JP7323835B1 - タイヤの製造方法および製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】成形ドラム体を複数の作業ステーションに順次移動させて成形されるグリーンタイヤの所定品質を把握しつつ効率的に成形できるタイヤの製造方法および製造システムを提供する。【解決手段】作業ステーションＳ１での成形作業が終了してタイヤ構成部材Ｍが貼付けられた成形ドラム体２を載置装置８に成形ドラム体２を仮置きし、成形ドラム体２が載置装置８に仮置きされている間に、成形ドラム体２に貼り付けられたタイヤ構成部材Ｍにより形成されている成形途中または成形が完了したグリーンタイヤＧの所定品質として、その質量を質量計１２により検査し、そのプロファイル形状をプロファイルセンサ１３により検査する。【選択図】 図１

Description

本発明は、タイヤの製造方法および製造システムに関し、さらに詳しくは、成形ドラム体を複数の作業ステーションに順次移動させてグリーンタイヤを成形する際に、所定品質を把握しつつ効率的にグリーンタイヤを成形できるタイヤの製造方法および製造システムに関するものである。

グリーンタイヤを成形する際に、環状支持体（成形ドラム体）を複数のワークステーションに順次移動させ、それぞれのワークステーションで環状支持体にタイヤ構成部材を貼り付ける方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。環状支持体を次のワークステーションに移動させるにはロボットアームが使用され、隣接するワークステーションの間には保持ステーションが設置される。最初のワークステーションに配置されているロボットアームは、二番目のワークステーションとの間に設置されている保持ステーションに環状支持体を仮置きする。二番目のワークステーションに配置されているロボットアームは、その仮置きされている環状支持体を取り上げて二番目のワークステーションに移動させる。このように保持ステーションを介在させて環状支持体を隣接するワークステーションに順次移動させてグリーンタイヤが成形される。

成形工程にて成形されたグリーンタイヤは、加硫工程にて加硫されてタイヤが完成する。この一連のタイヤの製造工程では、グリーンタイヤの所定品質を把握する必要もある。この製造方法では、保持ステーションに成形ドラム体を仮置きしている時間が長くなる程、タイヤの生産性は低下する。しかしながら、この仮置き時間をゼロにすることは不可能であり、ある程度の仮置き時間が必要になる。生産計画によってはこの仮置き時間が長くなることもある。それ故、成形ドラム体を複数の作業ステーションに順次移動させてグリーンタイヤを成形する際に、所定品質を把握しつつ効率的にグリーンタイヤを成形するには改善の余地がある。

特表２００３－５１５４７４号公報

本発明の目的は、成形ドラム体を複数の作業ステーションに順次移動させてグリーンタイヤを成形する際に、所定品質を把握しつつ効率的にグリーンタイヤを成形できるタイヤの製造方法および製造システムを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のタイヤの製造方法は、成形ドラム体を複数の作業ステーションに順次移動させ、それぞれの前記作業ステーションで前記成形ドラム体にタイヤ構成部材を貼り付けることによりグリーンタイヤを成形し、このグリーンタイヤを加硫するタイヤの製造方法において、いずれか１つの前記作業ステーションでの成形作業が終了して前記タイヤ構成部材が貼付けられた前記成形ドラム体を載置装置に仮置きし、前記成形ドラム体が前記載置装置に仮置きされている間に、前記成形ドラム体に貼り付けられた前記タイヤ構成部材により形成されている成形途中または成形が完了したグリーンタイヤの所定品質の検査を行うことを特徴とする。

本発明のタイヤの製造システムは、複数の作業ステーションを順次移動する成形ドラム体と、それぞれの前記作業ステーションに配置されて前記成形ドラム体にタイヤ構成部材を供給する部材供給機と、それぞれの作業ステーションでの成形作業を経て成形されたグリーンタイヤが加硫される加硫装置とを有するタイヤの製造システムにおいて、いずれか１つの前記作業ステーションでの成形作業が終了して前記タイヤ構成部材が貼付けられた前記成形ドラム体が仮置きされる載置装置と、検査装置とを有し、前記載置装置に仮置きされている前記成形ドラム体に貼り付けられた前記タイヤ構成部材により形成されている成形途中または成形が完了したグリーンタイヤの所定品質が、前記検査装置により検査される構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、前記成形ドラム体が前記載置装置に仮置きされている間に、成形途中または成形が完了したグリーンタイヤの所定品質の検査を行うことで、仮置き時間を有効に利用できる。そのため、成形ドラム体を複数の作業ステーションに順次移動させてグリーンタイヤを成形する際に、所定品質を把握しつつ効率的にグリーンタイヤを成形できる。これに伴い、タイヤの生産性を向上させるには有利になる。

タイヤの製造システムの実施形態を平面視で例示する説明図である。 ロボットアームの把持爪を成形ドラム体の連結部の上方に位置決めした状態を側面視で例示する説明図である。 図２の成形ドラム体を平面視で例示する説明図である。 図２の把持爪と連結部とを係合させてロボットアームにより成形ドラム体を保持した状態を例示する説明図である。 成形ドラム体の載置装置を側面視で例示する説明図である。 図５の載置装置を平面視で例示する説明図である。 図５の載置装置に成形ドラム体が仮置きされた状態を例示する説明図である。 図７のプロファイルセンサの変形例を示す説明図である。 グリーンタイヤの加硫工程を一部拡大して縦断面視で例示する説明図である。

以下、本発明のタイヤの製造方法およびシステムを、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示するタイヤの製造システム１の実施形態は、複数の作業ステーションＳ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を順次移動する成形ドラム体２と、それぞれの作業ステーションＳに配置される部材供給機７と、載置装置８と、質量計１２、プロファイルセンサ１３と、制御部１４と、加硫装置１５とを有している。

タイヤの成形工程は複数の作業ステーションＳ１、Ｓ２、Ｓ３を有している。図１ではそれぞれの作業ステーションＳを二点鎖線で区画して示している。作業ステーションＳの数は特に限定されず、タイヤ仕様などに応じて必要な作業ステーションＳが設けられる。それぞれの作業ステーションＳにはロボットアーム６が設置されていて、隣接する作業ステーションＳの境界近傍（例えば、作業ステーションＳどうしの間の領域）に載置装置８が設置されている。グリーンタイヤＧの成形を行うロボットアーム６には成形ドラム体２が装着される。

成形ドラム体２は、各種のタイヤ構成部材Ｍが貼付け積層されて、グリーンタイヤＧを成形する際に芯材として機能する。成形ドラム体２としては、例えば公知の種々の剛性コアを用いることができる。この実施形態では、製造するタイヤＴの内面と同じプロファイルの外周面を有する剛性コアが、成形ドラム体２として使用されている。

図２～図４に例示する成形ドラム体２は、円筒部３と、円筒部３の中心部で筒軸方向に延在するドラム軸４ａとを有している。尚、図２、図４では円筒部３の右側半分を縦断面視で示している。円筒部３は、周方向に複数に分割されたセグメントを組み付けて構成されていて分解可能になっている。

ドラム軸４ａの両端部には円盤部４ｂが固定されていて、一方の円盤部４ｂは表面に連結部４ｃを有し、他方の円盤部４ｂは表面に嵌合部５を有している。連結部４ｃは、後述するロボットアーム６の把持爪６ｂによって把持される。嵌合部５は、載置台９に形成されているガイド９ａに係合する。

ロボットアーム６は、プログラムやティーチングなどに基づいて制御されて所望の動きをする公知の種々のタイプ（いわゆる、産業用ロボットのアーム）を用いることができる。この実施形態のロボットアーム６は、三次元の所望位置に移動可能なアーム部６ａの先端に駆動モータ６Ｍが取り付けられていて、この駆動モータ６Ｍを介して把持爪６ｂが設置されている。この把持爪６ｂは、成形ドラム体２の連結部４ｃに対して着脱する。

駆動モータ６Ｍが把持爪６ｂを回転駆動すると、ロボットアーム６に装着された成形ドラム体２はドラム軸４ａを中心にして回転駆動される。駆動モータ６Ｍは任意で設けることができ、ロボットアーム６が駆動モータ６Ｍを有していない仕様の場合は、把持爪６ｂはアーム部６ａの先端部に直接的に設けられる。

部材供給機７は、成形ドラム体２に対して、それぞれの作業ステーションＳでタイヤ構成部材Ｍ（Ｍ１～Ｍ５）のいずれか１種類以上を供給する。公知の種々の部材供給機７を用いることができる。タイヤ構成部材Ｍの種類としては、インナーライナ、カーカス層、サイドゴム、補強層、トレッドゴムなどが例示できる。

載置装置８は、タイヤの成形工程で成形ドラム体２を仮置きするために使用される。成形ドラム体２は、ロボットアーム６による保持が解除されて、載置装置８に横倒し状態で載置される。載置装置８に載置されて仮置きされた成形ドラム体２は、ロボットアーム６により保持されて別の場所（次の作業ステーションＳなど）に移動される。

図５、図６に例示するように、載置装置８は、載置台９と、載置台９の下方に配置されるベース部１０とを備えている。載置台９はベース部１０に立設された中心軸１１によって支持されている。中心軸１１は、平面視で載置台９およびベース部１０の中心に配置されている。

成形ドラム体２が載置される載置台９はガイド９ａを有している。載置台９は、横倒し状態で成形ドラム体２を載置できる種々の形状を用いることができる。この実施形態では、円形状プレートが載置台９として使用されている。ガイド９ａは、成形ドラム体２に係合する係合体であり、この実施形態では、円錐台形状のガイド９ａが載置台９の上面で上方に突出していて、平面視で中心軸１１を挟んで１８０°対向した２箇所に配置されている。ガイド９ａの数は特に限定されず、例えば平面視で中心軸１１を中心にして周方向に等間隔で３箇所～４箇所に配置することができる。

ベース部１０は、対象領域（成形工程のフロアなど）の所定の設置位置に固定される。ベース部１０は例えば、フロアにボルト止めされる。この実施形態では、金属製の箱状フレーム体がベース部１０として用いられているが、これに限定されず種々の形態を採用できる。例えば、単純な金属台をベース部１０として採用することもできる。ベース部１０に走行機構を設けて載置装置８を移動可能な構成にすることもできる。

この実施形態では、検査装置として質量計１２およびプロファイルセンサ１３を有している。成形途中または成形が完了したグリーンタイヤＧの所定品質が、これらの検査装置１２、１３によりを検査される。その他、必要に応じた所定品質を検査することができ、その所定品質に適した検査装置が製造システム１に設けられる。この実施形態では、質量計１２は載置台９の下面に設置されているが公知の種々のタイプを用いることができる。

プロファイルセンサ１３は、成形ドラム体２に貼り付けられているタイヤ構成部材Ｍの最外周表面の形状を、レーザ光などを用いて非接触で取得する。プロファイルセンサ１３としては、公知の種々のタイプを用いることができる。

プロファイルセンサ１３は成形ドラム体２の周方向全周に渡って、このタイヤ構成部材Ｍの最外周表面の形状を取得するので、この実施形態では、中心軸１１をその軸心まわりに回転駆動する駆動モータ１１ａが設けられている。載置台９は中心軸１１の上端に固定されているので、中心軸１１が回転駆動されると、中心軸１１とともに回転駆動される。プロファイルセンサ１３は、載置装置８から離れた所定位置に固定されて設置されている。

制御部１４は、質量計１２やプロファイルセンサ１３による検知データが入力される。制御部１４にはその他、種々のデータが入力、記憶されて種々の演算処理を行う。また、制御部１４は、載置台９（駆動モータ１１ａ）やプロファイルセンサ１３などの動きを制御する。制御部１４としては種々のコンピュータを用いることができる。

加硫装置１５は、加硫用モールド１６の中でグリーンタイヤＧを加硫する。公知の種々の加硫装置１５を用いることができる。

次に、この製造システム１を用いてタイヤを製造する手順の一例を説明する。

図１に例示するタイヤの成形工程では、ロボットアーム６および載置装置８を使用して、成形ドラム体２を必要な作業ステーションＳ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）に順次移動させて必要なタイヤ構成部材Ｍが成形ドラム体２に貼り付けられる。この成形工程によってグリーンタイヤＧが成形される。

最初の作業ステーションＳ１での成形作業が終了すると、この成形ドラム体２を次の作業ステーションＳ２に移動させる。そこでロボットアーム６は、図４に例示するように成形ドラム体２を保持して、この成形ドラム体２を載置装置８の上方に移動させる。把持爪６ｂによって連結部４ｃを把持することで、成形ドラム体２はロボットアーム６により保持される。ロボットアーム６は、嵌合部５が下方に位置するようにドラム軸４ａの延在方向を鉛直方向に向けて、成形ドラム体２を横倒し状態にする。

次いで、ロボットアーム６は、成形ドラム体２を載置装置８の上方の所定位置Ｐａに移動させる。この所定位置Ｐａは、プログラムやティーチングなどによって予め設定されていて、ロボットアーム６は成形ドラム体２（ドラム軸４ａの軸心位置）をこの所定位置Ｐａに移動させるように制御される。

その後、ロボットアーム６は成形ドラム体２に対する保持を解除する。これにより、図７に例示するように成形ドラム体２の嵌合部５と、載置部２のガイド９ａとが係合して、成形ドラム体２は載置台９に横倒し状態で載置されて仮置きされる。ドラム軸４ａは中心軸１１の真上に位置決めされた状態になる。

載置台９に仮置きされた成形ドラム体２は、次の作業ステーションＳ２に配置されているロボットアーム６によって載置装置８から引き上げられて、次の作業ステーションＳ２に移動される。この時も、ロボットアーム６の把持爪６ｂと成形ドラム体２の連結部４ｃとを係合させて成形ドラム体２がロボットアーム６に装着される。

次の作業ステーションＳ２でも同様に成形ドラム体２には、タイヤ構成部材Ｍが貼り付けられる。作業ステーションＳ２での成形作業が終了して成形ドラム体２を次の作業ステーションＳ３に移動させる際にも、作業ステーションＳ１、Ｓ２の間での移動と同様に、成形ドラム体２を載置装置８に仮置きする。

ロボットアーム６は、成形ドラム体２を移動させるためだけに機能する仕様でもよく、この機能に加えて成形作業にも利用できる仕様でもよい。例えば、この実施形態にように、保持した成形ドラム体２を駆動モータ６Ｍによってドラム軸４ａを中心にして回転駆動する仕様にすることで、成形作業に利用することができる。

この成形工程によって、成形ドラム体２の外周面にはグリーンタイヤＧが成形される。成形が完了したグリーンタイヤＧは、成形ドラム体２とともに加硫工程に移動される。

この成形工程では、いずれか１つの作業ステーションＳでの成形作業が終了して、成形ドラム体２が載置装置８に仮置きされている間に、この成形ドラム体２の外周面に積層されている成形途中のグリーンタイヤＧ、または、成形が完了したグリーンタイヤＧの所定品質（質量、プロファイル形状）の検査を行う。したがって、作業ステーションＳ１からＳ２に移動する間、作業ステーションＳ２からＳ３に移動する間、作業ステーションＳ３から加硫工程に移動する間の少なくとも１つ期間での仮置き時間で所定品質の検査が行われる。すべての期間での仮置き時間で所定品質の検査を行うことも、選択された１つまたは２つの期間での仮置き時間で所定品質の検査を行うこともできる。

成形工程の最後の作業ステーションＳでの成形作業が終了した後、成形ドラム体２を加硫工程に移動する間に載置装置８に仮置きする場合は、成形ドラム体２の外周面で成形が完了したグリーンタイヤＧに対して所定品質の検査が行われることになる。一方、作業ステーションＳ１とＳ２との間、または、作業ステーションＳ２とＳ３との間で成形ドラム体２を移動する間に載置装置８に仮置きする場合は、成形ドラム体２を次の作業ステーションＳに移動させる前に、成形ドラム体２に貼り付けられたタイヤ構成部材Ｍにより形成されている成形途中のグリーンタイヤＧに対して所定品質の検査が行われることになる。

そこで、成形ドラム体２が載置装置８に仮置きされると、制御部１４は質量計１２およびプロファイルセンサ１３を稼働させて検査を開始する。成形途中または成形が完了したグリーンタイヤＧの質量の検査は即座に完了させることができる。

この実施形態では、成形途中または成形が完了したグリーンタイヤＧのプロファイル形状を検査する際に、図７に例示するように、駆動モータ１１ａにより中心軸１１とともに載置台９を回転駆動する。成形ドラム体２の嵌合部５と載置台９のガイド９ａとが係合しているので、載置台９が回転することで、成形ドラム体２はドラム軸４ａを中心にして回転する。

このようにして、成形途中または成形が完了したグリーンタイヤＧの外周側の所定位置にプロファイルセンサ１３が固定された状態で、ドラム軸４ａを中心にして成形ドラム体２を回転させる。これにより、プロファイルセンサ１３を用いて、このグリーンタイヤＧの周方向全周に渡ってプロファイル形状が取得される。プロファイル形状の検査に要する時間は例えば、１分以内、或いは、３０秒以内である。この実施形態では、プロファイル形状の検査を行う際に、プロファイルセンサ１３を移動させることなく、載置装置８に仮置きされている成形ドラム体２を回転させればよいので、検査に必要なスペースが小さくて済むメリットがある。

図８に例示するプロファイルセンサ１３を用いることもできる。このプロファイルセンサ１３を備えた製造システム１の実施形態では、載置装置８の中心軸１１に円筒状の回転軸１３ｂが外挿されている。この回転軸１３ｂには連結アーム１３ｃの一端が接合されていて、連結アーム１３ｃの他端にはプロファイルセンサ１３が接合されている。そして、中心軸１１を中心にして回転軸１３ｂを回転駆動する駆動モータ１３ａが備わっている。

この実施形態では、成形途中または成形が完了したグリーンタイヤＧのプロファイル形状を検査する際に、制御部１４により、図８に例示するように駆動モータ１３ａを回転駆動させる。プロファイルセンサ１３は、連結アーム１３ｃを介して回転軸１３ｂに連結されているので、回転軸１３ｂが回転することで、プロファイルセンサ１３はドラム軸４ａを中心にして回転する。

このようにして、成形途中または成形が完了したグリーンタイヤＧを固定した状態で、プロフィルセンサ１３を成形ドラム体２のドラム軸４ａを中心にして、成形ドラム体２の外周側を回転移動させる。これによって、プロファイルセンサ１３を用いて、このグリーンタイヤＧの周方向全周に渡ってプロファイル形状が取得される。この実施形態では、プロファイル形状の検査を行う際に、載置装置８に仮置きされている成形ドラム体２を移動、回転させることがないので、成形ドラム体２に貼り付けられている未加硫ゴムのタイヤ構成部材Ｍが不用意に変形する不具合が生じ難くなるメリットがある。

所定品質の検査結果データは制御部１４に入力されて、所定品質に対して予め設定されている許容範囲と比較される。検査結果データが許容範囲内であれば、その所定品質は合格と判断されて、その成形途中または成形が完了したグリーンタイヤＧは成形ドラム体２とともに、次の作業ステーションＳ（または加硫工程）に移動される。一方、検査結果データが許容範囲外であれば、その所定品質は不合格と判断されて、その成形途中または成形が完了したグリーンタイヤＧは、次の作業ステーションＳ（または加硫工程）に移動されずに、修正などの対策が行われる。

図９に例示する加硫工程では、成形が完了したグリーンタイヤＧが公知の方法で加硫される。加硫装置１５に装着された加硫用モールド１６の中に、グリーンタイヤＧが成形ドラム体２とともに配置される。その後、閉型した加硫用モールド１６の中でグリーンタイヤＧが加硫されてタイヤＴが完成する。この実施形態では空気入りタイヤＴが製造されているが、本発明は空気入りタイヤに限らず、その他の種々のタイプのタイヤＴを製造する際に適用することができる。

上述したように、成形ドラム体２が載置装置８に仮置きされている間に、成形途中または成形が完了したグリーンタイヤＧの所定品質の検査を行うことで、仮置き時間を有効に利用できる。そのため、成形ドラム体２を複数の作業ステーションＳに順次移動させてグリーンタイヤＧを成形する際に、所定品質を把握しつつ効率的にグリーンタイヤＧを成形できるので、タイヤＴの生産性を向上させるには有利になる。また、より早い段階で成形しているグリーンタイヤＧの不具合を把握するにも有利になる。これに伴い、不適切な仕掛かり品が削減されるので、使用材料および作業時間の浪費を抑制することができ、また、タイヤＴの品質を向上させるにも有利になる。

１ 製造システム
２ 成形ドラム体
３ 円筒部
４ａ ドラム軸
４ｂ 円盤部
４ｃ 連結部
５ 嵌合部
６ ロボットアーム
６ａ アーム部
６ｂ 把持爪
６Ｍ 駆動モータ
７ 部材供給機
８ 載置装置
９ 載置台
９ａ ガイド
１０ ベース部
１１ 中心軸
１１ａ 駆動モータ
１２ 質量計（検査装置）
１３ プロファイルセンサ（検査装置）
１３ａ 駆動モータ
１３ｂ 回転軸
１３ｃ 連結アーム
１４ 制御部
１５ 加硫装置
１６ 加硫用モールド
Ｍ（Ｍ１～Ｍ５） タイヤ構成部材
Ｇ グリーンタイヤ
Ｔ 加硫済みタイヤ
Ｓ（Ｓ１～Ｓ３） 作業ステーション

Claims (6)

1. 成形ドラム体を複数の作業ステーションに順次移動させ、それぞれの前記作業ステーションで前記成形ドラム体にタイヤ構成部材を貼り付けることによりグリーンタイヤを成形し、このグリーンタイヤを加硫するタイヤの製造方法において、
   いずれか１つの前記作業ステーションでの成形作業が終了して前記タイヤ構成部材が貼付けられた前記成形ドラム体を載置装置に仮置きし、前記成形ドラム体が前記載置装置に仮置きされている間に、前記成形ドラム体に貼り付けられた前記タイヤ構成部材により形成されている成形途中または成形が完了したグリーンタイヤの所定品質の検査を行うタイヤの製造方法。
2. 前記載置装置に仮置きされている前記成形ドラム体を次の前記作業ステーションに移動させる前に、成形途中の前記グリーンタイヤの前記所定品質の検査を行う請求項１にタイヤの製造方法。
3. 前記所定品質が、前記グリーンタイヤの質量またはプロファイル形状の少なくとも一方である請求項１または２に記載のタイヤの製造方法。
4. 前記グリーンタイヤのプロファイル形状を検査する際に、プロフィルセンサを前記成形ドラム体のドラム軸を中心にして前記グリーンタイヤの外周側を回転移動させる請求項３に記載のタイヤの製造方法。
5. 前記グリーンタイヤのプロファイル形状を検査する際に、プロフィルセンサを前記グリーンタイヤの外周側に配置して、前記成形ドラム体をドラム軸を中心にして回転させる請求項３に記載のタイヤの製造方法。
6. 複数の作業ステーションを順次移動する成形ドラム体と、それぞれの前記作業ステーションに配置されて前記成形ドラム体にタイヤ構成部材を供給する部材供給機と、それぞれの作業ステーションでの成形作業を経て成形されたグリーンタイヤが加硫される加硫装置とを有するタイヤの製造システムにおいて、
   いずれか１つの前記作業ステーションでの成形作業が終了して前記タイヤ構成部材が貼付けられた前記成形ドラム体が仮置きされる載置装置と、検査装置とを有し、前記載置装置に仮置きされている前記成形ドラム体に貼り付けられた前記タイヤ構成部材により形成されている成形途中または成形が完了したグリーンタイヤの所定品質が、前記検査装置により検査される構成にしたタイヤの製造システム。

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