JP6593774B2 - ゴム材料の自動貼り付け装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造工程において、ライナーが貼り付けられたゴム材料をドラム上に貼り付けるゴム材料の自動貼り付け装置に関する。

空気入りタイヤの製造工程において、ブレーカーエッジストリップ（ＢＥＳ）等のゴム材料は、ポリシート等のライナーが貼り付けられた状態でロールに巻き取られている（特許文献１）。そして、ライナーが貼り付けられた状態でドラムに供給された後、作業者の手作業によってドラムへの貼り付けとライナーの剥がしが行われている。

特開平１０−１５１６８７号公報

しかし、この貼り付け作業は、シート状のゴム材料の貼り付けとライナーの剥がしとをドラムの左右で交互に手作業で行わなければならないため、工程が多く、生産サイクル上問題がある。また、作業者の習熟度によっては、貼り付け作業時、ゴム材料が蛇行する恐れがあり、安定した品質を確保することができない。さらに、作業者がライナーを剥がし忘れた場合には、異物混入という重大なミスにつながる。

そこで、本発明は、ライナーが貼り付けられたゴム材料のドラムへの貼り付け工程において、生産サイクルを短縮させると共に、安定した品質を確保しながらゴム材料をドラム上に貼り付けることができるゴム材料の自動貼り付け装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
空気入りタイヤの製造工程において、ライナーが貼り付けられたゴム材料をドラム上に貼り付けるゴム材料の自動貼り付け装置であって、
前記ライナーが貼り付けられた前記ゴム材料を、前記ライナーを上面にして押圧することにより前記ドラム上に貼り付ける押えローラーと、
前記押さえローラーの下流側に設けられており、前記ドラム上に貼り付けられた前記ゴム材料から前記ライナーを引き剥がす位置を規定する先端ガイドと、
前記先端ガイドの下流側に設けられており、前記ライナーを牽引することにより前記ライナーを前記引き剥がす位置から引き剥がして搬送する一対の剥離ローラーと、
前記剥離ローラーで牽引することにより搬送されてきた前記ライナーを巻き取って回収する巻き取り装置とを備え、
前記ゴム材料にはバーコードが貼り付けられており、先行して前記ドラムに既に貼り付けられた被貼り合わせ材料にもバーコードが貼り付けられており、
前記ゴム材料のバーコードと前記被貼り合わせ材料のバーコードとを照合し、一致しない場合には前記ゴム材料の貼り付けを行わない制御を行う制御手段を備えていることを特徴とすることを特徴とするゴム材料の自動貼り付け装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記押えローラーがスポンジ製であることを特徴とする請求項１に記載のゴム材料の自動貼り付け装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記先端ガイドを前記ゴム材料の貼付け位置に自動で移動させる先端ガイド自動移動機構を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴム材料の自動貼り付け装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記剥離ローラーの回転がサーボモータにより制御されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のゴム材料の自動貼り付け装置である。

請求項５に記載の発明は、
前記巻き取り装置がエアーにより駆動されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の自動貼付け装置である。

請求項６に記載の発明は、
前記巻き取り装置の回転数を検出する回転数検出センサーと、
一回のゴム材料の貼り付けで検出された前記巻き取り装置の回転数が所定の回転数に到達しない場合、前記ドラムの回転を停止させるドラム停止機構とを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のゴム材料の自動貼り付け装置である。

請求項７に記載の発明は、
巻き出されるゴム材料の巻物の直径を検出する直径検出センサーと、
検出された前記巻物の直径が所定の大きさ以下と検出されたとき、前記ゴム材料の巻き出しにブレーキを掛けるブレーキ機構と
を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のゴム材料の自動貼り付け装置である。

本発明によれば、ライナーが貼り付けられたゴム材料のドラムへの貼り付け工程において、生産サイクルを短縮させると共に、安定した品質を確保しながらゴム材料をドラム上に貼り付けることができるゴム材料の自動貼り付け装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るゴム材料の自動貼り付け装置の構成を示す図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を参照して説明する。

１．ゴム材料の自動貼り付け装置
（１）ゴム材料の自動貼り付け装置の概要
本実施形態のゴム材料の自動貼付け装置は、ライナーが貼り付けられたゴム材料をドラム上に貼り付ける際、ゴム材料からライナーを剥離させ、剥離させたライナーを巻き取って回収することを自動的に行う。

これにより、ライナーが貼り付けられたゴム材料を生産サイクルを短縮させると共に、安定した品質を確保しながらドラム上に貼り付けることができる。

（２）ゴム材料の自動貼り付け装置の構成
図１は本発明の一実施の形態に係るゴム材料の自動貼り付け装置の構成を示す図である。図１に示すように、ゴム材料の自動貼り付け装置１は、先端ガイド２と、押さえローラー３と、ライナー剥離部５と、ライナー回収部６と、制御部（図示せず）とを備えている。なお、８はライナーであり、９は先行してドラム１０に貼り付けられた被貼り合わせ部材である。

（ａ）押さえローラー
押さえローラー３は、ライナー８が貼り付けられたゴム材料１２を所定の圧力でドラム１０側に押圧する。ゴム材料１２の貼り付け中、押さえローラー３および先端ガイド２は、ドラム１０の軸方向に一緒に移動し、ゴム材料１２をドラム１０の軸方向に順次貼り付ける。押さえローラー３にはスポンジ製のローラーが用いられる。スポンジ製のローラーは、押圧中に変形してゴム材料１２を適切な圧力で押圧できるため、貼り付けに際してゴム材料の蛇行をより確実に抑制できる。

（ｂ）先端ガイド
先端ガイド２は、汎用モータ（図示省略）とエンコーダー（図示省略）とを組み合わせた駆動装置（図示せず）によりドラム１０に対して接近または離間すると共に、ドラム１０の軸方向を自在に移動する。先端ガイド２は、貼り付け中、押さえローラー３の下流側近傍に位置し、押さえローラー３およびコンベア（図示せず）と一緒にドラム１０の軸方向に沿って移動する。これにより、所定の貼り付け位置でゴム材料１２を押さえ、ゴム材料１２がドラム１０から剥離するのを防止すると共に、ライナー８の引き剥がし位置を規定することができる。

（ｃ）ライナー剥離部
ライナー剥離部５は、ライナー回収部６によるライナー８の剥離回収を補助する一対の剥離ローラー５０ａ、５０ｂと、剥離ローラー５０ａ、５０ｂを回転駆動させるサーボモータ５１とから構成されている。剥離ローラー５０ａ、５０ｂは、先端ガイド２の下流側上方に設けられており、先端ガイド２の先端でゴム材料から剥がされたライナー８を牽引して、ライナー回収部６へと搬送する。そして、ライナー剥離部５も、貼り付け中に先端ガイド２と一緒にドラム１０の軸方向を移動する。

（ｄ）ライナー回収部
ライナー回収部６は、剥離ローラー５０ａ、５０ｂを経由して搬送されて来たライナー８を、エアーを駆動源として回転するライナー巻き取り装置６２に回収する。なお、ライナー回収部６には、ライナー巻き取り装置６２の回転を検出し回転数をカウントする回転数検出センサー６３が備えられている。回転数検出センサー６３で検出された回転数は、制御部に送信される。

（ｅ）制御部
制御部は、上位パソコンやタッチパネル（図示省略）を備えており、駆動装置、サーボモータ５１およびライナー巻き取り装置６２の作動を制御する。

（３）ライナーとゴム材料
ゴム材料１２は、ライナー８が貼り付けられた状態で、直径３００ｍｍ程度のロールに巻かれており、図外のサービサーに供給されて巻き出される。ロールから巻き出されたゴム材料１２は、コンベアでドラム１０に搬送され、押さえローラー３で押圧されてドラム１０上に貼り付けられる。

なお、ゴム材料１２が厚さ０．５ｍｍ、幅２５ｍｍのゴム材料の場合、ライナー８としては、例えば、厚さ１．０ｍｍ、幅３０ｍｍのポリエチレンシートが用いられる。

２．ゴム材料の自動貼り付け装置の制御方法
次に、本実施の形態に係るゴム材料の自動貼り付け装置の制御方法を説明する。

本実施の形態においては、ゴム材料の自動貼り付け装置を用いて、（１）先端ガイドの調整を行う工程、（２）ゴム材料をドラムへ貼り付ける工程、（３）ゴム材料からライナーを剥離する工程、（４）剥離されたライナーを回収する工程を順次自動で行っている。以下、各々の工程における具体的な制御を説明する。

（１）先端ガイドの調整を行う工程
本工程においては、ゴム材料１２の貼り付けを開始する前に先端ガイド２の位置の調整を行う。この先端ガイド２の調整は以下のように自動で行う。

先ず、先端ガイド自動移動機構により先端ガイド２をドラム１０上のゴム材料１２の貼付け位置に自動で移動させる。このとき、先端ガイド２を移動させる先の貼付け位置のデータはタッチパネル上で設定する。これにより、駆動装置で先端ガイドをより確実に貼り付け位置に移動させて、ゴム材料１２の貼付け位置間違いを防止することができる。

上記した先端ガイド移動用の駆動装置の駆動軸には、リードが４．０ｍｍに設定された台形ネジを用いる事が好ましい。また、エンコーダーは１００ＰＬＳの分解能を持ったものを採用することができる。ゴム材料１２の貼付け位置は、上記したように制御部に備えられた上位パソコンからタッチパネルを経由してイーサネット（登録商標）でシーケンサー（プログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ））にデータを入力し、サイズに合わせて管理を行う。

（２）ゴム材料をドラムへ貼り付ける工程
本工程においては、ライナー８が貼り付けられたゴム材料１２を、ライナー８を上面にして押さえローラー３で押圧してドラム１０上に先に貼り合わせされた被貼り合わせ部材９の上に自動的に貼り付ける。

（３）ライナーを剥離する工程
本工程においては、先端ガイド２の下流側に設けられている一対の剥離ローラー５０ａ、５０ｂにより、ライナー８を牽引することによりライナー８を引き剥がす位置から自動的に引き剥がし搬送する。

このとき、ゴム材料１２からライナー８が引き剥がされる位置は、押さえローラー３の下流側に設けられた先端ガイド２により規定される。

そして、押さえローラー３でドラム１０上に貼り付けられたゴム材料１２を先端ガイド２の下を通過させた後に、先端ガイド２の先端部でライナー８のみを折り返して、先端ガイド２の先端部からライナー８を牽引する。これにより、ゴム材料１２だけをドラム１０に貼り付けながらライナー８を剥離させることができる。

このライナーの剥離における各機器の稼働条件を以下に例示して説明する。

（ａ）剥離ローラーの駆動
例えば、４輪レース用タイヤ成形装置でＢＥＳを貼り付ける場合、貼付け速度は通常４．０ｍ／ｍｉｎに設定する。この場合、剥離ローラー５０ａ、５０ｂの表面速度は、貼り付け速度（ドラム１０回転の表面速度）の８０％である３．２ｍ／ｍｉｎが最適である。

（ｂ）ドラムの回転の表面速度とサーボモータの回転速度との関係
ゴム材料１２を貼り付ける際のドラム１０の回転の表面速度は、４．０ｍ／ｍｉｎとし、剥離ローラー５０ａ、５０ｂの表面速度がドラム１０の回転の表面速度に対して８０％になるようにサーボモータ５１の回転速度を設定することが最も好ましい。即ち、剥離ローラー５０ａ、５０ｂを８０％を超える速度で回転させるとライナー８にテンションが掛かり切れてしまい、逆に８０％未満に設定するとゴム材料１２とライナー８を剥離できない状態のまま貼付けが終了してしまうため、ライナー８を回収できなくなる恐れがある。

（ｃ）ドラムの回転とサーボモータの加速時間との設定
また、ゴム材料１２の貼付け開始の際、ドラム１０の回転とライナー剥離部５のサーボモータ５１の加速時間は例えば０．５ｓで統一する必要がある。このようにサーボモータ５１とドラム１０の回転速度を設定することにより、同期制御が可能となり、ライナー８を剥離しながらゴム材料１２を確実でかつ安定して貼り付けることができる。

（４）ライナーを回収する工程
本工程においては、ゴム材料１２から剥離された後、剥離ローラー５０ａ、５０ｂに牽引されて搬送されてきたライナー８をライナー巻き取り装置６２により巻き取って自動的に回収する。

そして、本工程においては、以下の制御を併せて行うことが好ましい。

（ａ）設備異常によるドラム停止
本実施の形態においては、ライナーの回収において設備異常が生じた際に、ドラム１０の回転を自動的に停止させるドラム停止機構が設けられている。

具体的には、ドラム停止機構は、回転数検出センサー６３によりライナー巻き取り装置６２の回転数を検出し、一回のゴム材料１２の貼り付けで検出されたライナー巻き取り装置６２の回転数が所定の回転数に到達しない場合、ドラム１０の回転を停止させる。

具体的には、回転数検出センサー６３は、ライナー巻き取り装置６２が１回転すると、回転数検出センサー６３が１回ＯＮするように、ライナー巻き取り装置６２にドグ（検出手段）が取り付けられており、ライナー巻き取り装置６２の回転数を検出する。１回の貼り付け工程でライナー巻き取り装置６２の回転数が例えば５回（予め設定された所定回数）以上でない場合は設備異常と判断して設備（タイヤ成形機）を停止させる。

（ｂ）ゴム材料の残量に基づいたブレーキ制御
また、本実施の形態においては、巻き出されるゴム材料の巻物の直径を直径検出センサーにより検出し、この検出結果に基づいてゴム材料１２の巻き出しにブレーキを掛けることができるように構成されている。

具体的には、ロールに巻かれたゴム材料１２の残量が減少し、ロールが限度以下に軽くなった場合に搬送中のゴム材料１２が蛇行し易いため、蛇行が生じない限度でブレーキを掛けるブレーキ機構を設けられている。そして、ロール（巻物）の直径が１５０ｍｍの位置にロールを挟むように発光体と光電管を設置し、光電管が発光体の光を受光した時点で電磁弁にてブレーキ機構を制御してゴム材料１２の送り出しにブレーキを掛ける。このように、ゴム材料の残量に基づいたブレーキ制御を行うことにより、ゴム材料１２の蛇行をさらに効果的に防止することができる。

３．ゴム材料の自動貼り付け装置を使用することによる利点
以上のように、本実施の形態によれば、押さえローラーを用いてゴム材料をドラムへ貼り付ける工程、ゴム材料からライナーを剥離する工程、剥離されたライナーを回収する工程を順次自動で行うことができる。この結果、作業者の技量に左右されることなく所定の品質での材料の貼付けが可能となる。

また、上記のようにサイクルの向上を図ることができる。具体的な一例として、前記ＢＥＳを貼り付ける場合、１回の貼り付けでサイクルタイムを約５１６Ｓ短縮することができた。また、ドラムセンターとＢＥＳの貼り付け距離のばらつき（標準偏差σ）の値が０．９６ｍｍから０．３１ｍｍに低減された。また、ライナー８の剥がし忘れに起因する重大な異物混入となる問題も解消でき、品質改善効果を得ることができた。

なお、上記したゴム材料の自動貼り付け装置には、ドラム上に貼り付けられるゴム材料に貼り付けられたバーコードを認識し、その結果に基づいて装置の稼働を自動制御する制御機構が設けられている事が好ましい。

具体的には、自動貼り付けを開始する前のゴム材料１２の準備工程において、ゴム材料の間違いを防止するために、ゴム材料１２にバーコードを貼り付けておく。そして、ゴム材料１２のバーコードとドラム１０上の被貼り合わせ部材９のバーコードとを照合し、バーコードが一致しない場合にゴム材料１２の貼り付けを行わないような制御を行う。

また、上記では、４輪レース用タイヤ成形装置に、本実施の形態のゴム材料の自動貼付け装置を用いた場合を説明したが、これに限定されるものではなく、他のタイヤ成形装置にも適用することができる。

また、上記した実施形態では、ドラムに巻付けられた被貼合わせ部材にゴム材料を貼り付ける場合について説明したが、ドラム上にゴム材料を直接貼り付ける場合も可能である。

以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記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、上記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 ゴム材料の自動貼り付け装置
２ 先端ガイド
３ 押さえローラー
５ ライナー剥離部
６ ライナー回収部
８ ライナー
９ 被貼り合わせ部材
１０ ドラム
１２ ゴム材料
５０ａ、５０ｂ 剥離ローラー
５１ サーボモータ
６２ ライナー巻き取り装置
６３ 回転数検出センサー

Claims (7)

1. 空気入りタイヤの製造工程において、ライナーが貼り付けられたゴム材料をドラム上に貼り付けるゴム材料の自動貼り付け装置であって、
   前記ライナーが貼り付けられた前記ゴム材料を、前記ライナーを上面にして押圧することにより前記ドラム上に貼り付ける押えローラーと、
   前記押さえローラーの下流側に設けられており、前記ドラム上に貼り付けられた前記ゴム材料から前記ライナーを引き剥がす位置を規定する先端ガイドと、
   前記先端ガイドの下流側に設けられており、前記ライナーを牽引することにより前記ライナーを前記引き剥がす位置から引き剥がして搬送する一対の剥離ローラーと、
   前記剥離ローラーで牽引することにより搬送されてきた前記ライナーを巻き取って回収する巻き取り装置とを備え、
   前記ゴム材料にはバーコードが貼り付けられており、先行して前記ドラムに既に貼り付けられた被貼り合わせ材料にもバーコードが貼り付けられており、
   前記ゴム材料のバーコードと前記被貼り合わせ材料のバーコードとを照合し、一致しない場合には前記ゴム材料の貼り付けを行わない制御を行う制御手段を備えていることを特徴とすることを特徴とするゴム材料の自動貼り付け装置。
2. 前記押えローラーがスポンジ製であることを特徴とする請求項１に記載のゴム材料の自動貼り付け装置。
3. 前記先端ガイドを前記ゴム材料の貼付け位置に自動で移動させる先端ガイド自動移動機構を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴム材料の自動貼り付け装置。
4. 前記剥離ローラーの回転がサーボモータにより制御されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のゴム材料の自動貼り付け装置。
5. 前記巻き取り装置がエアーにより駆動されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の自動貼付け装置。
6. 前記巻き取り装置の回転数を検出する回転数検出センサーと、
   一回のゴム材料の貼り付けで検出された前記巻き取り装置の回転数が所定の回転数に到達しない場合、前記ドラムの回転を停止させるドラム停止機構とを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のゴム材料の自動貼り付け装置。
7. 巻き出されるゴム材料の巻物の直径を検出する直径検出センサーと、
   検出された前記巻物の直径が所定の大きさ以下と検出されたとき、前記ゴム材料の巻き出しにブレーキを掛けるブレーキ機構と
   を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のゴム材料の自動貼り付け装置。

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