(57)【要約】  【課題】      省力化を図りながらリボン状体14に対し任意の張力を容易に高精度で付与する。  【解決手段】  誘導電動機28の回転軸29に固定されたローラ30にリボン状体14を掛け回すとともに、該誘導電動機28の出力トルクを制御手段42により制御することで、ローラ30からリボン状体14に走行方向と逆方向の抵抗を付与するようにしたが、該誘導電動機28の出力トルクは制御手段42によって自由に制御することができるため、省力化を図りながら螺旋の任意の位置においてリボン状体14に任意の張力を容易に高精度で付与することができる。【選択図】    図１
2006175770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転している被巻付け体に走行している幅狭帯状体を該被巻付け体の軸方向に移動させながら供給することで、該幅狭帯状体を被巻付け体の周囲に螺旋状に巻付ける際、該被巻付け体より上流側に設けられた電動機の回転軸に固定されているローラに前記幅狭帯状体を掛け回すとともに、制御手段により電動機の出力トルクを制御することで、ローラから幅狭帯状体に走行方向と逆方向の抵抗を付与し、ローラと被巻付け体との間における幅狭帯状体の張力を調節するようにしたことを特徴とする幅狭帯状体の供給巻付け方法。
【請求項２】
回転している被巻付け体に走行している幅狭帯状体を該被巻付け体の軸方向に移動させながら供給することで、該幅狭帯状体を被巻付け体の周囲に螺旋状に巻付けるようにした幅狭帯状体の供給巻付け装置において、前記被巻付け体より上流側に幅狭帯状体が掛け回されたローラが回転軸に固定されている電動機を設けるとともに、該電動機の出力トルクを制御することでローラから幅狭帯状体に走行方向と逆方向の抵抗を付与し、ローラと被巻付け体との間における幅狭帯状体の張力を調節する制御手段を設けたことを特徴とする幅狭帯状体の供給巻付け装置。
【請求項３】
前記電動機として誘導電動機を用いるとともに、前記誘導電動機の出力トルクを制御手段のインバータからの周波数信号または電流量の少なくとも一方により制御するようにした請求項２記載の幅狭帯状体の供給巻付け装置。
【請求項４】
ローラの一側に誘導電動機を設ける一方、ローラの他側に該ローラに連結された制御手段のエンコーダを設け、該エンコーダによりローラの回転を検出するようにした請求項３記載の幅狭帯状体の供給巻付け装置。
【請求項５】
前記幅狭帯状体が波状に屈曲した少数本の非伸張性補強コードをゴムコーティングしたリボン状体であるとき、電動機から幅狭帯状体に付与する張力を最大４０Ｎとした請求項１〜４のいずれかに記載の幅狭帯状体の供給巻付け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、幅狭帯状体を被巻付け体に供給しながらその周囲に螺旋状に巻付ける供給巻付け方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、線材をボビンに供給しながらその周囲に螺旋状に巻付ける供給巻付け方法および装置としては、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。
【特許文献１】実公平２−１１４２０号公報
【０００３】
このものは、回転するボビンと、走行している線材を該ボビンの軸方向に移動させながら供給することで、該線材をボビンの周囲に螺旋状に巻付けるノズルと、前記ボビンより上流側に設置され、前記線材に所定の張力を付与することができるテンション手段とを備え、前記テンション手段を、前記線材が掛け回された回転可能なテンションプーリと、該テンションプーリと一体回転する磁性ディスクと、該磁性ディスクと所定の間隔を保持しながら対向設置された永久磁石が取付けられている磁極固定板と、カバーに螺合するとともに、前記磁極固定板が連結されたトルク調整環と、該トルク調整環に取付けられたダイヤルとを備えたものである。
【０００４】
そして、このものにおいて線材に付与する張力を変更する場合には、手作業で前記ダイヤルを所定量だけ回転することにより、トルク調整環、磁極固定板をねじ作用によってカバーに対して軸方向に移動させ、これにより、永久磁石と磁性ディスクとの間の間隔を拡大あるいは縮小させ、磁性ディスク、テンションプーリに付与される制動力を調節するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、前述のような方法・装置を幅狭帯状体の供給巻付け方法・装置にそのまま転用することも考えられるが、このようにした場合には、以下のような課題が発生する。即ち、一定回転速度で回転している被巻付け体に幅狭帯状体を供給してその周囲に螺旋状に巻付ける際、該被巻付け体の外径（巻径）が軸方向位置において異なっていると、幅狭帯状体の巻付けトルクが前記外径の変化に追従して変化し、この結果、幅狭帯状体の巻付け時における張力が変動する。
【０００６】
ここで、前述のように被巻付け体における巻径が変化したときにも、幅狭帯状体の巻付け時における張力を一定とするために、一般化すれば、螺旋の任意の位置において幅狭帯状体に任意の張力を付与するために、ダイヤルを手作業で適宜回転させて幅狭帯状体に付与される制動力を制御することも考えられるが、このようにすると、作業者が常時、供給巻付け装置の近傍で待機していなければならないという課題がある。
【０００７】
また、前述した磁性ディスクと永久磁石との間の間隔を変更する際、ダイヤルを手作業で回転させるようにしているため、磁性ディスクと永久磁石との間の間隔（テンションプーリに付与される制動力）を高精度で調節することが難しく、この結果、幅狭帯状体の張力を高精度で調節することが困難になるという課題もあった。しかも、磁性ディスクに付与される制動力は永久磁石と磁性ディスクとの間の距離の二乗に反比例するため、永久磁石が同一距離移動しても制動力の変化量が磁石の位置によって大きく異なり、この結果、幅狭帯状体に所望の張力を高精度で付与することが難しいという課題もあった。
【０００８】
この発明は、省力化を図りながら幅狭帯状体に対し任意の張力を容易に高精度で付与することができる幅狭帯状体の供給巻付け方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、第１に、回転している被巻付け体に走行している幅狭帯状体を該被巻付け体の軸方向に移動させながら供給することで、該幅狭帯状体を被巻付け体の周囲に螺旋状に巻付ける際、該被巻付け体より上流側に設けられた電動機の回転軸に固定されているローラに前記幅狭帯状体を掛け回すとともに、制御手段により電動機の出力トルクを制御することで、ローラから幅狭帯状体に走行方向と逆方向の抵抗を付与し、ローラと被巻付け体との間における幅狭帯状体の張力を調節するようにした幅狭帯状体の供給巻付け方法により、達成することができ、
【００１０】
第２に、回転している被巻付け体に走行している幅狭帯状体を該被巻付け体の軸方向に移動させながら供給することで、該幅狭帯状体を被巻付け体の周囲に螺旋状に巻付けるようにした幅狭帯状体の供給巻付け装置において、前記被巻付け体より上流側に幅狭帯状体が掛け回されたローラが回転軸に固定されている電動機を設けるとともに、該電動機の出力トルクを制御することでローラから幅狭帯状体に走行方向と逆方向の抵抗を付与し、ローラと被巻付け体との間における幅狭帯状体の張力を調節する制御手段を設けた幅狭帯状体の供給巻付け装置により、達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明においては、電動機の回転軸に固定されたローラに幅狭帯状体を掛け回すとともに、該電動機の出力トルクを制御手段により制御することで、ローラから幅狭帯状体に走行方向と逆方向の抵抗を付与するようにしているが、このような電動機の出力トルクは制御手段によって自由に制御することができるため、省力化および小型化を図りながら螺旋の任意の位置において幅狭帯状体に任意の張力を付与することができる。しかも、このとき、電動機の出力トルクは制御手段によって容易に高精度で制御することができるため、ローラと被巻付け体との間の幅狭帯状体に対し容易に高精度で所望の張力を付与することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載のように構成すれば、入力電流値あるいは入力電圧値を変化させることで電動機の出力トルクを制御する場合に比較し、低張力下においてその張力を容易に高精度で調節することができる。
さらに、請求項４に記載のように構成すれば、小型化を図ることができる。
また、請求項５に記載のように構成すれば、リボン状体を異常に伸張させることなく、その張力を容易に調節することができる。
【実施例１】
【００１３】
以下、この発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11は、例えば略トロイダル状を呈するカーカス層と、該カーカス層の軸方向両外側に貼付けられたサイドトレッドとからなる被巻付け体としてのタイヤ中間体であり、このタイヤ中間体11は図示していない回転可能で拡縮可能なタイヤ成形ドラムにより半径方向内側から支持されている。そして、このタイヤ中間体11は前記タイヤ成形ドラムが回転することで、該タイヤ成形ドラムと一体的に回転する。
【００１４】
14は前記タイヤ中間体11の後方に設置されている図示していないロールから巻出された幅狭帯状体としての一定幅のリボン状体であり、このリボン状体14は波状に屈曲した少数本の非伸張性材料、例えばスチールコード、芳香族ポリアミドからなる補強コードをゴムコーティングすることで構成されている。そして、このリボン状体14は前記タイヤ中間体11に引き取られることで、該タイヤ中間体11に向かって走行してその外周に供給されるが、このとき、該リボン状体14は押付けローラ15により押付けられながら回転しているタイヤ中間体11の周囲に巻付けられる。
【００１５】
18は前記タイヤ中間体11より上流側でリボン状体14の走行経路の途中に設置された可動台であり、この可動台18の前部下面にはねじブロック19が、後部下面にはガイドブロック20がそれぞれ固定されている。21は図示していない固定フレームに両端部が回転可能に支持されたねじ軸であり、このねじ軸21は前記タイヤ中間体11の軸線に平行に延びるている。また、このねじ軸21の中央部は前記ねじブロック19にねじ込まれており、この結果、該ねじ軸21が図示していないモータから駆動力を受けて回転すると、可動台18はタイヤ中間体11の軸方向に移動する。
【００１６】
23は前記固定フレームに両端部が固定されたガイドロッドであり、このガイドロッド23は前記ねじ軸21に平行に延びている。そして、このガイドロッド23の中央部は前記ガイドブロック20に摺動可能に挿入され、これにより、前記ガイドロッド23は前記可動台18が軸方向に移動する際、該可動台18を円滑に移動するようガイドする。24は前記可動台18の上面に固定されリボン状体14に平行に延びる支持プレートであり、この支持プレート24には両端にフランジを有するガイドローラ25が回転可能に支持されている。
【００１７】
そして、前記リボン状体14は両フランジ間のガイドローラ25の外周に線接触しながら走行することで、該ガイドローラ25により幅方向移動が規制されながらガイドされる。この結果、タイヤ中間体11が回転するとともに、走行しているリボン状体14が該タイヤ中間体11に供給されているとき、前記可動台18がねじ軸21の回転により軸方向に移動すると、リボン状体14は、ガイドローラ25により軸方向に徐々にずらされ、タイヤ中間体11の周囲に螺旋状に巻付けられる。
【００１８】
28はタイヤ中間体11より上流側、詳しくは、前記ガイドローラ25より後方に設置された電動機としての誘導電動機であり、この誘導電動機28は前記可動台18の上面に取付けられている。また、この誘導電動機28は他側に向かって延びる回転軸29を有し、この回転軸29の中央部にはタイヤ中間体11の軸線に平行な軸線を有するローラ30が固定されている。この結果、前記誘導電動機28はローラ30の一側に設置されていることになる。
【００１９】
31、32はローラ30より若干下方でその直前、直後にそれぞれ設置されたガイドローラであり、これらのガイドローラ31、32は前記ローラ30に平行に延びるとともに、基端部が支持プレート24に回転可能に支持されている。そして、前記タイヤ中間体11より上流側のリボン状体14はガイドローラ32、ローラ30、ガイドローラ31に順次掛け回されており、この結果、該リボン状体14はローラ30の外周に略半周だけ接触しながら走行することになってリボン状体14とローラ30との滑りが規制される。
【００２０】
35は前記誘導電動機28に対し周波数信号を出力してベクトル制御を行うインバータであり、このインバータ35からの周波数信号が誘導電動機28に入力されると、該誘導電動機28の回転軸29、ローラ30は前記周波数信号に対応する回転速度で回転するが、このとき、ローラ30の回転方向はリボン状体14の走行方向と逆方向である。
【００２１】
ここで、リボン状体14の走行方向の力は、誘導電動機28の出力トルクによってローラ30の外周に生じる接線力より著しく大であるため、誘導電動機28はリボン状体14から回転方向と逆方向の大きな力を受けて内部に滑りが発生する一方、前記誘導電動機28、ローラ30からはリボン状体14に走行方向と逆方向の抵抗が付与されるが、この抵抗の値は周波数信号の値を変更し、誘導電動機28の出力トルクを変更することで、容易に任意の値に制御することができる。
【００２２】
このようにローラ30からリボン状体14に抵抗が付与されると、ローラ30とタイヤ中間体11との間のリボン状体14、即ち巻付け時のリボン状体14に所定の張力が付与されるが、この張力の値は前述のようにインバータ35からの周波数信号の値を変化させることで容易に任意の値に調節することができる。
【００２３】
また、前述のようにリボン状体14が、波状に屈曲した少数本の非伸張性補強コードをゴムコーティングすることで構成した一定幅の幅狭帯状体であるときには、誘導電動機28からリボン状体14に付与する張力を最大４０Ｎとすることが好ましい。その理由は、前述した値以下であると、リボン状体14を異常に伸張させることなく、その張力を容易に調節することができるからである。
【００２４】
38はローラ30の他側に設けらたエンコーダであり、このエンコーダ38は支持プレート24に固定されるとともに、前記回転軸29を介してローラ30に連結され、該ローラ30の回転数を検出する。このようにローラ30の一側に誘導電動機28を設ける一方、ローラ30の他側に該ローラ30に連結されたエンコーダ38を設けるようにすれば、誘導電動機とエンコーダとを一体化したものと比較して、それぞれを小型化することができるとともに、狭いスペースに設置が可能となる。
【００２５】
41は前記インバータ35に対し制御信号を出力するコントローラであり、このコントローラ41から制御信号がインバータ35に入力されると、該インバータ35は前記制御信号に対応する値の周波数信号を誘導電動機28に出力する。また、このコントローラ41には前記エンコーダ38が検出した検出結果がフィードバック信号として入力され、このフィードバック信号により前記制御信号の値が制御される。
【００２６】
前述したインバータ35、エンコーダ38、コントローラ41は全体として、誘導電動機28の出力トルクを制御することでローラ30からリボン状体14に走行方向と逆方向である所定の抵抗を付与し、ローラ30とタイヤ中間体11との間におけるリボン状体14の張力を調節する制御手段42を構成する。このように、この実施例では、リボン状体14の張力を検出する検出手段は不要であるため、装置全体が小型化する。
【００２７】
次に、前記実施例１の作用について説明する。
今、タイヤ中間体11がタイヤ成形ドラムと一体的に回転することで、ロールから巻出されタイヤ中間体11に向かって走行しているリボン状体14を引き取る一方、ねじ軸21の回転によって可動台18、ガイドローラ25がタイヤ中間体11の軸方向に一定速度で移動することにより、該リボン状体14がタイヤ中間体11の周囲に螺旋状に巻付けられているとする。
【００２８】
このとき、前記タイヤ中間体11に巻付けられる直前のリボン状体14を誘導電動機28の回転軸29に固定されたローラ30に掛け回すとともに、該誘導電動機28の出力トルクを制御手段42のインバータ35から出力された周波数信号により制御することで、ローラ30からリボン状体14に走行方向と逆方向の抵抗（制動力）を付与するようにしたので、ローラ30とタイヤ中間体11との間におけるリボン状体14の張力、即ち巻付け時におけるリボン状体14の張力が所定の値に調節される。
【００２９】
ここで、前記タイヤ中間体11は軸方向両端から軸方向中央に向かうに従い外径が大となっているため、巻付けトルクが前記外径の変化に追従して変化し、この結果、リボン状体14の巻付け時における張力が変動するおそれがあるが、この実施例では誘導電動機28の出力トルクを制御手段42（インバータ35）によって制御するようにしているため、前述のように外径が変化してもリボン状体14の巻付け時における張力を、省力化および小型化を図りながら、常時一定の値に維持することができる。
【００３０】
なお、前述の説明ではリボン状体14の巻付け時における張力を一定に維持するようにしたが、この実施例にものを用いれば、螺旋の任意の位置においてリボン状体14に任意の張力を容易に付与することができ、しかも、このとき、誘導電動機28の出力トルクは制御手段42によって容易に高精度で制御することができるため、ローラ30とタイヤ中間体11との間のリボン状体14に対し容易に高精度で所望の張力を付与することができる。
【００３１】
例えば、前述のようにタイヤ中間体11の周囲にリボン状体14を螺旋状に巻付けた後、該タイヤ中間体11の半径方向外側にベルト層、トレッドを貼付けて生タイヤを成形し、その後、該生タイヤを加硫装置に搬入して加硫するが、この加硫時における生タイヤのトレッド中央部の拡張率は、通常、トレッド端部の拡張率より大であるため、トレッド中央部に巻付けられているリボン状体14内の波状コードはトレッド端部に巻付けられている波状コードより大きく伸長され、波状コードの振幅、ピッチが加硫済タイヤの幅方向位置で異なってしまうことがある。
【００３２】
このような事態を防止するには、タイヤ中間体11のトレッド端部からトレッド中央部に向かってリボン状体14を螺旋状に巻付ける際、制御手段42（インバータ35）からの周波数信号により誘導電動機28の出力トルクを徐々に小とし、これにより、加硫後における波状コードの伸長率をいずれの幅方向位置においても実質上同一となるようにしてもよい。
【００３３】
なお、前述の実施例においては、インバータ35からの周波数信号によって誘導電動機28の出力トルクを制御するようにしたが、この発明においては、インバータからの電流量により、あるいは、周波数信号と電流量との双方により誘導電動機の出力トルクを制御するようにしてもよい。また、前述の実施例においては、被巻付け体としてタイヤ中間体11を用いたが、この発明においては、円筒状の成形ドラム、あるいは、製品タイヤの内面と同一外面形状を有するハードコアを用いてもよい。
【００３４】
また、前述の実施例においては、リボン状体14として、波状に屈曲した少数本の非伸張性補強コードをゴムコーティングすることで構成した幅狭帯状体を用いたが、この発明においては、直線状に延びる少数本の有機繊維コード、例えばナイロンコードをゴムコーティングすることで構成した幅狭帯状体を用いるようにしてもよい。さらに、前述の実施例においては、タイヤ中間体11の軸方向に移動する可動台18にガイドローラ25、誘導電動機28、ローラ30、エンコーダ38を設けるようにしたが、この発明においては、前記可動台にガイドローラのみを設けるとともに、該可動台より後方に静置された固定台に誘導電動機、ローラ、エンコーダを設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明は、幅狭帯状体を被巻付け体の周囲に螺旋状に巻付ける産業分野に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施例１を示す平面図である。
【図２】その正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
11…被巻付け体             14…幅狭帯状体
28…電動機                 29…回転軸
30…ローラ                 35…インバータ
38…エンコーダ             42…制御手段
【図１】
2006175770.tif 000003
【図２】
2006175770.tif 000004