JP5580234B2 - タイヤ用印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの表面に文字や絵柄等を印刷するタイヤ用印刷装置に関する。

タイヤの表面に文字や絵柄等を印刷する装置としては、特許文献１に開示された印刷装置が知られており、図５に示すように、この装置１００は、タイヤＴのビード部Ｂ内側から複数の内径クランプ１０２を挿入してタイヤＴを把持し、タイヤＴを把持した状態でタイヤＴの側面を押えローラ１０４により圧接して印刷面を平坦にしつつ、タイヤＴを回転してインクジェットヘッドにより印刷を行うものである。

しかしながら、このように、タイヤＴの側面を押えローラ１０４により圧接し印刷面を平坦にして印刷する装置１００では、１台の装置でサイズの異なるタイヤに印刷を行う場合には、サイズ変更ごとに内径クランプ１０２および押えロール１０４の位置を変更しなければならず、また両者の位置関係も印刷面に影響を及ぼすことから所望の印刷精度を確保するためには煩雑な調整作業が必要であり、したがって、他のサイズへの適用性が低いという問題がある。

また、特許文献２には、タイヤをホイールに組み付けてタイヤホイールとした上で、印刷装置に装着してタイヤの側面に印刷を行う印刷装置が開示されており、この装置によれば、１台の装置でサイズの異なるタイヤに印刷を行う場合には、そのタイヤに合致したホイールを使用すればよいので、特許文献１記載の印刷装置のような煩雑な調整作業は不要であるが、サイズの異なるタイヤ毎にホイールを準備する必要があり費用がかかるという問題がある。

これに鑑み、タイヤに組み付けるリムを特許文献３に記載されるような多段状のリムとすることも考えられるが、このようなリムは、大きさや重量の点で扱い難いという問題がある。

特開２０１０−１２５４４０号公報 特開２００６−１１１２４２号公報 特開平５−１３１４６３号公報

それゆえ、本発明は、上述した問題点を解決し、サイズの異なるタイヤに印刷を行うにあたり、煩雑な作業を必要とすることなく、安価で、取り扱いの容易なタイヤ用印刷装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のタイヤ用印刷装置は、タイヤの表面に対して塗料を吐出し、塗布するタイヤ印刷部と、該タイヤを保持するタイヤ保持部とを備えるタイヤ用印刷装置であって、前記タイヤ保持部は、互いにリム径の異なる複数のリムを、タイヤ径方向外側に位置するリムほどリム径が大きくなるように着脱可能に重ね合わせてなることを特徴とするものである。

なお、本発明のタイヤ用印刷装置にあっては、前記複数のリムはそれぞれ、前記タイヤの一方のビード部に対応する一側リムと、該タイヤの他方のビード部に対応する他側リムとを有する分割リムであり、前記タイヤ用印刷装置に、前記一側リムおよび前記他側リムのうち少なくとも一方をタイヤの幅方向に沿って移動させる移動手段を設けてなることが好ましい。

また、本発明のタイヤ用印刷装置にあっては、一側リムおよび他側リムの一方を回転させる回転手段を備え、前記一側リムおよび他側リムの他方は、タイヤを介して従動することが好ましい。

本発明のタイヤ用印刷装置によれば、互いにリム径の異なる複数のリムを、タイヤ径方向外側に位置するリムほどリム径が大きくなるように着脱可能に重ね合わせてタイヤ保持部を構成したことから、サイズの異なるタイヤに印刷を行う場合には、重ね合わされたリムを適宜に取り外しあるいは取り付けるだけでサイズ変更に対応することができ、複雑な調整作業を要することがない。また、各リムごとに取り扱うことができるので、従来技術のような多段状のリムをタイヤ保持部として用いる場合よりも取り扱いが容易である。さらに、サイズの異なるタイヤごとに別々のリムを準備する必要がないので安価である。

本発明にしたがう実施の形態に係るタイヤ用印刷装置の概略構成図である。 （ａ）は図１のタイヤ用印刷装置における上側リムを重ね合わせる前の状態で示す断面図であり、（ｂ）は、図１のタイヤ用印刷装置における下側リムを重ね合わせる前の状態で示す断面図である。 図１のタイヤ用印刷装置を用いて比較的サイズの大きいタイヤを印刷する場合の手順を示した図である。 図１のタイヤ用印刷装置を用いて比較的サイズの小さいタイヤを印刷する場合の手順を示した図である。 従来の印刷装置を示す模式図である。 （ａ）は従来例のタイヤ用印刷装置を用いてタイヤに印刷を行った場合のタイヤ側面の写真であり、（ｂ）は実施例の印刷装置を用いてタイヤに印刷を行った場合のタイヤ側面の写真である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１に示すタイヤ用印刷装置１は、タイヤＴの表面（側面）に対して塗料を吐出し、塗布するタイヤ印刷部としての少なくとも１つ、ここでは２つのプリンタヘッド３、４と、
タイヤＴを保持するタイヤ保持部６と、を備える。

プリンタヘッド３、４は、インクジェット方式のほかに、エアスプレー方式、エアレススプレー方式等を採用することが可能である。また、同時回転で多色刷りを行うときは、塗色数に応じて、本実施形態のように複数のプリンタヘッド３、４を配置する。

タイヤ保持部６は、図２に示すように、互いにリム径Ｒの異なる複数のリム８ａ、９ａ、１０ａ、８ｂ、９ｂ、１０ｂを、タイヤ径方向外側に位置するリムほどリム径Ｒが大きくなるように着脱自在に重ね合わせてなる。すなわち、複数のリム８ａ、９ａ、１０ａ、８ｂ、９ｂ、１０ｂは、リム径Ｒのみが互いに異なり、その幅（タイヤの軸線方向長さ）Ｗは変化しない。

より具体的には、複数のリム８ａ、９ａ、１０ａ、８ｂ、９ｂ、１０ｂはそれぞれ、タイヤＴの一方（図では上側）のビード部Ｂに対応する一側リムとしてのリング状の上側リム８ａ、９ａ、１０ａと、該タイヤＴの他方（図では下側）のビード部Ｂに対応する他側リムとしてのリング状の下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂとを有する分割リムである。

各上側リム８ａ、９ａ、１０ａおよび下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂは、図２に示すように、径方向外側の面に、ビード部Ｂが接触するビードシート部１３ａと該ビードシート部１３ａの外縁から径方向外側に立ち上がるフランジ部１３ｂとからなるビード保持部１３を有し、径方向内側の面に、径方向内側に位置するリム８ａ、９ａ、１０ａ、８ｂ、９ｂ、１０ｂのビード保持部１３に相補的に係合する係合部１５を有し、軸方向断面でみて略Ｚ字形状である。なお、径方向の最内側に位置するリム８ａ、８ｂの係合部１５は、後述するタイヤ回転主軸２７および従動軸２９に設けられたフランジ部１６ａ、１６ｂと相補的に係合する。互いに重なり合うリム８ａ、９ａ、１０ａ、８ｂ、９ｂ、１０ｂ間と、径方向の最内側に位置するリム８ａ、８ｂおよび上記フランジ部１６ａ、１６ｂ間には、両者間の空回りを防ぐキーおよびキー溝のような回転伝達手段（図示省略）をそれぞれ設けている。これにより、タイヤ回転主軸２７の回転は上側リム８ａ、９ａ、１０ａを介してタイヤＴに伝達され、タイヤＴに伝達された回転は下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂを介して従動軸２９に伝達される。

また、このタイヤ用印刷装置１は、プリンタヘッド３、４を昇降させる、すなわちプリンタヘッド３、４をタイヤＴの幅方向に沿って移動させる昇降アクチュエータ１７、１８と、プリンタヘッド３、４を横行させる、すなわちプリンタヘッド３、４をタイヤＴの径方向に沿って移動させる横行アクチュエータ２１、２２とを備える。昇降アクチュエータ１７、１８および横行アクチュエータ２１、２２としては種々の駆動機構を用いることができ、例えば、油圧シリンダやエアシリンダ、ボールネジ回転型アクチュエータを用いることができる。また、昇降アクチュエータ１７、１８および横行アクチュエータ２１、２２の動作は、図示しない検出器により検出され、検出した動作は制御装置であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）２３に伝達される。横行アクチュエータ２１、２２は、柱部２５ａとビーム部２５ｂからなる門型のフレーム２５のビーム部２５ｂに支持され、昇降アクチュエータ１７、１８は、横行アクチュエータ２１、２２に支持されている。タイヤＴの側面およびプリンタヘッド３、４間のクリアランスは、プリンタヘッド３、４ごとまたは代表するプリンタヘッド３、４に取り付けることができる距離センサにより適正に調整することができるほか、タイヤＴの輪郭形状に関する情報を、あらかじめＰＣ２３に入力しておき、この情報に基づきプログラムによりプリンタヘッド３、４の移動を制御してよい。

なお、本実施形態では、プリンタヘッド３、４を、昇降アクチュエータ１７、１８を用いてタイヤＴの側面に対して近接および離間させるよう構成しているが、昇降アクチュエータ１７、１８を用いる代わりに、タイヤＴ自体を上下（タイヤＴの軸線方向）に移動させる昇降装置（図示省略）を設けてタイヤＴの側面およびプリンタヘッド３、４間の距離を調整するようにしてもよい。この場合、タイヤＴの昇降位置は、外部距離センサもしくはＰＣ２３等の制御装置に入力することができるタイヤＴの輪郭形状のデータに基づき設定し、プリンタヘッド３、４等との間に適正なクリアランスを保持できるようにする。

また、このタイヤ用印刷装置１は、上側リム８ａ、９ａ、１０ａに連結されるタイヤ回転主軸２７と、下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂに連結される従動軸２９と、タイヤ回転主軸２７を回転させる回転主軸駆動装置３１とを備え、タイヤＴは、タイヤ回転主軸２７の回転にともなって回転する。回転主軸駆動装置３１には、タイヤＴの回転角度（位相）を高精度でモニタリングするためサーボモータを用いるか、あるいはタイヤの回転量を検出し、検出した回転量を制御装置であるＰＣ２３へパルス信号として伝達するロータリーエンコーダを含んでいてもよい（図示省略）。また、従動軸２９の内部には、従動軸２９の下端に設けられた圧縮空気の導入口３３とタイヤＴの内部とを連通する連通路２９ａが形成されており、該連通路２９ａを介してタイヤＴの内部に空気を出し入れ可能に構成されている。圧縮空気は外部から供給するものとし、タイヤＴの内圧はタイヤサイズ等に応じて可変制御可能である。なお、図中、符号３５は、従動軸２９を支持する軸受である。

また、このタイヤ用印刷装置１は、フレーム２５の柱部２５ａに設けられたレール３７に沿って走行し、軸受３５を従動軸２９とともに昇降させる移動手段としての昇降部３９を備えている。したがって、昇降部３９を上昇させることで印刷対象であるタイヤＴをタイヤ用印刷装置１に装填でき、昇降部３９を下降させることで該装置１からタイヤＴを取り外すことができる。また、昇降部３９は、印刷対象のタイヤＴのビード部足幅（両ビードビール間のタイヤ幅方向距離）を調整する足幅調整手段としての機能も有する。すなわち、昇降部３９を上昇させてタイヤＴのビード部足幅を小さくすることでタイヤＴの側面の曲率を大きくすることができ、反対に昇降部３９を下降させてタイヤＴのビード部足幅を大きくすることでタイヤＴの側面の曲率を小さくすることができ、それゆえタイヤＴの側面の形状を塗装に適した形状とすることができる。なお、昇降部３９の駆動には種々のアクチュエータ、例えば、油圧シリンダやエアシリンダ、ボールネジ回転型アクチュエータを用いることができる。

ＰＣ２３は、回転制御手段４０と、プリンタヘッド位置制御手段４１と、印刷制御手段４２とを少なくとも備える。回転制御手段４０は、回転主軸駆動装置３１に接続され、タイヤＴが所定の速度で回転するように回転主軸駆動装置３１を制御する。プリンタヘッド位置制御手段４２は、横行アクチュエータ２１、２２および昇降アクチュエータ１７、１８に接続され、プリンタヘッド３、４がタイヤ側面上の所定位置に位置するように横行アクチュエータ２１、２２および昇降アクチュエータ１７、１８をそれぞれ制御する。印刷制御手段４２は、プリンタヘッド３、４に接続され、プリンタヘッド３、４に印刷制御信号と印刷データ信号を出力する。

なお、回転制御手段４０、プリンタヘッド位置制御手段４１、印刷制御手段４２のそれぞれの機能は、ＰＣ２３が保持するソフトウエア（プログラム）を実行することによって実現される。

次に、本実施形態のタイヤ用印刷装置１を用いてタイヤＴの表面（側面）に文字や絵柄等を印刷する方法を説明する。図３に、リム径Ｒが１５インチのリムに加硫後のタイヤを装着して印刷を行う例を示す。先ず、図３（ａ）に示すように昇降部３９を下降し、図３（ｂ）に示すように下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂが下降した位置でタイヤＴを自動または手動により下側リム１０ｂ上に載置する。次いで、図３（ｃ）に示すように昇降部３９を上昇して上側リム１０ａと下側リム１０ｂとの間にタイヤＴを狭持し、これと同時にタイヤＴのビード部足幅を調整する。次いで、図３（ｄ）に矢印で示すように、空気導入口３３を介してタイヤＴに内圧を充填してインフレートする。この際、タイヤＴの側面（印刷面）がプリンタヘッド３、４に対し適正な形状となっていない場合には、ビード部足幅およびタイヤＴの内圧の少なくとも一方を調整し、印刷面を適正な形状にしてもよい。なお、タイヤＴに適用する内圧にはとくに制限はないが、印刷時のタイヤ側面の曲率とタイヤ使用時のタイヤ側面の曲率とを同等とする観点からは正規内圧とすることが好ましい。「正規内圧」とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最高空気圧」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「INFLATION PRESSURES」を指す。

次いで、横行アクチュエータ２１、２２および昇降アクチュエータ１７、１８を駆動してプリンタヘッド３、４をタイヤＴの側面上の所定位置に位置させる。次に、回転主軸駆動装置３１によりタイヤ回転主軸２７を駆動してタイヤＴを回転させる。そして、プリンタヘッド３、４から塗料を吐出し、塗布して、所望の文字、絵柄、記号、模様等（所定のパターン）を描画（印刷）する。タイヤＴの側面に塗布された塗料は、プリンタヘッド３、４に隣接して設置されたＵＶ照射ランプ（図示省略）により、乾燥、硬化される。なお、プリンタヘッド３、４のタイヤＴの側面に対する位置決めは、回転主軸駆動装置３１によりタイヤＴを回転させた後に行ってもよく、タイヤＴを回転させるのと同時に行ってもよい。

次に、図３のタイヤＴよりもサイズの小さいタイヤＴの側面に印刷する場合には、図４に示すにように、適用するリム８ａ、８ｂ（ここではリム径Ｒが１３インチのリムを用いるものとする。）以外のリム９ａ、１０ａ、９ｂ、１０ｂを取り外した上で、先に説明した手順と同様の手順によりタイヤＴの側面に所定の印刷を行う。その工程を図４（ａ）〜（ｄ）に示すが、この例では、図３の例よりもタイヤＴのサイズが小さいため、ビード部足幅が図３の例におけるビード部足幅よりも小さく設定されていることが分かる。

したがって、このタイヤ用印刷装置１によれば、互いにリム径Ｒの異なる複数のリム８ａ、９ａ、１０ａ、８ｂ、９ｂ、１０ｂを、タイヤ径方向外側に位置するリムほどリム径Ｒが大きくなるように着脱可能に重ね合わせてタイヤ保持部６を構成したことから、サイズの異なるタイヤＴに印刷を行う場合には、重ね合わされたリム８ａ、９ａ、１０ａ、８ｂ、９ｂ、１０ｂを適宜に取り外しあるいは取り付けるだけでサイズ変更に対応することができ、複雑な調整作業を要することがない。また、リム８ａ、９ａ、１０ａ、８ｂ、９ｂ、１０ｂごとに取り扱いができるので、従来技術のような多段状のリムをタイヤ保持部として用いる場合よりも取り扱いが容易である。さらに、サイズの異なるタイヤＴごとに別々のリムを準備する必要がないので安価である。

また、本実施形態のタイヤ用印刷装置１によれば、タイヤ保持部６を構成する複数のリム８ａ、９ａ、１０ａ、８ｂ、９ｂ、１０ｂは、リム径Ｒのみが互いに異なりその幅Ｗは一定であるから、従来技術のような多段状のリムをタイヤ保持部として用いる場合よりも軽量であり、取り扱いをより一層容易なものとすることができる。

また、本実施形態のタイヤ用印刷装置１によれば、複数のリム８ａ、９ａ、１０ａ、８ｂ、９ｂ、１０ｂはそれぞれ、タイヤＴの一方のビード部Ｂに対応する上側リム８ａ、９ａ、１０ａと、該タイヤＴの他方のビード部Ｂに対応する下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂとからなる分割リムであり、タイヤ用印刷装置１に、上側リム８ａ、９ａ、１０ａおよび下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂのうち少なくとも一方をタイヤの幅方向に沿って移動させる移動手段としての昇降部３９を設けたことから、リム組みが容易であり、また、昇降部３９により下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂを移動することでビード部足幅を自由に変更できるので、保持されたタイヤＴの形状を印刷に適した形状に容易に調整することが可能であるとともにタイヤＴのサイズ変更への適用性をより一層向上させることができる。

また、本実施形態のタイヤ用印刷装置１によれば、リム８ａ、９ａ、１０ａをタイヤＴの軸線周りに回転させる回転手段としての回転主軸駆動装置３１を設けたことから、プリンタヘッド３、４の移動機構の構成を簡素化することができ、高精度かつ低コストであるタイヤ用印刷装置１を提供することができる。さらに、本実施形態のタイヤ用印刷装置１のように、上側リム８ａ、９ａ、１０ａを駆動し、下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂはタイヤＴを介して従動（回転）させることで、タイヤ用印刷装置１の構造をより簡素化することができる。なお、本発明では、下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂを駆動し、上側リム８ａ、９ａ、１０ａをタイヤＴを介して従動（回転）させてもよい。

さらに、本実施形態のタイヤ用印刷装置１によれば、タイヤＴに内圧を充填した状態で、プリンタヘッド３、４によるタイヤＴの側面への印刷を行うよう構成したことから、印刷時のタイヤＴの形状を安定させることができ、タイヤＴの側面の曲面に、文字や絵柄等を、ブレやしわが発生すること無く印刷することができる。また、タイヤＴに内圧を充填した状態で印刷を行うことで、印刷時のタイヤＴの側面の曲率を使用時（タイヤＴを正規リムに組み付けて正規内圧を付加した時）のタイヤＴの側面の曲率に近づけることができので、タイヤ使用時に視認される文字や絵柄等の外観を向上させることができる。この観点からは、タイヤＴの内部に正規内圧を適用した状態で印刷を行うことが好ましい。

さらに、本実施形態のタイヤ用印刷装置によれば、従動側の下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂの下降位置でタイヤＴを受け取り、その後昇降部３９によりタイヤＴを上昇させる構成であるので、昇降アクチュエータ１７、１８によるプリンタヘッド３、４の昇降ストロークを小さくすることができ、サイクルタイムを短縮することができる。

以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することができるものである。例えば、上記実施形態では、上側リム８ａ、９ａ、１０ａおよび下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂを３つずつ重ね合わせてタイヤ保持部６を構成したが、重ね合わせるリムは３つに限らず、２つとしても４つ以上としてもよい。また、上記実施形態では、昇降部３９により下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂを昇降させると説明したが、上側リム８ａ、９ａ、１０ａを昇降させる構成としてもよく、上側リム８ａ、９ａ、１０ａおよび下側リム８ｂ、９ｂ、１０ｂの双方を昇降（相対移動）させる構成としてもよい。さらに、上記実施形態では、プリンタヘッド３、４毎に横行アクチュエータ２１、２２および昇降アクチュエータ１７、１８を設けたが、複数のプリンタヘッドを備える場合は、全てのプリンタヘッドに共通の横行アクチュエータおよび昇降アクチュエータを用いてもよい。また、上記実施形態では、プリンタヘッド３、４が２つの例を示したが、プリンタヘッドは１つでも３つ以上設けてもよい。さらに、タイヤＴの内部に内圧を適用して印刷する場合には、その内圧は正規内圧よりも低くてもよい。

印刷箇所を明確にするため、タイヤの側面に凹部を設けたタイヤを用意し、本発明を適用したタイヤ用印刷装置（実施例）と、従来技術に従う印刷装置（従来例）とをそれぞれ用いて印刷を行ったので以下説明する。

実施例のタイヤ用印刷装置は、図１に示す構成を有する。従来例の印刷装置は、図５に示すように、タイヤのビード部内側から４つの内径クランプを挿入してタイヤを把持し、タイヤを把持した状態でタイヤの側面を押えローラにより圧接して印刷面を平坦にしつつ、タイヤを回転してインクジェットヘッドにより印刷を行うものである。実施例のタイヤ用印刷装置および従来例の印刷装置を用いてタイヤの側面の凹部を印刷目標地点として環状の白線を印刷した結果を図６（ａ）、（ｂ）に示す。図６（ａ）は従来例のタイヤ用印刷装置により印刷されたタイヤの側面を撮影した写真であり、図６（ｂ）は実施例の印刷装置により印刷されたタイヤの側面を撮影した写真である。これらの写真からも明らかなように、実施例のタイヤ用印刷装置では、印刷目標地点である凹部に白線を印刷することが出来たのに対し、従来例の印刷装置では印刷目標地点から１２ｍｍずれたところ（セレーション内）に白線が印刷されており、従来技術では押えローラや内径クランプの煩雑な調整作業が必要となることが分かる。

かくして、本発明により、サイズの異なるタイヤに印刷を行うにあたり、煩雑な作業を必要とすることなく、安価で、取り扱い易いタイヤ用印刷装置を提供することが可能となった。

１ タイヤ用印刷装置
３、４ プリンタヘッド
６ タイヤ保持部
８ａ、９ａ、１０ａ 上側リム
８ｂ、９ｂ、１０ｂ 下側リム
１３ ビード保持部
１５ 係合部
１７、１８ 昇降アクチュエータ
２１、２２ 横行アクチュエータ
２３ パーソナルコンピュータ
３１ 回転主軸駆動装置（回転手段）
３３ 空気導入口
３９ 昇降部（移動手段）
Ｔ 印刷対象となるタイヤ
Ｂ タイヤのビード部

Claims (3)

1. タイヤの表面に対して塗料を吐出し、塗布するタイヤ印刷部と、該タイヤを保持するタイヤ保持部とを備えるタイヤ用印刷装置であって、
   前記タイヤ保持部は、互いにリム径の異なる複数のリムを、タイヤ径方向外側に位置するリムほどリム径が大きくなるように着脱可能に重ね合わせてなることを特徴とするタイヤ用印刷装置。
2. 前記複数のリムはそれぞれ、前記タイヤの一方のビード部に対応する一側リムと、該タイヤの他方のビード部に対応する他側リムとを有する分割リムであり、
   前記タイヤ用印刷装置に、前記一側リムおよび前記他側リムのうち少なくとも一方をタイヤの幅方向に沿って移動させる移動手段を設けてなる、請求項１に記載のタイヤ用印刷装置。
3. 前記一側リムおよび前記他側リムの一方を回転させる回転手段を備え、前記一側リムおよび前記他側リムの他方は、前記タイヤを介して従動する、請求項２に記載のタイヤ用印刷装置。