JP2006159382A - 帯状部材の切断方法及びその装置 - Google Patents

帯状部材の切断方法及びその装置 Download PDF

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Abstract

【課題】帯状部材の切断面をカッターから瞬時に離すことができ、しかもカッターによって切断される部分以外の部分に無用な張力が加わることのない帯状部材の切断方法及びその装置を提供する。
【解決手段】保持機構10によって帯状部材WAの長さ方向への移動を規制するとともに、第2の当接ローラ22が当接した幅方向所定範囲の帯状部材WAに長さ方向の張力を付与し、張力が付与された幅方向所定範囲の帯状部材WAをカッター31によって切断するようにしたので、帯状部材WAの切断面をカッター31から瞬時に離すことができる。これにより、カッター31との接触摩擦による帯状部材WAの発熱やゴムかすの発生を防止することができるので、カッター31を高速で回転させることができ、切断時間の短縮を図ることができる。
【選択図】図5

Description

本発明は、例えば自動車用空気入りタイヤの製造工程において、未加硫ゴムからなる帯状部材を所定の間隔をおいて幅方向に切断するための帯状部材の切断方法及びその装置に関するものである。
一般に、自動車用空気入りタイヤの構成部材であるインナーライナー部材、サイドウォール部材等のシート状部材は、未加硫ゴムからなる帯状部材を所定の間隔をおいて幅寸法に切断することにより成形される。
このように、帯状部材を切断してシート状部材を成形する装置としては、帯状部材の長さ方向所定位置を保持する第1の保持部材と、帯状部材の他の長さ方向所定位置を保持する第2の保持部材とを備え、各保持部材間の帯状部材を回転する円板状のカッターによって幅方向一端部側から他端部側に向かって切断するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、前記装置では、帯状部材が軟らかくて粘着性を有する未加硫ゴムからなり、帯状部材の切断面が回転するカッターと接触して発熱するとともに、カッターとの接触面からゴムかすが発生するので、カッターを低速で回転させる必要があり、帯状部材の切断に長時間を要するという問題点があった。また、帯状部材の切断面との接触摩擦によってカッター及びカッターの駆動機構に加わる負荷が大きくなり、カッター及び駆動機構の寿命を低下させるという問題点があった。さらに、帯状部材の切断面がカッターに粘着してカッターとともに回転方向に移動しやすく、シート状部材の寸法精度を安定させることができないという問題点があった。
一方、この問題点を解決する装置として、帯状部材の長さ方向所定位置を幅方向に亘って保持する第1の保持部材と、他の長さ方向所定位置の帯状部材を幅方向に亘って第1の保持部材から離れる方向に引張りながら保持する第2の保持部材とを備え、帯状部材に幅方向に亘って張力を付与しながら各保持部材間の帯状部材を回転する円板状のカッターによって幅方向一端部側から他端部側に向かって切断することにより、帯状部材の切断面をカッターから瞬時に離すようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2002−113690号公報 特開平8−229899号公報
しかしながら、後者の装置では、回転するカッターによって帯状部材を切断するときに帯状部材に幅方向全体に亘って張力を付与しているので、カッターによって切断される部分以外の部分に無用な張力が加わり、その張力によって帯状部材が変形を生じやすいという問題点があった。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、帯状部材の切断面をカッターから瞬時に離すことができ、しかもカッターによって切断される部分以外の部分に無用な張力が加わることのない帯状部材の切断方法及びその装置を提供することにある。
本発明は前記目的を達成するために、未加硫ゴムからなる帯状部材をその幅方向にカッターを移動させながら幅方向に切断する帯状部材の切断方法において、前記カッターによって切断しようとする部分に対して長さ方向一方の帯状部材を長さ方向への移動を規制するように保持するとともに、長さ方向他方の帯状部材にカッターによって切断する位置に対応させて幅方向所定範囲ずつ長さ方向一方から離れる方向への張力を付与するように構成している。
これにより、帯状部材が長さ方向に張力を付与されながら幅方向に切断されることから、帯状部材の切断面がカッターから離れる方向に引張られ、帯状部材の切断面をカッターから瞬時に離すことができる。また、カッターに対応する位置に張力が付与されるように帯状部材に幅方向所定範囲ずつ張力が付与されることから、カッターによって切断する部分以外の帯状部材に無用な張力が加わることがない。
また、本発明は、未加硫ゴムからなる帯状部材の幅方向に移動自在なカッターを備え、帯状部材をその幅方向にカッターを移動させながら幅方向に切断する帯状部材の切断装置において、前記カッターによって切断しようとする部分に対して長さ方向一方の帯状部材を長さ方向への移動を規制するように保持可能な保持機構と、長さ方向他方の帯状部材にカッターによって切断する位置に対応させて幅方向所定範囲ずつ保持機構から離れる方向への張力を付与可能な張力付与機構とを備えている。
これにより、帯状部材が張力付与機構によって長さ方向に張力を付与されながら幅方向に切断されることから、帯状部材の切断面がカッターから離れる方向に引張られ、帯状部材の切断面をカッターから瞬時に離すことができる。また、カッターに対応する位置に張力が付与されるように帯状部材に幅方向所定範囲ずつ張力が付与されることから、カッターによって切断する部分以外の帯状部材に無用な張力が加わることがない。
本発明によれば、帯状部材の切断面をカッターから瞬時に離すことができるので、カッターと切断面との接触摩擦を防止することができ、カッターを高速で回転させて切断時間の短縮を図ることができるとともに、カッターの寿命を長くすることができる。また、カッターによって切断する部分以外の帯状部材に無用な張力が加わることがないので、帯状部材の変形を防止することができ、切断した帯状部材の寸法精度を高めることができる。
図1乃至図12は本発明の一実施形態を示すもので、図1は帯状部材切断装置の平面図、図2は帯状部材切断装置の正面図、図3は帯状部材切断装置の要部側面図、図4は帯状部材を切断する状態を示すの帯状部材切断装置の平面図、図5は帯状部材を切断する状態を示す帯状部材切断装置の正面図、図6は帯状部材を切断する状態を示す帯状部材切断装置の要部側面図、図7乃至図9は帯状部材切断装置の動作説明図、図10は切断された帯状部材の平面図、図11は帯状部材切断装置のブロック図、図12は制御部の動作を示すフローチャートである。
本実施形態の帯状部材切断装置は、図示しない材料供給装置から供給される未加硫ゴムからなる帯状部材WAを所定の搬送方向に搬送する搬送機構1と、搬送機構1から送り出される帯状部材WAの長さ方向への移動を規制するように保持可能な保持機構10と、保持機構10を通過した帯状部材WAにその長さ方向に張力を付与可能な張力付与機構20と、保持機構10と張力付与機構20との間の帯状部材WAを幅方向に切断可能な円板状のカッター31を有する切断機構30と、帯状部材WAの先端部の通過を検知可能な第1のセンサ40と、カッター31の帯状部材WAの幅方向への移動を検知可能な位置検知手段としての第2のセンサ41及び第3のセンサ42と、各センサ40,41,42の検知結果に応じて保持機構10、張力付与機構20及び切断機構30を制御する制御部50とを備え、図10に示すように、帯状部材WAに幅方向両側から互い違いに切り込みCLを形成することにより、帯状部材WAを図示しない押出機やインジェクション装置等の下流工程設備に投入可能な細長い帯状に切断するようになっている。
搬送機構1は周知のベルトコンベアからなり、帯状部材WAを所定の速度で送り出すようになっている。
保持機構10は、搬送機構1から送り出される帯状部材WAの下面を幅方向に亘って支持可能な支持台11と、支持台11上の帯状部材WAの上面に幅方向に亘って当接可能な当接部材12と、当接部材12を上下方向に移動可能な周知のエアシリンダからなる複数の第1シリンダ13とから構成され、各第1シリンダ13によって当接部材12を下方に移動することにより支持台11と当接部材12との間に帯状部材WAを把持し、帯状部材WAの長さ方向への移動を規制するようになっている。
張力付与機構20は、帯状部材WAの下面に幅方向に亘って当接可能な第1の当接ローラ21と、第1の当接ローラ21上の帯状部材WAの上面にそれぞれ当接可能な複数の第2の当接ローラ22と、各第2の当接ローラ22をそれぞれ上下方向に移動可能な周知のエアシリンダからなる複数のローラ押圧機構としての第2シリンダ23とから構成されている。
第1の当接ローラ21は図示しない周知のインダクションモータによって駆動され、帯状部材WAを搬送機構1と同一の搬送方向に搬送可能になっている。
各第2の当接ローラ22は互いに帯状部材WAの幅方向に並ぶように配置されるとともに、各第2シリンダ23にそれぞれ回転可能に支持され、各第2シリンダ23によって下方に移動することにより、第2の当接ローラ22の外周面がそれぞれ帯状部材WAの上面に当接するようになっている。
即ち、保持機構10によって帯状部材WAの長さ方向への移動が規制された状態において、各第2の当接ローラ22を帯状部材WAの上面に当接させない場合は、第1の当接ローラ21と帯状部材WAとの間に滑りが発生して第1の当接ローラ21が空転し、第2の当接ローラ22を帯状部材WAの上面に当接させると第2の当接ローラ22の当接した幅方向所定範囲の帯状部材WAが第1の当接ローラ21に押し付けられ、第1の当接ローラ21の駆動力によって第2の当接ローラ22が当接した幅方向所定範囲の帯状部材WAに長さ方向の張力が付与されるようになっている。
切断機構30はカッター31を有し、図示しないインダクションモータからなる回転機構によってカッター31を回転させるとともに、図示しないインダクションモータからなる移動機構によってカッター31を帯状部材WAの幅方向及び上下方向に移動させるようになっており、図1及び図4に示す切断部SLに沿って帯状部材WAを切断するようになっている。また、切断機構30には帯状部材WAの幅方向に延びるようにアーム部32が設けられている。
第1のセンサ40は張力付与機構20を通過した帯状部材WAの上方に設けられた周知の光電センサからなり、張力付与機構20から所定長さの帯状部材WAが送り出されると、その先端部を検知するようになっている。
第2のセンサ41は互いに帯状部材WAの幅方向に間隔をおいて設けられた複数の周知の光電センサまたは近接センサからなり、各センサ41によって切断機構30の位置を検知するようになっている。
第3のセンサ42は切断機構30におけるアーム部32の両端部にそれぞれ設けられた2つの周知の光電センサからなり、各センサ42によって帯状部材WAの幅方向両端部をそれぞれ検知するようになっている。
制御部50は、図11に示すように、各第1シリンダ13、各第2シリンダ23、切断機構30及び各センサ40,41,42に接続され、各センサ40,41,42の検知結果に応じて各シリンダ13,23及び切断機構30を制御するようになっている。
以上のように構成された帯状部材切断装置によって、図10に示すように、帯状部材WAに幅方向両側から互い違いに切り込みCLを形成する方法について、制御部50の動作を示すフローチャート(図12)を参照しながら説明する。
先ず、図1乃至図3に示すように、搬送機構1及び第1の当接ローラ21によって所定の搬送方向に送り出される帯状部材WAの先端部が第1のセンサ40によって検知されると(S1)、図4乃至図6に示すように、当接部材12を各第1シリンダ13によって下方に移動させることにより(S2)、支持台11及び当接部材12によって帯状部材WAの長さ方向への移動を規制する。次に、各第2の当接ローラ22のうちカッター31に最も近い第2の当接ローラ22を第2シリンダ23によって下方に移動させることにより(S3)、その第2の当接ローラ22が当接した帯状部材WAの幅方向所定範囲、即ち、帯状部材WAの幅方向一端部側に帯状部材WAの長さ方向の張力を付与する。また、カッター31を回転させながら帯状部材WA側に所定の移動速度で移動させることにより、帯状部材WAを幅方向一端部側から切断する(S4)。
続いて、図7に示すように、第2のセンサ41によってカッター31が検知されると(S5)、カッター31を検知した第2のセンサ41よりも前方の第2の当接ローラ22を第2シリンダ23によって下方に移動させた後(S6)、下方に移動していた第2のセンサ41よりも後方の第2の当接ローラ22を第2シリンダ23によって上方に移動させる(S7)。同様に次の第2のセンサ41によってカッター31が検知されると(S8)、カッター31を検知した第2のセンサ41よりも前方の第2の当接ローラ22を第2シリンダ23によって下方に移動させた後(S6)、下方に移動していた第2のセンサ41よりも後方の第2の当接ローラ22を第2シリンダ23によって上方に移動させる(S7)。
続いて、カッター31よりも前方の第3のセンサ42によって帯状部材WAの幅方向端部が検知されると(S9)、カッター31を下方に移動させるとともに(S10)、下方に移動していた第2の当接ローラ22を第2シリンダ23によって上方に移動させる(S11)。ここで、第3のセンサ42による検知の後にカッター31を下方に移動させることにより、帯状部材WAが幅方向他端部側まで切断されない。
次に、カッター31を帯状部材WAの幅方向他端部側に移動させるとともに上方に移動させる(S12)。また、当接部12を各第1シリンダ13によって上方に移動させることにより(S13)、搬送機構1及び第1の当接ローラ21によって帯状部材WAが所定の搬送方向に送り出される。
続いて、第1のセンサ40によって帯状部材WAの先端部が検知されると(S1)、前述と同様に切断機構30によって帯状部材WAを幅方向他端部側から切断する(S2〜S13)。
これにより、帯状部材WAの幅方向所定範囲に長さ方向の張力を付与しながら、張力が付与された幅方向所定範囲の帯状部材WAをカッター31によって切断するようにしたので、帯状部材WAの切断面はカッター31から離れる方向に引張られ、帯状部材WAの切断面がカッター31から瞬時に離れる。また、各第2シリンダ23によって第2の当接ローラ22を帯状部材WAの幅方向一端部側から他端部側に向かって順次当接させ、帯状部材WAにカッター31によって切断する幅方向所定範囲ずつ張力を付与するようにしたので、カッター31によって切断する部分以外の帯状部材WAに無用な張力が加わることがない。
このように、本実施形態によれば、保持機構10によって帯状部材WAの長さ方向への移動を規制するとともに、第2の当接ローラ22が当接した幅方向所定範囲の帯状部材WAに長さ方向の張力を付与し、張力が付与された幅方向所定範囲の帯状部材WAをカッター31によって切断するようにしたので、帯状部材WAの切断面をカッター31から瞬時に離すことができる。これにより、カッター31との接触摩擦による帯状部材WAの発熱やゴムかすの発生を防止することができるので、カッター31を高速で回転させることができ、切断時間の短縮を図ることができる。また、カッター及びカッターの回転機構にかかる負荷を小さくすることができるので、カッター及び回転機構の寿命を長くすることができる。
さらに、帯状部材WAの幅方向に移動するカッター31の位置に応じて、帯状部材WAに幅方向一端部側から他端部側に向かって順次各第2の当接ローラ22を当接させるようにしたので、カッター31によって切断する部分以外の帯状部材WAに無用な張力が加わることがなく、帯状部材WAの変形を防止することができ、切断した帯状部材WAの寸法精度を高めることができる。
また、第2のセンサ41によってカッター31の位置を検知するとともに、第2のセンサ41の検知結果に応じて制御部50により各第2の当接ローラ22をそれぞれ上下方向に移動させ、帯状部材WAに幅方向所定範囲ずつ張力を付与するようにしたので、カッター31によって切断する部分に確実に張力を付与することができるとともに、カッター31によって切断する部分以外の帯状部材に無用な張力が加わることがないようにすることができる。
さらに、張力付与機構20を、帯状部材WAの下面に幅方向に亘って当接可能な第1の当接ローラ21と、第1の当接ローラ21上の帯状部材WAの上面にそれぞれ当接可能に設けられ、互いに帯状部材WAの幅方向に並ぶように配置された複数の第2の当接ローラ22と、各第2の当接ローラ22をそれぞれ上下方向に移動可能な複数の第2シリンダ23とから構成し、第2の当接ローラ22を第2シリンダ23によって帯状部材WAに当接させることにより、第2の当接ローラ22が当接した幅方向所定範囲の帯状部材WAが第1の当接ローラ21に押し付けられて、幅方向所定範囲の帯状部材WAに張力が付与されるようにしたので、帯状部材WAに張力を付与するための専用の駆動手段を設けることなく、帯状部材WAを搬送するための第1の当接ローラ21によって帯状部材WAに張力を付与することができ、装置の構造の簡素化を図ることができる。
尚、本実施形態では、第1の当接ローラ21の駆動力によって帯状部材WAに張力を付与するようにしたものを示したが、第1の当接ローラ21を回転可能に支持するともに、各第2の当接ローラ22を図示しないサーボモータまたはインダクションモータによってそれぞれ駆動するようにしても、帯状部材WAに幅方向所定範囲ずつ張力を付与することができる。
また、本実施形態では、帯状部材WAに幅方向両側から互い違いに切り込みCLを形成することにより、帯状部材WAを押出機などに投入可能な細長い帯状に切断するようにしたものを示したが、帯状部材WAとしてインナーライナー部材、サイドウォール部材、カーカス部材、ベルト部材、トレッド部材等の材料となる帯状部材WAを用い、これらの帯状部材WAを幅方向に切断することにより、タイヤの構成部材としてのシート状部材を成形することも可能である。
尚、本実施形態では、第2の当接ローラ22を帯状部材WAの幅方向に4つ並ぶように設けたものを図示したが、第2の当接ローラ22を2つまたは3つ並ぶように設けることも可能であり、5つ以上並ぶように設けることも可能である。
また、本実施形態では、複数の第2の当接ローラ22のうち任意の第2の当接ローラ22を帯状部材WAに当接させることにより、幅方向任意の範囲の帯状部材WAに張力を付与するようにしたものを示したが、第2の当接ローラ22を1つだけ設けるとともに、第2の当接ローラ22を支持する第2シリンダ23を帯状部材WAの幅方向に移動自在に設けることにより、帯状部材WAに幅方向所定範囲ずつ張力を付与するようにすることもできる。
尚、本実施形態では、回転するカッター31によって帯状部材WAを切断するようにしたものを示したが、上下方向に往復移動する平刃を用いて帯状部材WAを切断することも可能である。
また、本実施形態では、帯状部材WAを厚さ方向両側から支持台11及び当接部材12によって把持することにより、帯状部材WAを長さ方向への移動を規制するようにしたのものを示したが、支持台11に空気を吸入可能な複数の吸着孔を設け、各吸着孔によって帯状部材WAを吸着することにより、帯状部材WAの長さ方向への移動を規制することも可能である。
さらに、搬送機構1のベルトコンベアの表面に複数の凸部を形成し、各凸部の先端が帯状部材WAの表面と帯状部材WAの長さ方向に係合することにより、帯状部材WAの長さ方向への移動を規制することも可能である。
尚、本実施形態では、第1のセンサ40によって張力付与機構20から所定の長さだけ送り出された帯状部材WAの先端部を検知することにより、帯状部材WAを切断する間隔を設定するようにしたものを示したが、搬送機構1による帯状部材WAの搬送距離を周知のサーボモータによって制御することにより帯状部材WAを切断する間隔を設定することも可能であり、搬送機構1による帯状部材WAの搬送距離を周知のエンコーダによって検出するとともに、その検出結果に応じて搬送機構1を制御することにより、帯状部材WAを切断する間隔を設定することも可能である。
尚、本実施形態では、張力付与機構20として第1の当接ローラ21と複数の第2の当接ローラ22とを用いるものを示したが、図13乃至図15に示すように、帯状部材WAの下面にそれぞれ当接するように設けられ、互いに帯状部材WAの幅方向に配列された複数の第1把持部材61と、帯状部材WAを介して各第1把持部材61とそれぞれ対向するように設けられた複数の第2把持部材62と、各第2把持部材62をそれぞれ上下方向に移動可能な周知のエアシリンダからなる第3シリンダ63と、各第3シリンダ63を帯状部材WAの長さ方向に移動可能にそれぞれ支持するレール64と、各第1把持部材61を帯状部材WAの長さ方向にそれぞれ移動可能な周知のエアシリンダからなる移動機構65とを備えた張力付与機構60を用いることも可能である。
この場合、各第2把持部材62のうち任意の第2把持部材62を第3シリンダ63によって下方に移動することにより、下方に移動した第2把持部材62と第1把持部材61との間に帯状部材WAを把持し、帯状部材WAを把持した第1把持部材61を保持部材10から離れる方向に移動することにより、各把持部材61,62によって把持された幅方向所定範囲の帯状部材WAに張力を付与することができる。
本発明における一実施形態を示す帯状部材切断装置の平面図 帯状部材切断装置の正面図 帯状部材切断装置の要部側面図 帯状部材を切断する状態を示すの帯状部材切断装置の平面図 帯状部材を切断する状態を示す帯状部材切断装置の正面図 帯状部材を切断する状態を示す帯状部材切断装置の要部側面図 帯状部材切断装置の動作説明図 帯状部材切断装置の動作説明図 帯状部材切断装置の動作説明図 切断された帯状部材の平面図 帯状部材切断装置のブロック図 制御部の動作を示すフローチャート 本実施形態における張力付与機構の変形例を示す帯状部材切断装置の平面図 本実施形態における張力付与機構の変形例を示す帯状部材切断装置の正面図 本実施形態における張力付与機構の変形例を示す帯状部材切断装置の要部側面図
符号の説明
1…搬送機構、10…保持機構、11…支持台、12…当接部材、13…第1シリンダ、20…張力付与機構、21…第1の当接ローラ、22…第2の当接ローラ、23…第2シリンダ、30…切断機構、40…第1のセンサ、41…第2のセンサ、42…第3のセンサ、50…制御部、60…張力付与機構、41…第1把持部材、42…第2把持部材、63…第3シリンダ、64…レール、65…移動機構、WA…帯状部材、CL…切り込み、SL…切断部。

Claims (5)

  1. 未加硫ゴムからなる帯状部材をその幅方向にカッターを移動させながら幅方向に切断する帯状部材の切断方法において、
    前記カッターによって切断しようとする部分に対して長さ方向一方の帯状部材を長さ方向への移動を規制するように保持するとともに、
    長さ方向他方の帯状部材にカッターによって切断する位置に対応させて幅方向所定範囲ずつ長さ方向一方から離れる方向への張力を付与する
    ことを特徴とする帯状部材の切断方法。
  2. 未加硫ゴムからなる帯状部材の幅方向に移動自在なカッターを備え、帯状部材をその幅方向にカッターを移動させながら幅方向に切断する帯状部材の切断装置において、
    前記カッターによって切断しようとする部分に対して長さ方向一方の帯状部材を長さ方向への移動を規制するように保持可能な保持機構と、
    長さ方向他方の帯状部材にカッターによって切断する位置に対応させて幅方向所定範囲ずつ保持機構から離れる方向への張力を付与可能な張力付与機構とを備えた
    ことを特徴とする帯状部材の切断装置。
  3. 前記カッターの位置を検知可能な位置検知手段と、
    位置検知手段の検知位置に応じて帯状部材に幅方向所定範囲ずつ張力が付与されるように張力付与機構を制御する制御手段とを備えた
    ことを特徴とする請求項2記載の帯状部材の切断装置。
  4. 前記張力付与機構を、帯状部材の厚さ方向一方の面に帯状部材の幅方向に亘って当接可能に設けられ、帯状部材に保持機構から離れる方向への張力を付与可能に回転する第1の当接ローラと、帯状部材の厚さ方向他方の面にそれぞれ当接可能に設けられ、互いに帯状部材の幅方向に配列された複数の回転可能な第2の当接ローラと、各第2の当接ローラをそれぞれ帯状部材との当接方向に移動自在に支持し、任意の第2の当接ローラを帯状部材に当接させることにより、第2の当接ローラの当接した幅方向所定範囲の帯状部材を第1の当接ローラに押し付け可能なローラ押圧機構とを備えた
    ことを特徴とする請求項2または3記載の帯状部材の切断装置。
  5. 前記張力付与機構を、互いに帯状部材の幅方向に配列され、帯状部材を幅方向所定範囲ずつ厚み方向にそれぞれ把持可能な複数の把持部材と、各把持部材を保持機構から離れる方向にそれぞれ移動可能な移動機構とから構成した
    ことを特徴とする請求項2または3記載の帯状部材の切断装置。

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