は図２において、基台３上の白抜き矢印によって示されている）。
したがって、巻付装置２は、図２に示すように、Ｘ−Ｙ平面内において、回転テーブル１２の回転範囲内で回転テーブル１２の任意の回転角度θ方向において直線運動することができる。
なお、前記法線方向テーブル１０、回転テーブル１２、Ｘ軸テーブル１４、Ｙ軸テーブル１６はいずれも前記各駆動手段等によりサーボ制御される。

以上の構成により、巻付装置２は、それぞれＹ軸テーブル１６により成型ドラム１、したがってタイヤＴの軸方向に、Ｘ軸テーブル１４によってタイヤＴに接離する方向に移動自在である。また、回転テーブル１２の回転軸１２ａを中心にＸ−Ｙ平面内において所定角度回転（旋回）自在であるため、これと一体に取り付けた巻付装置２をタイヤＴの巻付面に対して常に所定の角度（ここでは垂直な位置となる角度が好ましい）ことができ、ゴム部材ＧをタイヤＴの巻付面に対して平行に巻回することができる。さらに、本実施形態では法線方向テーブル１０を備えているため、巻付装置２は法線方向テーブル１０により、タイヤＴの巻付面に対して垂直に位置付けられた状態で直線駆動可能（つまり、図２においてθ方向に直線駆動可能）である。これにより、ゴム部材Ｇの巻付位置において、ゴム部材Ｇを成型ドラム１に対して任意の押圧力で容易に押し付けることができる。

図３は、本発明のサーボ制御を行う制御装置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、制御を行うのに必要なプログラム等を格納したＲＯＭ２６、及びＣＰＵ２２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、巻付装置２、従って巻付ロール２ａのＸ軸、Ｙ軸方向の位置およびＺ軸回りの角度、法線方向における位置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、その値から巻付装置２（巻付ロール２ａ）が成型ドラム１に装着されたタイヤＴの面に垂直に対向できるように各駆動手段をサーボ制御する。また、ゴム部材Ｇのタイヤへの巻き付けと同時に巻付ロール２ａによりゴム部材ＧをタイヤＴに押し付けるため、巻付装置２を取り付けた法線方向テーブル１０を直線駆動する制御を行う。

本実施形態では、巻回されたゴム部材Ｇに対する巻付ロール２ａの押付力を、例えば、シリンダー機構を作動させ、法線方向テーブル１０をタイヤＴの方向に駆動して調節することができる。
巻付装置２（巻付ロール２ａ）の位置及び各回転角度を上記のように制御することにより、巻回されるゴム部材ＧをタイヤＴにエア入りを生じないように圧着することができる。

本実施形態によれば、成型ドラム１にセットされたタイヤＴに対し、巻付装置２をその先端部（巻付ロール２ａ）をタイヤＴの表面に沿うように動かすことで、以下の動作が可能である。
（１）Ｘ軸テーブル１４、Ｙ軸テーブル１６を組み合わせて動作させる。これにより、様々な中心を持った連続複数の弧状軌跡を描くことができるため、複数の曲率半径の断面形状を持ったタイヤＴの表面に巻付装置２の巻付ロール２ａを追従させることができる。
（２）Ｘ軸テーブル１４、Ｙ軸テーブル１６で巻付装置２を動作させているとき、回転テーブル１２により、巻付装置２がタイヤＴの断面の法線方向に追従するように姿勢を制御する。このため、タイヤＴの表面に対し巻付装置２によりゴム部材Ｇを垂直に巻き付けることができる。

（３）とくに、巻付装置２の巻付ロール２ａを成型ドラム１にセットされたタイヤＴに対し押し付ける場合に、巻付装置２をタイヤＴの法線方向に移動可能な法線方向テーブル１０を用いたため、従来のように回転テーブル１２の回転位置に応じてＸ及びＹ軸方向の成分を考慮して、Ｘ軸テーブル及びＹ軸テーブルをそれぞれＸ及びＹ軸方向に駆動制御を行う場合に比して、単に、法線方向テーブル１０を直線駆動させるだけであるため、その押圧力を容易かつ正確に調整することができる。
そのため、従来のタイヤＴにゴム部材Ｇの巻き付けを行うタイヤ成型装置に比して、巻き付けを効率よく正確に行うことができ、その生産性も向上する。
なお、被成型体はタイヤとして説明したが、成型ドラム自体、剛体コア或いは更生タイヤの台タイヤであってもよい。また、前記Ｘ軸テーブルとＹ軸テーブルは入れ替えてもよい。つまり、回転軸１２ａは、Ｘ軸テーブル１４でなく、Ｙ軸テーブル１６に設けてもよい。そのため、本発明では、Ｘ軸テーブル１４及びＹ軸テーブル１６を総称してＸＹテーブルという。

１・・・成型ドラム、２・・・巻付装置、２ａ・・・巻付ロール、３・・・基台、４・・・駆動部、１０・・・法線方向テーブル、１０ａ・・・駆動手段、１２・・・回転テーブル、１２ａ・・・回転軸、１４・・・Ｘ軸テーブル、１４ａ・・・駆動手段、１６・・・Ｙ軸テーブル、１６ａ・・・駆動手段、２０・・・制御装置、２２・・・ＣＰＵ、２４・・・ＲＡＭ、２６・・・ＲＯＭ、Ｇ・・・ゴム部材、Ｔ・・・タイヤ。

Claims (5)

1. ゴム部材を巻付装置により回転駆動される被成型体に螺旋状に巻き付けてタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、
   前記巻付装置を、前記被成型体の回転軸に平行な軸（Ｘ軸）と、前記平行な軸に直交する軸（Ｙ軸）に沿ってそれぞれ直線駆動する手段と、前記Ｘ軸及びＹ軸で規定される平面（Ｘ―Ｙ平面）に対して直交する軸（Ｚ軸）の回りで旋回駆動する手段と、前記巻付装置を、前記直線駆動する手段及び旋回駆動する手段により、前記被成型体の表面に対して所定の角度で位置決めした状態において、前記被成型体の表面に対して接離する方向に直線駆動する手段と、を備えたタイヤ成型装置。
2. 請求項１に記載されたタイヤ成型装置において、
   前記巻付装置は、前記被成型体の表面に対して接離する方向に直線駆動する手段で直線駆動される法線方向テーブルに設けられ、前記法線方向テーブルは回転テーブルに設けられ、前記回転テーブルは、前記Ｘ―Ｙ平面内において前記Ｘ軸又はＹ軸に沿って直線駆動されるＸＹテーブルに回転自在に設けられ、前記ＸＹテーブルは、それの駆動方向と直交する方向に直線駆動される他のＸＹテーブルに設けられているタイヤ成型装置。
3. 請求項１又は２に記載されたタイヤ成型装置において、
   前記所定の角度は、前記巻付装置が前記被成型体の表面に対し垂直となる角度であるタイヤ成形装置。
4. 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、
   前記被成型体は、成型ドラムに装着されたタイヤであるタイヤ成型装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載されたタイヤ成型装置において、
   前記ゴム部材は、複数のゴム被覆したコードであるタイヤ成型装置。

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