特開 2023-39863 張力調整装置、搬送装置、タイヤ部品製造装置、タイヤ製造装置、張力調整方法、搬送方法、タイヤ部品製造方法、タイヤ製造方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023039863

(43)【公開日】2023-03-22

(54)【発明の名称】張力調整装置、搬送装置、タイヤ部品製造装置、タイヤ製造装置、張力調整方法、搬送方法、タイヤ部品製造方法、タイヤ製造方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B65H 23/192 20060101AFI20230314BHJP

   B29D 30/38 20060101ALI20230314BHJP

【ＦＩ】

B65H23/192

B29D30/38

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021147209

(22)【出願日】2021-09-09

(71)【出願人】

【識別番号】000005278

【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 和生

(72)【発明者】

【氏名】小柳 玲央

(72)【発明者】

【氏名】佐野 晋一

【テーマコード（参考）】

3F105

4F215

【Ｆターム（参考）】

3F105AA12

3F105AB00

3F105BA02

3F105CA15

3F105CB02

3F105CC02

3F105DA02

3F105DA03

3F105DB02

4F215AH20

4F215AP04

4F215AR04

4F215VA11

4F215VD07

4F215VD08

4F215VD10

4F215VM02

4F215VM04

4F215VM06

4F215VP28

4F215VR03

(57)【要約】

【課題】本発明は、張力変動を抑制し、高精度な張力を保つ材料の搬送装置を提供することを目的とする。
【解決手段】搬送される材料を支持する一対の支持ローラと、前記一対の支持ローラ間で、該支持ローラの軸方向から見て前記材料を該材料の搬送方向との交差方向に押す押しローラと、前記押しローラが前記材料を押す荷重を測定する測定部と、前記押しローラを駆動させる駆動部と、前記測定部の測定結果に基づいて前記荷重を目標荷重範囲となるように前記駆動部を制御する制御部と、を備えた張力調整装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送される材料を支持する一対の支持ローラと、
前記一対の支持ローラ間で、該支持ローラの軸方向から見て前記材料を該材料の搬送方向との交差方向に押す押しローラと、
前記押しローラが前記材料を押す荷重を測定する測定部と、
前記押しローラを駆動させる駆動部と、
前記測定部の測定結果に基づいて前記荷重を目標荷重範囲となるように前記駆動部を制御する制御部と、
を備えた張力調整装置。

【請求項2】

前記押しローラは、前記材料に接するローラと、該ローラを一端側で回転可能に支持すると共に該ローラの軸方向に沿って伸びる方向を軸方向として他端側で回転可能に支持されたアームと、を含むダンサアームであり、
前記駆動部は、前記ダンサアームの前記アームを回転駆動させ、
前記測定部は、前記ダンサアームに生じるトルクを測定する、
請求項１に記載の張力調整装置。

【請求項3】

前記ダンサアームは、前記軸に対して前記ローラの反対側にカウンタウェイトをさらに有する、
請求項２に記載の張力調整装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記ダンサアームの角度と搬送される材料に生じる張力との対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、前記記憶部に記憶された前記対応関係に基づいて、前記駆動部が出力するトルクを補正する、
請求項２又は請求項３に記載の張力調整装置。

【請求項5】

前記支持ローラに対して前記材料の搬送方向下流側に搬送された前記材料に生じる張力を測定する張力測定部をさらに備え、
前記制御部は、前記張力測定部から得られる結果に基づいて、前記駆動部が出力するトルクを補正する、
請求項２又は請求項３に記載の張力調整装置。

【請求項6】

前記押しローラは、前記材料に接するローラと、該ローラを回転可能に支持し前記交差方向に直動する直動体とを有する直動部材であり、
前記測定部は、前記直動部材が前記材料から受ける荷重を測定する、
請求項１に記載の張力調整装置。

【請求項7】

前記一対の支持ローラは、前記直動部材の前記ローラに前記材料が巻き掛かる角範囲が１８０°となるように配置されている、
請求項６に記載の張力調整装置。

【請求項8】

前記材料の搬送方向で前記一対の支持ローラに対する上流側に配置され、前記材料に搬送力を付与する搬送部をさらに備え、
前記制御部は、前記ダンサアームの角度又は前記直動部材を構成する前記ローラの位置が一定となるように前記搬送部による前記材料の搬送速度を制御する、
請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の張力調整装置。

【請求項9】

前記材料を巻き出す巻き出し部と、
前記材料を巻き取る巻き取り部と、
前記材料が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中に設けられた請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の張力調整装置と、
を有する搬送装置。

【請求項10】

前記材料は、タイヤ用部材であり、
前記タイヤ用部材を巻き出す巻き出し部と、
前記タイヤ用部材を巻き取る巻き取り部と、
前記タイヤ用部材が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中に設けられた請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の張力調整装置と、
を有するタイヤ部品製造装置。

【請求項11】

前記材料は、タイヤ用部材であり、
前記タイヤ用部材を巻き出す巻き出し部と、
前記タイヤ用部材を巻き取る巻き取り部と、
前記タイヤ用部材が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中に設けられた請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の張力調整装置と、
前記タイヤ用部材から得られるタイヤ部品をタイヤに加工するタイヤ成型装置と、
を有するタイヤ製造装置。

【請求項12】

搬送される材料を一対の支持ローラで支持し、
前記一対の支持ローラ間で、該支持ローラの軸方向から見て前記材料を該材料の搬送方向との交差方向に駆動部によって駆動された押しローラで押し、
前記押しローラが前記材料を押す荷重を測定部で測定し、
前記測定部の測定結果に基づいて前記荷重を目標荷重範囲となるように制御部で前記駆動部を制御する、
ことを含む、張力調整方法。

【請求項13】

前記押しローラは、前記材料に接するローラと、該ローラを一端側で回転可能に支持すると共に該ローラに沿って伸びる方向を軸方向として他端側で回転可能に支持されたアームと、を含むダンサアームであり、
前記駆動部は、前記ダンサアームの前記アームを回転駆動させ、
前記測定部は、前記ダンサアームに生じるトルクを測定する、
請求項１２に記載の張力調整方法。

【請求項14】

前記押しローラは、前記材料に接するローラと、該ローラを回転可能に支持し前記交差方向に直動する直動体とを有する直動部材であり、
前記測定部は、前記直動部材が前記押しローラから受ける荷重を測定する、
請求項１２に記載の張力調整方法。

【請求項15】

巻き出し部で前記材料を巻き出しし、
巻き取り部で前記材料を巻き取りし、
材料が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中で請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の張力調整方法で張力を制御することを含む、
搬送方法。

【請求項16】

前記材料は、タイヤ用部材であり、
前記タイヤ用部材を巻き出し部で巻き出し、
前記タイヤ用部材を巻き取り部で巻き取し、
前記タイヤ用部材が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中で請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の張力調整方法を含む、
タイヤ部品製造方法。

【請求項17】

前記材料は、タイヤ用部材であり、
前記タイヤ用部材を巻き出し部で巻き出し、
前記タイヤ用部材を巻き取り部で巻き取し、
前記タイヤ用部材が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中で請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の張力調整方法により得られるタイヤ部品をタイヤに加工することを含む、
タイヤ製造方法。

【請求項18】

コンピュータを請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の張力調整装置の制御部として機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、張力調整装置、搬送装置、タイヤ部品製造装置、タイヤ製造装置、張力調整方法、搬送方法、タイヤ部品製造方法、タイヤ製造方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

搬送される材料の張力を保つ調整装置及び調整方法として、次に示す文献が知られている。

【0003】

例えば特許文献１には、線材が巻掛けられる送り出し用プーリ２１と、この送り出し用プーリ２１を回転駆動して上流側にある線材を下流側へ送り出すサーボモータ２２と、送り出し用プーリ２１よりも下流側に配設され、下流側から引っ張られて引き出される線材の張力を検出する張力検出部５０と、送り出し用プーリ２１よりも下流側に配設され、下流側から引っ張られて引き出される線材の移動速度を検出する速度検出部４０とを備える線材張力調整装置が開示されている。この装置では、速度検出部４０で検出された線材の移動速度に基づきサーボモータ２２の回転速度を制御するとともに、張力検出部５０で検出された線材の張力に基づきサーボモータ２２の回転速度を補正することにより、送り出し用プーリ２１から送り出された線材の張力を調整する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許５３０８８６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

材料を搬送する系において、上流側の駆動ローラ（巻き出しドラムの場合あり）と下流側の駆動ローラ（巻き取りドラムの場合あり）の周速を合わせること、すなわちライン速度を一定にすることが望ましい。しかしながら、機械振動、コア（ドラム）回転の変動等により、上記速度を合わせる事は、現実的には困難である。より具体的には、上記の駆動ローラの動力源はモータである。制御したいのは駆動ローラやドラムの表面速度であるが、実際に制御しているのはモータである。このため、モータごとに駆動対象の機械負荷が異なる為、表面速度を同一にすることが困難であり、またドラムの場合は長尺部材の巻き出し、巻取りに伴い巻き径が変化するため、表面速度を一定にすることが困難である。さらに、モータと駆動対象とが機械軸にて連結されているため、主に連結軸のねじり剛性に起因してねじり振動が発生する。

【0006】

そこで、上流側の駆動ローラと下流側の駆動ローラとの間で張力を生じさせ、この張力をダンサアームにて制御することが行われている。

【0007】

上記した特許文献１に記載の構成では、ダンサアーム式の線材弛緩吸収部３０を有し、弛緩吸収用サーボモータ３３のトルクによって弛緩吸収用プーリ３２を支持するアーム３１の揺動させることで、線材Ｗの張力を調整している。しかしながら、この構成では、サーボモータの温度が上昇した場合には、サーボモータから出力されるトルクが変化する。

【0008】

また、一般的には、サーボモータごとに出力トルクには個体差があり、さらにサーボモータの減速機や軸受け等によるトルクの損失は、温度により変化する。このため、サーボモータから出力するトルクのみを制御の比較対象とするフィードバック制御では、線材を引っ張る荷重が一定にならず、線材の張力が変動するという課題がある。

【0009】

本発明は上記した問題に着目してなされたものであって、搬送される材料の張力を高精度に調整し、張力変動を抑制可能な材料の搬送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】

【0010】

第一態様の張力調整装置は、搬送される材料を支持する一対の支持ローラと、前記一対の支持ローラ間で、該支持ローラの軸方向から見て前記材料を該材料の搬送方向との交差方向に押す押しローラと、前記押しローラが前記材料を押す荷重を測定する測定部と、前記押しローラを駆動させる駆動部と、前記測定部の測定結果に基づいて前記荷重を目標荷重範囲となるように前記駆動部を制御する制御部と、を備える。

【0011】

第二態様の張力調整装置は、第一態様に記載の張力調整装置において、前記押しローラは、前記材料に接するローラと、該ローラを一端側で回転可能に支持すると共に該ローラの軸方向に沿って伸びる方向を軸中心として他端側で回転可能に支持されたアームと、を含むダンサアームであり、前記駆動部は、前記ダンサアームの前記アームを回転駆動させ、前記測定部は、前記ダンサアームに生じるトルクを測定する。

【0012】

第三態様の発明は、第二態様に記載の張力調整装置において、前記ダンサアームは、前記軸に対して前記ローラの反対側にカウンタウェイトをさらに有する。

【0013】

第四態様の張力調整装置は、第二態様又は第三態様に記載の張力調整装置において、前記制御部は、前記ダンサアームの角度と搬送される材料に生じる張力との対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、前記記憶部に記憶された前記対応関係に基づいて、前記駆動部が出力するトルクを補正する。

【0014】

第五態様の張力調整装置は、第二態様又は第三態様に記載の張力調整装置において、前記支持ローラに対して前記材料の搬送方向下流側に搬送された前記材料に生じる張力を測定する張力測定部をさらに備え、前記制御部は、前記張力測定部から得られる結果に基づいて、前記駆動部が出力するトルクを補正する。

【0015】

第六態様の張力調整装置は、第一態様に記載の張力調整装置において、前記押しローラは、前記材料に接するローラと、該ローラを回転可能に支持し前記交差方向に直動する直動体とを有する直動部材であり、前記測定部は、前記直動部材が前記材料から受ける荷重を測定する。

【0016】

第七態様の張力調整装置は、第六態様に記載の張力調整装置において、前記一対の支持ローラは、前記直動部材の前記ローラに前記材料が巻き掛かる角範囲が１８０°となるように配置されている。

【0017】

第八態様の張力調整装置は、第二態様から第六態様のいずれか１態様の張力調整装置において、前記材料の搬送方向で前記一対の支持ローラに対する上流側に配置され、前記材料に搬送力を付与する搬送部をさらに備え、前記制御部は、前記ダンサアームの角度又は前記直動部材を構成する前記ローラの位置が一定となるように前記搬送部による前記材料の搬送速度を制御する。

【0018】

第九態様の搬送装置は、前記材料を巻き出す巻き出し部と、前記材料を巻き取る巻き取り部と、前記材料が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中に設けられた第一態様から第七態様のいずれか１態様の張力調整装置と、を有する。

【0019】

第十態様のタイヤ部品製造装置は、前記材料は、タイヤ用部材であり、前記タイヤ用部材を巻き出す巻き出し部と、前記タイヤ用部材を巻き取る巻き取り部と、前記タイヤ用部材が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中に設けられた第一態様から第七態様のいずれか１態様の張力調整装置と、を有する。

【0020】

第十一態様のタイヤ製造装置は、前記材料は、タイヤ用部材であり、前記タイヤ用部材を巻き出す巻き出し部と、前記タイヤ用部材を巻き取る巻き取り部と、前記タイヤ用部材が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中に設けられた第一態様から第七態様のいずれか１態様の張力調整装置と、前記タイヤ用部材から得られるタイヤ部品をタイヤに加工するタイヤ成型装置と、を有する。

【0021】

第十二態様の張力調整方法は、搬送される材料を一対の支持ローラで支持し、前記一対の支持ローラ間で、該支持ローラの軸方向から見て前記材料を該材料の搬送方向との交差方向に駆動部によって駆動された押しローラで押し、前記押しローラが前記材料を押す荷重を測定部で測定し、前記測定部の測定結果に基づいて前記荷重を目標荷重範囲となるように制御部で前記駆動部を制御する、ことを含む。

【0022】

第十三態様の張力調整方法は、第十二態様に記載の張力調整方法において、前記押しローラは、前記材料に接するローラと、該ローラを一端側で回転可能に支持すると共に該ローラに沿って伸びる方向を中心軸として他端側で回転可能に支持されたアームと、を含むダンサアームであり、前記駆動部は、前記ダンサアームの前記アームを回転駆動させ、前記測定部は、前記ダンサアームに生じるトルクを測定する。

【0023】

第十四態様の発明は、第十二態様に記載の張力調整方法において、前記押しローラは、前記材料に接するローラと、該ローラを回転可能に支持し前記交差方向に直動する直動体とを有する直動部材であり、前記測定部は、前記直動部材が前記押しローラから受ける荷重を測定する。

【0024】

第十五態様の搬送方法は、巻き出し部で前記材料を巻き出しし、巻き取り部で前記材料を巻き取りし、材料が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中で第十二態様から第十四態様のいずれか１態様の張力調整方法で張力を制御することを含む。

【0025】

第十六態様のタイヤ部品製造方法は、前記材料は、タイヤ用部材であり、前記タイヤ用部材を巻き出し部で巻き出し、前記タイヤ用部材を巻き取り部で巻き取し、前記タイヤ用部材が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中で第十二態様から第十四態様のいずれか１態様の張力調整方法を含む。

【0026】

第十七態様のタイヤ製造方法は、前記材料は、タイヤ用部材であり、前記タイヤ用部材を巻き出し部で巻き出し、前記タイヤ用部材を巻き取り部で巻き取し、前記タイヤ用部材が前記巻き出し部から前記巻き取り部まで搬送される経路の途中で第十二態様から第十四態様のいずれか１態様の張力調整方法により得られるタイヤ部品をタイヤ成型装置によってタイヤに加工することを含む。

【0027】

第十八態様のプログラムは、コンピュータを第一態様から第七態様までのいずれか１態様の張力調整装置の制御部として機能させる。

【発明の効果】

【0028】

第一態様の張力調整装置によれば、測定部が押しローラが材料を押す荷重を測定し、制御部が測定部の測定結果に基づいて荷重を目標荷重範囲となるように駆動部を制御する。このため、材料の搬送工程において、材料に生じる張力の変動を、押しローラが前記材料を押す荷重を測定しない場合と比して、低減することができる。

【0029】

第二態様の張力調整装置によれば、回転駆動するダンサアームと、ダンサアームに生じるトルクを測定する測定部を有しているため、第一態様の発明に係る張力調整装置を、回転駆動するダンサアームによって達成することができる。

【0030】

第三態様の張力調整装置によれば、第二態様に係る張力調整装置において、カウンタウェイトをさらに有しているため、ダンサアームを回転駆動させるモータの定格容量をより小さくすることができる。

【0031】

第四態様の張力調整装置によれば、第二態様又は第三態様に係る張力調整装置において、対応関係を記憶する記憶部をさらに有している。このため、ダンサアームが回転駆動した角度に応じて、ダンサアームを回転駆動させるモータが出力するトルクを変動させることにより、材料の張力変動をより低減することができる。

【0032】

第五態様の張力調整装置によれば、第二態様又は第三態様に係る張力調整装置において、張力測定部をさらに有しているため、ダンサアームの角度が変化した場合でも、材料の張力変動をより低減することができる。

【0033】

第六態様の張力調整装置によれば、直動する直動部材と、直動部材が材料から受ける荷重を測定する測定部を有しているため、第一態様の発明に係る張力調整装置を、直動する直動部材によって達成することができる。

【0034】

第七態様の張力調整装置によれば、第六態様に係る張力調整装置において、ローラに材料が巻き掛かる角範囲が１８０°となるように配置されているため、材料の曲げ姿勢が一定となり、材料に生じる張力をより高精度に制御することができる。

【0035】

第八態様の張力調整装置によれば、搬送部の搬送速度によりダンサアームの角度又は直動部材のローラ位置が一定になるため、材料の曲げ姿勢が一定となり、材料に生じる張力をより高精度に制御することができる。

【0036】

第九態様の搬送装置によれば、第一態様から第七態様のいずれか１態様の張力調整装置と、を有している。このため、押しローラが前記材料を押す荷重を測定しない場合と比して、材料に生じる張力の変動をより低減しつつ材料を搬送することができる。

【0037】

第十態様のタイヤ部品製造装置によれば、第一態様から第七態様のいずれか１態様の張力調整装置と、を有している。このため、押しローラが前記材料を押す荷重を測定しない場合と比して、材料に生じる張力の変動をより低減しつつタイヤ用部材を製造することができる。

【0038】

第十一態様のタイヤ製造装置によれば、第一態様から第七態様のいずれか１態様の張力調整装置と、を有している。このため、長押しローラが前記材料を押す荷重を測定しない場合と比して、を有しているため、材料に生じる張力の変動をより低減しつつタイヤを製造することができる。

【0039】

第十二態様の張力調整方法によれば、測定部が押しローラが材料を押す荷重を測定し、制御部が測定部の測定結果に基づいて荷重を目標荷重範囲となるように駆動部を制御する。このため、材料の搬送工程において、材料中に生じる張力の変動を、押しローラが前記材料を押す荷重を測定しない場合と比して、低減することができる。

【0040】

第十三態様の張力調整方法によれば、回転駆動するダンサアームと、ダンサアームに生じるトルクを測定する測定部を有しているため、第十二態様の発明に係る張力調整方法を回転駆動するダンサアームによって達成する。

【0041】

第十四態様の張力調整方法によれば、直動する直動部材と、直動部材が材料から受ける荷重を測定する測定部を有しているため、第十二態様の発明に係る張力調整装置を直動する直動部材によって達成する。

【0042】

第十五態様の搬送方法によれば、巻き出し部と、巻き取り部と、第十二態様から第十四態様のいずれか１態様に記載の張力調整方法と、を含むため、材料中に生じる張力の変動を、押しローラが前記材料を押す荷重を測定しない場合と比して、低減することができる。

【0043】

第十六態様のタイヤ部品製造方法によれば、タイヤ用部材を巻き出す巻き出し部と、タイヤ用部材を巻き取る巻き取り部と、第十二態様から第十四態様のいずれか１態様に記載の張力調整方法と、を含む。このため、材料中に生じる張力の変動を、押しローラが前記材料を押す荷重を測定しない場合と比して、低減することができる。

【0044】

第十七態様のタイヤ製造方法によれば、タイヤ用部材を巻き出す巻き出し部と、タイヤ用部材を巻き取る巻き取り部と、第十二態様から第十四態様のいずれか１態様に記載の張力調整方法と、タイヤ用部材から得られるタイヤ部品をタイヤに加工する成型装置と、を有している。このため、材料中に生じる張力の変動を、押しローラが前記材料を押す荷重を測定しない場合と比して、低減することができる。

【0045】

第十八態様のプログラムによれば、測定部の測定結果に基づいて荷重を目標荷重範囲となるように駆動部を制御するため、コンピュータを第一態様から第七態様までのいずれか１態様に記載の張力調整装置の制御部として機能させる。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】第一実施形態に係るタイヤ部品製造装置を説明する図である。

【図2】第一実施形態に係るタイヤ部品製造装置の張力調整装置を説明する図である。

【図3】第一実施形態に係るタイヤ部品製造装置のタイヤ成型装置を説明する図である。

【図4】第一実施形態に係る制御部のハードウェア構成を説明する図である。

【図5-A】第一実施形態に係るタイヤ部品製造装置の張力調整装置の動作を説明する図である。

【図5-B】第一実施形態に係るタイヤ部品製造装置の張力調整装置のダンサアームの角度とダンサ回転モータが出力するトルクの関係を説明する図である。

【図6】第一実施形態に係る制御部の動作手順を説明する図である。

【図7】第一実施形態に係るタイヤ部品製造装置の張力調整装置の変形例を説明する図である。

【図8】第一実施形態に係るタイヤ部品製造装置の変形例を説明する図である。

【図9】第二実施形態に係るタイヤ部品製造装置の張力調整装置を説明する図である。

【図10】第二実施形態に係る制御部の動作手順を説明する図である。

【図11】第二実施形態に係るタイヤ部品製造装置の張力調整装置の動作を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

以下、本開示の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において、同一又は等価な構成要素及び部品には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

【0048】

＜第一実施形態＞
（装置概要）
図１は、本発明の第一実施形態に係るタイヤ部品製造装置１０を示す図である。本発明の第一実施形態に係るタイヤ部品製造装置１０は、材料を供給する巻き出し部２０と、材料を巻き取る巻き取り部３０と、材料を加工する圧着部９０と、材料を搬送する搬送部４０と、搬送部４０と巻き取り部３０との間で材料の張力を調整する張力調整装置５０と、巻き出し部２０、巻き取り部３０、及び張力調整装置５０の動作を制御する制御部７０とを備える。

【0049】

（巻き出し部）
巻き出し部２０には、タイヤ部品の製造原料である、繊維体Ｆ（材料の一例）が巻き付け状態で保持されている。

【0050】

巻き出し部２０は、繊維体Ｆが巻き付けられている円筒状の材料ドラム２２と、材料ドラム２２の回転角度を制御する巻き出しモータ２４とを有している。

【0051】

本発明に係る繊維体Ｆは、一例としてタイヤを形成する部品であるコードであり、ナイロン、アラミド、ポリエステル等の有機繊維が格子状に編み込まれている。

【0052】

材料ドラム２２は、一例として材料ドラム２２の軸において支持台に回転可能に支持されており、材料ドラム２２の軸には巻き出しモータ２４が接続されている。

【0053】

材料ドラム２２の軸方向は、繊維体Ｆ（後述するタイヤ用部材ＴＰ）の搬送方向に直交する方向（各図の紙面奥行き方向）であり、特に断りのない限り、後述する各ローラ、ドラムの回転軸方向も同様である。

【0054】

巻き出しモータ２４は、繊維体Ｆの搬送速度が一定となるように回転駆動することで、材料ドラム２２に巻き付けられている繊維体Ｆを、張力調整装置５０に搬送する。

【0055】

（圧着部）
圧着部９０は、一例として図示しない未加硫ゴム供給部と、圧着ローラ９２と、を有している。

【0056】

圧着ローラ９２は、一例として圧着ローラ９２の軸に対して回転可能に支持されており、圧着ローラ９２の軸には、圧着モータ９４が接続されている。

【0057】

圧着モータ９４は、繊維体Ｆに未加硫ゴムを一定の速度で圧着されるように回転駆動することで、繊維体Ｆに未加硫ゴムを圧着して、繊維体Ｆを未加硫ゴムで被覆したシート状のタイヤ用部材ＴＰ（材料の他の一例）に加工する。

【0058】

そして、タイヤ用部材ＴＰは、搬送部４０に搬送される。

【0059】

（搬送部）
搬送部４０は、圧着部９０と後述する張力調整装置５０との間に設けられ、圧着部９０から搬送されたタイヤ用部材ＴＰを、張力調整装置５０に搬送する。

【0060】

搬送部４０は、一例として、タイヤ用部材ＴＰを搬送する搬送ローラ４２と、搬送ローラ４２を回転駆動させる搬送モータ４４と、タイヤ用部材ＴＰを滑らせずに搬送させるためにタイヤ用部材ＴＰを搬送ローラ４２と挟み込むピンチローラ４６と、を有している。

【0061】

搬送ローラ４２は、図示しない支持部に回転可能に軸支されると共に、搬送モータ４４に接続され、搬送モータ４４によって回転駆動される。また、搬送ローラ４２は、タイヤ用部材ＴＰと接した状態で回転することにより、タイヤ用部材ＴＰを搬送する。

【0062】

また、搬送モータ４４は回転角度及び回転速度を制御可能なサーボモータが好適とされ、後述する制御部７０によって制御される。

【0063】

（張力調整装置）
張力調整装置５０は、タイヤ用部材ＴＰが搬送部４０から巻き取り部３０に搬送される経路の途中に設けられ、巻き取り部３０に搬送されるタイヤ用部材ＴＰの張力を調整する張力調整部５２と、張力調整部５２の動作を制御する制御部７０とを備える。

【0064】

本実施形態では、制御部７０は、張力調整部５２の動作に加え、巻き出し部２０、巻き取り部３０、圧着部９０、及び搬送部４０の動作を制御する。

【0065】

（張力調整部）
張力調整部５２は、一対の支持ローラ５４と、ダンサアーム５８（押しローラの一例）と、ダンサ回転モータ６０（駆動部の一例）と、トルクメータ６２（測定部の一例）を有している。

【0066】

ダンサアーム５８は、一対の支持ローラ５４の間でタイヤ用部材ＴＰに接するテンショナーローラ５６と、テンショナーローラ５６を一端側で回転可能に支持すると共に該ローラの軸方向に沿って伸びる軸５８Ｂに他端側で軸支されたアーム５８Ａとを含む。

【0067】

ダンサ回転モータ６０は、ダンサアーム５８のアーム５８Ａにトルクを伝達させる（回転駆動させる）。

【0068】

トルクメータ６２は、ダンサアーム５８に生じるトルクを測定する。

【0069】

図２に示すように、一対の支持ローラ５４は、それぞれ回転可能に軸支され、タイヤ用部材ＴＰに対して下方に設けられている。

【0070】

テンショナーローラ５６は、ダンサアーム５８の一端側で、一対の支持ローラ５４に対して反対側すなわち上方からタイヤ用部材ＴＰに荷重を加える。

【0071】

ダンサ回転モータ６０は、ダンサアーム５８に軸５８Ｂで接続されており、ダンサ回転モータ６０が出力するトルクをダンサアーム５８に伝達する。

【0072】

これにより、上記の通り搬送されるタイヤ用部材ＴＰに荷重が加えられる。ダンサアームは、ダンサ回転モータ６０が出力するトルクとタイヤ用部材ＴＰからの反力（押し荷重）によるモーメントとが釣り合うようにトルクが伝達される。

【0073】

また、ダンサ回転モータ６０は、回転角度及び回転速度を制御可能なサーボモータであり、後述するように制御部７０によって回転角度及び出力するトルクを制御される。

【0074】

トルクメータ６２は、テンショナーローラ５６がタイヤ用部材ＴＰに加える荷重（に関する物理量）として、ダンサアーム５８に生じるトルク、より具体的にはダンサアーム５８が軸支されている軸５８Ｂに生じるトルクを測定する。

【0075】

例えば、本実施形態においてトルクメータ６２は、ダンサ回転モータ６０の出力軸に設けられていてもよく、また、ダンサ回転モータ６０が減速機を有している場合は、トルクメータ６２は、減速機の出力軸端に設けられていてもよい。

【0076】

このようにタイヤ用部材ＴＰは、張力調整部５２によって搬送中に材料中の張力を調整されながら、巻き取り部３０へと搬送される。

【0077】

なお、ダンサアーム５８は、一例としてタイヤ用部材ＴＰを上方から下方に荷重を加えるように設けられているが、これに限定されず、タイヤ用部材ＴＰを下方から上方に荷重を加えるように設けてもよい。

【0078】

（巻き取り部）
巻き取り部３０は、一例として、円筒状とされ、回転することによりタイヤ用部材ＴＰを巻き取る巻き取りドラム３２と、巻き取りドラム３２を回転駆動させる巻き取りモータ３４とを有している。

【0079】

巻き取りドラム３２は、一例としてタイヤ部品を形成するために用いる成型ドラムである。巻き取りドラム３２は、軸に対して回転可能に支持されており、巻き取りドラム３２の軸には、巻き取りモータ３４が接続されている。巻き取りモータ３４は、制御部７０により制御される。

【0080】

巻き取りモータ３４は、搬送されるタイヤ用部材ＴＰの巻き取り速度が一定となるように回転駆動することで、張力調整装置５０から搬送されるタイヤ用部材ＴＰを巻き取る。

【0081】

タイヤ用部材ＴＰは、巻き取り部３０で巻き取られる。また、巻き取られたタイヤ用部材ＴＰは、後述するタイヤ成型装置８０に搬送される。

【0082】

（タイヤ成型装置）
図３は、本実施形態に係る、タイヤ用部材ＴＰをタイヤに加工するタイヤ成型装置８０を説明する図である。

【0083】

図３に示すように、タイヤ成型装置８０は、タイヤ用部材ＴＰが巻き掛けられたベルト巻き出しドラム８４と、コンベア８２と、タイヤ成型ドラム８６を有している。

【0084】

タイヤ成型装置８０に搬送されたタイヤ用部材ＴＰは、ベルト巻き出しドラム８４に掛けられた状態からコンベア８２によってタイヤ成型ドラム８６に搬送され、図示しないトレッドやビードワイヤ等の他のタイヤ部品と共に生タイヤに成型される。

【0085】

そして、成型された生タイヤは、加硫工程で熱と圧力を加えられることで、タイヤに加工される。

【0086】

（制御部）
図４は、本実施形態に係る制御部７０のハードウェア構成を示すブロック図である。

【0087】

図４に示すように、制御部７０は、一例として、記憶部７６と、ＣＰＵ７８Ａ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とＲＯＭ７８Ｂ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ７８Ｃ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とを有している。

【0088】

トルクメータ６２、巻き出しモータ２４、巻き取りモータ３４、搬送モータ４４、圧着モータ９４、ダンサ回転モータ６０、記憶部７６は、それぞれインターフェース（Ｉ／Ｏ）で接続され、また、ＣＰＵ７８Ａ、ＲＯＭ７８Ｂ、ＲＡＭ７８Ｃ及びインターフェースは、バス７９を介して相互に通信可能に接続されている。

【0089】

ＣＰＵ７８Ａは、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ７８Ａは、ＲＯＭ７８Ｂ又は記憶部７６からプログラムを読み出し、ＲＡＭ７８Ｃを作業領域としてプログラムを実行する。

【0090】

ＣＰＵ７８Ａは、ＲＯＭ７８Ｂ又は記憶部７６に記録されているプログラムに従って、上記構成の制御及び各種の演算処理を行う。

【0091】

本実施形態では、ＲＯＭ７８Ｂ又は記憶部７６には、本発明に係る張力調整プログラム、及び後述するダンサアーム角度―トルク補正関係が記憶されている。

【0092】

ＲＯＭ７８Ｂは、各種プログラム及び各種データを記憶する。ＲＡＭ７８Ｃは、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。

【0093】

記憶部７６は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを記憶する。

【0094】

インターフェースは、トルクメータ６２が測定したトルクを取得し、ＣＰＵ７８Ａが演算して得られた結果を巻き出しモータ２４、巻き取りモータ３４、搬送モータ４４、圧着モータ９４、ダンサ回転モータ６０に出力する。

【0095】

インターフェースは、それぞれの機器とどの様に通信してもよいが、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＲＳ－２３２Ｃ、イーサネット（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。

【0096】

なお、巻き出しモータ２４、巻き取りモータ３４、搬送モータ４４、圧着モータ９４、ダンサ回転モータ６０を制御する制御部７０は、上記の構成に限られず、例えばＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とサーボアンプとを統合されたものとされていてもよい。

【0097】

（張力調整）
次に図２及び図５－Ａを参照しながら、本実施形態における張力調整について説明する。

【0098】

始めに、図２に示されるように、タイヤ用部材ＴＰは、一対の支持ローラ５４の間で、テンショナーローラ５６に荷重をかけられることで搬送方向が変化しながら搬送される。

【0099】

また、制御部７０は、巻き取りドラム３２を駆動する巻き取りモータ３４に内蔵されたエンコーダの情報に基づいて、搬送ローラ４２を回転駆動させる搬送モータ４４の速度制御を行う。

【0100】

すなわち、制御部７０は、巻き取りドラム３２の周速を制御目標として搬送モータ４４の速度制御を行う。これにより、張力調整部５２に搬送されるタイヤ用部材ＴＰは、材料ドラム２２の張力変動が遮断されている。

【0101】

そして、本実施形態では、一対の支持ローラ５４間で、テンショナーローラ５６の軸方向から見て搬送中のタイヤ用部材ＴＰに対して一対の支持ローラ５４と反対側からテンショナーローラ５６によって荷重を加えることで、搬送中のタイヤ用部材ＴＰの張力が付加される。

【0102】

また、タイヤ用部材ＴＰの搬送中に、制御部７０は、トルクメータ６２の測定結果をダンサ回転モータ６０にフィードバックし、該測定結果が制御目標範囲に収まるようダンサ回転モータ６０を制御している。

【0103】

ダンサ回転モータ６０の出力トルクは、タイヤ用部材ＴＰの張力と相関があり、上記の制御によって、タイヤ用部材ＴＰの張力の変動が一定範囲内に収まる。

【0104】

ところで、上記の制御に伴って図５－Ａに示すようにダンサアーム５８の角度が変化する場合がある。この場合、テンショナーローラ５６は、軸５８Ｂからダンサアーム５８の長さを半径とした仮想線Ｉ上を移動する。

【0105】

ここで、図５－Ａに示すようにダンサアーム５８が回転した場合、タイヤ用部材ＴＰの張力が変化しなくても、タイヤ用部材ＴＰがテンショナーローラ５６に巻き掛かる角範囲が変化することで、トルクメータ６２で測定されるトルクの測定結果は、変化する。

【0106】

また、タイヤ用部材ＴＰは、一般的に曲げ剛性を有しているため、テンショナーローラ５６に巻き掛かった状態では、タイヤ用部材ＴＰを曲げるための曲げ抵抗（ベンドロス）が生じる。

【0107】

そして、上記のようにタイヤ用部材ＴＰがテンショナーローラ５６に巻き掛かる角範囲が変化すると、曲げ抵抗も変化することとなり、これよってもトルクメータ６２で測定されるトルクの測定結果は、変化する。

【0108】

このように、ダンサアーム５８が回転した場合、タイヤ用部材ＴＰの張力が変化しなくても、ダンサアーム５８が回転する前後でトルクメータ６２の測定結果が変化するため、ダンサ回転モータ６０の出力トルクとタイヤ用部材ＴＰの張力との相関は、変化する。

【0109】

ここで、本実施形態では、上述したダンサ回転モータ６０の出力トルクとタイヤ用部材ＴＰの張力との相関の変化が加味された、ダンサアーム５８の角度とダンサ回転モータ６０が出力する補正されたトルクとの対応関係（以下、「ダンサアーム角度―トルク補正関係」と称する）を予め導出し、記憶部７６に記憶させている。

【0110】

制御部７０は、このダンサアーム角度―トルク補正関係に基づいて、ダンサアーム５８に伝達するトルクを補正する。この制御の詳細については後述する。

【0111】

なお、制御部７０は、ダンサ回転モータ６０に送信されるモータパルス信号により、ダンサアーム５８の角度情報を取得する。

【0112】

次に、図６を参照しながら、本実施形態に係る制御部７０の処理動作について説明する。

【0113】

図６は、制御部７０がタイヤ用部材ＴＰの張力を調整する処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ７８ＡがＲＯＭ７８Ｂ又は記憶部７６から張力調整プログラムを読みだして、ＲＡＭ７８Ｃに展開して実行することにより張力調整処理が行われる。

【0114】

ステップＳ１０１では、制御部７０は、搬送されるタイヤ用部材ＴＰの目標張力を記憶部７６から取得し、ダンサ回転モータ６０が出力するトルクの値をＣＰＵ７８Ａが演算することによって目標荷重範囲を導出する。

【0115】

導出されたトルクの値は、ＲＡＭ７８Ｃに記憶される。

【0116】

ステップＳ１０２では、制御部７０は、張力調整部５２のトルクメータ６２から、ダンサアーム５８の軸５８Ｂが受けているトルクの測定結果を取得する。

【0117】

ステップＳ１０３では、制御部７０は、張力調整部５２のサーボモータであるダンサ回転モータ６０から、ダンサアーム５８の角度を検出する。

【0118】

ステップＳ１０４では、制御部７０は、ステップＳ１０３で取得したダンサアーム５８の角度と、記憶部７６に記憶されたダンサアーム角度―トルク補正関係に基づき、ダンサ回転モータ６０が出力するトルクをステップＳ１０１で導出した値から補正する。

【0119】

補正したトルクの値は、ＲＡＭ７８Ｃに記憶される。

【0120】

ステップＳ１０５では、制御部７０は、ステップＳ１０４で補正したトルクの値と、ステップＳ１０２で取得したダンサアーム５８の軸５８Ｂが受けているトルクとの差分を求める。

【0121】

求めたトルクの値は、ＲＡＭ７８Ｃに記憶される。

【0122】

ステップＳ１０６では、制御部７０は、ステップＳ１０５で求めたトルクの値に基づいて、サーボモータがダンサアーム５８の軸５８Ｂにトルクを出力させる。

【0123】

ステップＳ１０７では、制御部７０は、タイヤ用部材ＴＰの搬送を継続するかを確認し、搬送を継続する場合には張力調整を続けるためステップＳ１０２に戻る。また、搬送を終了する場合には、処理を終了する。

【0124】

（作用及び効果）
上記の通り、制御部７０は、巻き取りドラム３２の周速を制御目標として搬送モータ４４の速度制御を行っており搬送部４０の搬送ローラ４２及び巻き取り部３０の巻き取りドラム３２の周速度を併せることが望ましい。

【0125】

しかしながら、機械振動、搬送ローラ４２や巻き取りドラム３２回転の変動等により、上記速度を合わせる事は、現実的には困難である。

【0126】

すなわち、搬送部４０の搬送ローラ４２及び巻き取り部３０の巻き取りドラム３２の周速度を同一にすることでタイヤ用部材ＴＰの張力を一定に保つことは困難である。

【0127】

ここで、本実施形態に係るタイヤ部品製造装置１０は、ダンサアーム５８をダンサ回転モータ６０で回転させ、タイヤ用部材ＴＰにテンショナーローラ５６を当てて荷重を加えることによってタイヤ用部材ＴＰに張力を生じさせる。

【0128】

これにより、タイヤ用部材ＴＰに加える荷重を一定範囲に保つことで、巻き出し部２０、巻き取り部３０、搬送部４０等のタイヤ用部材ＴＰを搬送するローラの回転速度によらずタイヤ用部材ＴＰの張力を一定範囲に調整することが可能になる。

【0129】

また、本発明に係るタイヤ部品製造装置１０は、トルクメータ６２によって、張力調整部５２のダンサアーム５８がタイヤ用部材ＴＰに加える荷重に関連する物理量として、ダンサアーム５８に生じているトルクを測定している。

【0130】

そして、タイヤ部品製造装置１０では、制御部７０が、トルクメータ６２によって測定したダンサアーム５８のトルクを用いてダンサ回転モータ６０をフィードバック制御する。

【0131】

これにより、ダンサ回転モータ６０の出力するトルクが、ダンサ回転モータ６０の温度上昇などの外乱によって変化した場合においても、ダンサ回転モータ６０の出力トルクすなわちテンショナーローラ５６がタイヤ用部材ＴＰを押す荷重を一定に保つことができる。

【0132】

したがって、ダンサアーム５８のトルクの変動を検出しない場合や、ダンサ回転モータ６０へ出力するトルク指令値を一定に制御する場合と比して、本実施形態に係るタイヤ部品製造装置１０によれば、タイヤ用部材ＴＰの張力をより高精度に調整することができる。

【0133】

また、本発明に係るタイヤ部品製造装置１０は、タイヤ用部材ＴＰの張力を一定範囲に調整するため、張力調整部５２のダンサアーム５８の角度に応じて、ダンサ回転モータ６０が出力するトルクを補正する。

【0134】

すなわち、ダンサアーム角度―トルク補正関係に基づき、図５－Ａに示すようなダンサアーム５８の回転角度θに応じて、テンショナーローラ５６にタイヤ用部材ＴＰが巻き掛かる角度の変化及びタイヤ用部材ＴＰのベンドロスによる、ダンサ回転モータ６０の出力トルクとタイヤ用部材ＴＰの張力の相関の変化が加味された値となるように、ダンサ回転モータ６０が出力するトルクを補正する。

【0135】

より具体的には、ダンサアーム５８の角度に応じてテンショナーローラ５６がタイヤ用部材ＴＰに巻き掛かる角度が変化するため、タイヤ用部材ＴＰに作用する張力を一定するために出力するトルクを、図５－Ｂに示すように変化させる。

【0136】

このタイヤ用部材ＴＰに作用する張力を一定するための出力トルクとダンサアーム５８の角度との関係を実験的に求めて記憶部７６に記憶しておき、ダンサアーム５８の角度に応じてダンサ回転モータ６０が出力するトルクを補正する。

【0137】

これにより、ダンサアーム５８の角度を検出しない場合や、搬送部４０の搬送ローラ４２のトルク又は回転速度でタイヤ用部材ＴＰに生じる張力を調整する場合と比して、タイヤ用部材ＴＰの張力をより高精度に調整することができる。

【0138】

なお、図５－Ｂに示す通り、－２０°から－１０°までの範囲においては、角度の変化に対する、出力するトルクの補正量の変化量が大きくなるため、タイヤ用部材ＴＰの張力をより高精度に調整するためには、ダンサアーム５８の角度は－１０°から２０°までの範囲とすることがより好ましい。

【0139】

（第１変形例）
図７は、本実施形態に係る変形例の一例である。図７に示すように、本変形例では、ダンサアーム５８には、ダンサアーム５８の軸５８Ｂに対してテンショナーローラ５６との反対側にカウンタウェイト６４が設けられている。

【0140】

本変形例では、図７においてカウンタウェイト６４がダンサアーム５８の軸５８Ｂに対してテンショナーローラ５６との反対側に設けられている。

【0141】

このため、ダンサアーム５８の軸５８Ｂに掛かるテンショナーローラ５６の重量によるモーメント（の少なくとも一部）は、カウンタウェイト６４の重量によるモーメントによって打ち消される。

【0142】

したがって、本変形例のように、ダンサアーム５８がカウンタウェイト６４を有する構成とすることで、ダンサアーム５８の慣性モーメントが低減される。

【0143】

これにより、ダンサアーム５８を回転させるために必要なトルクが低減するため、ダンサ回転モータ６０の容量を低減することができる。

【0144】

（第２変形例）
本変形例では、図８に示すように、一例として張力調整部５２に対して搬送方向下流側に張力測定部６６が設置されている。張力測定部６６は、巻き取り部３０に搬送される直前のタイヤ用部材ＴＰの張力を測定する。

【0145】

張力測定部６６は、一例として、接触型の張力測定器６８が好適に採用され、搬送されるタイヤ用部材ＴＰの張力を連続的に測定すると共に、制御部７０に測定した張力を送信する。

【0146】

本変形例に係るタイヤ部品製造装置１０は、ダンサアーム５８の角度に基づく第一実施形態で説明した張力調整動作に代えて、張力測定部６６で得られた結果に基づいてダンサ回転モータ６０の出力トルクを補正する。

【0147】

このように、張力調整部５２がタイヤ用部材ＴＰの張力を調整した結果をフィードバックされることで、張力調整部５２に対して搬送方向下流側で張力変動が生じた場合に、ダンサアーム５８の角度に依らず、高精度にタイヤ用部材ＴＰの張力を調整することができる。

【0148】

ただし、この場合、第一実施形態に係るタイヤ部品製造装置１０と比較して、張力測定器６８を省略することができない。

【0149】

（第３変形例）
また、ダンサアーム５８の回転角が所定の目標値になるように、ダンサ回転モータ６０の角度により搬送部４０の搬送ローラ４２をフィードバック制御してもよい。

【0150】

例えば、制御部７０は、ダンサアーム５８の回転角度θが増す場合には、搬送部４０の搬送ローラ４２の回転速度を下げ、ダンサアーム５８の回転角度θが減る場合には、搬送部４０の搬送ローラ４２の回転速度を上げることで、ダンサアーム５８の回転角を一定に保持する。

【0151】

これにより、タイヤ用部材ＴＰは、ダンサアーム５８によって張力を付与されつつ搬送姿勢が一定となり、タイヤ用部材ＴＰがテンショナーローラ５６に巻き掛かる角範囲の変化に起因したタイヤ用部材ＴＰの張力を一定にするトルクの補正が不要となる。

【0152】

なお、上記第一実施形態におけるダンサアーム５８の角度に応じたトルクの補正と、本変形例によるダンサアーム５８の回転角度θを一定に保つ制御を併用してもよい。

【0153】

この場合、ダンサアーム５８の回転角度θを一定に保つ制御をしつつも何らかの原因でダンサアーム５８の回転角度θが変動した場合でも、制御部７０によるダンサアーム５８の角度に応じたトルクの補正によりタイヤ用部材ＴＰの張力を一定にすることができる。

【0154】

また、この場合、制御部７０は、ダンサアームの回転角度θを変動前の角度に戻す制御を行ってもよく、ダンサアームの回転角度θを変動後の角度で一定に保つ制御を行ってもよい。

【0155】

本変形例においては、搬送部４０は、張力制御装置の構成要素と捉えることができる。

【0156】

（第４変形例）
また、ダンサアーム５８の回転角範囲を予め求めた所定の角度範囲とし、ダンサ回転モータ６０の角度に応じて搬送部４０の搬送ローラ４２の回転速度を調整してもよい。

【0157】

例えば、図５－Ａにおいて、ダンサアーム５８の回転角度θが所定の回転角度を超えた場合には、ダンサアーム５８の回転角度θが所定の角度範囲に収まるように、搬送部４０の搬送ローラ４２の回転速度を下げる。

【0158】

また、ダンサアーム５８の回転角度θが所定の回転角度を下回った場合には、ダンサアーム５８の回転角度θが所定の角度範囲に収まるように、搬送部４０の搬送ローラ４２の回転速度を上げる。

【0159】

このように、ダンサ回転モータ６０の角度に応じて搬送部４０の搬送ローラ４２の回転速度を調整することで、ダンサアーム５８が回転可能な角範囲を逸脱してダンサアーム５８がメカストッパに当たらないようにすることができる。

【0160】

（その他の変形例）
なお、上述した説明では、ダンサアーム５８に生じているトルクを取得するため、ダンサ回転モータ６０の出力軸に設けられたトルクメータ６２を用いていたが、これに限らず、ダンサアーム５８が受けるトルクを検出することが出来れば足りる。

【0161】

例えば、トルクメータ６２の代わりに、ダンサアーム５８にひずみゲージを取り付けることによって、ダンサアーム５８の曲げモーメントを測定し、ダンサアーム５８が受けるトルクを検出してもよい。

【0162】

この場合でも、上述したように発明に係るタイヤ部品製造装置１０と同様の効果を得ることができる。

【0163】

また、上述の説明においては、張力調整プログラムは、ＲＯＭ７８Ｂ又は記憶部７６に記憶されていたが、これに限らず、上述した張力調整プログラムが記録されたＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。

【0164】

また、張力調整プログラムは、ネットワークを介して、外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

【0165】

また、上述の説明においては、タイヤ用部材ＴＰの目標張力を記憶部７６から取得していたが、これに限らず、タッチパネル等の外部入力装置を用いて作業者が入力する形態とされていてもよい。

【0166】

また、例えば上述の説明におけるタイヤ成型装置８０には、搬送される経路の途中にタイヤ部品製造装置１０と同様に張力調整装置５０がさらに設けられていてもよい。

【0167】

この場合、タイヤ成型装置８０においてタイヤ成型ドラム８６に巻き取られるタイヤ用部材ＴＰの張力をより精度よく制御することができるため、生タイヤの品質をより安定化することが可能となる。

【0168】

また、上述の説明においては、本発明に係るタイヤ部品製造装置１０と、タイヤ成型装置８０とをそれぞれ説明していたが、タイヤ部品製造装置１０とタイヤ成型装置８０と組み合わせることでタイヤ製造装置として用いることも可能である。

【0169】

また、上述の説明においては、本発明に係るタイヤ部品製造装置１０は、圧着部９０を有していたが、これを備えずに予めゴムを被覆した繊維体Ｆを用いることで圧着部９０を有さないタイヤ製造装置とすることも可能である。

【0170】

また、上述の説明においては、本発明に係るタイヤ用部材ＴＰは、巻き取りドラム３２に巻き取られていたが、これに限らずに、例えばタイヤ成型ドラム８６に巻き取られてもよい。

【0171】

すなわち、タイヤ部品製造装置１０及びタイヤ成型装置８０は、巻き取り部３０やベルト巻き出しドラム８４、コンベア８２を有さずに一体化されたタイヤ製造装置として用いることも可能である。

【0172】

また、上述の説明においては、材料の一例としてコードのような有機繊維としていたが、これに限らない。例えばタイヤトレッド用のゴムを含む未加硫ゴム等のタイヤ用部品の材料とされていてもよく、ビードワイヤやスチールベルト等の金属製の線材とされているタイヤ用部品の材料でもよい。すなわち、タイヤ製造に関連する部材すべてが張力調整装置５０による張力調整対象になり得、タイヤ部品製造装置１０による製造対象になり得、タイヤ成型装置８０により用いられる材料になり得る。

【0173】

また、本発明に係る材料は、タイヤ用部品の原料に限られず、フィルム状、シート状、紐状又は帯状の材料のように、搬送方向と交差する方向に対して変形可能とされる場合において好適に採用され得る。

【0174】

また、本発明に係るタイヤ部品製造装置１０は、タイヤ部品の製造装置として用いる以外にも、張力調整装置５０を有する繊維体Ｆの搬送装置として用いることも可能である。

【0175】

＜第二実施形態＞
続いて、本発明の第二実施形態に係るタイヤ部品製造装置１００を図９及び図１０を適宜参照しながら説明する。タイヤ部品製造装置１００は、張力調整部５２に代えて張力調整部１５２を備える点で、第一実施形態とは異なる。なお、第一実施形態同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。

【0176】

（張力調整部）
図９に示されるように、本実施形態に係る張力調整部１５２は、第一実施形態に係る張力調整部１５２に対して次のように変更されている。すなわち、押しローラは、テンショナーローラ５６と、直動体１５８Ａを有すると共に直動する直動部材１５８であり、駆動部は、駆動モータ１６０であり、測定部は、荷重計１６２とされている。

【0177】

直動部材１５８は、タイヤ用部材ＴＰの搬送方向に対して略鉛直方向に直動し、一例として、タイヤ用部材ＴＰに対して下方に設置されている。

【0178】

テンショナーローラ５６は、直動体１５８Ａの一端側で回動可能に軸支され、第一実施形態と同様に、一対の支持ローラ１５４の間でタイヤ用部材ＴＰにタイヤ用部材ＴＰの搬送方向と交差する方向に荷重を加える。

【0179】

荷重計１６２は、テンショナーローラ５６がタイヤ用部材ＴＰに荷重を加える荷重を測定する。

【0180】

駆動モータ１６０は、直動体１５８Ａに直動機構を介して接続されており、直動体１５８Ａを直動させる。

【0181】

また、駆動モータ１６０は、回転角度及び回転速度を制御可能なサーボモータであり、第一実施形態と同様に制御部７０によって回転角度及び出力するトルクを制御される。

【0182】

なお、直動体１５８Ａを直動機構及び直線運動させる方法については特に限定されないが、一例として、駆動モータ１６０から出力される回転運動を、ラックアンドピニオン機構を用いて直線運動に変換する方法が好適に採用される。

【0183】

（張力調整）
本実施形態においても第一実施形態と同様に、一対の支持ローラ１５４間で、搬送中のタイヤ用部材ＴＰに対して一対の支持ローラ１５４と反対側の面側からテンショナーローラ５６によって荷重を加えることで、搬送中のタイヤ用部材ＴＰに張力を調整する。

【0184】

また、タイヤ用部材ＴＰの搬送中に、制御部７０は、荷重計１６２の測定結果を駆動モータ１６０にフィードバックし、該測定結果が制御目標範囲に収まるよう駆動モータ１６０を制御している。

【0185】

荷重計１６２の測定結果は、タイヤ用部材ＴＰの張力と相関があり、上記の制御によって、タイヤ用部材ＴＰの張力の変動が一定範囲内に収まる。

【0186】

ここで、図９に示すように直動体１５８Ａが直動した場合、第一実施形態と同様に、タイヤ用部材ＴＰの張力が変化しなくても、タイヤ用部材ＴＰがテンショナーローラ５６に巻き掛かる角範囲が変化することで、荷重計１６２で測定される荷重の測定結果は、変化する。

【0187】

また、第一実施形態と同様に、タイヤ用部材ＴＰは、一般的に曲げ剛性を有しているため、テンショナーローラ５６に巻き掛かることにより、タイヤ用部材ＴＰを曲げるための曲げ抵抗（ベンドロス）も生じる。

【0188】

そして、上記のようにタイヤ用部材ＴＰがテンショナーローラ５６に巻き掛かる角範囲が変化すると、曲げ抵抗も変化することとなり、これよっても荷重計１６２で測定されるトルクの測定結果は、変化する。

【0189】

このように、直動体１５８Ａが直動した場合、タイヤ用部材ＴＰの張力が変化しなくても、直動体１５８Ａが直動する前後で荷重計１６２の測定結果が変化するため、駆動モータ１６０の出力トルクとタイヤ用部材ＴＰの張力との相関は、変化する。

【0190】

ここで本実施形態では、上述した、駆動モータ１６０の出力トルクとタイヤ用部材ＴＰの張力との相関の変化が加味された、直動体１５８Ａの位置と駆動モータ１６０が出力する補正されたトルクとの対応関係（以下、「直動体の位置―トルク補正関係」と称する）を予め導出し、記憶部７６に記憶させる。

【0191】

この直動体の位置―トルク補正関係に基づいて、駆動モータ１６０が出力するトルクを補正する値を導出する。

【0192】

次に、図１０を参照しながら、本実施形態に係る制御部７０の処理動作及びタイヤ部品製造装置１０の動作について説明する。

【0193】

図１０は、制御部７０がタイヤ用部材ＴＰの張力を調整する処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ７８ＡがＲＯＭ７８Ｂ又は記憶部７６から張力調整プログラムを読みだして、ＲＡＭ７８Ｃに展開して実行することにより張力調整処理が行われる。

【0194】

ステップＳ２０１では、制御部７０は、搬送されるタイヤ用部材ＴＰの目標張力を記憶部７６から取得し、駆動モータ１６０が出力するトルクの値をＣＰＵ７８Ａが演算することによって目標荷重範囲を導出する。

【0195】

導出されたトルクの値は、ＲＡＭ７８Ｃに記憶される。

【0196】

ステップＳ２０２では、制御部７０は、張力調整部１５２の荷重計１６２から、直動体１５８Ａが受けている荷重を取得する。

【0197】

ステップＳ２０３では、制御部７０は、張力調整部１５２の駆動モータ１６０から、直動体１５８Ａの位置を検出する。

【0198】

ステップＳ２０４では、制御部７０は、ステップＳ２０３で取得した直動体１５８Ａの位置と、記憶部７６に記憶された、直動体１５８Ａの位置―トルク補正関係に基づいて、駆動モータ１６０が出力する荷重を、ステップＳ２０１で導出した値から補正をする。

【0199】

補正した荷重の値は、ＲＡＭ７８Ｃに記憶される。

【0200】

ステップＳ２０５では、制御部７０は、ステップＳ２０４で補正した荷重の値と、ステップＳ２０２で取得した直動体１５８Ａが受けている荷重との差分を求める。

【0201】

求めた荷重の値は、ＲＡＭ７８Ｃに記憶される。

【0202】

ステップＳ２０６では、制御部７０は、ステップＳ２０５で求めた荷重の値に基づいて、駆動モータ１６０が直動体１５８Ａを直動させる荷重を出力させる。

【0203】

ステップＳ２０７では、制御部７０は、タイヤ用部材ＴＰの搬送を継続するかを確認し、搬送を継続する場合は張力調整を続けるためステップＳ２０２に戻る。また、搬送を終了する場合は、処理を終了する。

【0204】

（作用及び効果）
本実施形態係るタイヤ部品製造装置１００では、駆動モータ１６０を駆動させることにより直動部材１５８を直線運動させ、タイヤ用部材ＴＰにテンショナーローラ５６を当てて荷重を加えることによってタイヤ用部材ＴＰに張力を生じさせる。

【0205】

そして、タイヤ部品製造装置１０では、制御部７０が、荷重計１６２によって測定したテンショナーローラがタイヤ用部材ＴＰを押す荷重を用いて駆動モータ１６０をフィードバック制御する。

【0206】

これにより、駆動モータ１６０によるテンショナーローラ５６がタイヤ用部材ＴＰを押す荷重が、駆動モータ１６０の温度上昇などの外乱によって変化した場合においても、該荷重を一定に保つことができる。

【0207】

したがって、テンショナーローラ５６がタイヤ用部材ＴＰを押す荷重の変動を検出しない場合や、駆動モータ１６０へ出力する位置指令値を一定に制御する場合と比して、本実施形態に係るタイヤ部品製造装置１００によれば、タイヤ用部材ＴＰの張力をより高精度に調整することができる。

【0208】

また、本発明に係るタイヤ部品製造装置１０は、タイヤ用部材ＴＰの張力を一定範囲に調整するため、張力調整部１５２のテンショナーローラ５６の位置に応じて、駆動モータ１６０が出力するトルクを補正する。

【0209】

すなわち、直動体１５８Ａの位置―トルク補正関係に基づき、直動体１５８Ａの位置に応じて、テンショナーローラ５６にタイヤ用部材ＴＰが巻き掛かる角度の変化及びタイヤ用部材ＴＰのベンドロスによる、駆動モータ１６０の出力トルクとタイヤ用部材ＴＰの張力の相関の変化が加味された値となるように、駆動モータ１６０が出力するトルクを補正する。

【0210】

これにより、直動体１５８Ａの位置を検出しない場合や、搬送部４０の搬送ローラ４２のトルク又は回転速度でタイヤ用部材ＴＰに生じる張力を調整する場合と比して、タイヤ用部材ＴＰの張力をより高精度に調整することができる。

【0211】

（第１変形例）
本実施形態に係るタイヤ部品製造装置１００では、さらにテンショナーローラ５６の上下方向の位置が所定の目標値になるように、該テンショナーローラ５６の位置により搬送部４０の搬送ローラ４２をフィードバック制御してもよい。

【0212】

例えば、制御部７０は、テンショナーローラ５６の位置が上昇する場合には、搬送部４０の搬送ローラ４２の回転速度を下げ、テンショナーローラ５６の位置が下降する場合には、搬送部４０の搬送ローラ４２の回転速度を上げることで、テンショナーローラ５６の位置を一定に保持する。

【0213】

これにより、タイヤ用部材ＴＰは、直動部材１５８によって張力を付与されつつ搬送姿勢が一定となり、タイヤ用部材ＴＰがテンショナーローラ５６に巻き掛かる角範囲の変化に起因したタイヤ用部材ＴＰの張力を一定にするトルクの補正が不要となる。

【0214】

なお、上記第一実施形態におけるダンサアーム５８の角度に応じたトルクの補正と、本変形例によるテンショナーローラ５６の位置を一定に保つ制御を併用してもよい。

【0215】

この場合、テンショナーローラ５６の位置を一定に保つ制御をしつつも何らかの原因でテンショナーローラ５６の位置が変動した場合でも、制御部７０によるテンショナーローラ５６の位置に応じたトルクの補正によりタイヤ用部材ＴＰの張力を一定にすることができる。

【0216】

また、この場合、制御部７０は、テンショナーローラ５６の位置を変動前の位置に戻す制御を行ってもよく、テンショナーローラ５６の位置を変動後の位置で一定に保つ制御を行ってもよい。

【0217】

本変形例においては、搬送部４０は、張力制御装置の構成要素と捉えることができる。

【0218】

（第２変形例）
上述したように、図９に示す直動体１５８Ａが直動した場合、テンショナーローラ５６と、支持ローラ１５４との距離が変化するため、タイヤ用部材ＴＰがテンショナーローラ５６に巻き掛かる角範囲も変化する。

【0219】

ここで、図１１に示すように、本変形例では、第二実施形態に係る張力調整装置１５０によりも一対の支持ローラ１５４の間隔を狭め、直動体１５８Ａのテンショナーローラ５６にタイヤ用部材ＴＰが巻き掛かる角範囲が１８０°となるように配置される。

【0220】

このように、タイヤ用部材ＴＰの巻き掛かる角範囲を１８０°とすれば、直動体１５８Ａの位置が変化した場合、すなわち、直動体１５８Ａが図１１における上方に直動した場合でも、テンショナーローラ５６にタイヤ用部材ＴＰが巻き掛かる角範囲が変化しない。

【0221】

このように、タイヤ用部材ＴＰが巻き掛かる角範囲を１８０°とすることにより巻き掛かる角範囲が変化しなくなるため、直動体１５８Ａの位置―トルク補正関係に基づくことなく、タイヤ用部材ＴＰに張力を発生させる直動体１５８Ａの位置を導出することができる。

【0222】

したがって、タイヤ用部材ＴＰが巻き掛かる角範囲を１８０°とすることで、タイヤ用部材ＴＰの張力をより高精度に調整することができる。

【0223】

（その他の変形例）
なお、本実施形態において、荷重計１６２は、直動体１５８Ａが受ける荷重を直接検出していたが、本実施形態に係る荷重計１６２は、これに限らない。

【0224】

例えば、第一実施形態と同様に、駆動モータ１６０の出力軸に組み込まれたトルクメータ６２を用い、駆動モータ１６０が出力するトルクから荷重を測定してもよい。

【0225】

また、本実施形態において、直動体１５８Ａは、駆動モータ１６０の回転トルクを直動機構により直線運動に変換していたが、本実施形態に係る直線運動方法は、これに限らない。例えば、リニアサーボモータや油圧シリンダを用いて、直接的に直線運動させてもよい。また、上記したラックアンドピニオン機構に代えて送りねじ機構を用いてもよい。

【0226】

なお、第一実施形態で採用可能な変形例は、本実施形態においても適宜採用し、組み合わせることができる。

【0227】

以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態を説明したが、本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【産業上の利用可能性】

【0228】

本開示による張力調整装置は、材料の張力を高精度に調整しながら搬送する張力調整装置、搬送装置、タイヤ部品製造装置及びタイヤ製造装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0229】

１０…タイヤ部品製造装置、２０…巻き出し部、２２…材料ドラム、２４…巻き出しモータ、３０…巻き取り部、３２…巻き取りドラム、３４…巻き取りモータ、４０…搬送部、４２…搬送ローラ、４６…ピンチローラ、５０…張力調整装置、５２…張力調整部、５４…支持ローラ、５６…テンショナーローラ、５８…ダンサアーム、直動部材（押しローラの一例）、５８Ａ…アーム、直動体、５８Ｂ…軸、６０…ダンサ回転モータ（駆動部の一例）、６２…トルクメータ（測定部の一例）、６４…カウンタウェイト、６６…張力測定部、６８…張力測定器、７０…制御部、７６…記憶部、７８Ａ…ＣＰＵ、７８Ｂ…ＲＯＭ、７８Ｃ…ＲＡＭ、７９…バス、８０…タイヤ成型装置、８２…コンベア、８４…ベルト巻き出しドラム、８６…タイヤ成型ドラム、９０…圧着部、９２…圧着ローラ、９４…圧着モータ、１００…タイヤ部品製造装置、１５０…張力調整装置、１５２…張力調整部、１５４…支持ローラ、１５８…直動部材、１５８Ａ…直動体、１６０…駆動モータ、１６２…荷重計、Ｆ…繊維体、Ｉ…仮想線、ＴＰ…タイヤ用部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5-A】

【図5-B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】