JP2008149583A - 空気入りタイヤ製造用ベルトサーバー - Google Patents

Abstract

【課題】長尺部材自体に掛かっている張力を測定することにより張力測定を高い精度で行うことができる空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーを提供することを課題とする。
【解決手段】ベルトサーバー１０は、空気入りタイヤのウェーブドベルトＷを成型する際に、ベルト成型用ドラム１６に貼付される長尺部材Ｓをベルト成型用ドラム１６へ供給する装置である。ベルトサーバー１０は、長尺部材Ｓに接触して押圧されるロードセル２７を有する張力計２６を備えている。張力計２６は、ロードセル２７が受ける押圧力に基づいて長尺部材Ｓの張力を算出するようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーブドベルトを成型する際に用いられる空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーに関する。

ウェーブドベルト（ＷＡＶＥＤベルト）が空気入りタイヤを構成するベルトとして多用されている。このウェーブドベルトを成型する際、従来、波状に延びる複数本のコードを含んだ長尺部材を空気入りタイヤ製造用のベルトサーバーでベルト成型用ドラムへ供給してドラム面に貼付している。

その際には長尺部材に張力を加える必要がある。このため、長尺部材に張力（テンション）を加えるテンション装置をベルトサーバーに設けている。このテンション装置には、通常、長尺部材が巻き掛けられるテンションローラと、テンションローラに連結されたモータとが設けられており、長尺部材がテンションローラに巻き掛けられていることによって長尺部材に張力が発生するようになっている。

また、長尺部材をベルトサーバーでベルト成型用ドラムへ供給する際、長尺部材の張力を許容範囲内にコントロールすることが重要である。ここで、テンションローラに連結された上記モータに流す電流が大きいほど大きなトルクがテンションローラに作用（すなわち長尺部材に作用）し、ベルト成型用ドラムの回転速度との関係で長尺部材に加えられる張力が基本的に決まる。このため、従来、モータに流れる電流に基づいて張力を算出し、電流を調整することにより張力調整を行っていた。
しかし、長尺部材自体に掛かっている張力を測定することは出来ていない。

なお、ウェーブドベルトの張力を連続的に高い精度で測定することが特許文献１に開示されているが、これはウェーブドベルトを成型する際の張力ではなくウェーブドベルトを巻き取る際の張力を測定している例であり、上記課題を解決することは開示されていない。
特開平８−２５５１４号公報

本発明は、上記事実を考慮して、長尺部材自体に掛かっている張力を測定することにより張力測定を高い精度で行うことができる空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、ウェーブドベルトを成型する際に用いられ、波状に延びるコードを含んでベルト成型用ドラムに貼付される長尺部材を前記ベルト成型用ドラムへ供給する空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーであって、前記長尺部材に接触して押圧されるロードセルを有し前記ロードセルが受ける押圧力に基づいて前記長尺部材の張力を算出する張力算出手段を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーから巻き出された長尺部材をベルト成型用ドラム上に貼付する際、長尺部材によってロードセルに加えられた押圧力を張力算出手段で測定する。ここで、長尺部材がロードセルに接触する接触形態を考慮することにより、押圧力に基づいて長尺部材の張力を求めることが可能であり、請求項１に記載の発明では、この張力算出手段によって長尺部材の張力を算出する。

このように、請求項１に記載の発明では、長尺部材によってロードセルが押さえ付けられる力（押圧力）を測定することによって、長尺部材自体に掛かっている張力を直接的に求めることができ、張力測定を高い精度で行うことができる空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーとすることができる。

請求項２に記載の発明は、前記ロードセルは、前記長尺部材が前記ベルト成型用ドラムに到達する直前の位置に配置されていることを特徴とする。

ウェーブドベルトの巻き取り状態、空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーのベアリング部材の回転抵抗のバラツキ、ゴムの付着などの要因によって長尺部材の張力が変動する。従って、請求項２に記載の発明により、ベルト成型用ドラムで成型されるときの長尺部材の張力を高い精度で測定することができる。

請求項３に記載の発明は、前記張力算出手段によって算出された張力が許容範囲外となった場合には、前記ベルト成型用ドラムへの前記長尺部材の貼付を中断させる機能を有することを特徴とする。

これにより、許容範囲外の張力によってウエーブドベルトのコードの波形が乱れてしまうことを確実に防止できる。また、ベルト成型用ドラムへの長尺部材の貼付を中断させて際に異常の原因を点検し、異常のあった長尺部材やコードを除去して貼付を再開することができ、ウェーブドベルトの品質保証を更に確実なものとすることができる。

本発明は上記構成としたので、以下の効果を奏することができる。
請求項１に記載の発明によれば、長尺部材によってロードセルが押さえ付けられる力（押圧力）を測定することによって、長尺部材自体に掛かっている張力を直接的に求めることができ、張力測定を高い精度で行うことができる。
請求項２に記載の発明によれば、ベルト成型用ドラムで成型されるときの長尺部材の張力を高い精度で測定することができる。
請求項３に記載の発明によれば、ベルト成型用ドラムへの長尺部材の貼付を中断させて異常の原因を点検し、異常のあった長尺部材やコードを除去して貼付を再開することができ、ウェーブドベルトの品質保証を更に確実なものとすることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ製造用のベルトサーバー１０は、波状に蛇行して延びる複数本のスチールコードを有するウェーブドベルトを成型する際に用いられるベルトサーバーであり、ベルト成型用ドラム１６に貼付されるリボン状の長尺部材Ｓをベルト成型用ドラム１６へ供給するように配置されている。長尺部材Ｓはスチールコード１２（図３参照。以下、単にコード１２という）が配列された部材である。

ベルトサーバー１０は、搬送方向上流側から供給されてくる長尺部材Ｓにテンション（張力）を加えるテンションローラ２０と、テンションローラ２０に回転力を与えるモータ２１と、テンションローラ２０の前後側（搬送方向上流側及び搬送方向下流側）にそれぞれ配置された第１ベアリング１８、第２ベアリング２２とを備えている。第２ベアリング２２はテンションローラ２０の搬送方向下流側に配置されている。第１ベアリング１８、第２ベアリング２２によって、テンションローラ２０に巻き掛けられた長尺部材Ｓが支えられている。

更に、ベルトサーバー１０は、第２ベアリング２２の搬送方向下流側に、第３ベアリング２４、張力計２６（図２も参照）、及び、第４ベアリング２８を順次備えており、張力計２６は、長尺部材Ｓがベルト成型用ドラム１６に到達する直前の位置に配置されている。図２に示すように、張力計２６はロードセル２７を有しており、長尺部材Ｓの下面側がロードセル２７に当接してロードセル２７を押圧するようになっている。

張力計２６は市販の装置であり、図２に示すように、ロードセル２７に加えられた押圧力を測定する測定機能と、測定された押圧力に基づいて長尺部材Ｓの張力を算出する演算機能と、を有する装置とされている。

また、ベルトサーバー１０は制御部３０を備えている。この制御部３０は、張力計２６で算出された張力が許容範囲外となった場合に、ベルトサーバー１０による長尺部材Ｓの搬送及びベルト成型用ドラム１６の回転を停止させて、長尺部材Ｓのベルト成型用ドラム１６への貼付を中断させるように製造システム全体を制御している。この許容範囲は、長尺部材Ｓの仕様などに応じて予め設定されている。

本実施形態では、ベルトサーバー１０から巻き出された長尺部材Ｓをベルト成型用ドラム上に貼付する際、長尺部材Ｓによってロードセル２７に加えられた押圧力を測定する。ここで、長尺部材Ｓがロードセル２７に巻き掛けられる巻き掛け角度θ（本実施形態では１８０°）と、測定された押圧力と、に基づいて、長尺部材Ｓの張力を張力計２６で求めることができる。従って、長尺部材Ｓ自体に掛かっている張力を直接的に求めることができ、張力測定を高い精度で行うことができる。

また、ロードセル２７は、長尺部材Ｓがベルト成型用ドラム１６に到達する直前の位置に配置されているので、ベルト成型用ドラム１６で成型されるときの長尺部材Ｓの張力を高い精度で測定することができる。

更に、張力計２６によって算出された張力が許容範囲外となった場合には、制御部３０により、ベルト成型用ドラム１６への長尺部材Ｓの貼付が中段される。従って、この中断を行って異常の原因を点検し、異常のあった長尺部材Ｓを除去して貼付を再開することができ、ウェーブドベルトの品質保証を更に確実なものとすることができる。

（実施例）
以下、上記実施形態の一実施例を挙げて更に詳細に説明する。本実施例では、長尺部材Ｓは、波状に蛇行しながら延びるスチールコードを９乃至１０本程度並べてゴムでコーティングして幅２０ｍｍ程度のストリップ材にしたものである。また、ベルトサーバー１０はベルト成型用ドラム１６の幅方向に移動しながら長尺部材Ｓを貼り付けていくようにされている。なお、張力計２６の幅（ロードセル２７の幅）は５０ｍｍ程度であることが好ましい。

本実施例では、張力計２６として３点支持方式の張力計を用いた。本実施例で用いた張力計２６の測定許容範囲は１０〜２００Ｎである。

本実施例では、まず、モータ２１に流す電流（テンション出力）と、テンションローラ２０で実際に長尺部材Ｓにかかっている張力とを測定し、この両者の相関関係を求めた（図４参照）。図４では、４台のベルトサーバーでそれぞれ計測した値をプロットしており、テンション出力については、モータ２１の定格電流に対して何％の電流を流したかで示している。

また、テンション出力と、ベルト成型用ドラム１６上に実際に長尺部材Ｓを貼り付けた際のウェーブドベルトＷ（図１参照）の波の大きさ２ａを波の波長λ（何れも図３参照）で除算した値（２ａ／λ）と、の相関関係を求めた（図５参照）。図５では、縦軸を２ａ／λの１００倍の値で示している。なお、２ａ、λは、ベルト成型用ドラム１６上のウェーブドベルトＷをカメラで写し、波長λ、振幅２ａを実測することにより求めた。

ここで、ウェーブドベルトＷの幅方向端ではベルトサーバー１０のドラム幅方向への移動が止まるため、ウェーブドベルトＷの中央部（センターライン近傍）に比べてやや異なる傾向を示す。このため、図５では、ウェーブドベルトＷの幅方向端における上記相関関係を黒色の菱形でプロットし、ウェーブドベルトＷのセンターラインにおける上記相関関係を黒色の正方形でプロットしている。なお、図５に示した２本の直線は、それぞれ、黒色の菱形のプロット、及び、黒色の正方形のプロットに基づいて描いた直線である。このように２本の直線で示したのは、ウェーブドベルトＷの２ａ／λはタイヤ性能に大きく影響を及ぼす因子であるため、より正確に設定する必要があるからである。

更に、モータ２１に流す電流（テンション出力）と、実際にウェーブドベルトＷにかかる張力の代用値であるロードセル２７への押圧力との相関関係を求めた（図６参照）。

また、これらのデータに基づいて、長尺部材Ｓの波の大きさ２ａと長尺部材Ｓにかかる張力との相関関係を導いた。そして、ロードセル２７への押圧力の許容範囲を設定した。許容範囲の上限値（許容上限値）及び下限値（許容下限値）を図６に併せて示す。

そして、ロードセル２７への押圧力が許容範囲外となったとき、すなわちロードセル２７への押圧力の異常値が発生したときには、長尺部材Ｓのベルト成型用ドラム１６への貼付が制御部３０により中断される製造システムとした。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーの構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーに設けられた張力計の斜視図である。 ウェーブドベルトを構成するコードの平面図である。 実施例の空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーで、テンション出力と張力計で測定された張力との相関関係を示すグラフ図である。 実施例の空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーで、テンション出力と、ウェーブドベルトの波の大きさ２ａを波の波長λで除算した値との相関関係を示すグラフ図である。 実施例の空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーで、テンション出力とロードセルへの押圧力との相関関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１０ ベルトサーバー（空気入りタイヤ製造用）
１２ コード
１６ ベルト成型用ドラム
２６ 張力計（張力算出手段）
２７ ロードセル
Ｓ 長尺部材
Ｗ ウェーブドベルト

Claims (3)

1. ウェーブドベルトを成型する際に用いられ、波状に延びるコードを含んでベルト成型用ドラムに貼付される長尺部材を前記ベルト成型用ドラムへ供給する空気入りタイヤ製造用ベルトサーバーであって、
   前記長尺部材に接触して押圧されるロードセルを有し前記ロードセルが受ける押圧力に基づいて前記長尺部材の張力を算出する張力算出手段を備えていることを特徴とする空気入りタイヤ製造用ベルトサーバー。
2. 前記ロードセルは、前記長尺部材が前記ベルト成型用ドラムに到達する直前の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ製造用ベルトサーバー。
3. 前記張力算出手段によって算出された張力が許容範囲外となった場合には、前記ベルト成型用ドラムへの前記長尺部材の貼付を中断させる機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ製造用ベルトサーバー。

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