JP5615629B2 - タイヤ製造装置及びタイヤ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ構成部材を被成形体に巻き付けて未加硫タイヤを成形するタイヤ製造装置及びタイヤ製造方法に関する。

空気入りタイヤ等の各種のタイヤは、一般に、未加硫ゴム等からなる複数のタイヤ構成部材を被成形体に順次配置して未加硫タイヤを成形した後、加硫成型して製造される。また、このタイヤ製造装置として、従来、回転する成形ドラムの外周にタイヤ構成部材を一周巻き付け、タイヤ構成部材の先端と後端を接合して環状部材を形成する装置が知られている（特許文献１、２参照）。

ところで、タイヤ構成部材であるラジアルタイヤ用のカーカスプライは、その長手方向に直交する内部のコードに沿って切断されて所定長さに形成された後、被成形体に巻き付けられる。その際、カーカスプライは、長手方向に対するコードの角度が変動して、先端や後端が、コードの角度に応じた角度で傾斜して切断されることがある。このように切断されると、カーカスプライは、被成形体上で先端と後端を接合したときに、接合幅（接合量）がカーカスプライの幅方向の各部で変化するとともに、接合毎の接合幅が変動する虞がある。

これに対し、従来は、カーカスプライの接合幅を検出センサで検出し、或いは、作業者が確認して、接合幅が設定された条件を満たすか否かや接合の仕方を検査する。その結果に基づき、接合幅や接合の仕方に不具合があるときには、作業者が接合部のカーカスプライを引き伸ばす等して、カーカスプライの接合部を人手により修正し、接合部の充分な精度を確保している。しかしながら、このように人手を要するときには、タイヤ成形工程の自動化や生産性の向上が図れず、かつ、巻き付け工程の中断に伴いサイクルタイムも長くなる。そのため、カーカスプライ等のタイヤ構成部材は、生産性の観点からも、人手を介さずに、被成形体に巻き付けて、かつ、高い接合の精度を安定して確保することが要求されている。

特開昭５６−７０２４９号公報 特開２００８−２００９９８号公報

本発明は、これら従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、未加硫タイヤを成形する際に、人手を介さずに、被成形体に巻き付けたタイヤ構成部材の先端と後端を高い精度で接合して、タイヤ製造の生産性を向上させることである。

本発明は、タイヤ構成部材の供給手段と、被成形体の回転手段とを備え、回転する被成形体にタイヤ構成部材を一周巻き付けてタイヤ構成部材の先端と後端を接合し、未加硫タイヤを成形するタイヤ製造装置であって、タイヤ構成部材の先端と後端の形状を矯正する矯正手段と、矯正手段による矯正時に生じるタイヤ構成部材の先端と後端の凹凸を検出する凹凸検出手段と、凹凸検出手段によりタイヤ構成部材の先端と後端の凹凸を検出して凹凸が無いときに、タイヤ構成部材の先端と後端をそれぞれ矯正した形状で保持して被成形体に貼り付ける先端保持貼付手段及び後端保持貼付手段と、被成形体に先端が貼り付けられたタイヤ構成部材の被成形体への巻き付けに合わせて、タイヤ構成部材の後端を保持する後端保持貼付手段を被成形体に向かって後端の貼付位置まで移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、回転する被成形体にタイヤ構成部材を一周巻き付けてタイヤ構成部材の先端と後端を接合し、未加硫タイヤを成形するタイヤ製造方法であって、矯正手段により、タイヤ構成部材の先端と後端の形状を矯正する工程と、矯正手段による矯正時に生じるタイヤ構成部材の先端と後端の凹凸を凹凸検出手段により検出する工程と、凹凸検出手段によりタイヤ構成部材の先端と後端の凹凸を検出して凹凸が無いときに、タイヤ構成部材の先端と後端をそれぞれ矯正した形状で保持する工程と、保持したタイヤ構成部材の先端を被成形体に貼り付ける工程と、タイヤ構成部材の先端が貼り付けられた被成形体を回転させて、タイヤ構成部材を被成形体に巻き付ける工程と、保持したタイヤ構成部材の後端を、タイヤ構成部材の被成形体への巻き付けに合わせて被成形体まで移動させて被成形体に貼り付ける工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、未加硫タイヤを成形する際に、人手を介さずに、被成形体に巻き付けたタイヤ構成部材の先端と後端を高い精度で接合でき、タイヤ製造の生産性を向上させることができる。

本実施形態のタイヤ製造装置の概略構成を示す側面図である。 タイヤ構成部材の巻き付け手順を示す要部側面図である。 タイヤ構成部材の巻き付け手順を示す要部側面図である。

以下、本発明のタイヤ製造装置とタイヤ製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ製造装置は、回転する被成形体にタイヤ構成部材を供給し、被成形体にタイヤ構成部材を先端から後端まで一周巻き付けて、所定形状及び構造の未加硫タイヤを成形（製造）する。その際、タイヤ製造装置は、自動で、タイヤ構成部材を被成形体に巻き付けてタイヤ構成部材の先端と後端（被成形体へ巻き付けるときの、巻き付けの先端と後端）を接合し、環状のタイヤ構成部材を有する各種の未加硫タイヤを成形する。

図１は、本実施形態のタイヤ製造装置の概略構成を示す側面図である。
タイヤ製造装置１は、図示のように、支持体２と、支持体２にタイヤ構成部材７０を供給する供給手段１０と、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２の形状を矯正する矯正手段２０と、それらの上方に配置された、タイヤ構成部材７０の巻付装置３０とを備えている。

支持体２は、未加硫タイヤの成形時に、被成形体Ｈを支持する支持手段であり、例えば円筒状や断面トロイダル形状の成形ドラムや、未加硫タイヤの内面形状に応じた外面形状を有する剛体コアからなる。ここでは、支持体２は、円筒状の成形ドラムからなり、外周にタイヤ構成部材７０が順に巻き付けや配置されて被成形体Ｈが形成され、被成形体Ｈを保持する。また、支持体２は、回転手段である駆動装置（図示せず）により支持され、駆動装置に設けられたモータ等の駆動源と、その回転動力の伝達機構により回転駆動される。これにより、支持体２は、被成形体Ｈを、軸線回りに所定速度で回転させて任意の回転角で停止させる。

ここで、被成形体Ｈは、例えば、支持体２上に配置された成形途中段階の未加硫タイヤ、又は、各種タイヤ構成部材からなる中間成形体やタイヤケースであり、未加硫タイヤ成形の所定段階でタイヤ構成部材７０が巻き付けられる。ただし、タイヤ構成部材７０を支持体２上へ直接巻き付けるときには、成形ドラムや剛体コアが被成形体Ｈを構成する。或いは、被成形体Ｈは、タイヤからトレッドを取り除いた台タイヤであってもよい。このように、被成形体Ｈは、タイヤ構成部材７０を巻き付ける対象物を構成する。

また、タイヤ構成部材７０は、シート状のカーカスプライやインナーライナ等、被成形体Ｈに巻き付けられてタイヤ各部を構成する部材であり、未加硫ゴム等により所定形状（被成形体Ｈへの巻き付け形状）に形成される。以下、タイヤ構成部材７０として、シート状のゴム内に複数のコードが並べて配置されたラジアルタイヤ用のカーカスプライを例に採り説明する。このタイヤ構成部材７０は、予め、巻き付け対象の被成形体Ｈの周長に応じた所定長さに切断されて、被成形体Ｈへの巻き付け長さ及び形状に形成される。その際、タイヤ構成部材７０は、長手方向に直交する内部のコードに沿って切断されて、先端７１と後端７２が幅方向に平行になるように形成される。続いて、タイヤ構成部材７０は、供給手段１０へ順に送り込まれて、供給手段１０から被成形体Ｈへ向けて供給され、被成形体Ｈ上でコードと平行な先端７１と後端７２が接合される。

供給手段１０は、複数の搬送コンベヤ１１、１２、１３と、複数の搬送部材１４、１５、１６とを有し、それらがタイヤ構成部材７０の供給（移動）経路に沿って順に配置されている。搬送コンベヤ１１、１２、１３は、ベルトコンベヤからなり、それぞれ複数のベルト車１１Ａ、１２Ａ、１３Ａに架け渡された無端状のベルト１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂを有する。これら搬送コンベヤ１１、１２、１３は、駆動装置（図示せず）によりベルト車１１Ａ、１２Ａ、１３Ａが同期して回転駆動されて、ベルト１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂが循環駆動する。これにより、搬送コンベヤ１１、１２、１３は、ベルト１１Ｂ、１２Ｂ、１３Ｂの上面に載せられたタイヤ構成部材７０を所定速度で搬送し、タイヤ構成部材７０を長手方向の両方向に所定距離だけ移動させて停止させる。

第１の搬送コンベヤ１１と第２の搬送コンベヤ１２は、タイヤ構成部材７０を送り出すサーバーであり、タイヤ構成部材７０の供給方向の上流側で隣接して配置され、タイヤ構成部材７０を被成形体Ｈへ供給するまで一旦ストックする。第３の搬送コンベヤ１３は、第２の搬送コンベヤ１２と被成形体Ｈとの間で、タイヤ構成部材７０の供給経路に沿って直線的に配置されている。また、第３の搬送コンベヤ１３は、両側の搬送部材１５、１６とともに、タイヤ構成部材７０の全体を直線状に伸ばして載せられるようになっている。第３の搬送コンベヤ１３は、タイヤ構成部材７０を、被成形体Ｈの所定の巻き付け位置に向けて直線的に移動させて、先端７１から被成形体Ｈに連続して供給（矢印Ｋ）する。これにより、供給手段１０は、被成形体Ｈに一周巻き付く長さに形成されたタイヤ構成部材７０を、被成形体Ｈへの巻き付け動作に応じて被成形体Ｈへ供給する。

搬送部材１４、１５、１６は、タイヤ構成部材７０よりも幅が広い平板からなり、平面状の上面がタイヤ構成部材７０との摩擦が小さい平滑面に形成されて、上面上を通過するタイヤ構成部材７０を円滑に移動させる。これら搬送部材１４、１５、１６及び第２と第３の搬送コンベヤ１２、１３は、上面を同一平面内に位置させて、タイヤ構成部材７０の供給経路に沿って直線的に配置される。また、第１と第２の搬送部材１４、１５は、第２と第３の搬送コンベヤ１２、１３間で、矯正手段２０を挟んで設置されている。第３の搬送部材１６は、第３の搬送コンベヤ１３と被成形体Ｈの間に設置され、矯正手段２０が、タイヤ構成部材７０の供給方向の下流側に隣接して配置されている。

矯正手段２０は、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２の形状を調整する形状調整部材２１、２２（先端形状調整部材２１、後端形状調整部材２２）と、各形状調整部材２１、２２を変位させる変位手段２３、２４とを有する。変位手段２３、２４は、ピストン・シリンダ機構からなり、シリンダ２３Ｓ、２４Ｓからピストンロッド２３Ｐ、２４Ｐを進退させて、その上端に固定された形状調整部材２１、２２を上下方向に変位させる。

形状調整部材２１、２２は、第３の搬送コンベヤ１３の両側に配置され、それぞれ変位手段２３、２４の作動に応じて、上下方向に変位する。形状調整部材２１、２２は、上方に変位したときに、搬送部材１４、１５、１６の上面から突出して、タイヤ構成部材７０の各端７１、７２の形状を調整する位置（形状調整位置）（図の点線で示す位置）に配置される。また、形状調整部材２１、２２は、形状調整位置から下方に変位し、搬送部材１４、１５、１６の上面よりも下側となる位置（待機位置）（図の実線で示す位置）に配置されて、待機位置で待機する。形状調整部材２１、２２は、タイヤ構成部材７０に接触しない状態で、各端７１、７２の形状調整位置と待機位置との間で変位する。

また、形状調整部材２１、２２は、第３の搬送コンベヤ１３側に、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２の設定形状に対応した形状の形状調整面２１Ａ、２２Ａを有する。形状調整部材２１、２２は、形状調整位置で、タイヤ構成部材７０の先端７１や後端７２が形状調整面２１Ａ、２２Ａに当接して、形状調整面２１Ａ、２２Ａに先端７１や後端７２（ここでは各端面）が所定圧力で押し付けられる。この押し付けに伴い、形状調整部材２１、２２は、タイヤ構成部材７０の先端７１や後端７２を形状調整面２１Ａ、２２Ａの形状に合わせて変形させ、先端７１や後端７２の形状を調整して、それぞれ設定形状に矯正する。ここでは、形状調整面２１Ａ、２２Ａは、滑らかな平面に形成されて、タイヤ構成部材７０の供給（移動）方向に直交して配置される。そのため、先端７１と後端７２は、タイヤ構成部材７０の幅方向（長手方向に直交する方向）に平行になるように直線状に変形して、各端面が互いに平行に、又は平行に近い平面状に形成される。

タイヤ構成部材７０は、第３の搬送コンベヤ１３と両側の搬送部材１５、１６の上で、第３の搬送コンベヤ１３により被成形体Ｈ側と逆側に移動し、形状調整部材２１、２２に押し付けられる。その際、先端形状調整部材２１は、タイヤ構成部材７０の先端７１が押し付けられて、先端７１の形状を形状調整面２１Ａで設定形状に調整する。また、後端形状調整部材２２は、タイヤ構成部材７０の後端７２が押し付けられて、後端７２の形状を形状調整面２２Ａで設定形状に調整する。このように、第３の搬送コンベヤ１３は、先端７１と後端７２の矯正時に、タイヤ構成部材７０を移動させる移動手段、及び、先端７１と後端７２を形状調整部材２１、２２に押し付ける押付手段を構成する。

矯正手段２０は、形状調整部材２１、２２により、供給手段１０が供給するタイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２の形状を、それぞれ被成形体Ｈへの貼付前に設定形状（ここでは、直線状）に矯正する。これにより、タイヤ構成部材７０は、被成形体Ｈへ巻き付けられる前に、先端７１と後端７２（各端面を含む端部）が変形して形状が修正され、端部に生じる形状の変動が調整される。その後、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２は、巻付装置３０により保持される。

巻付装置３０は、供給手段１０の上方に配置されたガイドレール３１と、タイヤ構成部材７０の先端保持貼付手段４０及び後端保持貼付手段５０とを備えている。各保持貼付手段４０、５０は、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２を保持するメカニカルハンドであり、先端７１と後端７２を保持して被成形体Ｈに貼り付ける。ガイドレール３１は、第３の搬送コンベヤ１３に平行に配置され、第２の搬送コンベヤ１２の上方から支持体２の上方を越えて直線状に架け渡されている。また、ガイドレール３１には、後端保持貼付手段５０と、その支持体２側に配置された先端保持貼付手段４０とが移動可能に取り付けられている。

各保持貼付手段４０、５０は、ガイドレール３１の下面に沿って移動する移動体４１、５１と、その下面に固定されたピストン・シリンダ機構４２、５２と、ピストンロッド４２Ｐ、５２Ｐの下端に取り付けられた吸着パッド４３、５３とを有する。巻付装置３０は、移動体４１、５１を移動させる先端及び後端移動手段（図示せず）を有し、各移動手段により移動体４１、５１を互いに独立に所定速度で移動させる。この移動手段は、例えば移動体４１、５１に設けられた電動モータと、電動モータにより回転する車輪からなり、ガイドレール３１に接触して回転する車輪により、移動体４１、５１をガイドレール３１の長手方向に移動させる。また、巻付装置３０は、移動手段の電動モータの回転数等に基づき、移動体４１、５１の移動距離を算出し、又は、センサにより移動体４１、５１の位置を検知して、移動体４１、５１をガイドレール３１の所定位置で停止させる。

各保持貼付手段４０、５０は、ピストン・シリンダ機構４２、５２を作動させてシリンダ４２Ｓ、５２Ｓからピストンロッド４２Ｐ、５２Ｐを進退させ、吸着パッド４３、５３を上下方向に移動させる。吸着パッド４３、５３は、上下方向に移動して、タイヤ構成部材７０の上面に接触及び離間する。また、吸着パッド４３、５３は、柔軟に変形するゴム等の弾性体により、下端の開口部に向かって広がるラッパ状に形成され、エアホースや切替弁を介して真空ポンプ等の排気手段（図示せず）に接続される。吸着パッド４３、５３は、開口部に接触するタイヤ構成部材７０との間の空気を排気手段により排気し、内部を減圧してタイヤ構成部材７０を所定の吸着力で吸着し、内部を復圧してタイヤ構成部材７０の吸着を解除する。このように、吸着パッド４３、５３は、タイヤ構成部材７０の吸着保持手段を構成し、タイヤ構成部材７０を上方から着脱可能に吸着して保持する。

巻付装置３０は、タイヤ構成部材７０を被成形体Ｈに巻き付ける前に、先端保持貼付手段４０及び後端保持貼付手段５０の各吸着パッド４３、５３を下降させて、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２に接触させる。この吸着パッド４３、５３により、巻付装置３０は、先端７１と後端７２を、被成形体Ｈに貼り付ける前に保持する。

その際、先端保持貼付手段４０及び後端保持貼付手段５０は、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２が矯正された後に、先端７１と後端７２を、それぞれ矯正した形状で保持する。また、巻付装置３０は、移動体４１、５１を移動させて、各保持貼付手段４０、５０を、後述するタイヤ構成部材７０の巻き付け動作の各段階で、それぞれ被成形体Ｈの上方まで順に移動させ、吸着パッド４３、５３を被成形体Ｈに向かって下降させる。これにより、各保持貼付手段４０、５０は、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２を、被成形体Ｈの外周上の所定位置に押し付けて圧着し、先端７１と後端７２を、矯正した形状に維持しつつ被成形体Ｈに貼り付ける。また、後端保持貼付手段５０は、タイヤ構成部材７０の後端７２を、先端７１が貼り付けられた位置の被成形体Ｈに貼り付けて、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２を接合する。

なお、本実施形態では、タイヤ構成部材７０を幅方向の全体に亘って保持するため、複数の吸着パッド４３、５３を、タイヤ構成部材７０の幅方向に等間隔に配置している。複数の吸着パッド４３、５３は、連結部材（図示せず）により、１つのピストンロッド４２Ｐ、５２Ｐの下端に取り付けられ、或いは、移動体４１、５１に設けた複数のピストン・シリンダ機構４２、５２に１つずつ取り付けられる。複数の吸着パッド４３、５３は、ピストン・シリンダ機構４２、５２の作動によりタイヤ構成部材７０に接触し、タイヤ構成部材７０の幅方向の全体に亘って均等に吸着して先端７１と後端７２を保持する。

ただし、複数の吸着パッド４３、５３は、タイヤ構成部材７０を縁部に沿って保持するため、各端７１、７２の矯正後の形状に応じた方向に配置される。即ち、複数の吸着パッド４３、５３は、例えば、タイヤ構成部材７０の縁部が幅方向に平行なときには、幅方向に沿って直線状に配置され、縁部が傾斜するときには傾斜して配置（ここでは平行に配置）される。本実施形態の巻付装置３０は、このようにしてタイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２を複数箇所で保持して移動等させる。従って、以下、吸着パッド４３、５３というときには、同時に保持や移動等する複数の吸着パッド４３、５３のことをいう。

また、タイヤ製造装置１は、タイヤ構成部材７０の接合幅を検出する接合幅検出手段６０と、タイヤ構成部材７０の表面の凹凸を検出する凹凸検出手段６１、６２とを備えている。接合幅検出手段６０は、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２を被成形体Ｈ上で接合した後に、先端７１と後端７２の接合幅（重なり幅）を検出する。この接合幅検出手段６０は、支持体２の周囲で、支持体２の軸線に向けて配置され、支持体２が回転してタイヤ構成部材７０の接合部が測定位置まで移動したときに、接合部の接合幅を検出する。凹凸検出手段６１、６２は、供給手段１０から供給されるタイヤ構成部材７０の上方に配置され、タイヤ構成部材７０の表面に生じる許容量以上の凹凸を検出する。これら各検出手段６０、６１、６２は、例えば、レーザや超音波によりタイヤ構成部材７０の表面の凹凸や凸部の幅を検出する検出センサからなり、検出センサにより、タイヤ構成部材７０の凹凸や、接合により高くなった接合部の接合幅を検出する。

ここで、タイヤ構成部材７０は、矯正手段２０による矯正時に、形状調整部材２１、２２に押し付けられて、先端７１側や後端７２側の部分に皺や弛み等の凹凸が生じることがある。本実施形態では、凹凸検出手段６１、６２を使用して、各保持貼付手段４０、５０がタイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２を保持するときに、各保持位置に凹凸が有るか否かを確認する。凹凸検出手段６１、６２は、各保持貼付手段４０、５０の移動を妨げないように、その移動経路の側方において、上記した各保持位置に向けて配置されて、それぞれ先端７１と後端７２の各保持位置の凹凸を検出する。また、タイヤ構成部材７０は、第３の搬送コンベヤ１３との摩擦に比べて、搬送部材１５、１６との摩擦が小さいため、それらの境界付近の部分に歪みが集中して凹凸が生じる傾向がある。この境界付近の凹凸に対し、タイヤ製造装置１は、後述するように、先端７１と後端７２の矯正後に凹凸を緩和する。

次に、このタイヤ製造装置１により、タイヤ構成部材７０を被成形体Ｈに巻き付けて未加硫タイヤを成形し、タイヤを製造する手順や動作について説明する。以下の手順等は、制御装置（図示せず）により制御され、装置各部を予め設定されたタイミングや条件で動作させて実行される。この制御装置は、例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、各種プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＭＰＵが直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータから構成され、接続手段を介して装置各部が接続されている。これにより、制御装置は、装置各部と制御信号や各種データを送受信し、タイヤ成形に関する各動作を各々実行させる。

図２、３は、タイヤ構成部材７０の巻き付け手順を示すタイヤ製造装置１の要部側面図であり、巻き付け終了までの各段階の状態を順に示している。
このタイヤ製造装置１では、まず、供給手段１０により、タイヤ構成部材７０を第３の搬送コンベヤ１３まで移動させる（図２Ａ参照）。また、矯正手段２０の先端形状調整部材２１を待機位置から上昇させて形状調整位置に配置する。次に、第３の搬送コンベヤ１３により、タイヤ構成部材７０を先端形状調整部材２１に向かって移動させて、タイヤ構成部材７０の先端７１を先端形状調整部材２１に押し付け（図２Ｂ参照）、タイヤ構成部材７０の移動を停止させる。これにより、タイヤ構成部材７０の先端７１の形状を設定形状に調整し、先端７１を形状調整面２１Ａの形状に合わせて直線状に矯正する。

続いて、凹凸検出手段６１により、タイヤ構成部材７０の先端７１の凹凸を検出して、先端保持貼付手段４０が保持する位置に凹凸が無いことを確認する。その結果、凹凸が無いときには、先端保持貼付手段４０をタイヤ構成部材７０の先端７１の上方に位置させ、吸着パッド４３を下降させて（図２Ｃ参照）、先端保持貼付手段４０により、形状が矯正された先端７１を保持する。また、吸着パッド４３を上昇させて、保持した先端７１を持ち上げる。上記したように、第３の搬送コンベヤ１３と搬送部材１６の境界付近で、タイヤ構成部材７０の先端７１側に凹凸７３が生じたときには、先端７１の持ち上げにより、凹凸７３が緩和される。次に、後端形状調整部材２２を待機位置から上昇させて形状調整位置に配置し、第３の搬送コンベヤ１３により、タイヤ構成部材７０を後端形状調整部材２２に向かって移動させる。この移動に同期して、先端保持貼付手段４０を、タイヤ構成部材７０の移動速度と同じ速度で、後端形状調整部材２２に向かって移動させる。これにより、タイヤ構成部材７０の先端７１が先端形状調整部材２１から離れる。先端形状調整部材２１は、タイヤ構成部材７０の先端７１が離れた後に、下降させて待機位置に配置する。

次に、タイヤ構成部材７０の後端７２を後端形状調整部材２２に押し付けて（図２Ｄ参照）、後端７２の形状を設定形状に調整し、後端７２を形状調整面２２Ａの形状に合わせて直線状に矯正する。また、後端７２の押し付けに合わせて、タイヤ構成部材７０と先端保持貼付手段４０の移動を停止させる。続いて、凹凸検出手段６２により、タイヤ構成部材７０の後端７２の凹凸を検出して、後端保持貼付手段５０が保持する位置に凹凸が無いことを確認する。その結果、凹凸が無いときには、後端７２の上方に後端保持貼付手段５０を位置させ、吸着パッド５３を下降させて（図３Ａ参照）、後端保持貼付手段５０により、形状が矯正された後端７２を保持する。また、吸着パッド５３を上昇させて、保持した後端７２を持ち上げる。第３の搬送コンベヤ１３と搬送部材１５の境界付近で、タイヤ構成部材７０の後端７２側に凹凸７４が生じたときには、後端７２の持ち上げにより、凹凸７４が緩和される。次に、第３の搬送コンベヤ１３により、タイヤ構成部材７０を被成形体Ｈに向かって移動させる。この移動に同期して、先端保持貼付手段４０と後端保持貼付手段５０を、タイヤ構成部材７０の移動速度と同じ速度で、被成形体Ｈに向かって移動させる。これにより、タイヤ構成部材７０の後端７２が後端形状調整部材２２から離れる。

このように、タイヤ製造装置１は、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２を形状調整部材２１、２２に押し付けて先端７１と後端７２の形状を設定形状に調整する。これにより、先端７１と後端７２の形状を、それぞれ被成形体Ｈへの貼り付け前に矯正し、先端保持貼付部材４０と後端保持貼付部材５０により、先端７１と後端７２を、それぞれ矯正した形状で保持する。また、保持した先端７１と後端７２を持ち上げた状態で、タイヤ構成部材７０の全体を長手方向に移動させ、先端保持貼付手段４０により、先端７１を持ち上げて被成形体Ｈの所定の貼付位置上方まで移動させる（図３Ｂ参照）。次に、両保持貼付手段４０、５０と第３の搬送コンベヤ１３を停止させ、吸着パッド４３を下降させて、タイヤ構成部材７０の先端７１を被成形体Ｈに押し付ける。これにより、保持したタイヤ構成部材７０の先端７１を被成形体Ｈに圧着して、先端７１を、矯正した形状に維持しつつ被成形体Ｈの貼付位置に貼り付ける。後端形状調整部材２２は、タイヤ構成部材７０の後端７２が離れた後に、下降させて待機位置に配置する。

続いて、先端保持貼付手段４０による先端７１の保持を解除し、吸着パッド４３を上昇させて、先端保持貼付手段４０を支持体２の逆側まで移動させて待機位置で停止（図３Ｂでは点線で示す）させる。次に、タイヤ構成部材７０の先端７１が貼り付けられた被成形体Ｈを、軸線回りに所定速度で回転させる（図３Ｃ参照）。同時に、第３の搬送コンベヤ１３によるタイヤ構成部材７０の移動と後端保持貼付手段５０の移動を再開する。これにより、タイヤ構成部材７０を移動させながら被成形体Ｈの巻付位置に先端７１から順に巻き付け、タイヤ構成部材７０を、回転する被成形体Ｈの外周に、周方向に沿って一周配置する。

その際、後端保持貼付手段５０を、タイヤ構成部材７０の後端７２を保持した状態で、上記した後端移動手段により、タイヤ構成部材７０の被成形体Ｈへの巻き付けに合わせて被成形体Ｈに向かって移動させる。これにより、後端保持貼付手段５０を、被成形体Ｈの回転（巻付）速度に応じた所定速度で移動させ、後端７２の所定の貼付位置まで移動させる。この移動時に、保持した後端７２を、矯正した形状に維持しつつ被成形体Ｈに向かって移動させ、被成形体Ｈを３６０度回転させて、被成形体Ｈの外周にタイヤ構成部材７０を一周巻き付ける。

次に、被成形体Ｈの回転と後端保持貼付手段５０の移動を停止し（図３Ｄ参照）、吸着パッド５３を下降させて、タイヤ構成部材７０の後端７２を被成形体Ｈに押し付ける。これにより、被成形体Ｈまで移動させた後端７２を、先端７１が貼り付けられた被成形体Ｈに圧着して、後端７２を、矯正した形状に維持しつつ被成形体Ｈの貼付位置に貼り付ける。このようにして、後端７２を、タイヤ構成部材７０の被成形体Ｈへの巻き付けに合わせて被成形体Ｈまで移動させ、最初に貼り付けた先端７１に重ね合わせて被成形体Ｈに貼り付ける。この貼り付けに伴い、被成形体Ｈの外周で、タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２を、所定の接合幅で重ね合わせて接合して、タイヤ構成部材７０を環状に形成する。

その後、後端保持貼付手段５０による後端７２の保持を解除し、吸着パッド５３を上昇させて（図３Ｅ参照）、被成形体Ｈを回転させる。続いて、接合幅検出手段６０により、先端７１と後端７２を接合した接合部７５の接合幅を検出し、制御装置により検出結果を処理して接合幅を検査する。その結果、接合幅が予め設定された条件、例えば、接合幅の上限値と下限値からなる許容範囲内であるときには、環状のタイヤ構成部材７０が正常に形成されたとして、巻き付け工程を終了する。これに対し、接合幅が設定された条件を満たさないときには、タイヤ構成部材７０の巻き付けに異常が生じたとして、その旨を報知する。

なお、このタイヤ製造装置１では、各端７１、７２が傾斜してタイヤ構成部材７０が細長い台形状や平行四辺形状に形成されても、タイヤ構成部材７０を細長い矩形状に矯正して被成形体Ｈへ供給する。ただし、タイヤ構成部材７０は、凹凸や蛇行が生じたり、長さが所定長さよりも短くなることがある。そのため、タイヤ製造装置１は、後述する伸長手段により、両端７１、７２の形状を矯正したタイヤ構成部材７０を、被成形体Ｈへ巻き付ける前や巻き付けるときに、長手方向に伸長させる。これにより、タイヤ構成部材７０の皺や弛み等の凹凸を消滅させ、又は、タイヤ構成部材７０を直線状に配置する。或いは、タイヤ構成部材７０を引き伸ばして所定長さに伸長変形させ、タイヤ構成部材７０の長さを、設定された被成形体Ｈへの巻き付け長さに調整する。

伸長手段は、例えば、上記した後端保持貼付手段５０を移動させる後端移動手段、被成形体Ｈを回転させる回転手段、及び、制御装置により構成される。この伸長手段は、制御装置により制御して、タイヤ構成部材７０を被成形体Ｈに巻き付けるときに、後端保持貼付手段５０の移動速度に対して、被成形体Ｈの回転周速度（タイヤ構成部材７０が巻き付けられる外周面における周方向速度）を相対的に速くする。即ち、被成形体Ｈの回転速度を通常時よりも速くし、又は、後端保持貼付手段５０の移動速度を通常時よりも遅くして、それらに速度差を設ける。これにより、後端保持貼付手段５０と被成形体Ｈとの間のタイヤ構成部材７０に長手方向の張力を作用させ、タイヤ構成部材７０を伸長させる。その際、第３の搬送コンベヤ１３によるタイヤ構成部材７０の移動速度も、後端保持貼付手段５０の移動速度に合わせる。

また、伸長手段は、両保持貼付手段４０、５０の移動手段と制御装置により構成することもできる。この伸長手段は、制御装置により制御して、被成形体Ｈへの巻き付け前に、タイヤ構成部材７０の各端７１、７２を保持する先端保持貼付手段４０と後端保持貼付手段５０を離間させる。これにより、各端７１、７２同士を離間させて、タイヤ構成部材７０に長手方向の張力を作用させ、タイヤ構成部材７０を引き伸ばして伸長させる。この伸長工程中は、第３の搬送コンベヤ１３は停止させておく。

タイヤ製造装置１は、タイヤ構成部材７０の長さの検出手段等の各種の検出手段（図示せず）により、タイヤ構成部材の状態（蛇行、長さ等）を検出する。この検出結果に基づき、伸長手段によりタイヤ構成部材７０を伸長させて、タイヤ構成部材７０を引き伸ばして所定長さに修正する。或いは、長さを変化させずに、凹凸や蛇行を消滅させて、被成形体Ｈへ巻き付けるタイヤ構成部材７０の形状を修正する。

タイヤ製造装置１は、以上のようにして、回転する被成形体Ｈに、１又は複数のタイヤ構成部材７０を、先端７１から後端７２まで巻き付ける。これにより、各タイヤ構成部材７０を、被成形体Ｈに一周巻き付けて、被成形体Ｈの周方向の全体に配置し、タイヤ構成部材７０の巻き付けの先端７１と後端７２を接合する。また、他のタイヤ構成部材を組み付ける等して、環状のタイヤ構成部材７０を有する未加硫タイヤを成形し、未加硫タイヤを加硫成型してタイヤを製造する。

以上説明したように、このタイヤ製造装置１とタイヤ製造方法では、タイヤ構成部材７０を被成形体Ｈに巻き付けるときに、その先端７１と後端７２を矯正して矯正した形状で保持して被成形体Ｈに貼り付ける。そのため、先端７１と後端７２の形状を、その形状に関わらず、適宜矯正して接合時の設定形状に調整できるとともに、先端７１と後端７２を全体に亘って精度よく接合できる。これに伴い、コードの角度やタイヤ構成部材７０の切断角度が変動しても、先端７１と後端７２を互いの形状を揃えて正確に接合でき、接合幅の変化や変動を抑制して、先端７１と後端７２を一様に接合できる。また、先端７１と後端７２の接合幅や接合の仕方に不具合が生じるのを防止できるため、作業者がタイヤ構成部材７０の接合部７５を修正することなく、接合部７５の高い接合の精度を安定して確保できる。その結果、タイヤ構成部材７０の巻き付けに要する人手を削減して、タイヤ成形工程の自動化や生産性の向上が図れ、巻き付け工程も中断させずに実行できるため、タイヤ成形のサイクルタイムを短縮できる。

従って、本実施形態によれば、未加硫タイヤを成形する際に、人手を介さずに、被成形体Ｈに巻き付けたタイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２を高い精度で接合でき、タイヤ製造の生産性を向上させることができる。また、先端７１と後端７２の接合の仕方を安定させて、タイヤ成形毎の接合部７５の変化を小さく維持でき、接合部７５に要求される条件や接合の精度を安定して確保できる。矯正時には、先端７１又は後端７２を形状調整部材２１、２２に押し付けて、先端７１又は後端７２を設定形状に調整するため、各形状を正確かつ繰り返し同じ形状に矯正できる。更に、両端７１、７２の形状を矯正したタイヤ構成部材７０を伸長させることで、タイヤ構成部材７０の形状又は長さを修正できる。これにより、タイヤ構成部材７０を被成形体Ｈに精度よく巻き付けることもできる。

なお、このタイヤ製造装置１によれば、カーカスプライ以外に、インナーライナやベルト等、上記と同様に巻き付けが実行される他のタイヤ構成部材も、被成形体Ｈに巻き付けることができる。ただし、カーカスプライは、コードの角度の変動に伴い、先端７１や後端７２が傾斜して切断されることがあり、高精度での接合を実現するのに困難が伴う。そのため、本発明は、カーカスプライの巻き付けに好適であり、その接合の精度を効果的に高めることができる。

また、本実施形態では、吸着パッド４３、５３によりタイヤ構成部材７０を保持したが、タイヤ構成部材７０は、ロボットハンドやメカニカルハンド等、他の保持手段で保持するようにしてもよい。更に、タイヤ構成部材７０は、供給手段１０の途中に切断手段を設けて、長尺な状態から所定長さに切断し、切断した先端７１と後端７２を矯正して、被成形体Ｈへ供給するようにしてもよい。タイヤ構成部材７０の先端７１と後端７２は、タイヤ構成部材７０の幅方向に傾斜した形状に矯正する等、各設定形状に合わせて、上記と異なる形状に矯正することもできる。この場合には、形状調整部材２１、２２を、各設定形状に応じた形状に形成して、先端７１と後端７２の方向に合わせて配置する。

以上、タイヤ構成部材７０の両端７１、７２を重ね合わせて接合する例を説明したが、本発明は、両端７１、７２を突き合わせて接合する場合にも適用できる。また、タイヤ製造装置１は、生タイヤ以外に、トレッドゴムを台タイヤに巻き付けて成形する未加硫の更生タイヤ等、各種の未加硫タイヤの成形に使用できる。

１・・・タイヤ製造装置、２・・・支持体、１０・・・供給手段、１１、１２、１３・・・搬送コンベヤ、１４、１５、１６・・・搬送部材、２０・・・矯正手段、２１、２２・・・形状調整部材、２１Ａ、２２Ａ・・・形状調整面、２３、２４・・・変位手段、３０・・・巻付装置、３１・・・ガイドレール、４０・・・先端保持貼付手段、４１・・・移動体、４２・・・ピストン・シリンダ機構、４３・・・吸着パッド、５０・・・後端保持貼付手段、５１・・・移動体、５２・・・ピストン・シリンダ機構、５３・・・吸着パッド、６０・・・接合幅検出手段、６１、６２・・・凹凸検出手段、７０・・・タイヤ構成部材、７１・・・先端、７２・・・後端、７３、７４・・・凹凸、７５・・・接合部、Ｈ・・・被成形体。

Claims (8)

1. タイヤ構成部材の供給手段と、被成形体の回転手段とを備え、回転する被成形体にタイヤ構成部材を一周巻き付けてタイヤ構成部材の先端と後端を接合し、未加硫タイヤを成形するタイヤ製造装置であって、
   タイヤ構成部材の先端と後端の形状を矯正する矯正手段と、
   矯正手段による矯正時に生じるタイヤ構成部材の先端と後端の凹凸を検出する凹凸検出手段と、
   凹凸検出手段によりタイヤ構成部材の先端と後端の凹凸を検出して凹凸が無いときに、タイヤ構成部材の先端と後端をそれぞれ矯正した形状で保持して被成形体に貼り付ける先端保持貼付手段及び後端保持貼付手段と、
   被成形体に先端が貼り付けられたタイヤ構成部材の被成形体への巻き付けに合わせて、タイヤ構成部材の後端を保持する後端保持貼付手段を被成形体に向かって後端の貼付位置まで移動させる移動手段と、
   を備えたことを特徴とするタイヤ製造装置。
2. 請求項１に記載されたタイヤ製造装置において、
   矯正手段が、タイヤ構成部材の先端又は後端が押し付けられて先端又は後端の形状を設定形状に調整する形状調整部材を有することを特徴とするタイヤ製造装置。
3. 請求項１又は２に記載されたタイヤ製造装置において、
   両端の形状を矯正したタイヤ構成部材を伸長させる伸長手段を備えたことを特徴とするタイヤ製造装置。
4. 請求項３に記載されたタイヤ製造装置において、
   伸長手段が、タイヤ構成部材を被成形体に巻き付けるときに、後端保持貼付手段の移動速度に対して被成形体の回転周速度を相対的に速くして、タイヤ構成部材を伸長させる手段であることを特徴とするタイヤ製造装置。
5. 請求項３に記載されたタイヤ製造装置において、
   伸長手段が、被成形体への巻き付け前に、タイヤ構成部材の各端を保持する先端保持貼付手段と後端保持貼付手段を離間させて、タイヤ構成部材を伸長させる手段であることを特徴とするタイヤ製造装置。
6. 回転する被成形体にタイヤ構成部材を一周巻き付けてタイヤ構成部材の先端と後端を接合し、未加硫タイヤを成形するタイヤ製造方法であって、
   矯正手段により、タイヤ構成部材の先端と後端の形状を矯正する工程と、
   矯正手段による矯正時に生じるタイヤ構成部材の先端と後端の凹凸を凹凸検出手段により検出する工程と、
   凹凸検出手段によりタイヤ構成部材の先端と後端の凹凸を検出して凹凸が無いときに、タイヤ構成部材の先端と後端をそれぞれ矯正した形状で保持する工程と、
   保持したタイヤ構成部材の先端を被成形体に貼り付ける工程と、
   タイヤ構成部材の先端が貼り付けられた被成形体を回転させて、タイヤ構成部材を被成形体に巻き付ける工程と、
   保持したタイヤ構成部材の後端を、タイヤ構成部材の被成形体への巻き付けに合わせて被成形体まで移動させて被成形体に貼り付ける工程と、
   を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
7. 請求項６に記載されたタイヤ製造方法において、
   前記形状を矯正する工程が、タイヤ構成部材の先端又は後端を形状調整部材に押し付けて先端又は後端の形状を設定形状に調整する工程を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
8. 請求項６又は７に記載されたタイヤ製造方法において、
   両端の形状を矯正したタイヤ構成部材を伸長させる工程を有することを特徴とするタイヤ製造方法。

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