JP4993903B2

JP4993903B2 - ゴム部材の製造装置、成形材料の供給方法及び供給装置

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Publication number: JP4993903B2
Application number: JP2005350673A
Authority: JP
Inventors: 裕一郎小川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2025-12-05
Also published as: JP2007152721A

Description

本発明は、ゴム成形装置に成形材料を供給する供給方法及び供給装置に関し、特に、供給する成形材料の切替を自動で行う成形材料の供給方法及び供給装置、及びこの供給装置を備えたゴム部材の製造装置に関する。

複数種類のゴムからなるゴム複合体である空気入りタイヤは、各種のゴム部材や補強部材等から構成され、これら各部材を互いに貼り合わせる等して未加硫のグリーンタイヤ（生タイヤ）を製造し、加硫成型して製造される。従来、このグリーンタイヤの製造装置として、小型押出機により押出成形した未加硫のリボン状ゴムを、支持体の外面に積層して所定の断面形状に成型する装置が知られている（特許文献１参照）。

図９は、この従来のグリーンタイヤの製造装置９０の概略を示す側面図である。
この製造装置９０は、図示のように、投入口（ホッパ）９２から投入された成形材料（ゴム材料）を押出してリボン状ゴム９５を成形する押出機９１と、成型ドラム等の回転可能な支持体９３と、それらの間に設けられたリボン状ゴム９５の断面形状を特定する一対の型付けローラ９４を備え、リボン状ゴム９５を一対のローラ９４間に通して回転する支持体９３上に螺旋状に巻回して積層し、所定形状のグリーンタイヤを成型する。この製造装置９０によれば、リボン状ゴム９５の巻回数や重なり量等の積層態様を変化させることで各種断面形状のゴム部材を形成できるため、ゴム部材毎に押出機９１を準備する必要がなく、製造装置９０全体を小型化できるとともに、多品種少量生産に柔軟に対応できる。

ところが、近年では、タイヤを含むゴム複合体に対する要求性能が益々高度化、多様化し、例えばタイヤのトレッドゴムだけを見ても複数種類のゴム部材から形成されており、それぞれ異なる材料でリボン状ゴム９５を形成する必要がある。しかしながら、このような従来の製造装置９０では、成形材料を変更する際に、リボン状ゴム９５の成形や積層等の作業を一旦停止した後、押出機９１のホッパ９２へ供給する成形材料の切り替えを人手作業で行うことが多く、そのため、設備の稼働率が低下するとともに、作業者を常駐させる必要がある等、生産性を向上させるのが難しいという問題がある。

このような問題を解消するため、成形する材料毎に押出機等からなるリボン状ゴムの貼付機を準備し、成形材料の切替作業等を行うことなく複数種類のゴム部材からなる複合体を製造する装置が提案されている（特許文献２参照）。

しかしながら、この従来の装置では、成形材料の種類に応じて貼付機の数が増加し装置全体が大型化するため、設置のためのコストとスペースが大きくなり、上記した近年のゴム部材の多様化に対応するのが難しいという問題がある。

特開２００４−２１６７２５号公報特開２００３−３３９７６号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、ゴム成形装置へ供給する成形材料の切替を自動化し、１台のゴム成形装置で複数種類の材料を効率よく成形できるようにして、装置の稼働率やゴム部材の生産性を向上させることである。

請求項１の発明は、ゴム成形装置へ成形材料を供給する成形材料の供給方法であって、貯蔵部から引き出した複数種類の紐状の前記成形材料を保持する工程と、所定の供給パターンに基づいて、前記複数種類の紐状の成形材料から前記ゴム成形装置へ供給する前記成形材料を選択する工程と、選択されて前記保持が解除された成形材料を引出手段の押圧体で押圧して狭持部材との間で狭持して水平方向に引き出す工程と、前記押圧体による押圧を解除して、前記成形材料を前記引出手段から搬送手段に載せ、前記搬送手段により前記成形材料を前記ゴム成形装置に向かって搬送する工程と、前記貯蔵部から所定量供給された前記成形材料を切断する工程と、を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、ゴム成形装置へ成形材料を供給する成形材料の供給装置であって、複数種類の紐状の前記成形材料を貯蔵する貯蔵部と、該貯蔵部から引き出した前記複数種類の紐状の成形材料を保持する保持手段と、所定の供給パターンに基づいて、前記複数種類の紐状の成形材料から前記ゴム成形装置へ供給する前記成形材料を選択する選択手段と、選択されて前記保持が解除された成形材料を引出手段の押圧体で押圧して狭持部材との間で狭持して水平方向に引き出す引出手段と、前記押圧体による押圧を解除して、前記引出手段から受け取った前記成形材料を載せ、前記ゴム成形装置に向かって搬送する搬送手段と、前記貯蔵部から所定量供給された前記成形材料を切断する切断手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載された成形材料の供給装置において、前記引出手段は、前記複数種類の成形材料の先端部のそれぞれを狭持する狭持手段と、該狭持手段を前記成形材料の先端部と前記搬送手段との間を移動させる移動手段と、を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載された成形材料の供給装置において、前記切断手段を前記搬送手段側の前記成形材料の切断位置と前記保持手段側の待機位置との間を移動させる切断手段の移動手段を備えたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載された成形材料の供給装置において、前記複数種類の成形材料のそれぞれの経路を定め、該成形材料を前記貯蔵部から前記保持手段まで誘導する誘導経路を有し、前記誘導経路は、前記成形材料が互いに絡まるのを防止することを特徴とする。
請求項６の発明は、ゴム部材の製造装置であって、ゴム成形装置と、該ゴム成形装置に成形材料を供給する請求項２ないし５のいずれかに記載された成形材料の供給装置と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ゴム成形装置へ供給する成形材料の切替を自動で行え、１台のゴム成形装置で複数種類の材料を効率よく成形でき、装置の稼働率やゴム部材の生産性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の成形材料の供給装置は、ゴム成形装置へ複数種類の紐状の成形材料を自動で切替・供給するための装置であり、例えば図９に示す従来の製造装置９０と同様の、グリーンタイヤの製造に用いられるリボン状ゴムの押出機の他に、一対のロール間で成形材料を圧延して所定の断面形状に形成するカレンダー装置等の、成形材料の供給を受けてゴムを成形するゴム成形装置に併設して使用することができる。なお、紐状の成形材料とは、例えば断面円形や楕円形、矩形、三角形等、その断面形状を問わず長尺な連続した材料のことをいう。

図１は、本実施形態の成形材料の供給装置１の平面図であり、図２は、その側面図である。
この成形材料の供給装置１は、図示のように、複数本（図では４本）の紐状の成形材料２をそれぞれ貯蔵する貯蔵部３と、そこから引き出した成形材料２を図示しないゴム成形装置まで搬送する搬送手段１０とを備えており、図１、２では、一端側（図１では下側、図２では手前側）に位置する１本の成形材料２Ａを貯蔵部３の反対側（図の矢印Ｈ方向側）に配置されたゴム成形装置に供給している状態を示す。なお、搬送手段１０の端部から送り出された成形材料２は、図示しないロール等からなる誘導手段を介してゴム成形装置のホッパ等の投入口に誘導されるようになっている。

また、この供給装置１は、貯蔵部３と搬送手段１０との間に、順に、各成形材料２の先端部のそれぞれを固定して保持する保持手段２０と、供給中の成形材料２（図では２Ａ）を切断する切断手段３０とを備え、搬送手段１０の上方に、次に供給する成形材料２の先端部を狭持して引き出し、搬送手段１０まで移動させる引出手段４０を備える。

貯蔵部３は、成形材料２を絡めることなく引出自在な状態で貯蔵しており、例えば回転自在に支持されたリールに紐状の成形材料２を巻き取って貯蔵したり、或いは、成形材料２をカゴ内に引出自在に収納して貯蔵してもよい。

保持手段２０は、平面視略矩形で上面が平坦な固定台２１と、その上方に設けられた複数個（図では４個）のピストン・シリンダ機構２５等からなる。固定台２１の上面には、複数枚（図では５枚）の略矩形の案内板２２が垂直に、かつ、成形材料２の引き出し方向に沿って略平行に固定されており、各成形材料２をそれらで区画された各誘導経路２３に通して、互いに絡み合わないように並列させている。ピストン・シリンダ機構２５は、前記各誘導経路２３の出口のそれぞれに、ピストンロッド２６を下方に向けて並設されている。また、ピストンロッド２６の先端には、成形材料２０を押圧するための板状の押圧体２７が固定されている。

保持手段２０は、各ピストン・シリンダ機構２５を独立に作動させて、供給中でない成形材料２の先端部を押圧体２７で上方から押圧して固定台２１の上面との間に挟み込んで固定し、その位置を保持するとともに、貯蔵部３へ引き戻されるのを防止する。

切断手段３０は、カッター台３１と、カッター台３１の上方に設けられた上下動可能なカッター３２と、カッター３２を上下動させる図示しないピストン・シリンダ機構等の駆動手段等からなる。カッター台３１は、上面が平坦な角柱状をなし、その上面が固定台２１上面と略面一になるように配置されている。カッター３２は、下方端が鋭角な断面略三角形の板状をなし、カッター台３１上面の搬送手段１０側の縁に沿って設けられ、供給中の成形材料２（２Ａ）を切断する。また、この切断手段３０全体は、図１、２に示す搬送手段１０側の切断位置から保持手段２０側の待機位置へ移動し（図の矢印Ｊ）、切断した成形材料２の先端部をカッター台３１から略水平方向に突出させるようになっている。従って、切断手段３０は、そのための図示しないピストン・シリンダ機構等からなる移動手段を有する。

搬送手段１０は、ベルト式のコンベアであり、切断手段３０側とゴム成形装置側に設けられた一対のプーリ１２、１３と、その間に掛け渡された無端状のベルト１１等からなり、ベルト１１の上面が固定台２１やカッター台３１の上面よりも低い位置になるように配置されている。また、この搬送手段１０は、一方のプーリ１２又は１３を回転させる図示しないモータ等からなる回転駆動手段を有し、これによりベルト１１を循環駆動して、その上面に載せた成形材料２をゴム成形装置まで搬送する。なお、搬送手段１０としては、無端状のシート部材を一対のロール間に掛け渡し、ロールによる摩擦伝動でシート部材を循環駆動するシート式のコンベアであってもよく、また、１以上の回転自在なロールを並列させて、それらを回転させる等して成形材料２を搬送するロール式のものであってもよい。

引出手段４０は、狭持部材４２と、その上方に設けられた複数個（図では４個）のピストン・シリンダ機構４３を有する狭持手段４１と、それらを一体として移動させる移動手段５０等からなる。狭持部材４２は、平面視略矩形で上面が平坦な板状をなし、その長手方向をベルト１１の循環方向と直交させ、かつ上面が前記カッター台３１の上面と略面一に、又は僅かに下方に位置するように一対の側板４６間に固定されている。一対の側板４６の上端には、それらを連結する上板４７が固定され、上板４７の下面には各ピストン・シリンダ機構４３が、カッター台３１上面の成形材料２の先端位置に対応した位置に並設されている。このピストン・シリンダ機構４３は、上記した保持手段２０のピストン・シリンダ機構２５と同様に構成され、ピストンロッド４４先端の押圧体４５で成形材料２の先端部を上方から押圧し、狭持部材４２との間に挟み込んで狭持するようになっている。

移動手段５０は、一対のプーリ５２、５３と、その間に掛け渡された無端状のタイミングベルト５１等からなり、これらは搬送手段１０の上方かつ側方に、各ベルト１１、５１の循環方向が略平行になるように配置されている。タイミングベルト５１は、切断手段３０の上方からベルト１１の他方側端部付近まで配置され、その下側のベルト５１Ａには、狭持手段４１の上板４７が取り付けられている。更に、この移動手段５０は、一方のプーリ５２又は５３を回転させるための図示しないモータ等からなる回転駆動手段を有し、これによりタイミングベルト５１を循環駆動し、狭持手段４１全体をプーリ５２、５３間で移動させる。なお、狭持手段４１の搬送手段１０を挟んだ他方側（図１では上側）には、その移動を円滑に行わせるための図示しないガイドレール等の誘導手段が設けられている。

また、この供給装置１は、装置全体を制御して成形材料２の供給及び切替を自動で実行させるための制御手段を有する。
図３は、この制御手段５を概略的に示すブロック図である。
制御手段５は、例えばパーソナルコンピュータ等を使用することができ、各種のデータ処理等を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）等の演算手段や、各種アプリケーションやデータの記録等を行う記憶手段、外部装置との接続等のための各種インターフェイス等、供給装置１の制御に必要な周知の手段を有する。また、制御手段５は、以下で説明する所定の動作を実行させるため、搬送手段１０や、切断手段３０、各ピストン・シリンダ機構２５、４３等に接続されている。

次に、この供給装置１による、成形材料の供給及び切替手順について説明する。
図４から８は、この手順を説明するための供給装置１の要部拡大側面図である。
なお、４本の成形材料２及び、それらに対応する各ピストン・シリンダ機構２５、４３等（図１参照）は、紙面に直交する方向に並列しているが、これら各図では、それらの内、説明に必要なもののみを示す。

まず、ゴム成形装置への成形材料２の供給は、図４に示すように、ベルト１１をゴム成形装置側（図では右側）へ向かって循環駆動し、その上面に載せた１本又は複数本の成形材料２をゴム成形装置まで搬送して行う。このとき、供給中の成形材料２に対応する保持手段２０の押圧体２７は、成形材料２を固定しない位置まで上昇させておく。また、それ以外の押圧体２７は下降させて、供給中以外の成形材料２を固定台２１との間に挟んで保持しておく。

ゴム成形装置での成形完了に合わせて成形材料２の供給を停止し、他の成形材料２に切り替える際には、まず、ベルト１１を停止して成形材料２の搬送を止め、図４の点線で示すように、それらに対応する保持手段２０のピストン・シリンダ機構２５を駆動し、押圧体２７を下降させて成形材料２を固定して保持する。次に、切断手段３０のカッター３２を下降させて、供給していた成形材料２をカッター台３１の縁部に合わせて切断した後、カッター３２を上昇させて元の位置に戻す。

次に、図５に示すように、ベルト１１を駆動して上面の切断された成形材料２をゴム成形装置側へ向かって搬送する。また、切断手段３０全体を固定台２１側の待機位置へ向かって移動させて、カッター台３１上の各成形材料２の先端部を、狭持手段４１側へ向かって突出させる。同時に、狭持手段４１を、図５、６に示すように、切断手段３０に向かって成形材料２の突出した先端部を狭持できる位置まで移動させる。従って、切断手段３０の移動は、狭持手段４１と互いに接触しない位置まで行う。

その状態で、次に供給する成形材料２に対応する狭持手段４１のピストン・シリンダ機構４３を駆動して、図６の点線で示すように、成形材料２の先端部を押圧体４５と狭持部材４２とで狭持するとともに、保持手段２０の対応する押圧体２７を上昇させて、その保持（固定）を解除する。なお、この先端部の狭持及び保持の解除は、４本の成形材料２毎に行うことができ、従って、成形材料２の供給は、４本の中から１本以上を任意に選択又は組み合わせて行うことができる。

次に、図７に示すように、狭持手段４１をベルト１１側へ向かって移動させて、狭持した成形材料２を貯蔵部３から引き出す。同時に、切断手段３０もベルト１１側へ向かって移動させて、成形材料２の切断位置まで戻す。次に、成形材料２を所定の長さ引き出した時点で、そのまま狭持手段４１の移動を続けつつ、押圧体４５を上昇させて狭持を止め、図の点線で示すように、引き出した成形材料２の先端部をベルト１１の上面に載せる。

その後、図８に示すように、狭持手段４１の移動を停止し、ベルト１１を循環駆動して、その上面の成形材料２を貯蔵部３から引き出しつつ、ゴム成形装置に向かって搬送して供給する。この成形材料２の供給を、所定量（例えば、所定時間又は所定長さ）行った後、再び切断手段３０で切断する等して次の成形材料２に切り替える。この供給装置１は、制御手段５で制御して、ゴム成形装置の成形パターンに対応する所定の供給パターンに基づいて、複数種類の成形材料２から供給する材料２を選択しつつ以上の手順を繰り返し行い、ゴム成形装置への成形材料２の供給及び切替を自動で行う。

以上の成形材料２の供給及び切替において、本実施形態の供給装置１では、成形材料２の先端部を保持手段２０で固定して保持するため、成形材料２が貯蔵部３に引き戻されるのを防止できるとともに、その先端部の位置を保持して狭持手段４１による狭持を確実に行うことができる。また、各成形材料２を固定台２１上面の誘導経路２３を通して供給等を行うため、それらが互いに絡まるのを防止することができ、供給及び切替を円滑に行うことができる。更に、搬送手段１０のベルト１１の上面を固定台２１及びカッター台３１の上面よりも低い位置に配置したため、狭持手段４１を水平に移動させて、その押圧体４５を上昇させるだけで成形材料２の先端部をベルト１１上に移動させることができ、そのための機構及び動作を簡略化することができる。

また、この成形材料２の供給装置１では、成形材料２の供給及び切替を自動化できるため、そのための作業が確実かつ円滑化して装置の稼働率を向上させることができ、加えて、従来のように作業者を常駐させる必要もないため、ゴム部材の生産性を向上させることができる。従って、１台のゴム成形装置で複数種類の成形材料２を効率よく成形でき、上記したゴム部材の多様化や多品種少量生産等に柔軟に対応できるとともに、成形材料２毎にゴム成形装置を準備する必要がないため、ゴム成形装置を含むゴム部材の製造装置全体の設置コストやスペースを削減することができる。

更に、ゴム部材の製造装置、例えば図９に示す前記グリーンタイヤの製造装置９０に、この供給装置１を備えたリボン状ゴムの成形装置を複数台設けた場合には、１台の成形装置が成形材料２の切替を行っている間に他の成形装置でリボン状ゴムの積層を行えるため、成型時間を短縮してグリーンタイヤの生産性をより向上させることができる。

なお、例えばゴム成形装置にコンベアを設け、引出手段４０で成形材料２をゴム成形装置のコンベアまで搬送し、ゴム成形装置側で成形材料２を引き出すようにしてもよい。更に、搬送手段１０の位置に成形材料２毎のコンベアを並設し、かつ切断手段３０をコンベア上に又はコンベアのゴム成形装置側に設け、切替時に成形材料２を切断しても成形材料２がコンベア上に載っているようにし、成形材料２の供給時には対応するコンベアのみを駆動して成形材料２を引き出して搬送し、ゴム成形装置に供給するようにしてもよい。

本実施形態の成形材料の供給装置の平面図である。本実施形態の成形材料の供給装置の側面図である。成形材料の供給装置の制御手段を概略的に示すブロック図である。成形材料の供給・切替手順を説明するための供給装置の要部拡大側面図である。成形材料の供給・切替手順を説明するための供給装置の要部拡大側面図である。成形材料の供給・切替手順を説明するための供給装置の要部拡大側面図である。成形材料の供給・切替手順を説明するための供給装置の要部拡大側面図である。成形材料の供給・切替手順を説明するための供給装置の要部拡大側面図である。従来のグリーンタイヤの製造装置の概略を示す側面図である。

符号の説明

１・・・成形材料の供給装置、２・・・成形材料、３・・・貯蔵部、５・・・制御手段、１０・・・搬送手段、１１・・・ベルト、１２・・・プーリ、１３・・・プーリ、２０・・・保持手段、２１・・・固定台、２２・・・案内板、２３・・・誘導経路、２５・・・ピストン・シリンダ機構、２６・・・ピストンロッド、２７・・・押圧体、３０・・・切断手段、３１・・・カッター台、３２・・・カッター、４０・・・引出手段、４１・・・狭持手段、４２・・・狭持部材、４３・・・ピストン・シリンダ機構、４４・・・ピストンロッド、４５・・・押圧体、４６・・・側板、４７・・・上板、５０・・・移動手段、５１・・・タイミングベルト、５２・・・プーリ、５３・・・プーリ。

Claims

ゴム成形装置へ成形材料を供給する成形材料の供給方法であって、
貯蔵部から引き出した複数種類の紐状の前記成形材料を保持する工程と、
所定の供給パターンに基づいて、前記複数種類の紐状の成形材料から前記ゴム成形装置へ供給する前記成形材料を選択する工程と、
選択されて前記保持が解除された成形材料を引出手段の押圧体で押圧して狭持部材との間で狭持して水平方向に引き出す工程と、
前記押圧体による押圧を解除して、前記成形材料を前記引出手段から搬送手段に載せ、前記搬送手段により前記成形材料を前記ゴム成形装置に向かって搬送する工程と、
前記貯蔵部から所定量供給された前記成形材料を切断する工程と、
を有することを特徴とする成形材料の供給方法。
ゴム成形装置へ成形材料を供給する成形材料の供給装置であって、
複数種類の紐状の前記成形材料を貯蔵する貯蔵部と、
該貯蔵部から引き出した前記複数種類の紐状の成形材料を保持する保持手段と、
所定の供給パターンに基づいて、前記複数種類の紐状の成形材料から前記ゴム成形装置へ供給する前記成形材料を選択する選択手段と、
選択されて前記保持が解除された成形材料を引出手段の押圧体で押圧して狭持部材との間で狭持して水平方向に引き出す引出手段と、
前記押圧体による押圧を解除して、前記引出手段から受け取った前記成形材料を載せ、前記ゴム成形装置に向かって搬送する搬送手段と、
前記貯蔵部から所定量供給された前記成形材料を切断する切断手段と、
を備えたことを特徴とする成形材料の供給装置。
請求項２に記載された成形材料の供給装置において、
前記引出手段は、前記複数種類の成形材料の先端部のそれぞれを狭持する狭持手段と、該狭持手段を前記成形材料の先端部と前記搬送手段との間を移動させる移動手段と、を有することを特徴とする成形材料の供給装置。
請求項２又は３に記載された成形材料の供給装置において、
前記切断手段を前記搬送手段側の前記成形材料の切断位置と前記保持手段側の待機位置との間を移動させる切断手段の移動手段を備えたことを特徴とする成形材料の供給装置。
請求項２ないし４のいずれかに記載された成形材料の供給装置において、
前記複数種類の成形材料のそれぞれの経路を定め、該成形材料を前記貯蔵部から前記保持手段まで誘導する誘導経路を有し、
前記誘導経路は、前記成形材料が互いに絡まるのを防止することを特徴とする成形材料の供給装置。
ゴム成形装置と、
該ゴム成形装置に成形材料を供給する請求項２ないし５のいずれかに記載された成形材料の供給装置と、
を備えたことを特徴とするゴム部材の製造装置。