JP6211454B2 - タイヤ構成部材の加圧装置及びタイヤ成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、成形ドラムに配置されたタイヤ構成部材を加圧するタイヤ構成部材の加圧装置及びタイヤ成形装置に関する。

タイヤ成形時には、各種のタイヤ構成部材が成形ドラムに配置されて、生タイヤが複数のタイヤ構成部材により成形される。また、タイヤ成形の所定段階で、タイヤ構成部材を接合し、或いは、エアを押し出すため、成形ドラムの外周で、タイヤ構成部材が加圧装置により加圧される。このタイヤ構成部材の加圧に関し、従来、軸に取り付けられた複数のロール（加圧ロール）を加圧して、複数の加圧ロールによりタイヤ構成部材を加圧する装置が知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載された従来の装置では、加圧用の媒体（加圧媒体）が軸内の通路により供給されて、複数の加圧ロールが加圧媒体により加圧される。また、複数の加圧ロールは、タイヤ構成部材の表面形状に対応して変位しつつ、タイヤ構成部材を加圧する。ところが、この従来の装置では、軸に形成可能な通路の数と通路のルートが制限されるため、複数の加圧ロールと同じ数の通路を互いに独立した状態で形成するのは難しい。そのため、例えば、複数の加圧ロールが組み合わされた１つの制御ゾーン内では、同じ圧力の加圧媒体により加圧ロールが加圧され、加圧ロールの圧力が制御ゾーン毎に制御される。

このように、従来の装置では、加圧ロール毎に加圧媒体の圧力を変更するのは難しく、複数の加圧ロールの個別の圧力制御を簡単に行うことはできない。例えば、タイヤ構成部材の各部に応じて、タイヤ構成部材に加える圧力を変更したいことがあり、或いは、タイヤ構成部材の接合量を調整するため、タイヤ構成部材の各部に加える圧力を変更したいことがある。しかしながら、上記したように、従来の装置では、そのような要求に簡単には対応できない。また、この従来の装置により複数の加圧ロールの圧力を個別に制御しようとすると、通路の数及びルートの増加に対応して、軸への通路の形成が困難になるとともに、軸を含む装置の構造が複雑になる。

特許第３７４２１１１号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、タイヤ構成部材を複数の加圧ロールにより加圧する加圧装置の構造が複雑になるのを抑制しつつ、複数の加圧ロールの個別の圧力制御を簡単に行うことである。

本発明は、成形ドラムに配置されたタイヤ構成部材を加圧するタイヤ構成部材の加圧装置であって、軸部材と、それぞれ軸部材の周囲で変位して、タイヤ構成部材を加圧する複数の加圧ロールと、複数の加圧ロールの内側で軸部材の周囲に形成される内側空間と、それぞれ加圧ロールを内側から回転可能に支持して、加圧ロールと一体に変位する複数の支持部と、複数の加圧ロールの位置に対応する軸部材の複数箇所に、かつ、軸部材の内部からタイヤ構成部材の加圧方向に形成された複数の加圧穴と、それぞれ加圧穴内で移動するとともに、加圧穴からタイヤ構成部材の加圧方向に突出して、先端部に固定された支持部及び加圧ロールを加圧する複数の移動部材と、軸部材の周囲の内側空間に配置され、それぞれ加圧穴内に移動部材の加圧媒体を供給する複数の供給管と、を備えたタイヤ構成部材の加圧装置である。
また、本発明は、タイヤ構成部材が配置される成形ドラムと、タイヤ構成部材の加圧装置を備えたタイヤ成形装置である。

本発明によれば、タイヤ構成部材を複数の加圧ロールにより加圧する加圧装置の構造が複雑になるのを抑制しつつ、複数の加圧ロールの個別の圧力制御を簡単に行うことができる。

本実施形態のタイヤ成形装置の概略構成を示す側面図である。 本実施形態のタイヤ構成部材の加圧装置を示す正面図である。 図２のＹ−Ｙ線で切断したタイヤ構成部材の加圧装置を示す断面図である。

以下、本発明のタイヤ構成部材の加圧装置及びタイヤ成形装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤ構成部材の加圧装置は、タイヤ（生タイヤ）を成形するタイヤ成形装置に設けられて、成形ドラムに配置されたタイヤ構成部材を加圧する。タイヤ構成部材は、タイヤ各部を構成する部材であり、１つの部材、又は、組み合わされた複数の部材からなる。成形ドラムの外周で、タイヤ構成部材の加圧装置は、各種のタイヤ構成部材（インナーライナ、カーカスプライ、ベルト、トレッドゴム等）を加圧する。

図１は、本実施形態のタイヤ成形装置１の概略構成を示す側面図である。
図示のように、タイヤ成形装置１は、タイヤ構成部材２を供給する供給装置３と、タイヤ構成部材２が配置される成形ドラム４と、タイヤ構成部材２の加圧装置１０と、制御装置（図示せず）を備えている。タイヤ成形装置１は、制御装置により制御されて、タイヤの成形動作を実行し、加圧装置１０により、タイヤ構成部材２を外周から加圧する。

供給装置３は、タイヤ構成部材２を搬送する搬送装置５を有し、成形ドラム４の回転に合わせて、タイヤ構成部材２を成形ドラム４に供給する。成形ドラム４は、タイヤ構成部材２を成形する円筒状のドラムであり、モータ等を有する回転装置（図示せず）により、軸線を中心に所定速度で回転する。タイヤ構成部材２は、成形ドラム４の外周に巻き付けられて、成形ドラム４の外周の所定位置に配置され、成形ドラム４により円筒状に成形される。タイヤ構成部材２の成形ドラム４への配置中に、又は、タイヤ構成部材２の成形ドラム４への配置後に、加圧装置１０は、タイヤ構成部材２を成形ドラム４に向かって加圧する。

図２は、本実施形態のタイヤ構成部材２の加圧装置１０を示す正面図であり、図１のＸ方向からみた加圧装置１０の一部を示している。
図１、図２に示すように、加圧装置１０は、直線状に延びる軸部材２０と、軸部材２０の両端部を保持する一対の保持部材１１と、軸部材２０を囲む回転可能な複数の加圧ロール１２と、軸部材２０を移動させる移動装置１３を備えている。軸部材２０は、複数の加圧ロール１２の内側に配置された回転しない芯部材であり、複数の加圧ロール１２を軸線方向に貫通する。複数の加圧ロール１２は、軸部材２０の軸線方向に並べられて、軸部材２０の周囲で順に隣接する。一対の保持部材１１は、軸部材２０を移動装置１３に連結する。

移動装置１３は、例えば、ピストン・シリンダ機構であり、軸部材２０を複数の加圧ロール１２とともに成形ドラム４の半径方向に移動させる。移動装置１３により、軸部材２０は、成形ドラム４に接近し、又は、成形ドラム４から離れる。また、移動装置１３により、複数の加圧ロール１２は、タイヤ構成部材２に接触する位置と、タイヤ構成部材２から離れた位置とに移動する。複数の加圧ロール１２は、タイヤ構成部材２に接触して回転する環状の加圧部材であり、タイヤ構成部材２を所定の加圧方向Ｐに加圧する。

タイヤ構成部材２の加圧時には、軸部材２０が、加圧位置のタイヤ構成部材２に沿って配置されて、複数の加圧ロール１２が、タイヤ構成部材２の外周面に沿って並列する。ここでは、軸部材２０は、成形ドラム４の軸線方向に平行に配置されている。成形ドラム４の周方向の所定位置で、複数の加圧ロール１２は、タイヤ構成部材２の幅方向の全体を加圧する。成形ドラム４の回転に伴い、複数の加圧ロール１２は、成形ドラム４の周方向に相対的に移動して、タイヤ構成部材２の周方向の全体を加圧する。その際、加圧装置１０は、複数の加圧ロール１２の内側に設けられた加圧のための機構（加圧機構）（図示せず）により、複数の加圧ロール１２を、それぞれタイヤ構成部材２の加圧方向Ｐに加圧する。なお、タイヤ構成部材２の加圧方向Ｐは、加圧ロール１２からタイヤ構成部材２に加えられる圧力の方向であり、タイヤ構成部材２の幅方向は、成形ドラム４の軸線方向に平行な方向である。

図３は、図２のＹ−Ｙ線で切断したタイヤ構成部材２の加圧装置１０を示す断面図であり、軸部材２０の軸線方向に直交する面で切断した加圧装置１０を示している。また、図３は、タイヤ構成部材２を加圧する１つの加圧ロール１２を示している。加圧ロール１２は、図３Ａに示す位置と図３Ｂに示す位置との間で変位する。複数の加圧ロール１２は、図３に示す加圧ロール１２と同様に、それぞれ独立して作動する。
図示のように、加圧装置１０により、複数の加圧ロール１２は、軸部材２０を囲んだ状態で、それぞれ軸部材２０の周囲で所定方向に変位する。ここでは、複数の加圧ロール１２は、互いに独立して、タイヤ構成部材２の加圧方向Ｐと加圧方向Ｐの反対方向（以下、反対方向Ｒという）に変位する。また、複数の加圧ロール１２は、それぞれタイヤ構成部材２に押し付けられて、タイヤ構成部材２を加圧方向Ｐに加圧する。

加圧装置１０は、複数の加圧ロール１２の内側に形成される内側空間３０と、複数の加圧ロール１２の内側に配置された環状の複数の支持部１４と、軸部材２０に形成された複数の加圧穴２１と、複数の加圧穴２１に挿入された複数の移動部材１５と、複数の加圧穴２１に繋がる複数の供給路２２と、複数の供給路２２に取り付けられた複数の接続部１６と、複数の接続部１６に接続された複数の供給管１７を備えている。内側空間３０は、複数の加圧ロール１２の内側で軸部材２０の周囲に形成され、軸部材２０の軸線方向に沿って連続する。

複数の支持部１４は、それぞれ加圧ロール１２の内周に連結されて、加圧ロール１２を内側から回転可能に支持する。その状態で、複数の支持部１４は、それぞれ加圧ロール１２と一体に変位し、複数の加圧ロール１２は、それぞれ支持部１４の周方向に回転する。ここでは、ベアリングをタイヤ構成部材２の加圧に使用している。即ち、加圧ロール１２は、ベアリングの外周部材であり、支持部１４は、ベアリングの内周部材である。加圧ロール１２と支持部１４の間には、複数のボール（図示せず）が挿入されている。また、支持部１４は、加圧ロール１２と軸部材２０の間に位置して、軸部材２０を囲む。軸部材２０は、複数の支持部１４の内側に配置されて、複数の支持部１４との間に内側空間３０を形成する。

このように、内側空間３０は、軸部材２０と支持部１４の間の形成された空間であり、軸部材２０が支持部１４に接触しない状態で、軸部材２０の周囲の全体に形成される。また、軸部材２０の周囲の内側空間３０は、複数の加圧ロール１２を変位させる変位用空間３１と、複数の供給管１７が配置される配管用空間３２からなる。配管用空間３２は、変位用空間３１に位置する軸部材２０の両側に形成されており、軸部材２０と変位用空間３１は、一対の配管用空間３２の間に位置する。

変位用空間３１は、内側空間３０の一部であり、複数の加圧ロール１２をタイヤ構成部材２の加圧方向Ｐと反対方向Ｒに変位させるための空間である。各加圧ロール１２の変位により、各加圧ロール１２の内側の変位用空間３１内で、軸部材２０の位置が相対的に変化する。これに伴い、加圧ロール１２は、支持部１４とともに、軸部材２０に対して、加圧方向Ｐと反対方向Ｒに変位する。配管用空間３２は、変位用空間３１を除く内側空間３０の一部であり、複数の供給管１７を配置するために用いられる。

複数の加圧穴２１は、複数の加圧ロール１２の位置に対応する軸部材２０の複数箇所に、かつ、軸部材２０の内部から加圧ロール１２によるタイヤ構成部材２の加圧方向Ｐに形成されている。具体的には、少なくとも１つの加圧穴２１が、各加圧ロール１２の半径方向内側の軸部材２０に直線状に形成されている。加圧穴２１の一端部は、軸部材２０の成形ドラム４（タイヤ構成部材２）側の端部に開口し、加圧穴２１の他端部は、軸部材２０内に位置する。ここでは、各加圧ロール１２の半径方向内側に、２つの加圧穴２１が、平行な状態で軸部材２０内に形成されており、軸部材２０内に位置する２つの加圧穴２１の端部が、供給路２２により繋がる。

移動部材１５は、加圧穴２１内で移動可能なロッド状の可動部材（ピストン）であり、加圧穴２１の中心線方向（タイヤ構成部材２の加圧方向Ｐと反対方向Ｒ）に移動する。加圧穴２１の中心線方向に直交する断面形状は円形状をなし、移動部材１５は円柱状部材からなる。また、移動部材１５は、加圧穴２１内の部分に取り付けられた密封部材（図示せず）を有し、密封部材により加圧穴２１を密封する。加圧穴２１外に位置する移動部材１５の先端部は、支持部１４に固定されており、移動部材１５の移動により、支持部１４及び加圧ロール１２は、軸部材２０の周囲で変位する。複数の移動部材１５は、それぞれ加圧穴２１内で移動するとともに、加圧穴２１からタイヤ構成部材２の加圧方向Ｐに突出して、先端部に固定された支持部１４及び加圧ロール１２をタイヤ構成部材２の加圧方向Ｐに加圧する。

軸部材２０は、加圧穴２１の内周に形成されたガイド部２３を有し、ガイド部２３により、加圧穴２１内で移動する移動部材１５をガイドする。ここでは、ガイド部２３は、加圧穴２１の内周面であり、移動部材１５の外周面に接触する。加圧穴２１内で、移動部材１５は、ガイド部２３を摺動することで、ガイド部２３にガイドされて、加圧穴２１の中心線方向に移動する。複数の支持部１４は、それぞれ移動部材１５のみにより軸部材２０に連結されて、軸部材２０のみにより保持される。加圧ロール１２の回転時に、支持部１４は、移動部材１５により、回転しないように保持される。また、加圧ロール１２の変位時に、支持部１４は、軸部材２０に接触せずに、加圧ロール１２と一体に軸部材２０の周囲で変位する。

複数の供給路２２は、それぞれ軸部材２０内に形成されて、移動部材１５を加圧するための加圧媒体を加圧穴２１内に供給する。加圧媒体は、例えば、所定の圧力に調整された流体であり、供給路２２により、軸部材２０の外部から軸部材２０内の加圧穴２１の端部に供給される。加圧穴２１内に供給された加圧媒体により、移動部材１５は、タイヤ構成部材２の加圧方向Ｐに所定圧力で加圧される。移動部材１５により、支持部１４及び加圧ロール１２が加圧され、加圧ロール１２がタイヤ構成部材２を所定圧力で加圧する。タイヤ構成部材２の加圧時には、１つの支持部１４に固定された全ての移動部材１５を同じ圧力で加圧する。そのため、各供給路２２は、各加圧ロール１２に対応する２つの加圧穴２１に同じ圧力の加圧媒体を供給する。

接続部１６は、配管用の継手であり、複数の接続部１６は、それぞれ軸部材２０の外部で供給路２２の端部に取り付けられている。複数の供給管１７は、それぞれ加圧媒体を供給する供給装置（図示せず）及び接続部１６に接続され、接続部１６により供給路２２に接続される。加圧媒体の供給装置は、内側空間３０の外部で複数の供給管１７の端部に接続される。供給管１７は、内側空間３０内で軸部材２０の軸線方向に沿って延び、接続対象の供給路２２に接続される。タイヤ構成部材２の加圧媒体は、供給管１７及び供給路２２を通して、供給装置から加圧穴２１内に供給される。

複数の供給管１７は、それぞれ供給路２２及び加圧穴２１内に、移動部材１５の加圧媒体を供給する。その際、供給装置により、複数の供給管１７に供給する加圧媒体毎に、圧力が所定圧力に調整される。複数の供給管１７は、それぞれ圧力が独立して調整された加圧媒体を加圧穴２１に供給する。また、複数の供給管１７は、軸部材２０の周囲の内側空間３０（配管用空間３２）に配置され、軸部材２０と支持部１４の間の内側空間３０に収容される。ここでは、複数の供給管１７は、２つのグループに分けられて、軸部材２０の一方側と他方側の配管用空間３２に配置されるとともに、変位用空間３１内で相対的に変位する軸部材２０に接触しない位置に配置される。

タイヤ成形装置１（図１参照）によりタイヤを成形するときには、まず、供給装置３により、タイヤ構成部材２を成形ドラム４に供給して、タイヤ構成部材２を成形ドラム４の外周に巻き付ける。その際、移動装置１３により、軸部材２０を移動させて、複数の加圧ロール１２をタイヤ構成部材２に接触させる。また、複数の供給管１７（図３参照）から複数の加圧穴２１内に加圧媒体を供給し、複数の加圧ロール１２を、それぞれ移動部材１５により加圧する。加圧穴２１内の加圧媒体により、移動部材１５は、加圧穴２１からタイヤ構成部材２の加圧方向Ｐに突出して、加圧ロール１２をタイヤ構成部材２に押し付ける。これに伴い、複数の加圧ロール１２がタイヤ構成部材２を加圧する。タイヤ構成部材２の表面に生じた凸部により加圧ロール１２が押されたときには、加圧ロール１２は、タイヤ構成部材２を加圧しつつ反対方向Ｒに変位する。

移動部材１５が加圧穴２１から最も突出した状態（図３Ａ参照）では、反対方向Ｒ側で、軸部材２０が支持部１４に接触する。その状態で、加圧ロール１２が反対方向Ｒに変位すると、移動部材１５が加圧穴２１内に次第に移動する。移動部材１５が加圧穴２１内に移動できなくなったときに（図３Ｂ参照）、加圧ロール１２の反対方向Ｒの変位が停止する。加圧装置１０は、複数の加圧ロール１２が変位可能な状態で、複数の加圧ロール１２により、成形ドラム４に配置されたタイヤ構成部材２を加圧する。また、加圧装置１０は、複数の供給管１７を通して加圧穴２１に供給する加圧媒体の圧力を個別に調整して、移動部材１５及び加圧ロール１２に加える圧力を調整する。このように、加圧装置１０は、複数の加圧ロール１２の圧力を個別に制御して、各加圧ロール１２により、タイヤ構成部材２の各部を所定圧力で加圧する。

タイヤ構成部材２の端部を接合するときには、成形ドラム４を回転させながら、複数の加圧ロール１２によりタイヤ構成部材２を加圧する。その際、各加圧ロール１２の圧力を、タイヤ構成部材２の形状、収縮量、又は、伸び量に合わせて調整して、各加圧ロール１２によるタイヤ構成部材２の変形量を調整する。これにより、タイヤ構成部材２の端部を目標形状に形成して、タイヤ構成部材２の接合量を調整する。また、タイヤ構成部材２の接合部で複数の加圧ロール１２の圧力を高くして、タイヤ構成部材２を高い圧力で確実に接合する。成形ドラム４に配置した複数のタイヤ構成部材２同士を密着させるときには、複数の加圧ロール１２の加圧により、複数のタイヤ構成部材２の間のエアを押し出して、複数のタイヤ構成部材２同士を確実に密着させる。

以上説明したタイヤ構成部材２の加圧装置１０では、軸部材２０の周囲の内側空間３０に、複数の供給管１７を配置する。そのため、加圧装置１０の構造を複雑にすることなく、加圧ロール１２の数に対応した数の供給管１７を複数の加圧ロール１２の内側に容易に配置することができる。また、複数の供給管１７に供給する加圧媒体の圧力を変更することで、複数の加圧ロール１２の圧力を正確に変更することができる。このように、加圧装置１０の構造が複雑になるのを抑制しつつ、複数の加圧ロール１２の個別の圧力制御を簡単に行うことができる。

移動部材１５の移動時には、加圧穴２１の内周に形成されたガイド部２３により移動部材１５をガイドするため、加圧穴２１内のガイド部２３と移動部材１５のみにより、加圧ロール１２を正確にガイドすることができる。また、支持部１４を移動部材１５により保持することで、簡単な構造で、支持部１４を確実に保持することができる。内側空間３０は変位用空間３１と配管用空間３２からなるため、軸部材２０の変位用空間３１内での位置が変化するときに、軸部材２０と複数の供給管１７の接触を防止することができる。

なお、供給管１７の数に応じて、複数の供給管１７は、軸部材２０の両側の配管用空間３２に配置してもよく、軸部材２０の片側の配管用空間３２に配置してもよい。複数の供給管１７を軸部材２０の両側（一方側、他方側）の配管用空間３２に配置するときには、例えば、一方側の供給管１７と他方側の供給管１７を、軸部材２０の軸線方向に沿って交互に供給路２２に接続する。また、支持部１４は、１つの部材であってもよく、組み合わされた複数の部材であってもよい。例えば、支持部１４は、移動部材１５に固定される環状の内周部材と、加圧ロール１２を支持する環状の外周部材により構成してもよい。

１・・・タイヤ成形装置、２・・・タイヤ構成部材、３・・・供給装置、４・・・成形ドラム、５・・・搬送装置、１０・・・タイヤ構成部材の加圧装置、１１・・・保持部材、１２・・・加圧ロール、１３・・・移動装置、１４・・・支持部、１５・・・移動部材、１６・・・接続部、１７・・・供給管、２０・・・軸部材、２１・・・加圧穴、２２・・・供給路、２３・・・ガイド部、３０・・・内側空間、３１・・・変位用空間、３２・・・配管用空間。

Claims (5)

1. 成形ドラムに配置されたタイヤ構成部材を加圧するタイヤ構成部材の加圧装置であって、
   軸部材と、
   それぞれ軸部材の周囲で変位して、タイヤ構成部材を加圧する複数の加圧ロールと、
   複数の加圧ロールの内側で軸部材の周囲に形成される内側空間と、
   それぞれ加圧ロールを内側から回転可能に支持して、加圧ロールと一体に変位する複数の支持部と、
   複数の加圧ロールの位置に対応する軸部材の複数箇所に、かつ、軸部材の内部からタイヤ構成部材の加圧方向に形成された複数の加圧穴と、
   それぞれ加圧穴内で移動するとともに、加圧穴からタイヤ構成部材の加圧方向に突出して、先端部に固定された支持部及び加圧ロールを加圧する複数の移動部材と、
   軸部材の周囲の内側空間に配置され、それぞれ加圧穴内に移動部材の加圧媒体を供給する複数の供給管と、
   を備えたタイヤ構成部材の加圧装置。
2. 請求項１に記載されたタイヤ構成部材の加圧装置において、
   軸部材は、加圧穴の内周に形成され、加圧穴内で移動する移動部材をガイドするガイド部を有するタイヤ構成部材の加圧装置。
3. 請求項１又は２に記載されたタイヤ構成部材の加圧装置において、
   複数の支持部は、それぞれ移動部材のみにより軸部材に連結されて移動部材により保持されるタイヤ構成部材の加圧装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の加圧装置において、
   軸部材の周囲の内側空間は、複数の加圧ロールを変位させる変位用空間と、複数の供給管が配置される配管用空間からなるタイヤ構成部材の加圧装置。
5. タイヤ構成部材が配置される成形ドラムと、請求項１ないし４のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の加圧装置を備えたタイヤ成形装置。

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