JP7225788B2

JP7225788B2 - 帯状ゴムシートの巻き付け方法

Info

Publication number: JP7225788B2
Application number: JP2018241405A
Authority: JP
Inventors: 直樹宗友; 俊祐矢野; 真一木谷; 健二種元
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2038-12-25
Also published as: JP2020100111A

Description

本発明は、帯状ゴムシートを、成形ドラムの外周面上で巻き付ける巻き付け方法に関する。

従来から、帯状ゴムシートを成形ドラムに巻き付ける方法として、以下の様な方法が知られている。先ず、帯状ゴムシートを長さ方向に予め定められた長さで切断し、この帯状ゴムシートを貼付けコンベヤを用いて成形ドラムに供給する。次に、回転する成形ドラムの外周面上で帯状ゴムシートの前端部と後端部とを所定の重なり長さで接合させるよう一周巻きする。

特開平６－１５７４８号公報

しかしながら、帯状ゴムシートは、未加硫ゴムを主体として形成されているため長さ方向に伸縮自在であるので、切断寸法の精度を十分に高めることができず、帯状ゴムシートの長さにバラ付きが生じやすい。例えば、帯状ゴムシートが前記予め定められた長さよりも小さすぎる場合、前記両端部間の重なり長さが不充分となって接合強度を損ねるおそれがある。また、例えば、帯状ゴムシートが前記予め定められた長さよりも大きすぎる場合、前記重なり長さが過大となって外観品質に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、従来においては、所定の重なり長さで接合されていないものは、帯状ゴムシートの後端部側を一旦剥がし、この剥がした部分を引き延ばし、又は圧縮しながら貼り直す作業が、作業者の手によって行われていたので、生産性が低いという問題があった。そこで本発明は、作業者の手による貼り直す作業を行うことなく、帯状ゴムシートを所定の重なり長さで接合することができる帯状ゴムシートの巻き付け方法を提供することを目的としている。

本発明は、長さ方向に切断された未加硫の帯状ゴムシートを、成形ドラムの外周面上で一周巻きしかつ長さ方向の前端部と後端部とを所定の重なり長さで接合することにより、前記帯状ゴムシートの巻回体を形成する帯状ゴムシートの巻き付け方法であって、巻回前に帯状ゴムシートの長さを測定する測定工程と、回転する前記成形ドラムに、長さが測定された前記帯状ゴムシートを一定の搬送速度Ｖ０で供給して、前記帯状ゴムシートを巻き付ける巻き付け工程とを含み、前記巻付け工程は、前記搬送速度Ｖ０と同じ第１の周速度で前記成形ドラムを回転させ、前記前端部を含む前記帯状ゴムシートの前領域を巻き付ける第１巻き付け段階と、前記搬送速度Ｖ０と異なる第２の周速度で前記成形ドラムを回転させ、前記前領域に続く前記帯状ゴムシートの主領域を巻き付ける第２巻き付け段階とを含み、前記第２の周速度は、前記成形ドラムの周長と、前記帯状ゴムシートの長さと、前記重なり長さとに基づいて設定される。

本発明に係る帯状ゴムシートの巻き付け方法は、前記巻付け工程が、前記搬送速度Ｖ０と同じ第３の周速度で前記成形ドラムを回転させ、前記主領域に続く前記帯状ゴムシートの後領域を巻き付ける第３巻き付け段階を含むのが望ましい。

本発明に係る帯状ゴムシートの巻き付け方法は、前記第３巻き付け段階では、前記後端部を含み前記帯状ゴムシートの２０～３０％の長さが前記成形ドラムに巻付けられるのが望ましい。

本発明に係る帯状ゴムシートの巻き付け方法は、前記第１巻き付け段階では、前記前端部を含み前記帯状ゴムシートの２０～３０％の長さが前記成形ドラムに巻付けられるのが望ましい。

本発明に係る帯状ゴムシートの巻き付け方法は、前記帯状ゴムシートの長さが前記成形ドラムの周長と前記重なり長さとの和よりも小さいとき、前記第１の周速度は、前記第２の周速度よりも小さいのが望ましい。

本発明に係る帯状ゴムシートの巻き付け方法は、前記帯状ゴムシートが、互いに平行に配列されたコードを含んでいるのが望ましい。

本発明は、帯状ゴムシートを一定の搬送速度Ｖ０で供給して成形ドラムに巻き付ける巻付け工程を含んでいる。このような搬送速度は、後述される成形ドラムの周速度の制御を容易にする。

前記巻付け工程は、搬送速度Ｖ０と同じ第１の周速度で回転する成形ドラムに、帯状ゴムシートの前領域を巻き付ける第１巻き付け段階を含んでいる。このような第１巻き付け段階は、成形ドラムへの巻き付け開始となる前領域に余分な引張力や圧縮力を与えることなく、前領域を成形ドラムに巻き付けることができる。このため、前領域を成形ドラムの外周面上に精度良く位置させることができる。

また、前記巻付け工程は、搬送速度Ｖ０と異なる第２の周速度で回転する成形ドラムに、帯状ゴムシートの主領域を巻き付ける第２巻き付け段階を含んでいる。第２の周速度は、成形ドラムの周長と、帯状ゴムシートの長さと、重なり長さとに基づいて設定される。このような第２巻き付け段階は、前領域に続く帯状ゴムシートの主領域を予め定められた所定の重なり長さで接合するよう成形ドラムに巻き付けることができる。

従って、本発明の帯状ゴムシートの巻き付け方法は、帯状ゴムシートを所定の重なり長さで接合することができるので、例えば、作業者の手による貼り直す作業を抑制することができる。

本発明のタイヤ用の帯状部材の巻き付け装置の一実施例を概念的に示す側面図である。帯状ゴムシートの巻回体の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本実施形態の帯状ゴムシートＧの巻き付け方法に使用される巻き付け装置（以下、単に「装置」という場合がある。）１の一実施例を概念的に示す側面図である。本実施形態の装置１は、例えば、生タイヤの成形装置に用いられる。装置１を用いて帯状ゴムシートＧを巻き付けることにより、例えば、生タイヤのトレッドゴム、サイドウォールゴムや、互いに平行に配列されたコードを有するベルト層及びバンド層等のタイヤの各種構成部材を形成することができる。なお、本実施形態の巻き付け方法に使用される帯状ゴムシートＧは、未加硫のものであればよく、タイヤの構成部材に限定されるものではない。

装置１は、例えば、帯状ゴムシートＧが巻き付けられる成形ドラム２、成形ドラム２に帯状ゴムシートＧを供給するためのコンベヤ３、及び、帯状ゴムシートＧの長さを測定する測定手段４を含んでいる。

図２に示されるように、本実施形態の装置１では、帯状ゴムシートＧが、成形ドラム２の外周面２ａ上で一周巻きされかつ長さ方向の前端部Ｇａと後端部Ｇｂとが所定の重なり長さＬで接合されることにより、帯状ゴムシートＧの巻回体Ｇｔに形成される。重なり長さＬは、帯状ゴムシートＧの前端部Ｇａと後端部Ｇｂとがドラム半径方向で重なった周方向の長さであって、例えば、重なり部の接合強度等に基づいて、予め定められる。重なり長さＬは、０以上５mm以下が望ましい。

このような帯状ゴムシートＧとしては、その幅ｗが、例えば、１００～２００mm程度が望ましい。また、帯状ゴムシートＧの厚さｔは、例えば、０．５～３．０mm程度が望ましい。

図１に示されるように、装置１の上流側（図では、左側）には、例えば、帯状ゴムシートＧを長さ方向に予め定められた長さで切断するための周知の切断装置１０が設けられている。なお、切断装置１０の切断寸法の精度が十分に高くない場合、帯状ゴムシートＧは、予め定められた長さよりも大きい又は小さい長さを有する場合がある。また、帯状ゴムシートＧは、シュリンク（収縮）が生じるので、成形ドラム２に近づいた帯状ゴムシートＧは、予め定められた長さよりも小さい長さを有する場合がある。

本実施形態の成形ドラム２は、円筒状をなし、帯状ゴムシートＧが巻き付けられる外周面２ａを有している。成形ドラム２は、例えば、モータを含む周知構造の回転手段Ｍによって、回転自在に支持されている。成形ドラム２は、本実施形態では、外周面２ａ上に、帯状ゴムシートＧを外周面２ａに押し付けうる周知構造の押付け手段２Ｂを備えている。

本実施形態のコンベヤ３は、無端状のベルトを有する周知構造のベルトコンベヤである。コンベヤ３は、本実施形態では、最も成形ドラム２側に配された第１コンベヤ３Ａと、第１コンベヤ３Ａよりも上流側に配された第２コンベヤ３Ｂとを含んでいる。なお、コンベヤ３は、ベルトコンベヤに限定されるものではなく、例えば、周知構造の球面コンベヤやローラコンベヤでも良い。また、コンベヤ３は、第１コンベヤ３Ａと第２コンベヤ３Ｂとが一体に成形されたものでもよいのはいうまでもない。

第１コンベヤ３Ａ、第２コンベヤ３Ｂは、本実施形態では、帯状ゴムシートＧの長さよりも大きい長さを有している。これにより、帯状ゴムシートＧの前端部Ｇａ及び後端部Ｇｂが同時にコンベヤ３からはみ出すことなく、帯状ゴムシートＧに余分な引張力が作用することを抑制する。前端部Ｇａは、帯状ゴムシートＧの前端Ｇｅを含んでいる。後端部Ｇｂは、帯状ゴムシートＧの後端Ｇｉを含んでいる。

第１コンベヤ３Ａの前端部（下流側）は、本実施形態では、成形ドラム２の上方に位置している。これにより、第１コンベヤ３Ａで搬送された帯状ゴムシートＧは、例えば、重力によって、外周面２ａ上に載り移る。なお、帯状ゴムシートＧの載り移りを精度良く行うことを目的として、第１コンベヤ３Ａの前端部を外周面２ａ上に近づけるために、例えば、第１コンベヤ３Ａを傾斜させる図示しない傾動装置が、第１コンベヤ３Ａに設けられていても良い。

測定手段４は、例えば、搬送方向の前後に間隔Ｌａを隔てて配される前後のセンサ４ａ、４ｂを具える。前のセンサ４ａは、例えば、搬送中の帯状ゴムシートＧの前端Ｇｅの位置を検知し、演算手段１１に前端Ｇｅの位置及び測定時間に対応する電気信号を出力する。後のセンサ４ｂは、例えば、搬送中の帯状ゴムシートＧの後端Ｇｉの位置を検知し、演算手段１１に後端Ｇｉの位置及び測定時間に対応する電気信号を出力する。

このような測定手段４としては、レーザー変位計、超音波変位計等の周知構造のものが採用される。なお、測定手段４は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、カメラ等を含む撮影手段であっても良い。

測定手段４は、例えば、第１コンベヤ３Ａ上に配されている。これにより、成形ドラム２への巻き付け直前の帯状ゴムシートＧの長さを測定できる。このため、より精度良く、帯状ゴムシートＧを成形ドラム２へ巻き付けることができる。

演算手段１１は、本実施形態では、搬送速度Ｖ０、帯状ゴムシートＧの重なり長さＬ、成形ドラム２の周長Ｌｔ（図２に示す）が予め記憶されている。なお、演算手段１１は、例えば、搬送速度Ｖ０に対応する電気信号が入力されても良い。このような演算手段１１としては、例えば、プログラマブルシーケンサ、マイコン、パーソナルコンピュータ等の周知構造のものが好適である。

次に、このような装置１を用いた帯状ゴムシートＧの巻き付け方法（以下、単に「巻き付け方法」という場合がある。）が説明される。

本実施形態の巻き付け方法は、成形ドラム２への巻回前に帯状ゴムシートＧの長さＬ１を測定する測定工程と、成形ドラム２に、長さＬ１が測定された帯状ゴムシートＧを巻き付ける巻付け工程とを含んでいる。

本実施形態の測定工程では、先ず、第１コンベヤ３Ａ及び第２コンベヤ３Ｂが駆動されて、切断装置１０で長さ方向に切断された帯状ゴムシートＧが成形ドラム２側へ搬送される。

本実施形態では、第１コンベヤ３Ａが一定の搬送速度Ｖ０で帯状ゴムシートＧを搬送し得るよう演算手段１１で制御されている。このように、第１コンベヤ３Ａが一定の搬送速度Ｖ０で制御されていることにより、成形ドラム２の周速度Ｖの制御が容易になる。第２コンベヤ３Ｂは、本実施形態では、第１コンベヤ３Ａと同じ搬送速度Ｖ０を有するように制御されている。なお、第１コンベヤ３Ａが一定の搬送速度Ｖ０で帯状ゴムシートＧを搬送し得るよう制御されていれば、第２コンベヤ３Ｂは、第１コンベヤ３Ａとは異なる搬送速度を有するように制御されても良い。

次に、帯状ゴムシートＧが第１コンベヤ３Ａ上に移動されると、測定手段４によってその長さＬ１が測定される。本実施形態では、前のセンサ４ａによる前端Ｇｅの検知と、後のセンサ４ｂによる後端Ｇｉの検知との間の時間差Δｔが測定されると、時間差Δｔと搬送速度Ｖ０と間隔Ｌａとから、次式（１）によって搬送中の帯状ゴムシートＧの実際の長さＬ１を測定することができる。なお、後端Ｇｉの検知が、前端Ｇｅの検知よりも早い場合には、時間差Δｔはマイナス表示となる。測定された長さＬ１は、本実施形態では、演算手段１１で記憶及び処理される。
Ｌ１＝Ｌａ＋（Δｔ×Ｖ０） …（１）

巻き付け工程は、第１巻き付け段階と第２巻き付け段階とを含んでいる。第２巻き付け段階は、第１巻き付け段階の後、行われる。

第１巻き付け段階では、先ず、回転手段Ｍによって、搬送速度Ｖ０と同じ第１の周速度Ｖ１で成形ドラム２が回転される。本実施形態では、演算手段１１から搬送速度Ｖ０に対応する電気信号が回転手段Ｍに出力されることで、成形ドラム２の周速度Ｖが制御される。

次に、帯状ゴムシートＧの前端部Ｇａを含む帯状ゴムシートＧの前領域ＧＡが第１コンベヤ３Ａから外周面２ａ上に載り移り、本実施形態では、押付け手段２Ｂによって外周面２ａに押し付けられ、成形ドラム２の回転により巻き付けられる。このとき、成形ドラム２が搬送速度Ｖ０と同じ第１の周速度Ｖ１で回転しているので、前領域ＧＡには、余分な引張力や圧縮力が与えられないので、前領域ＧＡを成形ドラム２に巻き付けることができる。このため、前領域ＧＡを成形ドラム２の外周面２ａ上に精度良く位置させることができる。

前領域ＧＡは、前端部Ｇａを含み帯状ゴムシートＧの長さＬ１の２０～３０％の長さＬｄであるのが望ましい。これにより、上述の作用が効果的に発揮される。

次に、第２巻き付け段階が行われる。第２巻き付け段階では、先ず、回転手段Ｍによって、搬送速度Ｖ０と異なる第２の周速度Ｖ２で成形ドラム２を回転させる。第２の周速度Ｖ２は、成形ドラム２の周長Ｌｔと、帯状ゴムシートＧの長さＬ１と、重なり長さＬとに基づいて設定される。

本実施形態では、第２の周速度Ｖ２は、第１の周速度Ｖ１、成形ドラム２の周長Ｌｔ、帯状ゴムシートＧの長さＬ１、重なり長さＬ、及び、前領域ＧＡの長さＬｄに対応する電気信号により、下記式（２）に基づいて決定される。
Ｖ２＝Ｖ１×（Ｌｔ＋Ｌ－Ｌｄ）／（Ｌ１－Ｌｄ）…（２）

例えば、帯状ゴムシートＧの長さＬ１が成形ドラム２の周長Ｌｔと重なり長さＬとの和よりも小さい場合では、第２の周速度Ｖ２は、第１の周速度Ｖ１よりも大きく設定される。これにより、帯状ゴムシートＧの主領域ＧＢには、引張力による伸びが作用するので、所定の重なり長さＬで接合するように、帯状ゴムシートＧを成形ドラム２に巻き付けることができる。

例えば、帯状ゴムシートＧの長さＬ１が成形ドラム２の周長Ｌｔと重なり長さＬとの和よりも大きい場合では、第２の周速度Ｖ２は、第１の周速度Ｖ１よりも小さく設定される。これにより、帯状ゴムシートＧの主領域ＧＢには、圧縮力による縮みが作用するので、所定の重なり長さＬで接合するように、帯状ゴムシートＧを成形ドラム２に巻き付けることができる。なお、帯状ゴムシートＧは、縮みよりも伸びを制御するほうが容易であるので、予め、切断装置１０によって、Ｌｔ＋Ｌ＞Ｌ１となるように切断されるのが望ましい。

これにより、前領域ＧＡに続く帯状ゴムシートＧの主領域ＧＢを予め定められた所定の重なり長さＬで接合するよう成形ドラム２に巻き付けることができるので、例えば、作業者の手による貼り直す作業を抑制することができる。

本発明の巻き付け方法では、巻き付け工程は、さらに、第３巻き付け段階を含んでも良い。第３巻き付け段階は、本実施形態では、第２巻き付け段階の後、行われる。第３巻き付け段階は、例えば、搬送速度Ｖ０と同じ第３の周速度Ｖ３で成形ドラム２を回転させ、主領域ＧＢに続く帯状ゴムシートＧの後領域ＧＣを巻き付ける。このように、成形ドラム２が搬送速度Ｖ０と同じ第３の周速度Ｖ３で回転しているので、後領域ＧＣに余分な引張力や圧縮力を与えることなく、後領域ＧＣを成形ドラム２に巻き付けることができる。このため、後領域ＧＣ（後端Ｇｉ）を成形ドラム２の外周面２ａ上に精度良く位置させることができるので、前端部Ｇａと後端部Ｇｂとを、確実に、所定の重なり長さＬで接合することができる。

後領域ＧＣは、後端部Ｇｂを含み帯状ゴムシートＧの長さＬ１の２０～３０％の長さＬｅであるのが望ましい。後領域ＧＣの長さＬｅは、とりわけ、前領域ＧＡの長さＬｄと同じであるのが望ましい。これにより、上述の作用が効果的に発揮される。

第３巻き付け段階を含む場合、第２の周速度Ｖ２は、下記式（３）に基づいて決定されるのが望ましい。
Ｖ２＝Ｖ１×（Ｌｔ＋Ｌ－Ｌｄ－Ｌｅ）／（Ｌ１－Ｌｄ－Ｌｅ）…（３）

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

２成形ドラム
Ｇ帯状ゴムシート
Ｇｔ巻回体
ＧＡ前領域
ＧＢ主領域
Ｌ重なり長さ

Claims

長さ方向に切断された未加硫の帯状ゴムシートを、成形ドラムの外周面上で一周巻きしかつ長さ方向の前端部と後端部とを所定の重なり長さで接合することにより、前記帯状ゴムシートの巻回体を形成する帯状ゴムシートの巻き付け方法であって、
巻回前に帯状ゴムシートの長さを測定する測定工程と、
回転する前記成形ドラムに、長さが測定された前記帯状ゴムシートを一定の搬送速度Ｖ０で供給して、前記帯状ゴムシートを巻き付ける巻き付け工程とを含み、
前記巻付け工程は、前記搬送速度Ｖ０と同じ第１の周速度で前記成形ドラムを回転させ、前記前端部を含む前記帯状ゴムシートの前領域を巻き付ける第１巻き付け段階と、
前記搬送速度Ｖ０と異なる第２の周速度で前記成形ドラムを回転させ、前記前領域に続く前記帯状ゴムシートの主領域を巻き付ける第２巻き付け段階とを含み、
前記第２の周速度は、前記成形ドラムの周長と、前記帯状ゴムシートの長さと、前記重なり長さとに基づいて設定され、
最も前記成形ドラム側に配された第１コンベヤ上に配される前のセンサと、前記前のセンサよりも搬送方向の後ろ側かつ前記第１コンベヤ上に配される後のセンサとを含み、
前記測定工程は、前記前のセンサで前記前端部の前端を検知する段階と、前記後のセンサで前記帯状ゴムシートの後端を検知する段階と、前記前端の検知と前記後端の検知との時間差を測定する段階とを含む、帯状ゴムシートの巻き付け方法。
前記巻付け工程は、前記搬送速度Ｖ０と同じ第３の周速度で前記成形ドラムを回転させ、前記主領域に続く前記帯状ゴムシートの後領域を巻き付ける第３巻き付け段階を含む、請求項１記載の帯状ゴムシートの巻き付け方法。
前記第３巻き付け段階では、前記後端部を含み前記帯状ゴムシートの２０～３０％の長さが前記成形ドラムに巻付けられる、請求項２記載の帯状ゴムシートの巻き付け方法。
前記第１巻き付け段階では、前記前端部を含み前記帯状ゴムシートの２０～３０％の長さが前記成形ドラムに巻付けられる、請求項１乃至３のいずれかに記載の帯状ゴムシートの巻き付け方法。
前記帯状ゴムシートの長さが前記成形ドラムの周長と前記重なり長さとの和よりも小さいとき、
前記第１の周速度は、前記第２の周速度よりも小さい、請求項１乃至４のいずれかに記載の帯状ゴムシートの巻き付け方法。
前記帯状ゴムシートは、互いに平行に配列されたコードを含んでいる、請求項１乃至５のいずれかに記載の帯状ゴムシートの巻き付け方法。