JPH11165358A - ドラムの駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドラム回転軸の回転の有無に関係なくドラム
径の拡大縮小を連続的に自動制御できる小型のドラムの
駆動機構を供する。 【解決手段】 ドラムを回転させるドラム回転軸20とド
ラム径を拡大縮小するドラム拡縮軸30が互いに外軸と中
軸として同軸に設けられ、ドラム回転軸20に対するドラ
ム拡縮軸30の相対回動でドラム径を変えるドラムにおい
て、ドラム回転軸20に第１太陽歯車24が一体に設けら
れ、同第１太陽歯車24に噛合する第１遊星歯車52が同時
に固定歯車45と噛合し、ドラム拡縮軸30に第２太陽歯車
34が一体に設けられ、同第２太陽歯車34に噛合する第２
遊星歯車53が同時に制御軸40と一体の制御歯車41と噛合
し、第１遊星歯車52と前記第２遊星歯車53の各回転支軸
51は一体に連結され、ドラム回転軸20がドラム回転用モ
ータ60により回転され、制御軸40が位相制御用モータ65
により回動されるドラムの駆動機構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤの成型ドラ
ム等のドラムの径を拡大縮小することができるドラムの
駆動機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】外軸と中軸の相対的回転の位相差により
ドラムの径を拡大縮小する例は従来からあり、その一例
を図６に示す。同例はタイヤ成型用の成型ドラム01であ
り、同成型ドラム01は、外軸03の回転で回転し、中軸02
は外軸03とともに回転し外軸03に対する相対的回転でド
ラムの径を拡大縮小することができる。

【０００３】外軸03に対する中軸02の相対回転位相を制
限するためにストッパー04が両者の間に係止されるよう
になっている。中軸02と外軸03を駆動する機構は、基台
05に軸受06を介して回転自在に支持されたドラム回転軸
07がドラム回転用モータ015 によりチェーン016 を介し
て回転され、同ドラム回転軸07の回転がチェーン08を介
して外軸03を回転させる。

【０００４】そしてドラム回転軸07を外軸として同軸で
内部を回転自在に貫通した中軸がドラム拡縮軸09であ
り、ドラム回転軸07に一体に支持されたエアアクチュエ
ータ017 によってドラム回転軸07に対して相対的に回転
され、同ドラム拡縮軸09の回転がチェーン010 を介して
前記中軸02を回転させる。

【０００５】したがってドラム回転用モータ015 の駆動
でチェーン016 を介してドラム回転軸07が回転される
と、ドラム回転軸07と一体のエアアクチュエータ017 お
よびドラム拡縮軸09がともに回転し、チェーン08，010
を介して成型ドラム01の外軸03と中軸02がともに回転
し、成型ドラム01を回転させる。なお中軸02と外軸03と
はストッパー04によって相対回転位相を制限されてい
る。

【０００６】そしてタイヤのサイズを切り替えるため成
型ドラム01のドラム径を変える場合は、駆動を停止して
作業者が所要のストッパー04に取り替え所要の角度位置
にセットしエアアクチュエータ017 を駆動してドラム回
転軸07に対してドラム拡縮軸09を相対的に回転させ、よ
ってチェーン010 を介して外軸03を中軸02に対して相対
的に回転して位相を変えることでドラム径を変更してい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにドラム径
の変更の場合は、事前に駆動を停止してストッパー04を
取り替えエアアクチュエータ017 を駆動する必要があ
り、作業者による取り替え作業および時間を要しかつ回
転駆動中の変更ができないので、作業効率が良くなかっ
た。

【０００８】ドラム径の連続的な変更ができないととも
に、多段階的な変更も多数のストッパーを必要として容
易ではない。したがってサイズ切り替え作業においてコ
ンピュータにより一括自動で精密制御することはできな
かった。

【０００９】またエアアクチュエータ017 は、ドラム回
転軸07と一体に回転するので、回転中はエアの供給を一
時的に遮断するか、ロータシール等の回転シールを介し
てエアを供給する必要があり構造が複雑となる。

【００１０】なおエアを供給するロータシールは回転抵
抗が大きく、多系統のエアシールを行うとドラム回転軸
07を回転させるのに大きなパワーを必要とするととも
に、ロータシールのＯリングの磨耗も問題となる。パワ
ーの大きいエアアクチュエータ017 は大型化し、ドラム
回転軸07の回転支持機構が複雑かつ大型化する。

【００１１】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、ドラム回転軸の回転の有無に
関係なくドラム径の拡大縮小を連続的に自動制御できる
小型のドラムの駆動機構を供する点にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用効果】上記目的
を達成するために、本発明は、ドラムを回転させるドラ
ム回転軸とドラム径を拡大縮小するドラム拡縮軸が互い
に外軸と中軸として同軸に設けられ、前記ドラム回転軸
に対する前記ドラム拡縮軸の相対回動でドラム径を変え
るドラムにおいて、前記ドラム回転軸に第１太陽歯車が
一体に設けられ、同第１太陽歯車に噛合する第１遊星歯
車が同時に固定歯車と噛合し、前記ドラム拡縮軸に第２
太陽歯車が一体に設けられ、同第２太陽歯車に噛合する
第２遊星歯車が同時に制御軸と一体の制御歯車と噛合
し、前記第１遊星歯車と前記第２遊星歯車の各回転支軸
は一体に連結され、前記ドラム回転軸がドラム回転用モ
ータにより回転され、前記制御軸が位相制御用モータに
より回動されるドラムの駆動機構とした。

【００１３】ドラム回転用モータが駆動してドラム回転
軸が回転すると、一体に第１太陽歯車が回転して同時に
固定歯車と噛合した第１遊星歯車が自転しながら公転
し、同第１遊星歯車の公転は回転支軸を一体に連結した
第２遊星歯車をともに公転させ、同時に固定状態にある
制御歯車と噛合した第２遊星歯車の公転はドラム拡縮軸
をドラム回転軸と同速度で回転させてドラムを回転させ
る。

【００１４】ドラム回転軸とドラム拡縮軸とが回転して
いる状態でも、また停止しているいずれの状態において
も、位相制御用モータを駆動して制御軸を回転させる
と、制御軸と一体の制御歯車が回転し、第２遊星歯車を
介してドラム拡縮軸をドラム回転軸に対して相対的に回
転させ両者の相対位置関係すなわち相対的な回転角度の
位相を変え、ドラム径を変更することができる。

【００１５】したがってドラム径の変更作業は、回転中
でも可能で、作業者の手を煩わすことなく自動的に行え
作業効率を向上させることができる。ドラム径の変更
は、連続的にあるいは多段階的に行え、高い精度の制御
が可能であり、かつコンピュータによる一括自動制御が
できる。

【００１６】位相制御用モータを固定しておくことがで
きるので、ドラム回転軸の支持機構を小型化および簡素
化することができる。

【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のド
ラムの駆動機構において、前記第１遊星歯車と前記第２
遊星歯車の各回転支軸が同軸一体に連結されたことを特
徴とする。第１遊星歯車と第２遊星歯車の各回転支軸が
同軸一体に連結したので、駆動機構をコンパクトに構成
することができる。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１記載のド
ラムの駆動機構において、前記第１遊星歯車と前記第２
遊星歯車の各回転支軸が連結部材により一体に連結され
たことを特徴とする。第１遊星歯車と第２遊星歯車の各
回転支軸が連結部材により一体に連結したので、各差動
機構を離して駆動機構を簡素化することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図４に図示し説明する。本実施の形態
は、タイヤの成型ドラム１に係り、図１は同成型ドラム
１の全体の駆動機構を示し、図２はその駆動機構の要部
の駆動装置10を示す。

【００２０】成型ドラム１は、中心の支軸２に中軸３と
外軸４が同軸に回転自在に設けられており、外軸４の回
転でドラムが回転し、中軸３は外軸４とともに回転し外
軸４との相対的回転でドラムの径を拡大縮小することが
できる。

【００２１】図３は同成型ドラム１の要部正面図であ
り、径の変化を同時に示している。外軸４の円筒部には
放射状に複数の溝が形成され、各溝にスライダー５が半
径方向に摺動自在に嵌合し、スライダー５の先端にドラ
ムの外周部を分割したセグメント７が設けられており、
各セグメント７の表面には薄いカバープレート８が貼設
され、カバープレート８は隣りのセグメント７のカバー
プレート８の上に一部重ねられている。なおセグメント
７の外表面は側面視で湾曲したコンター付きである（図
４参照）。

【００２２】そして各セグメント７と中軸３との間にそ
れぞれリンク部材９が両端を枢支されて介装されてい
る。したがって中軸３とともに外軸４の回転で全てのセ
グメント７は一緒に回転し、外軸４に対する中軸３の相
対的回転があると、リンク部材９を介してスライダー５
が半径方向に摺動してセグメント７を一斉に半径方向に
移動して径の拡大縮小を行うことができる。

【００２３】このようにドラムを回転させ、径の拡大縮
小を行う外軸４と中軸３に回転動力を与える駆動装置10
を図２に基づいて説明する。駆動装置10は、基台にギア
ボックス11が立設されて同ギアボックス11内に二重の差
動歯車構造を構成している。

【００２４】ギアボックス11の対向する側壁11ａ，11ｂ
に同軸に円筒軸受部材12，13が嵌着されており、一方の
円筒軸受部材12にベアリング12ａを介してドラム回転軸
20が回転自在に支持されるとともに、円筒状をしたドラ
ム回転軸20内に減摩部材29を介してドラム拡縮軸30が相
対回転自在に同軸に支持されている。他方の円筒軸受部
材13にはベアリング13ａを介して制御軸40が回転自在に
支持されている。

【００２５】ドラム回転軸20は、その円筒軸受部材12よ
り外側に円筒基体21が嵌着され、同円筒基体21に一対の
同じスプロケット22，23が一体に固着されており、ドラ
ム回転軸20のギアボックス11内の端部はベベルギアであ
る第１太陽歯車24が形成されている。

【００２６】ドラム回転軸20を回転自在に貫通するドラ
ム拡縮軸30は、その外側に露出する端部に円筒基体31が
嵌着され、同円筒基体31にスプロケット32が一体に固着
されており、ドラム拡縮軸30のギアボックス11内の前記
第１太陽歯車24を貫通した端部に第１太陽歯車24に沿っ
てやはりベベルギアである第２太陽歯車34が形成されて
いる。第２太陽歯車34は第１太陽歯車24より径が小さく
内側に位置する。

【００２７】他方ギアボックス11内で第１太陽歯車24に
対向する側壁11ｂの内面には、第１太陽歯車24と同径の
ベベルギアである固定歯車45がボルト46により側壁11ｂ
に固着され、同固定歯車45を貫通した制御軸40の端部に
前記第２太陽歯車34と同径のベベルギアである制御歯車
41が形成されている。

【００２８】第２太陽歯車34の中心をドラム拡縮軸30内
に嵌入した支軸48の露出した円柱状端部が、ドラム拡縮
軸30と制御軸40との間に同軸に位置し、同端部にベアリ
ング49を介して環状部材50が回動自在に軸支され、環状
部材50から一対の回転支軸51，51が直径外方向に突出し
ている。

【００２９】回転支軸51，51に外側で回転自在に軸支さ
れた第１遊星歯車52，52が前記第１太陽歯車24と固定歯
車45に同時に噛合し、同回転支軸51，51に内側で回転自
在に軸支された第２遊星歯車53，53が前記第２太陽歯車
34と制御歯車41に同時に噛合する。

【００３０】かかる駆動装置10におけるドラム回転軸20
と一体のスプロケット22は、ドラム回転用モータ60の駆
動軸に嵌着されたスプロケット61に対応し、両スプロケ
ット22，61間にチェーン62が架渡されて、ドラム回転用
モータ60の駆動でチェーン62を介してドラム回転軸20が
回転するようになっている。また制御軸40の外部に露出
した端部が、サーボモータである位相制御用モータ65の
駆動軸に継手66を介して結合されて、同位相制御用モー
タ65の駆動で制御軸40が回転する。

【００３１】一方スプロケット22およびドラム回転軸20
と一体に回転するスプロケット23は成型ドラム１の外軸
４に嵌着されたスプロケット４ａに対応し、両スプロケ
ット23，４ａとの間にチェーン70が架渡され、ドラム拡
縮軸30と一体に回転するスプロケット32は成型ドラム１
の中軸３に嵌着するスプロケット３ａに対応し、両スプ
ロケット32，３ａとの間にチェーン71が架渡されてい
る。

【００３２】以上のような駆動機構において位相制御用
モータ65を停止して制御軸40を制御歯車41とともに固定
状態にある場合にドラム回転用モータ60が駆動すると、
チェーン62を介してドラム回転軸20を回転するとともに
スプロケット23およびチェーン70を介して成型ドラム１
の外軸４を回転する。

【００３３】同時にドラム回転軸20の回転は、駆動装置
10において第１太陽歯車24を一体に回転するので、他方
で固定歯車45に噛合する第１遊星歯車52を回転支軸51と
ともに公転させ、回転支軸51の公転は固定状態にある制
御歯車45に噛合する第２遊星歯車53を自転しながら公転
させ、これと噛合する第２太陽歯車24をドラム拡縮軸30
とともに回転させる。

【００３４】ドラム回転軸20の１回転に対して回転支軸
51は半回転し、回転支軸51の半回転はドラム拡縮軸30を
１回転させる。したがってドラム回転軸20とドラム拡縮
軸30は、同じ回転速度で回転し、チェーン70，71を介し
て成型ドラム１の外軸４と中軸３をやはり同じ回転速度
で回転させ、ドラムの径を一定にしてドラムを回転させ
る。

【００３５】なお位相制御用モータ65が停止して制御軸
40が固定している状態にあるときはドラム回転軸20とド
ラム拡縮軸30すなわち外軸４と中軸３の相対角度は一定
に維持されるので、外軸４と中軸３との間にストッパー
を係止させて両者の相対回転を禁止させる必要はなくド
ラムの径は一定に保たれる。

【００３６】ドラム回転用モータ60が駆動中でも停止中
でもいずれの状態にあっても位相制御用モータ65を駆動
して制御軸40を回転すると、制御軸40と一体の制御歯車
41の回転は、第２遊星歯車53を介して第２太陽歯車34を
回転させ、第２太陽歯車34の回転はこれと一体のドラム
拡縮軸30をドラム回転軸20に対して相対的に回転させ
る。

【００３７】ドラム拡縮軸30のドラム回転軸20に対する
相対的な回転は、チェーン71を介して成型ドラム１の中
軸３を外軸４に対して相対的に回転させることになり、
前記したようにリンク部材９を介してスライダー５が半
径方向に摺動してセグメント７を一斉に半径方向に移動
してドラム径の拡大縮小を行うことができる。

【００３８】以上のようにタイヤサイズの切り替え時の
ドラム径の変更作業は、ドラムの回転が停止していると
きは勿論回転中でも可能で、作業者の手を煩わすことな
く自動的に行え作業効率を向上させることができる。ド
ラム径の変更は、連続的にあるいは多段階的に行え、高
い精度の制御が可能であり、かつコンピュータによる一
括自動制御ができる。

【００３９】したがってタイヤの成型工程において、図
４に示すようにコンター付きドラムの複数のセグメント
７に各種タイヤ構成部材75が両サイドにビード76を巻き
込んだ状態で順次巻き付けられた後に、ドラムの径を幾
らか拡大することで、ドラムの湾曲した表面形状に従っ
てタイヤ構成部材75が若干伸びながら断面が湾曲した所
定の形状を形成することができ、両サイドをステッチャ
ーで押さえ付けることも不要である。

【００４０】位相制御用モータ65は固定されており、モ
ータ自体がドラム回転軸20とともに回転することはない
ので、ドラム回転軸20の支持機構を小型化および簡素化
することができる。

【００４１】次に別の駆動装置80を図５に図示し説明す
る。本駆動装置80もギアボックス81内に差動歯車機構を
２つ持っており、ギアボックス81の一方の側壁81ａに嵌
着された円筒軸受部材82にベアリング82ａを介してドラ
ム回転軸90が回転自在に支持され、ドラム回転軸90内に
減摩部材99を介してドラム拡縮軸100 が相対回転自在に
同軸に支持されている。他方の側壁81ｂに嵌着された円
筒軸受部材83にはベアリング83ａを介して制御軸110 が
回転自在に支持されている。

【００４２】ドラム回転軸90は、その円筒軸受部材82よ
り外側に円筒基体91が嵌着され、同円筒基体91に一対の
同じスプロケット92，93が一体に固着されており、ドラ
ム回転軸90のギアボックス81内の端部はベベルギアであ
る第１太陽歯車94が形成されている。

【００４３】ドラム回転軸90を回転自在に貫通するドラ
ム拡縮軸100 は、その外側に露出する端部に嵌着された
円筒基体101 にスプロケット102 が一体に固着されてお
り、ドラム拡縮軸90のギアボックス81内の前記第１太陽
歯車94を貫通した端部に第１太陽歯車94と背中合わせに
同径のベベルギアである第２太陽歯車104 が形成されて
いる。

【００４４】他方ギアボックス81内で第１太陽歯車94に
対向する側壁81ａの内面には、第１太陽歯車94と同径の
ベベルギアである固定歯車115 が側壁81ａに固着され、
前記制御軸110 の端部には前記第２太陽歯車104 と同径
のベベルギアである制御歯車111 が第２太陽歯車104 と
対向して形成されている。

【００４５】第１太陽歯車94と第２太陽歯車104 との間
に第２太陽歯車104 の基端円筒部104 の周囲にベアリン
グ119 を介して環状部材120 が回動自在に軸支され、環
状部材120 の対称な外周部から一対の腕部材121 ，121
が軸方向両側に延出しており、その両端部からそれぞれ
回転支軸122 ，123 が中心に向け突設されている。

【００４６】回転支軸122 ，122 にそれぞれ回転自在に
軸支された第１遊星歯車124 ，124が前記第１太陽歯車9
4と固定歯車115 に同時に噛合し、回転支軸123 ，123
にそれぞれ回転自在に軸支された第２遊星歯車125 ，12
5 が前記第２太陽歯車104 と制御歯車111 に同時に噛合
している。

【００４７】かかる駆動装置80は、前記駆動装置10と同
様に使用され、ドラム回転軸90と一体のスプロケット92
にチェーンを介してドラム回転用モータの動力が伝達さ
れ、制御軸110 には位相制御用モータの駆動軸が連結さ
れる。そしてスプロケット92と一体のスプロケット93は
チェーンを介して成型ドラムの外軸をドラムとともに回
転させ、ドラム拡縮軸100 と一体のスプロケット102は
チェーンを介して成型ドラムの中軸を外軸に対して相対
的に回転させてドラムの径を拡大縮小することができ
る。

【００４８】ドラム回転用モータの駆動によりドラム回
転軸90とともにスプロケット93が回転して成型ドラムの
外軸を回転し、同時にドラム回転軸90の回転は第１遊星
歯車124 を公転させ、同第１遊星歯車124 の公転は腕部
材121 を介して第２遊星歯車を一体に公転させ、固定状
態にある制御歯車111 に噛合した第２遊星歯車125 の公
転はドラム拡縮軸100 をドラム回転軸90と同じ回転速度
で回転させ、スプロケット102 より成型ドラムの中軸を
外軸と同じ回転速度で回転させる。

【００４９】したがって成型ドラムは、ドラム径を維持
してドラムを回転させる。そして位相制御用モータを駆
動して制御軸110 を回転すると、第２遊星歯車125 を介
してドラム拡縮軸100 がドラム回転軸90に対して相対的
に回転する。ドラム回転軸90に対するドラム拡縮軸100
の相対的回転は、成型ドラムの中軸を外軸に対して相対
的に回転し、ドラムの径を拡大縮小することができる。

【００５０】以上のようにドラム径の変更作業は、ドラ
ムの回転が停止しているときは勿論回転中でも可能で、
作業者の手を煩わすことなく自動的に行え作業効率を向
上させることができる。

【００５１】ドラム径の変更は、連続的にあるいは多段
階的に行え、高い精度の制御が可能であり、かつコンピ
ュータによる一括自動制御ができる。ギアボックス81内
で２つの差動機構を離して構成して構造の簡素化を図っ
ている。

【００５２】なお成型ドラムは、外軸に対する中軸の相
対回転がドラム径の拡大縮小を行う構造であったが、逆
に中軸に対する外軸の相対回転がドラム径の拡大縮小を
行う構造のものでも本駆動装置は適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る成型ドラムの全体
の駆動機構を示す全体構成図である。

【図２】駆動装置の断面図である。

【図３】成型ドラムの要部正面図である。

【図４】成型ドラムのセグメントおよびタイヤ構成部材
の断面図である。

【図５】別の実施の形態に係る駆動装置の断面図であ
る。

【図６】従来の成型ドラムの全体の駆動機構を示す全体
構成図である。

【符号の説明】

１…成型ドラム、２…支軸、３…中軸、４…外軸、５…
スライダー、７…セグメント、８…カバープレート、９
…リンク部材、10…駆動装置、11…ギアボックス、12，
13…円筒軸受部材、20…ドラム回転軸、22，23…スプロ
ケット、24…第１太陽歯車、29…減摩部材、30…ドラム
拡縮軸、31…円筒基体、32…スプロケット、34…第２太
陽歯車、40…制御軸、41…制御歯車、45…固定歯車、46
…ボルト、48…支軸、49…ベアリング、50…環状部材、
51…回転支軸、52…第１遊星歯車、53…第２遊星歯車、
60…ドラム回転用モータ、61…スプロケット、62…チェ
ーン、65…位相制御用モータ、66…継手、70，71…チェ
ーン、80…駆動装置、81…ギアボックス、82，83…円筒
軸受部材、90…ドラム回転軸、92，93…スプロケット、
94…第１太陽歯車、99…減摩部材、100 …ドラム拡縮
軸、101 …円筒基体、102 …スプロケット、104 …第２
太陽歯車、110 …制御軸、111 …制御歯車、115 …固定
歯車、119 …ベアリング、120 …環状部材、121 …腕部
材、122 ，123 …回転支軸、124 …第１遊星歯車、125
…第２遊星歯車。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドラムを回転させるドラム回転軸とドラ
   ム径を拡大縮小するドラム拡縮軸が互いに外軸と中軸と
   して同軸に設けられ、前記ドラム回転軸に対する前記ド
   ラム拡縮軸の相対回動でドラム径を変えるドラムにおい
   て、 前記ドラム回転軸に第１太陽歯車が一体に設けられ、同
   第１太陽歯車に噛合する第１遊星歯車が同時に固定歯車
   と噛合し、 前記ドラム拡縮軸に第２太陽歯車が一体に設けられ、同
   第２太陽歯車に噛合する第２遊星歯車が同時に制御軸と
   一体の制御歯車と噛合し、 前記第１遊星歯車と前記第２遊星歯車の各回転支軸は一
   体に連結され、 前記ドラム回転軸がドラム回転用モータにより回転さ
   れ、 前記制御軸が位相制御用モータにより回動されることを
   特徴とするドラムの駆動機構。
2. 【請求項２】 前記第１遊星歯車と前記第２遊星歯車の
   各回転支軸は同軸一体に連結されたことを特徴とする請
   求項１記載のドラムの駆動機構。
3. 【請求項３】 前記第１遊星歯車と前記第２遊星歯車の
   各回転支軸は連結部材により一体に連結されたことを特
   徴とする請求項１記載のドラムの駆動機構。