JP2012232505A

JP2012232505A - ローラおよび該ローラを用いた帯状部材の巻付け装置

Info

Publication number: JP2012232505A
Application number: JP2011102917A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Sawada; 千浩澤田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-05-02
Filing date: 2011-05-02
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2031-05-02
Also published as: JP5797448B2

Abstract

【課題】小型で静粛かつ安価でありながら、ローラ18からの帯状部材15の離脱を容易とする。
【解決手段】ローラ18が、金属からなる回転可能なローラ本体22と、該ローラ本体22に保持され前記ローラ本体22と一体的に回転する非粘着性材料からなるリング体23とを備えているため、該ローラ18に熱風を吹き付けて該ローラ18を高温に加熱しなくても、また、該ローラ18と帯状部材15との間に高圧ガスを吹き付けなくても、帯状部材15をローラ18への接触後に該ローラ18から容易かつ確実に離脱させることができ、これにより、装置を小型で安価とすることができるとともに、静粛なものとすることができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、少なくとも外表面が未加硫ゴムからなる帯状部材の接触後における離脱を容易としたローラおよび該ローラを用いた帯状部材の巻付け装置に関する。

従来のローラおよび該ローラを用いた帯状部材の巻付け装置としては、例えば以下の特許文献１、２に記載されているようなものが知られている。

特開２００２−１２０２７０号公報特開２００６−１３０７５７号公報

前記特許文献１には、押出し機のローラヘッドから未加硫ゴムからなる帯状部材を押出した後、一対の逆方向に回転するローラ間に該帯状部材の始端を供給するものが開示されているが、このものにおいては、これら一対のローラの表面温度に差を設けることで、該帯状部材の始端を高温である片側のローラから容易に離脱させるとともに、低温である残り片側のローラに密着させて走行させるようにしている。ここで、前述した片側のローラを高温に加熱するためには、通常、熱風発生装置の噴出口から熱風を該片側のローラに吹き付けるようにしている。

また、前記特許文献２には、押出し機の口金から未加硫ゴムからなる帯状部材を押出した後、逆方向に回転する貼付ローラと被貼付部材との間に該帯状部材の始端を供給するものが開示されているが、このものにおいては、帯状部材の貼付ローラからの剥離部近傍に高圧のガス（エア、不活性ガス）を吹き付けて該帯状部材を貼付ローラから離脱させるとともに、該ガス圧により帯状部材を被貼付部材に密着させて巻き付けるようにしている。

しかしながら、前述した特許文献１に記載のものにあっては、熱風発生装置からの熱風を一方のローラに吹き付けるようにしているため、この熱風が拡散しながら該一方のローラの周囲の機器にも吹き付けられ、この結果、周囲の機器の温度が上昇しその作動に悪影響を与えてしまう。このため、周囲の機器を断熱材で保護したり、軸受として耐熱性に優れたものを使用しなければならず、装置が大型化するとともに高価となってしまうという課題があった。また、特許文献２に記載のものにあっては、帯状部材の走行速度が高速である場合には、帯状部材が貼付けローラからの離脱に失敗して貼付けローラに巻き付くことがあり、さらに、高圧ガスの吹き付けで大きな騒音が発生してしまうという課題があった。

この発明は、小型で静粛かつ安価でありながら、帯状部材の離脱を容易とすることができるローラおよび該ローラを用いた帯状部材の巻付け装置を提供することを目的とする。

このような目的は、第１に、金属からなる回転可能なローラ本体と、該ローラ本体に保持されるとともに、前記ローラ本体と一体的に回転する非粘着性材料から構成され、少なくとも外表面が未加硫ゴムからなる帯状部材が外周に接触するリング体とを備えたローラにより、達成することができる。

第２に、少なくとも外表面が未加硫ゴムからなる帯状部材が周囲に巻き付けられる回転可能な被巻回体と、該被巻回体より前方に設置され、前記帯状部材が間を通過した後、前記被巻回体に供給される逆方向に回転可能な一対のローラとを備え、前記一対のローラのうちの一方のローラの外周に前記帯状部材を接触させながら該一方のローラと被巻回体との間まで供給し、該一方のローラにより帯状部材を被巻回体に押付けて巻付けるようにした帯状部材の巻付け装置において、残り他方のローラを前述の解決手段の第１で説明したローラから構成した帯状部材の巻付け装置により、達成することができる。

この発明においては、ローラが、金属からなる回転可能なローラ本体と、該ローラ本体に保持され前記ローラ本体と一体的に回転する非粘着性材料からなるリング体とを備えているため、該ローラに熱風を吹き付けて該ローラを高温に加熱しなくても、また、該ローラと帯状部材との間に高圧ガスを吹き付けなくても、帯状部材をローラへの接触後に該ローラから容易かつ確実に離脱させることができ、装置を小型で安価とすることができるとともに、静粛なものとすることができる。そして、このようなローラは請求項７に記載のように、帯状部材の巻付け装置における他方のローラに好適である。

また、請求項２に記載のように構成すれば、熱膨張や押圧力の反力によるリング体の変形を効果的に抑制することができるとともに、リング体の交換を容易とすることができる。さらに、請求項３に記載のように構成すれば、熱膨張や押圧力の反力によるリング体の変形を強力に抑制することができる。また、請求項４に記載のように構成すれば、安価としながら帯状部材をローラから確実に離脱させることができる。さらに、請求項５に記載のように構成すれば、帯状部材はリング体の外周のみに接触することになり、帯状部材のローラからの離脱がより確実となる。また、請求項６に記載のように構成すれば、帯状部材とローラとの粘着力を必要に応じて適宜調節することができる。

この発明の実施形態１を示す概略側面図である。図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。ローラの分解斜視図である。この発明の実施形態２を示すローラ近傍の一部破断正面図である。この発明の実施形態３を示すローラ近傍の一部破断正面図である。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１において、11は拡縮径可能な円筒状の成形ドラムと、該成形ドラムの周囲に成形され略円弧状に膨出しているタイヤ中間体との複合体である被巻回体でり、この被巻回体11は図示していない駆動部から駆動力を受けて水平な軸線回りに回転することができる。ここで、前記被巻回体は回転可能な成形ドラム単体であってもよく、あるいは、外表面が加硫済みタイヤの内表面と同一形状である剛体コア単体、さらには、このような剛体コアと該剛体コアの周囲に成形されたタイヤ中間体との複合体であってもよい。

13は前記被巻回体11の前方に設置された押出し機であり、この押出し機13は前後方向および左右方向に移動可能であるとともに、垂直軸回りに旋回可能である。この押出し機13の上端部には、全体が未加硫ゴムからなるリボン状の帯状部材15を連続して押出す口金14が設けられ、この口金14から押し出された帯状部材15は押出し機13が被巻回体11の外表面に沿って水平移動することで、該被巻回体11の周囲に螺旋状に巻き付けられる。なお、この発明においては、前記帯状部材として複数本の有機繊維等からなる補強コードを未加硫ゴムからなるコーティングゴムで被覆したものであってもよく、少なくとも外表面が未加硫ゴムから構成されているものであればどのようなものでもよい。

前記被巻回体11より前方、詳しくは被巻回体11と押出し機13との間には上下に離れた一対の回転可能な上、下ローラ18、19が設置され、これらの上、下ローラ18、19は前記押出し機13と一体となって移動するとともに、その回転軸は互いに平行である。そして、これら上、下ローラ18、19間に前記押出し機13から押し出された帯状部材15が供給されると、該帯状部材15は逆方向に回転する上、下ローラ18、19に接触しながらこれらの間を通過して所定幅、所定厚さに整形（圧延を含む）された後、前記上、下ローラ18、19のうちの一方のローラ、ここでは下ローラ19の外周にほぼ 1/4周だけ接触（密着）しながら被巻回体11と下ローラ19との間まで走行する。このようにして帯状部材15が被巻回体11と下ローラ19との間まで供給されると、該帯状部材15は下ローラ19によって被巻回体11に押し付けられ、これにより、帯状部材15は下ローラ19から離脱して被巻回体11の周囲に螺旋状に巻き付けられる。

ここで、前記被巻回体11に対する帯状部材15の巻付けが終了すると、タイヤ中間体が成形ドラムから取り外される一方、新規のタイヤ中間体が成形ドラムの周囲に成形され、その後、タイヤ中間体に対し帯状部材15の巻き付けが開始されるが、このとき、押出し機13から押出された帯状部材15の始端が上、下ローラ18、19間に供給される。このとき、前記帯状部材15は前述のように少なくとも外表面が未加硫ゴムから構成されているので、上、下ローラが、例えばスチール、鉄系合金、アルミ系合金等の同一金属から構成されていると、上ローラに帯状部材が粘着してその周囲に巻き付くことがあるが、このように上ローラに巻き付くと、巻付け作業を一端中止して上ローラから巻き付いた帯状部材を除去しなければならない。

このようなことから、押出し機13から押出された帯状部材15の始端は必ず上ローラ18から離脱する一方、下ローラ19側に巻き付くようにしなければならないが、この実施形態においては、このような要求を満足させるため、上、下ローラ18、19のうち残り他方のローラとしての上ローラ18を、図２、３に示すように、金属からなり軸方向中央部外周面にフランジ部21ａを有する回転可能なローラ軸21と、スチール、鉄系合金、アルミ系合金等の金属からなり、前記ローラ軸21に着脱可能に取り付けられることで、該ローラ軸21と一体回転可能なローラ本体22と、前記ローラ本体22に保持され該ローラ本体22と一体的に回転する非粘着性材料から構成された略円筒状のリング体23とから構成されている。

このように前記残り他方の上ローラ18は、金属からなる回転可能なローラ本体22と、該ローラ本体22に保持され前記ローラ本体22と一体的に回転する非粘着性材料からなるリング体23とを備えているため、該上ローラ18に熱風を吹き付けて該上ローラ18を高温に加熱しなくても、また、該上ローラ18と帯状部材15との間に高圧ガスを吹き付けなくても、帯状部材15の上ローラ18（リング体23）への接触後に、該帯状部材15を上ローラ18から容易かつ確実に離脱させることができ、装置を小型で安価とすることができるとともに、静粛なものとすることができる。そして、このような上ローラ18は前述した帯状部材15の巻付け装置における他方のローラに好適である。

ここで、前記ローラ本体22は略リング状の一側部材25と、該一側部材25と対をなす他側部材26とから構成され、これら一側、他側部材25、26はそれぞれリング状を呈するリング部25ａ、26ａと、これらリング部25ａ、26ａの半径方向外端に一体形成されリング体23の内周面に外周面が面接触する円筒状の円筒部25ｂ、26ｂと、これら円筒部25ｂ、26ｂの軸方向外端から半径方向外側に向かって延びるフランジ部25ｃ、26ｃとから構成されている。

そして、前記一側部材25のリング部25ａを前記ローラ軸21のフランジ部21ａの軸方向一側面に当接させる一方、他側部材26のリング部26ａを前記フランジ部21ａの軸方向他側面に当接させるとともに、一側部材25のフランジ部25ｃをリング体23の軸方向一側面に当接させる一方、他側部材26のフランジ部26ｃをリング体23の軸方向他側面に当接させた状態で、これらリング部25ａ、26ａ、フランジ部21ａを締結機構としてのボルト27により共締めすることで、これら一側、他側部材25、26同士を互いに締結している。なお、この発明においては、締結機構としてバヨネット継手、ボルト・ナットを用いるようにしてもよい。

このようにリング体23の軸方向一側面に当接する一側部材25と、前記リング体23の軸方向他側面に当接する他側部材26とを締結機構（ボルト27）により締結するようにすれば、前記リング体23はこれら一側部材25と他側部材26とにより軸方向両側から強力に挟持され、これにより、リング体23が帯状部材15から熱を受けて熱膨張したり、あるいは、帯状部材15に対する上、下ローラ18、19の押圧力の反力により該リング体23が変形しようとしても、これらの変形を効果的に抑制することができるとともに、リング体23が摩耗したり破損した場合にも、ボルト27を取り外すことで、該リング体23を新品のものに容易に交換することができる。

また、この実施形態では前記リング体23の軸方向一側面および軸方向他側面に周方向に連続して延びる凹溝23ａおよび凹溝23ｂをそれぞれ形成する一方、一側部材25、詳しくはフランジ部25ｃのリング体23に当接する他側面、および、他側部材26、詳しくはフランジ部26ｃのリング体23に当接する一側面に前記凹溝23ａおよび凹溝23ｂと補完関係にある突起25ｄおよび突起26ｄをそれぞれ形成し、前記突起25ｄ、26ｄを対応する凹溝23ａ、23ｂにそれぞれ嵌合させるようにしている。このようにすれば、前述した熱膨張や押圧力の反力によるリング体23の変形を強力に抑制することができる。なお、この発明においては、リング体23側に突起を、一側、他側部材25、26（フランジ部25ｃ、26ｃ側）に凹溝を形成するようにしてもよい。また、この発明においては、前記突起、凹溝を周方向に断続的に複数個設けるようにしてもよい。

ここで、前述したリング体23を構成する非粘着性材料とは、対水接触角が90度を超える材料のことで、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフロオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂、あるいは、シロキサン結合による主骨格を持つシリコン樹脂を挙げることができる。なお、この実施形態では、リング体23を前記ポリテトラフルオロエチレンから構成している。

ここで、前述したフッ素樹脂およびシリコン樹脂は、未加硫ゴムに混入されている架橋剤、加硫剤、加硫促進剤等の各種薬品に対する耐薬品性、および、前記押出された帯状部材15は60〜70度Ｃであるが、このような高温の帯状部材15に接触しても殆ど影響を受けることのない耐熱性にも優れているので、押出し直後の帯状部材15に接触する上ローラ18のリング体23を構成する非粘着性材料として好適である。そして、このように非粘着性材料としてフッ素樹脂を用いれば、安価としながら帯状部材15をリング体23から確実に離脱させることができるので、好ましい。

また、この実施形態では、前記リング体23の外周における軸方向長さＬを、帯状部材15の幅Ｍより大としている。この結果、帯状部材15が上、下ローラ18、19間を通過するとき、該帯状部材15はリング体23の外周のみに接触する（金属である一側、他側部材25、26の外周には接触しない）ことになり、帯状部材15の上ローラ18からの離脱がより確実となる。さらに、前記上ローラ18、詳しくはリング体23、一側、他側部材25、26の直径を、軸方向両端から軸方向中央に向かうに従い徐々に小径とするとともに、下ローラ19の直径を前記上ローラ18と逆に軸方向両端から軸方向中央に向かうに従い徐々に大径とし、これら上ローラ18と下ローラ19との最接近部間に弧状の空隙を形成している。

この結果、前記帯状部材15は上、下ローラ18、19間を通過することで断面弧状に整形されるが、このように帯状部材15を断面弧状とすると、該帯状部材15が被巻回体11の周囲に螺旋状に巻き付けられたとき、帯状部材15の積層体におけるエア入りを効果的に抑制することができる。また、この実施形態では、上ローラ18（リング体23、一側、他側部材25、26）の外周および下ローラ19の外周における断面形状を同一曲率半径の単一円弧から構成しているが、このようにすると、これら上、下ローラ18、19の製造が容易となり安価に製作することができる。

なお、前述の実施形態においては、リング体23が設けられたローラを、押出し機13により押し出された直後の帯状部材15を整形する上ローラ18に用いたが、この発明においては、前記整形に加え、帯状部材15を被巻回体11に押し付けて該被巻回体11の周囲に貼付ける下ローラ19に用いるようにしてもよく、あるいは、帯状部材を下方から支持しながら搬送する一般的なローラコンベアの各ローラに用いたり、帯状部材をガイドするガイドローラに用いるようにしてもよく、帯状部材との接触時に、その始端が巻き付く事態が想定されるようなローラに好適である。

次に、前記実施形態１の作用について説明する。
被巻回体11の周囲に帯状部材15を螺旋状に巻き付ける場合には、前記被巻回体11を回転させる一方、押出し機13を作動して該押出し機13の口金14から未加硫ゴムからなる帯状部材15を押し出す。このようにして押出し機13（口金14）から押し出された帯状部材15の始端は上ローラ18と下ローラ19との間に供給され、これら上、下ローラ18、19間を通過するが、このとき、上ローラ18のリング体23を非粘着性材料（フッ素樹脂）から構成しているため、前記帯状部材15は上、下ローラ18、19間を通過後、上ローラ18から確実に離脱して下ローラ19の外周に密着する。その後、該帯状部材15は下ローラ19の外周にほぼ 1/4周だけ接触（密着）しながら被巻回体11と下ローラ19との間まで供給され、該位置において下ローラ19により被巻回体11に押し付けられる。これにより、帯状部材15は下ローラ19から離脱して被巻回体11の周囲に螺旋状に巻き付けられる。

このような帯状部材15の被巻回体11への巻付け時には、帯状部材15は押出し機13から連続して押出されるが、このとき、上ローラ18と下ローラ19の双方が同一材料、例えばスチールから構成されていると、上、下ローラ18、19間を帯状部材15が通過する際、帯状部材15が部分的に上ローラ18側に密着して引き伸ばされ、その後、下ローラ19に引っ張られて上ローラ18から剥離することがあるが、この実施形態では上ローラ18が前述のようにリング体23を備えているため、帯状部材15が上ローラ18に部分的に密着するようなことはなく、該帯状部材15の一部が引き伸ばされるような事態を効果的に抑制することができる。

図４はこの発明の実施形態２を示す図である。この実施形態においては、リング体37の外周における軸方向長さＬを帯状部材15の幅Ｍより小とするとともに、一側部材38および他側部材39の外周を前記リング体37の外周の延長線上に位置させ、帯状部材15の幅方向中央部がリング体37の外周に接触しているとき、該帯状部材15の幅方向両端部を金属からなる一側部材38および他側部材39の外周にも接触させるようにしてもよい。このようにすれば、リング体37の肉厚（軸方向長さＬ）を変更するすることで、帯状部材15と上ローラ40との粘着力を必要に応じて適宜調節することができる。なお、この発明においては、前記一側、他側部材38、39の代わりに非粘着性材料からなるリング体を、また、前記リング体37の代わりに金属からなるローラ本体を設け、これらローラ本体、リング体を締結して一体回転させるようにしてもよい。

図５はこの発明の実施形態３を示す図である。この実施形態においては、金属からなる一側、他側部材42、43により軸方向両側から挟持されたリング体44の半径方向外側部を前記一側、他側部材42、43の外周より半径方向外側に突出させ、帯状部材15が蛇行して該帯状部材15の幅方向にずれても帯状部材15がリング体44のみに常に接触するようにしている。このようにすれば、上ローラ45に接触した後の帯状部材15を該上ローラ45から確実かつ容易に離脱させることができる。

この発明は、少なくとも外表面が未加硫ゴムからなる帯状部材のローラへの接触後における離脱を容易とした産業分野に適用できる。

11…被巻回体 15…帯状部材
18…ローラ 19…ローラ
22…ローラ本体 23…リング体
23ａ、23ｂ…凹溝 25…一側部材
25ｄ、26ｄ…突起 26…他側部材
27…締結機構

Claims

金属からなる回転可能なローラ本体と、該ローラ本体に保持されるとともに、前記ローラ本体と一体的に回転する非粘着性材料から構成され、少なくとも外表面が未加硫ゴムからなる帯状部材が外周に接触するリング体とを備えたことを特徴とするローラ。
前記ローラ本体を、リング体の軸方向一側面に当接する一側部材と、前記リング体の軸方向他側面に当接する他側部材と、前記一側部材と他側部材とを締結することで、これら一側、他側部材によりリング体を軸方向両側から挟持する締結機構とから構成した請求項１記載のローラ。
前記リング体の軸方向一側面および軸方向他側面に周方向に延びる突起または凹溝を形成する一方、一側部材のリング体に当接する他側面および他側部材のリング体に当接する一側面に前記突起または凹溝と補完関係にある凹溝または突起を形成し、前記突起を対応する凹溝にそれぞれ嵌合させるようにした請求項２記載のローラ。
前記非粘着性材料としてフッ素樹脂を用いた請求項１〜３のいずれかに記載のローラ。
前記リング体の外周における軸方向長さＬを帯状部材の幅Ｍより大とした請求項２記載のローラ。
前記リング体の外周における軸方向長さＬを帯状部材の幅Ｍより小とするとともに、一側部材および他側部材の外周を前記リング体の外周の延長線上に位置させ、帯状部材の幅方向中央部がリング体の外周に接触しているとき、該帯状部材の幅方向両端部を一側部材および他側部材の外周にも接触させるようにした請求項２記載のローラ。
少なくとも外表面が未加硫ゴムからなる帯状部材が周囲に巻き付けられる回転可能な被巻回体と、該被巻回体より前方に設置され、前記帯状部材が間を通過した後、前記被巻回体に供給される逆方向に回転可能な一対のローラとを備え、前記一対のローラのうちの一方のローラの外周に前記帯状部材を接触させながら該一方のローラと被巻回体との間まで供給し、該一方のローラにより帯状部材を被巻回体に押付けて巻付けるようにした帯状部材の巻付け装置において、残り他方のローラを請求項１に記載のローラから構成したことを特徴とするローラを用いた帯状部材の巻付け装置。