(57)【要約】  成型ドラム上において、シート部材を自動で接合する。  成型ドラム(Ｄ)周上に巻回された複数の磁石吸着性金属コード入りシート部材(Ｓ)の接合端部同士を、噛み込んで接合する一対のベベルギア(１０)を有する自動ジッパー装置(１)であって、成型ドラム(Ｄ)上で横行する横行装置(２０)に取り付けて横行自在にすると共に、接合するシート部材(Ｓ)の傾斜面に対応してベベルギア(１０)の高さを調節する傾斜部追随シリンダ(１２)と、ベベルギア(１０)の噛み込み量を調整する挟み込みシリンダ(１３)と、シート部材(Ｓ)を取り込む誘導磁石ローラ(１５（１）)、(１５（２）)と、接合するシート部材(Ｓ)がベベルギア(１０)に対して一定の角度で接触できるように、シート部材(Ｓ)の位置を一定に維持する部材接触位置安定磁石(１５（３）)を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型ドラム周上に巻き付けられたシート部材の接合端部同士を、移動しながら接合するシート部材の自動ジッパー装置であって、
前記一対のシート部材を装置内に取り込む取り込み手段と、
前記装置内に取り込んだ前記シート部材の接合端部同士を互いに噛み合う歯間で噛み込んで接合する一対の回転駆動される噛み込み手段と、
を有することを特徴とするシート部材の自動ジッパー装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたシート部材の自動ジッパー装置において、
前記噛み込み手段を通過する前記シート部材を挟み込んで所定位置に維持する挟み込み手段、を有することを特徴とするシート部材の自動ジッパー装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたシート部材の自動ジッパー装置において、
前記シート部材は磁石吸着性金属コードを埋設したゴム部材からなり、前記取り込み手段は磁石を備え、自動ジッパー装置の前記噛み込み手段よりも進行方向前部において前記進行方向と直交して上下一対配置されていることを特徴とするシート部材の自動ジッパー装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたシート部材の自動ジッパー装置において、
シート部材の傾斜に対応して前記噛み込み手段の上下位置を調整する位置調整手段を備えていることを特徴とするシート部材の自動ジッパー装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたシート部材の自動ジッパー装置において、
前記位置調整手段はエアシリンダであることを特徴とするシート部材の自動ジッパー装置。   
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載されたシート部材の自動ジッパー装置であって、
前記挟み込み手段は、前記一対の噛み込み手段の両側部に設けた磁石と、前記磁石に吸引されたシート部材を前記磁石に対して押圧する押圧手段と、を有することを特徴とするシート部材の自動ジッパー装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載されたシート部材の自動ジッパー装置であって、
前記噛み込み手段は互いに噛み合う一対のベベルギアであることを特徴とするシート部材の自動ジッパー装置。
【請求項８】
成型ドラム周上に巻き付けられた磁石吸着性金属コードを埋設したシート部材の接合端部同士を、移動しながら接合してシート製品を形成するシート製品の製造方法であって、
上下一対の磁石付き取り込み手段により、前記シート部材の接合端部を吸引して装置内に取り込む工程と、
取り込み後、前記シート部材を前記シート部材の接合位置を維持するための挟み込み手段で挟み込み、前記シート部材の接合位置を維持した状態で噛み込み手段で噛み込んで接合する工程と、
を有することを特徴とするシート製品の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載されたシート製品の製造方法において、
シート部材の傾斜に対応して前記噛み込み手段の上下位置を調整する位置調整工程、を有することを特徴とするシート製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート部材の自動ジッパー装置（接合装置）、例えば超大型タイヤ用プライなどのシート部材の自動ジッパー装置、及びシート製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
成型ドラムに未加硫ゴムのシート部材を貼り付けて未加硫タイヤを成形する場合、未加硫ゴムのシート部材をタイヤ一本分の長さに切断し、それを成型ドラムに貼り付けた後、その両端部を接合したり、或いは複数本のシート部材をそれぞれ側部部分で重ね合わせて接合することが行われている。
それらの接合は、接合端部にローラを押し付けて接合面を互いに相手側端部に向かって引き伸ばし両端が重なり合うようにして接合することが一般的である（特許文献１〜３参照）。また、特許文献１には、これに加え対を成す揺動爪をゴムシートに押し付けてその外側縁の相対距離を縮小させてゴムシートを接合するものも記載されている。【０００３】
しかしながら、例えば、超大型タイヤを成形する大型（ＯＯＲ用）シングル成型機で扱う未加硫ゴムのシート部材を接合する場合は、以下の理由から上記従来の技術は使用できず、従来ベベルギアを用いた部材挟み込み型のハンドジッパー装置が使用されている。
即ち、
（１）自動的に接合を行う場合、進行方向側のシート部材（プライ）が少しでも開いてくると途中で修正することができず、接合手段例えば接合ロールが空回りしてうまく接合出来ない場合が起こり得る。
（２）接合端部を均一に接合するには、シート部材に対して常に接合ロールを一定角度で当てる必要があるため、とくにシート部材の傾斜が大きい場合には、その傾斜部分をうまく接合することが出来ない。
（３）シート部材の端付近は、折り返しプライウェーブ対策として、その下側の部材と密着させることができないため、上から押さえつける接合装置を使用することはできない。【０００４】
つまり、超大型タイヤのシート部材である補強コード入りプライの端部同士を接合させるために、従来は人手により操作するハンドジッパー装置を使用しており、ハンドジッパー装置の中のベベルギアにエアを入れて、つまりエアモータでベベルギアを回転させて、人手でベベルギアをプライ接合端部に当ててプライ（シート部材）同士を接合している。
しかし、超大型タイヤ用のプライは厚く、トリートも太く、扱うのは重労働であるばかりではなく、従来のハンドジッパー装置は総重量１３ｋｇ程度もあり人が持って作業するには重く、また、作業員がハンドジッパー装置で補強コード入りプライ接合を行うと接合部の品質がばらつくという問題もある。【０００５】
また、挟み込みジッパーを使用する場合、そのままの状態ではプライを突き合わせることが出来ないことから、シート部材に山を作って接合しているが、山をつくると、貼り付け周に対しプライの長さが余り、接合した後にその余り分を手で押さえ込んでいく作業が発生する。
したがって、生産性向上及び作業負担の軽減を目的にプライの自動接合（ジョイント）が求められているが、人の技量に頼って行っていた作業を自動化することは容易ではなく、これまでハンドジッパー装置を自動化したものは見当たらない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−６２０４１号公報
【特許文献２】特開２００５−１５３３４９号公報
【特許文献３】特開２００２−１６６４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、例えば、超大型タイヤなどの成型において、成型ドラム上で複数本の金属コードを引き揃えたシート部材（プライ）の端部同士の接合を行う従来のハンドジッパー装置を自動化して、シート部材の接合を自動で行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、成型ドラム周上に巻き付けられたシート部材の接合端部同士を、移動しながら接合するシート部材の自動ジッパー装置であって、前記一対のシート部材を装置内に取り込む取り込み手段と、前記装置内に取り込んだ前記シート部材の接合端部同士を互いに噛み合う歯間で噛み込んで接合する一対の回転駆動される噛み込み手段と、を有することを特徴とするシート部材の自動ジッパー装置である。
また、本発明は、成型ドラム周上に巻き付けられた磁石吸着性金属コードを埋設したシート部材の接合端部同士を、移動しながら接合してシート製品を形成するシート製品の製造方法であって、上下一対の磁石付き取り込み手段により、前記シート部材の接合端部を吸引して装置内に取り込む工程と、取り込み後、前記シート部材を前記シート部材の接合位置を維持するための挟み込み手段で挟み込み、前記シート部材の接合位置を維持した状態で噛み込み手段で噛み込んで接合する工程と、を有することを特徴とするシート製品の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、超大型タイヤ製造用のプライのような厚みのあるシート部材の端部同士を、従来のように人手によらず自動で接合することができる。そのため、前記シート部材の接合作業の生産性を向上させ、かつ作業員の作業負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るシート部材の自動ジッパー装置を模式的に示す正面図である。
【図２】ベベルギアの噛み合い状態を示す図である。
【図３】図１の自動ジッパー装置を横行装置に取り付けた状態を示す正面図である。但し、シート部材の部分は断面で示している。
【図４】誘導磁石ローラによるシート部材の取り込みを説明するために示した、自動ジッパー装置の要部を示す平面図である。
【図５】図１の自動ジッパー装置のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係るシート部材の自動ジッパー装置について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るシート部材の自動ジッパー装置を模式的に示す正面図である。
本自動ジッパー装置１は、シート部材を接合する同軸上対向して配置された噛み込み手段である一対のベベルギア１０と、ベベルギア１０をその中心軸１０ａの回りで回転駆動するエアモータ１１と、ベベルギア１０を、接合するシート部材の傾斜に追随させてその高さを調節する傾斜部追随シリンダ１２と、挟み込みシリンダ１３と、を備えている。また、シート部材を一対のベベルギア１０に押し付けてシート部材の接合を補助するため、後述する支持枠体１６に回転可能に取り付けられた一対の押圧ローラ１５（４）がベベルギア１０の下側に対向配置されている。なお、押圧ローラ１５（４）は互いに咬み合う小径のベベルギアであってもよい。
【００１２】
図２はベベルギアの噛み合い状態を示す図である。
各ベベルギア１０は、従来のものと同様にその下部側が図２に示すようにその外周面に形成された歯１０ｂで互いに噛み合わさるように、その中心軸１０ａの延長線が交差するよう配置されている。ベベルギア１０に対して相対移動する一対のシート部材Ｓはベベルギア１０に噛み込まれて互いに接合される。
【００１３】
傾斜部追随シリンダ１２はエアシリンダであって、そのピストンロッド１２ａの先端は、スリーブ１２ｂ内を通ってベベルギア１０の中心軸１０ａ（または図示しない前記中心軸１０ａを支承するケーシングでもよい）に連結されている。
【００１４】
スリーブ１２ｂには、前記スリーブ１２ｂに直交する方向つまり水平方向に挟み込みシリンダ１３の一端部が一体に連結されている。挟み込みシリンダ１３のピストンロッド１３ａの先端は、図示のように正面視「く」字形のアーム１３ｂの上端部に回転自在に連結されている。この「く」字形のアーム１３ｂの下端は、押圧ローラ１５（４）、１５（６）を支持する支持枠体１６の軸１３ｃに枢着されており、挟み込みシリンダ１３のピストンロッド１３ａを延出させたときに、軸１３ｃが図示しない不動の枠体の溝に案内されて、「く」字形のアーム１３ｂにより前記支持枠体１６と共に押圧ローラ１５（４）、１５（６）を持ち上げ、前記押圧ローラ１５（４）でシート部材Ｓを一対のベベルギア１０に押し付けると共に、押圧ローラ１５（６）でシート部材Ｓを部材接触位置安定磁石１５（３）に押し付けて（つまり挟み込んで）、シート部材Ｓが盲動しないように保持する。
ここで、挟み込みシリンダ１３、ピストンロッド１３ａ、アーム１３ｂ、支持枠体１６、押圧ローラ１５（４）、１５（６）、及び部材接触位置安定磁石１５（３）は、前記シート部材の挟み込み手段を構成する。また、挟み込みシリンダ１３、ピストンロッド１３ａ、アーム１３ｂ、支持枠体１６、押圧ローラ１５（４）、１５（６）は挟み込み手段が有する押圧手段を構成する。なお、挟み込み手段は前記具体的構成に限定されず、要は部材接触位置安定磁石１５（３）との間でベベルギア１０を通過する前記シート部材を挟み込んで、一対のベベルギア１０に押し付けかつその接合位置をベベルギア１０に対して一定に維持できるものであればよい。
【００１５】
シート部材の案内部１５は、前記支持枠体１６の上下部で構成されており、上部側には図中左側から、上部支持枠体１６ａのベベルギア１０より前側に配置され、磁石吸着性金属でできた補強コードに磁力を作用させてシート部材Ｓを取り込み案内する取り込み手段である誘導磁石ローラ１５（１）と、引き込んだシート部材Ｓを案内する前後のガイドローラ１５（５）と、が設けられている。
また、下部側には、下部支持枠体１６ｂのベベルギア１０より前側に配置され、前記誘導磁石ローラ１５（１）と対をなしてシート部材Ｓを取り込みかつ案内する取り込み手段である誘導磁石ローラ１５（２）と、前記押圧ローラ１５（４）、押圧ローラ１５（６）が設けられている（なお、誘導磁石ローラ１５（１）、１５（２）は必ずしも誘導磁石である必要はなく、永久磁石であってもよい）。また、上下部の各ローラは図示しない適当な支持手段（又は支持枠）で回転自在に支承されている。
【００１６】
部材接触位置安定磁石１５（３）は、前後のガイドローラ１５（５）間においてベベルギア１０の両側で、取り込んだシート部材Ｓの移動方向に沿って前記支持枠体１６とは別の不動の枠体（図示せず）にベベルギア１０と共に取り付けられている。部材接触位置安定磁石１５（３）は、シート部材Ｓを吸着してそれを一定の高さに維持する。また、挟み込みシリンダ１３を作動することで、押圧ローラ１５（４）でシート部材Ｓを一対のベベルギア１０に押し付け、かつ部材接触位置安定磁石１５（３）と前記押圧ローラ１５（６）との間でシート部材Ｓを挟み込んで、それが盲動しないように保持する（図５参照）。これにより、ベベルギア１０の両側でシート部材Ｓを磁力で引き上げ、その噛み合う歯１０ｂ間に噛み込むとき、シート部材Ｓをベベルギア１０に対して一定の角度で接触させることができる。
【００１７】
図３は、本自動ジッパー装置１を横行装置に取り付けた状態を示す正面図である（但し、シート部材Ｓの部分は断面で示している）。
横行装置２０は、適宜の駆動機構、本実施形態では、図示しないモータで回転駆動されるリードネジに係合したナットが一体に取付けられており、モータの可逆回転に従って成型ドラムＤの回転軸に沿って図中左右に直線運動するように構成されている。なお、横行装置２０の駆動手段としては、ラックとピニオンを用いて、ピニオンを例えばモータで回転させることでラックに一体に取り付けた横行装置２０を移動させてもよい。或いはその他の周知の駆動手段を用いることも勿論可能である。
【００１８】
自動ジッパー装置１の傾斜部追随シリンダ１２の上端は、横行装置２０にピン又はボルト１２ｃで固定されている。支持アーム１４は横行装置２０と自動ジッパー装置１とを連結するアームであって、その上端部が横行装置２０にピン又はボルト１４ａで揺動自在に連結されており、かつその他端は、自動ジッパー装置１が上下に変位するのに対応して揺動できるよう任意の連結手段で前記自動ジッパー装置１に連結されている。
【００１９】
次に、以上で説明した本自動ジッパー装置１の動作について説明する。
成型ドラムＤ上に貼り付けられたシート部材Ｓの両端部を接合するには、シート部材Ｓを成型ドラムＤに貼り付けた後、シート部材Ｓの接合面（ジョイント面）が接合（ジッピング）方向において水平になるように、例えばゼロアングルの投影光に合わせて突き合わせを行う。その際、シート部材Ｓの突き合わせ端部を上向きに屈曲させて成形ドラムＤの表面から浮き上がった状態にしておく。これにより下側の誘導磁石ローラ１５（２）がその隙間から容易にシート部材Ｓの下側に進入することができる。
次に、自動ジッパー装置１のジョイントボタン（図示せず）を押すと、成型ドラムＤが図示しない回転駆動機構により回転し、自動ジッパー装置１の真下にシート部材Ｓの突き合わせ（接合）端部がきたところで停止させる。
【００２０】
その状態で自動ジッパー装置１を下降させてジョイントを開始する。
ここで、誘導磁石ローラ１５（１）、１５（２）は、ローラ部に電磁石を備えたものであって、磁石吸着性金属の補強コードを複数本引き揃えたシート部材Ｓの前記浮き上がった端部を、前記自動ジッパー装置の前記一対の誘導磁石ローラ１５（１）、１５（２）がその磁力を利用して吸引して自動ジッパー装置１内に取り込む。誘導磁石ローラ１５（１）、１５（２）は、シート部材Ｓを引き込んだ後は、その磁力でシート部材Ｓの盲動を抑制するため、シート部材Ｓ間がジョイント前に開くのを防止することができる。
【００２１】
次に、その状態で横行装置２０の駆動機構を作動することで、前記自動ジッパー装置１を図中右側から左側に向かって横行させる。
ここで、ピストンロッド１３ａを繰り出すと、それに伴い「く」字形アーム１３ｂが軸１３ｃを中心に旋回し、この「く」字形アーム１３ｂの下端に一体に取り付けられた前記支持枠体１６と共に押圧ローラ１５（４）、押圧ローラ１５（６）を上昇させ、部材接触位置安定磁石１５（３）に吸着されたシート部材Ｓを、押圧ローラ１５（４）で一対のベベルギア１０に押し付け、かつ押圧ローラ１５（６）で前記部材接触位置安定磁石１５（３）に押し付けて保持し、前記ベベルギア１０で噛み込まれて接合される間、シート部材Ｓが盲動しないように保持する。
【００２２】
図３の状態は、前記自動ジッパー装置１がこのようにしてシート部材Ｓの一側部から成型ドラムＤに沿って横行中の状態を示している。この状態では、シート部材Ｓはその磁石吸着製金属コードに作用する磁力により一対の誘導磁石ローラ１５（１）、１５（２）で引き込まれ、既に述べたように、接合端部同士が離隔しないように位置保持される。引き込まれたシート部材Ｓは、部材接触位置安定磁石１５（３）でそのベベルギア１０の両側となる部分が上方に吸引され、その接合端がベベルギア１０に対して常に一定の角度で接触する状態に維持される。つまり、シート部材Ｓは、上側の前後一対のガイドローラ１５（５）と、ピストンロッド１３ａ及び「く」字形のアーム１３ｂにより引き上げられた前記押圧ローラ１５（４）、１５（６）とで挟持されて一定の位置に保持され、かつ一対のベベルギア１０に押し付けられた状態で前記自動ジッパー装置１に対して相対移動して行く。
【００２３】
シート部材Ｓは、その相対移動中に、エアモータ１１で回転駆動される一対のベベルギア１０によって、接合端部が噛み込まれて接合（ジッピング）される。接合されたシート部材（無端状シート部材）Ｓは、その後、前記自動ジッパー装置１から出ていく。
【００２４】
ところで、自動ジッパー装置１の横行中、成型ドラムＤに既に貼り付けられたタイヤ構成部材Ｋがあると、その近傍でシート部材Ｓは上方に傾斜する。自動ジッパー装置１がその傾斜部分に至ると、この傾斜面から受ける反力により、ベベルギア１０に連結された傾斜部追随シリンダ１２のピストンロッド１２ａは、傾斜部追随シリンダ１２内のエアを圧縮してその中に縮退する。これによってベベルギア１０、したがってシート部材の案内部１５も含め、前記自動ジッパー装置１は、シート部材Ｓの傾斜面に沿って、その上下位置を変更しながらシート部材Ｓを接合していく。なお、傾斜部追随シリンダ１２は、上記傾斜部だけではなくシート部材Ｓの撓みに対しても対応可能である。
【００２５】
図４は、誘導磁石ローラ１５（１）、１５（２）によるシート部材Ｓの取り込みを説明するために示した自動ジッパー装置の要部を示す平面図である。
既に述べたように、シート部材Ｓは、自動ジッパー装置１の進行方向と直交する方向に配置された上下一対の誘導磁石ローラ１５（１）、１５（２）の磁力で吸引されて、自動ジッパー装置１内に引き込まれる。また、引き込まれたシート部材Ｓは、既に述べたように、上下一対の誘導磁石ローラ１５（１）、１５（２）の磁力と、前記押圧ローラ１５（４）、１５（６）で下からの押圧力を受けて位置保持されるため盲動することがない。
【００２６】
本実施形態によれば、それぞれ上下一対の誘導磁石ローラ１５（１）、１５（２）を設け、その磁力で位置保持するため、自動ジッパー装置１がシート部材Ｓの接合部に沿って移動する際に、シート部材Ｓの接合端部同士が接合する前に開く（離隔する）ことはない。
また、自動ジッパー装置内に引き込まれたシート部材Ｓは、部材接触位置安定磁石１５（３）に吸着されると共に、下部側の押圧ローラ１５（４）により前記ベベルギア１０に、また押圧ローラ１５（６）により前記部材接触位置安定磁石１５（３）に押圧された状態で、上部側の前後一対のガイドローラ１５（５）と前記小径のベベルギア又は押圧ローラ１５（４）、押圧ローラ１５（６）により案内されて相対移動し、ベベルギア１０に対し常に一定の角度で接触する状態を維持しつつ一対のベベルギア１０に噛み込まれて接合縁同士が確実に接合される。
【００２７】
図５は、模式的に示した図１の自動ジッパー装置のＡ−Ａ断面図である。
図示のように、シート部材Ｓは、ベベルギア１０による接合前に、そのベベルギア１０の両側となる部分が部材接触位置安定磁石１５（３）により上方に吸引され、かつ前記押圧ローラ１５（６）でそれに押し付けられ挟持された状態でその位置が保持され、かつ前記押圧ローラ１５（４）で前記ベベルギア１０に押し付けられるため、ジョイント位置が中央の線から右や左にずれることがない。これにより、ハンドジッパー装置を用いた場合のように、接合した後に余り部分を手で押さえ込んでいく必要が無く、また、既に述べたようにシート部材Ｓの接合端部は、ベベルギア１０に対して常に一定の角度で接触して、ベベルギア１０間でその端部同士が噛み込まれて接合されるため、シート部材は常に均一に接合される。
【００２８】
以上、本実施形態について説明したが、本実施形態によれば、少なくとも下記（１）〜（６）の作用効果を得ることができる。
（１）横行装置により作業を行うことで、人間の作業による接合品質のバラツキが無くなる。
（２）横行装置により作業を自動化することで、重量物（ハンドジッパー装置）による作業が無くなり取り扱い者の軽労化につながる。
（３）傾斜部追随シリンダにより傾斜部の自動追随機能を持たせたことで、作業員の技や調整に頼っていた部分を自動化して無くすことができる。
（４）誘導磁石ローラを取り付けたことで、円滑かつ容易にゴムシート部材を装置内へ誘導することができる。
（５）誘導磁石ローラを取り付けたことで、ゴムシート部材間がジョイント前に開くことを防止することができる。
（６）部材接触位置安定磁石を取り付けたことで、ゴムシート部材とベベルギアを常に一定の角度で接触させることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・自動ジッパー装置、１０・・・ベベルギア、１０ａ・・・中心軸、１０ｂ・・・歯、１１・・・エアモータ、１２・・・傾斜部追随シリンダ、１３・・・挟み込みシリンダ、１３ａ・・・ピストンロッド、１３ｂ・・・く字形アーム、１３ｃ・・・軸、１４・・・支持アーム、１５・・・シート部材の案内部、１５（１）、１５（２）・・・誘導磁石ローラ、１５（３）・・・部材接触位置安定磁石、１５（４）、１５（６）・・・押圧ローラ、１５（５）・・・ガイドローラ、２０・・・横行装置、Ｄ・・・成型ドラム、Ｋ・・・タイヤ構成部材、Ｓ・・・シート部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2012124779.tif 000008
2012124779.tif 000009