JP2017140752A - 巻付け装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ビードリングに設けられたベント流路の目詰まりを抑制しうるタイヤ加硫金型に関する。
【解決手段】第1帯状部材5及び第2帯状部材6を巻きつけるための巻付け装置1である。帯状部材を送り出す第1アプリケータ11及び第2アプリケータ12を含んでいる。第1アプリケータ11は、被巻付け体2に螺旋状に第1帯状部材5を巻きつける。第2アプリケータ12は、第1アプリケータ11と干渉しない位置で、被巻付け体2に螺旋状に第2帯状部材5を巻きつける。第1アプリケータ11には、センサ光24を出力する発光器25が設けられている。第2アプリケータ12には、第2アプリケータ12の位置が予め定められた範囲にあるときに、センサ光24を受け取る受光器26が設けられている。受光器26の信号レベルに基づいて、第1アプリケータ11又は第2アプリケータ11を停止させる制御手段9を含んでいる。
【選択図】図4
【解決手段】第1帯状部材5及び第2帯状部材6を巻きつけるための巻付け装置1である。帯状部材を送り出す第1アプリケータ11及び第2アプリケータ12を含んでいる。第1アプリケータ11は、被巻付け体2に螺旋状に第1帯状部材5を巻きつける。第2アプリケータ12は、第1アプリケータ11と干渉しない位置で、被巻付け体2に螺旋状に第2帯状部材5を巻きつける。第1アプリケータ11には、センサ光24を出力する発光器25が設けられている。第2アプリケータ12には、第2アプリケータ12の位置が予め定められた範囲にあるときに、センサ光24を受け取る受光器26が設けられている。受光器26の信号レベルに基づいて、第1アプリケータ11又は第2アプリケータ11を停止させる制御手段9を含んでいる。
【選択図】図4
Description
本発明は、帯状部材の巻付け装置に関し、詳しくは、帯状部材を被巻付け体に精度良く巻き付けることができる装置に関する。
例えば、下記特許文献1には、円筒状のタイヤ部材を成形するために、第1帯状部材及び第2帯状部材を、それぞれ、回転する被巻付け体に連続的に送り出して巻きつけるための第1のアプリケータ及び第2のアプリケータを有する巻付け装置が提案されている。このような巻付け装置は、2本の帯状部材を同時に被巻付け体に巻付けることができるので、タイヤ部材の生産性を高めることができる。
ところで、巻付け装置は、第1のアプリケータ及び第2のアプリケータの位置を互いに関連付けて停止させたい場合がある。例えば、タイヤ部材のユニフォミティを高めるために、第1帯状部材と第2帯状部材とを、被巻付け体の回転軸方向の同じ位置で巻付け終了することが望まれる場合がある。しかしながら、第1のアプリケータと第2のアプリケータとを関連付けて正確に停止させることは、従来では困難であった。
発明者らは、種々の実験の結果、一方のアプリケータにセンサ光を出力する発光器を設け、かつ、他方のアプリケータに前記センサ光を受け取る受光器を設け、各アプリケータ間の位置関係を制御することにより、第1のアプリケータと第2のアプリケータとを関連付けて正確に停止させることができ、ひいては各帯状部材の巻付け精度を向上させ得ることを見出した。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、各アプリケータに発光器又は受光器を設けることを基本として、第1帯状部材及び第2帯状部材を互いに精度良く巻付けることができる巻付け装置を提供することを主たる目的としている。
本発明は、互いに独立した第1帯状部材及び第2帯状部材を、それぞれ、回転する被巻付け体に、連続的に送り出して巻きつけるための巻付け装置であって、前記第1帯状部材を前記被巻付け体に送り出す第1アプリケータと、前記第2帯状部材を前記被巻付け体に送り出す第2アプリケータとを含み、前記第1アプリケータは、前記被巻付け体の回転軸方向に移動することにより、前記被巻付け体に螺旋状に前記第1帯状部材を巻きつけ可能であり、前記第2アプリケータは、前記第1アプリケータと干渉しない位置で、前記回転軸方向に移動することにより、前記被巻付け体に螺旋状に前記第2帯状部材を巻きつけ可能であり、前記第1アプリケータには、前記第2アプリケータに向かってセンサ光を出力する発光器が設けられており、前記第2アプリケータには、前記回転軸方向において、前記第1アプリケータに対する前記第2アプリケータの位置が予め定められた範囲にあるときに、前記センサ光を受け取る受光器が設けられており、前記受光器の信号レベルに基づいて、前記第1アプリケータ又は前記第2アプリケータを停止させる制御手段を含むことを特徴とする。
本発明の巻付け装置において、前記受光器は、前記第1帯状部材と前記第2帯状部材とが、前記回転軸方向で同じ位置に巻かれているときに前記センサ光を受け取れるように、前記第2アプリケータに固定されているのが望ましい。
本発明の巻付け装置において、前記発光器には、前記センサ光を絞るためのスリットを具えたフィルタ部材が設けられているのが望ましい。
本発明の巻付け装置において、前記受光器には、前記センサ光を絞るためのスリットを具えたフィルタ部材が設けられているのが望ましい。
本発明の巻付け装置において、前記フィルタ部材の前記センサ光が照射される表面部分は、黒色であるのが望ましい。
本発明の巻付け装置は、前記発光器と前記受光器との間隔を調整可能な調整手段をさらに含むのが望ましい。
本発明は、互いに独立した第1帯状部材及び第2帯状部材を、それぞれ、回転する被巻付け体に、連続的に送り出して巻きつけるための巻付け装置であって、第1帯状部材を被巻付け体に送り出す第1アプリケータと、第2帯状部材を被巻付け体に送り出す第2アプリケータとを含み、第1アプリケータは、被巻付け体の回転軸方向に移動することにより、被巻付け体に螺旋状に第1帯状部材を巻きつけ可能であり、第2アプリケータは、第1アプリケータと干渉しない位置で、回転軸方向に移動することにより、被巻付け体に螺旋状に第2帯状部材を巻きつけ可能である。このような巻付け装置は、2つ帯状部材を同時に被巻付け体に巻付けることができ、ひいては、被巻付け体上に、帯状部材の巻回体を効率良く生産し得る。
本発明の巻付け装置において、第1アプリケータには、第2アプリケータに向かってセンサ光を出力する発光器が設けられており、第2アプリケータには、回転軸方向において、第1アプリケータに対する前記第2アプリケータの位置が予め定められた範囲にあるときに、センサ光を受け取る受光器が設けられている。さらに、本発明の巻付け装置には、受光器の信号レベルに基づいて、第1アプリケータ又は第2アプリケータを停止させる制御手段が含まれている。このような制御手段は、第1アプリケータと第2アプリケータとの位置を互いに関連付けて、それらを停止させることができる。従って、本発明の巻付け装置は、例えば、第1帯状部材及び第2帯状部材の巻付け終端の位置を正確に決定することができ、ひいては帯状部材を被巻付け体に精度良く巻き付けることができる。
以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
図1には、本実施形態の巻付け装置1の側面図が示されている。図2には、図1に示された巻付け装置1の背面図が示されている。図1は、図2のA方向から見た側面図であり、各部の構成を理解し易くするために、部材の一部が省略されている。
図1には、本実施形態の巻付け装置1の側面図が示されている。図2には、図1に示された巻付け装置1の背面図が示されている。図1は、図2のA方向から見た側面図であり、各部の構成を理解し易くするために、部材の一部が省略されている。
図1に示されるように、本実施形態の巻付け装置1は、互いに独立した第1帯状部材5及び第2帯状部材6を、それぞれ、回転する被巻付け体2に、連続的に送り出して巻きつけることができる。巻付け装置1は、例えば、生タイヤを作るための各種のタイヤ部材、例えば、トレッドゴム、ベルト層、バンド層等の成形に用いられるのが望ましい。但し、巻付け装置1は、このような態様に限定されるものではない。
被巻付け体2は、例えば、円筒面2sを有する円筒状のドラムであって、その中心軸を回転軸2cとして回転することができる。本実施形態の回転軸2cは、例えば、水平方向に沿ってのびている。但し、被巻付け体2は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、シェーピングされたカーカスプライを有する生タイヤ基体であっても良い。
各帯状部材5、6は、例えば、未加硫のゴムストリップであり、本実施形態では、互いに同一のものが用いられている。ゴムストリップとしては、例えば、ゴム単体のものや、ゴムの内部に1本又は複数本の有機繊維コードが配されたゴム・コード複合体であっても良い。本実施形態では、このような帯状部材5、6が被巻付け体2の円筒面2sに螺旋状に巻付けられることにより、環状のジョイントレスのバンドプライが形成される。
巻付け装置1は、本体フレーム10と、本体フレーム10に支持された第1アプリケータ11及び第2アプリケータ12とを含んでいる。
本体フレーム10は、例えば、スライド機構13を介して床面に固定されている。スライド機構13は、本体フレーム10を前後方向(図1では、左右方向)に移動可能に支持することができる。本体フレーム10は、例えば、スライド機構13と本体フレーム10との間に設けられた昇降手段(図示省略)によって、上下方向にも移動可能に支持されるのが望ましい。
図2に示されるように、本体フレーム10は、例えば、上下にのびる一対の縦フレーム15、15と、各縦フレーム15、15の間に架設された複数の横フレーム16とを含んでいる。これにより、本体フレーム10は、枠状に構成されている。
本体フレーム10には、後述する各アプリケータ11、12を、それぞれ独立して被巻付け体2の回転軸方向に移動させるための上、下の横移動手段14が設けられている。各横移動手段14は、例えば、前記回転軸方向に沿ってのびているレール17及びボールネジ18を含んでいる。レール17及びボールネジ18は、縦フレーム15、15に架設されている。但し、横移動手段14は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、アクチュエータ、リンク、巻掛伝導手段等、種々の構成が採用される。
第1アプリケータ11は上の横移動手段14に、第2アプリケータ12は下の横移動手段14にそれぞれ支持されている。これにより、第1アプリケータ11と第2アプリケータ12とは、互いに干渉しない位置に設けられる。本実施形態では、各アプリケータ11、12に、ボールネジ18が螺合するボールナットが設けられている。従って、ボールネジ18を図示しない電動モータで回転させることにより、各アプリケータ11、12がレール17に沿って前記回転軸方向に移動することができる。また、各アプリケータ11、12は、互いに独立して前記回転軸方向に移動することができる。
図1に示されるように、第1アプリケータ11及び第2アプリケータ12は、主要部が同一に構成されている。第1アプリケータ11及び第2アプリケータ12は、例えば、搬送コンベア19を有している。各搬送コンベア19は、上流から供給された第1帯状部材5又は第2帯状部材6を載せて、被巻付け体2側へと送り出す駆動コンベアである。被巻付け体2に供給された帯状部材5、6は、貼付けローラ20によって被巻付け体2に押圧される。帯状部材5、6の始端を円筒面2sに固着した後、被巻付け体2と搬送コンベア19とを同期させて駆動することにより、帯状部材5、6が被巻付け体2に連続的に巻付けられる。この巻付動作中、各アプリケータ11、12が前記回転軸方向に移動することにより、帯状部材5、6が被巻付け体2に螺旋状に巻付けられる。このような巻付け装置1は、2つの帯状部材5、6を同時に被巻付け体に巻付けることができ、ひいては、被巻付け体2上に、帯状部材5、6の巻回体を効率良く生産し得る。
各アプリケータ11、12は、例えば、先端部23a、23bと被巻付け体2との距離を調整できる伸張アーム部22a、22bを有している。このようなアプリケータ11、12は、様々な大きさの被巻付け体2に対応することができる。
図3及び図4には、巻付け装置1を被巻付け体2側から見た要部拡大図が示されている。図3及び図4において、(a)は、巻付け動作中の第1アプリケータ11の先端部23a及び第2アプリケータ12の先端部23bを示し、(b)は、そのときの被巻付け体2に巻かれた各帯状部材5、6の状態を示す被巻付け体2の断面図が示されている。
図3(a)、(b)に示されるように、例えば、第1アプリケータ11及び第2アプリケータ12は、それぞれ、被巻付け体2の回転軸方向(図3では、左右方向)の両端に位置し、そこで帯状部材5、6の巻付け始端5s、6sが被巻付け体2に貼付けられる。次に、図4(a)、(b)に示されるように、横移動手段14によって、第1アプリケータ11及び第2アプリケータ12は、被巻付け体2の中央部に向かって互いに接近する向きに移動する。これにより、第1アプリケータ11は、被巻付け体2に帯状部材5を螺旋状に巻付けながら、第2アプリケータ12側(左側)に移動する。同時に、第2アプリケータ12は、被巻付け体2に帯状部材6を螺旋状に巻付けながら、第1アプリケータ11側(右側)に移動する。第1アプリケータ11及び第2アプリケータ12は、互いに前記回転方向の同じ位置まで移動し得る。これにより、被巻付け体2上に第1端B1から第2端B2まで連続するバンド層Bを形成することができる。また、帯状部材5、6の巻付け終端5e、6eが前記回転軸方向で同じ位置に設けられている。
本実施形態では、第1アプリケータ11には、第2アプリケータ12に向かってセンサ光24を出力する発光器25が設けられている。第2アプリケータ12には、前記センサ光24を受け取る受光器26が設けられている。発光器25及び受光器26としては、例えば、レーザ光を用いたレーザ投光器及びレーザ受光器が好適に用いられる。
第1アプリケータ11に設けられた発光器25は、例えば、第1帯状部材5が巻付けられている間、センサ光24を出力する。
第2アプリケータ12に設けられた受光器26は、前記回転軸方向において、第1アプリケータ11に対する第2アプリケータ12の位置が予め定められた範囲にあるとき、センサ光24を受け取ることができる。本実施形態の発光器25及び受光器26は、例えば、各アプリケータ11、12の一方側(図4では右側)に設けられている。本実施形態では、第1帯状部材5と第2帯状部材6とが実質的に前記回転方向の同じ位置に巻かれたときに、受光器26がセンサ光24を受け取ることができるように設定されている。
図2に示されるように、巻付け装置1は、受光器26の信号レベルに基づいて、第1アプリケータ11又は第2アプリケータ12を停止させる制御手段9を含んでいる。制御手段9は、例えば、受光器26の受光量と、予め設定した基準受光量(閾値)とを比較し、受光量が基準受光量を超える位置で各アプリケータ11、12の一方又は両方を停止させる。本実施形態の制御手段9は、例えば、ボールネジ18を回転させる電動モータを停止させることにより、アプリケータ11、12を停止させることができる。これにより、本実施形態では、第1帯状部材5の終端5eと第2帯状部材6の終端6eとを前記回転軸方向でぴったり同じ位置に配することができ、ひいてはユニフォミティに優れたバンド層を形成することができる。
制御手段9は、第1アプリケータ11と第2アプリケータ12との位置を互いに関連付けて、それらを停止させることができる。従って、各帯状部材5、6の巻付け終端の位置を正確にすることができる。特に本実施形態のように、各帯状部材5、6の各終端5e、6eをぴったりと揃えて巻き終えることができる。このような巻付け装置1は、アプリケータ11、12のオーバーランを抑制することもでき、ひいては巻付け装置1の故障を抑制することができる。また、アプリケータ11、12のオーバーランが抑制されるため、巻付け装置1の本体フレーム10を小型化することも期待される。
図5(a)には、本実施形態の発光器25及び受光器26のさらに詳細な構成を説明するための概念図が示されている。図5(a)は、発光器25及び受光器26が互いに向き合い、受光器26の受光量が最大となる配置を示している。図5(a)に示されるように、発光器25は、一定幅のセンサ光24を出力する。
図5(b)には、発光器25が出力した当初のセンサ光24aのA−A線断面図が示されている。図5(b)に示されるように、センサ光24aは、例えば、縦長の矩形状の断面を有する。センサ光24aの幅W1は、例えば、10〜20mmが望ましく、本実施形態では13mmである。センサ光24aの厚さt1は、例えば、1〜5mmが望ましく、本実施形態では2mmである。但し、センサ光24aの幅W1及び厚さt1は、このような態様に限定されるものではない。
図5(a)に示されるように、発光器25には、センサ光24のビーム形状を絞るためのスリット31を具えたフィルタ部材30が設けられているのが望ましい。これにより、発光器25自体を変更することなく、センサ光24のビーム形状を調節することができる。また、スリット31が設けられることにより、発光器25と受光器26とが、互いに前記回転軸方向で揃ったときにのみ、受光器26がセンサ光24を受け取ることができる。
図5(b)に示されるように、本実施形態のスリット31は、例えば、縦長の矩形状である。スリット31の長さL2は、例えば、センサ光24の幅W1よりも小さいのが望ましい。本実施形態のスリット31の長さL2は、例えば、センサ光24の幅W1の0.80〜0.95倍である。スリット31の幅W2は、センサ光24の厚さt1よりも小さいのが望ましい。本実施形態のスリット31の幅W2は、例えば、センサ光24aの厚さt1の0.3〜0.6倍である。但し、スリット31は、センサ光24を絞れれば良く、このような寸法に限定されるものでは無い。
図5(a)に示されるように、受光器26は、その受光面26sをセンサ光24と略直角に向けて配されている。受光器26には、例えば、発光器25側のスリット31を通過したセンサ光24bをさらに絞るためのスリット33を具えたフィルタ部材32が設けられているのが望ましい。受光器26のスリット33の大きさは、例えば、発光器25のスリット31と同一、又は、前記スリット31よりも小さいのが望ましい。
本実施形態では、発光器25及び受光器26のそれぞれに、センサ光を絞るためのスリットを有するフィルタ部材が設けられている。これにより、発光器25と受光器26とが、互いに前記回転軸方向に高い精度で揃ったときにのみ、受光器26は、センサ光24を受け取ることができる。従って、各アプリケータ11、12の停止精度を効果的に高めることができる。
各スリット31、33は、0.5〜2.0mmの厚さt3を有する板材からなるフィルタ部材30、32に設けられるのが望ましい。このようなフィルタ部材30、31に設けられたスリット31、33は、センサ光24がフィルタ部材30、32に斜めに入射した場合でも、受光器26の検出能力を維持するのに役立つ。このため、巻付け装置1を稼動させるときの発光器25及び受光器26の位置の調整の手間を軽減することができる。
フィルタ部材30、32のセンサ光24が照射される表面部分は、黒色であるのが望ましい。このようなフィルタ部材30、32は、前記表面部分からの乱反射によって受光量がばらつくのを抑制することができる。
望ましい態様として、本実施形態では、発光器25と受光器26との位置を調整できる調整手段が設けられている(図示省略)。調整手段は、少なくとも発光器25と受光器26との間隔を調整可能であり、発光器25と受光器26との位置関係を3次元で調整できるのがさらに望ましい。このような調整手段は、発光器25及び受光器26の位置を精度良く調整することができる。
図2に示されるように、本実施形態の制御手段9は、前記受光量と、第1アプリケータ11及び第2アプリケータ12の前記回転軸上の座標データとを認識する演算手段を含んでいるのが望ましい。これにより、制御手段9は、前記受光量及び前記座標データに基づき、各アプリケータ11、12が被巻付け体2の中央に一致するように案内し、かつ、前記受光量が最大になるように各アプリケータ11、12の位置を微調整することができる。これにより、各帯状部材5、6の巻付け精度が効果的に高められる。
本実施形態の発光器及び受光器の感度を調べる実験が行われた。
図6には、本実験の概略図が示されている。図6に示されるように、本実施形態で用いられる発光器25と受光器26とが、下記の条件で保持された。
発光器及び受光器:(株)キーエンス製、LV−NH110
発光器から受光器までのX軸方向(図6では横方向)の距離:800mm
発光器の保持方法:押しボルトVa、Vb、Vcにより3次元で調整可能に保持
受光器の保持方法:固定
各スリットの幅:0.5mm
発光器及び受光器:(株)キーエンス製、LV−NH110
発光器から受光器までのX軸方向(図6では横方向)の距離:800mm
発光器の保持方法:押しボルトVa、Vb、Vcにより3次元で調整可能に保持
受光器の保持方法:固定
各スリットの幅:0.5mm
下記の手順で実験が行われた。
1:各押しボルトを調整し、受光量が最大となる基準位置を定める。
2:押しボルトVaを調整し、発光器25を前記基準位置からY軸方向(図6では上下方向)に0.5mmずつ移動させたときの受光量が測定された。
なお、上記実験は、フィルタ部材30、32のセンサ光が照射される表面部分が黒色である場合(実施例1)、及び、前記表面部分が銀色の金属色である場合(実施例2)の双方で行われた。また、受光量は、受光器が検出できる最大受光量を5000とする指数で示される。
テスト結果が表1に示される。
1:各押しボルトを調整し、受光量が最大となる基準位置を定める。
2:押しボルトVaを調整し、発光器25を前記基準位置からY軸方向(図6では上下方向)に0.5mmずつ移動させたときの受光量が測定された。
なお、上記実験は、フィルタ部材30、32のセンサ光が照射される表面部分が黒色である場合(実施例1)、及び、前記表面部分が銀色の金属色である場合(実施例2)の双方で行われた。また、受光量は、受光器が検出できる最大受光量を5000とする指数で示される。
テスト結果が表1に示される。
図7には、表1の結果に基づき、発光器のY軸方向のずれと受光量との関係を表したグラフが示されている。表1及び図7に示されるように、受光器のY軸方向のずれが−0.5〜+0.5mmの範囲において、受光量が大きくなっており、それ以外の範囲では、受光量が急激に小さくなっている。このため、本実施形態の巻付け装置は、例えば、アプリケータを停止させる受光量(閾値)を例えば1500以上とすることにより、各アプリケータ間の位置ずれ量を±0.5mm以下にすることが可能であることが確認された。
また、実施例2は、Y軸方向のずれが−1.0mm、0.0mm、及び、+1.0mmのとき実施例1よりも受光量が大きく、Y軸方向のずれが−0.5mm及び+0.5mmのときに実施例1よりも受光量が小さい。これは、実施例2のフィルタ部分の前記表面部分が、銀色の金属色であるため、センサ光が反射して受光量がばらついたと推測することができる。換言すれば、実施例1にように、フィルタ部材の前記表面部分を黒色とすることにより、受光量のばらつきを抑制できることが確認できた。
以上、本発明の巻付け装置の一実施形態が詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。
2 被巻付け体
5 第1帯状部材
6 第2帯状部材
9 制御手段
11 第1アプリケータ
12 第2アプリケータ
24 センサ光
25 発光器
26 受光器
5 第1帯状部材
6 第2帯状部材
9 制御手段
11 第1アプリケータ
12 第2アプリケータ
24 センサ光
25 発光器
26 受光器
Claims (6)
- 互いに独立した第1帯状部材及び第2帯状部材を、それぞれ、回転する被巻付け体に、連続的に送り出して巻きつけるための巻付け装置であって、
前記第1帯状部材を前記被巻付け体に送り出す第1アプリケータと、前記第2帯状部材を前記被巻付け体に送り出す第2アプリケータとを含み、
前記第1アプリケータは、前記被巻付け体の回転軸方向に移動することにより、前記被巻付け体に螺旋状に前記第1帯状部材を巻きつけ可能であり、
前記第2アプリケータは、前記第1アプリケータと干渉しない位置で、前記回転軸方向に移動することにより、前記被巻付け体に螺旋状に前記第2帯状部材を巻きつけ可能であり、
前記第1アプリケータには、前記第2アプリケータに向かってセンサ光を出力する発光器が設けられており、
前記第2アプリケータには、前記回転軸方向において、前記第1アプリケータに対する前記第2アプリケータの位置が予め定められた範囲にあるときに、前記センサ光を受け取る受光器が設けられており、
前記受光器の信号レベルに基づいて、前記第1アプリケータ又は前記第2アプリケータを停止させる制御手段を含むことを特徴とする巻付け装置。 - 前記受光器は、前記第1帯状部材と前記第2帯状部材とが、前記回転軸方向で同じ位置に巻かれているときに前記センサ光を受け取れるように、前記第2アプリケータに固定されている請求項1記載の巻付け装置。
- 前記発光器には、前記センサ光を絞るためのスリットを具えたフィルタ部材が設けられている請求項1又は2記載の巻付け装置。
- 前記受光器には、前記センサ光を絞るためのスリットを具えたフィルタ部材が設けられている請求項1乃至3のいずれかに記載の巻付け装置。
- 前記フィルタ部材の前記センサ光が照射される表面部分は、黒色である請求項3又は4に記載の帯状部材の巻付け装置。
- 前記発光器と前記受光器との間隔を調整可能な調整手段をさらに含む請求項1乃至5のいずれかに記載の巻付け装置。
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2016
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