JP2015214078A

JP2015214078A - 円筒状部材の成形方法および装置

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Publication number: JP2015214078A
Application number: JP2014097995A
Authority: JP
Inventors: 松村　謙介; Kensuke Matsumura; 謙介松村
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2015-12-03
Anticipated expiration: 2034-05-09
Also published as: JP5817884B1; EP3141382A1; KR101749557B1; US20170274607A1; CN106255588B; EP3141382B1; CN106255588A; US10183454B2; WO2015170748A1; EP3141382A4; KR20160137652A

Abstract

【課題】帯状部材を蛇行させずに精度よく円筒状に成形することができる円筒状部材の成形方法および装置を提供する。【解決手段】帯状部材８ａを搬送コンベヤベルト３に載置して成形ドラム２に搬送して巻き付ける前に、帯状部材８ａの長手方向全長に渡って帯状部材８ａの長手方向に沿って付された部材基準ラインＬ１の位置を巻き付け前位置センサ４により検知し、この検知データと、成形ドラム２のドラム軸心ＤＸに直交してドラム幅方向所定位置に設定されたドラム基準ラインＤＬの位置データとに基づいて、制御部６の制御により成形ドラム２を搬送コンベヤベルト３に対して相対的にドラム幅方向に移動させながら、帯状部材８ａを成形ドラム２に巻き付ける際の部材基準ラインＬ１をドラム基準ラインＤＬと一致させつつ、帯状部材８ａを成形ドラム２に巻き付けて円筒状に成形する。【選択図】図２

Description

本発明は、円筒状部材の成形方法および装置に関し、さらに詳しくは、帯状部材を蛇行させずに精度よく円筒状に成形することができる円筒状部材の成形方法および装置に関するものである。

タイヤ等のゴム製品の製造工程では、所定のコード角度で並列させた多数のスチールコードをゴムで被覆した帯状のベルト材が使用されている。このベルト材は、並列したスチールコードをゴム被覆した部材を、コード角度に合わせて設定された所定角度で、所定長さに切断し、切断した多数の部材どうしを接合することによって形成されている（例えば、特許文献１参照）。この帯状のベルト材は成形ドラムに巻き付けられて円筒状に成形される。また、タイヤのトレッドを構成するトレッドゴムは帯状の未加硫ゴムが成形ドラムに巻き付けられて円筒状に成形される。

帯状のベルト材や帯状の未加硫ゴムが蛇行して成形ドラムに巻き付けられると、ドラム幅方向に歪みがある円筒状部材が成形されることになる。このような歪みがある円筒状部材を用いてタイヤを製造すると、一定のタイヤ品質を確保することが困難になる。そのため、帯状部材を蛇行させずに精度よく成形ドラムに巻き付けて円筒状に成形することが重要である。

特開２００９−２２６８１７号公報

本発明の目的は、帯状部材を蛇行させずに精度よく円筒状に成形することができる円筒状部材の成形方法および装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の円筒状部材の成形方法は、搬送コンベヤベルトに載置されている帯状部材を成形ドラムに搬送し、この成形ドラムに巻き付けて円筒状に成形する円筒状部材の成形方法において、前記帯状部材を前記成形ドラムに巻き付ける前に、この帯状部材の長手方向全長に渡ってこの帯状部材の長手方向に沿って付された部材基準ラインの位置を巻き付け前位置センサにより検知し、この巻き付け前位置センサによる検知データと、前記成形ドラムのドラム軸心に直交してドラム幅方向所定位置に設定されたドラム基準ラインの位置データとに基づいて、制御部の制御により前記成形ドラムを前記搬送コンベヤベルトに対して相対的にドラム幅方向に移動させながら、前記部材基準ラインを前記ドラム基準ラインと一致させつつ、前記帯状部材を前記成形ドラムに巻き付けて円筒状に成形することを特徴とする。

本発明の円筒状部材の成形装置は、載置されている帯状部材を搬送する搬送コンベヤベルトと、搬送した前記帯状部材を巻き付けて円筒状に成形する成形ドラムとを備えた円筒状部材の成形装置において、前記搬送コンベヤベルトに載置されている帯状部材の長手方向全長に渡ってこの帯状部材の長手方向に沿って付された部材基準ラインの位置を検知する巻き付け前位置センサと、この巻き付け前位置センサの検知データが入力される制御部とを備え、この制御部に前記成形ドラムのドラム軸心に直交してドラム幅方向所定位置に設定されたドラム基準ラインの位置データが予め入力されていて、前記巻き付け前位置センサによる検知データと前記ドラム基準ラインの位置データとに基づいて、前記制御部の制御により前記成形ドラムを前記搬送コンベヤベルトに対して相対的にドラム幅方向に移動させながら、前記部材基準ラインと前記ドラム基準ラインとを一致させつつ、前記帯状部材を前記成形ドラムに巻き付けて円筒状に成形する構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、搬送コンベヤベルトに載置されている帯状部材に付された部材基準ラインの位置データと、成形ドラムのドラム軸心に直交してドラム幅方向所定位置に設定されたドラム基準ラインの位置データとに基づいて、制御部の制御により前記成形ドラムを前記搬送コンベヤベルトに対して相対的にドラム幅方向に移動させながら、前記部材基準ラインを前記ドラム基準ラインと一致させつつ、前記帯状部材を前記成形ドラムに巻き付けて円筒状に成形するので、帯状部材を蛇行させずに精度よく円筒状に成形することができる。これに伴い、この成形した円筒状部材を用いて製造されたタイヤを一定品質にするには有利になる。

ここで、前記円筒状部材の外周面に別の帯状部材を積層して巻き付けて円筒状に成形するに際して、前記別の帯状部材を前記円筒状部材の外周面に巻き付ける前に、この別の帯状部材の長手方向全長に渡ってこの別の帯状部材の長手方向に沿って付された部材基準ラインの位置を前記巻き付け前位置センサにより検知し、この巻き付け前位置センサによるこの別の帯状部材の検知データと、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置データとに基づいて、前記制御部の制御により前記成形ドラムを前記搬送コンベヤベルトに対して相対的にドラム幅方向に移動させながら、前記別の帯状部材に付された部材基準ラインを、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインと一致させつつ、前記別の帯状部材を巻き付けることもできる。これにより、成形ドラムに形成されている円筒状部材に対して、後から積層する別の帯状部材を蛇行させず、かつ、帯状部材どうしを幅方向にずらすことなく、精度よく円筒状に成形することができる。

巻き付け後位置センサにより、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を検知し、この検知データに基づいて、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を取得することもできる。この場合、成形ドラムに巻き付いている円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を検知するので、一段と精度よく円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を取得できる。

或いは、前記帯状部材を前記成形ドラムに巻き付ける際に、この帯状部材の前記部材基準ラインの位置データを前記制御部に記憶しておき、この記憶した位置データに基づいて、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を取得することもできる。この場合、成形ドラムに巻き付いている円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を検知するセンサを新たに設ける必要がない。

本発明の円筒状部材の成形装置を側面視で例示する説明図である。図１の成形装置を平面視で例示する説明図である。帯状部材を成形ドラムに巻き付けている工程を平面視で例示する説明図である。帯状部材を円筒状に形成した円筒状部材をドラム正面視で例示する説明図である。円筒状部材の外周面に巻き付ける別の帯状部材を搬送コンベヤベルトに載置した状態を平面視で例示する説明図である。図５の別の帯状部材を成形ドラムに巻き付けている工程を平面視で例示する説明図である。円筒状部材の外周面に別の帯状部材を積層した巻き付けた状体をドラム正面視で例示する説明図である。

以下、本発明の円筒状部材の成形方法および装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に例示する本発明の円筒状部材の成形装置１（以下、成形装置１という）は、帯状部材８（８ａ、８ｂ）を円筒状部材９に成形する。帯状部材８としては、タイヤ等のゴム製品の補強材として使用されるベルト材、空気入りタイヤのトレッドゴムやサイドゴム等の様々なゴム押し出し部材等を例示できる。ベルト材は、所定のコード角度で並列させた多数のスチールコードをゴムで被覆した部材である。

帯状部材８には、長手方向全長に渡ってこの帯状部材８ａ、８ｂの長手方向に沿って付された部材基準ラインＬ１、Ｌ２が付されている。例えば、帯状部材８の幅方向中心位置に部材基準ラインＬ１、Ｌ２が付される。それぞれの部材基準ラインＬ１、Ｌ２は互いを一致させる位置を示すものであればよく、帯状部材８ａ、８ｂの任意の幅方向位置に付すことができる。部材基準ラインＬ１、Ｌ２は、例えば、帯状部材８に形成された突状ラインや溝状ライン、或いは、塗布された色付きのライン等である。

成形装置１は、帯状部材８を載置して搬送する搬送コンベヤベルト３と、搬送した帯状部材８を巻き付けて円筒状に成形する成形ドラム２と、帯状部材８に付された部材基準ラインＬ１、Ｌ２の位置を検知する巻き付け前位置センサ４と、巻き付け前位置センサ４の検知データが入力される制御部６とを備えている。この実施形態では、さらに、円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１、Ｌ２の位置を検知する巻き付け後位置センサ５を備えている。巻き付け後位置センサ５の検知データも制御部６に入力される。巻き付け前位置センサ４および巻き付け後位置センサ５は、例えば、撮影した画像データを取得できるカメラである。

この実施形態では、２つの搬送コンベヤベルト３ａ、３ｂが前後に接続されている。搬送方向前側の搬送コンベヤベルト３ａは成形ドラム２の下方位置まで延設されている。搬送コンベヤベルト３は、その搬送方向が成形ドラム２のドラム軸心ＤＸに直交した配置になっている。

巻き付け前位置センサ４は、例えば、それぞれの搬送コンベヤベルト３ａ、３ｂの上方位置で搬送コンベヤベルト３ａ、３ｂの間近傍に配置される。巻き付け後位置センサ５は、成形ドラム２の周面に検知部を向けて配置されている。

成形ドラム２は円筒体であり、成形ドラム２をドラム幅方向に移動させる移動機構７が備わっている。移動機構７として油圧シリンダ等を用いることができる。移動機構７の動きは制御部６によって制御される。尚、成形ドラム２を所定位置に固定して、搬送コンベヤ３ａを移動機構７によりドラム幅方向に移動させる構成にしてもよい。

制御部６には、成形ドラム２のドラム軸心ＤＸに直交してドラム幅方向所定位置に設定されたドラム基準ラインＤＬの位置データが予め入力されている。ドラム基準ラインＤＬは例えばドラム幅方向中心位置にする。ドラム基準ラインＤＬはドラム幅方向の任意の位置に設定することが可能である。成形ドラム２の回転速度、搬送コンベヤベルト３の搬送速度は制御部６により制御される。

次に、本発明の円筒状部材の成形方法の手順の一例を説明する。

図１、図２に例示するように、２つの搬送コンベヤベルト３を同じ搬送速度にして同期走行させて、帯状部材８ａを後側の搬送コンベヤベルト３ｂから前側の搬送コンベヤベルト３ａに移動させる。この移動の際に、巻き付け前位置センサ４によって、搬送コンベヤベルト３に載置されている帯状部材８ａの長手方向全長に渡って部材基準ラインＬ１の位置を検知する。

次いで、図３に例示するように、搬送コンベヤベルト３ａの搬送速度と、成形ドラムの外周面での周速度を同じ速度にして稼働させることにより、搬送コンベヤベルト３ａに移動させた帯状部材８ａを成形ドラム２の外周面に転写するように移動させて巻き付ける。この際に、巻き付け前位置センサ４による検知データ（部材基準ラインＬ１の位置データ）と、ドラム基準ラインＤＬの位置データとに基づいて、制御部６の制御により移動機構７を動かして成形ドラム２を搬送コンベヤベルト３ａに対してドラム幅方向に移動させる。

このような制御部６による制御によって、帯状部材８ａを成形ドラム２に巻き付けながら、帯状部材８ａを成形ドラム２に巻き付ける際の部材基準ラインＬ１とドラム基準ラインＤＬとのドラム幅方向位置を一致させつつ、帯状部材８ａを成形ドラム２に巻き付けて図４に例示する円筒状部材９を成形する。

ドラム基準ラインＤＬは、成形ドラムのドラム軸心ＤＸに直交した直線である。したがって、成形ドラム２に巻き付ける前の帯状部材８ａ（部材基準ラインＬ１）が蛇行していても、部材基準ラインＬ１をドラム基準ラインＤＬと一致させて帯状部材８ａを成形ドラム２に巻き付けることにより、帯状部材８ａを蛇行させずに精度よく円筒状に成形することができる。これに伴い、この成形した円筒状部材９を用いて製造されたタイヤは、ユニフォミティ等に優れ、一定品質を確保するには有利になる。

次いで、この成形した円筒状部材９の外周面に別の帯状部材８ｂを積層して巻き付けて円筒状に成形する手順の一例を説明する。

図５に例示するように、２つの搬送コンベヤベルト３を同じ搬送速度にして同期走行させて、帯状部材８ｂを後側の搬送コンベヤベルト３ｂから前側の搬送コンベヤベルト３ａに移動させる。この移動の際に、巻き付け前位置センサ４によって、搬送コンベヤベルト３に載置されている帯状部材８ｂの長手方向全長に渡って部材基準ラインＬ２の幅方向位置を検知する。

次いで、図６に例示するように、搬送コンベヤベルト３ａの搬送速度と、成形ドラム２の外周面での周速度を同じ速度にして稼働させることにより、搬送コンベヤベルト３ａに移動させた帯状部材８ｂを円筒状部材９の外周面に転写するように移動させて巻き付ける。尚、より好ましくは、搬送コンベヤベルト３ａの搬送速度と、円筒状部材９の外周面での周速度を同じ速度にして稼働させることにより、搬送コンベヤベルト３ａに移動させた帯状部材８ｂを円筒状部材９の外周面に転写するように移動させて巻き付ける。即ち、成形ドラム２の外周面よりも帯状部材８ａの厚みだけ外周側に位置する円筒状部材９の外周面での周速度を制御部６により算出して、この算出した周速度で成形ドラム２を回転させる。

帯状部材８ｂを円筒状部材９の外周面に巻き付ける際に、巻き付け前位置センサ４により検知した帯状部材８ｂの検知データ（部材基準ラインＬ２の位置データ）と、円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１の位置データとに基づいて、制御部６の制御により移動機構７を動かして成形ドラム２を搬送コンベヤベルト３ａに対してドラム幅方向に移動させる。

このような制御部６による制御によって、帯状部材８ｂを成形ドラム２に巻き付けながら、帯状部材８ｂを成形ドラム２に巻き付ける際の部材基準ラインＬ２と、円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１とのドラム幅方向位置を一致させつつ、帯状部材８ｂを成形ドラム２に巻き付けて図７に例示するように円筒状に成形する。

円筒状部材９は成形ドラム２に対して僅かならが蛇行して巻き付いている場合もあるので、別の帯状部材８ｂを巻き付ける際に、成形ドラム２を基準にして巻き付けると、別の帯状部材８ｂは蛇行することがある。また、別の帯状部材８ｂが先の帯状部材８ａに対して、予め設定している所定位置から幅方向にオフセットして巻き付けられるという不具合が発生する可能性がある。ところが、この実施形態では、円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１の位置データを基準にして別の帯状部材８ｂを巻き付けるので、円筒状部材９に対して、後から積層する別の帯状部材８ｂを蛇行させず、かつ、帯状部材８ａ、８ｂどうしを幅方向にずらす（オフセットさせる）となく、精度よく円筒状に成形することができる。

円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１の位置は、巻き付け後位置センサ５により、円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１の位置を検知し、この検知データに基づいて取得する。この場合、成形ドラム２に巻き付いている円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１の位置を直接検知するので、一段と精度よく円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１の位置を取得できる。

円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１の位置を取得するには他の方法でもよい。例えば、帯状部材８ａを成形ドラム２に巻き付ける際に、この帯状部材８ａの部材基準ラインＬ１の位置データを制御部６に記憶しておく。即ち、帯状部材８ａを成形ドラム２に巻き付ける時の部材基準ラインＬ１の成形ドラム２に対する位置（ドラム幅方向および周方向位置）を円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１の位置として記憶する。そして、この記憶した部材基準ラインＬ１の位置データに基づいて、円筒状部材９に付されている部材基準ラインＬ１の位置を取得する。この場合は、巻き付け後位置センサ５が不要になる。

帯状部材８ｂの外周面にさらに別の帯状部材を積層させて巻き付けて円筒状に成形する場合も、上述した帯状部材８ｂを円筒状に成形する場合と同じ手順を行えばよい。例えば、空気入りタイヤの製造工程において、円筒状のベルト材を成形する際に本発明を適用することができる。

即ち、成形ドラム２にまず、一層目の帯状のベルト材（帯状部材８ａ）を巻き付けて円筒状部材９を成形し、この円筒状部材９の外周面に二層目の帯状のベルト材（帯状部材８ｂ）を巻き付けて円筒状に成形し、次いで、この二層目の帯状のベルト材を円筒状に成形した円筒状部材９の外周面に帯状のトレッドゴムを巻き付けて円筒状に成形する。

１成形装置
２成形ドラム
３（３ａ、３ｂ）搬送コンベヤベルト
４巻き付け前位置センサ
５巻き付け後位置センサ
６制御部
７移動機構
８（８ａ、８ｂ）帯状部材
９円筒状部材
ＤＬドラム基準ライン
ＤＸドラム軸心
Ｌ１、Ｌ２部材基準ライン

Claims

搬送コンベヤベルトに載置されている帯状部材を成形ドラムに搬送し、この成形ドラムに巻き付けて円筒状に成形する円筒状部材の成形方法において、
前記帯状部材を前記成形ドラムに巻き付ける前に、この帯状部材の長手方向全長に渡ってこの帯状部材の長手方向に沿って付された部材基準ラインの位置を巻き付け前位置センサにより検知し、この巻き付け前位置センサによる検知データと、前記成形ドラムのドラム軸心に直交してドラム幅方向所定位置に設定されたドラム基準ラインの位置データとに基づいて、制御部の制御により前記成形ドラムを前記搬送コンベヤベルトに対して相対的にドラム幅方向に移動させながら、前記部材基準ラインを前記ドラム基準ラインと一致させつつ、前記帯状部材を前記成形ドラムに巻き付けて円筒状に成形することを特徴とする円筒状部材の成形方法。
前記円筒状部材の外周面に別の帯状部材を積層して巻き付けて円筒状に成形するに際して、
前記別の帯状部材を前記円筒状部材の外周面に巻き付ける前に、この別の帯状部材の長手方向全長に渡ってこの別の帯状部材の長手方向に沿って付された部材基準ラインの位置を前記巻き付け前位置センサにより検知し、この巻き付け前位置センサによるこの別の帯状部材の検知データと、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置データとに基づいて、前記制御部の制御により前記成形ドラムを前記搬送コンベヤベルトに対して相対的にドラム幅方向に移動させながら、前記別の帯状部材に付された部材基準ラインを、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインと一致させつつ、前記別の帯状部材を巻き付ける請求項１に記載の円筒状部材の成形方法。
巻き付け後位置センサにより、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を検知し、この検知データに基づいて、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を取得する請求項２に記載の円筒状部材の成形方法。
前記帯状部材を前記成形ドラムに巻き付ける際に、この帯状部材の前記部材基準ラインの位置データを前記制御部に記憶しておき、この記憶した位置データに基づいて、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を取得する請求項２に記載の円筒状部材の成形方法。
載置されている帯状部材を搬送する搬送コンベヤベルトと、搬送した前記帯状部材を巻き付けて円筒状に成形する成形ドラムとを備えた円筒状部材の成形装置において、
前記搬送コンベヤベルトに載置されている帯状部材の長手方向全長に渡ってこの帯状部材の長手方向に沿って付された部材基準ラインの位置を検知する巻き付け前位置センサと、この巻き付け前位置センサの検知データが入力される制御部とを備え、この制御部に前記成形ドラムのドラム軸心に直交してドラム幅方向所定位置に設定されたドラム基準ラインの位置データが予め入力されていて、前記巻き付け前位置センサによる検知データと前記ドラム基準ラインの位置データとに基づいて、前記制御部の制御により前記成形ドラムを前記搬送コンベヤベルトに対して相対的にドラム幅方向に移動させながら、前記部材基準ラインと前記ドラム基準ラインとを一致させつつ、前記帯状部材を前記成形ドラムに巻き付けて円筒状に成形する構成にしたことを特徴とする円筒状部材の成形装置。
前記成形ドラムに巻き付けて成形された前記円筒状部材の外周面に別の帯状部材を積層して巻き付けて円筒状に成形するに際して、前記搬送コンベヤベルトに載置されている前記別の帯状部材の長手方向全長に渡ってこの別の帯状部材の長手方向に沿って付された部材基準ラインの位置を前記巻き付け前位置センサにより検知し、この巻き付け前位置センサによる前記別の帯状部材の検知データと、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置データとに基づいて、前記制御部の制御により前記成形ドラムを前記搬送コンベヤベルトに対して相対的にドラム幅方向に移動させながら、前記別の帯状部材に付された部材基準ラインを、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインと一致させつつ、前記別の帯状部材を巻き付ける構成にした請求項５に記載の円筒状部材の成形装置。
前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を検知する巻き付け後位置センサを備え、この巻き付け位置センサによる検知データに基づいて、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を取得する構成にした請求項６に記載の円筒状部材の成形方法。
前記帯状部材を前記成形ドラムに巻き付ける際に、この帯状部材の前記部材基準ラインの位置データを前記制御部に記憶しておき、この記憶した位置データに基づいて、前記円筒状部材に付されている前記部材基準ラインの位置を取得する構成にした請求項６に記載の円筒状部材の成形装置。