(57)【要約】トレッド（２）をタイヤ（４）のカーカス（３）に貼り付ける装置（１）及び方法。装置（１）は、カーカス（３）を支持する回転ドラム（５）と、トレッド（２）をドラム（５）に送る供給コンベア（６）と、トレッド（２）と接触する加圧ローラ（７）と、強度を調節可能な力（Ｆ）で加圧ローラ（７）をトレッド（２）に押圧する作動機構（８）と、力（Ｆ）の強度を、カーカス（３）の円周の残部の長さ（ＲＣＣ）とトレッド（２）の残部の長さ（ＲＴＬ）の差として算出された誤差変数（Ｅ）に応じて調整する制御ユニットを備える。制御ユニット（９）は、誤差変数（Ｅ）の値及び誤差変数（Ｅ）の変化率に応じて変化するゲイン（Ｋｐ）を有する比例制御ブロック（１２）を用いて力（Ｆ）の強度を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド（２）をタイヤ（４）のカーカス（３）に貼り付ける装置（１）であり、前記カーカス（３）を支持する回転ドラム（５）と、前記トレッド（２）を前記ドラム（５）に送る供給コンベア（６）と、前記回転ドラム（５）と前記供給コンベア（６）の間に設けられ前記トレッド（２）と接触する加圧ローラ（７）と、強度を調節可能な力（Ｆ）で前記加圧ローラ（７）を前記トレッド（２）に押圧する作動機構（８）と、
該作動機構（８）により生ずる力（Ｆ）の強度を、前記カーカス（３）の円周の残部の長さ（ＲＣＣ）と前記トレッド（２）の残部の長さ（ＲＴＬ）の差として算出された誤差変数（Ｅ）に応じて調整する制御ユニット（９）とを備える装置（１）であって、
前記装置（１）は、可変ゲイン（Ｋｐ）を有し、前記作動機構（８）により生じた力（Ｆ）の強度を誤差変数（Ｅ）に応じて調整する比例制御ブロック（１２）と、
該比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を誤差変数（Ｅ）の値に応じて変える演算ブロック（１３）とを備えることを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
前記演算ブロック（１３）は、誤差変数（Ｅ）の値及び誤差変数（Ｅ）の変化率に応じて前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を変える、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
誤差変数（Ｅ）の値が絶対値で第１の閾値（ＥＬ）より大きく、かつ、誤差変動（Ｅ）の変化率が絶対値で第２の閾値（ＶＬ）より大きい場合には、前記演算ブロック（１３）は前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を一定に保ち、
誤差変動（Ｅ）の値が絶対値で第１の閾値（ＥＬ）より大きく、かつ、誤差変動（Ｅ）の変化率が絶対値で第２の閾値（ＶＬ）より小さい場合には、前記演算ブロック（１３）は前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を増加させ、
誤差変動（Ｅ）の値が絶対値で第１の閾値（ＥＬ）より小さく、かつ、誤差変動（Ｅ）の変化率が絶対値で第２の閾値（ＶＬ）より大きい場合には、前記演算ブロック（１３）は前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を減少させ、
誤差変動（Ｅ）の値が絶対値で第１の閾値（ＥＬ）より小さく、かつ、誤差変動（Ｅ）の変化率が絶対値で第２の閾値（ＶＬ）より小さい場合には、前記演算ブロック（１３）は前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を一定に保つ、請求項２に記載の装置（１）。
【請求項４】
誤差変動（Ｅ）の値が絶対値で第１の閾値（ＥＬ）より大きく、かつ、誤差変動（Ｅ）の変化率が絶対値で第２の閾値（ＶＬ）より小さい場合には、前記演算ブロック（１３）は前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を増加させる、請求項２に記載の装置（１）。
【請求項５】
誤差変動（Ｅ）の値が絶対値で第１の閾値（ＥＬ）より小さく、かつ、誤差変動（Ｅ）の変化率が絶対値で第２の閾値（ＶＬ）より大きい場合には、前記演算ブロック（１３）は前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を減少させる、請求項２に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記演算ブロック（１３）は、前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を２Ｈｚの頻度で、前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）の初期値の５０％に等しい所定の量（ＩＧＦ）で変更する、請求項３、４又は５に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記第１の閾値（ＥＬ）は、誤差変数（Ｅ）が正の値の場合に第１の値を取り、誤差変数（Ｅ）が負の値の場合に第２の値を取る、請求項３に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記第１の閾値（ＥＬ）の第１の値は、前記第１の閾値（ＥＬ）の第２の値よりも大きい、請求項７に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記演算ブロック（１３）は、誤差変数（Ｅ）の絶対値が第３の閾値（ＶＳ１）より大きい場合には、前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を増加させ、
誤差変動（Ｅ）の絶対値が第４の閾値（ＶＳ２）より小さい場合には、前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を減少させ、誤差変動（Ｅ）の絶対値が第３の閾値（ＶＳ１）と第４の閾値（ＶＳ２）の間にある場合には、前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を一定に保つ、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項１０】
第１の一定量を自動的に誤差変数（Ｅ）に加え、前記トレッド（２）の２つの端部の所定のオーバーラップを達成する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
第２の一定量を前記比例制御ブロック（１２）の出力値に加える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
トレッド（２）をタイヤ（４）のカーカス（３）に貼り付ける方法であり、
カーカス（３）を回転ドラム（５）上に取り付け、
トレッド（２）の第１の端部をカーカス（３）に貼り付け、
回転ドラム（５）を回転しつつ、トレッド（２）をカーカス（３）に送り、
回転ドラム（５）とトレッド（２）を送るための供給コンベア（６）の間に設けられトレッド（２）と接触する加圧ローラ（７）を用いて、トレッド（２）に加圧力（Ｆ）を加え、
前記カーカス（３）の円周の残部の長さ（ＲＣＣ）と前記トレッドの残部の長さ（ＲＴＬ）の差として誤差変数（Ｅ）を算出し、
この誤差変数（Ｅ）に応じて前記加圧ローラ（７）により加えられる力（Ｆ）の強度を調整する方法であって、
可変ゲイン（Ｋｐ）を有する比例制御ブロック（１２）を用いて、前記加圧ローラ（７）により加えられる力（Ｆ）の強度を調整し、該比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）を誤差変数（Ｅ）の値に応じて変えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）は、誤差変数（Ｅ）の値及び誤差変数（Ｅ）の変化率に応じて変えられる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
誤差変数（Ｅ）の値が絶対値で第１の閾値（ＥＬ）より大きく、かつ、誤差変動（Ｅ）の変化率が絶対値で第２の閾値（ＶＬ）より大きい場合には、前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）は一定に保たれ、
誤差変動（Ｅ）の値が絶対値で第１の閾値（ＥＬ）より大きく、かつ、誤差変動（Ｅ）の変化率が絶対値で第２の閾値（ＶＬ）より小さい場合には、前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）は増加され、
誤差変動（Ｅ）の値が絶対値で第１の閾値（ＥＬ）より小さく、かつ、誤差変動（Ｅ）の変化率が絶対値で第２の閾値（ＶＬ）より大きい場合には、前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）は減少され、
誤差変動（Ｅ）の値が絶対値で第１の閾値（ＥＬ）より小さく、かつ、誤差変動（Ｅ）の変化率が絶対値で第２の閾値（ＶＬ）より小さい場合には、前記比例制御ブロック（１２）のゲイン（Ｋｐ）は一定に保たれる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第１の一定量を自動的に誤差変数（Ｅ）に加え、前記トレッド（２）の２つの端部の所定のオーバーラップを達成する、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
第２の一定量を前記比例制御ブロック（１２）の出力値に加える、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トレッドをタイヤカーカスに貼り付ける装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に記載されているような、トレッドをタイヤカーカスに適用する装置は、カーカスを支持する回転ドラムと、この回転ドラムにカーカスを送る供給コンベアと、ドラムと供給コンベアの間に設けられトレッドと接触する加圧ローラと、強度を調節可能な力で加圧ローラをトレッドに押圧する作動機構と、作動機構により生ずる力の強度を、カーカスの円周の残部の長さとトレッドの残部の長さの差として算出された誤差変数に応じて調整する制御ユニットを備える。トレッドをタイヤカーカスに適用する装置の他の例は、特許文献２〜５に記載されている。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１２３０２３５号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第２１０５７６５号明細書
【特許文献３】米国特許第３７２８１８１号明細書
【特許文献４】米国特許第５４２７６３６号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第０７０４２９６号明細書
【０００３】
加圧ローラの目的は、トレッドに引張力を加え、これを永久的に伸ばすことにある。トレッドをカーカスの周りに巻回した際に、トレッドの２つの自由端の、所望の予め定められたオーバーラップを達成するためには、正確な量の永久伸びをトレッドに生じさせなければならない。
【０００４】
加硫を行わないタイヤ更生プロセスの一部として、加硫済の新品トレッドをカーカスに貼り付ける際には、トレッドパターンを考慮して新品トレッドを切断しなければならず、したがって、カーカスの実際の円周を基準とした寸法通りに切断することはできない。このため、トレッドのカーカスへの正確な貼り付けを保証する上で、加圧ローラによるトレッド伸長動作は必須である。本来のタイヤ製造プロセスの一部として、又はタイヤ更生及び加硫プロセスの一部として、未加硫トレッドをカーカスに貼り付ける際には、カーカスの実際の円周を基準とした寸法通りに新品トレッドを切断するが、その後に、温度変化により生ずる収縮のために、わずかな、そして予測不可能な長さの変化が起こり得る。この場合には、加圧ローラのトレッド伸長動作は、トレッドのカーカスへの正確な貼り付けを保証する上で有用であることが分かるであろう。
【０００５】
例えばＳＨにより「Ｈｉｔｅｃｈ  Ｅｘｔｒｕ−Ｂｕｉｌｄｅｒ  Ｂａｚ  ２１６０」の商品名で市販されている、トレッドをタイヤカーカスに貼り付ける公知の装置の制御ユニットは、作動機構により生ずる力の強度を誤差変数に応じて調整するＰＩＤ（比例積分偏差）制御ブロックを備える。
【０００６】
多数の試験から、トレッドをタイヤカーカスに貼り付ける公知の装置の加圧ローラによって正確なトレッドの伸長を達成することは極めて難しいことが分かっている。加圧ローラのトレッド伸長精度を向上させるために、積分ゲインを増加させることが提案されているが、これは、周期変動を招き、潜在的に不安定な制御につながり、トレッドに明らかに異常な応力を生じさせる。したがって、周期変動を低減するために、偏差ゲインを増加させることが提案されているが、これは制御速度を低下させ、トレッドの貼り付けを行う時期の十分な誤差低減を妨げる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は、前記の問題点を解消するよう構成されており、特に安価で実施の容易な、トレッドをタイヤカーカスに貼り付ける装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によれば、添付の特許請求の範囲に記載したような、トレッドをカーカスプライに貼り付ける装置及び方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１において、番号１は全体としてトレッド２をタイヤ４のカーカス３に貼り付ける装置を示す。装置１は、カーカス３を支持する回転ドラム５と、回転ドラム５にトレッド２を送る供給コンベア６と、ドラム５と供給コンベア６の間に設けられトレッド２と接触する加圧ローラ７と、強度を調節可能な力Ｆで加圧ローラ７をトレッド２に押圧する作動機構８（具体的には、比例電磁弁により制御される空圧ピストン）とを備える。
【００１０】
制御ユニット９は、作動機構８により生ずる力Ｆの強度を、カーカス３の円周の残部の長さＲＣＣとトレッド２の残部の長さＲＴＬの差として算出された誤差変数Ｅに応じて調整する。このため、制御ユニット９は、トレッド２の送りを測定する、すなわちトレッド２の残部の長さＲＴＬの値を測定するセンサ１０と、カーカス３の回転を測定する、すなわちカーカス３の円周の残部の長さＲＣＣを測定するセンサ１１とに接続される。
【００１１】
制御ユニット９の目的は、トレッド２をカーカス３に貼り付けた時点で、誤差変数Ｅの値を零にすることにある。一定量、いわゆる「伸長係数」を自動的に誤差変数Ｅに加え、トレッド２の２つの端部の所定のオーバーラップを達成してもよい。
【００１２】
図２に示すように、制御ユニット９は、可変ゲインＫｐを有し、作動機構８により生ずる力Ｆの強度を誤差変数Ｅに応じて調整する比例制御ブロック１２を備える。比例制御ブロック１２のゲインＫｐの値は、誤差変数Ｅの値に応じ、かつ誤差変数Ｅの変化率、すなわち一次導関数に応じて、演算ブロック１３により動的に変更される。
【００１３】
好適な実施形態において、演算ブロック１３は、所定の時間頻度で比例制御ブロック１２のゲインＫｐを照合し、照合の都度、以下の制御手順に従って動作する。
誤差変数Ｅの絶対値が閾値ＥＬより大きく、かつ、誤差変動Ｅの変化率が絶対値で閾値ＶＬより大きい場合には、演算ブロック１３は比例制御ブロック１２のゲインＫｐを一定に保つ。
誤差変動Ｅの絶対値が閾値ＥＬより大きく、かつ、誤差変動Ｅの変化率が絶対値で閾値ＶＬより小さい場合には、演算ブロック１３は比例制御ブロック１２のゲインＫｐを増加させる。
誤差変動Ｅの絶対値が閾値ＥＬより小さく、かつ、誤差変動Ｅの変化率が絶対値で閾値ＶＬより大きい場合には、演算ブロック１３は比例制御ブロック１２のゲインＫｐを減少させる。
誤差変動Ｅの絶対値が閾値ＥＬより小さく、かつ、誤差変動Ｅの変化率が絶対値で閾値ＶＬより小さい場合には、演算ブロック１３は比例制御ブロック１２のゲインＫｐを一定に保つ。
【００１４】
演算ブロック１３が、必要に応じて、比例制御ブロック１２のゲインＫｐを２Ｈｚの頻度で、比例制御ブロック１２のゲインＫｐの初期値の５０％に等しい所定のＩＧＦ量で変更する場合に、良好な試験結果が得られている。速度及び精度に関しては、一定の、いわゆる「固定圧力」量を比例制御ブロック１２の出力値に加えた場合に、さらに良好な試験結果が得られている。
【００１５】
閾値ＥＬは、誤差変数Ｅが正の値の場合に第１の値を取り、誤差変数Ｅが負の値の場合に第２の値を取る、すなわち、閾値ＥＬの絶対値は、誤差変数Ｅが正であるか負であるかによって異なることが好ましい。典型的には、閾値ＥＬの絶対値は、誤差変数Ｅが負である場合よりも誤差変数Ｅが正である場合に大きい。
【００１６】
代替的実施形態において、演算ブロック１３は、誤差変数Ｅの変化率を考慮せず、誤差変数Ｅの値に応じて比例制御ブロック１２のゲインＫｐを調整するのみである。より具体的には、演算ブロック１３は、誤差変数Ｅの絶対値が閾値ＶＳ１よりも大きい場合に、比例制御ブロック１２のゲインＫｐを増加させ、誤差変数Ｅの絶対値が閾値ＶＳ２よりも小さい場合に、比例制御ブロック１２のゲインＫｐを減少させ、誤差変数Ｅの絶対値が閾値ＶＳ１と閾値ＶＳ２の間にある場合に、比例制御ブロック１２のゲインＫｐを一定に保つ。
【００１７】
図３は、２つの試験の結果を示しており、より詳細には、２つの異なるトレッド２の貼り付けに対する誤差変数Ｅの経時変化を示している。
【００１８】
制御ユニット９のパラメータ値、すなわち比例制御ブロック１２のゲインＫｐの初期値、比例制御ブロック１２のゲインＫｐの更新頻度、及び比例制御ブロック１２のゲインＫｐを変えるＩＧＦ量は、実験的に求められ、通常は制御ユニットの構成上の特徴に依存する。また、最適な「固定圧力」及び「伸長係数」も、種々の種類のトレッド２に対して実験的に求めなければならない。
【００１９】
前記の装置１は、加硫を行わないタイヤ更生プロセスの一部として、加硫済の新品トレッドのカーカスへの貼り付けに、又は本来のタイヤ製造プロセスの一部として、若しくはタイヤ更生及び加硫プロセスの一部として、未加硫トレッドのカーカスへの貼り付けに、優れた結果をもって、用いることができる。双方の貼り付けの試験から、上述したように、装置１により、高い精度と、何よりも誤差変数Ｅの一定な最終値を確保できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明に従う、トレッドをタイヤカーカスに貼り付ける装置の概略斜視図である。
【図２】図１に示す装置の制御ユニットの線図を示す。
【図３】図２に示す制御ユニットにより制御される誤差変数のグラフを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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