JP5681519B2 - ベルトプライの形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、長尺な巾狭帯状のコード入りテープが、長さ方向に対して角度θで定寸切りされるテープ切断片を、ドラム赤道面に対して前記角度θと等しい角度αで傾けながらドラム上で順次貼り付けることにより、各テープ切断片がドラム周方向に並列されたベルトプライを形成するベルトプライの形成装置に関する。

近年、タイヤのユニフォミティを向上させるため、タイヤ形成用のドラムとして、仕上がりタイヤのタイヤ内腔形状に近い外形を有する剛性中子を用い、この剛性中子の外表面に、ベルトプライを含む未加硫のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成するタイヤ製造方法が提案されている（下記特許文献１、２参照。）。

しかし図７（Ａ）に示すように、剛性中子ａは、タイヤ内腔形状に近い外形を有するため、そのトレッド形成面部ａ１は、凸円弧状に湾曲した丸い輪郭形状を有している。従って、従来のタイヤ製造方法のように、ベルトコードｂ１を長さ方向に対して角度θ（通常１０〜４０°）で傾斜配列させた幅広帯状のプライ材料ｂを、剛性中子ａ上で周方向に巻き付けた場合には、前記プライ材料ｂのタイヤ軸方向両側部が剛性中子ａから大きく離間してしまう。そのため図７（Ｂ）に示すように、このプライ材料ｂの両側部を、ステッチローラｃで押さえ付けて剛性中子ａに沿わせて絞り込む所謂ステッチダウンが必要となる。

しかし前記絞り込みを行った場合、プライ材料ｂの両側部に皺や波打ちなどの歪みが発生し、剛性中子によるユニフォミティの向上効果が充分に達成されないという問題を招く。このような問題点は、自動二輪車用タイヤのトレッドリングを形成するドラムである所謂プロファイルデッキにベルトプライを形成する場合にも発生しうる。

又ベルトプライは、タイヤのカテゴリやタイヤサイズに応じて、ベルトコードの傾斜の角度θ、及びタイヤ軸方向巾が相違するため、それに応じた種類のプライ材料ｂを準備する必要がある。そのため多種類の中間部材の在庫が発生するなど、多品種少量生産の傾向が強いタイヤの生産に大きな不利を招く。

そこで本発者は、長尺な巾狭帯状のコード入りテープが、長さ方向に対して前記角度θで定寸切りされるテープ切断片を、ドラム赤道面に対して前記角度θと等しい角度αで傾けながらドラム上で順次貼り付けることにより、各テープ切断片がドラム周方向に並列されたベルトプライを形成することを提案した。

しかし、前記ドラムが剛性中子ａのように丸い輪郭形状をしている場合には、このドラム上にテープ切断片を前記角度αで傾けて貼り付ける際、テープ切断片に大きな捻れが発生して精度良く貼り付けることが難しいという新たな問題が発生する。

特開Ｈ１１−２５４９０６号公報 特開２００６−１６０２３６号公報

そこで本発明は、ドラムが剛性中子のように丸い輪郭形状をしている場合にも、テープ切断片を前記角度αで傾けながら精度良く貼り付け可能であり、両側部での歪みの発生を招くことなく、ドラム輪郭形状に沿ったベルトプライを高精度で形成でき、ユニフォミティの向上を図りうるとともに、中間部材の在庫の発生を抑えて生産効率を向上させうるベルトプライの形成装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、互いに平行に引き揃えたベルトコードの配列体をゴム被覆した巾狭帯状の未加硫のコード入りテープが、長さ方向に対して角度θで切断された平行四辺形状のテープ切断片を、その長さ方向をドラム赤道面に対して前記角度θと実質的に等しい角度αで傾けながらドラム外周面上に順次貼り付けることにより、各テープ切断片がドラム周方向に並列されたベルトプライを形成するベルトプライの形成装置であって、
コード入りテープを長さ方向に搬送する搬送コンベヤと、
前記搬送されるコード入りテープを、前記長さ方向の前端から切断長さ毎に前記角度θで切断して前記テープ切断片を順次形成する切断手段と、
切断された前記テープ切断片を、長さ方向にかつ供給位置Ｐからドラム上に順次供給して貼り付ける貼り付けコンベアと、
前記ドラムをそのドラム軸心廻りで回転可能に保持するドラム支持装置とを具え、
かつ前記貼り付けコンベアは、前記供給位置Ｐに前記テープ切断片をドラムに押し付けて貼り付ける貼り付けローラを有するとともに、
前記ドラム支持装置は、
基台と、
前記基台に、該基台に立ち上げた垂直な回動軸心廻りで回動可能に支持され、かつその回動により、ドラム赤道面と前記貼り付けコンベアの供給方向との間の角度αが前記角度θと実質的に等しい回動状態に、前記ドラムを角度調整する回動台と、
前記回動台に、前記ドラム軸心方向に移動可能に支持され、前記回動状態を維持しながらドラムをドラム軸心方向に移動させる軸心方向移動台と、
前記軸心方向移動台に支持され、かつドラム軸心廻りで回転可能な前記ドラムとを具え、
しかも、前記貼り付けコンベアの供給速度Ｖ１と、前記ドラム回転の周速度Ｖ２と、前記軸心方向移動台のドラム軸心方向の移動速度Ｖ３とを同調させる速度制御手段を設けたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記速度制御手段は、供給速度Ｖ１と、周速度Ｖ２と、移動速度Ｖ３とを、下記式（１）、（２）を満たすように同調させることを特徴としている。
Ｖ３／Ｖ２＝tan α −−−（１）
Ｖ３／Ｖ１＝sin α −−−（２）

又請求項３の発明では、前記供給位置Ｐは、前記ドラム軸心を通る垂直な子午面上に位置することを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記回動軸心は、前記供給位置Ｐを通ることを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記基台は、前記貼り付けコンベアの供給方向と直交する向きに移動可能なことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、前記ドラム支持装置は、基台に立ち上げた垂直な回動軸心廻りで回動可能に支持される回動台と、該回動台にドラム軸心方向に移動可能に支持される軸心方向移動台とを具え、かつこの軸心方向移動台に、ドラムをそのドラム軸心廻りで回転可能に取り付けている。

前記回動台は、その回動により、ドラム赤道面と貼り付けコンベアの供給方向との間の角度αがテープ切断片の切断角度θと実質的に等しい回動状態にドラムを角度調整できる。このように、ドラム側を角度調整することで、貼り付けコンベア及び貼り付けコンベアからのテープ切断片の供給位置を固定したままで、即ちテープ切断片を安定してドラムに供給することができる。しかも、供給位置には貼り付けローラが配されるため、前記供給されるテープ切断片を、供給と同時に供給位置でドラムに貼り付けていくことができ、コード配列に乱れのない安定した貼り付けも行いうる。

他方、前記ドラムは、ドラム軸心方向に移動しながらドラム軸心廻りで回転するとともに、ドラム回転の周速度Ｖ２と、ドラム軸心方向の移動速度Ｖ３とを速度制御手段によって同調させている。具体的には、Ｖ３／Ｖ２＝tan α となるように速度Ｖ２、Ｖ３を同調させることにより、テープ切断片を、ドラムの周方向にリード角αで螺旋状に巻回することができる。即ち、テープ切断片を、周方向に対して一定の角度αで傾けながらドラム外周面上に供給位置から貼り付けることができる。

このように、Ｖ３／Ｖ２＝tan α となるように速度Ｖ２、Ｖ３を同調させることにより、ドラムが剛性中子のように丸い輪郭形状をしている場合にも、３次元的な曲面に追従しながら一定の角度αでドラム上にテープ切断片を精度良くかつ安定して順次貼り付けることができる。即ち、ドラム輪郭形状に沿ってベルトプライを高精度で形成でき、ユニフォミティの向上を図りうる。

又テープ切断片の切断長さ、テープ切断片の切断角度θ、テープ切断片の貼り付けの角度α、テープ切断片間の周方向の間隔を違えることで、ベルトプライの巾、ベルトコード角度、ベルトプライの直径を自在に変化させることができる。そのため、一種類のコード入りテープによって、種々のカテゴリやサイズのタイヤのベルトプライを形成することが可能となり、中間部材の在庫の発生を防止でき、多品種少量生産の傾向が強いタイヤを効率よく生産することができる。

本発明のベルトプライの形成装置の一例を概念的に示す側面図である。 ドラム支持装置を示す斜視図である。 ドラム支持装置の平面図である。 テープ切断片の貼り付け状態を示す説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）はコード入りテープ、及びテープ切断片を示す平面図である。 テープ切断片によるベルトプライの形成状態を示す部分平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は従来の問題点を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は、本発明のベルトプライの形成装置の一例を概念的に示す側面図である。
図１において、本実施形態のベルトプライの形成装置１は、未加硫のコード入りテープＴを長さ方向Ｆに搬送する搬送コンベヤ２と、前記搬送されるコード入りテープＴを切断してテープ切断片Ｔｐを順次形成する切断手段３と、切断された前記テープ切断片Ｔｐを供給位置Ｐからドラム４上に供給して貼り付ける貼り付けコンベア５と、前記ドラム４を保持するドラム支持装置６とを具える。

前記コード入りテープＴは、図５（Ａ）に示すように、互いに平行に引き揃えたベルトコード１０の配列体がトッピングゴムによってゴム被覆されたテープ巾Ｗｔが例えば１０〜５０ｍｍ程度の巾狭帯状体であり、その両側縁Ｅ１は、前記ベルトコード１０と平行をなす。このコード入りテープＴは、供給手段１１から前記搬送コンベヤ２をへて切断位置Ｊに搬送される。

前記供給手段１１として、本例では、前記搬送コンベヤ２の上流側にフェスツーン１２を介して設置されたロールスタンド１３が採用される場合が例示される。このロールスタンド１３は、周知構造をなし、予め形成されたコード入りテープＴをロール状に巻回したロール体１４を、このロール体１４から前記コード入りテープＴを巻き戻し可能に保持する。なお図中の符号４０は、前記ロール体１４内でテープＴ同士が粘着するのを防止する
合成樹脂フィルムからなる剥離用のライナシートである。前記供給手段１１としては他に、コードスタンドと、このコードスタンドから供給されるベルトコード１０の配列体にトッピングゴムを被覆してコード入りテープＴを形成するゴム押出機とを具えるコード入りテープ形成装置を採用することもできる。

前記搬送コンベヤ２は、ベルトコンベヤであって、上流側のコンベヤ２Ａと下流側のコンベヤ２Ｂとを乗り継ぎ可能に一連に具えるとともに、このコンベヤ２Ａ、２Ｂ間に前記切断手段３が配置される。

前記切断手段３としては、切断刃３Ａを有する周知構造のものが好適採用でき、前記コンベヤ２Ａ、２Ｂ間の切断位置Ｊで、前記コード入りテープＴを、その長さ方向Ｆの前端から切断長さＫ毎に切断する。これにより前記図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、長さ方向両端が前記長さ方向Ｆに対して角度θで傾く切断縁Ｅ２とし、かつ巾方向両側を前記側縁Ｅ１とする平行四辺形状のテープ切断片Ｔｐを順次形成する。この角度θは、加硫後の仕上がりタイヤにおけるベルトコード１０のタイヤ周方向に対するコード角度（通常１０〜４０゜）に実質的に一致し、前記切断刃３Ａの傾斜角度を調整することにより自在に変更することができる。

又前記貼り付けコンベア５は、図２に示すように、前記下流側のコンベヤ２Ｂから受け取ったテープ切断片Ｔｐを、長さ方向Ｆに搬送しかつ供給位置Ｐからドラム４に順次供給して貼り付ける。この貼り付けコンベア５は、本例では上下のベルトコンベヤ５Ｕ、５Ｌからなり、上下のベルト間にテープ切断片Ｔｐを挟んで密着して搬送することで、テープ切断片Ｔｐに、位置ズレや速度ムラを招くことなく安定してドラム４に供給することができる。又貼り付けコンベア５は、前記供給位置Ｐに、前記テープ切断片Ｔｐをドラム４に押し付けて貼り付ける貼り付けローラ１５を有する。この貼り付けローラ１５は、シリンダ１６のロッド下端に、貼り付けコンベア５の供給方向５Ｆ（テープ切断片Ｔｐの長さ方向Ｆと一致する。）に沿って回転自在に枢支され、シリンダ１６の伸張により、テープ切断片Ｔｐを、供給と同時に供給位置Ｐでドラム４に貼り付けうる。

次に、前記ドラム支持装置６は、基台２０と、該基台２０に支持された回動台２１と、この回動台２１に支持される軸心方向移動台２２と、この軸心方向移動台２２にドラム軸心４ｉ廻りで回転可能に支持される前記ドラム４とを具える。

前記基台２０は、本例では、前記貼り付けコンベア５の供給方向５Ｆと直交する向きに敷設されるガイドレール２３に沿って移動可能に配される。この基台２０は、その移動により、前記ドラム４を、ベルトプライ以外のタイヤ部材形成場所、例えばインナーライナ形成場所、カーカスプライ形成場所、ビードコア形成場所、サイドウォールゴム形成場所、トレッドゴム形成場所等に順次移動させ、前記ドラム４上に各種のタイヤ部材を順次貼着することで生タイヤを形成する。

又前記回動台２１は、前記基台２０に立ち上げた垂直な回動軸心２１ｉ廻りで回動可能に支持される。そしてこの回動台２１の回動により、図３に示すように、ドラム赤道面４Ｓと前記貼り付けコンベア５の供給方向５Ｆとの間の角度αが前記角度θと実質的に等しい回動状態Ｙに、前記ドラム４を角度調整することができる。このように、ドラム４を角度調整することで、貼り付けコンベア５及び供給位置Ｐを固定したままで、即ちテープ切断片Ｔｐを安定してドラム４に供給することができる。なお前記回動状態Ｙは、１つのベルトプライ７（図６に示す。）が形成されるまで一定に維持される。又回動台２１には、本例ではその上面に、前記ドラム軸心４ｉ方向にのびるガイドレール２４が設けられる。

又前記軸心方向移動台２２は、前記ガイドレール２４に案内され、ドラム軸心４ｉ方向に移動可能に前記回動台２１に支持される。又この軸心方向移動台２２上には、前記ドラム４が回転自在に取り付けられる。本例では前記ドラム４が、仕上がりタイヤのタイヤ内腔形状に近い外形を有する所謂剛性中子である場合が示される。この剛性中子は、その外表面に、ベルトプライを含むタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより生タイヤを形成する。

ここで前記ドラム支持装置６では、前記供給位置Ｐは、図３、４に示すように、前記ドラム軸心４ｉを通る垂直な子午面Ｎ上に位置する。言い換えると、テープ切断片Ｔｐをドラム４に貼り付ける際、ドラム４は軸心方向移動台２２とともにドラム軸心４ｉ方向に移動するが、このとき前記供給位置Ｐは、常に子午面Ｎ上に位置している。即ち、回転するドラム４に対して、テープ切断片Ｔｐをドラム４の頂点で上から押し付けでき、コード配列に乱れを生じることなく３次元的な曲面に追従しながらテープ切断片Ｔｐを安定して貼り付けしうる。

又前記回動台２１の回動軸心２１ｉは、前記供給位置Ｐを通ることが好ましい。もし回動軸心２１ｉが供給位置Ｐを通らない場合、前記回動台２１の回動によってドラム４を角度調整する場合、角度調整の度にドラム４と供給位置Ｐとの相対位置がずれるため、供給位置Ｐが前記子午面Ｎ上に位置するように基台２０及び軸心方向移動台２２の移動によってドラム支持装置６の位置を修正する必要が生じ、角度調整作業を繁雑とする。

又本実施形態のベルトプライの形成装置１では、図４に示すように、前記貼り付けコンベア５の供給速度Ｖ１と、前記ドラム回転の周速度Ｖ２と、前記軸心方向移動台２２のドラム軸心４ｉ方向の移動速度Ｖ３とを同調させる速度制御手段（図示しない）を具える。具体的には、前記速度制御手段は、前記供給速度Ｖ１と、周速度Ｖ２と、移動速度Ｖ３とを、下記式（１）、（２）を満たすように同調させる。
Ｖ３／Ｖ２＝tan α −−−（１）
Ｖ３／Ｖ１＝sin α −−−（２）

即ち、前記ドラム４は、ドラム軸心４ｉ方向に移動しながらドラム軸心４ｉ廻りで回転するが、このとき、Ｖ３／Ｖ２＝tan α となるように速度Ｖ２、Ｖ３を同調させることにより、テープ切断片Ｔｐを、ドラム４の周方向にリード角αで螺旋状に巻回させることができる。言い換えると、ドラム４が剛性中子のように丸い輪郭形状をしている場合にも、その３次元的な曲面に追従させながらテープ切断片Ｔｐを、周方向に対して一定の角度αで傾けながらドラム４の外周面上に、精度良くかつ安定して順次貼り付けることができる。
又Ｖ３／Ｖ１＝sin αとなるように速度Ｖ１、Ｖ３を同調させることにより、テープ切断片Ｔｐの巻き付け速度と供給速度とを一致させることができる。

又ドラム支持装置６は、１本のテープ切断片Ｔｐを貼り付けした後、テープ切断片Ｔｐのテープ巾Ｗｔに相当する距離をドラム軸心４ｉ方向に移動し、しかる後、次のテープ切断片Ｔｐの貼り付けを行う。この繰り返しにより、図６に示すように、各テープ切断片Ｔｐがドラム周方向に並列されたベルトプライ７を高精度で形成できる。なおベルトプライ７では、テープ切断片Ｔｐの側縁Ｅ１同士が重ならないことが好ましく、これにより、重なり部に起因する剛性段差による応力集中を抑えて耐久性を高く確保しうる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１ ベルトプライの形成装置
２ 搬送コンベヤ
３ 切断手段
４ ドラム
４ｉ ドラム軸心
４Ｓ ドラム赤道面
５ 貼り付けコンベア
５ｉ 供給方向
６ ドラム支持装置
７ ベルトプライ
１０ ベルトコード
１５ 貼り付けローラ
２０ 基台
２１ 回動台
２１ｉ 回動軸心
２２ 軸心方向移動台
Ｆ 長さ方向
Ｎ 子午面
Ｔ コード入りテープ
Ｔｐ テープ切断片
Ｙ 回動状態

Claims (5)

1. 互いに平行に引き揃えたベルトコードの配列体をゴム被覆した巾狭帯状の未加硫のコード入りテープが、長さ方向に対して角度θで切断されたテープ切断片を、その長さ方向をドラム赤道面に対して前記角度θと実質的に等しい角度αで傾けながらドラム外周面上に順次貼り付けることにより、各テープ切断片がドラム周方向に並列されたベルトプライを形成するベルトプライの形成装置であって、
   コード入りテープを長さ方向に搬送する搬送コンベヤと、
   前記搬送されるコード入りテープを、長さ方向の前端から切断長さ毎に前記角度θで切断して前記テープ切断片を順次形成する切断手段と、
   切断された前記テープ切断片を、長さ方向にかつ供給位置Ｐからドラム上に順次供給して貼り付ける貼り付けコンベアと、
   前記ドラムをそのドラム軸心廻りで回転可能に保持するドラム支持装置とを具え、
   かつ前記貼り付けコンベアは、前記供給位置Ｐに前記テープ切断片をドラムに押し付けて貼り付ける貼り付けローラを有するとともに、
   前記ドラム支持装置は、
   基台と、
   前記基台に、該基台に立ち上げた垂直な回動軸心廻りで回動可能に支持され、かつその回動により、ドラム赤道面と前記貼り付けコンベアの供給方向との間の角度αが前記角度θと実質的に等しい回動状態に、前記ドラムを角度調整する回動台と、
   前記回動台に、前記ドラム軸心方向に移動可能に支持され、前記回動状態を維持しながらドラムをドラム軸心方向に移動させる軸心方向移動台と、
   前記軸心方向移動台に支持され、かつドラム軸心廻りで回転可能な前記ドラムとを具え、
   しかも、前記貼り付けコンベアの供給速度Ｖ１と、前記ドラム回転の周速度Ｖ２と、前記軸心方向移動台のドラム軸心方向の移動速度Ｖ３とを同調させる速度制御手段を設けたことを特徴とするベルトプライの形成装置。
2. 前記速度制御手段は、供給速度Ｖ１と、周速度Ｖ２と、移動速度Ｖ３とを、下記式（１）、（２）を満たすように同調させることを特徴とする請求項１記載のベルトプライの形成装置。
   Ｖ３／Ｖ２＝tan α −−−（１）
   Ｖ３／Ｖ１＝sin α −−−（２）
3. 前記供給位置Ｐは、前記ドラム軸心を通る垂直な子午面上に位置することを特徴とする請求項１又は２記載のベルトプライの形成装置。
4. 前記回動軸心は、前記供給位置Ｐを通ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のベルトプライの形成装置。
5. 前記基台は、前記貼り付けコンベアの供給方向と直交する向きに移動可能なことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のベルトプライの形成装置。

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