JP5547168B2 - タイヤ構成材料のセンターライン印字装置およびタイヤ構成材料の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ構成材料を貼付ドラムにセンタリングして貼り付けるために、タイヤ構成材料にセンターラインを印字するタイヤ構成材料のセンターライン印字装置、およびタイヤ構成材料を貼付ドラムにセンタリングするタイヤ構成材料の成形方法に関するものである。

タイヤ成形時において、ブレーカー（タイヤ構成材料の一例）を貼付ドラム上に貼り付ける際には、ブレーカーのセンターを貼付ドラムのセンターに一致させるためにセンタリングが行われる（例えば、特許文献１）。

そして、ブレーカーのオフセンターが発生しない場合、タイヤの接地形状や接地圧分布が表裏対称となり、タイヤの正転時と逆転時のラテラル・フォース・デビエイション（Ｌａｔｅｒａｌ Ｆｏｒｃｅ Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：タイヤの横方向の力の変動の平均値）が同じとなるため、コニシティが小さくなる。

しかし、ブレーカーのオフセンターが発生した場合、タイヤの接地形状や接地圧分布が表裏非対称となるため、タイヤは、正転時および逆転時のラテラル・フォース・デビエイションに差が生じてコニシティが大きくなる。

図３は、ブレーカーのオフセンター量ａとタイヤのコニシティＮとの関係を示すグラフである。なお、このグラフでは、ブレーカー以外の貼付材料のオフセンター、タイヤパターン等の要因は全て排除されている。図３に示すように、ブレーカーのオフセンター量ａ（絶対値）が大きくなるほど、タイヤのコニシティＮへの影響が大きくなることが分かる。

特開昭６１−２３７６２６号公報

本発明は、ブレーカー等のタイヤ構成材料の両端部にカバリングシートを貼付する場合であっても、貼付ドラムへの貼付時のオフセンターを抑制することができるタイヤ構成材料のセンターライン印字装置および成形方法を提供することを課題とする。

請求項１の発明は、
長尺状のタイヤ構成材料を長尺方向に搬送する搬送手段と、
前記タイヤ構成材料のセンター位置に非接触でセンターラインを印字する印字機と、
前記搬送手段で前記タイヤ構成材料を搬送しながら前記タイヤ構成材料のセンター位置を前記印字機の印字位置に一致させるセンタリング機構とを備えており、
前記印字機が、前記タイヤ構成材料の両側端にカバリングシートを貼り付けるカバリングシート貼付装置の上流側に配設されており、
さらに、前記カバリングシートが貼り付けられた前記タイヤ構成材料の前記センターラインと貼付ドラムのセンター位置とを一致させて、前記タイヤ構成材料を前記貼付ドラムに貼り付ける成形手段を備えており、
前記成形手段が、センタリング用のレーザー光を貼付ドラムのセンターに照射して前記レーザー光の照射位置に前記タイヤ構成材料のセンターラインを一致させて、前記タイヤ構成材料を前記貼付ドラムに貼り付ける手段であり、
さらに、前記タイヤ構成材料が前記貼付ドラムに貼り付けられた後、前記貼付ドラム上の前記タイヤ構成材料を全周にわたってカメラで測定し、カメラの測定範囲内に前記タイヤ構成材料の前記センターラインが所定面積以上あるときに、貼付ドラムのセンターとタイヤ構成材料のセンターラインとが一致していると判定する判定手段を備えている
ことを特徴とするタイヤ構成材料のセンターライン印字装置である。

請求項２の発明は、
前記印字機は、前記タイヤ構成材料にレーザー光を照射して前記センターラインを印字するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ構成材料のセンターライン印字装置である。

請求項３の発明は、
タイヤ構成材料のセンタリングを行うセンタリング工程と、
センタリングされた前記タイヤ構成材料のセンター位置に非接触でセンターラインを印字する印字工程と、
前記センターラインが印字された前記タイヤ構成材料の両側端にカバリングシートを貼り付けるカバリングシート貼付工程と、
前記カバリングシートが貼り付けられた前記タイヤ構成材料の前記センターラインと貼付ドラムのセンター位置とを一致させて、前記タイヤ構成材料を前記貼付ドラムに貼り付ける成形工程と
を備えており、
前記成形工程において、センタリング用のレーザー光を貼付ドラムのセンターに照射して前記レーザー光の照射位置に前記タイヤ構成材料のセンターラインを一致させて、前記タイヤ構成材料を前記貼付ドラムに貼り付け、
さらに、前記タイヤ構成材料が前記貼付ドラムに貼り付けられた後、前記貼付ドラム上の前記タイヤ構成材料を全周にわたってカメラで測定し、カメラの測定範囲内に前記タイヤ構成材料の前記センターラインが所定面積以上あるときに、貼付ドラムのセンターとタイヤ構成材料のセンターラインとが一致していると判定する判定工程を備えている
ことを特徴とするタイヤ構成材料の成形方法である。

本発明によれば、タイヤ構成材料の両端部にカバリングシートを貼付する場合であっても、貼付ドラムへの貼付時のオフセンターを抑制することができ、これにより、タイヤのコニシティの発生を低減することができる。

本発明の実施の形態に係るブレーカーのセンターライン印字装置を含むブレーカーの製造装置を模式的に示す斜視図である。 ブレーカーを示す図であって、（Ａ）はその平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。 ブレーカーのオフセンター量とタイヤのコニシティとの関係を示すグラフである。

以下、タイヤ構成材料のセンターライン印字装置および成形方法の実施の形態について、タイヤ構成材料としてブレーカーを例にして、図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施の形態に係るブレーカーのセンターライン印字装置を含むブレーカーの製造装置を模式的に示す斜視図である。図２はブレーカーを示す図であって、（Ａ）はその平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。

１．タイヤ構成材料のセンターライン印字装置の構成
図１に示すように、センターライン印字装置１は、長尺のブレーカー（タイヤ構成材料）９を長尺方向に搬送する搬送コンベア２と、センタリング機構３と、印字機４とを備えている。

ここで、ブレーカー９は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、スチール、ポリエステル、ナイロンなどの繊維材料で作られたコード９０の層と、これらのコード９０の層を被覆した生ゴム９２の層とから成る。コード９０は、ブレーカー９の長手方向に対して一定の角度（以下、ブレーカー角度と称する）θを有するように配列されている。なお、ブレーカー角度θは１５°〜６０°、ブレーカー幅Ｗ１は６０ｍｍ〜３００ｍｍに設定される。

（１）センタリング機構
センタリング機構３は、搬送コンベア２の搬送方向に整列して配置されている２組のガイドピン３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂを有している。１組のガイドピン３０ａ、３０ｂの間隔は、ブレーカー９の幅Ｗ１に合わせて調整することができる。同様に、他の１組のガイドピン３２ａ、３２ｂの間隔も、ガイドピン３０ａ、３０ｂの動きに同期して調整することができる。２組のガイドピン３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂは、協働して、長尺のブレーカー９を、ブレーカー９の幅方向にセンタリングする機能を有している。

（２）印字機
印字機４は、ブレーカー９に非接触で長尺方向に延びるセンターラインを印字する装置である。印字機４はレーザー光発振装置４０を有し、タイヤ構成材料９にレーザー光Ｌを照射して、ブレーカー９の生ゴム９２を熱変化（もしくは、化学的反応）させ、長尺方向に延びるセンターライン９４を印字することができる。センターライン９４は、直線状や破線状など任意である。本実施の形態では、図２に示すように、センターライン９４を直線状とし、その幅Ｗ２を０．２ｍｍ〜２．０ｍｍとし、深さｄを０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍとした。また、レーザーの照射温度を１１０℃（発泡開始温度）〜３５０℃（発火開始温度）とした。

なお、印字機４は、非接触でセンターラインを印字することができるものであれば、必ずしもレーザー照射による印字に限るものではなく、非接触でインクを吹き付ける方式のものであってもよい。

（３）カバリングシート貼付装置
カバリングシート貼付装置５は、ブレーカー９の左右の端部に、それぞれ、カバリングシート１０ａ、１０ｂを貼付するものである。カバリングシート貼付装置５は、シャフト軸５０に１組のカバリングシート供給ホイール５２ａ、５２ｂが回転自在にセットされている。さらに、カバリングシート貼付装置５は、センターライン印字装置１の搬送コンベア２上を搬送されてきたブレーカー９の左右の端部に、カバリングシート１０ａ、１０ｂを貼付する貼付機構（図示せず）を有している。

（４）その他
図１に示すように、センターライン印字装置１の上流側には、プライ材料を所定寸法に裁断するために裁断装置６、圧着装置７が配置されている。また、センターライン印字装置１の下流側には、カバリングシート貼付装置５、巻取り装置８が配置されている。なお、裁断装置６は、搬送コンベア６０と、カット機（図示せず）とを備えている。圧着装置７は、搬送コンベア７０と、圧着機（図示せず）とを備えている。

そして、以上のように構成されるブレーカーのセンターライン印字装置を含むブレーカーの製造装置を用いることにより、裁断工程、圧着工程、レーザー照射工程およびカバリングシート貼付を経て、巻取り工程においてセンターラインが印字されたブレーカーが巻取り装置８にいったん巻き取られ、その後、貼付ドラムに貼り付けられる。

２．タイヤ構成材料の成形方法
本実施の形態のタイヤ構成材料の成形方法は、センターライン印字装置１を使用し、貼付ドラムへブレーカー９をセンタリングしながら貼付ける方法である。

（１）ブレーカー９は、図１に示される通り、センターライン印字装置１の上流側に配設されている裁断装置６のカット機によって、所定のブレーカー幅Ｗ１にカットされる。カット後のブレーカー９は、裁断装置６の搬送コンベア６０によって、下流の圧着装置７に送り込まれる。圧着装置７は、送り込まれてきたカット後のブレーカー９の先端部を、圧着機によって、先行のブレーカー９の後端部に圧着して両者が連接される。

（２）先行のブレーカーと連接されたブレーカー９は、圧着装置７の搬送コンベア７０によって、下流のセンターライン印字装置１に送り込まれ、搬送コンベア２によって搬送されながら、センタリング機構３によって、ブレーカー９の幅方向にセンタリングされる。

（３）その後、ブレーカー９は、搬送コンベア２によって搬送されながら、印字機４から照射されるレーザー光Ｌによって、ブレーカー９の生ゴム９２が熱変化（もしくは、化学的反応）させられ、ブレーカー９のセンターに、長尺方向に延びるセンターライン９４が印字される。

（４）センターライン９４が印字されたブレーカー９は、さらに、搬送コンベア２によって搬送され、その左右の端部に、カバリングシート貼付装置５から供給されるカバリングシート１０ａ、１０ｂが、カバリングシート貼付装置５の貼付機構によって貼付される。

（５）カバリングシート１０ａ、１０ｂが貼付されたブレーカー９は、巻取り装置８によって巻き取られる。

（６）巻き取られたブレーカー９は、レーザーで印字したセンターライン９４を、貼付ドラムのセンター位置に一致させて、貼付ドラム上に貼り付けて成形される。具体的には、例えば、図外のセンタリング用レーザー光を貼付ドラムのセンターに照射し、レーザー光の照射位置にブレーカー９のセンターラインの位置を合わせてブレーカー９のセンタリングを行いながら、貼付ドラムにブレーカー９を貼付ける。

（７）また、貼り付け後の、貼付ドラムのセンターとブレーカー９のセンターライン９４とが一致しているか否かの判定は、カメラ測定を利用して効率的に行われる。すなわち、貼付ドラム上に貼り付けられたブレーカー９のセンターライン９４が一周する間に、センターライン９４の面積が、カメラ測定範囲内にどれだけ収まっているかを判断する。例えば、８画素（約３．２ｍｍ）×２４４画素（約９７．６ｍｍ）の長方形のカメラ測定範囲内に、センターライン９４の面積が５００画素以上（閾値は任意に設定できる）収まっておれば、ブレーカー９のセンターライン９４はずれていない、逆にそれ以下であれば、ずれている、あるいは蛇行していると判断される。

（８）なお、以上の実施の形態では、カバリングシート１０ａ、１０ｂが貼付されたブレーカー９は、いったん巻取り装置８によって巻き取られるが、巻取り装置８に巻き取られることなく、直接、貼付ドラム上に貼り付けて成形しても良い。

３．本実施の形態の効果
（１）本実施の形態によれば、搬送コンベア２の上流側から下流側に向かって、順に、センターライン印字装置１のセンタリング機構３、非接触でセンターライン９４を印字する印字機４、およびカバリングシート貼付装置５が配設されているため、カバリングシート１０ａ、１０ｂが貼付される前に、ブレーカー９にセンターライン９４を印字することができる。

（２）そして、タイヤ成形時において、カバリングシート１０ａ、１０ｂの影響を受けることなく正確に印字されたセンターライン９４に基づいて、ブレーカー９を貼付ドラム上に貼り付けることができる。

（３）このため、カバリングシート１０ａ、１０ｂの悪影響を受けることがなくなり、この結果、ブレーカー９を貼付ドラム上に正確に貼り付けることができ、ブレーカーのオフセンターを抑制でき、タイヤのコニシティを小さくすることができる。

（４）また、レーザー光Ｌの照射で（非接触で）印字するため、ブレーカー９に機械的な摩耗や衝撃が加わらないので、ブレーカー９の損傷やセンターライン９４のズレなどが発生し難くなる。また、有機溶剤も使用しないので、自然環境への負荷も殆んどない。

（５）また、上記のようにセンタリング用レーザー光を貼付ドラムのセンターに照射して貼付ドラムにブレーカー９を貼付けるため、ブレーカー９のセンターライン９４を貼付ドラムのセンターに正確に、また容易に一致させることができる。

（６）さらに、上記のようにカメラで測定して貼付ドラムのセンターとブレーカーのセンターラインとが一致しているか否かを判定する効率的で迅速な方法による判定工程を備えているため、タイヤのコニシティをさらに小さくすることができる。

１．コニシティ値（ＣＯＮ値）の評価
本実施例は、上記の実施の形態のセンターライン印字装置１を用いて、センターライン９４を印字した、カバリングシート１０ａ、１０ｂ付きブレーカー９を作成し、このブレーカー９を用いてタイヤを成形した例である。

比較例は、カバリングシート１０ａ、１０ｂ付きブレーカー９を、センターラインを形成することなく、センタリングガイドのみを使用してタイヤを成形した例である。

実施例、比較例について、１０００本のタイヤを作製し、コニシティ値、標準偏差およびＯＵＴ率（不良率）を求めた。

表１より、「実施例」のＣＯＮ値は４．８であり、「比較例」の５．３と比べて小さく、また、「実施例」の標準偏差は１５．４であり、「比較例」の２８．３と比べて小さく、良好な生産管理の下で、タイヤの不良率（ＯＵＴ率）を従来の方法による比較例の１６．５％から１．３％に大幅に小さくできた。

２．印字機の評価
（１）実施例は、レーザータイプの印字機でセンターライン９４を印字した例である。比較例１は、ペンタイプの印字機でセンターライン９４を印字した例である。比較例２は、針タイプの印字機でセンターライン９４を印字した例である。
（２）実施例および比較例について、センターラインの線ズレ、ブレーカー（製品）への損傷、および自然環境への負荷を評価した。

表２は、３種類の印字機について評価した結果を示す。表２では、優れているものから、「◎」、「○」、「△」および「×」の順に示している。

表２より、非接触でブレーカー９にセンターライン９４を印字するレーザータイプの印字機（「実施例」の印字機）が、いずれの評価項目でも優れていることが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１ センターライン印字装置
２ 搬送コンベア（搬送手段）
３ センタリング機構
４ 印字機
５ カバリングシート貼付装置
６ 裁断装置
７ 圧着装置
８ 巻取り装置
９ ブレーカー（タイヤ構成材料）
１０ａ、１０ｂ カバリングシート
３０ａ〜３２ｂ ガイドピン
４０ レーザー光発振装置
５０ シャフト軸
５２ａ、５２ｂ カバリングシート供給ホイール
６０、７０ 搬送コンベア
９０ コード
９２ 生ゴム
９４ センターライン
Ｌ レーザー光
Ｗ１ ブレーカー幅
Ｗ２ センターライン幅
ｄ センターラインの深さ
θ ブレーカー角度

Claims (3)

1. 長尺状のタイヤ構成材料を長尺方向に搬送する搬送手段と、
   前記タイヤ構成材料のセンター位置に非接触でセンターラインを印字する印字機と、
   前記搬送手段で前記タイヤ構成材料を搬送しながら前記タイヤ構成材料のセンター位置を前記印字機の印字位置に一致させるセンタリング機構とを備えており、
   前記印字機が、前記タイヤ構成材料の両側端にカバリングシートを貼り付けるカバリングシート貼付装置の上流側に配設されており、
   さらに、前記カバリングシートが貼り付けられた前記タイヤ構成材料の前記センターラインと貼付ドラムのセンター位置とを一致させて、前記タイヤ構成材料を前記貼付ドラムに貼り付ける成形手段を備えており、
   前記成形手段が、センタリング用のレーザー光を貼付ドラムのセンターに照射して前記レーザー光の照射位置に前記タイヤ構成材料のセンターラインを一致させて、前記タイヤ構成材料を前記貼付ドラムに貼り付ける手段であり、
   さらに、前記タイヤ構成材料が前記貼付ドラムに貼り付けられた後、前記貼付ドラム上の前記タイヤ構成材料を全周にわたってカメラで測定し、カメラの測定範囲内に前記タイヤ構成材料の前記センターラインが所定面積以上あるときに、貼付ドラムのセンターとタイヤ構成材料のセンターラインとが一致していると判定する判定手段を備えている
   ことを特徴とするタイヤ構成材料のセンターライン印字装置。
2. 前記印字機は、前記タイヤ構成材料にレーザー光を照射して前記センターラインを印字するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ構成材料のセンターライン印字装置。
3. タイヤ構成材料のセンタリングを行うセンタリング工程と、
   センタリングされた前記タイヤ構成材料のセンター位置に非接触でセンターラインを印字する印字工程と、
   前記センターラインが印字された前記タイヤ構成材料の両側端にカバリングシートを貼り付けるカバリングシート貼付工程と、
   前記カバリングシートが貼り付けられた前記タイヤ構成材料の前記センターラインと貼付ドラムのセンター位置とを一致させて、前記タイヤ構成材料を前記貼付ドラムに貼り付ける成形工程と
   を備えており、
   前記成形工程において、センタリング用のレーザー光を貼付ドラムのセンターに照射して前記レーザー光の照射位置に前記タイヤ構成材料のセンターラインを一致させて、前記タイヤ構成材料を前記貼付ドラムに貼り付け、
   さらに、前記タイヤ構成材料が前記貼付ドラムに貼り付けられた後、前記貼付ドラム上の前記タイヤ構成材料を全周にわたってカメラで測定し、カメラの測定範囲内に前記タイヤ構成材料の前記センターラインが所定面積以上あるときに、貼付ドラムのセンターとタイヤ構成材料のセンターラインとが一致していると判定する判定工程を備えている
   ことを特徴とするタイヤ構成材料の成形方法。

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