JP2005144967A - タイヤ成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】 長手方向に対して傾斜する補強コードを有するベルトが一定の巻き方向にて巻設された巻取ドラムの回転方向を検出して、ベルトの貼り付け向きを確認することのできる回転方向検出装置を備えたタイヤ成形機を提供することを目的とする。
【解決手段】 ベルトが一定の巻き方向にて巻設された巻取ドラムが、正回転繰り出し用と逆回転繰り出し用と一対配設され、各巻取ドラムに、ベルトを繰り出す際の巻取ドラムの回転方向を検出する回転方向検出装置７が設けられている。回転方向検出装置７は、外周面３に検出部４が形成された回転軸５と、回転軸５の回転方向に沿って配設され検出部４の接近離間を検知する一対の非接触式の近接センサＡ，Ｂと、近接センサＡ，Ｂからの実際の信号パターンと予め記憶させた一対の近接センサＡ，Ｂによる検出部４の検知順番パターンとを比較して回転軸５の回転方向を判別する回転方向判別手段６と、を備える。【選択図】 図４

Description

本発明は、ゴム製タイヤの製造に用いられるタイヤ成形機に関するものである。

ゴム製タイヤの構成部材であるベルトは、タイヤ成形機の成形ドラムにおいて、一般的に１stベルトと２ndベルトとして２層貼り付けられている。ベルトは、長手方向に対して所定角度で傾斜する補強コードを有する帯状部材であり、特に、乗用車用ラジアルタイヤ（ＰＣＲタイヤ）では、その仕向け先に応じて１stベルトと２ndベルトのベルトの補強コードの傾斜方向を相互反対としてベルトを貼り付け、生タイヤを形成している（例えば、特許文献１参照）。

具体的に説明すると、一般的に国内向けのタイヤは、１stベルトの補強コードがベルトの長手方向に向かって（ベルトの送り方向に見て）右上がりの傾斜状とされ、２ndベルトの補強コードがその逆の左上がりの傾斜状として貼り付けられる。また、運転席が左側とされる地域の海外向けの自動車は、その反対に貼り付けられている。つまり、ベルトの貼り付け向きが、タイヤ性能に大きな影響を与えている。

また、ベルトを作製する工程では、ベルトの巻取ドラムへの巻取向きは、どのロットにおいても常に一定とされている。従って、同じ姿勢にて巻取ドラムからベルトを繰り出せば、所定の傾斜方向の補強コードを有するベルトは、必ず同じ傾斜方向でもって繰り出されることとなる。
そこで、１stベルトと２ndベルトとのコード傾斜方向の向きを反対とさせるためには、巻取ドラムからのベルトの繰り出し向きを反対にすることで───つまり、裏表を逆にすることで───可能となる。つまり、１stベルトの成形ドラムへの貼り付けはベルトを巻取ドラムから下出し状態として繰り出し、２ndベルトの貼り付けはベルトを巻取ドラムから上出し状態として繰り出している。

従って、成形ドラムへベルトを供給する巻取ドラムの設置向きの間違いにより、ベルトの貼り間違いが発生してしまう。
そこで、ベルトが巻設されている巻取ドラムの回転方向を検知することで、この間違いを防止することが提案されている。従来の巻取ドラムの回転方向の検知は、図７に示すように、巻取ドラムと共に回転する回転軸40に回転部材41を取着させ、回転部材41に形成した突出部42に、リミットスイッチ43を当接させることで行っている。つまり、リミットスイッチ43に方向性を持たせ、回転部材41の回転により、リミットスイッチ43のオン・オフにて、回転軸40の回転方向を検知している。具体的には、実線の矢印方向の回転は検知されて正常な回転であると判断され、破線の矢印方向の回転は検知されず間違った回転であると判断される。
特公平７−６７７６０号公報

しかし、従来の接触式のリミットスイッチを用いた回転方向検出装置を備えるタイヤ成形機では、このリミットスイッチが約 600,000回/ 年動作することとなり、故障が頻繁に発生し、機能しなくなるという欠点がある。

本発明に係るタイヤ成形機は、長手方向に対して傾斜方向の補強コードを有するベルトが一定の巻き方向にて巻設された巻取ドラムが、正回転繰り出し用と逆回転繰り出し用と一対配設され、各巻取ドラムに、該ベルトを繰り出す際の該巻取ドラムの回転方向を検出する回転方向検出装置が設けられたタイヤ成形機であって、該回転方向検出装置が、上記巻取ドラムの回転と共に回転し外周面に検出部が形成された回転軸と、該回転軸の回転方向に沿って配設され該検出部の接近離間を検知する一対の非接触式の近接センサと、一対の該近接センサによる該検出部の検知順番パターンと該回転軸の回転方向とが対応付けられて記憶されかつ該近接センサからの実際の信号パターンと上記検知順番パターンとを比較して該回転軸の回転方向を判別する回転方向判別手段と、を備えたものである。
また、上記回転軸に形成される上記検出部は、軸心方向から見て該回転軸の外周面から径方向外方へ突出する扇形であり、上記一対の近接センサは、扇形である該検出部の中心角より狭い角度内にて並設されている。
また、上記検出部は、上記回転軸の外周面に 180°離れて２個形成されている。

本発明のタイヤ成形機によれば、回転方向検出装置において、センサが非接触式であるため故障が少なく、長期にわたって正確な回転方向の検出が可能となる。
回転方向検出装置が備える回転軸の回転方向を検出することにより、巻取ドラムの回転方向を判別でき、間違った回転方向に巻取ドラムが回転して間違った向きにてベルトが繰り出されると、それを判断することができ、すぐに運転を停止させることが可能となる。 従って、巻取ドラムが、正回転繰り出し用と逆回転繰り出し用と一対配設され、夫々が正規の回転方向に回転してベルトを繰り出させるため、２層に形成される１stベルトと２ndベルトとのコード傾斜方向の向きを確実に反対とさせることができる。

図１は、本発明のタイヤ成形機の実施の一形態を示す概略全体説明図であり、このタイヤ成形機は、ゴム製タイヤの製造に用いられるものであり、タイヤの構成部材であるベルト１が巻設された巻取ドラム２から、ベルト１をトレイ（図示省略）を経て成形ドラム８側へ繰り出し、成形ドラム８にてベルト１を巻き付け貼り付けるものである。
ベルト１は、長手方向に対して傾斜方向の補強コード18を有する帯状部材であり、タイヤの形状保持および強度部材となるものである。

図２は、ベルト１の材料工程において、作製された帯状のベルト１が巻取ドラム２に巻き取られる様子を示す説明図である。
ベルト１を作製するこの工程では、ベルト１の巻取ドラム２への巻取向き───巻取ドラム２の巻取回転方向───は、どのロットにおいても常に一定とされている。つまり、長手方向に対して傾斜方向の補強コード18を有するベルト１が、巻取ドラム２に、一定の巻き方向にて巻設されていることとなる。

具体的に説明すると、図２（ａ）に示すように、平面視において、ベルト１の送り方向に見て、ベルト１は、常に補強コード18を右上がりの傾斜方向として巻取ドラム２へ材料工程で巻き取られていく。さらに、図２（ｂ）に示すように、この巻取は、巻取ドラム２の下部からベルト１を巻き始める状態とされ、かつ、巻取ドラム２の巻取回転方向は、ベルト１の送り方向右手側より軸心方向に見て、反時計廻りの回転（矢印ａ方向）となる。

従って、巻取ドラム２からベルト１を同じ姿勢で繰り出せば、所定の傾斜方向の補強コード18を有するベルト１は、必ず同じ傾斜方向でもって繰り出されることとなる。
つまり、図３（ａ）（ｂ）は巻取ドラム２から繰り出されるベルト１を説明する説明図であり、図３（ａ）は、巻取ドラム２を図２に示した姿勢のまま図１のタイヤ成形機に設置した状態の図であり、これを正回転繰り出しとする。つまり、矢印ｂ方向にベルト１を繰り出すことにより、巻取ドラム２は矢印ｃ方向に回転し、平面視においてベルト１の送り方向に見て、ベルト１は、補強コード18を左上がりの傾斜方向として繰り出すこととなる。

他方、図３（ｂ）は、図３（ａ）の巻取ドラム２の軸心方向を180 °反転させた状態の図であり、これを逆回転繰り出しとする。つまり、矢印ｄ方向にベルト１′を繰り出すことにより、巻取ドラム２′は、矢印ｅ方向に回転し、平面視においてベルト１′の送り方向に見て、ベルト１′は、補強コード18を右上がりの傾斜方向して繰り出されることとなる。
つまり、一定の巻き方向にてベルト１が巻設された巻取ドラム２を、正回転繰り出し用として配設し、ベルト１を巻取ドラム２の上部から繰り出した場合（上出し）と、ベルト１′が同じ巻き方向にて巻設された巻取ドラム２′を、逆回転繰り出し用として配設し、ベルト１′を巻取ドラム２′の下部から繰り出した場合（下出し）とで、両者のベルト１，１′の補強コード18，18は、逆方向の傾斜向きとなって夫々繰り出されることとなる。

さらに、図２に示すように、材料工程において作製されたベルト１は、ラミネートシート９を下面に敷いてシート９と共に巻取ドラム２へ巻き取られていく。従って、巻取ドラム２では、シート９とベルト１とが交互に積層されて巻設された状態となる。
従って、図１に示すように、夫々の巻取ドラム２（２′）からはベルト１とラミネートシート９とが繰り出され、これらの走行向きを変える第１ローラ14（第２ローラ15）を経て、ベルト１（１′）は成形ドラム８方向へ走行し、ラミネートシート９は、ベルト１から離されて第１シート用ドラム16（第２シート用ドラム17）に巻き取られる。

また、ベルト１は、補強コード18の傾斜方向と同じ角度にて先端部および後端部が切断され、補強コード18と同じ傾斜角度の切断端面───剣先部───が形成されている。
従って、図３（ａ）に示すように、巻取ドラム２から正回転繰り出されたベルト１は、ベルト１の送り方向に見て、ベルト１の先端部の左側が剣先（先端部が左上がり）となり、図３（ｂ）に示すように、巻取ドラム２から逆回転繰り出しされたベルト１は、ベルト１の先端部の右側が剣先（先端部が右上がり）となる。

一般的に、ゴム製タイヤの構成部材であるベルト１は、タイヤ成形機の成形ドラム８において、１stベルトと２ndベルトとして２層貼り付けられている。そして、乗用車用ラジアルタイヤ（ＰＣＲタイヤ）において、その仕向け先に応じて、１stベルトのベルト１の補強コード18と２ndベルトのベルト１の補強コード18との傾斜方向を相互反対として貼り付け、生タイヤを形成している。

そこで、図１に示すタイヤ成形機は、１stベルトＭ用の逆回転繰り出し巻取ドラム２′と、２ndベルトＮ用の正回転繰り出し巻取ドラム２と、を一対配設している。そして、一対の巻取ドラム２，２からのベルト１，１′の繰り出し向きを反対にすることで───つまり、ベルト１，１′の裏表を逆にすることで───、１stベルトＭと２ndベルトＮとの補強コード18，18の傾斜の向きを反対とさせることが可能となる。
つまり、１stベルトＭの成形ドラム８への貼り付けは、ベルト１′を巻取ドラム２′から下出し状態として繰り出し、２ndベルトＮの貼り付けは、ベルト１を巻取ドラム２から上出し状態として繰り出している。

そして、ベルト１の成形ドラム８への貼り付け方向（補強コード18の傾斜の向き）の検出は、ベルト１の巻取ドラム２への巻取方向が一定であるため、巻取ドラム２の回転方向により判断できる。従って、本発明のタイヤ成形機の各巻取ドラム２には、ベルト１の貼り方向間違いを防止するために、ベルト１を繰り出す際の巻取ドラム２の回転方向を検出する回転方向検出装置７が設けられている。

図４は回転方向検出装置７をその軸心方向から見た図であり、回転方向検出装置７は、巻取ドラム２の回転に応じて回転するよう設けられた回転軸５と、回転軸５の近傍に設けられた一対の近接センサＡ，Ｂと、近接センサＡ，Ｂと接続され回転軸５の回転方向により巻取ドラム２の回転方向を判別する回転方向判別手段６と、を備えている。

回転軸５は、巻取ドラム２の回転と共に回転し、外周面３に検出部４が形成された回転部材である。具体的な構成は、図１に示すように、巻取ドラム２は、巻取ドラム２と共に回転する回転中心軸（レットオフ主軸）10を有し、回転中心軸10の端部にその軸心（軸心Ｃ）を中心とする断面角状突出部11（図４）が形成され、また、回転軸５に断面角状の孔部12が形成され、突出部11に孔部12を外嵌固定させて、回転軸５が巻取ドラム２と同一軸心Ｃ廻りに一体的に回転するよう構成されている。
そして、回転方向検出装置７により、巻取ドラム２の回転中心軸10の回転方向を検出し、ベルト１の向きを確認する。

また、回転軸５に形成される検出部４は、軸心方向から見て、回転軸５の外周面３から径方向外方へ突出する扇形である。
また、検出部４は、回転軸５の外周面３に 180°離れて２個形成されている。つまり、検出部４は、孔部12が形成される円盤状の本体部13の外周面３に、軸心Ｃを中心として点対称にて形成されている。

次に、近接センサＡ，Ｂは、回転軸５の回転方向に沿って配設され検出部４の接近又は離間を検知する一対の非接触式のセンサである。近接センサＡ，Ｂは、回転軸５の径方向外方位置に、センサ部が径方向内方へ向けられて配設されている。
また、一対の近接センサＡ，Ｂは、扇形である検出部４の中心角θより狭い角度内にて並設されている。

そして、回転する回転軸５の検出部４が近接センサＡ，Ｂに近接すると───センサＡ，Ｂと円盤状の本体部13との間に検出部４が存在すると───、センサＡ，Ｂはオン状態となって、近接センサＡ，Ｂから検知信号が出力され、検出部４が近接センサＡ，Ｂから離間すると───センサＡ，Ｂと円盤状の本体部13との間に検出部４が無くなると───、センサＡ，Ｂはオフ状態となって、検知信号は出力されない。

回転方向判別手段６は、近接センサＡ，Ｂと接続され、近接センサＡ，Ｂから発信される実際の信号パターンと、予め回転方向判別手段６内に記憶されている検知順番パターンと、を比較して、回転軸５の回転方向を判別するものであり、電気回路、メモリ等にて構成されている。なお、一対の近接センサＡ，Ｂによる検出部４の検知順番パターンは、後に具体的に説明するが、回転方向判別手段６に、回転軸５の回転方向と対応付けられて記憶されている。

次に、一対の巻取ドラム２，２′に夫々設けられた回転方向検出装置７の動作について、図４、図５、図６により説明する。
ベルト１を巻設する巻取ドラム２がベルト１の繰り出しに従って回転し、図４に示すように、回転軸５が矢印ｆ方向に回転すると、一対の近接センサＡ，Ｂからの実際の信号パターンは図５のようになる。つまり、回転軸５の回転に従って順に、第１の近接センサＡがオン状態となり（１）、遅れて第２の近接センサＢもオン状態となり（２）、その後、第２の近接センサＢはオン状態であるが第１の近接センサＡがオフ状態となり（３）、遅れて第２の近接センサＢもオフ状態となる（４）。以上、この（１）〜（４）の状態が繰り返される。

そして、この（１）〜（４）と同じパターンを検知順番パターンとして回転方向判別手段６にて保存している。そして、実際の回転軸５の回転により信号として出力される近接センサＡ，Ｂのオン・オフの信号パターンが、回転方向判別手段６にて保存されている上記検知順番パターン（１）〜（４）と同一であれば、回転方向判別手段６は、回転軸５が矢印ｆ方向に回転していると判別できる。
即ち、図１の２ndベルトＮ用の巻取ドラム２に設けた回転方向検出装置７の回転方向判別手段６において、このような判別がされていると、正しい回転として回転方向判別手段６が認識し、運転が継続される。

次に、ベルト１を巻設する巻取ドラム２がベルト１の繰り出しに従って回転し、図４に示すように、回転軸５が矢印ｇ方向に回転すると、一対の近接センサＡ，Ｂからの実際の信号パターンは図６のようになる。つまり、回転軸５の回転に従って順に、第２の近接センサＢがオン状態となり（イ）、遅れて第１の近接センサＡもオン状態となり（ロ）、その後、第１の近接センサＡはオン状態であるが第２の近接センサＢがオフ状態となり（ハ）、遅れて第１の近接センサＡもオフ状態となる（ニ）。以上、この（イ）〜（ニ）の状態が繰り返される。

そして、この（イ）〜（ニ）と同じパターンが検知順番パターンとして回転方向判別手段６にて保存されている。そして、実際の回転軸５の回転により信号として出力される近接センサＡ，Ｂによるオン・オフの信号パターンが、回転方向判別手段６にて保存されている検知順番パターン（イ）〜（ニ）と同一であれば、回転方向判別手段６は、回転軸５が矢印ｇ方向に回転していると判別できる。即ち、図１の１stベルトＭ用の巻取ドラム２′に設けた回転方向検出装置７の回転方向判別手段６において、このような判別がされていると、正しい回転として回転方向判別手段６にて認識され、運転が継続される。

また、各巻取ドラム２に設けた回転方向検出装置７の回転方向判別手段６が予め保存してある検知順番パターンと、実際の近接センサＡ，Ｂからの受信信号による信号パターンとが異なる場合、回転方向判別手段６は、間違った回転であるとして認識し、タイヤ成形機が備える駆動制御手段（図示省略）に緊急停止信号を送信し、駆動制御手段によりベルト１を送り出す駆動部の運転を電気的に緊急停止させることができる。
つまり、これは巻取ドラム２が反対の向きでタイヤ成形機にセットされているからであり、作業者により、巻取ドラム２を反転させて───軸心方向を180 °反転させて───再度取り付ければよい。

つまり、本発明の検知順番パターン（実際の信号パターン）は、単純にセンサＡとセンサＢがオン状態となるのみではなく、第１のセンサＡと第２のセンサＢとが共に（同時期に）オンとなる状態───図５の（２）〜（３）の状態、図６の（ロ）〜（ハ）の状態───が存在するため、（センサＡとセンサＢとの間隔を設備の配置上広く取っても）回転方向の判別を間違うことが無い。
つまり、近接センサＡ，Ｂのうちの一方のみがオンとなり、その後、両者がオンとなり、そして、他方のみがオンとなるパターンであるため、両者がオンとなる前にどちらがオンとなったかの判別により、回転軸５の回転方向が確実に判断される。

以上のように、本発明によれば、長手方向に対して傾斜方向の補強コード18を有するベルト１が一定の巻き方向にて巻設された巻取ドラム２が、正回転繰り出し用と逆回転繰り出し用と一対配設され、各巻取ドラム２に、ベルト１を繰り出す際の巻取ドラム２の回転方向を検出する回転方向検出装置７が設けられたタイヤ成形機であって、回転方向検出装置７が、巻取ドラム２の回転と共に回転し外周面３に検出部４が形成された回転軸５と、回転軸５の回転方向に沿って配設され検出部４の接近離間を検知する一対の非接触式の近接センサＡ，Ｂと、一対の近接センサＡ，Ｂによる検出部４の検知順番パターンと回転軸５の回転方向とが対応付けられて記憶されかつ近接センサＡ，Ｂからの実際の信号パターンと検知順番パターンとを比較して回転軸５の回転方向を判別する回転方向判別手段６と、を備えているため、回転方向検出装置７において、近接センサＡ，Ｂのうちのどちらが先に検出（オン）するかにより、回転方向の検出が可能となる。また、近接センサＡ，Ｂが非接触式であるため故障が少なく、長期にわたって正確な検出が可能となる。

さらに、回転方向検出装置７が備える回転軸５の回転方向を検出することにより、巻取ドラム２の回転方向を判別でき、間違った回転方向に巻取ドラム２が回転されてもそれを判断することができ、すぐに運転を停止させることが可能となる。
従って、巻取ドラム２が、正回転繰り出し用と逆回転繰り出し用と一対配設され、夫々を正規の回転方向に回転させてベルト１を繰り出すため、２層に形成される１stベルトＭの補強コード18と２ndベルトＮと補強コード18との傾斜方向の向きを確実に反対とさせることができる。

また、回転軸５に形成される検出部４は、軸心方向から見て回転軸５の外周面３から径方向外方へ突出する扇形であり、一対の近接センサＡ，Ｂは、扇形である検出部４の中心角θより狭い角度内にて並設されているため、構成が簡単であり、しかも、一般に使用されている非接触式のセンサを用いることができる。
そして、検知順番パターン（実際の信号パターン）は、単純にセンサＡとセンサＢがオン状態となるのみではなく、第１のセンサＡと第２のセンサＢとが共に（同時期に）オンとなる状態が存在するため、（センサＡとセンサＢとの間隔を設備の配置上広く取っても）回転方向の判別を間違うことが無い。
つまり、近接センサＡ，Ｂのうちの一方のみがオンとなり、その後、両者がオンとなり、そして、他方のみがオンとなるパターンであるため、両者がオンとなる前にどちらがオンとなったかの判別により、回転軸５の回転方向が確実に判断される。

また、検出部４は、回転軸５の外周面３に 180°離れて２個形成されているため、ベルト１を繰り出す巻取ドラム２が間違った回転方向に回転し始めても、すぐにそれを検出することができ、作業ロスを最小限にすることができる。

本発明のタイヤ成形機の実施の一形態を示す概略全体構成図である。 巻取ドラムに巻き取られるベルトを説明する説明図である。 巻取ドラムから繰り出されるベルトを説明する説明図である。 回転方向検出装置を軸心方向から見た図である。 回転方向検出装置の動作を説明する説明図である。 回転方向検出装置の動作を説明する説明図である。 従来の回転方向検出装置を軸心方向から見た図である。

符号の説明

１ ベルト
２ 巻取ドラム
３ 外周面
４ 検出部
５ 回転軸
６ 回転方向判別手段
７ 回転方向検出装置
Ａ 近接センサ
Ｂ 近接センサ
θ 中心角

Claims (3)

1. 長手方向に対して傾斜方向の補強コードを有するベルト（１）が一定の巻き方向にて巻設された巻取ドラム（２）が、正回転繰り出し用と逆回転繰り出し用と一対配設され、各巻取ドラム（２）に、該ベルト（１）を繰り出す際の該巻取ドラム（２）の回転方向を検出する回転方向検出装置（７）が設けられたタイヤ成形機であって、該回転方向検出装置（７）が、上記巻取ドラム（２）の回転と共に回転し外周面（３）に検出部（４）が形成された回転軸（５）と、該回転軸（５）の回転方向に沿って配設され該検出部（４）の接近離間を検知する一対の非接触式の近接センサ（Ａ）（Ｂ）と、一対の該近接センサ（Ａ）（Ｂ）による該検出部（４）の検知順番パターンと該回転軸（５）の回転方向とが対応付けられて記憶されかつ該近接センサ（Ａ）（Ｂ）からの実際の信号パターンと上記検知順番パターンとを比較して該回転軸（５）の回転方向を判別する回転方向判別手段（６）と、を備えたことを特徴とするタイヤ成形機。
2. 上記回転軸（５）に形成される上記検出部（４）は、軸心方向から見て該回転軸（５）の外周面（３）から径方向外方へ突出する扇形であり、上記一対の近接センサ（Ａ）（Ｂ）は、扇形である該検出部（４）の中心角（θ）より狭い角度内にて並設されている請求項１記載のタイヤ成形機。
3. 上記検出部（４）は、上記回転軸（５）の外周面（３）に 180°離れて２個形成されている請求項２記載のタイヤ成形機。

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