(57)【要約】      （修正有）【課題】成形ドラム面に一定のテンションでストリップゴムを貼り付けることが可能なタイヤ成型設備を提供する。【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と、成型ドラム１の表面にストリップゴムを押し出す押出機２と、押出機２と成型ドラム１を駆動する駆動装置１２と、を備え、駆動装置１２は、押出機２を成型ドラム１に対して前進・後退させるための押出機駆動部１１と、押出機２のスクリュー２ｃを回転させるスクリュー駆動部１０と、成型ドラム１をドラム軸１ａ周りに回転させるドラム回転駆動部１２と、成型ドラム１を左右方向に移動させるための第１ドラム駆動部１５と、成型ドラム１を垂直軸周りに回転させる第２ドラム駆動部１４と、成型ドラム１を垂直軸に対して、押出機２に近づく側と遠ざかる側の間で傾斜させる第３ドラム駆動部１３と、傾斜角度θの大きさに対応して、スクリューの回転数を制御する制御部２０と、を備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムと、この成型ドラムの表面にストリップゴムを押し出す押出機と、押出機と成型ドラムを駆動する駆動装置と、を備えたタイヤ成型設備であって、
前記駆動装置は、
押出機を成型ドラムに対して前進・後退させるための押出機駆動部と、
押出機のスクリューを回転させるスクリュー駆動部と、
成型ドラムを水平に設定されたドラム軸周りに回転駆動させるドラム回転駆動部と、
成型ドラムを前記前進・後退方向とは直交する左右方向に移動させるための第１ドラム駆動部と、
成型ドラムを垂直に設定された回転軸周りに回転させる第２ドラム駆動部と、
成型ドラムを垂直な軸に対して、押出機に近づく側と遠ざかる側の間で傾斜させるための第３ドラム駆動部と、
前記傾斜させたときの傾斜角度の大きさに対応して、前記スクリューの回転速度を制御する制御部と、を備えたことを特徴とするタイヤ成型設備。
【請求項２】
前記傾斜角度と、前記スクリューの回転速度との関係が、予めプログラムされていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成型設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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と、この成型ドラムの表面にストリップゴムを押し出す押出機と、押出機と成型ドラムを駆動する駆動装置と、を備えたタイヤ成型設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５９６２２号公報
【特許文献２】特開２００５−２４６８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、円筒形の成型ドラムにストリップゴムを巻き付けているが、ストリップゴムを徐々に巻き付けていくと、成型ドラムの巻き付け初めと、巻き付け終わりの時点では、最外径の大きさが変化する。成型ドラムの回転速度（回転数）は巻き付け工程中は一定であるため、巻き付けの外側に行くほど周速が増加する。従って、押出機から押し出されるストリップゴムの量が一定であると、外側に行くほどゴムにテンションが作用することになる。従って、成型ドラムの外側に行くほどゴムの貼り付け量が少なめになる傾向が生じてしまう。
【０００５】
特許文献２では、同じく成型ドラムにストリップゴムを貼り付けるものであるが、成型ドラムの表面が太鼓型の形状を有している。この場合も、外側に行くほどゴムにテンションが作用することになり、成型ドラムの外側に行くほどゴムの貼り付け量が少なめになる傾向が生じることには変わりはない。
【０００６】
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。かかる成型ドラムを用いた場合、ショルダー部やサイドウォール部にストリップゴムを貼り付ける場合、従来の円筒形の成型ドラムと比較すると、内側と外側における周速の差異がより大きくなる。従って、従来に比べてストリップゴムに作用するテンションも大きくなり、品質の良いタイヤを成形することが難しくなる。
【０００７】
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、一定のテンションでストリップゴムを貼り付けることが可能なタイヤ成型設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成型設備は、タイヤ内面形状に対応した曲面を有する成型ドラムと、この成型ドラムの表面にストリップゴムを押し出す押出機と、押出機と成型ドラムを駆動する駆動装置と、を備えたタイヤ成型設備であって、
前記駆動装置は、
押出機を成型ドラムに対して前進・後退させるための押出機駆動部と、
押出機のスクリューを回転させるスクリュー駆動部と、
成型ドラムを水平に設定されたドラム軸周りに回転駆動させるドラム回転駆動部と、
成型ドラムを前記前進・後退方向とは直交する左右方向に移動させるための第１ドラム駆動部と、
成型ドラムを垂直に設定された回転軸周りに回転させる第２ドラム駆動部と、
成型ドラムを垂直軸に対して、押出機に近づく側と遠ざかる側の間で傾斜させるための第３ドラム駆動部と、
前記傾斜させたときの傾斜角度の大きさに対応して、前記スクリューの回転速度を制御する制御部と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
かかる構成によるタイヤ成型設備の作用・効果を説明する。押出機から押し出されるストリップゴムは、成型ドラムの表面に貼り付けられる。成型ドラムは、ドラム回転駆動部により回転駆動されながら、その表面にストリップゴムが貼り付け（巻き付け）られる。押出機は、押出機駆動部により、成型ドラムに対して前進・後退させられる。例えば、貼り付け開始時、終了時において、成型ドラムに対して適切な距離を保持できるように制御される。
【００１０】
成型ドラムは、タイヤ内面形状に対応した曲面を有しているので、トレッド部、ショルダー部、サイドウォール部の各面と、押出機との相対関係（特に押し出し方向とドラム表面との角度の関係）は、貼り付け工程中にかなり変化する。そこで、上記のように第１・第２・第３ドラム駆動部を設けることで、成型ドラムの表面に適切な角度でストリップゴムを貼り付けるようにすることができる。
【００１１】
本発明において、前記傾斜角度と、前記スクリューの回転速度との関係が、予めプログラムされていることが好ましい。これにより、簡単な構成によりスクリューの回転速度を制御できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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
【図２】ストリップゴムを成型ドラムに貼り付けるときの基本的な動作を説明する図
【図３】押出機と成型ドラムを駆動する駆動装置の構成を示す模式図
【図４】第３ドラム駆動部の構成と傾斜した状態を示す図
【図５】サイド部を貼り付けるときに、成型ドラムを支持する支持アームを傾斜させた状態を示す図（傾斜角度小）
【図６】サイド部を貼り付けるときに、成型ドラムを支持する支持アームを傾斜させた状態を示す図（傾斜角度大）
【図７】傾斜角度θとスクリューの回転数Ｓｃの関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るタイヤ成型設備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。
【００１４】
＜タイヤ成型設備の構成＞
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。
【００１５】
図２は、ストリップゴムＳを成型ドラム１に貼り付けるときの基本的な動作を説明する図である。押出機２は、先端にダイヘッド２ａが設けられており、このダイヘッド２ａから所定断面のストリップゴムＳが押し出し成型される。断面形状は、薄板平板状（横長の長方形）である。押出機２は、ギヤーポンプ２ｂと、スクリュー２ｃを備えており、スクリュー２ｃにより混練されたゴムが、ギヤーポンプ２ｂにより定量がダイヘッド２ａに向けて供給される。
【００１６】
図２（ａ）は、貼り付け工程を開始する前の状態を示している。ダイヘッド２ａと成型ドラム１の表面との間には、わずかに間隔が開いている。次に、（ｂ）のようにストリップゴムＳを吐出させ、（ｃ）のように、成型ドラム１を回転開始（矢印Ｒ）させる。これにより、成型ドラム１の表面に、ストリップゴムＳが貼り付けられていく。貼り付け開始後に、押出機２は成型ドラム１から後退し、ダイヘッド２ａと成型ドラム１の表面との間に間隔をあける。これにより、（ｄ）に示すようにストリップゴムＳが成型ドラム１に積層されていく。
【００１７】
＜駆動装置の構成＞
次に、押出機と成型ドラムを駆動する駆動装置の構成を図３の模式図により説明する。図３（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【００１８】
スクリュー駆動部１０は、スクリュー２ｃを回転駆動する。押出機駆動部１１は、押出機２とスクリュー駆動部１０の全体をｘ軸方向に駆動する。ｘ軸方向とは、成型ドラム１に対して前進する方向、後退する方向である。
【００１９】
成型ドラム１をドラム軸１ａ回りに回転させるドラム回転駆動部１２が設けられている。ドラム軸１ａと同芯上に駆動モータ１２ａが設けられる。成型ドラム１を垂直に設定された軸（垂直な軸ｚと平行）に対して、押出機２に近づく側と遠ざかる側の間で傾斜させるための第３ドラム駆動部１３が設けられる。ドラム軸１ａは、支持アーム１３ａの上端部において支持されており、下端部が回転軸１３ｂにより支持されている。その回転軸１３ｂが駆動モータ１３ｃにより回転駆動させられる。回転軸１３ｂの下部にも支持軸１３ｄが設けられる。駆動モータ１３ｃを回転駆動することで、図４に示すように、支持アーム１３ａを回転軸１３ｂ周りに回転させることができる。その時の角度θが傾斜角度である。傾斜角度θが小さくなればなるほど、押出機２側に近づく方向になる。また、傾斜角度θを検出するための角度検出センサー１３ｅが設けられている。
【００２０】
成型ドラム１を垂直に設定された軸ｚ周りに回転させる第２ドラム駆動部１４が設けられている。第２ドラム駆動部１４は、駆動モータ１４ａと、その上に搭載されるベース１４ｂを備えている。駆動モータ１４ａを回転駆動すると、ベース１４ｂが一緒に回転する。これにより、ベース１４ｂに搭載されている第３ドラム駆動部１３や成型ドラム１等も一緒に回転する。その回転角度は図３（ｃ）においてβで示される。回転角度βを検出するための角度検出センサー１４ｃが設けられている。
【００２１】
成型ドラム１を左右方向（図３（ｂ）（ｃ）のｙ方向）に移動させるための第１ドラム駆動部１５が設けられている。第１ドラム駆動部１５は、駆動モータ（不図示）と、ベース１５ａと、ガイドレール１５ｂと、ガイドレール１５ｂを支持する固定ベース１６を備えている。ベース１５ａの上に駆動モータ１４ａが搭載されており、ベース１５ａが移動すると、成型ドラム１を含めた全体が左右方向に移動する。ガイドレール１５ｂは公知の構造のものでよく、リニアサーボモータ等により、駆動モータを構成することができる。左右方向の移動量は、移動量検出センサー１５ｃにより検出することができる。
【００２２】
以上のような駆動装置を用いることで、タイヤ内面形状に対応した成型ドラム１の表面にストリップゴムＳを貼り付けることができる。
【００２３】
各駆動装置の動作を制御するための制御部２０が設けられている。成型ドラム１に貼り付けられるタイヤの形状、成型ドラム１の表面形状に対応して駆動装置を制御し、押出機２や成型ドラム１の位置、姿勢を制御する。押出機２や成型ドラム１の位置、姿勢については、前述のような各センサーにより検出することができる。また、タイヤの形状、成型ドラム１の表面形状に対応してプログラム２０ａが組み込まれており、これに従って、押出機２や成型ドラム１の位置、姿勢が制御される。
【００２４】
ストリップゴムＳを成型ドラム１に貼り付ける場合、できるかぎり、ストリップゴムＳの断面形状の長方形の長辺側が、成型ドラム１の表面に向くようにする必要がある。制御部２０により駆動装置を制御することで、上記のような姿勢でストリップゴムＳを貼り付けることができる。
【００２５】
ストリップゴムＳを成型ドラム１の表面に貼り付ける場合、成型ドラム１の回転数は一定であるので、貼り付ける個所により、周速が異なる。周速が速くなれば、ストリップゴムＳにはより大きなテンションが作用し、逆に周速が遅くなれば、たるんだ状態で貼り付けることになる。したがって、貼り付け工程中は、常に一定のテンションで貼り付ける必要がある。これにより、品質の良いタイヤを成型することができる。
【００２６】
上記において、特に、サイドウォール部やショルダー部のような箇所（以下、サイド部という）を貼り付ける場合、成型ドラム１の回転中心に近い側を貼り付けることになる。すなわち、トレッド部を貼り付ける場合と比べて、かなり周速が変わることになる。したがって、テンションの差によるゴムの貼り付け量がかなり変化することが考えられるので、本発明のように、タイヤの内面形状に対応した成型ドラム１を使用する場合には、テンションを一定に保持する工夫が要求される。
【００２７】
図５、図６は、サイド部を貼り付けるときに、成型ドラム１を支持する支持アーム１３ａを傾斜させた状態を示す。図５は、相対的に小さく傾斜させた状態（傾斜角度θmin）、図６は、相対的に大きく傾斜させた状態（傾斜角度θmax）を示す。（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。平面図を見てもわかるように、サイド部を貼り付けるときは、成型ドラム１は、垂直な軸に対してβ回転した状態になる。これにより、サイド部に対しても、ストリップゴムＳを適切な姿勢で貼り付けることができる。
【００２８】
また、θに依存して、ストリップゴムＳを貼り付けるときの周速が変化する。図５の場合は、貼り付ける位置は、回転中心に近く周速は遅い。図６の場合は、貼り付ける位置は、回転中心から離れており周速は速い。そこで、ゴムの吐出量（テンション）を一定にするため、θに応じて押出機２のスクリュー２ｃの回転数を変化させている。スクリュー２ｃの回転数を変化させることで、ゴムの吐出量を変化させることができる。
【００２９】
図７は、傾斜角度θとスクリューの回転数Ｓｃの関係を示すグラフであり、これに従って、スクリュー回転数Ｓｃを制御することで、テンションを一定に保持しながらストリップゴムＳを押し出すことができる。図７を見てもわかるように、傾斜角度θとスクリューの回転数Ｓｃは、ほぼ比例関係にあるということができる。傾斜角度θとスクリューの回転数Ｓｃの関係は、予め、制御部２０にプログラム２０ａとして格納することができ、角度検出センサー１４ｃにより検出された傾斜角度に基づいて、スクリューの回転数Ｓｃを制御することができる。
【００３０】
＜別実施形態＞
本実施形態において、押出機２はギヤーポンプ２ｂを備える構造であるが、ギヤーポンプ２ｂを備えていない押出機２を用いてもよい。
【００３１】
押出機２を成型ドラム１に対して前進・後退させるための押出機駆動部１１は、押出機２を移動させるのではなく、成型ドラム１の側を移動させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１        成型ドラム
２        押出機
２ａ      ダイヘッド
２ｂ      ギヤーポンプ
２ｃ      スクリュー
１０      スクリュー駆動部
１１      押出機駆動部
１２      ドラム回転駆動部
１３      第３ドラム駆動部
１３ａ    支持アーム
１３ｂ    回転軸
１３ｃ    駆動モータ
１３ｅ    角度検出センサー
１４      第２ドラム駆動部
１５      第１ドラム駆動部
２０      制御部
２０ａ    プログラム
θ        傾斜角度
β        回転角度
【図１】
2011143680.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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