JPS5826737Y2 - タイヤモ−ルド加工機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は車両タイヤの成形用モールド加工機に関し、特
に複雑なトレッド模様を有した接地面、側面、隅角面を
具えた自動車用タイヤの成形用金型モールドを数値制御
装置の制御指令に基いて自動的に切削加工するためのタ
イヤモールド加工機に関する。

車両タイヤの成形用モールド加工機としては回転ワーク
テーブル上にモールド素材を取付け、このモールド素材
に対して相対的に多種の切削送り運動をおこなうフライ
ス工具等切削工具を主軸上に取付けてタイヤ成形型面を
該モールド素材に切削加工する機械装置が既に提供され
ている。

依って本考案の目的は、この種車両タイヤの成形用モー
ルド加工機の一環として大型車両用の大径タイヤ成形用
モールドから軽自動車等の比較的小径タイヤ成形用モー
ルドまで自在に切削加工が可能であると共に切削加工時
における切削屑の排除が良好におこなわれるよう改善さ
れたタイヤモールド加工機を提供するものである。

本考案によれば、モールド素材の取付面板を有するワー
ク回転ヘッドと該ワーク回転ヘッドの対向位置に設けら
れて前記ワーク回転ヘッドの回転運動と協働する送り運
動をおこなうことによって前記モールド素材にタイヤ成
形型面を創成加工する主軸頭とを具備したタイヤモール
ド加工機において、前記取付面板は実質的に水平な回転
軸心を有する該軸心に垂直な取付面に形成され、かつ前
記主軸頭は前記取付面板の取付面と平行な水平主軸線を
有すると共に前記主軸線を一定平面内で縦軸方向の旋回
中心間りに旋回せしめる第１の旋回送り機構と、前記第
１の旋回送り機構の上方にあり前記主軸頭を前記主軸線
の直下に位置する縦軸方向の旋回中心まわりに旋回せし
める第２の旋回送り機構と、前記主軸頭を前記取付面板
に対して一定摺動面沿いに接近・離反させる第一の直線
送り機構と、前記主軸頭を前記取付面に平行かつ前記第
−直線送り機構の摺動面に対し交叉方向の他の一定摺動
面沿いに直線摺動させる第二の直線送り機構とからなる
自動送り機構と結合されることによって切削工具の送り
運動を付与され、前記タイヤ成形型面の創成切削加工を
おこなうことを特徴とするタイヤモールド加工機が提゛
供される。

以下、本考案を添付図面に基き詳細に説明する。

第１図は車両タイヤの一部輪郭形状の例を示す部分輪郭
図であり、地表面Ｇと高繁度に接する接地面領域部Ａに
は特に自動車タイヤの場合、極めて複雑なトレッド模様
が形成され、またこの接地面領域部Ａに続く隅角領域部
Ｂにも一般にはトレッド模様が種々の刻字、記号等と共
に形成されている。

また側面領域部Ｃには成形モールドのベント孔に対応し
た突起が残存形成されている。

一般にこのような車両タイヤの各領域部Ａ、Ｂ、Ｃがそ
れぞれ異る曲率半径を有した曲面輪郭を有し、従って成
形モールドの型面もこれに対応してトレッド模様や刻字
、記号等の離形面と共に曲面輪郭に対応した凹曲面を有
するように形成されねばならない。

一方、車両タイヤは車両がトラックその他産業車両の場
合には外径寸法が極めて大径になり、これに対応してモ
ールド成形面の内径寸法も大径に形成され、一方軽車輛
等の小形車両では車両タイヤの外径寸法も小径となるの
でモールド成形面の内径寸法も小径に形成される。

従ってタイヤモールド加工機はモールド成形曲面の複雑
な型面の切削加工能力を有すると共にモールド寸法自体
が小径から大径までの種々の寸法に亘ることに対応でき
る加工能力を有することが望まれるのである。

次に本考案によるタイヤモールド加工機に付いて詳細に
説明する。

第２図は本考案によるタイヤモールド加工機の側面図、
第３図は第２図の■−■線の方向に見た正面図、第４図
は第２図のＬ−ＩＶ線の方向に見た部分縮小平面図であ
る。

第１〜第３図において、機械基台９の上部にワークヘッ
ド１０が固設され、このワークヘッド１０の前面部に円
板形のワーク取付面板１４が回転可能に支承されている
。

すなわち、ワーク取付面板１４の中央回転軸１４ｂがワ
ークヘッド１０内において軸受手段により堅牢に軸承さ
れており、この回転軸１４ｂには駆動源の７マルスモー
クおよびウオーム・ウオームホイール機構から構成され
る装置 力が伝達される。

そしてワーク取付面板１４は直径が約１ ５ ０ ０
ＣＩＩＬｍ”’）を有した大形面板に形成され、駆動源
パルスモータへの１パルス入力に対して例えばｏ．ｏｏ
ｉ度の回転をおこなうように回転制御される。

更にワーク取付面板１４は取付面１４ａ（本例では鉛直
取付面）を有しかつワークのチャック爪１６（例えば４
つ爪チャック）を取付面１４ａの中心と外縁部との間に
半径方向に延長形成された溝路内でワーク寸法に応じて
摺動可能に具備している。

取付面１４ａには更にワークの剛保持に有効な適宜数の
ラジアル長穴が周知面板構造と同様に穿設具備されてい
る。

このワーク取付面板１４と対向して所謂ワーク加工作用
部が基台９上に設けられている。

このワーク加工作用部において、切削工具Ｔが取付けら
れる主軸頭２０は回転主軸２０ａ（本例では水平回転主
軸）を有して取付ブラケット２２と一体形成されており
、固定ボルト２３によって上台３、６にねじ止め固定さ
れている。

この主軸頭２０の回転主軸２０ａは同じく土台３６上に
設置された主軸駆動モータ２４から主軸モータプーリ２
６、プーリベルト２８、テンションブー９３０、駆動ベ
ルト３２を介して伝達される回転駆動力によって回転駆
動され、その回転速度は主軸モータプーリ２６とテンシ
ョンプーリ３０との間で予め設計された変速段数に従っ
て適宜の速度にベルト２８の掛は替えによって選択設定
可能に構成されている。

なお、主軸頭２０は上述のように固定ボルト２３によっ
て土台３６に固定されていることから、この固定ボルト
２３を解錠することによって別の同様主軸頭２０と交換
することも可能であり、例えばワークの狭小隅角部を切
削加工するためにその主軸２０ａの外方突出軸長が機械
干渉を避ける長さに形成された主軸頭２０と交換するこ
とも可能である。

上記上台３６は中間台３８上に載設され、該中間台３８
の水平摺動面Ｚｍに沿って取付面板１４の取付面１４ａ
に平行な軸線方向に摺動できるように周知のあり溝係合
が両合間に形成されている。

この上台３６の中間台３８に対する摺動変位は角軸４０
を適当な手動クランクによって手動回動させることによ
り両台３６，３８間に挿設された送りねじ機構（図示な
し）を介して起動し得るように形成されており、このよ
うに上台３６を中間台３８に対して手動操作により摺動
変位させれば、主軸頭２０に取付けた切削工具Ｔを取付
面板１４の中心から外縁方向に向けまたこの逆方向に移
動させることができる。

一方、上記中間台３８はスイベルベース４４を有した第
二中間台４２の上面に載置されると共に該第二中間台４
２の一端部に垂直上方に向けて突出した突軸４６に回転
軸受手段４８を介して嵌着されている。

即ち、中間台３８は第二中間台４２の上面で突軸４６の
まわりに旋回摺動可能に形成されているのである。

このとき突軸４６の鉛直軸心は主軸頭２０の主軸２０ａ
の軸心の直下に形成され、つまり突軸４６の軸心と主軸
２０ａの軸心とは直交関係に配置されている。

依って中間台３８の上記旋回摺動によって主軸頭２０に
取付けられた切削工具Ｔの刃先は突軸４６の鉛直軸心を
中心にして円周上を左・右に旋回し得るのである。

この中間台３８の旋回摺動は該中間台３８に一体形成さ
れたウオームホイールブラケット５０のウオーム・ホイ
ールと第二中間台４２に取付けられた旋回駆動パルスモ
ータ５４に結合されたウオーム軸と噛合することによっ
て該パルスモータ５４に入力されるパルス入力に応じて
精密旋回駆動されるように構成されている。

なお、本実施例の場合には中間台３８の突軸４６に関す
る旋回動作量は機械の構造的便宜上の観点から約４５度
の範囲内でおこなわれるように設計され、また後述から
明らかなようにこの旋回角度範囲によって充分にタイヤ
モールドの曲面加工能力を発揮できるのである。

また旋回角はパルスモータ５４への１パルス入力当りに
例えば０．００１度の旋回摺動が正確におこなわれるよ
うにウオーム・ウオームホイールの係合部が精密加工さ
れている。

一方、第二中間台４２はそのスイベルベース４４が第−
直進台５６の上面に載設され、固定ボルト４４ａを解締
すると、該第−直進台５６に対してスイベルベース４４
を手動旋回させることにより上記第二中間台４２を同時
に第−直進台５６の上面で３６０度旋回春せ得るように
構成されている。

この第二中間台４２の旋回によって上方の中間台３８、
上台３６、主軸頭２０もスイベルベース４４の旋回中心
に関して３６０度の旋回がおこなわれる。

また第−直進台５６は第二直進台５８上に載設され、第
二直進台５８の摺動面ＸＮＣに沿って取付面板１４の取
付面１４ａに対して平行な水平方向左右に摺動可能に形
成されている。

即ち円台５６，５Ｂは第２図より明らかなようにあり溝
係合を行って面ＸＮＣを摺動面として摺動可能に形成さ
れているのである。

この第−直進台５６の摺動４作は直進駆動パルスモータ
６０の回転駆動で該直進駆動パルスモータ６０出力軸と
第−直進台５６との間に設けられた周知の精密送りねじ
機構を介して起動されるように形成されている。

一方、第二直進台５８は第一下台６２の上面ＺＮＣに載
設されて取付面板１４の取付面１４ａに対して垂直な方
向に摺動可能に形成されている。

即ち、円台５８．６２の間には第３図に示されるように
あり溝係合部が具備されて、取付面１４ａに対して垂直
な方向に第一下台６２の水平面ＺＮＣ沿いに遠近摺動４
作が可能になっているのである。

この第二直進台５８の直進摺動動作は、直進駆動パルス
モータ６４の回転駆動によって該パルスモータ６４と第
二直進台５８との間に設けられた周知の精密送りねじ機
構を介して起動されるようになっている。

なお、第−直進台５６および第二直進台５８の各直進駆
動パルスモータ６０，６４による直進駆動変位量はそれ
ぞれスケール７２．７４によって目視可能にも形成され
ているが、円台５６，５８の直進摺動変位は本加工機を
数値制御装置と結合して該数値制御装置の指令パルス入
力に従って各パルスモータ６０゜６４を作動することに
より自動制御される。

なお、前述した旋回駆動パルスモータ５４もこの数値制
御装置の指令パルス入力に従って作動される。

さて、第二下台６２は第一下台６６の水平上面ＸＭ上に
載置され、第２図に示されたあり溝係合部によって第一
下台６６に対してその水平上面ＸＭに沿い、取付面板１
４の取付面１４ａに平行な水平方向に摺動可能に形成さ
れている。

この第二下台６２の水平摺動は角軸６８を適宜の手動ク
ランク手段によって手動回動させることにより該角軸６
８の内部端と第二下台６２との間に設けられている歯車
機構を介して起動される。

更に第一下台６６は基台９の上面部分に形成された摺動
面ＺＭ上に載設されて取付面板１４の取付面１４ａに対
して垂直な直進方向に遠・近摺動々作し得るように形成
されている。

この第一下台６６の直進摺動は角軸７０を適当なりラン
ク手段によって手動回動することによって該角軸７０と
第一下台６６との間に挿設される歯車機構によって起動
される。

なお、７６は第一下台６６の直進摺動後に該第−下台６
６を基台９に対して締止固定するクランプ装置である。

また、第二下台６２と第一下台６６の手動直進摺動量は
スケール７８．８０によって読取り可能に構成されてい
る。

なお、第二下台６２による直進摺動量は少くとも円形取
付面板１４の半径寸法より大きな直線寸法弁に亘って摺
動可能なように形成され、また第一下台６６による直進
摺動量は該第−下台の摺動々作に応じて上方部の主軸２
０が一体的に充分に取付面板１４に接近し、また該取付
面板１４から遠ざかることができるように形成されてい
る。

なお、第２図において取付面板１４の取付面１４ａと反
対裏面側にはワークヘッド１０に固定された防振装置１
８の先端パッドが略接触状態に配設されており、取付面
板１４の回転時における振れ止め手段として作用する。

上述の構成を具備した本考案に依るタイヤモールド加工
機のタイヤモールド加工作用を以下に説明する。

さて、第１図に示すような輪郭形状を有する車両タイヤ
の金型モールドを本考案によるタイヤモールド加工機に
よって切削加工する場合には、先ずモールド素材を例え
ば旋盤等を利用して荒加工をおこない。

この荒加工終了後に本モールド加工機にかけてモールド
曲面の精密な加工を実施する。

第５図は上述のように旋盤等によって荒加工されたモー
ルド素材Ｗが本タイヤモールド加工機の取付面板１４の
取付面１４ａにチャック爪１６によって固定保持され、
一方このモールド素材Ｗの前方に切削加工作用部の主軸
頭２０が位置している状態を示す平面図である。

なお、第５図において、モールド素材Ｗは断面表示され
ており、このモールド素材Ｗの内側破線Ｗ。

は荒加工線を示し、実線Ｗ１は最終仕上線を示している
。

この最終仕上線Ｗ１において、接地面モールド曲面領域
Ａは大きな曲率半径Ｒ１を有し、隅角部モールド曲面領
域Ｂは小さな曲率半径Ｒ２を有し、また側面部モールド
曲面領域Ｃは曲率半径Ｒ２と曲率半径Ｒ１との中間曲率
半径Ｒ３を有している。

なお、これらの各曲面領域Ａ、Ｂ、Ｃの加工進捗順序は
最外部の領域Ａから最内側の領域Ｃに向けて順次に進捗
させればよい。

上述のようにして取付面板１４にワーク素材Ｗを取付け
て芯出し作業、クランプ作業を終了すると、いよいよ第
５図に示すように主軸頭２０の主軸２０ａに取付けた切
削工具Ｔをモールド素材Ｗの加工面で設定する段階では
、先ず切削加工作用部において、第一下台６６の手動直
進摺動および第二下台６２の手動直進摺動によりモール
ド素材Ｗの大きさに応じて主軸頭２０の切削加工具Ｔを
加工面近傍に設定する。

次いで接地面モールド曲面領域Ａを加工すべく上台３６
を中間台３８上で手動調節摺動させることによって突軸
４６の軸心４６ａから切削加工具Ｔの刃先端までの寸法
距離が領域Ａの曲率半径Ｒ１に等しくなるように精密設
定する。

第６Ａ図はこのようにして領域Ａの切削加工に対する切
削加工具Ｔの設定が終了した状態を説明する平面図で便
宜上、以下最終仕上線ωを基礎にして図示しである。

切削工具Ｔの設定が終了すると、領域Ａのモールド曲面
加工を開始する。

即ち、数値制御装置から取付面板１４の駆動装置１２に
設けられたパルスモータおよび中間台３８の旋回駆動パ
ルスモータ５４、第一、第二直進台５６．５８の直進駆
動パルスモータ６０，６４に指令パルスが印加されて曲
率半径Ｒ１を有した接地面モールド曲面領域Ａに車両タ
イヤの接地面部に形成されるトレッド模様形成型が切削
形成される。

なお、数値制御装置には予めテープ手段等のプログラム
手段に切削加ニブログラムが格納されていることは言う
までもない。

第６Ｂ図はモールド素材Ｗの領域Ａに切削加工が施され
ている状態を示している平面図であり、主軸頭２０は突
軸４６の軸心４６ａを中心として曲率半径Ｒ１に対応す
る半径で旋回する状態が示されている。

第７Ａ図および第７Ｂ図は曲率半径Ｒ１の領域Ａの切削
加工が終了した後に曲率半径Ｒ２（第５図参照）の隅角
領域Ｂを切削加工する状態を示している。

この場合に本考案において注目すべき一特徴点として、
曲率半径Ｒ２が小さいために領域Ｂの半径中心６４ａ′
と主軸台２０の旋回中心６４ａを一致させることが不可
能であることからこの領域Ｂの切削加工に当っては主軸
頭２０の旋回中心６４ａのまわりの旋回運動と第一、第
二直進台５６．５８の直交水平二方向の直進運動とを合
成して創成的に加工工具Ｔに対して中心６４ａ′に関す
る旋回動作を付与する構成が採られている。

このような創成運動は勿論予め数値制御装置に格納する
プログラム中に各運動量を合成格納しておくことによっ
て中間台３８、第一、第二直進台５６゜５８を数値制御
して容易に上記創成運動を実現させることができるので
ある。

また、中間台３８の旋回駆動パルスモータ５４による旋
回駆動量が領域Ａ、Ｂを連続的に切削加工するとウオー
ムホイールブラケット５０のウオームホイールとウオー
ム５２との間で許容される旋回角度量、例えば４５度の
範囲を越える場合には、領域Ａの切削加工終了後に予め
スイベルベース４４において第二中間台４２を適宜量旋
回させた後に領域Ｂの切削加工を開始すればよい。

第１Ａ図はこのようにしてスイベルベース４４を用いて
第二中間台４２を介して主軸頭２０を旋回させて領域Ｂ
の切削加工を開始する状態を示したものであり、また第
７Ｂ図は領域Ｂの切削加工終了時点における主軸頭２０
の旋回状態を示したものである。

第８Ａ図および第８Ｂ図は同様にしてモールド素材Ｗに
おける領域Ａ、Ｂの切削加工が終了した後に領域Ｃの切
削加工をおこなう場合における切削開始時点と切削終了
時点とにおける主軸頭２０の位置関係を示したものであ
る。

この曲率半径Ｒ３を有する領域Ｃの切削加工に当っては
該曲率半径Ｒ３が再び比較的大きく、突軸４６の軸心４
６ａから切削加工具Ｔの刃先端までの距離寸法を上台３
６の調節摺動によって曲率半径値Ｒ３に一致させること
が可能であり、従って領域Ｂの切削加工における創成的
な主軸頭２０の旋回動作と実現する必要がないものであ
る。

然しなから、この場合にも領域Ｂから連続的に主軸頭２
０を軸心４６ａまわりに一気に旋回させることは許容旋
回量を超過するので予めスイベルベース４４を用いて第
二中間台４２を介して主軸頭２０を旋回させておく切削
加工方式が採られる。

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、はぼ
水平な回転軸心とこれに垂直な取付面１４ａとを有する
取付面板１４の旋回動作、主軸頭２０の軸心４６ａに関
する旋回動作、第一、第二直進台５６，５８を介して主
軸頭２０に付与される直進動作の４軸動作を数値制御装
置からの指令入力による数値制御方式によって制御し、
モールド素材Ｗに車両タイヤのモールド成形型を切削加
工することが出来るのである。

なお、第５図から第８Ａ、第８Ｂ図までの切削加工工程
では主軸頭２０の主軸２０ａにおける突軸４６の軸心４
６ａからの突出軸長が比較的長い主軸頭２０を用いて切
削加工中における干渉発生を防止するようにしたが、こ
のような干渉発生の危険が無い場合には第９図に示すよ
うに上記主軸頭２０ａにおける突出軸長が比較的短い主
軸頭２０を用いることもできる。

いずれにしても、上述した主軸頭２０の主軸２０ａがそ
の直下にある突軸４６の軸心４６ａに関して旋回動作で
きる構成は、種々曲率半径が異なる凹曲面における特に
隅部の切削加工を自動化するに当り、そのプログラミン
グを容易にし、究極的にはタイヤモールドの内面全周に
亘って均一高精度の自動加工を達成できる点で極めて有
利である。

また、本考案によるタイヤモールド加工機によれば、ワ
ークヘッド１０の取付面板１４は事実上鉛直平面内で旋
回動作する構造が採られているために切粉排除が取付面
板１４の旋回に応じて自動的に遂行され、従って切削加
工具Ｔの切削抵抗を低レベルに維持して加工高精度と工
具寿命の延命化を達成できる効果がある。

この場合に加工機全体を例えば第２図で時計回り方向に
わずかに右傾して据付け、切粉排除効果を一層高めるこ
とが可能であることも本考案の一利点である。

しかも本考案によれば、モールド直径寸法の大小に応じ
て予め主軸頭２０を切削位置に手動操作によって位置決
めすることができるので、大型車両用のタイヤモールド
から小型車両用のタイヤモールドまでの広範囲の切削加
工を自在に遂行できる有利な効果も備えているのである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は車両タイヤの輪郭形状を示す部分輪郭図、第２
図〜第４図は本考案によるタイヤモールド加工機の側面
図、正面図、部分縮小平面図、第５図から第８Ａ図、第
８Ｂ図は本考案によるタイヤモールド加工機の切削加工
作用を説明するための部分平面図、第９図は主軸頭が異
る場合の切削加工状態を説明するための部分平面図。 図中、９・・・・・・基台、１０・・・・・・ワークヘ
ッド、１２・・・・・・駆動装置、１４・・・・・・取
付面板、１４ａ・・・・・・鉛直取付面、１６・・・・
・・チャック爪、２０・・・・・・主軸頭、２０ａ・・
・・・・主軸、２４・・・・・・主軸駆動モータ、３６
・・・・・・上台、３８・・・・・・中間台、４２・・
・・・・第二中間台、４４・・・・・・スイベルベース
、４６・・・・・・突軸、４６ａ・・・・・・突軸軸心
、４８・・・・・・回転軸受、５４・・・・・・旋回駆
動パルスモータ、５６・・・・・・第−直進台、５８・
・・・・・第二直進台、６０，６４・・・・・・直進駆
動パルスモータ、６２・・・・・・第一下台、６６・・
・・・・第二下台。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ モールド素材の取付面板を有するワーク回転ヘッド
   と該ワーク回転ヘッドの対向位置に設けられて前記ワー
   ク回転ヘッドの回転運動と協働する送り運動をおこなう
   ことによって前記モールド素材にタイヤ成形型面を創成
   加工する主軸頭とを具備したタイヤモールド加工機にお
   いて、前記取付面板は実質的に水平な回転軸心を有する
   該軸心に垂直な取付面に形成され、また前記主軸頭は前
   記取付面板の取付面と平行な水平軸線を有すると共に前
   記主軸線を一定平面内で縦軸方向の旋回中心口りに旋回
   せしめる第１の旋回送り機構と、前記第１の旋回送り機
   構の上方にあり前記主軸頭を前記主軸線の直下に位置す
   る縦軸方向の旋回中心まわりに旋回せしめる第２の旋回
   送り機構と、前記主軸頭を前記取付面板に対して一定水
   平摺動面沿いに接近・離反させる第一の直線送り機構と
   、前記主軸頭を前記取付面に平行かつ前記第−直線送り
   機構の水平摺動面に対し交叉方向の他の一定水平摺動面
   沿いに直線摺動させる第二の直線送り機構とからなる自
   動送り機構と結合されることによって切削工具の送り運
   動を付与され、前記タイヤ成形型面の創成切削加工をお
   こなうことを特徴とするタイヤモールド加工機。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項に記載のタイヤモー
   ルド加工機において、前記主軸頭が前記自動送り機構と
   共に該主軸頭先端の切削工具刃先を予め前記取付面板上
   のモールド素材に近接せしめるべく手動旋回テーブルと
   、前記第一、第二直線送り機構にそれぞれ平行配置され
   た第三、第四の手動直線送り機構とからなる手動送り機
   構に結合されているタイヤモールド加工機。