JP4344154B2 - 半径方向に拡大可能なタイヤ組立ドラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は改良された半径方向に拡大可能な組立ドラム(10)と、この組立ドラム(10)を用いてタイヤ部材の集合からタイヤ(2)を形成する方法とに関する。
【0002】
【従来の技術】
歴史的に空気入りタイヤはビード、トレッド、ベルト補強材およびカーカスを持つ、ほぼトロイド状の成層構造体として作られてきた。タイヤはゴム、織物および鋼より作られる。用いられる製造技術は、たいてい、材料の平坦なストリップまたはシートからの多くのタイヤ部材の組立てを伴っている。各部材は組立ドラム上に置かれて、部材の端部が合致しまたは重なって接合されるれるような長さに切断される。
【0003】
組立ての第1段階ではカーカスが1層以上のプライと、さらに1対のサイドウォール、1対のエイペックス、インナーライナー(チューブレスタイヤ用)、1対のチェイファー、および、ことによると1対のゴムショルダーストリップを含むだろう。環状ビードコアをタイヤ組立ての第1段階の間に追加することができ、プライは“折返しプライ”を作るため、ビードコアの周りで折り返すことができる。
【0004】
典型的には、カーカス部材(ビードコアを除く)は“突き合わせ接合”か、または“重ね合わせ接合”される。突き合わせ接合は部材端部が接合されるが重なりはしない。重ね合わせ接合は重なり合った端部を持つ。
【0005】
この中間製品は、組立ての第1段階のこの時点で円筒状の形に作ることができる。円筒状のカーカスはタイヤ組立ての第1段階の完了後、トロイド形に拡げられる。補強ベルトとトレッドとが製造の第2段階の間に中間製品に追加され、この第2段階は同一の組立ドラムまたは作業場所を使って、あるいは別の成形場で行ってもよい。
【0006】
カーカスの拡大中、引張応力が接合されて未加硫のタイヤカーカス部材に加えられる。
【0007】
自動車用または軽トラック用タイヤの場合、突き合わせ接合が開きすなわち切れがちであるのに、重ね合わせ接合は接合個所がそのまま残っているのでより好まれた。重ね合わせ接合の良好な接合でも、接合部の近くのコードが接合部で重なる2つのコード層に対してとかく補償して引っ張られ勝ちであった。この局部的な伸張はX−線や超音波による表示で直ちに認められ、あるいはタイヤを物理的に切断してそれを視認検査することにより容易に判る不均一性を作り出す。
【0008】
タイヤ設計者はタイヤの不均一性問題の発生を防止するために、部材の種々の層の接合部が周辺上で1箇所に揃わないように歴史的に保証してきた。この接合箇所の不揃いは、強度の大きさの変化とタイヤの平衡性とにより測られるカーカス全体の耐久性と均一性とを改善するものと信じられてきた。タイヤ技術者はまた、これらの不連続部をよく注意してカーカス周りで周辺方向に間隔を置いて配置しておけば、タイヤの均一性を改良できようと信じてきた。このことはタイヤ組立場所で、各部材が切断され間隔を置いた順に接合されるプライに適用されねばならないことを意味した。
【0009】
コード補強されたプライが組立ドラム上に置かれるときは、ビードおよび折返しプライの幾何的な間隔が均一となるように制御されることが非常に重要である。タイヤ組立工程全体での変動は、コード張力の変動を招来する。これらの不均一性がタイヤの乗り心地と操縦性とに影響する可能性が有る。
【0010】
ミシェラン社の米国特許明細書第6,250,356号には、ビードが2つの異なるサイズであるタイヤ組立ドラムが開示されている。従来、タイヤは等しいビード径を持つ対称形のものとされている。タイヤでの2つの異なる直径はタイヤ組立問題を募らせ、開示された組立ドラムはタイヤがより均一により速いやり方で組立てられることを可能とする方法と装置とを提供している。この組立ドラムは、組立ての第1段階で所与の2つの異なる直径の組を持つタイヤを組立てるべく設計された。別のタイヤ成形ドラムがタイヤカーカスをトロイド状に成形してトレッドとベルト補強材とを組立てるのに使われており、このドラムは米国特許明細書第6,234,227号に開示されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、半径方向に拡大可能であり、かつ、ある範囲の直径サイズに亘って等しいビード径または異なるビード径のタイヤの組立てが可能である組立ドラムを提供することを目的としている。1つの実施例では組立ドラムがさらにタイヤ組立ての第2段階中に、組立てたカーカスに組立ドラムからの取り外しを避けて拡大させトロイド形をとらせるため、気密に密閉できる軸方向に可動の両端部を持つことを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
タイヤ製造のための改良された半径方向に拡大可能な組立ドラムが開示される。組立ドラムにはドラムコア組立体上に載せられた本体が有り、この本体は組立てられるタイヤ部材の受け面を提供している。両端部と受け面とは同じかまたは異なる直径を持つ。受け面の両端部をカバーする手段とドラムを半径方向に拡大する手段とも備えられている。ドラムを半径方向に拡大する手段は、中央の受け面と組立ドラムの両端部とを半径方向に拡大する能力を含む。
【0013】
半径方向に拡大可能なドラムは増大する螺旋状カムフォロワー溝を持つカムディスクを含み、組立ドラムを半径方向に拡大する手段を有する。カムフォロワー溝は連続範囲に亘って直径の選択を可能とし、またカムディスク回転の関数として安定したドラム直径の拡大を行わせるものである。螺旋状のカムフォロワー溝は回転方向に応じて半径方向に増加または減少し、組立ドラムの回転角360°につき40mmの割合で直径を拡大させまたは縮小させる。選択可能な直径の連続範囲は直径diから全拡大直径deにまで増大し、このdeはdiに等しいか、diプラス50mmまでである。
【0014】
本発明の一実施例では、半径方向に拡大可能な組立ドラムは軸方向に組立ドラムの両端部を動かす手段を有し、この両端部は同時に軸方向に広く間隔を取った位置から組立ドラムの中心線により近い軸方向内部の位置まで移動可能である。これら両端部の動きは軸方向変位量が等しいのが好ましい。両端部間の軸方向間隔の減少は、組立てられるタイヤが半径方向に拡大可能な組立ドラム上に保持されている間、プライコードが半径方向に拡大され、トレッドと補強ベルト構造が組立てられるように組立てられたタイヤカーカスがトロイド形に成形されるのを可能とする。
【0015】
組立ドラムの多重運動能力はこの独特のドラムコア組立体により達成される。ドラムコア組立体は、組立ドラムを回転させるスピンドルとスピンドル中心線を通る駆動軸と組立ドラムを半径方向に拡大する手段に接続された第1の外部軸とを含む。第1の外部軸はスピンドルの中心線に関して平行で、かつ偏心して位置する。駆動軸は第1の外部クラッチ機構を介して第1の外部軸に回転運動を伝達する。第1の外部クラッチ機構の係合により、第1の外部軸は回転してドラム組立体の半径方向の拡大または縮小を開始させる。
【0016】
ドラムコア組立体はさらに組立ドラムの両端部を軸方向に動かす手段に接続された第2の外部軸を含む。第2の外部軸はスピンドルの中心線に関して平行で、かつ偏心して位置している。第2の外部軸は第2のクラッチ機構に接続される。第2のクラッチ機構による(駆動軸への)係合により第2の外部軸が回転して組立ドラムの両端部の軸方向移動を開始させる。
【0017】
第2の外部軸は互いに反対方向のねじを備えており、そのねじの1組は組立ドラムの一つの端部に接続され、他の反対方向ねじの組は組立ドラムの反対側の端部に接続される。第2の外部軸の一回転方向への回転は組立ドラムの両端部をより接近させるのに対し、第2の外部軸の反対方向への回転は両端部をさらに離れさせる。
【0018】
ドラム全体が第1または第2の外部軸の動作とは無関係なスピンドルにより回転され得るという事実は、軸方向幅、半径方向拡大および角回転に関してドラム組立体の正確な位置がこれらの位置を確立する手段なくしては定まらないということを意味する。半径方向に拡大可能な組立ドラムには組立ドラムの各位置の正確な位置決めを行うための3方向エンコーダ手段が備えられている。
【0019】
エンコーダ手段はドラムコア組立体の角回転を指示する3個のセンサーを有する。これら3センサーはスピンドル、第1の外部軸および第2の外部軸それぞれの角回転を指示する。各エンコーダは各軸の1つに固定された環状ディスクの近くに位置するセンサーを有する。環状ディスクは、センサーによる各軸の正確な位置の検出を可能とする読取り可能面を持つ。軸の回転が検出され、ドラム組立体の移動を開始させるため予め選択された組立て順序に関する各軸の角度位置を計算する手段にフィードバックされる。
【0020】
本発明の好適な実施例は、組立てられたタイヤカーカスがトレッドおよびベルト補強構造の第2段階組立に対して組立ドラムの上にある間に、このタイヤカーカスを膨張させる手段を含む。一実施例では組立ドラムの両端部の1つまたは2つを、それぞれ他の端部に対して動かす手段が有る。さらに受け面の両端をカバーする手段は可撓性のエラストマー膜であるのが好ましい。受け面の両端部のカバー手段は、組立ドラムの両端部上に気密シールを作る。この特徴は、組立ドラムの両端部周りを気密にシールすることで組立てられたタイヤ部材の膨張を容易にするものである。さらに両端部をカバーするためのエラストマー手段を両端部の凹み内に押し入れることにより、タイヤのビードはタイヤの内部表面と組立ドラムとの間のシールが維持されることを保証する。
【0021】
【定義】
“エイペックス”はビードの半径方向上側にあり、プライと折返しプライと
の間に挿入されたエラストマー充填材を意味する。
【0022】
“軸線方向”および“軸線方向に”はタイヤの回転軸に平行なラインまたは方向を意味する。
【0023】
“ビード”は環状の張力部材を有するタイヤの部分を意味し、プライコードに包まれて規格のリムに適合するように形成されが、この場合フリッパ、チッパ、エイペックス、トウガードおよびチェイファーのような他の補強部材を有することもあれば、有しないこともある。
【0024】
“ベルト構造”または“補強ベルト”はトレッドの下に存在し、ビードに固定されておらず、タイヤの赤道面に対して17°から27°の範囲の左および右のコード角を有する、織物または不織布の平行なコードの少なくとも2つの環状の層すなわちプライを意味する。
【0025】
“カーカス”は継ぎ合わせて円筒形状または環状とするのに適した長さで切断され、または既に継ぎ合わされたタイヤプライ材料および他のタイヤ要素の未加硫の薄層を意味する。成形タイヤを作るための加硫前にカーカスに追加的要素を付加してもよい。
【0026】
“ケーシング”はタイヤカーカスと、トレッド以外の関連したタイヤ部材とを意味する。
【0027】
“チェイファー”はリムからコードプライを保護し、リム上の可撓性を与え、タイヤをシールするためのビードの外側を囲む細い帯状の材料を言う。
【0028】
“円周方向”は軸線方向に垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って伸びるラインまたは方向を意味する。
【0029】
“コード”はタイヤのプライを構成する補強用の撚り紐の一つを意味する。
【0030】
“赤道面(EP)”はタイヤの回転軸線に垂直でトレッドの中心を通る平面を意味する。
【0031】
“インナーライナー”はチューブレスタイヤの内面を形成するエラストマーや他の材料の単層または複層を意味し、タイヤの中に膨張用の流体を保持する。
【0032】
“インサート”は、通例、タイヤのサイドウォール領域に配置された補強用に用いられるエラストマー部材を意味する。
【0033】
“プライ”はゴム被覆された平行するコードの連続する層を意味する。
“半径方向の”と“半径方向に”とは、タイヤの回転軸に対して半径方向に向かうかあるいはタイヤの回転軸から離れる方向を意味する。
【0034】
“ラジアルプライタイヤ”は、ビードからビードへ延びるプライコードがタイヤの赤道面に対して65°から90°の間のコード角度で配置された、ベルトを巻かれまたは円周方向に制限された空気入りタイヤを意味する。
【0035】
“ショルダー”はトレッドエッジの下端からサイドウォール上端にかけてのタイヤの部分を意味する。
【0036】
“サイドウォール”はトレッドおよびビード間のタイヤ部分を意味する。
【0037】
“サブアセンブリ”は、コード補強プライおよび他の部材がタイヤカーカスを形成するため追加できる成層タイヤ部材の未加硫組立体を意味する。
【0038】
“トレッド”は、タイヤカーカスに固着されたときタイヤが標準圧で空気を入れられて標準荷重がかけられている場合に道路に接触するタイヤ部分を含む、ゴム部材を意味する。
【0039】
“トレッド幅”は軸線方向、すなわち、タイヤの回転軸線に平行な平面におけるトレッド面の弧の長さを意味する。
【0040】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例により、図面を参照して説明する。
【0041】
図1および2に関して、本発明の半径方向に拡大可能な組立ドラム10が図示されている。ドラム10は、駆動軸13に接続されたドラム回転を制御するスピンドル120と、半径方向の拡大を制御する第1の外部軸140と、ドラム10の軸方向の拡大または縮小を制御する第2の外部軸160とを含む独特のドラムコア組立体12を有する。第1の外部軸140と第2の外部軸160は、差動クラッチ組立体11で駆動される。第1の外部クラッチ機構11Aは第1の外部軸140を制御し、一方、第2の外部クラッチ機構11Bは第2の外部軸160を制御する。ドラム10は外側組立体24と中央組立体20と内側組立体22とを含む。これらの組立体20、22、24の半径方向に外側の表面は、上でタイヤを組立てることのできる受け面21となる。受け面21は内側組立体22と外側組立体24とを含む両端部23を有する。受け面21全体は、タイヤの第1および第2段階全体の組立てが図示した組立ドラム10上で行われ得るように、軸方向に縮小可能であるのみならず半径方向に拡大可能である。組立ドラム10全体およびドラムコア組立体12は、位置110でタイヤ組立機112にボルト締めされ、このタイヤ組立機は主軸すなわちスピンドル120を回転させる。タイヤ組立機の取り付け位置110の直前にエンコーダ組立体30が示されている。この3方向エンコーダ組立体30はセンサー31A、31B、31Cと、環状エンコーダディスク32A、32B、32Cとを有し、各環状ディスクは読取り可能面33A、33B、33Cを備える。エンコーダ30はセンサーの1つ31Aとディスクの1つ32Aとを用いて、スピンドル120に対する第1の外部軸140の位置の確認方法を提供する。第2のセンサー31Bとディスク32Bとはスピンドル120に対する第2の外部軸160の角変位量を定めるのに用いられ、第3のエンコーダセンサー31Cと読取り可能面33Cを持つ環状ディスク32Cとは、スピンドル120の絶対角変位量を知るために備えられる。このようにして、各軸120、140、160の正確な角位置が各センサーの組み合わせにより知られる。3軸120、140および160の相対位置により、いつでも設備の正確な位置を精密に知ることが保証される。このことは、コンピュータにいかなる時点でもリアルタイムソフトウエアを使って機構の精密な位置を決めさせることを可能とする。このことがこのタイプの半径方向に拡大可能な組立ドラム10の重要な特徴となる理由は、半径方向に拡大する独特の方法によりこのドラム10は以下に説明するように所定の範囲内で殆ど無限数の拡大可能な直径位置を提供できる、という事実に基づくからである。この能力はこのドラム10を直径のどのような組合せのどのようなサイズ種類のタイヤでも作れるようにする。このことはまた、タイヤの右側に対してタイヤの左側に独自のビード直径を持つタイヤを作るため種々のビード直径を提供できるように、両端部23に、種々の直径を用意することができる。たいていの用途ではタイヤは対称形であり、ビードは実際に同じ直径を持っている。しかしあるタイヤではビードが非対称構造を作る異なる直径であり得る。このような場合、環状の組立ドラムが異なる直径のビードコアを収容できるようなやり方で用意されることが重要である。後に論じるように、この半径方向に拡大可能な組立ドラム10はこのようなタイヤが容易に精確な方法で製造される方法を提供するものである。
【0042】
図3に関して、ドラムコア組立体12が、ドラムコア組立体12から分離して示されているエンコーダ30と共に分解斜視図で示されている。図示されているドラムコア組立体12はスピンドル120を有し、このスピンドルは図示した支持機構110によりタイヤ組立機械112に取り付けられる。スピンドル120の断面は図示した3個の凹曲面420を持つ。2個の凹曲面420内に第1の外部軸140と第2の外部軸160とが有る。図のようにガイドレール130がスピンドル120上の凹曲面420に隣る各位置に示されている。これらのガイドレール130は、半径方向に拡大可能な組立ドラム10の外側組立体221、中央組立体20、内側組立体22のための実際の取り付け具となり、さらに、これらのガイドレール130に沿う外側および内側組立体の両端部23の直線運動を規定する。
【0043】
さらに、第1の外部軸140に関して、半径方向拡大の全制御はこの軸を介して伝達される。図示の軸140は図示の溝148Aを持ち、溝148Aはスプラインギア組立体142用のキー溝となり、スプラインギア組立体142は軸の両側に示される。スプラインギア組立体142は軸溝148Aに嵌合されるスプラインギアと軸受ハウジング139と内部にボールスプラインナット147Aを有するスプラインスリーブ147とを含む。スプラインスリーブ147は軸受け139を貫通してロックナット141に接続される。スプラインギア組立体142の対と軸140との組合せは組立ドラム10の半径方向への拡大を行わせる。軸140の各端部には図示の軸受145を含み、軸受ハウジング144が有る。軸受ハウジング144は、軸140をねじ穴466で図示のスピンドル120に直接取り付けるための図示した開口465を持つ。
【0044】
図3の上部に示す第2の外部軸160に関して、この軸は組立ドラム両端部23の内方および外方への直線移動のためにある。この運動は、一方のねじ付き部分160Aが他方のねじ付き部分160Bに対して反対にねじ切りされているねじ付き軸160を有することにより行われる。これら2つの軸部分160Aおよび160Bは図面中の160Aと160Bで図示されている。ローラーナットハウジング167は、ローラーナットと称される軸160のねじ付き部分160Aまたは160Bと係合するねじ付き軸受166を含み、組立ドラム10の直線移動を行わせる。これらのローラーナットハウジング167の1つが軸160の各端部に用意され、前述したように差動クラッチ11Bが係合したとき互いに反対方向に動き、軸160が回転するにつれてローラーナットハウジング167は軸160の一回転方向に対しては内方へ、また軸160の反対の回転方向に対しては外方へと移動する。軸160の各端部には内部軸受164を有する軸受ハウジング165が取り付けられており、軸受ハウジング165には、軸160を図示のスピンドル120にねじ穴466で取り付けるため、ねじ付きファスナーが使える4個の開口465が有る。
【0045】
図4ないし図18に関して、外側組立体24および内側組立体22の詳細説明を続ける。この説明を通じて外側組立体24の機構は、内側組立体22の機構とは異なるビード直径を持つタイヤの組立用に適合した機構を持つ点を除いて同一であることに留意することが肝要である。タイヤが同一直径で作られる場合には、内側および外側組立体は間に中央組立体20を挿入して軸12上で反対方向に向いているだけで、事実上、同一である。図示の実施例では、外側組立体および内側組立体の直径は、作られているタイヤに関して、タイヤの内側サイドウォールおよび外側サイドウォールに対する異なる直径のタイヤを収容するように設計されている。
【0046】
図4に関して、折返し組立体200が図のずっと左下隅に図示されている。折返し組立体200の隣にキャリア組立体220を示す。キャリア組立体220の隣に直径制御組立体240が有る。直径制御組立体240の隣に半径方向に拡大可能なセグメントセット260が有る。セグメントセット260の隣にはシール組立体280が有る。シール組立体280は外側組立体24および内側組立体22の端部23をカバーする手段を提供する。図示のシール組立体280は可撓性の膜とすることができる。
【0047】
図5に注意すると、折返し組立体200が詳細に分解図で示されている。各折返し組立体200は複数の折返しセグメントセット212と、セグメントセット212が上に載るカムリング202とを含む。各折返しセグメントセット212はリンク組立体210を含む。リンク組立体210はフォロワーブロック213と、アンカーブロック209および1対のリンクアーム215とを含む。フォロワーブロック213は折返しセグメントセット212の軸方向外側の部分に強固に取り付けられる。半径方向に内側の位置にカムフォロワー211が、カム面202に沿って載るようにカムフォロワーブロック213に取り付けられている。カムフォロワー211はカムリング202表面に沿って載るので、カムフォロワー211が軸方向内側を横断されるにつれてセグメント全体を半径方向外側に動かして、カムフォロワーブロック213を持ち上げる。カムフォロワーブロックは1対のリンクアーム215を有するリンクアーム機構によりアンカーブロック209に接続され、リンクアーム215はフォロワーブロック213とアンカーブロック209との両者に、軸受219、ロックワッシャー217および軸受を適所に位置に保持するねじ218を持つ複数の軸受セットにより取り付けられる。それは、リンクアーム215を旋回させてセグメントセット212に必要な動きを与えることができる。
【0048】
さらに図5に関して、上右部分にプッシャーリング214が示されている。プッシャーリング214には3個のシリンダー216が取り付けられる。これらのシリンダー216はプッシャーリング214に取り付けられ、さらにシリンダーが図4に図示するようにリニア軸受242に取り付けられる。図6の端面図に図示するようにリニア軸受242は、タイヤの組立期間中の折返しとして知られる動作中にセグメント212に直線移動をさせるためのガイドレール130と接続する。折返しセグメント212は等間隔で24個有る。図示のようにこれらのセグメントはカムリング202の周縁面の周りに等間隔で24個有る。シリンダー216の直線動作により、カムフォロワー211はカムリング202のカム面上を転がり、このためリンク組立体210を動かして折返しセグメント212の外側部分を持ち上げ、それを半径方向に外側に動かし、また横方向内側に動かし、タイヤプライとライナーとの折返しをもたらす。
【0049】
図7の断図面に示される半径方向に拡大可能な組立ドラム10に関して、前述した部材のすべてが組立体中に示されている。前述の部材に追加して、駆動ギア13Aが主駆動軸120の中心に取り付けるようにされ、また駆動クラッチ11Aに噛み合って示されている。図7の断面図の線8−8に沿ってカムディスク245が示されている。図8に示すように螺旋溝243がカムディスク245に切り込まれている。螺旋溝243は、ドラムが一定の割合で回転角を増して360°回転すると、最初の0°位置から360°位置まで直径方向に外側へ40mmの移動を生じるように刻まれている。図示のようにドラム10は実際には、図示のディスク245を半径方向にカムフォロワー溝243に沿って拡大して直径を50mm増加できるように、ドラム回転軸に関して360°以上回転できる。
【0050】
図9はカムフォロワー溝243を有するカムディスク245の断面図である。図10はカムフォロワーディスクの斜視図を示す。内側および外側の組立体22、24の両者は、それぞれにカムディスクを持つものと理解されたい。
【0051】
図11に関して、カムディスク245は直径制御組立体240の一部分として示されている。カムディスク245の外側に、カムディスク245を押し付け、図18に示す1対の軸受252をカバーする軸受スリーブ249が示されており、この軸受スリーブ249は図示のようにギア244に当接し、全組立体はギア244内に図示のロックリング253により保持される。
【0052】
図12に関して、支持リング250が示されている。支持リング250とカムディスク245との間に挿入されて複数のスライド組立体247が示されている。各スライド組立体247の間にはキーパーすなわち保持用スペーサ251が有る。
【0053】
図13および図14に関して直径制御組立体240の2つの斜視図が示されている。図13ではカムディスク245が取り除かれてドラム10の半径方向拡大を行うための機構を見せている。スライド組立体247はカムフォロワー軸受248を有する。カムフォロワー軸受248は螺旋溝243内に適合する設計である。図示のようにカムフォロワー軸受248は、その1つが図13に見えるものの周りに反時計方向にすすむにつれて、外側に向け半径方向に変位が増大する。このカムフォロワー軸受248の半径方向変位の増大は、螺旋溝243の増大と正確に一致する設計である。このことは、ドラム10が回転するにつれて各カムフォロワー軸受248が精確にケース毎に半径方向外方、場合により、内方へ同一の寸法を動くことを保証する。こうすることにより、スライド組立体247の半径方向外側の表面はすべて精確に同一の速度で動く。したがってドラムの各動きは、ドラム外表面21周り360°の各位置毎に正確かつ精密な直径を作り出す。これは内方あるいは外方へのドラムのいかなる角運動についても言えることである。この特徴は組立ドラム10が所定の範囲内で螺旋面243の無限とおりの直径を選択することを可能とするものである。
【0054】
図14に関して組立体240の背面側が示され、そこにはスライド組立体247が保持スペーサ251により間隔を置いて示されている。背面側から示されているので保持スペーサ251はすべて事実上、ドラム10の正確な回転軸と交叉する半径方向線上に位置する。スライド組立体247はドラム10の回転にしたがって、これらの保持スペーサ251の間で外方または内方へ半径方向に滑り動く。図示のようにリニア軸受242は、組立体240の半径方向内側の表面上にある。これらのリニア軸受242は必要に応じて外方または内方への軸方向または直線移動用のものである。
【0055】
図15および図16はさらに直径制御組立体240の側面図および端面図を図示するのに対して、図17は直径制御組立体240の反対側を図示し、図17の線18−18に沿って図18の断面図があり、これは直径制御組立体240のすべての内部機構を示している。図示のように、カムディスク245は螺旋溝243を有し、スライド組立体247に取り付けられ、かつ、螺旋溝243の一部に配置されたカムフォロワー軸受248と共に図示されている。軸受スリーブ249はカムディスク245と支持リング250を圧迫し、したがってスライド組立体247およびスペーサ251を抑さえる。軸受スリーブ249の直下に軸受スリーブ249とロックリング253とで保持される2個のローラー軸受が有る。軸受スリーブ249の隣にはギア244がある。直径制御組立体240の内部にリニア軸受242が図示されている。これらの軸受242はガイドレール130に取り付けられる。これらの部材は組立ドラム10の主要特徴点を作り上げているものである。組立てられたとき、直径制御組立体は半径方向に拡大可能なセグメントセット260とシール組立体280との半径方向内方にある。
【0056】
図19に示すようように、組立ドラム10の中央に中央支持部材290がある。中央支持部材はスピンドル120の上に載せられて半径方向に外方に延び、支持部材290の両側に、1対の環状リング292を持つ円筒形状に成形された外表面を有する。環状リングの内部で支持部材290の間に複数対のシール284および282が在る。支持リングに付属して可撓性のシール材280が組立ドラム10の両側に在る。組立ドラム10の外側には中央組立体20が在る。これらの特徴により部材を真空下または気圧下に置くことのできる気密な封じが得られる。
【0057】
ここで本発明によるタイヤ組立てのドラム操作手順を説明する。
【0058】
図19に示すように、インナーライナー40が先ず、組立ドラム10の受け表面21としても知られる半径方向外側の表面21に載せられる。インナーライナー40の先端をドラム10に保持するため、ドラムの1つの中央デッキセグメント262に真空を適用するのが好ましい。インナーライナー40を載せるためドラム10全体が回転する。インナーライナーは1層または2層を適用することができる。次に分割チェイファー44がドラム10の内側組立体22の左側および外側組立体24の右側に適用される。セグメント262の露出した半径方向面と折返しセグメント212の内側側面とは、分割チェイファー44が図示のように適合するノッチを形成する。分割チェイファー44の内側縁部は図のようにインナーライナー40の外側縁部の上面に重畳する。ドラム10全体は分割チェイファー44を載せるため回転する。分割チェイファー44の適用後、ドラム10の外径は折返しセグメントと共に次の部材を適用するためのほぼ平坦な円筒表面を備える。
【0059】
次に1層または2層のプライストック50が適用される。プライストック50はインナーライナー40と分割チェイファー44とを完全にカバーする。プライストック50の外縁は、ドラム10の両端部23外側で折返しセグメント212の上面に重なる。プライストック50はプライの外側および内側両縁部と揃えられた外側ゴムストリップおよび内側ゴムストリップで予め組立てることもできる。その代わりに、ゴムストリップがドラム10上へのプライストック50の適用以前に折返しセグメントの露出した半径方向面上に適用されてもよい。プライストック50はドラム10全体を回転させることによって適用される。次に、タロン60と称される硬質のゴム挿入材が、左右の両直径制御機構240上のプライストック50の上面に置かれる。タロン60の外側垂直面は折返しセグメント212の内側面のちょうど軸方向内側に位置決めされる。タロン60の外側垂直面は折返しプライのための折り曲げ線を定める。タロン60はドラム10全体を回転させて適用される。適用後、タロン60の合わせ端はステッチ接合される。
【0060】
次に図20に示すように、タロン60のフープ張力を増加させるため左側直径制御組立体240および右側直径制御組立体240の直径が僅かに増加される。直径制御組立体20は共通の回転ボールスプライン軸140を介して同時に動作する。ボールスプライン軸140は、ドラム全体に関して各直径制御区域240での螺旋カムディスク245に回転をもたらす。螺旋カムディスク245の回転は、個々のドラムセグメント240を支持するスライド組立体247の半径方向移動を引き起こす。中央デッキセグメント270の組は左右直径制御組立体240の可撓性スリーブ280の外側に載り、したがってデッキ270の半径方向移動は直径制御組立体240の直径に追従する。この動きはドラム10のすべての直径変化に対して典型的なものである。
【0061】
図21に関して、タロン60上にまたがるプライ端部の折返しが図示のように行われる。折返し動作は各折返し区域で共通プッシャーリング214を動かす空気シリンダー216を動作させることにより開始され、プッシャーリング214の動きは数多くの折返しセグメント212を同時に移動させる。各折返し区域212上での共通カムリング202の形状のため、最初の動きは、半径方向外向きで、続いて、軸方向運動が進行する。全体の運動によりプライ端部は持ち上げられタロン60上を超えてプライストック50にまで押し付けられる。一旦、折返しがプライストック50に押し付けられると空気シリンダー216が逆転され、プッシャーリング214を逆方向に動かし、したがって折返しセグメント212を引っ込める。
【0062】
図22に関して、タイヤ組立ての次の手順は、ビード70、72を軸方向にドラム10の上に動かす必要がある。ビード70、72は直径制御区域260のセグメント262内に形成されたビードポケット274、275の直上に配置される。一旦、ビード70、72が、セグメント262により形成されたこれらのポケットすなわち溝274、275の直上に配置されると、小ビード70が重ねられたプライ50の外側でちょうど、折り返しに接触するまで、直径が左右の直径制御区域240上で増加させられ、ビード70がこのプライ折返しと接触すると、支持機構あるいはアーム270はセグメント262から半径方向に内方に逸れて外れる。これらの特徴は後述することとし、図27A、図27B、図28A、図28B、および図29A、図29Bに示すとおりである。小ビード70の接触後、左右直径制御区域の直径はさらに大ビードが、折り畳まれたプライ50の外側でゴムストリップと接触するまで増加される。この時点で支持機構すなわちアーム270は、大ビード72の直径がビードポケット275内へ完全に係合するように逸れて外れる。この時点で、直径の増加により両ビード70、72に、それぞれのビードポケット274、275内に完全に着座させることができる。
【0063】
図23に関して、限定はしないが、エイペックス、先に置かれた分割チェイファーの分割片の露出面と合体する分割チェイファーおよびサイドウォール材を含むタイヤカーカスの残りの部材が追加され、全ドラム10はこれらの部材取り付けのため回転させられる。これはさらに図24および図24Aに図示してある。
【0064】
図25に関して、予め作られたベルト54とトレッド52をドラム10の軸方向および半径方向中心の上方に置くことができる。これはタイヤ組立機械112上の不図示のトレッドおよびベルト支持リングを介して行うことができる。タイヤ組立ドラム10は、折返し機構200のみならず左右の直径制御組立体240の軸方向位置を制御する共通ローラスクリュー160を操作することで設定されるビード幅を減らされる。左右の直径制御組立体240が軸方向内向けに動かされるので、これらは複数の中央デッキセグメント270の外側縁部の下を滑動する。この動作中、ドラム10の内部エアシール280、タイヤ2のインナーライナー40の内部、および左右直径制御組立体240上の可撓性スリーブ280により形成された室内に空気が注入される。タイヤ組立機中にこの時点で、タイヤカーカスのビード区域と可撓性スリーブ280との境界面がビードポケット274、275の底に下ろされて、気密シールを作っていることが注目される。膨張空気と共にビード70、72の軸方向内側への合同運動により、タイヤ2の中央部は直径方向に拡大してトレッドベルト54およびトレッド52の内側直径に合致する。代わりに一旦、タイヤ2が完全に膨張したら、トレッド52とベルト54とをサーバーを用いてドラム組立体全体を回転させて取り付けることができる。トレッドおよびベルト組立体はその後、必要に応じて接合される。タイヤ2は組立てられれば、両直径制御組立体240の直径を減少させることでドラム10から容易に取り出すことができる。載せられ組立てられたタイヤ2を図26に示す。
【0065】
半径方向に拡大可能なセグメント組立体260を動かす直径制御組立体240の能力のさらに詳細な説明に対して、図27Aから図29Bまでの図に注目されたい。図27A、図27Bに関して、セグメント組立体260が図示されている。セグメント組立体260には複数のセグメント262が有る。図示のように各セグメント262は一側に刻まれたアンカー溝264を有する。セグメント262が整合すると、ビードポケット274、275はビード70、72をそれぞれ受け入れる環状溝を形成する。図27Aに関して支持アーム270が各セグメント262の隣りにその間に挟まれて示されている。完全に直立した位置でのアーム270は、組立て中のタイヤ2のための追加の支えとなる。ポケット274の反対側は端面265である。
【0066】
図27Bに関して、アーム270はビード70、72を受けるためのビードポケット274、275全体を露出して後退位置で示されている。各セグメント262はリニア軸受271に取り付けられたスライドリンク269を有する。リニア軸受271は図示のセグメント262内に取り込まれている。スライドリンク269とリニア軸受271とは、アーム270を後退させる動きをする。この動きはアーム270に付いている中間リンク266によりなされる。アーム270はピン273を介して中間リンクに付き、さらにピン273により図示のセグメント262に付く。図示のスライドピン268は半径方向に拡大されるときのセグメント262が、ドラム10が完全に拡大される位置に近づくにつれて半径方向を維持するように保証するガイドとして作用する。
【0067】
図29A、図29Bに関し、アーム270がタイヤ組立てに対して上向き位置で示され、またビード取り付けに対しては引っ込み位置で示される。図示のようにリニア軸受271に沿って動くスライド機構269は、ほぼ図示の距離Dだけスライドピン268を動かして後退する。スライドピン268が後退するのにつれて中間リンクアーム266はアーム270をほぼ図示の角度αだけ角運動させて動かし、後退位置に引き入れる。これはビードポケット274を完全に露出する。示した実施例は、ビード70、72が付けられる前にタイヤ部材が取り付けられるときのタイヤ部材の支持体となるものである。ビード70、72が付けられると、ビードが組立タイヤ部材をそれぞれの位置に固定し確保する。
【0068】
あるいは、シール材280を簡単にセグメント262上に取り付けることができ、何らのアーム仕掛けは必要無いかもしれない。このような条件では膜280が単に溝274を形成するポケットにかけられ、タイヤ2の組立てを可能とする。この膜は部材を適用するのにあまり支持の働きはしないが、ビードを添加すると、ドラム10がビードに組立タイヤ部材をしっかりと一緒に押さえさせて、完全に拡大された時点で適切な接合を可能とするものと考えられる。
【0069】
以上説明したように、半径方向に拡大可能な組立ドラム10はタイヤ2を第1、第2の段階を通じて全工程で組立てることを可能とし、この段階でトレッド52とベルト補強構造54とを組立ドラム10に適用することができて、タイヤ2を完全に作り上げ、タイヤ硬化型内での硬化作業に備えさせることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による半径方向に拡大可能なドラム組立体の斜視図である。
【図2】 ドラムコア組立体、差動クラッチ組立体、外側組立体、中央組立体、内側組立体およびエンコーダ手段を説明する半径方向に拡大可能なドラム組立体の分解斜視図である。
【図3】 センタースピンドル、第1の外部軸、第2の外部軸およびエンコーダ手段を説明するドラムコア組立体の分解斜視図である。
【図4】 外側組立体の分解斜視図であり、内側組立体は反対方向に向いていることと、ある例では外側組立体と不等のビード直径を持っていること以外は外側組立体と同一であると理解される。
【図5】 受け面部分を半径方向に拡大するための機構を説明する内側組立体部分の斜視図である。
【図6】 本発明による半径方向に拡大可能なドラムの端面図である。
【図7】 本発明による半径方向に拡大可能なドラムの横断面図である。
【図8】 図7の線8−8に沿って見た、螺旋溝を示すカムディスクの平面図である。
【図9】 図8に示したカムディスクの横断面図である。
【図10】 カムディスクの斜視図である。
【図11】 内側組立体および外側組立体の部材である本発明の直径制御組立体の斜視図である。
【図12】 直径制御組立体のもう1つの斜視図である。
【図13】 カムディスクを外して半径方向に拡大可能な組立ドラムの受け面を半径方向に拡大するための滑り機構を見せる直径制御組立体の斜視図である。
【図14】 滑り機構の反対側を示せるように図12の透視図から支持リングを外して見た斜視図である。
【図15】 図11からとられた直径制御組立体の平面図である。
【図16】 図11からとられた直径制御組立体の端面図である。
【図17】 図12からとられた直径制御組立体の反対側平面図である。
【図18】 直径制御組立体の断面図である。
【図19】 タイヤ製造の種々の段階での半径方向に拡大可能な組立ドラムの説明図である。
【図20】 タイヤ製造の種々の段階での半径方向に拡大可能な組立ドラムの説明図である。
【図21】 タイヤ製造の種々の段階での半径方向に拡大可能な組立ドラムの説明図である。
【図22】 タイヤ製造の種々の段階での半径方向に拡大可能な組立ドラムの説明図である。
【図23】 タイヤ製造の種々の段階での半径方向に拡大可能な組立ドラムの説明図である。
【図24】 タイヤ製造の種々の段階での半径方向に拡大可能な組立ドラムの説明図である。
【図25】 タイヤ製造の種々の段階での半径方向に拡大可能な組立ドラムの説明図である。
【図26】 タイヤ製造の種々の段階での半径方向に拡大可能な組立ドラムの説明図である。
【図27】 タイヤ受け面を示す内側組立体および外側組立体の半径方向外側部分の斜視図であり、図27Aではビード受け溝領域で支持部材を半径方向外方に位置させ、図27Bではビードの組立てができるように支持部材を引っ込めて示す。
【図28】 図28Aおよび図28Bは図27Aおよび図27Bに示す機構の拡大斜視図である。
【図29】 図29Aおよび図29Bは直立位置と引っ込み位置それぞれでの機構を示す平面図である。
【符号の説明】
2 タイヤ
12 ドラムコア組立体
21 受け面
23 受け面の両端部
243 カムフォロワー溝
245 カムディスク
Claims (4)
- ドラムコア組立体上に取り付けられ、組立てられるタイヤ部材に対する半径方向移動可能な受け面となり、当該受け面の両端部が同一または異なる直径を持つ本体と、カムディスクの回転の関数として連続した範囲に亘って前記受け面の直径の選択を可能とする単一のカムフォロワー溝を有する当該カムディスクとを有する、タイヤ製造用の改良された半径方向に拡大可能な組立ドラムであって、前記受け面の前記両端部は軸方向に移動可能であり、前記ドラムコア組立体は、前記組立ドラムを回転させるスピンドルと、前記スピンドル中心線に対して並行で、かつ偏心して位置する第1の外部軸を有し、前記第1の外部軸は第1のクラッチ機構に接続され、前記第1のクラッチ機構への係合により前記第1の外部軸は回転して、前記組立ドラムの半径方向の拡大または縮小を開始し、さらに前記ドラムコア組立体は、前記組立ドラムの両端部を軸方向に動かす手段に接続された第2の外部軸を含み、前記第2の外部軸は前記スピンドルの中心線に対して並行で、かつ偏心して位置している、タイヤ製造用の改良された半径方向に拡大可能な組立ドラム。
- 前記受け面の直径を、前記組立ドラムの回転角360度につき40mmの割合で半径方向に変化させる、請求項1に記載のタイヤ製造用の改良された半径方向に拡大可能な組立ドラム。
- 前記第2の外部軸が第2のクラッチ機構に接続され、前記第2のクラッチ機構への係合により前記第2の外部軸は回転して、前記組立ドラムの両端部の軸方向移動を開始させる、請求項1に記載のタイヤ製造用の改良された半径方向に拡大可能な組立ドラム。
- 3方向エンコーダ手段が前記ドラムコア組立体の角回転を指示する3個のセンサーを有し、これらのセンサーは、それぞれ、前記スピンドル、前記第1の外部軸、および前記第2の外部軸の角位置を指示することを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ製造用の改良された半径方向に拡大可能な組立ドラム。
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