JP5164249B2 - タイヤ成型方法及びタイヤ成型装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ成型ドラムを用いてカーカスバンド側部をビードコアの回りに折り返すカーカスバンドの折り返しを行うタイヤ成型方法及びタイヤ成型装置に関する。

タイヤ成型ドラム本体の周りで放射状に拡縮するよう揺動自在に設けられた複数本の折り返しフィンガーと、この折り返しフィンガーの先端部に回転可能に支持された折り返しローラと、上記折り返しフィンガーのそれぞれを同期させて成型ドラムの軸方向内外に移動させるフィンガー移動手段等を備え、ビードコアのタイヤ軸方向外側に位置するカーカスバンド側部を、ビードコアの回りに折り返してグリーンタイヤを成型するタイヤ成型方法及びタイヤ成型装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

これらのタイヤ成型ドラムを使用してタイヤの成型加工を行う場合、通常、折り返しフィンガーによるカーカスバンドの折り返し工程の終了後、カーカスバンドを折り返してカーカスバンド同士を接着させるため、タイヤ成型ドラムを高速で回転しながらステッチングを行っている。
この折り返し工程から次のステッチング工程への移行は、カーカスバンドの折り返し工程の終了のタイミングに合わせて迅速に行う必要があるが、従来のタイヤ成型装置には折り返しフィンガーの動作を検出する機構が設けられてないため、折り返しフィンガーの動作から折り返し工程の終了を直接検出することはできない。

そこで、従来のタイヤ成型装置では、上記カーカスバンドの折り曲げ工程の終了後に次工程に移行するタイミングを計るため、上記折り返しフィンガーの始動のタイミングに合わせてタイマーをスタートさせ、予め定めた一定時間が経過すると、上記折り返しフィンガーによる折り曲げ工程が終了したものとして自動的に次工程に移行するようにしている。
しかしながら、折り返しフィンガーの動作終了のタイミングにバラツキがあると、折り返しフィンガーが待機位置（非動作位置）に復帰しない状態でタイマーの時間切れとなり、次のステップに移行してしまうことがあり得る。
次工程では、通常、上述のように成型ドラムを高速で回転しながらステッチングを行うため、折り返しフィンガーが待機位置に完全に戻り切らないうちに次工程に移行すると、成型ドラムの回転による遠心力の作用を受けて折り返しフィンガーが拡開する。その場合、拡開して高速で回転する折り返しフィンガーに人などが触れると危険であり、また、折り返しフィンガー自体も破損する恐れがある。

そこで、上記折り返しフィンガーの折り返し動作終了のタイミングのバラツキを考慮して、タイマーの設定時間を長くすることもできるが、タイマーの設定時間を長くすると無駄な待ち時間が発生することになり、生産性が低下するという別の問題が出てくる。

なお、上記折り返しフィンガーの折り返し動作の終了時を検出する点に限ってみれば、例えば、油圧シリンダ制御装置やボールネジ駆動装置のような折り返しを補助する駆動部を、成型ドラムに搭載するのではなく、成型ドラム外に持つタイヤ成型装置では、折り返しフィンガーの折り返し動作の終了状態（つまり、折り返しフィンガーが待機位置に戻っている状態）を、これらの駆動部で確認することができる。
しかし、駆動部を外部に持つ装置（駆動部非搭載型装置）は大掛かりでありかつ、折り返しフィンガーを備えたタイヤ成型ドラムなどの冶工具の切り替え時には、油漏れなどの問題もあるため、上記折り返しフィンガーの動作の確認の目的だけで、上記のような構成を採ることはできない。
特開２００２− ８０４０４号公報 特開２００３− ８０６１２号公報 特開２００５−２４６８２３号公報

本願発明は、従来の折り返しフィンガーを備えたタイヤ成型ドラムにおける上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記折り返しフィンガーの駆動部を搭載したタイヤ成型ドラムで、折り返しフィンガーの折り返し動作の終了を確実に検出出来るようにすると共に、上記終了検出後に速やかに次工程に移行できるようにして、安全かつ作業効率よくグリーンタイヤの成型ができるようにすることである。

請求項１の発明は、タイヤ成型ドラム本体の周りに巻き付けたタイヤ構成部材の端部を折り返し手段で折り返す工程を有するタイヤ成型方法であって、前記折り返し手段の折り返し動作の終了を検出する工程と、前記折り返し動作の終了を検出したとき、次工程の開始制御を行う工程と、を有し、前記折り返し動作の終了を検出する工程は、前記折り返し手段の動作終了位置を検出する工程であることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたタイヤ成型方法において、前記折り返し動作時以外において、前記折り返し手段の動作終了位置が検出されないとき、その動作を停止させる工程を有することを特徴とする。
請求項３の発明は、タイヤ成型ドラム本体の周りに巻き付けたタイヤ構成部材の端部を折り返し手段で折り返す工程を有するタイヤ成型方法であって、前記折り返し手段の折り返し動作の終了を検出する工程と、前記折り返し動作の終了を検出したとき、次工程の開始制御を行う工程と、を有し、前記折り返し動作時以外において、前記折り返し手段の動作終了位置が検出されないとき、その動作を停止させる工程を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、タイヤ成型ドラム本体及びその軸方向両側に折り返し手段を備えたタイヤ成型ドラムを用いてタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、前記折り返し手段の折り返し動作終了位置を検出する手段と、前記折り返し動作終了位置の検出に基づき、次工程の開始制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４に記載されたタイヤ成型装置において、前記折り返し動作終了位置を検出する手段は、前記タイヤ成型ドラムに配置され、前記折り返し手段により作動されるスイッチ手段であることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５に記載されたタイヤ成型装置において、前記スイッチ手段は、前記折り返し手段の前記タイヤ成型ドラム上での摺動端部に配置されたリミットスイッチと、前記リミットスイッチ及び前記制御手段と信号伝送可能に接続されたリモートセンサとからなることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載されたタイヤ成型装置において、前記制御手段は、前記折り返し動作時以外において、前記折り返し手段の動作終了位置が検出されないとき、その動作を停止させる停止制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、折り返し手段の折り返し動作の終了を検出できるため、以下の効果がある。即ち、
（１）折り返し手段が動作終了前に次工程に移行する危険を確実に防止でき、かつ折り返し工程終了後に速やかに次工程に移行できるため生産性が向上する。
（２）折り返し終了後であっても、ドラム回転中に誤って折り返しフィンガーが拡開した場合には、それを検出して、タイヤ成型装置を非常停止することができるため安全性が向上する。

本発明の実施形態に係るタイヤ成型装置を、図面を参照して説明する。図１は本発明に係る実施形態のカーカスバンド折り返し装置を搭載したタイヤ成型ドラムの上半分を示す中心軸線方向断面図である。

タイヤ成型ドラム１は、図１に示すように、中心軸２、中心軸２上を軸方向に相互に離隔および接近変位する一対のスリーブ３、それぞれのスリーブ３の外周面に設けられ、スリーブ３とは独立に相互に離隔および接近変位されるスライダ４を備えている。このスライダ４の外周上には、ビードコアを固定支持するビードロック手段７及びカーカスバンド折り返し装置１０が固定されている。

両ビードロック手段７間の軸方向中央部には、タイヤ成型ドラム本体を構成する半径方向に拡縮されるコア体８が設けられ、かつこのコア体８を構成する剛性支持部材８ａに対して、一端部を上記スリーブ３が取り付けられかつ、中間部がヒンジ連結された一対のリンク９ａから成るリンク機構９の他端部が連結されている。

前記スライダ４の軸方向内側端（図面では中央側）には、コア体８の半径方向外側に延在しコア体８の周囲の空間を密封してトロイダル状に膨縮変形する補強ゴム膜からなるセンターブラダＣが固定されている。

スライダ４は、中心軸２内の中空部に設けたネジ軸Ｓの回動により左右対称に離隔接近変位し、スライダ４に搭載された一対のビードロック手段７を離隔接近変位させる。

カーカスバンド折り返し装置１０は、図１において、基端部１７を中心に図面と平行な面内（各カーカスバンド折り返し装置１０と中心軸２の中心線を含む各面内）で揺動可能に設けられた折り返しフィンガー１１を備え、この折り返しフィンガー１１は、タイヤ成型ドラム周方向に、例えば等間隔に並んで円環状に配置されている。

図２は、カーカスバンド折り返し装置１０をタイヤ成型ドラムの中心軸線を含む断面において示す拡大部分断面図である。図２Ａは、折り返し前の状態を示し、図２Ｂは、折り返し途中の状態を示す。

カーカスバンド折り返し装置１０は、それぞれの折り返しフィンガー１１の先端部に回転可能に支持された一対の折り返しローラ１４（１４ａ、１４ｂ）と、折り返しフィンガー１１を軸方向に往復変位させるフィンガー移動手段２０と、折り返しフィンガー１１を束ねて常に成型ドラム半径方向内側つまり縮径方向に付勢するエラストマバンド（図示せず）とを備えている。

フィンガー移動手段２０は、スライダ４の周上に固定されたシリンダベース２２と、シリンダベース２２の外周上を摺動する第一摺動壁２３および第二摺動壁２４と、これらの摺動壁２３、２４を連結する円筒壁２７と、シリンダベース２２外周上に固定された固定壁２１で構成されている。固定壁２１、第一摺動壁２３及び円筒壁２７は第一圧力室２６ａを形成し、固定壁２１、第二摺動壁２４及び円筒壁２７は同様に第二圧力室２６ｂを形成している。

折り返しフィンガー１１の基端部１７は、第一摺動壁２３に、その先端の折り返しローラ１４（１４ａ、１４ｂ）を拡縮するように回動自在に固定されており、第一及び第二圧力室２６ａ、２６ｂには、固定壁２１に隣接してそれぞれエア孔２５ａ及び２５ｂが形成されている。

以上の構成において、加圧エアをエア穴２５ａから第一圧力室２６ａに供給し、同時に、エア穴２５ｂから第二圧力室２６ｂ内のエアを排気すると、第一摺動壁２３は軸方向外方（図示右側）に移動し、それと一体に構成された折り返しフィンガー１１も軸方向外側に変位する。逆に、エア穴２５ｂからエアを第二圧力室２６ｂに供給すると同時に、エア穴２５ａから第一圧力室２６ａ内のエアを排気すると、第二摺動壁２４が軸方向内側（図示左側）に移動し、折り返しフィンガー１１も軸方向内側に変位する。

このように、第一及び第二圧力室２６ａ、２６ｂの給排気の切り替えにより折り返しフィンガー１１は、成型ドラム１上でその内外方向に変位し、先端に設けた折り返しローラ１４（１４ａ、１４ｂ）でカーカスバンドＫの側部をビードコアＢの周りに折り返しながら次第に上方へ（タイヤ外周方向に放射状に）拡開していき、折り返しが終了した段階で拡開と逆の経路を辿りながら、待機位置に戻る。

以上で説明した本実施形態に係るタイヤ成型装置の構造は、基本的には例えば特許文献３に記載された従来のものと同じであるが、本実施形態では、折り返しフィンガー１１の動作を、とくにそれが待機位置にあるか否かを確実に検出するための構成を備えている。

即ち、例えば、図２Ｂに示すように、上記シリンダベース２２の図示右側端部には、折り返し作業を行っていない、つまり待機位置にある折り返しフィンガー１１の基端部１７が当接するストッパ用壁部２２ａが設けられている。本実施形態では、このストッパ用壁部２２ａに、折り返しフィンガー１１が当接することによって作動するリミットスイッチＬＳが配置されている。このリミットスイッチＬＳは以下図３に関連して説明するように、別途設けたリモートセンサＲＳを介してタイヤ成型装置の制御部に信号伝送可能に接続されている。

図３は上記タイヤ成型ドラム１を備えた本実施形態に係るタイヤ成型装置の正面図である。
タイヤ成型装置Ｔは、上記タイヤ成型ドラム１を中心にその図中右側にはタイヤ成型ドラム１１の回転駆動部３０が配置されており、回転駆動部３０とタイヤ成型ドラム１とは継手３２によって連結されている。また、タイヤ成型ドラム１の左側は、柱状のドラム先端支持部材４０によってその軸受部３３が支持されている。支持部材４０には、上記軸受部３３を支持する支持台４４と、その支持台４４からリモートセンサＲＳの出力部ＲＳ（１）取付用の支柱４６が上方に突設されている。

上記軸受部３３で支承されるタイヤ成型ドラム１の軸端には、リモートセンサＲＳの伝送部ＲＳ（２）が、上記リモートセンサＲＳの出力部ＲＳ（１）に対向して取り付けられている。リモートセンサＲＳの出力部ＲＳ（１）と伝送部ＲＳ（２）は、いずれも成型ドラム１の回転軸と同芯上にあり、上記リモートセンサＲＳの伝送部ＲＳ（２）には後述するリミットスイッチＬＳが導電性のワイヤＷ１で接続されている。

ここで、リモートセンサＲＳは、例えば、その出力部ＲＳ（１）からワイヤレス伝送した高周波信号を伝送部ＲＳ（２）へ伝送し、伝送部ＲＳ（２）では受信した高周波信号を電源として、センサ信号を出力部ＲＳ（１）へワイヤレス伝送するそれ自体周知のものである。
なお、伝送部ＲＳ（２）は、上記リミットスイッチＬＳに電力を供給する電源としての機能を有している。

次に、折り返しフィンガー１１が折り返し工程終了後、それが待機位置にあるか否かを確実に検出する検出手段について説明する。
既に説明したように、上記ストッパ用壁部２２ａに設けたリミットスイッチＬＳは、折り返しフィンガー１１がその待機位置に位置づけられたときに、その基端部１７を検出してＯＮ動作する。
なお、本実施形態では、リミットスイッチＬＳは、折り返しフィンガー１１が待機位置から離れたときは直ちにＯＦＦし、待機位置に戻ったときには直ちにＯＮするように構成されているが、ＯＮとＯＦＦを逆にしてもよい。
リミットスイッチＬＳはどのようなものでもよいが、誤動作がなく確実に作動できる機械的スイッチが好ましい。

ここで、リミットスイッチＬＳは、全ての折り返しフィンガー１１に対応して設ける必要はなく、図３中で左右のストッパ用壁部２２ａにそれぞれ一つずつ設ければ足りる。これはタイヤ成型ドラム１に対して同じ側に配置される折り返しフィンガー１１は、上記エラストマバンドを含め共通の駆動部材を有し同じ動作をするとみることができるからである。

本実施形態では、上記リミットスイッチＬＳのＯＮ・ＯＦＦ信号は、上記導電ワイヤＷ１を介してリモートセンサＲＳの伝送部ＲＳ（２）に伝送され、そこから同リモートセンサＲＳの出力部ＲＳ（１）にワイヤレス伝送され、更に、リモートセンサＲＳの出力部ＲＳ（１）から導電ワイヤＷ２を介してタイヤ成型装置Ｔの制御部５０に伝送され、そこで折り返しフィンガー１１が待機位置にあるか否かの判断等が行われる。なお、リモートセンサＲＳの出力部ＲＳ（１）と制御部５０はワイヤレスで信号伝送可能に接続することもできる。

上記制御部５０は、タイヤ成型装置Ｔの動作全体を制御するものであって、図３に示すようにＣＰＵ５２と、制御用プログラムなどを格納したＲＯＭ５４と、ＣＰＵ５２の処理用データなどを一時的に格納するＲＡＭ５６を備えたマイクロコンピュータから成っており、例えば、リモートセンサＲＳの出力部ＲＳ（１）からＯＮ・ＯＦＦ信号が図示しないインターフェース等を介して入力され、必要な処理及び制御を行う。

制御部５０は、例えば、折り返しフィンガー１１が待機位置にあるか否かをセンサのＯＮ・ＯＦＦ信号によって判別し、ここでは、それがＯＦＦからＯＮに切り替わったときは、折り返しフィンガー１１が待機位置に戻った、つまり折り返し工程が終了したと判断する。逆に、ＯＮからＯＦＦに切り替わったときには、折り返し工程が開始されたと判断する。

図４は、制御部５０の処理手順の一例を示すフロー図である。
折り返し工程がスタートすると、折り返しフィンガー１１がリミットスイッチＬＳから離れ、リミットスイッチＬＳがＯＮからＯＦＦに切り替わり（Ｓ１０１、ＹＥＳ）、カーカスバンド側部の折り返し工程が実行される（Ｓ１０２）。その後、折り返し工程が終了して折り返しフィンガー１１が一斉に待機位置に戻ると、リミットスイッチＬＳはＯＦＦからＯＮに切り替わる。制御部５０は、リミットスイッチが全てＯＦＦからＯＮに切り替わった（Ｓ１０３、ＹＥＳ）と判断したとき、上記次工程の処理を開始する（Ｓ１０４）。制御部５０は、次工程においてリミットスイッチＬＳが全てＯＮの状態にあるか監視し（Ｓ１０５）、リミットスイッチＬＳが全てＯＮの状態を維持し（Ｓ１０５、ＹＥＳ）、かつ次工程の処理が終了したとき（Ｓ１０６、ＹＥＳ）、次工程の処理を終了する。
次工程の進行中にリミットスイッチＬＳがＯＦＦになると（Ｓ１０５、ＮＯ）、タイヤ成型装置Ｔを緊急停止して（Ｓ１０７）、タイヤの成型処理を中止する。

なお、本実施形態では、リミットスイッチの代わりに近接スイッチを使用することもできる。また、各リミットスイッチＬＳはリモートセンサＲＳの伝送部ＲＳ（２）から電力の供給を受けるものとして説明したが、各リミットスイッチＬＳに電池を備えて、電池から動作電力を供給するようにしてもよい。また、リミットスイッチＬＳとリモートセンサＲＳの伝送部ＲＳ（２）とはワイヤレス接続させることもできる。

本実施形態では、タイヤ成型ドラム１は、その一端側の継手３２を外して、かつ他端側を支持台４４の固定を解除して、図３に破線で示すように、ドラム先端支持部材４０を枢軸４２を中心に外側に倒して取り外す。また、以上と逆の操作を行ってタイヤ成型ドラム１を交換する。
したがって、ドラム先端支持部材４０側に取り付けられたリモートセンサＲＳの出力部ＲＳ（１）は、交換されるタイヤ成型ドラムに共通に使用される。つまり、タイヤ成型ドラム１を交換するときは、リモートセンサＲＳの出力部ＲＳ（１）のみを残して、成型ドラム１と共に交換するか、或いはタイヤ成型ドラム１から上記伝送部ＲＳ（２）を取り外して、交換後のタイヤ成型ドラム１に装着し直すかする。
いずれにしても、上記伝送部ＲＳ（２）の取付部と各リミットスイッチＬＳとの間は導線性ワイヤＷ１で接続経路はタイヤ成型ドラム側に備えておく。

このカーカスバンド折り返し装置１０を用いたグリーンタイヤの成型工程は、従来のものと同じである。
剛性支持部材８ａをさらに最大径まで拡径させ、剛性支持部材８ａを支持体として、カーカスバンドの外側にベルト部材、トレッド部材、ゴムチェーファ部材などを貼付けてグリーンタイヤを完成させる。その後、剛性支持部材８ａを縮径して、タイヤ成型ドラム１からグリーンタイヤを取り出し工程を終了する。

本実施形態によれば、折り返しフィンガーの折り返し機構の駆動機構を搭載したタイヤ成型ドラムにおいて、折り返しフィンガーの折り返し工程の終了が確実に検出できる。これにより、タイヤ成型装置に、上述のように上記駆動機構が非搭載型のものを採用する必要がなくコンパクトになり、かつタイヤ成型ドラムは折り返しフィンガー駆動機構搭載型であるため、そのサイズ切り替えが容易である。

また、リモートセンサＲＳは、リミットスイッチＬＳへの動力供給と、信号の受け渡し、及び外部（ドラム先端支持部）の相手方と非接触により信号のやり取りを行うが、同芯上（回転軸上）に設置されているため、ドラムの回転中も常時信号を拾い続けられる。
したがって、折り返しフィンガー１１の折り返し工程終了後速やかに次工程に移行できるだけではなく、万が一ドラム回転中に遠心力で折り返しフィンガー１１が拡開したときには、リミットスイッチＬＳが直ちにＯＮからＯＦＦに切り替わるため、制御部５０は異常と判断してタイヤ成型装置を緊急停止することができる。

本発明の実施形態に係るタイヤ成型装置のタイヤ成型ドラムの軸線に沿った上半分の断面図である。 図１に示すタイヤ成型ドラムのカーカスバンド折り返し装置の拡大断面図であり、図２Ａはカーカスバンド折り返し装置が待機位置にある状態を、また図２Ｂは同折り返し位置にある状態を示す。 上記タイヤ成型装置を軸線に沿って示した正面図である。 上記タイヤ成型装置の制御例を示すフロー図である。

符号の説明

１・・・タイヤ成型ドラム、２・・・中心軸、３・・・スリーブ、４・・・スライダ、７・・・ビードロック手段、８・・・コア体、１０・・・（カーカス）バンド折り返し装置、１１・・・折り返しフィンガー、１４（１４ａ、１４ｂ）・・・ローラ、１７・・・基端部、２０・・・折り返しフィンガー移動手段、２１・・・固定壁、２２・・・シリンダベース、２２ａ・・・ストッパ用壁部、２３・・・第一摺動壁、２４・・・第二摺動壁、２５ａ、２５ｂ・・・エア穴、２６ａ・・・第一圧力室、２６ｂ・・・第二圧力室、２７・・・円筒壁、３０・・・回転駆動部、３２・・・継手、３３・・・軸受部、４０・・・ドラム先端支持部材、４２・・・枢軸、４４・・・支持台、５０・・・制御部、Ｂ・・・ビードコア、Ｋ・・・カーカスバンド、ＬＳ・・・リミットスイッチ、ＲＳ・・・リモートセンサ、Ｓ・・・ネジ軸。

Claims (7)

1. タイヤ成型ドラム本体の周りに巻き付けたタイヤ構成部材の端部を折り返し手段で折り返す工程を有するタイヤ成型方法であって、
   前記折り返し手段の折り返し動作の終了を検出する工程と、
   前記折り返し動作の終了を検出したとき、次工程の開始制御を行う工程と、
   を有し、
   前記折り返し動作の終了を検出する工程は、前記折り返し手段の動作終了位置を検出する工程であることを特徴とするタイヤ成型方法。
2. 請求項１に記載されたタイヤ成型方法において、
   前記折り返し動作時以外において、前記折り返し手段の動作終了位置が検出されないとき、その動作を停止させる工程を有することを特徴とするタイヤ成型方法。
3. タイヤ成型ドラム本体の周りに巻き付けたタイヤ構成部材の端部を折り返し手段で折り返す工程を有するタイヤ成型方法であって、
   前記折り返し手段の折り返し動作の終了を検出する工程と、
   前記折り返し動作の終了を検出したとき、次工程の開始制御を行う工程と、
   を有し、
   前記折り返し動作時以外において、前記折り返し手段の動作終了位置が検出されないとき、その動作を停止させる工程を有することを特徴とするタイヤ成型方法。
4. タイヤ成型ドラム本体及びその軸方向両側に折り返し手段を備えたタイヤ成型ドラムを用いてタイヤを成型するタイヤ成型装置であって、
   前記折り返し手段の折り返し動作終了位置を検出する手段と、
   前記折り返し動作終了位置の検出に基づき、次工程の開始制御を行う制御手段と、
   を有することを特徴とするタイヤ成型装置。
5. 請求項４に記載されたタイヤ成型装置において、
   前記折り返し動作終了位置を検出する手段は、前記タイヤ成型ドラムに配置され、前記折り返し手段により作動されるスイッチ手段であることを特徴とするタイヤ成型装置。
6. 請求項５に記載されたタイヤ成型装置において、
   前記スイッチ手段は、前記折り返し手段の前記タイヤ成型ドラム上での摺動端部に配置されたリミットスイッチと、前記リミットスイッチ及び前記制御手段と信号伝送可能に接続されたリモートセンサとからなることを特徴とするタイヤ成型装置。
7. 請求項４ないし６のいずれかに記載されたタイヤ成型装置において、
   前記制御手段は、前記折り返し動作時以外において、前記折り返し手段の動作終了位置が検出されないとき、その動作を停止させる停止制御を行うことを特徴とするタイヤ成型装置。
   

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