JP7214942B2

JP7214942B2 - タイヤ構成部材の製造装置及びタイヤ構成部材の製造方法

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Publication number: JP7214942B2
Application number: JP2018243167A
Authority: JP
Inventors: 大地中村
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2038-12-26
Also published as: US10987888B2; US20200207044A1; CN111376508A; JP2020104322A

Description

本発明は、タイヤ構成部材の製造装置及びタイヤ構成部材の製造方法に関する。

空気入りタイヤは、インナーライナ、サイドウォール部、ビード部、トレッド部などの各タイヤ構成部材を予め形成し、これらのタイヤ構成部材を未加硫の状態で貼り合わせてグリーンタイヤを成型し、グリーンタイヤを加硫成型することで製造される。これらタイヤ構成部材は、所定の断面形状に形成されたシート状ゴム部材をドラムの外周面に巻き付け、端部同士を接合することで成型されることがある。

シート状ゴム部材を成型ドラムに巻き付ける際に、シート状ゴム部材の幅方向にずれていたり、シート状ゴム部材の長手方向（シート状ゴム部材の移動方向に相当）が成型ドラムの周方向に対して傾斜していると、タイヤ構成部材が所望位置からずれて配置されたり、端部同士によるジョイント部の重なり量が局所的に大きくなり、タイヤのユニフォミティに影響を与えることがある。

特に、シート状ゴム部材がトレッド部におけるベルトを成型するシート状ベルトのように平行四辺形状の場合、成型ドラムの周方向に対して傾斜する傾斜辺にジョイント部が設けられるためジョイント部が長大化して、ジョイント部の全体にわたって端部をぴったりと接合することが困難となる。

下記特許文献１には、タイヤ成型ドラム上にシート状ゴム部材を搬送する部材供給コンベアの上方位置に設置された変位センサと、部材供給コンベアを自動制御で横行移動させる移動機構部とを備え、変位センサによりシート状ゴム部材の断面形状を捉えて、基準となるシート状ゴム部材の形状と比較し、シート状ゴム部材のズレに応じて部材供給コンベアの横方向位置を調整する装置が開示されている。

特開２００９－１１３２３５号公報

しかしながら、上述のような従来の装置では、部材供給コンベアの位置制御を、変位センサによって取得したシート状ゴム部材の断面形状に基づいて行うため、シート状ゴム部材の位置検出において誤差が生じやすく、部材供給コンベアの位置を精度良く制御することが困難となる。また、成型ドラムへ供給するシート状ゴム部材が大きい場合、部材供給コンベアを移動させる移動機構部が大きくなり、装置全体が大型化するおそれがある。

本発明は、以上の点に鑑み、製造装置の大型化を抑えつつ、シート状ゴム部材を成型ドラムの所定位置に精度良く巻き付けることができるタイヤ構成部材の製造装置及びタイヤ構成部材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明のタイヤ構成部材の製造装置は、シート状ゴム部材を成型ドラムに巻き付けて円筒状のタイヤ構成部材を製造するタイヤ構成部材の製造装置において、前記シート状ゴム部材を搬送する第１コンベアと、前記第１コンベアから前記シート状ゴム部材を受け取り前記成型ドラムへ搬送する第２コンベアと、前記第１コンベアと前記第２コンベアとの間に配置され、前記第１コンベアから前記第２コンベアへ移動する前記シート状ゴム部材の幅方向端部の位置を検出するセンサと、前記成型ドラムを前記シート状ゴム部材の幅方向へ移動させる移動部と、前記成型ドラムに供給された前記シート状ゴム部材を上から押圧するローラと、前記ローラを前記第２コンベアの幅方向へ移動させるローラ位置調整部と、を備え、前記センサで検出した前記シート状ゴム部材の幅方向端部の位置に応じて、前記成型ドラムを前記シート状ゴム部材の幅方向へ移動させるとともに、前記ローラが前記シート状ゴム部材の先端及び後端を押圧するように、前記ローラ位置調整部を制御して前記ローラの位置を調整して前記シート状ゴム部材を前記成型ドラムの所定位置に貼り付けるタイヤ構成部材の製造装置。

本発明のタイヤ構成部材の製造方法は、シート状ゴム部材を成型ドラムに巻き付けて円筒状のタイヤ構成部材を製造するタイヤ構成部材の製造方法において、前記シート状ゴム部材を搬送する第１コンベアと、前記第１コンベアから前記シート状ゴム部材を受け取り前記成型ドラムへ搬送する第２コンベアとの間に設けたセンサで前記シート状ゴム部材の幅方向端部の位置を検出し、検出した位置に応じて、前記成型ドラムを前記シート状ゴム部材の幅方向へ移動させるとともに、ローラが前記シート状ゴム部材の先端及び後端を押圧するように、前記ローラの位置を調整して前記シート状ゴム部材を前記成型ドラムの所定位置に貼り付ける方法である。

本発明では、製造装置の大型化を抑えつつ、シート状ゴム部材を成型ドラムの所定位置に精度良く巻き付けることができる。

タイヤ構成部材の製造装置の概略側面図。図１の製造装置における第２コンベアの概略平面図。図１の製造装置における第２コンベアの概略断面図。図１の製造装置の制御構成を示すブロック図。第１センサ及び第２センサによる検出箇所を示すシート状ベルトの平面図。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態のタイヤ構成部材の製造装置（以下、製造装置ということもある）１は、図１～図４に示すように、第１コンベア１０、第２コンベア２０、成型ドラム３０、第１センサ４０と、第２センサ４２と、制御部５０と、押圧機構６０とを備える。この製造装置１は、帯状のシート状ゴム部材を成型ドラム３０の外周面に巻き付けてタイヤ構成部材を製造する。具体的には、シート状ゴム部材として金属製のコードをゴム被覆してなる平行四辺形状のシート状ベルト２を用い、成型ドラム３０の外周面にシート状ベルト２を貼り付けて円筒状ベルトからなるタイヤ構成部材を製造する。

第１コンベア１０には、タイヤ１本分の所定長さＬに切断されたシート状ベルト２が載置される。第１コンベア１０は、ローラ駆動装置１５（図４参照）を備え、載置されたシート状ベルト２を第２コンベア２０へ搬送する。

図２及び図３に示すように、第２コンベア２０は、第１コンベア１０よりシート状ベルト２の移動方向前側に間隔を開けて配置されている。第２コンベア２０は、その全長がシート状ベルト２の長さＬより長く、第１コンベア１０から搬送されたシート状ベルト２を受け入れ一時的に待機させる。第２コンベア２０は、ローラ駆動装置２５（図４参照）を備え、載置されたシート状ベルト２を成型ドラム３０へ搬送する。

第２コンベア２０は、コンベアベルト２１の下側に複数の磁石２２が第２コンベア２０の長手方向（シート状ベルト２の移動方向）に間隔を開けて設けられている。複数の磁石２２は、第２コンベア２０に載置されたシート状ベルト２を吸着保持してコンベアベルト２１の移動時に搬送方向以外の方向へシート状ベルト２が移動するのを防止する。なお、磁石２２の代わりに、真空吸引装置等のシート状ベルト２を吸着できる他の吸着手段が用いられても良い。

また、第２コンベア２０は、後端部２０ｂを支点として前端部２０ａを上下動させるコンベア上下動機構２３に接続されている。第２コンベア２０は、第１コンベア１０からシート状ベルト２が搬送された後、コンベア上下動機構２３によって前端部２０ａが降下して図１において２点鎖線で示すように前端部２０ａが成型ドラム３０に近接する。

成型ドラム３０は、シート状ベルト２を巻き付ける円筒形のドラムを備え、第２コンベア２０の幅方向Ｗと平行に配置され回転軸３２によって回転可能に支持されている。成型ドラム３０は、回転軸３２に周りに回転させるサーボモータ３３と、成型ドラム３０を回転軸３２と平行な方向へ移動させる移動部３４とを備える。

成型ドラム３０は、サーボモータ３３によってシート状ベルト２を巻き付ける際の成型ドラム３０の回転速度を調整することができ、また、移動部３４によって第２コンベア２０に対する成型ドラム３０の位置を幅方向Ｗにおいて調整することができる。

押圧機構６０は、シリンダ６２の動作によって上下動可能に設けられたローラ６４と、ローラ６４を第２コンベア２０の幅方向Ｗへ移動させるローラ位置調整部６６とを備える。シリンダ６２の動作によってローラ６４が取り付けられたアーム６７を回転軸６８の周りに回動させて、ローラ６４がシート状ベルト２を上から押圧する押圧位置と、図３において２点鎖線で示すようにローラ６４がシート状ベルト２より上方へ離れた待避位置との間で、ローラ６４を上下動させる。

このような押圧機構６０は、第２コンベア２０の前端部２０ａに幅方向Ｗに間隔をあけて２個設けられており、一方が成型ドラム３０に供給されたシート状ベルト２の先端２ａを成型ドラム３０に圧着し、他方が成型ドラム３０に供給されたシート状ベルト２の後端２ｂを成型ドラム３０に圧着する。

第１センサ４０及び第２センサ４２は、第１コンベア１０と第２コンベア２０との間に設けられた隙間に配置にされている。第１センサ４０及び第２センサ４２は、第１コンベア１０と第２コンベア２０との間を通過するシート状ベルト２の幅方向両端（シート状ベルト２の移動方向に平行な一対の側辺）２ｃ、２ｄの位置を検出する第１センサ４０及び第２センサ４２とを備える。

第１センサ４０は、レーザ変位センサ等の非接触式の位置センサからなり、第１コンベア１０と第２コンベア２０との間を通過するシート状ベルト２の一方の幅方向端（シート状ベルト２の先端２ａからシート状ベルト２の移動方向に延びる一方の側辺）２ｃの位置を検出する。

第２センサ４２は、第１センサ４０と同様のレーザ変位センサ等の非接触式の位置センサからなり、第１センサ４０から幅方向Ｘに間隔をあけて対向する位置に配置され、第１コンベア１０と第２コンベア２０との間を通過するシート状ベルト２の他方の幅方向端（シート状ベルト２の後端２ｂからシート状ベルト２の移動方向に延びる他方の側辺）２ｄの位置を検出する。

制御部５０は、製造装置１を動作させるための各部と電気的に接続されており、メモリ５２に記憶されているプログラムや、基準となるシート状ベルト２の側辺２ｃ，２ｄの位置等のデータに基づいて、それらの各部を制御する。さらに、制御部５０は、図４に示すように、少なくともローラ駆動装置１５，２５、コンベア上下動機構２３、サーボモータ３３、移動部３４、第１センサ４０、第２センサ４２、シリンダ６２及びローラ位置調整部６６と電気的に接続されており、少なくともそれらのセンサ類の検出結果に基づき上記の各部を制御可能である。図４には制御部５０と電気的に接続されているものの一部を示す。制御部５０による制御で次に説明するタイヤ用ベルトの製造方法を実行することができる。

次に、シート状ゴム部材として平行四辺形状のシート状ベルト２を用い、成型ドラム３０の外周面にシート状ベルト２を貼り付けて円筒状ベルトを製造する方法について説明する。

まず、不図示の移載装置によって、所定長さＬに切断されたシート状ベルト２が第１コンベア１０に載置される。そして、ローラ駆動装置１５，２５が第１コンベア１０及び第２コンベア２０をそれぞれ駆動して、第１コンベア１０に載置されたシート状ベルト２を第２コンベア２０へ搬送する。

この時、第１センサ４０及び第２センサ４２が、第１コンベア１０と第２コンベア２０との間を通過するシート状ベルト２の一対の側辺２ｃ，２ｄの位置を検出する。図６に示すように、第１センサ４０及び第２センサ４２は、少なくともシート状ベルト２が最大幅となっている領域（先細りとなっている領域を除く領域）において側辺２ｃ，２ｄの位置を検出する。

なお、第１センサ４０及び第２センサ４２による側辺２ｃ，２ｄの位置検出は、最大幅となっている領域全域について行ってもよいが、例えば、最大幅となっている領域の前端位置Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、中間位置Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ及び後端位置Ｐ３ａ，Ｐ３ｂにおいて側辺部２ｃ、２ｄの位置検出を行うなど、側辺２ｃ，２ｄの所定位置において位置検出を行ってもよい（図６参照）。

そして、第２コンベア２０にシート状ベルト２が搬送されると、ローラ駆動装置１５，２５が停止し、シート状ベルト２を第２コンベア２０の上に一時的に待機させる。

そして、制御部５０は、第１センサ４０及び第２センサ４２で検出されたシート状ベルト２の両側辺２ｃ，２ｄの位置に基づいて、移動部３４が成型ドラム３０を回転軸３２と平行な方向へ移動させる位置調整制御を実行することで、成型ドラム３０の所定位置にシート状ベルト２を貼り付ける。

位置調整制御の一例を挙げると、例えば、第１センサ４０及び第２センサ４２が、最大幅となっている領域の前端位置Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、中間位置Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ及び後端位置Ｐ３ａ，Ｐ３ｂにおいて側辺部２ｃ、２ｄの位置検出を行う場合、各検出位置Ｐ１ａ～Ｐ１ｃ、Ｐ２ａ～Ｐ２ｃをメモリ５２に記憶された基準となるシート状ベルト２の側辺２ｃ，２ｄの位置データと比較して偏差を算出する。そして、幅方向Ｗに対向する測定位置における偏差の和、つまり、前端位置Ｐ１ａ、Ｐ１ｂの偏差の和と、中間位置Ｐ２ａ、Ｐ２ｂの偏差の和と、後端位置Ｐ３ａ，Ｐ３ｂの偏差の和を比較する。そして、最も偏差の和の小さい検出位置において、成型ドラム３０に対する相対位置が、メモリ５２に記憶された基準となるシート状ベルト２の位置に一致するように成型ドラム３０を幅方向Ｗへ移動させる。言い換えれば、最も偏差の和の小さい検出位置におけるシート状ベルト２の幅方向中央と、予め成型ドラム３０に設定されたシート状ベルト２を貼り付ける位置の幅方向中央が一致するように、成型ドラム３０を移動させる。

また、制御部５０は、第１センサ４０及び第２センサ４２の検出結果に応じて、ローラ６４がシート状ベルト２の先端２ａ及び後端２ｂを押圧するように、ローラ位置調整部６６を制御してローラ６４の位置を調整する。

そして、成型ドラム３０の移動が完了すると、コンベア上下動機構２３が第２コンベア２０の前端部２０ａを降下させて成型ドラム３０に近接させる。また、２つの押圧機構６０は、シート状ベルト２より上方へ離れた待避位置にローラ６４を配置する。

そして、ローラ駆動装置２５が第２コンベア２０を駆動して第２コンベア２０に載置されたシート状ベルト２を前方へ送り出し、先端２ａを成型ドラム３０の外周面に供給する。次いで、一方の押圧機構６０は、待避位置から押圧位置へローラ６４を移動させてシート状ベルト２の先端２ａを成型ドラム３０へ押圧する。

そして、ローラ６４がシート状ベルト２の先端２ａを成型ドラム３０へ押圧すると、サーボモータ３３が起動して成型ドラム３０を回転させ、成型ドラム３０の外周面にシート状ベルト２を巻き付ける。なお、成型ドラム３０が回転すると、一方の押圧機構６０は、押圧位置から待避位置へローラ６４を移動させてもよい。

そして、成型ドラム３０が回転を開始してから所定角度回転したところで、他方の押圧機構６０は、待避位置から押圧位置へローラ６４を移動させてシート状ベルト２の後端２ｂを成型ドラム３０へ押圧し、その後、サーボモータ３３を停止させて成型ドラム３０の回転を停止させ円筒状ベルトの成型を終了する。

以上のような本実施形態では、第１センサ４０及び第２センサ４２がシート状ベルト２の一対の側辺２ｃ、２ｄの位置を検出するため、シート状ベルト２の位置を正確に検出することができ、成型ドラム３０に対するシート状ベルト２の位置を精度良く調整することができる。しかも、本実施形態では、成型ドラム３０を幅方向Ｗへ移動させてシート状ベルト２の位置を調整するため、装置全体が大型化するのを抑えることができる。

また、本実施形態では、第２コンベア２０に磁石２２が設けられているため、成型ドラム３０に対するシート状ベルト２の位置を調整した後にシート状ベルト２の搬送方向以外の方向へシート状ベルト２が移動するのを防止することができる。

また、制御部５０は、第１センサ４０及び第２センサ４２によって検出されたシート状ベルト２の位置に応じて、ローラ位置調整部６６を制御してローラ６４の位置を調整するので、第２コンベア２０に載置されたシート状ベルト２が所定位置よりズレていてもローラ６４がシート状ベルト２の先端２ａ及び後端２ｂを押圧することができる。

（変更例）
上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

上記の実施形態において、成型ドラム３０に対するシート状ベルト２の位置を調整する位置調整制御は、上記した制御に限定されず、例えば、第１センサ４０及び第２センサ４２の検出結果と、メモリ５２に記憶された基準となるシート状ベルト２の側辺２ｃ，２ｄの位置データとを比較して、シート状ベルト２の幅方向Ｗの位置ズレ量及びシート状ベルト２の中心周りの回転量を算出する。そして、シート状ベルト２を第２コンベア２０上で待機させている間に、算出したシート状ベルト２の幅方向Ｗの位置ズレ量に基づいて、シート状ベルト２の幅方向中心が、予め成型ドラム３０に設定されたシート状ベルト２を貼り付ける位置の幅方向中央と一致するように成型ドラム３０を移動させる。そして、シート状ベルト２の先端２ａを成型ドラム３０の外周面に供給した後、サーボモータ３３が起動して成型ドラム３０を回転させる。その際に、上記で算出したシート状ベルト２の中心周りの回転量を打ち消すように、成型ドラム３０の回転速度と成型ドラム３０の幅方向Ｗの移動速度とを制御しながら成型ドラム３０の外周面にシート状ベルト２を巻き付けてもよい。

また、本実施形態では、シート状ゴム部材としてシート状ベルト２を成型ドラム３０に巻き付ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、インナーライナ、カーカスプライ、トレッドゴム、など帯状の各種シート状ゴム部材に適用することができる。

１…製造装置、２…シート状ベルト、２ａ…先端、２ｂ…後端、１０…第１コンベア、１５…ローラ駆動部、２０…第２コンベア、２０ａ…前端部、２０ｂ…後端部、２１…コンベアベルト、２２…磁石、２３…コンベア上下動機構、２５…ローラ駆動部、３０…成型ドラム、３１…ドラム部、３２…回転軸、３３…サーボモータ、３４…移動部、４０…第１センサ、４２…第２センサ、５０…制御部、６０…押圧機構、６２…シリンダ、６４…ローラ、６６…ローラ位置調整部、６７…アーム、６８…回転軸

Claims

シート状ゴム部材を成型ドラムに巻き付けて円筒状のタイヤ構成部材を製造するタイヤ構成部材の製造装置において、
前記シート状ゴム部材を搬送する第１コンベアと、
前記第１コンベアから前記シート状ゴム部材を受け取り前記成型ドラムへ搬送する第２コンベアと、
前記第１コンベアと前記第２コンベアとの間に配置され、前記第１コンベアから前記第２コンベアへ移動する前記シート状ゴム部材の幅方向端部の位置を検出するセンサと、
前記成型ドラムを前記シート状ゴム部材の幅方向へ移動させる移動部と、
前記成型ドラムに供給された前記シート状ゴム部材を上から押圧するローラと、
前記ローラを前記第２コンベアの幅方向へ移動させるローラ位置調整部と、を備え、
前記センサで検出した前記シート状ゴム部材の幅方向端部の位置に応じて、前記成型ドラムを前記シート状ゴム部材の幅方向へ移動させるとともに、前記ローラが前記シート状ゴム部材の先端及び後端を押圧するように、前記ローラ位置調整部を制御して前記ローラの位置を調整して前記シート状ゴム部材を前記成型ドラムの所定位置に貼り付けるタイヤ構成部材の製造装置。
前記第２コンベアが、前記シート状ゴム部材を吸着保持する吸着手段を備える請求項１に記載のタイヤ構成部材の製造装置。
前記第２コンベアが、タイヤ１周分の前記シート状ゴム部材より長い請求項１又は２に記載のタイヤ構成部材の製造装置。
シート状ゴム部材を成型ドラムに巻き付けて円筒状のタイヤ構成部材を製造するタイヤ構成部材の製造方法において、
前記シート状ゴム部材を搬送する第１コンベアと、前記第１コンベアから前記シート状ゴム部材を受け取り前記成型ドラムへ搬送する第２コンベアとの間に設けたセンサで前記シート状ゴム部材の幅方向端部の位置を検出し、
検出した位置に応じて、前記成型ドラムを前記シート状ゴム部材の幅方向へ移動させるとともに、ローラが前記シート状ゴム部材の先端及び後端を押圧するように、前記ローラの位置を調整して前記シート状ゴム部材を前記成型ドラムの所定位置に貼り付けるタイヤ構成部材の製造方法。