(57)【要約】【課題】生産性を向上させることができるタイヤ用ゴム材料の供給技術を提供する。【解決手段】搬送ベルト、アプリケータを経て搬送された帯状のタイヤ用ゴム材料を成形ドラムに向けて供給するタイヤ用ゴム材料の供給装置であって、成形ドラムを回転駆動させる成形ドラム駆動サーボモーター、成形ドラムの回転速度を検知するエンコーダー、アプリケータを駆動させるアプリケータ駆動サーボモーター、成形ドラム駆動サーボモーターの回転とアプリケータ駆動サーボモーターの回転を同調させるモーションコントローラーを備えており、タイヤ用ゴム材料を所定の長さ供給した後、アプリケータ駆動サーボモーターの回転を制御して、アプリケータの速度を、初期と終期では加速度が小さく、中期では加速度が大きくなるように曲線状に減速させる減速制御手段を備えているタイヤ用ゴム材料の供給装置。【選択図】図１
2018122519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送ベルト、アプリケータを経て搬送された帯状のタイヤ用ゴム材料を、成形ドラムに向けて供給するタイヤ用ゴム材料の供給装置であって、
前記成形ドラムを回転駆動させる成形ドラム駆動サーボモーター、前記成形ドラムの回転速度を検知するエンコーダー、前記アプリケータを駆動させるアプリケータ駆動サーボモーター、および前記成形ドラム駆動サーボモーターの回転と前記アプリケータ駆動サーボモーターの回転を同調させるモーションコントローラーを備えており、
さらに、前記タイヤ用ゴム材料を所定の長さ供給した後、前記アプリケータ駆動サーボモーターの回転を制御して、前記アプリケータの速度を、初期と終期では加速度が小さく、中期では加速度が大きくなるように曲線状に減速させる減速制御手段を備えていることを特徴とするタイヤ用ゴム材料の供給装置。
【請求項２】
前記減速制御手段がＳ字曲線状に減速を制御する減速制御手段であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム材料の供給装置。
【請求項３】
前記減速制御手段が２つの円弧より形成されるＳ字曲線状に減速を制御する減速制御手段であることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ用ゴム材料の供給装置。
【請求項４】
前記減速制御手段が、前記モーションコントローラーに内蔵されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム材料の供給装置。
【請求項５】
前記アプリケータが複数あり、各々に前記アプリケータ駆動サーボモーターおよび前記減速制御手段が備えられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム材料の供給装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム材料の供給装置を用いて帯状のタイヤ用ゴム材料を成形ドラムに向けて供給するタイヤ用ゴム材料の供給方法であって、
搬送ベルト、アプリケータを経て搬送された帯状のタイヤ用ゴム材料を、成形ドラムに向けて供給し、
前記タイヤ用ゴム材料を所定の長さ搬送した後、前記アプリケータ駆動サーボモーターの回転を制御して、前記アプリケータの速度を、初期と終期では加速度が小さく、中期では加速度が大きくなるように曲線状に減速させることを特徴とするタイヤ用ゴム材料の供給方法。
【請求項７】
前記成形ドラムに向けての前記タイヤ用ゴム材料の供給速度が、１３００〜１７００ｍｍ／ｓであることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ用ゴム材料の供給方法。
【請求項８】
前記アプリケータにおける搬送速度を、前記搬送ベルトにおける搬送速度に比べて、１〜３％速く設定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のタイヤ用ゴム材料の供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤの製造工程において使用されるタイヤ用ゴム材料の供給装置および前記タイヤ用ゴム材料の供給装置を用いて行うタイヤ用ゴム材料の供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤの製造工程においては、サイドウォール、インナーライナーなど、種々のゴム部材を使用する。これらのゴム部材は、搬送ベルト上を搬送される帯状のタイヤ用ゴム材料（以下、「ゴムストリップ」ともいう）をアプリケータで成形ドラムに向けて供給して巻回することにより形成されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
具体的には、図４に示すように、押出機から押し出されたゴムストリップＷは、搬送ベルト７上を搬送されてアプリケータ２に引き渡される。ゴムストリップＷが引き渡されたアプリケータ２は、成形ドラム（図示せず）の巻回開始位置まで前進して、成形ドラムの回転速度と同じ搬送速度（アプリケータ速度）でゴムストリップＷを成形ドラムに向けて供給する。所定の長さ、成形ドラムに向けてゴムストリップＷを供給して巻回した後は、カッター（図示せず）でゴムストリップＷを切断し、アプリケータ２が元の待機位置に戻ると共に、ゴムストリップＷの供給を停止する。なお、図４において、符号８は、搬送ベルト７とアプリケータ２との間の間隙部であり、ゴムストリップＷが搬送ベルト７からアプリケータ２に乗り移る乗り移り部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２８７１号公報
【特許文献２】特開２０１５−７１２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の方法においては、ゴムストリップＷの巻回量が多い場合には、アプリケータから成形ドラムに向けてのゴムストリップＷの供給量を多くする必要があるため、この工程が律速となって成形サイクルを遅くし、生産性の低下を招くことがあった。
【０００６】
本発明は、生産性を向上させることができるタイヤ用ゴム材料の供給技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、
搬送ベルト、アプリケータを経て搬送された帯状のタイヤ用ゴム材料を、成形ドラムに向けて供給するタイヤ用ゴム材料の供給装置であって、
前記成形ドラムを回転駆動させる成形ドラム駆動サーボモーター、前記成形ドラムの回転速度を検知するエンコーダー、前記アプリケータを駆動させるアプリケータ駆動サーボモーター、および前記成形ドラム駆動サーボモーターの回転と前記アプリケータ駆動サーボモーターの回転を同調させるモーションコントローラーを備えており、
さらに、前記タイヤ用ゴム材料を所定の長さ供給した後、前記アプリケータ駆動サーボモーターの回転を制御して、前記アプリケータの速度を、初期と終期では加速度が小さく、中期では加速度が大きくなるように曲線状に減速させる減速制御手段を備えていることを特徴とするタイヤ用ゴム材料の供給装置である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、
前記減速制御手段がＳ字曲線状に減速を制御する減速制御手段であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム材料の供給装置である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、
前記減速制御手段が２つの円弧より形成されるＳ字曲線状に減速を制御する減速制御手段であることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ用ゴム材料の供給装置である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、
前記減速制御手段が、前記モーションコントローラーに内蔵されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム材料の供給装置である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、
前記アプリケータが複数あり、各々に前記アプリケータ駆動サーボモーターおよび前記減速制御手段が備えられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム材料の供給装置である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム材料の供給装置を用いて帯状のタイヤ用ゴム材料を成形ドラムに向けて供給するタイヤ用ゴム材料の供給方法であって、
搬送ベルト、アプリケータを経て搬送された帯状のタイヤ用ゴム材料を、成形ドラムに向けて供給し、
前記タイヤ用ゴム材料を所定の長さ搬送した後、前記アプリケータ駆動サーボモーターの回転を制御して、前記アプリケータの速度を、初期と終期では加速度が小さく、中期では加速度が大きくなるように曲線状に減速させることを特徴とするタイヤ用ゴム材料の供給方法である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、
前記成形ドラムに向けての前記タイヤ用ゴム材料の供給速度が、１３００〜１７００ｍｍ／ｓであることを特徴とする請求項６に記載のタイヤ用ゴム材料の供給方法である。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、
前記アプリケータにおける搬送速度を、前記搬送ベルトにおける搬送速度に比べて、１〜３％速く設定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のタイヤ用ゴム材料の供給方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、生産性を向上させることができるタイヤ用ゴム材料の供給技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の供給装置のチェーファーの供給開始から供給終了までの間のアプリケータ速度（ｍｍ／ｓ）と成形ドラム角度（度）との関係を示す図であって、（ｂ）は（ａ）における終了部の拡大図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の供給装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】従来の各アプリケータ速度と成形ドラム角度との関係を示す図であり、（ａ）はサイドウォール用ゴムストリップ、（ｂ）はチェーファー用ゴムストリップ、（ｃ）はインナーライナー用ゴムストリップのアプリケータ速度と成形ドラム角度との関係を示している。
【図４】タイヤ用ゴム材料の搬送の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の供給装置および供給方法について具体的に説明する。
【００１８】
図１は本実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の供給装置のチェーファーの供給開始から供給終了までの間のアプリケータ速度（ｍｍ／ｓ）と成形ドラム角度（度）との関係を示す図であって、（ｂ）は（ａ）における終了部の拡大図である。図１ではタイヤ用ゴム材料としてチェーファー成形用のゴムストリップを使用している。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、本実施の形態においては、所定の長さのゴムストリップの供給を終了してゴムストリップの搬送を停止する際、減速開始後の初期においてはアプリケータ速度の変化（加速度）を小さくして緩やかに減速させ、その後中期において加速度を大きくして急速に減速させた後、終期において再び加速度を小さくして緩やかに減速させるというＳ字曲線での減速を行う。
【００２０】
具体的には、本実施の形態においては、図１（ｂ）に示すように、減速初期を含む領域１と減速終期を含む領域２のそれぞれにおいて、アプリケータ速度を示す曲線が円弧状になるように貼付け終了時のアプリケータ速度が制御されている。領域１における円弧と領域２における円弧とが、貼付速度が２分の１になった時点で点対称になるようにアプリケータ速度が制御されている。
【００２１】
本実施の形態においては、サーボモーターを一気に停止させるのではなく、すぐには停止しない搬送ベルトの慣性モーメントによる減速に同調するようにサーボモーターの回転を制御して、搬送ベルトの減速に合わせてアプリケータも緩やかに減速を開始するようにアプリケータ速度を制御しているため、搬送ベルトの減速に合わせて、アプリケータを緩やかに減速して停止させることができ、搬送されて来たゴムストリップが乗り移り部へ食い込むことがない。
【００２２】
減速中期においては、減速初期よりもアプリケータ速度を急激に減速させることにより、減速時間が必要以上に長くなることを防止することができる。
【００２３】
減速終期においては、再び加速度を小さくしてアプリケータを緩やかに減速させことにより、アプリケータ上のゴムストリップの搬送を緩やかに停止させることができる。
【００２４】
このようにアプリケータ速度を制御することにより、生産性を向上させるためにゴムストリップの供給速度を速めても、ゴムストリップの供給終了時に、アプリケータ速度を搬送ベルトの減速に合わせて０ｍｍ／ｓまでスムーズに減速させることができる。単に、ゴムストリップの供給速度を速めた場合には、例えば、ゴムストリップの乗り移り部への食い込みの発生を招くことがあるが、Ｓ字曲線での減速を採用した場合には、このような事態の発生を防止して、生産性を向上させることができる。Ｓ字曲線での減速は、直線的な減速を行う場合に比べて短時間でアプリケータを停止させることができる。
【００２５】
図１（ｂ）中の領域１における円弧と領域２における円弧は以下の２つの式で示される。下記の式における減速角度（チェーファー供給終了時の成形ドラム角度を起点としてその手前で減速を開始する角度であり、減速開始からチェーファー供給終了時までの間の成形ドラムの回転角度）は９０°である。
【００２６】
領域１における円弧は、減速中のアプリケータ速度Ｖ１と成形ドラム角度θ２との関係は、
Ｖ１＝Ｖ２×（１−（（θ１−９０°−θ２）／９０°）２×１／２）
で示され、
領域２における円弧は、
Ｖ１＝Ｖ２×（（θ１＋９０°−θ２）／９０°）２×１／２
で示される。但し、上記各式において、Ｖ１は減速中のアプリケータ速度（ｍｍ／ｓ）、Ｖ２は減速前の貼付速度（ｍｍ／ｓ）、θ１は従来の供給終了時の成形ドラム角度（°）、θ２は減速中の成形ドラム角度（°）である。
【００２７】
次に、本実施の形態の方法と比較するために、従来の技術におけるアプリケータ速度と成形ドラム角度との関係を図３に示す。図３では、上記したチェーファー用以外に、サイドウォール用、インナーライナー用のゴムストリップの貼付けにおける場合も表示している。いずれの場合も本実施の形態と異なり、アプリケータ速度を瞬間的に０ｍｍ／ｓまで低下させている。
【００２８】
これに対して、本実施の形態においては、チェーファー用だけでなく、サイドウォール用、インナーライナー用のゴムストリップの貼付けにおいても、減速の初期においてアプリケータの速度を緩やかに減速させており、これによりゴムストリップの乗り移り部への食い込みなどを発生させることなく、アプリケータを停止させることができる。仮に、ゴムストリップの供給速度を高速に設定しても、各ゴムストリップの成形ドラムへの供給をスムーズに行うことができ、生産性を従来よりも大幅に向上させることができる。
【００２９】
図２は本実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の供給装置の構成を模式的に示す図である。本実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の供給装置は、基本的には従来の装置と同様の構成を有している。
【００３０】
具体的には、図２に示すように、本実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の貼付装置は、成形ドラム１と、２本のサイドウォール用ゴムストリップＷ１用のアプリケータ２ａ、各１本のチェーファー用ゴムストリップＷ２のアプリケータ２ｂ、インナーライナー用ゴムストリップＷ３のアプリケータ２ｃの各アプリケータと、成形ドラム１の中心軸に取り付けられて成形ドラム１の回転角度を検出するエンコーダー３とを備えている。
【００３１】
成形ドラム１は成形ドラム駆動サーボモーター（図示せず）の回転によって駆動されている。各アプリケータはアプリケータ駆動サーボモーター（図示せず）の回転によって駆動されており、モーションコントローラーであるＣＰＵ４〜６により各アプリケータ速度が成形ドラム駆動サーボモーターの回転と同調するように制御されて、成形ドラム１の回転速度、即ち、チェーファー用ゴムストリップＷ２の供給速度と同調するように構成されている。
【００３２】
本実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料供給装置は、ゴムストリップの供給終了時に、アプリケータの速度を、減速初期と減速終期では加速度が小さく、減速中期では加速度が大きくなるように曲線状に減速させるように制御する減速制御手段を備えている。
【００３３】
本実施の形態において、この減速制御手段は、減速制御プログラムとしてモーションコントローラーに入力、内蔵されている。減速制御プログラムが入力されたモーションコントローラーがアプリケータ駆動サーボモーターの回転を制御することにより、ゴムストリップの供給終了時に、アプリケータの速度を図１（ｂ）に示すように曲線状に減速させてアプリケータを停止させることができる。
【００３４】
本実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の供給装置では、上記したように、アプリケータ速度を減速初期において緩やかに減速させ、中期において急激に減速させた後、減速終期において再び緩やかに減速させて、搬送ベルトの減速に合わせてアプリケータを停止させることができる。この結果、成形ドラムへのゴムストリップの供給速度を高速に設定しても、ゴムストリップの供給終了時、搬送ベルトとの乗り移り部にゴムストリップが食い込むなどの事態の発生を防止することができ、ゴムストリップの供給速度を高速化することによる生産性の向上を十分に図ることができる。
【００３５】
なお、ゴムストリップの供給速度を設定する際には、１３００〜１７００ｍｍ／ｓの範囲で設定することにより本発明の効果を顕著に発揮させることができる。本実施の形態によれば、従来よりも高速の１３００ｍｍ／ｓ以上に設定することができる。但し、１７００ｍｍ／ｓを超えると搬送ベルトの慣性モーメントが大きくなりすぎて、乗り移り部へのゴムストリップの食い込みが生じる可能性がある。
【００３６】
また、アプリケータ２ａ〜２ｃの速度は、搬送ベルトの搬送速度より１〜３％速く設定されていることが好ましく、２％速く設定されていることが特に好ましい。このような速度差を設けることにより、搬送ベルトからゴムストリップを容易に剥がすことができると共に、ゴムストリップの供給終了時、カッター切断されて２本に分かれたゴムストリップの尾端と先端とが再度密着することを防止することができる。
【実施例】
【００３７】
１．実施例および比較例
（１）実施例
上記した実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の供給装置を用い、ゴムストリップを成形ドラムへ向けて所定の長さ供給して成形ドラムに巻回して、ＰＣタイヤ用のサイドウォールを成形し、巻回終了時に、搬送ベルトおよびアプリケータを上記したＳ字曲線に沿って減速させた後に停止させた。
【００３８】
（２）比較例
従来のタイヤ用ゴム材料の供給装置を用いてサイドウォールを成形した後、搬送ベルトおよびアプリケータを瞬間的に停止させた。
【００３９】
２．試験方法
上記した実施例および比較例において、ゴムストリップの成形ドラムへ向けての供給速度を１３００ｍｍ／ｓに設定した際に、供給終了時に搬送ベルトとアプリケータとの間の乗り移り部において、ゴムストリップの食い込みが生じたか否かを目視で観察した。
【００４０】
３．試験結果
比較例では供給終了時に乗り移り部へのゴムストリップの食い込みが発生した一方で、実施例では１３００ｍｍ／ｓに設定しているにも拘らず、乗り移り部へのゴムストリップの食い込みが発生しなかった。このことから、上記したように、供給終了時にアプリケータの速度を減速初期においてＳ字曲線に沿って緩やかに減速させることにより、乗り移り部へのゴムストリップの食い込みの発生を防止できることが確認できた。
【００４１】
さらに、実施例においては、成形ドラムへ向けての供給速度をさらに速くしてサイドウォールの成形を行ったところ、１７００ｍｍ／ｓまで乗り移り部へのゴムストリップの食い込みが発生しなかった。
【００４２】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１                        成形ドラム
２、２ａ、２ｂ、２ｃ      アプリケータ
３                        エンコーダー
４、５、６                ＣＰＵ
７                        搬送ベルト
８                        乗り移り部
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３      ゴムストリップ
【図１】
2018122519.tif 000003
【図２】
2018122519.tif 000004
【図３】
2018122519.tif 000005
【図４】
2018122519.tif 000006