JP4708601B2

JP4708601B2 - 帯状ゴム部材切断方法及び切断装置

Info

Publication number: JP4708601B2
Application number: JP2001153695A
Authority: JP
Inventors: 勇夫大岩; 征彦大木
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: JP2002346978A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状ゴム部材切断方法及び切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図７に示すように、ベルトコンベヤー43上を送られてくる連続帯状ゴム部材42に於て、設定された長さだけ帯状ゴム部材42が送られ、コンベヤー43を一旦停止させて、コンベヤー43上を帯状ゴム部材42の幅方向に横行移動する回転式カッター44により、帯状ゴム部材42を幅方向に切断をする方法・装置が用いられている。又は、コンベヤーを運転したまま、つまり、ベルトコンベヤー上を連続的に送られてくる帯状ゴム部材に於ては、帯状ゴム部材を設定した長さだけ送られた後、カッターを備える台車がコンベヤーの進行方向に同じ速度で走行し、運転中のコンベヤー上を帯状ゴム部材の幅方向に横行移動する回転式カッターにより、帯状ゴム部材を幅方向に切断をする方法・装置が用いられている。
【０００３】
上記図７に示す間欠的に送られる帯状ゴム部材42を切断する方法・装置、又は、帯状ゴム部材を連続的に送りながら切断する方法・装置に於ては共に、図８に示すカッターの動きの説明図に示すように制御される。カッターによる帯状ゴム部材を切断後（切断工程Ｃ完了後）カッターの横行速度（図８の上部グラフ）がＶから０となった後（点ｘ）、カッターの上下位置（図８の下部グラフ）は、カッターを切断可能高さの下方位置Ｌから待機位置への返還移動可能高さの上方位置Ｕまで上昇させ（点ｙ）、その後、カッターを横行速度Ｖにより待機位置45（図７参照）まで移動させる（戻り工程Ｂ）。そして、カッターを待機位置45に到達させてから後（点ｚ）、カッターを上方位置Ｕから下方位置Ｌに降下させ、停止させる（以上で１サイクル）。そして、帯状ゴム部材２を必要長さだけ送り、カッターを帯状ゴム部材の幅方向に横行移動させ、再度切断を行う（切断工程Ｃ）ものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示すように、切断工程Ｃ、カッター上昇、戻り工程Ｂ、カッター降下の一連の動作は、夫々の動作（工程）が完了確認後、次の動作に移るという動作時間が積み上げ式となる制御方法・装置であるため、切断動作開始から、待機位置にカッターが戻るまでに時間を要し、そのため、コンベヤーの送り時間が制限され単位時間当たりの切断作業能率が好ましくないという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、切断サイクルの時間短縮が可能で、且つ、良好な切断面を有することができる帯状ゴム部材切断方法及び切断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る帯状ゴム部材切断方法は、カッターが待機位置から、連続的に送られてくる帯状ゴム部材の送り速度と同じ速度で前進移動しながら、該帯状ゴム部材の幅方向に横行移動しつつ該帯状ゴム部材を幅方向に切断する方法であって、上記カッターが、切断面両端部に薄肉部を有し且つ中間部に肉厚部を有するタイヤ用の帯状ゴム部材を幅方向に切断する際、切断開始時には、該帯状ゴム部材の上記薄肉部が変位乃至変形を伴わないよう低速で、その後、該帯状ゴム部材の上記中間部以後は、良好な切断面を有することができる程度の高速に、上記カッターが移動速度を変更して横行移動しながら該帯状ゴム部材の切断を行って、該帯状ゴム部材の切断後上記カッターが横行移動停止する前に、該カッターが横行速度を減速しつつ該帯状ゴム部材から離れた上方位置に移動し、該カッターが上記待機位置に戻って停止する前に、該カッターが横行速度を減速しつつ上記帯状ゴム部材を切断できる下方位置まで移動するものである。
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明に係る帯状ゴム部材切断装置は、横断面両端部に薄肉部を有し且つ中間部に肉厚部を有するタイヤ用の帯状ゴム部材を搬送装置により連続的に送りながら幅方向に切断するカッターを備える帯状ゴム部材切断装置であって、該カッターを有するカッターキャリッジと、該カッターと該カッターキャリッジを上記帯状ゴム部材の幅方向に横行移動させる横行機構と、上記カッターを昇降させる昇降駆動機構と、該カッターキャリッジと該横行機構と該昇降駆動機構とを有するカッター台車と、該カッター台車を上記帯状ゴム部材の送り方向に移動させる同期送り機構と、上記昇降駆動機構と上記横行機構と上記同期送り機構とを制御する制御手段と、を有し、制御手段によって、上記カッターが上記待機位置から、連続的に送られてくる上記帯状ゴム部材の送り速度と同じ速度で前進移動しながら、該帯状ゴム部材の幅方向に横行移動しつつ該帯状ゴム部材を幅方向に切断するように制御し、かつ、該帯状ゴム部材の切断後上記カッターが上記横行移動を停止する前に該カッターが減速すると共に上昇させ、かつ、所定待機位置に戻って停止する前に上記カッターが減速すると共に下降させるように制御し、さらに、上記カッターは、上記帯状ゴム部材の一端の薄肉部が変位乃至変形を伴わないよう低速で切断を開始し、該帯状ゴム部材の中間肉厚部から他端の薄肉部まで良好な切断面を有することができる程度の高速で切り抜けるように、上記横行機構が、上記カッターの移動速度を変更して横行移動させながら該帯状ゴム部材を幅方向に切断するように構成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００９】
本発明による帯状ゴム部材切断装置は、ベルトコンベヤー等の搬送装置10により（連続的又は間欠的に）押出機（図示省略）から押し出され、送られる、ゴムタイヤを構成するトレッド等の帯状ゴム部材２を順次、タイヤ１本相当分の所定長さ寸法に切断する装置である。
【００１０】
図１及び図２は、帯状ゴム部材切断装置の実施の一形態を示す平面図及び側面図であり、図１の平面図において、回転式の円板状のカッター３は、帯状ゴム部材２を幅方向に切断する切断刃であり、このカッター３は、待機位置７（２点鎖線の状態）から、連続的に送られてくる帯状ゴム部材２の送り速度と同じ速度で前進移動しながら（相対速度を０として）、帯状ゴム部材２の幅方向に横行移動（左右方向移動）しつつ帯状ゴム部材２を幅方向に切断するものである（切断工程Ｃ）。そして、切断完了後、カッター３は待機位置７へ戻って待機状態となる（戻り工程Ｂ）ものであり（以上で１サイクル）、待機状態から引き続いて、カッター３は待機位置７から切断を開始するものである。
【００１１】
連続的に送られてくる帯状ゴム部材２の送り速度と同じ速度で前進移動しながら、帯状ゴム部材２の幅方向に横行移動しつつ帯状ゴム部材２を幅方向に切断するカッター３の動きは、図１に示す矢印のように、帯状ゴム部材２上を斜行運動するものである。
【００１２】
帯状ゴム部材２の切断時は、図２に示すように、搬送装置10上の帯状ゴム部材２を切断する為に、カッター３は、切断可能な切断高さの下方位置Ｌに配置され、切断を行うものである。そして、切断完了後、カッター３は、帯状ゴム部材２の上方を横切るよう通過して待機位置７へ戻るために、下方位置Ｌから、待機位置７への移動可能高さの上方位置Ｕまで上昇し（図３参照）移動を行うものである。
【００１３】
また、円板状のカッター３は、図２に示すように側面視に於いて、右下がりに配置（進行方向に前傾）されるため、帯状ゴム部材２の切断面形状は、そのカッター３の配置角度に対応した、右下がりの（帯状ゴム部材２の長手面に対して傾斜した）前傾斜面を有する切断面を得る。これにより、帯状ゴム部材２の加工次工程で行われる両端切断面の接着は、接着面拡大等の作用により良好なものとすることができ、タイヤとしての性能も、接合部は非接合部と同様のものとすることができる。また、カッター３切断位置は、搬送装置10の搬送ベルト材等は下方へ控えて、帯状ゴム部材２のみを切断するよう構成されている。
【００１４】
次にカッター３の昇降運転について、さらに詳説すると、カッター３は、帯状ゴム部材２の切断後、上記の横行移動停止をする前に、カッター３が帯状ゴム部材２から離れた上方位置Ｕに移動し、カッター３が待機位置７に戻って停止する前に、カッター３が帯状ゴム部材２を切断できる下方位置Ｌまで移動するものである。即ち、カッター３の昇降運転は、切断工程Ｃ及び戻り工程Ｂ内に含まれる同時運転するものであり、カッター３の動きは、１軸のみ（横行運動）の運転だけでなく、２軸の運転（横行運動及び昇降運動）を同時に有する立体３次元運動をおこなうよう制御されている。
【００１５】
さらに帯状ゴム部材切断装置について、具体的に説明すると、所定待機位置７（図１）から帯状ゴム部材２を幅方向に切断する回転式のカッター３は、図３に示すように、カッターキャリッジ８に取着されており、図１に示すように、カッターキャリッジ８は、帯状ゴム部材２の幅方向に横行移動させる横行機構５に走行可能に支持されている。
【００１６】
横行機構５は、帯状ゴム部材２の幅方向に設けた２本のガイドレール11と、ガイドレール11に平行でそれら間に位置する雄ネジ杆12と、雄ネジ杆12を回転させる横行用サーボモータ13とを有する。そして、カッターキャリッジ８は、このガイドレール11に嵌合する（図示省略の）ローラを有し、雄ネジ杆12に螺合する雌ネジを備えるソケット14を有し、雄ネジ杆12が回転することにより、ソケット14がこの雄ネジ杆12に沿って移動し、カッターキャリッジ８がガイドレール11に沿って走行するものである。また、この雄ネジ杆12及びソケット14の雌ネジは、ボールネジとすることにより動力の伝達効率を上げ、カッター３の横行移動を滑らか且つ高速に行えるものとする。又は、上記横行機構５が備えるカッターキャリッジ８の位置変位機構を、タイミングベルト式にしてもよいものである。
【００１７】
次に、カッター３を昇降させる昇降駆動機構６は、上述のとおり、カッター３を上方位置Ｕ及び下方位置Ｌに昇降（揺動）運動させるものであり、図２及び図３に示すように、カッターキャリッジ８（又はカッターキャリッジ８と横行機構５）を昇降（揺動）運動させるものである。又は、図示省略するが、カッター３のみを昇降又は揺動させるものとしてもよい。
【００１８】
次に、カッター３を帯状ゴム部材２の送り方向へ移動させる（進退動作）走行手段は、カッターキャリッジ８と横行機構５と昇降駆動機構６と、を搭載したカッター台車１を有するものとする。このカッター台車１は図２に示すように、同期送り機構４により、帯状ゴム部材２の送り方向へ前後方向移動できるものであり、同期送り機構４は、帯状ゴム部材２の長手方向に設けた雄ネジ杆15と、雄ネジ杆15を回転させる送り移動用サーボモータ16と図示省略のガイドレールと、を備える。そして、カッター台車１は、雄ネジ杆15に螺合する雌ネジ部17を有し、雄ネジ杆15が回転することにより、雌ネジ部17がこの雄ネジ杆15に沿って移動し、ガイドレールに沿って、カッター台車１は前後方向走行するものである。また、この雄ネジ杆15及び雌ネジ部17は、上記横行機構５と同様ボールネジとすることで、走行移動を滑らか且つ高速に行えるものとする。又は、昇降駆動機構６が備えるカッター台車１の位置変位機構を、タイミングベルト式にしてもよいものである。
【００１９】
そして、昇降駆動機構６と横行機構５と同期送り機構４は、制御手段９により、カッター３が帯状ゴム部材２の切断後停止する前に上記カッター３を上昇させ、且つ、所定待機位置７に戻って停止する前にカッター３を下降させるよう制御した（シーケンスが組まれた）ものである。
【００２０】
この制御手段９による、カッター３の運転制御について、さらに以下のように説明する。切断工程Ｃは、待機位置７にあるカッター３が切断作業開始後（幅方向移動開始後）カッター３が帯状ゴム部材２に接触するまでの第１余裕代ゾーンと、実際切断を行う切断ゾーンと、（帯状ゴム部材２からカッター３が離れる）切断完了後カッター３が横行停止するまでの第２余裕代ゾーンとを有する。そして、制御手段９は、帯状ゴム部材２の切断後、カッター３が下方位置Ｌから上方位置Ｕに移動するカッター上昇運動が、上記第２余裕ゾーンに含まれるか又は第２余裕ゾーンと一致するよう設定される。また、カッター３が待機位置７に戻って停止する前のカッター３が上方位置Ｕから下方位置Ｌに移動するカッター降下運動が、戻り工程Ｂの後半乃至戻り工程Ｂと一致するよう設定されるものである。また、カッター３は切断後及び待機位置７到着後、停止することなく、次の工程へ連続的に移動向きを変えて移動してもよいものである。
【００２１】
図５に、上記制御手段９により制御されたカッターの動きを示す。図５の上部グラフはカッター横行速度を示し、下部グラフはカッターの上下位置を示すものである。カッター３の発進指令ａ後（カッター３は下方位置Ｌにある）、カッター３の横行移動速度はＶに達し切断を行う。その後減速命令ｂと同時にカッター３の上昇指令ｍによりカッター３が下方位置Ｌから上方位置Ｕまで上昇し、停止して切断工程Ｃが終了する。続いて、戻り工程Ｂは、カッター３が上方位置Ｕのまま、発進指令ｄにより横行速度Ｖ（又は任意の速度）、で待機位置７へ移動始める。そして、横行速度Ｖで戻るカッター３は減速指令ｅにより減速を始めるとともにカッター３の降下指令ｎによりカッター３が上方位置Ｕから下方位置Ｌまで降下し、停止して戻り工程Ｂを終了する。以上を１サイクルとして連続して切断を行うものとする。
【００２２】
また、上記カッター３（カッターキャリッジ８）の移動距離及びカッター３の昇降（揺動）距離は制御手段９により、上記指令信号を出力するよう設定されている。又は、カッター３の位置確認は、夫々の動作始端・終端に位置検出用のセンサー等によって行ってもよい。
【００２３】
次に、カッター３は、帯状ゴム部材２の幅方向に移動速度を変更して横行移動しながら帯状ゴム部材２を幅方向に切断するようしたものとする。これは、横行機構５が、カッター３を帯状ゴム部材２の幅方向に横行（移動）速度Ｖを変更させて帯状ゴム部材２を幅方向に切断するよう制御したものである。
【００２４】
これは、従来、横行（移動）速度Ｖを（高速で）一定にして切断を行うと、タイヤを構成する帯状ゴム部材２（トレッド）の厚さが薄いもの、又は、（厚さの薄い）サイドウォール付きの帯状ゴム部材２（トレッド）を、カッター３の回転によって帯状ゴム部材２を切断する際、帯状ゴム部材２の切断面両縁部の薄肉部は剛性が低く、カッター３の切断移動時に適切に切断されないで横行方向（左右方向）に薄肉部が押されて切断面が荒れた状態で切断が行われてしまう。その結果、この帯状ゴム部材２は次工程に於いて、タイヤビルディングマシンで円筒状にロールして端面を接着する際、その両端面がそろわず、均一な接着が得られない。また、その接合部での分離（セパレーション）や、タイヤ回転力のアンバランス等の不具合を引き起こすこととなる。
【００２５】
しかし、上記のように横行（移動）速度Ｖを変更させて切断することでこの不具合は改善できる。図４の（イ）（ロ）に示すように、具体的に説明すると、カッター３が帯状ゴム部材２を幅方向に切断する際、切断開始時（切り込み時）には、帯状ゴム部材２の薄肉部乃至シャープエッジ部が変位乃至変形を伴わないように低速Ｖ_Sで横行移動させて確実な切断を行い（切り込み開始から約100mm 〜200mm ）、その後、帯状ゴム部材２の中間部以後は、良好な切断面を有することができる程度の高速Ｖ_Hで切り抜けさせるように、カッター３の移動速度を高速に変更して横行移動させながら帯状ゴム部材２の切断を行うものである。また、上記良好な切断面を有することができる程度とは、その切断両端面を接着する際、その接着性能、又は、タイヤとして構成させたときその接合面による不具合を発生させない状態をいう。
【００２６】
次に、上記図５に示したカッター３の制御手段９に、この横行変速機能を加えた制御手段９により制御されたカッターの動きを図６に示す。カッター３の発進指令ａ後（カッター３は下方位置Ｌにある）、カッター３の横行移動速度は一旦低速のＶ_Sに達し帯状ゴム部材２の薄肉部の切断を行う。そして、カッター３が帯状ゴム部材２の肉厚部付近に達するところで、加速指令ｆによりカッター３の横行速度をＶ_Hまで加速して一定速度Ｖ_Hで切断を継続する。切断後減速命令ｂと同時にカッター３は下方位置Ｌから上方位置Ｕまで上昇し、停止して切断工程Ｃが終了する。続いて、戻り工程Ｂは、カッター３が上方位置Ｕのまま、発進指令ｄにより横行速度Ｖ_H（又は任意速度Ｖ）で待機位置７へ移動始める。そして、横行速度Ｖで待機位置７に戻ってカッター３は減速指令ｅにより減速を始めるとともにカッター３は上方位置Ｕから下方位置Ｌまで降下し、停止して戻り工程Ｂを終了する。以上を１サイクルとして、連続して帯状ゴム部材２の切断を行うものとする。
【００２７】
そして、このカッター３の横行変速機能により、良好な切断面を得ることができ、カッター３の昇降動作により、帯状ゴム部材２の送り速度（搬送装置10の送り速度）を上げることができる。そして、この横行変速機構の速度調節及び移動距離は、自由に変更可能なものであり、あらかじめ設定できるものである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００２９】
以上のように、帯状ゴム部材切断方法及び切断装置は、カッター３をスムーズかつ効率よく作動させることができる。つまり、帯状ゴム部材２の幅方向切断サイクルの短縮を可能とし、帯状ゴム部材２（搬送装置10）の送り速度の低下若しくは、停止を防ぎ、生産性を向上させることが可能である。
【００３０】
さらに、帯状ゴム部材２を長手方向に送りながら幅方向の切断を行うことで、一層ロス時間を短縮し、帯状ゴム部材２の切断サイクルの短縮を可能とすることができ、帯状ゴム部材２（搬送装置10）の送り速度の低下若しくは、停止を防ぎ、生産性を向上させることが可能である。
【００３１】
また、帯状ゴム部材２の横断面形状に適応した条件の切断が行え、良好な切断面を得ることが可能であり、タイヤ構成部材としての性能を充分に引き出すことが可能である。
【００３２】
また、帯状ゴム部材２特有の横断面形状の切断について、帯状ゴム部材２の切断面の厚さに左右されることなく、薄肉部においても良好な切断面を得ることができる。従って、切断後の帯状ゴム部材２を次工程においてタイヤ構成部材の円筒状としたときに、切断面の接着が確実で、接着部の分離、タイヤ回転力のアンバランス等の問題を引き起こさないようすることができる。
また、帯状ゴム部材２の切り込み時カッター３の横行速度Ｖを遅くしても、横行機構５による横行移動速度の変更動作により、全体の生産速度を落とすことがなく、且つ、良好な切断面を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯状ゴム部材切断装置の実施の一形態を示す全体平面図である。
【図２】本発明の帯状ゴム部材切断装置の実施の一形態を示す側面図である。
【図３】本発明のカッター揺動手段の一例を示す側面図である。
【図４】本発明のカッターの切断を説明する帯状ゴム部材の横断面図である。
【図５】本発明の帯状ゴム部材切断方法に於けるカッターの動きの説明図である。
【図６】本発明の帯状ゴム部材切断方法に於けるカッターの動きの説明図である。
【図７】従来の帯状ゴム部材切断装置を示す全体平面図である。
【図８】従来の帯状ゴム部材切断方法におけるカッターの動きの説明図である。
【符号の説明】
１カッター台車
２帯状ゴム部材
３カッター
４同期送り機構
５横行機構
６昇降駆動機構
７待機位置
８カッターキャリッジ
９制御手段
10 搬送装置
Ｖ _S 低速
Ｖ _H 高速

Claims

カッター（３）が待機位置（７）から、連続的に送られてくる帯状ゴム部材（２）の送り速度と同じ速度で前進移動しながら、該帯状ゴム部材（２）の幅方向に横行移動しつつ該帯状ゴム部材（２）を幅方向に切断する方法であって、
上記カッター（３）が、切断面両端部に薄肉部を有し且つ中間部に肉厚部を有するタイヤ用の帯状ゴム部材（２）を幅方向に切断する際、切断開始時には、該帯状ゴム部材（２）の上記薄肉部が変位乃至変形を伴わないよう低速（Ｖ _s ）で、その後、該帯状ゴム部材（２）の上記中間部以後は、良好な切断面を有することができる程度の高速（Ｖ _H ）に、上記カッター（３）が移動速度を変更して横行移動しながら該帯状ゴム部材（２）の切断を行って、
該帯状ゴム部材（２）の切断後上記カッター（３）が横行移動停止する前に、該カッター（３）が横行速度を減速しつつ該帯状ゴム部材（２）から離れた上方位置に移動し、該カッター（３）が上記待機位置（７）に戻って停止する前に、該カッター（３）が横行速度を減速しつつ上記帯状ゴム部材（２）を切断できる下方位置まで移動することを特徴とする帯状ゴム部材切断方法。
横断面両端部に薄肉部を有し且つ中間部に肉厚部を有するタイヤ用の帯状ゴム部材（２）を搬送装置（10）により連続的に送りながら幅方向に切断するカッター（３）を備える帯状ゴム部材切断装置であって、
該カッター（３）を有するカッターキャリッジ（８）と、該カッター（３）と該カッターキャリッジ（８）を上記帯状ゴム部材（２）の幅方向に横行移動させる横行機構（５）と、上記カッター（３）を昇降させる昇降駆動機構（６）と、該カッターキャリッジ（８）と該横行機構（５）と該昇降駆動機構（６）とを有するカッター台車（１）と、該カッター台車（１）を上記帯状ゴム部材（２）の送り方向に移動させる同期送り機構（４）と、上記昇降駆動機構（６）と上記横行機構（５）と上記同期送り機構（４）とを制御する制御手段（９）と、を有し、
制御手段（９）によって、上記カッター（３）が上記待機位置（７）から、連続的に送られてくる上記帯状ゴム部材（２）の送り速度と同じ速度で前進移動しながら、該帯状ゴム部材（２）の幅方向に横行移動しつつ該帯状ゴム部材（２）を幅方向に切断するように制御し、かつ、該帯状ゴム部材（２）の切断後上記カッター（３）が上記横行移動を停止する前に該カッター（３）が減速すると共に上昇させ、かつ、所定待機位置（７）に戻って停止する前に上記カッター（３）が減速すると共に下降させるように制御し、
さらに、上記カッター（３）は、上記帯状ゴム部材（２）の一端の薄肉部が変位乃至変形を伴わないよう低速（Ｖ _S ）で切断を開始し、該帯状ゴム部材（２）の中間肉厚部から他端の薄肉部まで良好な切断面を有することができる程度の高速（Ｖ _H ）で切り抜けるように、上記横行機構（５）が、上記カッター（３）の移動速度を変更して横行移動させながら該帯状ゴム部材（２）を幅方向に切断するように構成したことを特徴とする帯状ゴム部材切断装置。