JP6109704B2 - タイヤ成型機及びタイヤ成型方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤを構成する帯状部材を成型ドラム上に貼付けるタイヤ成型装置及びタイヤ成型方法に関する。

タイヤは、一次成型機の成型ドラム上にインナライナー、カーカス及びサイドウォールを構成する帯状部材を順に貼付けて円筒形の一次ケースを成型し、次いでこの一次ケースを二次成型機の成型ドラムに移してトロイダル状に変形し、その後、ベルトおよびトレッドを構成する帯状部材を貼付け、得られたグリーンケースを加硫して製造される。

このようなタイヤの製造工程において、トレッド等を構成する帯状部材は、所定長さに形成された後、成型ドラムに供給されて成型ドラムに貼付されるが、成型ドラムに対する帯状部材の貼り付け位置が帯状部材の幅方向（成型ドラムの回転軸方向）にズレると、タイヤ幅方向の重量バランスが悪化する問題がある。

このような帯状部材の貼り付け位置のズレを抑えるために、例えば、下記特許文献１では、光学的検出手段によりトレッドのセンター位置を計測して位置ズレ量を算出することが提案され、下記特許文献２では、近接スイッチや光電スイッチ等からなる検出器によりトレッドに設けたセンタリング用溝を検出することが提案されている。

しかしながら、上記した特許文献１及び２に開示された方法では、トレッドを構成するトレッドゴムのような押出機から押し出し所定長さで定尺切断して形成される帯状部材であると幅方向（押出方向に垂直な方向）の長さが、押出方向で僅かであるが変化するため、タイヤ幅方向の重量バランスを高精度に均一化することが困難であるという問題がある。

特開平４−２７９３２４号公報 特開平６−８３５３号公報

本発明はこのような問題を考慮してなされたものであり、タイヤ幅方向の重量バランスを高精度に均一化することができるタイヤ成型機及びタイヤ成型方法を提供することを目的とする。

本発明に係るタイヤ成型機は、上面に帯状部材が貼付されたトレイと、回転可能に支持された成型ドラムと、外部から移載された前記トレイを前記成型ドラムへ移動させる受け台と、前記成型ドラムの回転及び前記受け台の移動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記トレイに貼付された前記帯状部材の先端を前記成型ドラムの下面に当接させた状態で、前記成型ドラムの回転に同期して前記トレイを前進させて、前記成型ドラムに前記帯状部材を貼付するタイヤ成型機において、前記受け台に移載された前記トレイの左側部の重量を検出する左重量検出部と、前記トレイの右側部の重量を検出する右重量検出部と、前記左重量検出部及び前記右重量検出部の検出値から前記トレイに貼付された前記帯状部材の左右方向の位置ズレ量を算出する算出部と、前記算出部が算出した位置ズレ量に基づいて前記トレイを左右方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする。

本発明に係るタイヤ成型機の好ましい態様として、前記左重量検出部及び前記右重量検出部は、前記トレイの移動方向に間隔をあけて設けられた複数の重量センサを備えてもよく、より好ましくは、３個の重量センサを備えてもよい。

また、本発明に係るタイヤ成型方法は、トレイの上面に貼付された帯状部材の先端を成型ドラムの下面に当接させた状態で、前記成型ドラムの回転に同期して前記トレイを前進させて、前記成型ドラムに前記帯状部材を貼付するタイヤ成型方法において、前記トレイの左右両側部の重量を検出し、検出した前記トレイの左右両側部の重量から前記トレイに貼付された前記帯状部材の左右方向の位置ズレ量を算出し、算出した位置ズレ量に基づいて前記トレイを左右方向に移動させた後、前記成型ドラムの回転に同期して前記トレイを前進させて、前記成型ドラムに前記帯状部材を貼付することを特徴とする。

本発明に係るタイヤ成型方法の好ましい態様として、前記トレイの左右両側部において前記トレイの移動方向に間隔をあけて設けられた複数の重量センサによって前記トレイの左右両側部の重量を検出してもよく、より好ましくは、３個の重量センサによって前記トレイの左右両側部の重量を検出してもよい。

本発明によれば、帯状部材が貼付されたトレイの左右両側部の重量からトレイに貼付された帯状部材の左右方向の位置ズレ量を算出し、算出した位置ズレ量に基づいてトレイを左右方向に移動させるため、タイヤ幅方向の重量バランスを高精度に均一化することができる。

本発明の一実施形態に係るタイヤ成型装置の平面図である。 図１に示すタイヤ成型装置の側面図である。 図１に示すタイヤ成型装置の正面図である。 図１に示すタイヤ成型装置の制御構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜図３に示すタイヤ成型装置１は、トレッドを構成するゴム材からなる帯状部材（トレッドゴム）２を成型ドラム１０に貼付する装置であって、帯状部材２が貼付されたトレイ１２と、回転可能に支持された成型ドラム１０と、トレイ１２を成型ドラム１０へ移動させる受け台１４と、成型ドラム１０の回転及び受け台１４の移動を制御する制御部１６とを備える。

トレイ１２は、アルミニウム等の金属からなる表面が平滑な細長い矩形状の板体であり、その上面に細長い矩形状の帯状部材２が貼付されている。

受け台１４は、帯状部材２が貼付されたトレイ１２を複数備えるトレイカセット等のタイヤ成型装置１外部から不図示のトランスファによって移載されるもので、トレイ１２全体を受け入れることができるように受け入れることができる細長い矩形状を成している。

成型ドラム１０は、水平に配置された回転軸１８に回転可能に支持されており、モータなどの駆動装置２０に接続されている。この成型ドラム１０の下方には、昇降装置２２に支持された受け台１４が配設されている。

昇降装置２２の上面には、リニアガイド２４が固定されており、受け台１４の下面に設けられたレール２６の一端部を摺動可能に支持している。レール２６は、水平方向であって回転軸１８に垂直な方向（前後方向）Ａに沿って延び、回転軸１８の軸方向（左右方向）Ｂに間隔をあけて複数本（例えば、２本）配置されており、レール２６の前後方向中央部が、リニアガイド２４より後方Ａ２に配置されたローラ２８によって摺動可能に支持されている。

図３に示すように、受け台１４の下面には、左右方向Ｂに間隔をあけて配置された２本のレール２６の間に前後方向Ａに沿ってラック３０が固定されている。このラック３０に噛み合うピニオン３２は、昇降装置２２に設けられた駆動軸２１に固定され、駆動装置２０からの動力を受けて回転する。

このような受け台１４は、駆動装置２０が動作すると駆動軸２１、ピニオン３２、及びラック３０を介して駆動装置２０の動力が伝達されることで、レール２６がリニアガイド２４を前後方向Ａに摺動する。これにより、受け台１４は、トレイ１２を載せた状態で、平面視において成型ドラム１０より後方Ａ２に離れた待機位置Ｐから前方Ａ１へ移動して成型ドラム１０の下方を通過したり、成型ドラム１０の下方から後方Ａ２へ移動して待機位置Ｐへ戻る。

また、ピニオン３２が固定された駆動軸２１は、クラッチ３４を介して伝達ベルト３６により成型ドラム１０の回転軸１８に連結されており、クラッチ３４が駆動軸２１と伝達ベルト３６とを接続すると、受け台１４の前後方向Ａの移動と同期して成型ドラム１０が回転し、クラッチ３４が駆動軸２１と伝達ベルト３６との接続を切断すると、成型ドラム１０に駆動装置２０から動力が伝達されず、成型ドラム１０が停止した状態で、受け台１４が前後方向Ａに移動する。

なお、図３において、３８は成型ドラム１０の支持装置である。また、図２において、４０はテンションプーリであり、昇降装置２２の昇降に伴って前後方向に移動し、伝達ベルト３６の張力を自動的に調節する。

図１に示すように、受け台１４の上面には、左右方向Ｂに延びる回転軸に回転可能に支持された複数個のガイドローラ４２が前後方向Ａに間隔をあけて左右２列に設けられ、本実施形態では、左右それぞれに前後方向Ａの前部、中央部、及び後部の３個ずつ設けられ合計６個のガイドローラ４２が設けられている。

複数個（６個）のガイドローラ４２の上には、帯状部材２を貼付したトレイ１２が載置され、トレイ１２の左側Ｂ１に位置する３つのガイドローラ（前部ガイドローラ４２ａ、中央部ガイドローラ４２ｂ、及び後部ガイドローラ４２ｃ）によって、トレイ１２の左側下面の前部、中央部、及び後部をそれぞれ支持し、トレイ１２の右側Ｂ２に位置する３つのガイドローラ（前部ガイドローラ４２ｄ、中央部ガイドローラ４２ｅ、及び後部ガイドローラ４２ｆ）によって、トレイ１２の右側下面の前部、中央部、及び後部をそれぞれ支持する。

複数個のガイドローラ４２のそれぞれの下方には、ガイドローラ４２の上に載置されたトレイ１２の重量を検出する重量センサ４４が設けられている。

具体的には、トレイ１２の左側Ｂ１に位置する前部ガイドローラ４２ａ、中央部ガイドローラ４２ｂ、及び後部ガイドローラ４２ｃの下方に設けられた重量センサ４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、トレイ１２の左側部の重量を検出する左重量検出部４６を構成する。つまり、左重量検出部４６は、トレイ１２が移動する前後方向Ａに間隔をあけて設けられ３つの重量センサ４４ａ、４４ｂ、４４ｃから構成され、受け台１４に移載されたトレイ１２の左側前部、左側中央部、及び左側後部の重量をそれぞれ検出する。

また、トレイ１２の右側Ｂ２に位置する前部ガイドローラ４２ｄ、中央部ガイドローラ４２ｅ、及び後部ガイドローラ４２ｆの下方に設けられた重量センサ４４ｄ、４４ｅ、４４ｆは、トレイ１２の右側部の重量を検出する右重量検出部４８を構成する。つまり、
右重量検出部４８は、トレイ１２が移動する前後方向Ａに間隔をあけて設けられ３つの重量センサ４４ｄ、４４ｅ、４４ｆから構成され、受け台１４に移載されたトレイ１２の右側前部、右側中央部、及び右側後部の重量をそれぞれ検出する。

受け台１４の後端部には、トレイ１２の後端を係止する後端ストッパ５０が固定され、受け台１４の前端には、エアシリンダの駆動で前後へ移動する前端押圧ローラ５２が設けられている。前端押圧ローラ５２は、後方へ移動した時にトレイ１２の前端に当接してトレイ１２を後方へ押して後端ストッパ５０に押し当てることで、前後方向Ａの位置決めを行う。

また、受け台１４の左右方向Ｂの一方側縁部（左側縁部）には、前後方向Ａに間隔をあけて複数個（本実施形態では２個）の側縁ストッパ５４が設けられ、他方側縁部（右側縁部）には、エアシリンダの駆動で左右へ移動する側縁押圧ローラ５６が側縁ストッパ５４に対向する位置に設けられている。

側縁ストッパ５４は、トレイ１２の左側縁を係止するローラ型のストッパであり、駆動装置５５からの動力を受けて左右方向Ｂに位置調整可能に設けられている。側縁押圧ローラ５６は、対向する側縁ストッパ５４へ向けて移動した時にトレイ１２の右側縁に当接してトレイ１２を左方へ押して側縁ストッパ５４に押し当てることで左右方向Ｂの位置決めを行う。

このような側縁ストッパ５４、駆動装置５５、及び側縁押圧ローラ５６は、駆動装置５５が側縁ストッパ５４の左右方向Ｂの位置を変更することで、トレイ１２を左右方向Ｂに位置調整する移動機構を構成する。

制御部１６は、図４に示すように、メモリに記憶された制御プログラムに従って、駆動装置２０、昇降装置２２、クラッチ３４、前端押圧ローラ５２、駆動装置５５、側縁押圧ローラ５６の動作を制御する。また、制御部１６は、左重量検出部４６を構成する重量センサ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、及び右重量検出部４８を構成する重量センサ４４ｄ、４４ｅ、４４ｆと接続されており、各重量センサ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆで検出された検出値が制御部１６に入力され、これらの検出値からトレイ１２に貼付された帯状部材２の左右方向Ｂの中心位置を算出する算出部としても機能する。

具体的には、制御部１６は、まず、受け台１４が成型ドラム１０から離れるように昇降装置２２を降下させるとともに受け台１４を待機位置Ｐに配置させ、更に、前端押圧ローラ５２及び側縁押圧ローラ５６を後退させる（図１参照）。

この状態でタイヤ成型装置１外部から不図示のトランスファによってトレイ１２が受け台１４に載置されると、前端押圧ローラ５２を後方へ向けて移動させてトレイ１２の後端を後端ストッパ５０に押し当てて前後方向Ａの位置決めを行う。

そして、左重量検出部４６を構成する３個の重量センサ４４ａ、４４ｂ、４４ｃが、受け台１４に移載されたトレイ１２の左側前部の重量Ｗａ、左側中央部の重量Ｗｂ、及び左側後部の重量Ｗｃをそれぞれ検出し、右重量検出部４８を構成する３個の重量センサ４４ｄ、４４ｅ、４４ｆが、受け台１４に移載されたトレイ１２の右側前部の重量Ｗｄ、右側中央部の重量Ｗｅ、及び右側後部の重量Ｗｆをそれぞれ検出する。検出された重量Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ、Ｗｄ、Ｗｅ、Ｗｆは、制御部１６に入力される。

制御部１６では、左重量検出部４６を構成する３個の重量センサ４４ａ、４４ｂ、４４ｃで検出された重量Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃを平均値Ｗｌ（＝（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ）／３）を算出し、右重量検出部４８を構成する３個の重量センサ４４ｄ、４４ｅ、４４ｆで検出された重量Ｗｄ、Ｗｅ、Ｗｆを平均値Ｗｌ（＝（Ｗｄ＋Ｗｅ＋Ｗｆ）／３）を算出する。

そして、制御部１６は、算出された左重量検出部４６の平均値Ｗｌ及び右重量検出部４８の平均値Ｗｒと、予め制御部１６のメモリに記憶された帯状部材２の左右方向Ｂの長さ（幅）寸法Ｙとから例えば下記式（１）に基づいてトレイ１２に貼付された帯状部材２の左右方向Ｂの位置ズレ量Ｓを算出する。

そして、制御部１６は、算出した位置ズレ量Ｓに基づいて駆動装置５５を制御して側縁ストッパ５４の左右方向Ｂの位置を調整した後、側縁押圧ローラ５６を側縁ストッパ５４へ向けて移動させてトレイ１２の右側縁に当接させる。これにより、トレイ１２に貼付された帯状部材２の左右方向Ｂの中心が、成型ドラム１０における帯状部材２の貼付位置の中心に一致するようにトレイ１２が左右方向Ｂに移動する。

そして、制御部１６は、前端押圧ローラ５２をトレイ１２から離れるように後退させて、トレイ１２が、側縁ストッパ５４と側縁押圧ローラ５６とで案内されて前端押圧ローラ５２と後端ストッパ５０との間を前後方向Ａに移動できる状態とする。

そして、制御部１６は、クラッチ３４が駆動軸２１と伝達ベルト３６との接続を切断した状態で駆動装置２０を動作させて、成型ドラム１０の回転を停止させつつ受け台１４を前方Ａ１に移動する。

そして、受け台１４に載置されたトレイ１２上の帯状部材２の先端が成型ドラム１０の直下に到達すると、制御部１６は、帯状部材２の先端が成型ドラム１０の下面に当接するように昇降装置２２を上昇させるとともに、クラッチ３４により駆動軸２１と伝達ベルト３６とを接続する。これにより、受け台１４に載置されたトレイ１２の前方Ａ１への移動と同期して成型ドラム１０が回転を開始し、トレイ１２に貼付された帯状部材２が成型ドラム１０に巻き付けられながら貼付される。このとき、後端ストッパ５０とトレイ１２との間に隙間が生じ、この隙間が帯状部材２の厚みに応じて次第に広がりながら帯状部材２の巻き付けが進行する。そして、成型ドラム１０が１回転すると帯状部材２の成型ドラム１０への貼り付けが終了する。

以上のような本実施形態のタイヤ成型装置１では、左重量検出部４６がトレイ１２の左側部の重量を検出し、右重量検出部４８がトレイ１２の右側部の重量を検出し、検出したトレイ１２の左右の重量から算出したトレイ１２に貼付された帯状部材２の左右方向Ｂの位置ズレ量Ｓに基づいてトレイ１２を左右方向Ｂに位置調整するため、タイヤ幅方向の重量バランスを高精度に均一化することができる。

しかも、本実施形態では、左重量検出部４６及び右重量検出部４８が、トレイ１２の移動方向（前後方向）Ａに間隔をあけて設けられた複数個の重量センサ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆで構成されているため、タイヤ幅方向の重量バランスを、より一層、高精度に均一化することができる。

１…タイヤ成型装置
２…帯状部材
１０…成型ドラム
１２…トレイ
１４…受け台
１６…制御部
１８…回転軸
２０…駆動装置
２１…駆動軸
２２…昇降装置
２４…リニアガイド
２６…レール
２８…ローラ
３０…ラック
３２…ピニオン
３４…クラッチ
３６…伝達ベルト
４２…ガイドローラ
４４…重量センサ
４６…左重量検出部
４８…右重量検出部
５０…後端ストッパ
５２…前端押圧ローラ
５４…側縁ストッパ
５５…駆動装置
５６…側縁押圧ローラ

Claims (6)

1. 上面に帯状部材が貼付されたトレイと、回転可能に支持された成型ドラムと、外部から移載された前記トレイを前記成型ドラムへ移動させる受け台と、前記成型ドラムの回転及び前記受け台の移動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記トレイに貼付された前記帯状部材の先端を前記成型ドラムの下面に当接させた状態で、前記成型ドラムの回転に同期して前記トレイを前進させて、前記成型ドラムに前記帯状部材を貼付するタイヤ成型機において、
   前記受け台に移載された前記トレイの左側部の重量を検出する左重量検出部と、前記トレイの右側部の重量を検出する右重量検出部と、前記左重量検出部及び前記右重量検出部の検出値から前記トレイに貼付された前記帯状部材の左右方向の位置ズレ量を算出する算出部と、前記算出部が算出した位置ズレ量に基づいて前記トレイを左右方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とするタイヤ成型機。
2. 前記左重量検出部及び前記右重量検出部は、前記トレイの移動方向に間隔をあけて設けられた複数の重量センサを備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成型機。
3. 前記左重量検出部及び前記右重量検出部は、３個の重量センサをそれぞれ備えることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ成型機。
4. トレイの上面に貼付された帯状部材の先端を成型ドラムの下面に当接させた状態で、前記成型ドラムの回転に同期して前記トレイを前進させて、前記成型ドラムに前記帯状部材を貼付するタイヤ成型方法において、
   前記トレイの左右両側部の重量を検出し、検出した前記トレイの左右両側部の重量から前記トレイに貼付された前記帯状部材の左右方向の位置ズレ量を算出し、算出した位置ズレ量に基づいて前記トレイを左右方向に移動させた後、前記成型ドラムの回転に同期して前記トレイを前進させて、前記成型ドラムに前記帯状部材を貼付することを特徴とするタイヤ成型方法。
5. 前記トレイの左右両側部において前記トレイの移動方向に間隔をあけて設けられた複数の重量センサによって前記トレイの左右両側部の重量を検出することを特徴とする請求項４に記載のタイヤ成型方法。
6. 前記トレイの左右両側部に設けられた３個の重量センサによって前記トレイの左右両側部の重量を検出することを特徴とする請求項５に記載のタイヤ成型方法。

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