(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴムストリップに設けられた凹部の深さを一定の範囲とすることができる、ゴム部材成形装置及びゴム部材成形方法の提供。【解決手段】帯状かつ未加硫のゴムストリップＧを、円筒状のドラムＤに螺旋状に巻き重ねてゴム部材Ｇ１を成形するためのゴム部材成形装置１である。ゴムストリップＧの外面Ｇｓに複数の凹部を形成するための凹部形成具２と、凹部が設けられたゴムストリップＧをドラムＤに搬送する搬送具３と、搬送中に、凹部の深さを測定する測定具４とを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状かつ未加硫のゴムストリップを、円筒状のドラムに螺旋状に巻き重ねてゴム部材を成形するための装置であって、
前記ゴムストリップの外面に複数の凹部を形成するための凹部形成具と、
前記凹部が設けられた前記ゴムストリップを前記ドラムに搬送する搬送具と、
前記搬送中に、前記凹部の深さを測定する測定具とを含む、
ゴム部材成形装置。
【請求項２】
前記測定具は、非接触式の変位計を含む、請求項１記載のゴム部材成形装置。
【請求項３】
前記測定具による前記凹部の深さの測定値が、予め定められた基準範囲内かどうかを判定する判定手段を含む、請求項１又は２に記載のゴム部材成形装置。
【請求項４】
前記凹部形成具は、前記測定値が前記基準範囲から外れたとき、前記測定値と前記基準範囲との差に基づいて、前記凹部の深さを制御する制御手段を有する、請求項３記載のゴム部材成形装置。
【請求項５】
前記凹部形成具は、円筒状の外周面に前記凹部を形成するための突起が設けられたローラと、前記ローラを前記ゴムストリップに押し付けるための押付け手段と、前記ドラムに前記ゴムストリップを貼り付けるための貼付けローラと、前記制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記ローラの前記ゴムストリップへの押圧力、前記ローラの前記ゴムストリップへの押し付け距離、又は、貼付けローラの前記ゴムストリップへの押圧力の少なくとも１つを制御する、請求項４記載のゴム部材成形装置。
【請求項６】
帯状かつ未加硫のゴムストリップを、円筒状のドラムに螺旋状に巻き重ねてゴム部材を成形するための成形方法であって、
前記ゴムストリップの外面に、複数の凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部が設けられた前記ゴムストリップを前記ドラムに搬送する搬送工程と、
前記搬送中の前記ゴムストリップの前記凹部の深さを測定する測定工程とを含む、
ゴム部材成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムストリップの外面に凹部を設けるゴム部材成形装置及びゴム部材形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ゴムストリップの外面に複数の凹部を形成するための装置が記載されている。この装置は、前記ゴムストリップを搬送する搬送部と、前記凹部を形成するための突起が設けられたローラと、前記ゴムストリップを巻き付けるドラムとを含んでいる。前記凹部は、前記ゴムストリップと前記ローラの前記突起とを接触させて形成される。
【０００３】
前記凹部は、例えば、前記ゴムストリップが前記ドラムに巻き付けられたときに、前記ゴムストリップ間の空気を排出するための溝として機能する。このため、前記凹部には、ある程度の深さが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２０２６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、前記凹部は、その深さが大きくなると、その部分の前記ゴムストリップの厚さが小さくなり、例えば、搬送中に破断等するおそれがある。したがって、前記凹部の深さは、一定の範囲となることが求められる。
【０００６】
しかしながら、前記凹部の深さは、前記ゴムストリップの物性の変化、前記ローラの摩耗具合等によって変化するものであるところ、特許文献１の装置は、前記凹部の深さを一定の範囲とすることについて検討されたものではなかった。
【０００７】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ゴムストリップの凹部の深さを一定の範囲とすることができるゴム部材成形装置及びゴム部材成形方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、帯状かつ未加硫のゴムストリップを、円筒状のドラムに螺旋状に巻き重ねてゴム部材を成形するための装置であって、前記ゴムストリップの外面に複数の凹部を形成するための凹部形成具と、前記凹部が設けられた前記ゴムストリップを前記ドラムに搬送する搬送具と、前記搬送中に、前記凹部の深さを測定する測定具とを含んでいる。
【０００９】
本発明に係るゴム部材成形装置は、前記測定具が、非接触式の変位計を含むのが望ましい。
【００１０】
本発明に係るゴム部材成形装置は、前記測定具による前記凹部の深さの測定値が、予め定められた基準範囲内かどうかを判定する判定手段を含むのが望ましい。
【００１１】
本発明に係るゴム部材成形装置は、前記凹部形成具が、前記測定値が前記基準範囲から外れたとき、前記測定値と前記基準範囲との差に基づいて、前記凹部の深さを制御する制御手段を有するのが望ましい。
【００１２】
本発明に係るゴム部材成形装置は、前記凹部形成具が、円筒状の外周面に前記凹部を形成するための突起が設けられたローラと、前記ローラを前記ゴムストリップに押し付けるための押付け手段と、前記制御手段とを含み、前記制御手段は、前記ローラの前記ゴムストリップへの押圧力、又は、前記ローラの前記ゴムストリップへの押し付け距離の少なくとも１つを制御するのが望ましい。
【００１３】
本発明は、帯状かつ未加硫のゴムストリップを、円筒状のドラムに螺旋状に巻き重ねてゴム部材を成形するための成形方法であって、前記ゴムストリップの外面に、複数の凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部が設けられた前記ゴムストリップを前記ドラムに搬送する搬送工程と、前記搬送中の前記ゴムストリップの前記凹部の深さを測定する測定工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の装置では、搬送中に、ゴムストリップの凹部の深さを測定する測定具を含んでいる。これにより、例えば、前記測定具による測定結果に基づいて前記凹部を形成する凹部形成具を調整することで、前記凹部の深さを一定の範囲とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態のゴム部材成形装置を概念的に示す側面図である。
【図２】凹部が設けられたゴムストリップの拡大斜視図である。
【図３】図１の凹部形成具の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、本発明の一実施形態のゴム部材成形装置１（以下、単に「成形装置１」という場合がある。）を概念的に示す側面図である。本実施形態では、好ましい態様として、例えば、トレッドゴムやサイドウォールゴムなどのタイヤ構成部材であるゴム部材Ｇ１を成形するための成形装置１が示される。但し、本発明の成形装置１で成形されるゴム部材Ｇ１は、タイヤ構成部材に限定されるものではない。
【００１７】
図１に示されるように、本実施形態の成形装置１は、凹部形成具２と、搬送具３と、測定具４と、ドラムＤとを含んでいる。また、成形装置１は、本実施形態では、さらに、ゴム押出機５と、巻付け具６とを含んでいる。
【００１８】
ゴム押出機５は、例えば、未加硫の帯状のゴムストリップＧを連続して押出し、その下流側に供給することができる。
【００１９】
本実施形態の搬送具３は、ゴムストリップＧをその長手方向に沿って搬送するものである。搬送具３は、例えば、ゴム押出機５よりも下流側に配されている。搬送具３は、本実施形態では、複数の案内ローラ７により周回運動可能に案内される搬送ベルト８を具えている。ゴムストリップＧは、例えば、搬送ベルト８の外面にゴムの粘着力を利用して保持され、下流側に搬送される。
【００２０】
本実施形態の凹部形成具２は、ゴムストリップＧの外面Ｇｓに複数の凹部１０（図２に示す）を形成することができる。凹部１０は、例えば、ゴムストリップＧが巻き重ねられたときに、ゴムストリップＧ、Ｇ間の空気を効果的に排出する溝として機能し、その内部に空気が残留するのを抑制し得る。
【００２１】
図２には、凹部１０が設けられたゴムストリップＧの斜視図が示されている。図２に示されるように、ゴムストリップＧは、偏平な断面形状を有し、帯状に延びている。ゴムストリップＧは、例えば、５．０〜５０．０mm程度の幅ｗ１、及び、０．５〜４．０mm程度の厚さｔ１で構成されている。なお、ゴムストリップＧは、このような寸法に限定されるものではない。
【００２２】
凹部１０は、例えば、その深さｄ１が、ゴムストリップＧの厚さｔ１よりも小さく形成されている。即ち、本実施形態の凹部１０は、ゴムストリップＧを貫通するものではない。
【００２３】
凹部１０は、ゴムストリップＧの長手方向に間隔をあけて、複数設けられている。本実施形態の凹部１０は、ゴムストリップＧの幅方向にのびる溝状である。凹部１０は、例えば、幅方向に対して斜めにのびるものでも良い。
【００２４】
凹部１０の深さｄ１は、例えば、ゴムストリップＧの厚さｔ１の０．３〜０．５倍であるのが望ましい。凹部１０の深さｄ１がゴムストリップＧの厚さｔ１の０．３倍未満の場合、空気を効果的に排出できないおそれがある。凹部１０の深さｄ１がゴムストリップＧの厚さｔ１の０．５倍を超える場合、ゴムストリップＧの剛性が低下し、例えば、ドラムＤへの巻き重ね時の引張力によって破断するおそれがある。
【００２５】
図３は、凹部形成具２付近の拡大図である。図３に示されるように、本実施形態の凹部形成具２は、搬送具３の上部に設けられている。凹部形成具２は、本実施形態では、ローラ１３と、ローラ１３をゴムストリップＧに押し付けるための押付け手段１４とを含んでいる。
【００２６】
ローラ１３は、例えば、円筒状の外周面１８を有している。外周面１８の円周方向は、本実施形態では、ゴムストリップＧの長手方向に揃えられている。ローラ１３の中心軸１３ａは、ゴムストリップＧの長手方向と直交している。
【００２７】
外周面１８には、凹部１０を形成するための突起１９が間隔を空けて複数設けられている。各突起１９は、例えば、ローラ１３の中心軸１３ａに沿って延びている。突起１９は、例えば、中心軸１３ａに対して傾けられていても良い。ローラ１３は、例えば、電動機等を含む回転力付与具（図示省略）によって、中心軸１３ａ回りの回転力が付与される態様でも良い。
【００２８】
押付け手段１４は、本実施形態では、ローラ１３を保持するローラ保持部２０と、ローラ保持部２０を上下方向に移動させる移動具２１とを含んでいる。
【００２９】
本実施形態のローラ保持部２０は、ローラ１３の上部に設けられた本体部２２と、本体部２２に取り付けられ、本体部２２から下方にのびる支持フレーム２３と、ローラ１３を回転可能に支持する支持軸２４とを有している。支持軸２４は、支持フレーム２３に支持されている。支持軸２４は、例えば、軸受（図示省略）を介してローラ１３を支持している。
【００３０】
本実施形態の移動具２１は、スライド機構２５及びアクチュエータ２６を含んでいる。スライド機構２５は、ローラ保持部２０を上下移動可能に支持する。スライド機構２５は、例えば、上下方向にのびているガイドレール２５ａと、本体部２２に取り付きかつガイドレール２５ａに案内される軸受けなどのスライド部２５ｂとを含む周知構造のものが採用される。アクチュエータ２６は、本実施形態では、スライド機構２５に支持された本体部２２を上下に移動することができる。アクチュエータ２６は、例えば、ロッドを含む電動シリンダやエアシリンダ、又は、ボールねじ等の周知構造のものが望ましい。移動具２１は、ローラ保持部２０に保持されたローラ１３を搬送中のゴムストリップＧと接触する位置に移動させて、ローラ１３をゴムストリップＧに押し付けることができる。これのように、移動具２１は、例えば、アクチュエータ２６を制御することにより、ローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離やゴムストリップＧへの押圧力を調節することができる。
【００３１】
図１に示されるように、巻付け具６は、本実施形態では、凹部１０が設けられたゴムストリップＧを円筒状のドラムＤに螺旋状に巻き付けることができる。これにより、ゴムストリップＧは、ゴム部材Ｇ１として形成される。巻付け具６は、例えば、凹部形成具２や搬送具３の下流側に設けられる。
【００３２】
巻付け具６は、本実施形態では、ゴムストリップＧをドラムＤに供給するアプリケータ６Ａと、ゴムストリップＧをドラムＤに貼り付ける貼付ローラ６Ｂとを含んでいる。
【００３３】
アプリケータ６Ａは、本実施形態では、搬送コンベヤである。アプリケータ６Ａは、本実施形態では、下コンベヤ部２８と上案内ローラ２９とを具える。下コンベヤ部２８は、例えば、上向き面を搬送面とした周回可能な搬送ベルト２８Ａを有している。上案内ローラ２９は、例えば、搬送ベルト２８ＡとともにゴムストリップＧを挟んでその位置ずれを抑制する。
【００３４】
貼付ローラ６Ｂは、本実施形態では、ドラムＤの外周面にゴムストリップＧを貼り付ける。貼付ローラ６Ｂは、例えば、ローラホルダを介して回転自在に枢支される。貼付ローラ６Ｂは、例えば、周知構造のアクチュエータ３０に接続されている。アクチュエータ３０は、貼付ローラ６Ｂを介してゴムストリップＧをドラムＤの外周面に対して押し付ける。これにより、ゴムストリップＧに対する押圧力が生じる。このようなアクチュエータ３０としては、例えば、周知構造のロッドを有する空気式シリンダや電動式シリンダ等が好適である。
【００３５】
本実施形態の測定具４は、搬送中のゴムストリップＧの凹部１０の深さｄ１を測定する。測定具４は、本実施形態では、測定した凹部１０の深さｄ１の測定値ｋに対応する電気信号を出力しうる。
【００３６】
測定具４は、本実施形態では、凹部形成具２よりも下流側かつ搬送具３よりも上方に配されている。測定具４は、例えば、非接触式の変位計４Ａである。変位計４Ａは、例えば、凹部１０にレーザー光を照射して、その反射光を検出することにより、凹部１０の深さｄ１や変位量を検出するレーザー変位計であるのが望ましい。レーザー変位計としては、例えば、株式会社キーエンス製のＬＫシリーズが好適である。
【００３７】
凹部形成具２は、本実施形態では、凹部１０の深さｄ１を制御する制御手段１５をさらに含んでいる。
【００３８】
制御手段１５は、本実施形態では、測定具４によって測定された深さｄ１の測定値ｋが、予め定められた基準範囲ｓ内かどうかを判定する判定手段１５ａを含んでいる。そして、制御手段１５は、例えば、判定手段１５ａによって、測定値ｋが基準範囲ｓから外れたと判定されたときに、測定値ｋと基準範囲ｓとの差に基づいて、凹部１０の深さｄ１を制御する。
【００３９】
基準範囲ｓは、例えば、深さｄ１の目標値（設計値）である一定の範囲ｓ１に含まれる、より狭い範囲であるのが望ましい。これにより、凹部１０の深さをより精度良く一定の範囲ｓ１にすることができる。なお、基準範囲ｓは、前記目標値である一定の範囲ｓ１であっても良い。
【００４０】
制御手段１５は、本実施形態では、測定具４から出力された深さｄ１の測定値ｋに対応する電気信号が入力される。そして、制御手段１５の判定手段１５ａは、制御手段１５に予め入力されている基準範囲ｓと測定値ｋとを比較して判定する。制御手段１５は、判定手段１５ａが、測定値ｋが基準範囲ｓ内から外れていると判定した場合、測定値ｋと基準範囲ｓとの差に基づいた電気信号Ｐ１を、例えば、凹部形成具２のアクチュエータ２６又は貼付ローラ６Ｂに接続されたアクチュエータ３０に出力する。アクチュエータ２６は、本実施形態では、制御手段１５から入力された電気信号Ｐ１に基づいて、ローラ１３の押圧力、又は、ローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離の少なくとも１つを制御する。アクチュエータ３０は、例えば、電気信号Ｐ１に基づいて貼付ローラ６Ｂの押圧力を調節して、ドラムＤに巻き重ねられているゴムストリップＧの凹部１０の深さｄ１を、一定の範囲ｓ１とするように制御する。
【００４１】
例えば、測定値ｋが基準範囲ｓよりも小さい（浅い）と判定された場合、制御手段１５は、ローラ１３の押圧力、ローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離、又は、貼付ローラ６Ｂの押圧力の少なくとも１つを、大きくするように制御する。逆に、測定値ｋが基準範囲ｓよりも大きい（深い）と判定された場合、制御手段１５は、ローラ１３の押圧力、ローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離、又は、貼付ローラ６Ｂの押圧力の少なくとも１つを、小さくするように制御する。これにより、ゴムストリップＧの凹部１０の深さｄ１を一定の範囲ｓ１とすることができる。
【００４２】
制御手段１５は、判定手段１５ａが、測定値ｋが基準範囲ｓ内から小さく外れていると判定した場合、例えば、電気信号Ｐ１をアクチュエータ２６のみに出力して、ローラ１３の押圧力のみを制御して、ゴムストリップＧの凹部１０の深さｄ１を一定の範囲ｓ１とする。また、制御手段１５は、判定手段１５ａが、測定値ｋが基準範囲ｓ内から大きく外れていると判定した場合、例えば、電気信号Ｐ１をアクチュエータ２６及びアクチュエータ３０に出力して、ローラ１３の押圧力、及び、ローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離、又は、貼付ローラ６Ｂの押圧力のいずれか１つを制御して、ゴムストリップＧの凹部１０の深さｄ１を一定の範囲ｓ１としても良い。さらに、制御手段１５は、判定手段１５ａが、測定値ｋが基準範囲ｓ内から一層大きく外れていると判定した場合、例えば、電気信号Ｐ１をアクチュエータ２６及びアクチュエータ３０に出力して、ローラ１３の押圧力、ローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離、及び、貼付ローラ６Ｂの押圧力の全てを制御して、ゴムストリップＧの凹部１０の深さｄ１を一定の範囲ｓ１としても良い。
【００４３】
特に限定されるものではないが、ローラ１３の押圧力及び貼付ローラ６Ｂの押圧力は、０．１kPaピッチで制御できるのが望ましい。また、ローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離は、０．０１mmピッチで制御できるのが望ましい。
【００４４】
制御手段１５は、例えば、判定手段１５ａが、深さｄ１の測定値ｋが基準範囲ｓ内にあると判定した場合でも、基準範囲ｓと測定値ｋとの差に基づいた電気信号Ｐ２を凹部形成具２のアクチュエータ２６に出力するのが望ましい。この場合、凹部形成具２のアクチュエータ２６は、電気信号Ｐ２に基づいて、深さｄ１が基準範囲ｓ内である状態を維持するように、前記押圧力、又は、前記押し付け距離の少なくとも１つを制御する。なお、制御手段１５は、このような態様に限定されるものではなく、深さｄ１の測定値ｋが基準範囲ｓ内にあると判定した場合、電気信号Ｐ２を出力しなくても良い。
【００４５】
このような制御手段１５は、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）からなる演算部と、制御手順やプログラムが予め記憶されている記憶部と、記憶部から制御手順が読み込まれる作業用メモリとを含む周知の制御デバイスが好適に用いられる。本実施形態では、制御手段１５の演算部が、測定値ｋが基準範囲ｓ内かどうかを判定する判定手段１５ａとして機能する。制御デバイスとしては、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が望ましい。
【００４６】
次に、本実施形態の成形装置１を用いたゴム部材成形方法が説明される。先ず、ゴム押出機５からゴムストリップＧを連続的に押し出す押出工程行われる。押出工程では、例えば、図示しないモータ等によりスクリュー軸の回転速度が、一定となるように制御されている。
【００４７】
次に、ゴムストリップＧを搬送する搬送工程が行われる。本実施形態の搬送工程は、搬送具３でゴムストリップＧをドラムＤ側へ搬送する。
【００４８】
次に、ゴムストリップＧの外面Ｇｓに、複数の凹部１０を形成する凹部形成工程が行われる。本実施形態の凹部形成工程は、搬送具３で搬送中のゴムストリップＧに、凹部１０が形成される。ゴムストリップＧが予め定められた位置に搬送されると、凹部形成具２のアクチュエータ２６が作動して、ローラ１３がゴムストリップＧと接触する位置まで下降され、外面Ｇｓに凹部１０が形成される。ローラ１３のゴムストリップＧに対する押圧力やローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離は、制御手段１５によって制御される。
【００４９】
次に、搬送中のゴムストリップＧの凹部１０の深さｄ１を測定する測定工程が行われる。本実施形態の測定工程は、測定具４によって、深さｄ１が測定される。本実施形態では、深さｄ１が測定されると、その測定値ｋに基づいた電気心号が、制御手段１５に出力される。
【００５０】
制御手段１５では、前記電気信号に基づいて、測定値ｋが予め定められた基準範囲ｓ内であるかどうかを判定する。前記基準範囲ｓから外れたと判定された場合、制御手段１５は、例えば、ローラ１３のゴムストリップＧに対する押圧力、又は、ローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離の少なくとも１つを制御するのが望ましい。制御手段１５は、本実施形態では、前記測定値ｋと前記基準範囲ｓとの差に基づいた電気信号Ｐ１を凹部形成具２のアクチュエータ２６に出力する。アクチュエータ２６は、前記電気信号Ｐ１に対応してローラ１３のゴムストリップＧに対する押圧力やローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離の少なくとも１つを制御する。これにより、凹部１０の深さｄ１を一定の範囲ｓ１内とすることができる。
【００５１】
また、測定値ｋが前記基準範囲ｓ内であると判定された場合でも、制御手段１５は、例えば、ローラ１３のゴムストリップＧに対する押圧力、又は、ローラ１３のゴムストリップＧへの押し付け距離の少なくとも１つ制御するのが望ましい。これにより、より一層、一定の範囲ｓ１内とすることができる。
【００５２】
次に、ゴムストリップＧをドラムＤに巻き重ねてゴム部材Ｇ１を貼付けする貼付工程が行われる。貼付工程は、本実施形態では、巻付け具６のアプリケータ６Ａによって、ゴムストリップＧがドラムＤの外周面まで搬送され、貼付ローラ６Ｂによって、ゴムストリップＧがドラムＤの外周面に押圧されて貼り付けられる。このとき、判定手段１５ａで判定された、測定値ｋと基準範囲ｓとの差に基づいて、貼付ローラ６Ｂに接続されたアクチュエータ３０による押圧力を制御して、深さｄ１を一定の範囲ｓ１内とすることができる。
【００５３】
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。
【符号の説明】
【００５４】
１  ゴム部材成形装置
２  凹部形成具
３  搬送部
４  測定具
１０  凹部
ｄ１  凹部の深さ
Ｄ  ドラム
Ｇ  ゴムストリップ
Ｇｓ  外面
Ｇ１  ゴム部材
【図１】
2020059190.tif 000003
【図２】
2020059190.tif 000004
【図３】
2020059190.tif 000005