JP2018024027A - コード入りゴムシート部材の切断方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数本のコードが並列して埋設された帯状のコード入りゴムシート部材を、コードの飛び出しを防止しつつ精度よく所定長さで切断して、成形ドラム上で品質の安定した環状部材を成形できる切断方法および装置を提供する。【解決手段】ゴムシート部材Ｓの幅方向一方端よりも内側に配置した切断刃９と、成形ドラム１５までの搬送経路Ｗの所定位置Ｐ１にある刃受け部６とにより、ゴムシート部材ＳをコードＣ間で厚さ方向に挟んで、停止しているゴムシート部材Ｓの一方表面に刃受け部６を転動させて前進位置Ｐ２まで移動させ、切断刃９をコードＣに沿って前進位置Ｐ２まで移動させてゴムシート部材Ｓの幅方向一方端に切れ目Ｘを開口させ、ゴムシート部材Ｓを前方に搬送することで、切れ目Ｘを形成したコードＣ間をコードＣに沿って切断刃９を幅方向他方端に移動させてゴムシート部材Ｓを所定長さに切断する。【選択図】図５

Description

本発明は、コード入りゴムシート部材の切断方法および装置に関し、さらに詳しくは、帯状のコード入りゴムシート部材を成形ドラム上で環状に成形する際に用いる切断方法および装置に関するものである。

スチールコードや樹脂コード等の複数本のコードが所定ピッチで並列して埋設された帯状のコード入りゴムシート部材が、タイヤなどのゴム製品の構成部材として広く使用されている。タイヤの製造においてはベルト材やカーカス材等のコード入りゴムシート部材が用いられている。コード入りゴムシート部材は所定長さに切断されて、例えば、成形ドラム上で環状部材に成形される。

このゴムシート部材を用いて環状部材を成形する場合は、例えば、帯状のコード入りゴムシート部材をコンベヤにより搬送して、コンベヤに隣接して搬送経路の所定位置に設置されている刃受けロールと切断刃とでゴムシート部材を厚さ方向に挟んだ状態にする。この状態で、コンベヤを稼働させて切断刃をコード間でコードに沿って移動させることにより、ゴムシート部材を刃受けロールの上で所定長さ切断する（特許文献１の図１、２等を参照）。所定長さに切断されたコード入りゴムシート部材は、成形ドラムに巻き付けられて、その先端部と後端部とが接合されて環状部材に成形される。

ところで、コード入りゴムシート部材に幅方向端から切断刃で切れ目を入れて切断すると、切断刃が幅方向端部に埋設されているコードに接触してコードがゴムシート部材から飛び出すことがある。このようなコードの飛び出しを防止するために、最初にゴムシート部材の幅方向端よりも内側の位置でコード間のゴムに切り込みを入れる方法が知られている（特許文献２参照）。この方法では、ベルトコンベヤ上でゴムシート部材に切れ目を入れた後、ゴムシート部材をベルトコンベヤによって長手方向一方側に搬送することで、切断刃をコードに沿ってゴムシート部材の幅方向一端部に向かって移動させる。その後、ゴムシート部材をベルトコンベヤによって長手方向他方側に搬送することで、切断刃をコードに沿ってゴムシート部材の幅方向他端部に向かって移動させる。即ち、ゴムシート部材を切断する際にはゴムシート部材をベルトコンベヤによって長手方向両側に移動させる必要がある。

そのため、ゴムシート部材の一部が成形ドラムに巻き付けられた状態で切断する場合には、成形ドラムを逆回転させて、ゴムシート部材の巻き付けられた部分をドラム外周面から引き剥がすなどの工程が必要となる。このようにゴムシート部材を移動させる余分は工程は、ゴムシート部材の位置ずれや変形が生じ易くなり、品質低下の要因となる。それ故、ゴムシート部材の一部が成形ドラムに巻き付けた状態で切断する場合であっても一定の品質の環状部材を成形するには改善の余地がある。

特開２０１３−１６３２４６号公報 特許第４１６２８８７号公報

本発明の目的は、複数本のコードが並列して埋設された帯状のコード入りゴムシート部材を、コードの飛び出しを防止しつつ精度よく所定長さで切断して、成形ドラム上で品質の安定した環状部材を成形することができるコード入りゴムシート部材の切断方法および装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のコード入りゴムシート部材の切断方法は、複数本のコードが並列して埋設されているコード入りゴムシート部材を、成形ドラムに搬送する搬送経路に配置された刃受け部と切断刃とにより厚さ方向に挟んだ状態にして、前記切断刃を前記ゴムシート部材の前記コード間を前記コードに沿って移動させることにより切断するコード入りゴムシート部材の切断方法であって、所定位置に配置されている前記刃受け部に対向させて前記切断刃を前記ゴムシート部材の幅方向一方端よりも内側に配置して、この切断刃と刃受け部とにより前記ゴムシート部材を前記コード間で厚さ方向に挟んだ状態にして、前記搬送経路で停止している前記ゴムシート部材の一方表面に対して前記刃受け部を転動させて前記所定位置から前記搬送経路の前方の前進位置まで移動させるとともに、前記切断刃を前記コード間を前記コードに沿って前記所定位置から前記前進位置まで移動させることにより、前記ゴムシート部材の幅方向内側から幅方向一方端に開口する切れ目を形成し、次いで、前記ゴムシート部材を搬送経路の前方に搬送することにより、前記切れ目を形成した前記コード間をコードに沿って、前記切断刃を前記ゴムシート部材の幅方向他方端に移動させることで、前記ゴムシート部材を所定長さに切断することを特徴とする。

本発明のコード入りゴムシート部材の切断装置は、複数本のコードが並列して埋設されているコード入りゴムシート部材を切断する切断刃と、載置された前記ゴムシート部材を成形ドラムに対して搬送する搬送機構と、この搬送機構に隣接して前記ゴムシート部材の前記成形ドラムへの搬送経路に配置される刃受け部とを備えて、前記切断刃と前記刃受け部とにより前記ゴムシート部材を厚さ方向に挟んだ状態にして、前記ゴムシート部材の前記コード間を前記コードに沿って切断する構成にしたコード入りゴムシート部材の切断装置であって、前記刃受け部を前記ゴムシート部材の一方表面を転動して前記搬送経路の前後方向に移動可能な構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、ゴムシート部材を切断刃とともに厚さ方向に挟んだ刃受け部を、搬送経路の所定位置から前方の前進位置に移動させることで、ゴムシート部材の幅方向内側から幅方向一方端に開口する切れ目をコード間に形成することができる。その後、ゴムシート部材を搬送経路の前方に搬送して刃受け部上で切断刃をゴムシート部材の幅方向他方端に移動させることにより、形成した切れ目に連続させてゴムシート部材を所定長さに切断することができる。したがって、ゴムシート部材は確実にコード間で切断されることになり、コードがゴムシート部材から飛び出す不具合を防止できる。

切れ目を形成する際には、ゴムシート部材を搬送経路で停止させた状態で行なうので、ゴムシート部材を移動させる余分な工程がない。それ故、ゴムシート部材の位置ずれや変形が生じ難くなる。したがって、ゴムシート部材の一部が成形ドラムに巻き付けられた状態で切断する場合であっても、精度よく所定長さで切断して、成形ドラム上で品質の安定した環状部材を成形するには有利になる。

ゴムシート部材を成形ドラムに搬送している本発明の切断装置を平面視で例示する説明図である。 図１の切断刃および刃受け部の周辺を平面視で例示する説明図である。 図１の切断刃および刃受け部の周辺を正面視で例示する説明図である。 ゴムシート部材の幅方向一端に切れ目を形成し始める工程を平面視で例示する説明図である。 ゴムシート部材の幅方向一端に切れ目を形成している工程を平面視で例示する説明図である。 ゴムシート部材を所定長さで切断している工程を平面視で例示する説明図である。 刃受け部を所定位置に戻す工程を平面視で例示する説明図である。 切断刃を待機位置に戻し、次に切断するゴムシート部材の先端を位置決めする工程を平面視で例示する説明図である。

以下、本発明のコード入りゴム部材の切断方法および装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示する本発明のコード入りゴム部材の切断装置１（以下、切断装置１という）は、帯状のコード入りゴムシート部材Ｓを成形ドラム１５上で環状に成形する際に用いる。ゴムシート部材Ｓは、複数本のコードＣが所定ピッチで並列して未加硫ゴムに埋設された部材である。尚、図ではコードＣを省略または一部省略している。
コードＣは、スチールコードやこれに類するものであり、例えば複数の素線が撚られて構成されている。コードＣは、ゴムシート部材Ｓの長手方向に対して所定の傾斜角度で埋設されている。この傾斜角度は従来の一般的な角度である。

切断装置１は、ゴムシート部材Ｓを載置して成形ドラム１５に搬送する搬送機構２と、搬送機構２に隣接して配置される刃受け部６と、ゴムシート部材Ｓを切断する切断刃９とを備えている。搬送機構２、刃受け部６および切断刃９の動作は制御部１４によって制御される。

この実施形態の搬送機構２は、送りローラ３、押えローラ４および支持ローラ５を備えている。送りローラ３は回転駆動するローラであり、押えローラ４および支持ローラ５はフリー回転（従動回転）するローラである。対向する送りローラ３と押えローラ４の少なくとも一方は、互いの対向距離を増減する方向に移動可能になっている。

多数の支持ローラ５に載置されたゴムシート部材Ｓは、送りローラ３と押えローラ４との対向距離を小さくすることにより両者の間に挟まれた状態になる。送りローラ３と押えローラ４とにより厚さ方向に挟まれたゴムシート部材Ｓは、送りローラ３が回転駆動することで搬送される。

搬送機構２によってゴムシート部材Ｓが成形ドラム１５へ搬送される搬送経路Ｗにおいて、成形ドラム１５に近接する方向が搬送経路Ｗの前方、離反する方向が搬送経路Ｗの後方になる。搬送機構２はこの実施形態に例示した構成に限定されず、ベルトコンベヤなど、ゴムシート部材Ｓを成形ドラム１５に搬送できるその他の機構を採用できる。

刃受け部６は搬送経路Ｗに配置される。この実施形態では、搬送経路Ｗの中途の位置で搬送経路Ｗを横切って刃受け部６が配置されている。刃受け部６としては例えば、支持軸７に軸支されたローラを用いる。刃受け部６は回転駆動するタイプである。この実施形態では、フリー回転にも切り替え可能なタイプのローラが刃受け部６として採用されている。

刃受け部６は、前後進機構８によって搬送経路Ｗの前後方向に移動可能になっている。前後進機構８としては例えば、刃受け部６に接続されたロッドを前後進させるシリンダ機構を用いる。

切断刃９には、例えば中心軸に軸支されてフリー回転する丸刃を使用する。この切断刃９の軸方向両側の外周縁部はそれぞれ傾斜面になっていて、外周面の軸方向中央部が外周側に突出した形状になっている。切断刃９による切断方向（刃先の向き）は、任意の方向に設定可能になっている。尚、図３では、切断刃９の形状を理解し易くするため、刃先の向きを搬送経路Ｗの前後方向に向けた状態を記載している。

切断刃９は、上下移動機構１１によって刃受け部６に対して近接および離反移動可能になっている。上下移動機構１１としては例えば、切断刃９の中心軸を保持するフレームに接続されたロッドを上下動させるシリンダ機構を用いる。

切断刃９は上下移動機構１１とともに、搬送経路Ｗを横切って設置されたガイドフレーム１０に取付けられている。切断刃９および上下移動機構１１は、ガイドフレーム１０に沿って搬送経路Ｗを横切る方向にフリーに移動可能になっている。位置戻し機構１２を作動させることによって、切断刃９および上下移動機構１１は、ガイドフレーム１０に沿って搬送経路Ｗを横切る方向の任意の位置に移動させることができる。位置戻し機構１２は例えば、上下移動機構１１に接続された環状のベルト体と、掛け回されたベルト体を回転させる駆動モータとで構成される。

搬送経路Ｗの前端部には、前後方向に移動可能なアドバンサ１３ａが設けられている。また、搬送経路Ｗの刃受け部６よりも前方の位置には、位置決めセンサ１３ｂが設けられている。

以下、この切断装置１を用いて、ゴムシート部材Ｓを所定長さに切断して環状部材Ｓ１を成形する手順を説明する。

図１に例示するように、搬送経路Ｗの支持ローラ５にゴムシート部材Ｓを載置する。押えローラ４を下方移動させてゴムシート部材Ｓをローラ３とで厚さ方向に挟んだ状態にして、送りローラ３を回転駆動(正回転)する。刃受け部６も送りローラ３による搬送速度と同じ搬送速度になるように同期させて回転駆動（正回転）する。これにより、ゴムシート部材Ｓを成形ドラム１５に向かって搬送する。この時、刃受け部６はフリー回転させてもよい。前後進機構８のロッドは後退していて刃受け部６は所定位置Ｐ１にある。切断刃９は、ゴムシート部材Ｓには接触しない上方位置で搬送経路Ｗの幅方向一端に位置している。

搬送経路Ｗの前方に搬送したゴムシート部材Ｓの先端部は、前方に移動するアドバンサ１３ａに載せて成形ドラム１５の上方位置まで移動させる。次いで、アドバンサ１３ａを後方に移動させてゴムシート部材Ｓの先端部を成形ドラム１５の外周面に保持させる。押えローラ４はゴムシート部材Ｓから離れる位置まで上方移動させ、送りローラ３および刃受け部６の回転駆動は停止してフリー回転できる状態にする。

この状態で成形ドラム１５を回転駆動（正回転）させて、ゴムシート部材Ｓの先端部を巻き付ける。ゴムシート部材Ｓのある程度の長さを巻き付けた後、成形ドラム１５の回転駆動を停止する。次いで、図４に例示するように、切断刃９をゴムシート部材Ｓの幅方向一端よりも内側の位置に移動させる。移動させた位置で切断刃９を下方移動させて、切断刃９と刃受け部６とによりゴムシート部材ＳをコードＣ間で厚さ方向に挟んだ状態にする。詳しくは、コードＣ間の未加硫ゴムを切断刃９と刃受け部６とで強く押圧した状態にする。切断刃９の刃先の向きは、コードＣの延在方向と同じ方向に設定されている。押えローラ４を下方移動させて、ゴムシート部材Ｓを送りローラ３とで厚さ方向に挟んだ状態にする。

次いで、図５に例示するようにゴムシート部材Ｓを移動させずに停止した状態のままで、前後進機構８のロッドを前進させる。この時、刃受け部６を回転駆動（反対回転）する。これにより、搬送経路Ｗで停止しているゴムシート部材Ｓの一方表面（下面）に対して刃受け部６を転動させて所定位置Ｐ１から前方の前進位置Ｐ２まで移動させる。刃受け部６がフリー回転するタイプの場合は、前後進機構８のロッドを前進させることで、刃受け部６がゴムシート部材Ｓの一方表面に当接して反対回転で転動する。

この刃受け部６の前進移動に伴って、ゴムシート部材Ｓを刃受け部６とともにコードＣ間で挟んでいる切断刃９は、そのコードＣに沿って転動して所定位置Ｐ１から前進位置Ｐ２まで移動する。切断刃９がゴムシート部材Ｓの幅方向一端まで移動することで、ゴムシート部材Ｓには、その幅方向内側から幅方向一方端に開口する切れ目Ｘが形成される。

次いで図６に例示するように、ゴムシート部材Ｓを搬送経路Ｗの前方に搬送することにより、切れ目Ｘを形成したコードＣ間のコードＣに沿って、切断刃９をゴムシート部材Ｓの幅方向他方端に移動させる。具体的には、押えローラ４を下方移動させてゴムシート部材Ｓを厚さ方向に送りローラ３とで挟んだ状態にして、送りローラ３を回転駆動(正回転)する。刃受け部６および成形ドラム１５も送りローラ３による搬送速度と同じ搬送速度になるように同期させて回転駆動（正回転）する。これにより、ゴムシート部材Ｓを成形ドラム１５に向かって搬送する。

ゴムシート部材Ｓが前方に搬送されることに伴って、コードＣ間で刃受け部６とゴムシート部材Ｓを挟んだ状態にしている切断刃９は、コードＣに沿ってゴムシート部材Ｓの幅方向他方端に転動する。これにより、ゴムシート部材Ｓを所定長さに切断する。

次いで図７に例示するように、所定長さに切断されたゴムシート部材Ｓの後端部は、回転する成形ドラム１５に巻き付けられる。切断刃９はゴムシート部材Ｓに接触しない位置まで上方移動させる。送りローラ３の回転駆動は停止させて、切断位置よりも後方のゴムシート部材Ｓを送りローラ３と押えローラ４とで厚さ方向に挟んだ状態のままにする。

この際に、前後進機構８のロッドを後進させて、刃受け部６を先進位置Ｐ２から所定位置Ｐ１に移動させ、刃受け部６を回転駆動（正回転）する。これにより、切断位置よりも後方で搬送経路Ｗに停止しているゴムシート部材Ｓの一方表面（下面）に対して、刃受け部６を転動させて前進位置Ｐ２から所定位置Ｐ１まで移動させる。刃受け部６がフリー回転するタイプの場合は、前後進機構８のロッドを後進させることで、刃受け部６がゴムシート部材Ｓの一方表面に当接して正回転で転動する。

成形ドラム１５に巻き付けられた所定長さのゴムシート部材Ｓは、図８に例示するように先端と後端とが接合されて環状部材Ｓ１に成形される。切断位置よりも後方にあったゴムシート部材Ｓを、送りローラ３および刃受け部６を回転駆動（正回転）することで搬送経路Ｗを前方に搬送する。

前方に搬送したゴムシート部材Ｓの先端位置は、位置決めセンサ１３ｂにより検知する。位置決めセンサ１３ｂの検知信号は制御部１４に入力されると、送りローラ３および刃受け部６の回転駆動が停止し、次に所定長さに切断するゴムシート部材Ｓの切断位置が位置決めされる。切断する所定長さは、成形ドラム１５の外径に基づいて、制御部１４に予め入力されている。この予め入力されている所定長さに基づいて、ゴムシート部材Ｓを搬送する長さが決定されて、切断位置が位置決めされる。

切断刃９は位置戻し機構１２を作動させて、ゴムシート部材Ｓの幅方向他端から一端に移動させて待機させる。搬送経路Ｗにある図８に示すゴムシート部材Ｓを所定長さに切断する場合は、既述した図３〜図７によって例示した工程を行えばよい。

上述したように本発明によれば、ゴムシート部材Ｓを厚さ方向に挟んだ刃受け部６と切断刃９とを、搬送経路Ｗの所定位置Ｐ１から前進位置Ｐ２に移動させることで、ゴムシート部材Ｓの幅方向内側から幅方向一方端に開口する切れ目ＸをコードＣ間に形成できる。その後、ゴムシート部材Ｓを搬送経路Ｗの前方に搬送することで、切れ目Ｘに連続させて切断して所定長さのゴムシート部材Ｓを得ることができる。ゴムシート部材Ｓを確実にコードＣ間で切断できるので、コードＣがゴムシート部材Ｓから飛び出す不具合を防止することができる。

しかも、切れ目Ｘを形成する際には、ゴムシート部材Ｓを停止させた状態で行なうので、ゴムシート部材Ｓを余分に移動させる工程がない。これに伴い、ゴムシート部材Ｓの位置ずれや変形が生じ難くなる。

特に、ゴムシート部材Ｓの一部が成形ドラム１５に巻き付けられている場合、切れ目Ｘを入れるために成形ドラム１５を逆回転させてゴムシート部材Ｓを後方移動させるとたるみが生じてゴムシート部材Ｓにずれや変形が生じ易くなる。ところが、本発明では、切れ目Ｘを形成する際にゴムシート部材Ｓを移動させることがないので、この場合であっても、精度よく所定長さで切断することができる。そのため、成形ドラム１５上で品質の安定した環状部材Ｓ１を成形するには有利になる。

この実施形態では、刃受け部６としてゴムシート部材Ｓの一方表面に外周面を接触させて転動するローラを用いて簡素な構造にしている。刃受け部６はその他に例えば、一対のプーリ間に張設されたコンベヤベルト等を採用することもできる。

ゴムシート部材Ｓは単純にベルトコンベヤ装置等によって成形ドラム１５に向かって搬送することもできる。この実施形態のように、送りローラ３と押えローラ４とによりゴムシート部材Ｓを厚さ方向に挟んだ状態にすると、ゴムシート部材Ｓのずれが発生し難くなるため、設定された距離を精度よく移動させるには有利になる。これに伴い、ゴムシート部材Ｓをより高精度で所定長さに切断できる。

送りローラ３によるゴムシート部材Ｓの搬送速度と、ゴムシート部材Ｓを巻き付けた成形ドラム１５による巻き付け速度（搬送速度）とを同速度に設定するよい。これにより、搬送するゴムシート部材Ｓを、その変形を抑えつつ、設定された距離を精度よく移動させるには益々有利になる。

１ 切断装置
２ 搬送機構
３ 送りローラ
４ 押えローラ
５ 支持ローラ
６ 刃受け部
７ 支持軸
８ 前後進機構
９ 切断刃
１０ ガイドフレーム
１１ 上下移動機構
１２ 位置戻し機構
１３ａ アドバンサ
１３ｂ 位置決めセンサ
１４ 制御部
１５ 成形ドラム
Ｃ コード
Ｓ ゴムシート部材
Ｓ１ 環状部材
Ｗ 搬送経路
Ｘ 切れ目

Claims (5)

1. 複数本のコードが並列して埋設されているコード入りゴムシート部材を、成形ドラムに搬送する搬送経路に配置された刃受け部と切断刃とにより厚さ方向に挟んだ状態にして、前記切断刃を前記ゴムシート部材の前記コード間を前記コードに沿って移動させることにより切断するコード入りゴムシート部材の切断方法であって、
   所定位置に配置されている前記刃受け部に対向させて前記切断刃を前記ゴムシート部材の幅方向一方端よりも内側に配置して、この切断刃と刃受け部とにより前記ゴムシート部材を前記コード間で厚さ方向に挟んだ状態にして、前記搬送経路で停止している前記ゴムシート部材の一方表面に対して前記刃受け部を転動させて前記所定位置から前記搬送経路の前方の前進位置まで移動させるとともに、前記切断刃を前記コード間を前記コードに沿って前記所定位置から前記前進位置まで移動させることにより、前記ゴムシート部材の幅方向内側から幅方向一方端に開口する切れ目を形成し、
   次いで、前記ゴムシート部材を搬送経路の前方に搬送することにより、前記切れ目を形成した前記コード間をコードに沿って、前記切断刃を前記ゴムシート部材の幅方向他方端に移動させることで、前記ゴムシート部材を所定長さに切断することを特徴とするコード入りゴムシート部材の切断方法。
2. 前記刃受け部として、前記ゴムシート部材の一方表面に外周面を接触させて転動するローラを用いる請求項１に記載のコード入りゴムシート部材の切断方法。
3. 前記ゴムシート部材の先端部を前記成形ドラムに巻き付けた状態で、前記ゴムシート部材を前記所定長さに切断する請求項１または２に記載のコード入りゴムシート部材の切断方法。
4. 前記刃受け部および前記切断刃よりも前記搬送経路の後方に配置された送りローラと押えローラとにより、前記ゴムシート部材を厚さ方向に挟んだ状態にして、前記送りローラを回転駆動することにより、前記ゴムシート部材を前記搬送経路の前方に搬送する請求項１〜３のいずれかに記載のコード入りゴムシート部材の切断方法。
5. 複数本のコードが並列して埋設されているコード入りゴムシート部材を切断する切断刃と、載置された前記ゴムシート部材を成形ドラムに対して搬送する搬送機構と、この搬送機構に隣接して前記ゴムシート部材の前記成形ドラムへの搬送経路に配置される刃受け部とを備えて、前記切断刃と前記刃受け部とにより前記ゴムシート部材を厚さ方向に挟んだ状態にして、前記ゴムシート部材の前記コード間を前記コードに沿って切断する構成にしたコード入りゴムシート部材の切断装置であって、
   前記刃受け部を前記ゴムシート部材の一方表面を転動して前記搬送経路の前後方向に移動可能な構成にしたことを特徴とするコード入りゴムシート部材の切断装置。

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