JP5844086B2 - タイヤ用ゴム材料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ製造の成形工程においてストリップ状（帯状）のタイヤ用ゴム材料をフォーマー（成形機）などへ供給するタイヤ用ゴム材料供給装置に関する。

タイヤ製造の成形工程においては、各種のタイヤ用構成部材をフォーマーへ貼り付けることによりタイヤの成形が行われている（例えば特許文献１）。

上記タイヤ用構成部材には、例えば、ゴム組成物中にコードが埋設されているＪＬＢ（ジョイントレスバンド）材料などのストリップ状（帯状）に成形されたゴム材料があり、このようなストリップ状ゴム材料は、タイヤ用ゴム材料供給装置によりフォーマーなどへ供給されている。

例えば上記のＪＬＢ材料の場合、前工程でＪＬＢスリッターを用いて原反から定寸幅にカットされて、個別のリールに巻き取られた後、作業者の手によってリールに巻き取られた状態で成形工程に移送され、ＪＬＢサービサー（タイヤ用ゴム材料供給装置）に補給される。そして、リールから巻き出されたＪＬＢ材料が、ＪＬＢサービサーによりフォーマーなどに供給されて貼り付けられている。

このようなＪＬＢ材料をフォーマーなどに供給するＪＬＢサービサーの従来の構成を図８に模式的に示す。図８（ａ）に示すように、ＪＬＢサービサー８には、上段と下段にそれぞれ１個のリール８１を回転可能に支持する支持台８３と駆動ローラー８２とが設けられている。

支持台８３の上段および下段２つのヘッドに補給された各リール８１から巻き出されたそれぞれのＪＬＢ材料は矢印で示した方向に搬送され、駆動ローラー８２から図示しないフォーマーに搬送されて貼り付けられる。

そして、図８（ｂ）に示すように、上段、下段いずれかのリール８１に、材料切れが発生した場合には、作業者が、リール８１の交換を行うと共に、図８（ｃ）に示すように、交換されたリール８１から巻き出されたＪＬＢ材料の先端と、先の貼り付け途中のＪＬＢ材料の後端とをジョイントさせる。これにより、途切れることなくＪＬＢ材料の供給が行われる。

特開２０００−３２６４１９号公報

しかし、上記した従来のＪＬＢサービサー８においては、リール８１をセットすることができるスペースは、上段、下段の各ヘッドに１巻分しか設けられていない。このため、材料切れの発生に伴い作業者が行う上記の一連した交換作業およびジョイント作業（補給作業）は、材料切れの都度、成形作業を停止させて行う必要がある。

しかし、作業者は通常複数台の成形機の材料補給作業を掛け持ちしているため、トラブルの発生など、他の作業との関係から上記した補給作業を行うタイミング（補給タイミング）が遅れることがある。この結果、成形作業の停止時間が長くなり、生産性の悪化を招く要因となっていた。

そして、補給タイミングは、作業者の能力や習熟度により異なるため、容易に均一性を図ることは困難であり、また、均一性を図ったとしても、他作業において大きなトラブルが発生した場合などには、補給タイミングが大幅に遅れる恐れがある。

以上、ＪＬＢ材料を例に挙げて説明したが、上記の問題は、ＪＬＢ材料に限られない。このため、タイヤ用ゴム材料のフォーマーなどへの供給作業において、他作業において発生したトラブルなどにも影響されることなく補給タイミングの均一性を向上させて、補給作業に伴う時間ロスを低減させ、生産性の向上を図ることができるタイヤ用ゴム材料供給装置の提供が望まれていた。

本発明者は、鋭意検討の結果、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、本発明に関連する各技術および本発明について説明する。

本発明に関連する第１の技術は、
ストリップ状のゴム材料が巻かれたリールを送り出し位置にセットし、前記リールから前記ゴム材料を送り出して供給先に供給するタイヤ用ゴム材料供給装置であって、
複数のリール保持体が取り付けられた補給台を有し、前記補給台の旋回により複数の前記リール保持体を順次前記送り出し位置に移動させてリール交換を行うゴム材料補給手段と、
前記リールからの送り出しが完了した前記ゴム材料の後端と、前記補給台の旋回により前記送り出し位置に新たにセットされたリールの前記ゴム材料の先端とを、自動的にジョイントする自動ジョイント手段と
を備えていることを特徴とするタイヤ用ゴム材料供給装置である。

本発明に関連する第２の技術は、
前記ゴム材料補給手段が、
複数の前記リール保持体が、前記補給台の旋回中心の周囲部に周方向に適宜間隔を置いて取り付けられ、
前記送り出し位置にセットされたリールが空になったときに、前記補給台が旋回することにより、前記リールに隣接するリールが前記送り出し位置に移動するように構成されていることを特徴とする第１の技術に記載のタイヤ用ゴム材料供給装置である。

本発明に関連する第３の技術は、
前記自動ジョイント手段が、
前記リールから前記ゴム材料の後端が送り出されたことを検知するセンサーと、
前記センサーの検知により前記ゴム材料の後端の基端部を把持する把持手段と、
待機位置にセットされたリールから引き出された前記ゴム材料の先端を固定するためのチャックを有し、前記ゴム材料の先端を固定した状態において、前記補給台の旋回により前記リール保持体と共に前記送り出し位置に移動させた前記チャックを送り出し方向に移動させることにより、前記送り出し位置に新たにセットされた前記リールから前記ゴム材料を所定長さ引き出すための引き出し手段と、
前記引き出し手段により引き出された前記ゴム材料の先端と、送り出しが完了した前記ゴム材料の後端とを重ねた状態で圧着して接続する接続手段と
を備えていることを特徴とする第１の技術または第２の技術に記載のタイヤ用ゴム材料供給装置である。

本発明に関連する第４の技術は、
前記把持手段により把持された前記ゴム材料の後端にテンションをかけた状態で後端を所定長さに切断するカッターを備えている
ことを特徴とする第３の技術に記載のタイヤ用ゴム材料供給装置である。

本発明に関連する第５の技術は、
前記ゴム材料をフォーマーに貼り付ける装置に供給するタイヤ用ゴム材料供給装置であることを特徴とする第１の技術ないし第４の技術のいずれか１つに記載のタイヤ用ゴム材料供給装置である。

本発明は上記の各技術に基いてなされたものであり、請求項１に記載の発明は、
ストリップ状のゴム材料が巻かれたリールを送り出し位置にセットし、前記リールから前記ゴム材料を送り出して供給先に供給するタイヤ用ゴム材料供給装置であって、
複数のリール保持体が取り付けられた補給台を有し、前記補給台の旋回により複数の前記リール保持体を順次前記送り出し位置に移動させてリール交換を行うゴム材料補給手段と、
前記リールからの送り出しが完了した前記ゴム材料の後端と、前記補給台の旋回により前記送り出し位置に新たにセットされたリールの前記ゴム材料の先端とを、自動的にジョイントする自動ジョイント手段とを備え、
前記自動ジョイント手段が、
前記リールから前記ゴム材料の後端が送り出されたことを検知するセンサーと、
前記センサーの検知により前記ゴム材料の後端の基端部を把持する把持手段と、
待機位置にセットされたリールから引き出された前記ゴム材料の先端を固定するためのチャックを有し、前記ゴム材料の先端を固定した状態において、前記補給台の旋回により前記リール保持体と共に前記送り出し位置に移動させた前記チャックを送り出し方向に移動させることにより、前記送り出し位置に新たにセットされた前記リールから前記ゴム材料を所定長さ引き出すための引き出し手段と、
前記引き出し手段により引き出された前記ゴム材料の先端と、送り出しが完了した前記ゴム材料の後端とを重ねた状態で圧着して接続する接続手段と
を備えていることを特徴とするタイヤ用ゴム材料供給装置である。

また、請求項２に記載の発明は、
前記ゴム材料補給手段が、
複数の前記リール保持体が、前記補給台の旋回中心の周囲部に周方向に適宜間隔を置いて取り付けられ、
前記送り出し位置にセットされたリールが空になったときに、前記補給台が旋回することにより、前記リールに隣接するリールが前記送り出し位置に移動するように構成されてい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供給装置である。

また、請求項３に記載の発明は、
前記把持手段により把持された前記ゴム材料の後端にテンションをかけた状態で後端を所定長さに切断するカッターを備えている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ用ゴム材料供給装置である。

本発明によれば、他作業において発生したトラブルなどにも影響されることなく補給タイミングの均一性を向上させて、補給作業に伴う時間ロスを低減させ、生産性の向上を図ることができるタイヤ用ゴム材料供給装置を提供することができる。さらに、ジョイント作業の効率化およびジョイントの品質の均一化を図ることができる。

本発明の一実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置の構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置の要部の構成を示す正面図およびその一部を拡大した図である。 本発明の一実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置の供給停止機構の正面図である。 本発明の一実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置のゴム材料の後端位置決め機構を示す正面図である。 本発明の一実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置の補給スペース旋回中の状態を示す正面図である。 本発明の一実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置の先端位置決め後の状態示す正面図である。 本発明の一実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置の自動ジョイント装置を説明する正面図である。 従来のゴムタイヤ材料供給装置の構成を模式的に示す正面図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態においては、具体的なタイヤ用ゴム材料供給装置として、ＪＬＢサービサーを例に挙げて説明する。

１．全体構成
はじめに、本実施の形態に係るＪＬＢサービサー（タイヤ用ゴム材料供給装置）の全体構成について図１を用いて説明する。図１は、ＪＬＢサービサーの構成を模式的に示す正面図であって、図１（ａ）はＪＬＢ材料（ゴム材料）をフォーマーへ供給中の状態を示す図であり、図１（ｂ）は一方（上段）のＪＬＢ材料の送り出しが完了してＪＬＢ材料の供給が停止されたときの状態を示す図である。図１に示すように、ＪＬＢサービサー１には、ゴム材料補給手段１１、自動ジョイント手段１２および駆動ローラー１３が、上下２段に設けられている。なお１１４は支柱である。

２．ゴム材料補給手段
次に、ゴム材料補給手段１１について説明する。

（１）構成
図１に示すように、それぞれのゴム材料補給手段１１は、支柱１１４に設けられた旋回式の補給台１１２を備えている。そして、補給台１１２には、旋回中心の周囲部に適宜間隔を置いてリール１１１を回転可能に保持することができる複数（図１では２個）のリール保持体１１３（回転軸）が配置されており、供給用のリール１１１や交換用のリール１１１がセットできるようになっている。なお、以下の説明においては、補給台１１２で、送り出し用のリール１１１がセットされる側を供給側、交換用のリール１１１がセットされる側を反供給側と言う。

そして、供給側、反供給側にセットされた各リール１１１に対応して、先端にチャック１２２および誘導用ガイド１２３を備えたシリンダー１２１が設けられている。

チャック１２２は上下に開閉することにより、ＪＬＢ材料を把持したり、開放したりすることができるように構成されており、反供給側にあるチャック１２２は、図２（ｂ）に示すように、作業者により閉状態とされることにより、交換用のリール１１１から引き出されたＪＬＢ材料の先端を把持している。一方、供給側にあるチャック１２２は、図２（ｃ）に示すように、開状態となり、その間をＪＬＢ材料が通過する。

（２）動作
ＪＬＢ材料は、図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、供給側のリール保持体１１３にセットされたリール１１１からＪＬＢ材料が送り出されて、誘導用ガイド１２３、開状態のチャック１２２を通った後、自動ジョイント手段１２および駆動ローラー１３を経由してフォーマーへ供給される。

その後、供給側にセットされたリール１１１から全てのＪＬＢ材料が送り出されると、後述する供給停止機構が、材料切れを検出してＪＬＢ材料の供給を停止すると共に、図示しない駆動手段を駆動させて補給台１１２を旋回させる。この結果、図１（ｂ）に示すように、反供給側にセットされていたリール１１１が供給側に移動し、一方、材料切れのリール１１１は反供給側に移動する。

そして、供給側に移動したリール１１１から引き出されてチャック１２２に把持されていたＪＬＢ材料がシリンダー１２１の伸長によりチャック１２２を介して所定長さ引き出されて、後述する自動ジョイント手段１２により、先のＪＬＢ材料とジョイントされた後、ＪＬＢ材料の供給が自動的に再開される。

一方、反供給側に移動した材料切れのリール１１１は、作業者により新しいリールと交換され、ＪＬＢ材料の先端が巻き出されてチャック１２２に把持される。この空リールの交換は、前にセットされたリールの材料切れまでに行えばよいため、作業者は他作業との兼ね合いの中において、リール交換の時間を充分に確保することができる。また、従来と異なり、待機して材料切れを待つ必要がないため、待ち時間のロスが発生することがない。

そして、補給台１１２は旋回式であり、設置スペースの拡張を抑制することができるため、ゴム材料補給手段の省スペース化を図ることができる。

３．自動ジョイント手段
次に、自動ジョイント手段１２について説明する。

自動ジョイント手段１２は、材料切れを検出してＪＬＢ材料の供給を停止する供給停止機構、供給が停止されたＪＬＢ材料の後端をジョイント位置に位置決めする後端位置決め機構、新たに供給側（送り出し位置）に移動させたリールに巻かれたＪＬＢ材料の先端をジョイント位置に位置決めする先端位置決め機構、および位置決めされたＪＬＢ材料の後端と先端とをジョイントするジョイント機構を備えている。以下、順に説明する。

（１）供給停止機構
図３は、本発明の一実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置の供給停止機構を模式的に示す正面図であり、図３（ａ）は材料供給時の状態、図３（ｂ）は材料切れが生じた時の状態を示している。

図３に示すように、供給中のＪＬＢ材料は、開状態のチャック１２２間を通った後、ＪＬＢ材料の後端の基端部を把持する把持手段である３連ローラー１２５および材料切れ検出センサー１２７を経由して送り出される。材料切れ検出センサー１２７は、一端のみが固定され、他端は上下に移動自在に設けられている。

材料供給時、ＪＬＢ材料には一定のテンションが掛かっているため、図３（ａ）に示すように、ＪＬＢ材料に接している材料切れ検出センサー１２７は水平状態に保持される。しかし、材料切れが生じた場合、ＪＬＢ材料にはテンションが掛からなくなるため、図３（ｂ）に示すように、材料切れ検出センサー１２７の一端が下方に移動する。この移動を検知することにより材料切れが検出され、ＪＬＢ材料の供給が停止される。

（２）後端位置決め機構
材料切れが検出されＪＬＢ材料の供給が停止されると、供給中は後退していた押し付けシリンダー１２６が前進して、３連ローラー１２５の移動ローラー１２５ｂを押し下げる。この結果、図４に示すように、３連ローラー１２５が開状態から閉状態へと変わり、固定ローラー１２５ａと移動ローラー１２５ｂとの間に、送り出しが完了したＪＬＢ材料が挟み込まれる。そして、チャック１２２が開状態から閉状態へと変わってＪＬＢ材料の後端を把持し、さらに、シリンダー１２１が後退してＪＬＢ材料の後端を引き戻す。

これにより、チャック１２２と３連ローラー１２５間および３連ローラー１２５より前方にあるＪＬＢ材料にテンションが掛かり、材料切れ検出センサー１２７が上方に移動して元の位置に戻されると共に、カッター１２４が入るスペースが形成される。そして、カッター１２４を下降させてＪＬＢ材料をカットすることにより、ＪＬＢ材料の後端を所定の長さに設定することができ、精度の高い後端位置決めを行うことができる。

即ち、成形中、ＪＬＢ材料はＪＬＢサービサーにより高速で送り出されている。このため、材料切れが生じてＪＬＢ材料の供給を停止したとき、後端の停止位置精度が安定しない。しかし、ジョイントラップ代、スタガー（ジョイントズレ）などは、品質規格により規定されているため、後端の停止位置は精度良く位置決めされる必要がある。上記においては、所定の正確な位置でカッターによりカットしているため、前記品質規格を満足するように、後端の停止位置を充分に精度良く位置決めすることができる。

なお、カッター１２４によりカットされたＪＬＢ材料は固定ローラー１２５ａと移動ローラー１２５ｂとの間に挟み込まれているため、後端が上方に上がった状態で保持される（図５参照）。

（３）先端位置決め機構
前記したように、ＪＬＢ材料の送り出しが完了した供給側のリール１１１は、補給台１１２の旋回により反供給側のリール１１１と交換される。反供給側のリール１１１の供給側への移動が完了すると、チャック１２２がシリンダー１２１の伸長により前進して、チャックに把持されたＪＬＢ材料の先端が所定の位置にセットされる。これを図６に示す。図６は先端位置決め後の状態を示す図であり、（ｂ）は一部拡大図である。

図６に示すように、ＪＬＢ材料の先端はチャック１２２により水平状態に保持されているため、シリンダー１２１の伸長により前進した際には、上方に上がった状態に保持されている先のＪＬＢ材料の後端の下に自動的に配置された状態で、位置決めされる。

以上の結果、ＪＬＢ材料の後端と先端とを、所定のジョイントラップ代に精度高く位置決めすることができる。

（４）ジョイント機構
その後、位置決めされたＪＬＢ材料の後端と先端とが圧着されてジョイント（接続）される。図７は、本発明の一実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置のジョイント機構を説明する正面図であって、図７（ａ）、図７（ｂ）はそれぞれジョイント前の状態、ジョイント中の状態を示す図である。

図７に示すように、ジョイントは、省スペースかつ最適な圧着形状のジョイント爪１２８を備えたシリンダーを用いて、ＪＬＢ材料の後端と先端とを挟み込むことにより行われる。このとき、上記したように、ＪＬＢ材料の後端と先端とは精度高く位置決めされているため、ジョイントズレなどが発生することがなく、安定したジョイントを精度高く形成させることができる。

ジョイントが完了した後は、ジョイント爪１２８を備えたシリンダーが所定の待機位置に戻され、また、チャック１２２が開状態に戻されて、ＪＬＢ材料の供給が再開される。

４．本実施の形態の効果
以上、本実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置は、補給台の供給側だけでなく反供給側にも予備のリールをセットすることができるスペースが設けられて、材料切れの際には、補給台が旋回して反供給側の予備のリールを順次供給側に送り込むように構成されており、さらに、ゴム材料端部を自動的に引き出し自動的にジョイントするように構成されている。

このため、予め予備のリールをセットしておくことができ、またこの予備のリールのセットは先にセットされたリールの材料切れまでに行えばよい。従って、作業者の能力や習熟度に影響されることなく、また、他作業において大きなトラブルが発生した場合などでも、作業者は、余裕を持ってリールの交換作業を行うことができる。このため、長時間の材料切れを起こすことがない。

そして、ジョイントも自動的に行われるため、作業者はリール交換作業以外の作業をする必要がなく、作業者の能力や習熟度に関係なく、短時間でジョイント作業を行うことができる。

このように、本実施の形態においては、成形作業の停止時間を最小限に管理することができ、生産性の向上に大きく寄与することができる。本発明者が行った実験においては、本実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置を採用することにより、１回あたりの成形作業の停止時間が、従来の作業者の手作業の場合の平均約２．３分から平均約４０秒にまで短縮することができた。

また、作業者は、材料切れを待って予備のリールの交換を行う必要がないため、待ち時間のロスが発生しない。

さらに、ジョイント作業を自動化しているため、作業者の能力や習熟度に関係なく、安定したジョイントを精度高く形成させることができるという効果も有する。

５．タイヤサイズ変更時のゴム材料供給について
上記においては、１つのサイズのゴム材料供給について説明したが、本実施の形態のタイヤ用ゴム材料供給装置は、成形するタイヤサイズが変わる場合にも有効であり、上記と同様の効果を発揮することができる。

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。

１、８ ＪＬＢサービサー（タイヤ用ゴム材料供給装置）
１１ ゴム材料補給手段
１１１、８１ リール
１１２ 補給台
１１３ リール保持体（回転軸）
１１４、８３ 支持台
１２ 自動ジョイント手段
１２１ シリンダー
１２２ チャック
１２３ 誘導用ガイド
１２４ カッター
１２５ ３連ローラー
１２５ａ 固定ローラー
１２５ｂ 移動ローラー
１２６ 押し付けシリンダー
１２７ 材料切れ検出センサー
１２８ ジョイント爪
１３、８２ 駆動ローラー

Claims (3)

1. ストリップ状のゴム材料が巻かれたリールを送り出し位置にセットし、前記リールから前記ゴム材料を送り出して供給先に供給するタイヤ用ゴム材料供給装置であって、
   複数のリール保持体が取り付けられた補給台を有し、前記補給台の旋回により複数の前記リール保持体を順次前記送り出し位置に移動させてリール交換を行うゴム材料補給手段と、
   前記リールからの送り出しが完了した前記ゴム材料の後端と、前記補給台の旋回により前記送り出し位置に新たにセットされたリールの前記ゴム材料の先端とを、自動的にジョイントする自動ジョイント手段とを備え、
   前記自動ジョイント手段が、
   前記リールから前記ゴム材料の後端が送り出されたことを検知するセンサーと、
   前記センサーの検知により前記ゴム材料の後端の基端部を把持する把持手段と、
   待機位置にセットされたリールから引き出された前記ゴム材料の先端を固定するためのチャックを有し、前記ゴム材料の先端を固定した状態において、前記補給台の旋回により前記リール保持体と共に前記送り出し位置に移動させた前記チャックを送り出し方向に移動させることにより、前記送り出し位置に新たにセットされた前記リールから前記ゴム材料を所定長さ引き出すための引き出し手段と、
   前記引き出し手段により引き出された前記ゴム材料の先端と、送り出しが完了した前記ゴム材料の後端とを重ねた状態で圧着して接続する接続手段と
   を備えていることを特徴とするタイヤ用ゴム材料供給装置。
2. 前記ゴム材料補給手段が、
   複数の前記リール保持体が、前記補給台の旋回中心の周囲部に周方向に適宜間隔を置いて取り付けられ、
   前記送り出し位置にセットされたリールが空になったときに、前記補給台が旋回することにより、前記リールに隣接するリールが前記送り出し位置に移動するように構成されてい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供給装置。
3. 前記把持手段により把持された前記ゴム材料の後端にテンションをかけた状態で後端を所定長さに切断するカッターを備えている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ用ゴム材料供給装置。

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