シート状部材の接合装置、接合シート状部材の製造装置及び製造方法
【課題】一対の接合ローラにより、シート状部材を構成する部材の変形や破損を防止しつつ、シート状部材の端部を均等に引き寄せて接合する。
【解決手段】接合するシート状部材７０の対向する各端部７１、７２に、弾性体５３、５３’を介して回転自在に支持された一対の接合ローラ４０、４０’をそれぞれ当接させ、接合ローラ４０、４０’が当接する端部７１、７２の凹凸に応じて弾性体５３、５３’を弾性変形させる。このように弾性体５３、５３’を弾性変形させつつ、一対の接合ローラ４０、４０’を各端部７１、７２上で転動させ、その各分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’を独立に変位させて端部７１、７２の表面に追従させる。この転動する接合ローラ４０、４０’により、両端部７１、７２を互いに引き寄せながら突き合わせて接合する。
【解決手段】接合するシート状部材７０の対向する各端部７１、７２に、弾性体５３、５３’を介して回転自在に支持された一対の接合ローラ４０、４０’をそれぞれ当接させ、接合ローラ４０、４０’が当接する端部７１、７２の凹凸に応じて弾性体５３、５３’を弾性変形させる。このように弾性体５３、５３’を弾性変形させつつ、一対の接合ローラ４０、４０’を各端部７１、７２上で転動させ、その各分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’を独立に変位させて端部７１、７２の表面に追従させる。この転動する接合ローラ４０、４０’により、両端部７１、７２を互いに引き寄せながら突き合わせて接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の接合ローラを接合するシート状部材の端部上で転動させ、両接合ローラの転動に伴いシート状部材の端部同士を接合するシート状部材の接合装置と、この接合装置によりシート状部材を接合して接合シート状部材を製造する製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ製造工程では、未加硫ゴム等により形成したシート状部材を切断し、その端部同士を突き合わせて接合して、接合シート状部材、例えばカーカスプライやベルト等のタイヤ構成部材を製造している。また、このようにシート状部材を接合する装置として、従来、成形ドラムに円筒状に巻き付けたシート状部材の端部を挟んで、一対のジョイントローラ（接合ローラ）を互いに逆方向に傾斜して配置し、それぞれ端部上を同期して転動させて、両端部を互いに引き寄せて接合する装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、シート状部材の端部の接合時には、接合する端部の変形を確実に防止しつつ、端部同士の均一かつ強固な接合を安定して確保する観点から、一対の接合ローラにより、各端部を均等に引き寄せて接合することが要求される。これに対し、この従来の装置では、所定の曲率で湾曲するシート状部材に、円筒状の接合ローラの直線状の下面部を当接させるため、両外周同士の均等な当接が確保できないことがある。また、シート状部材の端部表面に僅かな起伏が生じたときには、接合ローラが場所毎に強く又は弱く当接する等、端部の凹凸に起因して、その表面と接合ローラとが均等に当接せず、接合ローラからシート状部材に作用する力も当接位置で変化することがある。その結果、この従来の装置では、端部の凹凸によっては、各当接位置のシート状部材に過剰な又は不足した面圧が作用し、各位置の移動量の均一性が低下して、接合する両端部の引き寄せが部分的に不均等になる虞があり、更なる改善が求められている。
【０００４】
併せて、この従来の装置では、一対の接合ローラを対向する内側端部で互いに噛み合わせて回転させており、それらのシート状部材を引き寄せる力が、上記したシート状部材の湾曲や不均等な当接に起因して、噛み合わせ部から離れた側が弱く、噛み合わせ部に向けて次第に強くなる傾向がある。そのため、接合するシート状部材の端部が、噛み合わせ部に向かって過剰に引き寄せられて噛み込まれ、その付近に変形や切れ等の破損が発生する虞がある。また、シート状部材として、カーカスプライを接合するときには、カーカスプライ自体に加えて、その内部に配置されたコードが、同様に所定の配置形状から変形し、或いは、切断等して破損することも考えられる。
【０００５】
その際、例えばトラック及びバス用ラジアルプライタイヤ（ＴＢＲ）を製造する場合には、使用する成形ドラムの直径も大きく、カーカスプライと接合ローラの外周同士も比較的均等に当接する。これに対し、乗用車用ラジアルプライタイヤ（ＰＳＲ）を製造する場合には、使用する成形ドラムの直径もより小さいため、カーカスプライと接合ローラが均等に当接し難くなり、上記した各問題が発生する虞も大きくなる。また、内部にスチールコードが配置されて、厚くかつ剛性が高いＴＢＲのカーカスプライに比べて、ＰＳＲのカーカスプライ（特に、内部に有機繊維コードが配置されたカーカスプライ）は、より薄く剛性も低いため、接合時の力で、カーカスプライ自体やコードの変形や破損もより発生し易くなる。このように、接合ローラにより接合するときには、シート状部材を構成する部材（シート状部材自体を含む）に変形や破損が生じる虞もあり、それらを防止しつつ、シート状部材の端部同士を接合させる必要がある。
【０００６】
【特許文献１】特公昭６１−８７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、シート状部材の接合時や接合シート状部材の製造時に、一対の接合ローラにより、シート状部材を構成する部材の変形や破損を防止しつつ、シート状部材の端部を均等に引き寄せて均一かつ強固に接合することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、シート状部材の端部同士を接合するシート状部材の接合装置であって、接合するシート状部材の対向する各端部上を転動し、両端部を互いに引き寄せながら端部同士を突き合わせて接合する一対の接合ローラと、接合ローラを弾性体を介して回転自在に支持する支持部材と、を備え、接合ローラがシート状部材の端部上を転動するとき、端部の凹凸に応じて弾性体が弾性変形することを特徴とする。
また、本発明は、シート状部材の端部同士を接合して接合シート状部材を製造する製造装置であって、接合するシート状部材を支持する支持体と、本シート状部材の接合装置と、接合装置の一対の接合ローラを、シート状部材の対向する各端部上を転動させる転動手段と、を備えたことを特徴とする。
更に、本発明は、シート状部材の端部同士を一対の接合ローラにより接合して接合シート状部材を製造する製造方法であって、接合するシート状部材の対向する各端部に、弾性体を介して回転自在に支持された一対の接合ローラをそれぞれ当接させる工程と、接合ローラが当接する端部の凹凸に応じて弾性体を弾性変形させる工程と、弾性体を弾性変形させつつ一対の接合ローラをシート状部材の対向する各端部上を転動させ、両端部を互いに引き寄せながら端部同士を突き合わせて接合する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シート状部材の接合時や接合シート状部材の製造時に、一対の接合ローラにより、シート状部材を構成する部材の変形や破損を防止しつつ、シート状部材の端部を均等に引き寄せて均一かつ強固に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のシート状部材の接合装置と、接合シート状部材の製造装置及び製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のシート状部材の接合装置は、切断等して形成した１又は複数のシート状部材の端部同士を接合する装置であり、この端部を接合して接合シート状部材を製造する接合シート状部材の製造装置（以下、製造装置という）の一部を構成する。以下では、上記した従来の装置と同様に、タイヤ製造工程において、成形ドラム等の支持体にシート状部材を巻き付けて両端部（先後端部）を一対の接合ローラにより接合し、シート状部材を筒状に形成する、即ち、接合シート状部材として筒状シート状部材を製造する場合を例に採り説明する。
【００１１】
図１は、この製造装置の概略構成を模式的に示す要部正面図である。
製造装置１は、図示のように、軸線が水平方向（図で左右方向）に保持された支持体２と、支持体２の外周面に沿って上方に配置されたシート状部材７０の接合装置３とを備え、支持体２上でシート状部材７０を接合等して所定形状及び構造の未加硫タイヤを成形する。
【００１２】
支持体２は、未加硫タイヤの成形時に、接合するシート状部材７０を支持する手段であり、例えば拡縮可能な円筒状の成形ドラムや、成形する未加硫タイヤの内面形状に応じた外面形状を有する剛体コア等からなる。ここでは、支持体２は、軸線周りに回転可能な成形ドラムからなり、その外周側の所定位置にシート状部材７０が１周巻き付けられ、シート状部材７０を円筒状の状態で同芯状に保持する。また、支持体２は、モータ等の駆動源や、その回転動力の伝達機構等からなる回転駆動手段（図示せず）により回転駆動され、シート状部材７０を軸線周りに所定の回転速度で回転させて任意の回転角で停止させる。
【００１３】
ここで、本実施形態のシート状部材７０は、未加硫タイヤの成形時に支持体２に巻き付けられる、例えばカーカスプライやベルト等のタイヤ各部を構成するタイヤ構成部材であり、支持体２の外周側に順次巻き付けられて接合装置３により各々接合される。なお、シート状部材７０は、接合前に、所定長さに形成されて支持体２に巻き付けられ、その際、巻き付けの先端部と後端部とが、互いに所定間隔を開けて隣接するように、平行な状態で対向して配置される。また、ここでは、シート状部材７０として、有機繊維コードを未加硫ゴムで被覆した乗用車用ラジアルプライタイヤのカーカスプライの両端部同士を接合する例を説明する。即ち、このシート状部材７０は、表面のゴム内に、複数の有機繊維コードが支持体２の軸線方向に沿って延びるように並列して配置されている。
【００１４】
接合装置３は、支持体２の軸線方向に並べて配置された、シート状部材７０を接合する一対の接合ユニット３０と、それらを支持体２の軸線方向及び半径方向（図では左右方向及び上下方向）に移動させる移動機構１０とを備えている。また、この接合装置３は、支持体２の軸線方向の中央部ＣＬを挟んで左右対称に構成されており、以下、その一方側（図の左側）について説明する。
【００１５】
移動機構１０は、支持体２の軸線と平行に架け渡されたガイドレール１１と、その上方に平行に配置されたネジ軸１２と、回転軸１３Ａがネジ軸１２と平行になるように配置されたモータ１３と、それらが取り付けられたフレーム（図示せず）とを有する。移動機構１０は、このフレームによりネジ軸１２を回転自在に支持するとともに、ネジ軸１２に固定した従動プーリ１４と、モータ１３の回転軸１３Ａに固定した駆動プーリ１５とに、無端状のベルト１６を架け渡している。移動機構１０は、これら駆動プーリ１５、ベルト１６及び従動プーリ１４を介して、モータ１３の回転動力をネジ軸１２に伝達し、ネジ軸１２を軸線周りの両方向に所定速度で回転させる。
【００１６】
また、移動機構１０は、ネジ軸１２に螺合して取り付けられた取付ブラケット１７と、その側面に下方向に向かって固定されたピストン・シリンダ機構１８とを有する。取付ブラケット１７は、ネジ軸１２が貫通して螺合するネジ孔に加えて、ガイドレール１１が摺動自在に貫通する案内孔を有し、ネジ軸１２の上記した回転に伴い、ガイドレール１１により案内されて、支持体２の軸線方向の両方向に所定速度（例えば、２０〜２００ｍｍ／秒間の速度）で移動する。ピストン・シリンダ機構１８は、シリンダ１８Ｓから進退するピストンロッド１８Ｐが、支持体２の半径方向に沿って、その軸線に向けて配置され、ピストンロッド１８Ｐを進退させて、その先端（下端）に取り付けられた接合ユニット３０をシート状部材７０に接近及び離間させる。これにより、移動機構１０は、接合ユニット３０を、接合するシート状部材７０の端部に所定圧力で押し付けるとともに、モータ１３によりネジ軸１２を回転させて、接合ユニット３０をシート状部材７０の端部に沿って移動させて端部同士を接合する。
【００１７】
図２は、この接合中の接合ユニット３０を模式的に示す図１の上方から見た要部平面図であり、接合ユニット３０付近のシート状部材７０も模式的に示している。また、図では、接合前のシート状部材７０の僅かに間隙Ｒを設けた両端部７１、７２を左方側に、接合ユニット３０の接合方向（図の矢印Ｓ）への移動により接合された、接合後のシート状部材７０の接合部７３を右方側に示している。
【００１８】
接合ユニット３０は、図示のように、ピストンロッド１８Ｐに取り付けられた矩形状の枠体３１と、枠体３１内に接合方向Ｓの前方側から後方側に向かって順に配置され、それぞれ回転自在に支持された押さえローラ３２及び、少なくとも一対（ここでは二対）の接合ローラ４０、４０’とを有する。押さえローラ３２は、外周面が支持体２の表面形状に合致した曲率の凹曲面状をなす鼓状に形成され、軸線方向を支持体２の軸線方向と直交する方向に向けて配置されている。その状態で、押さえローラ３２は、接合前のシート状部材７０の両端部７１、７２に押し付けられ、当接範囲の端部７１、７２を支持体２との間に挟んで押さえる。接合ユニット３０は、この押さえローラ３２により両端部７１、７２を押さえて、各一対の接合ローラ４０、４０’により、端部７１、７２同士を順次接合する。
【００１９】
一対の接合ローラ４０、４０’は、それぞれ断面円形状（円筒状）に形成され、一端部が枠体３１に固定された支持部材（軸部材）５０、５０’により、後述する弾性体（図示せず）を介して軸線周りに回転自在に支持されている。また、接合ローラ４０、４０’は、シート状部材７０の接合部７３を挟んで対称に、かつ、軸線が、接合部７３側（内側）から外側に向かって、それぞれ接合方向Ｓの後方側（図では右側）に傾斜するように配置されている。ここでは、一対の接合ローラ４０、４０’は、接合部７３と直交する方向に対する軸線の角度Ｘが、比較的小さい所定角度（例えば、５〜３０°間の角度）をなし、かつ両軸線同士の交点が接合部７３上に位置するように配置されている。更に、一対の接合ローラ４０、４０’は、互いの対向する縁部に沿って、それぞれ軸線方向に突出する複数の突起４１、４１’ が周方向に等間隔で同数形成され、接合部７３側に、突起４１、４１’と、それらの間の凹みとが、周方向に交互に同一ピッチで設けられている。一対の接合ローラ４０、４０’は、これら突起４１、４１’と凹みとが周方向に沿って互い違いに配置され、突起４１、４１’の一部が他方側の突起４１、４１’間（凹み）に入り込んで互いに噛み合い、これにより同期して等速度で回転する。
【００２０】
図３は、一方の接合ローラ４０を抜き出して半径方向外側から見た正面図であり、その一部（図の上方部）を断面で模式的に示している。
接合ローラ４０の外周には、図示のように、周方向に延びる突条Ｔが、環状に、又は螺旋状に複数並列して形成され、その全体の断面形状が、複数の突出部が並んだ鋸歯状に形成されている。これら各突条Ｔは、突起４１側の側面が接合ローラ４０の軸線方向と直交し、これに対して他方側の側面が所定角度（ここでは４５°）で傾斜する、断面三角形状に形成され、接合ローラ４０の突起４１を含む外周の全体に亘って配置されている。
【００２１】
更に、接合ローラ４０は、複数の突条Ｔが、シート状部材７０の端部７１の表面に均等に当接するように、突条Ｔが、突起４１（接合部７３）側から逆側に向かって次第に拡径して形成されている。これにより、接合ローラ４０は、複数の突条Ｔの突端部を結んだ外周部（最外周位置）が、シート状部材７０の湾曲した端部７１に合わせて湾曲し、全体として、突起４１側から次第に拡径する凹曲面状（断面鼓状）に形成されている。加えて、この接合ローラ４０は、軸線方向に複数（ここでは３つ）に分割されて、互いに独立した環状の分割接合ローラ（セグメント）４２、４３、４４からなる。
【００２２】
図４は、一対の接合ローラ４０、４０’をシート状部材７０に当接させた状態を模式的に示す図２のＡ方向矢視断面図である。
接合ローラ４０、４０’は、図示のように、突起４１、４１’を除いた円筒状部が、それぞれ軸線方向に略等間隔で、かつ、軸線方向と直行する平面で分割され、各分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’の対向する側面同士が、互いに摺動自在に接触している。また、接合ローラ４０、４０’は、上記した外周部が、シート状部材７０の所定の曲率で湾曲する端部７１、７２に沿って当接可能な、その曲率に合わせた曲率の曲面状に形成され、各突条Ｔが全体に亘って端部７１、７２に一致して当接する。
【００２３】
加えて、この接合装置３では、支持部材５０、５０’が、円柱状の支持軸５１、５１’及び、その外周に取り付けられたボールベアリング等の回転自在な軸受５２、５２’からなり、この支持部材５０、５０’と各接合ローラ４０、４０’との間に、弾性体５３、５３’が配置されている。弾性体５３、５３’は、接合ローラ４０、４０’から受ける圧力により弾性変形可能なゴムやバネ等からなり、その圧力が作用する範囲が各圧力に応じて弾性変形し、圧力からの解放により元の形状に復帰する。ここでは、弾性体５３、５３’は、円筒状に形成されたゴムからなり、接合ローラ４０、４０’の内部の全体に亘って配置されて、各軸受５２、５２’の外周面に嵌め合わされ、接合ローラ４０、４０’とともに回転する。弾性体５３、５３’は、この回転（転動）する接合ローラ４０、４０’が当接するシート状部材７０の端部７１、７２の凹凸に応じて順次弾性変形する。
【００２４】
即ち、弾性体５３、５３’は、接合ローラ４０、４０’の外周部と端部７１、７２の表面とが一致し、接合ローラ４０、４０’から均等な圧力が作用するときには、全体が均等に弾性変形する。一方、端部７１、７２の湾曲や、その表面に存在する起伏等の凹凸に伴い、接合ローラ４０、４０’の各部に異なる圧力が作用するときには、弾性体５３、５３’は、対応する範囲が圧力に応じて各々弾性変形する。これにより、弾性体５３、５３’は、接合ローラ４０、４０’を、端部７１、７２の凹凸に沿うように傾斜や半径方向に変位させ、その表面形状に合わせて追従させる。また、この接合ローラ４０、４０’では、軸線方向に分割された複数の分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’が、それぞれ弾性体５３、５３’を弾性変形させて互いに独立して半径方向に変位可能になっている。その結果、分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’が、各当接位置の凹凸に独立して追従し、例えば凹部では小さく、凸部では大きく変位して、接合ローラ４０、４０’の全体を端部７１、７２の表面形状に適合させて、それぞれ均等に当接させる。
【００２５】
接合装置３は、このように弾性体５３、５３’を弾性変形させつつ、接合ローラ４０、４０’をシート状部材７０の各端部７１、７２に沿って転動させ、隣接するシート状部材７０の端部７１、７２同士を接合する。具体的には、接合装置３は、移動機構１０（図１参照）を作動させて接合ユニット３０を移動させ、押さえローラ３２（図２参照）をシート状部材７０の両端部７１、７２に、各接合ローラ４０、４０’を、それぞれ端部７１、７２に間隙Ｒを挟んで対称に押し付けて当接させる。その状態で、接合ユニット３０を端部７１、７２に沿って接合方向Ｓに移動させ、押さえローラ３２で両端部７１、７２を順次押さえながら、互いに逆方向に傾斜した接合ローラ４０、４０’を同期して各端部７１、７２の表面上を転動させる。
【００２６】
この傾斜した接合ローラ４０、４０’の転動に伴い、各端部７１、７２に、接合ローラ４０、４０’の突条Ｔから軸線方向と直交する方向の力が加えられる等して、互いに接近する方向の力が作用する。これにより、両端部７１、７２が互いに引き寄せられて、間隙Ｒを消滅させながら突き合わされ、接合ローラ４０、４０’からの圧力で端面同士が圧着する。同時に、接合ローラ４０、４０’の互いに噛み合う突起４１、４１’から端部７１、７２に交互に力が作用し、端部７１、７２の表面が交互に他方側に向かって弾性変形して継ぎ合わされ、端部７１、７２同士が接合される。
【００２７】
図５は、接合後のシート状部材７０の接合部７３付近を示す模式図であり、図５Ａは斜視図、図５Ｂは図５ＡのＹ−Ｙ線矢視断面図である。
図示のように、内部に複数の有機繊維コードＣを有するシート状部材７０は、接合により、端部７１、７２の表面側（図では上側）のゴム７３Ｗが、突起４１、４１’により交互に他方側の端部７１、７２の表面まで部分的に引き伸ばされる。その結果、接合部７３は、内側（図では下側）の直線的に圧着された部分に対し、表面側の端部７１、７２が、交互に他方側の表面に重なり合い、波状をなすように接合される。
【００２８】
このように、接合装置３は、一対の接合ローラ４０、４０’を、接合するシート状部材７０の対向する端部７１、７２を挟んで各端部７１、７２に当接させ、それぞれ各端部７１、７２上を転動させる。この転動する接合ローラ４０、４０’により、両端部７１、７２を互いに引き寄せながら端部７１、７２同士（両端面）を突き合わせ、シート状部材７０を連続して接合して、シート状部材７０を筒状に形成する。その際、接合装置３は、移動機構１０を転動手段として、前後二対の接合ローラ４０、４０’を連動して上記のように転動させ、それらにより連続して同様の接合動作を実行させて、端部７１、７２を確実かつ強固に接合する。
【００２９】
次に、この製造装置１により、シート状部材７０の端部を接合して未加硫タイヤを成形し、タイヤを製造する手順や動作について説明する。以下の手順等は、制御装置（図示せず）により制御され、装置各部を予め設定されたタイミングや条件で関連動作させて実行される。この制御装置は、例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、各種プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＭＰＵが直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータから構成され、接続手段を介して装置各部が接続されている。これにより、制御装置は、装置各部と制御信号や各種データを送受信し、タイヤ成形に関する各動作を各々実行させる。
【００３０】
製造装置１（図１参照）は、まず、支持体２を回転させて、その外周にシート状部材７０を１周巻き付け、その巻き付けの先後端部７１、７２を、接合装置３による接合ユニット３０の押し付け位置に配置する。次に、移動機構１０により、一方（図１では左方）の接合ユニット３０を、支持体２の中央部ＣＬに移動させて支持体２に向かって下降させ、接合するシート状部材７０の対向する各端部７１、７２（図２参照）に、押さえローラ３２及び各接合ローラ４０、４０’を所定圧力で押し付ける。これにより、端部７１、７２に、弾性体５３、５３’（図４参照）を介して回転自在に支持された一対の接合ローラ４０、４０’をそれぞれ当接させ、各弾性体５３、５３’を、接合ローラ４０、４０’が当接する端部７１、７２の凹凸に応じて弾性変形させる。
【００３１】
その際、この接合装置３では、接合ローラ４０、４０’の曲面状の外周部（突条Ｔの突端部）を、シート状部材７０の湾曲した端部７１、７２に沿って当接させる。また、接合ローラ４０、４０’の各分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’を、それぞれ弾性体５３、５３’を弾性変形させて当接する端部７１、７２の凹凸に応じて変位させる。次に、接合装置３（図２参照）は、接合ユニット３０を支持体２の軸線方向外側に移動させ、弾性体５３、５３’を弾性変形させつつ、一対の接合ローラ４０、４０’を、シート状部材７０の対向する各端部７１、７２上を同期して接合方向Ｓに転動させる。これにより、上記のように、両端部７１、７２を互いに引き寄せながら端部７１、７２同士を突き合わせて接合する。
【００３２】
続いて、接合装置３は、一方の接合ユニット３０が移動して接合部７３が所定長さに達したときに、他方（図１では右方）の接合ユニット３０を、支持体２の中央部ＣＬでシート状部材７０に向かって下降させ、その接合ローラ４０、４０’を既に接合された接合部７３に押し付ける。次に、接合装置３は、左右の両接合ユニット３０を、支持体２の軸線方向外側に向かって、互いに逆方向に同じ速度で移動させ、各接合ローラ４０、４０’を端部７１、７２に沿って転動させて順次接合し、端部７１、７２同士を全体に亘って接合する。製造装置１は、１又は複数のシート状部材７０を、所定の順序で支持体２に配置して接合装置３により接合し、他のタイヤ構成部材と組み合わせる等して未加硫タイヤを成形する。その後、成形した未加硫タイヤを加硫成型して製品タイヤが製造される。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態では、弾性体５３、５３’を介して支持した接合ローラ４０、４０’をシート状部材７０の端部７１、７２に当接させ、弾性体５３、５３’を弾性変形させつつ、接合ローラ４０、４０’を転動させて端部７１、７２同士を接合する。この接合ローラ４０、４０’が端部７１、７２上を転動するときに、その表面に存在する湾曲や起伏等の凹凸に応じて、上記のように弾性体５３、５３’が弾性変形し、接合ローラ４０、４０’が、端部７１、７２の凹凸に合わせて追従して変位等し、その表面に沿うように当接する。
【００３４】
その結果、接合ローラ４０、４０’が全体に亘って端部７１、７２に均等に当接するため、各当接位置に過剰な又は不足した面圧が作用するのを防止でき、接合ローラ４０、４０’から端部７１、７２に均等に力を作用させることができる。これに伴い、シート状部材７０の接合する端部７１、７２を全体に亘って均等に引き寄せて各位置の移動量も均一にでき、端部７１、７２に発生する不均等な接合による変形を確実に防止しつつ、端部７１、７２同士を均一かつ強固に接合することができる。また、両端部７１、７２が、接合ローラ４０、４０’の噛み合わされた突起４１、４１’に過剰に引き寄せられることもなく、それらに噛み込まれるのを防止して、端部７１、７２や内部のコードに変形や切れ等の破損が発生するのを防止することができる。このように、この接合装置３では、シート状部材７０を精度良く確実に接合して品質を向上でき、かつ、支持体２の直径が小さく、又はシート状部材７０の剛性が低いときであっても、接合ローラ４０、４０’を端部７１、７２に均等に当接した状態で転動させて、上記各効果を得ることができる。
【００３５】
従って、本実施形態によれば、シート状部材７０の接合時や接合シート状部材の製造時に、一対の接合ローラ４０、４０’により、シート状部材７０を構成する部材の変形や破損を防止しつつ、その端部７１、７２を均等に引き寄せて均一かつ強固に接合することができる。また、この接合装置３では、接合ローラ４０、４０’の外周部を、湾曲した端部７１、７２に合わせて湾曲させて形成したため、弾性体５３、５３’の過剰な変形を抑制しながら、接合ローラ４０、４０’と端部７１、７２とを、より均等に当接させることができる。併せて、接合ローラ４０、４０’の各分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’を、当接する端部７１、７２の凹凸に応じて独立して変位させるため、接合ローラ４０、４０’を表面の凹凸に確実かつ正確に追従させて、適切に当接させることができる。その結果、接合ローラ４０、４０’を端部７１、７２に一層均等に当接させることができ、上記した各効果を更に高めることができる。
【００３６】
なお、この接合装置３は、各種コードが配置されたカーカスプライ等、様々なシート状部材７０を接合できるが、特に、剛性が低く、変形等が生じ易い有機繊維コードが配置されたカーカスプライの接合に適用するのが好適である。また、本実施形態では、支持体２の軸線方向に直線状に延びるシート状部材７０の端部７１、７２を接合したが、端部７１、７２が支持体２の軸線方向に対して傾斜等するシート状部材７０であっても、端部７１、７２に接合ローラ４０、４０’を当接させて転動させることで同様に接合することができる。
【００３７】
以上、シート状部材７０の支持体２として、円筒状の成形ドラムを例に採り説明したが、シート状部材７０は、上記した剛体コアやトロイダル状に変形させた成形ドラム、又は、各状態の成形ドラムや剛体コア等にタイヤ構成部材が配置された仕掛かりの生タイヤや中間成形体等、他の支持体２上に配置して接合してもよい。また、支持体２は、平面状の上面に複数のシート状部材７０を並べて配置した状態で支持する等、本実施形態と異なる状態でシート状部材７０を支持する手段であってもよい。この場合には、製造装置１は、接合装置３の一対の接合ローラ４０、４０’により、例えば複数のシート状部材７０の端部同士を順次接合して、帯状をなす所定長さの接合シート状部材を製造等する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態の接合シート状部材の製造装置の概略構成を模式的に示す要部正面図である。
【図２】接合ユニットを模式的に示す図１の上方から見た要部平面図である。
【図３】一方の接合ローラを抜き出して半径方向外側から見た正面図である。
【図４】一対の接合ローラをシート状部材に当接させた状態を模式的に示す図２のＡ方向矢視断面図である。
【図５】接合後のシート状部材の接合部付近を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・接合シート状部材の製造装置、２・・・支持体、３・・・接合装置、１０・・・移動機構、１１・・・ガイドレール、１２・・・ネジ軸、１３・・・モータ、１４・・・従動プーリ、１５・・・駆動プーリ、１６・・・ベルト、１７・・・取付ブラケット、１８・・・ピストン・シリンダ機構、３０・・・接合ユニット、３１・・・枠体、３２・・・押さえローラ、４０、４０’・・・接合ローラ、４１、４１’・・・突起、４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’・・・分割接合ローラ、５０、５０’・・・支持部材、５１、５１’・・・支持軸、５２、５２’・・・軸受、５３、５３’・・・弾性体、７０・・・シート状部材、７１、７２・・・端部、７３・・・接合部、Ｔ・・・突条。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の接合ローラを接合するシート状部材の端部上で転動させ、両接合ローラの転動に伴いシート状部材の端部同士を接合するシート状部材の接合装置と、この接合装置によりシート状部材を接合して接合シート状部材を製造する製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ製造工程では、未加硫ゴム等により形成したシート状部材を切断し、その端部同士を突き合わせて接合して、接合シート状部材、例えばカーカスプライやベルト等のタイヤ構成部材を製造している。また、このようにシート状部材を接合する装置として、従来、成形ドラムに円筒状に巻き付けたシート状部材の端部を挟んで、一対のジョイントローラ（接合ローラ）を互いに逆方向に傾斜して配置し、それぞれ端部上を同期して転動させて、両端部を互いに引き寄せて接合する装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、シート状部材の端部の接合時には、接合する端部の変形を確実に防止しつつ、端部同士の均一かつ強固な接合を安定して確保する観点から、一対の接合ローラにより、各端部を均等に引き寄せて接合することが要求される。これに対し、この従来の装置では、所定の曲率で湾曲するシート状部材に、円筒状の接合ローラの直線状の下面部を当接させるため、両外周同士の均等な当接が確保できないことがある。また、シート状部材の端部表面に僅かな起伏が生じたときには、接合ローラが場所毎に強く又は弱く当接する等、端部の凹凸に起因して、その表面と接合ローラとが均等に当接せず、接合ローラからシート状部材に作用する力も当接位置で変化することがある。その結果、この従来の装置では、端部の凹凸によっては、各当接位置のシート状部材に過剰な又は不足した面圧が作用し、各位置の移動量の均一性が低下して、接合する両端部の引き寄せが部分的に不均等になる虞があり、更なる改善が求められている。
【０００４】
併せて、この従来の装置では、一対の接合ローラを対向する内側端部で互いに噛み合わせて回転させており、それらのシート状部材を引き寄せる力が、上記したシート状部材の湾曲や不均等な当接に起因して、噛み合わせ部から離れた側が弱く、噛み合わせ部に向けて次第に強くなる傾向がある。そのため、接合するシート状部材の端部が、噛み合わせ部に向かって過剰に引き寄せられて噛み込まれ、その付近に変形や切れ等の破損が発生する虞がある。また、シート状部材として、カーカスプライを接合するときには、カーカスプライ自体に加えて、その内部に配置されたコードが、同様に所定の配置形状から変形し、或いは、切断等して破損することも考えられる。
【０００５】
その際、例えばトラック及びバス用ラジアルプライタイヤ（ＴＢＲ）を製造する場合には、使用する成形ドラムの直径も大きく、カーカスプライと接合ローラの外周同士も比較的均等に当接する。これに対し、乗用車用ラジアルプライタイヤ（ＰＳＲ）を製造する場合には、使用する成形ドラムの直径もより小さいため、カーカスプライと接合ローラが均等に当接し難くなり、上記した各問題が発生する虞も大きくなる。また、内部にスチールコードが配置されて、厚くかつ剛性が高いＴＢＲのカーカスプライに比べて、ＰＳＲのカーカスプライ（特に、内部に有機繊維コードが配置されたカーカスプライ）は、より薄く剛性も低いため、接合時の力で、カーカスプライ自体やコードの変形や破損もより発生し易くなる。このように、接合ローラにより接合するときには、シート状部材を構成する部材（シート状部材自体を含む）に変形や破損が生じる虞もあり、それらを防止しつつ、シート状部材の端部同士を接合させる必要がある。
【０００６】
【特許文献１】特公昭６１−８７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、シート状部材の接合時や接合シート状部材の製造時に、一対の接合ローラにより、シート状部材を構成する部材の変形や破損を防止しつつ、シート状部材の端部を均等に引き寄せて均一かつ強固に接合することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、シート状部材の端部同士を接合するシート状部材の接合装置であって、接合するシート状部材の対向する各端部上を転動し、両端部を互いに引き寄せながら端部同士を突き合わせて接合する一対の接合ローラと、接合ローラを弾性体を介して回転自在に支持する支持部材と、を備え、接合ローラがシート状部材の端部上を転動するとき、端部の凹凸に応じて弾性体が弾性変形することを特徴とする。
また、本発明は、シート状部材の端部同士を接合して接合シート状部材を製造する製造装置であって、接合するシート状部材を支持する支持体と、本シート状部材の接合装置と、接合装置の一対の接合ローラを、シート状部材の対向する各端部上を転動させる転動手段と、を備えたことを特徴とする。
更に、本発明は、シート状部材の端部同士を一対の接合ローラにより接合して接合シート状部材を製造する製造方法であって、接合するシート状部材の対向する各端部に、弾性体を介して回転自在に支持された一対の接合ローラをそれぞれ当接させる工程と、接合ローラが当接する端部の凹凸に応じて弾性体を弾性変形させる工程と、弾性体を弾性変形させつつ一対の接合ローラをシート状部材の対向する各端部上を転動させ、両端部を互いに引き寄せながら端部同士を突き合わせて接合する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シート状部材の接合時や接合シート状部材の製造時に、一対の接合ローラにより、シート状部材を構成する部材の変形や破損を防止しつつ、シート状部材の端部を均等に引き寄せて均一かつ強固に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のシート状部材の接合装置と、接合シート状部材の製造装置及び製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のシート状部材の接合装置は、切断等して形成した１又は複数のシート状部材の端部同士を接合する装置であり、この端部を接合して接合シート状部材を製造する接合シート状部材の製造装置（以下、製造装置という）の一部を構成する。以下では、上記した従来の装置と同様に、タイヤ製造工程において、成形ドラム等の支持体にシート状部材を巻き付けて両端部（先後端部）を一対の接合ローラにより接合し、シート状部材を筒状に形成する、即ち、接合シート状部材として筒状シート状部材を製造する場合を例に採り説明する。
【００１１】
図１は、この製造装置の概略構成を模式的に示す要部正面図である。
製造装置１は、図示のように、軸線が水平方向（図で左右方向）に保持された支持体２と、支持体２の外周面に沿って上方に配置されたシート状部材７０の接合装置３とを備え、支持体２上でシート状部材７０を接合等して所定形状及び構造の未加硫タイヤを成形する。
【００１２】
支持体２は、未加硫タイヤの成形時に、接合するシート状部材７０を支持する手段であり、例えば拡縮可能な円筒状の成形ドラムや、成形する未加硫タイヤの内面形状に応じた外面形状を有する剛体コア等からなる。ここでは、支持体２は、軸線周りに回転可能な成形ドラムからなり、その外周側の所定位置にシート状部材７０が１周巻き付けられ、シート状部材７０を円筒状の状態で同芯状に保持する。また、支持体２は、モータ等の駆動源や、その回転動力の伝達機構等からなる回転駆動手段（図示せず）により回転駆動され、シート状部材７０を軸線周りに所定の回転速度で回転させて任意の回転角で停止させる。
【００１３】
ここで、本実施形態のシート状部材７０は、未加硫タイヤの成形時に支持体２に巻き付けられる、例えばカーカスプライやベルト等のタイヤ各部を構成するタイヤ構成部材であり、支持体２の外周側に順次巻き付けられて接合装置３により各々接合される。なお、シート状部材７０は、接合前に、所定長さに形成されて支持体２に巻き付けられ、その際、巻き付けの先端部と後端部とが、互いに所定間隔を開けて隣接するように、平行な状態で対向して配置される。また、ここでは、シート状部材７０として、有機繊維コードを未加硫ゴムで被覆した乗用車用ラジアルプライタイヤのカーカスプライの両端部同士を接合する例を説明する。即ち、このシート状部材７０は、表面のゴム内に、複数の有機繊維コードが支持体２の軸線方向に沿って延びるように並列して配置されている。
【００１４】
接合装置３は、支持体２の軸線方向に並べて配置された、シート状部材７０を接合する一対の接合ユニット３０と、それらを支持体２の軸線方向及び半径方向（図では左右方向及び上下方向）に移動させる移動機構１０とを備えている。また、この接合装置３は、支持体２の軸線方向の中央部ＣＬを挟んで左右対称に構成されており、以下、その一方側（図の左側）について説明する。
【００１５】
移動機構１０は、支持体２の軸線と平行に架け渡されたガイドレール１１と、その上方に平行に配置されたネジ軸１２と、回転軸１３Ａがネジ軸１２と平行になるように配置されたモータ１３と、それらが取り付けられたフレーム（図示せず）とを有する。移動機構１０は、このフレームによりネジ軸１２を回転自在に支持するとともに、ネジ軸１２に固定した従動プーリ１４と、モータ１３の回転軸１３Ａに固定した駆動プーリ１５とに、無端状のベルト１６を架け渡している。移動機構１０は、これら駆動プーリ１５、ベルト１６及び従動プーリ１４を介して、モータ１３の回転動力をネジ軸１２に伝達し、ネジ軸１２を軸線周りの両方向に所定速度で回転させる。
【００１６】
また、移動機構１０は、ネジ軸１２に螺合して取り付けられた取付ブラケット１７と、その側面に下方向に向かって固定されたピストン・シリンダ機構１８とを有する。取付ブラケット１７は、ネジ軸１２が貫通して螺合するネジ孔に加えて、ガイドレール１１が摺動自在に貫通する案内孔を有し、ネジ軸１２の上記した回転に伴い、ガイドレール１１により案内されて、支持体２の軸線方向の両方向に所定速度（例えば、２０〜２００ｍｍ／秒間の速度）で移動する。ピストン・シリンダ機構１８は、シリンダ１８Ｓから進退するピストンロッド１８Ｐが、支持体２の半径方向に沿って、その軸線に向けて配置され、ピストンロッド１８Ｐを進退させて、その先端（下端）に取り付けられた接合ユニット３０をシート状部材７０に接近及び離間させる。これにより、移動機構１０は、接合ユニット３０を、接合するシート状部材７０の端部に所定圧力で押し付けるとともに、モータ１３によりネジ軸１２を回転させて、接合ユニット３０をシート状部材７０の端部に沿って移動させて端部同士を接合する。
【００１７】
図２は、この接合中の接合ユニット３０を模式的に示す図１の上方から見た要部平面図であり、接合ユニット３０付近のシート状部材７０も模式的に示している。また、図では、接合前のシート状部材７０の僅かに間隙Ｒを設けた両端部７１、７２を左方側に、接合ユニット３０の接合方向（図の矢印Ｓ）への移動により接合された、接合後のシート状部材７０の接合部７３を右方側に示している。
【００１８】
接合ユニット３０は、図示のように、ピストンロッド１８Ｐに取り付けられた矩形状の枠体３１と、枠体３１内に接合方向Ｓの前方側から後方側に向かって順に配置され、それぞれ回転自在に支持された押さえローラ３２及び、少なくとも一対（ここでは二対）の接合ローラ４０、４０’とを有する。押さえローラ３２は、外周面が支持体２の表面形状に合致した曲率の凹曲面状をなす鼓状に形成され、軸線方向を支持体２の軸線方向と直交する方向に向けて配置されている。その状態で、押さえローラ３２は、接合前のシート状部材７０の両端部７１、７２に押し付けられ、当接範囲の端部７１、７２を支持体２との間に挟んで押さえる。接合ユニット３０は、この押さえローラ３２により両端部７１、７２を押さえて、各一対の接合ローラ４０、４０’により、端部７１、７２同士を順次接合する。
【００１９】
一対の接合ローラ４０、４０’は、それぞれ断面円形状（円筒状）に形成され、一端部が枠体３１に固定された支持部材（軸部材）５０、５０’により、後述する弾性体（図示せず）を介して軸線周りに回転自在に支持されている。また、接合ローラ４０、４０’は、シート状部材７０の接合部７３を挟んで対称に、かつ、軸線が、接合部７３側（内側）から外側に向かって、それぞれ接合方向Ｓの後方側（図では右側）に傾斜するように配置されている。ここでは、一対の接合ローラ４０、４０’は、接合部７３と直交する方向に対する軸線の角度Ｘが、比較的小さい所定角度（例えば、５〜３０°間の角度）をなし、かつ両軸線同士の交点が接合部７３上に位置するように配置されている。更に、一対の接合ローラ４０、４０’は、互いの対向する縁部に沿って、それぞれ軸線方向に突出する複数の突起４１、４１’ が周方向に等間隔で同数形成され、接合部７３側に、突起４１、４１’と、それらの間の凹みとが、周方向に交互に同一ピッチで設けられている。一対の接合ローラ４０、４０’は、これら突起４１、４１’と凹みとが周方向に沿って互い違いに配置され、突起４１、４１’の一部が他方側の突起４１、４１’間（凹み）に入り込んで互いに噛み合い、これにより同期して等速度で回転する。
【００２０】
図３は、一方の接合ローラ４０を抜き出して半径方向外側から見た正面図であり、その一部（図の上方部）を断面で模式的に示している。
接合ローラ４０の外周には、図示のように、周方向に延びる突条Ｔが、環状に、又は螺旋状に複数並列して形成され、その全体の断面形状が、複数の突出部が並んだ鋸歯状に形成されている。これら各突条Ｔは、突起４１側の側面が接合ローラ４０の軸線方向と直交し、これに対して他方側の側面が所定角度（ここでは４５°）で傾斜する、断面三角形状に形成され、接合ローラ４０の突起４１を含む外周の全体に亘って配置されている。
【００２１】
更に、接合ローラ４０は、複数の突条Ｔが、シート状部材７０の端部７１の表面に均等に当接するように、突条Ｔが、突起４１（接合部７３）側から逆側に向かって次第に拡径して形成されている。これにより、接合ローラ４０は、複数の突条Ｔの突端部を結んだ外周部（最外周位置）が、シート状部材７０の湾曲した端部７１に合わせて湾曲し、全体として、突起４１側から次第に拡径する凹曲面状（断面鼓状）に形成されている。加えて、この接合ローラ４０は、軸線方向に複数（ここでは３つ）に分割されて、互いに独立した環状の分割接合ローラ（セグメント）４２、４３、４４からなる。
【００２２】
図４は、一対の接合ローラ４０、４０’をシート状部材７０に当接させた状態を模式的に示す図２のＡ方向矢視断面図である。
接合ローラ４０、４０’は、図示のように、突起４１、４１’を除いた円筒状部が、それぞれ軸線方向に略等間隔で、かつ、軸線方向と直行する平面で分割され、各分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’の対向する側面同士が、互いに摺動自在に接触している。また、接合ローラ４０、４０’は、上記した外周部が、シート状部材７０の所定の曲率で湾曲する端部７１、７２に沿って当接可能な、その曲率に合わせた曲率の曲面状に形成され、各突条Ｔが全体に亘って端部７１、７２に一致して当接する。
【００２３】
加えて、この接合装置３では、支持部材５０、５０’が、円柱状の支持軸５１、５１’及び、その外周に取り付けられたボールベアリング等の回転自在な軸受５２、５２’からなり、この支持部材５０、５０’と各接合ローラ４０、４０’との間に、弾性体５３、５３’が配置されている。弾性体５３、５３’は、接合ローラ４０、４０’から受ける圧力により弾性変形可能なゴムやバネ等からなり、その圧力が作用する範囲が各圧力に応じて弾性変形し、圧力からの解放により元の形状に復帰する。ここでは、弾性体５３、５３’は、円筒状に形成されたゴムからなり、接合ローラ４０、４０’の内部の全体に亘って配置されて、各軸受５２、５２’の外周面に嵌め合わされ、接合ローラ４０、４０’とともに回転する。弾性体５３、５３’は、この回転（転動）する接合ローラ４０、４０’が当接するシート状部材７０の端部７１、７２の凹凸に応じて順次弾性変形する。
【００２４】
即ち、弾性体５３、５３’は、接合ローラ４０、４０’の外周部と端部７１、７２の表面とが一致し、接合ローラ４０、４０’から均等な圧力が作用するときには、全体が均等に弾性変形する。一方、端部７１、７２の湾曲や、その表面に存在する起伏等の凹凸に伴い、接合ローラ４０、４０’の各部に異なる圧力が作用するときには、弾性体５３、５３’は、対応する範囲が圧力に応じて各々弾性変形する。これにより、弾性体５３、５３’は、接合ローラ４０、４０’を、端部７１、７２の凹凸に沿うように傾斜や半径方向に変位させ、その表面形状に合わせて追従させる。また、この接合ローラ４０、４０’では、軸線方向に分割された複数の分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’が、それぞれ弾性体５３、５３’を弾性変形させて互いに独立して半径方向に変位可能になっている。その結果、分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’が、各当接位置の凹凸に独立して追従し、例えば凹部では小さく、凸部では大きく変位して、接合ローラ４０、４０’の全体を端部７１、７２の表面形状に適合させて、それぞれ均等に当接させる。
【００２５】
接合装置３は、このように弾性体５３、５３’を弾性変形させつつ、接合ローラ４０、４０’をシート状部材７０の各端部７１、７２に沿って転動させ、隣接するシート状部材７０の端部７１、７２同士を接合する。具体的には、接合装置３は、移動機構１０（図１参照）を作動させて接合ユニット３０を移動させ、押さえローラ３２（図２参照）をシート状部材７０の両端部７１、７２に、各接合ローラ４０、４０’を、それぞれ端部７１、７２に間隙Ｒを挟んで対称に押し付けて当接させる。その状態で、接合ユニット３０を端部７１、７２に沿って接合方向Ｓに移動させ、押さえローラ３２で両端部７１、７２を順次押さえながら、互いに逆方向に傾斜した接合ローラ４０、４０’を同期して各端部７１、７２の表面上を転動させる。
【００２６】
この傾斜した接合ローラ４０、４０’の転動に伴い、各端部７１、７２に、接合ローラ４０、４０’の突条Ｔから軸線方向と直交する方向の力が加えられる等して、互いに接近する方向の力が作用する。これにより、両端部７１、７２が互いに引き寄せられて、間隙Ｒを消滅させながら突き合わされ、接合ローラ４０、４０’からの圧力で端面同士が圧着する。同時に、接合ローラ４０、４０’の互いに噛み合う突起４１、４１’から端部７１、７２に交互に力が作用し、端部７１、７２の表面が交互に他方側に向かって弾性変形して継ぎ合わされ、端部７１、７２同士が接合される。
【００２７】
図５は、接合後のシート状部材７０の接合部７３付近を示す模式図であり、図５Ａは斜視図、図５Ｂは図５ＡのＹ−Ｙ線矢視断面図である。
図示のように、内部に複数の有機繊維コードＣを有するシート状部材７０は、接合により、端部７１、７２の表面側（図では上側）のゴム７３Ｗが、突起４１、４１’により交互に他方側の端部７１、７２の表面まで部分的に引き伸ばされる。その結果、接合部７３は、内側（図では下側）の直線的に圧着された部分に対し、表面側の端部７１、７２が、交互に他方側の表面に重なり合い、波状をなすように接合される。
【００２８】
このように、接合装置３は、一対の接合ローラ４０、４０’を、接合するシート状部材７０の対向する端部７１、７２を挟んで各端部７１、７２に当接させ、それぞれ各端部７１、７２上を転動させる。この転動する接合ローラ４０、４０’により、両端部７１、７２を互いに引き寄せながら端部７１、７２同士（両端面）を突き合わせ、シート状部材７０を連続して接合して、シート状部材７０を筒状に形成する。その際、接合装置３は、移動機構１０を転動手段として、前後二対の接合ローラ４０、４０’を連動して上記のように転動させ、それらにより連続して同様の接合動作を実行させて、端部７１、７２を確実かつ強固に接合する。
【００２９】
次に、この製造装置１により、シート状部材７０の端部を接合して未加硫タイヤを成形し、タイヤを製造する手順や動作について説明する。以下の手順等は、制御装置（図示せず）により制御され、装置各部を予め設定されたタイミングや条件で関連動作させて実行される。この制御装置は、例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、各種プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＭＰＵが直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータから構成され、接続手段を介して装置各部が接続されている。これにより、制御装置は、装置各部と制御信号や各種データを送受信し、タイヤ成形に関する各動作を各々実行させる。
【００３０】
製造装置１（図１参照）は、まず、支持体２を回転させて、その外周にシート状部材７０を１周巻き付け、その巻き付けの先後端部７１、７２を、接合装置３による接合ユニット３０の押し付け位置に配置する。次に、移動機構１０により、一方（図１では左方）の接合ユニット３０を、支持体２の中央部ＣＬに移動させて支持体２に向かって下降させ、接合するシート状部材７０の対向する各端部７１、７２（図２参照）に、押さえローラ３２及び各接合ローラ４０、４０’を所定圧力で押し付ける。これにより、端部７１、７２に、弾性体５３、５３’（図４参照）を介して回転自在に支持された一対の接合ローラ４０、４０’をそれぞれ当接させ、各弾性体５３、５３’を、接合ローラ４０、４０’が当接する端部７１、７２の凹凸に応じて弾性変形させる。
【００３１】
その際、この接合装置３では、接合ローラ４０、４０’の曲面状の外周部（突条Ｔの突端部）を、シート状部材７０の湾曲した端部７１、７２に沿って当接させる。また、接合ローラ４０、４０’の各分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’を、それぞれ弾性体５３、５３’を弾性変形させて当接する端部７１、７２の凹凸に応じて変位させる。次に、接合装置３（図２参照）は、接合ユニット３０を支持体２の軸線方向外側に移動させ、弾性体５３、５３’を弾性変形させつつ、一対の接合ローラ４０、４０’を、シート状部材７０の対向する各端部７１、７２上を同期して接合方向Ｓに転動させる。これにより、上記のように、両端部７１、７２を互いに引き寄せながら端部７１、７２同士を突き合わせて接合する。
【００３２】
続いて、接合装置３は、一方の接合ユニット３０が移動して接合部７３が所定長さに達したときに、他方（図１では右方）の接合ユニット３０を、支持体２の中央部ＣＬでシート状部材７０に向かって下降させ、その接合ローラ４０、４０’を既に接合された接合部７３に押し付ける。次に、接合装置３は、左右の両接合ユニット３０を、支持体２の軸線方向外側に向かって、互いに逆方向に同じ速度で移動させ、各接合ローラ４０、４０’を端部７１、７２に沿って転動させて順次接合し、端部７１、７２同士を全体に亘って接合する。製造装置１は、１又は複数のシート状部材７０を、所定の順序で支持体２に配置して接合装置３により接合し、他のタイヤ構成部材と組み合わせる等して未加硫タイヤを成形する。その後、成形した未加硫タイヤを加硫成型して製品タイヤが製造される。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態では、弾性体５３、５３’を介して支持した接合ローラ４０、４０’をシート状部材７０の端部７１、７２に当接させ、弾性体５３、５３’を弾性変形させつつ、接合ローラ４０、４０’を転動させて端部７１、７２同士を接合する。この接合ローラ４０、４０’が端部７１、７２上を転動するときに、その表面に存在する湾曲や起伏等の凹凸に応じて、上記のように弾性体５３、５３’が弾性変形し、接合ローラ４０、４０’が、端部７１、７２の凹凸に合わせて追従して変位等し、その表面に沿うように当接する。
【００３４】
その結果、接合ローラ４０、４０’が全体に亘って端部７１、７２に均等に当接するため、各当接位置に過剰な又は不足した面圧が作用するのを防止でき、接合ローラ４０、４０’から端部７１、７２に均等に力を作用させることができる。これに伴い、シート状部材７０の接合する端部７１、７２を全体に亘って均等に引き寄せて各位置の移動量も均一にでき、端部７１、７２に発生する不均等な接合による変形を確実に防止しつつ、端部７１、７２同士を均一かつ強固に接合することができる。また、両端部７１、７２が、接合ローラ４０、４０’の噛み合わされた突起４１、４１’に過剰に引き寄せられることもなく、それらに噛み込まれるのを防止して、端部７１、７２や内部のコードに変形や切れ等の破損が発生するのを防止することができる。このように、この接合装置３では、シート状部材７０を精度良く確実に接合して品質を向上でき、かつ、支持体２の直径が小さく、又はシート状部材７０の剛性が低いときであっても、接合ローラ４０、４０’を端部７１、７２に均等に当接した状態で転動させて、上記各効果を得ることができる。
【００３５】
従って、本実施形態によれば、シート状部材７０の接合時や接合シート状部材の製造時に、一対の接合ローラ４０、４０’により、シート状部材７０を構成する部材の変形や破損を防止しつつ、その端部７１、７２を均等に引き寄せて均一かつ強固に接合することができる。また、この接合装置３では、接合ローラ４０、４０’の外周部を、湾曲した端部７１、７２に合わせて湾曲させて形成したため、弾性体５３、５３’の過剰な変形を抑制しながら、接合ローラ４０、４０’と端部７１、７２とを、より均等に当接させることができる。併せて、接合ローラ４０、４０’の各分割接合ローラ４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’を、当接する端部７１、７２の凹凸に応じて独立して変位させるため、接合ローラ４０、４０’を表面の凹凸に確実かつ正確に追従させて、適切に当接させることができる。その結果、接合ローラ４０、４０’を端部７１、７２に一層均等に当接させることができ、上記した各効果を更に高めることができる。
【００３６】
なお、この接合装置３は、各種コードが配置されたカーカスプライ等、様々なシート状部材７０を接合できるが、特に、剛性が低く、変形等が生じ易い有機繊維コードが配置されたカーカスプライの接合に適用するのが好適である。また、本実施形態では、支持体２の軸線方向に直線状に延びるシート状部材７０の端部７１、７２を接合したが、端部７１、７２が支持体２の軸線方向に対して傾斜等するシート状部材７０であっても、端部７１、７２に接合ローラ４０、４０’を当接させて転動させることで同様に接合することができる。
【００３７】
以上、シート状部材７０の支持体２として、円筒状の成形ドラムを例に採り説明したが、シート状部材７０は、上記した剛体コアやトロイダル状に変形させた成形ドラム、又は、各状態の成形ドラムや剛体コア等にタイヤ構成部材が配置された仕掛かりの生タイヤや中間成形体等、他の支持体２上に配置して接合してもよい。また、支持体２は、平面状の上面に複数のシート状部材７０を並べて配置した状態で支持する等、本実施形態と異なる状態でシート状部材７０を支持する手段であってもよい。この場合には、製造装置１は、接合装置３の一対の接合ローラ４０、４０’により、例えば複数のシート状部材７０の端部同士を順次接合して、帯状をなす所定長さの接合シート状部材を製造等する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態の接合シート状部材の製造装置の概略構成を模式的に示す要部正面図である。
【図２】接合ユニットを模式的に示す図１の上方から見た要部平面図である。
【図３】一方の接合ローラを抜き出して半径方向外側から見た正面図である。
【図４】一対の接合ローラをシート状部材に当接させた状態を模式的に示す図２のＡ方向矢視断面図である。
【図５】接合後のシート状部材の接合部付近を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・接合シート状部材の製造装置、２・・・支持体、３・・・接合装置、１０・・・移動機構、１１・・・ガイドレール、１２・・・ネジ軸、１３・・・モータ、１４・・・従動プーリ、１５・・・駆動プーリ、１６・・・ベルト、１７・・・取付ブラケット、１８・・・ピストン・シリンダ機構、３０・・・接合ユニット、３１・・・枠体、３２・・・押さえローラ、４０、４０’・・・接合ローラ、４１、４１’・・・突起、４２、４３、４４、４２’、４３’、４４’・・・分割接合ローラ、５０、５０’・・・支持部材、５１、５１’・・・支持軸、５２、５２’・・・軸受、５３、５３’・・・弾性体、７０・・・シート状部材、７１、７２・・・端部、７３・・・接合部、Ｔ・・・突条。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状部材の端部同士を接合するシート状部材の接合装置であって、
接合するシート状部材の対向する各端部上を転動し、両端部を互いに引き寄せながら端部同士を突き合わせて接合する一対の接合ローラと、
接合ローラを弾性体を介して回転自在に支持する支持部材と、を備え、
接合ローラがシート状部材の端部上を転動するとき、端部の凹凸に応じて弾性体が弾性変形することを特徴とするシート状部材の接合装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたシート状部材の接合装置において、
接合ローラが、軸線方向に分割され、それぞれ弾性体を弾性変形させて互いに独立して変位可能な複数の分割接合ローラからなることを特徴とするシート状部材の接合装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたシート状部材の接合装置において、
接合ローラが、シート状部材の湾曲した端部に合わせて湾曲する外周部を有することを特徴とするシート状部材の接合装置。
【請求項４】
シート状部材の端部同士を接合して接合シート状部材を製造する製造装置であって、
接合するシート状部材を支持する支持体と、
請求項１ないし３のいずれかに記載されたシート状部材の接合装置と、
接合装置の一対の接合ローラを、シート状部材の対向する各端部上を転動させる転動手段と、
を備えたことを特徴とする接合シート状部材の製造装置。
【請求項５】
シート状部材の端部同士を一対の接合ローラにより接合して接合シート状部材を製造する製造方法であって、
接合するシート状部材の対向する各端部に、弾性体を介して回転自在に支持された一対の接合ローラをそれぞれ当接させる工程と、
接合ローラが当接する端部の凹凸に応じて弾性体を弾性変形させる工程と、
弾性体を弾性変形させつつ一対の接合ローラをシート状部材の対向する各端部上を転動させ、両端部を互いに引き寄せながら端部同士を突き合わせて接合する工程と、
を有することを特徴とする接合シート状部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された接合シート状部材の製造方法において、
接合ローラが、軸線方向に分割され、それぞれ弾性体を弾性変形させて互いに独立して変位可能な複数の分割接合ローラからなり、
前記弾性変形させる工程が、各分割接合ローラを、それぞれ弾性体を弾性変形させて当接する端部の凹凸に応じて変位させる工程を有することを特徴とする接合シート状部材の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載された接合シート状部材の製造方法において、
前記当接させる工程が、シート状部材の湾曲した端部に合わせて湾曲する接合ローラの外周部を、シート状部材の湾曲した端部に沿って当接させる工程を有することを特徴とする接合シート状部材の製造方法。
【請求項１】
シート状部材の端部同士を接合するシート状部材の接合装置であって、
接合するシート状部材の対向する各端部上を転動し、両端部を互いに引き寄せながら端部同士を突き合わせて接合する一対の接合ローラと、
接合ローラを弾性体を介して回転自在に支持する支持部材と、を備え、
接合ローラがシート状部材の端部上を転動するとき、端部の凹凸に応じて弾性体が弾性変形することを特徴とするシート状部材の接合装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたシート状部材の接合装置において、
接合ローラが、軸線方向に分割され、それぞれ弾性体を弾性変形させて互いに独立して変位可能な複数の分割接合ローラからなることを特徴とするシート状部材の接合装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたシート状部材の接合装置において、
接合ローラが、シート状部材の湾曲した端部に合わせて湾曲する外周部を有することを特徴とするシート状部材の接合装置。
【請求項４】
シート状部材の端部同士を接合して接合シート状部材を製造する製造装置であって、
接合するシート状部材を支持する支持体と、
請求項１ないし３のいずれかに記載されたシート状部材の接合装置と、
接合装置の一対の接合ローラを、シート状部材の対向する各端部上を転動させる転動手段と、
を備えたことを特徴とする接合シート状部材の製造装置。
【請求項５】
シート状部材の端部同士を一対の接合ローラにより接合して接合シート状部材を製造する製造方法であって、
接合するシート状部材の対向する各端部に、弾性体を介して回転自在に支持された一対の接合ローラをそれぞれ当接させる工程と、
接合ローラが当接する端部の凹凸に応じて弾性体を弾性変形させる工程と、
弾性体を弾性変形させつつ一対の接合ローラをシート状部材の対向する各端部上を転動させ、両端部を互いに引き寄せながら端部同士を突き合わせて接合する工程と、
を有することを特徴とする接合シート状部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載された接合シート状部材の製造方法において、
接合ローラが、軸線方向に分割され、それぞれ弾性体を弾性変形させて互いに独立して変位可能な複数の分割接合ローラからなり、
前記弾性変形させる工程が、各分割接合ローラを、それぞれ弾性体を弾性変形させて当接する端部の凹凸に応じて変位させる工程を有することを特徴とする接合シート状部材の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載された接合シート状部材の製造方法において、
前記当接させる工程が、シート状部材の湾曲した端部に合わせて湾曲する接合ローラの外周部を、シート状部材の湾曲した端部に沿って当接させる工程を有することを特徴とする接合シート状部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１４９３９８（Ｐ２０１０−１４９３９８Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３０５２８（Ｐ２００８−３３０５２８）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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