特開2015-231689(P2015-231689A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-231689(P2015-231689A)
(43)【公開日】2015年12月24日
(54)【発明の名称】タイヤ製造装置及びタイヤ製造方法
(51)【国際特許分類】
   B29D 30/30 20060101AFI20151201BHJP
【FI】
   B29D30/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2014-119027(P2014-119027)
(22)【出願日】2014年6月9日
(71)【出願人】
【識別番号】000005278
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
(74)【代理人】
【識別番号】100110319
【弁理士】
【氏名又は名称】根本 恵司
(72)【発明者】
【氏名】後藤 史也
(72)【発明者】
【氏名】宮田 隆徳
(72)【発明者】
【氏名】相原 貴明
【テーマコード(参考)】
4F212
【Fターム(参考)】
4F212AH20
4F212AQ01
4F212AR07
4F212VA02
4F212VD01
4F212VK02
4F212VL07
4F212VL11
4F212VP20
4F212VQ08
4F212VR03
4F212VR08
(57)【要約】
【課題】未加硫タイヤを成形する際に、生産性の向上を実現した上で、タイヤ構成部材の後端部を先端部に精度良く接合する。
【解決手段】タイヤ製造装置1は、両ハンド30A、30Bによりタイヤ構成部材Gの後端部を把持し、後端部の中央が先端部に被さるように、後端部を先端部に被せる。タイヤ構成部材Gの後端部を先端部に被せると、タイヤ製造装置1は、両ハンド30A、30Bにより、タイヤ構成部材Gの先端部に被せられた後端部の両端を、後端部の中央を先端部に密着させたまま先端部から引き離す。タイヤ構成部材Gの後端部の両端を先端部から引き離す。次に、タイヤ製造装置1は、タイヤ構成部材Gの後端部の両端を先端部に押し付けることにより、部材の両端を突き合わせて接合する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タイヤ構成部材を把持する把持手段及び把持手段を備えたアームを駆動制御して、タイヤ被成形体に向かって供給されたタイヤ構成部材を把持して、回転するタイヤ被成形体に巻付ける工程と、巻付け後タイヤ構成部材の巻付け先端側及び巻付け後端側の両端面を相互に突き合わせて接合する工程と、を有するタイヤ製造方法であって、
前記タイヤ構成部材の巻付け先端側及び巻付け後端側の両端部を相互に突き合わせて接合する工程は、
前記把持手段により前記タイヤ構成部材の巻付け後端側の端部を、前記タイヤ被成形体に巻き付けた前記タイヤ構成部材の巻付け先端側の端部上に重ねる重ね合わせ工程と、
前記タイヤ構成部材の巻付け先端側の端部上に重ねた巻付け後端側の端部の一部が、巻付け先端側の端部に同一平面内で当接する位置まで引き戻す引き戻し工程と、
前記タイヤ構成部材の巻付け後端側の端部全体が、巻付け先端側の端部に当接する位置まで巻付け後端側の端部を押し当てる後端部押当て工程と、
を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載されたタイヤ製造方法において、
前記突き合わせて接合する工程に先立って、前記把持手段により前記タイヤ構成部材の巻付け後端側の端部の角度を、前記タイヤ構成部材の巻付け先端側の端部の角度に調整する部材後端部調整工程と、を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項3】
請求項2に記載されたタイヤ製造方法において、
前記部材後端部調整工程における前記タイヤ構成部材の巻付け後端側の端部の角度は、前記タイヤ構成部材の巻付け後端部の幅を前記タイヤ構成部材の巻付け先端部の幅に合わせることにより調整することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項4】
請求項2又は3に記載されたタイヤ製造方法において、
部材後端部調整工程は、前記タイヤ構成部材の巻付け先端側及び巻付け後端側の端部を撮影手段で撮影する撮影工程と、撮影した端部画像より前記タイヤ構成部材の巻付け先端側及び巻付け後端側の端部の形状を画像解析手段で解析する画像解析工程と、を有することを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項5】
請求項1に記載されたタイヤ製造方法において、
前記タイヤ構成部材をその長手方向に対して所定角度で切断する工程を有し、
前記重ね合わせ工程及び前記引き戻し工程は、前記タイヤ被成形体上において、上側となる斜めに切断したタイヤ構成部材の巻付け後端側の端部鋭角側を前記把持手段で把持し、下側となる前記タイヤ構成部材の巻付け後端側の端部鈍角側を、前記把持手段を備えたアームを作動して前記端部鈍角側の位置に移動した後、前記把持手段で把持して行うことを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項6】
請求項2ないし4のいずれかに記載されたタイヤ製造方法において、
前記部材後端部調整工程、前記引き戻し工程、及び前記後端部押当て工程における各作業を略同一平面上で行うことを特徴とするタイヤ製造方法。
【請求項7】
タイヤ構成部材を把持する把持手段及び把持手段を備えたアームと、前記把持手段及びアームを駆動制御して、タイヤ被成形体に向かって供給されたタイヤ構成部材を把持して、回転するタイヤ被成形体に巻付け、巻付け後タイヤ構成部材の巻付け先端側及び巻付け後端側の両端面を相互に突き合わせて接合する制御を行う駆動制御手段を備えたタイヤ製造装置であって、
前記駆動制御手段は、前記把持手段により前記タイヤ構成部材の巻付け後端側の端部を、前記タイヤ被成形体に巻き付けた前記タイヤ構成部材の巻付け先端側の端部上に重ね合わせ、前記タイヤ構成部材の巻付け先端側の端部上に重ねた巻付け後端側の端部の一部が、巻付け先端側の端部に同一平面内で当接する位置まで引き戻し、前記タイヤ構成部材の巻付け後端側の端部全体が、巻付け先端側の端部に当接する位置まで巻付け後端側の端部を押し当てる制御を行うことを特徴とするタイヤ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ構成部材の後端部を先端部に突き合わせて接合することで、未加硫タイヤを成形するタイヤ製造装置及びタイヤ製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、生タイヤを成形する際に、供給されたタイヤ構成部材に対して、タイヤ構成部材の先端部を目視で確認して成形ドラムに貼り付け、成形ドラムを回転させてタイヤ構成部材を巻き付け、タイヤ構成部材の後端部を先端部に接合することで、所望の形状に成形していた。
【0003】
このように、タイヤ構成部材の後端部を先端部に接合するときに、目視で確認することにより、押し量及び引き量を調整し、生タイヤの形状を成形すると、タイヤ成形工程の自動化や生産性の向上を図ることができず、サイクルタイムも長くなるという問題があった。
【0004】
そこで、上記問題を解消するために、ロボットにより成形ドラム上で生タイヤを成形(接合)するタイヤ製造装置が提案された(特許文献1)。
しかしながら、単純にロボットを用いて接合を行うと、タイヤ構成部材の後端部の中央が先に先端部に接触し、そのままロボットの動作を続けると、結果として、タイヤ構成部材の接合部の形状が崩れる。
【0005】
これを回避するために、例えば、ロボットの動作仕様を変更することも可能であるが、動作仕様を変更すると、ロボットの制御等が複雑化し、また、サイクルタイムも長くなることが予想される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許公開2010−208110号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、タイヤ製造において、タイヤ構成部材の接合を自動化した場合の接合精度を確保しつつ、生産性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、タイヤ構成部材を把持する把持手段及び把持手段を備えたアームを駆動制御して、タイヤ被成形体に向かって供給されたタイヤ構成部材を把持して、回転するタイヤ被成形体に巻付ける工程と、巻付け後タイヤ構成部材の巻付け先端側及び巻付け後端側の両端面を相互に突き合わせて接合する工程と、を有するタイヤ製造方法であって、前記タイヤ構成部材の巻付け先端側及び巻付け後端側の両端面を相互に突き合わせて接合する工程は、前記把持手段により前記タイヤ構成部材の巻付け後端側の端部を、前記被成形体に巻き付けた前記タイヤ構成部材の巻付け先端側の端部上に重ねる重ね合わせ工程と、前記タイヤ構成部材の巻付け先端側の端部上に重ねた巻付け後端側の端部の一部が、巻付け先端側の端部に同一平面内で当接する位置まで引き戻す引き戻し工程と、前記タイヤ構成部材の巻付け後端側の端部全体が、巻付け先端側の端部に当接する位置まで巻付け後端側の端部を押し当てる後端部押当て工程と、を有することを特徴とするタイヤ製造方法に関する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、タイヤ製造において、タイヤ構成部材の接合を自動化した場合の接合精度を確保しつつ、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本実施形態のタイヤ製造装置の概略構成を模式的に示す要部斜視図である。
図2図1の双腕ロボットが有するハンドを模式的に示す要部斜視図である。
図3A】支持部材、保持部材、及び剥がし部材の動作を説明する要部拡大図(剥がし部材 下降時)である。
図3B】支持部材、保持部材、及び剥がし部材の動作を説明する要部拡大図(保持部材 吸着時)である。
図3C】支持部材、保持部材、及び剥がし部材の動作を説明する要部拡大図(支持部材 内側移動時)である。
図3D】支持部材、保持部材、及び剥がし部材の動作を説明する要部拡大図(ベルト部材 把持時)である。
図3E】支持部材、保持部材、及び剥がし部材の動作を説明する要部拡大図(ベルト部材 引き上げ時)である。
図4】タイヤ構成部材の巻き付け手順を模式的に示すタイヤ製造装置の要部斜視図である。
図5】タイヤ構成部材の先端部の配置位置のオフセットを示す図である。
図6】タイヤ構成部材のカット位置までの回転角度を示す図である。
図7】タイヤ構成部材の後端部の配置手順を模式的に示すタイヤ製造装置の要部斜視図である。
図8】タイヤ構成部材の後端部の角度及び幅の調整方法を示す図である。
図9】タイヤ構成部材の後端部を先端部に突き合わせて接合する手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明のタイヤ製造装置及びタイヤ製造方法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製造装置は、回転する被成形体にタイヤ構成部材を供給して先端部から順に巻き付け、所定形状及び構造の未加硫タイヤを成形する装置であり、自動で、タイヤ構成部材の先端部を被成形体に配置し、タイヤ構成部材を所定の位置(後端部)で切断し、タイヤ構成部材の後端部を先端部に接合する。
【0012】
図1は、このタイヤ製造装置の概略構成を模式的に示す要部斜視図である。
タイヤ製造装置1は、図示のように、軸線が水平に配置された支持体3と、支持体3を軸線周りに回転可能に支持する駆動部4と、支持体3の上方からタイヤ構成部材Gを供給する供給手段10とを備えている。また、タイヤ製造装置1は、タイヤ構成部材Gを配置、切断及び接合するタイヤ成形手段2と、タイヤ構成部材G等を撮影し、撮影した画像よりタイヤ構成部材Gの位置、幅、角度等を解析するタイヤ成形システム(図示せず)とを備えている。
【0013】
支持体3は、未加硫タイヤの成形時に、被成形体Hを軸線周りに回転可能に支持する手段であり、例えば、成形する未加硫タイヤの内面形状に応じた外面形状を有する剛体コアや、拡縮可能な円筒状の成形ドラム等からなる。ここでは、支持体3は、軸線周りに回転可能な成形ドラムからなり、その外周側に(ベルト部材の下層部となる)タイヤ構成部材Gが順に巻き付けや配置等されて被成形体Hが形成され、被成形体Hを同芯状に保持する。また、支持体3は、駆動部4に設けられたモータ等の駆動源や、その回転動力の伝達機構等からなる回転駆動手段(図示せず)により回転駆動され、被成形体Hを軸線周りに所定の回転速度で回転させて任意の回転角で停止させる。
【0014】
ここで、被成形体Hは、未加硫タイヤの成形時にタイヤ構成部材Gが巻き付けられる対象物であり、支持体3上に配置された成形途中段階の未加硫タイヤや仕掛かり品、又は中間成形体等である。また、タイヤ構成部材Gは、タイヤ成形工程の所定段階で被成形体Hに巻き付けられる、例えばベルト、トレッドゴム、キャンバスチェーファ、又は各種補強部材等のタイヤ各部を構成する部材であり、未加硫ゴム等により所定厚さ、幅及び断面形状の帯状やシート状等に形成されて、供給手段10から供給される。なお、本実施形態では、タイヤ構成部材Gとして、長手方向の両端が斜めに切断されて平行四辺形状をなすベルト部材Gを例に採り説明するが、長方形状や台形状等の他の形状の部材も、以下と同様にして被成形体Hに巻き付けられる。
【0015】
供給手段10は、長尺なベルト部材Gを搬送するサーバ11と、サーバ11の搬送終端部の上面に設けられた回転自在な円筒状の案内部材12とを有する。
サーバ11は、複数のプーリに架け渡された無端状のベルト、及び、一端側のプーリを回転させてベルトを循環駆動するモータ等からなる駆動手段(それぞれ図示せず)等から構成される。
【0016】
サーバ11は、その中央部にベルト部材Gを切断するためのカッタを挿入するカッタ挿入部の溝13が形成された案内板11aを備えている。案内板11aの上面は、タイヤ成形システム5により取得された画像データの解析時に、ベルト部材Gと案内板11aとの識別を容易にするため白色に塗色されている。また、案内板11aは、画像解析時にベルト部材Gと、カッタ挿入部の溝13を容易に識別できるように、白色充填片(図示せず)を案内板11aの下方向から溝を埋めるように上昇させる機構も備えている。
また、案内板11aの表面には、ベルト部材Gの送給時において、案内板11a自体の抵抗によるベルト部材Gの伸びを抑制するため、コーティングが施され、さらに(不図示の)案内用のローラ等が付属されている。
【0017】
供給手段10は、搬送終端部を支持体3の上方に位置するように、その軸線方向と直交する方向に配置し、サーバ11のベルトを循環駆動して、上面上のベルト部材Gを、所定の移動経路に沿って長手方向に移動させる。また、供給手段10は、案内部材12により、ベルト部材Gをサーバ11との間に挟み、ベルト部材Gの幅方向位置を所定位置に維持して案内する。これにより、供給手段10は、ベルト部材Gを被成形体Hの所定位置(ここでは上方部)に向かって連続して供給するとともに、その被成形体Hへの巻き付けに同期して、所定距離だけ移動させて予め設定された長さを供給する。
【0018】
タイヤ成形手段2は、ベルト部材Gの被成形体Hへの配置、切断及び接合を行う双腕ロボット20を有し、供給手段10によるベルト部材Gの供給方向下流側に、かつ、支持体3に対向して配置されている。タイヤ成形手段2は、この双腕ロボット20により、供給手段10から供給されたベルト部材Gの先端部を把持及び移動し、被成形体Hの所定位置に貼り付けて配置する。その後に、タイヤ成形手段2は、双腕ロボット20により、被成形体Hに巻き付けたベルト部材Gの後端部を切断し、ベルト部材Gの後端部を先端部に突き合わせて接合する。
【0019】
双腕ロボット20は、床面等に設置された基端部21と、基端部21を中心に回動可能な胴体部22と、胴体部22の頂部に設けられたベルト部材Gを検知等するセンサ部23と、胴体部22の両側部に設けられた回動可能な一対の肩部24A、24Bとを有する。また、双腕ロボット20は、肩部24A、24Bに各々連結された一対の多関節ロボットアーム(以下、単にアームという)25A、25Bと、その各先端に回動可能に設けられたロボットハンド(以下、単にハンドという)30A、30Bと、以上の各部をそれぞれに応じて駆動する各種アクチュエータ等からなる駆動手段(図示せず)とを有する。双腕ロボット20は、胴体部22の回動、肩部24A、24Bの回動、アーム25A、25Bの複数箇所(ここでは3つ)の関節Kを中心にした回動(屈曲)、及びハンド30A、30Bの回動を組み合わせて、ハンド30A、30Bを、移動可能範囲内の所定の位置に移動させて所定の状態に配置する。
【0020】
ここでは、ハンド30A、30Bは、サーバ11の搬送終端部と被成形体Hとの間を含む支持体3の周辺の所定範囲で移動する。双腕ロボット20は、このようにして、ハンド30A、30Bを、被成形体Hに対するベルト部材Gの配置、切断及び接合の各段階に応じて、予め設定された動作パターンに従って所定位置に移動させ、後述する各動作を実行する。
【0021】
タイヤ成形手段2は、双腕ロボット20のハンド30A、30Bにより、供給手段10からベルト部材Gが所定長さ供給されたときに、ベルト部材Gの先端部を保持(又は把持)等して被成形体Hに配置する。
その際、ハンド30A、30Bは、ベルト部材Gを保持する保持手段としての機能に加えて、ベルト部材Gを移動する移動手段としても機能し、配置前のベルト部材Gの先端部を移動及び保持して被成形体Hに貼り付ける。
【0022】
ハンド30A、30Bには、ベルト部材Gの側縁を下側から支持する全体がL字状に形成された支持部材(又はハンド爪)31A、31Bと、ベルト部材Gの側縁を吸着保持する保持部材(本実施形態では、ベルト部材Gのスチールコードを吸着するマグネットを使用しているが、真空吸着であってもよい)32A、32Bと、さらにその内側に、吸着保持されたベルト部材Gを保持部材32A、32Bから剥がすためのベルト部材Gの剥がし部材(又はプランジャ)33A、33Bが設けられている。
【0023】
ハンド30A、30Bの下側のベルト部材Gの把持機構は、適宜の機構でベルト部材Gの内外側に移動してベルト部材Gの下側の位置又はベルト部材Gの外側の位置となるよう、内外方向に移動可能に設けられている。
支持部材31A、31Bは、保持部材32A、32Bと協働してベルト部材Gを把持し、後述するように、ハンド30A、30Bの移動に伴ってベルト部材Gを引き出したり、引き戻したりする。したがって、支持部材31A、31Bは、保持部材32A、32Bと共に、この把持機構の把持手段を構成する。
ベルト部材Gの接合時には、把持手段(支持部材31A、31Bと保持部材32A、32B)で把持したベルト部材Gを、ハンド30A、30Bにより被せ動作、引き動作、押し当て動作を行うことで、被成形体Hの曲面上で精度良く(開いたり、重なったりすることなく)接合することができる。
【0024】
剥がし部材33A、33Bは、保持部材32A、32Bで吸着保持されたベルト部材Gの吸着面近傍を上から押さえ、その状態で保持部材32A、32Bを上昇させてベルト部材Gを保持部材32A、32Bの吸着面(マグネット)から強制的に剥がすために用いる。
なお、保持部材32A、32B及び剥がし部材33A、33Bは、いずれもハンド30A、30Bに対して伸縮できるようにシリンダ機構(図示せず)を介して連結されている。
【0025】
また、ハンド30A、30Bのいずれか一方、ここではハンド30Bには、カッタユニットCを備えている。タイヤ成形手段2は、ベルト部材Gの先端部を被成形体Hに貼り付けると、支持体3を所定の位置まで回転させ、カッタユニットCでベルト部材Gを切断し、ベルト部材Gの後端部を先端部に突き合わせて接合する。
【0026】
カッタユニットCは、ハンド30Bにレバー28Bを介して旋回可能に取り付けられており、ハンド30Bの操作によりコード角度及びピッチのばらつきを吸収してコードゴムはげのないスムーズなカットを行うことができる。
カッタユニットCは、図2Aに示すように、ハンド30Bに対して回転可能に連結されたレバー28Bの両端部にも切り込み用の刃を備えた板状の刃を有し、平らに置かれたベルト部材に対して端部の切り込み用の刃先を突掛けて切り込み、切り込んだ刃を起こしてハンド30Bを、予め定めた切断線に沿って往復移動させて切断する。図2Bは、ベルト部材Gを切断した後に、カッタユニットCを上方に旋回させた状態を示す。
タイヤ成形手段2は、カッタをベルト部材Gに対して所定の角度で挿入することで、カッタの再挿入時のベルト部材Gのコード跨ぎ(コード切断)を防止することができる。
【0027】
図3は、以上で説明した支持部材31A、31B、保持部材32A、32B、及び剥がし部材33A、33Bの動作を説明する要部拡大図である。
即ち、図3Aは、先ず、剥がし部材33A、33Bが下降して、例えば、給送されてきて、停止したベルト部材Gの両端縁部を剥がし部材33A、33Bでサーバ11に押さえて保持した状態を示す。
図3Bは、次に、保持部材32A、32Bが下降して、例えば、給送されてきたベルト部材Gの両端縁部をマグネットで吸着し、同時に剥がし部材33A、33Bが上昇した状態を示す。
図3Cは、図3Bの状態から保持部材32A、32Bをシリンダ機構により上昇させてベルト部材Gを引き上げ、次に、支持部材31A、31Bを内側に移動して、それぞれの支持面31(1)A、31(1)Bが引き上げたベルト部材Gの下側に来た状態を示す。
図3Dは、保持部材32A、32Bを下降して、支持部材31A、32Bの支持面31(1)A、31(1)Bとの間でベルト部材Gを把持した状態を示す。
【0028】
図3Eは、保持部材32A、32Bと支持部材31A、31Bの支持面31(1)A、31(1)Bとの間でベルト部材Gを支持した状態で、ハンド30A、30Bを引き上げた状態を示す。この状態でアーム25A、25Bを移動動作させて、ベルト部材Gを所定位置、ここでは支持体3上に移動させる。
【0029】
即ち、ハンド30Aは、支持部材31A及び保持部材32Aでベルト部材Gの幅方向の縁部を把持して、ベルト部材Gの縁部を挟んで厚さ方向に把持し、その位置を固定して保持する。また、ハンド30Aを移動して、ベルト部材Gを所定位置に移動する。ハンド30Aは、このように、それぞれベルト部材Gの移動と保持との各機能を有する。
【0030】
次に、図3Eの状態で所定位置に移動させたタイヤ部材Gを、その位置に定着させるためには、以上で説明した図3A図3Dと逆の順序で、つまり、支持部材31A、31Bを外側に移動してベルト部材Gの側縁から離す。
次に、保持部材32A、32Bで吸着したベルト部材Gを、例えば支持体3上に降ろすと共に、剥がし部材33A、33Bをベルト部材G状に下降させる。その状態で、保持部材32A、32Bを上昇させる。
保持部材32A、32Bの上昇に伴って、これに吸着されたベルト部材Gも上昇しようとするが、ベルト部材Gは剥がし部材33A、33Bにより支持体3上に固定保持されているため、結局、保持部材32A、32Bの上昇する吸着面から外れて図3Aと同様の状態になる。
【0031】
なお、支持部材31A、31Bは、ハンド30A、30Bに回転可能に取り付けられたものであってもよい。この場合は、支持部材はその底面のテーパ面を利用してベルト部材Gの下側から回動して(即ち、掬うようにして)侵入してマグネット吸着部に軽く押圧する。支持部材をベルト部材から解放するときは、支持部材をベルト部材Gの外側に回転させる。
【0032】
タイヤ成形システム5は、撮影装置(電子カメラ等)6、画像解析装置及び表示装置等より構成される。なお、画像解析装置、表示装置については、図示していない。
撮影装置6は、供給手段10、サーバ11上に載置されたベルト部材G、及び被成形体Hを、上部及び側部から撮影することが可能なように移動可能に配置される。また、撮影装置6は、背景の角度変化に対応するため、取り付け角度を自由に調整することができ、また、ワーク位置(ベルト部材Gの配置、切断及び接合位置)までの距離変化に対応するため、ズーム(距離可変)機能も備えている。
撮影装置6は、ベルト部材Gの先端部(又は、後端部)等を撮影すると、撮影した画像を画像解析装置に転送する。
【0033】
画像解析装置は、撮影装置6より転送された画像から、ベルト部材Gの幅及び角度を認識し、双腕ロボット20により、長手方向の両端が斜めに切断されたベルト部材Gの鋭角部のエッジ位置と鈍角部のエッジ位置の座標を計測する。
表示装置は、LCD(液晶表示装置)等任意であり、鋭角部のエッジ位置と鈍角部のエッジ位置の座標等を、ベルト部材Gの形状に併せて画面上に表示する。
【0034】
次に、このタイヤ製造装置1により、ベルト部材Gを被成形体Hに巻き付けて未加硫タイヤを成形し、タイヤを製造する手順(配置、切断及び接合)について説明する。
以下の手順等は、制御装置(図示せず)により実行制御され、装置各部を予め設定されたタイミングや条件で関連動作させて実行される。この制御装置は、例えばマイクロプロセッサ(MPU)、各種プログラムを格納するROM(Read Only Memory)、及びMPUが直接アクセスするデータを一時的に格納するRAM(Random Access Memory)等を備えたコンピュータから構成され、接続手段を介して装置各部が接続されている。これにより、制御装置は、装置各部と制御信号や各種データを送受信し、タイヤ成形に関する各動作を各々実行させる。
【0035】
図4A〜4Cは、ベルト部材Gの巻き付け手順を模式的に示すタイヤ製造装置1の要部斜視図であり、各巻き付け段階の状態を、図1に対応して順に示している。
このタイヤ製造装置1では、先ず、支持体3(図4A参照)の回転を停止してサーバ11を駆動し、供給手段10から被成形体Hの所定位置に向かってベルト部材Gを供給する。続いて、供給手段10からベルト部材Gが所定長さ供給されたときに、ベルト部材Gの供給を一旦停止し、或いは、その供給を継続しつつ供給に同期して、タイヤ成形手段2により、ベルト部材Gの先端部を被成形体Hに配置する(図4B参照)。その際、タイヤ成形手段2は、双腕ロボット20の両ハンド30A、30Bにより、ベルト部材Gの先端部を把持して位置決めして移動して被成形体Hの所定の配置位置に圧着する。
【0036】
即ち、タイヤ成形手段2は、先ず、ハンド30A、30Bを、ベルト部材Gの側部に向かって予め定められた位置に移動させる。次に、図3A図3Eに示す手順で、支持部材31A、31Bと保持部材32A、32Bでベルト部材Gを把持する。
その際、本実施形態では、ハンド30A、30Bの把持位置を先端が斜めに切断されたベルト部材Gの位置に合わせて、双腕ロボット20の前後方向に調整しておく。
【0037】
次に、このようにしてハンド30A、30Bの支持部材31A、31Bと保持部材32A、32Bでベルト部材Gを把持した状態で、アーム25A、25Bを動かして、ベルト部材Gを供給手段10側から先端部の所定位置に向かって、その特定位置まで移動させる。この移動により、ベルト部材Gの幅方向等の位置を、被成形体Hへの圧着動作に移行する設定位置に位置決めする。
【0038】
次に、保持したベルト部材Gの先端部を、被成形体Hに設定された所定の配置位置に接触させ、その外周面に所定圧力で押し付けて圧着する。ここでは、ベルト部材Gのハンド30Aに隣接する供給手段10側を押し付けて圧着し、ベルト部材Gの一方の縁部を被成形体Hに貼り付けて配置する。
【0039】
その後、タイヤ製造装置1は、ハンド30A、30Bによるベルト部材Gの把持を解除し、両ハンド30A、30Bをベルト部材Gから離す(図4C参照)。
【0040】
次に、被成形体Hに巻き付けられたベルト部材Gの切断について説明する。
タイヤ製造装置1は、タイヤ成形システム5によりベルト部材Gの先端部の幅及びカット角度を解析し、解析結果から支持体3の回転量を自動で計算する。これにより、部材特性のばらつきに関わらず、一定のカット長さでベルト部材Gを切断することができる。
【0041】
タイヤ製造装置1は、タイヤ成形システム5の解析結果に基づいて、支持体3及び被成形体Hを自動回転させ、後端部のカット位置を調整すると、構成部材Gの供給を停止する。構成部材Gの供給を停止させると、タイヤ製造装置1は、タイヤ成形システム5の解析結果に基づいて、カッタのカット角度を自動調整し、先端部と同じカット角度でベルト部材Gを切断する。
【0042】
以下、図5図6及び図7を用いて、タイヤ製造装置1によるベルト部材Gのカット位置の調整と、ベルト部材Gの切断作業について説明する。
【0043】
タイヤ製造装置1は、図5Aに示すように、被成形体H上に構成されるマグネットラインの中心がベルト部材Gと被成形体Hの接線(被成形体接線)に交わるように、被成形体Hを被成形体回転基準よりY°(被成形体回転角度)だけ回転させる。被成形体Hを被成形体回転基準よりY°回転させると、タイヤ製造装置1は、ベルト部材Gの鈍角部のエッジ位置をベルト部材Gと被成形体Hの接線に貼り付けるために、図5Bに示すように、さらに被成形体HをY°回転させて(Y 巻き付けて)、マグネットラインの位置をオフセットする。
【0044】
次に、タイヤ製造装置1は、図6に示すように、ベルト部材Gのカット位置まで、被成形体Hをθ回転させるとともに、その回転に合わせて、供給手段10からベルト部材Gを供給し、ベルト部材Gを被成形体Hの外周に巻き付ける。
【0045】
タイヤ製造装置1は、被成形体Hをθ、さらにθと回転させ、ベルト部材Gを被成形体Hの配置位置(巻付位置)に沿って先端部から順にベルトカット位置まで巻き付ける。
そして、ベルト部材Gがベルトカット位置まで巻き付けられると、タイヤ製造装置1は、ハンド30A、30Bのいずれか一方の下側に装着されたカッタをサーバ11の案内板11aの中央部に設けられたカッタ挿入部の溝13に案内板11aの上側から挿入することで、ベルト部材Gを切断する。
【0046】
次に、カッタにより切断したベルト部材Gの接合について説明する。
図7は、ベルト部材Gの接合を模式的に示すタイヤ製造装置1の要部斜視図であり、図1に対応させて示している。
タイヤ製造装置1は、両ハンド30A、30Bにより、ベルト部材Gの後端部を切断位置近傍で保持すると(図7A)、両ハンド30A、30Bを被成形体Hに向かって移動させる。これにより、ベルト部材G(図7B)の後端部を先端部に重ね合わせて被成形体Hに押し付ける。
【0047】
なお、本実施形態においては、ベルト部材Gの後端部を先端部に接合する前に、接合精度を向上させるため、ベルト部材Gの後端部の角度を先端部の角度に等しくなるように補正し、さらにベルト部材Gの後端部を目標位置に位置するように調整している。
【0048】
以下、図8を用いて、具体的な補正の方法及び手順を説明する。
図8において、ベルト部材Gの先端部の角度(鋭角部)をθf、先端部の幅をWfで示している。また、ベルト部材Gの後端部の角度(鋭角部)をθe、後端部の幅をWeで示している。
【0049】
タイヤ製造装置1は、タイヤ成形システム5により解析されたベルト部材Gの先端部の角度θfと後端部の角度θeを用いて、後端部の補正角度を計算する。
タイヤ製造装置1は、計算された補正角度に基づいて、ベルト部材Gの後端部の幅Weを調整することにより、後端部の角度θeを先端部の角度θfに等しくなるように補正する。
【0050】
具体的には、図8(角度補正)に示すように、タイヤ製造装置1は、ベルト部材Gの後端部の角度θeを先端部の角度θfに等しくなるように補正するため、両ハンド30A、30Bによりベルト部材Gの後端部の幅Weを幅We´に調整する。
【0051】
タイヤ製造装置1は、ベルト部材Gの後端部の角度θeを先端部の角度θfに等しくなるように補正すると、図8(幅調整)に示すように、ベルト構成部材Gの後端部を一旦先端部に突き合わせて配置する。タイヤ製造装置1は、ベルト構成部材Gの後端部を先端部に突き合わせて配置すると、後端部の鈍角側Pを先端部の鋭角部P´に、また後端部の鋭角側QをQ´に位置するように調整する。
【0052】
タイヤ製造装置1は、ベルト構成部材Gの後端部を両ハンド30A、30Bで把持した状態で、P(x1、y1)からP´(x1´、y1´)に、またQ(x2、y2)からQ´(x2´、y2´)に向かって両ハンド30A、30Bを外側に移動させることで、後端部の両端が目標位置に位置するように調整する。
【0053】
このように、ベルト部材Gの後端部の角度を補正し、後端部を目標位置に位置させるように調整することで、先端部との関係で、被成形体Hのセンターラインに対して左右均等に後端部を配置することができる。
【0054】
ベルト部材Gの後端部の角度及び位置を補正すると、タイヤ製造装置1は、以下で説明するように、ベルト部材Gの後端部を先端部に接合する工程に移行する。
次に、ベルト部材Gの後端部を先端部に接合する工程を、図9を用いて説明する。
【0055】
ベルト部材Gの後端部の両端を目標位置に合わせると、図9Aに示すように、タイヤ製造装置1は、両ハンド30A、30B(支持部材31A、31B、保持部材32A、32B)によりベルト部材Gの後端部を把持し、ベルト部材Gの後端部の中央が先端部に被さるように、ベルト部材Gの後端部を先端部に被せる(重ね合わせる)(STEP1)。
【0056】
ベルト部材Gの後端部を先端部に被せると、タイヤ製造装置1は、両ハンド30A、30Bにより、ベルト部材Gの先端部に被せられた後端部の両端を先端部から引き離す(STEP2)。このとき、ベルト部材Gの後端部の中央は、図9Bに示すように、先端部とのタック吸着により密着状態を維持する。
【0057】
ベルト部材Gの後端部の両端を先端部から引き離すと、タイヤ製造装置1は、支持部材31A及び31Bをベルト部材Gの下側からベルト部材外側に移動させ、保持部材32A及び32Bでベルト部材Gの後端部の両端を先端部に押し付けることにより、図9Cに示すように、部材の両端を突き合わせて接合する(STEP3)。
【0058】
これにより、被成形体Hに対する1つのベルト部材Gの配置、切断及び接合を終了する。
タイヤ製造装置1は、1又は複数のベルト部材Gを、以上と同様に回転する被成形体Hの所定位置に所定の順序で先端部から巻き付けて貼り付け、他のベルト部材と組み合わせる等して未加硫タイヤを成形する。続いて、成形した未加硫タイヤを加硫成形して製品タイヤが製造される。
【0059】
以上、説明したように、本発明の実施形態に係るベルト部材の端面接合方法では、ベルト部材の後端部を先端部に接合するにあたり、ベルト部材の後端部の角度を先端部の角度に補正し、ベルト部材の後端部の幅を先端部の幅に調整することで、高い精度での接合を可能としている。
また、ベルト部材の接合時においては、ベルト部材の巻付け後端側の端部鋭角側が被成形体上方側に位置し、ベルト部材の巻付け後端側の端部鈍角側が被成形体下方側に位置することになる。
したがって、タイヤ成形手段は、接合時において、ベルト部材の巻付け後端側の端部鋭角側を支持する側はハンドのみ回動させ、端部鈍角側を支持する側はアームとハンドを回動させるように制御する。
このように制御することで、少なくとも一方のアームを回動させる必要がなくなり、制御が容易になる。また、制御時間も短縮されることで、サイクルタイムも同様に短縮される。
【0060】
さらに、タイヤ成形手段は、ベルト部材の後端部の幅及び角度の調整、またベルト部材の後端部の引き戻し、引き当てを略同一平面上で行うため、タイヤ成形手段の制御が非常に容易になり、またベルト部材の後端部を先端部に対して確実に接合することができる。
【符号の説明】
【0061】
1・・・タイヤ製造装置、2・・・タイヤ成形手段、3・・・支持体、4・・・駆動部、6・・・撮影装置、10・・・供給手段、11・・・サーバ、11a・・・案内板、12・・・案内部材、13・・・カッタ挿入部の溝、20・・・双腕ロボット、21・・・基端部、22・・・胴体部、23・・・センサ部、24A、24B・・・肩部、25A、25B・・・アーム、30A、30B・・・ハンド、31A、31B・・・支持部材、32A、32B・・・保持部材、33A、33B・・・剥がし部材、G・・・タイヤ構成部材、H・・・被成形体、K・・・関節。
図1
図2
図3A
図3B
図3C
図3D
図3E
図4
図5
図6
図7
図8
図9