JP6153824B2

JP6153824B2 - タイヤ内面塗装装置及びタイヤ内面塗装装置における塗装方法

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Publication number: JP6153824B2
Application number: JP2013182902A
Authority: JP
Inventors: 福井　毅; 毅福井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2017-06-28
Anticipated expiration: 2033-09-04
Also published as: JP2015047834A

Description

本発明は、タイヤ内面塗装装置及びタイヤ内面塗装装置における塗装方法に関する。

従来、生タイヤの製造において、加硫金型内で加硫ブラダを膨張させて加熱及び加圧して加硫を行った後、加硫済みタイヤからブラダを剥離する。その際、加硫済みタイヤ或いは、ブラダなどを損傷しないように、加硫前に生タイヤの内面に離型剤又は塗布液を塗布（又は塗装）することが行われている。

ところで、図３は、特許文献に記載されたものではないが、従来のタイヤ内面に対する離型剤の塗装装置を説明する図である。
従来の塗装装置は、離型剤が連続的に供給される塗装ガン１０Ａと、離型剤を飛散させるための円板１４Ａと、塗装ガンを未加硫タイヤの中心に沿って移動させる図示しない駆動機構等からなっている。塗装時には、塗装ガン１０Ａを、支持体１２Ａで支持されて水平に配置した未加硫タイヤ（以下単にタイヤという）Ｔの中心に沿って上下動させて離型剤をタイヤ内面に塗布する。その際、塗装ガン１０Ａから吐出した離型剤を回転する円板１４Ａにより全周方向に飛散させながら、タイヤＴの内面に離型剤を塗布する。

ただ、この従来の塗装装置は、実際にタイヤＴの内面に対して離型剤を塗布する場合に以下のような課題がある。
即ち、（i）タイヤＴはその幅方向における内径が一定ではないため、塗装ガン１０Ａをタイヤ内面でその中心線に沿って上下動させると、塗装ガン１０Ａとタイヤ内面との間の距離が変化する。
したがって、仮に、塗装ガン１０Ａを一定速度で上下動させると、その距離の差に基づき塗布される離型剤の濃淡つまり塗り斑（距離が近いと濃く、遠いと薄くなる）が発生する。

（ii）離型剤は、円板１４Ａで飛散させるため飛沫（液滴）が大きく、塗装時間を長くとると液だれを起こす。即ち、タイヤ内面に塗布された離型剤の液滴が大きいため、塗布時間を長くとった場合には、余分な離型剤が下方に垂れる。
（iii）離型剤は飛散させて塗布するため、塗装ガン１０Ａを単純に上下動させただけでは、タイヤ内面において離型剤が当たらない部分ができる。
即ち、図示のように、タイヤＴのサイド部内面は飛散液と平行になるため、離型剤が当たり難く、この部分では離型剤をうまく塗布することができない。

(iii)の問題に対しては、例えば、特許文献１（特開平１０−３４６６７号公報）に記載されているように、タイヤ内周面に対して塗装ガンの傾斜を変更したり、或いは、タイヤ自体を傾斜させて塗装を行うことで解決することができる。しかし、特許文献１の塗装装置では、前記（i）、（ii）の問題は解決することはできない。

特願平１０−３４６６７号公報

本発明は、タイヤの内面の塗装液の塗装における従来の前記（i）〜（iii）の問題を同時に解決すべくなされたものであって、その目的は、タイヤ内面に、塗装液の塗りむら、塗り残し、及び塗装時の液だれがなく塗装を施すことである。

本発明は、タイヤ内面に塗装液を塗布するタイヤ内面塗装装置であって、基台にＺ軸回りで旋回可能な第１アームと、一端部が第１アームとＹ軸回りで回動可能な第２アームと、第２アームの他端部に対してＹ軸回りで回動可能であると共に、第２アームとの連結部の回りで旋回可能な第３アームとを有する多軸のロボットアームと、前記多軸のロボットアームの先端に取り付けられ、塗装液を吐出する塗装ガンと、前記塗装ガンに取り付けられ、先端に向かって開いた円錐形状のフードと、前記塗装ガンに取り付けられ、タイヤの塗装面との距離を測定する１つの非接触距離センサと、前記塗装ガンの目標経路を設定する手段と、設定した前記目標経路のデータを格納する記憶手段と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたコンピュータと、記憶手段と、ユーザＩ／Ｆと、ロボットアーム駆動部を制御するロボットアーム駆動制御部と、電磁弁作動部を制御する電磁弁作動制御部と、外部機器Ｉ／Ｆとを備えるとともに、前記非接触距離センサ及び前記目標経路のデータに基づき前記多軸のロボットアームを制御して、前記塗装ガンをタイヤの塗装面から一定距離に維持し、前記目標経路に沿って前記タイヤに対して相対移動させる制御を行う制御手段と、を有するタイヤ内面塗装装置である。

本発明によれば、タイヤ内面に、塗装液の塗りむら、塗り残し、及び塗装時の液だれがなく塗装を施すことができる。

本発明の実施形態に係る塗装装置をタイヤ内面に配置した状態を模式的に示す図である。塗装装置の制御手段を概略的に示すブロック図である。従来のタイヤ内面に対する離型剤の塗装装置を説明する図である。

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１Ａは、本発明の実施形態に係る塗装装置をタイヤ内面に配置した状態を模式的に示す図であり、図１Ｂはタイヤ内面における塗装ガン１０とその塗装液（ここでは離型剤）の吐出方向を模式的に示す図である。
本実施形態の塗装装置では、塗装ガン１０によりタイヤＴの内面に離型剤を塗布するため、ロボットアーム２０を用いている。
即ち、本実施形態の塗装装置は、図示のように、基台３０の上に装着された多軸（多関節型）のロボットアーム２０と、ロボットアーム２０の先端に取り付けられたフード１５付きの塗装ガン１０、及び塗装ガン１０の先端の適宜の位置に取り付けられた、例えば、超音波を用いた非接触距離センサＳ、これらを制御する制御手段４０（図２）を備えている。なお、図示していないが、塗装装置は、離型剤を収容したタンク、タンクと塗装装置を接続する離型剤の供給管路、供給管路に配置した電磁弁、後述する制御手段で制御される電磁弁作動部等も備えている。

ロボットアーム２０は、図示のＸＹＺ軸空間において、例えば、サーボモータなどの適宜のロボットアーム駆動部４６（１）（図２）により、それぞれ、基台３０にＺ（垂直）軸の回り（つまり、Ｘ−Ｙ平面内）で旋回可能な第１アーム２２と、一端部が第１アーム２２とＹ軸の回り（Ｘ−Ｚ平面内）で回動可能な第２アーム２４と、第２アーム２４の他端部に対してＹ軸の回り（Ｘ−Ｚ平面内）で回動可能であると共に、第２アーム２４との連結部の回りで旋回可能な第３アーム２６と、第３アーム２６に対してＺ軸とＹ軸の回りで回動可能に取り付けられた塗装ガン１０とからなっている。ロボットアーム２０（第３アーム２６）の先端に取り付けた塗装ガン１０は、後述のように、制御手段４０により、常にタイヤ内面から一定の距離及び方向を維持しつつ、予め定めた目標経路に沿って移動するよう制御される。

この塗装装置では、記憶手段に予め格納されたデータ（ティーチングデータ）に基づいてロボットアーム２０を移動させ、ロボットアーム２０の先端に装着された塗装ガン１０を、タイヤ内面から一定距離を維持しながら移動させることができる。
即ち、塗装ガン１０は、図１Ｂに示すように、その方向を変えながら、タイヤＴの内面形状に沿って移動しつつ離型剤の塗布を行う。ロボットアーム２０は、次に説明する制御手段４０の制御により行われる。なお、塗装ガン１０のフード１５は、先端に向かって開いた円錐形をなしている。

図２は、塗装装置の制御手段４０を概略的に示すブロック図である。
制御手段４０は、図示のように、互いにバス５０で接続された、ＣＰＵ（Central Processing Unit)４１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３を備えたコンピュータと、記憶手段４４、ユーザＩ／Ｆ（インタフェース）４５、ロボットアーム駆動部４６（１）を制御するロボットアーム駆動制御部４６と、電磁弁作動部４７（１）を制御する電磁弁作動制御部４７、超音波距離センサＳなどの外部機器に接続された外部機器Ｉ／Ｆ４８等を備えている。

ＲＯＭ４２には制御手段４０が塗装動作を行うためにロボットアーム２０の動作機構を制御するためのプログラムなどが格納されている。ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１の動作のためのプログラムやデータなどを一時的に記憶しておくメモリ領域を提供する。
記憶手段４４は、例えばＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）で構成されており、ティーチング（目標経路設定）により得られた塗装対象となるタイヤの目標経路（内面形状）データ等を保存する。塗装ガン１０は、このティーチングされたタイヤ内面形状（目標経路）に沿って塗装を行う。
本実施形態では、タイヤＴのサイズ（大型タイヤである）や旋回精度を考慮して塗装ガン１０を回転させて、静止したタイヤの内周に離型剤を塗布するようにしている。なお、逆に、塗装ガン１０を静止してその周りでタイヤＴを回転させてもよい。

ここで、ティーチングは、例えば、制御手段４０のユーザＩ／Ｆ４５の表示画面にタイヤ内面の形状データ（３次元データ）を表示し、オペレータが表示画面上で目標経路を設定するか、或いは塗装装置の位置を検出するセンサを塗装ガン１０に取り付け、オペレータが塗装ガン１０を目標経路に沿って手動で移動させることで、その目標経路を記憶させる等の公知の方法による。

この塗装装置においては、例えば超音波距離センサなどの非接触距離センサＳにより、その塗装ガン１０とタイヤの塗装面（内面）間の距離を計測して初期設定すれば、制御手段４０は、その設定値と目標経路のデータに基づき、塗装ガン１０とタイヤ塗装面との距離を常に一定に維持しながらロボットアーム２０を駆動制御し、塗装ガン１０はロボットアーム２０によりその姿勢を適宜変更しながら旋回し、タイヤ内部に離型剤を塗布する。
したがって、本実施形態によれば、従来のような塗装ガン１０とタイヤ内面との距離が変化することに起因する塗りむら（斑）の発生を防止することができる。

本実施形態では、塗装ガン１０の駆動部を多軸のロボットアーム２０で構成したことで、塗装ガン１０を自由に位置設定できる。そのため、タイヤＴの内面位置によって塗り残しが発生することがない。例えば、従来の塗装装置では、塗装ガン１０の死角に入りうまく塗布できなかったビード部の裏側部分も、塗装ガン１０の方向を、捻りを加えて自由に変更することで容易に塗装することができる。
なお、この塗装ガン１０のタイヤ内面に対する方向についてもティーチングにより目標経路と共に事前に設定（記憶）しておくことができる。
また、本実施形態では、塗装ガン１０をタイヤ塗装面に近づけ吐出して塗布するため、離型剤の塗布の濃淡を容易に制御することができる。また、本塗装装置では、従来のように離れた位置から離型剤を飛散させて塗布する場合に比べて、塗装のための時間を短くでき、従来のように離型剤の液だれを抑制することもできる。

１０、１０Ａ・・・塗装ガン、２０・・・ロボットアーム、２２・・・第１アーム、２４・・・第２アーム、２６・・・第３アーム、３０・・・基台、４０・・・制御手段、４１・・・ＣＰＵ、４２・・・ＲＯＭ、４３・・・ＲＡＭ、４４・・・ＮＶＲＡＭ、Ｓ・・・非接触距離センサ（超音波距離センサ）、Ｔ・・・タイヤ（未加硫タイヤ）。

Claims

タイヤ内面に塗装液を塗布するタイヤ内面塗装装置であって、
基台にＺ軸回りで旋回可能な第１アームと、一端部が第１アームとＹ軸回りで回動可能な第２アームと、第２アームの他端部に対してＹ軸回りで回動可能であると共に、第２アームとの連結部の回りで旋回可能な第３アームとを有する多軸のロボットアームと、
前記多軸のロボットアームの先端に取り付けられ、塗装液を吐出する塗装ガンと、
前記塗装ガンに取り付けられ、先端に向かって開いた円錐形状のフードと、
前記塗装ガンに取り付けられ、タイヤの塗装面との距離を測定する１つの非接触距離センサと、
前記塗装ガンの目標経路を設定する手段と、
設定した前記目標経路のデータを格納する記憶手段と、
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたコンピュータと、記憶手段と、ユーザＩ／Ｆと、ロボットアーム駆動部を制御するロボットアーム駆動制御部と、電磁弁作動部を制御する電磁弁作動制御部と、外部機器Ｉ／Ｆとを備えるとともに、前記非接触距離センサ及び前記目標経路のデータに基づき前記多軸のロボットアームを制御して、前記塗装ガンをタイヤの塗装面から一定距離に維持し、前記目標経路に沿って前記タイヤに対して相対移動させる制御を行う制御手段と、
を有するタイヤ内面塗装装置。
請求項１に記載されたタイヤ内面塗装装置において、
前記非接触距離センサは超音波距離センサであるタイヤ内面塗装装置。
請求項１又は２に記載されたタイヤ内面塗装装置において、
前記塗装液は、離型剤であるタイヤ内面塗装装置。
基台にＺ軸回りで旋回可能な第１アームと、一端部が第１アームとＹ軸回りで回動可能な第２アームと、第２アームの他端部に対してＹ軸回りで回動可能であると共に、第２アームとの連結部の回りで旋回可能な第３アームとを有する多軸のロボットアームの先端に取り付けられ、先端に向かって開いた円錐形状のフードを取り付けた塗装液を吐出する塗装ガンでタイヤ内面に塗装液を塗布するタイヤ内面塗装装置における塗装方法であって、
前記塗装ガンに取り付けられた１つの非接触距離センサで、タイヤの塗装面との距離を測定する工程と、
前記塗装ガンの目標経路を設定する工程と、
設定した前記目標経路のデータを記憶手段に格納する工程と、
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたコンピュータと、記憶手段と、ユーザＩ／Ｆと、ロボットアーム駆動部を制御するロボットアーム駆動制御部と、電磁弁作動部を制御する電磁弁作動制御部と、外部機器Ｉ／Ｆとを備える制御手段において、前記非接触距離センサ及び前記目標経路のデータに基づき前記多軸のロボットアームを制御して、前記塗装ガンをタイヤの塗装面から一定距離に維持し、前記目標経路に沿って前記タイヤに対して相対移動させる制御を行う制御工程と、
を有するタイヤ内面塗装装置における塗装方法。
請求項４に記載されたタイヤ内面塗装装置における塗装方法において、
前記塗装ガンを回転させて、静止したタイヤの内周に塗装液を塗布する塗布工程を有するタイヤ内面塗装装置における塗装方法。
請求項４又は５に記載されたタイヤ内面塗装装置における塗装方法において、
前記塗装ガンの目標経路を設定する工程は、制御手段のユーザＩ／Ｆの表示画面にタイヤ内面の形状データを表示し、オペレータが表示画面上で目標経路を設定する工程であるタイヤ内面塗装装置における塗装方法。
請求項４又は５に記載されたタイヤ内面塗装装置における塗装方法において、
前記塗装ガンの目標経路を設定する工程は、塗装装置の位置を検出するセンサを塗装ガンに取り付け、オペレータが塗装ガンを目標経路に沿って手動で移動させることで、その目標経路を記憶させて設定する工程であるタイヤ内面塗装装置における塗装方法。