(57)【要約】【課題】省力化を図りながらリボン状体14に対し任意の張力を容易に高精度で付与する。【解決手段】誘導電動機20に連結されたローラ22にリボン状体14を掛け回すとともに、該誘導電動機20の出力トルクを制御手段33により制御することで、ローラ22からリボン状体14に供給方向と逆方向の抵抗を付与するようにしたが、該誘導電動機20の出力トルクは制御手段33によって自由に制御することができるため、省力化を図りながら螺旋の任意の位置においてリボン状体14に任意の張力を容易に高精度で付与することができる。【選択図】図１
2008119865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転している成形ドラムに、波状に屈曲した少数本の非伸張性補強コードをゴムコーティングしたリボン状体を、該成形ドラムの軸方向に移動させながら供給することで、該リボン状体を成形ドラムの周囲に螺旋状に巻付けて偏平重荷重用タイヤのベルトを成形する際、供給途中のリボン状体を電動機に連結されたローラに掛け回すとともに、電動機の出力トルクを制御手段により制御することで、リボン状体に供給方向と逆方向の抵抗を付与し、ローラと成形ドラムとの間におけるリボン状体の張力を調節するようにしたことを特徴とする偏平重荷重用タイヤのベルト成形方法。
【請求項２】
回転している成形ドラムに、波状に屈曲した少数本の非伸張性補強コードをゴムコーティングしたリボン状体を、該成形ドラムの軸方向に移動させながら供給することで、該リボン状体を成形ドラムの周囲に螺旋状に巻付けて偏平重荷重用タイヤのベルトを成形するようにした偏平重荷重用タイヤのベルト成形装置において、前記供給途中のリボン状体が掛け回されたローラ、および、該ローラに連結されている電動機を設けるとともに、該電動機の出力トルクを制御することでリボン状体に供給方向と逆方向の抵抗を付与し、ローラと成形ドラムとの間におけるリボン状体の張力を調節する制御手段を設けたことを特徴とする偏平重荷重用タイヤのベルト成形装置。
【請求項３】
前記電動機として誘導電動機を用いるとともに、前記誘導電動機の出力トルクを制御手段のインバータからの周波数信号または電流量の少なくとも一方により制御するようにした請求項２記載の偏平重荷重用タイヤのベルト成形装置。
【請求項４】
ローラの一側に誘導電動機を設ける一方、ローラの他側に該ローラに連結された制御手段のエンコーダを設け、該エンコーダによりローラの回転を検出するようにした請求項３記載の偏平重荷重用タイヤのベルト成形装置。
【請求項５】
前記制御手段から電動機への信号を基に電動機の出力トルクを求めるとともに、該出力トルクを基に前記リボン状体の張力を求めるようにした請求項１〜４のいずれかに記載の偏平重荷重用タイヤのベルト成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リボン状体を成形ドラムの周囲に螺旋状に巻付けて偏平重荷重用タイヤのベルトを成形するベルト成形方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、線材をボビンに供給しながらその周囲に螺旋状に巻付ける供給巻付け方法および装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
【特許文献１】実公平２−１１４２０号公報
【０００３】
このものは、回転するボビンと、線材を該ボビンの軸方向に移動させながら供給することで、該線材をボビンの周囲に螺旋状に巻付けるノズルと、前記ボビンより上流側に設置され、前記線材に所定の張力を付与することができるテンション手段とを備え、前記テンション手段を、前記線材が掛け回された回転可能なテンションプーリと、該テンションプーリと一体回転する磁性ディスクと、該磁性ディスクと所定の間隔を保持しながら対向設置された永久磁石が取付けられている磁極固定板と、カバーに螺合するとともに、前記磁極固定板が連結されたトルク調整環と、該トルク調整環に取付けられたダイヤルとを備えたものである。
【０００４】
そして、このものにおいて線材に付与する張力を変更する場合には、手作業で前記ダイヤルを所定量だけ回転することにより、トルク調整環、磁極固定板をねじ作用によってカバーに対して軸方向に移動させ、これにより、永久磁石と磁性ディスクとの間の間隔を拡大あるいは縮小させ、磁性ディスク、テンションプーリに付与される制動力を調節するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、前述のような方法・装置を偏平重荷重用タイヤのベルト成形方法・装置にそのまま転用することも考えられるが、このようにした場合には、以下のような課題が発生する。即ち、一定回転速度で回転している成形ドラムに、波状に屈曲した少数本の非伸張性補強コードをゴムコーティングしたリボン状体を供給してその周囲に螺旋状に巻付ける際、該成形ドラムの外径（巻径）が軸方向位置において異なっていると、リボン状体の巻付けトルクが前記外径の変化に追従して変化し、この結果、リボン状体の巻付け時における張力が変動し、製品タイヤの性能、品質が低下することがあった。
【０００６】
ここで、前述のように成形ドラムにおける巻径が変化したときにも、リボン状体の巻付け時における張力を一定とするために、一般化すれば、螺旋の任意の位置においてリボン状体に任意の張力を付与するために、ダイヤルを手作業で適宜回転させてテンションプーリからリボン状体に付与される制動力を制御することも考えられるが、このようにすると、作業者が常時、供給巻付け装置の近傍で待機し、必要に応じてダイヤルを回転しなければならないという課題があった。
【０００７】
また、前述した磁性ディスクと永久磁石との間の間隔を変更する際、ダイヤルを手作業で回転させるようにしているため、磁性ディスクと永久磁石との間の間隔（テンションプーリに付与される制動力）を高精度で調節することが難しく、この結果、リボン状体の張力を高精度で調節することが困難になるという課題もあった。しかも、磁性ディスクに付与される制動力は永久磁石と磁性ディスクとの間の距離の二乗に反比例するため、永久磁石が同一距離移動しても制動力の変化量が磁石の位置によって大きく異なり、この結果、リボン状体に所望の張力を高精度で付与することが難しく、製品タイヤの性能、品質を充分に向上させることができないという課題もあった。
【０００８】
この発明は、省力化を図りながらリボン状体に対し任意の張力を容易に高精度で付与し、製品タイヤの性能、品質を効果的に向上させることができる偏平重荷重用タイヤのベルト成形方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、第１に、回転している成形ドラムに、波状に屈曲した少数本の非伸張性補強コードをゴムコーティングしたリボン状体を、該成形ドラムの軸方向に移動させながら供給することで、該リボン状体を成形ドラムの周囲に螺旋状に巻付けて偏平重荷重用タイヤのベルトを成形する際、供給途中のリボン状体を電動機に連結されたローラに掛け回すとともに、電動機の出力トルクを制御手段により制御することで、リボン状体に供給方向と逆方向の抵抗を付与し、ローラと成形ドラムとの間におけるリボン状体の張力を調節するようにした偏平重荷重用タイヤのベルト成形方法により、達成することができ、
【００１０】
第２に、回転している成形ドラムに、波状に屈曲した少数本の非伸張性補強コードをゴムコーティングしたリボン状体を、該成形ドラムの軸方向に移動させながら供給することで、該リボン状体を成形ドラムの周囲に螺旋状に巻付けて偏平重荷重用タイヤのベルトを成形するようにした偏平重荷重用タイヤのベルト成形装置において、前記供給途中のリボン状体が掛け回されたローラ、および、該ローラに連結されている電動機を設けるとともに、該電動機の出力トルクを制御することでリボン状体に供給方向と逆方向の抵抗を付与し、ローラと成形ドラムとの間におけるリボン状体の張力を調節する制御手段を設けた偏平重荷重用タイヤのベルト成形装置により、達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明においては、電動機に連結されたローラにリボン状体を掛け回すとともに、該電動機の出力トルクを制御手段により制御することで、リボン状体に供給方向と逆方向の抵抗を付与するようにしているが、このような電動機の出力トルクは制御手段によって自由に制御することができるため、省力化および小型化を図りながら螺旋の任意の位置においてリボン状体に任意の張力を付与することができる。しかも、このとき、電動機の出力トルクは制御手段によって容易に高精度で制御することができるため、ローラと成形ドラムとの間のリボン状体に対し容易に高精度で所望の張力を付与することができる。これにより、ベルトの品質が向上し、偏平重荷重用タイヤの性能、品質を効果的に向上させることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載のように構成すれば、低張力下においても張力を容易に高精度で調節することができる。さらに、請求項４に記載のように構成すれば、小型化を図ることができる。また、請求項５に記載のように構成すれば、リボン状体の巻付け時における張力を安定して容易に知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１において、11は偏平重荷重用タイヤのベルトを成形する際に用いる円筒状の成形ドラムであり、この成形ドラム11は、図示していない駆動部から駆動力が付与されると、内蔵したリンク機構等により拡縮することができるとともに、水平な軸線回りに回転することができる。
【００１４】
14は前記成形ドラム11の後方に設置されている図示していないロールから巻出された一定幅のリボン状体であり、このリボン状体14は波状に屈曲した少数本の互いに平行な非伸張性材料、例えばスチールコード、芳香族ポリアミドからなる補強コードをゴムコーティングすることで構成されている。そして、このリボン状体14は矢印方向に回転している成形ドラム11に引き取られることで、該成形ドラム11に向かって走行してその外周に供給されるが、このとき、該リボン状体14は、押付けローラ15により成形ドラム11に押付けられることで、その周囲に巻付けられる。
【００１５】
前記成形ドラム11の直後には図示していない移動台が設置され、この移動台は駆動機構（図示せず）から駆動力が付与されると、成形ドラム11の回転軸に沿って移動することができる。前記移動台には両端にフランジを有するガイドローラ17が回転可能に支持されているが、このガイドローラ17の両フランジ間における外周に前記リボン状体14が線接触しながら走行することで、該リボン状体14は幅方向移動が規制される。この結果、成形ドラム11が回転しているとき、リボン状体14が移動台、ガイドローラ17により軸方向に移動させられながら成形ドラム11に供給されると、該リボン状体14は成形ドラム11の周囲に螺旋状に巻付けられ、周方向ベルトプライが成形される。
【００１６】
20は成形ドラム11より上流側、詳しくは、前記ガイドローラ17より上流側（後方）に設置された電動機としての誘導電動機であり、この誘導電動機20も前記移動台上に取付けられている。また、この誘導電動機20、詳しくはその回転軸は、成形ドラム11の軸線に平行な軸線を有するローラ22に連結されるとともに、該ローラ22の一側に設置されている。
【００１７】
24、25はローラ22より若干上方でその直前、直後にそれぞれ設置されたガイドローラであり、これらのガイドローラ24、25は前記ローラ22に平行に延びるとともに、前記移動台に回転可能に支持されている。そして、前記成形ドラム11に供給されている途中のリボン状体14はガイドローラ25、ローラ22、ガイドローラ24に順次掛け回されており、この結果、該リボン状体14はローラ22の外周に略半周だけ接触しながら走行することになってリボン状体14とローラ22との滑りが規制される。
【００１８】
27は前記誘導電動機20に対し周波数信号を出力してベクトル制御を行うインバータであり、このインバータ27からの周波数信号が誘導電動機20に入力されると、該誘導電動機20の回転軸およびローラ22は前記周波数信号に対応する回転速度で回転するが、このとき、ローラ22の回転方向はリボン状体14の供給方向と逆方向である。
【００１９】
ここで、リボン状体14の供給方向の力は、誘導電動機20の出力トルクによってローラ22の外周に生じる接線力よりかなり大であるため、誘導電動機20はリボン状体14から回転方向と逆方向の大きな力を受けて内部に滑りが発生する一方、前記誘導電動機20、ローラ22からはリボン状体14に供給方向と逆方向の抵抗が付与されるが、この抵抗の値は周波数信号の値を変更し、誘導電動機20の出力トルクを変更することで、容易に任意の値に制御することができる。
【００２０】
このようにローラ22からリボン状体14に抵抗が付与されると、ローラ22と成形ドラム11との間のリボン状体14、即ち巻付け時のリボン状体14に所定の張力が付与されるが、この張力の値は前述のようにインバータ27からの周波数信号の値を変化させることで容易に任意の値に調節することができる。
【００２１】
30はローラ22の他側に設けらたエンコーダであり、このエンコーダ30も前記移動台に設置されるとともに、その回転軸がローラ22に連結され、これにより、エンコーダ30はローラ22の回転数を検出することができる。このようにローラ22の一側に誘導電動機20を設ける一方、ローラ22の他側にエンコーダ30を設けるようにすれば、誘導電動機とエンコーダとを一体化したものと比較して、それぞれを小型化することができるとともに、狭いスペースに設置が可能となる。
【００２２】
32は前記インバータ27に対し制御信号を出力するコントローラであり、このコントローラ32から制御信号がインバータ27に入力されると、該インバータ27は前記制御信号に対応する値の周波数信号を誘導電動機20に出力する。また、このコントローラ32には前記エンコーダ30が検出した検出結果がフィードバック信号として入力され、このフィードバック信号により前記制御信号の値が制御される。
【００２３】
前述したインバータ27、エンコーダ30、コントローラ32は全体として、誘導電動機20の出力トルクを制御することでローラ22からリボン状体14に供給方向と逆方向である所定の抵抗を付与し、ローラ22と成形ドラム11との間におけるリボン状体14の張力を調節する制御手段33を構成する。このように、この実施形態では、リボン状体14の張力を検出する検出手段は不要であるため、装置全体が小型化する。
【００２４】
34は前記インバータ27に接続された演算部であり、この演算部34には前記インバータ27から前記誘導電動機20に入力される周波数信号と同一の周波数信号が入力される。そして、このように周波数信号が入力されると、前記演算部34は、前記ローラ22の機械抵抗等を考慮しながら、前記周波数信号を基に誘導電動機20の出力トルクを演算により求めるとともに、該出力トルクを基にローラ22と成形ドラム11との間のリボン状体14に付与される張力の値を演算により求め、この求めた張力値を図示していない表示部に表示する。これにより、リボン状体14の成形ドラム11への巻付け時における張力を安定して容易に知ることができる。
【００２５】
次に、前記実施形態１の作用について説明する。
今、ロールから巻出されたリボン状体14が回転している成形ドラム11に引き取られることで供給される一方、移動台、ガイドローラ17が成形ドラム11の軸方向に一定速度で移動することにより、該リボン状体14が成形ドラム11の周囲に螺旋状に巻付けられているとする。
【００２６】
このとき、前記成形ドラム11に供給する途中の、ここでは巻付けられる直前のリボン状体14を誘導電動機20に連結されたローラ22に掛け回すとともに、該誘導電動機20の出力トルクを制御手段33のインバータ27から出力された周波数信号により制御することで、ローラ22からリボン状体14に供給方向と逆方向の抵抗（制動力）を付与するようにしたので、ローラ22と成形ドラム11との間におけるリボン状体14の張力、即ち巻付け時におけるリボン状体14の張力が所定の値に調節される。
【００２７】
このようにして成形ドラム11の周囲に周方向ベルトプライが成形されると、続いて該周方向ベルトプライの外側に、周方向に対して傾斜した多数本の補強コードをゴムコーティングすることで構成したシート体を供給して貼付けるとともに、その始、終端同士を接合して傾斜ベルトプライを成形する。そして、前記周方向ベルトプライは少なくとも１枚、傾斜ベルトプライは補強コードが逆方向に傾斜したものを少なくとも２枚積層し、偏平率が例えば 0.50以下のトラック・バスに用いられる偏平重荷重用タイヤのベルトを構成する。ここで、前述のように周方向ベルトプライを構成するリボン状体14の巻付け時における張力を高精度で所望の値に調節し、高品質のベルトを成形するようにしたので、このようなベルトを用いた偏平重荷重用タイヤの性能、品質を効果的に向上させることができる。
【００２８】
ここで、前記成形ドラム11として軸方向両端から軸方向中央に向かうに従い外径が大となっている太鼓状のものを用いることがあるが、このような場合には、巻付けトルクが前記外径の変化に追従して変化し、この結果、リボン状体14の巻付け時における張力が変動するおそれがある。このような場合にも前述のように誘導電動機20の出力トルクを制御手段33（インバータ27）によって制御するようにしているため、前述のように外径が変化してもリボン状体14の巻付け時における張力を、省力化および小型化を図りながら、常時一定の値に維持することができる。
【００２９】
なお、前述の説明ではリボン状体14の巻付け時における張力を一定に維持するようにしたが、この実施形態のものを用いれば、螺旋の任意の位置においてリボン状体14に任意の張力を容易に付与することができ、しかも、このとき、誘導電動機20の出力トルクは制御手段33によって容易に高精度で制御することができるため、ローラ22と成形ドラム11との間のリボン状体14に対し容易に高精度で所望の張力を付与することができる。
【００３０】
例えば、前述のように成形ドラム11の周囲にリボン状体14を螺旋状に巻付けて周方向ベルトプライを成形した後、該周方向ベルトプライを用いて生タイヤを成形し、その後、該生タイヤを加硫装置に搬入して加硫するが、この加硫時における生タイヤのトレッド中央部の拡張率は、通常、トレッド端部の拡張率より大であるため、トレッド中央部に巻付けられているリボン状体14内の波状コードはトレッド端部に巻付けられているリボン状体14内の波状コードより大きく伸長され、波状コードの振幅、ピッチが加硫済タイヤの幅方向位置で異なってしまうことがある。
【００３１】
このような事態を防止するには、例えば、成形ドラム11のトレッド端部からトレッド中央部に向かってリボン状体14を螺旋状に巻付ける際、制御手段33（インバータ27）からの周波数信号により誘導電動機20の出力トルクを徐々に小とし、これにより、加硫後における波状コードの伸長率をいずれの幅方向位置においても実質上同一となるようにしてもよい。
【００３２】
なお、前述の実施形態においては、インバータ27からの周波数信号によって誘導電動機20の出力トルクを制御するようにしたが、この発明においては、インバータからの電流量により、あるいは、周波数信号と電流量との双方により誘導電動機の出力トルクを制御するようにしてもよい。このようにすれば、低張力下においても張力を容易に高精度で調節することができる。また、前述の実施形態においては、成形ドラム11の軸方向に移動する移動台にガイドローラ17、誘導電動機20、ローラ22、エンコーダ30を設けるようにしたが、この発明においては、前記移動台にガイドローラのみを設けるとともに、該移動台より後方に静置された固定台に誘導電動機、ローラ、エンコーダを設けるようにしてもよい。
【００３３】
さらに、前述の実施形態においては、円筒状をした成形ドラム11の周囲に直接リボン状体14を巻付けるようにしたが、この発明においては、略トロイダル状をしたタイヤ中間体の外側にリボン状体を供給することで、タイヤ中間体を介して成形ドラムの周囲にリボン状体を巻付けるようにしてもよく、あるいは、製品タイヤの内面と同一外面形状を有する剛体コア（成形ドラム）の周囲にリボン状体を巻付けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明は、リボン状体を成形ドラムの周囲に螺旋状に巻付ける産業分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施形態１を示す概略全体斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
11…成形ドラム             14…リボン状体
20…電動機                 22…ローラ
27…インバータ             30…エンコーダ
33…制御手段
【図１】
2008119865.tif 000003