JP2007136740A - ゴムストリップの貼付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被巻付け体の輪郭形状に合わせて送出しローラを移動でき、ゴムストリップの巻き付け精度を高めうる。
【解決手段】アプリケータ１７の送出しローラ１６から送られるゴムストリップ３を、被巻付け体４に螺旋状に巻回し巻回体５を形成する。前記アプリケータ１７は、送出しローラ１６を、被巻付け体４の軸心ｉと平行なＸ軸方向に沿って横移動させる横移動手段２１、前記Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向に沿って進退移動させる縦移動手段２２、及び前記Ｘ、Ｙ軸方向と直角なＺ軸方向の基準軸心ｚｉの廻りで傾動させる傾動手段２３を具える。送出しローラ１６は、前記被巻付け体４から距離Ｌを隔たる。又アプリケータ１７は、送出しローラ１６の軸心１６ｉと被巻付け体４の軸心ｉとを結ぶ基準線Ｋに対して０より大かつ７０°以下の角度θで、ゴムストリップ３を前記送出しローラ１６に案内する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被巻付け体に、ゴムストリップを螺旋状に巻回して貼り付けることにより巻回体を形成するストリップワインドにおいて、前記被巻付け体の輪郭形状に合わせて巻回体を精度良く形成しうるゴムストリップの貼付装置に関する。

空気入りタイヤでは、各部位における要求特性が異なるため、例えばトレッドゴム、サイドウォールゴム、クリンチゴム、ブレーカクッションゴム、インナーライナゴムなど、配合及び断面形状を違えた種々のゴム部材から構成されている。

そして近年、このような各種のタイヤ用のゴム部材を、ゴムストリップを螺旋状に巻回してなる所謂ストリップワインドの巻回体によって形成することが提案されている（例えば特許文献１など参照）。

このストリップワインドでは、図７（Ａ）に略示する如く、貼付装置のアプリケータａをへて送られる長尺なゴムストリップｂを、被巻付け体ｃの取付面ｃｓに供給する際、前記被巻付け体ｃの回転に伴なって、前記アプリケータａを被巻付け体ｃの軸心方向に横移動させ、これによって前記ゴムストリップｂが部分的に重ねられつつ螺旋状に巻回される巻回体ｄを形成している。なお前記被巻付け体ｃとは、タイヤ形成用のフォーマ、及びこのフォーマ上に既に形成されたタイヤ部材を含む総称である。

特開２０００−９４５４２号公報

そして、従来のアプリケータａでは、ゴムストリップｂを案内して前記被巻付け体ｃに送り出す送出しローラａ１は、前記被巻付け体ｃの軸心ｉと平行に保持され、その軸心ｉ方向に沿って横移動している。このとき、前記被巻付け体ｃが直円筒状の場合には、前記送出しローラａ１の横移動量の制御により、巻回体ｄを、目標とする断面形状に近い形状で形成することは可能である。

しかし、例えば自動二輪車用タイヤのトレッドゴムを形成する場合には、前記被巻付け体ｃは、図７（Ｂ）に示すように、その中央が両端に比して大径な太鼓状をなす。そしてこのように、被巻付け体ｃが非直円筒状の輪郭形状を有する場合には、ゴムストリップｂに大きな捩じれや誤差が発生し、巻き付け精度を損ねるなど巻回体ｄの品質及び精度の低下を招く。その結果、加硫後のタイヤ表面にベア等の歪み（ディフェクト）を招いたり、タイヤのユニフォミティーを損ねるなどの問題が発生する。

そこで本発明は、被巻付け体が非直円筒状の輪郭形状を有する場合にも、その輪郭形状に合わせて送出しローラを移動させることができ、ゴムストリップの巻き付け精度を高め、目標により近い断面形状を有する高品質、高精度の巻回体を安定して形成しうるゴムストリップの貼付装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、搬送される長尺のゴムストリップを、円筒状の被巻付け体の取付面に、該被巻付け体の回転とともに螺旋状に巻回して貼り付けることにより巻回体を形成するゴムストリップの貼付装置であって、
ゴムストリップを案内して前記被巻付け体に送り出す送出しローラを有するアプリケータを具え、
かつ前記アプリケータは、
前記送出しローラを、前記被巻付け体の軸心と平行なＸ軸方向に沿って横移動させる横移動手段、
前記送出しローラを、前記Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向に沿い前記被巻付け体に向かって進退移動させる縦移動手段、
及び前記送出しローラを、前記Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直角なＺ軸方向の基準軸心の廻りで、前記Ｘ軸方向の傾動基線を中心として正負に傾動させる傾動手段を具えるとともに、
前記送出しローラは、前記取付面から距離Ｌを隔たり、
しかも前記アプリケータは、前記送出しローラの軸心と被巻付け体の軸心とを結ぶ基準線に対して０より大かつ７０°以下の角度θで前記ゴムストリップを前記送出しローラに案内することを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記基準線は、水平でありかつ前記Ｚ軸方向と直角であることを特徴としている。
又請求項３の発明では、前記距離Ｌは、３〜２０ｍｍであることを特徴としている。
又請求項４の発明では、前記アプリケータは、前記送出しローラから送り出されたゴムストリップを前記取付面に押し付ける押さえローラを具えることを特徴としている。
又請求項５の発明では、前記アプリケータは、前記送出しローラと前記被巻付け体との共通内接線に沿って、前記ゴムストリップを前記送出しローラに案内することを特徴としている。
又請求項６の発明では、前記横移動手段と縦移動手段と傾動手段は、制御手段に制御され、前記送出しローラの軸心と被巻付け体の軸心とを含む平面内において、前記送出しローラを前記取付面の輪郭形状に合わせて移動させることを特徴としている。
又請求項７の発明では、前記基準軸心は、送出しローラの長さ方向２分割点を通ることを特徴としている。

叙上の如く本発明は、横移動手段、縦移動手段、傾動手段により、ゴムストリップを被巻付け体に送り出す送出しローラを、被巻付け体の軸心と平行なＸ軸方向に沿って横移動可能に、かつ前記Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向に沿って進退移動可能に、かつ前記Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直角なＺ軸方向の基準軸心廻りで傾動可能に支持している。従って、被巻付け体が非直円筒状の輪郭形状を有する場合にも、その輪郭形状に合わせて送出しローラを移動させることができ、ゴムストリップの巻き付け精度を高め、目標により近い断面形状を有する高品質、高精度の巻回体を安定して形成しうる。

又このような送出しローラを用いた場合、ゴムストリップが被巻付け体の取付面に対して深い角度で送り出された際には、ゴムストリップの巻始め端の貼付き状態、貼付き位置などが不安定となり、巻き付け精度を損ねる傾向にある。そこで、アプリケータにおいて、前記ゴムストリップを前記送出しローラに案内する向きを規制することで、ゴムストリップの巻始め端における貼付き状態、貼付き位置などを安定化させることができ、本願の貼付装置の効果を充分に発揮させることが可能となる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明のゴムストリップの貼付装置を概念的に示す側面図、図２はそのアプリケータを拡大して示す側面図、図３はその斜視図である。

図１〜３において、ゴムストリップの貼付装置１は、搬送する長尺のゴムストリップ３を、回転する円筒状の被巻付け体４の取付面Ｓに、螺旋状に巻回して貼り付けることにより巻回体５を形成する装置であって、前記ゴムストリップ３を案内して前記被巻付け体４に送り出す送出しローラ１６を有するアプリケータ１７を具える。

本例では図４に示すように、被巻付け体４が、外周面にベルト層などのトレッド補強層７を設けた自動二輪車用タイヤのトレッド形成用のフォーマ６である場合を例示しており、その外表面である取付面Ｓは、中央が両端に比して大径をなす略太鼓状の輪郭形状を示している。

次に、貼付装置１は、図１に示すように、ゴム押出機１１と、前記フォーマ６を回転自在に支持する成形装置１３との間に設置され、前記ゴム押出機１１から押し出されるゴムストリップ３を搬送し、前記フォーマ６に供給する。

本例では、前記貼付装置１は、複数のローラＲによって周回可能に案内される非伸張性の搬送テープＪを有し、その一面に前記ゴムストリップ３を粘着保持させて搬送する。具体的には、貼付装置１は、ゴム押出機１１からのゴムストリップ３の先端を前記搬送テープＪに移載させる移載部１４と、前記搬送テープＪを折り返すことによりゴムストリップ３を貯留させるアキュムレータ部１５と、ゴムストリップ３を被巻付け体４（フォーマ６）に送り出すとともに、巻回中に軸心ｉ方向に横移動することによりゴムストリップ３を螺旋状に巻回させる送出しローラ１６を有するアプリケータ１７とを具えて構成される。

前記移載部１４は、例えばシリンダ１８の伸縮によりゴム押出機１１の下カレンダロール１１ａと接離自在に位置変えしうる移載ローラＲａを具え、この移載ローラＲａによる当接により、前記下カレンダロール１１ａに粘着するゴムストリップ３の先端部を搬送テープＪに移行する。

又前記アキュムレータ部１５は、搬送テープＪがゴム押出機側から成形装置側に向かって走行する往路用アキュムレータ部１５Ａと、搬送テープＪが成形装置側から帰還する帰路用アキュムレータ部１５Ｂとから形成される。このうち、往路用アキュムレータ部１５Ａは、上方位置で横一列に配列する往路用の上のローラＲ１Ｕと、その下方位置で横一列に配列する往路用の下のローラＲ１Ｌとを具え、前記搬送テープＪは、この上下のローラＲ１Ｕ、Ｒ１Ｌ間を交互に折り返しながらジグザグ状に巻装される。又前記帰路用アキュムレータ部１５Ｂも同様に、上方位置で横一列に配列する帰路用の上のローラＲ２Ｕと、その下方位置で横一列に配列する帰路用の下のローラＲ２Ｌとを具え、前記搬送テープＪは、この上下のローラＲ２Ｕ、Ｒ２Ｌ間を交互に折り返しながらジグザグ状に巻装される。このとき、前記往路用及び帰路用の上のローラＲ１Ｕ、Ｒ２Ｕは、夫々フレーム１９の固定枠１９Ａ、１９Ｂに枢支され、かつ前記往路用及び帰路用の下のローラＲ１Ｌ、Ｒ２Ｌは、昇降自在な昇降枠１９Ｃ、１９Ｄに枢支される。

ここで、前記貼付装置１では、搬送テープＪをゴム押出機１１と同期して連続的に駆動する第１の電動機Ｍ１と、前記フォーマ６と同期して間欠的に駆動する第２の電動機Ｍ２とを具え、フォーマ６の停止中においては、帰路用アキュムレータ部１５Ｂで貯留する搬送テープＪが、第１の電動機Ｍ１による駆動ローラの回転によって取出され、ゴムストリップ３が貼着された後、往路用アキュムレータ部１５Ａに自動的に蓄えられる。他方、フォーマ６の運転中においては、往路用アキュムレータ部１５Ａに蓄えられたゴムストリップ付きの搬送テープＪが、第２の電動機Ｍ２による駆動ローラの回転によって取出され、ゴムストリップ３を送出しローラ１６から被巻付け体４に供給する。

次に、前記アプリケータ１７は、図２、３に示すように、
（１） 前記送出しローラ１６を、前記被巻付け体４の軸心ｉと平行なＸ軸方向に沿って横移動させる横移動手段２１と、
（２） 前記送出しローラ１６を、前記Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向に沿って前記被巻付け体４に向かって進退移動させる縦移動手段２２と、
（３） 前記送出しローラ１６を、前記Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直角なＺ軸方向の基準軸心ｚｉの廻りで、前記Ｘ軸方向の傾動基線ｘｊ（図４に示す）を中心として正負に傾動させる傾動手段２３と、
を具える。

前記横移動手段２１は、前記Ｘ軸方向に敷設される横ガイドレール２１Ａと、この横ガイドレール２１Ａに案内されて横行しうる横移動台２１Ｂとを具える。なお横移動台２１Ｂは、例えばボールネジ機構、ギヤー連結機構、ベルト連結機構などの周知構造の駆動伝達手段を介してモータ（図示しない）に連結され、その回転制御によって、要求に応じた自在な速度、距離で横移動しうる。

前記縦移動手段２２は、前記横移動台２１Ｂ上に敷設されて前記Ｙ軸方向にのびる縦ガイドレール２２Ａと、この縦ガイドレール２２Ａに案内されてフォーマ６に向かって進退移動しうる縦移動台２２Ｂとを具える。この縦移動台２２Ｂも、前記横移動台２１Ｂと同様に、例えばボールネジ機構、ギヤー連結機構、ベルト連結機構などの周知構造の駆動伝達手段を介してモータ（図示しない）に連結され、その回転制御によって、要求に応じた自在な速度、距離で進退移動しうる。

前記傾動手段２３は、前記縦移動台２２Ｂに立設する支軸２３Ａを有し、この支軸２３Ａにより、本例ではＺ軸方向の基準軸心ｚｉとなる垂直な軸心２３ｉ廻りで傾動台２３Ｂを傾動可能に枢着している。なお傾動台２３Ｂには、駆動モータ（図示しない）が連結され、前記基準軸心ｚｉ廻りで自在な速度で回転駆動されるとともに、その回転角度は、例えばエンコーダ等の角度センサにより検出されかつ制御される。なお前記横移動手段２１と縦移動手段２２とを入れ替える、即ち縦移動台２２Ｂ上に、横移動台２１Ｂを横移動可能に配するとともに、この横移動台２１Ｂに傾動台２３Ｂを傾動可能に枢着することもできる。

又前記傾動台２３Ｂには、本例では、例えばテーブル状のフレーム２６が立設するとともに、このフレーム２６を介して、前記送出しローラ１６を含む複数のローラＲを配したストリップ案内部２５を形成している。該ストリップ案内部２５は、本例では、前記フレーム２６に取り付く長尺板状の支持アーム２７に、前記ローラＲを枢着しており、このローラＲには、支持アーム２７の前端に配される前記送出しローラ１６と、前記第２の電動機Ｍ２に連係して搬送テープＪをフォーマ６の回転と同期して駆動させる大径の駆動ローラ２８とを少なくとも含んで形成される。

ここで、アプリケータ１７では、前記送出しローラ１６は、本例ではその軸心１６ｉが、前記被巻付け体４の軸心ｉを含みかつＺ軸方向と直角な平面４Ｓである基準平面２９内に配される。即ち送出しローラ１６の軸心１６ｉと被巻付け体４の軸心ｉを含む平面４Ｓ（基準平面２９）は、前記Ｚ軸方向と直角をなす。従って、前記送出しローラ１６は、図４に示すように前記基準平面２９内において、Ｘ軸方向に横移動、軸心ｉに向かってＹ軸方向に進退移動（本例では前後移動）、かつ前記基準軸心ｚｉ廻りで傾動することが可能となる。

そして、前記貼付装置１には、前記横移動手段２１、縦移動手段２２、及び傾動手段２３を制御する制御手段３０が設けられ、前記横移動、進退移動及び傾動の動作をコントロールすることにより、前記基準平面２９における前記取付面Ｓの輪郭形状に、前記送出しローラ１６の軸心１６ｉを合わせながら送出しローラ１６を移動させることができる。

このとき前記基準軸心ｚｉが、前記送出しローラ１６の長さ方向２分割点Ｐ（図４に示す）、即ち送出しローラ１６をその長さ方向に２分割した軸心１６ｉ上の点Ｐを通ることが好ましい。これにより制御手段３０による制御が簡易化できる。なお前記基準軸心ｚｉが前記２分割点Ｐを通らない場合には、図５に示すように、傾動によってＸ軸方向及びＹ軸方向に誤差Δｘ、Δｙが生じ、これを前記横移動手段２１及び縦移動手段２２により順次補正する必要が生じるため、制御の複雑化を招く。又制御の応答性低下も懸念される。

又本例では、Ｚ軸方向を上下とし垂直な基準軸心ｚｉ廻りで傾動を行っている。これにより、基準軸心ｚｉに掛かる負荷荷重を軽減でき、傾動動作の精度や円滑性を高めうるとともに、装置の耐久性の向上等にも貢献できる。

このように、前記アプリケータ１７が横移動手段２１、縦移動手段２２、及び傾動手段２３を具えるため、前記被巻付け体４が例えば太鼓状などの非直円筒状の輪郭形状を有する場合にも、該輪郭形状に合わせながら送出しローラ１６を移動させることができる。従って、ゴムストリップ３に作用する捩じれや誤差を抑えることができ、巻き付け精度を高め、高品質、高精度の巻回体５を安定して形成することが可能となる。

前記アプリケータ１７では、図２に示すように、前記送出しローラ１６を、前記取付面Ｓから３〜２０ｍｍの距離Ｌで離間させて配するとともに、送出しローラ１６の軸心１６ｉと被巻付け体４の軸心ｉとを結ぶ基準線Ｋに対して０より大かつ７０°以下の角度θで、前記ゴムストリップ３を前記送出しローラ１６に案内している。これは、ゴムストリップ３が前記取付面Ｓに対して深い角度で送り出される場合、ゴムストリップ３の巻始め端が前記取付面Ｓに貼り付く際に、該巻始め端に衝撃が強く作用し、変形、皺、捻れ、位置ずれが生じるなど貼付き状態等が不安定となる。そのために、前記角度θを少なくとも０°より大とすることが必要であり、好ましくは２０°以上、さらには３０°以上とするのが望ましい。又前記角度θが７０°を超えると、取付面Ｓとの接触が不充分となって、同様に貼付き状態等が不安定となる。従って、前記角度θの上限は６０°以下、さらには５０°以下が望ましい。又前記距離Ｌが３．０ｍｍ以下では、巻始め端への衝撃が過大となって変形等を招くとともに、ゴムストリップ３に生じる捻れなどが吸収できなくなり、逆に２０ｍｍを超えると、送出しローラ１６から取付面Ｓまでのゴムストリップ３の軌道が安定しなくなる。従って、前記距離Ｌの下限は５ｍｍ以上、さらには７ｍｍ以上が好ましく、又上限は１５ｍｍ以下、さらには１０ｍｍ以下が好ましい。なお図６に示すように、前記送出しローラ１６と被巻付け体４との共通内接線Ｔに沿って、前記ゴムストリップ３を前記送出しローラ１６に案内することが、巻始め端にの貼付き状態を安定化させ、高品質、高精度の巻回体５をうるためにより好ましい。

又本例のアプリケータ１７では、ゴムストリップ３、特にその巻始め端を取付面Ｓに押し付けて、貼り付けを安定かつ確実化する押さえローラ４０を具えている。この押さえローラ４０は、図２に示すように、支持アーム２７に取り付くシリンダ４１のロッド先端に、ローラホルダを介して回転自在に枢支される。そして前記シリンダ４１のエアー圧力により、押さえローラ４０は、ゴムストリップ３を取付面Ｓに押圧する。前記押さえローラ４０は、少なくとも外周面が弾性変形容易なスポンジ材から形成される。そのため、押さえローラ４０は、面接触によってゴムストリップ３を取付面Ｓに押圧でき、線接触する場合に比して貼り付け状態を安定化させることができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

送出しローラを、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に、かつＺ軸方向の基準軸心廻りで傾動可能に構成した本発明に係わる貼付装置を用い、ベルト層を予め形成したフォーマ（取付面）上で、ゴムストリップを表１の仕様で螺旋状に巻回することにより、自動二輪車用タイヤのトレッドゴム用巻回体を形成した。そしてこの巻回体を用いて、タイヤサイズ１９０／５５Ｒ１７の自動二輪車用タイヤを試作し、各試供タイヤの外表面におけるディフェクトの発生状況、及びユニフォミティーを比較評価した。

なおフォーマ（取付面）の中央における直径Ｄｃと両端における直径Ｄｓとの差（Ｄｃ−Ｄｓ）は１２０ｍｍ、かつフォーマ（取付面）の巾は１８５ｍｍであった。

（１） ディフェクトの発生状況；
各３０本の試供タイヤに対して、トレッド外表面におけるベア等の状況を目視によって検査し、以下のＡ、Ｂ、Ｃの基準で評価した。
Ａ：ベア等の発生は認められない。
Ｂ：小さなディフェクトが認められる。（修正不要な軽微なレベル）
Ｃ：大きなディフェクトが認められる。（修正必要なレベル）

（２）ユニフォミティー；
フォースバリエイション（ＦＶ）試験機を用い、ＪＡＳＯ Ｃ６０７の規格に基づいてＲＦＶ（Ｏ．Ａ．）を測定し、各３０本の試作タイヤの平均値を記載している。

本発明のゴムストリップの貼付装置を概念的に示す側面図である。 アプリケータを拡大して示す側面図である。 アプリケータの斜視図である。 送出しローラの動きを説明する断面図である。 基準軸心が２分割点を通らない場合の送出しローラの動きを例示する略図である。 アプリケータによるゴムストリップの案内方向の他の例を示す側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、従来技術及びその問題点を説明する斜視図、及び線図である。

符号の説明

３ ゴムストリップ
４ 被巻付け体
５ 巻回体
１６ 送出しローラ
１７ アプリケータ
２１ 横移動手段
２２ 縦移動手段
２３ 傾動手段
３０ 制御手段
４０ 押さえローラ
Ｋ 基準線
Ｐ 長さ方向２分割点
Ｓ 取付面
Ｔ 共通内接線
ｘｊ 傾動基線
ｚｉ 基準軸心

Claims (7)

1. 搬送される長尺のゴムストリップを、円筒状の被巻付け体の取付面に、該被巻付け体の回転とともに螺旋状に巻回して貼り付けることにより巻回体を形成するゴムストリップの貼付装置であって、
   ゴムストリップを案内して前記被巻付け体に送り出す送出しローラを有するアプリケータを具え、
   かつ前記アプリケータは、
   前記送出しローラを、前記被巻付け体の軸心と平行なＸ軸方向に沿って横移動させる横移動手段、
   前記送出しローラを、前記Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向に沿い前記被巻付け体に向かって進退移動させる縦移動手段、
   及び前記送出しローラを、前記Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直角なＺ軸方向の基準軸心の廻りで、前記Ｘ軸方向の傾動基線を中心として正負に傾動させる傾動手段を具えるとともに、
   前記送出しローラは、前記取付面から距離Ｌを隔たり、
   しかも前記アプリケータは、前記送出しローラの軸心と被巻付け体の軸心とを結ぶ基準線に対して０より大かつ７０°以下の角度θで前記ゴムストリップを前記送出しローラに案内することを特徴とするゴムストリップの貼付装置。
2. 前記基準線は、水平でありかつ前記Ｚ軸方向と直角であることを特徴とする請求項１記載のゴムストリップの貼付装置。
3. 前記距離Ｌは、３〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載のゴムストリップの貼付装置。
4. 前記アプリケータは、前記送出しローラから送り出されたゴムストリップを前記取付面に押し付ける押さえローラを具えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のゴムストリップの貼付装置。
5. 前記アプリケータは、前記送出しローラと前記被巻付け体との共通内接線に沿って、前記ゴムストリップを前記送出しローラに案内することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のゴムストリップの貼付装置。
6. 前記横移動手段と縦移動手段と傾動手段は、制御手段に制御され、前記送出しローラの軸心と被巻付け体の軸心とを含む平面内において、前記送出しローラを前記取付面の輪郭形状に合わせて移動させることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のゴムストリップの貼付装置。
7. 前記基準軸心は、送出しローラの長さ方向２分割点を通ることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のゴムストリップの貼付装置。

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