JP5579295B1

JP5579295B1 - 成型ドラム

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Publication number: JP5579295B1
Application number: JP2013049496A
Authority: JP
Inventors: 智井柳
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2033-03-12
Also published as: US10279555B2; CN105073396B; WO2014141885A1; US20160023415A1; EP2974853A4; EP2974853B1; JP2014172361A; EP2974853A1; CN105073396A; RU2015143205A; RU2625238C2

Abstract

【課題】揺動アームの径方向長を大きくしても隣接するセグメント間に間隙ができず、ドラムの真円度を維持しつつ多サイズのタイヤに対応できるようにする。
【解決手段】円周面を構成する複数のセグメント１２０を有する拡縮可能な成型ドラム１０であって、一端部がドラム軸１０１に外嵌する円筒状のスライダ１４０の外周面に、かつ他端部が前記セグメント１２０に、それぞれ揺動可能に取り付けられ、前記スライダ１４０のドラム軸方向の移動に伴って前記セグメント１２０を拡縮する複数の揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂを有し、前記揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂの一端部の隣接端部は、ドラム軸１０１方向において互いに間隔を置いて前記スライダ１４０の外周面に揺動可能に取り付けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、拡縮する成型ドラム、例えばタイヤ成型ドラムに関し、とくに拡縮する際の拡縮ストロークを従来の成型ドラムよりも長く設定できる成型ドラムに関する。

成型ドラム、例えばタイヤ成型ドラム（以下の説明では、単にドラムという）として、その周面を分割した複数のセグメントで構成し、各セグメントをドラムの中心軸から放射状に延びる複数の伸縮するアームの先端に取り付け、アームを拡張したときにセグメント間に隙間が生じないようにしてタイヤ構成部材の成型を行うものが知られている。
このドラムを用いる場合、成型するタイヤの内径がセグメント間に隙間が生じない程度の大きさであれば問題はないが、当然のことながらセグメント間に隙間ができる。
セグメント間に隙間ができると、製品タイヤのユニフォーミティの欠陥或いはドラムに巻き付けたタイヤ構成部材が隙間に落ち込むなどの不具合が生じる。
そのため、１つのドラムでタイヤサイズ（内径）の異なる複数種類のタイヤ構成部材を成型することはできない。

そこで、従来は、異なるタイヤサイズ毎にそのサイズに合わせたドラムを用意しておき、タイヤサイズの変更毎にドラムを選択することが行われている。
しかし、この方法では、ドラムを複数種類用意することのコスト面に加え、タイヤサイズの変更毎にドラムを変更する作業が発生し、それがタイヤ構成部材の成型における生産性向上の阻害要因になっている。

この問題に対する対応策としては、例えば、周方向長さが異なる第１及び第２のセグメントを備え、第１のセグメントで形成する第１の径を持ったドラム面と、第２のセグメントで形成する第２の径を持ったドラム面の二つのドラム径を、選択することで、内径の異なる２つのタイヤ構成部材の成型に使用できるようにしたドラムが知られている（特許文献１参照）。

しかし、特許文献１のドラムの構成では、二つの異なる内径を有するタイヤの成型に適用できるだけであるため、その効果は限定的である。

特開平６−３４４４６５号公報

本発明は、従来のドラムにおける前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、揺動アームの径方向長を大きくしても隣接するセグメント間に間隙ができず、ドラムの真円度を維持しつつ多サイズのタイヤに対応できるようにすることである。

請求項１の発明は、隣接するセグメントの櫛歯が互いに噛合して連続した円周面を構成する複数のセグメントを有する拡縮可能な成型ドラムであって、一端部がドラム軸に外嵌する円筒状の一つのスライダの外周面にその円周に沿って等間隔に、かつ他端部が個々の前記セグメントに、それぞれ揺動可能に取り付けられた複数の揺動アームを有し、前記複数の揺動アームで構成するセグメント拡縮機構を前記ドラム軸に沿って間隔を置いて複数備え、前記複数のセグメント拡縮機構のそれぞれの搖動アームのスライダ外周にある隣接端部同士を、前記スライダのドラム軸方向に沿って２列に互い違いに配置し、前記スライダのドラム軸方向の移動に伴って前記複数のセグメント拡縮機構により拡縮する成型ドラムである。
請求項２の発明は、請求項１に記載された成型ドラムにおいて、前記ドラム軸に取り付けられた固定部材と、前記固定部材上において、前記揺動アームの前記他端部を前記ドラム軸の径方向に案内するための複数のガイド部材と、を有する成型ドラムである。
請求項３の発明は、請求項２に記載された成型ドラムにおいて、前記ガイド部材は、前記固定部材に対してドラム軸方向に間隔を置いて配置されている成型ドラムである。
請求項４の発明は、請求項３に記載された成型ドラムにおいて、前記固定部材は、第一の固定部材と、第一の固定部材に取り付けられ、第一の固定部材に対して軸方向に間隔を置いた第二の固定部材からなり、前記第一の固定部材は前記ドラム軸に沿って互いに隣接する一方のセグメント拡縮機構の揺動アームの前記他端部を案内し、前記第二の固定部材は、他方のセグメント拡縮機構の揺動アームの前記他端部を案内する成型ドラムである。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載された成型ドラムにおいて、前記スライダは前記ドラム軸のスリットを介して、前記ドラム軸中に配置された往復動する中軸に連結されている成型ドラムである。

請求項１の発明によれば、前記複数の揺動アームで構成するセグメント拡縮機構を前記ドラム軸に沿って間隔を置いて複数備え、前記スライダのドラム軸方向の移動に伴って前記複数のセグメント拡縮機構により拡縮するため、一つのスライダに対して、複数列の揺動アームを拡縮することができる。これにより、揺動アームの径方向長を大きくしても隣接するセグメント間に間隙ができず、ドラムの真円度を維持しつつ多サイズのタイヤに対応できる。
請求項２の発明によれば、前記ドラム軸に取り付けられた固定部材上において、前記揺動アームの前記他端部を前記ドラム軸の径方向に案内するための複数のガイド部材を有するので、揺動アームをスムーズに拡縮することができると共に、ドラム軸方向の長さを、例えば揺動アームの他端にリンク機構を備えた場合に比べて短くでき、装置をコンパクト化できる。
請求項３の発明によれば、前記ガイド部材は、前記固定部材に対してドラム軸方向に間隔を置いて配置されているので、従来よりも多くの揺動アームをスムーズに拡縮することができる。
請求項４の発明によれば、前記固定部材は、第一、第二の固定部材からなり、スライダ外周方向において、前記複数の揺動アームの隣接する端部が、それぞれ、第一、第二の固定部材にガイドされるため、精度よく、揺動アームの拡縮を行う事ができ、またドラム全体の大きさをコンパクトにできる。また、簡易な設備により、多くの揺動アームの拡縮を行う事が可能である。
請求項５の発明によれば、スライダを往復動する軸（中軸）を前記ドラム軸中に配置したため、コンパクトな構成で前記スライダを摺動させることができる。

本発明の実施形態に係るドラムを備えたタイヤ成型装置を模式的に示す図である。本発明の実施形態に係るドラムの斜視図である。本発明の実施形態に係るドラムの拡縮機構を説明するためのドラムの断面図であり、図中上側は拡径した状態を、また下側は縮径した状態を示している。図３に示すドラムの要部拡大図である。図５Ａは図４のドラムを同図右側からみた側面図であり、図中、右寄りの上側部分は揺動アームが拡開した状態、左寄りの下側部分は縮閉した状態をそれぞれ示している。図５Ｂは揺動アームが縮閉したときのセグメントの櫛歯が互いに最も深く噛合した状態を示すドラムの表面を示す図である。

次に、本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るドラムを備えたタイヤ成型装置を模式的に示す図である。
タイヤ成型装置は、模式的には図１に示すように、ドラム１０とドラム１０を回転する回転機構２０と、ドラム１０の回転軸（以下、ドラム軸という）１０１内に同心状に配置された後述する中軸１０５（図３）を往復移動させる中軸駆動機構３０と、全体を床面Ｇ上に支持する支持部４０とから成っている。
ここで、回転機構２０は、ドラム１０を回転駆動できるものであれば任意であり、例えば駆動モータの回転をドラム軸１０１に伝動する機構など周知の機構である。また、中軸駆動機構３０は、例えばシリンダ機構又はネジ伝動機構などの周知の直線運動機構を用いることができる。

ドラム１０は、全体を図２の斜視図に示すように、ドラム軸１０１の周りでかつドラム軸１０１に沿って前後２列に交互に互い違いに等間隔で配置された複数の揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂと、各揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂの先端に取り付けられたセグメント１２０を備えている。
各セグメント１２０は、セグメント１２０全体で円周面を構成するように円弧状の上面を有し、そのドラム周方向側両端部には櫛歯状の凹凸（以下櫛歯という）１２２が形成されており、隣接するセグメント１２０の櫛歯１２２が互いに噛合して連続した前記円周面を構成する。
揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂは、その一端部がドラム軸１０１に外嵌する円筒状のスライダの外周面の円周に沿って前記スライダに等間隔に、かつ他端部が前記セグメントに、それぞれ揺動可能に取り付けられている。前記複数の揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂは、それぞれ独立したセグメント拡縮機構を構成し、それぞれのセグメント拡縮機構は、図示のように、前記ドラム軸１０１に沿って互いに間隔を置いて配置されている。
なお、後述するように、揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂをドラム軸１０１の周りでその半径方向に揺動させることにより、各セグメント１２０は、隣接するセグメント１２０の櫛歯１２２同士を噛合させた状態を維持しながら、半径方向内側の縮小位置と半径方向外側の拡張位置間で半径方向に移動する。

図３は、ドラム１０の拡縮機構を説明するためのドラムの断面図である。図３の上側はドラム１０を拡径した状態を、また下側は縮径した状態を示している。
ドラム軸１０１は、図示のように中空の管体として構成されており、その中空部分に中軸１０５が中軸駆動機構３０（図１）により往復動可能に装着されている。

スライダ１４０は、円筒状をなしてドラム軸１０１に外嵌されており、その内側から内方に突出する連結部１４２（例えば、スライダ１４０の内周に沿って１８０°間隔で、或いは９０°間隔で設けてもよく、その数は任意である）を備えている。ここで、連結部１４２は、ドラム軸１０１に沿って形成されたガイド溝１０２を貫通して中軸１０５の径大部又は凸部１０５ａを挟み込むようその両側からクランプ（固定）する。この構成により、中軸１０５が中軸駆動機構３０によってドラム軸１０１に沿って往復動するとき、その運動は前記凸部１０５ａと連結部１４２を介してスライダ１４０に伝達され、スライダ１４０はドラム軸１０１上で往復動する。

図４は、図３に示すドラム１０の要部拡大図である。
それぞれ異なるセグメント拡縮機構を構成する揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂの一端部は、スライダ１４０のドラム軸方向に間隔を置き、円周に沿ってそれぞれ等間隔にかつドラム軸の回りで互いに位相（角度）をずらして、つまり互い違いになるように配置されたピン１１２Ａ、１１２Ｂに枢着されている。したがって、それぞれ異なるセグメント拡縮機構を構成する揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂは、スライダ１４０の周面に沿って等間隔に、かつ揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂのスライダ１４０に枢着された一端部は、ドラム軸方向において前後に互い違いに配置される。

ドラム軸１０１の図４中スライダ１４０よりも左側の位置には、固定部材となる第１の固定部材である環状体１３０が、環状体１３０の中心穴にドラム軸１０１を挿通した状態で、ドラム軸１０１に対して例えばネジ止めされて一体に取り付けられている。この環状体１３０の半径方向外側面には、半径方向に延びる複数のガイド部材であるガイドレール１３２Ａが、ネジなどにより等間隔（等角度間隔）で取り付けられている。また、環状体１３０のガイドレール１３２Ａの半径方向内側面には断面Ｌ字状の第２の固定部材である補助環状体１３４が例えばネジで取り付けられており、この補助環状体１３４の表面にも同様に、その外周に沿って半径方向に延びる複数のガイドレール１３２Ｂがネジなどにより等間隔（等角度間隔）で取り付けられている。また、各ガイドレール１３２Ａ、１３２Ｂは、それぞれドラム軸１０１の軸芯から同じ距離になるよう配置されている。

各ガイドレール１３２Ａ、１３２Ｂには、それぞれ揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂの各セグメント１２０の裏面にネジなどで連結されたＬ形ブラケット１１４Ａ、１１４Ｂが摺動自在に係合している。またＬ形ブラケット１１４Ａ、１１４Ｂのガイドレール１３２Ａ、１３２Ｂとの摺動面の反対側面には、それぞれ揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂの半径方向外端部（他端部）がピン１１３Ａ、１１３Ｂで枢着されている。

図５Ａは、図４のドラム１０を同図右側からみた側面図であり、図中では、右寄りの上側部分は揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂが拡開した状態、左寄りの下側部分は縮閉した状態をそれぞれ示している。
図５Ｂは揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂが縮閉したときのセグメント１２０の櫛歯１２２が互いに最も深く噛合した状態を示すドラム１０の表面を示す図である。この状態では隣接するセグメント１２０の櫛歯１２２は互いに密に噛合している。揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂが拡開したときのセグメント１２０の櫛歯１２２の状態は、例えば図２に示すように、隣接するセグメント１２０の櫛歯１２２間には隙間ができるが、セグメント１２０間には隙間ができていない状態になっている。

以上の構成において、図１に示す中軸１０５の中軸駆動機構３０を作動させると、中軸１０５は、図４の下半分の状態で左方に移動する。中軸１０５が左方に移動すると、上述のようにスライダ１４０の連結部１４２も中軸１０５と一体になって左方に移動する。
スライダ１４０の左方への移動により、揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂのピン１１２Ａ、１１２Ｂとの枢着端（一端部）は左側に移動するが、揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂの半径方向先端部（他端部）は、Ｌ形ブラケット１１４Ａ、１１４Ｂを介して、ドラム軸１０１に固定された環状体１３０及び補助環状体１３４のガイドレール１３２Ａ、１３２Ｂに係合しているため左方への移動は阻止されている。その結果、揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂの半径方向先端部は、ガイドレール１３２Ａ、１３２Ｂに沿って半径方向外側に向かって移動（摺動）する。

揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂの他端部が半径方向外方に向かって移動すると、これに枢着されたＬ形ブラケット１１４Ａ、１１４Ｂを介してセグメント１２０も半径方向外方に移動してドラム１０は拡径する。図４の上半分はこのドラムが拡径した状態における、スライダ１４０及び揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂの位置を示している。

本実施形態によれば、従来は、スライダ１４０の円周に沿ってドラム軸１０１方向に直交する面内において一列に配置されていた揺動アーム１１０Ａ、１１０Ｂの隣接端部同士を、スライダ１４０のドラム軸１０１方向に沿って前後２列に互い違いに配置し、それぞれの半径方向先端部（他端部）に櫛歯１２２付きのセグメント１２０を備えたことにより、一つのスライダ１４０に従来のセグメント１２０に対して倍の密度でセグメント１２０を取り付けることができる。
したがって、各セグメント１２０の拡開したときの真円度が従来よりも向上する。そのため、従来よりも大きく拡開しても、つまり、ドラム１０の拡縮ストロークを従来よりも大きくしても、各セグメント１２０の必要な真円度を維持することができ、内径のより大きなタイヤの成型にも用いることができる。

本実施形態によれば、セグメント数を従来のドラムに対して２倍に増やしたため、特許文献１に記載された従来のドラムに比べて、成型可能なタイヤサイズ範囲をより広くすることができる。
また、前記揺動アームの一端部の隣接端部同士は、それぞれ、前記スライダのドラム軸方向において間隔を置いた二つの位置のいずれかで前記スライダに交互に揺動可能に取り付けられているため、ドラム自体のバランスが安定し、かつ小設備で多サイズのタイヤ成型に対応できる。

また、前記ガイド部材は、前記固定部材に対してドラム軸方向において間隔を置いて配置されているため、少ない部品数でかつ簡単な設備で確実に一つのスライダに取り付けられた揺動アームの拡縮が可能であるとの作用効果も得られる。

なお、以上の説明では、揺動アームはスライダの長手方向（ドラム軸方向）に２列に配置した構成のものとして説明したが、必ずしもこれに限定されない。
例えば、３列配置でもよく、列数を増やすと構造が複雑になるため制約が出てくるが、列数を増やせばそれだけセグメント数を増やすことができ、ドラムの真円度が一層向上する。したがって揺動アームによるドラムの拡縮ストロークをより一層長くすることができる。

また、以上の説明では揺動アームの拡縮機構が固定部材（環状体１３０）と案内部材（ガイドレール１３２Ａ、１３２Ｂ）を備えたものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、揺動アームを拡縮するための周知のリンク機構などを用いることもできる。

１０・・・ドラム、２０・・・回転機構、３０・・・中軸駆動機構、１０１・・・ドラム軸、１０５・・・中軸、１１０Ａ、１１０Ｂ・・・揺動アーム、１１２Ａ、１１２Ｂ、１１３Ａ、１１３Ｂ・・・ピン、１１４Ａ、１１４Ｂ・・・Ｌ形ブラケット、１２０・・・セグメント、１２２・・・櫛歯、１３０・・・環状体、１３２Ａ、１３２Ｂ・・・ガイドレール、１３４・・・補助環状体、１４０・・・スライダ。

Claims

隣接するセグメントの櫛歯が互いに噛合して連続した円周面を構成する複数のセグメントを有する拡縮可能な成型ドラムであって、
一端部がドラム軸に外嵌する円筒状の一つのスライダの外周面にその円周に沿って等間隔に、かつ他端部が個々の前記セグメントに、それぞれ揺動可能に取り付けられた複数の揺動アームを有し、
前記複数の揺動アームで構成するセグメント拡縮機構を前記ドラム軸に沿って間隔を置いて複数備え、
前記複数のセグメント拡縮機構のそれぞれの搖動アームのスライダ外周にある隣接端部同士を、前記スライダのドラム軸方向に沿って２列に互い違いに配置し、
前記スライダのドラム軸方向の移動に伴って前記複数のセグメント拡縮機構により拡縮する成型ドラム。
請求項１に記載された成型ドラムにおいて、
前記ドラム軸に取り付けられた固定部材と、
前記固定部材上において、前記揺動アームの前記他端部を前記ドラム軸の径方向に案内するための複数のガイド部材と、を有する成型ドラム。
請求項２に記載された成型ドラムにおいて、
前記ガイド部材は、前記固定部材に対してドラム軸方向に間隔を置いて配置されている成型ドラム。
請求項３に記載された成型ドラムにおいて、
前記固定部材は、第一の固定部材と、第一の固定部材に取り付けられ、第一の固定部材に対して軸方向に間隔を置いた第二の固定部材からなり、
前記第一の固定部材は前記ドラム軸に沿って互いに隣接する一方のセグメント拡縮機構の揺動アームの前記他端部を案内し、前記第二の固定部材は、他方のセグメント拡縮機構の揺動アームの前記他端部を案内する成型ドラム。
請求項１ないし４のいずれかに記載された成型ドラムにおいて、
前記スライダは前記ドラム軸のスリットを介して、前記ドラム軸中に配置された往復動する中軸に連結されている成型ドラム。