JP2013169656A - タイヤ成形装置及びタイヤ成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プライを積層するときに離型剤を使用することなく複数のカーカスプライを効率良く積層し、タイヤの生産性及び作業環境を向上させることのできるタイヤ成形装置及びその方法を提供する。
【解決手段】円筒状に成形された円筒状部材を成形ドラムの軸心と同軸上において保持し、当該円筒状部材を拡径させた状態で成形ドラムの外周に配設されたタイヤ構成部材の外周上に積層する円筒状部材積層手段を備え、円筒状部材積層手段は、前記成形ドラムの軸心を中心とする円周上に複数均等に配置され、円筒状部材を内周面側から拡径する複数の内側拡径手段と、互いに隣り合う内側拡径手段の中間位置に対応する円筒状部材の外周面に吸着した状態で、円筒状部材を外周面側から拡径する複数の外側拡径手段とを備えるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤ成形装置に関し、特に、円筒状に成形されたカーカスプライ等のプライを円滑に積層することを可能とするタイヤ成形装置及びその方法に関する。

従来、タイヤを製造する場合、タイヤ成形における土台となる成形ドラムに帯状に成形されたタイヤ構成部材同士を積層するように巻き付けたり、円環状に成形されたタイヤ構成部材を拡径して先に成形ドラムに配設されたタイヤ構成部材の上に配設したりすることでグリーンタイヤが成形される。例えば、バイアスタイヤでは、所定寸法で予め円筒状に成形されたタイヤ構成部材のカーカスプライを成形装置で複数積層することによりタイヤの骨格構造が形成される。ベースとなる下層のカーカスプライを成形ドラムに配置して円筒状と成し、次層のカーカスプライを、円形状に配置された棒状の複数のアームで内周面側から必要最小限の拡径量となるように拡径して、上記下層のカーカスプライを被うように重ねることでカーカスプライの積層が行われる。この積層においては、次層のカーカスプライは拡径量が必要最小限で拡径されているため、隣接するアーム間におけるカーカスプライが先に配設されたカーカスプライの外周面上と接触し易くなるので、先に配設されたカーカスプライの外周面に離型剤等の潤滑剤、例えばステアリン酸を塗布しておき、接触時に次層のカーカスプライが滑るようにして、ベースとなるカーカスプライの所定位置まで移動するようにして積層する。なお、多層に積層されたカーカスプライは、さらにタイヤを構成するその他の成形部材が配設されてグリーンタイヤとなり、次工程において加硫成型処理される。

特開平３−８１１３２号公報

しかしながら、離型剤の使用においては、成形装置の周囲に離型剤が飛散するので、成形工程における作業環境を悪化させる要因となっている。この対策として、離型剤を使用せずに上記のように円環状に成形されたカーカスプライを積層するには、成形ドラム上に配設されたベースとなるカーカスプライに接触しない十分な大きさまで次層のカーカスプライを拡径することも可能であるが、大きく拡径したカーカスプライは、積層後に拡径によるひずみが残留してしまい、正確な円筒形状となりにくい。従って次層のカーカスプライは可能な限り必要最小限の拡径に留める必要がある。

本発明は、上記課題を解決するため、カーカスプライを積層するときに離型剤を使用することなく、かつ、複数のカーカスプライにひずみを残留させることなく効率良く積層し、タイヤの生産性及び作業環境を向上させることのできるタイヤ成形装置及びその方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのタイヤ成形装置の構成として、成形ドラムの外周に配設されたタイヤ構成部材の外周上に、円筒状に成形された円筒状部材を積層するタイヤ成形装置であって、円筒状部材を成形ドラムの軸心と同軸上において保持し、当該円筒状部材を拡径させた状態でタイヤ構成部材の外周上に積層する円筒状部材積層手段を備え、円筒状部材積層手段は、成形ドラムの軸心を中心とする円周上に複数均等に配置され、円筒状部材を内周面側から拡径する複数の内側拡径手段と、互いに隣り合う内側拡径手段の中間位置に対応する円筒状部材の外周面に吸着した状態で、円筒状部材を外周面側から拡径する複数の外側拡径手段とを備える構成とした。
本構成によれば、成形ドラム上に配設されたタイヤ構成部材の外径よりも大きくなるように、円筒状に成形された円筒状部材を複数の内側拡径手段により内周面側から拡径し、さらに、内側拡径手段に対して円筒状部材の円周方向に沿って交互に設けられ、互いに隣接する内側拡径手段の中間位置に対応する位置の外周面を外側拡径手段により、吸着保持させた状態で円筒状を維持しながら拡径することにより、少ない拡径量で、円筒状部材にストレスとなるひずみを生じさせることなく成形ドラム外周に配設されたタイヤ構成部材の外周面上に積層することが可能となる。従って、従来のように成形ドラム外周に先に配設されたタイヤ構成部材の外周面に離型剤等の潤滑剤を塗布することなく円筒状部材を成形ドラム外周に配設されたタイヤ構成部材に積層することができる。即ち、円筒状部材を成形ドラム外周に配設されたタイヤ構成部材に対して積層するときに、潤滑剤を塗布する必要がなくなるので、作業環境を向上させ、省力化及びプライの積層工程を自動化することが可能となる。
また、上記課題を解決するためのタイヤ成形装置の他の構成として、内側拡径手段と、外側拡径手段とを円筒状部材の円周方向に沿って交互に設けることにより、成形ドラム上に配設されたタイヤ構成部材の外周に対して接触し易い、互いに隣り合う内側拡径手段の間における円筒状部材を外側拡径手段により必要最小限の拡径量で、かつ、可能な限り円筒形状に近い状態で均等に拡径することができるので、上層プライを下層プライに積層したときに、上層プライにひずみが残留することがない。
また、上記課題を解決するためのタイヤ成形装置の他の構成として、外側拡径手段は、成形ドラムの軸心に沿って平行に延長し、円筒状部材の外周面を幅方向全域に亘り吸着する吸着手段を備えることにより、円筒状部材の厚さに関係なく確実に吸着保持することができる。
また、上記課題を解決するためのタイヤ成形装置の他の構成として、内側拡径手段は、成形ドラムの軸心に沿って平行に延長し、円筒状部材の内周面を幅方向全域に亘り支持する棒状の支持部を備え、支持部が、当該支持部の延長方向に円筒状部材を相対的に移動させる移動機構を有することにより、成形ドラム外周に配設されたタイヤ構成部材に対して円筒状部材を積層後に、内側拡径手段を成形ドラム外周に配設されたタイヤ構成部材と円筒状部材との間から引き抜くときに、円筒状部材の変形を抑制できるとともに成形ドラム外周に配設されたタイヤ構成部材に触れないようにすることも可能となるので、成形ドラム外周に先に配設されたタイヤ構成部材に対する位置ずれを生じさせないで引き抜くことができる。
また、上記課題を解決するためのタイヤ成形方法の態様として、成形ドラムの外周に配設されたタイヤ構成部材の外周上に、円筒状に成形された円筒状部材を積層するタイヤ成形方法であって、成形ドラムの軸心を中心とする円周上に複数均等に配置された内側拡径手段により円筒状部材を内周面側から保持させた状態で、複数の内側拡径手段の配置される円の直径が、タイヤ構成部材の外周の直径よりも大きくなるように、複数の内側拡径手段を軸心を中心とする同心円状に移動させて円筒状部材を拡径する工程と、円筒状部材を拡径した状態で互いに隣接する内側拡径手段の中間位置に対応する円筒状部材の外周面に外側拡径手段を吸着させる工程と、外側拡径手段が吸着した位置における円筒状部材の内周面側の直径が、タイヤ構成部材の外径よりも大きくなるように円筒状部材を拡径する工程と、円筒状部材を内側拡径手段及び外側拡径手段により拡径させた状態で、タイヤ構成部材の外周に対して所定の位置に移動させる工程と、タイヤ構成部材に対して所定の位置に移動した円筒状部材の外側拡径手段による吸着を開放して、円筒状部材の一部をタイヤ構成部材の外周上に接置させる工程と、円筒状部材の一部がタイヤ構成部材の外周に接置した後に、複数の内側拡径手段を円筒状部材に対して移動させて、内側拡径手段を円筒状部材とタイヤ構成部材との間から引き抜く工程とを備える態様にした。
本態様によれば、成形ドラム上に配設されたタイヤ構成部材の外径よりも大きくなるように、予め円筒状に成形された円筒状部材を複数の内側拡径手段により内周面側から拡径し、さらに、内側拡径手段に対して円筒状部材の円周方向に沿って交互に設けられ、互いに隣接する内側拡径手段の中間位置に対応する位置の外周面を外側拡径手段により、吸着保持させた状態で円筒状を維持しながら拡径することにより、少ない拡径量で、円筒状部材にストレスとなるひずみを生じさせることなく成形ドラム外周に配設されたタイヤ構成部材の外周面上に積層することが可能となる。従って、従来のように成形ドラム外周に先に配設されたタイヤ構成部材の外周面に離型剤等の潤滑剤を塗布することなく円筒状部材を成形ドラム外周に配設されたタイヤ構成部材に積層することができる。即ち、円筒状部材を成形ドラム外周に配設されたタイヤ構成部材に対して積層するときに、潤滑剤を塗布する必要がなくなるので、作業環境を向上させ、省力化及びプライの積層工程を自動化することが可能となる。また、内側拡径手段と外側拡径手段とを円筒状部材の円周方向に沿って交互に設けることにより、成形ドラム上に配設されたタイヤ構成部材に対して接触し易い、隣接する内側拡径手段の中間位置における円筒状部材を外側拡径手段により必要最小限の拡径量で、かつ、可能な限り円筒形状に近い状態で均等に拡径することができるので、成形ドラム上に配設されたタイヤ構成部材に円筒状部材を積層するときに、円筒状部材に生じるひずみを最小限にすることができる。

タイヤ成形装置の概略構成図である。 内側拡径手段及び外側拡径手段の配置を示す図である。 内側拡径手段及び外側拡径手段の概略構成図及び直動機構の拡大透視図である。 内側保持アームの側面図及び平面図である。 外側保持アームの側面図及び部分拡大図である。 タイヤ成形装置によるプライの拡大概念を示す図である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

以下、本発明に係るタイヤ成形装置１について図１を用いて説明する。図１に示すように、タイヤ成形装置１は、インナーライナ、カーカスプライ（以下プライという）等、順次供給されるタイヤ構成部材を、順次成形ドラム２２に巻付け、積層するドラム成形装置２と、ドラム成形装置２に先に配設されたタイヤ構成部材に、プライ等の予め円筒状に成形されたタイヤ構成部材を積層する円筒状部材積層装置７とを備える。
本実施形態では、タイヤ成形装置１により成形されるタイヤをバイアスタイヤとし、バイアスタイヤの構造として複数積層される予め円筒状に成形されたプライを本発明に係る円筒状部材積層装置７により積層するものとして説明する。

ドラム成形装置２は、基台１２の長手方向一端側に配置され、基台１２にはタイヤを構成する部材（プライ）を積層配置するときの土台となる成形ドラム２２を備える。成形ドラム２２は、円筒状の筒体であって、内蔵される拡縮駆動機構の半径方向内，外方向への拡縮駆動により外周面の径が拡縮するように構成される。この成形ドラム２２は、本体２１から延長するシャフト２４と同心となるようにシャフト２４の先端側に取り付けられる。シャフト２４は、ドラム成形装置２の本体２１において回転可能に支持される軸体であって、本体２１に内蔵される回転駆動機構からの回転駆動力により回転する。回転駆動機構は、例えば、モータと、モータの回転力をシャフト２４に伝達する動力伝達機構により実現される。製造すべきタイヤ径に応じて、成形ドラム２２は、径が調整され、あるいは、プライが積層されたプライ積層体を成形ドラム２２から取り外すときに成形ドラム２２を縮径して取り外しを容易にする。

本体２１からシャフト２４の突出側の基台１２上には、シャフト２４の軸心の延長方向に沿って左右一対のレール１４が敷設される。このレール１４上には円筒状部材積層装置７が移動可能に設けられる。

円筒状部材積層装置７は、本実施形態において円筒状のプライを積層するためのプライ積層手段であって、一対のレール１４上を移動するための移動手段７１と、これから積層する次層プライ１０Ｂを円筒状に保持するプライ保持本体７２とを備える。
移動手段７１は、一対のレール１４上を転動する複数の車輪７５と、複数の車輪７５により支持される台座７６と、車輪７５の回転駆動機構により構成される。図外の回転駆動機構は、例えば、モータと、モータの回転力を車輪７５に固着される車軸に伝達するベルト伝達機構、スプロケット機構や歯車機構等の動力伝達機構である。回転駆動機構は、後述の制御装置９から出力される信号に基づいて車輪７５を回転させる。

台座７６は、成形ドラム２２上に先に配設された下層プライ１０Ａの上に、新たに積層する次層プライ１０Ｂを積層するためのフレーム３１よりなるプライ保持本体７２が搭載される。フレーム３１は、次層プライ１０Ｂの外径よりも大きな外径を有する円板体であって、フレーム３１の板面３１ａが成形ドラム２２側と対面し、かつ、板面３１ａの中心が成形ドラム２２の回転中心と同軸となるように図外の固着手段により台座７６上に固定される。プライ保持本体７２は、次層プライ１０Ｂを内外周面から保持して拡径する拡径手段３２を備える。

拡径手段３２は、図２，図３（ａ）に示すように、板面３１ａに取り付けられ、板面３１ａの中心を中心とする同心円上に、円周方向に等間隔（角度）で均等に配設される。拡径手段３２は、詳細には、プライ１０を内側から拡径するための複数の内側拡径手段３２Ａと、プライ１０を外側から拡径するための複数の外側拡径手段３２Ｂとより構成される。内側拡径手段３２Ａは、プライ１０を内周面側から保持する内側保持アーム３３Ａと、内側保持アーム３３Ａを板面３１ａの半径方向内外に直線的に移動させる直動機構３４Ａとを備える。また、外側拡径手段３２Ｂはプライ１０を外周面側から保持する外側保持アーム３３Ｂと、外側保持アーム３３Ｂを板面３１ａの半径方向内外に移動させる直動機構３４Ｂとを備える。

本実施形態では、直動機構３４Ａ及び直動機構３４Ｂは、同一構成のものを適用する。直動機構３４Ａ及び直動機構３４Ｂは、図３（ｂ）に示すように、例えば、レール３４と、レールの延長方向に沿って移動するスライダ３５と、サーボモータ３６とで構成されるリニアガイドを適用する。レール３４にはボールネジ機構等の駆動伝達機構が内蔵されており、ボールネジ３５Ａの一端にサーボモータ３６の回転出力軸を取り付け、ボールネジ３５Ａ上を移動するボールナット３５Ｂにスライダ３５を取り付けておくことで、サーボモータ３６の回転駆動力がボールネジ３５Ａを回転させてボールナット３５Ｂとともにスライダ３５を移動させる。直動機構３４Ａのスライダ３５には、プライ１０を内周面側から保持する内側保持アーム３３Ａが取り付けられ、直動機構３４Ｂのスライダ３５には、プライ１０を外周面側から保持する外側保持アーム３３Ｂが取り付けられる。

直動機構３４Ａ及び直動機構３４Ｂは、スライダ３５の移動方向が板面３１ａの半径方向に沿うように放射状に取り付けられる。直動機構３４Ａは、板面３１ａの円周方向に９０度おきに設けられ、直動機構３４Ｂは、周方向に隣接する直動機構３４Ａ同士の中間に位置するように、円周方向に９０度おきに設けられる。つまり、直動機構３４Ａ及び直動機構３４Ｂは、板面３１ａの円周方向に交互に取り付けられている。

また、直動機構３４Ａ及び直動機構３４Ｂは、制御装置９と接続され、制御装置９から出力される信号に基づいて、スライダ３５の移動量、及び半径方向内外への移動方向が制御される。具体的には、制御装置９は、内側拡径手段３２Ａの直動機構３４Ａと、外側拡径手段３２Ｂの直動機構３４Ｂとに対して信号を個別に出力し、内側拡径手段３２Ａの直動機構３４Ａに対して信号を出力したときには、複数の内側拡径手段３２Ａの直動機構３４Ａが同期して動作し、外側拡径手段３２Ｂの直動機構３４Ｂに対して信号を出力したときには、複数の外側拡径手段３２Ｂの直動機構３４Ｂが同期して動作するように制御する。

なお、本実施形態では、上記のように、拡径手段３２を構成する直動機構３４Ａ；３４Ｂを板面３１ａにおいて４５°の均等な間隔で８組設けるとして説明するが、これに限らず、１０組や１２組としても良く、周方向に隣接する内側拡径手段３２Ａの中間に外側拡径手段３２Ｂを設けるようにしても良い。また、拡径手段３２を直動機構３４Ａ；３４Ｂにより構成したが、リンク機構等により構成し、スライダ３５に相当する移動体を板面３１ａの半径方向に移動させるようにしても良い。

内側保持アーム３３Ａは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、一端がスライダ３５に固定され、スライダ３５から成形ドラム２２に向かって水平に延長する支持部３９と、支持部３９の延長方向に沿って配設される複数のローラ３８とを備える。
支持部３９は、プライ１０を内周面側から支持する支持面が、各スライダ３５の移動方向の半径方向外側を向くように設定される（図３参照）。

支持部３９は、一定の間隔で互いに平行に延長する棒状の一対の長枠３９ａ；３９ａによって形成される。長枠３９ａ；３９ａは、保持対象であるプライ１０の幅Ｗよりも十分長い長さを有し、長枠３９ａ；３９ａの間において、複数のローラ３８を備える。
複数のローラ３８は、支持部３９に対してプライ１０を支持部３９の延長方向に相対的に移動させる移動手段であって、長枠３９ａ；３９ａの延長方向に沿って直線上に一定の間隔で回転自在に取り付けられる。複数のローラ３８は、内側保持アーム３３Ａでプライ１０を支持したときに、プライ１０が長枠３９ａ；３９ａに接触することのないように、外周面が長枠３９ａ；３９ａの一側面側よりも露出するように取り付けられ、さらに、複数のローラ３８のうち最先に位置するローラ３８は、長枠３９ａ；３９ａの先端よりも先に露出するように取り付けられる。即ち、長枠３９ａ；３９ａにおいて複数のローラ３８が露出する側面は、内側保持アーム３３Ａによりプライ１０を支持するときの支持面である。

なお、支持部３９の延長方向に次層プライ１０Ｂを相対的に移動させる移動機構を複数のローラ３８により形成したが、これに限らず、前端のローラ３８と後端のローラ３８との間に環状のベルトを掛け渡し、ベルトを介して次層プライ１０Ｂを移動させるようにしても良い。また、ベルトが掛け渡される前端及び後端のローラ３８のうち、いずれかのローラ３８にモータを取り付けて、モータの駆動によりベルトを回転させて、次層プライ１０Ｂを支持部３９に対して相対的に移動可能としても良い。

外側保持アーム３３Ｂは、図５（ａ），（ｂ）に示すように、一端がスライダ３５に固着され、成形ドラム２２側に向けて水平に延長する。外側保持アーム３３Ｂは、プライ１０の外周面を外側から保持するための吸引面５１と、吸引状態を検出するセンサ５３と、吸引状態を開放するバルブ５４を備える。
外側保持アーム３３Ｂは、保持対象である次層プライ１０Ｂの幅Ｗよりも長い長さを有し、両端が閉口する中空棒状部材からなる。外側保持アーム３３Ｂの中空部５２は、後述の負圧発生手段６０から延長する配管５９が接続され、負圧発生手段６０の動作により中空部５２を負圧状態にする。外側保持アーム３３Ｂには、延長方向に沿って一列に並ぶ複数の開口５１ａからなる吸引面５１が形成される。吸引面５１を形成する各開口５１ａは、中空棒状部材の中空部５２に連通し、中空部５２が負圧状態となることで、プライ１０を吸着する。

吸引面５１には、次層プライ１０Ｂに接触したことと、開口５１ａが次層プライ１０Ｂの外周面を吸引するときの吸引力とを検出するセンサ５３を備える。センサ５３は、中空部５２の圧力を測定可能に取り付けられ、測定した圧力を外側保持アーム制御部に出力する。センサ５３には例えば圧力センサを適用する。センサ５３は、制御装置９と接続され、吸引面５１が次層プライ１０Ｂに接触したときと、吸引力が所定値となったときとにおいて制御装置９に信号を出力する。これにより、外側保持アーム３３Ｂが次層プライ１０Ｂに接触したことを自動で検知して吸引面５１による吸引動作を制御することが可能となるとともに、吸引面５１に接触する次層プライ１０Ｂの接触力を検出することができるので、次層プライ１０Ｂをどの程度の力で吸引しているのかどうかを確認することができる。

バルブ５４は、中空部５２に連通し、制御装置９から出力される信号に基づいて開閉する弁を備え、制御装置９に対して開放信号が出力されたときに、弁を開いて中空部５２における負圧状態を開放して、中空部５２の圧力を大気圧と等しくする。このように外側保持アーム３３Ｂを構成し、負圧発生手段６０を動作させることで配管５９、中空部５２に負圧を印加して開口５１ａに吸引力を作用させ、吸引面５１に次層プライ１０Ｂが吸着することになる。またバルブ５４により中空部５２の負圧状態を制御することで、次層プライ１０Ｂの吸着、又は開放することができる。
即ち、外側保持アーム３３Ｂの開口５１ａ及び中空部５２、バルブ５４、負圧発生手段６０により次層プライ１０Ｂの外周面を吸着保持するための吸着保持機構が構成される。

上記円筒状部材積層装置７は、次のように動作する。
積層される次層プライ１０Ｂは、内側保持アーム３３Ａに掛け渡すようにして円筒状部材積層装置７に供給される。そして、次層プライ１０Ｂが掛け渡された内側保持アーム３３Ａを拡径方向に所定量移動させることで、次層プライ１０Ｂを内周面側から拡径保持させる。次に、外側保持アーム３３Ｂを次層プライ１０Ｂの外周面に当接させて、負圧発生手段６０を駆動して外側保持アーム３３Ｂの吸引面５１に次層プライ１０Ｂを吸着させ、外側保持アーム３３Ｂを拡径方向に所定量移動させることで、次層プライ１０Ｂを拡径する。内側保持アーム３３Ａによる次層プライ１０Ｂの拡径は、次層プライ１０Ｂの内周面が先に成形ドラム２２に配設された下層プライ１０Ａの外周面と内側保持アーム３３Ａ自身が接触しない位置まで拡径させ、外側保持アーム３３Ｂによる拡径は、外側保持アーム３３Ｂにより吸着される部位に対応する次層プライ１０Ｂの内周面が、先に成形ドラム２２に配設された下層プライ１０Ａの外周面と外側保持アーム３３Ｂ自身が接触しない位置まで拡径することで、先に成形ドラム２２に配設された下層プライ１０Ａに対して上層となる次層プライ１０Ｂの積層において、プライ１０Ａ；１０Ｂ同士が互いに接触することなく積層することが可能となり、従来のように成形ドラム２２に先に配設された下層プライ１０Ａの外周面に離型剤などの潤滑剤を用いることなく次層プライ１０Ｂの積層工程を実施することができる。

制御装置９は、所謂コンピュータであって、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ、通信手段としての入出力インターフェースを備える。記憶手段には、タイヤ毎の、プライの積層数やプライの寸法が記憶される。プライの寸法とは、プライの厚さ、内径寸法や外径寸法、幅などである。
制御装置９には、図外の操作パネル、ドラム成形装置２と、プライ固定装置と、円筒状部材積層装置７とが接続され、タイヤ成形におけるプライ１０Ａ；１０Ｂの積層工程全般を制御する。

操作パネルには、成形を行うタイヤのサイズを入力する入力部や、例えば、プライ１０の積層を開始する積層開始スイッチ等が設けられる。制御装置９は、入力部から入力された情報に基づいて記憶手段に予め記憶した成形に係る情報の読出しを行い、スイッチの操作により、プライ積層に関する信号をドラム成形装置２及び円筒状部材積層装置７に出力する。なお、制御装置９から出力される信号や制御装置９に入力される信号については、上記で説明したとおりである。

以下、本発明のタイヤ成形装置１による次層プライ１０Ｂの積層工程について説明する。なお、以下の説明において、成形ドラム２２上には、既にインナーライナ、インナーライナ上に最下層となる下層プライ１０Ａが積層されているものとする。例えば、インナーライナは、シート状の部材であって、最下層のプライ１０Ａの内径よりも小さく縮径した状態の成形ドラム２２の外周面に巻き回し、この上に最下層となる下層プライ１０Ａを配置した後に、成形ドラム２２を拡径することで、下層のプライ１０Ａが所定寸法で配設されることになる。

作業者により操作パネルの積層開始スイッチを操作することで、制御装置９は、プライ１０の積層工程を開始する。なお、円筒状部材積層装置７は、初期状態として待機位置に配置される。

まず、待機位置に位置する円筒状部材積層装置７に対して成形ドラム２２に先に配設された下層プライ１０Ａの上に積層されるべき次層プライ１０Ｂを図外のプライ供給手段によりセットする。図外のプライ供給手段による円筒状部材積層装置７への次層プライ１０Ｂのセットは、次層プライ１０Ｂの内径よりも縮径した状態の内側保持アーム３３Ａの外側に円筒状のプライ１０の内周面を掛け渡すようにして供給される。なお、プライ供給手段を用いずに手作業により次層プライ１０Ｂを内側保持アーム３３Ａの外周にセットしても良い。この状態において、外側保持アーム３３Ｂはプライ１０と接触しない、十分拡径した待機位置にある。内側保持アーム３３Ａに次層プライ１０Ｂが供給されると、内側保持アーム３３Ａに設けられた図外のセンサが次層プライ１０Ｂの供給を検知して信号を制御装置９に出力する。

次層プライ１０Ｂの供給を検知した信号が入力された制御装置９は、内側拡径手段３２Ａの直動機構３４Ａに拡径信号を出力して内側保持アーム３３Ａを拡径方向に所定量移動させる。具体的には、制御装置９は、互いに対向する位置の内側保持アーム３３Ａ同士の距離が、成形ドラム２２に配設された下層プライ１０Ａの外径よりも大きくなるように、各内側拡径手段３２Ａを板面３１ａの半径方向外向きに移動させることで、次層プライ１０Ｂを拡径保持する。

内側拡径手段３２Ａによる次層プライ１０Ｂの内周面側からの拡径が終了すると、制御装置９は、外側拡径手段３２Ｂの直動機構３４Ｂに縮径信号を出力して、内側拡径手段３２Ａによって拡径された次層プライ１０Ｂの外周面に外側保持アーム３３Ｂの吸引面５１が接触するまで移動させる。外側保持アーム３３Ｂの吸引面５１が次層プライ１０Ｂの外周面に接触すると、吸引面５１に設けられたセンサ５３から制御装置９に接触したことを報知する信号が制御装置９に出力される。接触したことを報知する信号が入力された制御装置９は、負圧発生手段６０に負圧を発生させる信号を出力して負圧を発生させ、外側保持アーム３３Ｂの吸引面５１に次層プライ１０Ｂを吸着させる。そして、負圧発生手段６０は、センサ５３が所定の負圧値を検知するまで負圧を発生させる。センサ５３により所定の負圧値が検知されると、センサ５３は、負圧値が所定値に到達したことを報知する信号を制御装置９に出力し、当該信号が入力された制御装置９は、負圧発生手段６０に負圧の発生を停止させる信号を出力する。

負圧の発生を停止させる信号を負圧発生手段６０に出力した制御装置９は、外側拡径手段３２Ｂの直動機構３４Ｂに拡径信号を出力してスライダ３５とともに外側保持アーム３３Ｂを拡径方向に所定量移動させる。具体的には、制御装置９は、互いに対向する位置の外側保持アーム３３Ｂ同士の距離が、成形ドラム２２に配設された下層プライ１０Ａの外径よりも大きくなるように、各外側拡径手段３２Ｂを板面３１ａの半径方向外向きに移動させることで、互いに隣り合う内側保持アーム３３Ａの間を拡径保持させる。

次に、制御装置９は、円筒状部材積層装置７の移動手段７１に信号を出力して次層プライ１０Ｂを下層プライ１０Ａに対して所定の積層位置まで移動させる。円筒状部材積層装置７の移動が完了すると、内側拡径手段３２Ａ，外側拡径手段３２Ｂを同量縮径して次層プライ１０Ｂを下層プライ１０Ａに若干ギャップを有する程度に近づけて停止する。制御装置９は、図外のプライ固定装置に信号を出力して、次層プライ１０Ｂが下層プライ１０Ａに対して位置ずれしないように次層プライ１０Ｂの先端側をクランプする。これにより、次層プライ１０Ｂと下層プライ１０Ａとの間から内側保持アーム３３Ａを引き抜くときに、次層プライ１０Ｂが下層プライ１０Ａに対して位置ずれすることを防止する。

下層プライ１０Ａの上にギャップを有して次層プライ１０Ｂが配置されると、制御装置９は、外側保持アーム３３Ｂに設けられたバルブ５４に信号を出力して中空部５２における負圧状態を大気開放する。外側保持アーム３３Ｂの中空部５２が大気開放されたことにより、外側保持アーム３３Ｂに対する次層プライ１０Ｂの吸着状態が開放されて、外側保持アーム３３Ｂの吸引面５１側が下層プライ１０Ａの外周面上に載置される。

次に、制御装置９は、円筒状部材積層装置７を退避させる信号を移動手段７１に出力して成形ドラム２２に対して円筒状部材積層装置７を後退させる。円筒状部材積層装置７の後退にともない、プライ固定装置により下層プライ１０Ａに対して固定された次層プライ１０Ｂは、内側保持アーム３３Ａがローラ３８を有するので滑るように退避移動することで下層プライ１０Ａに載置される。円筒状部材積層装置７が後退して待機位置まで移動すると、制御装置９は、プライ固定装置による押圧を開放させる信号を出力して、１層目の下層プライ１０Ａに対する２層目の次層プライ１０Ｂの積層が完了する。この内側保持アーム３３Ａが外側保持アーム３３Ｂとともに、退避するときは、下層プライ１０Ａの表面に非接触となるので、下層プライ１０Ａの表面に退避傷が生じることがない。

次に、３層目となる次層プライ１０Ｂが図外のプライ供給手段により円筒状部材積層装置７にセットされると、制御装置９は、再び円筒状部材積層装置７に信号を出力し、上記積層工程を繰り返すことにより、所定枚数のプライが積層されることになる。積層されたプライにさらにタイヤを構成するその他のタイヤ構成部材のビード、サイドウォール、トレッド等を配設することでグリーンタイヤとなし、このグリーンタイヤを成形ドラム２２から取り出して加硫成形処理することで製品タイヤとなる。

以上説明したように、複数の内側保持アーム３３Ａによって拡径保持された次層プライ１０Ｂの隣接する内側保持アーム３３Ａの間を外側保持アーム３３Ｂにより次層プライ１０Ｂの外周面側から拡径することによりプライ１０の拡径量を可能な限り小さくすることができるので、次層プライ１０Ｂの積層における変形を最小限に留めることが可能となる。
即ち、図６（ａ）に示すように、下層プライ１０Ａに対して次層プライ１０Ｂは、複数の内側保持アーム３３Ａを拡径移動させることにより、１０Ｂ’で示すように拡径されることになり、次に、内側保持アーム３３Ａにより拡径された次層プライ１０Ｂ’の間を外周面側から外側保持アーム３３Ｂにより吸着保持させて、この外側保持アーム３３Ｂを距離Ｌ１だけ拡径移動させて次層プライ１０Ｂ’を１０Ｂ’’で示すように拡径することで、拡径量を可能な限り小さくすることができる。

一方、従来の場合、図６（ｂ）で示すように、内側保持アーム３３Ａのみによって次層プライ１０Ｂを１０Ｂ’’’まで拡径していたため、本発明の外側保持アーム３３Ｂの拡径移動する距離Ｌ１に加え、内側保持アーム３３Ａの厚さＬ２分だけ内側保持アーム３３Ａを拡径移動させる必要があるため、次層プライ１０Ｂを変形させてしまう虞がある。
よって、本発明のタイヤ成形装置１によれば、上層となるプライを下層となるプライの外径に対して最小限の拡径量で必要十分な大きさに拡径できる。従って、従来のように、下層のプライに対して上層のプライを引きずることがないので、下層のプライの外周面に塗布されていた離型剤等の潤滑剤を使用する必要がなくなり、プライ積層工程における作業環境の向上とともに、作業効率が向上することになる。また、必要以上の拡径を行わないことでプライに不良を生じさせることがなくなり、生産効率が向上することになる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
例えば、直動機構３４Ａ；３４Ｂの構成は、モータ駆動のものに限定されず油圧駆動、エア駆動等、内側保持アーム３３Ａ及び外側保持アーム３３Ｂを次層プライ１０Ｂの半径方向内外に移動できるものであれば良い。また、外側保持アーム３３Ｂの負圧発生手段６０は、空気を吸引することにより次層プライ１０Ｂを吸引するとしたが、負圧を発生させずに吸盤などで吸着保持させるようにしても良い。
また、周方向方向において、互いに隣り合う内側保持アーム３３Ａと内側保持アーム３３Ａとの中間に、外側保持アーム３３Ｂを配置させるとして説明したが、内側保持アーム３３Ａと内側保持アーム３３Ａとの中間に複数の外側保持アーム３３Ｂを併設するようにしても良い。また、円筒状部材積層装置７を移動不能にして、ドラム成形装置２側を円筒状部材積層装置７側に移動させて、拡径された次層プライ１０Ｂに下層プライ１０Ａを収容するようにしても良い。

なお、円筒状部材積層装置７により積層されるタイヤ構成部材は、上記実施形態で示したプライに限らず、他の円筒状に成形されたタイヤ構成部材でも良い。例えば、使用済みのタイヤを更生するときに、摩耗したトレッドが除去された台タイヤに、新たなトレッドとして円環状に予め加硫成形されたトレッドを配設するときに用いることも可能である。

１ タイヤ成形装置、２ ドラム成形装置、７ 円筒状部材積層装置、
９ 制御装置、１０；１０Ａ；１０Ｂ プライ、１２ 基台、
２２ 成形ドラム、２４ シャフト、
３２Ａ 内側拡径手段、３２Ｂ 外側拡径手段、
３３Ａ 内側保持アーム、３３Ｂ 外側保持アーム、６０ 負圧発生手段。

Claims (5)

1. 成形ドラムの外周に配設されたタイヤ構成部材の外周上に、円筒状に成形された円筒状部材を積層するタイヤ成形装置であって、
   前記円筒状部材を前記成形ドラムの軸心と同軸上において保持し、当該円筒状部材を拡径させた状態で前記タイヤ構成部材の外周上に積層する円筒状部材積層手段を備え、
   前記円筒状部材積層手段は、前記成形ドラムの軸心を中心とする円周上に複数均等に配置され、前記円筒状部材を内周面側から拡径する複数の内側拡径手段と、
   互いに隣り合う前記内側拡径手段の中間位置に対応する円筒状部材の外周面に吸着した状態で、円筒状部材を外周面側から拡径する複数の外側拡径手段とを備えることを特徴とするタイヤ成形装置。
2. 前記内側拡径手段と前記外側拡径手段とを拡径対象である前記円筒状部材の円周方向に沿って交互に設けることを特徴とする請求項１記載のタイヤ成形装置。
3. 前記外側拡径手段は、前記成形ドラムの軸心に沿って平行に延長し、前記円筒状部材の外周面を幅方向全域に亘り吸着する吸着手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のタイヤ成形装置。
4. 前記内側拡径手段は、前記成形ドラムの軸心に沿って平行に延長し、前記円筒状部材の内周面を幅方向全域に亘り支持する棒状の支持部を備え、
   前記支持部が、当該支持部の延長方向に前記円筒状部材を相対的に移動させる移動機構を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれか記載のタイヤ成形装置。
5. 成形ドラムの外周に配設されたタイヤ構成部材の外周上に、円筒状に成形された円筒状部材を積層するタイヤ成形方法であって、
   前記成形ドラムの軸心を中心とする円周上に複数均等に配置された内側拡径手段により前記円筒状部材を内周面側から保持させた状態で、複数の内側拡径手段の配置される円の直径が、前記タイヤ構成部材の外周の直径よりも大きくなるように、複数の内側拡径手段を前記軸心を中心とする同心円状に移動させて円筒状部材を拡径する工程と、
   円筒状部材を拡径した状態で互いに隣接する内側拡径手段の中間位置に対応する円筒状部材の外周面に外側拡径手段を吸着させる工程と、
   外側拡径手段が吸着した位置における円筒状部材の内周面側の直径が、前記タイヤ構成部材の外径よりも大きくなるように円筒状部材を拡径する工程と、
   円筒状部材を内側拡径手段及び外側拡径手段により拡径させた状態で、前記タイヤ構成部材の外周に対して所定の位置に移動させる工程と、
   前記タイヤ構成部材に対して所定の位置に移動した円筒状部材の外側拡径手段による吸着を開放して、円筒状部材の一部を前記タイヤ構成部材の外周上に接置させる工程と、
   円筒状部材の一部が前記タイヤ構成部材の外周に接置した後に、複数の内側拡径手段を円筒状部材に対して移動させて、内側拡径手段を円筒状部材とタイヤ構成部材との間から引き抜く工程とを備えるタイヤ成形方法。

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