JPH0233297B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、タイヤのトレツドパターンを切削加
工するグルービング装置に関するものである。

（発明の概要） 本発明は、加工されるタイヤを回転可能に支持
するタイヤ支持軸と、カツタ装置を取りつけた支
持台をそなえ、カツタ装置とタイヤ支持軸とを、
相対的に少なくとも横行およびこれと直角な前後
または上下方向に移動させて、カツタをタイヤに
接触および離脱させるようにしたタイヤのグルー
ビング装置において、前記支持台から突出させた
アーム支持軸と、アーム支持軸に取りつけた回動
アームを設け、前記回動アームにカツタホルダを
前記軸心線に向かつて直角方向に設けるととも
に、アーム支持軸の軸心線がカツタの切削位置の
基準点を通るように構成し、刃先位置の変更を直
交座標の組み合わせで制御できるようにし、制御
プログラムを簡単化させるようにしたものであ
り、また、必要に応じてカツタをカツタホルダに
スイング可能に取りつけ、カツタを加熱せずにタ
イヤゴムへの切み込み、離脱を容易にしてある。

（従来の技術） 従来、試作用や少量生産のタイヤのグルービン
グ、すなわち、加硫ずみのパターン模様のないプ
レーンタイヤにトレツドパターン溝を彫る作業
は、通常、ハンドカツタを用いて手作業で行われ
ており、作業に熟練と長時間を要していた。この
ため溝形状が簡単な大形のタイヤでは、たとえば
特開昭56−162633号に示されているよう、タイヤ
を支持した軸に対し、その軸方向に沿つて横行お
よびタイヤに向かつて前後に移動する支持台を設
け、この支持台上に垂直方向に回転軸を設けて、
その先端から横方向に取りつけたカツタホルダに
よつてタイヤの加工面に向けたカツタを突出支持
させており、加工する溝の角度に合わせて回転軸
を回転させてカツタの向きを調整し、カツタを加
熱してタイヤの端面から切り込ませるようにした
ものが提案されており、カツタの加熱やパターン
にそつた移動をプログラムされたコンピユータで
操作するようにしてある。

（本発明が解決しようとする問題点） 大形のタイヤにおいては、トレツドパターンの
形状が一般に単純であるため、加熱されたカツタ
により比較的単純な操作で加工が可能であるが、
乗用車のような小形でタイヤでは溝の形状が複雑
になつており、カツタの動きを多様化しなければ
ならない。

しかるに、従来の技術ではカツタが支持台の回
転軸先端に直角方向に支持されたカツタホルダに
回転軸中心から離れて取りつけられており、カツ
タをタイヤトレツド面に対して角度調整のために
回動させる場合、支持台上の回転軸を回転させる
とカツタホルダが大きくタイヤ面から離脱してし
まい、刃先をタイヤ面上に保持させるために、そ
の都度、支持台の位置を前後方向および横方向に
修正する必要があり、修正が複雑で計算も面倒に
なり、複雑なパターンに対して必ずしも十分に対
処することができなかつた。

なお、カツタを多関節ロボツトに支持させて加
工する方法が考えられるが、軸の自由度を多くす
る必要があり、制御プログラムが複雑になるため
タイヤのグルービング装置として専用する場合に
は高価になりすぎて経済的に引き合わないなどの
欠点がある。

なお、特公昭57−44460号公報に、カツタを取
りつけた移動台をタイヤ側面に沿つて縦横方向に
移動させるカツテイング装置が示されているが、
これはタイヤ踏面の側方から中央に向けて切り込
むもので、カツタ移動台に横行方向の軸心で回動
可能に取りつけたシリンダーのロツド先端にカツ
タを設けており、ロツドの出入でカツタを移動さ
せて切削を行うものであり、複雑なトレツドパタ
ーンを加工することは困難である。

また、特開昭59−70553号公報には、コンピユ
ータ制御により動作させるグルービング装置が示
されているが、タイヤトレツド面に対し前後左右
に移動するナイフ基台をそなえ、このナイフ基台
からタイヤトレツド面に向けてナイフを支持させ
ており、ナイフの向きを回動させた場合のナイフ
基台の移動は複雑な計算をしなければならず、コ
ンピユータプログラムを複雑にする欠点がある。

（問題点を解決するための手段） このため本発明は、支持台に取りつけたカツタ
装置とタイヤ支持軸とが、タイヤの切削面に対し
て相対的にタイヤ支持軸と平行な横行方向および
上下または前後方向に移動して、カツタとタイヤ
を接離させるようにしたグルービング装置におい
て、前記支持台から突設したアーム支持軸に回動
アームを取りつけ、この回動アームから前記アー
ム支持軸の軸心線に向かつて直角に取りつけたカ
ツタホルダを設けて、カツタの切削位置の基準点
が前記アーム支持軸の軸心線上に合致するように
構成させてある。

（作用） この構成により、カツタをアーム支持軸によつ
て回動させ、タイヤ面との角度を調整しても、カ
ツタの切削位置の基準点が常にアーム支持軸の軸
心線上に保持されており、カツタの基準点が移動
せず、支持台の位置を移動させる必要がないの
で、支持台および回動アームの移動量の計算が容
易で制御が簡単になり、コンピユータのプログラ
ム作成も容易にすることができる。

（実施例） 以下、図に示す実施例似ついて説明する。

図において、１は基台、２はタイヤ支持台、３
は支持台車、４は回動アーム、５はカツタ、６は
タイヤである。

タイヤ支持台２は、基台１上に固定され、タイ
ヤ支持軸２１にタイヤ６を装着してモータ２２で
図示しない減速装置を介して回転させる。２３は
タイヤ締め付けハンドルである。

支持台車３は、タイヤ支持軸２１に平行なレー
ル３１上を図示しないモータとネジ軸により、タ
イヤ支持軸２１と平行な横行方向（Ｙ軸方向）に
移動する。３２は支持台車３に支持され、ガイド
軸３３にそつて上下（Ｚ軸方向）する支持台で、
モータ３４によりネジ軸３５を回転させ、ボール
ネジを介して移動される。

なお、支持台車３は、基台１のレール３６上を
図示しないモータとネジ軸により前記タイヤ支持
軸２１の軸心と直角、すなわちタイヤ６に対して
前後（Ｘ軸方向）にガイドバー３７にそつて移動
するようにしてもよく、この移動により大形タイ
ヤの切削加工時における動作の自由度を増すこと
ができる。

前記支持台３２の側面から水平に、かつタイヤ
支持軸２１と直角なＸ軸方向にアーム支持軸３８
が突設され、このアーム支持軸３８に回動アーム
４が嵌合固着されており、この回動アーム４の先
端部に、カツタホルダ４１をカツタホルダ軸４５
により前記アーム支持軸３８の軸心線３９に対し
直角方向に取りつけてある。

このカツタホルダ４１に、第３図に示すよう
に、横方向に設けたカツタスイング軸４３を設け
てカツタホルダ挟持具５２を取りつけ、このカツ
タ挟持具にカツタ５を取りつけ深さを調整できる
ように挟持固定されており、カツタ５の切削位置
の基準点Ｐが軸心線３９（実際は紙面に直角方向
の線であるが、便宜上横線で示し、Ｐ点もカツタ
とタイヤにそれぞれ示してある。）上に合致する
ように構成している。

アーム支持軸３８は、支持台３２内のモータに
より図示しない減速装置を介して軸心線３９を中
心に第２図の矢印Ａ方向に回転し、カツタ５の方
向をタイヤトレツドの曲面に対して所望の角度に
維持させ、また、カツタホルダ４１はモータ４２
により、図示しない減速装置を介して第１図の矢
印Ｂ方向に回転し、このＢ方向の回転によりカツ
タ５の切削方向Ｆ（第４図）を切削する溝６３の
方向に一致させるようにしてある。したがつて、
カツタ５のタイヤ面との角度を変えるためのアー
ム支持軸３８の回転（矢印Ａ）は、アーム支持軸
の軸心線３９上にある切削位置の基準点Ｐを中心
にして回転され、また、カツタの切削方向に対応
する回転（矢印Ｂ）もカツタホルダ４１が軸心線
３９に対し直角に取りつけられているため、切削
位置の基準点Ｐを通る軸線で回転される。

４４（第１図）はアクチエータで、切削始めと
切削終了時にカツタスイング軸４３を回転させ、
カツタ挟持具５２とともにカツタ５を切削方向に
スイング（第１図の矢印Ｃ）させる。

なお、モータはすべてサーボモータが用いられ
ており、電気式でも流体式でもよい。また、カツ
タ５は第３図に示すように、切削すべきパターン
溝の形状に応じてＵ形、Ｖ形などの正面形状をそ
なえ、第５図に示すように刃部５１を片側あるい
は両側に設けてある。

また、前記各モータおよびアクチエータは、タ
イヤの径およびトレツドパターンに応じてプログ
ラムされた指令によりコンピユータによつて制御
される。

第６図は、このコンピユータ制御の全体システ
ムを示すブロツク図で、１００はコンピユータ、
１０１は本発明のグルービング装置、１０２は操
作盤、１０４は強電盤である。第７図の動作のフ
ローチヤートを示している。

（動作） 第７図のフローチヤートに示すように、電流を
投入し、各軸あらかじめ設定された原点に合わ
せ、タイヤ６をタイヤ支持軸２１に嵌合固着させ
る。また、支持台車３をレール３１にそつてＹ軸
方向に移動させ、回動アーム４に取りつけたカツ
タ５をタイヤ６頂部の溝切りを行う部分の上方に
位置させる。

レール３６を設けてある場合は、支持台車３を
Ｘ軸（前後）方向に移動させてカツタ位置を調整
する。

上記の調整をしたのちに、モータ２２でタイヤ
６を回転させ、モータ３４によりネジ軸３５を介
して支持台３２をＺ軸方向に下降させて、カツタ
５をタイヤ６の切削位置に接触させ、グルービン
グ加工が開始される。

なお、第３図に示すように、タイヤ上の切削位
置が、たとえば６１からタイヤの側方６２に移動
し、カツタホルダ４１の軸心線４６がタイヤトレ
ツド面に対して、傾斜した場合は、カツタの位置
を調整する必要がある。すなわち、タイヤ中央の
垂直方向の溝６１の切削時は回動アーム４を垂直
方向にしてあるが、溝６２のようにタイヤ側方で
傾斜しているときは、切削溝位置の横方向のずれ
ａに対応して支持台車３をＹ軸方向にａだけ移動
させ、支持台３２を上下のずれｂに応じてＺ軸方
向にｂだけ調整するとともに、その傾き角ｅに応
じて回動アーム４をＡ方向（第２図）に角度ｅだ
け回転させて、カツタホルダの軸心線４６を傾斜
させねばならない。切削中に切削位置が変わると
きも同様に調整される。

しかるに、第８図において、切削位置がC₁か
らC₂に変わつた場合、本発明では、カツタホル
ダを取りつけた回動アームの回転中心と、カツタ
の切削位置の基準点Ｐとが一致しているため、カ
ツタのＹ、ＺおよびＡ方向の移動量は、 Ｙ＝Y₀＋ａ Ｚ＝Z₀＋ｂ Ａ＝A₀＋ｅ ただし、Y₀、Z₀、A₀は移動前の位置を表す で計算され、コンピユータによるプログラム制御
が容易である。

これに対し、たとえば特開昭56−162633号公報
記載の従来の装置では、カツタの支持中心がカツ
タホルダを支持する垂直回転軸の中心にあるた
め、カツタの切削点と異なつており、たとえば、
ｍだけ離れたＱ点にあるから、カツタをＡ方向に
ｅだけ回転させることにより、切削位置がC₁か
らS₁に移り、カツタのＹ、ＺおよびＡ方向の移動
量は、 Ｙ＝Y₀＋ａ＋ｍ sin ｅ Ｚ＝Z₀＋ｂ＋ｍ（１−cos ｅ） Ａ＝A₀＋ｅ の計算を行う必要がある。

このような、切削加工中の支持台車や回動アー
ム、カツタホルダおよびカツタなど、すべての動
きは、第６図に示すコンピユータ１００によつて
指令される。その制御のため、グルービング装置
１０１の各モータによる動きを検出する位置セン
サ、たとえばエンコーダや、カツタに加わる圧力
を検出する圧力センサが用いられ、その検出信号
が制御要素としてデータ制御ユニツトに送られ、
それによつて円滑な切削を継続するように最適の
切削条件が得られる。

なお、加工に先だつて第５図に示すように、ア
クチエータ４４（第１図）により、カツタスイン
グ軸４３を回転させてカツタ５を後方に傾け、カ
ツタ５をタイヤ６に食い込ませるときに、溝端部
ｄでカツタ５だけをＣ方向にスイングさせ、カツ
タをタイヤ面から切り込み方向に向かつてシヤク
リ動作を行わせることによりカツタに加わるゴム
の反発力を低下させて切削応力を著しく小さく
し、刃に加わる負担が減少して加硫ずみの硬いト
レツドゴムに刃部５１が円滑に切り込みを行い、
カツタを加熱することなしに容易に切削加工する
ことができる。

切り終わり端部（図示しない）においてカツタ
５をタイヤから離脱させるときも、カツタがゴム
にくい込んでいるときは、同様にしてアクチエー
タ４４によりカツタを離脱方向にスイングさせれ
ばよい。

また、第４図に示すように、トレツドパターン
の溝６３がタイヤの中央線６０に対して傾斜して
いる場合は、モータ４２により、カツタホルダ軸
４５を介してカツタホルダ４１を回転させ、カツ
タ５（第４図では平面形状を示す）の切削方向Ｆ
を傾斜した溝６３の方向に合致させる。

また、別の実施例では、回動アーム４のアーム
支持軸３８を支持台３２の垂直方向に設け、カツ
タをタイヤ６の真横位置に設けるように構成する
こともできる。

（本発明の効果） このように、本発明は、支持台に設けたカツタ
装置と、タイヤを回転可能に支持するタイヤ支持
軸とが、相対的に少なくともタイヤ支持軸に対し
て平行な横行方向の移動とともに、タイヤ支持軸
と直角な上下あるいは前後方向に移動してカツタ
とタイヤを接離させるようにしたグルービング装
置において、前記支持台から突設したアーム支持
軸に回動アームを設け、さらに、この回動アーム
に前記アーム支持軸の軸心線に向かつて直角に設
けたカツタホルダをそなえ、カツタ切削位置の基
準点が前記アーム支持軸の軸心線上にあるように
構成されているので、タイヤ上の切削位置が変わ
つても、切削位置の基準点が常にアーム支持軸の
回転中心にあるため、位置の修正が直交座標の単
純な加減算で行われ、簡単な制御プログラムで多
様化したパターンを切削することができ、装置全
体が安価になるなどの著しい効果が得られる。

また、カツタをカツタホルダにスイング軸を介
して取りつけ、切削の初めと終わりにスイング可
能にしておくことにより、カツタを加熱しないで
タイヤへの切り込みおよびタイヤからの離脱を早
く円滑に行わせることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す側面図、第２図
は正面図、第３〜５図は切削時のカツタの状態を
示す説明図、第６図は制御システムを示すブロツ
ク図、第７図はフローチヤートの実施例、第８図
はカツタの位置を変えたときの説明図である。 １は基台、２はタイヤ支持台、３は支持台車、
４は回動アーム、５はカツタ、６はタイヤ、３２
は支持台、３８はアーム支持軸、３９は支持軸の
軸心線、４１はカツタホルダ、４３はカツタスイ
ング軸、４６はカツタホルダの軸心線、Ｐは切削
位置の基準点である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タイヤを回転可能に支持するタイヤ支持軸
   と、カツタ装置を取りつけた支持台とをそなえ、
   カツタ装置とタイヤ支持軸とが、相対的にタイヤ
   支持軸と平行な横行方向およびこれと直角な上下
   または前後方向に移動してカツタとタイヤを接離
   させるようにしたタイヤのグルービング装置にお
   いて、前記支持台から突出させたアーム支持軸に
   回動アームをそなえ、回動アームから前記アーム
   支持軸の軸心線に向かつて直角に取りつけられた
   回転可能なカツタホルダを設け、このカツタホル
   ダに切削位置の基準点が前記軸心線位置に合致す
   るようにカツタを取りつけたことを特徴とするタ
   イヤのグルービング装置。 ２ 前記アーム支持軸の軸心線が、切削位置の基
   準点においてタイヤの切線と合致するようにした
   特許請求の範囲第１項記載のタイヤのグルービン
   グ装置。 ３ 前記カツタホルダに取りつけたカツタが、切
   削方向にスイング可能である特許請求の範囲第１
   項記載のタイヤのグルービング装置。 ４ 前記タイヤ支持軸、支持台、回動アーム、カ
   ツタホルダおよびカツタなどの動作が、コンピユ
   ータで制御される特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載のタイヤのグルービング装置。