JP4707994B2 - ゴムリボン貼付け装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ゴム部材貼付けステーションに位置決めされた回転支持体を回転させ、この回転支持体に、複数台の押出機から押し出されたそれぞれのゴムリボンを貼り付けてタイヤ構成部材を形成するゴムリボン貼付け装置に関し、特に、一つの貼付けステーションで、複数のゴムリボンを、これらのゴムリボンの組合せ方に限定を加えることなく、貼り付けることのできるものに関する。
従来から、ゴム部材貼付けステーションに位置決めされた回転支持体上に、押出機から押し出されたゴムリボンを貼り付けてタイヤ構成部材を形成する方法が知られており、この方法は、押し出されたゴムリボンを回転支持体上に貼り付ける貼付けローラが回転支持体上を所定の軌道に沿って変位するよう、この貼付けローラを押出機の先端に固定し、ゴム部材貼付けステーションに対する押出機の位置と向きとを回転支持体の回転と同期させて制御することにより、ゴムリボンを回転支持体上螺旋巻するものである。
この方法においては通常、一つの貼付ステーションでは、そこに設けられた一台の押出機を用いて1本のゴムリボンを巻回し、複数本のゴムリボンを貼り付ける必要がある場合には、回転支持体を別の貼付ステーションに移動させ、そこに設けられている押出機から別のゴムリボンを供給してタイヤ構成部材を形成することが行われる。しかし、この方法では、ゴムリボンを巻き付けて形成するタイヤ構成部材が多種類のものであったりゴム量の多いものであったりした場合には、貼付けステーションの数が多くなってしまい、そのための設備費用やスペースが膨大なものとなってしまうという問題があった。
このような問題から、一つの貼付ステーションに複数台の押出機を配置して、一つの貼付ステーションで複数本のゴムリボンを巻回して貼りつける方法が提案されている(例えば特許文献1参照。)、この提案によれば、複数台の押出機を、回転支持体の軸線方向にならべ、これらの押出機から押し出されたゴムリボンを、押出機ごとに定められた回転支持体軸線方向所定範囲内に貼り付けて、複数種類もしくは複数部分のタイヤ構成部材を形成することができる。
特開2003−33976号公報
しかしながら、この提案においては、回転支持体軸線方向に並べられた複数台の押出機同士の干渉を避けるため、これらの押出機の回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重ならないよう構成されていて、このため、一つの貼付けステーションで回転支持体軸線方向のどの位置においても、二本以上のゴムリボンを積層することができず、二本以上のゴムリボンを積層したい場合には、これらのゴムリボンの貼付けを複数の貼付けステーションに分けて行う必要があった。このように、この提案においては、一つの貼付ステーションで複数本のゴムリボンを巻き付けることができるものの、このステーションで貼付け可能なゴムリボンの組合せは極めて限定されたものとなってしまい、そのため、貼付けステーションの数を十分減少させることができず、設備費用やスペースの削減効果が極めて不十分なものであった。
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、一つの貼付けステーションで、複数のゴムリボンを、これらのゴムリボンの組合せ方に限定を加えることなく、貼り付けることのできるゴムリボン貼付け方法およびそのための装置を提供することを目的とするものである。
>本発明は、ゴムリボンを押し出して、ゴム部材貼付けステーションに位置決めされた回転支持体上に供給する複数台の押出機と、これらの押出機にそれぞれ固定して設けられ、押出機からのゴムリボンを回転支持体に貼り付ける貼付ローラと、回転支持体の回転下でそれぞれの押出機を少なくとも待機位置と貼付け位置との間で変位させゴムリボンの回転支持体への貼付位置を制御する押出機変位手段とを具え、各押出機は少なくとも回転支持体軸線方向に変位する自由度を有するゴムリボン貼付け装置において、
少なくとも2台の押出機の、回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複するよう構成され
前記押出機のうち少なくとも2台は、待機位置にある状態で回転支持体軸線方向に平行な同一直線上に配設され、かつ回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複するよう構成されて、該互いに重複する変位可能範囲においてゴムリボンを回転支持体上に供給するゴムリボン貼付け装置である。
>本発明は、<1>において、回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複する押出機のうち、少なくとも2台は、それらの変位可能範囲が重複する領域で、回転支持体軸線方向と直角な面内で互いに離隔して位置するよう構成されてなるゴムリボン貼付け装置である。
>本発明は、<>もしくは<>において、回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複する前記押出機のうち少なくとも2台は、前記貼付けステーションの固定位置に設けられた同一のガイドによって回転支持体軸線方向に変位可能に支持されてなるゴムリボン貼付け装置である。
>本発明は、<>〜<>のいずれかにおいて、各押出機の、互いに独立な変位自由度の総数を3とするゴムリボン貼付け装置である。
>の発明によれば、少なくとも2台の押出機の、回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複するよう構成したので、これらのゴムリボンを、これらの押出機の回転支持体軸線方向における変位可能範囲の重複領域で、半径方向内外に積層させることができる。よって、複数本のゴムリボンを、回転支持体の軸線方向に沿った同一範囲で、半径方向内外に積層させて貼り付け、これらのゴムリボンの貼付け範囲を他のゴムリボンの貼付け範囲とは無関係に設定することができ、このことにより、一つの貼付けステーションで、複数のゴムリボンを、これらのゴムリボンの組合せに限定を加えることなく、貼り付けることができる。
>の発明によれば、回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複する押出機のうち、少なくとも2台は、それらの変位可能範囲が重複する領域で、回転支持体軸線方向と直角な面内で互いに離隔して位置するよう構成したので、複数のゴムリボンの積層を、同時に並行して行うこともでき、その結果、積層に要する時間を短縮することができ、システムのサイクルタイム短縮に寄与させることができる。
>の発明によれば、回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複する前記押出機のうち少なくとも2台は、前記貼付けステーションの固定位置に設けられた同一のガイドによって回転支持体軸線方向に変位可能に支持されるよう構成したので、一つのガイドを複数台の押出機で共用するので、ガイドにかかる費用を節減することができるとともに、ガイド設置のためのスペースも節約することができる。なお、この場合、押出機の変位可能範囲が互いに重複する領域においては、一つの押出機しか存在しないよう、他の押出機をこの領域から待避させておく必要があることはいうまでもない。
>の発明によれば、各押出機の、互いに独立な変位自由度の総数を3とするので、例えば、貼付けステーションに配置された回転支持体の軸線方向の並進変位、これと直交する方向の並進変位、および、回転支持体軸線方向に対する角度を変える変位の、3つの自由度により、貼付けローラを、回転支持体横断面における外周の任意の点で、その点での接線と平行な向きに配置することができ、回転支持体横断面における外周の広い領域にゴムリボンを貼り付けることができる。
本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。本発明のゴムリボン貼付け装置は、例えば、トレッドゴム、サイドウォールゴム、インナーライナゴムなど、タイヤを構成する種々のゴム部材の形成に用いることができ、特に制限されるものではないが、以下に、その代表例として、トレッドゴムを形成する場合について説明する。図1は、本実施形態のゴムリボン貼付け装置を示す平面図であり、図2は正面図、図3は、図1に示した断面V−Vに対応する矢視図である。ゴムリボン貼付け装置1は、ゴムリボンを押し出す複数台(図示の場合は4台)の押出機3A、3B、3C、3Dを具え、ゴム部材貼付けステーション10に位置決めされた回転支持体20上に押し出したゴムリボンを供給するよう構成されている。
回転支持体20は、例えば、拡縮径可能なメカニカルドラムもしくはハードコアで構成されていて、成型台車21に回転可能に取り付けられ、成型台車21に搭載された図示しない回転駆動装置によって駆動される。
また、成型台車21は、軌道22上を走行可能に設けられ、図示の成型台車21は、矢印Yに沿って先のステーションから搬送されてきたあと、ゴム部材貼付けステーション10内で、回転支持体20の軸線が方向yに向き、その中心がPに位置するよう位置決めされる。そして、この状態でトレッドゴムが回転支持体20上に形成されたあと、成型台車21は、矢印Yに沿って次のステーションへ搬送される。
押出機3A、3B、3C、3Dは、この順に対応する横行ユニット5A、5B、5C、5Dにそれぞれ搭載され、横行ユニット5A、5Bは、固定ベース7に、方向yに沿って変位可能に設けられ、また、横行ユニット5C、5Dは、固定ベース9に、同じく方向yに沿って変位可能に設けられる。
図1〜3に示した状態は、押出機3Aおよび3Dがy方向においても、回転支持体20の半径方向と平行な方向においても、回転支持体20の中心からもっとも遠い位置で待機しており、押出機3Bは、回転支持体20に最接近した位置で、回転支持体20上にゴムリボンを供給している状態、また、押出機3Cは、y方向には回転支持体20から待避した位置にあるものの、回転支持体20の半径方向と平行な方向には回転支持体20の中心に再接近した状態を示す。
押出機3A、3B、3C、3Dのy方向に沿った変位可能範囲について図1を参照して説明する。押出機3Cのy方向に沿った変位可能範囲は、図示の状態から、押出機3Cを搭載する横行ユニット5Cが、y方向の同一直線上にある横行ユニット5Dと干渉するまでの区間、すなわち範囲Rであり、一方、押出機3Dのy方向に沿った変位可能範囲は、図示の状態から、押出機3Dを搭載する横行ユニット5Dが、y方向の同一直線上にある横行ユニット5Cと干渉するまでの区間、すなわち範囲Rであり、これらの範囲RとRとは互いに重複する範囲RC−Dを有する。このことにより、押出機3Cと押出機3Dとは、これらが押し出すそれぞれのゴムリボンを、y方向に沿った同一範囲、この場合範囲RC−Dで、半径方向内外に積層させて貼り付けることができる。
同様に、押出機3A、3Bについても、これらが互いに重複するy方向に沿った変位可能範囲を有し、これらが押し出すそれぞれのゴムリボンを、この重複範囲で、半径方向内外に積層させて貼り付けることができる。
さらに、押出機3A、3Bと、押出機3C、3Dとの関係については、以上と同様のことが成り立つことに加えて、y方向に平行な同一直線状にない押出機同士(例えば押出機3Bおよび3C)は、これらのy方向変位可能範囲の重複部分において、図示のように、y方向と直交する面内で干渉しないよう構成されていて、このことにより、これらのy方向重複部分において、これらが押し出すゴムリボンを同時に並行して半径方向内外に積層させることができる。
図4は、横行ユニット5(5A、5B、5C、5D)を示す斜視図、図5は、固定ベース7、9を示す斜視図である。横行ユニット5A、5B、5C、5Dは同一形状をなし横行ユニット5として表すことができ、横行ユニット5は、y方向に横行する横行ベース11と、横行ベース11上に設けられた一対のx軸ガイド19に案内されて回転支持体20に対して離隔接近する方向、すなわちx方向に変位する直動テーブル12と、直動テーブル12に軸支されてz軸の周りに、すなわちθ方向に回動する回動テーブル13と、回動テーブル13に搭載されてz軸の周り揺動もしくは回転する押出機3を具えて構成される。
図4中、15は、横行ベース11上に固定されて、直動テーブル12を、ボールねじ14を介して往復変位させるモータであり、16は、図示しない機構を介して回動テーブル13をz軸の周りに回動駆動させるモータである。また、押出機3の先端には押し出されたゴムリボンを回転支持体20上に貼り付ける貼付けローラ4が固定して設けられる。
図5では、図示を分かりやすくするため、横行ユニット5の横行ベース11に搭載された部分を省略し横行ベース11だけを示しており、1基の固定ベース7(もしくは9)に2台の横行ベース11(例えば、固定ベース7に対する押出機5A用および5B用の横行ベース)が取り付けられるため、これらを11R、11Lとして示した。固定ベース7、9には、一対の横行ベース11R、11Lを支持するとともにこれらのy方向の直動を案内する一対のy軸ガイド41と、ボールねじ43Rを介して横行ベース11Rを直動駆動するモータ44Rと、ボールねじ43Lを介して横行ベース11Lを直動駆動するモータ44Lとが設けられる。この構成において、横行ベース11R、11Lはこれらに共通のy軸ガイド41に支持されており、これら同士が干渉しない範囲で、y軸ガイド41の一端から他端の全領域にわたって往復変位することができ、また、これらは、二個のモータ44R、44Lによって別個に駆動されるので、互いに独立して往復変位することができる。
なお、これらの図において、17は、横行ベース11R、11Lをy軸ガイド41に係合させるブロックであり、18は、これらをボールねじ43R、43Lにそれぞれ係合させるブロックである。
図6(a)は、押出機3から押し出されたゴムリボンRを回転支持体20上に貼り付ける態様を示す概念図であり、図6(b)は、図6(a)のW−W矢視に対応する矢視図である。押出機3を、その先端に固定した貼付けローラ4の軸線の向きが、回転支持体20の横断面における接線と平行を保つようにして、回転支持体20の軸方向一方から他方に向けて変位させることにより、ゴムリボンRを精度よく回転支持体上に巻き付けることができ、このためには、押出機に、前記y軸方向に変位させる自由度のほかに、これをx軸方向に変位させる自由度およびz軸の周りに回転揺動させる自由度を加えた合計3つの自由度を具えさせる必要であり、このため、固定ベース7,9および横行ユニット5A〜5Dは前述のような構成を具えるものである。
次に、このように構成されたゴムリボン貼付け装置1を用いて、トレッドゴムを形成する方法について説明する。第一の例は、ゴム種の組合せが異なる3種類のトレッドゴムT1、T2、T3を形成する場合についてであり、図7(a)、(b)、(c)は、それぞれこれらのトレッドゴムを示す断面図である。トレッドゴムT1は、互いに半径方向内外に隣接するゴムR3、R4の幅方向両外側にゴムRが配置された構造になり、これらの3種のゴムR1、R3、R4はすべて、ゴムリボンを巻回して形成され、トレッドゴムT2は、トレッドゴムT1におけるゴムR1をR2に置き換えた点だけがトレッドゴムT1と異なる構造をなし、トレッドゴムT2を構成する3種のゴムR2、R3、R4も、同様にすべて、ゴムリボンを巻回して形成される。
一方、トレッドゴムT3は、押し出し成型されたゴムE1、E2よりなる積層体の幅方向両外側にゴムリボンを巻回して形成されたゴムR3を配置して構成される。
これらのトレッドゴムT1、T2、T3を、異なるサイズが相前後する順序を含む生産指令に基づいて所定サイクルタイムで生産する際の貼付けローラ4の配置方法について、図8〜図12を参照して説明する。これらの図において、A、B、C、Dは、押出機3A、3B、3C、3Dに取り付けられたそれぞれの貼付けローラを示し、また、これらの図は、回転支持体20に近接する側に変位された貼付けローラが、図中右側に断面図にハッチングで示したゴムを貼付け中であり、他の貼付けローラは待機位置で待機中である状態を表す。
図8(a)〜(c)、および図9は、トレッドゴムT1を形成する際の貼付けローラの配置状態を順に示す図であり、まず、幅方向両外側のゴムR1のゴムリボンを押し出す押出機に対応する貼付けローラAを、図8(a)に示すように、貼付け位置に配置し、図6に示した貼付け態様にしたがってゴムリボンを巻回することにより回転支持体20上に一対の台形部よりなるゴムR1を形成し、ついで、貼付けローラAを待機位置に戻したあと、ゴムR3のゴムリボンを押し出す押出機の貼付けローラBを、図8(b)に示すように、貼付け位置に配置し、同様の方法でゴムR3を形成し、次いで、貼付けローラBを待機位置に戻したあと、ゴムR4のゴムリボンを押し出す押出機の貼付けローラCを、図8(c)に示すように貼付け位置に配置し、同様にしてゴムR3上にゴムR4を積層して、トレッドゴムT1の形成を終了する。
次いで、トレッドゴムT1が形成された回転支持体20を、成型台車21をYの方向に移動させて排出したあと、Yの方向から搬入された回転支持体20上にトレッドゴムT2を形成する場合、まず、幅方向両外側のゴムR2のゴムリボンを押し出す押出機に対応する貼付けローラDを、図9に示すように、貼付け位置に配置し、図6に示した貼付け態様にしたがってゴムリボンを巻回することにより回転支持体20上に一対の台形部よりなるゴムR2を形成し、そのあと、トレッドゴムT1について説明したのと同様な順序および方法により、これらの台形部の間にゴムR3とR4とを積層することにより、トレッドゴムT2を形成することができる。
また、トレッドゴムT3を形成するには、回転支持体20上に、仕上げ断面形状と同じ形状の押出しゴムE1およびE2を1回転分巻きつけてこれらの積層体を形成した後、この積層体の幅方向両外側に、ゴムR1のゴムリボンを押し出す押出機の貼付けローラAを、図10に示すように、貼付け位置に配置し、図6に示した貼付け態様にしたがってゴムリボンを巻回することにより、回転支持体20上、ゴムE1およびE2よりなる積層体の幅方向両外側に、ゴムR1を貼付けトレッドゴムT3を形成することができる。
このように、ゴムリボン貼付け装置1を、押出機3A、3B、3C、3Dの、y方向における変位可能範囲が互いに重複するよう構成することにより、ゴムR1、R2、R3、R4用のゴムリボンを、これらの変位可能範囲の重複領域で、半径方向内外に積層させることができ、その結果、図7のような複数種類のゴムよりなるトレッドゴムT1、T2、T3のそれぞれを、一つの貼付けステーション10内で形成することができ、しかも、これらの押出機は、この貼付けステーションで貼付け対象とするゴム種のそれぞれ一対一に対応するようゴム種を割り付けられているので、ゴムの種類がこれ以上増えない範囲内で種々の形状のトレッドゴムの形成を行うことができる。
ここで、押出機3A、3Bの組と、押出機3C、3Dの組とは、それらのy方向の変位可能範囲が重複する領域で、y方向と直角な面内で互いに離隔し干渉しないよう構成されているので、第1の組の一の押出機と、第2の組の一の押出機とを同時に作動させて貼り付けることにより、貼付けの時間を短縮することができる。その具体例を以下に説明する。
すなわち、先の例では、ゴムリボン貼付け装置1のそれぞれの押出機3A〜3Dに、トレッドゴムT1、T2、T3が形成できるよう前述のゴムを対応させたが、これに代えて、これらの押出機3A〜3Dに、トレッドゴムT1、T3だけを形成するよう対応させた場合には、押出機3Aと3Dとはy方向に直角な面内で干渉しないよう構成されているので、押出機3DにゴムR1のゴムリボンを押出すよう割付け、図11に示すように、貼付けローラAを用いて、一対の断面台形状のゴムのうち右側のゴムR1を形成するのと同時に、貼付けローラDにより、左側のゴムR1を形成するようにすれば、これらのゴムを貼付ける時間を短縮することができる。
また、ゴムR3の外側にゴムR4を積層する場合にも、押出機3Bと3Cとはy方向に直角な面内で干渉しないよう構成されているので、押出機3BでゴムR3のゴムリボンを押出して、ゴムR3を形成するようにし、ゴムR3の貼付け完了時点より前の時点で、ゴムR4のゴムリボンの押出を開始して、ゴムR3とムR4との貼付けを並行して行うことができ、このことによっても、貼付け時間を短縮することができる(図12参照)。
ゴムリボン貼付け装置1により形成するタイヤ構成ゴム部材の組として、以上に説明したトレッドゴムT1〜T3の例のほかにも、例えば、図13(a)〜(e)に断面図で示すようなトレッドゴムT11〜T15よりなる組を示すことができ、この例において、トレッドゴムT11〜T15は、それぞれ、4種類のゴムR11〜R14から選ばれた1〜4種のゴムを組合せた構造を有し、これらのゴムR11〜R14に押出機3A〜3Dを一対一に対応させることにより、これらのトレッドゴムT11〜T15を、異なるサイズが相前後する順序を含む生産指令に基づいて所定サイクルタイムで生産することができる。
この発明は、種々の用途のタイヤの、トレッドゴム、サイドウォールゴム、インナーライナゴムを含む多種類のタイヤ構成ゴム部材の形成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貼付け装置を示す平面図である。 本実施形態のゴムリボン貼付け装置を示す正面図である。 図1に示した断面V−Vに対応する矢視図である。 横行ユニットを示す斜視図である。 固定ベースを示す斜視図である。 ゴムリボンを回転支持体上に貼り付ける態様を示す概念図である。 ゴムリボン貼付け装置にて形成するトレッドゴムの断面図である。 トレッドゴムを生産する際の貼付けローラの配置方法について説明するための概念図である。 貼付けローラの他の配置方法について説明するための概念図である。 貼付けローラの他の配置方法について説明するための概念図である。 貼付けローラの他の配置方法について説明するための概念図である。 貼付けローラの他の配置方法について説明するための概念図である。 ゴムリボン貼付け装置にて形成する別のトレッドゴムの断面図である。
符号の説明
1 ゴムリボン貼付け装置
3A、3B、3C、3D 押出機
3 回転支持体、BTドラム
4 貼付けローラ
5A、5B、5C、5D 横行ユニット
7 固定ベース
9 固定ベース
10 ゴム部材貼付けステーション
11、11R、11L 横行ベース
12 直動テーブル
13 回動テーブル
14 ボールねじ
15 x軸変位手段
16 モータ
17 横行ベースをy軸ガイドに係合させるブロック
18 横行ベースをボールねじに係合させるブロック
19 x軸ガイド
20 回転支持体
21 成型台車
22 軌道
41 y軸ガイド
43R、43L ボールねじ
44R、44L モータ
R ゴムリボン

Claims (4)

  1. ゴムリボンを押し出して、ゴム部材貼付けステーションに位置決めされた回転支持体上に供給する複数台の押出機と、これらの押出機にそれぞれ固定して設けられ、押出機からのゴムリボンを回転支持体に貼り付ける貼付ローラと、回転支持体の回転下でそれぞれの押出機を少なくとも待機位置と貼付け位置との間で変位させゴムリボンの回転支持体への貼付位置を制御する押出機変位手段とを具え、各押出機は少なくとも回転支持体軸線方向に変位する自由度を有するゴムリボン貼付け装置において、
    少なくとも2台の押出機の、回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複するよう構成され
    前記押出機のうち少なくとも2台は、待機位置にある状態で回転支持体軸線方向に平行な同一直線上に配設され、かつ回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複するよう構成されて、該互いに重複する変位可能範囲においてゴムリボンを回転支持体上に供給するゴムリボン貼付け装置。
  2. 回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複する押出機のうち、少なくとも2台は、それらの変位可能範囲が重複する領域で、回転支持体軸線方向と直角な面内で互いに離隔して位置するよう構成されてなる請求項に記載のゴムリボン貼付け装置。
  3. 回転支持体軸線方向における変位可能範囲が互いに重複する前記押出機のうち少なくとも2台は、前記貼付けステーションの固定位置に設けられた同一のガイドによって回転支持体軸線方向に変位可能に支持されてなる請求項もしくはに記載のゴムリボン貼付け装置。
  4. 各押出機の、互いに独立な変位自由度の総数を3とする請求項1〜のいずれかに記載のゴムリボン貼付け装置。
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