JP2010132365A - 軟質帯状材の巻取装置および巻取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラインスピードの増速化に対応したリールの入替時間の短縮が可能で、しかも大きな設置スペースや過大な導入コストを必要としない軟質帯状材の巻取装置、およびこのような巻取装置を用いた軟質帯状材の巻取方法を提供する。
【解決手段】リールを巻取位置へ搬送する前に、予め巻取開始端係止部を、巻取開始端が挿入可能な位置に位置決めして固定する巻取開始端係止部の位置決め手段と、巻取開始端係止部の位置決め手段と共に、リールを巻取位置へ搬送するリール搬送手段とを備える軟質帯状材の巻取装置、および前記巻取装置を用いる軟質帯状材の巻取方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、押出成形によって形成される未加硫ゴムから成るトレッド等のタイヤ構成材料の軟質帯状材の巻取装置および巻取方法に関する。

押出成形によって形成される未加硫ゴムから成るトレッド等のタイヤ構成材料の軟質帯状材は、一旦、巻取ラインに設置される巻取装置によりリールに巻取られて保管され、次工程で使用されるが、ラインの自動化等を目的として種々の巻取装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

図７に軟質帯状材の巻取ラインの一例を示し、軟質帯状材の巻取工程を具体的に説明する。図７において、７１は軟質帯状材の巻取装置、７２は軟質帯状材の送りコンベア、７３は切断機（スカイバー）である。

押出成形された軟質帯状材Ｗは、所定の長さの送りコンベア７２上を、所定のラインスピードで搬送されて巻取装置７１にセットされたリール（図示せず）に巻取られる。そして、所定の長さとなった時点で、スカイバー７３が軟質帯状材Ｗを切断する。切断された軟質帯状材Ｗは、前記ラインスピードより速い速度で巻取装置７１に巻取られる。一方、次の軟質帯状材Ｗは、前記ラインスピードで送りコンベア７２上を搬送されており、この速度の差により生じる時間を利用して、巻取装置７１から巻取りが完了したリールを取り外し、新しいリールと入替える。

具体的には、例えば、１３ｍの送りコンベアにおいて、ラインスピードを１７．５ｍ／ｍｉｎ、切断後の巻取速度を４８ｍ／ｍｉｎとした場合、２５秒がリールの入替え作業可能時間として与えられる。

しかし、近年、生産性の向上を目指して、巻取ラインの増速化が図られている（上記具体例の場合、１７．５→２５ｍ／ｍｉｎ）。しかし、巻取装置７１の巻取速度が固定されていると、スムーズな作業のためには、リールの入替時間を短縮する（上記具体例の場合、２５→１３秒）必要がある。

リールの入替時間を短縮する代わりに、例えば、図８に示すように、巻取り前にフェスツーン７４を設置して、リール台車の入替時間を吸収（調整）することが考えられる。しかし、この方法では、軟質帯状材ＷがＴ／Ｂのようなトレッドの厚みの大きいゴム部材の場合、フェスツーン７４でコントロールすることが難しく、またフェスツーン７４内でのトラブルも多く発生し、その復旧にも長時間を要するという問題がある。

また、フェスツーンの設置は、電気回路も含めて複雑であるため、大きな設置スペースや過大な導入コストを必要とする。

一方、巻取装置において、リールを入替るためのリール搬送機構を、エアシリンダー駆動機構からモータ駆動機構に交換するなどして、入替時間を短縮することも考えられるが、これだけでは、例示した２５ｍ／ｍｉｎのようなラインスピードの増速化に対応することが困難であった。
特開平９−２２６０１７号公報

そこで本発明は、ラインスピードの増速化に対応したリールの入替時間の短縮が可能で、しかも大きな設置スペースや過大な導入コストを必要としない軟質帯状材の巻取装置、およびこのような巻取装置を用いた軟質帯状材の巻取方法を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る軟質帯状材の巻取装置は、
軟質帯状材をリールにより巻取る軟質帯状材の巻取装置であって、
前記軟質帯状材の巻取開始端を挿入、係止する巻取開始端係止部が設けられたリールと、
前記リールを巻取位置へ搬送する前に、予め前記巻取開始端係止部を、前記巻取開始端が挿入可能な位置に位置決めして固定する巻取開始端係止部の位置決め手段と、
前記巻取開始端係止部の位置決め手段と共に、前記リールを巻取位置へ搬送するリール搬送手段と、
前記巻取位置に搬送された前記リールの前記巻取開始端係止部に、前記巻取開始端を挿入、係止する巻取開始端挿入係止手段と、
前記巻取開始端が挿入、係止された前記リールの固定を解除した後、前記リールを回転させて前記軟質帯状材を巻取る軟質帯状材巻取手段と、
前記軟質帯状材の巻取りが完了した前記リールを前記巻取位置から搬出するリール搬出手段とを備えることを特徴とする。

また、前記の軟質帯状材の巻取装置は、
前記巻取開始端係止部の位置決め手段は、
前記巻取開始端係止部を検出するセンサと、
前記リールを回転させて、前記巻取開始端係止部の位置を調整する巻取開始端係止部の位置調整手段とを備えていることを特徴とする。

そして、本発明に係る軟質帯状材の巻取方法は、
前記の軟質帯状材の巻取装置を用いて軟質帯状材をリールにより巻取る軟質帯状材の巻取方法であって、
前記リールを巻取位置に搬送する前に、予め前記リールに設けられた巻取開始端係止部を、前記軟質帯状材の巻取開始端が挿入可能な位置に位置決めして固定する巻取開始端係止部の位置決め工程と、
前記巻取開始端係止部の位置決め手段と共に、前記リールを前記巻取位置へ搬送するリール搬送工程と、
前記巻取位置に搬送された前記リールの前記巻取開始端係止部に、前記巻取開始端を挿入、係止する巻取開始端挿入係止工程と、
前記巻取開始端が挿入、係止された前記リールの固定を解除した後、前記リールを回転させて前記軟質帯状材を巻取る軟質帯状材巻取工程と、
前記軟質帯状材の巻取りが完了した前記リールを前記巻取位置から搬出するリール搬出工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ラインスピードの増速化に対応したリールの入替時間の短縮が可能で、しかも大きな設置スペースや過大な導入コストを必要としない軟質帯状材の巻取装置、およびこのような巻取装置を用いた軟質帯状材の巻取方法を提供することができる。

以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１．本発明に係る巻取装置と従来の巻取装置の主な相違点
本発明を明確にするため、はじめに、本発明と従来の巻取装置の主な相違点について説明する。
（１）リールの巻取開始端係止部の位置決めポジション
図１は、一般的な巻取装置における軟質帯状材巻取用のリールを取り付けた１個の台車（以下、「リール付台車」ともいう）に着目したときのリール付台車Ｃの移動経路を示す平面図である。図１において巻取りラインのライン上流側に位置する台車入口から搬入されたリール付台車Ｃは（１）〜（５）の順に順次搬送され、（５）の巻取位置において軟質帯状材を巻取った後（６）（７）の順に搬送され、台車出口から搬出される。

軟質帯状材は、一般的に軟質帯状材の巻取開始端をリールに設けられた巻取開始端係止部に挿入し、巻取開始端を係止した後リールを回転させることにより巻取られる。

そして、従来の巻取装置の場合は、リールを巻取位置に搬送した後、リールの巻取開始端係止部を巻取開始端の挿入が可能な位置に合わせる位置決めを行い、巻取開始端係止部の位置決め完了後に巻取りを開始する。このため、リールを巻取位置に搬送した後巻取りを開始するまでの間、時間をロスしている。

一方、本発明に係る巻取装置の場合は、巻取装置の手前の巻取待機位置において予めリールの巻取開始端係止部の位置決めを行い、巻取開始端係止部が位置決めされた状態でリールを巻取位置に搬送している。このため、搬送後直ちに巻取りを開始することができ、時間のロスをなくすことができる点で従来の巻取装置と相違する。

なお、従来の巻取装置の場合、図１の双方向の矢印で示す（４）〜（６）の間におけるリール付台車Ｃの上下移動と水平移動にはそれぞれ油圧シリンダー、エアシリンダーが用いられている。しかし、本発明に係る巻取装置の場合には、これらに替えて上下移動にはエアシリンダー、水平移動にはモータ駆動を用いることができ、より一層増速化を図ることができる。

（２）巻取開始端係止部の位置決め手段
従来の巻取装置の場合は、巻取開始端係止部の位置決め手段が巻取位置に固定されている。一方、本発明に係る巻取装置の場合には、巻取開始端係部の位置決め手段が巻取待機位置と巻取位置の間を移動させることが可能なように設けられている点で従来の巻取装置と相違する。

２．本発明の一実施の形態
（１）巻取開始端係止部の位置決め手段
本実施の形態における巻取開始端係止部の位置決め手段は、巻取開始端係止部を検出する巻取開始端係止部検出用のセンサと巻取開始端係止部の位置を調整する巻取開始端係止部の位置調整手段とにより構成される。

はじめに、本実施の形態における巻取開始端係止部の位置決め手段の具体的な構成を図２〜図５により説明する。図２は本実施の形態におけるリール付台車および巻取開始端係止部の位置調整手段の概要を示す斜視図である。なお、図２においては図面が煩雑になることを避けるため、リール搬送用台車Ｃ１の車輪を省略している。

図３は本実施の形態における巻取待機位置に設けられた巻取開始端係止部検出用のセンサおよび巻取開始端係止部の位置決め手段の概要を示す図である。そして、図４は、リールの巻取開始端係止部の位置調整手段の機構を説明する図である。また、図５は巻取待機位置から台車出口へのリール付台車の移動の概要を示す図である。

イ．巻取開始端係止部検出用のセンサ
はじめに、巻取開始端係止部検出用のセンサについて説明する。前記の通り、本実施の形態に係る巻取装置においては巻取開始端係止部の位置決めが軟質帯状材料の巻取位置（図１の（５））ではなく、手前の巻取待機位置（図１の（４））で行われる。このため、巻取開始端係止部検出用のセンサＳ１は巻取待機位置の巻取リールＲの上方に固定されている。そして、巻取開始端係止部検出用のセンサＳ１は、巻取待機位置に搬送された巻取リールＲにおける巻取開始端係止部Ｒ１のポイントラインＲ２を検出した時、検出信号を位置決め手段の制御手段（図示せず）に発信する（図２参照）。なお、巻取開始端係止部Ｒ１には、挿入された巻取開始端を確実に係止することができるように、鋸歯状部Ｒ３が設けられている。この鋸歯状部Ｒ３の形状から巻取開始端係止部Ｒ１は、鰐口とも称される。

ロ．巻取開始端係止部の位置調整手段
次に、巻取開始端係止部の位置調整手段について説明する。巻取開始端係止部の位置調整手段１は、図３に示すように、位置決めローラ１１と、位置決めローラ１１を駆動させるモータ１２と、位置決めローラ１１及びモータ１２を支持する支持フレーム１３と、支持フレーム１３が起倒自在に軸着される台フレーム１４とを備えている。また、台フレーム１４には、ロッド１５の伸縮により支持フレーム１３を起倒させる揺動シリンダー１６が取付けられ、揺動シリンダー１６の後端は台フレーム１４に軸着され、ロッド１５は支持フレーム１３を軸着する軸体１７にクランク腕１９を介して取り付けられている。

そして、支持フレーム１３を起立させ、リフター３により巻取開始端係止部の位置調整手段１を上昇させて停止させることにより位置決めローラ１１をリールＲの下側に接触させ、この状態で位置決めローラ１１を回転させてリール搬送用台車Ｃ１に設けられた支持枠Ｃ２に回転自在に支持されているリールＲを回転させることにより、巻取開始端係止部Ｒ１の位置調整を行う。

また、軸体１７に設けられる被検出体１８と被検出体１８を検出する上下一対のセンサＳ２，Ｓ３が備えられており、センサＳ２、Ｓ３の検出信号により支持フレーム１３が起立位置又は転倒位置で停止するように揺動シリンダー１６を制御する。

ハ．巻取開始端係止部の位置決めと固定
前記したように、本実施の形態に係る巻取装置においては、リール付台車Ｃが巻取待機位置に待機している間に、巻取開始端係止部の位置決めが行われる。具体的には、位置決めローラ１１によりリールＲを回転させて巻取開始端係止部Ｒ１の位置を調整し、センサＳ１がポイントラインＲ２を検出した後所定時間後に位置決めローラの回転を停止させることにより位置決めが行われ、位置決め後も位置決めローラ１１をリールＲに接触させておくことにより、リールＲが固定され位置決めされた状態が保たれる。また、巻取待機位置においてリール付台車Ｃのセンターリング装置４によるセンターリング作業も完了させる。

（２）リール搬送手段
次に、リール搬送手段について説明する。リール搬送手段２には、図３に示すように巻取開始端係止部の位置調整手段１及びリフター３が設けられ、ローラ２１ａ付移動フレーム２１が備えられている。移動フレーム２１はモータ２２ａを有する移動機構部２２によりレール２３に沿って紙面の前後方向に巻取待機位置と巻取位置との間を水平に往復移動するため、巻取開始端係止部Ｒ１の位置調整手段１は、巻取開始端係止部Ｒ１が位置決めされた状態で、リール付台車Ｃと共に巻取位置まで搬送される。

具体的には移動機構部２２は、一対のスプロケット２２ｂ間に掛け回されるチェーン２２ｃを図５に示す連結フレーム２２ｄを介して移動フレーム２１に連結し、モータ２２ａでスプロケット２２ｂを回転させて移動フレーム２１を往復動させるようになっている。

（３）軟質帯状材の巻取り
次に、軟質帯状材の巻取りについて説明する。図６は、本実施の形態に係る巻取装置による巻取動作を説明する図である。図６に示すように巻取装置Ａは、巻取位置にあるリール付台車ＣのリールＲを回転駆動させるリール回転手段Ａ１と、送り込みローラＡ２で送り込まれる軟質帯状材ＷをリールＲの巻取開始端係止部Ｒ１に案内するためのシュートローラＡ３と、送り込みの入口に配置されて軟質帯状材Ｗを検出する軟質帯状材検出用のセンサＡ４とを備えている。

リール回転手段Ａ１は、複数のローラＡ１１にベルトＡ１２を掛け回して構成され、巻取位置に近接・離間可能に配置され、近接して巻取位置に位置するリール付台車ＣのリールＲに接触してリールＲを回転させるようになっている。

そして、巻取開始端係止部が固定されたリールＲを取り付けたリール付台車Ｃが図６の（ａ）に示すように巻取位置に搬送された後、（ｂ）に示すようにリール回転手段Ａ１がリールＲに接触してリールを固定した後、前記位置決めローラ（図示せず）がリールＲから離間する。そして、シュートローラＡ３が巻取開始端係止部に向かって移動する。次に、軟質帯状材Ｗが（ｃ）に示すように、シュートローラＡ３に案内されてリールＲに送り込まれる。

軟質帯状材ＷがリールＲに送り込まれると、軟質帯状材検出用のセンサＡ４がこれを検出してオン状態になりタイマーにより所定時間後にリールＲが回転するようにリール回転手段Ａ１が作動する。軟質帯状材Ｗの巻取開始端が、リールＲの巻取開始端係止部Ｒ１に挿入されて巻取開始端係止部Ｒ１の鋸歯状部Ｒ３（鰐口）に係止され、次いで（ｄ）に示すようにリールＲが回転して軟質帯状材ＷがリールＲに巻取られる。

巻取りの開始後は、位置決めローラ１１はリールＲから離間し、巻取りの完了後は、リール付台車Ｃを図１に示した台車出口まで移動させる一方、巻取開始端係止部の位置調製手段１は搬送手段２により巻取待機位置に戻される。

以上のように、本発明の巻取装置によれば、リール付台車Ｃの入替えで一番時間を要していた巻取開始端係止部Ｒ１の位置決めを、巻取装置の手前の巻取待機位置において、予め先行するリールＲへの巻取作業と並行して行うため、ラインスピードの増速化に対応することができる。

本発明の一実施の形態に係る巻取装置におけるリール付台車の移動経路を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る巻取装置の位置調整手段の概要を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る巻取装置の位置決め手段の概要を示す正面図である。 本発明の一実施の形態に係る位置調製手段の機構を説明する図である。 巻取待機位置から台車出口へのリール付台車の移動の概要を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る巻取装置による巻取動作を説明する図である。 軟質帯状材の巻き取り工程を説明する図である。 フェスツーンを用いた導入装置を示す概略図である。

符号の説明

１ 巻取開始端係止部位置の調整手段
２ リール搬送手段
３ リフター
４ センターリング装置
１１ 位置決めローラ
１２、２２ａ モータ
１３ 支持フレーム
１４ 台フレーム
１５ ロッド
１６ 揺動シリンダー
１７ 軸体
１８ 被検出体
１９ クランク腕
２１ 移動フレーム
２１ａ、Ａ１１ ローラ
２２ 移動機構部
２２ｂ スプロケット
２２ｃ チェ−ン
２２ｄ 連結フレーム
２３ レール
７１ 巻取装置
７２ 送りコンベア
７３ 切断機（スカイバー）
７４ フェスツーン
Ａ 巻取装置
Ａ１ リール回転手段
Ａ２ 送り込みローラ
Ａ３ シュートローラ
Ａ４、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ センサ
Ａ１２ ベルト
ａ 台車入口
ｂ 巻取待機位置
ｃ 巻取位置
Ｃ リール付台車
Ｃ１ リール搬送用台車
Ｃ２ 支持枠
Ｃ３ 車輪
ｄ 台車出口
Ｒ リール
Ｒ１ 巻取開始端係止部
Ｒ２ ポイントライン
Ｒ３ 鋸歯状部
Ｗ 軟質帯状材

Claims (3)

1. 軟質帯状材をリールにより巻取る軟質帯状材の巻取装置であって、
   前記軟質帯状材の巻取開始端を挿入、係止する巻取開始端係止部が設けられたリールと、
   前記リールを巻取位置へ搬送する前に、予め前記巻取開始端係止部を、前記巻取開始端が挿入可能な位置に位置決めして固定する巻取開始端係止部の位置決め手段と、
   前記巻取開始端係止部の位置決め手段と共に、前記リールを巻取位置へ搬送するリール搬送手段と、
   前記巻取位置に搬送された前記リールの前記巻取開始端係止部に、前記巻取開始端を挿入、係止する巻取開始端挿入係止手段と、
   前記巻取開始端が挿入、係止された前記リールの固定を解除した後、前記リールを回転させて前記軟質帯状材を巻取る軟質帯状材巻取手段と、
   前記軟質帯状材の巻取りが完了した前記リールを前記巻取位置から搬出するリール搬出手段とを備えることを特徴とする軟質帯状材の巻取装置。
2. 前記巻取開始端係止部の位置決め手段は、
   前記巻取開始端係止部を検出するセンサと、
   前記リールを回転させて、前記巻取開始端係止部の位置を調整する巻取開始端係止部の位置調整手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の軟質帯状材の巻取装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の軟質帯状材の巻取装置を用いて軟質帯状材をリールにより巻取る軟質帯状材の巻取方法であって、
   前記リールを巻取位置に搬送する前に、予め前記リールに設けられた巻取開始端係止部を、前記軟質帯状材の巻取開始端が挿入可能な位置に位置決めして固定する巻取開始端係止部の位置決め工程と、
   前記巻取開始端係止部の位置決め手段と共に、前記リールを前記巻取位置へ搬送するリール搬送工程と、
   前記巻取位置に搬送された前記リールの前記巻取開始端係止部に、前記巻取開始端を挿入、係止する巻取開始端挿入係止工程と、
   前記巻取開始端が挿入、係止された前記リールの固定を解除した後、前記リールを回転させて前記軟質帯状材を巻取る軟質帯状材巻取工程と、
   前記軟質帯状材の巻取りが完了した前記リールを前記巻取位置から搬出するリール搬出工程とを備えることを特徴とする軟質帯状材の巻取方法。

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