JP7447468B2

JP7447468B2 - 複合シート材料の製造装置

Info

Publication number: JP7447468B2
Application number: JP2019228533A
Authority: JP
Inventors: 裕也村松
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2024-03-12
Anticipated expiration: 2039-12-18
Also published as: JP2021094803A

Description

本発明は、複合シート材料の製造装置に関する。

下記特許文献１には、タイヤのブレーカーのエッジ部に、ストリップを貼り付ける方法が記載されている。

特開２０１７－１４８９９５号公報

近年、前記タイヤを能率良く製造するために、上述のようなブレーカーとストリップとを予め貼り付けた複合シート材料を装備する場合がある。然るに、このような複合シート材料については、貼り付け形状等について高い精度が要求される。したがて、貼り付けられた複合シート材料を正確に検査することが要求されている。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、複合シート材料の貼付形状の検査精度を向上することができる複合シート材料の製造装置を提供することを主たる目的としている。

本発明は、長手方向を有する帯状のゴムシート材料の上に、前記ゴムシート材料よりも小さい幅を有するストリップ材料を貼り付けて複合シート材料を製造するための複合シート材料の製造装置であって、前記ゴムシート材料の上に前記ストリップ材料を供給するストリップ供給部と、前記ストリップ材料が貼り付けられた複合シート材料の少なくとも一部に、前記長手方向の張力を与える張力付与部と、前記張力が与えられた部分を対象として、前記複合シート材料に対する前記ストリップ材料の貼付形状を検査する検査部とを含む。

本発明に係る複合シート材料の製造装置は、前記ゴムシート材料が、平行に配列されたコードが未加硫ゴムで被覆されたプライ材料であり、前記ストリップ材料は、未加硫のゴムストリップである、のが望ましい。

本発明に係る複合シート材料の製造装置は、前記張力付与部が、前記複合シート材料が空中に浮くように、前記複合シート材料の長手方向の両端部を支持する支持部を含む、のが望ましい。

本発明に係る複合シート材料の製造装置は、前記張力付与部が、前記複合シート材料のカール及び弛みを矯正する大きさの張力を与えるものである、のが望ましい。

本発明に係る複合シート材料の製造装置は、前記検査部が、前記複合シート材料の幅方向に沿った表面プロファイルを検出するプロファイル検出具である、のが望ましい。

本発明に係る複合シート材料の製造装置は、制御装置をさらに含み、前記制御装置は、前記検査部で検査された貼付形状についての情報に基づいて、前記ストリップ供給部の前記ゴムシート材料に対する幅方向の位置を調整する、のが望ましい。

本発明の複合シート材料の製造装置では、前記複合シート材料に長手方向の張力を与える。これにより、前記複合シート材料は、材料自体に起因する変形や弛みが矯正される。そして、本発明の複合シート材料の製造装置では、その張力が与えられた部分を対象として、前記複合シート材料に対する前記ストリップ材料の貼付形状が検査される。これにより、前記ゴムシート材料と前記ストリップ材料との貼り付け位置を正確に測定することができるので、前記貼付形状の検査精度が向上する。

本発明の複合シート材料の製造装置の一実施例を概念的に示す側面図である。図１の製造装置の平面図である。複合シート材料の斜視図である。

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は、本発明の複合シート材料の製造装置（以下、単に「製造装置」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。図２は、図１の製造装置１の平面図である。

図３は、本実施形態の製造装置１で製造される複合シート材料２０の斜視図である。図３に示されるように、本実施形態の複合シート材料２０は、長手方向を有する帯状のゴムシート材料２１と、ゴムシート材料２１よりも小さい幅ｗ２を有するストリップ材料２２とを含んでいる。複合シート材料２０は、例えば、空気入りタイヤの構成材料であるカーカスプライ、ベルトプライ又はバンドプライ等を形成する。

ゴムシート材料２１は、本実施形態では、平行に配列されたコード２１ａが未加硫ゴム２１ｂで被覆されたプライ材料である。コード２１ａや未加硫ゴム２１ｂとしては、周知構造のものが採用される。本実施形態のゴムシート材料２１は、その横断面が矩形状である。ゴムシート材料２１は、例えば、長手方向に延びる一対の側縁２１ｓ、２１ｓを有している。本実施形態のゴムシート材料２１は、幅ｗ１が１００～４００mmであり、厚さｈ１が０．８０～２．００mmである。なお、ゴムシート材料２１は、未加硫のゴムストリップ（図示省略）のみで形成されてもよい。

ストリップ材料２２は、本実施形態では、未加硫のゴムストリップである。本実施形態のストリップ材料２２は、横断面が矩形状であって、長手方向を有する帯状に形成されている。ストリップ材料２２は、本実施形態では、長手方向に延びる一対の側縁２２ｓ、２２ｓを有している。ストリップ材料２２は、例えば、２枚用いられ、ゴムシート材料２１の幅方向に離間して配される。本実施形態のストリップ材料２２は、幅ｗ２が２０～４０mmであり、厚さｈ２が０．５～１．０mmである。

図１及び図２に示されるように、本実施形態の製造装置１は、ストリップ供給部２と張力付与部３と検査部４とを少なくとも含んでいる。また、製造装置１は、例えば、さらに、制御装置５を含んでいる。図１及び図２には、複合シート材料２０の搬送方向Ｆが矢印で示されている。また、本明細書では、複合シート材料２０の幅方向をＸ、幅方向Ｘと直交する複合シート材料２０の長手方向をＹ、及び、複合シート材料２０の幅方向Ｘと長手方向Ｙとに直交する鉛直（上下）方向をＺとする。本明細書では、鉛直方向Ｚの上側を「上」、下側を「下」と記載する場合がある。

なお、製造装置１の搬送方向Ｆの下流側（以下、単に「下流側」という場合がある。）には、例えば、複合シート材料２０を保管するための巻取り装置Ｔ１が設けられている。製造装置１の搬送方向Ｆの上流側（以下、単に「上流側」という場合がある。）には、例えば、ゴムシート材料２１やストリップ材料２２を押し出すための押出装置Ｔ２、Ｔ３が、それぞれ設けられている。

ストリップ供給部２は、ゴムシート材料２１の上にストリップ材料２２を供給し得る機能を有する。本実施形態のストリップ供給部２は、ガイドローラ８と、ガイドローラ８の下流側に配された貼付ローラ９とを含んでいる。

本実施形態のガイドローラ８は、ゴムシート材料２１を貼付ローラ９へ案内する第１ガイドローラ８Ａと、ストリップ材料２２を貼付ローラ９へ案内する第２ガイドローラ８Ｂとを含んでいる。第１ガイドローラ８Ａは、例えば、第２ガイドローラ８Ｂよりも下に設けられている。なお、ストリップ供給部２は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、第１ガイドローラ８Ａ及び第２ガイドローラ８Ｂに変えて、搬送方向Ｆに並べられた複数のローラとベルトとからなるコンベヤ（図示省略）を含んでもよい。

第１ガイドローラ８Ａ及び第２ガイドローラ８Ｂは、例えば、周知構造のものが採用される。

本実施形態の第２ガイドローラ８Ｂは、各ストリップ材料２２をそれぞれ搬送するように２台設けられている。第２ガイドローラ８Ｂは、本実施形態では、移動具１０に幅方向Ｘに移動可能に支持されている。移動具１０は、例えば、シリンダーロッド機構等の周知構造を有している。このような移動具１０は、ストリップ材料２２のゴムシート材料２１に対する貼り付け位置を変更することができる。

貼付ローラ９は、ゴムシート材料２１支持する支持ローラ部９Ａと、ストリップ材料２２をゴムシート材料２１に押圧して貼り付ける押圧ローラ部９Ｂとを含んでいる。ゴムシート材料２１とストリップ材料２２とは、支持ローラ部９Ａと押圧ローラ部９Ｂとの間で圧着されて複合シート材料２０に形成される。

押圧ローラ部９Ｂは、例えば、図示しない移動具によって鉛直方向Ｚに移動可能に支持されている。この移動具は、ストリップ材料２２のゴムシート材料２１への押圧力を変化させて最適化する。

張力付与部３は、複合シート材料２０の少なくとも一部に、その長手方向の張力を与える機能を有している。これにより、複合シート材料２０は、張力が付与された部分において、材料自体に起因する変形や弛みが矯正される。

張力付与部３は、本実施形態では、第１テンションローラ１１と、第１テンションローラ１１よりも下流側に配される第２テンションローラ１２とを含んでいる。第１テンションローラ１１及び第２テンションローラ１２のそれぞれは、例えば、周知のモータなどの駆動部（図示省略）によって、駆動回転可能に支持されている。

第１テンションローラ１１は、例えば、貼付ローラ９の下流側に配される。第１テンションローラ１１は、本実施形態では、ゴムシート材料２１の下面と接触して、ゴムシート材料２１を搬送方向Ｆへ搬送する。第１テンションローラ１１は、例えば、周速度Ｖ１（m/min）で回転している。

第２テンションローラ１２は、本実施形態では、第１ローラ部１２Ａと、第１ローラ部１２Ａよりも上に配される第２ローラ部１２Ｂとを含んでいる。第１ローラ部１２Ａと第２ローラ部１２Ｂとは、複合シート材料２０を上下で挟んで下流側へ搬送する。第１ローラ部１２Ａ及び第２ローラ部１２Ｂは、例えば、周速度Ｖ２（m/min）で回転している。

第１ローラ部１２Ａ及び第２ローラ部１２Ｂの周速度Ｖ２は、本実施形態では、第１テンションローラ１１の周速度Ｖ１よりも大きい。これにより、本実施形態の複合シート材料２０は、少なくとも、第１テンションローラ１１と第２テンションローラ１２との間で、長手方向の張力が付与されている。本実施形態では、第１テンションローラ１１と第２テンションローラ１２との間に、複合シート材料２０を支持する支持部は設けられていない。換言すると、第１テンションローラ１１及び第２テンションローラ１２は、複合シート材料２０を支持する支持部として機能する。これにより、複合シート材料２０は、第１テンションローラ１１と第２テンションローラ１２との間で空中に浮くように支持されている。

張力付与部３は、例えば、複合シート材料２０のカール及び弛みを矯正する大きさの張力を与えるものであるのが望ましい。このような作用を効果的に発揮させるために、第１テンションローラ１１の周速度Ｖ１と第２テンションローラ１２の周速度Ｖ２との比（Ｖ２／Ｖ１）は、例えば、１．１～１．５倍が望ましい。

なお、張力付与部３は、このような態様に限定されるものではない。張力付与部３は、例えば、第１テンションローラ１１と、第２テンションローラ１２と、第１テンションローラ１１を上に移動させるための周知の移動具（図示省略）を含むものでもよい。前記移動具は、第１テンションローラ１１を上に移動させることで、第１テンションローラ１１と第２テンションローラ１２と間で長手方向の張力を複合シート材料２０に付与する。

検査部４は、張力が与えられた部分を対象として、複合シート材料２０に対するストリップ材料２２の貼付形状Ｔを検査する機能を有している。これにより、ゴムシート材料２１とストリップ材料２２との貼り付け位置を正確に測定することができるので、これらの貼付形状の検査精度が向上する。

検査部４は、複合シート材料２０の幅方向Ｘに沿った表面プロファイルを検出するプロファイル検出具４Ａである。このようなプロファイル検出具４Ａは、ゴムシート材料２１の側縁２１ｓに対するストリップ材料２２の側縁２２ｓの相対位置を測定することができるので、さらにゴムシート材料２１とストリップ材料２２との貼り付け位置を正確に測定することができる。

このようなプロファイル検出具４Ａとしては、例えば、非接触型の２次元変位センサであるのが望ましい。２次元変位センサは、本実施形態では、複合シート材料２０の上からライン状のセンサ光ｓを第１テンションローラ１１と第２テンションローラ１２との間に照射することにより、張力が与えられた部分を測定することができる。より詳しくは、センサ光ｓは、第１テンションローラ１１と複合シート材料２０との接触位置と、第２テンションローラ１２と複合シート材料２０との接触位置との間に照射される。なお、プロファイル検出具４Ａとしては、このような２次元変位センサに限定されるものではなく、種々の周知のものが採用される。

検査部４は、本実施形態では、ゴムシート材料２１とストリップ材料２２との貼付形状Ｔについての情報に基づく測定データＤを出力することができる。測定データＤは、例えば、複合シート材料２０の長手方向Ｙの任意の位置ｙ１、位置ｙ１での側縁２１ｓの幅方向Ｘの位置ｘ１、位置ｙ１での側縁２２ｓの幅方向Ｘの位置ｘ２、及び、位置ｙ１での側縁２１ｓと側縁２２ｓとの間の幅方向Ｘの長さＬ１等である。

制御装置５は、例えば、検査部４で検査された貼付形状Ｔについての情報に基づいて、ストリップ供給部２のゴムシート材料２１に対する幅方向の位置を調整する機能を有している。

制御装置５は、本実施形態では、検査部４からの測定データＤが入力され、この測定データＤに基づいて、貼付ローラ９の幅方向Ｘの位置を調節するように、貼付ローラ９を支持する移動具１０に信号を出力する。これにより、貼付ローラ９とともにストリップ材料２２が幅方向Ｘに移動して、ゴムシート材料２１に対するストリップ材料２２の貼り付け位置が適正な位置に修正される。本実施形態の制御装置５は、側縁２１ｓと側縁２２ｓとの間の幅方向Ｘの長さを一定とするように制御する。

また、制御装置５は、例えば、第１テンションローラの周速度Ｖ１又は第２テンションローラ１２の周速度Ｖ２を変更する機能を有しているのが望ましい。これにより、複合シート材料２０に最適な長手方向の張力を付与することができるので、ゴムシート材料２１とストリップ材料２２との貼り付け位置をより正確に測定することができる。制御装置５は、例えば、ゴムシート材料２１やストリップ材料２２の材質や大きさなどから求められた周速度Ｖ１、Ｖ２が予め入力されている。制御装置５は、例えば、最適な周速度Ｖ１、Ｖ２を、第１テンションローラ１１の前記駆動部、及び、第２テンションローラ１２の前記駆動部に出力する。なお、制御装置５は、ガイドローラ８及び貼付ローラ９の回転速度を制御する機能を有するものでもよい。

このような制御装置５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、その他の制御デバイスが用いられるのが望ましい。

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、本発明はこれら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。

本発明の効果を確認するため、図３に示された複合シートが、図１及び２に記載された製造装置を用いて製造されて、複合シート材料に対するストリップ材料の貼付形状の検査の正確性がテストされた。テスト方法や共通仕様は以下のとおりである。

＜正確性＞
検査部にて検査された複合シート材料のゴムシート材料の側縁とストリップ材料の側縁との間の幅方向Ｘの長さＡと、テスターが計測した複合シート材料のゴムシート材料の側縁とストリップ材料の側縁との間の幅方向Ｘの長さＢとが比較された。結果は、長さＡと長さＢとの差の大小で表され、小さい方が大きい方よりも優れている。テスターは、検査部にて検査された複合シート材料と同じ複合シート材料を計測した。長さＡは、制御装置に表示される。
検査部：２次元変位センサ（株式会社キーエンス製のＬＪ－Ｖ７０００シリーズ）

テストの結果、実施例の製造装置は、比較例の製造装置よりも精度良く複合シート材料を検査できることが確認された。

１製造装置
２ストリップ供給部
３張力付与部
４検出部
２０複合シート材料
２１ゴムシート材料
２２ストリップ材料
Ｔ貼付形状

Claims

長手方向を有する帯状のゴムシート材料の上に、前記ゴムシート材料よりも小さい幅を有するストリップ材料を貼り付けて複合シート材料を製造するための複合シート材料の製造装置であって、
前記ゴムシート材料の上に前記ストリップ材料を供給するストリップ供給部と、
前記ストリップ材料が貼り付けられた複合シート材料の少なくとも一部に、前記長手方向の張力を与える張力付与部と、
前記張力が与えられた部分を対象として、前記複合シート材料に対する前記ストリップ材料の貼付形状を検査する検査部とを含み、
前記張力付与部は、第１テンションローラと、前記第１テンションローラよりも下流側に配される第２テンションローラとを含み、
制御装置をさらに含み、
前記制御装置は、前記第１テンションローラの周速度又は前記第２テンションローラの周速度を変更する機能を有している、
複合シート材料の製造装置。
前記ゴムシート材料は、平行に配列されたコードが未加硫ゴムで被覆されたプライ材料であり、
前記ストリップ材料は、未加硫のゴムストリップである、請求項１に記載の複合シート材料の製造装置。
前記張力付与部は、前記複合シート材料が空中に浮くように、前記複合シート材料の長手方向の両端部を支持する支持部を含む、請求項１又は２に記載の複合シート材料の製造装置。
前記張力付与部は、前記複合シート材料のカール及び弛みを矯正する大きさの張力を与えるものである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の複合シート材料の製造装置。
前記検査部は、前記複合シート材料の幅方向に沿った表面プロファイルを検出するプロファイル検出具である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の複合シート材料の製造装置。
前記制御装置は、前記検査部で検査された貼付形状についての情報に基づいて、前記ストリップ供給部の前記ゴムシート材料に対する幅方向の位置を調整する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の複合シート材料の製造装置。