JP2001062940A - シート状未加硫ゴム材料の接合方法及び接合システム - Google Patents

シート状未加硫ゴム材料の接合方法及び接合システム

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信一 長島
Akihiro Nagasawa
明宏 長澤
Yuichiro Ogawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業効率に優れ、かつ高い接合精度と十分な
接合強度を確保することができるシート状未加硫ゴム材
料の接合方法及び接合システムを供する。 【解決手段】 シート状未加硫ゴム部材の長手方向の端
面位置を幅方向に亘って測定し、該測定結果に基づいて
端面位置を長手方向に変位し所定形状に矯正する端面位
置矯正工程と、前記シート状未加硫ゴム部材の矯正され
た端面どうしを互いに突き合わせ対向する端面を跨いで
両側の端部上を一対のジョイントローラが転動しながら
幅方向に移動して端面を互いに圧接させる端面圧接工程
とを組み合わせてなるシート状未加硫ゴム材料の接合方
法及び接合システム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シート状をした未
加硫ゴム材料を接合する方法及び接合システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】シート状をした未加硫ゴム材料をその端
部において接合するものとして、例えばタイヤ構成部材
であるカーカスプライやベルト等がある。
【０００３】これらは、タイヤ製造工程においてカレン
ダロールにより鋼線や繊維等のコードにゴムが被覆され
てシート状に押し出された後、カッターにより順次切断
されてシート状未加硫ゴム材料が形成され、同シート状
未加硫ゴム材料を成型ドラム上に巻きつけ、その先端部
と後端部を互いに接合して円筒形状を形成し、生タイヤ
の製造に供する。
【０００４】シート状未加硫ゴム材料の両端部を接合す
る方法には、大きく分けて先端部と後端部を重ね合わせ
て接合する方法と端面どうしを突き合わせて接合する２
つの方法がある。
【０００５】重ね合わせ接合は、引張力が接合面に平行
に働くので接合強度は十分確保されるもののオーバラッ
プ部分の肉厚が厚くなるとともにその厚みが幅方向に一
定せず形状に高い精度は望めずユニフォミティを低下さ
せる。
【０００６】それに対して突き合わせ接合は、全幅方向
に亘って均一に接合させることが難しいとともに引張力
が接合面に垂直に働くので十分な接合強度が得にくいと
いう難点があるが、これを克服すれば全体に亘って肉厚
を一定させて精度の高いゴム材料を形成可能でユニフォ
ミティを向上させることができる。
【０００７】そこで突き合わせ接合による種々の接合方
法が提案されており、本願と同じ出願人による出願に係
る特公昭６１−８７７０号公報記載のものは、ジョイン
トローラによりシート状未加硫ゴム材料の端面どうしを
互いに圧接する接合方法であり、またシート状未加硫ゴ
ム材料の接合に際して端面の矯正を行うものとして特開
平３−２５６７３２号公報に記載されたものがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前者の公告公報記載の
例では、シート状未加硫ゴム材料の端面どうしを対向さ
せて対をなすジョイントローラにより互いに圧接するも
のであるが、互いの端面が所要の形状をしている必要が
あるとともに圧接による接合強度が今一つ十分でない。
【０００９】また後者の公開公報記載の例は、シート状
未加硫ゴム材料の端面の矯正を行うものであり、直接的
な接合方法については記載なく従来一般的な方法として
成形ドラム上にシート状未加硫ゴム材料を巻き付け手作
業で先端部と後端部を接合させるとなると、作業効率が
悪いとともに接合強度を常に安定して確保することが困
難である。
【００１０】本発明は、斯かる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、作業効率に優れ、かつ高い接
合精度と十分な接合強度を確保することができるシート
状未加硫ゴム材料の接合方法及び接合システムを供する
点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、本請求項１記載の発明は、シート状未
加硫ゴム部材の長手方向の端面位置を幅方向に亘って測
定し、該測定結果に基づいて端面位置を長手方向に変位
し所定形状に矯正する端面位置矯正工程と、前記シート
状未加硫ゴム部材の矯正された端面どうしを互いに突き
合わせ対向する端面を跨いで両側の端部上を一対のジョ
イントローラが転動しながら幅方向に移動して端面を互
いに圧接させる端面圧接工程とを組み合わせてなるシー
ト状未加硫ゴム材料の接合方法とした。
【００１２】まず端面位置矯正工程によりシート状未加
硫ゴム部材の端面が矯正された後に端面圧接工程に入
り、所定形状に矯正された端面どうしが突き合わされて
一対のジョイントローラが転動しながら幅方向に移動し
て端面を互いに圧接するので、圧接にあたり互いの端面
が所定形状に矯正されているため隙間なく適正にかつ効
率良く圧接されて高い接合精度と十分な接合強度を確保
することができる。
【００１３】請求項２記載の発明は、シート状未加硫ゴ
ム部材の長手方向の端面位置を幅方向に亘って測定し、
該測定結果に基づいて端面位置を長手方向に変位し所定
形状に矯正する端面位置矯正工程と、前記シート状未加
硫ゴム部材の矯正された端面どうしを突き合わせ超音波
を加えることにより溶着する超音波溶着工程とを組み合
わせてなるシート状未加硫ゴム材料の接合方法である。
【００１４】まず端面位置矯正工程によりシート状未加
硫ゴム部材の端面が矯正された後に端面圧接工程に入る
ので、所要の形状に矯正された端面どうしが突き合わさ
れて超音波により溶着されるので、溶着にあたり互いの
端面が所定形状に矯正されているため隙間なく適正にか
つ効率良く溶着されて高い接合精度と十分な接合強度を
確保することができる。
【００１５】請求項３記載の発明は、シート状未加硫ゴ
ム部材の端面どうしを互いに突き合わせ対向する端面を
跨いで両側の端部上を一対のジョイントローラが転動し
ながら幅方向に移動して端面を互いに圧接させる端面圧
接工程と、前記シート状未加硫ゴム部材の圧接された端
面どうしを突き合わせ超音波を加えることにより溶着す
る超音波溶着工程とを組み合わせてなるシート状未加硫
ゴム材料の接合方法である。
【００１６】まず端面圧接工程によりシート状未加硫ゴ
ム部材の端面どうしを互いに突き合わせ対向する端面を
ジョイントローラにより圧接した後に超音波溶着工程に
入るので、溶着にあたり互いの端面が隙間なく圧接でき
るので、適正にかつ効率良く溶着されて高い接合精度と
十分な接合強度を確保することができる。
【００１７】請求項４記載の発明は、シート状未加硫ゴ
ム部材の長手方向の端面位置を幅方向に亘って測定し、
該測定結果に基づいて端面位置を長手方向に変位し所定
形状に矯正する端面位置矯正工程と、前記シート状未加
硫ゴム部材の矯正された端面どうしを互いに突き合わせ
対向する端面を跨いで両側の端部上を一対のジョイント
ローラが転動しながら幅方向に移動して端面を互いに圧
接させる端面圧接工程と、前記シート状未加硫ゴム部材
の圧接された端面どうしを超音波を加えることにより溶
着する超音波溶着工程とを組み合わせてなることを特徴
とするシート状未加硫ゴム材料の接合方法である。
【００１８】端面位置矯正工程によりシート状未加硫ゴ
ム部材の端面が矯正され、次いで端面圧接工程により所
定形状に矯正された端面どうしが突き合わされて一対の
ジョイントローラで圧接され、次いで超音波溶着工程に
より圧接された端面どうしが溶着されるので、端面が矯
正されて後に圧接され端面が円滑かつ確実に圧接でき、
こうして隙間無く適正に圧接された後に超音波により溶
着されるため、適正にかつ効率良く溶着されて高い接合
精度と十分な接合強度を確保することができる。
【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１から請求
項４までのいずれかの項記載のシート状未加硫ゴム材料
の接合方法において、前記接合方法により引張り強度が
1.5〜2.0kgfとなるように前記シート状未加硫ゴム部材
の互いの端面どうしを接合することを特徴とする。
【００２０】前記接合方法により引張り強度が1.5〜2.0
kgfとすることが可能であり、この程度の引張り強度が
あれば、特にタイヤ構成部材に関しては十分な接合強度
を確保することができる。
【００２１】請求項６記載の発明は、請求項１から請求
項５までのいずれかの項記載のシート状未加硫ゴム材料
の接合方法において、前記各工程のうち少なくとも１つ
の工程を成型ドラム上で実行することを特徴とする。
【００２２】成型ドラム上で前記各工程の少なくとも１
つの工程を実行するので、成型工程に円滑に移ることが
でき作業効率を向上させることができる。
【００２３】請求項７記載の発明は、請求項６記載のシ
ート状未加硫ゴム材料の接合方法において、前記各工程
のうち少なくとも１つの工程を他のシート状未加硫ゴム
部材が巻き付けられた状態の成型ドラム上で実行するこ
とを特徴とする。
【００２４】既に他のシート状未加硫ゴム部材が巻き付
けられた状態の成型ドラム上で新たなシート状未加硫ゴ
ム部材について前記各工程の少なくとも１つの工程を実
行するので、他のシート状未加硫ゴム部材の上に重ねて
新たなシート状未加硫ゴム部材の成型工程に円滑に移る
ことができ作業効率を向上させることができる。
【００２５】請求項８記載の発明は、測定手段がシート
状未加硫ゴム部材の長手方向の端面位置を幅方向に亘っ
て測定し、該測定結果に基づいて矯正手段が端面位置を
長手方向に変位し所定形状に矯正する端面位置矯正装置
と、シート状未加硫ゴム部材の矯正された端面どうしを
互いに突き合わせ対向する端面を跨いで両側の端部上を
一対のジョイントローラが転動しながら幅方向に移動し
て端面を互いに圧接させる端面圧接装置と、シート状未
加硫ゴム部材の圧接された端面どうしを超音波を加える
ことにより溶着する超音波溶着装置とを備えたシート状
未加硫ゴム材料の接合システムである。
【００２６】端面位置矯正装置によりシート状未加硫ゴ
ム部材の端面が矯正され、次いで端面圧接装置により所
定形状に矯正された端面どうしが突き合わされて一対の
ジョイントローラで圧接され、次いで超音波溶着装置に
より圧接された端面どうしが溶着されるので、端面が矯
正されて後に圧接され端面が円滑かつ確実に圧接でき、
こうして隙間無く適正に圧接された後に超音波により溶
着されるため、適正にかつ効率良く溶着されて高い接合
精度と十分な接合強度を確保することができる。
【００２７】請求項９記載の発明は、請求項８記載のシ
ート状未加硫ゴム材料の接合システムにおいて、前記端
面位置矯正装置が、シート状未加硫ゴム部材の長手方向
の各端面を独立して把持し、シート状未加硫ゴム部材を
成型ドラムへ互いに独立して搬送可能な一対の把持手段
を有することを特徴とする。
【００２８】シート状未加硫ゴム部材の先端を一方の把
持手段が把持して矯正しながら引き出すようにして搬送
することができ、その間停止していた他方の把持手段が
切断したシート状未加硫ゴム部材の後端を把持してまた
矯正しながら後端を先端とともに搬送することができ、
効率良く端面位置矯正と搬送を実行することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図１１に基づき説明する。本実施の形
態に係る接合システム１は、未加硫ゴムのシート状材料
２を成型ドラム70上で先端部と後端部とを互いに突き合
わせて接合しタイヤ構成部材（カーカスプライ、ベルト
等）を形成するものである。
【００３０】シート状材料の製造からタイヤ構成部材の
成型までの工程を、図１に示す。まずカレンダロールに
より鋼線や繊維等のコードにゴムが被覆されてシート状
材料が押出成型される（プロセスＰ１）。押し出された
シート状材料は適当な長さに切り取られて巻取ロールに
巻き取られる（プロセスＰ２）。
【００３１】巻取ロールに巻き取られたシート状材料を
適当に繰り出してカッター装置により順次切断して所定
の長さに切り出す（プロセスＰ３）。そして先端と後端
を切断されたシート状材料２が端面位置矯正装置10によ
り、その切断された端面の長手方向位置の矯正がなされ
る（プロセスＰ４）。
【００３２】こうして端面位置が矯正されたシート状材
料２は、成型ドラム70に巻き付けられ（プロセスＰ
５）、先端面と後端面を互いに対向させる。そして端面
圧接装置71によりシート状材料２の先端面と後端面が圧
接される（プロセスＰ６）。その後圧接された端面どう
しを超音波溶着装置100により超音波を加えて溶着する
（プロセスＰ７）。
【００３３】プロセスＰ４からプロセスＰ７までが端面
位置矯正装置10，端面圧接装置71，超音波溶着装置100
によりシート状材料２の接合システム１が構成されてお
り、この接合システムによりタイヤ構成部材が形成され
る。
【００３４】以下接合システム１の各装置について説明
する。まず端面位置矯正装置10について図２ないし図６
に図示する。図２は該端面位置矯正装置10の要部を示す
正面図であり、シート状材料２は前後方向（図２におい
て紙面と直交する方向）に延在し、同前後方向に指向し
た梁部材11の両側面に水平に固定したガイドレール12に
前後動自在にメインフレーム13が係合し、同メインフレ
ーム13を前後方向に貫通螺合したねじ軸15の回動でナッ
ト部材14とともにメインフレーム13は前後に移動する。
【００３５】このメインフレーム13の下端部に前方へ突
出してブラケット16が設けられ、上下のクロスバー19，
20を２本の摺動ロッド18，18が連結して構成された昇降
フレーム17が前記ブラケット16に対して摺動ロッド18，
18を貫通させて上下動自在に配設されている。メインフ
レーム13に取り付けたモータ21の駆動により回動するね
じ軸22が上側クロスバー19のナット部材15に上下方向に
貫通螺合して、モータ21の駆動により昇降フレーム17が
昇降する。
【００３６】この昇降フレーム17の下部には水平方向に
長尺の押え部材26が水平面内で旋回可能に連結され、下
側クロスバー20に設けられたモータ27によりピニオン2
8，セクタギヤ29を介して押え部材26が回動する。
【００３７】押え部材26の前後面には長手方向に亘って
複数枚のスライドプレート33が、互いに独立に上下に摺
動自在に配設されており、図３の断面図に示すように押
え部材26を前後に貫通する窓孔26ａ内に昇降自在に嵌合
されたブロック35が前後のスライドプレート33，33を一
体に連結しており、押え部材26の上部に設けられたシリ
ンダ36の駆動でブロック35を介して前後のスライドプレ
ート33，33を昇降することができる。なおブロック35内
の矩形孔に貫通されたカムシャフト37によりスライドプ
レート33，33の上下昇降範囲が規制される。カムシャフ
ト37はサーボモータ38により回動する。
【００３８】図３の断面図に示すように前後のスライド
プレート33，33にそれぞれ対向してクランプ爪30，30が
その上部において水平回転軸30ａ，30ａに嵌着されて設
けられ、各クランプ爪30，30を、シリンダ31，31と各シ
リンダ31に連結した揺動アーム32，32とからなる駆動手
段をもって前記水平回転軸30ａ，30ａが回転され一体の
クランプ爪30，30が互いに独立に揺動しスライドプレー
ト33，33との間を開閉し、シート状材料２の端部を挟持
することができる。なおスライドプレート33，33の表面
には挟持したシート状材料２のすべり止めを目的とした
エッジング処理が施され、クランプ爪30，30の下端縁に
は複数本のスリットが形成されている。
【００３９】図３を参照してシート状材料２を搬送する
ローラ51の搬送経路内の所定位置に前後のローラ51，51
に挟まれて受台52が配置され、受台52の左右幅方向に長
尺の凹部に折曲げ体53が昇降自在に嵌合され、受台52の
下面に取り付けたシリンダ44の駆動により折曲げ体53は
上下に昇降する。折曲げ体53の上面中央部に左右方向に
指向したカッター溝55が形成されている。
【００４０】以上の押え部材26及びその前後のクランプ
爪30，30等の上流側に配置されたカッター装置56は、図
３及び図４に示すように左右に配置されたプーリ60，61
間にタイミングベルト62が架渡され、同タイミングベル
ト62の上側走行部分と下側走行部分にそれぞれ結着され
た移動体59，59がタイミングベルト62の回動で左右対称
に接離する。移動体59の左右幅方向の移動量はプーリ60
の回転量を検知するセンサ63により計測される。
【００４１】各移動体59，59にはエアシリンダ57，57に
より上下動する昇降部材59ａ，59ａを有し、昇降部材59
ａ，59ａに前後に摺動を許して保持部材59ｂ，59ｂが支
持され、保持部材59ｂ，59ｂに左右対称形状なし２枚で
一対の切断刃58，58が垂設保持されている。切断刃58，
58の各前後方向変位を、それぞれ保持部材59ｂ，59ｂを
介して検出する変位センサ64，64が昇降部材59ａ，59ａ
に取り付けられている。
【００４２】以上のようなカッター装置56により当初図
３及び図４に示すように左右の切断刃58，58が、下方の
溝55の上方で中央で接している状態にあり、溝55を跨い
で所定量シート状材料２が搬送されたところで、エアシ
リンダ57，57を作動して切断刃58，58をシート状材料２
に突き刺し、次いでタイミングベルト62の回動で切断刃
58，58を互いに離隔させると、切断刃58，58はシート状
材料２を左右外方向に切り裂くことができる。
【００４３】その際に切断刃58，58の左右幅方向の移動
量はセンサ63により検出され、切断刃58，58の前後の変
位量は変位センサ64，64により検出することができる。
したがってシート状材料２の切断面の形状が切断と同時
に計測できる。
【００４４】なお上記カッター装置56のさらに上流側に
図４に示すように変形防止手段65が配設されている。変
形防止手段65は、図示しない駆動手段によって軸受66に
対して揺動する剛性プレート67と、その先端に固定され
た板ばね68とからなり、板ばね68の先端縁には複数のス
リットが形成されている。
【００４５】この板ばね68を下方に揺動して受台52との
間にシート状材料２を挟みつけることによりシート状材
料２の上流側を固定して切断や矯正の作業中にシート状
材料２が変形するのを防止することができる。
【００４６】いま前記したようにカッター装置56により
シート状材料２を切断し、同時に切断面の形状を計測し
たときに、切断先端縁の長手方向端面位置が図６（ａ）
に実線で示す曲線のように波形状をなしたとすると、こ
の曲線に近似する直線Ｘ−Ｘを演算し、左右幅方向に平
行な基準直線Ｙ−Ｙとなす角度θを求めておく。
【００４７】押え部材26を左右幅方向に指向させた姿勢
で、折曲げ体53と変形防止手段65との間に移動し、下降
してシート状材料２の先端部２ａを残して上流側を受台
52上で押圧する。なおカッター装置56は退避している。
【００４８】そして折曲げ体53を受台52から上方へ突出
させると、シート状材料２の先端部２ａを上向きに折り
曲げてスライドプレート33に沿わせることができ、その
折り曲げられた先端部２ａをクランプ爪30がスライドプ
レート33との間で挟み保持することができ（図５（ａ）
参照）、折曲げ体53は原位置に下降させておく。
【００４９】その後今までシート状材料２を押さえてい
た板ばね68を離し、押え部材26を昇降フレーム17の上昇
によりシート状材料２とともにある程度持ち上げた状態
で、モータ27の駆動により押え部材26を旋回し、前記図
６（ａ）における近似直線Ｘ−Ｘを基準直線Ｙ−Ｙに実
質的に一致させるべくシート状材料２の先端部２ａを捩
じる。押え部材26の旋回角度は、予め演算しておいた近
似直線Ｘ−Ｘと基準直線Ｙ−Ｙとの角度θに基づいて決
める。
【００５０】この捩じれ矯正によりシート状材料２の先
端縁の形状が図６（ａ）に実線で示された曲線から２点
鎖線で示す曲線に変形する。次いで先端縁の特に突出し
ていた部分（図６（ｂ）に示すところでは幅方向に等分
割して左から順に付した番号で２番から４番の部分）に
対応するスライドプレート33だけを、それぞれのシリン
ダ36の作動によりカムシャフト37による規制範囲で下降
変位させることにより、表面にエッジング処理を施した
スライドプレート33とともに該突出した部分の端面位置
を、その下降量と等量だけを下降させることができる。
【００５１】図６（ｂ）に示す場合は、この部分矯正に
より１点鎖線で示すシート状材料２の先端縁の２番から
４番の曲線部分が略距離ｌだけ下降して２点鎖線で示す
曲線に変形し、基準直線Ｙ−Ｙに沿った端面位置に矯正
されている。こうしてシート状材料２の先端縁が基準直
線Ｙ−Ｙに実質的に一致した端面形状に矯正される。
【００５２】先端縁が矯正されたシート状材料２は、所
定量搬送されてカッター装置56により切断され、切断さ
れた後端縁の端面位置矯正が行われる。後端縁の端面位
置矯正は、図３において２点鎖線で示すようにシート状
材料２の後端部２ｂを後側のスライドプレート33とクラ
ンプ爪30が挟持して先端縁と同様に捩じれ矯正と部分矯
正が行われ、基準直線Ｙ−Ｙに実質的に一致した端面形
状に矯正される。
【００５３】以上のように端面位置矯正装置10により先
端縁と後端縁が端面位置矯正された所定長さのシート状
材料２は、成型ドラム70に巻き付けられて端面圧接装置
71によりプロセスＰ６の先端面と後端面の圧接が行われ
る。端面圧接装置71は、図７の概略正面図に図示するよ
うに機構が左右対称に構成されており、よって一方の側
について以下簡単に説明する。
【００５４】成型ドラム70の中心軸に平行に架設された
ガイドレール77に取付ブラケット83が左右幅方向に摺動
自在に支持され、取付ブラケット83はガイドレール77と
平行なねじ軸74に螺合貫通され、モータ72の駆動がプー
リ73，75に架渡されたベルト76を介してねじ軸74が回動
されると取付ブラケット83がガイドレール77に案内され
て左右方向に移動する。
【００５５】この取付ブラケット83にはシリンダ86が取
り付けられており、シリンダ86の成型ドラム70側に向け
て突出したピストンロッド87の先端に矩形の枠体88が取
り付けられてジョイントユニット92が設けられている。
【００５６】図８に示すように矩形の枠体88には外側に
寄った位置で前後の側体間に成型ドラム70の表面形状に
合致した曲率の外周面を有するつづみ状の押えローラ89
が回転自在に架設され、中央および内側に寄った位置に
は前後に対をなすジョイントローラ90,90’,91,91’が
２対架設されてジョイントユニット92が構成されてい
る。
【００５７】各ジョイントローラ90,90’,91,91’は、
その回転軸が左右幅方向に対して角度（例えば75度）を
有して前後対称に傾斜しており、その互いに接近した側
の開口端縁に複数の歯ｔが全周に亘って形成されて対を
なす前後のジョイントローラ90,90’どうし、ジョイン
トローラ91,91’どうしが部分的に接した箇所の歯ｔを
互いに噛み合わせている。
【００５８】またジョイントローラ90,90’,91,91’
は、その外周面に円周方向に延在するよう鋸歯状の複数
の突条ｒが環状又は螺旋状に形成され、突条ｒの断面形
状は図９に図示するように歯ｔの側から離れる方向にそ
の回転軸線に対して45度傾斜している。
【００５９】以上のジョイントローラ92は、図７に示す
ように左右対称に一対設けられており、以下端面圧接工
程の動作を説明する。成型ドラム70にはシート状材料２
が巻き付けられ、その先端面と後端面が僅かな間隙を存
して互いに対向するようにする。
【００６０】成型ドラム70を回転して左右のジョイント
ユニット92，92がシート状材料２の継ぎ目に沿って配置
され、一方のジョイントユニット92を左右幅方向の略中
央に位置してシリンダ86の駆動で下降し、図８に示すよ
うにシート状材料２の先端部２ａと後端部２ｂの上に押
えローラ89、前後のジョイントローラ90,90’,91,91’
が跨ってそれぞれ接しかつ押圧する。
【００６１】そしてモータ72の駆動で取付ブラケット83
を介してジョイントユニット92を幅方向外側に移動する
と、シート状材料２の先端部２ａと後端部２ｂは、まず
押えローラ89により押えられた後に回転軸線が傾斜した
ジョイントローラ90,90’,91,91’の転動により突条ｒ
が先端部２ａと後端部２ｂを互いに近づける方向に寄せ
合わせ、連続的に先端面と後端面を圧接していく。
【００６２】こうして一方のジョイントユニット92が中
央部から側方へ適当な距離圧接したところで、他方のジ
ョイントユニット92を既に圧接された中央部に下ろして
他側方へ移動して左右同時に圧接作業を行い、シート状
材料２の先端面と後端面が継ぎ合わされる。
【００６３】前の端面位置矯正工程でシート状材料２の
先端面と後端面とが基準直線Ｙ−Ｙに実質的に一致した
形状に矯正されているので、この端面圧接工程において
は、全幅方向に亘って先端面と後端面が突き合わされ確
実に圧接される。
【００６４】次にプロセスＰ７の端面の超音波溶着工程
に入り、前記シート状材料２の圧接された端面を超音波
溶着する。図１０及び図１１に超音波溶着装置100の概
略図を図示する。超音波溶着装置100は、超音波発生装
置102と同装置102に高周波電力を供給する高周波電力発
生装置103とを備え、超音波発生装置102は保持プレート
104に下向きに懸垂固定した一対の軸受部材105により回
転自在に軸支され、高周波電力発生装置103からケーブ
ル103cを介して超音波発生装置102の後部に設けたスリ
ップリング106に高周波電力が供給される。
【００６５】超音波発生装置102は、超音波変換器（例
えば圧電素子）を内部に収容した本体107と、その後部
のスリップリング106と、前部に機械的に強固に結合し
たブースタホーン108と、ブースタホーン108の先端部に
機械的に強固に結合した振動子109とを有し、スリップ
リング106からの高周波電力を超音波変換器の圧電素子
に印加し、圧電素子を電気的に励振して圧電素子に高周
波振動を生起させ、この高周波振動をブースタホーン10
8を介して振幅増幅して振動子109に伝播させる。
【００６６】振動子109の厚板円板110においてブースタ
ホーン108からの軸方向の振動が径方向の高周波振動に
変換され、厚板円板110の外周表面から超音波が放射さ
れる。超音波の周波数としては20〜50kHzの範囲内が適
当である。
【００６７】斯かる超音波発生装置102は、図１０に示
すように振動子109の厚板円板110の外周面が成型ドラム
70に巻き付けられたシート状材料２の前記圧接された継
ぎ目を押圧し、継ぎ目に沿って転動できる姿勢に支持さ
れる。振動子109の押圧力は14kgfとし、高周波電力発生
装置103の高周波出力電力350ワット、超音波発生装置10
2から発生させる超音波の周波数を40kHzとし、厚板円板
110をシート状材料２の継ぎ目の端部からサーボモータ
による自動横行により約20mm/秒の移動速度で継ぎ目に
沿って転動させる。
【００６８】シート状材料２の圧接された先端面と後端
面は、振動子109の超音波照射によりゴムが加熱溶融し
て相互に溶着して接合する。前の端面圧接工程において
シート状材料２の先端面と後端面は確実に圧接されて隙
間は存在しないので、この超音波溶着において幅方向全
てに亘って確実に端面どうしを溶着接合する。
【００６９】ここに1.5〜2.0kgfの接合強度（引張り強
度）を容易に確保でき、カーカスプライ等のタイヤ構成
部材としては十分の強度である。突き合わせ接合なの
で、高い接合精度を有し、タイヤのユニフォミティを向
上させることができる。
【００７０】端面圧接工程では、その前工程で端面位置
矯正がなされているので、端面圧接作業が確実かつ円滑
になされ、また超音波溶着工程では、その前工程で端面
圧接がなされているので、超音波溶着作業が確実かつ円
滑になされることになり、作業が適正かつ効率良くなさ
れる。
【００７１】以上の実施の形態ではタイヤ構成部材のシ
ート状未加硫ゴム部材の接合について開示したが、タイ
ヤ構成部材に限らずまたゴムシート内部にコードが埋設
されていると否とにかかわらずシート状未加硫ゴム部材
の接合に適応できる。
【００７２】また以上の端面位置矯正工程、端面圧接工
程、超音波溶着工程の３つの工程は、２つずつ組み合わ
せても1.5〜2.0kgfの接合強度を確保することが可能で
ある。すなわち端面位置矯正工程の後に端面圧接工程だ
けの組み合わせ、端面圧接工程の後に超音波溶着工程だ
けの組み合わせ、端面位置矯正工程の後に超音波溶着工
程だけの組み合わせが可能である。
【００７３】次に端面位置矯正工程に係る別の実施の形
態について図１２ないし図１５に基づいて説明する。図
１２を参照して、シート状材料120が巻取ロール（図示
せず）からフェスツーン122を介してベルトコンベア12
3，124により搬送されて、成型ドラム125に至る過程に
おいて、本端面位置矯正装置130は、主にベルトコンベ
ア123の下流部からベルトコンベア124上でシート状材料
120の端面位置の矯正を行う。
【００７４】両ベルトコンベア123，124の間には、シー
ト状材料120を幅方向に切断するカッター126及び切断し
たシート状材料120の先端面及び後端面の形状を検出す
る光による検出センサ127が必要に応じて出没自在に設
けられている。
【００７５】本端面位置矯正装置130は、ベルトコンベ
ア123から成型ドラム125までの主にベルトコンベア124
の上方においてシート状材料120の流れ方向（前後方
向）に指向して支持レール131が敷設されており、同支
持レール131に前後一対の前ハンド132，後ハンド133
が、互いに独立に前後方向に摺動自在に吊設されてい
る。
【００７６】図１３を参照して前ハンド132と後ハンド1
33は、互いに前後対称に構成されており、それぞれが前
記端面矯正装置10において一方のクランク爪30及びその
揺動機構を除いた構造をしている。
【００７７】すなわち前ハンド132は、押え部材132ａの
下流側側面に沿って幅方向に複数のスライドプレート13
2ｂが昇降自在に支持され、クランプ爪132ｃが揺動して
スライドプレート132ｂとの間でシート状材料120の先端
部を挟むようになっている。
【００７８】なお各スライドプレート132ｂにはゴムプ
レート132ｄがそれぞれ取り付けられていて、クランプ
爪132ｃがゴムプレート132ｄを介してスライドプレート
132ｂとの間でシート状材料120の先端部をずれないよう
に確固として挟み、各スライドプレート132ｂとゴムプ
レート132ｄにより挟まれた先端部分をそれぞれ独立に
スライドプレート132ｂとゴムプレート132ｄと一体に昇
降することができる。
【００７９】後ハンド133は、押え部材133ａ，スライド
プレート133ｂ，クランプ爪133ｃ，ゴムプレート133ｄ
等により前ハンド132と前後対称な構造をしていてシー
ト状材料120の後端部を確実に挟むことができる。また
前ハンド132と後ハンド133は、それぞれ前記端面位置矯
正装置10と同様に押え部材132ａ，133ａ等が水平面内で
旋回可能である。
【００８０】以上のような構造の端面位置矯正装置130
による端面位置矯正工程及び搬送工程を、図１４及び図
１５に基づいて順を追って説明する。図１４及び図１５
は、主要素のみからなる簡略図により動きを経時的に図
示した説明図である。
【００８１】まず図１４に示すように前ハンド132と
後ハンド133がベルトコンベア123の下流部上方のホーム
ポジションに位置しており、シート状材料120がセンタ
リングされながらベルトコンベア123により搬送されて
きて、先端をベルトコンベア123とベルトコンベア124と
の間に位置させている。ここで検出センサ127によりシ
ート状材料120の先端の端面形状が検出される。
【００８２】そして前ハンド132がシート状材料120の先
端を、前記した折曲げ体（図示せず）等を用いて所定位
置で把持する（図１４参照）。前ハンド132は、シー
ト状材料120の先端を把持した状態で前方へ移動しベル
トコンベア123，124の駆動とともにシート状材料120を
前方へ引き出すようにして搬送していく（図１４参
照）。
【００８３】このとき検出した先端の端面形状に特に大
きく突出したり凹んでいたりする箇所があれば、ベルト
コンベア123上で移動中に所要のスライドプレート132ｂ
を昇降させて矯正しておく。なお必要ならば押え部材13
2ａの旋回による矯正も行う。先端端面形状のデータ
は、この矯正した箇所及び量等により修正しておく。
【００８４】シート状材料120を所定量引き出し搬送し
た処で、搬送を停止し、カッター126により定長に切断
する（図１４参照）。そしてカッター126を退避させ
検出センサ127を所定位置に移動させ、定長切断された
シート状材料120の後端の端面形状及び他方のシート状
材料120の先端の端面形状を検出センサ127により検出す
る。
【００８５】次に後ハンド133を移動して所定位置で定
長切断されたシート状材料120の後端を把持する（図１
５参照）。シート状材料120の先端を前ハンド132が把
持し後端を後ハンド133が把持して定長切断されたシー
ト状材料120をベルトコンベア124の駆動と協働して成型
ドラム125に搬送する（図１５参照）。
【００８６】この搬送中に後端を把持した後ハンド133
が、シート状材料120の後端の端面位置の矯正を行う。
すなわち先端端面形状のデータに後端端面形状のデータ
を照らし合わせ、先端端面形状に後端端面形状を合わせ
るように後ハンド133が押え部材133ａの旋回による矯正
及び所要スライドプレート133ｂの昇降による矯正を行
う。
【００８７】そして前ハンド132が成型ドラム125にシー
ト状材料120の先端を貼り付け、後ハンド133がシート状
材料120の後端を解放し、ベルトコンベア124の駆動と成
型ドラム125の回転により成型ドラム125の周上に定長の
シート状材料120が巻き付けられる（図１５参照）。
前ハンド132と後ハンド133は、ホームポジションに戻
る。
【００８８】その後成型ドラム125に巻き付けられた定
長のシート状材料120は、端面圧接装置や超音波溶着装
置により先端面と後端面の接合がなされるが、シート状
材料120の後端端面形状が先端端面形状に合わせて矯正
されているので、高い接合精度で確実に接合される。ま
た端面形状の矯正は、搬送しながら行われるので、作業
効率が極めて良い。
【００８９】定長切断されたシート状材料120の先端端
面形状に後端端面形状を合わせるように矯正を行った
が、後端端面形状に先端端面形状を合わせるように矯正
を行ってもよく、また先端端面形状と後端端面形状をそ
れぞれ基準形状に合わせるように矯正を行うようにして
もよい。
【００９０】次に別の例における端面圧接工程と超音波
溶着工程について、図１６ないし図１８に基づいて説明
する。本例は、成型ドラム160に先にシート状未加硫ゴ
ム部材であるインナライナー150が巻き付けられてお
り、その上にやはりシート状未加硫ゴム部材であるカー
カスプライ151が巻き付けられ、先端と後端が接合され
る場合についての例である。
【００９１】図１６に示すようにインナライナー150の
上に巻き付けられたカーカスプライ151の先端面と後端
面に隙間Ｓが形成されている場合、前記したと同じ対を
なすジョイントローラ161，161’を転動することによ
り、図１７に示すように先端部151ａと後端部151ｂを互
いに近づける方向に寄せ合わせて連続的に圧接してい
く。
【００９２】カーカスプライ151はインナライナー150に
接しているので、未加硫ゴム部材どうしが密着してカー
カスプライ151の先端部151ａと後端部151ｂの互いの下
層部は移動し難く寄せ合わせることが困難であり、よっ
て図１７に示すように先端部151ａと後端部151の端面が
互いに上層部で接しているが、下層部では接することが
できず、空隙Ｓａが形成されてしまうことがある。
【００９３】しかし次段で超音波溶着装置を用いて図１
８に示すように前記したと同じ振動子162により溶着す
ると、超音波照射によりゴムが加熱溶融して空隙Ｓａを
埋めて両端面の全面に亘って接合することができる。
【００９４】振動子162はカーカスプライ151の幅方向に
指向する圧接部を幅方向に移動しながら溶着するので、
空隙Ｓａの空気は順次側方に追い出されて溶融したゴム
により順次埋められていくので、確実に溶着接合され
る。したがってカーカスプライ151の両端を十分な接合
強度で容易に接合することができる。
【００９５】成型ドラムに直接シート状未加硫ゴム部材
を巻き付けて両端面を接合する場合でも、両端面が確実
に接合できず空隙を残すおそれがあるときは、超音波溶
着を施すことにより空隙をなくし確実に接合することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるシート状材料の
製造からタイヤ構成部材の成型までの工程を示す図であ
る。
【図２】端面位置矯正装置の要部を示す正面図である。
【図３】同要部断面図である。
【図４】カッター装置の正面図である。
【図５】端面位置矯正装置の作業経過を説明する要部断
面図である。
【図６】シート状材料の切断した先端端面位置を示す図
である。
【図７】端面圧接装置の概略正面図である。
【図８】シート状材料とジョイントユニットの平面図で
ある。
【図９】ジョイントローラの断面図である。
【図１０】成型ドラムと超音波溶着装置の概略図であ
る。
【図１１】超音波溶着装置の要部側面図である。
【図１２】別の実施の形態の端面位置矯正装置及び搬送
装置の概略側面図である。
【図１３】前ハンドと後ハンドの要部断面図である。
【図１４】端面位置矯正装置の動きを経時的に図示した
説明図である。
【図１５】図１４の続きの説明図である。
【図１６】カーカスプライの両端の接合の一例を示す断
面図である。
【図１７】ジョイントローラにより接合している状態を
示す断面図である。
【図１８】超音波溶着装置により接合している状態を示
す断面図である。
【符号の説明】
１…接合システム、２…シート状材料、10…端面位置矯
正装置、11…梁部材、12…ガイドレール、13…メインフ
レーム、14…ナット部材、15…ねじ軸、16…ブラケッ
ト、17…昇降フレーム、18…摺動ロッド、19，20…クロ
スバー、21…モータ、22…ねじ軸、26…押え部材、26ａ
…窓孔、27…モータ、28…ピニオン、29…セクタギヤ、
30…クランプ爪、31…シリンダ、32…揺動アーム、33…
スライドプレート、35…ブロック、36…シリンダ、37…
カムシャフト、38サーボモータ、44…シリンダ、51…搬
送ローラ、52…受台、53…折曲げ体、55…溝、56…カッ
ター装置、57…エアシリンダ、58…切断刃、59…移動
体、60，61…プーリ、62…タイミングベルト、63…セン
サ、64…変位センサ、65…変位防止手段、66…軸受、67
…剛性プレート、68…板ばね、70…成形ドラム、71…端
面圧接装置、72…モータ、73…プーリ、74…ねじ軸、75
…プーリ、76…ベルト、77…ガイドレール、83…取付ブ
ラケット、86…シリンダ、87…ピストンロッド、88…枠
体、89，90，91…ローラ、92…ジョイントユニット、10
0…超音波溶着装置、102…超音波発生装置、103…高周
波電力発生装置、104…保持プレート、105…軸受部材、
106…スリップリング、107…本体、108…ブースタホー
ン、109…振動子、110…厚板円板。120…シート状材
料、122…フェスツーン、123，124…ベルトコンベア、1
25…成型ドラム、126…カッター、127…検出センサ、13
0…端面位置矯正装置、131…支持レール、132…前ハン
ド、133…後ハンド、150…インナライナー、151…カー
カスプライ、161，161’…ジョイントローラ、162…振
動子。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F212 AH20 AP06 AR13 VA11 VD07 VD10 VD16 VL07 VL23 VP11 VP20

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シート状未加硫ゴム部材の長手方向の端
    面位置を幅方向に亘って測定し、該測定結果に基づいて
    端面位置を長手方向に変位し所定形状に矯正する端面位
    置矯正工程と、 前記シート状未加硫ゴム部材の前後両端面を矯正又は一
    端を他端に合わせて矯正した端面どうしを互いに突き合
    わせ対向する端面を跨いで両側の端部上を一対のジョイ
    ントローラが転動しながら幅方向に移動して端面を互い
    に圧接させる端面圧接工程と、 を組み合わせてなることを特徴とするシート状未加硫ゴ
    ム材料の接合方法。
  2. 【請求項２】 シート状未加硫ゴム部材の長手方向の端
    面位置を幅方向に亘って測定し、該測定結果に基づいて
    端面位置を長手方向に変位し所定形状に矯正する端面位
    置矯正工程と、 前記シート状未加硫ゴム部材の矯正された端面どうしを
    突き合わせ超音波を加えることにより溶着する超音波溶
    着工程と、 を組み合わせてなることを特徴とするシート状未加硫ゴ
    ム材料の接合方法。
  3. 【請求項３】 シート状未加硫ゴム部材の端面どうしを
    互いに突き合わせ対向する端面を跨いで両側の端部上を
    一対のジョイントローラが転動しながら幅方向に移動し
    て端面を互いに圧接させる端面圧接工程と、 前記シート状未加硫ゴム部材の圧接された端面どうしを
    突き合わせ超音波を加えることにより溶着する超音波溶
    着工程と、 を組み合わせてなることを特徴とするシート状未加硫ゴ
    ム材料の接合方法。
  4. 【請求項４】 シート状未加硫ゴム部材の長手方向の端
    面位置を幅方向に亘って測定し、該測定結果に基づいて
    端面位置を長手方向に変位し所定形状に矯正する端面位
    置矯正工程と、 前記シート状未加硫ゴム部材の矯正された端面どうしを
    互いに突き合わせ対向する端面を跨いで両側の端部上を
    一対のジョイントローラが転動しながら幅方向に移動し
    て端面を互いに圧接させる端面圧接工程と、 前記シート状未加硫ゴム部材の圧接された端面どうしを
    超音波を加えることにより溶着する超音波溶着工程と、 を組み合わせてなることを特徴とするシート状未加硫ゴ
    ム材料の接合方法。
  5. 【請求項５】 前記接合方法により引張り強度が1.5〜
    2.0kgfとなるように前記シート状未加硫ゴム部材の互い
    の端面どうしを接合することを特徴とする請求項１から
    請求項４までのいずれかの項記載のシート状未加硫ゴム
    材料の接合方法。
  6. 【請求項６】 前記各工程のうち少なくとも１つの工程
    を成型ドラム上で実行することを特徴とする請求項１か
    ら請求項５までのいずれかの項記載のシート状未加硫ゴ
    ム材料の接合方法。
  7. 【請求項７】 前記各工程のうち少なくとも１つの工程
    を他のシート状未加硫ゴム部材が巻き付けられた状態の
    成型ドラム上で実行することを特徴とする請求項６記載
    のシート状未加硫ゴム材料の接合方法。
  8. 【請求項８】 測定手段がシート状未加硫ゴム部材の長
    手方向の端面位置を幅方向に亘って測定し、該測定結果
    に基づいて矯正手段が端面位置を長手方向に変位し所定
    形状に矯正する端面位置矯正装置と、 シート状未加硫ゴム部材の矯正された端面どうしを互い
    に突き合わせ対向する端面を跨いで両側の端部上を一対
    のジョイントローラが転動しながら幅方向に移動して端
    面を互いに圧接させる端面圧接装置と、 シート状未加硫ゴム部材の圧接された端面どうしを超音
    波を加えることにより溶着する超音波溶着装置と、 を備えたことを特徴とするシート状未加硫ゴム材料の接
    合システム。
  9. 【請求項９】 前記端面位置矯正装置は、シート状未加
    硫ゴム部材の長手方向の各端面を独立して把持し、シー
    ト状未加硫ゴム部材を成型ドラムへ互いに独立して搬送
    可能な一対の把持手段を有することを特徴とする請求項
    ８記載のシート状未加硫ゴム材料の接合システム。
JP2000171492A 1999-06-25 2000-06-08 シート状未加硫ゴム材料の接合システム Expired - Lifetime JP4493163B2 (ja)

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