(57)【要約】【課題】回転体上に、エアの巻込みが少ない状態でリボン状ストリップを密に貼付けて所定形状のタイヤ部材を成型する装置及び方法を提供することにある。【解決手段】この発明のタイヤ部材の成型装置１は、回転体２とリボン状ストリップ５の供給手段３と一対のロール４ａ，４ｂと位置制御手段とを具え、位置制御手段は、各周回ストリップ５ａ，５ｂ，−−ごとの回転体２の外面に対して代表的な貼付け角度θａ、θｂ、−−のデータを求め、これらのデータを用い、所定の周回数の範囲にて、各周回数とそのときの周回ストリップ５ａ，５ｂ，−−の代表的な貼付け角度θａ、θｂ、−−との関係から一次式を算出し、この算出した一次式を満足する平均貼付け角度θａｖｅ．と、回転体２の外面に対するロール４ａの延在角度が一致するように回転体２とロール４ａの相対位置関係を連続的に制御することを特徴とする。【選択図】        図１
2005047088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイド状又は円筒状の外面をもつ回転体と、該回転体に対しリボン状ストリップを供給する手段と、回転体に対向して位置し、前記供給手段から供給された前記ストリップを回転体に向かって搬送し、かつ回転体の外面上に前記ストリップを押圧しながら複数周回巻いてらせん状に貼り付ける一対のロールと、回転体とロールの相対位置関係を３軸方向に制御する位置制御手段とを具え、かつ貼り付けられた隣接する周回ストリップの端部同士をオーバーラップさせてなるタイヤ部材の成型装置において、
回転体の軸心を含む平面で見て、位置制御手段は、各周回ストリップごとの回転体の外面に対する貼付け角度のうち、代表的な貼付け角度のデータを求め、これらのデータを用い、所定の周回数の範囲にて、各周回数とそのときの周回ストリップの代表的な貼付け角度との関係から一次式を算出し、前記所定の周回数の範囲内で周回ストリップを貼り付ける間、この算出した一次式を満足する平均貼付け角度と、回転体の外面に対するロールの延在角度が一致するように回転体とロールの相対位置関係を連続的に制御することを特徴とするタイヤ部材の成型装置。
【請求項２】
位置制御手段は、
各周回ストリップごとの回転体の外面に対する代表的な貼付け角度のデータを入力して一次式を算出する演算手段と、
回転体及び／又はロールの３軸方向への移動を可能にする駆動手段と、
一次式を満足する平均貼付け角度とロールの延在角度が一致するように駆動手段を作動させて回転体とロールの相対位置関係を適正に制御するコントローラと、
を有する請求項１記載のタイヤ部材の成型装置。
【請求項３】
リボン状ストリップを供給する手段から一対のロールを介してトロイド状又は円筒状の回転体上に前記ストリップを搬送し、かつ、位置制御手段によって回転体とロールの相対位置関係を３軸方向に制御しながら、回転体の外面上にロールでストリップを押圧しながら複数周回巻いてらせん状に貼り付け、かつ貼り付けられた隣接する周回ストリップの端部同士をオーバーラップするように巻回積層してタイヤ部材を成型する方法において、
回転体の軸心を含む平面で見て、位置制御手段は、各周回ストリップごとの回転体の外面に対する貼付け角度のうち、代表的な貼付け角度のデータを求め、これらのデータを用い、所定の周回数の範囲にて、各周回数とそのときの周回ストリップの代表的な貼付け角度との関係から一次式を算出し、前記所定の周回数の範囲内で周回ストリップを貼り付ける間、この算出した一次式を満足する平均貼付け角度と、回転体の外面に対するロールの延在角度が一致するように回転体とロールの相対位置関係を連続的に制御することを特徴とするタイヤ部材の成型方法。
【請求項４】
位置制御手段は、演算手段が各周回ストリップごとの回転体の外面に対する代表的な貼付け角度のデータに基づいて一次式を算出し、この算出した一次式の結果をコントローラに転送し、コントローラが一次式の結果に基づいてモータを作動させて回転体とロールの相対位置関係を制御する請求項３記載のタイヤ部材の成型方法。
【請求項５】
位置制御手段は、所定の周回数の範囲ごとに同様の制御を繰り返して行う請求項３又は４記載のタイヤ部材の成型方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トロイド状又は円筒状の外面をもつ回転体と、該回転体に対しリボン状ストリップを供給する手段と、回転体に対向して位置し、前記供給手段から供給された前記ストリップを回転体に向かって搬送しかつ回転体の外面上に前記ストリップを押圧しながら複数周回巻いてらせん状に貼り付ける一対のロールと、回転体とロールの相対位置関係を３軸方向に制御する位置制御手段とを具え、かつ貼り付けられた隣接する周回ストリップの端部同士をオーバーラップさせてなるタイヤ部材の成型装置及び成型方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、タイヤ成型工程での拡径変形をできるだけ小さくしてユニフォミティ等のタイヤの品質を安定させるため、インナーライナー、ビードフィラー、サイドゴム、トレッドゴム等のタイヤ部材を個別に準備することなく、製品タイヤの内面形状と近似した外面形状を有する剛体コアの上にリボン状ストリップをロールで押圧しながららせん状に複数周回巻回して所定のタイヤ部材の形状が得られるまで積層し、生タイヤを形成し、この生タイヤを剛体コアとともに、加硫成型することによってタイヤを製造する、いわゆるコア成型法が提案されている。
【０００３】
コア成型法において剛体コアにリボン状ストリップを貼り付ける場合、剛体コア及び／又はロールの少なくとも一方が、図３（ａ），（ｂ）に示すように３軸方向に移動できるように構成する必要がある。
【０００４】
従来のコア成型法では、各周回ストリップごとの回転体の外面に対する貼付け角度のうち、周回ストリップの任意の位置における代表的な貼付け角度のデータを予め求め、これらのデータに基づき、同一の周回ストリップ内ではその全周にわたって回転体に対するロールの位置を一定とするとともに、次の周回ストリップに貼付け位置が移行する際に、回転体に対するロールの位置を、その周回ストリップの任意の位置で求めた代表的な貼付け角度にステップ的に変化させることによって制御していた。
【０００５】
しかしながら、次の周回ストリップに貼付け位置が移行する際に、回転体に対するロールの位置を、その周回ストリップの任意の位置で求めた代表的な貼付け角度にステップ的に変化させた場合、次の周回ストリップに移行するごとに揺動が発生する場合があり、かかる場合には、貼り付けたストリップにより形成したタイヤ部材中にエアが巻き込まれやすくなり、この結果、タイヤ部材に欠陥等が生じて良好なタイヤ部材を成型することが困難になる傾向があった。
【０００６】
このため、発明者が良好なタイヤ部材を成型するため鋭意検討を行ったところ、以下の知見を得た。
【０００７】
まず、従来のコア成型法を用いてタイヤ部材を実際に成型してみた。
図４（ａ）は、次の周回ストリップに貼付け位置が移行する際に、回転体に対するロールの位置を、その周回ストリップの任意の位置で求めた代表的な貼付け角度にステップ的に変化させる従来のコア成型法を用いて、剛体コア上にリボン状ストリップをロールで押圧しながら８周巻回して貼り付けることによって８本の周回ストリップを形成したときの状態を、剛体コアを一の半径方向を含む平面で切断したときの一例を示したものであり、図４（ｂ）は、同図（ａ）に示す各周回ストリップの代表的な貼付け角度を測定し、この測定値を周回数に対してプロットしたものである。
【０００８】
そして、発明者は、図４（ａ）、（ｂ）の結果から、従来のコア成型法では、代表的な貼付け角度は周回数に対して一定の割合で変化するわけではなく、次の周回ストリップに移行する際に、代表的な貼付け角度が増加する場合もあれば減少する場合もあり、とりわけ代表的な貼付け角度が、増加傾向から減少傾向に移行する場合又は減少傾向から増加傾向に移行する場合には、回転体に対するロールの位置の変動が大きくなるため、揺動が生じやすくなることを見出した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、所定の周回数の範囲内で周回ストリップを貼り付ける間、回転体とロールの相対位置関係を直線的に連続して制御することにより、回転体上に、エアの巻込みが少ない状態でリボン状ストリップを密に貼付けて所定形状のタイヤ部材を成型する装置及び方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明のタイヤ部材の成型装置は、トロイド状又は円筒状の外面をもつ回転体と、該回転体に対しリボン状ストリップを供給する手段と、回転体に対向して位置し、前記供給手段から供給された前記ストリップを回転体に向かって搬送し、かつ回転体の外面上に前記ストリップを押圧しながら複数周回巻いてらせん状に貼り付ける一対のロールと、回転体とロールの相対位置関係を３軸方向に制御する位置制御手段とを具え、かつ貼り付けられた隣接する周回ストリップの端部同士をオーバーラップさせてなるタイヤ部材の成型装置において、回転体の軸心を含む平面で見て、位置制御手段は、各周回ストリップごとの回転体の外面に対する貼付け角度のうち、代表的な貼付け角度のデータを求め、これらのデータを用い、所定の周回数の範囲にて、各周回数とそのときの周回ストリップの代表的な貼付け角度との関係から一次式を算出し、前記所定の周回数の範囲内で周回ストリップを貼り付ける間、この算出した一次式を満足する平均貼付け角度と、回転体の外面に対するロールの延在角度が一致するように回転体とロールの相対位置関係を連続的に制御することにある。
【００１１】
また、位置制御手段は、各周回ストリップごとの回転体の外面に対する代表的な貼付け角度のデータを入力して一次式を算出する演算手段と、回転体及び／又はロールの３軸方向への移動を可能にする駆動手段と、一次式を満足する平均貼付け角度とロールの延在角度が一致するように駆動手段を作動させて回転体とロールの相対位置関係を適正に制御するコントローラとを有することが好ましい。
【００１２】
また、この発明のタイヤ部材の成型方法は、リボン状ストリップを供給する手段から一対のロールを介してトロイド状又は円筒状の回転体上に前記ストリップを搬送し、かつ、位置制御手段によって回転体とロールの相対位置関係を３軸方向に制御しながら、回転体の外面上にロールでストリップを押圧しながら複数周回巻いてらせん状に貼り付け、かつ貼り付けられた隣接する周回ストリップの端部同士をオーバーラップするように巻回積層してタイヤ部材を成型する方法において、回転体の軸心を含む平面で見て、位置制御手段は、各周回ストリップごとの回転体の外面に対する貼付け角度のうち、代表的な貼付け角度のデータを求め、これらのデータを用い、所定の周回数の範囲にて、各周回数とそのときの周回ストリップの代表的な貼付け角度との関係から一次式を算出し、前記所定の周回数の範囲内で周回ストリップを貼り付ける間、この算出した一次式を満足する平均貼付け角度と、回転体の外面に対するロールの延在角度が一致するように回転体とロールの相対位置関係を連続的に制御することにある。
【００１３】
さらに、位置制御手段は、演算手段が各周回ストリップごとの回転体の外面に対する代表的な貼付け角度のデータに基づいて一次式を算出し、この算出した一次式の結果をコントローラに転送し、コントローラが一次式の結果に基づいてモータを作動させて回転体とロールの相対位置関係を制御することが好ましく、加えて、位置制御手段は、所定の周回数の範囲ごとに同様の制御を繰り返して行うことがより好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の一例を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、この発明に従うタイヤ部材の成型装置１の一例を示したものである。
【００１５】
図１に示すタイヤ部材の成型装置１は、回転体２と、ストリップ供給手段３と、一対のロール４ａ、４ｂと、位置制御手段とで主に構成されている。
【００１６】
回転体２は、図１ではトロイド状の剛体コアである場合を示してあるが、生ケース、生タイヤ、ブラダー、成型ドラム等のように、トロイド状又は円筒状の外面をもつ回転体であればよく、特に限定はしない。
【００１７】
ストリップ供給手段３は、回転体２に対しリボン状のゴムストリップ５を供給する手段であり、図１では、押出機である場合を示してあるが、リボン状ストリップ５を複数回らせん巻回したコイル状部材を用いてもよく、特に限定はしない。
【００１８】
一対のロール４ａ、４ｂは、回転体２に対向して位置し、前記ストリップ供給手段３から供給された前記ストリップ５を回転体２に向かって搬送するとともに、これらロール４ａ、４ｂのうちの１本のロール４ａで、回転体２の外面上に前記ストリップ５を押圧しながら複数周回巻いてらせん状に貼り付ける。
【００１９】
位置制御手段は、回転体２とロール４の相対位置関係を３軸方向に制御するためのものであり、主として、演算手段６と駆動手段（図示せず）とコントローラ７とで構成されている。
【００２０】
演算手段６は、各周回ストリップ５ａ，５ｂ，−−ごとの回転体２の外面に対する代表的な貼付け角度θａ、θｂ、‐‐のデータを入力して一次式を算出するために設けられ、図１ではコンピューターである。一次式の算出法としては、例えば、各周回ストリップ５ａ，５ｂ，−−ごとの代表的な貼付け角度θａ、θｂ、‐‐のデータを周回数に対してプロットし、これらのプロットから例えば図２に示すように、最小自乗法を用いて下記（１）式に示す一次式を算出することが好ましい。
記
θａｖｅ．＝ａｎ＋ｂ  ――――（１）
但し、θａｖｅ．は平均貼付け角度（°）、ｎはリボン状ストリップの周回数（回）、そして、ａ及びｂは定数である。
【００２１】
ここで、「周回ストリップ」とは、リボン状ストリップ５を複数周回らせん巻回したときの一巻き分のストリップ部分を意味し、また「各周回ストリップの代表的な貼付け角度」とは、図４（ａ）に示すように、回転体の外面上に複数の周回ストリップを貼り付けた状態で、回転体の一の半径方向を含む断面内で測定した回転体の外面に対する各周回ストリップの平均延在角度を意味する。
【００２２】
駆動手段は、回転体２及び／又はロール４ａ，４ｂの３軸方向への移動を可能にするためのものであり、図１の成型装置では駆動手段について特に示されてはいないが、回転体２を回転させるためのモータと、ロールを３軸方向へ駆動させるためのモータとを内蔵してある。
【００２３】
コントローラ７は、一次式を満足する平均貼付け角度θａｖｅ．とロールの延在角度が一致するように駆動手段を作動させて回転体とロールの相対位置関係を適正に制御するために設けられている。
【００２４】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、図４（ａ）に示すように、隣接する周回ストリップの端部同士をオーバーラップさせながらストリップを貼り付けることによってタイヤ部材を成型することを前提とし、所定の周回数の範囲内で周回ストリップを貼り付ける間、回転体とロールの相対位置関係を直線的に連続して制御することにあり、より具体的には、回転体の軸心を含む平面で見て、位置制御手段は、各周回ストリップごとの回転体の外面に対する貼付け角度のうち、代表的な貼付け角度のデータを求めておき、これらのデータを用い、所定の周回数の範囲にて、各周回数とそのときの周回ストリップの代表的な貼付け角度との関係から一次式を算出し、前記所定の周回数の範囲内で周回ストリップを貼り付ける間、この算出した一次式を満足する平均貼付け角度と、回転体の外面に対するロールの延在角度が一致するように回転体とロールの相対位置関係を連続的に制御することにあり、この構成を採用することによって、回転体上に、エアの巻込みが少ない状態でリボン状ストリップを密に貼付けて所定形状のタイヤ部材を成型することが可能となる。
【００２５】
以下、この発明に従うタイヤ部材の成型方法の一例について説明する。
まず、リボン状ストリップ５の供給手段３から一対のロール４ａ、４ｂを介して回転体２上に前記ストリップ５を搬送する。
【００２６】
次に、位置制御手段の演算手段６によって、各周回ストリップ５ａ、５ｂ、−−ごとの回転体２の外面に対する貼付け角度のうち、代表的な貼付け角度θａ、θｂ、−−のデータを求め、これらのデータを用い、所定の周回数の範囲にて、各周回数とそのときの周回ストリップの代表的な貼付け角度との関係から一次式を算出し、算出した結果をコントローラ７に転送する。
尚、一次式は、成型工程を行う前に予め算出しておいても、あるいは、貼付ける直前に算出してもよい。
【００２７】
その後、コントローラ７によって駆動手段を駆動させて、リボン状ストリップ５を、回転体２とロール４ａ、４ｂの相対位置関係を３軸方向に制御しながら、回転体２の外面上にロール４ａでストリップ５を押圧しながら、貼り付けられた隣接する周回ストリップの端部同士をオーバーラップするように複数周回巻いて所定形状が得られるまでらせん状に貼り付けることによってタイヤの部材を成型する。
【００２８】
尚、回転体２とロール４ａ、４ｂの相対位置は、所定の周回数の範囲内で周回ストリップを貼り付ける間、この算出した一次式を満足する平均貼付け角度と、回転体の外面に対するロールの延在角度が一致するように連続的に制御する。
【００２９】
加えて、回転体とロールの相対位置関係の制御は、所定の周回数の範囲ごとに同様の制御を繰り返して行うことが好ましい。
【００３０】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３１】
【実施例】
次に、この発明に従うタイヤ部材の成型方法により、生タイヤを構成する部材であるインナーライナーを形成したので以下で説明する。
実施例では、トロイド状の剛体コアの外面上に、幅１５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのリボン状ゴムストリップを端部同士がオーバーラップするように貼り付けて、生タイヤを構成する部材であるインナーライナーを形成した。尚、リボン状ストリップの周回数を４０とし、５本の周回ストリップごとに一次式を算出し、この算出した一次式を満足する平均貼付け角度でロールの延在角度を連続的に制御した。
【００３２】
比較のため、ロールの延在角度を、図４（ｂ）に示すように、同一の周回ストリップ内では一定とし、次の周回ストリップに移行するごとに代表的な貼付け角度にステップ的に変化させながらストリップを実施例と同様に貼り付けて、生タイヤを構成する部材であるインナーライナーを形成した。
【００３３】
そして、形成したインナーライナー内に存在するエア量を測定した結果、実施例は比較例に比べてインナーライナー内のエア量が５０％以上少なかった。
【００３４】
【発明の効果】
この発明によれば、所定の周回数の範囲内で周回ストリップを貼り付ける間、回転体とロールの相対位置関係を直線的に連続して制御することにより、回転体上に、エアの巻込みが少ない状態でリボン状ストリップを密に貼付けて所定形状のタイヤ部材を成型する装置及び方法の提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従うタイヤ部材の成型装置の一例を示す概略図である。
【図２】周回ストリップごとの代表的な貼付け角度と周回数との関係から最小自乗法を用いてロール延在角度を算出したときの一例を示すグラフである。
【図３】回転体とロールの相対位置関係を３軸制御する方法を説明するための概念図であり、（ａ）は回転体がｙ軸とθ軸の２軸方向、ロールがｘ軸方向に移動可能な場合、（ｂ）はロールがｘ軸、ｙ軸およびθ軸の３軸方向に移動可能な場合を示す。
【図４】（ａ）は、従来のコア成型法によって回転体の外面にリボン状ストリップを貼り付けたときの状態の一例を示す断面図であり、
（ｂ）は（ａ）の図から求めた各周回ストリップごとの代表的な貼付け角度とリボン状ストリップの周回数との関係からでロール延在角度をステップ的に制御した場合のグラフである。
【符号の説明】
１  タイヤ部材の成型装置
２  回転体（又は剛体コア）
３  リボン状ストリップの供給装置（又は押出機）
４ａ，４ｂ  ロール
５  リボン状ストリップ
５ａ〜５ｈ周回ストリップ
６  演算手段（又はコンピュータ）
７  コントローラ
８  剛体コア
９  ロール
【図１】
2005047088.tif 000003
【図２】
2005047088.tif 000004
【図３】
2005047088.tif 000005
【図４】
2005047088.tif 000006