説明

ゴムストリップの貼り付け装置および貼り付け方法

【課題】フォーマーの軸方向位置によって周長が大きく変化する場合であっても、作業者の負担を増やすことなく、高い精度で、ゴムストリップの貼り付けを、安定して連続的に行うことができるゴムストリップの貼り付け装置および貼り付け方法を提供する。
【解決手段】フォーマーの中心軸に取り付けられた第1のエンコーダにより検出されたフォーマーの回転量と、ゴムストリップ供給コンベアをフォーマーの軸方向に直交する方向に移動させる移動機構に内蔵された第2のエンコーダにより検出されたフォーマー中心からゴムストリップ供給コンベア先端までの距離とに基づいて計算された長さのゴムストリップを、ゴムストリップ供給コンベアからフォーマーに供給するように、ゴムストリップの供給量を制御する制御システムを有しているゴムストリップの貼り付け装置と前記ゴムストリップの貼り付け装置を用いたゴムストリップの貼り付け方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フォーマーにゴムストリップをストリップワインド方式にて精度高く貼り付けることができるゴムストリップの貼り付け装置および貼り付け方法に関する。
【背景技術】
【0002】
空気入りタイヤの製造においては、各部位における要求特性が異なるため、トレッドゴム、サイドウォールゴム、インナーライナゴムなど、種々のゴム部材が使用されている。そして、これらのゴム部材は、フォーマー(ドラム)に帯状のゴム材料(ゴムストリップ)を、連続的に螺旋状に巻回することにより巻回体を形成するストリップワインド方式を用いて形成される(例えば、特許文献1〜3)。
【0003】
図3は、このストリップワインド方式を説明する図であり、(a)はゴムストリップが巻回されてフォーマー上に形成された巻回体を示す斜視図であり、(b)は前記巻回体の形成方法を説明する側面図である。図3において、2はゴムストリップ供給部、3はフォーマーであり、3aはフォーマー3上に形成された巻回体である。
【0004】
図3(b)に示すように、ゴムストリップ供給部2は、フォーマー3に貼り付けるゴムストリップRSを供給するゴムストリップ供給コンベア6、ゴムストリップ供給コンベア6をフォーマー3の軸方向に直交する方向に移動させる第1の移動機構4、ゴムストリップ供給コンベア6をフォーマー3の軸方向に移動させる第2の移動機構5(トラバース機構)、および、ゴムストリップ供給コンベア6を回転させる回転機構7(ローテーション機構)を備えている。これらの機構およびコンベアは、各々に設けられた各サーボモータにより駆動される。
【0005】
第1の移動機構4、第2の移動機構5、回転機構7により、それぞれ、ゴムストリップ供給コンベア6の、フォーマー3の軸方向に直交する方向への移動量、フォーマー3の軸方向への移動量、回転角度が制御され、その結果に基づき、ゴムストリップRSがゴムストリップ供給コンベア6から供給され、フォーマー3上に巻回体3aが形成される。このとき、フォーマー3の回転数が一定とすると、図3(b)の2本の黒矢印に示すように、貼り付け位置によって表面速度が異なる(具体的には、径が小さくなると表面速度が小さくなる)ため、高い精度の巻回体3aを形成するためには、ゴムストリップ供給コンベア6からのゴムストリップRS供給量とフォーマー3の表面速度の変化とを同調させる必要がある。
【0006】
その方法として、従来は、フォーマー1周毎に貼り付け速度を予め設定しておく方法が採用されていた。具体的には、例えば、図4に示すように、フォーマーを11周させて貼り付ける場合には、1周目〜11周目の各周毎に貼り付け位置(ラジアル位置)を定め(プリセット)、1周毎の周長を計算することによりその表面速度が求められ、それに併せて、ゴムストリップの貼り付け速度、即ち、ゴムストリップ供給コンベアによるゴムストリップの供給速度が設定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2007−136740号公報
【特許文献2】特開2006−43908号公報
【特許文献3】特開2006−110856号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、上記の方法は、図5に示すように、1つの周の最初の位置と最後の位置(次の周の最初の位置)との間における貼り付け速度の設定については、周長が直線的に変化する前提で補間していた(直線補間)ため、周長が曲線的に変化する場合、厳密には、ゴムストリップ供給コンベアの供給速度が貼り付け位置の表面速度に追従することができず、貼り付け位置の表面速度とゴムストリップ供給コンベアの供給速度との間に速度差が生じる恐れがあった。
【0009】
特に、二輪車用のSPタイヤのサイドウォールやMCタイヤのトレッドをストリップワインド方式により形成する場合には、傾斜の大きなフォーマーが用いられるため、より大きな速度差を生じる。
【0010】
このように、速度差が生じた状態のまま、ゴムストリップの貼り付けを行った場合、ゴムストリップの貼り付け精度を充分に高くすることができず、製品タイヤの性能に悪影響を与える場合もある。
【0011】
この問題に対処する方法として、上記の1周毎の速度設定に替えて、例えば、各周を1度毎に分割し、各分割毎に貼り付け速度を設定することにより、補間の間隔を小さくして、細やかに制御することが考えられる。しかし、この方法を採用した場合には、貼り付け速度を設定する作業者の負担が大幅に増えるという問題があるため、現実的な方法とは言えなかった。例えば、巻回が10周とすると、従来の1周毎の速度設定の場合には10点についての速度設定で済むのに対し、1度毎の速度設定の場合には3600(360×10)点と360倍の設定を行うことが必要となる。
【0012】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、フォーマーの軸方向位置によって周長が大きく変化する場合であっても、作業者の負担を増やすことなく、高い精度で、ゴムストリップの貼り付けを、安定して連続的に行うことができるゴムストリップの貼り付け装置および貼り付け方法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】
【0013】
請求項1に記載の発明は、
ストリップワインド方式を用いて、フォーマーに帯状のゴムストリップを連続的に貼り付け、巻回体を形成するゴムストリップの貼り付け装置であって、
前記フォーマーの中心軸に取り付けられて、前記フォーマーの回転量を検出する第1のエンコーダと、
先端を前記フォーマーに近接させて、ゴムストリップを前記フォーマーに供給するゴムストリップ供給コンベアと、
サーボモータの駆動により、前記ゴムストリップ供給コンベアを、前記フォーマーの軸方向に直交する方向に移動させる第1の移動機構と、
サーボモータの駆動により、前記ゴムストリップ供給コンベアを、前記フォーマーの軸方向に移動させる第2の移動機構と、
前記第1の移動機構に設けられたサーボモータに内蔵されて、ゴムストリップの貼り付け位置におけるフォーマー中心から前記ゴムストリップ供給コンベアの先端までの距離を検出する第2のエンコーダと
を備えており、
さらに、前記第1のエンコーダにより検出された前記フォーマーの回転量と、前記第2のエンコーダにより検出されたフォーマー中心から前記ゴムストリップ供給コンベア先端までの距離とに基づいて、前記回転量に対応したゴムストリップの必要長さを計算し、計算結果に応じた長さのゴムストリップを前記ゴムストリップ供給コンベアから前記フォーマーに供給するように、ゴムストリップの供給量を制御する制御システムを備えている
ことを特徴とするゴムストリップの貼り付け装置である。
【0014】
請求項2に記載の発明は、
請求項1に記載のゴムストリップの貼り付け装置を用いて、前記フォーマーにゴムストリップを貼り付けるゴムストリップの貼り付け方法であって、
前記制御システムがシーケンサを用いた制御であり、
前記第1のエンコーダにより、シーケンサの1スキャンあたりに変化したフォーマーの角度Δω(rad)を求めると共に、前記第2のエンコーダにより、フォーマー中心からゴムストリップ供給コンベアの先端までの距離r(mm)を求めた後、
前記角度Δωと前記距離rにより求められるシーケンサの1スキャンあたりに変化する周長Δωr(mm)に対応する長さのゴムストリップを、前記ゴムストリップ供給コンベアから前記フォーマーに供給して貼り付けることを特徴とするゴムストリップの貼り付け方法である。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、フォーマーの軸方向位置によって周長が大きく変化する場合であっても、作業者の負担を増やすことなく、高い精度で、ゴムストリップの貼り付けを、安定して連続的に行うことができるゴムストリップの貼り付け装置および貼り付け方法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のゴムストリップの貼り付け装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施の形態における各スキャン毎のラジアル位置とフォーマーの曲面に沿ったラジアル位置との関係を示す図である。
【図3】ストリップワインド方式を説明する図である。
【図4】従来のゴムストリップの貼り付け速度の設定方法を説明する図である。
【図5】従来のゴムストリップの貼り付け速度の設定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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。
【0018】
(1)全体構成
始めに貼り付け装置について説明する。図1は本実施の形態の貼り付け装置の構成を模式的に示す斜視図である。図1において、2はゴムストリップ供給部、3はフォーマーであり、3aはフォーマー3上に形成された巻回体である。そして、3bは、フォーマー3と同じ中心軸に配置されて、フォーマー3の回転量を検出する第1のエンコーダである。
【0019】
また、ゴムストリップ供給部2は、ゴムストリップRSをフォーマー3に供給するゴムストリップ供給コンベア6、ゴムストリップ供給コンベア6をフォーマー3の軸方向に直交する方向に移動させる第1の移動機構4、ゴムストリップ供給コンベア6をフォーマー3の軸方向に移動させる第2の移動機構5を備えている。
【0020】
ゴムストリップ供給コンベア6はサーボモータM3により、第1の移動機構4はサーボモータM1により、また、第2の移動機構5はサーボモータM2により駆動される。そして、サーボモータM1には、貼り付け位置におけるフォーマー中心からゴムストリップ供給コンベア先端までの距離を検出する第2のエンコーダ(図示せず)が内蔵されている。
【0021】
(2)ゴムストリップの貼り付け
ゴムストリップRSの貼り付けは、第2の移動機構5を駆動させて、ゴムストリップ供給コンベア6を貼り付け位置に合わせてトラバースさせつつ、第1の移動機構4を駆動させて、ゴムストリップ供給コンベア6の先端とフォーマー3との間で、適切な間隔が保たれるように制御する。その後、ゴムストリップ供給コンベア6をサーボモータM3により駆動することにより、適切な長さのゴムストリップRSをフォーマー3上の貼り付け位置に供給し、貼り付ける。
【0022】
(3)ゴムストリップの供給長さの制御
前記したゴムストリップRSの供給長さの制御は、シーケンサを用いて制御され、以下のように行われる。
【0023】
先ず、サーボモータM1に内蔵された第2のエンコーダにより、ゴムストリップ供給コンベア6の先端の位置が検出され、フォーマー3の中心からの距離r(mm)が求められ、この位置をゴムストリップRSの貼り付け位置とする。
【0024】
一方、第1のエンコーダ3bにより、シーケンサの1スキャンあたりに変化したフォーマー3の回転量(角度)Δω(rad)が求められる。
【0025】
この結果、貼り付け位置の表面がシーケンサの1スキャンあたりに変化する距離は、Δωr(mm)と表すことができる。この値をスキャン時間tで割り算することにより、貼り付け位置における表面速度と近似させることができる。即ち、以下の式により、貼り付け位置における表面速度が求められる。
(貼り付け位置における表面速度)≒(Δωr/t)
【0026】
次に、ゴムストリップ供給コンベア6を駆動させて、上記の距離Δωrに応じた長さのゴムストリップを(Δωr/t)の速度で供給し、フォーマー3に貼り付ける。
【0027】
このように、1スキャン毎に、貼り付け位置の表面が変化する距離、即ち、貼り付け位置における表面速度を割り出し、対応する長さのゴムストリップを供給するようにゴムストリップ供給速度を制御して、貼り付け位置の表面速度とゴムストリップ供給コンベア6からのゴムストリップ供給速度とを同調させているため、フォーマーの軸方向位置によって巻回体の周長が大きく変化する場合であっても、作業者の負担を増やすことなく、高い精度でゴムストリップの貼り付けを安定して連続的に行うことができる。
【0028】
また、何らかの理由でフォーマーの速度が設定からずれた場合であっても、第1のエンコーダにより、フォーマーの回転量をモニターしているため、貼り付け位置の表面速度とゴムストリップ供給コンベアからのゴムストリップ供給速度との同調を、精度良く保つことができる。
【0029】
図2に、本実施の形態における各スキャン毎に求められたラジアル位置とフォーマーの曲面との関係を示す。図2において、縦軸はラジアル位置、横軸はフォーマーの角度であり、棒グラフは各スキャン毎に求められたラジアル位置、曲線はフォーマーの曲面を示している。図2に示すように、各スキャン毎に求められたラジアル位置は、フォーマーの曲面に良く追従しており、高い精度でゴムストリップの貼り付けが可能であることが分かる。
【0030】
以上より、本実施の形態によれば、フォーマーの軸方向位置によって周長が大きく変化する場合であっても、作業者の負担を増やすことなく、高い精度で、ゴムストリップの貼り付けを、安定して連続的に行うことができるゴムストリップの貼り付け装置および貼り付け方法を提供することができる。
【0031】
以上、実施の形態に基づいて本発明を説明したが、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可能である。
【符号の説明】
【0032】
2 ゴムストリップ供給部
3 フォーマー
3a 巻回体
3b 第1のエンコーダ
4 第1の移動機構
5 第2の移動機構
6 ゴムストリップ供給コンベア
7 回転機構
M1、M2、M3 サーボモータ
RS ゴムストリップ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ストリップワインド方式を用いて、フォーマーに帯状のゴムストリップを連続的に貼り付け、巻回体を形成するゴムストリップの貼り付け装置であって、
前記フォーマーの中心軸に取り付けられて、前記フォーマーの回転量を検出する第1のエンコーダと、
先端を前記フォーマーに近接させて、ゴムストリップを前記フォーマーに供給するゴムストリップ供給コンベアと、
サーボモータの駆動により、前記ゴムストリップ供給コンベアを、前記フォーマーの軸方向に直交する方向に移動させる第1の移動機構と、
サーボモータの駆動により、前記ゴムストリップ供給コンベアを、前記フォーマーの軸方向に移動させる第2の移動機構と、
前記第1の移動機構に設けられたサーボモータに内蔵されて、ゴムストリップの貼り付け位置におけるフォーマー中心から前記ゴムストリップ供給コンベアの先端までの距離を検出する第2のエンコーダと
を備えており、
さらに、前記第1のエンコーダにより検出された前記フォーマーの回転量と、前記第2のエンコーダにより検出されたフォーマー中心から前記ゴムストリップ供給コンベア先端までの距離とに基づいて、前記回転量に対応したゴムストリップの必要長さを計算し、計算結果に応じた長さのゴムストリップを前記ゴムストリップ供給コンベアから前記フォーマーに供給するように、ゴムストリップの供給量を制御する制御システムを備えている
ことを特徴とするゴムストリップの貼り付け装置。
【請求項2】
請求項1に記載のゴムストリップの貼り付け装置を用いて、前記フォーマーにゴムストリップを貼り付けるゴムストリップの貼り付け方法であって、
前記制御システムがシーケンサを用いた制御であり、
前記第1のエンコーダにより、シーケンサの1スキャンあたりに変化したフォーマーの角度Δω(rad)を求めると共に、前記第2のエンコーダにより、フォーマー中心からゴムストリップ供給コンベアの先端までの距離r(mm)を求めた後、
前記角度Δωと前記距離rにより求められるシーケンサの1スキャンあたりに変化する周長Δωr(mm)に対応する長さのゴムストリップを、前記ゴムストリップ供給コンベアから前記フォーマーに供給して貼り付けることを特徴とするゴムストリップの貼り付け方法。

【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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【公開番号】特開2013−22871(P2013−22871A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−161046(P2011−161046)
【出願日】平成23年7月22日(2011.7.22)
【出願人】(000183233)住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Fターム(参考)】