(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
径差のある外面形状をもつ回転体と、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ストリップを回転体に向かって搬送し、回転体の外面上にらせん状に貼り付ける一対のロールとを具えるタイヤ部材成型装置において、
回転体とロールの相対位置関係を３軸で制御する位置制御手段をさらに具え、
前記位置制御手段は、回転体および／またはロールの３軸方向への移動を可能にする駆動手段と、該駆動手段を作動させて、回転体の軸線に対するロールの軸線の角度であるロール延在角度が所定の延在角度に一致するよう制御するコントローラと、を有し、
前記所定の延在角度は、回転体の軸線を含む平面で見て、前記ロールと、回転体の貼付け面との間に形成される間隔が、ストリップの径方向外側部分に対応する位置で最も狭くなる角度であることを特徴とするタイヤ部材成型装置。
【請求項２】
前記位置制御手段は、回転体の外面形状と貼付け前のストリップの形状のデータを入力して、前記所定の延在角度を算出する演算手段をさらに有する、請求項１に記載のタイヤ部材成型装置。
【請求項３】
径差のある外面形状をもつ回転体と、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ストリップを回転体に向かって搬送し、回転体の外面上にらせん状に貼り付ける一対のロールとを具えるタイヤ部材成型装置において、
回転体の軸線を含む平面で見て、前記ロールと回転体の貼付け面との間に形成される間隔が、ストリップの径方向外側部分に対応する位置で最も狭くなるように該ロールを位置決めし、かつ、回転体の軸線に対するロールの軸線の角度であるロール延在角度が、ストリップの径方向外側端からストリップ幅の５〜５０％の位置までのストリップ部分の断面中心線を直線と仮定したときの該直線の、回転体の軸線に対する角度と等しくなるように制御する位置制御手段を具えることを特徴とするタイヤ部材成型装置。
【請求項４】
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径差のある外面形状をもつ回転体上にストリップを搬送し、前記ロールで押圧することによりストリップを回転体に貼り付けるタイヤ部材成型方法において、
回転体および／またはロールの３軸方向への相対移動により、回転体の軸線に対するロールの軸線の角度であるロール延在角度を所定の延在角度に一致させ、回転体の軸線を含む平面で見て、前記ロールと回転体の貼付け面との間に形成される間隔が、ストリップの径方向外側部分に対応する位置で最も狭くなるように前記ロールを位置決めすることを特徴とするタイヤ部材成型方法。
【請求項５】
ストリップを回転体に貼り付けるに先立って、回転体の外面形状と貼付け前のストリップの形状のデータから前記所定の延在角度を算出する、請求項４記載のタイヤ部材成型方法。
【請求項６】
前記ロール延在角度を、ストリップの径方向外側端からストリップ幅の５〜５０％の位置までのストリップ部分の断面中心線を直線と仮定したときの該直線の、回転体の軸線に対する角度と等しくなるように制御する請求項５記載のタイヤ部材成型方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タイヤ部材の成型装置および成型方法に関するものであり、特に回転体の径差のある外面上にらせん状に貼り付けられたリボン状ストリップの脱落を有効に防止する。
【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、サイドゴムおよびトレッドゴム等のタイヤ構成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らせん状に複数条巻回し、所定のタイヤ構成部材の形状が得られるまで積層して生タイヤを形成し、この生タイヤを剛体コアと共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】
このような製造方法においては、一般に、図５（ａ）に示すように、径差のある外面形状をもつ剛体コア１００を軸線１０１の回りに回転させながら、剛体コア１００上にリボン状ストリップ１０２を供給し、ロール１０３で押圧することにより貼付けを行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、リボン状ストリップ１０２を剛体コア１００の径差のある外面上、特に図５（ｂ）に示すように、剛体コア１００のサイド部分１０４に貼り付ける場合、ストリップ１０２の径方向外側部分１０５の貼り付け周長は、その径方向内側部分１０６のそれに比べて長いため、前記径方向外側部分１０５は最も引き伸ばされることになる。このため、ゴムの弾性復元力により貼付け後のストリップ１０２の径方向外側部分１０５は、ストリップ１０２の径方向内側部分１０６に比べてより収縮しようとし、その結果、図６に示すように、ストリップ１０２の径方向外側部分１０５が剛体コア１００から捲れあがって剥離する部分が生じ、かかる場合には、剛体コア１００の外周上にストリップ１０２を均一な貼付け状態に維持することができず、脱落するおそれがあった。
【０００５】
したがって、この発明の目的は、貼付け時のリボン状ストリップの押圧分布の最適化を図ることにより、径差のある外周形状をもつ回転体の外面上に貼り付けたストリップの脱落を有効に抑制することができるタイヤ部材の成型装置および成型方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明に従う製造装置は、径差のある外面形状をもつ回転体と、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ストリップを回転体に向かって搬送し、回転体の外面上にらせん状に貼り付ける一対のロールとを具えるタイヤ部材成型装置において、回転体とロールの相対位置関係を３軸で制御する位置制御手段をさらに具え、前記位置制御手段は、回転体および／またはロールの３軸方向への移動を可能にする駆動手段と、該駆動手段を作動させて、回転体の軸線に対するロールの軸線の角度であるロール延在角度が所定の延在角度に一致するよう制御するコントローラと、を有し、前記所定の延在角度は、回転体の軸線を含む平面で見て、前記ロールと、回転体の貼付け面との間に形成される間隔が、ストリップの径方向外側部分に対応する位置で最も狭くなる角度であることを特徴とするタイヤ部材成型装置である。
【０００７】
なお、ここに言う「回転体」には、例えばコア成型法の剛体コアおよびドラム上で拡径された生タイヤのように径差のある外面形状を有する回転体の全てを含む。
【０００８】
また、位置制御手段は、回転体の外面形状と貼付け前のストリップの形状のデータを入力して、所定の延在角度を算出する演算手段をさらに有することが好ましい。
【０００９】
また、上記の目的を達成するため、この発明に従う製造装置は、径差のある外面形状をもつ回転体と、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ストリップを回転体に向かって搬送し、回転体の外面上にらせん状に貼り付ける一対のロールとを具えるタイヤ部材成型装置において、回転体の軸線を含む平面で見て、前記ロールと回転体の貼付け面との間に形成される間隔が、ストリップの径方向外側部分に対応する位置で最も狭くなるように該ロールを位置決めし、かつ、回転体の軸線に対するロールの軸線の角度であるロール延在角度が、ストリップの径方向外側端からストリップ幅の５〜５０％の位置までのストリップ部分の断面中心線を直線と仮定したときの該直線の、回転体の軸線に対する角度と等しくなるように制御する位置制御手段を具えることを特徴とするタイヤ部材成型装置である。
【００１０】
そして、この発明に従うタイヤ部材成型方法は、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径差のある外面形状をもつ回転体上にストリップを搬送し、前記ロールで押圧することによりストリップを回転体に貼り付けるタイヤ部材成型方法において、回転体および／またはロールの３軸方向への相対移動により、回転体の軸線に対するロールの軸線の角度であるロール延在角度を所定の延在角度に一致させ、回転体の軸線を含む平面で見て、前記ロールと回転体の貼付け面との間に形成される間隔が、ストリップの径方向外側部分に対応する位置で最も狭くなるように前記ロールを位置決めすることを特徴とするタイヤ部材成型方法である。
【００１１】
また、ストリップを回転体に貼り付けるに先立って、回転体の外面形状と貼付け前のストリップの形状のデータから所定の延在角度を算出することが好ましい。
【００１２】
また、ロール延在角度を、ストリップの径方向外側端からストリップ幅の５〜５０％の位置までのストリップ部分の断面中心線を直線と仮定したときの該直線の、回転体の軸線に対する角度と等しくなるように制御することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従うタイヤ部材の成型装置１を示す。
【００１４】
図１に示す成型装置１は、径差のある外面形状をもち、軸線ｍを中心に回転する回転体である剛体コア２上に、該剛体コア２に対しリボン状ストリップ５を供給する手段である押出機３からリボン状ストリップ５が連続的に供給され、剛体コア２に対向して位置する一対のロール４ａ、４ｂにより搬送されたリボン状ストリップ５が貼り付けられる。この際、ストリップ５を一対のロール４ａ、４ｂのいずれか一本のロール４ａにより剛体コア２に押圧して、剛体コア２とストリップ５との間の接着性を高める。そして、剛体コア２および／またはロール４ａ、４ｂの少なくとも一方を移動させながらストリップ５を貼り付けることによって、剛体コア２の外面上にらせん状に貼り付けて生タイヤの各構成部材、例えばインナーライナー、ビードフィラ、サイドゴムおよびトレッドゴム等を順次形成する。
【００１５】
尚、リボン状ストリップの供給手段は、図１では押出機である場合を示したが、かかる場合に限定せず、例えば、リボン状ストリップを複数巻回したコイルを用いてもよい。
【００１６】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、回転体の外面上への貼付け時のロールによるリボン状ストリップの押圧分布の最適化を図ることにあり、具体的には、図２に示すように、剛体コア２の軸線ｍを含む平面で見て、ロール４と剛体コア２の外面の貼付け面６との間に形成される間隔ｄ１が、ストリップ５の径方向外側部分７に対応する位置で最も狭くなるように、ロール４ａを位置決めすることにある。
【００１７】
すなわち、ストリップ５の径方向外側部分７に対応する位置でのロール４と剛体コア２の貼付け面６との間隔ｄ１を、ストリップ５の径方向外側部分７に対応する位置で最も狭くなるように、ロール４ａを位置決めすることによって、剛体コア２からの剥離が生じやすいストリップ５の径方向外側部分７が強く押圧され、ストリップ５の径方向外側部分７が特に強固に貼り付けられる結果として、ゴムの弾性復元力のためストリップ５の径方向外側部分７が縮もうとしても、接着力が弾性復元力を上回っているため収縮が抑制され、ストリップ５の脱落を防止できるのである。
【００１８】
また、成型装置１は、剛体コア２とロール４の相対位置関係を、図１中の矢印ａ、ｂおよびｃの３軸で制御する位置制御手段をさらに具えることが好ましい。図１では、位置制御手段は、剛体コア２の外面形状と貼付け前のストリップ５の形状のデータを入力して、剛体コア２の軸線ｍに対するロール４ａの軸線９の角度であるロール延在角度θ１（図２）を算出する演算手段であるコンピュータ１４と、剛体コア２および／またはロール４ａ、４ｂの３軸方向への移動を可能にする駆動手段であるモータ（図示せず）と、モータの動きを制御するコントロール１５とで主に構成されている。このような位置制御手段を具えることで、剛体コア２上におけるストリップ５の貼付け面が移動しても、常に最適なロール延在角度θ１を維持することができるからである。
【００１９】
なお、モータは、剛体コア２、押出機３、ロール４ａ、４ｂのそれぞれに設けることが好ましいが、剛体コア２とロール４ａ、４ｂのいずれか一方のみを３軸方向に移動させるように設けても良い。
【００２０】
さらに、位置制御手段が、ロール延在角度θ１を、ストリップ５の径方向外側端７からストリップ幅の５〜５０％の位置まで、図３では３０％の位置１０までのストリップ部分１１の断面中心線１２を直線ｎと仮定したときの該直線ｎの剛体コア２の軸線ｍに対する角度θ２と等しくなるように制御することが好ましい。ストリップ５の幅の５％よりも小さい範囲のストリップ部分において角度θ２を求めると、ストリップ５の幅全体をロール４ａで押圧できない場合が生じ、剛体コア２への接着力が低下し、逆に、ストリップ幅の５０％よりも大きい範囲のストリップ部分において角度θ２を求めると、ストリップ５の径方向外側端７に対するロール４ａの押圧力が不足し、剛体コア２への接着力が低下し、いずれの場合にもストリップ５の剛体コア２からの脱落を招くおそれがあるからである。なお、ストリップ部分１１の前記位置１０は、リボン状ストリップ５の幅、およびストリップ５を貼り付ける回転体の外周の曲率等を考慮して設定することが好ましく、より具体的には、ストリップ５の幅が広い場合には位置１０を５〜５０％の範囲の下限側で設定し、ストリップ５の幅が狭い場合には位置１０を５〜５０％の範囲の上限で設定することが好ましい。例えば、タイヤの製造に通常用いられる５〜３０ｍｍ幅のリボン状ストリップの場合には、前記位置１０は、ストリップ幅の３０％程度に設定することが好ましい。
【００２１】
なお、図３では、ストリップ５が剛体コア２にのみ接し、断面中心線１２の曲率がほぼ一定である例を示しているが、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、隣接するストリップ５同士の一部がオーバーラップするようにストリップを巻回積層して、断面中心線１２の曲率が変化するように構成してもよい。
【００２２】
前記角度θ２を求める方法としては、例えば、断面中心線１２上に複数の点をプロットし、プロットした点に対して最小自乗法を適用して求めるなどの、既知の数学的手段を用いればよい。
【００２３】
次に、この発明のタイヤ部材の成型方法の一例を以下で説明する。
【００２４】
リボン状ストリップ５を供給する手段である押出機３から一対のロール４ａ、４ｂを介して径差のある外面形状をもつ回転体である剛体コア２上にストリップ５を搬送し、ロール４ａ、４ｂのいずれか一本のロール４ａで押圧することによりストリップ５を剛体コア２に貼り付けてタイヤ部材を成型する。この際、剛体コア２の軸線ｍを含む平面で見て、ロール４ａを、剛体コア２の貼付け面６との間に形成される間隔ｄ１が、ストリップ５の径方向外側部分７に対応する位置で最も狭くなるように位置決めする。これにより、剛体コア２からの剥離が生じやすいストリップ５の径方向外側部分７が強く押圧され、ストリップ５の径方向外側部分７が特に強固に貼り付けられる結果として、ゴムの弾性復元力のためストリップ５の径方向外側部分７が縮もうとしても、接着力が弾性復元力を上回っているため収縮が抑制され、ストリップ５の脱落を防止できるのである。
【００２５】
また、ストリップ５を剛体コア２に貼り付けるに先立って、剛体コア２の外面形状と貼付け前のストリップの形状のデータから、剛体コア２の軸線ｍに対するロール４ａの軸線９の角度であるロール延在角度θ１（図２）を算出し、回転体および／またはロールを３軸方向へ相対移動してロール延在角度を算出した角度に制御することが好ましい。このような制御を行うことで、剛体コア２上におけるストリップ５の貼付け面が移動しても、常に最適なロール延在角度θ１を維持することができるからである。
【００２６】
ロール延在角度θ１は、周回ストリップから次の周回ストリップに移るときだけ変化させてもよいが、同一の周回ストリップ内でもその全周にわたって連続的に変化させることが好ましい。
【００２７】
なお、ロール延在角度θ１は、貼り付け開始前に全ての周回について事前に算出してもよく、または、貼り付けの進行に伴って随時算出してもよい。
【００２８】
さらに、ロール延在角度θ１を、ストリップ５の径方向外側端７からストリップ幅の５〜５０％の位置１０まで、図３では３０％の位置１０までのストリップ部分１１の断面中心線１２を直線ｎと仮定したときの該直線ｎの剛体コア２の軸線ｍに対する角度θ２と等しくなるように制御することが好ましい。ストリップ５の幅の５〜５０％よりも小さい範囲のストリップ部分において角度θ２を求めると、ストリップ５の幅全体をロール４ａで押圧できない場合が生じ、剛体コア２への接着力が低下し、逆に、ストリップ幅の５〜５０％よりも大きい範囲のストリップ部分において角度θ２を求めると、ストリップ５の径方向外側端７に対するロール４ａの押圧力が不足し、剛体コア２への接着力が低下し、いずれの場合にもストリップ５の剛体コア２からの脱落を招くおそれがあるからである。なお、ストリップ部分１１の前記位置１０は、リボン状ストリップ５の幅、およびストリップ５を貼り付ける回転体の外周の曲率等を考慮して設定することが好ましく、より具体的には、ストリップ５の幅が広い場合には位置１０を５〜５０％の範囲の下限側で設定し、ストリップ５の幅が狭い場合には位置１０を５〜５０％の範囲の上限で設定することが好ましい。例えば、タイヤの製造に通常用いられる５〜３０ｍｍ幅のリボン状ストリップの場合には、前記位置１０は、ストリップ幅の３０％程度に設定することが好ましい。
【００２９】
なお、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。
【００３０】
【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、実際に生タイヤの成型を行い、その際に発生するストリップの脱落発生回数を測定したので以下に説明する。
【００３１】
実施例では、幅１５ｍｍのリボン状ストリップを径差のある剛体コアのサイド部の外周上に貼り付けて、タイヤの構成部材であるサイドウォールを形成した。この際、剛体コアの外面形状と貼付け前のストリップの形状のデータを基に、ストリップの断面中心線上の、ストリップの剛体コア径方向外側端からストリップ幅の０％、１０％、２０％および３０％の位置の４点をとり、最小自乗法により４点を直線近似し、この直線と剛体コアの軸線とのなす角θ２を算出した。そして、ロールの延在角度θ１がθ２に一致し、かつロールが２ｋｇｆ／ｃｍ２で押圧されるようにロールの位置制御を行った。
【００３２】
比較のため、実施例と同じ剛体コア上に、実施例と同じリボン状ストラップを貼り付けて、サイドウォールを形成した。この際、図７に示すように、ロールの軸線が剛体コアの貼付け面のストリップ貼付け位置における接線と平行になり、かつロールが２ｋｇｆ／ｃｍ２で押圧されるようにロールの位置制御を行った。
【００３３】
ビードフィラが形成されるまでの間に発生するストリップの脱落回数を測定したところ、比較例では脱落は２箇所で発生したが、実施例では脱落は発生せず、ストリップの脱落を有効に抑制できることが分かった。
【００３４】
【発明の効果】
この発明により、ストリップの脱落を有効に抑制することができるタイヤ部材の成型装置および成型方法を提供することが可能となった。
【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を示す斜視図である。
【図２】  ロールと回転体との位置関係を説明するための図である。
【図３】  回転体に貼り付けたリボン状ストリップの幅方向断面図である。
【図４】  リボン状ストリップを一部オーバーラップさせながら積層させて貼り付けときの具体例を示す断面図であり、（ａ）は時計回りに貼り付けた場合、（ｂ）は反時計回りに貼り付けた場合である。
【図５】  （ａ）は、従来の成型方法に従って剛体コア上にリボン状ストリップを貼り付ける装置の軸線を含む平面における断面図であり、
（ｂ）は、（ａ）の剛体コアを矢印Ａの方向から見た側面図であり、
（ｃ）は、（ｂ）の領域Ｂの拡大図である。
【図６】  従来の成型方法に従って貼り付けられたストリップが脱落する様子を説明するための図である。
【図７】  比較例におけるロールと回転体との位置関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１    タイヤ部材の成型装置
２    剛体コア
３    押出機
４ａ、４ｂ    ロール
５    リボン状ストリップ
６    貼付け面
７    径方向外側部分
８    径方向内側部分
９    ロール軸線
１０    ストリップ幅の３０％位置
１１    ストリップ部分
１２    断面中心線
θ１    ロールの延在角度
θ２    ストリップ部分の延在角度
【図１】
0004159801.tif 000002
【図２】
0004159801.tif 000003
【図３】
0004159801.tif 000004
【図４】
0004159801.tif 000005
【図５】
0004159801.tif 000006
【図６】
0004159801.tif 000007
【図７】
0004159801.tif 000008