JP6594817B2 - 帯状部材の巻付けドラムおよび巻付け方法 - Google Patents

Description

この発明は、帯状部材を吸引口により吸引しながら周囲に巻き付けるようにした帯状部材の巻付けドラムおよび巻付け方法に関する。

従来の帯状部材の巻付けドラムとしては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特開２００６−１５９６３５号公報

このものは、自身の中心軸回りに回転可能な主軸と、前記主軸の周囲に該主軸と一体回転できるよう設けられ、周方向に並べて配置された複数のドラム部材から構成されたドラム本体と、前記ドラム部材を半径方向に移動させることでドラム本体を拡縮させる拡縮手段とを備え、前記ドラム部材のうちの１個のドラム部材（吸着用ドラム部材）内に軸方向に延びる中空部を形成するとともに、該吸着用ドラム部材に形成された吸引口と前記中空部とを連通する吸着孔を形成し、さらに、各吸着孔のうちドラム本体の軸方向所定範囲の吸着孔と吸引源とを連通させる空気流通路を有する吸着孔切換部材を前記中空部に着脱自在に設け、帯状部材の種類に変更があるとき、前記吸着孔と連通する範囲が異なっている空気流通路が設けられた他の吸着孔切換部材と交換するようにしたものである。

しかしながら、このような従来の帯状部材の巻付けドラムにあっては、 吸着孔切換部材を交換することで、いずれの吸引口を吸引に用いるかは適宜選択変更することができるものの、各吸引口の設置位置、間隔、開口径等については吸着孔切換部材の交換を行っても常に一定であるため、帯状部材の種類の変更により該帯状部材の断面形状、巻付け位置等に変更があったときには、このような変更に充分対応することができず、不適切な状態での吸引となることがあり、このような場合には帯状部材に巻き付け不良が発生してしまうという課題があった。

この発明は、帯状部材を最適な状態で吸引し巻付けドラムに良好に巻付けることができる帯状部材の巻付けドラムおよび巻付け方法を提供することを目的とする。

このような目的は、第１に、自身の中心軸回りに回転可能な主軸と、前記主軸の周囲に該主軸と一体回転できるよう設けられ、周方向に並べて配置された複数のドラムセグメントから構成されたドラム本体と、前記ドラムセグメントを半径方向に移動させることでドラム本体を拡縮させる拡縮手段とを備え、前記少なくとも１個のドラムセグメントの外周面に軸方向に延びる収納凹みを形成する一方、該収納凹み内に種類の異なる吸引部材を収納して交換可能に取付けるとともに、前記吸引部材に軸方向に離れて形成された複数の吸引口を吸引源に接続し、帯状部材を前記吸引口により吸引しながらドラム本体の周囲に巻き付けるようにした帯状部材の巻付けドラムにより、達成することができる。

第２に、主軸の周囲に該主軸と一体回転できるよう設けられ、周方向に並べて配置された複数のドラムセグメントから構成されたドラム本体を拡縮手段により半径方向に移動させることで所定径まで拡縮させる工程と、前記主軸を自身の中心軸回りに回転させながら帯状部材を前記ドラムセグメントに供給する工程と、該供給された帯状部材を、少なくとも１個のドラムセグメントの外周面に形成され軸方向に延びる収納凹み内に収納されている種類の異なる吸引部材に軸方向に離れて形成されるとともに、吸引源に接続されている複数の吸引口により吸引しながらドラム本体の周囲に巻き付ける工程とを備え、前記帯状部材の種類に変更があるとき、前記吸引部材を変更される帯状部材の種類に適合するものに交換するようにした帯状部材の巻付け方法により、達成することができる。

この発明においては、少なくとも１個のドラムセグメントの外周面に軸方向に延びる収納凹みを形成する一方、該収納凹み内に種類の異なる吸引部材を収納して交換可能に取付けるとともに、前記吸引部材に軸方向に離れて形成された複数の吸引口を吸引源に接続したので、帯状部材の種類に変更があったとき、吸引口の状態が前記変更後の帯状部材の種類に適合している種類の吸引部材に交換することで、帯状部材の変更に容易に対応して該帯状部材を最適な状態で吸引することができ、これにより、帯状部材を巻付けドラムに良好に巻付けることができる。

また、請求項２に記載のように構成すれば、拡径状態となったときに隣接するドラムセグメント間に生じる広い間隙を橋渡しプレートにより閉鎖して帯状部材の巻付けを良好なもの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、帯状部材の種類に変更があったとき、吸引部材と共に一括して橋渡しプレートも適合するものに交換することができ、交換作業が容易となる。また、請求項４に記載のように構成すれば、吸引部材の交換をドラム本体がどのような径状態、特に縮径状態のときに行っても、隣接するドラムセグメントに取り付けられている橋渡しプレートの周方向他端部が前記交換作業の邪魔をすることはなく、この結果、交換作業が容易となる。さらに、請求項５に記載のように構成すれば、帯状部材の種類に変更があったとき、ゴムバンドを変更後の帯状部材に適合するものに交換することで対処することができ、しかも、この際、ゴムバンドが周方向に容易に伸縮するため、ゴムバンドの交換作業が容易となる。

この発明の実施形態１を示す正面断面図であり、上半分は拡径状態、下半分は縮径状態である。 一部が省略された図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。 吸引部材が取り付けられていないドラムセグメント近傍の図２と同様の断面図である。 吸引部材が取り付けられているドラムセグメント近傍の図２と同様の断面図である。 図４のII−II矢視断面図である。

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、２において、11は周囲（外周）に帯状部材12、ここでは空気入りタイヤのサイドトレッドが少なくとも１周巻き付けられる巻付けドラムであり、この巻付けドラム11は自身の水平な中心軸13ａ（回転軸線）回りに回転可能な主軸13を有する。そして、この主軸13の基端には図示していない駆動モータ等の回転機構が動力連結され、該回転機構が作動することで、前記主軸13は中心軸13ａ回りに回転する。14は前記主軸13の周囲に該主軸13と同軸関係を保持しながら該主軸13と一体回転できるよう設けられたドラム本体であり、このドラム本体14は互いに周方向に等距離離れるとともに、前記中心軸13ａから等距離離れて配置された複数のドラムセグメント15から構成されている。各ドラムセグメント15は前記中心軸13ａに平行に、即ち、軸方向に延びるとともに、中心軸13ａに垂直な周方向断面が略扇状を呈し、隣接するドラムセグメント15間には同一幅の周方向間隙が形成されている。ここで、軸方向とは、前記主軸13の中心軸の延在方向のことであり、また、周方向とは、前記主軸13の周囲（外周）に対する接線方向のことである。

18は前記主軸13の外周面に摺動可能に係合することで主軸13に軸方向（中心軸13ａの延在方向）に移動可能に支持された略リング状を呈する一対のスライダであり、これらのスライダ18は略円筒状を呈するドラム本体14の軸方向両側部でその半径方向内側に位置している。ここで、半径方向とは、前記主軸13の中心軸を中心とする半径の延在方向で、主軸13の外周に対する法線方向のことである。19は半径方向内端部がピン20を介してスライダ18に回転可能に連結された複数（ドラムセグメント15と同数）の長リンクであり、これら長リンク19の半径方向外端部はピン21を介して各ドラムセグメント15に回転可能に連結されており、この結果、これらの長リンク19は前記ピン20、21の中心軸を中心として揺動することができる。22は前記スライダ18より先端側の主軸13の外周面にそれぞれ固定された一対のリング体であり、これらのリング体22には短リンク23の半径方向内端部がピン24を介して回転可能に連結され、これらピン24の半径方向外端部は前記長リンク19の長手方向中央、即ち、ピン20、21の中心軸間の中点に設けられたピン25を介して該長リンク19に回転可能に連結されている。

ここで、前記ピン20、21、25の中心軸は同一直線上に位置し、また、前記ピン20、25の中心軸間の距離と、ピン21、25の中心軸間の距離と、ピン24、25の中心軸間の距離はいずれも等しく、さらに、前記中心軸13ａからピン20、24まで半径方向距離は等しい。この結果、前記長リンク19および短リンク23は軸方向に離れた一対のスコットラッセルリンク機構を構成する。また、前記軸方向に離れた一対の長リンク19同士および短リンク23同士は平行に延在しており、この結果、これら長リンク19同士、短リンク23同士の中心軸13ａに対する傾斜角は同一角度となる。前記主軸13内で中心軸13ａ上には基端から先端部まで延びる収納穴26が形成され、該収納穴26内には中心軸13ａに平行に（軸方向に）往復動可能な駆動ロッド27が摺動可能に収納されている。28は前記駆動ロッド27に軸方向に離れて設けられた複数対の連結体であり、これら連結体28は主軸13に形成された軸方向に延びる複数対のスリット29内をそれぞれ貫通するとともに、その半径方向外端が前記スライダ18にそれぞれ連結されている。

前記基端側に配置されたスライダ18には軸方向に延びる伝達部材32が取り付けられ、この伝達部材32には該伝達部材32、駆動ロッド27を軸方向に一体的に移動させる図示していないシリンダ等の駆動機構が連結されている。そして、前記駆動機構が作動して駆動ロッド27が先端側に移動すると、スライダ18がリング体22に接近して長リンク19、短リンク23がピン20、24を中心として起立するよう揺動し、この結果、ドラムセグメント15は同期して半径方向外側に等距離移動してドラム本体14が拡径する。一方、前記駆動機構が作動して駆動ロッド27が基端側に移動すると、スライダ18がリング体22から離隔して長リンク19、短リンク23がピン20、24を中心として傾倒するよう揺動し、この結果、ドラムセグメント15は同期して半径方向内側に等距離移動し、ドラム本体14が縮径する。

このとき、長リンク19、短リンク23は前述のようにスコットラッセルリンク機構を構成しているため、ドラムセグメント15は軸方向位置が変化する（ずれる）ことなく半径方向に平行移動する。前述したスライダ18、長リンク19、リング体22、短リンク23、駆動ロッド27、連結体28、伝達部材32、駆動機構は全体として、前記ドラムセグメント15を半径方向に移動させることでドラム本体14を拡縮させる拡縮手段35を構成する。このようにドラム本体14（ドラムセグメント15）と主軸13とは拡縮手段35を介して連結されているので、前記ドラム本体14（ドラムセグメント15）と主軸13とは前述のように一体回転することができる。なお、この発明においては、拡縮手段として、各ドラムセグメントの半径方向移動をガイドするガイド体と、軸方向に移動したとき、楔作用により各ドラムセグメントを半径方向に移動させる楔状カムと、該楔状カムを軸方向に移動させる移動機構とから構成するようにしてもよい。

図１、２、３において、38はドラムセグメント15に平行に（軸方向に）延びるとともに、該ドラムセグメント15と軸方向長が同一長である複数（ドラムセグメント15と同数）の橋渡しプレートであり、これらの橋渡しプレート38は、その周方向一端部が複数のボルト等の締結具40により該ドラムセグメント15の周方向他端部に締結されることで、該ドラムセグメント15に着脱可能に取り付けられている。ここで、前記橋渡しプレート38は周方向他側に向かうに従い薄肉となっている。また、これら橋渡しプレート38の周方向他端部は、ドラム本体14がいずれの径状態においても、周方向他側に隣接して配置されているドラムセグメント15まで延びて重なり合っているとともに、該橋渡しプレート38の外周面はドラムセグメント15の外周面の延長上にほぼ位置している。この結果、これら橋渡しプレート38は、ドラム本体14が縮径状態のみならず拡径状態であっても、隣接するドラムセグメント15同士を常時橋渡しすることができ、これにより、拡径状態となったときに隣接するドラムセグメント15間に生じる広い間隙、および、縮径状態となったときに隣接するドラムセグメント15間に生じる比較的狭い間隙の双方を前記橋渡しプレート38により閉鎖して、巻付けドラム11を常時実質上円筒形に保持し、帯状部材12の巻付けドラム11への巻付け状態を良好なものとすることができる。

図１〜５において、前記ドラムセグメント15のうち、少なくとも１個のドラムセグメント、ここでは周方向にほぼ等距離離れた複数（４個）のドラムセグメント15ａの外周面にはそれぞれ、軸方向に延び断面が略矩形である一対の収納凹み42、43が形成され、これらの収納凹み42、43は各ドラムセグメント15ａの軸方向両側部にそれぞれ形成されることで、これら対をなす収納凹み42、43の軸方向内端同士は軸方向に所定距離だけ離れている。ここで、前記収納凹み42、43は、前記ドラムセグメント15ａの外周面および周方向他側面に開口しているが、ドラムセグメント15ａの外周面のみに開口していてもよい。44、45は前記収納凹み42、43内にそれぞれ収納され半径方向内側面が収納凹み42、43の底面に気密状態で密着している吸引部材であり、これら吸引部材44、45は図示していない複数のボルト等の締結具よりドラムセグメント15ａに着脱可能に取り付けられており、この結果、これら吸引部材44、45は前記収納凹み42、43に収納された状態でドラムセグメント15ａに交換可能に取り付けられていることになる。ここで、４個の（１個だけでもなく、全部でもない）ドラムセグメント15ａに収納凹み42、43、吸引部材44、45を設けたのは、製作費の低廉化を帯状部材12の吸引の確実性向上のバランスを図ったためである。そして、これら吸引部材44、45の外周面はドラムセグメント15ａの外周面と同一面上に位置している。

各吸引部材44、45は半径方向外端部にゴムからなる吸引カップ46、47がそれぞれ設けられた複数の吸引体48、49を有し、これら吸引カップ46、47および吸引体48、49の内部には、半径方向に延びるとともに、半径方向内端において開口する一方、半径方向外端に吸引口51が設けられた吸引通路52が形成されている。53、54は各収納凹み42、43の底面に形成された対をなす接続通路であり、これらの接続通路53、54は軸方向に延びるとともに、半径方向外端が収納凹み42、43にそれぞれ開口し、これら収納凹み42、43に連通している。また、これら接続通路53、54の軸方向外端と図示していない真空ポンプ等の吸引源とは接続ホースにより接続されており、これにより、前記吸引部材44、45（吸引カップ46、47）に形成された複数の吸引口51は前記吸引源に接続されていることになる。

この結果、巻付けドラム11が回転機構により中心軸13ａ回りに回転するとともに、吸引源の作動により吸引部材44、45（吸引カップ46、47）の吸引口51から空気を吸引しているとき、該巻付けドラム11の周囲に帯状部材12が供給されると、該帯状部材12は前記吸引カップ46、47により吸引されながらドラム本体14の周囲に巻き付けられるが、このとき、該帯状部材12は吸引部材44、45（吸引カップ46、47）により帯状部材12のほぼ 1/4長だけ長手方向に離れた複数箇所（ここでは、始端部および長手方向の途中３箇所の合計４箇所）において吸着され、これにより、ドラム本体14への巻付け時における帯状部材12の蛇行が抑制され、該帯状部材12の巻付け姿勢、巻付け状態が良好となる。なお、この発明においては、吸引部材を１〜３個、あるいは、５個以上のドラムセグメントに設置してもよく、この際、これら吸引部材間の周方向距離を異ならせてもよい。また、吸引部材が収納される収納凹みは、ドラムセグメントのほぼ全長に亘って軸方向に延びていてもよく、さらに、吸引部材に直接複数の吸引通路を形成し、該吸引通路の半径方向外端を吸引口としてもよい。さらに、ドラム本体に巻き付けられた帯状部材の内周形状に応じて吸引カップの吸引部材からの突出量を変化させてもよい。

ここで、前記吸引部材44、45は種類の異なるものが複数種類設けられている（予め製作されて準備されている）が、種類の異なる吸引部材44、45においては吸引口51の状態、例えば、隣接する吸引口51間の距離、開口径、設置位置、設置列数、開口形状等が吸引部材44、45毎に異なっている。この結果、帯状部材12の種類（断面形状、幅、ドラム本体14に対する巻付け位置等）に変更があったとき、吸引部材44、45を種類の異なるもの、即ち吸引口51の設置位置、開口径等が前記変更後の帯状部材12に適合合致する吸引部材44、45に交換することで、帯状部材12の変更に容易に対応して該帯状部材12を最適な状態で吸引することができ、これにより、帯状部材12を巻付けドラム11に良好に巻付けることができる。

また、前述のように吸引部材44、45が取り付けられた４個のドラムセグメント15ａにおいては、橋渡しプレート38の周方向一端部を吸引部材44、45に前記締結具40により着脱可能に取り付けることで、該橋渡しプレート38をドラムセグメント15ａに吸引部材44、45を介して取り付けるようにしている。このようにすれば、帯状部材12の種類に変更があったとき、吸引部材44、45と共に一括して橋渡しプレート38も変更後の帯状部材12に適合するものに交換することができ、交換作業が容易となる。なお、吸引部材44、45が取り付けられたドラムセグメント15ａにおいて、橋渡しプレート38を吸引部材44、45を介することなく、ドラムセグメント15と同様に、ドラムセグメント15ａに直接取り付けるようにしてもよい。

さらに、前述した橋渡しプレート38の周方向長さＬは、ドラム本体14が、図１、２の下半分に描かれているような、縮径状態のとき、該橋渡しプレート38の周方向他端が、周方向他側に隣接配置されているドラムセグメント15ａに取り付けられた吸引部材44、45から所定距離Ｍだけ周方向に離れる長さとしている。このようにすれば、吸引部材44、45の交換をドラム本体14がどのような径状態、特に縮径状態のときに行っても、周方向一側に隣接配置されたドラムセグメント15に取り付けられている橋渡しプレート38の周方向他端部が前記交換作業の邪魔をすることはなく、これにより、吸引部材44、45を収納凹み42、43から問題なく抜き出したり、収納凹み42、43内に押し込むことができ、これら吸引部材44、45の交換作業が容易となる。

57は前記ドラム本体14の軸方向中央部外側に嵌合された伸縮可能な円筒状のゴムバンドであり、このゴムバンド57は該ドラム本体14の外周面に内周面が密着された状態で配置されている。そして、帯状部材12をドラム本体14の周囲に巻き付けるときには、該帯状部材12をゴムバンド57の軸方向両外端に接触させることで、該ゴムバンド57を帯状部材12の位置決め部材として用い、ドラム本体14における帯状部材12の軸方向位置を決定するようにしている。このようにすれば、帯状部材12の種類（幅等）に変更があったとき、前記ゴムバンド57を変更後の帯状部材12に適合するものに交換することで対処することができ、しかも、この際、ゴムバンド57は周方向に容易に伸縮するため、該ゴムバンド57の交換作業が容易となる。また、この実施形態では、前記ゴムバンド57の軸方向両端部が吸引部材44、45の軸方向内端部に重なり合っているが、前記吸引部材44、45の交換を行う際、該ゴムバンド57の軸方向外端部を軸方向内側に折り返すことで、ゴムバンド57をドラム本体14から抜き出すことなく対処することができる。

次に、前記実施形態１の作用について説明する。
まず、駆動機構を作動して駆動ロッド27、スライダ18を軸方向に移動させることで、長リンク19、短リンク23をピン20、24を中心として揺動させる。これにより、ドラムセグメント15（ドラムセグメント15ａを含む）が同期して半径方向に等距離移動し、ドラム本体14が主軸13と同軸関係を保持しながら帯状部材12の巻付けを行う所定径まで拡縮する。このとき、いずれの橋渡しプレート38も隣接するドラムセグメント15同士を橋渡しているため、隣接するドラムセグメント15間に生じている間隙は橋渡しプレート38により閉止され巻付けドラム11は実質上円筒形に保持される。次に、所定径となった巻付けドラム11を回転機構により自身の中心軸13ａ回りに定速回転させるとともに、吸引源を作動して接続通路53、54、吸引通路52を通じて吸引口51から空気を吸引する一方、前記巻付けドラム11（ドラムセグメント15）の周囲に該巻付けドラム11の１周長と実質的に等長である帯状部材12を供給すると、該帯状部材12は前記吸引カップ46、47により吸引されながらドラム本体14の周囲に巻き付けられる。このような巻付けの最中に、該帯状部材12は吸引部材44、45（吸引カップ46、47）により帯状部材12のほぼ 1/4長だけ長手方向に離れた４箇所において吸着され、これにより、帯状部材12の巻付け姿勢、巻付け状態が良好となる。

次に、前記帯状部材12の種類に変更があったときには、吸引口51の状態が前記変更後の帯状部材12に適合している吸引部材44、45を、予め準備されている複数の吸引部材44、45から外段取りで選択し取り出しておくとともに、ドラムセグメント15ａに取り付けられている吸引部材44、45を前記取り出した吸引部材44、45に交換する。これにより、帯状部材12の変更に迅速、容易に対応することができ、帯状部材12を最適な状態で吸引することができて帯状部材12を巻付けドラム11に良好に巻付けることができる。なお、このように吸引部材44、45を交換する際、該交換を行う吸引部材44、45に橋渡しプレート38が締結具40によって着脱可能に取り付けられているので、吸引部材44、45と共に一括して橋渡しプレート38も変更後の帯状部材12に適合するものに交換することができ、交換作業が容易となる。また、吸引部材44、45を交換する際、必要に応じてゴムバンド57を交換するようにしてもよい。

この発明は、帯状部材を吸引口により吸引しながら巻付けドラムの周囲に巻き付ける産業分野に適用できる。

12…帯状部材 13…主軸
13ａ…中心軸 14…ドラム本体
15…ドラムセグメント 35…拡縮手段
38…橋渡しプレート 42、43…収納凹み
44、45…吸引部材 51…吸引口
57…ゴムバンド

Claims (6)

1. 自身の中心軸回りに回転可能な主軸と、前記主軸の周囲に該主軸と一体回転できるよう設けられ、周方向に並べて配置された複数のドラムセグメントから構成されたドラム本体と、前記ドラムセグメントを半径方向に移動させることでドラム本体を拡縮させる拡縮手段とを備え、前記少なくとも１個のドラムセグメントの外周面に軸方向に延びる収納凹みを形成する一方、該収納凹み内に種類の異なる吸引部材を収納して交換可能に取付けるとともに、前記吸引部材に軸方向に離れて形成された複数の吸引口を吸引源に接続し、帯状部材を前記吸引口により吸引しながらドラム本体の周囲に巻き付けるようにしたことを特徴とする帯状部材の巻付けドラム。
2. 周方向一端部がドラムセグメントに取り付けられる一方、周方向他端部が前記ドラムセグメントより周方向他側に配置されたドラムセグメントまで延び、ドラム本体が拡径状態であっても隣接するドラムセグメント同士を橋渡しする橋渡しプレートを設けた請求項１記載の帯状部材の巻付けドラム。
3. 前記吸引部材が取り付けられたドラムセグメントにおいて、前記橋渡しプレートの周方向一端部を前記吸引部材に着脱可能に取り付けることで、該橋渡しプレートをドラムセグメントに吸着部材を介して取り付けるようにした請求項２記載の帯状部材の巻付けドラム。
4. 前記橋渡しプレートの周方向長さＬを、ドラム本体が縮径状態のときに該橋渡しプレートの周方向他端が前記吸引部材から所定距離Ｍだけ周方向に離れる長さとした請求項２または３記載の帯状部材の巻付けドラム。
5. 前記ドラム本体の周囲に伸縮可能なゴムバンドを密着配置し、前記帯状部材をゴムバンドの軸方向端に接触させることで、ドラム本体における該帯状部材の軸方向位置をゴムバンドを用いて決定するようにした請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯状部材の巻付けドラム。
6. 主軸の周囲に該主軸と一体回転できるよう設けられ、周方向に並べて配置された複数のドラムセグメントから構成されたドラム本体を拡縮手段により半径方向に移動させることで所定径まで拡縮させる工程と、前記主軸を自身の中心軸回りに回転させながら帯状部材を前記ドラムセグメントに供給する工程と、該供給された帯状部材を、少なくとも１個のドラムセグメントの外周面に形成され軸方向に延びる収納凹み内に収納されている種類の異なる吸引部材に軸方向に離れて形成されるとともに、吸引源に接続されている複数の吸引口により吸引しながらドラム本体の周囲に巻き付ける工程とを備え、前記帯状部材の種類に変更があるとき、前記吸引部材を変更される帯状部材の種類に適合するものに交換するようにしたことを特徴とする帯状部材の巻付け方法。

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