JP2011152664A - タイヤ成型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを巻き付けるに際して、簡素な構成で貼り付けロールが追従可能なタイヤ成型装置を提供する。
【解決手段】タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラム１の表面にストリップゴムＳを順次巻き付けるための押出機２と、この押出機２のダイヘッド２ａと成型ドラム１の間に進退可能に設けられて、ダイヘッド２ａから押し出されるストリップゴムＳを成型ドラム１の表面に押圧するための貼り付けロール３と、を備えたタイヤ成型装置であって、貼り付けロール３が、ストリップゴムＳを押圧しない退避位置と、ストリップゴムＳを押圧する押圧位置との間を移動させるためのエアシリンダ３４と、ストリップゴムＳの貼り付け動作中、押出機２と成型ドラム表面との相対位置関係の変動に貼り付けロール３を追従させるためのエアシリンダ３５と、を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを順次巻き付けるための押出機と、この押出機のダイヘッドと成型ドラムの間に進退可能に設けられて、ダイヘッドから押し出されるストリップゴムを成型ドラムの表面に押圧するための貼り付けロールと、を備えたタイヤ成型装置に関するものである。

回転駆動される成型ドラム上に、所定断面形状を有する帯状のストリップゴムを供給しながら、ストリップゴムを成型ドラムのドラム軸（回転軸）方向に移動して、成型ドラムの外表面上にストリップゴムを層状に巻き付けて、所定のプロファイルを有するタイヤを成型する装置が知られている（下記特許文献１，２参照）。

例えば、特許文献２に開示される装置では、ストリップゴムを成型ドラムに巻き付ける際に、ストリップゴムを成型ドラムに対して押圧する押圧ローラ（貼り付けロール）が設けられている。これにより、成型ドラムへのストリップゴムの貼り付け動作を確実に行うようにしている。

特開２００８−３０７７４８号公報 特開２００３−２６６５５５号公報

しかしながら、上記先行技術には、次に説明するような問題点が存在する。貼り付けロールは、成型ドラムに対して近接した位置と離間した位置（退避位置）の間を移動するのみであり、近接位置にあるときに、ストリップゴムに対する押圧動作を行うようにしている。すなわち、貼り付けロールが取りうる位置は上記の２つの位置のみであり、それ以外の位置をとることはできない。これは、成型ドラムが円筒ドラムの形状をしているためであり、押出機のダイヘッドと成型ドラム表面の相対位置関係はほぼ一定とみなしてもよく、上記２つの位置をとれば十分であったからである。

一方、成型ドラムが円筒ドラムではなく、タイヤ内面形状に対応した曲面に形成されているものがある。このような成型ドラムを用いることで、タイヤ形状をより精度よく成型できるという利点がある。しかし、ダイヘッドと成型ドラム表面の距離が貼り付け工程の途中で変動するため、ストリップゴムの蛇行や、貼り付けピッチの乱れが生じる。したがって、かかる距離変動に応じて追従できるような機構が必要になる。

これに対処するためには、成型ドラムもしくは押出機を曲面形状に対応して、きめ細かく相対移動させる必要があるが、制御が複雑になり大きなコストアップも要求されることになる。本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを巻き付けるに際して、簡素な構成で貼り付けロールが追従可能なタイヤ成型装置を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成型装置は、
タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを順次巻き付けるための押出機と、この押出機のダイヘッドと成型ドラムの間に進退可能に設けられて、ダイヘッドから押し出されるストリップゴムを成型ドラムの表面に押圧するための貼り付けロールと、を備えたタイヤ成型装置であって、
前記貼り付けロールが、ストリップゴムを押圧しない退避位置と、ストリップゴムを押圧する押圧位置との間を移動させるための第１駆動手段と、
ストリップゴムの貼り付け動作中、押出機と成型ドラム表面との相対位置関係の変動に前記貼り付けロールを追従させるための第２駆動手段と、を備えていることを特徴とするものである。

かかる構成を有するタイヤ成型装置の作用・効果を説明する。押出機のダイヘッドから押し出されるストリップゴムは、貼り付けロールにより成型ドラムの表面に貼り付けられる。貼り付けロールを駆動するために、第１駆動手段と第２駆動手段が設けられている。第１駆動手段は、ストリップゴムを押圧しない退避位置と、ストリップゴムを押圧する押圧位置との間を移動させるために設けられる。貼り付け動作開始前と終了後は、退避位置にある。貼り付けを行うときには、押圧位置へと移動させる。第１駆動手段としては、シリンダー、モーター等の適宜のアクチュエータを用いることができる。

また、第２駆動手段により、押出機と成型ドラム表面との相対位置関係が変動しても、貼り付けロールを追従させることができる。なお、相対位置の変動は、押出機及び／又は成型ドラムの移動により生じるものである。成型ドラムの表面は平坦な円筒ドラムではなく、タイヤ内面形状に対応した曲面に形成されているので、ストリップゴムの貼り付け工程において、上記のような相対位置関係の変動が必要となる。第２駆動手段により、貼り付けロールの追従が可能なため、貼り付け工程に際して、常に適切な押圧力を付与することができる。第２駆動手段は、例えば、シリンダー、モーター等のアクチュエータのほか、スプリングを用いて追従させる構成（アクチュエータを使用しない構成）でもよい。したがって、簡素な構成で貼り付けロールが追従可能なタイヤ成型装置を提供することができる。

本発明において、前記第１駆動手段と第２駆動手段は、前記押出機に搭載されることが好ましい。これにより、押出機と貼り付けロールの位置関係を所定に保つことができ、貼り付けロールの追従を容易にすることができる。

本発明に係る前記第２駆動手段は、前記貼り付けロールを支持する支持体と、この支持体を所定の方向にガイドするガイド部と、貼り付けロールを成型ドラムの表面に付勢するための付勢手段と、を備えていることが好ましい。

この構成によると、貼り付けロールはガイド部によりガイドされ、付勢手段により、常時成型ドラムの表面に付勢されている。付勢手段としては、シリンダーやスプリング等の手段を用いることができる。付勢手段により、簡素な構成により、貼り付けロールを追従させることができる。ガイドを設けることで、追従動作もスムーズに行うことができる。

成型ドラムとストリップゴム押出機の配置関係を示す図（模式図） 成型ドラムと押出機の配置関係を示す側面図（模式図） ロール駆動部の構成を示す模式図 ストリップゴムの貼り付け工程を説明する図（ドラム軸方向視） ストリップゴムの貼り付け工程を説明する図（成型ドラム断面方向視）

本発明に係るタイヤ成型装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、成型ドラムとストリップゴム押出機の配置関係を示す図である。

（タイヤ成型装置の構成）
図１において、成型ドラム１は、ドラム軸１ａ周りに回転駆動されるように構成される。成型ドラム１は、タイヤ内面形状に対応した３次元曲面形状に形成されたドラム表面１ｂを有している。一方、押出機２は、ダイヘッド２ａから帯状のストリップゴムＳを押し出す。ストリップゴムＳは所定の断面形状を備えており、これを順次、成型ドラム１に貼り付けて積層していくことで、所望の断面形状を有するタイヤを成型することができる。

ここで、押出機２と成型ドラム１との相対位置関係は、成型ドラム１を駆動する駆動機構により変動する。成型ドラム１は、ドラム軸１ａ周りに回転する（α方向）だけでなく、θ方向にも回転可能であり、さらに、３次元座標軸（図１のｙ，ｚ、および図２のｘ方向）にも移動できるように構成されている。押出機２は、その位置を固定されているので、移動しない。もちろん、成型ドラム１が移動する代わりに、押出機２のほうが移動するように構成してもよいし、成型ドラム１と押出機２の双方が移動可能に構成してもよい。

図２は、成型ドラム１と押出機２の配置関係を示す側面図（模式図）である。押出機２は、ダイヘッド２ａ（成型用口金）と、ギヤーポンプ２０と、スクリュー２１を備えている。ダイヘッド２ａは、所定の断面形状のストリップゴムＳを押し出しできるような金型を備えている。ギヤーポンプ２０は、２枚のギヤを備えており、ダイヘッド２ａへ向けて定量のゴムを供給する。スクリュー２１は、ゴムの混練を行う。図２において、２枚のギヤは、図示の都合上、上下方向に並べて配置されているが、実際は平面方向（ギヤの回転軸が上下となる方向）に並べて配置される。

押出機２から押し出されたストリップゴムＳは、矢印Ｄ方向に供給され、成型ドラム１の外周面に順次巻き付けられていく（矢印Ｅ方向）。また、成型ドラム１のドラム表面に対してストリップゴムＳを押圧するための貼り付けロール３が設けられている。貼り付けロール３は、成型ドラム１に対して近接した位置と、離間した位置の間を移動することができる（矢印Ｆ）。

成型ドラム１は、前述の複雑な動きをさせるためのドラム駆動機構４が設けられており、制御装置５により制御される。ドラム駆動機構４は、サーボモータ、リニアガイド等の要素により構成される。押出機２のギヤーポンプ２０やスクリュー２１も、駆動機構６により駆動され、制御装置５により制御される。駆動機構６も同様に、サーボモータ等により高精度の回転駆動を行うことができる。貼り付けロール３と、そのロール駆動部３０は、押出機２を構成する本体部２ｂに取り付けられている。

＜ロール駆動部の構成＞
次に、ロール駆動部３０の構成を図３の模式図により説明する。貼り付けロール３は、支持腕３２を介して支持体３１により支持されている。貼り付けロール３は、支持腕３２の端部３２ａにおいて回転自在に軸支されている。支持腕３２の他端３２ｂが支持体３１に固定されている。支持体３１と支持腕３２とは、互いに固定されているので同じ姿勢を保ちながら移動する。成型ドラム１の表面を押圧しやすいように、支持腕３２は、成型ドラム１のほうに向かうよう、斜め方向の姿勢になるように取り付けられている。

支持体３１は、ガイド部３３により矢印Ａ方向に移動可能にガイドされている。ガイド部３３、貼り付けロール３を含めた全体が矢印Ｂ方向に移動できるようにするためのエアシリンダ３４（第１駆動手段に相当）が設けられている。エアシリンダ３４により、貼り付けロール３を成型ドラム１に近接する位置と離間した位置とに切り替えることができる。エアシリンダ３４に対する制御は、制御装置５に組み込まれたコンピュータプログラムにより行われる。

支持体３３は、エアシリンダ３５（第２駆動手段に相当）により、常時、成型ドラム１の表面を押圧する方向に付勢される。これにより、ストリップゴムＳを貼り付ける際に、適切な押圧力を付与することができる。貼り付けロール３と成型ドラム１の表面（貼り付けられたストリップゴムＳの表面）との距離は、貼り付け工程中に変動するが、その変動分をエアシリンダ３５を設けることで吸収することができる。

＜ストリップゴムの貼り付け工程＞
次に、ストリップゴムＳの貼り付け工程について説明する。図４は、ドラム軸の方向から見た場合の動作を説明する図である。図５は、成型ドラムの断面方向から見た場合の動作を説明する図である。

図４（ａ）は貼り付け工程開始時を示す。最初に、押出機２のダイヘッド２ａを成型ドラム１の外表面に接触させる。このとき、貼り付けロール３は、邪魔にならないように、退避位置にある。ストリップゴムＳの押し出しが開始すると、押出機２と成型ドラム１の間隔を広げる。それと同時あるいはほぼ同時に、エアシリンダ３４を駆動し、貼り付けロール３を成型ドラム１に近接した位置に移動させる（図４（ｂ））。このエアシリンダ３４の駆動タイミングは、制御装置５に組み込まれたプログラムに基づいて行われる。

ストリップゴムＳの貼り付け工程中は、貼り付けロール３は成型ドラム１の表面に対して付勢されているので、常に（ｂ）のような位置関係にある。（ｃ）は、ストリップゴムＳの貼り付け工程が終了するときの様子を示す図である。工程終了時には、ストリップゴムＳを切断する必要があるので、再び、押出機２を成型ドラム１の表面に近接させる必要がある。このとき、貼り付けロール３と干渉するので、エアシリンダ３４を駆動して、近接位置から退避位置へと移動させる。

図５は、貼り付け工程中における、成型ドラム１と押出機２（貼り付けロール３）の相対位置関係が変化する様子を示す図である。貼り付け工程では、実際は、貼り付けロール３は移動せずに、成型ドラム１の方が移動（回転）するが、説明の便宜上、貼り付けロール３の方が移動するものと仮定して説明する。

図５（ａ）は、貼り付け工程の初期であり、サイドウォール側を貼り付けている状態である。このとき、押出機２と成型ドラム１との距離（図４（ｂ）のＭ）は、中間的な状態である。このとき、貼り付けロール３を支持する支持体３１は、ガイド３３のレールの途中位置に位置する。ガイド３３の全長をＬとした場合、前方からＬ１の位置にいる。

次に、図５（ｂ）は、ショルダー部を貼り付けている状態であり、貼り付けロール３と成型ドラム１の距離が最も近づく状態である。このとき、貼り付けロール３は、ガイド３３にそって最も押し込まれる状態になる。ガイド３３の前方からの距離はＬ２となっている。

図５（ｃ）は、トレッド部の頂点を貼り付けている状態であり、貼り付けロール３と成型ドラム１の距離が最も離れる状態である。このとき、貼り付けロール３は、ガイド３３に沿って移動し、最も成型ドラム１側の端部に位置している。

以上のように、押出機２が最も成型ドラム１に近づく場合と、離れる場合を考慮して、ガイド３３の長さを設定すればよい。貼り付けロール３は、成型ドラム１の側に常に付勢されているので、貼り付けロール３による押圧力を成型ドラム１（貼り付け済みのストリップゴム）の表面に付与することができる。さらに、複雑な曲面形状を有する成型ドラム１と押出機２の間の距離を厳密に一定に保持するように制御する必要はなく、貼り付けロール３が追従可能な範囲内で制御すればよい。その結果、制御のためのコンピュータプログラムも簡単になり、コストダウンを図ることができる。

＜別実施形態＞
貼り付けロールのロール駆動部の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例が可能である。成型ドラム１側が種々の姿勢を取るように駆動されるのではなく、押出機２側が種々の姿勢を取るように駆動されてもよい。また、成型ドラム１と押出機２の双方が種々の姿勢をとれるように駆動してもよい。

本実施形態において、第１駆動手段及び第２駆動手段の具体的な例としてエアシリンダを説明したが、これに限定されるものではない。エアシリンダに代えて油圧シリンダを用いてもよいし、そのほかのアクチュエータを用いることができる。例えば、サーボモータ等のモータを駆動源として用いてもよい。エアシリンダ３４については、マグネットを利用した機構を用いてもよい。また、エアシリンダ３５については、コイルスプリングを用いた追従機構を採用してもよい。

本実施形態において、押出機２はギヤーポンプ２０を備える構造であるが、ギヤーポンプ２０を備えていない押出機２を用いてもよい。

１ 成型ドラム
１ａ ドラム軸
１ｂ ドラム表面
２ 押出機
３ 貼り付けロール
３０ ロール駆動部
３１ 支持体
３２ 支持腕
３３ ガイド
３４ エアシリンダ
３５ エアシリンダ

Claims (3)

1. タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムの表面にストリップゴムを順次巻き付けるための押出機と、この押出機のダイヘッドと成型ドラムの間に進退可能に設けられて、ダイヘッドから押し出されるストリップゴムを成型ドラムの表面に押圧するための貼り付けロールと、を備えたタイヤ成型装置であって、
   前記貼り付けロールが、ストリップゴムを押圧しない退避位置と、ストリップゴムを押圧する押圧位置との間を移動させるための第１駆動手段と、
   ストリップゴムの貼り付け動作中、押出機と成型ドラム表面との相対位置関係の変動に前記貼り付けロールを追従させるための第２駆動手段と、を備えていることを特徴とするタイヤ成型装置。
2. 前記第１駆動手段と第２駆動手段は、前記押出機に搭載されることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成型装置。
3. 前記第２駆動手段は、前記貼り付けロールを支持する支持体と、この支持体を所定の方向にガイドするガイド部と、貼り付けロールを成型ドラムの表面に付勢するための付勢手段と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ成型装置。

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