WO2001000380A1 - Procede et dispositif de production pour matiere plastique assemblee - Google Patents

Description

明 細 書 接合ゴムの製造方法及び接合ゴムの製造装置 技術分野 本発明は、 シート状の未加硫ゴム材料を接合してなる各種の接合ゴムを製造す る方法及び装置に関する。

背景技術 シート状の未加硫ゴム材料の端部を接合してなる構造品としては、 例えば、 タ ィャ構成部材である力一カスプライやベルト等がある。 これらは、 タイヤ製造ェ 程において、 鋼線や繊維等のコードに対しカレンダロールを用いてゴムを被覆し てシート状に押し出した後、 カツタ一等で順次切断してなるシート状未加硫ゴム 材料を成型ドラム上に巻きつけ、 その先端部と後端部とを互いに接合することに より製造される。 これらは、 円筒形状であり、 生タイヤの製造に供される。

ところで、 前記シート状未加硫ゴム材料における端部どうしを接合する方法に は、 大きく分けて、 2つの端面を互いに重ね合せて接合する方法 （重ね合せ接合 方法） と、 2つの端面どうしを突き合せて接合する方法 （突き合せ接合方法） と の 2つがある。

前者の方法、 即ち、 前記重ね合せ接合方法の場合、 引張力が接合面に平行に働 くので接合強度は十分確保されるものの、 オーバラップ部分の厚みが厚くなつて しまい、 また、 その厚みが幅方向に一定せず寸法精度に劣り、 これをタイヤに用 いると該タイヤのュニフォミティが低下してしまうという問題がある。

一方、 後者の方法、 即ち、 前記突き合せ接合方法の場合、 全幅方向に直って均 一に接合させることが難しく、 引張力が接合面に垂直に働くので十分な接合強度 が得にくいという難点がある力 この点を克服すれば全体に直って厚みを一定さ せることができ、 寸法精度が高く、 これをタイヤに用いると該タイヤのュニフォ ミティを向上させることができる。

前記突き合せ接合方法は、 種々の提案がなされており、 本出願人による特公昭

6 1 - 8 7 7 0号公報には、 ジョイントローラによリシ一ト状未加硫ゴム材料の 端面どうしを互いに圧接する接合方法が提案されている。 しかし、 この接合方法 の場合、 シート状未加硫ゴム材料における接合する端面どうしを、 対向するジョ イントローラ対により圧接するため、 該端面どうしが所要の形状をしている必要 がある上、 接合強度が十分でないという問題がある。

また、 特開平 3— 2 5 6 7 3 2号公報には、 シート状未加硫ゴム材料の接合に 際して端面の矯正を行うことが提案されている。 しかし、 ここでは、 接合方法に ついては、 従来から一般的に知られている、 成形ドラム上にシート状未加硫ゴム 材料を巻き付けて手作業でその先端部と後端部とを接合させる方法しか記載され てなく、 作業効率が悪く、 接合強度を常に安定して確保することが困難であると いう問題がある。

本発明は、 前記従来における諸問題を解決し、 作業効率に優れ、 かつ高い接合 精度と十分な接合強度とを確保することが可能な、 接合ゴムの製造方法及び製造 装置を提供することを目的とする。 発明の開示 前記目的を達成するための第一の発明は、 シート状未加硫ゴム部材における一 の端面を、 他の端面と突き合せ可能に整形する端面整形工程と、 前記一の端面と 他の端面とを互いに突き合せ、 接合させる端面接合工程と、 を含むことを特徴と する接合ゴムの製造方法である。

この第一の発明では、 前記端面整形工程において、 前記シート状未加硫ゴム部 材における前記一の端面と前記他の端面とが互いに突き合せ可能に整形される。 そして、前記端面接合工程において、該一の端面と前記他の端面とが突き合され、 接合される。 このため、 得られる接合ゴムにおいては、 接合が効率良く行われる と共に、 その接合面に隙間がなく、 高い寸法精度と十分な接合強度とが確保され る。 前記目的を達成するための第二の発明は、 突き合せたシート状未加硫ゴム部材 における前記一の端面と前記他の端面との接触部上でジョイントロ一ラを転動さ せながら該接触部に沿って移動させて、 該一の端面と該他の端面とを圧接させる 端面圧接工程と、 該一の端面と該他の端面との圧接部に超音波を印加して該圧接 部を溶着させる溶着工程と、を含むことを特徴とする接合ゴムの製造方法である。 この第二の発明では、 前記端面圧接工程において、 該一の端面と該他の端面と が突き合される。 そして、 その接触部上をジョイントローラを転動させつつ、 こ れを該接触部に沿つて移動させることにより、 該接触部が隙間なく圧接される。 その後、 前記溶着工程において、 隙間なく圧接された圧接部に超音波を印加され、 該圧接部が溶融し、 均一に溶着される。 このため、 得られる接合ゴムにおいては、 接合が効率良く行われると共に、 その接合面に隙間がなく、 より高い寸法精度と 接合強度とが確保される。 前記目的を達成するための第三の発明は、 シ一ト状未加硫ゴム部材における一 の端面の形状を測定する測定手段と、 該測定手段による測定結果に基づいて他の 端面を前記一の端面と突き合せ可能に整形する整形手段と、 を有する端面整形装 置と、前記一の端面と他の端面とを互いに突き合せ、接合させる端面接合装置と、 を備えたことを特徴とする接合ゴムの製造装置である。

この第三の発明では、 前記端面整形装置における前記測定手段が、 シート状未 加硫ゴム部材における一の端面の形状を測定する。 そして、 前記整形手段が、 該 測定手段による測定結果に基づいて他の端面を前記一の端面と突き合せ可能に整 形する。 前記端面接合装置が、 該一の端面と前記他の端面とを突き合し、 接合す る。 その結果、 接合面に隙間がなく、 高い寸法精度と十分な接合強度とを有する 接合ゴムが効率良く製造される。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の一実施の形態におけるシート状材料の製造からタイヤ構成部 材の成型までの工程を示す図である。

図 2は、 端面位置矯正装置の要部を示す正面図である。

図 3は、 同要部断面図である。

図 4は、 カッター装置の正面図である。

図 5 A及 図 5 Bは、 端面位置矯正装置の作業経過を説明する要部断面図であ る。

図 6 Aは、 シート状材料の切断した先端端面位置を示す図である。

図 6 Bは、 シート状材料の切断した先端端面位置 （一部） を示す図である。 図 7は、 端面圧接装置の概略正面図である。

図 8は、 シート状材料とジョイントュニットの平面図である。

図 9は、 ジョイントローラの断面図である。

図 1 0は、 成型ドラムと超音波溶着装置の概略図である。

図 1 1は、 超音波溶着装置の要部側面図である。

図 1 2は、 別の実施の形態の端面位置矯正装置及び搬送装置の概略側面図であ る。

図 1 3は、 前ハンドと後ハンドの要部断面図である。

図 1 4は、 端面位置矯正装置の動きを経時的に図示した説明図である。

図 1 5は、 図 1 4の続きの説明図である。

図 1 6は、 カーカスプライの両端の接合の一例を示す断面図である。

図 1 7は、 ジョイントローラにより接合している状態を示す断面図である。 図 1 8は、 超音波溶着装置により接合している状態を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態 前記第一の発明においては、 以下の態様が好ましい。 即ち、

前記端面整形工程における前記他の端面が、 該シート状未加硫ゴム部材におけ る端面、 又は、 他のシート状未加硫ゴム部材における端面である態様である。 この態様においては、 前記他の端面が、 前者の端面である場合には輪状の未加 硫ゴム部材、 例えば、 タイヤ用のカーカスプライやベルト等が製造され、 後者の 端面である場合にはシート状等の未加硫ゴム部材、 大判のゴムシート等が製造さ れる。 前記端面整形工程において、 前記シート状未加硫ゴム部材における一の端面の 形状を測定し、 該測定結果に基づいて該一の端面を整形し、 該一の端面の形状と 突き合せ可能な形状に他の端面を整形する態様である。

この態様においては、 前記一の端面と前記他の端面とが互いに突き合せ可能な 形状に整形されるので、 接合面に隙間が生じない。

前記測定は、 各種のセンサを使用して行うことができ、 該センサとしては、 変 位センサ、 光センサ、 カメラなどが挙げられる。 前記端面整形工程において、 前記シート状未加硫ゴム部材における一の端面の 形状を変位センサ、 又は、 光センサを用いて測定する態様である。

この態様においては、 前記一の端面の形状が、 前記変位センサ又は前記光セン サを用いて測定されるので、 短時間で効率良く、 しかも正確に測定される。 前記端面整形工程において、 前記シート状未加硫ゴム部材における長手方向に 交差する前記一の端面及び 又は前記他の端面の形状を幅方向に亘つて測定し、 該測定結果に基づいて該一の端面及びノ又は該他の端面の形状を該長手方向に整 形する態様である。

この態様においては、 前記シート状未加硫ゴム部材が、 長尺の形状を有し、 そ の長手方向に交差する前記一の端面及びノ又は前記他の端面の形状を該長手方向 に、 例えば該長手方向と直交する方向に、 整形される。 前記端面接合工程が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触部上で ジョイントロ一ラを転動させながら該接触部に沿って移動させて、 該一の端面と 該他の端面とを圧接させる端面圧接工程である態様である。

この態様においては、 前記端面接合工程が端面圧接工程であり、 突き合せた前 記一の端面と前記他の端面との接触部上で転動され、 該接触部に沿って移動され るジョイントローラの押圧力によって、該一の端面と該他の端面とが圧接される。 このため、 接合面に隙間が生じない。 前記端面接合工程が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触部に超 音波を印加して該接触部を溶着させる溶着工程である態様である。

この態様においては、 前記端面接合工程が溶着工程であり、 前記一の端面と前 記他の端面との接触部がそこに印加された超音波による熱で溶融し、 均一に溶着 されるので、 該接触部には断層がなく均一でありかつ連続している。 このため、 接合部に隙間がなく、 該接合部の接着性に優れ、 高い寸法精度と十分な接合強度 とを有する接合ゴムが効率良く製造される。 前記端面接合工程が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触部上で ジョイントローラを転動させながら該接触部に沿つて移動させて、 該一の端面と 該他の端面とを圧接させる端面圧接工程と、 該一の端面と該他の端面との圧接部 に超音波を印加して該圧接部を溶着させる溶着工程と、 を含む態様である。

この態様においては、 ジョイントローラの押圧力によって、 前記一の端面と前 記他の端面とが圧接され、 隙間のない圧接部が形成される。 そして、 この圧接部 は、 そこに印加された超音波による熱で溶融し、 均一に溶着されるので、 該圧接 部には断層がなく均一でありかつ連続している。 このため、 該圧接部の接着性に 優れ、高い寸法精度と十分な接合強度とを有する接合ゴムが効率良く製造される。 得られる接合ゴムの引張り強度が 1 . 5〜2 . 0 k g f である態様である。 この態様においては、 得られる接合ゴムは、 特にタイヤ構成部材等として十分 な接合強度を有し、 該タイヤ構成部材等として好適に使用される。 前記端面整形工程及び前記接合工程の少なくとも一方を、 成型ドラム上で行う 態様である。

この態様においては、 接合ゴムの製造と同時に又はその直後に成型を行うこと ができ、 作業効率に優れる。 前記端面整形工程及び前記接合工程の少なくとも一方を、 成型ドラムに巻回し た状態の他のシート状未加硫ゴム上に前記シート状未加硫ゴム部材を更に巻回し て積層した状態で行う態様である。

この態様においては、 前記成形ドラム上で一の接合ゴムを製造した後、 該一の 接合ゴム上に他の接合ゴムを積層した状態で製造することができるため、 作業効 率に優れる。 この態様により、 例えば、 輪状に接合したインナーライナ一と、 輪 状に接合したベ力一カスプライ等とが積層した状態で製造される。 また、 前記第三の発明においては、 以下の態様が好ましい。 即ち、 前記端面接合装置が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面とを圧接させる 端面圧接装置を備えた態様である。

この態様においては、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面とを前記端面圧 接装置の押圧力によリ圧接されるので、 該一の端面と該他の端面との接触部の接 着強度は十分である。

前記端面圧接装置としては、 例えば、 ジョイントローラ、 押圧ローラ、 押圧板 などが挙げられる。 前記端面圧接装置が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触部上を 転動しながら該接触部に沿って移動して、 該一の端面と該他の端面とを圧接させ るジョイントローラである態様である。

この態様においては、 ジョイントローラの押圧力によって、 前記一の端面と前 記他の端面とが圧接され、 隙間のない圧接部が形成される。 そして、 この圧接部 は、 そこに印加された超音波による熱で溶融し、 均一に溶着されるので、 該圧接 部には断層がなく均一でありかつ連続している。 このため、 該圧接部の接着性に 優れ、高い寸法精度と十分な接合強度とを有する接合ゴムが効率良く製造される。 前記端面接合装置が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触部を溶 着させる溶着装置を備えた態様である。

この態様においては、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触部を前 記溶着装置による熱で溶融させ、 溶着するので、 該一の端面と該他の端面との接 触部は、 断層がなく、 均一でありかつ連続しており、 接着強度に優れる。

前記溶着装置としては、 例えば、 超音波発生装置、 加熱ヒータ、 加熱ローラ、 加熱板などが挙げられる。 前記溶着装置が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触部に超音波 を印加して該接触部を溶着させる超音波発生装置である態様である。

この態様においては、 前記一の端面と前記他の端面との接触部に超音波を印加 し、 該超音波による熱で該接触部を溶融し、 均一に溶着するので、 該接触部は断 層がなく均一でありかつ連続している。 このため、 接合部に隙間がなく、 該接合 部の接着性に優れ、 高い寸法精度と十分な接合強度とを有する接合ゴムが効率良 く製造される。 前記測定手段が、 変位センサ、 又は、 光センサを有する態様である。

この態様においては、 前記一の端面の形状が、 前記変位センサ又は前記光セン サにより測定されるので、 短時間で効率良く、 しかも正確に測定される。 前記整形手段が、 前記測定手段が測定した測定結果に基づき前記シート状未加 硫ゴム部材における前記一の端部及び Z又は前記他の端部を、 該シート状未加硫 ゴム部材に対し水平方向に所定量捩じる整形が可能であると共に、 該シート状未 加硫ゴム部材に対し垂直方向に所定量変位させる整形が可能であり、

該シート状未加硫ゴム部材を固定可能であると共に昇降可能な押え部材と、 該 押え部材の側面に沿って幅方向に複数、 昇降自在に支持されたスライドプレート と、 揺動可能であリ該スライドプレートと共に前記シート状未加硫ゴム部材を把 持可能なクランプ爪と、 を備えた態様である。

この態様では、 前記押え部材が、 前記シート状未加硫ゴム部材を押えて固定す る。該シート状未加硫ゴム部材における前記一の端部及び 又は前記他の端部を、 該押え部材の側面に沿って支持された前記スライドプレートと前記クランプ爪と により挟持する。 前記押え部材は、 昇降可能であると共に該シート状未加硫ゴム 部材に対し水平方向に所定量捩じる整形が可能であり、 昇降した後、 所定量回転 することにより、 該シート状未加硫ゴム部材は捩じられ、 該一の端部及びノ又は 該他の端部が整形される。 更に、 前記スライドプレートは、 前記押え部材の側面 に沿って幅方向に複数、 昇降自在に支持されているので、 所望の前記スライドプ レートを昇降させることにより、 該一の端部及び 又は該他の端部が更に整形さ れる。 成形ドラムと、 前記シート状未加硫ゴム部材における前記一の端面及び 又は 前記他の端面を把持し、 該成形ドラム上に移動させる把持手段と、 を更に備えた 態様である。

この態様においては、 前記成形ドラム上にシート状未加硫ゴム部材を前記把持 手段にょリ移動させることができるため、 作業効率に優れる。 以下、 本発明の接合ゴムの製造方法及び接合ゴムの製造装置の一実施形態につ いて、 図 1から図 1 1を参照しながら説明する。

本実施形態に係る接合ゴムの製造装置 1は、 シート状未加硫ゴム材料 2を成型 ドラム 70上で、 その先端部と後端部とを互いに突き合せて接合し、 タイヤ構成部 材 （カーカスプライ、 ベルト等） を製造する装置である。 シート状未加硫ゴム材料の製造からタイャ構成部材の成型までの工程を、 図 1 に示す。 鋼線や繊維等のコードにカレンダロールによリ未加硫ゴムが被覆されて、 シ一 ト状材料が押出成型される （プロセス P 1 ) 。

押し出されたシート状材料は適当な長さに切り取られて巻取ロールに巻き取ら れる （プロセス P 2 ) 。

巻取ロールに巻き取られたシート状材料を適当に繰り出し、 カツタ一装置によ リ順次切断して所定の長さに切り出す （プロセス P 3 ) 。

先端と後端とを切断されたシート状材料における一の端面が、 端面整形装置に より、 その切断された端面の長手方向に交差する方向に整形がなされる （プロセ ス P 4 ) 。

端面形状が整形されたシート状材料は、 成型ドラムに巻き付けられ （プロセス P 5 ) 、 先端面と後端面とを互いに対向させる。

端面圧接装置によリシ一ト状材料の先端面と後端面が圧接される （プロセス P 6 ) 。

その後、 圧接された端面どうしが溶着装置によリ超音波を印加されて溶融し、 溶着される （プロセス P 7 ) 。 例えば、 プロセス P 4からプロセス P 7までを、 端面整形装置 10、 端面圧接装 置 71及び超音波溶着装置 100を備えた接合ゴムの製造装置 1によリ行うことがで き、 この接合ゴムの製造装置 1により、 例えば、 タイヤ構成部材を製造すること ができる。 以下、 接合ゴムの製造装置 1について説明する。

まず、 端面整形装置 10について、 図 2から図 6 A及び図 6 Bを参照しながら説 明する。

図 2は、 端面整形装置 10の要部を示す正面図である。 シート状材料 2は、 前後 方向 （図 2において紙面と直交する方向） に延在した状態で配置されている。 同 前後方向に指向した梁部材 1 1の両側面には、 ガイドレール 12が水平に固定されて いる。 ガイドレール 12には、 前後動自在にメインフレーム 13が係合している。 メ ィンフレーム 13は、 ねじ軸 15によリ前後方向に貫通した状態でこれに螺合してい る。 ねじ軸 15を回動させると、 ナット部材 14と共にメインフレーム 13を前後に移 動させることができる。 メインフレーム 13の下端部には、 ブラケット 16が前方へ突出した状態で設けら れている。 昇降フレーム 17は、 上下のクロスバ一 19， 20を 2本の摺動ロッド 18, 18で連結してなる構造を有する。 昇降フレーム 17は、 ブラケット 16に対して摺動 ロッド 18， 18を貫通させて上下動自在に配設されている。

ねじ軸 22は、 メインフレーム 13に取り付けたモータ 21の駆動によリ回動する。 ねじ軸 22は、上側のクロスバ一 19のナット部材 22aに上下方向に貫通螺合しておリ、 モータ 21を駆動させると昇降フレーム 17を昇降させることができる。 昇降フレーム 17の下部には、 水平方向に長尺の押え部材 26が水平面内で旋回可 能に連結されている。 押え部材 26は、 下側のクロスバ一20に設けられたモータ 27 によりピニオン 28、 セクタギヤ 29を介して回動する。 押え部材 26の前後面には、 長手方向に亘つて複数枚のスライ ドプレート 33が、 互いに独立に上下に摺動自在に配設されている。 図 3の断面図に示すように、 押 ぇ部材 26を前後に貫通する窓孔 26 a内に昇降自在に嵌合されたブロック 35が前後 のスライドプレート 33, 33を一体に連結しており、 押え部材 26の上部に設けられ たシリンダ 36を駆動させることにより、 ブロック 35を介して前後のスライ ドブレ ート 33， 33を昇降させることができる。

なお、 ブロック 35内の矩形孔に貫通されたカムシャフト 37によリスライドブレ —ト 33， 33の上下昇降範囲が規制される。

カムシャフト 37は、 サ一ボモータ 38によリ回動する。 図 3の断面図に示すように、 前後のスライドプレート 33， 33にそれぞれ対向し てクランプ爪 30， 30が、 その上部において水平回転軸 30 a , 30 aに嵌着されてい る。 各クランプ爪 30 , 30は、 シリンダ 31， 31とそれに連結した揺動アーム 32， 32 とからなる駆動手段によって水平回転軸 30 a， 30 aが回転され、 この回転に伴つ てクランプ爪 30， 30が互いに独立に揺動し、 スライドプレート 33， 33との間を開 閉し、 シート状材料 2の端部を挟持することができる。

なお、 スライドプレート 33， 33の表面には挟持したシート状材料 2のすベり止 めを目的としたエッジング処理が施され、 クランプ爪 30， 30の下端縁には複数本 のスリット力形成されている。 図 3に示すように、 シート状材料 2を搬送するローラ 51の搬送経路内の所定位 置に前後のローラ 51， 51に挟まれて受台 52が配置されている。 受台 52の左右幅方 向には、 長尺の凹部に折曲げ体 53が昇降自在に嵌合されている。 受台 52の下面に 取り付けたシリンダ 5 4を駆動させると、 折曲げ体 53は上下に昇降する。

折曲げ体 53の上面中央部には、 左右方向に指向したカッター溝 55が形成されて いる。 押え部材 26及びその前後のクランプ爪 30 , 30等の上流側に配置されたカッター 装置 56は、 図 3及び図 4に示すように、 左右に配置されたプーリ 60, 61間にタイ ミングベルト 62が架渡され、 タイミングベルト 62の上側走行部分と下側走行部分 にそれぞれ結着された移動体 59， 59がタイミングベルト 62の回動で左右対称に接 離する。

移動体 59の左右幅方向の移動量は、 プーリ 60の回転量を検知するセンサ 63によ リ計測される。 各移動体 59， 59にはエアシリンダ 57， 57により上下動する昇降部材 59 a， 59 a を有し、 昇降部材 59 a， 59 aに前後に摺動を許して保持部材 59 b， 59 bが支持さ れ、 保持部材 59 b， 59 bに左右対称形状なし 2枚で一対の切断刃 58， 58が垂設保 持されている。

切断刃 58， 58の各前後方向変位を、 それぞれ保持部材 59 b， 59 bを介して検出 する変位センサ 64， 64が昇降部材 59 a， 59 aに取り付けられている。 以上のようなカッター装置 56においては、 図 3及び図 4に示すように、 初期状 態として、 左右の切断刃 58， 58が、 下方のカッター溝 55の上方で中央で接してい る状態にあり、 カツタ一溝 55を跨いで所定量シート状材料 2が搬送されたところ で、 エアシリンダ 57， 57を作動して切断刃 58， 58をシート状材料 2に突き刺し、 次いでタイミングベルト 62を回動させて切断刃 58， 58を互いに離隔させると、 切 断刃 58， 58は、 シート状材料 2を左右外方向に切り裂くことができる。 その際、 切断刃 58， 58の左右幅方向の移動量は、 センサ 63により検出され、 切 断刃 58， 58の前後の変位量は、 変位センサ 64， 64により検出される。

したがって、 シート状材料 2の切断面の形状が切断と同時に計測される。 なお、 カッター装置 56のさらに上流側には、 図 4に示すように、 変形防止手段 65が配設されている。

変形防止手段 65は、 図示しない駆動手段によって軸受 66に対して揺動する剛性 プレート 67と、 その先端に固定された板ばね 68とからなる。 板ばね 68の先端縁に は、 複数のスリットが形成されている。 板ばね 68を下方に揺動して受台 52との間でシート状材料 2を挟むことにより、 シート状材料 2の上流側を固定し、 切断や矯正の作業中にシート状材料 2が変形 するのが防止される。 カッター装置 56によリシ一ト状材料 2を切断し、 同時に切断面の形状を計測し たときに、 切断先端縁の長手方向に交差する端面形状が図 6 Aに実線で示す曲線 のような波形状である場合、 先ず、 この曲線に近似する直線 X— Xを演算し、 左 右幅方向に平行な基準直線 Y— Yとなす角度 Θを求めておく。 押え部材 26を左右幅方向に指向させた姿勢で、 折曲げ体 53と変形防止手段 65と の間に移動し、 下降してシート状材料 2の先端部 2 aを残して上流側を受台 52上 で押圧する。

なお、 このときカッター装置 56は退避している。 そして、 折曲げ体 53を受台 52から上方へ突出させると、 シート状材料 2の先端 部 2 aを上向きに折り曲げてスライ ドブレ一ト 33に沿わせることができ、 その折 リ曲げられた先端部 2 aをクランプ爪 30がスライドブレ一ト 33との間で挟み保持 することができる （図 5 A参照） 。 この操作時以外は、 折曲げ体 53は、 原位置に 下降された状態にある。 その後、 今までシート状材料 2を押えていた板ばね 68を離し、 押え部材 26を昇 降フレーム 17の上昇によリシ一ト状材料 2と共にある程度持ち上げた状態で、 モ ータ 27の駆動により押え部材 26を旋回させて、 シート状材料 2の先端部 2 aを捩 じり、 図 6 Aにおける近似直線 X— Xを基準直線 Y— Yに実質的に一致させる。 押え部材 26の旋回角度は、 予め演算しておいた近似直線 X - Xと基準直線 Y— Yとの角度 Θに基づいて決める。 この捩じれ整形によりシ一ト状材料 2の先端縁の形状が、 図 6 Aにおいて実線 で示された曲線から 2点鎖線で示す曲線に変形され、 整形される。

次いで、 先端縁の特に突出していた部分 （図 6 Bにおいて、 幅方向に等分割し て左から順に付した番号で 2番から 4番の部分） に対応するスライドプレート 33 だけを、 それぞれのシリンダ 36の作動によリカムシャフト 37による規制範囲で下 降変位させることにより、 表面にエッジング処理を施したスライ ドプレート 33と 共に該突出した部分の端面形状を、 その下降量と等量だけを下降変形させ、 整形 することができる。 図 6 Bに示す場合は、 この部分整形によリ 1点鎖線で示すシート状材料 2の先 端縁の 2番から 4番の曲線部分が略距離 1だけ下降して 2点鎖線で示す曲線に変 形し、 基準直線 Y— Yに沿った端面形状に変形され、 整形されている。

こうして、 シート状材料 2の先端縁が基準直線 Y— Yに実質的に一致した端面 形状に整形される。 先端縁が整形されたシート状材料 2は、 所定量搬送されてカツタ一装置 56によ リ切断され、 切断された後端縁の端面形状の整形が行われる。

後端縁の端面形状の整形は、 図 3において、 2点鎖線で示すようにシート状材 料 2の後端部 2 bを後側のスライ ドプレート 33とクランプ爪 30が挟持して行われ る。 後端部 2 bは、 先端縁の場合と同様に、 捩じれ整形と、 シート状材料 2にお ける水平方向と交差する方向 （垂直方向） に変形させる部分整形とにより、 基準 直線 Y—Yに実質的に一致した端面形状に整形される。 以上のように、 端面整形装置 10によリ先端縁と後端縁とが互いに突き合せ可能 に整形された所定長さのシート状材料 2は、 成型ドラム 70に巻回されて端面圧接 装置 71によリプロセス P 6の先端面と後端面との圧接が行われる。 端面圧接装置 71は、 図 7の概略正面図に図示するように、 機構が左右対称に構 成されており、 よって一方の側について以下簡単に説明する。

成型ドラム 70の中心軸に平行に架設されたガイドレール 77に取付ブラケット 83 が、 左右幅方向に摺動自在に支持されている。 取付ブラケット 83は、 ガイドレ一 ル 77と平行なねじ軸 74に螺合貫通され、 モータ 72の駆動がプーリ 73， 75に架渡さ れたベルト 76を介してねじ軸 74が回動されると、 取付ブラケット 83がガイドレ一 ル 77に案内されて左右方向に移動する。 取付ブラケット 83には、 シリンダ 86が取リ付けられており、 シリンダ 86の成型 ドラム 70側に向けて突出したピストンロッド 87の先端に矩形の枠体 88が取り付け られてジョイントュニット 92が設けられている。 図 8に示すように、 矩形の枠体 88には外側に寄った位置で前後の側体間に成型 ドラム 70の表面形状に合致した曲率の外周面を有するつづみ状の押えローラ 89が 回転自在に架設され、 中央および内側に寄った位置には前後に対をなすジョイン トローラ 90，90' ，91 , 91 ' が 2対架設されてジョイントユニット 92が構成されてい る。 各ジョイントローラ 90, 90' , 91 , 91 ' は、 その回転軸が左右幅方向に対して角度 (例えば 75度） を有して前後対称に傾斜しており、 その互いに接近した側の開口 端縁に複数の歯 tが全周に直って形成されて対をなす前後のジョイントローラ 90, 90' どうし、 ジョイントローラ 91 , 91 ' どうしが部分的に接した箇所の歯 tを 互いに嚙み合わせている。 またジョイントローラ 90，90' , 91 , 91 ' は、 その外周面に円周方向に延在するよ う鋸歯状の複数の突条 rが環状又は螺旋状に形成され、 突条 rの断面形状は図 9 に図示するように歯 tの側から離れる方向にその回転軸線に対して 45度傾斜して いる。 ジョイントローラ 92は、 図 7に示すように、 左右対称に一対設けられている。 以下、 端面圧接工程の動作を説明する。

成型ドラム 70には、 シート状材料 2が巻き付けられ、 その先端面と後端面が僅 かな間隙を存して互いに対向するようにする。 成型ドラム 70を回転して左右のジョイントユニット 92， 92がシ一ト状材料 2の 継ぎ目に沿って配置され、 一方のジョイントュニット 92を左右幅方向の略中央に 位置してシリンダ 86の駆動で下降し、 図 8に示すように、 シート状材料 2の先端 部 2 aと後端部 2 bとの上に押えローラ 89、 前後のジョイントローラ

90, 90' , 91 , 91 ' が跨ってそれぞれ接しかつ押圧する。 そしてモータ 72の駆動で取付ブラケット 83を介してジョイントュニット 92を幅 方向外側に移動すると、 シート状材料 2の先端部 2 aと後端部 2 bとは、 まず押 えローラ 89により押えられた後に回転軸線が傾斜したジョイントローラ

90, 90' , 91 , 91 ' の転動によリ突条 rが先端部 2 aと後端部 2 bとを互いに近づけ る方向に寄せ合わせ、 連続的に先端面と後端面を圧接していく。 こうして一方のジョイントュニット 92が中央部から側方へ適当な距離圧接した ところで、 他方のジョイントュニット 92を既に圧接された中央部に下ろして他側 方へ移動して左右同時に圧接作業を行い、 シ一ト状材料 2の先端面と後端面とが 継ぎ合わされる。 前の端面整形工程において、 シート状材料 2の先端面と後端面とが基準直線 Y 一 Yに実質的に一致した形状に整形されているので、 この端面圧接工程において は、 全幅方向に直って先端面と後端面とが隙間なく突き合わされ確実に圧接され る。 次に、 プロセス P 7の端面の溶着工程に入り、 シート状材料 2の圧接された端 面を超音波により溶着する。

図 1 0及び図 1 1に超音波溶着装置 100の概略図を図示する。

超音波溶着装置 100は、 超音波発生装置 102と、 これに高周波電力を供給する高 周波電力発生装置 103とを備えてなる。 超音波発生装置 102は、 保持プレート 104 に下向きに懸垂固定した一対の軸受部材 105により回転自在に軸支され、高周波電 力発生装置 103からケーブル 103cを介して超音波発生装置 102の後部に設けたスリ ップリング 106に高周波電力が供給される。 超音波発生装置 102は、 超音波変換器 （例えば圧電素子） を内部に収容した本体 107と、 その後部のスリップリング 106と、 前部に機械的に強固に結合したブース タホーン 108と、ブースタホーン 108の先端部に機械的に強固に結合した振動子 109 とを有し、スリップリング 106からの高周波電力を超音波変換器の圧電素子に印加 し、 圧電素子を電気的に励振して圧電素子に高周波振動を生起させ、 この高周波 振動をブースタホーン 108を介して振幅増幅して振動子 109に伝播させる。 振動子 109の厚板円板 1 10においてブースタホーン 108からの軸方向の振動が径 方向の高周波振動に変換され、厚板円板 1 10の外周表面から超音波が放射される。 超音波の周波数としては 20〜50kHzの範囲内が適当である。 超音波発生装置 102は、図 1 0に示すように振動子 109の厚板円板 1 10の外周面が 成型ドラム 70に巻き付けられたシート状材料 2の前記圧接された継ぎ目を押圧し、 継ぎ目に沿って転動できる姿勢に支持される。

振動子 109の押圧力は 14kgfとし、 高周波電力発生装置 103の高周波出力電力 350 ワットとし、 超音波発生装置 102から発生させる超音波の周波数を 40kHzとし、 厚 板円板 110をシ一ト状材料 2の継ぎ目の端部からサ一ボモータによる自動横行に より約 20丽/秒の移動速度で継ぎ目に沿って転動させる。 シート状材料 2の圧接された先端面と後端面とは、振動子 109の超音波照射によ リゴムが加熱溶融して相互に溶着して接合する。

前記端面圧接工程において、 シート状材料 2の先端面と後端面とは確実に圧接 されており、 そこに隙間は存在しないので、 この超音波による溶着により幅方向 全てに亘つて確実に端面どうしを溶着し接合することができる。 ここに 1. 5〜2. 0kgfの接合強度 （引張り強度） を容易に確保でき、 力一カスブラ ィ等のタイヤ構成部材としては十分の強度である。

突き合せ接合なので、 高い接合精度を有し、 タイヤのュニフォミティを向上さ せることができる。 前記端面圧接工程では、 その前工程である前期端面整形工程によリ端面形状が 整形されているので、 端面圧接作業が確実かつ円滑になされ、 また、 前記溶着工 程では、 その前工程である前記端面圧接工程によリ端面が十分に圧接されている ので、 超音波による溶着作業が確実かつ円滑になされる。 その結果、 作業が適正 かつ効率良く行われる。

以上の実施形態では、 タイヤ構成部材のシート状未加硫ゴム部材の接合につい て開示したが、 タイヤ構成部材に限らずまたゴムシート内部にコードが埋設され ていると否とにかかわらずシート状未加硫ゴム部材の接合に適応できる。 また以上の端面位置矯正工程、 端面圧接工程、超音波溶着工程の 3つの工程は、 2つずつ組み合わせても 1. 5〜2. Okgfの接合強度を確保することが可能である 。 即ち、 端面整形工程と端面圧接工程との組合わせ、 端面圧接工程と溶着工程と の組み合せ、 端面整形工程と溶着工程との組み合せ、 などが可能である。 次に、 端面整形工程の別の実施形態について、 図 1 2から図 1 5を参照しなが ら説明する。

図 1 2において、 シート状材料 120が巻取ロール（図示せず） からフェスッ一ン 122を介してベルトコンベア 123， 124により搬送されて、 成型ドラム 125に至る過 程において、 端面整形装置 130は、 主にベルトコンベア 123の下流部からベルトコ ンベア 124上でシート状材料 120の端面位置の矯正を行う。 両ベルトコンベア 123， 124の間には、 シート状材料 120を幅方向に切断するカツ ター 126及び切断したシート状材料 120の先端面及び後端面の形状を検出する光に よる検出センサ 127が必要に応じて出没自在に設けられている。 端面位置矯正装置 0は、ベルトコンベア 123から成型ドラム 125までの主にベル トコンベア 124の上方においてシート状材料 120の流れ方向 （前後方向） に指向し て支持レール 131が敷設されており、同支持レール 131に前後一対の前ハンド 132， 後ハンド 133が、 互いに独立に前後方向に摺動自在に吊設されている。 図 1 3に示すように、 前ハンド 132及び後ハンド 133は、 互いに前後対称に構成 されており、 それぞれが端面整形装置 10において、 互いに対向する側の一方のク ランク爪 30及びその揺動機構を除いた構造をしている。 即ち、 前ハンド 132は、 押え部材 132 aの下流側側面に沿って幅方向に複数のス ライドプレート 132 bが昇降自在に支持され、 クランプ爪 132 cが揺動してスライ ドプレート 132 bとの間でシート状材料 120の先端部を挟むようになつている。 なお、 各スライドプレート 132 bにはゴムプレート 132 dがそれぞれ取り付けら れていて、 クランプ爪 132 cがゴムプレート 132 dを介してスライドプレート 132 bとの間でシ一ト状材料 120の先端部をずれないように確固として挟み、各スライ ドプレート 132 bとゴムプレート 132 dとにより挟まれた先端部分をそれぞれ独立 にスライドブレ一ト 132 bとゴムプレート 132 dと一体に昇降することができる。 後ハンド 133は、 押え部材 133 a， スライドプレート 133 b , クランプ爪 133 c， ゴムプレート 133 d等により前ハンド 132と前後対称な構造をしていてシート状材 料 120の後端部を確実に挟むことができる。

また、 前ハンド 132及び後ハンド 133は、 それぞれ端面整形装置 10と同様に押え 部材 132 a， 133 a等が水平面内で旋回可能である。 以上のような構造の端面整形装置 130による端面整形工程及び搬送工程を、図 1 4及び図 1 5に基づいて順を追って説明する。

図 1 4及び図 1 5は、 主要素のみからなる簡略図により動きを経時的に図示し た説明図である。 まず、 図 1 4①に示すように、 前ハンド 132及び後ハンド 133がベルトコンベア 123の下流部上方のホームポジションに位置しており、 シート状材料 120がセンタ リングされながらベルトコンベア 123によリ搬送されてきて、先端をベルトコンべ ァ 123とベルトコンベア 124との間に位置させている。

ここで検出センサ 127によリシ一ト状材料 120の先端の端面形状が検出される。 そして前ハンド 132がシー卜状材料 120の先端を、 前記した折曲げ体（図示せず） 等を用いて所定位置で把持する （図 1 4②参照） 。

前ハンド 132は、 シート状材料 120の先端を把持した状態で前方へ移動しベルト コンベア 123， 124の駆動とともにシート状材料 120を前方へ引き出すようにして搬 送していく （図 1 4③参照） 。 このとき、 検出した先端の端面形状に特に大きく突出したリ凹んでいたりする 箇所があれば、 ベルトコンベア 123上で移動中に所要のスライドプレート 132 bを 昇降させて、 該先端部を変形させ整形させておく。

なお、 必要ならば押え部材 132 aの旋回による捩じれ整形も行う。

先端面の形状のデータは、 この整形した箇所及び量等によリ修正しておく。 シート状材料 120を所定量引き出し搬送した処で、 搬送を停止し、 カッター 6 によリ定長に切断する （図 1 4④参照） 。

そしてカッター 126を退避させ検出センサ 127を所定位置に移動させ、 定長切断 されたシート状材料 120の後端の端面形状及び他方のシート状材料 120の先端の端 面形状を検出センサ 127により検出する。 次に、 後ハンド 133を移動して所定位置で定長切断されたシート状材料 120の後 端を把持する （図 1 5⑤参照） 。

シート状材料 120の先端を前ハンド 132が把持し後端を後ハンド 133が把持して 定長切断されたシート状材料 120をベルトコンベア 124の駆動と協働して成型ドラ ム 125に搬送する （図 1 5⑥参照） 。 この搬送中に後端を把持した後ハンド 133が、 シート状材料 120の後端の端面形 状を整形する。

即ち、 先端面の形状のデータに後端面の形状のデータを照らし合わせ、 先端面 形状に後端面形状を突き合せ可能となるように後ハンド 133が押え部材 133 aの旋 回による捩じれ整形及び所要スライドプレート 133 bの昇降による部分整形を行 ラ。 そして前ハンド 132が成型ドラム 125にシート状材料 120の先端を貼り付け、後ハ ンド 133がシ一ト状材料 120の後端を解放し、ベルトコンベア 124の駆動と成型ドラ ム 125の回転によリ成型ドラム 125の周上に定長のシ一ト状材料 120が巻き付けら れる （図 1 5⑦参照） 。

前ハンド 132と後ハンド 133とは、 ホームポジションに戻る。 その後、 成型ドラム 125に巻き付けられた定長のシート状材料 120は、 端面圧接 装置や超音波溶着装置によリ先端面と後端面との接合がなされるが、 シート状材 料 120の後端端面形状が先端端面形状に合わせて矯正されているので、高い寸法精 度で確実に接合される。

また、 端面形状の整形は、 搬送しながら行われるので、 作業効率が極めて良い。 定長切断されたシート状材料 120の先端端面形状に後端端面形状を合わせるよ うに整形したが、後端端面形状に先端端面形状を合わせるように整形してもよく、 また先端端面形状と後端端面形状とをそれぞれ基準形状に合わせるように整形し てもよい。 次に別の例における端面圧接工程と超音波溶着工程について、 図 1 6ないし図 1 8に基づいて説明する。

これは、成型ドラム 160に、 先にシート状未加硫ゴム部材であるインナライナー 150が巻き付けられており、その上にシート状未加硫ゴム部材である力一カスブラ ィ 151が巻き付けられ、 先端と後端とが接合される例である。 図 1 6に示すようにィンナライナ一 150の上に巻き付けられた力一カスプライ 151の先端面と後端面とに隙間 Sが形成されている場合、前記したと同じ対をなす ジョイントローラ 161， 16Γ を転動することにより、 図 1 7に示すように先端部 151 aと後端部 151 bとを互いに近づける方向に寄せ合わせて連続的に圧接してい

カーカスプライ 151はインナライナ一 150に接しているので、 未加硫ゴム部材ど うしが密着して力一カスプライ 151の先端部 151 aと後端部 151 bとの互いの下層 部は移動し難く寄せ合わせることが困難であり、 よって図 1 7に示すように先端 部 151 aと後端部 151との端面が互いに上層部で接しているが、 下層部では接する ことができず、 空隙 S aが形成されてしまうことがある。 しかし次段で超音波溶着装置を用いて図 1 8に示すように前記したと同じ振動 子 162により溶着すると、超音波照射によりゴムが加熱溶融して空隙 S aを埋めて 両端面の全面に亘つて接合することができる。 振動子 162は力一カスプライ 151の幅方向に指向する圧接部を幅方向に移動しな がら溶着するので、 空隙 S aの空気は順次側方に追い出されて溶融したゴムによ リ順次埋められていくので、 確実に溶着接合される。 したがって、カーカスプライ 151の両端を十分な接合強度で容易に接合すること ができる。 成型ドラムに直接シート状未加硫ゴム部材を巻き付けて両端面を接合する場合 でも、 両端面が確実に接合できず空隙を残すおそれがあるときは、 超音波溶着を 施すことにより空隙をなくし確実に接合することができる。 産業上の利用可能性 本発明によると、 前記従来における諸問題を解決し、 作業効率に優れ、 かつ高 い接合精度と十分な接合強度とを確保することが可能な、 接合ゴムの製造方法及 び製造装置を提供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . シート状未加硫ゴム部材における一の端面を、 他の端面と突き合せ可能 に整形する端面整形工程と、

前記一の端面と他の端面とを互いに突き合せ、 接合させる端面接合工程と、 を含むことを特徴とする接合ゴムの製造方法。

2 . 前記端面整形工程における前記他の端面が、 該シート状未加硫ゴム部材 における端面、 又は、 他のシート状未加硫ゴム部材における端面であるクレーム 1に記載の接合ゴムの製造方法。

3 . 前記端面整形工程において、 前記シート状未加硫ゴム部材における一の 端面の形状を測定し、 該測定結果に基づいて該一の端面を整形し、 該一の端面の 形状と突き合せ可能な形状に他の端面を整形するクレーム 1に記載の接合ゴムの 製造方法。

4. 前記端面整形工程において、 前記シート状未加硫ゴム部材における一の 端面の形状を変位センサ、 又は、 光センサを用いて測定するクレーム 1に記載の 接合ゴムの製造方法。

5 . 前記端面整形工程において、 前記シート状未加硫ゴム部材における長手 方向に交差する前記一の端面及び 又は前記他の端面の形状を幅方向に直って測 定し、 該測定結果に基づいて該一の端面及び Z又は該他の端面の形状を該長手方 向に整形するクレーム 1に記載の接合ゴムの製造方法。

6. 前記端面接合工程が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触 部上でジョイントロ一ラを転動させながら該接触部に沿って移動させて、 該一の 端面と該他の端面とを圧接させる端面圧接工程であるクレーム 1に記載の接合ゴ ムの製造方法。

7 . 前記端面接合工程が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触 部に超音波を印加して該接触部を溶着させる溶着工程であるクレーム 1に記載の 接合ゴムの製造方法。

8 . 前記端面接合工程が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触 部上でジョイントローラを転動させながら該接触部に沿って移動させて、 該一の 端面と該他の端面とを圧接させる端面圧接工程と、 該一の端面と該他の端面との 圧接部に超音波を印加して該圧接部を溶着させる溶着工程と、 を含むクレーム 1 に記載の接合ゴムの製造方法。

9 . 接合ゴムの引張り強度が 1 . 5〜2 . 0 k g f であるクレーム 1から 8 のいずれかに記載の 合ゴムの製造方法。

1 0 . 前記端面整形工程及び前記接合工程の少なくとも一方を、 成型ドラム上 で行うクレーム 1から 8のいずれかに記載の接合ゴムの製造方法。

1 1 . 前記端面整形工程及び前記接合工程の少なくとも一方を、 成型ドラムに 巻回した他のシート状未加硫ゴム上に前記シート状未加硫ゴム部材を更に巻回し て積層した状態で行うクレーム 1から 8のいずれかに記載の接合ゴムの製造方法。

1 2 . 突き合せたシート状未加硫ゴム部材における前記一の端面と前記他の端 面との接触部上でジョイントロ一ラを転動させながら該接触部に沿つて移動させ て、 該一の端面と該他の端面とを圧接させる端面圧接工程と、

該一の端面と該他の端面との圧接部に超音波を印加して該圧接部を溶着させる 溶着工程と、

を含むことを特徴とする接合ゴムの製造方法。

1 3 . シート状未加硫ゴム部材における一の端面の形状を測定する測定手段と, 該測定手段による測定結果に基づいて他の端面を前記一の端面と突き合せ可能に 整形する整形手段と、 を有する端面整形装置と、

前記一の端面と他の端面とを互いに突き合せ、 接合させる端面接合装置と、 を備えたことを特徴とする接合ゴムの製造装置。

1 4 . 前記端面接合装置が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面とを圧接 させる端面圧接装置を備えたクレーム 1 3に記載の接合ゴムの製造装置。

1 5 . 前記端面圧接装置が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触 部上を転動しながら該接触部に沿つて移動して、 該一の端面と該他の端面とを圧 接させるジョイントローラであるクレーム 1 4に記載の接合ゴムの製造装置。

1 6 . 前記端面接合装置が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触 部を溶着させる溶着装置を備えたクレーム 1 3に記載の接合ゴムの製造装置。

1 7 . 前記溶着装置が、 突き合せた前記一の端面と前記他の端面との接触部に 超音波を印加して該接触部を溶着させる超音波発生装置であるクレーム 1 6に記 載の接合ゴムの製造装置。

1 8 . 前記測定手段が、 変位センサ、 又は、 光センサを有するクレーム 1 3か ら 1 7のいずれかに記載の接合ゴムの製造装置。

1 9 . 前記整形手段が、 前記測定手段が測定した測定結果に基づき前記シート 状未加硫ゴム部材における前記一の端部及びノ又は前記他の端部を、 該シート状 未加硫ゴム部材に対し水平方向に所定量捩じる整形が可能であると共に、 該シー ト状未加硫ゴム部材に対し垂直方向に所定量変位させる整形が可能であり、 該シート状未加硫ゴム部材を固定可能であると共に昇降可能な押え部材と、 該 押え部材の側面に沿って幅方向に複数、 昇降自在に支持されたスライドプレート と、 揺動可能であリ該スライドプレートと共に前記シート状未加硫ゴム部材を把 持可能なクランプ爪と、

を備えたクレーム 1 3から 1 7のいずれかに記載の接合ゴムの製造装置。

2 0 . 成形ドラムと、 前記シート状未加硫ゴム部材における前記一の端面及び /又は前記他の端面を把持し、 該成形ドラム上に移動させる把持手段と、 を更に備えたクレーム 1 3から 1 7のいずれかに記載の接合ゴムの製造装置。