JP5175084B2 - 切断機構を有するタイヤ組立体貼り付け装置 - Google Patents

Description

本発明は概して、プライやインナーライナなどのタイヤシート構成部材をタイヤ組み立てドラムなどの円筒体上に直接貼り付けることと、タイヤ構成部材を円筒体に貼り付ける前に切断することに関する。

タイヤプライまたは他のゴム構成部材は、貼り付け装置と呼ばれることが多いコンベア型装置によってタイヤ組み立てドラムに貼り付けられる。従来の貼り付け装置は通常、コンベア型ベルトを利用して正確にタイヤ構成部材をタイヤ組み立てドラム上に貼り付ける。ドラム上へのタイヤ構成部材の貼り付けを正確に制御することが重要であり、特に構成部材の末端の貼り付けを正確に制御することが重要である。構成部材をできるだけ迅速にかつ効率的に貼り付けることも重要である。また、貼り付け装置は、ドラムから十分に離れて他の機構および機能のための隙間を形成しなければならない。さらに、従来の貼り付け装置は通常、貼り付け装置を様々なサイズのタイヤ組み立てドラムに対して調整できるように別個の駆動・調整機構を必要とする。

タイヤプライまたは他のゴム構成部材は通常、金敷を使用して別個の機械上で切断されるので、追加的な機械および制御システムを必要とする。金敷を使用すると、原料が丸まり、特に原料が斜めに切断される場合には横方向への案内に問題が生じることがある。

したがって、従来技術の欠点を解消する、カッタ機構を有するより進歩したな貼り付け装置を提供することが望ましい。

本発明は、第１の態様では、可とう性材料のシートを円筒体に貼り付ける装置を提供する。この装置は、支持フレーム部材上に移動可能に取り付けられた貼り付け装置フレームセグメントと、前記貼り付け装置フレームセグメントに回転可能に連結され、前記貼り付け装置フレームセグメントを円筒体から離れる方向へ引き戻しかつ円筒体に近接する方向へ延ばすサーボアームとを含む。

本発明は、第２の態様では、エラストマ材料のシートを円筒体に貼り付ける方法であって、貼り付け装置フレームを移動可能にフレーム組立体に取り付けるステップと、エラストマ材料の前記シートを前記貼り付け装置フレームに供給するステップと、前記貼り付け装置フレームを上方へ回転させて該貼り付け装置フレームを前記円筒体の方向へ移動させるステップと、前記貼り付け装置フレームを前記円筒体に隣接した傾斜位置に配置するステップと、エラストマ材料の前記シートを前記円筒体に貼り付けるステップと、前記貼り付け装置フレームを初期位置に引き戻すステップとを含む。
定義
「アスペクト比」は、タイヤの断面高さと断面幅の比を意味する。

「軸線方向の」および「軸線方向に」は、タイヤの回転軸線に平行なラインまたは方向を意味する。

「ビード」または「ビードコア」は概して、環状の引っ張り部材を有するタイヤの一部分を意味し、半径方向内側のビードは、プライコードで覆われ、フリッパ、チッパ、エイペックスまたはフィラー、トウガード、およびチェーファーのような他の補強部材を有するように形作られることもそのような補強部材を有さないように形作られることもあるリムに対するタイヤの保持に関連する。

「ベルト構造」または「補強ベルト」は、織物または非織物であり、トレッドの下層に位置し、ビードに固定されず、タイヤの赤道面に対して１７度〜２７度の範囲の左右のコード角度を有する、互いに平行なコードからなる少なくとも２つの環状層またはプライを意味する。

「バイアスプライタイヤ」は、カーカスプライ内の補強コードが、ビードからビードへタイヤを横切って、タイヤの赤道面に対して約２５度〜６５度の角度で斜めに延びることを意味し、各プライコードは、交互の層において互いに逆の角度に延びている。

「ブレーカ」または「タイヤブレーカ」は、ベルトまたはベルト構造または補強ベルトと同じものを意味する。

「カーカス」は、タイヤプライ材料、および円筒状もしくは環状に接合するに適した長さに切断されるか、またはすでに円筒状もしくは環状に接合された他のタイヤ構成部材の積層体を意味する。カーカスを加硫して成形タイヤを形成する前にカーカスに追加的な構成部材を付加することができる。

「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延びるラインまたは方向を意味し、断面図で見たときに半径がトレッドの軸線方向の湾曲を形成する数組の互いに隣接する円曲線の方向を指すこともある。

「コード」は、プライを補強するのに使用される繊維を含む補強ストランドの１つを意味する。

「インナーライナ」は、チューブレスタイヤの内面を形成し、タイヤ内に膨張流体を閉じ込めるエラストマまたは他の材料の層を意味する。

「インサート」は、通常ランフラット型タイヤのサイドウォールを補強するのに使用される補強物を意味し、トレッドの下層に位置する弾性インサートも指す。

「プライ」は、エラストマで被覆されるか、半径方向に配置されるか、または他の方法で互いに平行にされたコードのコード補強層を意味する。

「半径方向の（ラジアル）」および「半径方向に」は、タイヤの回転軸線に向かうかまたは回転軸線から離れる方向を意味する。

「ラジアルプライ構造」は、少なくとも１つのプライがタイヤの赤道面に対して６５度から９０度の間の角度に向けられた補強コードを有する、１つまたは２つ以上のカーカスプライを意味する。

「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度から９０度の間のコード角度に配置された、ベルトを巻かれるかまたは周方向に制限された空気タイヤを意味する。

「サイドウォール」は、タイヤの、トレッドとビードの間の部分を意味する。

「積層構造」は、タイヤの１つまたは２つ以上の層またはインナーライナ、サイドウォール、任意のプライ層などのエラストマ構成部材で作られた未加硫構造を意味する。

本発明について、一例として、添付の図面を参照して説明する。

図１〜４は、本発明のタイヤ構成部材貼り付け装置１０の第１の実施形態を示している。タイヤ構成部材は、切断済みのシートの形態であってよく、タイヤライナ、プライ、または他の構成部材を有してよい。タイヤ構成部材が、互いに平行な複数のコードを有するプライである場合、各コードを斜め方向または半径方向に向けることができる。あるいは、タイヤ構成部材は、サイドウォール、チェーファー、チッパのような輪郭付けされるかまたは形作られた他の形態であってよい。

図１に示されているように、タイヤ貼り付け装置１０は、支持板２４上に取り付けられた複数の支持脚２２を有するフレーム組立体２０を有している。横棒２６、２８はフレーム２０を構造的に支持する。支持板２４は、床または他の支持構造に取り付けることができる。

横棒２８は、上部フレーム４４の案内部材３２をスライド可能に受け入れる互いに向かい合った平行なレール３０をさらに備えており、したがって、フレームの上部全体がレール３０上をスライドして横方向（方向Ｚ−Ｚ）の調整が可能になる。アクチュエータアーム４０は、プレート４２を介して上部フレームに連結され、上部フレーム組立体４４全体を所望の横方向位置にスライドさせる。アクチュエータアームはたとえば、ボールねじであってよい。横方向の調整によって、貼り付け装置はタイヤ組み立てドラムの軸線に平行な方向に移動することができる。これによって、貼り付け装置の様々な横方向位置でゴム構成部材を把持し貼り付けることができる。ゴム構成部材は、必要に応じて貼り付け装置上に案内され、またはドラム上に案内される。

タイヤ貼り付け装置１０はＸ方向にもスライド可能である。タイヤ貼り付け装置１０の上部は、中央支持軸５１によって連結された互いに向かい合った平行な端部５２、５４を有する中央支持部材５０をさらに有している。端部５２、５４は、Ｘ−Ｘ方向に走行できるように揃えられた互いに向かい合った平行なレール上にスライド可能に取り付けられている。貼り付け装置コンベア６０も、中央支持部材５０の垂直支持体５８によって支持される支持軸５１に回転可能に取り付けられている。したがって、貼り付け装置コンベア６０は、支持軸５１の周りをピボット運動し、レール５６上をタイヤ組み立てドラム７０の方へ前後にスライドし、任意にレール３０上を横方向（Ｚ−Ｚ方向）にスライドすることができる。

貼り付け装置コンベア６０は、内部ローラ（不図示）および駆動モータ６３によって駆動されるベルト６２をさらに有している。貼り付け装置コンベア６０は、貼り付け装置のフロント部に配置されたノーズローラ６４と、軸６８上に取り付けられたリアローラ６６とを含んでいる。貼り付け装置のリア部は、プライまたは供給原料のシートを貼り付け装置上に供給するために、送る送りコンベア７２に隣接して配置されている。

貼り付け装置コンベアベルトのリアローラ６６が取り付けられた軸６８は第２の目的も果たす。軸６８は、精密サーボモータ／減速装置９０によって駆動される単一のサーボアーム８０に連結されている。サーボアームは、点８２の周りを約１５０度から２００度の範囲で時計回りに回転する。したがって、貼り付け装置は、サーボ制御アーム８０によってドラムまでおよびドラムから駆動される。図２は、サーボアームが０度の位置にある引き戻し位置、すなわち初期位置の貼り付け装置を示している。図２Ａは、貼り付け装置がドラムに接近しており、サーボアームが約９０度回転したことを示している。図２Ｂは、貼り付け装置のノーズがドラムに接触しており、サーボアーム８０が約１７０度回転したことを示している。貼り付け装置のサーボアームは、反時計回りに回転して貼り付け装置をその初期位置に戻す。

コンベア６０の重心６５が貼り付け装置コンベアのピボット点５９の後方に配置されることが好ましい。したがって、重心６５は、ピボット点５９と貼り付け装置のリアローラ６６との間に配置される。したがって、貼り付け装置コンベア６０は、貼り付け装置の中点の近くに取り付けられたピボット軸取り付け部材５８上でほぼ平衡を保っている。滑りピボット点５９が貼り付け装置の重心６４の直前に配置されていることは、貼り付け装置がドラムの方向へ移動を開始したときの慣性負荷を解消するのに非常に有効である。滑りピボット点の周りのモーメントを考慮するときに、貼り付け装置の重量のモーメントアームもサーボアームの加速および減速を助けることが好ましい。

貼り付け装置は、構成部材をドラムに付着させるのを助けるスティッチャローラ（stitcher roller）９５をさらに含んでいる。このスティッチャローラ９５は、構成部材をスティッチャロールに接触する前にドラムに接触させるように貼り付け装置のドラムとの接点を越えた位置に配置されている。構成部材がドラムに接触する前にスティッチャローラが構成部材に接触する場合、スティッチャは、考えられる定常波ならびに構成部材の伸びおよび歪みの原因となる。このステッチャローラは、構成部材の輪郭に合致しかつスティッチング圧力を適切に分散させるようにソフトフォームまたはセグメント化されたディスクで作ることができる。スティッチャローラ９５は、貼り付け装置のフロント部に隣接して位置する回転可能なアーム９７上に取り付けられている。アクチュエータアーム１００は、スティッチャローラを前方に回転させてタイヤ組み立てドラムに係合させ、貼り付けられた構成部材をドラムにスティッチングする。

切断システム
図７に示されているように、本発明は、供給原料を所望の長さのタイヤ構成部材に切り分ける切断システム２００をさらに有してよい。供給原料の先端縁部は、切断システム２００の切断線の所で所望の長さに達するまで送りコンベア７２から貼り付け装置コンベア１０まで前進させられる。切断システム２００は、切断線が、リア貼り付け装置ローラ６６と送りコンベア７２のフロントローラ７４との間の隙間に位置するように配置されている。ローラ同士の間の隙間は約１〜２インチである。ただし、隙間の大きさはこの範囲でなくてもよい。送りローラ７４は、小さい隙間距離を利用できるようにリアローラ６６より小さいことが好ましい。このことは、供給原料の先端縁部を送りコンベアから貼り付け装置上に搬送するのを容易にする助けにもなる。貼り付け装置コンベアベルト６２上に、またはコンベアベルト６２に隣接して取り付けられたセンサは、切断すべき供給原料が所望の長さに達したときにそれを検出し、したがって、供給原料の切断線が正しく位置させられる。供給原料が切断線の所に位置させられた後、１つまたは２つ以上の引き込み可能な押さえシリンダ１２０が下降させられ、供給原料がコンベアベルトの間に固定される。２つの押さえシリンダ２０５を使用し、一方が貼り付け装置ローラ６６の端部上の中心線の近くに位置して供給原料を固定し、他方のシリンダが送りコンベアのフロントローラ７４の端部上に位置して同様に供給原料を固定することが好ましい。押さえシリンダ１２０は２つの機能を有している。第１に、押さえシリンダは、供給原料をコンベアベルトに固定し、カッタの刃が供給原料を貫通するのに十分な張力が働くようにする。第２に、切刃同士が分割され横方向に離れるとき、押さえシリンダは、刃が供給原料を引っ張って心ずれさせないようにする。

図７および８に示されているように、切断機構２００は、貼り付け装置の上方に取り付けられ、支持レール２１０上でコンベアを送る。切断機構２００は、供給原料を横切るように取り付けられた案内部材２１４をさらに有している。案内部材２１４は、切断手段２００を作動させるベルト２２４を収納する支持フレームである。切断手段２００は、切断手段が供給原料の中心を貫通した後で分割される２つの面２２２ａ、２２２ｂを有する分割刃であってよい。刃は鉤状端部２１５を有することが好ましい。切断手段が供給原料を貫通し、次にベルト２２４が刃同士を横方向に離し、供給原料をシートに切り分ける。本発明は分割刃に限定されず、単一のナイフのような他の切断手段を使用してもよい。刃２２２または切断手段２２０は、好ましくはばね負荷を課され、プライ原料を切断するのに適した温度に加熱されるホットプレート上に配置される。

切断システムは、コンベアベルトの長手方向軸に垂直に傾斜したコードを有するプライを切断することができる。さらに、切断システムは、供給原料を斜めに切断することができる。たとえば、供給原料がコンベアベルトの長手方向軸に対して０度から約±４５度の範囲内の角度に向けられたコードを有するプライである場合、切断システムは、コードを貫通せずにコードに対して斜めにプライを切断することができる。

切断システム２００は、刃２２０ａ、２２０ｂを切断線から離れる方向に上昇させ切断線に近づく方向に下降させるシリンダやボールねじなどのアクチュエータ２３０を有している。プライを斜めに切断する場合、切断システムはコンベアシステムから離れる切断動作時に刃を上昇させ、引き続き供給原料を切断することができる。刃は、切断時には、図１０に示されているように、刃が開始点から数インチ横方向に移動させられた後上昇させられる。切断時に刃を上昇させると、刃がコンベアに干渉するのが防止される。

システム動作
プライ、ライナ、または他のタイヤ構成部材原料のシートは、コンベアまたは他の装置を介して貼り付け装置コンベア６０の後端部上に送られる。プライのシートは、上述のようにプライカッタによってある長さに切断される。貼り付け装置コンベアベルトは、切断されたプライシートを貼り付け装置コンベアのフロント部まで前進させる。貼り付け装置コンベアは次に、サーボ制御アーム８０を点８２の周りで時計回りに回転させることによってタイヤ組み立てドラムに接近する。貼り付け装置コンベアは、ピボット点５９の周りを時計回りに回転し、したがって、貼り付け装置のノーズを上向きに持ち上げる。サーボアームが引き続き時計回りに（９０度）回転すると、図２Ａに示されているように貼り付け装置コンベアが上向きにピボット運動する。したがって、最初、サイクルの開始時における貼り付け装置の運動は主として滑りピボット点５９の周りの回転運動である。サーボアームが引き続き回転し約９０度接近すると、貼り付け装置がレール５６上を前方にスライドするため貼り付け装置の運動は主として直線方向への運動になる。図２Ａに示されているように、貼り付け装置のノーズは依然として斜めに上昇させられる。サーボアームが引き続き回転すると、貼り付け装置の運動は、貼り付け装置がタイヤ組み立てドラムに接近するにつれて直線運動から主として回転運動に変化する。重心がピボット点の後方に位置していることは、貼り付け装置を減速するのを助けることによって貼り付け装置の動作を助ける。貼り付け装置の前端部がドラムに接近すると、貼り付け装置は上向きに、通常約５度〜約２５度の範囲で傾斜して傾斜位置に来る（図２Ｂ）。貼り付け装置が、ドラムにおける貼り付け位置で静止するときに（下向きに傾斜するのではなく）上向きに傾斜することによって、ドラムへの移動時の構成部材と貼り付け装置との間の摩擦力（Ｆｆ）が強くなり、図６に示されているように原料の後端縁部の制御が向上する。

次に、コンベアベルトが回転させられ、シートの先端縁部がドラムに貼り付けられる。シート原料の先端縁部がドラムに貼り付けられた後、ローラアクチュエータアームがスティッチャを回転させ、ドラム上のシート原料に係合させる。ローラとドラムが回転し、シート原料のスティッチングが可能になる。次に、アクチュエータアームがスティッチャ車を引き込み位置まで回転させ、次に、サーボアームが約１８０度から約０度（開始点）まで回転し、貼り付け装置を開始位置すなわち引き込み位置まで引き込む。

貼り付け装置、滑りピボット、およびサーボ駆動制御アーム間に作用する形状および機構によって、この貼り付け装置は極めて高速で正確であり、従来の貼り付け装置より優れている。簡単に言えば、この貼り付け装置は、上述のような多数の利点をもたらす。貼り付け装置は、把持位置から貼り付け位置まで非常に高速で制御の効いた移動を実行する。貼り付け装置は、高速で動作しても「制御不能に陥ったり」、調整や位置合わせが不能になったりすることがない。貼り付け装置は、並進を可能にし、さらに、別個の駆動・調整機構を有する従来のシステムとは異なり様々なドラム直径を補償する１つの駆動装置のみを利用する。また、この貼り付け装置では、かなりのメンテナンスを必要とする線形駆動装置が不要になり、そのような駆動装置が、非常に頑丈で正確なモータ／減速装置駆動装置で置き換えられる。また、ドラムでの上り坂「傾斜」方向における貼り付け装置の姿勢は、貼り付け時のゴム構成部材、特に後端縁部の制御を改善する。これは、構成部材に作用する摩擦力が強くなるためである。

本発明のタイヤ貼り付け装置の斜視図である。 図１の右から見た側面図である。 動作中でありタイヤ組み立てドラムに接近している貼り付け装置の側面図である。 タイヤ組み立てドラムに接触しながら動作している貼り付け装置の側面図である。 図２のタイヤ貼り付け装置の端面図である。 タイヤ貼り付け装置の上面図である。 様々なサイズのタイヤ組み立てドラムに対するタイヤ組み立てドラム前端部の調整機能を示す図である。 貼り付け装置ノーズの傾斜角度に応じたゴム構成部材の末端に対する力を示す図である。 図１の貼り付け装置と一緒に示されているカッタ機構の斜視図である。 シート構成部材を切断する前の図７の貼り付け装置・カッタ機構の側面図である。 シート構成部材を切断する間の図７の貼り付け装置・カッタ機構の側面図である。 シート構成部材を切断する間の図７の貼り付け装置・カッタ機構の側面図である。

Claims (6)

1. 可とう性材料のシートを円筒体に貼り付ける装置であって、
   コンベアベルト（６２）を備える貼り付け装置コンベア（６０）を有し、
   前記貼り付け装置コンベア（６０）は前記円筒体に近接する先端縁部と後端縁部とを備え、前記円筒体の長手方向軸に垂直な方向にスライド可能に、支持フレーム部材（４４）に取り付けられており、
   前記貼り付け装置コンベア（６０）は、前記支持フレーム部材（４４）にピボット運動可能にピボット点（５９）で取り付けられた下面を有し、
   前記支持フレーム部材（４４）はフレーム組立体（２０）に移動可能に取り付けられ、前記貼り付け装置コンベア（６０）の重心（６５）は、前記ピボット点（５９）と前記貼り付け装置コンベア（６０）の前記後端縁部（６６）との間に位置しており、
   前記貼り付け装置コンベア（６０）と支持フレーム部材（４４）とに回転可能に連結され、前記貼り付け装置コンベア（６０）を前記円筒体から離れる方向へ引き込み、かつ前記貼り付け装置コンベア（６０）を前記円筒体に近接する方向へ延ばすサーボアーム（８０）をさらに有する装置。
2. 前記貼り付け装置コンベア（６０）は、前記円筒体の長手方向軸に平行な方向にスライド可能に、前記支持フレーム部材に取り付けられている、請求項１に記載の装置。
3. 前記サーボアームが、駆動モータに接続された第１の端部と、前記貼り付け装置コンベア（６０）の前記後端縁部に接続された第２の端部とを有する、請求項１に記載の装置。
4. エラストマ材料のシートを円筒体に貼り付ける方法であって、貼り付け装置コンベア（６０）を移動可能に支持フレーム部材（４４）に取り付けるステップと、エラストマ材料の前記シートを前記貼り付け装置コンベア（６０）に供給するステップと、前記貼り付け装置コンベア（６０）を上方へ回転させて該貼り付け装置コンベア（６０）を前記円筒体の方向へ移動させるステップと、前記貼り付け装置コンベア（６０）を前記円筒体に隣接した傾斜位置に配置するステップと、エラストマ材料の前記シートを前記円筒体に貼り付けるステップと、その後、前記貼り付け装置コンベア（６０）を初期位置に引き戻すステップと、を含む方法。
5. 前記エラストマ材料を前記円筒体に付着させるステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記貼り付け装置コンベア（６０）が前記支持フレーム部材（４４）にピボット運動可能に取り付けられ、前記貼り付け装置コンベア（６０）の重心がピボット点と前記貼り付け装置コンベア（６０）の後端縁部との間に位置している、請求項４に記載の方法。

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