(57)【要約】【課題】円環状トレッドを拡径するときにトレッドを周方向に均一に拡径させ、さらに、台タイヤにトレッドを組み付けるときに台タイヤに対してトレッドが幅方向にずれて組み付けられることなく、良質なタイヤを効率良く製造できるタイヤ製造装置及びタイヤ製造方法を提供する。【解決手段】台タイヤの外周面に円環状トレッドを組み付けるタイヤ製造装置であって、台タイヤを固定するドラムと、円環状トレッドの外周面を保持する保持面を有する複数の保持手段と、保持手段を台タイヤの中心軸に沿って移動する移動手段と、円環状トレッドの一方の開口を封止する封止手段と、円環状トレッドと前記封止手段とに囲まれる空間に空気を供給する空気供給手段とを備えるようにした。【選択図】図１
2011255617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台タイヤの外周面に円環状トレッドを組み付けるタイヤ製造装置であって、
前記台タイヤを固定するドラムと、
前記円環状トレッドの外周面を保持する保持面を有する保持手段と、
前記保持手段を前記台タイヤの中心軸に沿って移動する移動手段と、
前記円環状トレッドの一方の開口を封止する封止手段と、
前記円環状トレッドと前記封止手段とに囲まれる空間に空気を供給する空気供給手段とを備えることを特徴とするタイヤ製造装置。
【請求項２】
前記封止手段は、前記円環状トレッドの外周面に当接する円環状のシール部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ製造装置。
【請求項３】
前記保持面は、前記円環状トレッドの周方向溝に対応する突部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ製造装置。
【請求項４】
台タイヤの外周面に円環状トレッドを組み付けるタイヤ製造方法であって、
前記円環状トレッドの外周面を複数の保持手段に配置し、
前記円環状トレッドの一方の開口を封止手段により封止し、
前記円環状トレッドの他方の開口縁を前記台タイヤに当接し、
前記台タイヤと前記円環状トレッドと封止手段とにより囲まれる空間に空気を供給し、
前記空間に空気を供給した状態で前記円環状トレッドを前記台タイヤの外周面の所定の位置に配置することを特徴とするタイヤ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ製造装置及びタイヤ製造方法に関し、特にあらかじめ円環状に形成されたトレッドを台タイヤに組み付けるタイヤ製造装置及びタイヤ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤの製造方法には、タイヤの基台となる台タイヤと、タイヤの踏面となる円環状のトレッドとを個別に製造し、トレッドと台タイヤとをタイヤ製造装置により組み付けてタイヤを製造する方法が知られている。
例えば、タイヤ製造装置は、台タイヤを保持する台タイヤ保持装置と、トレッドを拡縮自在に保持するトレッド保持装置と、トレッド保持装置を台タイヤ保持装置方向に移動させる移動手段と、台タイヤにトレッドを組み付けるときにトレッドを台タイヤ外周面に押圧する押圧手段とにより構成される。
上記タイヤ製造装置において、台タイヤは、台タイヤ内に空気を充填した状態で台タイヤ保持装置の有するドラムに回転可能に固定される。また、トレッドは、延長方向に複数のローラを有する棒状体を環状に複数配置され、棒状体を同期させて放射状に移動させる拡縮機構を有するトレッド保持装置の各棒状体にトレッドの内周側を掛け渡すことにより保持される。そして、トレッドを保持する各棒状体を径方向外側に移動させることにより、トレッドを台タイヤの外径よりも大きくなるように拡径させ、台タイヤの外周面に対してトレッドの内周面が所定の位置に位置するようにトレッド保持装置とともにトレッドを移動手段により移動させる。そして、トレッドが台タイヤに対して所定の位置に配置されたときに、各棒状体が台タイヤの外周面に当接するように径方向内側に移動され、トレッド保持装置の備える押圧手段によりトレッドの外周面を押圧して、トレッドを台タイヤに押圧しつつ複数の棒状体をトレッドと台タイヤの間から抜き取ることによりトレッドと台タイヤとを一体に組み付けるようにしている。
【０００３】
しかしながら、上記構成の製造装置は、トレッドを複数の棒状体により保持して拡径するため、棒状体により保持される部分の伸張と、棒状体に保持されない部分の伸張とに差が生じてしまうため、トレッドが周方向に均一に拡径されない虞がある。
また、トレッドを台タイヤに組み付けるときには、押圧手段でトレッドを台タイヤに押圧しつつ棒状体を引抜くようにしているため、押圧手段で押さえられている部分以外ではトレッドがタイヤ幅方向にずれて組み付けられてしまう虞があり、良質なタイヤを効率良く生産することの生産性の向上の妨げとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５３−１０２９８１号公報
【特許文献２】ＵＳ  ４０３６６７７
【特許文献３】ＵＳ  ６５２１０７１  Ｂ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、円環状トレッドを拡径するときにトレッドを周方向に均一に拡径させ、さらに、台タイヤにトレッドを組み付けるときに台タイヤに対してトレッドが幅方向にずれて組み付けられることなく、良質なタイヤを効率良く製造できるタイヤ製造装置及びタイヤ製造方法を提供する。
【０００６】
本発明に係る第１の構成として、台タイヤの外周面に円環状トレッドを組み付けるタイヤ製造装置であって、台タイヤを固定するドラムと、円環状トレッドの外周面を保持する保持面を有する保持手段と、保持手段を台タイヤの中心軸に沿って移動する移動手段と、円環状トレッドの一方の開口を封止する封止装置と、円環状トレッドと封止装置とに囲まれる空間に空気を供給する空気供給手段とを備える構成とした。
本構成によれば、空気供給手段の供給する空気によって、円環状トレッドと封止装置とに囲まれる空間の圧力を高めることにより、円環状トレッドの内周面を空気が押圧することで円環状トレッドを周方向に均一に拡径させることができる。よって、円環状トレッドと封止装置とに囲まれる空間の圧力を高めた状態を維持したまま、円環状トレッドの幅方向の中心と台タイヤの幅方向の中心とが一致するように円環状トレッドを台タイヤの外周面に対して配置し、上記空間の圧力を減少させることで円環状トレッドを台タイヤに対して位置ずれすることなく組み付けることができる。
本発明に係る第２の構成として、封止装置は、円環状トレッドの外周面に当接する円環状のシール部材を備える構成とした。
本構成によれば、空気供給手段が空気を供給したときに、円環状トレッドの端部が内径方向から外径方向に拡径され、円環状トレッドの外周面がシール部材に押し付けられることにより、好適にシールすることができる。
本発明に係る第３の構成として、保持面は、円環状トレッドの周方向溝に対応する突部を備える構成とした。
本構成によれば、保持面の突部が円環状トレッドの周方向溝に嵌り込むため、複数の保持手段に対して円環状トレッドをセットするときに、複数の保持手段に対して常に位置決めされた状態で保持させることができる。さらに、空気供給手段によって空気が供給されたときに、円環状トレッドが台タイヤの幅方向にずれることを防止でき、円環状トレッドを台タイヤに対して精度良く組み付けることができる。
本発明に係る第４の形態として、台タイヤの外周面に円環状トレッドを組み付けるタイヤ製造方法であって、円環状トレッドの外周面を複数の保持手段に配置し、円環状トレッドの一方の開口を環状の封止手段により封止し、台タイヤに円環状トレッドの他方の開口縁を当接し、台タイヤと円環状トレッドと封止手段とにより囲まれる空間に空気を供給し、空間に空気を供給した状態で円環状トレッドを台タイヤの外周面の所定の位置に配置するようにした。
本形態によれば、保持手段によって保持された円環状トレッドの一方の開口を封止装置により封止し、封止状態を維持したまま円環状トレッドを移動させ、円環状トレッドの他方の開口縁を台タイヤの側面に当接させることにより、ドラムの表面と台タイヤの側面と円環状トレッドの内周面と封止装置とにより密閉空間が形成され、当該密閉空間に空気供給手段により空気が供給されることで、密閉空間内の圧力を高めて円環状トレッドの一方の開口を封止装置に密着させ、他方の開口縁を台タイヤに沿って径方向内側から外側に移動させることで開口縁を拡径させることができる。
さらに、開口縁と台タイヤの表面との間には空気が流出することにより、台タイヤの表面と円環状トレッドとの間には、流出する空気によって空気層が形成され、円環トレッドが台タイヤの表面に沿って移動するときの潤滑剤の役割を果たすので、台タイヤの表面と円環状トレッドの内周面とが接触することなく、円環トレッドを台タイヤに対して所定の位置までスムースに移動させることができる。また、空気の供給を停止して円環トレッドと台タイヤとの間の空気層を無くすことにより、台タイヤの外周面に円環状トレッドを配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係るタイヤ製造装置の平面図及び側面図。
【図２】本発明に係るトレッド保持装置の正面図。
【図３】本発明に係る保持手段の正面及び側面の部分拡大図、及び湾曲板の保持面の正面図。
【図４】本発明に係る封止装置の正面図及び側面図。
【図５】本発明に係る制御装置と各装置との接続を示すブロック図。
【図６】本発明に係るタイヤ製造装置の動作及びシール部材とトレッドとの当接部分の拡大図。
【図７】本発明に係るタイヤ製造装置の動作及びシール部材とトレッドと台タイヤとの当接部分の拡大図。
【図８】本発明に係るタイヤ製造装置の動作を示す図。
【図９】本発明に係るタイヤ製造装置の動作を示す図。
【図１０】本発明に係るタイヤ製造装置の動作を示す図。
【図１１】本発明に係るタイヤ製造装置の動作を示す図。
【０００８】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係るタイヤ製造装置１について説明する。
図１（ａ）は、タイヤ製造装置１の平面図を示し、図１（ｂ）はタイヤ製造装置１の側面図を示す。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、タイヤ製造装置１は概略、台タイヤ１０を固定する台タイヤ保持装置２と、円環状トレッド（以下、単にトレッドという）１１を拡縮自在に保持するトレッド保持手段としてのトレッド保持装置３と、トレッド保持装置３を台タイヤ保持装置２に対して近接又は離間させる移動手段としての第１移動機構４と、トレッド保持装置３によって保持されるトレッド１１のドラム側とは逆側の開口を封止する封止手段としての封止装置５と、封止装置５をトレッド１１の開口に対して近接又は離間させる第２移動機構６と、台タイヤ１０にトレッド１１を組み付けるために上記装置を制御する制御装置７とを備える。
これら各装置は、搭載面が水平に形成された基台８上に搭載される。以下、各装置について順を追って説明する。
【００１０】
台タイヤ保持装置２は、装置本体２１と、装置本体２１を水平方向に貫通するドラムシャフト２２と、ドラムシャフト２２の一端に取り付けられるドラム２３と、ドラムシャフト２２を回転させるドラムモータ２４と、コンプレッサ２５とを備える。
装置本体２１は、基台８の一側に立設され、その内部をドラムシャフト２２が長手方向Ｅに貫通する。ドラムシャフト２２は、装置本体２１に固定される図外の軸受けにより回転可能に支持される。ドラムシャフト２２の一端にはドラム２３が取り付けられ、他端には回転伝達機構としてのプーリ２９が取り付けられる。
【００１１】
ドラム２３は、円筒状のホイールを放射状に分割した扇形状の複数のドラムピースにより構成され、各ドラムピースを径方向に移動させ、ドラム２３の外径を拡縮させる図外の拡縮機構と、ドラム２３の表面を包囲するシール体３４とを備える。
ドラム２３の拡縮機構としては、ドラムピース毎にエアシリンダを取り付け、エアシリンダの空気を給排気することで各ドラムピースを径方向に移動させる機構が挙げられる。具体的には、エアシリンダとコンプレッサ２５とを配管で接続し、配管の途中に後述の制御装置７と電気的に接続される制御バルブ２５Ａを設け、制御装置７から出力される給気信号又は排気信号により制御バルブ２５Ａを開閉してエアシリンダ内の圧力を変化することでエアシリンダのピストンを伸縮させてドラム２３を拡縮させる。
【００１２】
シール体３４は、ゴム等の素材を有底円筒状に成型し、シール体３４の円筒部によりドラム２３の外周面２３ａの全領域を包囲し、底部によりトレッド保持装置３側のドラム２３の端面２３ｂを包囲する。
つまり、ドラム２３の外周面２３ａと端面２３ｂとは、シール体３４により封止される。
シール体３４は、円筒部に厚さ方向に貫通するバルブ３５を備え、ドラム側に突出するバルブ３５の一端とコンプレッサ２５とが給排バルブ２５Ｂを介して配管により接続される。
ドラム２３を構成するドラムピースがシール体３４によって覆われることにより、ドラム２３を拡径させたときに各ドラムピースが径方向外側に移動することで隣接するドラムピース間に生じる間隙をシール体３４の円筒部が周方向に伸張して覆いつつ、シール体３４と内径部１０ａのビード部とを密着させる。つまり、台タイヤ１０の内部空間がシール体３４の円筒部で塞がれることにより密閉空間を形成する。そして、バルブ３５を介して台タイヤ１０内に空気を供給することで、台タイヤ１０は、内圧を保持した状態でドラム２３に対して回転不能に保持される。
また、ドラム２３には、保持する台タイヤ１０の幅方向中心とドラム２３の幅方向中心とを一致させる図外の自動整列機構が備えられ、サイズの異なる台タイヤ１０をドラム２３に固定しても、ドラム２３の幅方向中心と台タイヤの幅方向中心とが常に一致する機能を有する。
【００１３】
ドラムモータ２４は、装置本体２１の上部に固定される。ドラムモータ２４は、モータ内部に図外の減速機構を内蔵するギアードモータにより構成され、モータの回転力が減速されて回転出力軸２４ａに出力される。回転出力軸２４ａには、プーリ３６が取り付けられる。プーリ３６とプーリ２９とにベルト３８を掛け渡すことで、ドラムモータ２４の回転がベルト３８を介してドラムシャフト２２に伝達され、ドラム２３が回転する。ドラムモータ２４は、制御装置７に接続され、制御装置７の出力する回転信号に基づき回転する。
【００１４】
図２は、トレッド保持装置３の正面図を示す。
図３（ａ），（ｂ）は、円環フレーム４５に取り付けられた保持手段４７の正面及び側面の部分拡大図を示す。図３（ｃ）は、湾曲板６１の保持面６１ａの正面図を示す。
以下、図２及び図３を用いてトレッド保持装置３について説明する。
トレッド保持装置３は、第１移動機構４上に設けられ、概略、円環フレーム４５と、複数の保持手段４７とにより構成される。
第１移動機構４は、ドラムシャフト２２の中心軸Ａと平行となるように基台８上のドラム２３の対面側に敷設される一対のリニアレール８Ａ，８Ａに沿って移動するスライダ４Ａ，４Ａと、スライダ４Ａ，４Ａに内臓され、スライダ４Ａ，４Ａを移動可能に駆動するサーボモータ４Ｂ，４Ｂとを備え、スライダ４Ａ，４Ａ上に懸架される台座４Ｃとにより構成される（図１参照）。
サーボモータ４Ｂ，４Ｂは、制御装置７と接続され、制御装置７から出力される近接信号又は離間信号に基づきスライダ４Ａ，４Ａとともに台座４Ｃをドラム２３に対して近接又は離間させる。
【００１５】
円環フレーム４５は、組み付け対象となるトレッド１１の直径よりも大きな直径の金属製の円筒体からなり、円環フレーム４５の中心とドラムシャフト２２の中心軸Ａとが同軸となるように台座４Ｃ上に固定される。円環フレーム４５には、複数の保持手段４７を取り付ける複数の取付部５２が形成される。
取付部５２は、円環フレーム４５の周面上に等間隔に設けられる薄肉部分であって、円環フレーム４５の中心から等間隔かつ、放射状に径方向に延長する法線Ｎと、内周面４５ａと外周面４５ｂとが交差する点を中心として接線方向に内周面４５ａ及び外周面４５ｂを切削することにより形成される。
各取付部５２の中心部には、後述の保持手段４７を装着する円形の取付孔５２ａが開設される。さらに、取付部５２の幅方向の両側には後述のガイド軸８８，８８が貫通するガイド孔５２ｂが形成される。ガイド孔５２ｂは、取付孔５２ａを挟む位置に開設され、円環フレーム４５の幅方向に沿って取付孔５２ａ及びガイド孔５２ｂの中心が円環フレーム４５の軸芯と平行な直線上に位置するように配列される。
また、円環フレーム４５の外周面４５ｂには、取付部５２を挟んで周方向に後述のソレノイド７５，７５を固定する固定面４６，４６が形成される。
【００１６】
保持手段４７は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、湾曲板６１，摺動軸６２，スプリング６３と、位置決め部材６４と、一対のガイド軸８８：８８と、一対のソレノイド７５，７５とにより構成される。
湾曲板６１は、トレッド１１におけるトレッドパターンが形成された外周面１１ａに沿うように円弧状に形成される板体であって、台タイヤ１０への取り付け対象たるトレッド１１の外周面１１ａと接する保持面６１ａを有する。また、湾曲板６１は、図３（ｃ）に示すように、保持面６１ａ側から視認したときに、周方向に左右非対称の形状に形成される。即ち、周方向の一方に位置する端部が周方向に沿って突出する複数の凸部６７として形成され、当該凸部６７に挟まれる端部が周方向に沿って窪む複数の凹部６６として形成される。
これに対して他方の縁部は一方の凸部６７に対応する縁部が凹部６６として形成され、一方の凹部に対応する縁部が凸部６７として形成される。このように、一方の縁部及び他方の縁部が凹凸部６８；６９として形成されたことにより、互いに隣接する複数の湾曲板６１同士を隙間無く噛み合わせることが可能となる。
【００１７】
保持面６１ａは、取り付け対象たるトレッド１１の周方向に沿って湾曲する面であって、その曲率はトレッド１１を台タイヤ１０に一体化させたときの所望の曲率に設定される。
保持面６１ａの表面には、トレッド１１に形成される周方向溝に対応する複数の突部７１ａ〜７１ｄを備える。
突部７１ａ〜７１ｄは、保持面６１ａから同一高さで突出し、周方向に沿って連続して延長する。
突部７１ａ〜７１ｄは、トレッド１１の外周面１１ａに形成される周方向溝１２ａ〜１２ｄと対応するように配列され、周方向溝１２ａ〜１２ｄに嵌り込む。保持面６１ａの表面は、トレッド１１が拡縮するときに、保持面６１ａの表面とトレッド１１の外周面１１ａとの摩擦を低減するためにフッ素系樹脂によりコーティングされる。
また、本例においては、突部７１ａ〜７１ｄをすべての周方向溝１２ａ〜１２ｄに対応するようにしたが、周方向溝１２ａ〜１２ｄのうち、少なくとも両側に位置する周方向溝１２ａ，１２ｄに対応するように突部７１ａ，７１ｄを設けるようにすれば、安定的にトレッド１１を保持し、トレッド１１が幅方向にずれることを防止できる。
【００１８】
湾曲板６１の保持面６１ａの裏面には、摺動軸６２、ガイド軸８８：８８を固定する固定部６５が形成される。固定部６５は、上面６５ａが平坦に形成され、例えば、保持面６１ａを定盤の上に置いたときに、水平面と平行となるように形成される。
上面６５ａの略中央には、摺動軸６２が垂直に固定され、摺動軸６２を挟んで湾曲板６１の幅方向の両側にガイド軸８８：８８が固定される。
【００１９】
摺動軸６２は、取付孔５２ａに沿って摺動可能な直径を有する軸体からなり、摺動軸６２の下端が湾曲板６１の上面６５ａに固定される。摺動軸６２の中間部には、周方向に連続する環状溝７２が軸方向に複数形成される。
位置決め部材６４は、例えば、環状溝７２の直径に対応するスナップリングが適用され、環状溝７２に嵌挿される。
即ち、湾曲板６１側の環状溝７２のいずれかに位置決め部材６４を嵌挿することにより、保持面６１ａにより形成される環を最大に設定でき、湾曲板６１から最も遠い環状溝７２に位置決め部材６４を設定することにより、保持面６１ａにより形成される間を最小に設定することができる。
スプリング６３は、摺動軸６２に外挿可能な内径を有するコイルスプリングにより構成される。
ガイド軸８８：８８は、ガイド孔５２ｂに沿って摺動可能な直径の軸体からなり、一端が湾曲板６１の上面６５ａに固定され、他端がガイド孔５２ｂに介挿される。
【００２０】
ソレノイド７５，７５は、当該ソレノイド７５，７５の可動軸の伸縮方向が摺動軸６２の中心軸と平行となるように取付部５２の周方向両側に形成された固定面４６にそれぞれ固定される。ソレノイド７５，７５の可動軸の上面と、摺動軸６２の上面とが平板状の連結板７６により結合される。ソレノイド７５：７５は、制御装置７と接続され、制御装置７の出力する拡径信号に基づき動作する。例えば、ソレノイド７５：７５に拡径信号が入力されると、ソレノイド７５，７５が連結板７６とともに摺動軸６２を押し上げ、複数の湾曲板６１の保持面６１ａによって形成される環状面が拡径される。
【００２１】
上記構成の保持手段４７は、円環フレーム４５に次のように取り付けられる。
保持手段４７の摺動軸６２にスプリング６３を外挿し、取付部５２にスプリング６３を接触させた状態で、圧縮しつつ所望の位置の環状溝７２に位置決め部材６４を嵌挿することにより円環フレーム４５に保持手段４７が取り付けられる。次に、円環フレーム４５の外周面に形成された固定面４６にソレノイド７５，７５が固定され、ソレノイド７５，７５の駆動軸と摺動軸６２とを連結板７６により固定する。
よって、トレッド１１を保持する湾曲板６１は、円環フレーム４５に径方向に伸縮可能に取り付けられ、ソレノイド７５を駆動することにより径方向外側に拡径される。
【００２２】
図４（ａ）は、封止装置５の正面図を示し、図４（ｂ），（ｃ）は、封止装置５の側面図を示す。
封止装置５は、第２移動機構６上に設けられ、概略、封止板８１と、空気供給手段８２と、トレッド１１と当接するシール部材８３とを備える。
第２移動機構６は、リニアレール８Ａ，８Ａに沿って移動するスライダ６Ａ，６Ａと、スライダ６Ａ，６Ａを移動可能に駆動するサーボモータ６Ｂ，６Ｂとを備え、スライダ６Ａ，６Ａ上に懸架される台座６Ｃと、台座６Ｃから上方に立設される一対のフレーム６Ｄとにより構成される。サーボモータ６Ｂ，６Ｂは、制御装置７と接続され、封止装置５の移動を制御する。
【００２３】
封止装置５は、封止板８１と、空気供給手段８２と、シール部材８３と、圧力センサ８４とを備える。
封止板８１は、略台タイヤ１０の外径に等しい大きさの直径の円形に形成された板状の部材からなり、外周と同心となるように円形孔８５を有する。封止板８１は、封止板８１の中心とドラム２３の中心軸Ａとが同軸となるようにフレーム６Ｄ，６Ｄに固定される。
円形孔８５には、進退機構８６を備える空気供給手段８２が固定される。
進退機構８６は、外径が円形孔８５と等しい外径を有する円筒状の外筒８６Ａと、外筒８６Ａの内周を軸方向に摺動する円筒状の内筒８６Ｂとにより構成され、筒の軸線がドラム２３の中心軸Ａと同軸となるように円形孔８５に固定される。外筒８６Ａは、ピニオンギアを有するモータ８６Ｃを内蔵し、内筒８６Ｂは、外周面に軸方向に延長するラック８６Ｄを備え、モータ８６Ｃのピニオンギアとラック８６Ｄが噛み合うことにより、内筒８６Ｂが外筒８６Ａに対して相対的に軸方向に進退する（図４（ｂ），（ｃ）参照）。空気供給手段８２は、大量に空気を送出可能な装置が用いられ、例えば、円筒状のブロアファンが用いられる。ブロアファンの外周面は、内筒８６Ｂの内周面に固定される。
【００２４】
シール部材８３は、可撓性のある素材からなり、断面クサビ状に形成された円環状のゴム部材からなる。シール部材８３は尖端８３ａが肉厚の基端８３ｂよりも大きな直径を有し、尖端８３ａの直径は、トレッド１１の開口縁１１Ａの直径よりも大きく、トレッド１１の外径よりも小さくなるように形成される。シール部材８３は、尖端８３ａがドラム２３を向くように封止板８１のドラム２３と対向する封止面８１ａの外周に沿って基端８３ｂが固定される。封止板８１とシール部材８３との間には、例えば、コーキング剤等が充填され、固定部分が密閉される。例えば、シール部材８３を構成するゴム素材には、少なくとも、トレッド１１よりも硬いゴム素材が選択される。シール部材８３をトレッド１１よりも硬いゴム素材を用いることにより、トレッド１１がシール部材８３に押し付けられたときに、トレッド１１とともにシール部材８３が撓むことを抑止できる。
シール部材８３の内側の封止面８１ａには、シール部材８３側の空気圧を測定する圧力センサ８４が取り付けられる。圧力センサ８４は、制御装置７と接続され、圧力センサ８４の出力する圧力が制御装置７に出力される。
なお、シール部材８３の尖端８３ａの内周面にシール部材８３とトレッド１１よりも柔らかく、可撓性を有する素材、例えば、シリコン等をシール部材８３の尖端８３ａの内周面に沿って環状に配置すれば、トレッド１１の外周面とシール部材８３との密着をより向上させることができる。
【００２５】
進退機構８６のモータ８６Ｃは、制御装置７と接続され、制御装置７の出力する前進信号により、空気供給手段８２をシール部材８３の尖端８３ａ側に移動させ、後退信号により、空気供給手段８２を基端８３ｂ側に移動させる。前進信号がモータ８６Ｃに入力されたときには、空気供給手段８２の空気排出口８２ａが尖端８３ａよりも突出するように空気供給手段８２を移動させる。また、後退信号がモータ８６Ｃに入力されたときには、シール部材８３が固定される側の封止板８１の封止面８１ａと空気排出口８２ａとが面一となるまで空気供給手段８２を移動させる。
上記のように空気供給手段８２を前進させることにより、例えば、シール部材８３がトレッド１１の端部１１Ｂの外周面１１ａと当接した状態において、空気供給手段８２が尖端８３ａよりも突出した位置から空気を供給することで、トレッド１１のシール部材８３と当接する端部１１Ｂを内周面側から押し上げるようにシール部材８３に押圧させることができる。また、空気供給手段８２を後退させることにより、トレッド１１を台タイヤ１０に組み付けるときに、空気供給手段８２が台タイヤ１０を保持するドラム２３と衝突することが回避される。なお、端部１１Ｂは、トレッド１１のトレッド保持手段４７に保持されずタイヤ中心方向を向く範囲の部位である。
【００２６】
よって、第２移動機構６を駆動してトレッド保持装置３に保持されたトレッド１１に近接し、保持面６１ａによって保持されていない封止装置５側のトレッド１１の外周面１１ａにシール部材８３の尖端８３ａを接触させることでトレッド１１の開口を封止し、トレッド１１の内周面１１ｂとシール部材８３と封止板８１とにより囲まれる空間を形成することができる。
【００２７】
図５は、制御装置７と各装置との接続を示すブロック図である。
制御装置７には、操作パネル、台タイヤ保持装置２、トレッド保持装置３及び封止装置５が接続され、トレッド１１を台タイヤ１０に組み付ける組み付け動作の全般を制御する。
制御装置７は、台タイヤ保持装置２の制御バルブ２５Ａ、給排バルブ２５Ｂ、ドラムモータ２４にそれぞれ信号を出力する。制御バルブ２５Ａには、コンプレッサから供給される空気をエアシリンダに供給してドラムを拡径する拡径信号と、エアシリンダの空気を排出してドラムを縮径させる縮径信号とが出力される。給排バルブ２５Ｂには、コンプレッサから供給される空気を台タイヤ内に供給する給気信号と、台タイヤ内の空気を排気する排気信号とが出力される。ドラムモータ２４には、ドラムの回転の開始及び停止を制御する回転制御信号が出力される。
【００２８】
また、制御装置７は、トレッド保持装置３のサーボモータ４Ｂ，４Ｂ及びソレノイド７５，７５に対して信号を出力する。
サーボモータ４Ｂ，４Ｂには、後述の圧力センサ８４の出力する圧力信号に基づき、トレッド１１とともにトレッド保持装置３を台タイヤ１０に近接させる近接信号と、近接を停止する停止信号と、トレッド１１を台タイヤ１０に配置したときにトレッド保持装置３を初期位置に復帰させる戻り信号が出力される。
ソレノイド７５，７５には、トレッド１１が台タイヤ１０の外周面１０ｃに組み付けられたときに、保持面６１ａからトレッド１１を開放させる開放信号が出力される。
【００２９】
また、制御装置７は、封止装置５のサーボモータ６Ｂ，６Ｂ、空気供給手段８２及びモータ８６Ｃに対して信号を出力し、圧力センサ８４の出力する圧力信号が入力する。
サーボモータ６Ｂ，６Ｂには、シール部材８３がトレッド１１の外周面１１ａと当接し、封止するように封止装置５を移動させる封止信号と、トレッド保持装置３の移動に追尾する追尾信号と、追尾を停止する停止信号と、台タイヤ１０にトレッド１１の組み付けが完了した後に初期位置に移動する初期位置移動信号が出力される。
空気供給手段８２には、シール部材８３がトレッド１１の外周面１１ａと当接したときに、封止板８１及びシール部材８３と、トレッド１１の内周面１１ｂとにより囲まれる領域に低圧の空気を供給するための空気供給信号が出力される。
モータ８６Ｃには、シール部材８３がトレッド１１の一方の端部１１Ｂの外周面１１ａと接触したときに、トレッド１１側に前進する前進信号と、後述の圧力センサ８４が制御装置７に出力する圧力信号に基づき、空気供給手段８２を後退させる後退信号が出力される。
圧力センサ８４は、シール部材８３がトレッド１１の外周面１１ａと当接したときに、封止板８１及びシール部材と、トレッド１１の内周面１１ｂとにより囲まれる領域の圧力を測定し、制御装置７に出力する。
圧力センサ８４の出力する圧力信号には、次のような特徴的な圧力信号がある。例えば、シール部材８３をトレッド１１の外周面１１ａと当接させ、一方の開口を封止した状態を維持させつつ、トレッド保持装置３と封止装置５とを台タイヤ保持装置２方向に移動させ、トレッド１１の他方の開口縁１１Ａが台タイヤ１０の側面１０ｂと接触したときに、瞬間的にドラム２３のシール体３４と台タイヤ１０の側面１０ｂとトレッド１１の内周面１１ｂとシール部材８３と封止板８１とにより形成される完全な閉空間に空気供給手段８２が空気を供給することにより、過渡的な圧力上昇信号が出力される。また、上記圧力の上昇に伴ない、他方の開口縁１１Ａは、台タイヤ１０の側面１０ｂに沿って徐々に拡径され、この拡径により台タイヤ１０の側面１０ｂと開口縁１１Ａとの間に間隙Ｄを生じさせて空気を流出させ、徐々に圧力を低下させて平衡状態となる圧力降下信号と、圧力平衡信号が出力される。
【００３０】
図６乃至図１１は、タイヤ製造装置１による台タイヤ１０に対して円環状トレッド１１を組み付ける工程を示す図である。以下、図６乃至図１１を用いて円環状トレッド１１を台タイヤ１０に組み付ける組み付けについて説明する。
まず、作業者が、台タイヤ１０をドラム２３の周上にセットする。なお、台タイヤ１０の外周面１０ｃ上には予めトレッド１１を接着するためのクッションゴムや接着糊が貼付け又は塗布される。また、トレッド１１は、台タイヤ１０の外周面１０ｃに組み付けたときに丁度良い大きさにあらかじめ加硫成型されたものが採用される。
次に、操作パネルから組み付けを行う台タイヤ１０のタイヤサイズ及びトレッド１１の寸法を入力する。当該入力に基づいて制御装置７は、拡径信号及び給気信号を出力することにより、ドラム２３を拡径させ、台タイヤ１０の内圧を加圧状態にして台タイヤ１０をドラム２３に対して回転不能に保持する。
【００３１】
次に、作業者は、トレッド１１をトレッド保持装置３の各湾曲板６１の保持面６１ａの突部７１ａ〜７１ｄとトレッド１１の周方向に形成された溝１２ａ〜１２ｄとを対応させつつ、各保持手段４７の湾曲板６１に配置する。詳細には、作業者は、保持面６１ａの突部７１とトレッド１１の溝１２ａ乃至１２ｄとを周長に沿って嵌め込みながら、すべての湾曲板６１の保持面６１ａにトレッド１１を保持させる。つまり、トレッド１１の外周面１１ａは、トレッド１１よりも径方向外側に位置する複数の保持面６１ａによってその周長の全域に渡って径方向外側から取り囲まれるように保持される。なお、トレッド１１は、保持手段４７のスプリング６３の付勢により、自然状態の周長を維持したまま保持される。
【００３２】
次に、作業者は、操作パネルから台タイヤ１０とトレッド１１の配置完了を入力する。
制御装置７は、封止装置５の第２移動機構６に封止信号を出力し、図６（ａ），（ｂ）に示すように、トレッド１１の一方の開口を塞ぐように封止装置５をトレッド１１の一方の開口に近接させ、トレッド１１の外周面１１ａと、シール部材８３の尖端８３ａが当接する位置まで移動させ、空気供給手段８２の備える進退機構８６のモータ８６Ｃに前進信号を出力する。
【００３３】
次に、制御装置７は、第１移動機構４に近接信号と第２移動機構６に追尾信号を出力するとともに、空気供給手段８２に空気供給信号を出力し、図７（ａ），（ｂ）に示すように、トレッド１１の一方の開口を封止した状態を保ちながらトレッド１１の内周面１１ｂとシール部材８３と封止板８１とに囲まれる空間に空気を供給しつつ、トレッド保持装置３と封止装置５とを台タイヤ１０の側面１０ｂとトレッド１１の他方の開口縁１１Ａとが当接するまで移動させる。
トレッド１１の他方の開口縁が台タイヤ１０の側面１０ｂに接すると、空気供給手段８２から供給される空気によって、台タイヤ１０の側面１０ｂとトレッド１１の内側に突出するドラム２３の周面及び端面を覆うシール体３４とトレッド１１の内周面１１ｂとシール部材８３及び封止板８１によって囲まれる空間が密閉空間となり、当該空間の圧力の上昇を圧力センサ８４が測定して制御装置７に出力する。
【００３４】
次に、制御装置７は、第１移動機構４と第２移動機構６の移動を停止する停止信号を出力し、圧力センサ８４から出力される圧力が平衡状態になるまで待機する。このとき、図８に示すように、台タイヤ１０の側面１０ｂに接するトレッド１１の開口縁１１Ａは、上記空間の圧力の上昇に伴ない、台タイヤ１０の側面１０ｂに沿って径方向外側に移動し、台タイヤ１０の外周面１０ｃの外径よりも大きく開口する。つまり、トレッド１１の開口縁１１Ａが台タイヤ１０の外周面１０ｃよりも大きく開口し、台タイヤ１０の外周面１０ｃとトレッド１１の開口縁１１Ａとの間に隙間Ｄが生じ、空気が流出した状態で圧力が安定する。空間内の圧力が上昇し、一旦圧力が降下した後に平衡状態となる。
即ち、台タイヤ１０の側面１０ｂとトレッド１１の開口縁１１Ａとの間隙Ｄから空気が流出するが、間隙Ｄから流出する流出量よりも、空気供給手段８２が空間内に供給する供給量が多くなるように設定されているので、トレッド１１の内周面１１ｂは均一に径方向外側に押圧される。具体的には、シール部材８３と当接するトレッド１１の端部１１Ｂは、シール部材８３の内周面８３ｃにトレッド１１の外周面１１ａが密着され、保持手段４７により保持されるトレッド１１のクラウン部は拡径され、台タイヤ１０の外周面１０ｃに位置するトレッド１１の端部１１Ｂは空気層を介して台タイヤ１０に接触することなく台タイヤ１０の表面上に位置され、結果、台タイヤ１０の外径よりも大きく拡径することになる。
【００３５】
そして、圧力センサ８４の出力する上記空間内の圧力が平衡状態となったときに、制御装置７は、第１移動機構４と第２移動機構６とに再び近接信号と追尾信号とを出力し、図９に示すように、台タイヤ１０の外周面１０ｃに対してトレッド１１が所定の台タイヤ１０の幅方向中心とトレッド１１の幅方向中心とが一致する位置まで移動させる。台タイヤ１０の外周面１０ｃとトレッド１１の内周面１１ｂとの間に空気層が形成されることにより、上記移動において、トレッド１１は、台タイヤ１０に接触することなく移動可能となる。つまり、台タイヤ１０の外周面１０ｃに沿って形成される空気層が、トレッド１１の移動における潤滑材の働きをする。
台タイヤ１０の外周面１０ｃに対してトレッド１１の内周面１１ｂが所定の台タイヤ１０の幅方向中心とトレッド１１の幅方向中心とが一致する位置に配置されると、制御装置７は、第１移動機構４と第２移動機構６とに停止信号を出力する。
【００３６】
次に、図１０に示すように、制御装置７は空気供給手段８２に空気供給停止信号を出力し、上記空間内に空気の供給を停止して台タイヤ１０の表面とトレッド１１の内周面１１ｂとの間に介在した空気層を無くすことで台タイヤ１０の外周面１０ｃにトレッド１１を組み付けることができる。なお、空間内への空気を停止するようにしたが、徐々に空気の供給量を減少させて台タイヤ１０にトレッド１１を組み付けるようにしても良い。
組み付けが終了すると、制御装置７は、第２移動機構６に初期位置移動信号を出力して、封止装置５を初期位置に移動する。一方、トレッド保持装置３は、トレッド１１を台タイヤ１０に組み付けた位置を維持する。制御装置７は、ドラムモータ２４に回転信号を出力することによりトレッド１１が組み付けられた台タイヤ１０を回転させ、トレッド１１の表面を保持面６１ａに接触させた状態で滑らせることによりトレッド１１の表面にはスプリング６３の付勢による押圧力を作用させ、トレッド１１の表面の組み付け慣らしが行われる。ドラム２３の回転数が所定回転数に達すると、ドラムモータ２４に回転を停止する回転停止信号が制御装置７から出力される。
次に、図１１に示すように、制御装置７は、ソレノイド７５，７５に開放信号を出力することにより保持手段４７の湾曲板６１を径方向外側に移動させ、トレッド１１の外周面１１ａから保持面６１ａを離間させてトレッド１１が開放される。次に、第１移動機構４には、戻り信号を出力して、トレッド保持装置３を初期位置に移動させる。
次に、制御装置７は、給排バルブ２５Ｂに排気信号を出力し、制御バルブ２５Ａに縮径信号を出力することにより、トレッド１１が台タイヤ１０に一体化されたタイヤから内圧を開放し、ドラム２３から着脱可能にする。
以上の工程により、台タイヤ１０にトレッド１１が組み付けられたタイヤが得られる。
【００３７】
以上説明したように、空気の圧力を用いてトレッド１１を拡径することにより、トレッド１１を均等に拡径することができる。さらに、空気の流出を用いて台タイヤ１０とトレッド１１との間に空気層による隙間を形成し、この空気層を潤滑剤として台タイヤ１０に対してトレッド１１を所定の台タイヤ１０の幅方向中心とトレッド１１の幅方向中心とが一致する位置まで移動させることができるので、台タイヤ１０をトレッド１１に組み付けるときに、トレッド１１が台タイヤ１０の幅方向に波打ち状態となって組み付けられたり、位置ずれした状態で組み付けられたりすることがない。
また、空気の圧力を用いてトレッド１１を拡径させ、空気層を利用して台タイヤ１０の表面を滑るようにトレッド１１を移動させるようにしているため、予め加硫成型するトレッド１１の大きさを台タイヤ１０に組み付けたときの製品寸法で製造することができるので、無駄に材料を消費することなくトレッド１１を製造することができる。また、トレッド１１自身の張力により台タイヤ１０に組み付けられるため、周方向に圧縮・引張等の不均一の残留応力が生じないので、耐久性に優れた良質なタイヤを製造することができる。
また、封止装置５を設けたことにより、トレッド１１を保持するトレッド保持装置３の構造を単純化することができる。
【００３８】
なお、シール部材８３は、トレッド１１の外周面に当接するとして説明したが、トレッド１１の内周面と接触するようにしても良い。この場合、トレッド１１の硬さよりも柔らかいゴム素材によりシール部材８３を構成することにより、上記空間内の圧力が上昇したときに、シール部材８３をトレッド１１の内周面に押圧させて、トレッド１１と封止装置５とを密着させることができるので、トレッド１１とシール部材８３との間から空気が漏れることがない。
【００３９】
例えば、空気供給手段８２のブロアファンによって、上記空間内に０．１ＭＰａ（１ｋｇ/ｃｍ２）の低圧の空気圧を生じさせたとき、トレッド１１の幅を４００ｍｍ、直径を１０００ｍｍとすると、単位面積あたり４，０００ｋｇの力をトレッド１１の内周面１１ｂに作用させることができる。本実施形態では、台タイヤ１０の外周面１０ｃとトレッド１１の開口縁１１Ａから空気が流出するため、仮に、半分の内圧しか得られないとしても２，０００ｋｇの力をトレッド１１の内周面１１ｂに作用させることで、トレッド１１を拡径させることができる。
【００４０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  タイヤ製造装置、２  台タイヤ保持装置、３  トレッド保持装置、
４  第１移動機構、４Ａ  スライダ、４Ｂ  サーボモータ、４Ｃ  台座、
５  封止装置、６  第２移動機構、６Ａ  スライダ、６Ｂ  サーボモータ、
６Ｃ  台座、６Ｄ  フレーム、７  制御装置、８  基台、８Ａ  リニアレール、
１０  台タイヤ、１０ａ  内径部、１０ｂ  側面、１０ｃ  外周面、
１１  トレッド、１１ａ  外周面、１１ｂ  内周面、１１Ａ  開口縁、１１Ｂ  端部、
１２ａ〜１２ｄ  周方向溝、２１  装置本体、２２  ドラムシャフト、２３  ドラム、
２３ａ  外周面、２３ｂ  端面、２４  ドラムモータ、２４ａ  回転出力軸、
２５  コンプレッサ、２５Ａ  制御バルブ、２５Ｂ  給排バルブ、２９  プーリ、
３４  シール体、３５  バルブ、３６  プーリ、３８  ベルト、
４５  円環フレーム、４５ａ  内周面、４５ｂ  外周面、４６  固定面、
４７  保持手段、５２  取付部、５２ａ  取付孔、５２ｂ  ガイド孔、
６１  湾曲板、６１ａ  保持面、６２  摺動軸、６３  スプリング、
６４  位置決め部材、６５  固定部、６５ａ  上面、６６  凹部、６７  凸部、
６８；６９  凹凸部、７１ａ〜７１ｄ  突部、７２  環状溝、７５  ソレノイド、
７６  連結板、８１  封止板、８１ａ  封止面、８２  空気供給手段、
８３  シール部材、８３ａ  尖端、８３ｂ  基端、８３ｃ  内周面、
８４  圧力センサ、８５  円形孔、
８６  進退機構、８６Ａ  外筒、８６Ｂ  内筒、８６Ｃ  モータ、８６Ｄ  ラック、
８８  ガイド軸、Ａ  中心軸、Ｎ  法線。
【図１】
2011255617.tif 000003
【図２】
2011255617.tif 000004
【図３】
2011255617.tif 000005
【図４】
2011255617.tif 000006
【図５】
2011255617.tif 000007
【図６】
2011255617.tif 000008
【図７】
2011255617.tif 000009
【図８】
2011255617.tif 000010
【図９】
2011255617.tif 000011
【図１０】
2011255617.tif 000012
【図１１】
2011255617.tif 000013