JP5656725B2

JP5656725B2 - タイヤ製造装置

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Publication number: JP5656725B2
Application number: JP2011090244A
Authority: JP
Inventors: 利夫堀木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2031-04-14
Also published as: JP2012218427A

Description

本発明は、タイヤ製造装置に関し、特にあらかじめ円環状に形成されるとともに溝の付与されたトレッドを台タイヤに組み付けるタイヤ製造装置に関する。

近年の省資源化や環境保護のため、使用済みのタイヤは、使用に伴って摩耗したトレッド部分を取り除き、新たにトレッドゴムを取り付けて、再び更生タイヤとして再利用されるようになってきている。更生タイヤの製造には、あらかじめ加硫され溝が形成された円環状のトレッド（プレキュアトレッドともいう。）を台タイヤに組み付ける手法がある。

そして従来、このような円環状のトレッドを台タイヤに組み付ける装置としては、特許文献１に記載されたものがあり、このものは、図９に示すように、トレッド幅方向に延び、半径方向に拡縮移動可能な複数の保持部材（特許文献１の装置における水平アーム）１１０を有し、これらの保持部材１１０により拡張、保持されたトレッド１１２を該保持部材１１０を縮径することで台タイヤの外周面上に載置し、次いで保持部材１１０をトレッド１１２と台タイヤとの間から引き抜くことでトレッド１１２を台タイヤに装着するものであり、とくに、この装置には、トレッドの位置合わせのために位置決め部材（特許文献１の装置における、水平アームに設けられた肩）１１４が設けられており、保持部材１１０上に保持されたトレッド１１２の幅方向端部をこの位置決め部材１１４に接触させることでトレッドを整列させる（幅方向に位置決めする）ようにしている。

特開昭５０−１５８６７６号公報

ところが、上記のような従来の装置は、保持部材１１０上に保持されたトレッド１１２の幅方向端部を位置決め部材１１４に接触させて該トレッド１１２を整列させているため、とくに、トレッド１１２がウイングタイプの場合、つまり、トレッド１１２の幅方向両端部が薄肉で成型されている場合には、位置決め部材１１４に接触したときに薄肉のトレッド端部にめくれや変形が生じてしまい、台タイヤへの組み付けを行ったときに、このめくれや変形部分がそのままの状態で台タイヤに組みつけられ、タイヤの性能に影響を及ぼしてしまう場合がある。

それゆえ、本発明は、保持部材上に保持されたトレッドの位置決めを正確に行うことにより、トレッドを台タイヤに精度良く組み付けることができるタイヤの製造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、本発明のタイヤ製造装置は、台タイヤの外周面に溝付きの円環状のトレッドを組み付けるタイヤ製造装置であって、前記台タイヤを支持するドラムと、前記トレッドの幅方向にそれぞれ延在し、該トレッドを内周面側から幅方向に変位自在に保持する複数の保持部材と、前記トレッドの前記溝内に入り込む突起をそれぞれ有し、該トレッドの外周面上にそれぞれ装着される複数のブロックと、前記複数のブロックに対向してそれぞれ位置し、前記保持部材に保持されたトレッドの半径方向に沿ってそれぞれ変位可能に構成された複数の位置決め部材であって、半径方向内側への変位により前記ブロックの表面と係合して該ブロックを前記トレッドと一緒に前記保持部材に対して位置決めする推力面をそれぞれ有する複数の位置決め部材と、を具えることを特徴とするものである。

本発明のタイヤ製造装置にあっては、複数のブロックをトレッドに取り付け、該トレッドを複数の保持部材に掛け渡した後に、位置決め部材を半径方向内側（トレッドに対して近接する方向）に変位させると、ブロックの表面が位置決め部材の推力面に沿って案内され、これに連動してトレッドは保持部材に位置決めされる。

したがって、このタイヤ製造装置によれば、位置決め部材の推力面とブロック表面との係合によるブロックの幅方向変位をトレッドの外周面に作用させて、トレッドの、保持部材に対する位置決めを行うことができるので、とくにトレッドがウイングタイプの場合においてもトレッドの幅方向両端部にめくれや変形が生じることがなく、トレッドの、台タイヤへの組み付けを精度良く行うことができる。

なお、本発明のタイヤ製造装置にあっては、前記ブロックは、前記トレッドを吸着、解放可能な吸着手段を有することが好ましく、これによれば、ブロックをトレッドに装着した際に、該ブロックがトレッドから脱落するのを防止することができる。

また、本発明のタイヤ製造装置にあっては、前記位置決め手段は、前記ブロックの表面と前記推力面とが係合した状態にて該ブロックを吸着、保持する吸着手段を有することが好ましく、これによれば、トレッドの、保持部材に対する位置決めが終了した後に、位置決め部材の半径方向外側への移動と同時に吸着手段によりブロックを吸着、保持してブロックをトレッドから取り外すことができて、装置の簡素化を図ることができる。

本発明の一実施形態のタイヤ製造装置を示す概略構成図である。図１のタイヤ製造装置に用いられるブロックを示す概略斜視図である。図１のタイヤ製造装置におけるトレッド拡径装置を示す側面図である。図３のトレッド拡径装置における保持部材を示しており（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。図３のトレッド拡径装置における位置決め部材を示す部分側面図である。図１のタイヤ製造装置を用いてトレッドを保持部材に対して位置決めする工程を説明する概略図である。位置決め部材によるブロック及びトレッドの位置決めの様子を示す図であり、（ａ）は位置決め部材を半径方向内側に移動させる前の状態を、（ｂ）は位置決め部材を半径方向内側に移動させてブロックに当接させた状態をそれぞれ示している。本発明に適用可能な他のブロックの形状を例示する図である。従来の手法により、保持部材上のトレッドの位置決めを行う様子を示した概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、タイヤ製造装置の全体概略図であって、この図に示すように、タイヤ製造装置１は、台タイヤ３を固定する台タイヤ保持装置５と、台タイヤ３の外径よりも小さい内径にあらかじめ加硫、成型され溝が付与された円環状のトレッド７を拡径するトレッド拡径装置９と、台タイヤ３に組み付けられたトレッド７の表面を押圧する押圧装置１１と、を備えるものである。これらの各装置５，９，１１は、搭載面が水平に形成された基台１３上に搭載される。なお、円環状のトレッド７は、台タイヤ３の外径よりも小さな内径としたが、台タイヤ３の外径と同じ、若しくは大きくしても良い。

また、タイヤ製造装置１は、図２に示すように、トレッド７の溝７ａ内に入り込む突起１５ａをそれぞれ有し、該トレッド７の外周面上の所定位置（後述の位置決め部材１６に対応する位置）にそれぞれ装着される複数のブロック１５を備える。なお、トレッド７に、ブロック１５を装着する位置を示す表示部（図示省略）を設けておいてもよく、このような表示部は、例えばトレッド７を加硫、成型した際に金型により形成することができる。各ブロック１５は、この例では、トレッド７の外周面に対向し上記突起１５ａを複数垂下、形成する底壁面１７ａと、底壁面１７ａから起立しトレッド７の周方向に対向する一対の三角形の前壁面１７ｂおよび後壁面１７ｃと、これらの前壁面１７ｂおよび後壁面１７ｃ相互間で底壁面１７ａからそれぞれ所定角度で傾斜しながら起立して先端が互いに結合する一対の四角形の側壁面１７ｄ,１７ｅとからなる五面体である。

なお、ブロック１５は剛体であることが好ましい。ブロック１５が軟らかい材料で形成されている場合、位置決め精度が低下するからである。また、ブロック１５の幅は後述する保持部材１９の幅よりも大きくすることが好ましい。ここで、ブロック１５の幅とは、ブロック１５の、トレッド周方向に沿った長さを指し、保持部材１９の幅とは、保持部材１９の、トレッド周方向に沿った長さを指す。トレッド７に取り付けたブロック１５に位置決め部材１６を押し当てることでトレッド７を位置決めするようにしているため、ブロック１５は、位置決め部材１６からの押付け力を受け止める必要があるからである。すなわち、ブロック１５を取り付けたトレッド７が沈み込んでしまうと正確な位置決めができなくなるため、ブロック１５が保持部材１９にしっかり支持されていることが必要である。よって、ブロック１５の幅は、保持部材１９の幅よりも大きくすることが好ましい。また、ブロック１５の高さ（トレッドの半径方向に沿った長さ）をＡ、ブロック１５の幅（トレッドの幅方向に沿った長さ）をＢとしたとき、Ａ＜Ｂとすることが好ましい。幅Ｂを大きくすることで、トレッド７の初期の設置位置が保持部材１９に対して大きくずれた場合でも、その位置ズレを是正することができるからである。また、各ブロック１５には、底壁面１７ａに露出し、トレッド７の外周面を吸着する、吸着手段としてのバキュームパッド２１が設けられている。ブロック１５の内部には、バキュームパッド２１につながる通路ｐ１が形成され、この通路ｐ１の出口付近にはスプリング２３で付勢されたバルブ２５が設けられている。バキュームパッド２１を作動させるにあたっては、外部から空気吸引用のノズル２７を、バルブ２５を収める穴ｈに該バルブ２５を押し込みながら差し込み、通路ｐ１とノズル２７内の通路ｐ２とを連通させ、バキュームパッド２１内の空気をノズル２７で吸引する。この吸引が終了した後にノズル２７を後退させることでバルブ２５がスプリング２３の力により元の位置に復元し、通路ｐ１は再びバルブ２５により閉鎖され、バキュームパッド２１の真空は維持される。一方、バキュームパッド２１内の真空は、バルブ２５を僅かに押し込むことで通路ｐ１が外部と連通し解除される。この真空の解除は、ブロック１５の先端部と位置決め部材１６の凹部１６ａとが合致することで行われるものである。

台タイヤ保持装置５は、図１に示すように、保持装置本体３０と、保持装置本体３０の内部から外部に水平方向に延在するドラムシャフト３２と、ドラムシャフト３２を回転させるドラムモータ３４と、保持装置本体３０に内蔵されるコンプレッサ３６と、ドラムシャフト３２の先端部に固着されるドラム３８と、を備える。保持装置本体３０は、基台１３の長手方向の一側側に搭載され、ドラムシャフト３２が長手方向に貫通する。ドラムシャフト３２は、保持装置本体３０に固定される図示しない軸受により回転可能に支持される。ドラムシャフト３２の、ドラム３８が取り付けられた側とは反対側の端部にはプーリ４０が取り付けられる。

ドラム３８は、径方向に放射状に分割された複数のドラムピース３８ａからなる円筒状のもので、種々のタイヤサイズに対応可能なように各ドラムピース３８ａを径方向に拡縮させる拡縮機構を有する。拡縮機構としては、ドラムピース３８ａに取り付けられる図示しないエアシリンダに対して空気を供給、排出することで各ドラムピース３８ａを径方向に移動させる機構が挙げられる。ドラム３８は、台タイヤ３の内径部に沿った状態で台タイヤ３を保持する。また、ドラム３８には、ドラム３８の周面を包囲する図示しないシールリングが取り付けられ、ドラム３８が拡径するとシールリングがドラムピース３８ａ間の隙間を覆うように引き伸ばされた状態で台タイヤ３の内径部とシールシールリングが密着し、台タイヤ３の内部空間がシールリングにより塞がれて閉空間となる。この閉空間内には図示しない空気充填バルブを介して空気を供給し、台タイヤ３をインフレートすることができる。ドラムモータ３４は、モータ内部に減速機構を備えるギアードモータにより構成され、モータの回転力が減速された状態で出力される。ドラムモータ３４の回転出力軸には、プーリ４２が取り付けられる。プーリ４２とドラムシャフト３２に固定されたプーリ４０には、ベルト４４が掛け渡され、ベルト４４を解してドラムモータ３４の回転がドラムシャフト３２に伝達される。

押圧装置１１は、ステッチャーと呼ばれ、ドラム３８に取り付けられた台タイヤ３の外周面と対向する位置に配置される。押圧装置１１は、回転自在に保持され、台タイヤ３に組み付けられたトレッド７の表面と接触することにより回転し、トレッド７を台タイヤ３に対して押し付けて圧着するローラ４６を有する。

台タイヤ保持装置５のドラム３８とトレッド拡径装置９との間には、図１及び図３に示すように、ドラムシャフト３２の回転する中心軸と平行な一対のレール４８が基台１３上に敷設される。トレッド拡径装置９は、レール４８上をドラム３８に対して近接または離間する方向に移動可能な車輪５０を備えた台座５２上に設置される。

トレッド拡径装置９は、拡径装置本体５４と、トレッド７の幅方向にそれぞれ延在し、該トレッド７を内周面側から幅方向に変位自在に保持する複数の保持部材１９と、保持部材１９上に保持されたトレッド７を位置決めする位置決め部材１６と、移動部５８とを備える。図示例では、位置決め部材１６は、保持部材１９と同数設けているが、位置決め部材１６は保持部材１９よりも少なくしても良く、位置決め部材１６の数を保持部材１９の数の半分としても良い。

拡径装置本体５４は、回転主軸６０と第１円板部６２と第１円板部６２の背面側に配置された第２円板部６４と回転モータ６６とを有する。回転主軸６０は、中心軸がドラムシャフト３２の中心軸と同軸となるよう拡径装置本体５４内に設けられた図示しない軸受により支持される。拡径装置本体５４内における回転主軸６０の中間部には、プーリ６８が取り付けられる。回転主軸６０を回転させる回転モータ６６は、拡径装置本体５４内に内蔵され、台座５２上に固定される。回転モータ６６の回転出力軸には、プーリ７０が取り付けられ、プーリ６８とプーリ７０とにベルト７２が掛け渡され、回転モータ６６の回転がベルト７２を解して回転主軸６０に伝達される。なお、回転モータ６６は無くても良い。

第１円板部６２の取付面（ドラムを向く側の面）６２ａには、上記複数の保持部材１９が周方向に等間隔に取り付けられている。保持部材１９を半径方向に移動する手段は、リニアレール７４と、保持部材１９が取り付けられ、リニアレール７４上を移動するスライダ７６と、スライダ７６を駆動するアクチュエータ（図示省略）とにより構成される。リニアレール７４は、取付面６２ａ上を放射状に延在してスライダ７６を案内するものである。アクチュエータは、ここではボールネジ回転型のアクチュエータを用いるが、油圧シリンダやエアシリンダを用いても良い。また、保持部材１９を拡縮する手段としてリンク機構を用いても良い。

保持部材１９は、図４に示すように、一端がスライダ７６に固定され、そこからドラム３８側に延びる一対のフレーム８０と、一対のフレーム８０間に支持された複数の回転ローラ８２と、を有する。これにより、保持部材１９によりトレッド７の内周面は幅方向に変位自在に保持される。

第２円板部６４の取付面（ドラムを向く側の面）６４ａには、図３に示すように、上記複数の位置決め部材１６が周方向に等間隔に取り付けられている。位置決め部材１６を半径方向に移動する手段は、リニアレール８４と、位置決め部材１６が取り付けられ、リニアレール８４上を移動するスライダ８６と、スライダ８６を駆動するアクチュエータ（図示省略）とにより構成される。リニアレール８４は、取付面６４ａ上を放射状に延在してスライダ８６を案内するものである。アクチュエータは、ここではボールネジ回転型のアクチュエータを用いるが、油圧シリンダやエアシリンダを用いても良い。また、位置決め部材１６を拡縮する手段としてリンク機構を用いても良い。

位置決め部材１６は、図１及び図５に示すように、一端がスライダ８６に固定され、そこからドラム３８側に屈曲部１６ａを介して第１円板部６２の外周縁を避けつつ延び、保持部材１９に対向する面１６ｂの、該保持部材１９の幅方向中央に対応する位置にブロック１５の凸部と相補的な形状であるＶ字状の凹部９０を有する。すなわち、凹部９０は、位置決め部材１６の、保持部材に対向する面１６ｂから内側に傾斜して延び先端が互いに集結する第１の斜面９０ａおよび第２の斜面９０ｂからなり、これらの斜面９０ａ,９０ｂは、ブロック１５の表面（一対の側壁面１７ｄ,１７ｅ）と係合、協働して該ブロック１５をトレッド７と一緒に保持部材１９に対して位置決めする推力面を構成する。

また、ここでは位置決め部材１６には、第１の斜面９０ａおよび第２の斜面９０ｂにそれぞれ露出し、ブロック１５の表面と第１および第２斜面９０ａ,９０ｂとが係合した状態にて該ブロック１５を吸着、保持する、吸着手段としてのバキュームパッド９２が設けられている。バキュームパッド９２は、位置決め部材１６内の通路ｐ３を介して図示しない負圧発生源に接続されており、また、真空発生源と各バキュームパッド９２の間には、真空発生および真空破壊用のバルブ（図示省略）が設けられている。なお、吸着手段としては、バキュームパッド９２に限らず、ブロック１５を金属製とした場合には電磁石（図示省略）により構成することができる。すなわち、電磁石への通電のオン・オフにより、ブロック１５を吸着保持・解放するようにしても良い。

移動部５８は、トレッド拡径装置９をレール４８に沿って台タイヤ保持装置５のドラム３８に対して近接または離間させるピストン９４を有する。なお、ピストン９４に代えて、ボールネジ回転型のアクチュエータを用いてもよい。

以下、本実施形態のタイヤ製造装置の作動を図６および図７を参照して説明する。なお、図６では、各構成要素を簡略化して示しているが、上述した各構成要素に対応するものである。図示のように、台タイヤ３にトレッド７を組み付けるにあたっては、まず、上記表示部にしたがってトレッド７に複数のブロック１５を取り付け、ブロック１５のバキュームパッド２１を作動させる（ステップＳ１）。これにより、ブロック１５がトレッド７から脱落するのを防止することができる。次いで、台タイヤ３をドラム３８の周面上にセットし、ブロック１５が取り付けられたトレッド７を複数の保持部材１９に掛け渡す（ステップＳ２）。ドラム３８上の台タイヤ３は、ドラム３８の拡径およびコンプレッサ３６からの台タイヤ３内部への空気の供給により、ドラム３８に固定される。

トレッド拡径装置９の複数の保持部材１９に掛け渡されたトレッド７は、全スライダ７６の、半径方向外側への同期移動により、トレッド７の直径が台タイヤ３の外径よりも大きくなるよう拡径される。次いで、位置決め部材１６が、全スライダ８６の、半径方向内側への同期移動により半径方向内側に移動する（ステップＳ３）。このとき、図７に示すように、位置決め部材８６の凹部９０の第１の斜面９０ａおよび第２の斜面９０ｂと、ブロック１５の一対の側壁面１７ｄ,１７ｅとが係合しながら該凹部９０内にブロック１５の先端部が入り込む。これにより、ブロック１５は、トレッド７と一緒に保持部材１９に対して（保持部材１９の幅方向中央に）位置決めされる。また、ブロック１５に設けられたバキュームパッド２１内の真空は、位置決め部材１６の第２の斜面９０ｂによるバルブ２５の押し込みにより解除される。

次いで、トレッド７が保持部材１９に対して位置決めされた状態で保持された後には、移動部５８により、トレッド拡径装置９を台タイヤ保持装置５のドラム３８に対して近接する方向に移動させ、トレッド７がドラム３８上にセットされた台タイヤ３の周囲を囲繞する位置で停止させる。なお、トレッド拡径装置９を停止させる位置は、保持部材１９の幅方向中心とドラム３８上の台タイヤ３の幅方向中心とが一致する位置とする。次いで、保持部材１９の底部が台タイヤ３の外周面と接する位置まで保持部材１９を移動させ、この状態にて、位置決め部材１６のバキュームパッド９２を作動させるとともに位置決め部材１６を半径方向外側に移動させ（ステップＳ４）、トレッド拡径装置９をドラム３８に対して離間する方向に移動させて保持部材１９をトレッド７と台タイヤ３との間から引き抜く。これにより、ブロック１５はトレッド７から取り外され、トレッド７は台タイヤ３に対して組み付けられる。そして、押圧装置１１のローラ４６をトレッド７に押し当ててトレッド７を台タイヤ３に圧着させる。

このようになるタイヤ製造装置１によれば、位置決め部材１６の、推力面としての第１の斜面９０ａおよび第２の斜面９０ｂとブロック１５の一対の側壁面１７ｄ,１７ｅとの係合によるブロック１５の幅方向変位をトレッド７の外周面に作用させて、トレッド７の、保持部材１９に対する位置決めを行うよう構成したので、とくにトレッド７がウイングタイプの場合においてもトレッド７の幅方向両端部にめくれや変形が生じることがなく、トレッド７の、台タイヤ３への組み付けを精度良く行うことができる。

また、本実施形態のタイヤ製造装置１によれば、ブロック１５に、トレッド７を吸着、解放可能なバキュームパッド２１を設けたことから、ブロック１５がトレッド７から脱落するのを防止することができる。

さらに、本実施形態のタイヤ製造装置１によれば、位置決め部材１６に、ブロック１５の表面と推力面とが係合した状態にて該ブロック１５を吸着、保持するバキュームパッド９２を設けたことから、トレッド７の、保持部材１９に対する位置決めが終了した後に、位置決め部材１６の半径方向外側への移動と同時にバキュームパッド９２によりブロック１５を吸着、保持してブロック１５をトレッド７から取り外すことができて、装置の簡素化を図ることができる。

以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、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り、例えば、ブロックの形状は、前壁面および後壁面が三角形をなす五面体に限らず、図８（ａ）に示すように、前壁面および後壁面が半円形のものでもよく、もしくは図８（ｂ）に示すように、前壁面、後壁面および一対の側壁全てが三角形である四角錐としてもよい。

かくして、本発明により、保持部材上に保持されたトレッドの位置決めを正確に行うことにより、トレッドを台タイヤに精度良く組み付けることができるタイヤの製造装置を提供することが可能となった。

１タイヤ製造装置
３台タイヤ
５台タイヤ保持装置
７トレッド
９トレッド拡径装置
１１押圧装置
１５ブロック
１７ｄ,１７ｅ一対の側壁面
１５ａ突起
１６位置決め部材
１９保持部材
２１バキュームパッド
３８ドラム
９０ａ第１の斜面（推力面）
９０ｂ第２の斜面（推力面）
９２バキュームパッド

Claims

台タイヤの外周面に溝付きの円環状のトレッドを組み付けるタイヤ製造装置であって、
前記台タイヤを支持するドラムと、
前記トレッドの幅方向にそれぞれ延在し、該トレッドを内周面側から幅方向に変位自在に保持する複数の保持部材と、
前記トレッドの前記溝内に入り込む突起をそれぞれ有し、該トレッドの外周面上にそれぞれ装着される複数のブロックと、
前記複数のブロックに対向してそれぞれ位置し、前記保持部材に保持されたトレッドの半径方向に沿ってそれぞれ変位可能に構成された複数の位置決め部材であって、半径方向内側への変位により前記ブロックの表面と係合して該ブロックを前記トレッドと一緒に前記保持部材に対して位置決めする推力面をそれぞれ有する複数の位置決め部材と、を具えることを特徴とするタイヤ製造装置。
前記ブロックは、前記トレッドを吸着、解放可能な吸着手段を有する、請求項１に記載のタイヤ製造装置。
前記位置決め手段は、前記ブロックの表面と前記推力面とが係合した状態にて該ブロックを吸着、保持する吸着手段を有する、請求項１または２に記載のタイヤ製造装置。