(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-15
(45)【発行日】2023-05-23
(54)【発明の名称】ゴム材料の搬送ローラ機構
(51)【国際特許分類】
B29C 48/92 20190101AFI20230516BHJP
B29C 48/08 20190101ALI20230516BHJP
B29C 48/285 20190101ALI20230516BHJP
B65H 20/02 20060101ALI20230516BHJP
B29K 21/00 20060101ALN20230516BHJP
B29L 7/00 20060101ALN20230516BHJP
【FI】
B29C48/92
B29C48/08
B29C48/285
B65H20/02 A
B29K21:00
B29L7:00
(21)【出願番号】P 2019101559
(22)【出願日】2019-05-30
【審査請求日】2022-03-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000003148
【氏名又は名称】TOYO TIRE株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【氏名又は名称】森下 賢樹
(72)【発明者】
【氏名】小林 知行
(72)【発明者】
【氏名】丹羽 勝治
【審査官】北澤 健一
(56)【参考文献】
【文献】実開昭62-035807(JP,U)
【文献】実開昭64-056443(JP,U)
【文献】実開平01-153221(JP,U)
【文献】特開昭59-081153(JP,A)
【文献】特開2018-069666(JP,A)
【文献】特開2015-093432(JP,A)
【文献】特開昭61-295953(JP,A)
【文献】特開平04-251061(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 48/00-48/96
B65H 20/00-20/40
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
長尺のゴム材料が外周に接触して回転し、前記ゴム材料を搬送するローラと、
前記ローラの回転を検出する検出器と、
前記ゴム材料が前記ローラに接触するように押圧力を与える押圧部と、
を備え
、
前記押圧部は、前記ローラを前記ゴム材料に押圧する押圧部材を有することを特徴とするゴム材料の搬送ローラ機構。
【請求項2】
前記検出器は、前記ローラとともに移動することを特徴とする請求項
1に記載のゴム材料の搬送ローラ機構。
【請求項3】
前記ローラは、ゴム押出機における供給口へ前記ゴム材料を搬送する搬送路の最も下流に設けられていることを特徴とする請求項1
または2に記載のゴム材料の搬送ローラ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばゴム押出機へゴム材料を供給する経路に設けられる搬送ローラ機構に関する。
【背景技術】
【0002】
タイヤの製造では、いわゆるストリップワインディング工法が知られている。この工法ではストリップ状に押出加工したゴムを成型用のフォーマーに巻き取りながら概ねタイヤ状に積層し、未加硫タイヤを成型する。成型工程で使用し押出機に供給するゴム材料の形式をロープ状の長尺ゴムに統一できるため、前工程である材料準備工程を簡略化できるという利点がある。
【0003】
特許文献1には、供給部からストレーナーを介して押出機へゴム材料を供給する形式の押出装置において、ストレーナーのホッパーへゴム材料を供給する経路中に設けられたゴム材料の供給切れ検出機構が開示されている。ゴム材料の供給用ローラの一部と同軸に円周方向に等間隔の切欠きを形成した円盤を取付け、この円盤に隣接して近接スイッチを設けている。ローラの回転、即ち円盤の回転を、近接スイッチを横切る切欠きを計数することによって測定できるようになっている。ローラ上をゴム材料が正常に送られている時には一定の回転数が計測されるが、ゴム材料の供給切れが生じると、ローラの回転数が落ち、近接スイッチで回転数の異常を検出して電気的信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載のゴム材料の供給切れ検出機構は、ゴム材料の供給速度が変化する場合に、ゴム材料が振れてローラから浮き上がることによってローラの回転数が低下し、異常を検出してしまう。また、押出機への供給口付近でのゴム切れを検出する場合であっても、ゴム材料のローラからの浮き上がりによるローラの回転数低下を異常状態として検出してしまう蓋然性があった。
【0006】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ゴム切れの誤検出を抑制することができるゴム材料の搬送ローラ機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のある態様はゴム材料の搬送ローラ機構である。ゴム材料の搬送ローラ機構は、長尺のゴム材料が外周に接触して回転し、前記ゴム材料を搬送するローラと、前記ローラの回転を検出する検出器と、前記ゴム材料が前記ローラに接触するように押圧力を与える押圧部と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ゴム切れの誤検出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】実施形態1に係るゴム押出装置の構成を示す側面図である。
【
図3】ゴム材料Gがゴム押出機へ供給されている状態を説明するための模式図である。
【
図4】
図4(a)~
図4(c)はフォーマーへの貼始めの工程を説明するための模式図である。
【
図5】
図5(a)~
図5(c)はフォーマーへの巻きつけおよび貼終わりの工程を説明するための模式図である。
【
図6】ゴム材料Gがゴム押出機の供給口付近で切れた状態を説明するための模式図である。
【
図7】実施形態2に係る搬送ローラ機構の構成を示す側面図である。
【
図8】変形例に係る搬送ローラ機構の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに
図1から
図8を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【0011】
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るゴム押出装置100の構成を示す側面図である。ゴム押出装置100は、ゴム供給部1およびゴム押出機5を備え、ゴム供給部1から長尺のゴム材料Gをゴム押出機5へ供給し、ゴム押出機5から押し出したリボン状のゴムを例えば円筒状のフォーマー6に巻きつけてゴム部材を形成する。ゴム材料Gは長尺のロープ状およびシート状等であり、フォーマー6に形成されるゴム部材は、例えばタイヤのトレッドやサイドウォールなどである。
【0012】
ゴム押出機5は、ハウジング50、バレル51およびギアポンプ52等を有する。ハウジング50は、床上に設置された架台59に、例えばボールねじやリニアガイドなどの機構部品を介して支持されており、ハウジング50を含むゴム押出機5が押出し方向と平行な1軸方向に直動可能に構成されている。バレル51は、筒状であり、供給口51aおよびスクリュー51bを有している。バレル51は、一端部がハウジング50に固定されており、他端部にギアポンプ52が設けられている。供給口51aに供給されたゴム材料Gは高温に熱せられ、スクリュー51bによって練り込まれる。尚、スクリュー51bは、ハウジング50内に設けたモータ(図示略)によって回転駆動される。
【0013】
ゴム押出機5は、バレル51の他端部に設けたギアポンプ52の駆動によってゴムを押し出す。ギアポンプ52は、例えば噛み合わされた2つの歯車を有し、該歯車の回動によってゴムを押出し方向へ流動させる。ゴム押出機5は、先端に設けた口金53から押し出したゴムの端部をフォーマー6に接触させる。ゴム押出機5は、ゴムの押出速度を加速し、ストレッチャー54を進展させて、回転するフォーマー6にゴムを巻きつける。ゴム部材の形成に必要な分の巻きつけが完了すると、ゴム押出機5からのゴムの押出速度を減速し、ストレッチャー54を後退させつつゴムを切断する。
【0014】
ゴム供給部1は、駆動ローラ10、ダンサローラ11および搬送部12を有し、ボビン7に巻かれたゴム材料Gを引き出して搬送し、ゴム押出機5へゴム材料Gを供給する。駆動ローラ10は、下流側に設けたダンサローラ11の上下動に基づいて駆動制御される。ダンサローラ11は、ゴム材料Gの供給量が十分となってゴム材料Gにかかるテンションが低くなると下降し、ゴム材料Gの供給量が不足気味となってゴム材料Gにかかるテンションが高くなると上昇する。駆動ローラ10は、ダンサローラ11が下降すると回転速度が低くなり、上昇すると回転速度が高くなるように制御される。
【0015】
搬送部12は、搬送ローラ機構20を含む複数のローラを有し、ゴム押出機5とダンサローラ11等との位置関係に応じて、ゴム材料Gの搬送経路を形成する。例えば、
図1に破線で示す鉛直軸まわりに回転するローラ40などを設けてゴム材料Gを案内することで搬送方向を鉛直軸まわりに変えることができる。
【0016】
搬送ローラ機構20は、搬送部12における最も下流の位置に設けられている。搬送ローラ機構20を通過したゴム材料Gは、ゴム押出機5の供給口51aに送り込まれる。搬送ローラ機構20は、ゴム押出機5と搬送部12との間でのゴム材料Gが切れた状態になったことを検出する。
【0017】
図2は、搬送ローラ機構20の構成を示す側面図である。搬送ローラ機構20は、ローラ21、検出器22および押圧部30を有する。ローラ21は、ゴム材料Gが外周に接触して搬送されることで中心軸まわりに回転する。ローラ21の端部には周方向に延びる複数の金属製の板体21aが円周方向に離間して設けられているが、同等の形状を有する円盤等が設けられていてもよい。検出器22は、例えば近接センサであり、板体21aの接近および離反を検知し、ローラ21の回転を検出する。
【0018】
押圧部30は、押圧部材31および弾性部材32を有する。押圧部材31は、棒状または板状であり、一端部31a側でローラ21の中心軸と平行な軸30aのまわりに回動可能に支持されており、他端部31bにおいてローラ21との間でゴム材料Gを挟む。弾性部材32は、例えばねじりコイルばねであり、押圧部材31の他端部31bをローラ21側へ押圧する。尚、押圧部材31は、一端部31aがストッパ30bに当接することで回動が停止し、他端部31bとローラ21との間に隙間が空けられる。
【0019】
次にゴム押出装置100における搬送ローラ機構20の動作について説明する。
図3はゴム材料Gがゴム押出機5へ供給されている状態を説明するための模式図である。
図3に示すように、ゴム材料Gが搬送部12で搬送され、切れずにゴム押出機5へ供給されている正常状態では、搬送ローラ機構20のローラ21にゴム材料Gが接触し、ローラ21が回転する。ローラ21の回転は、検出器22によって検出されている。
【0020】
上述のように、フォーマー6でゴム部材が形成される過程では、ゴム押出機5からのゴムの押出速度が変化し、さらにゴム押出機5自体も押出し方向へ直動する。例えばフォーマー6でタイヤ用のゴム部材を1つずつ形成する場合、各ゴム部材ごとに、ゴム押出機5自体が押出し方向へ前進および後退し、ゴムの押出速度を加速および減速し、これに合わせて搬送部12からゴム押出機5の供給口51aに至るゴム材料Gのテンションの上昇および低下が繰り返される。ゴム材料Gは、テンションの上昇および低下に伴って振れが発生する。
【0021】
図4(a)~
図4(c)は、フォーマー6への貼始めの工程を説明するための模式図である。ゴム押出機5は、
図4(a)に示す待機状態から、
図4(b)に示すように前進してフォーマー6に口金53を接近させ、ギアポンプ52を駆動して押し出したゴムを接触させてフォーマー6に貼り付ける。ゴム押出機5の前進に伴って、ゴム材料Gが前方へ引き出されるため、ゴム供給部1のダンサローラ11が上昇する。
図4(c)に示すように、フォーマー6が回転し、ゴム押出機5から押し出したゴムのフォーマー6への巻きつけが開始する。ゴム供給部1では、ダンサローラ11の上昇に伴って駆動ローラ10が駆動されボビン7からゴム材料Gが供給される。
図4(a)から
図4(c)示す工程では、ゴム材料Gのテンションが上昇し、駆動ローラ10の駆動によってテンションが下降する。
【0022】
図5(a)~
図5(c)は、フォーマー6への巻きつけおよび貼終わりの工程を説明するための模式図である。
図4(c)に示すフォーマー6へのゴムの巻き付け開始後、
図5(a)に示すようにストレッチャー54が進展して、フォーマー6に巻き付けられるゴムを押えフォーマー6へ巻きつけ、ゴム押出機5を後退させる。ゴム押出機5の後退に伴ってゴム材料Gが押し返されてテンションが下降し、
図5(a)に破線で示すようにゴム材料Gが搬送部12において浮き上がるような力を受ける。ゴム押出機5の後退後、フォーマー6へのゴムの巻きつけが定常状態となると、ゴム材料Gの供給状態も定常状態となり、ゴム材料Gにかかるテンションは多少の変動があるもののほぼ一定状態となる。
【0023】
図5(b)に示す工程では、フォーマー6への巻き取りが完了する直前に、ストレッチャー54を後退させつつ、ゴム押出機5を再び前進させてフォーマー6に口金53を接近させ、ギアポンプ52の駆動を停止させる。ゴム押出機5の前進でゴム材料Gにかかるテンションが上昇する。次に
図5(c)に示す工程において、ギアポンプ52を停止させた状態でゴム押出機5を後退させることによって、口金53から押し出されたゴムをフォーマー6に巻きつけられたゴムから切断し、ゴム押出機5を待機状態に戻す。この工程においてもゴム押出機5の後退に伴ってゴム材料Gが押し返されてテンションが下降し、
図5(c)に破線で示すようにゴム材料Gが搬送部12において浮き上がるような力を受ける。
【0024】
搬送ローラ機構20では、ゴム材料Gの搬送方向がゴム押出機5の供給口51a方向へ変化しており、テンションの低下に伴う供給口51aから搬送ローラ機構20方向へのゴム材料Gの押し返し、並びに
図5(a)および
図5(c)に示したゴム材料Gの押し返しによって、ゴム材料Gをローラ21から浮き上がらせる力が働く。ゴム材料Gは、例えば断面が長径50mm~80mm、短径15mm~30mmの楕円形状のロープ状であり、一定の曲げ剛性を有している。このため、供給口51a付近でゴム材料Gを軸方向に押し返す力が働いたときに屈曲せずに搬送ローラ機構20付近まで力が伝達し、ゴム材料Gが搬送ローラ機構20から浮き上がる可能性がある。ゴム材料Gがたとえ平たいシート状のものであっても、ゴム材料Gの硬さや、供給口51aと搬送ローラ機構20の距離や配置関係等に拠っては、供給口51aおよび搬送ローラ機構20間に位置するゴム材料Gの曲げ剛性が高くなり、ゴム材料Gが搬送ローラ機構20から浮き上がる可能性がある。
【0025】
搬送ローラ機構20の押圧部材31は、ゴム材料Gがローラ21から浮き上がらないようにゴム材料Gを押圧しており、ローラ21の回転を維持する。検出器22は、ローラ21が回転していることを検出し続けるため、ゴム材料Gの浮き上がりによるローラ21の停止を誤検出することが抑制される。尚、ゴム材料Gがシート状であっても、押圧部材31が無ければローラ21からゴム材料Gが浮き上がる可能性はあるが、押圧部材31が設けられていることで、ローラ21からのゴム材料Gの浮き上がりを抑制することができる。また、押圧部材31は、弾性部材32によって押圧力を受けているが、弾性部材32を設けずに自重でゴム材料Gを押えるものであってもよい。
【0026】
図6はゴム材料Gがゴム押出機5の供給口51a付近で切れた状態を説明するための模式図である。ゴム押出機5の供給口51aから供給されたゴム材料Gは加熱されて高温となっており、搬送部12で搬送されている常温のゴム材料Gに比べて切れやすい状態となっている。上述のようにゴム材料Gにかかるテンションが上昇および低下を繰り返すことによって、ゴム押出機5の供給口51a付近でゴム材料Gが切れてしまうことがある。また他の工程のトラブルなどのために待機時間が生じた場合、ゴムGが十分に温められてしまうため、復旧後の最初の成形では特にこの問題が生じやすい。
【0027】
ゴム押出機5の供給口51a付近でゴム材料Gが切れると、ゴム材料Gの端部が供給口51a付近に引っ掛かって滞留することがあり、駆動ローラ10の駆動でゴム材料Gが供給され続けると、搬送ローラ機構20のローラ21からゴム材料Gが浮き上がる。押圧部材31は、ゴム材料Gをローラ21へ押圧しているが、滞留したゴム材料Gのローラ21からの浮き上がりには抗し得ない程度の押圧力でゴム材料Gを押えているものとする。
【0028】
図2に示す搬送ローラ機構20は、ゴム押出機5の供給口51aへゴム材料Gを供給する搬送路(搬送部12)の最も下流に配設されている。搬送ローラ機構20は、搬送部12の最も下流に配設されているため、ゴム押出機5のスクリュー51bによってゴム材料Gが引き出されているかを検知できる。このためスクリュー51bが回転している状態で、ゴム材料Gの浮きが搬送ローラ機構20で検知されると、直ちに材料の停滞が生じたと判断できる。
【0029】
また、
図2に示す搬送ローラ機構20は、ゴム押出機5の供給口51aへゴム材料Gを供給する搬送路(搬送部12)においてゴム材料Gの流れの方向が変化する部分を形成するように配設されている。このため、搬送ローラ機構20は、ゴム材料Gに接触し易く、供給口51aにおけるゴム切れによるゴム材料Gのローラ21からの浮き上がりの影響を受け易く、ゴム切れの検出が容易となる。尚、搬送ローラ機構20は、ゴム材料Gが接触し易く浮き上がりの影響を受け易い効果を得ることを考慮して、
図2に示す以外の搬送部12を構成する上流側のローラに適用されてもよい。
【0030】
搬送ローラ機構20のローラ21からゴム材料Gが浮き上がると、ローラ21の回転は停止し、検出器22によってローラ21の回転停止が検出される。検出器22によってローラ21の回転停止が検出されたことを、例えば表示装置や音声で外部へ報知することで、ゴム押出装置100がゴム切れによる異常状態となったことを作業者等に知得させることができる。
【0031】
また、搬送ローラ機構20のローラ21の回転停止が検出器22によって検出された場合に、ゴム押出機5のゴムの押し出しを停止し、駆動ローラ10の駆動を停止するようにしてもよい。
【0032】
このようにゴム切れによる異常状態が搬送ローラ機構20のローラ21の回転停止によって検出される。一方、
図3に示すゴム切れが発生していない正常状態においては、ゴム材料Gがローラ21から浮き上がってローラ21の回転が停止してしまうことを、押圧部材31によって抑制しているため、ゴム切れの誤検出を抑制することができる。
【0033】
(実施形態2)
図7は、実施形態2に係る搬送ローラ機構20の構成を示す側面図である。搬送ローラ機構20は、ローラ21を押圧部材31で回動可能に支持する。押圧部材31は、ローラ21の中心軸と平行な軸30aまわりに回動可能に支持し、弾性部材32によってゴム材料G側へ押圧される。弾性部材32は、例えばねじりコイルばねを用いる。検出器22は、押圧部材31に固定されている。
【0034】
ローラ21の中心軸と検出器22との位置関係は一定となっており、検出器22によって、ローラ21に設けた板体21aの接近および離反を検知し、ローラ21の回転を検出する。弾性部材32によって押圧部材31がゴム材料G側へ押圧され、これと共にローラ21がゴム材料G側へ押圧されて、ゴム材料Gのローラ21からの浮き上がりが抑制される。
【0035】
実施形態2に係る搬送ローラ機構20は、実施形態1と同様に、ゴム切れが発生していない正常状態において、ゴム材料Gがローラ21から浮き上がってローラ21の回転が停止してしまうことを、押圧部材31によって抑制しているため、ゴム切れの誤検出を抑制することができる。実施形態1ではゴム材料Gを初期配置する際にローラ21と押圧部材31との間に挿入する必要があったが、実施形態2に係る搬送ローラ機構20では、ゴム材料Gをローラ21に載せ置くことで配置できるため、作業性が良くなる。
【0036】
(変形例)
図8は、変形例に係る搬送ローラ機構20の構成を示す側面図である。押圧部材31は、上下方向に延びるガイド33によって上下方向に移動可能に支持されており、弾性部材32によってゴム材料G側へ押圧される。弾性部材32は、例えばコイルばねを用いる。変形例に係る搬送ローラ機構20は、実施形態2と同様に、正常状態におけるゴム切れの誤検出を抑制することができ、ゴム材料Gをローラ21に載せ置くことで配置できるため、作業性が良くなる。
【0037】
上述の各実施形態および変形例では、検出器22として近接センサを用いる例を示したが、ローラ21の回転を検出することができる他の形式のセンサであってもよい。また、弾性部材32は、ねじりコイルばねやコイルばねを用いる例を示したが、ゴムなどの他の弾性体を用いてもよい。
【0038】
次に各実施形態および変形例に係るゴム材料Gの搬送ローラ機構20の特徴について説明する。
実施形態に係るゴム材料Gの搬送ローラ機構20は、ローラ21、検出器22および押圧部30を備える。ローラ21は、長尺のゴム材料Gが外周に接触して回転し、ゴム材料Gを搬送する。検出器22はローラ21の回転を検出する。押圧部30は、ゴム材料Gがローラ21に接触するように押圧力を与える。これにより、ゴム材料Gの搬送ローラ機構20は、ゴム切れが発生していない正常状態において、ゴム材料Gがローラ21から浮き上がってローラ21の回転が停止してしまうことを、押圧部30によって抑制しているため、ゴム切れの誤検出を抑制することができる。
【0039】
また押圧部30は、ローラ21との間でゴム材料Gを挟む押圧部材31を有する。これにより、ゴム材料Gの搬送ローラ機構20は、ゴム材料Gを押圧部材31とローラ21とで挟んでローラ21からの浮き上がりを抑制することができる。
【0040】
また押圧部30は、ローラ21をゴム材料Gに押圧する押圧部材31を有する。これにより、ゴム材料Gの搬送ローラ機構20は、ゴム材料Gをローラ21に載せ置くことで配置できるため、作業性が良くなる。
【0041】
また検出器22は、ローラ21とともに移動する。これにより、ゴム材料Gの搬送ローラ機構20は、ローラ21と検出器22との位置関係が一定となり、検出器22によってローラ21の回転を検出することができる。
【0042】
またローラ21は、ゴム押出機5における供給口51aへゴム材料Gを搬送する搬送部12の最も下流に設けられている。これにより、ゴム材料Gの搬送ローラ機構20は、供給口51aにおけるゴム切れによるゴム材料Gのローラ21からの浮き上がりの影響を受け易く、ゴム切れの検出が容易となる。
【0043】
以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
【符号の説明】
【0044】
G ゴム材料、 20 搬送ローラ機構、 21 ローラ、 22 検出器、
30 押圧部、 31 押圧部材、 5 ゴム押出機、 51a 供給口。