JP2009000823A - タイヤ構成部材の製造装置及び同製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤ構成用コードの貼付に要する時間を短縮する。
【解決手段】剛性コア２１の外面の子午線方向にタイヤ構成用コードＣの貼付装置１を備えたタイヤ構成部材の製造装置であって、一定長に切断されたタイヤ構成用コードＣの両端部を保持する上下二段に配置されたコード保持手段１０Ａ、１０Ｂを有し、前記各コード保持手段により上下２本のコードを前記コア２１の外面の子午線に沿って貼り付けるよう、前記コード保持手段１０Ａ、１０Ｂを位置決めしつつコードの貼り付けを行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、タイヤ構成部材を製造する装置及び方法に関し、特に製品タイヤの内面形状に対応する外面形状を有する剛性コア又は成型ドラム等の支持体（ここでは便宜上総称して「タイヤ構成部材の支持体」という）上の後述する被貼付体の表面に、一定長に切断されたゴム被覆コードを貼付けるタイヤ構成部材の製造装置及び同製造方法に関する。

従来、剛性コア上の被貼付体の表面にゴム被覆コードを貼り付けるものとしては、一定長に切断されたタイヤ構成用コード（以下、単にコードという）の両端部をコード保持手段で保持して、コードに張力を付加した状態で、前記コード保持手段を前記コアの外面形状に対応させて前記コアの半径方向内側及び軸線方向内側へ移動させて、上記コードを前記コアの外面の子午線方向に当接するようにして、コードを一本ずつ貼り付けるタイヤ構成部材の製造装置及び製造方法が知られている（特許文献１参照）。

この従来のタイヤ構成部材の製造装置及び同製造方法では、上記構成から明らかなように、コードに不均一な応力や歪みが加わることを回避できる利点はあるものの、細いコードをタイヤ周方向面に一本ずつ貼り付けていくため、例えばプライコードの場合、１本を１秒で植え込んでもタイヤ１本でコード１２００本あれば、コードの植込みに１２００秒、即ち２０分間かかるため、ゴム部材のリボン積層等の他の工程に比べて作業効率が悪く作業時間が大幅であるという問題がある。

これを解決する一つの方策として、例えば、貼り付け装置を複数台設けることが考えられるが、コードは、タイヤ構成部材の支持体にインナーライナーなどのタイヤ内面側部材が配置された仕掛かりのタイヤ構成部材（「被貼付体」という）の中心軸に向かって放射状に配置する必要があるため、被貼付体を囲むような配置になり、配置できる数が限定される。そのため、複数の貼り付け装置を配置してもコード貼り付け工程の作業時間を大幅に短縮することはできない。
特開２００６−１４２６６９号公報

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記コードの貼り付け工程に要する時間を従来に比して大幅に短縮することである。

請求項１の発明はタイヤ構成部材の製造装置であって、タイヤ構成部材の支持体の外面の子午線方向に沿って被貼付体にコードを貼付ける装置を備えたタイヤ構成部材の製造装置であって、一定長に切断されたコードの両端部を保持する上下に配置された複数の対を成すコード保持手段と、前記各コード保持手段により保持された各々のコードを前記タイヤ構成部材の支持体の外面の子午線方向に沿って被貼付体上に配置するように、前記各コード保持手段を前記タイヤ構成部材の支持体の半径方向内側及び軸線方向内側へ移動させる移動手段を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載されたタイヤ構成部材の製造装置において、前記コード保持手段は、前記移動手段により前記タイヤ構成部材の支持体に接近又は離隔する方向、及び互いに接近又は離隔する方向に移動自在に構成されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載されたタイヤ構成部材の製造装置において、前記複数の対を成すコード保持手段は、前記移動手段の移動平面と垂直な面内において角度変更自在に構成されている一つ又は複数の対を成すコード保持手段と、角度変更不可に構成された一つの対を成す保持手段とを組み合わせて備えたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１又は２に記載されたタイヤ構成部材の製造装置において、前記コード保持手段は、前記移動手段の移動平面と垂直な面内において角度変更自在に構成されていることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項３又は４に記載されたタイヤ構成部材の製造装置において、前記コード保持部材の前記タイヤ構成部材の支持体の半径方向内側及び軸線方向内側への移動に連動して、前記コード保持手段の角度変更を行う回動駆動装置を有することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の製造装置において、前記コードの両端部を前記タイヤ構成部材の支持体に押付ける手段を備えたことを特徴とする。
請求項７の発明はタイヤ構成部材の製造方法であって、一定長に切断され上下に間隔を隔てて配置された複数のコードの両端部を保持する工程と、前記複数のコードを、それぞれタイヤ構成部材を成型するタイヤ構成部材の支持体の外面のトレッド成型部からビード成型部の方向へ子午線に沿って被貼付体上に配置していく工程と、を有することを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項７に記載されたタイヤ構成部材の製造方法において、前記複数のコードをそれぞれ前記子午線に沿って同時に配置していく工程は、前記複数のコードを水平移動する工程と、水平移動するコードが前記被貼付体に当接した後、その移動方向を被貼付体の中心軸に向かう方向に変更する工程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、従来細いコードをタイヤ構成部材の支持体上の被貼付体の周方向に一本ずつ貼り付けていたのを、複数本同時に貼り付けることができるから、その貼付に要する時間を大幅に短縮することができる。
また、コード保持手段を角度変更自在にしたため、従来のコード保持手段が角度変更不可であるものに比べて、装置全体の構成が大型化するのを抑制しつつタイヤ構成部材の支持体の周りにより多くのコード貼付装置を配置することができ、この点からもコードの貼付に要する時間を大幅に短縮することができる。

本発明の実施形態であるタイヤ構成部材の製造装置について図面を参照して説明する。本タイヤ構成部材の製造装置は、タイヤ構成用コード貼付装置とタイヤ構成部材の支持体である剛性コアから成る。
図１は上記タイヤ構成用コード貼付装置（以下、コード貼付装置という）の平面図である。なお、この平面図からは明らかではないが、後述するように、本実施形態に係るマニピュレータはそれぞれ上下２段に配置されているが、上下のマニピュレータに共通する構成及び機能を説明するため、図１に関してはそれらをとくに区別しないで説明する。
したがって、ここでは符号は上下のマニピュレータに共通するものとして示す。

本コード貼付装置１は、基本的には上記特許文献１に記載されたものと同じ構造である。即ち、フレーム２と、フレーム２の一端に設けられたモータ３と、フレーム２に取り付けられた一対のマニピュレータ４Ａ、４Ｂと、フレーム２に対してマニピュレータ４Ａ、４Ｂの反対側に配置され、フレーム２をその長手方向と直交する方向に進退可能にする可動機構５とから構成されている。

本発明の移動手段の一部を構成する可動機構５は、支持体５１と、ガイド部材５２と、一端が支持体５１に固定され他端から進退するピストンロッド５３の先端がフレーム２の側面に固定されたエアシリンダ５４とから構成されており、ピストンロッド５３を左右に移動させることで、フレーム２をガイド部材５２に沿ってその長手方向と直交する方向に進退させることができる。なお、上記ピストン機構に代えて、他の駆動機構、例えばモータとボールネジ伝動機構や歯車伝動機構などを用いて可動機構を構成することもできる。

フレーム２内の長手方向には中央部を挟んで、互いに逆回りに旋回するネジ溝が形成された左ネジ３１Ａと右ネジ３１Ｂとを有するネジ杆３１が、モータ３により正逆回転可能に配置されており、それぞれには内部にボールナットを有するスライダ３２Ａ、３２Ｂが取り付けられている。一対のマニピュレータ４Ａ、４Ｂは、基端の固定部４１Ａ，４１Ｂがそれぞれスライダ３２Ａ、３２Ｂに固定されており、モータ３により上記ネジ杆３１を正逆回転させることで、フレーム２の長手方向に互いに接近及び離隔させることができる。

上記マニピュレータ４Ａ、４Ｂは向きが反対で同じ構成を有しており、それぞれ、スライダ３１Ａ、３１Ｂに固定された一対の第１アーム６Ａ、６Ｂと、エアシリンダ７Ａ、７Ｂと、板状の第２アーム８Ａ、８Ｂと、コードの保持部材を構成するハンド９Ａ、９Ｂと、ハンド９Ａ、Ｂの自由端に設けたフィンガーチャック１０Ａ、１０Ｂと、エアシリンダ等のピストンロッドにより進退する押付け部材１１Ａ、１１Ｂとから成っている。

上記第１アーム６Ａ、６Ｂは一端がそれぞれスライダ３２Ａ、３２Ｂと一体の固定部４１Ａ、４１Ｂに取り付けられ、他端には板状の第２アーム８Ａ、８Ｂが回転軸１４Ａ、１４Ｂを介して回転自在に取り付けられている。エアシリンダ７Ａ、７Ｂは一端がそれぞれ上記固定部４１Ａ、４１Ｂに取り付けられ、そのピストンロッド１２Ａ、１２Ｂの先端には上記第２アーム８Ａ、８Ｂが回転軸１３Ａ、１３Ｂを介して回転自在に取り付けられている。上記ハンド９Ａ、９Ｂの一端は回転軸１５Ａ、１５Ｂを介して第２アーム８Ａ、８Ｂに回転自在に取り付けられ、ハンド９Ａ、９Ｂの他端側つまり自由端側にはコードを掴むフィンガーチャック１０Ａ、１０Ｂ及びコードを貼り付けるための押付け部材１１Ａ、１１Ｂが取り付けられている。

上記構成の第１アーム６Ａ、６Ｂ、エアシリンダ７Ａ、７Ｂ、及び第２アーム８Ａ、８Ｂは一対のリンク機構を構成しており、エアシリンダ７Ａ、７Ｂのピストンロッド１２Ａ、１２Ｂを伸縮することにより、第２アーム８Ａ、８Ｂはそれぞれ回転軸１４Ａ、１４Ｂを中心に時計方向又は反時計方向に回転する。したがって、ピストンロッド１２Ａ、１２Ｂを同時に伸縮することにより、回転軸１５Ａ、１５Ｂ間の間隔、したがって第２アーム８Ａ、８Ｂの先端の間隔を接近又は離隔させて、把持したコードに付加する張力を調整することができる。

上記ハンド９Ａ、９Ｂは、それぞれフィンガーチャック１０Ａ、１０Ｂの開閉、押付け部材１１Ａ、１１Ｂの進退を行うためのエアシリンダ（図示せず）を内蔵している。また、図示されていないが、モータ３、可動機構５、エアシリンダ７Ａ、７Ｂ、ハンド９Ａ、９Ｂ内のエアシリンダ等を予め設定したタイミングで関連動作させる制御手段であるコントローラが別途設けられている。

図２は、図１に示すコード貼付装置のマニピュレータの側面図である。
既に述べたように、本コード貼付装置１では、一対のマニピュレータ４Ａ、４Ｂが上下に２段に設けられている。ここで、コードは、被貼付体の中心軸に向かって放射状に配置する必要があるため、上下二段のマニピュレータの各ハンド９Ａ１、９Ａ２は、貼付作業中常に上記中心軸に向かって、つまりコードが剛性コアの中央（赤道）部分から両側面にその子午線に沿って被貼付体に貼り付けられていくように構成されていなければならない。

本実施形態では、図示上段のマニピュレータ４Ａ１、４Ｂ１は従来のものと同様そのハンド９Ａ１、９Ｂ１は固定であるが、下段のマニピュレータ４Ａ２、４Ｂ２のハンド９Ａ２、９Ｂ２は２分割されており、その先端側は後端側に対して、回転駆動機構４０を介して回転軸４２により図２中で上下に回動自在に構成されている。
従って、この実施形態に係るコード貼り付け装置１でコードの貼付を行うときは、上段のマニピュレータ９Ａ１、９Ｂ１を被貼付体の中心軸を含む面内に配置し、フレーム２を可動装置５によりその面内で剛性コア２１（図３）の方向に移動して、上段のコードが剛性コア２１の中央部分（赤道部分）で被貼付体に接触した後も、そのままその面内でコードの貼付を行う。他方、下段のマニピュレータ９Ａ２、９Ｂ２は、そのフィンガーチャック１０Ａ２、１０Ｂ２で掴んだコードが被貼付体の中央部分（赤道部分）に当接すると、ハンド９Ａ２、９Ｂ２は、その後のマニピュレータ９Ａ２、９Ｂ２の移動に同期して、上記回転駆動機構４０により常に被貼付体の中心軸の方向を向くように上記コントローラにより角度制御される。つまり、ハンド９Ａ２、９Ｂ２したがってコードは、コードが剛性コア２１上の被貼付体に当接すると同時にそれまで進んできた方向から、被貼付体の中心軸の方向に角度変更を開始する。

次に、上記構成を備えたコード貼付装置１の動作について説明する。図３はコード貼付装置１が剛性コア２１にコードＣを貼付ける動作を示す図であり、この場合も、図１におけると同様に、上下のマニピュレータに共通する構成及び機能を説明するため、それらをとくに区別しないで説明する。また、図４はそのコード貼り付け動作の手順を示すフローチャートである。

図３には、剛性コア２１の断面と、コード貼付装置１のフレーム２から図示右の部分と、ハンド９Ａ、９Ｂのフィンガーチャック１０Ａ，１０Ｂに掴まれたコードＣとが示されている。ここで、コードＣは１本のスチールコードをゴムで被覆したものであり、図示しない装置により予め剛性コア２１のサイズに対応する一定長に切断されている。また、コード貼付装置１のフレーム２の長手方向の中心を通る直線Ｐ（図１）とコア２１の赤道Ｅとが一致するように配置されている。

ここで、コード貼付装置１のコード貼り付け動作を、図３と共に図４に示すフロー図を参照して説明する。
まず、上記上下２段かつ一つのフィンガーチャック（１０Ａ１、１０Ａ２）、（１０Ｂ１、１０Ｂ２）で上下２本のコードＣを受け取るために、可動機構５の位置を設定してコード貼付け装置１を所定の位置、つまり、上段のマニピュレータ４Ａ１、４Ｂ１の長手方向延長線が被貼付体の中心軸に交差する位置に配置する（ステップＳ１０１）、次に、モータ３を動作させてマニピュレータ（４Ａ１、４Ａ２）、（Ｂ１、４Ｂ２）の間隔をコードＣの長さに相当する間隔に設定する（ステップＳ１０２）。次いで、図示されていない上下のフィンガーチャック（１０Ａ１，１０Ａ２）、（１０Ｂ１、１０Ｂ２）に対応するコードＣの供給装置から、一定長に切断されたコードＣ（上下２本）を受け取り、フィンガーチャック（１０Ａ１、１０Ａ２）、（１０Ｂ１、１０Ｂ２）で掴んで保持する（ステップＳ１０３）。次に、エアシリンダ（７Ａ１，７Ｂ１）、（７Ｂ１、７Ｂ２）に供給するエアの圧力を調節して、上下２段のコードＣに所定の張力を付加する（ステップＳ１０４）。

次いで、上下２段のコードＣに張力を付加したまま、可動装置５によりフレーム２がコア２１に接近するように移動させる。ここで、上下のコードＣが被貼付体の周面（中央部）に当接すると、モータ３によりマニピュレータ（４Ａ１、４Ａ２）、（４Ｂ１、４Ｂ２）の間隔を徐々に狭めつつ移動を続け、その移動に同期して下段のマニピュレータ４Ａ２、４Ｂ２のハンド９Ａ２、９Ｂ２を、回転駆動機構４０によって回動させて、上段のコードＣと同様に下段のコードも被貼付体上で常に剛性コア２１の赤道（中央）Ｅから子午線に沿って配置されるようにする（ステップＳ１０５）

これにより、ハンド（８Ａ１、８Ａ２）、（８Ｂ１、８Ｂ２）並びに各コードＣの軌跡は、上下共にそれぞれ図３のＤ１〜Ｄ７及びＦ１〜Ｆ７並びにＣ１〜Ｃ８のように変化する。このとき、各コードＣはその表面を覆っている生ゴムの粘着性により、被貼付体上で剛性コア２１のトレッド成型部２２、サイドウォール成型部２３、ビード成型部２４の順で接着・保持される。
コードＣが図３のＤ７及びＥ７の位置に到達すると、上下のフィンガーチャック（１０Ａ１、１０Ｂ１）、（１０Ａ２、１０Ｂ２）を開いてコードＣを解放し、それと同時に上下の押付け部材（１１Ａ１、１１Ｂ１）、（１１Ａ２、１１Ｂ２）をそれぞれ前進させて、コードＣの両端部を剛性コア２１のビード部２４に向かって押付ける（ステップＳ１０６）。

以上の工程により同時に２本のコードＣの貼付け作業が完了する。２本の貼付け作業が完了したら、コード貼付け装置１及び回転させたハンド９Ａ２、９Ｂ２を逆回転させて初期位置に戻し、剛性コア２１をコードＣの貼付けピッチに相当する角度だけ回転させ、ステップＳ１０１から貼り付け動作を繰り返す。

以上説明したように、本実施形態に係るコード貼付装置１は、それぞれ上下一対のフィンガーチャック（１０Ａ１、１０Ｂ１）、（１０Ａ２、１０Ｂ２）でコードＣを保持し、それぞれのコードＣに同様に張力を付加した状態で、剛性コア２１の赤道の両側で被貼付体の外周面に２本のコードＣを同時に貼付けるので、従来の貼付装置に比して１台当たり２倍の効率で貼付作業を行うことができる。因みに、前掲のプライコードの例では、１２００÷２＝６００秒＝１０分間の成型時間に短縮できる。

なお、以上の説明では、一対のハンド９Ａ、９Ｂを回転駆動する回転駆動装置４０は下段のマニピュレータのみに設けているが、これを上段にも設けることで、マニピュレータ４Ａ、４Ｂ、従って上記一対のハンド９Ａ、９Ｂの配置位置をとくに剛性コア２１の被貼付体の中心軸を意識する必要はなく、剛性コア２１の周りの任意の位置に配置することができる。従って、一定長に切断されたコードＣの両端を保持する上下２段のハンド（９Ａ１、９Ｂ１）、（９Ａ２、９Ｂ２）を、地面に対して平行移動させて把持コードＣを被貼付体に当接させるようにして、当接後に、各ハンド（９Ａ１、９Ｂ１）、（９Ａ２、９Ｂ２）を被貼付体の軸方向中心に向かう動きに変えるようにすれば、より多くの貼付装置をコンパクトに配置して同時に稼働させることができる。
また、本実施形態のマニピュレータ９Ａ、９Ｂは上下２段に構成されているが、これを上下３段以上に構成することもでき、その場合は１台当たりのコード貼り付け効率は更に向上する。
更に、以上の説明では剛性コアを用いるものとして説明したが成型ドラムやその他の支持体であってもよいことは勿論である。
また、上記実施形態では、上下複数段の構成は１つのコード貼付装置により構成したが、複数台のコード貼付装置により構成してもよい。

本発明のタイヤ構成部材の製造装置の実施形態であるコード貼付装置の平面図である。 図１に示すコード貼付装置のマニピュレータの側面図である。 本発明の実施形態に係るコード貼付装置の動作を示す図である。 本発明の実施形態に係るコード貼付装置のコード貼付手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・コード貼付装置、３・・・モータ、４・・・マニピュレータ、５・・・可動機構、７Ａ（７Ａ１、７Ａ２），７Ｂ（７Ｂ１、７Ｂ２）・・・エアシリンダ、１０Ａ（１０Ａ１、１０Ａ２）１０Ｂ（１０Ｂ１、１０Ｂ２）・・・フィンガーチャック、１１Ａ（１１Ａ１、１１Ａ２），１１Ｂ（１１Ｂ１、１１Ｂ２）・・・押付け部材、２１・・・剛性コア、４０・・・回転駆動機構。

Claims (8)

1. タイヤ構成部材の支持体の外面の子午線方向に沿って被貼付体にコードを貼付ける装置を備えたタイヤ構成部材の製造装置であって、
   一定長に切断されたコードの両端部を保持する上下に配置された複数の対を成すコード保持手段と、前記各コード保持手段により保持された各々のコードを前記タイヤ構成部材の支持体の外面の子午線方向に沿って被貼付体上に配置するように、前記各コード保持手段を前記タイヤ構成部材の支持体の半径方向内側及び軸線方向内側へ移動させる移動手段を備えたことを特徴とするタイヤ構成部材の製造装置。
2. 請求項１に記載されたタイヤ構成部材の製造装置において、
   前記コード保持手段は、前記移動手段により前記タイヤ構成部材の支持体に接近又は離隔する方向、及び互いに接近又は離隔する方向に移動自在に構成されていることを特徴とするタイヤ構成部材の製造装置。
3. 請求項１又は２に記載されたタイヤ構成部材の製造装置において、
   前記複数の対を成すコード保持手段は、前記移動手段の移動平面と垂直な面内において角度変更自在に構成されている一つ又は複数の対を成すコード保持手段と、角度変更不可に構成された一つの対を成す保持手段とを組み合わせて備えたことを特徴とするタイヤ構成部材の製造装置。
4. 請求項１又は２に記載されたタイヤ構成部材の製造装置において、
   前記コード保持手段は、前記移動手段の移動平面と垂直な面内において角度変更自在に構成されていることを特徴とするタイヤ構成部材の製造装置。
5. 請求項３又は４に記載されたタイヤ構成部材の製造装置において、
   前記コード保持部材の前記タイヤ構成部材の支持体の半径方向内側及び軸線方向内側への移動に連動して、前記コード保持手段の角度変更を行う回動駆動装置を有することを特徴とするタイヤ構成部材の製造装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の製造装置において、前記コードの両端部を前記タイヤ構成部材の支持体に押付ける手段を備えたことを特徴とするタイヤ構成部材の製造装置。
7. 一定長に切断され上下に間隔を隔てて配置された複数のコードの両端部を保持する工程と、前記複数のコードを、それぞれタイヤ構成部材を成型するタイヤ構成部材の支持体の外面のトレッド成型部からビード成型部の方向へ子午線に沿って被貼付体上に配置していく工程と、を有することを特徴とするタイヤ構成部材の製造方法。
8. 請求項７に記載されたタイヤ構成部材の製造方法において、
   前記複数のコードをそれぞれ前記子午線に沿って同時に配置していく工程は、前記複数のコードを水平移動する工程と、水平移動するコードが前記被貼付体に当接した後、その移動方向を被貼付体の中心軸に向かう方向に変更する工程を含むことを特徴とするタイヤ構成部材の製造方法。

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