タイヤ成形装置及びタイヤ成形方法
【課題】ストリップビルド工法でタイヤ形状を成形する場合に、ストリップゴムに対して無理な力を作用させることを抑制し、品質の良いタイヤ成形を可能にする。
【解決手段】成型用口金２ａからストリップゴムを押し出す押出機２と、押し出されたストリップゴムＳが巻き付けられる成形ドラム１と、を備え、押出機２の成型用口金２ａを成形ドラム１に対して離間／接近させるための押出機駆動部１０と、成型用口金２ａに対する成形ドラム１の相対的高さ位置を変更させるための傾斜機構と、押出機駆動部１０と傾斜機構を制御する相対位置関係制御部２０ｂと、を備え、ストリップゴムＳの巻き付け開始時は、成型用口金２ａの高さが成形ドラム１の回転中心と同じ高さになるようにし、巻き付け開始後は、成型用口金２ａの高さが成形ドラム１の巻き取り頂部と同じ高さになるように、巻き付け終了時は、再び、巻き付け開始時と同じ位置関係になるように制御する。
【解決手段】成型用口金２ａからストリップゴムを押し出す押出機２と、押し出されたストリップゴムＳが巻き付けられる成形ドラム１と、を備え、押出機２の成型用口金２ａを成形ドラム１に対して離間／接近させるための押出機駆動部１０と、成型用口金２ａに対する成形ドラム１の相対的高さ位置を変更させるための傾斜機構と、押出機駆動部１０と傾斜機構を制御する相対位置関係制御部２０ｂと、を備え、ストリップゴムＳの巻き付け開始時は、成型用口金２ａの高さが成形ドラム１の回転中心と同じ高さになるようにし、巻き付け開始後は、成型用口金２ａの高さが成形ドラム１の巻き取り頂部と同じ高さになるように、巻き付け終了時は、再び、巻き付け開始時と同じ位置関係になるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型用口金からストリップゴムを押し出す押出機と、この押出機から押し出されたストリップゴムが巻き付けられる成形用回転体と、を備えたタイヤ成形装置及びこれを用いたタイヤ成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ成形方法として、ストリップビルド工法が知られており、押出機の成型用口金から帯状のストリップゴムを押し出し、成形ドラム（成形用回転体に相当）の表面にストリップゴムを順次巻き付けていくことで、タイヤ形状を成形する（例えば、下記特許文献１，２参照）。具体的な巻き付け手順として、引用文献１の図３、図５に開示されている。
【０００３】
すなわち、押出機を前進させて、その成型用口金を成形ドラムの表面に接近させる。次に、押出機からのストリップゴムの押し出しを開始すると共に、成形ドラムを回転駆動させる。これにより、成形ドラムの表面にストリップゴムが巻き付けられ始めると共に、押出機を成形ドラムから後退させる。押出機と成形ドラムが所定間隔離間した状態で、成形ドラムにストリップゴムを巻き付けていく。
【０００４】
巻き付けを終了する時に、再び、押出機の成型用口金を成形ドラムの表面に接近させる。そして、成型用口金を積層された成形ドラムの表面に押しつける動作をした後、ストリップゴムの押し出しを停止させ、そのまま押出機を再び後退させることで、ストリップゴムを切断させることができ、所望のタイヤ形状が成形ドラムの表面に成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５９６２２号公報
【特許文献２】特開２００６−１２３３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の成形方法における課題は、次の通りである。成形ドラムの巻き付けられるストリップゴムの断面形状は、例えば、図７（ａ）のように、中央が厚く、両端部に行くほど厚さが薄くなっている。これは、ストリップゴムを巻き付けていく時に隣接するストリップゴムを少し重畳しながら巻き付けるが、重ねる時の段差を少なくするために、両端部の厚さを薄くしている。
【０００７】
しかしながら、押し出された時の断面形状でストリップゴムが巻き付けられていけばよいが、実際には、図７（ｂ）に示すように、両端部が少し持ち上がる傾向がある。これは、特許文献１の図３にも示すように、押出機の高さは、成形ドラムの回転中心の高さと始終同じになるように設定されているためである。すなわち、ストリップゴムの巻き付け開始や終了（ストリップゴムの切断）を行うためには、成型用口金の高さを成形ドラムの回転中心に合わせておく必要があるためである。
【０００８】
このような高さ関係に設定しているため、成形動作中は、常にストリップゴムが上方に引っ張られるように作用する。これにより、ストリップゴムの断面形状の両端部が反り上がる傾向が生じてしまう。このような傾向のストリップゴムを積層していくと、図８に示すように、隣接するストリップゴムの間にエアーがたまりやすくなり、タイヤ品質上の問題が発生する。
【０００９】
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、ストリップビルド工法でタイヤ形状を成形する場合に、押し出されたストリップゴムに対して無理な力を作用させることを抑制し、品質の良いタイヤ成形が可能なタイヤ成形装置及びタイヤ成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成形装置は、
成型用口金からストリップゴムを押し出す押出機と、この押出機から押し出されたストリップゴムが巻き付けられる成形用回転体と、を備えたタイヤ成形装置であって、
押出機の成型用口金を成形用回転体に対して離間／接近させるための押出機駆動部と、
押出機の成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更させるための高さ位置駆動部と、
前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することで前記成型用口金と成形用回転体の相対位置関係を調整する相対位置関係制御部と、を備え、この相対位置関係制御部は、
ストリップゴムの巻き付け開始時は、成型用口金の高さが成形用回転体の回転中心と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体の表面に接近させ、巻き付け開始後は、成型用口金の高さが成形用回転体の巻き取り頂部と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体から離間させ、巻き付け終了時は、再び、前記巻き付け開始時と同じ位置関係になるように、前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
かかる構成によるタイヤ成形装置の作用・効果を説明する。この装置は、押出機を成形用回転体に対して離間／接近させるための押出機駆動部と、押出機の成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更させるための高さ位置駆動部と、を制御する相対位置関係制御部を備えている。この相対位置関係制御部による制御は次のように行われる。
（１）巻き付け開始時は、成型用口金は成形用回転体の回転中心と同じ高さにあり、かつ、成型用口金を成形用回転体の表面に近接させる。この状態で、ストリップゴムの押し出し成形が開始される。
（２）その後、成型用口金の高さと成形用回転体の巻き取り頂部が同じ高さになるように、制御する。従って、押出機から押し出し成形されたストリップゴムは、上方に引っ張られるなどの無理な力が作用することなく、押し出された時の姿勢で、成形用回転体の表面に巻き取られていく。
（３）巻き付け終了時には、巻き付け開始時と同様に、再び押出機を成形用回転体の表面に接近させると共に、成型用口金の高さを成形用回転体の回転中心に合わせるように制御する。
【００１２】
以上のように、押出機の成型用口金と成形用回転体の相対的な位置関係を制御するようにしたので、押し出されたストリップゴムに対して無理な力を作用させることを抑制し、品質の良いタイヤ成形が可能になる。
【００１３】
本発明に係る前記高さ位置駆動部は、成形用回転体の回転中心よりも下方に設定された傾斜支持部と、この傾斜支持部と前記回転中心を結ぶラインを傾斜駆動させることで、成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更する傾斜機構を備えていることが好ましい。
【００１４】
成型用口金と成形用回転体の相対的な高さ関係を変更する機構として、上記のように傾斜駆動させることで実現することができる。例えば、傾斜支持部と回転中心を結ぶラインを通常は垂直姿勢とし、このラインを傾斜支持部を中心に回転するように駆動すれば、成形用回転体の高さを低くするように駆動することができる。これにより、簡素な駆動機構により、成形用回転体の高さ位置を変更させることができる。
【００１５】
本発明において、前記傾斜駆動を行う時、前記押出機が前記離間／接近する方向と同じ方向の速度成分が、前記押出機の前記離間／接近する速度と同じになるように、前記相対位置関係制御部による制御が行われることが好ましい。
【００１６】
傾斜駆動を行うのは、巻き付け開始時と終了時になるが、傾斜駆動を行う時は、例えば成形用回転体の水平速度成分は一定ではなく、徐々に変化する。かかる場合、押出機の移動速度と、成形用回転体が傾斜駆動するときの同じ方向の移動速度成分を同じになるように制御することで、成型用口金から押し出されたストリップゴムに無理なテンションが作用したり、ストリップゴムにたるみが生じたりすることを抑制することができる。
【００１７】
本発明において、前記押出機のストリップゴムの押し出し速度と、前記成形用回転体によるストリップゴムの巻き取り速度が、一定の比率になるように制御する巻き取り制御部を備えていることが好ましい。
【００１８】
ストリップゴムの押し出し速度と、ストリップゴムの巻き取り速度を一定の比率になるように制御することで、常に同じテンションが作用している状態でストリップゴムの巻き付け動作を行うことができる。
【００１９】
上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成形方法は、
押出機の成型用口金からストリップゴムを押し出す工程と、この押出機から押し出されたストリップゴムが成形用回転体に巻き付けられる工程、を有するタイヤ成形方法であって、
押出機の成型用口金を成形用回転体に対して離間／接近させるための押出機駆動工程と、
押出機の成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更させるための高さ位置駆動工程と、
前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することで前記成型用口金と成形用回転体の相対位置関係を調整する相対位置関係制御工程と、を有し、この相対位置関係制御工程は、
ストリップゴムの巻き付け開始時は、成型用口金の高さが成形用回転体の回転中心と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体の表面に接近させ、巻き付け開始後は、成型用口金の高さが成形用回転体の巻き取り頂部と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体から離間させ、巻き付け終了時は、再び、前記巻き付け開始時と同じ位置関係になるように、前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することを特徴とするものである。
【００２０】
また、前記高さ位置駆動工程は、成形用回転体の回転中心よりも下方に設定された傾斜支持部と、この傾斜支持部と前記回転中心を結ぶラインを傾斜駆動させることで、成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更することが好ましい。
【００２１】
さらに、前記傾斜駆動を行う時、前記押出機が前記離間／接近する方向と同じ方向の速度成分が、前記押出機の前記離間／接近する速度と同じになるように、前記相対位置関係制御工程による制御が行われることが好ましい。
【００２２】
更にまた、前記押出機のストリップゴムの押し出し速度と、前記成形用回転体によるストリップゴムの巻き取り速度が、一定の比率になるように制御する工程を有することが好ましい。
【００２３】
かかる構成によるタイヤ成形方法の作用・効果は、すでに述べた通りであり、押出機の成型用口金と成形用回転体の相対的な位置関係を制御するようにしたので、押し出されたストリップゴムに対して無理な力を作用させることを抑制し、品質の良いタイヤ成形が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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５Ａ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図
【図５Ｂ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図
【図５Ｃ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図
【図５Ｄ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図
【図５Ｅ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図
【図６Ｂ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図（別実施形態）
【図６Ｃ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図（別実施形態）
【図７】従来技術の問題点を説明する図
【図８】従来技術の問題点を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係るタイヤ（グリーンタイヤ）成形装置及びタイヤ成形方法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（成形用回転体に相当）とストリップゴム押出機の配置関係を示す図である。
【００２６】
＜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、成型用口金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。ストリップゴムＳの断面形状は、例えば、図７で説明したように略三角形状であり、中央部が厚く両端部が薄くなるように形成される。また、成形ドラム１のストリップゴムが貼り付けられる表面は、実際のタイヤの内面形状と同じ形状を有している。
【００２７】
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、先端に成型用口金２ａが設けられており、この成型用口金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。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。なお、押出機２としては、ギヤーポンプ２ｂはなくてもよい。
【００２８】
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。また、成型用口金２ａの高さは、成形ドラム１のドラム軸１ａ（回転中心）と同じ高さにある。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。また、（ｄ）に示す状態では、成形ドラム１の頂部と成型用口金２ａの高さが同じになるように設定される。この点については、後で詳しく説明する。
【００２９】
＜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。
【００３０】
スクリュー駆動部１０は、スクリュー２ｃを回転駆動する。スクリュー２ｃの回転速度を制御することで、成型用口金２ａからのストリップゴムの押し出し速度を変更することができる。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（近接）する方向、後退（離間）する方向である。
【００３１】
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。成形ドラム１の回転速度を制御することにより、ストリップゴムを成形ドラム１に巻き取っていく速度を制御することができる。
【００３２】
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（高さ位置駆動部に相当）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（傾斜支持部に相当）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（図４参照）。なお、支持軸１３ｄは設けられていなくてもよい。
【００３３】
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、支持アーム１３ａを傾斜させると、成形ドラム１の頂部の高さは低くなる。さらに、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。支持アーム１３ａを傾斜させて成形ドラム１の高さ位置を変更する機構は、傾斜機構に相当する。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
＜制御部の構成＞
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。
【００３８】
制御部２０には、相対位置関係制御部２０ｂの機能が設けられている。この相対位置関係制御部２０ｂは、押出機駆動部１０と第３ドラム駆動部１３（高さ位置駆動部）を制御することで、成型用口金２ａと成形ドラム１の相対高さ位置関係を調整する。具体的には、すでに説明したように、ストリップゴムＳを成形ドラム１に巻き付けていくときに、ストリップゴムＳが上方に引っ張られるようなテンションが作用することを抑制し、ストリップゴムＳの両端部が反り上がらないように巻き付けるためである。具体的には、支持アーム１３ａを傾斜させることで、巻き付け工程中は成型用口金２ａの高さと成形ドラム１の頂部の高さを同じ（あるいはほぼ同じ）になるようにする。
【００３９】
さらに、制御部２０には、巻き取り制御部２０ｃの機能が設けられている。この巻き取り制御部２０ｃは、押出機２によるストリップゴムＳの押し出し速度と、成形ドラム１によるストリップゴムＳの巻き取り速度が、一定の比率になるように、押出機２のスクリュー２ｃの回転速度と、成形ドラム１の回転速度（周速）を制御する。具体的には、ストリップゴムＳの巻き取り速度の方が、押し出し速度よりも少し（０．１％〜２％）早くなるように制御される。これにより、ストリップゴムＳに必要以上にテンションが作用したり、たるみが生じないようにしている。
【００４０】
＜ストリップゴムの巻き付け動作＞
次に、図３、図４に示すタイヤ成形装置により、成形ドラム１にストリップゴムＳを巻き付ける時の動作を図５により説明する。
【００４１】
図５Ａは、巻き付け動作開始時の状態を示す。この時、成型用口金２ａの高さは、成形ドラム１の回転中心であるドラム軸１ａの高さに一致している。成型用口金２ａは成形ドラム１の外表面に近接していると共に、支持アーム１３ａは垂直姿勢である。ストリップゴムＳを成形ドラム１の表面に付着させるためには、上記の位置関係に設定することが適切である。
【００４２】
次いで、ストリップゴムＳの巻き付けを開始していくために、押出機２を成形ドラム１から離間する方向に駆動すると共に、支持アーム１３ａを回転軸１３ｂ周りに反時計方向に回転させていく（図５Ｂ参照）。また、成形ドラム１もドラム軸１ａを中心に回転し始める。この時、押出機２の後退速度Ｖｘと、成形ドラム１が傾斜していく時のＸ軸方向の移動速度Ｖθｘが同じになるように、相対位置関係制御部２０ｂによる制御が行われる。例えば、支持アーム１３ａを傾斜していく時の回転速度Ｖθが一定になるようにするのであれば、傾斜角度θにより、そのＸ軸方向の移動速度Ｖθｘ成分は異なるので、これに合わせるように、押出機２の後退速度Ｖｘを制御することができる。そのような速度制御は、予めプログラムしておくことができる。上記に代えて、押出機２の後退速度Ｖｘが一定になるように制御し、支持アーム１３ａの回転速度Ｖθを非線形に制御して、両者を合わせるようにしてもよい。
【００４３】
これにより、ストリップゴムＳに対して無理なテンションが作用したり、不必要なたるみが生じることを抑制することができる。
【００４４】
また、ストリップゴムＳが成型用口金２ａから押し出される時の速度をＶｘαとすると、成形ドラム１によりストリップゴムＳを巻き取る時の速度（周速）が上記Ｖｘαよりも少し速くなるように、巻き取り制御部２０ｃによる制御が行われる。この周速は、成形ドラム１の回転速度に依存する。以上のように、ストリップゴムＳを巻き付けていく時に、たるみが生じることなく、適度なテンションが作用した状態で成形ドラム１の外表面に巻き付けを行う。
【００４５】
ストリップゴムＳの押し出し速度Ｖｘαは、スクリュー２ｃの回転速度に依存する。そこで、傾斜角度θとスクリュー２ｃの回転数の関係は、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２ｃの回転数Ｓｃを制御することができる。また、ストリップゴムＳの巻き取り速度は、成形ドラム１の回転速度に依存し、終始、ストリップゴムＳのテンションを一定にするために、上記傾斜角度θと成形ドラム１の回転速度を予め設定したプログラムで制御運転してもよい。
【００４６】
図５Ｂの状態から、更に支持アーム１３ａを傾斜させていき、図５Ｃに示すように、成型用口金２ａの高さと成形ドラム１の頂部の高さが同じになるように設定する。この状態で、ストリップゴムＳの巻き付けが行われていく。この状態では、押出機２から押し出し成型されるストリップゴムＳは、ほぼ水平状態になり、ストリップゴムＳに対して無理なテンションが作用しない。ストリップゴムＳの巻き付け動作を行うためには、傾斜機構や押出機駆動部１０のみならず、他の第２ドラム駆動部１４や第１ドラム駆動部１５なども駆動しながら行われる。これにより、タイヤ内面形状を有する成形ドラム１に対して、ストリップゴムＳの貼り付け動作を精度よく行うことができる。この時、押出機２の成型用口金２ａと成形ドラム１とは、所定間隔だけ離間した状態に設定される。
【００４７】
次に、巻き付け終了時の動作を説明するが、巻き付け終了時は、巻き付け開始時の逆の動作をするように、押出機２や成形ドラム１に対する制御が行われる。すなわち、図５Ｄに示すように、支持アーム１３ａを傾斜状態から垂直姿勢にするために、支持アーム１３ａを時計方向に回転させる。それと同時に、押出機２の全体を成形ドラム１の方向に近接するように駆動する。この時も、押出機２の前進速度Ｖｘは、成形ドラム１のＸ軸方向の移動速度Ｖθｘと同じになるように、相対位置関係制御部２０ｂによる制御が行われる。ストリップゴムＳの押し出し速度Ｖｘαについても同様である。
【００４８】
図５Ｅは巻き付け終了時の状態であり、押出機２の成型用口金２ａを成形ドラム１に巻き付けられたストリップゴムＳの表面に接触させる。この状態から押出機２を後退させれば、ストリップゴムＳを切断することができる。
【００４９】
＜別実施形態＞
本実施形態では、傾斜機構により、成形ドラム１の頂部の高さを制御するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、押出機２の高さを変更できる機構を設けてもよい。
【００５０】
本発明では、成型用口金２ａの高さと成形ドラム１の頂部が同じ高さになるように制御されるが、これは、厳密に「同じ高さ」だけに限定されるものではない。同じ高さとみなされる範囲であれば、「同じ高さ」の概念に含まれる。例えば、成形ドラム１にストリップゴムＳを２層３層と巻き付けていく場合、ストリップゴムＳの厚み分は頂部の高さに変動が生じるが、その変動分に関係なく、「同じ高さ」の概念に含まれるものである。もちろん、ストリップゴムＳの厚み分を考慮して、支持アーム１３ａの傾斜角度を変更するように制御してもよい。
【００５１】
本実施形態では、図５Ｂ、図５Ｃに示すように、支持アーム１３ａを成型用口金２ａに近づく方向（反時計方向）に傾斜させているが、図６Ｂ，図６Ｃに示すように、成型用口金２ａから遠ざかる方向（時計方向）に傾斜させてもよい。
【００５２】
本実施形態では、タイヤ内面形状を有する成形ドラムの場合を説明したが、通常の円筒形状を有する成形ドラムの場合にも、本発明を応用することができる。
【００５３】
本実施形態では、ストリップゴムの断面形状として三角形状のものを説明したが、本発明において、ストリップゴムの断面形状は、特定の断面形状に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５４】
１ 成型ドラム
２ 押出機
２ａ 成型用口金
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
２０ｂ 相対位置関係制御部
２０ｃ 巻き取り制御部
θ 傾斜角度
β 回転角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型用口金からストリップゴムを押し出す押出機と、この押出機から押し出されたストリップゴムが巻き付けられる成形用回転体と、を備えたタイヤ成形装置及びこれを用いたタイヤ成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ成形方法として、ストリップビルド工法が知られており、押出機の成型用口金から帯状のストリップゴムを押し出し、成形ドラム（成形用回転体に相当）の表面にストリップゴムを順次巻き付けていくことで、タイヤ形状を成形する（例えば、下記特許文献１，２参照）。具体的な巻き付け手順として、引用文献１の図３、図５に開示されている。
【０００３】
すなわち、押出機を前進させて、その成型用口金を成形ドラムの表面に接近させる。次に、押出機からのストリップゴムの押し出しを開始すると共に、成形ドラムを回転駆動させる。これにより、成形ドラムの表面にストリップゴムが巻き付けられ始めると共に、押出機を成形ドラムから後退させる。押出機と成形ドラムが所定間隔離間した状態で、成形ドラムにストリップゴムを巻き付けていく。
【０００４】
巻き付けを終了する時に、再び、押出機の成型用口金を成形ドラムの表面に接近させる。そして、成型用口金を積層された成形ドラムの表面に押しつける動作をした後、ストリップゴムの押し出しを停止させ、そのまま押出機を再び後退させることで、ストリップゴムを切断させることができ、所望のタイヤ形状が成形ドラムの表面に成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５９６２２号公報
【特許文献２】特開２００６−１２３３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の成形方法における課題は、次の通りである。成形ドラムの巻き付けられるストリップゴムの断面形状は、例えば、図７（ａ）のように、中央が厚く、両端部に行くほど厚さが薄くなっている。これは、ストリップゴムを巻き付けていく時に隣接するストリップゴムを少し重畳しながら巻き付けるが、重ねる時の段差を少なくするために、両端部の厚さを薄くしている。
【０００７】
しかしながら、押し出された時の断面形状でストリップゴムが巻き付けられていけばよいが、実際には、図７（ｂ）に示すように、両端部が少し持ち上がる傾向がある。これは、特許文献１の図３にも示すように、押出機の高さは、成形ドラムの回転中心の高さと始終同じになるように設定されているためである。すなわち、ストリップゴムの巻き付け開始や終了（ストリップゴムの切断）を行うためには、成型用口金の高さを成形ドラムの回転中心に合わせておく必要があるためである。
【０００８】
このような高さ関係に設定しているため、成形動作中は、常にストリップゴムが上方に引っ張られるように作用する。これにより、ストリップゴムの断面形状の両端部が反り上がる傾向が生じてしまう。このような傾向のストリップゴムを積層していくと、図８に示すように、隣接するストリップゴムの間にエアーがたまりやすくなり、タイヤ品質上の問題が発生する。
【０００９】
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、ストリップビルド工法でタイヤ形状を成形する場合に、押し出されたストリップゴムに対して無理な力を作用させることを抑制し、品質の良いタイヤ成形が可能なタイヤ成形装置及びタイヤ成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成形装置は、
成型用口金からストリップゴムを押し出す押出機と、この押出機から押し出されたストリップゴムが巻き付けられる成形用回転体と、を備えたタイヤ成形装置であって、
押出機の成型用口金を成形用回転体に対して離間／接近させるための押出機駆動部と、
押出機の成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更させるための高さ位置駆動部と、
前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することで前記成型用口金と成形用回転体の相対位置関係を調整する相対位置関係制御部と、を備え、この相対位置関係制御部は、
ストリップゴムの巻き付け開始時は、成型用口金の高さが成形用回転体の回転中心と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体の表面に接近させ、巻き付け開始後は、成型用口金の高さが成形用回転体の巻き取り頂部と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体から離間させ、巻き付け終了時は、再び、前記巻き付け開始時と同じ位置関係になるように、前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
かかる構成によるタイヤ成形装置の作用・効果を説明する。この装置は、押出機を成形用回転体に対して離間／接近させるための押出機駆動部と、押出機の成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更させるための高さ位置駆動部と、を制御する相対位置関係制御部を備えている。この相対位置関係制御部による制御は次のように行われる。
（１）巻き付け開始時は、成型用口金は成形用回転体の回転中心と同じ高さにあり、かつ、成型用口金を成形用回転体の表面に近接させる。この状態で、ストリップゴムの押し出し成形が開始される。
（２）その後、成型用口金の高さと成形用回転体の巻き取り頂部が同じ高さになるように、制御する。従って、押出機から押し出し成形されたストリップゴムは、上方に引っ張られるなどの無理な力が作用することなく、押し出された時の姿勢で、成形用回転体の表面に巻き取られていく。
（３）巻き付け終了時には、巻き付け開始時と同様に、再び押出機を成形用回転体の表面に接近させると共に、成型用口金の高さを成形用回転体の回転中心に合わせるように制御する。
【００１２】
以上のように、押出機の成型用口金と成形用回転体の相対的な位置関係を制御するようにしたので、押し出されたストリップゴムに対して無理な力を作用させることを抑制し、品質の良いタイヤ成形が可能になる。
【００１３】
本発明に係る前記高さ位置駆動部は、成形用回転体の回転中心よりも下方に設定された傾斜支持部と、この傾斜支持部と前記回転中心を結ぶラインを傾斜駆動させることで、成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更する傾斜機構を備えていることが好ましい。
【００１４】
成型用口金と成形用回転体の相対的な高さ関係を変更する機構として、上記のように傾斜駆動させることで実現することができる。例えば、傾斜支持部と回転中心を結ぶラインを通常は垂直姿勢とし、このラインを傾斜支持部を中心に回転するように駆動すれば、成形用回転体の高さを低くするように駆動することができる。これにより、簡素な駆動機構により、成形用回転体の高さ位置を変更させることができる。
【００１５】
本発明において、前記傾斜駆動を行う時、前記押出機が前記離間／接近する方向と同じ方向の速度成分が、前記押出機の前記離間／接近する速度と同じになるように、前記相対位置関係制御部による制御が行われることが好ましい。
【００１６】
傾斜駆動を行うのは、巻き付け開始時と終了時になるが、傾斜駆動を行う時は、例えば成形用回転体の水平速度成分は一定ではなく、徐々に変化する。かかる場合、押出機の移動速度と、成形用回転体が傾斜駆動するときの同じ方向の移動速度成分を同じになるように制御することで、成型用口金から押し出されたストリップゴムに無理なテンションが作用したり、ストリップゴムにたるみが生じたりすることを抑制することができる。
【００１７】
本発明において、前記押出機のストリップゴムの押し出し速度と、前記成形用回転体によるストリップゴムの巻き取り速度が、一定の比率になるように制御する巻き取り制御部を備えていることが好ましい。
【００１８】
ストリップゴムの押し出し速度と、ストリップゴムの巻き取り速度を一定の比率になるように制御することで、常に同じテンションが作用している状態でストリップゴムの巻き付け動作を行うことができる。
【００１９】
上記課題を解決するため本発明に係るタイヤ成形方法は、
押出機の成型用口金からストリップゴムを押し出す工程と、この押出機から押し出されたストリップゴムが成形用回転体に巻き付けられる工程、を有するタイヤ成形方法であって、
押出機の成型用口金を成形用回転体に対して離間／接近させるための押出機駆動工程と、
押出機の成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更させるための高さ位置駆動工程と、
前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することで前記成型用口金と成形用回転体の相対位置関係を調整する相対位置関係制御工程と、を有し、この相対位置関係制御工程は、
ストリップゴムの巻き付け開始時は、成型用口金の高さが成形用回転体の回転中心と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体の表面に接近させ、巻き付け開始後は、成型用口金の高さが成形用回転体の巻き取り頂部と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体から離間させ、巻き付け終了時は、再び、前記巻き付け開始時と同じ位置関係になるように、前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することを特徴とするものである。
【００２０】
また、前記高さ位置駆動工程は、成形用回転体の回転中心よりも下方に設定された傾斜支持部と、この傾斜支持部と前記回転中心を結ぶラインを傾斜駆動させることで、成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更することが好ましい。
【００２１】
さらに、前記傾斜駆動を行う時、前記押出機が前記離間／接近する方向と同じ方向の速度成分が、前記押出機の前記離間／接近する速度と同じになるように、前記相対位置関係制御工程による制御が行われることが好ましい。
【００２２】
更にまた、前記押出機のストリップゴムの押し出し速度と、前記成形用回転体によるストリップゴムの巻き取り速度が、一定の比率になるように制御する工程を有することが好ましい。
【００２３】
かかる構成によるタイヤ成形方法の作用・効果は、すでに述べた通りであり、押出機の成型用口金と成形用回転体の相対的な位置関係を制御するようにしたので、押し出されたストリップゴムに対して無理な力を作用させることを抑制し、品質の良いタイヤ成形が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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５Ａ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図
【図５Ｂ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図
【図５Ｃ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図
【図５Ｄ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図
【図５Ｅ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図
【図６Ｂ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図（別実施形態）
【図６Ｃ】ストリップゴムを巻き付ける時の動作を説明する図（別実施形態）
【図７】従来技術の問題点を説明する図
【図８】従来技術の問題点を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係るタイヤ（グリーンタイヤ）成形装置及びタイヤ成形方法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（成形用回転体に相当）とストリップゴム押出機の配置関係を示す図である。
【００２６】
＜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、成型用口金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。ストリップゴムＳの断面形状は、例えば、図７で説明したように略三角形状であり、中央部が厚く両端部が薄くなるように形成される。また、成形ドラム１のストリップゴムが貼り付けられる表面は、実際のタイヤの内面形状と同じ形状を有している。
【００２７】
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、先端に成型用口金２ａが設けられており、この成型用口金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。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。なお、押出機２としては、ギヤーポンプ２ｂはなくてもよい。
【００２８】
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。また、成型用口金２ａの高さは、成形ドラム１のドラム軸１ａ（回転中心）と同じ高さにある。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。また、（ｄ）に示す状態では、成形ドラム１の頂部と成型用口金２ａの高さが同じになるように設定される。この点については、後で詳しく説明する。
【００２９】
＜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。
【００３０】
スクリュー駆動部１０は、スクリュー２ｃを回転駆動する。スクリュー２ｃの回転速度を制御することで、成型用口金２ａからのストリップゴムの押し出し速度を変更することができる。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（近接）する方向、後退（離間）する方向である。
【００３１】
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。成形ドラム１の回転速度を制御することにより、ストリップゴムを成形ドラム１に巻き取っていく速度を制御することができる。
【００３２】
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（高さ位置駆動部に相当）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（傾斜支持部に相当）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（図４参照）。なお、支持軸１３ｄは設けられていなくてもよい。
【００３３】
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、支持アーム１３ａを傾斜させると、成形ドラム１の頂部の高さは低くなる。さらに、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。支持アーム１３ａを傾斜させて成形ドラム１の高さ位置を変更する機構は、傾斜機構に相当する。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
＜制御部の構成＞
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。
【００３８】
制御部２０には、相対位置関係制御部２０ｂの機能が設けられている。この相対位置関係制御部２０ｂは、押出機駆動部１０と第３ドラム駆動部１３（高さ位置駆動部）を制御することで、成型用口金２ａと成形ドラム１の相対高さ位置関係を調整する。具体的には、すでに説明したように、ストリップゴムＳを成形ドラム１に巻き付けていくときに、ストリップゴムＳが上方に引っ張られるようなテンションが作用することを抑制し、ストリップゴムＳの両端部が反り上がらないように巻き付けるためである。具体的には、支持アーム１３ａを傾斜させることで、巻き付け工程中は成型用口金２ａの高さと成形ドラム１の頂部の高さを同じ（あるいはほぼ同じ）になるようにする。
【００３９】
さらに、制御部２０には、巻き取り制御部２０ｃの機能が設けられている。この巻き取り制御部２０ｃは、押出機２によるストリップゴムＳの押し出し速度と、成形ドラム１によるストリップゴムＳの巻き取り速度が、一定の比率になるように、押出機２のスクリュー２ｃの回転速度と、成形ドラム１の回転速度（周速）を制御する。具体的には、ストリップゴムＳの巻き取り速度の方が、押し出し速度よりも少し（０．１％〜２％）早くなるように制御される。これにより、ストリップゴムＳに必要以上にテンションが作用したり、たるみが生じないようにしている。
【００４０】
＜ストリップゴムの巻き付け動作＞
次に、図３、図４に示すタイヤ成形装置により、成形ドラム１にストリップゴムＳを巻き付ける時の動作を図５により説明する。
【００４１】
図５Ａは、巻き付け動作開始時の状態を示す。この時、成型用口金２ａの高さは、成形ドラム１の回転中心であるドラム軸１ａの高さに一致している。成型用口金２ａは成形ドラム１の外表面に近接していると共に、支持アーム１３ａは垂直姿勢である。ストリップゴムＳを成形ドラム１の表面に付着させるためには、上記の位置関係に設定することが適切である。
【００４２】
次いで、ストリップゴムＳの巻き付けを開始していくために、押出機２を成形ドラム１から離間する方向に駆動すると共に、支持アーム１３ａを回転軸１３ｂ周りに反時計方向に回転させていく（図５Ｂ参照）。また、成形ドラム１もドラム軸１ａを中心に回転し始める。この時、押出機２の後退速度Ｖｘと、成形ドラム１が傾斜していく時のＸ軸方向の移動速度Ｖθｘが同じになるように、相対位置関係制御部２０ｂによる制御が行われる。例えば、支持アーム１３ａを傾斜していく時の回転速度Ｖθが一定になるようにするのであれば、傾斜角度θにより、そのＸ軸方向の移動速度Ｖθｘ成分は異なるので、これに合わせるように、押出機２の後退速度Ｖｘを制御することができる。そのような速度制御は、予めプログラムしておくことができる。上記に代えて、押出機２の後退速度Ｖｘが一定になるように制御し、支持アーム１３ａの回転速度Ｖθを非線形に制御して、両者を合わせるようにしてもよい。
【００４３】
これにより、ストリップゴムＳに対して無理なテンションが作用したり、不必要なたるみが生じることを抑制することができる。
【００４４】
また、ストリップゴムＳが成型用口金２ａから押し出される時の速度をＶｘαとすると、成形ドラム１によりストリップゴムＳを巻き取る時の速度（周速）が上記Ｖｘαよりも少し速くなるように、巻き取り制御部２０ｃによる制御が行われる。この周速は、成形ドラム１の回転速度に依存する。以上のように、ストリップゴムＳを巻き付けていく時に、たるみが生じることなく、適度なテンションが作用した状態で成形ドラム１の外表面に巻き付けを行う。
【００４５】
ストリップゴムＳの押し出し速度Ｖｘαは、スクリュー２ｃの回転速度に依存する。そこで、傾斜角度θとスクリュー２ｃの回転数の関係は、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２ｃの回転数Ｓｃを制御することができる。また、ストリップゴムＳの巻き取り速度は、成形ドラム１の回転速度に依存し、終始、ストリップゴムＳのテンションを一定にするために、上記傾斜角度θと成形ドラム１の回転速度を予め設定したプログラムで制御運転してもよい。
【００４６】
図５Ｂの状態から、更に支持アーム１３ａを傾斜させていき、図５Ｃに示すように、成型用口金２ａの高さと成形ドラム１の頂部の高さが同じになるように設定する。この状態で、ストリップゴムＳの巻き付けが行われていく。この状態では、押出機２から押し出し成型されるストリップゴムＳは、ほぼ水平状態になり、ストリップゴムＳに対して無理なテンションが作用しない。ストリップゴムＳの巻き付け動作を行うためには、傾斜機構や押出機駆動部１０のみならず、他の第２ドラム駆動部１４や第１ドラム駆動部１５なども駆動しながら行われる。これにより、タイヤ内面形状を有する成形ドラム１に対して、ストリップゴムＳの貼り付け動作を精度よく行うことができる。この時、押出機２の成型用口金２ａと成形ドラム１とは、所定間隔だけ離間した状態に設定される。
【００４７】
次に、巻き付け終了時の動作を説明するが、巻き付け終了時は、巻き付け開始時の逆の動作をするように、押出機２や成形ドラム１に対する制御が行われる。すなわち、図５Ｄに示すように、支持アーム１３ａを傾斜状態から垂直姿勢にするために、支持アーム１３ａを時計方向に回転させる。それと同時に、押出機２の全体を成形ドラム１の方向に近接するように駆動する。この時も、押出機２の前進速度Ｖｘは、成形ドラム１のＸ軸方向の移動速度Ｖθｘと同じになるように、相対位置関係制御部２０ｂによる制御が行われる。ストリップゴムＳの押し出し速度Ｖｘαについても同様である。
【００４８】
図５Ｅは巻き付け終了時の状態であり、押出機２の成型用口金２ａを成形ドラム１に巻き付けられたストリップゴムＳの表面に接触させる。この状態から押出機２を後退させれば、ストリップゴムＳを切断することができる。
【００４９】
＜別実施形態＞
本実施形態では、傾斜機構により、成形ドラム１の頂部の高さを制御するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、押出機２の高さを変更できる機構を設けてもよい。
【００５０】
本発明では、成型用口金２ａの高さと成形ドラム１の頂部が同じ高さになるように制御されるが、これは、厳密に「同じ高さ」だけに限定されるものではない。同じ高さとみなされる範囲であれば、「同じ高さ」の概念に含まれる。例えば、成形ドラム１にストリップゴムＳを２層３層と巻き付けていく場合、ストリップゴムＳの厚み分は頂部の高さに変動が生じるが、その変動分に関係なく、「同じ高さ」の概念に含まれるものである。もちろん、ストリップゴムＳの厚み分を考慮して、支持アーム１３ａの傾斜角度を変更するように制御してもよい。
【００５１】
本実施形態では、図５Ｂ、図５Ｃに示すように、支持アーム１３ａを成型用口金２ａに近づく方向（反時計方向）に傾斜させているが、図６Ｂ，図６Ｃに示すように、成型用口金２ａから遠ざかる方向（時計方向）に傾斜させてもよい。
【００５２】
本実施形態では、タイヤ内面形状を有する成形ドラムの場合を説明したが、通常の円筒形状を有する成形ドラムの場合にも、本発明を応用することができる。
【００５３】
本実施形態では、ストリップゴムの断面形状として三角形状のものを説明したが、本発明において、ストリップゴムの断面形状は、特定の断面形状に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５４】
１ 成型ドラム
２ 押出機
２ａ 成型用口金
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
２０ｂ 相対位置関係制御部
２０ｃ 巻き取り制御部
θ 傾斜角度
β 回転角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型用口金からストリップゴムを押し出す押出機と、この押出機から押し出されたストリップゴムが巻き付けられる成形用回転体と、を備えたタイヤ成形装置であって、
押出機の成型用口金を成形用回転体に対して離間／接近させるための押出機駆動部と、
押出機の成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更させるための高さ位置駆動部と、
前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することで前記成型用口金と成形用回転体の相対位置関係を調整する相対位置関係制御部と、を備え、この相対位置関係制御部は、
ストリップゴムの巻き付け開始時は、成型用口金の高さが成形用回転体の回転中心と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体の表面に接近させ、巻き付け開始後は、成型用口金の高さが成形用回転体の巻き取り頂部と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体から離間させ、巻き付け終了時は、再び、前記巻き付け開始時と同じ位置関係になるように、前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することを特徴とするタイヤ成形装置。
【請求項２】
前記高さ位置駆動部は、成形用回転体の回転中心よりも下方に設定された傾斜支持部と、この傾斜支持部と前記回転中心を結ぶラインを傾斜駆動させることで、成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更する傾斜機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成形装置。
【請求項３】
前記傾斜駆動を行う時、前記押出機が前記離間／接近する方向と同じ方向の速度成分が、前記押出機の前記離間／接近する速度と同じになるように、前記相対位置関係制御部による制御が行われることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ成形装置。
【請求項４】
前記押出機のストリップゴムの押し出し速度と、前記成形用回転体によるストリップゴムの巻き取り速度が、一定の比率になるように制御する巻き取り制御部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ成形装置。
【請求項５】
押出機の成型用口金からストリップゴムを押し出す工程と、この押出機から押し出されたストリップゴムが成形用回転体に巻き付けられる工程、を有するタイヤ成形方法であって、
押出機の成型用口金を成形用回転体に対して離間／接近させるための押出機駆動工程と、
押出機の成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更させるための高さ位置駆動工程と、
前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することで前記成型用口金と成形用回転体の相対位置関係を調整する相対位置関係制御工程と、を有し、この相対位置関係制御工程は、
ストリップゴムの巻き付け開始時は、成型用口金の高さが成形用回転体の回転中心と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体の表面に接近させ、巻き付け開始後は、成型用口金の高さが成形用回転体の巻き取り頂部と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体から離間させ、巻き付け終了時は、再び、前記巻き付け開始時と同じ位置関係になるように、前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することを特徴とするタイヤ成形方法。
【請求項６】
前記高さ位置駆動工程は、成形用回転体の回転中心よりも下方に設定された傾斜支持部と、この傾斜支持部と前記回転中心を結ぶラインを傾斜駆動させることで、成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更することを特徴とする請求項５に記載のタイヤ成形方法。
【請求項７】
前記傾斜駆動を行う時、前記押出機が前記離間／接近する方向と同じ方向の速度成分が、前記押出機の前記離間／接近する速度と同じになるように、前記相対位置関係制御工程による制御が行われることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ成形方法。
【請求項８】
前記押出機のストリップゴムの押し出し速度と、前記成形用回転体によるストリップゴムの巻き取り速度が、一定の比率になるように制御する工程を有することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のタイヤ成形方法。
【請求項１】
成型用口金からストリップゴムを押し出す押出機と、この押出機から押し出されたストリップゴムが巻き付けられる成形用回転体と、を備えたタイヤ成形装置であって、
押出機の成型用口金を成形用回転体に対して離間／接近させるための押出機駆動部と、
押出機の成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更させるための高さ位置駆動部と、
前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することで前記成型用口金と成形用回転体の相対位置関係を調整する相対位置関係制御部と、を備え、この相対位置関係制御部は、
ストリップゴムの巻き付け開始時は、成型用口金の高さが成形用回転体の回転中心と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体の表面に接近させ、巻き付け開始後は、成型用口金の高さが成形用回転体の巻き取り頂部と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体から離間させ、巻き付け終了時は、再び、前記巻き付け開始時と同じ位置関係になるように、前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することを特徴とするタイヤ成形装置。
【請求項２】
前記高さ位置駆動部は、成形用回転体の回転中心よりも下方に設定された傾斜支持部と、この傾斜支持部と前記回転中心を結ぶラインを傾斜駆動させることで、成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更する傾斜機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ成形装置。
【請求項３】
前記傾斜駆動を行う時、前記押出機が前記離間／接近する方向と同じ方向の速度成分が、前記押出機の前記離間／接近する速度と同じになるように、前記相対位置関係制御部による制御が行われることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ成形装置。
【請求項４】
前記押出機のストリップゴムの押し出し速度と、前記成形用回転体によるストリップゴムの巻き取り速度が、一定の比率になるように制御する巻き取り制御部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ成形装置。
【請求項５】
押出機の成型用口金からストリップゴムを押し出す工程と、この押出機から押し出されたストリップゴムが成形用回転体に巻き付けられる工程、を有するタイヤ成形方法であって、
押出機の成型用口金を成形用回転体に対して離間／接近させるための押出機駆動工程と、
押出機の成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更させるための高さ位置駆動工程と、
前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することで前記成型用口金と成形用回転体の相対位置関係を調整する相対位置関係制御工程と、を有し、この相対位置関係制御工程は、
ストリップゴムの巻き付け開始時は、成型用口金の高さが成形用回転体の回転中心と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体の表面に接近させ、巻き付け開始後は、成型用口金の高さが成形用回転体の巻き取り頂部と同じ高さになるように、かつ、成型用口金を成形用回転体から離間させ、巻き付け終了時は、再び、前記巻き付け開始時と同じ位置関係になるように、前記押出機駆動部と高さ位置駆動部を制御することを特徴とするタイヤ成形方法。
【請求項６】
前記高さ位置駆動工程は、成形用回転体の回転中心よりも下方に設定された傾斜支持部と、この傾斜支持部と前記回転中心を結ぶラインを傾斜駆動させることで、成型用口金に対する成形用回転体の相対的高さ位置を変更することを特徴とする請求項５に記載のタイヤ成形方法。
【請求項７】
前記傾斜駆動を行う時、前記押出機が前記離間／接近する方向と同じ方向の速度成分が、前記押出機の前記離間／接近する速度と同じになるように、前記相対位置関係制御工程による制御が行われることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ成形方法。
【請求項８】
前記押出機のストリップゴムの押し出し速度と、前記成形用回転体によるストリップゴムの巻き取り速度が、一定の比率になるように制御する工程を有することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のタイヤ成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１４３９４５（Ｐ２０１２−１４３９４５Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３３３５（Ｐ２０１１−３３３５）
【出願日】平成２３年１月１１日（２０１１．１．１１）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１１日（２０１１．１．１１）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
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