JP4781671B2 - ストリップをトロイダル面上に連続的に敷設する方法 - Google Patents
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Description
より詳しくは、本発明の分野は、ストリップ(ストリップは、その幅が受入れ面の幅に比べて非常に小さく、更に、その厚さがその幅に比べて非常に小さい)を、タイヤケーシングのトロイダル面上に周方向に連続的に敷設する技術に関する。
これらの装置は、一般に、
・覆うべき表面の支持および回転を可能にするフレームと、
・較正サイズのストリップを供給するモジュールとを有し、このストリップは、該ストリップが予め巻回されているリールから供給するか、より一般的には、装置に組込まれたカレンダまたは押出機から直接的に供給し、
・ストリップを受入れ面に適用するヘッドであって、上記モジュールと協働してストリップを前記回転受入れ面上に接線方向に堆積させる機能を備えたヘッドと、
・覆うべき受入れ面に対してアプリケーションヘッドを相対変位させる自動制御装置とを更に有している。
これらの種々のモジュールの構成は、アプリケーションヘッドが敷設面の回りで移動されるか、敷設面が静止アプリケーションヘッドに対して変位されるかに基いて、解決方法毎に異なっている。自動制御装置は、今度は、完全に機械化された解決法から、電子装置を広範囲に使用して、アプリケーションヘッドの移動またはタイヤのまたは該タイヤの回転駆動装置の移動をそれぞれ制御する位置決めモータを制御すべく計算する解決法へと変化している。
このような状況は、カーカスとトレッドとの間の界面を補強すべく、リトレッディング中にタイヤの外面上に接合されるゴムとして知られているゴムの薄層を堆積させるのに必要なタイヤケーシングのリトレッディング加工に関して生じる。タイヤの中心に配置されるこれらのゴムは、非常に反応性が高く、かつゴムがひとたびそのトレッドで覆われると、プレスまたはオートクレーブ内でカーカスの加硫を行なうときの熱伝達を最小にするため非常に短い硬化時間を呈するという特殊な特徴を有している。これは、自己硬化性ゴムとして知られたゴムおよび予硬化トレッドが使用されるときに、特に云えることである。
このような状況では、受入れ面の幅をもつ予カレンダ加工されたゴムストリップの形態をなす接合ゴムを使用しかつトレッドを敷設する前に受入れ面上の所要箇所に敷設することに全く問題はない。なぜならば、接合ゴムの特性が非常に迅速に変化してしまうため、貯蔵時間および待機時間を制限する必要性から、製造工程の構成に困難が生じるからである。
この方法の完全に満足できる使用をする上で賢明なことは、リトレッディングされるタイヤの受入れ面が、サイズ毎にかなり異なる形状を呈することも、同一サイズを呈することもあるという事実からなる最後の1つの障害を除去することである。従来技術に開示された方法の1つを使用したい場合には、ストリップ受入れ面の特定サイズおよび形状と同数のアプリケーションヘッドの移動の多くの制御フォーミュラまたはアルゴリズムを開発する必要がある。
・受入れ面を支持しかつ該受入れ面を回転させるように設計されたモータが設けられたフレームと、
・受入れ面上にストリップを堆積させるように設計されたアプリケーション手段内に出ている敷設ヘッドと協働するストリップの供給モジュールとを有し、敷設ヘッドは、ストリップのアプリケーション手段と受入れ面との接触点に実質的に一致する点を通り、回転軸線ZZ′に平行な軸線XX′に沿いかつ半径方向に平行な軸線YY′に沿う直進移動を遂行でき、敷設ヘッドはまた、前記両軸線XX′およびYY′に実質的に垂直でかつ接触点で受入れ面に対して接線方向をなす軸線AA′の回りで回転移動できる。
装置は、上記移動を可能にする構成要素の各々の自動制御装置に連結されている。
この組立体は、敷設ヘッドが、軸線AA′の回りの敷設ヘッドの角度位置の決定、およびストリップのアプリケーション手段と受入れ面との接触点での受入れ面の横方向プロファイルに対する接線TT′と回転軸線ZZ′に平行な軸線との間に形成される接線角の評価を行なうことができる装置を有するという特徴を有する。
敷設ヘッドの軸線AA′の回りの回転移動および軸線XX′およびYY′に沿う直進移動は、接線角の値の関数として適当に決定される。
かくして敷設ヘッドは、横方向プロファイルの形状についての予備知識を要することなく、かつ横方向プロファイルの形状のテンプレートを使用して前記プロファイルに関するデータを自動装置に入力する必要なく、横方向プロファイルの形状に倣うことができる。
このような装置の使用は、タイヤケーシングをリトレッディングする接合ゴムを適用することのみに限定されないことは容易に理解されよう。
特に有利な他のアプリケーションは、種々のタイヤの2つのゴム層間の界面の品質を向上させることを必要とする場合またはゴムプロファイル要素の非硬化接着を改善することが重要である場合には、タイヤケーシングの製造中に遭遇するあらゆる状況に関係するものである。これらの問題を解決するには、溶剤およびゴム配合物を用いた溶解の使用が慣用的に行なわれている。しかしながら、これらの溶剤からの蒸気の毒性は汚染を引起こし、この汚染は、可能なあらゆる手段により低減することが探求されている。かくして、本発明で提案されているような装置は、製造中にケーシングの表面上にゴム配合物の非常に薄いストリップ(その断面プロファイルは容易に変えられる)の堆積を行なうのに特に適しているものであることは容易に考えられよう。数百分の1mmの厚さのこのゴム層は、溶剤をベースとするあらゆる溶解を有利に置換しかつ以前に堆積された材料の量に等しい量に相当する。
図1には、本発明による装置の説明に有効な位置決め軸線のそれぞれの位置が示されている。
受入れ面Sの回転軸線ZZ′を参照すると、軸線XX′および軸線YY′は、それぞれ、軸線ZZ′に平行に、およびストリップBのアプリケーション手段112と受入れ面Sとの接触中心に実質的に一致する点Qを通る半径方向に平行に位置している。かくして、方向YY′は両軸線XX′およびZZ′に対して垂直であり、かつ点Qを通るXX′方向およびYY′方向により形成される平面は軸線XX′を通る赤道平面であり、該赤道平面と受入れ面Sとの交差部は、受入れ面Sの横方向プロファイルの境界を定める。
接触点Qでの受入れ面Sの横方向プロファイルに対する接線TT′は、軸線XX′の方向に対して接線角αを形成する。
後述するアプリケーションでは、受入れ面の形状は実質的にトロイダルであるが、次のことは、本発明による装置の作動原理を逸脱することなく、実質的に円筒状または円錐状等の形状に容易に適合できる。
2つの連続ターン間の距離が、周方向の全ての位置でピッチPの値に等しくなるようにするには、受入れ面に対するアプリケーションヘッドの相対移動を連続的に、従って回転速度Nに比例して行なう。かくして、軸線XX′、YY′に沿う瞬間変位速度は、VxがN・Pxに等しくかつVyがN・Pyに等しくなるように計算される。
しかしながら、角度αをできる限り正確に知ることができるようにするため、両センサ105、106は、互いにできる限り近付けるのが賢明である。
独立したセンサを使用して接線角αを測定する他の装置も、上記機能と同等の機能を遂行できる。例えば、軸線TT′に近い2つの点でのレーザビームにより、またはエアクッションを制御された圧力で使用することにより、事象測定が可能であることに留意されたい。
ゴム配合物からなるストリップBを堆積したい場合には、図3および図4に概略的に示すように、押出しダイ104を敷設ヘッドに組込むことが特に賢明である。この構成により、受入れ面に対して敷設ヘッドを移動可能にすることを選択する場合に、ストリップを静止モジュールから敷設ヘッドに供給するモジュールの使用を回避できる。この機能をもつモジュールは、一般に複数のリターンアイドラを有し、ストリップに幾何学的形状の変化を生じさせるため、ストリップの幅の均一性およびストリップの相対ターンの連続性に影響を与える。
補強ケーブルを備えたストリップの場合には、該ストリップを敷設ヘッドに搬送できる慣用の巻解きモジュール(本願明細書では詳細に説明しない)を頼りにされたい。
外面Sは、モータ201により、軸線ZZ′の回りで回転駆動される。
フレームワーク300は、受入れ面Sに対して敷設ヘッド100をXX′方向およびYY′方向に変位させる全ての構成要素を支持している。
本発明の実施形態の一例としてここに説明するアプリケーションの場合および選択される装置を基準とする構造のシステムでは、フレーム200は静止しており、かつ敷設ヘッド100はフレーム200に対して移動する。本発明の精神から逸脱することなく、静止敷設ヘッドおよびXX′方向およびYY′方向に移動できるフレームを設けることもできる。
この構成では、プレート130は、XX′軸線およびYY′軸線により形成される平面内で移動される。
XX′軸線およびYY′軸線に沿う変位およびAA′軸線回りの回転を確保するため、それぞれ、同期型モータ310、320および110を選択するか、位置決めセンサにより位置決めすべくサーボ駆動される均等技術を用いることができる。この技術は、アプリケーションヘッドを充分な精度で位置決めすることを可能にする。
プレート130はモータ駆動される型シャフト110を支持しており、該シャフト110には足107が固定されている。モータ駆動シャフト110は、軸線AA′に実質的に一致している。
敷設ヘッド100を、アームを介して足107に直接配置することにより装置を作動させることもできる。しかしながら、この作動モードは、受入れ面Sを、局部的な周方向凹凸から解放することはできず、敷設ヘッドを一定圧力で敷設面Sに適用できるようにするシステムを設けるのが有利であることが証明されている。
ブラケット101の一端も足107に固定されている。アーム102には押出しダイ104が固定され、該押出しダイ104は、敷設ヘッド100上に配置されたアプリケーション手段112内に出ている。ブラケット101の他端にはピストン109が連結されており、該ピストン109は、軸線CC′に対して垂直なDD′方向(図4も参照されたい)の一定の力を押出しダイ104の後部に加えて、受入れ面Sの局部的な周方向凹凸の如何にかかわらず、アプリケーション手段を受入れ面Sに永久接触した状態に維持する。
このため、ピストン109の可動部分に配置された装置103は、軸線CC′の回りで枢動することにより、アーム102がAA′方向に対して形成する「コンプライアンス」角開度θ(図6参照)を測定できる。
このアプリケーションの場合には角開度θが小さく、従って、この測定値を、軸線DD′に沿う変位dの測定値とみなしても全く構わないことに留意されたい。
かくして、XX′方向およびYY′方向の変位PxおよびPyの値は、接線角α、コンプライアンス角開度θ、およびアーム102の幾何学的形状の関数である開度f(θ)およびg(θ)により補正される。
PxはP・cosα+f(θ)に等しくなり、かつPyはP・sinα+g(θ)に等しくなる。
このアプリケーションの場合には、f(θ)はd・sinαに等しく、g(θ)はd・cosαに等しい。
図7は、敷設ヘッド100が受入れ面Sに対して異なる位置にある上記装置を示すものである。
足107にはピストン109の一端が固定されており、ピストン109は、WW′方向に平行な方向の一定力をアーム102に加え、アプリケーション手段112を受入れ面Sと永久接触する状態に維持する。
かくして、PxはP・cosα+f(d)に等しくなりかつPyはP・sinα+g(d)に等しくなる。ここで、f(d)はd・sinαに等しく、g(d)はd・cosαに等しい。
上記説明に基いて機能したことをマッチングする装置の実施は、その大きい適合能力によりかなり容易になる。
敷設方法の第一段階では、作業者は、ピッチP、周速度Vの値、並びに開始条件の値および敷設完了時の係合離脱条件等の一定パラメータの値を自動装置に入力する。
第二段階では、所与のサイズについて、作業者は、自動装置の前面上に配置された制御ボタンを介して、XX′移動およびYY′移動を制御するモータ310、320および軸線AA′の回りの回転を制御するモータ110を直接付勢することにより敷設ヘッドを手動で位置決めし、アプリケーション手段を、作業者が以前に選択した受入れ面S上の点に対してほぼ接線方向になるようにする。
敷設サイクルの完了時に、自動装置は、敷設ヘッドを係合離脱位置に変位させ、作業者がタイヤケーシングの製造作業を続けることを可能にする。
次のサイクルにおいて、加工すべきサイズが以前に敷設したものと充分に同等であるといえる場合には、自動装置は、敷設サイクルを開始する前に、敷設ヘッドを予め記録した値Xd、Ydおよびαdに直接位置決めする。
102 アーム
104 押出しダイ
105、106 センサ
107 足
109 ピストン
112 アプリケーション手段
200 フレーム
202 タイヤカーカス
311、321 無端ねじ
Claims (18)
- 一軸線ZZ′の回りで回転する受入れ面(S)上にストリップ(B)を敷設するように設計された装置であって、
受入れ面(S)を支持しかつ該受入れ面(S)を回転させるように設計されたモータ(201)が設けられたフレーム(200)と、
受入れ面(S)上にストリップ(B)を堆積させるように設計されたアプリケーション手段(112)内に出ている敷設ヘッド(100)と協働するストリップの供給モジュールとを有し、敷設ヘッド(100)は、ストリップのアプリケーション手段(112)と受入れ面(S)との接触点に実質的に一致する点(Q)を通り、回転軸線ZZ′に平行な軸線XX′に沿いかつ半径方向に平行な軸線YY′に沿う直進移動を遂行でき、敷設ヘッド(100)はまた、前記両軸線XX′およびYY′に実質的に垂直でかつ接触点(Q)で受入れ面(S)に対して接線方向をなす軸線AA′の回りで回転移動でき、
上記移動を可能にする構成要素(110、201、310、320)の各々を制御する自動装置に連結された装置において、
前記敷設ヘッド(100)が、軸線AA′の回りの敷設ヘッドの角度位置の決定、および接触点(Q)での受入れ面(S)の横方向プロファイルに対する接線TT′と回転軸線ZZ′に平行な軸線との間に形成される接線角(α)の評価を行なうことができる装置(105、106)を有し、
前記敷設ヘッド(100)の軸線AA′の回りの回転移動および軸線XX′およびYY′に沿う直進移動が、受入れ面(S)の各回転中に敷設ヘッド(100)を接線TT′に実質的に平行な方向に変位させるように、接線角(α)の値の関数として適当に決定されることを特徴とする装置。 - 前記接線角(α)の値を評価できる装置が、敷設ヘッド(100)上に配置されており、かつストリップ(b)を受入れ面(S)上に適用するアプリケーション手段(112)の両側に横方向に配置された少なくとも2つのセンサ(105、106)からなることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記アプリケーション手段(112)と受入れ面(S)との接触点(Q)でのストリップ(B)の横方向bb′は、2つのセンサ(105、106)が同時に受入れ面(S)に接触しているときに、接線TT′に対して平行であることを特徴とする請求項2記載の装置。
- 前記2つのセンサ(105、106)の間の横方向間隔は、ストリップ(B)の幅(l)に実質的に等しいことを特徴とする請求項2又は3記載の装置。
- 前記敷設ヘッド(100)は、XX′方向およびYY′方向に直進移動するプレート(130)に取付けられたモータ駆動シャフト(110)を介して、前記プレート(130)に連結されており、モータ駆動シャフト(110)は、軸線AA′に一致する軸線の回りで枢動しかつ足(107)を支持しており、該足(107)は、軸線AA′に垂直でかつアプリケーション手段(112)と受入れ面(S)との接触点(Q)でのストリップ(B)の横方向bb′に平行な軸線CC′の回りで自由に枢動するシャフト(108)を支持しており、該シャフト(108)は、前記敷設ヘッド(100)が固定されたアーム(102)を支持していることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記敷設ヘッド(100)に配置されたアプリケーション手段(112)を受入れ面(S)に接触した状態に維持する力をアーム(102)に加える手段(109)を有することを特徴とする請求項5記載の装置。
- 前記プレート(130)は、アーム(102)を軸線CC′の回りで枢動することにより、軸線AA′と両軸線XX′およびYY′により形成される平面に垂直な直線aa′との間に形成される角開度(θ)を評価できる装置(103)を支持していることを特徴とする請求項6記載の装置。
- 前記敷設ヘッド(100)は、XX′方向およびYY′方向に直進移動するプレート(130)に取付けられたモータ駆動シャフト(110)を介して、前記プレート(130)に連結されており、モータ駆動シャフト(110)は、軸線AA′に一致する軸線の回りで枢動しかつ足(107)を支持しており、該足(107)は、アプリケーション手段(112)と受入れ面(S)との接触点(Q)でストリップ(B)により形成される平面に垂直な軸線WW′に沿って配向されたスライド(111)を支持しており、該スライド(111)上で、前記敷設ヘッド(100)が固定されたアーム(102)が自由に摺動することを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記アプリケーションヘッドを受入れ面(S)に接触した状態に維持する力をアーム(102)に加える手段(109)を有することを特徴とする請求項8記載の装置。
- 前記プレート(130)は、軸線AA′と、軸線WW′上に位置する基準点(r)を通って軸線AA′に平行な直線aa′との間の距離(d)を評価できる装置(103)を支持していることを特徴とする請求項9記載の装置。
- 前記敷設ヘッド(100)は、ストリップ(B)を作るように設計された押出しダイ(104)を支持していることを特徴とする請求項1記載の装置。
- アプリケーション手段(112)内に出ている敷設ヘッド(100)を用いて、回転する受入れ面(S)上にストリップ(B)を堆積させることからなる段階を有するストリップ(B)を敷設する方法であって、敷設ヘッド(100)は、ストリップのアプリケーション手段(112)と受入れ面(S)との接触点に実質的に一致する点(Q)を通り、回転軸線ZZ′に平行な軸線XX′に沿いかつ半径方向に平行な軸線YY′に沿う直進移動を遂行でき、敷設ヘッド(100)はまた、前記両軸線XX′およびYY′に実質的に垂直でかつ接触点(Q)で受入れ面(S)に対して接線方向をなす軸線AA′の回りで回転移動できる方法において、前記段階中に、
前記敷設ヘッドが、軸線AA′の回りの敷設ヘッドの角度位置を決定し、かつ接触点(Q)での受入れ面(S)の横方向プロファイルに対する接線TT′と回転軸線ZZ′に平行な軸線との間に形成される接線角(α)を評価し、
前記敷設ヘッド(100)の軸線AA′の回りの回転移動および軸線XX′およびYY′に沿う直進移動が、受入れ面(S)の各回転中に敷設ヘッド(100)を接線TT′に実質的に平行な方向に連続的に変位させるように、接線角(α)の関数として自動装置により制御されることを特徴とする方法。 - 2つの連続ターン間の距離が周方向の全位置において所与のピッチ(P)の値に等しくなるように、敷設ヘッド(100)の移動を、接線角(α)の関数としてXX′方向およびYY′方向に制御することを特徴とする請求項12記載の方法。
- 前記軸線AA′の回りの敷設ヘッド(100)の方向は、ストリップアプリケーション手段(112)と受入れ面(S)との接触点(Q)でのストリップ(B)の横方向bb′が接線TT′に平行になるように制御されることを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記ピッチ(P)の値は、ストリップ(B)の幅(l)に実質的に等しいことを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記受入れ面の回転速度は、ストリップ(B)のアプリケーション手段(112)と受入れ面(S)との接触点(Q)でのストリップ(B)の周方向アプリケーション速度が一定になるように調節されることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記XX′方向およびYY′方向に沿って直進移動するプレート(130)は、該プレート(130)に取付けられたモータ駆動シャフト(110)を介して敷設ヘッド(100)を支持し、モータ駆動シャフト(110)は、軸線AA′に一致する軸線の回りで枢動しかつ足(107)を支持しており、該足(107)は、軸線AA′に垂直でかつアプリケーション手段(112)と受入れ面(S)との接触点(Q)でのストリップ(B)の横方向bb′に平行な軸線CC′の回りで自由に枢動するシャフト(108)を支持しており、前記プレート(130)は、アーム(102)を軸線CC′の回りで枢動することにより、軸線AA′と両軸線XX′およびYY′により形成される平面に垂直な直線aa′との間に形成される角開度(θ)の値を評価できる装置を有し、軸線XX′およびYY′に沿う平面(130)の位置は、前記角開度(θ)を実質的にゼロに等しい値にするように補正されることを特徴とする請求項12記載の方法。
- プレート(130)は、XX′軸線およびYY′軸線に沿って移動しかつプレート(130)に取付けられたモータ駆動シャフト(110)を介して敷設ヘッド(110)を支持しており、モータ駆動シャフト(110)は、軸線AA′に一致する軸線の回りで枢動しかつ足(107)を支持しており、該足(107)は、アプリケーション手段(112)と受入れ面(S)との接触点(Q)でストリップ(B)により形成される平面に垂直な軸線WW′に沿って配向されたスライド(111)を支持しており、該スライド(111)上で、前記敷設ヘッド(100)が固定されたアーム(102)が自由に摺動し、前記プレート(130)は、軸線AA′と、軸線WW′上に位置する基準点(r)を通って軸線AA′に平行な直線aa′との間の距離(d)の値を評価できる装置(103)を有し、軸線XX′およびYY′上の平面(130)の位置は、前記距離(d)を実質的にゼロに等しい値にするように補正されることを特徴とする請求項12記載の方法。
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