JP2018508390A - タイヤ加硫モールドのための洗浄ロボット - Google Patents

Abstract

発明はバスケット（１０）を含む、タイヤ加硫モールドのハーフモールド（４）の内表面（５）を洗浄するための洗浄ロボットであって、ここでリフトアーム（５０）は回動する態様で根元端部（５２）に配置され、リフトアーム（５０）は支持アーム（７０）を先端部（５４）で回動させる。洗浄ロボットは閉位置においてバスケット（１０）内に完全に収まり、ドライアイス注入口（８４）と流体連結が確立されるように結合され、支持アーム（７０）の先端部（７６）に配置されるノズルと、開位置において前記内表面（５）の近傍でその輪郭に沿って内表面（５）に接近して可動するよう構成された自由端部とを有する。

Description

本発明はドライアイスを用いて車両用タイヤの生産に用いられるタイヤ加硫モールドを洗浄するためのロボット機構に関する。

互いに配置され、開くように垂直に移動可能なモールド上部と底部とを有し、車両用タイヤの製造に用いられる二部材構成の加硫モールドがある。これらのモールドにおいては、加硫プロセスが行われ、一般に上部モールド又は他の表面、底部モールド及び側壁のモールドの凹部に形成されたタイヤ上の糸を洗浄することでゴム残留物を大まかに除去する。

ドライアイス・ブラストは、ノズルから洗浄モールドの内部容積への非破壊的な洗浄として知られている。このプロセスはオペレータの業務安全の制限を超えるノイズを引き起こす。特許文献１は、タイヤモールドの洗浄の際にロボット制御された装置の助けにより凍結ガスペレットを使用する装置及び方法を開示している。したがって、熱いモールドは防音として絶縁されたキャビネット内に入り、ロボットアームの端部のノズルが凍結した気体ペレットに洗浄モールド表面に向けられる。アームはモールド表面全体を洗浄するためにターンテーブル上で回転される。モールドはプロセス完了後にキャビネットから取り外される。好ましい凍結ガスは、微小空間にアクセスし、モールドに摩耗の影響を及ぼさないために、ＣＯ２である。推奨される実施形態は、モールドを防音キャビネットに移送するために移送装置を必要とする。さらに、モールドをシードベッドから取り除くモールドの移動は、洗浄されるべきベアリングである。両方の場合において生産コストは増加する。

特許文献２は、同様の装置を開示している。したがって、支持アームの自由端部にあるドライアイス・ノズルは、ドライアイス・ブラストをモールド内にもたらし、支持アームの長手方向軸上に回転可能に配置される。ドライアイス・ノズルはドライアイス・マシンから輸送されている供給ホースに接続される。支持アームに取り付けられた調節機構は、ドライアイス・ノズルの回転軸に従い適切な角度を調節する。

特許文献１は、アセンブリを運ぶマニピュレータを有する加硫モールドの洗浄アセンブリを開示している。コンベアのブームに配置された隔離フードであって、この部分を用いて隔離フードの位置を横方向に、上向きに、そして水平に置き換えるものと、隔離フードの内側のスプレーノズルとを洗浄装置は含む。

国際公開第９８／０７５４８号パンフレット 国際公開第００／０２７０９号パンフレット

本発明の目的は、バスケットの内側にある移送可能な洗浄ロボットでタイヤ加硫モールドの洗浄効率を高めることである。

上記の目的を達成するために、本発明は、タイヤ加硫モールドのハーフモールドである加硫モールドの半分の内表面を洗浄するための洗浄ロボットであり、バスケットに根元端部で回動するように配置されたリフトアームを備え、リフトアームの先端部で支持アームが回動する。洗浄ロボットは、閉位置においてバスケット内に完全に収まり、ドライアイス注入口に流体連通するように連結され、支持アームの先端部に配されたノズルと、開位置にあるときに内表面の近傍でその輪郭に沿って内表面に接近して可動するよう構成された自由端部とを有する可動ヘッドを備える。本発明の主題であるロボットのために、好ましくは直列キネマティックスを用いて好ましくは６点程度の関節を持ち、１３’−２２．５’の範囲のタイヤリムのモールドの効率的な洗浄を提供する。

本発明の好ましい実施形態では、可動ヘッドの回転軸において水平方向の自由移動を提供し、支持アームに対して回動される水平回転ジョイントが、支持アームの長手軸に直交する。可動式ヘッドが、水平回転可能なジョイントによって、加硫モールドの半分の内側の半径方向の左右に移動することによって、一度完全に回転するように、最高度で回転することなく所望の領域にドライアイス・ブラストを複数回適用する。

本発明の好ましい実施形態では、水平方向回転可能ジョイントの直交回転軸は実質的には−２０から２０度の間にあることを特徴とする。別の好ましい実施形態では、水平回転可能ジョイントの直交回転軸が−１５から１５度の間にあることを特徴とする。本発明の別の実施形態は、水平回転可能ジョイントの直交回転軸が、±６５度、±４５度、±２５度、および±２１度の間の角度といった鋭角を実質的に有することを特徴とする。これらの角度は、タイヤモールドの半分の中の内表面のＲ部に対して十分に直交するような複数の施工を提供する。さらに、洗浄後に優れた洗浄度が得られ、品質管理において清浄度のグレード「０」が得られる。

本発明の好ましい実施形態は、可動ヘッドが水平回転ジョイントを含み、水平回転ジョイントは自由移動の長手平面に対して平行な回転軸において支持アームに回動されることを特徴とする。これにより、ハーフモールドの内表面の線に沿って直角にドライアイスを施工する可能性が高まる。

本発明の好ましい実施形態は、リフトアームの長さがバスケットの直径よりも小さいことを特徴とする。この場合、閉位置にあるリフトアームはバスケット上に延びることによってコンパクトな形状になる。

本発明の好ましい実施形態は、回転ベースがリフトアームを運び、バスケット内部のリフトアームの回転軸に垂直な回転軸を有することを特徴とする。したがって、回転プラットフォーム上のリフトアームの回転により、リフトアームの自由端部はモールドの内表面の近傍で周方向に回転する。

本発明の好ましい実施形態は、支持アームが、移動方向へ伸長する態様で伸縮自在に構成されていることを特徴とする。この場合、自由端部の延長は異なる直径のタイヤ加硫モールドに従い変化してよい。

リフトアームを駆動するための本発明の好ましい実施形態は、支持アーム上で回動され、リフトアームの先端部に配置された回転ジョイントと離間して配置されている操作アームを備える。操作アームはリフトアームを通じて支持アームの移動をもたらす。さらに、モールドの内表面に衝突するのを防止するために、支持アームの開口が所定の角度より大きくなるのを防止する。可能な実施形態では、操作アームはリフトアームの両端に平行に延びている。したがって、リフトアームの施工にも関わらずコンパクトな構造が得られる。

本発明の好ましい実施形態はリフトアームを昇降する態様で、根元端部とバスケットとの間に配置され、モータによって動かされる第２のジョイントを有することを特徴とする。

本発明の追加の特徴および利点は、以下の図面に参照される実施形態例に開示される。
本発明の洗浄ロボットを運搬するための車両を側面から見た概略図である。 本発明の洗浄ロボットの代表的な実施形態を側面から見た概略図である。 本発明の洗浄ロボットの別の代表的な実施形態を側面から見た概略図である。

図１は、バスケット（１０）を含み加硫タイヤモールドを洗浄するための概略的に側面から見た洗浄ロボットと、バスケット（１０）を運搬しているとキャリッジ（１）を示す。キャリッジ（１）の端部には折り畳みアーム（２）が設けられている。折り畳みアーム（２）の自由端部（３）はピボット（３）を介してバスケット（１０）に取り付けられている。

バスケット（１０）の位置は、図２のタイヤ加硫モールドの半分の一部であるハーフモールド（４）の下に示されている。ハーフモールド（４）はハーフモールドの底部側に開口を有するようなものである。バスケット（１０）が上昇するにつれて、ハーフモールド（４）の周辺端部がバスケット（１０）の上方の前頭面上で対応して接続するように組み合わされる。このようにして、ハーフモールド（４）とバスケット（１０）とは閉じた内部空間を形成する。

洗浄ロボットは、回転ベース（１２）に配置されたバスケット（１０）の底部（１１）に回転可能に取り付けられる。回転ベース（１２）とバスケット（１０）とは互いに中心が同一である。また、バスケット（１０）およびハーフモールド（４）も互いに中心が同一である。回転ベース（１２）は、半径方向外側において第１ピボット（３０）を用いてリフトアーム（５０）をマウントする。リフトアーム（５０）は、第１ピボット（３０）上で振り子の動作のように回転軸（Ｒ２）上で回転できる。支持アーム（７０）は回転ジョイント（５８）を備えるリフトアーム（５０）の自由端部に取り付けられる。可動ヘッド（８０）は回転ジョイント（９０）を備え、伸縮自在に形成された支持アーム（７０）の自由端部（７６）に取り付けられる。可動ヘッド（８０）上にはノズル（８２）、そしてその吹出方向にはマニピュレータ（８６）がある。可動ヘッド（８０）は、ハーフモールド（４）の内表面（５）の周方向に適した上下方向および左右方向の動きの自由度を有している。

洗浄ロボットの代表的な別の実施形態を斜視図で図３に示す。適切に、円板状に形成される回転ベース（１２）はバスケット（１０）の底部（１１）に配置される。ケーブル及びホース（不図示）のトランジションのために回転ベース（１２）の中央部分にはギャップ（１５）がある。ギャップ（１５）の周りにプラットフォーム（１３）の形で高台がある。ベアリング（１４）は、プラットフォーム（１３）の外側部分の回転ベース（１２）上に固定される。角柱状のベアリング構造を有する第１のモータ（２０）は、フランジ（２１）を介して回転ベース（１２）に直交に拡張する回転ベース（１２）への方向に回転する拡張へ取り付けられる。回転ベース（１２）は、モータ（２０）の助けを借りて、回転の中心を通る軸において回転される。

リフトアーム（５０）は、ベアリング（１４）上の第１ピボット（３０）の助けを借りて回転ベース（１２）に取り付けられる。第１ピボット（３０）はリング構造の円筒状ピボットである。第１ピボット（３０）のジョイント（３４）は筐体（３５）内の移動伝達装置（図示せず）の助けを借りてモータ（３２）によって回転される。したがって、ジョイント（３４）に関連するリフトアーム（５０）は、その先端部（５４）から持ち上げられる。回転ベース（１２）には固定部材（３３）を介してモータ（３２）が固定される。第２ピボット（４０）は第１ピボット（３０）と直線状に並んでリフトアーム（５０）の根元端部（５２）に配置される。距離を置いて平行に形成された操作アーム（６０）は一端でリフトアーム（５０）の根元端部（６２）にある第２ピボット（４０）に固定される。したがって、それは先端部（６４）を接続された回転ピボット（６６）を介してリフトアーム（５０）の回転ジョイント（５８）上の支持アーム（７０）の移動を生み出すとともに、第２ピボット（４０）の移動によって根元端部（６２）から操作アーム（６０）を前に進めるための移動を生み出す。モータ（４２）は、これを達成するために第２ピボット（４０）に移動を生み出す。したがって、支持アーム（７０）の自由端部（７６）は回動軸（Ｒ３）で回転ジョイント（５８）を中心にして弧を描くように回転できる。

支持アーム（７０）は、制御装置（不図示）に取り付けられたリンク（７１）を有するモータ（７２）の助けを借り、スリーブ（７４）内で伸縮自在の形態で伸長されうる。垂直回転ピボット（９０）は支持アーム（７０）の自由端部（７６）に取り付けられる。垂直回転ジョイント（９０）はブラケットに似た構造で形成される。モータ（９１）はその一端から支持アーム（７０）に到達し、肘の形状のアダプタ（９２）を使って半径方向の外側に回転することによって支持アーム（７０）と可動ヘッド（８０）との間の接続を提供する。

可動ヘッド（８０）は支持アーム（７０）の自由端部（７６）に配置される。流体連通を提供するドライアイスホース（不図示）に接続された吸気口（８４）の前かつ可動ヘッド（８０）の後ろにノズル（８２）がある。加えて、ノズル（８２）の噴射位置に合わせて舌状に形成されたマニピュレータ（８６）がある。可動ヘッド（８０）は垂直回転ピボット（９０）を用いることで、内表面（５）を上下方向に回転軸（Ｒ４）上で移動することが可能である。一方、可動ヘッド（８０）は水平回転ジョイント（８３）を用いることで半径方向の左右に操作されることができる。したがって、モールドの内部（５）において回転ベース（１２）の回転方向（Ｒ１）に従ってノズル（８２）を後ろへ動かすことで、ノズル（８２）を通じて、他の領域よりも厚く、密度が高く、集中的な汚染及び汚れを有する領域へと流入するドライアイスをはるかに多く実施する。

本実施形態においては、閉位置でバスケット（１０）に合うように寸法決めされている。したがって、回転ベース（１２）上の一端から他方の端部にかけて配置されるように閉位置において、リフトアーム（５０）は回転ベース（１２）の上に立つ。リフトアーム（５０）の長さはバスケット（１０）の内径より小さい。同様に、支持アーム（７０）はリフトアーム（５０）より短い。可動ヘッド（８０）は、支持アーム（７０）と直交するように接触し、支持アーム（７０）とＬ字型の形状を生じさせる。しかしながら、リフトアーム（５０）は回転ベース（１２）と開位置にある支持アーム（７０）とはともにＺ字型の形状を生じさせ、支持アーム（７０）は似た形状へ到達する。可動ヘッド（８０）の伸長方向は回転ベース（１２）とほぼ平行である。支持アーム（７０）は異なるハーフモールド（４）に従って可動ヘッド（８０）を内側部分（５）に接近させるために入れ子式に伸長または短縮される。しかしながら、内側部分（５）の内側における可動ヘッドの接近度および高さは、リフトアーム（５０）および回転ベース（１２）とともに操作アーム（６０）の角度を調整することによって形成される。

操作アーム（６０）は支持アーム（７０）をモータ（３２）で回転させることで、支持アーム（７０）のための制限された回転移動を提供する。支持アーム（７０）の長さと操作アーム（６０）の長さとはほぼ同じサイズである。

本発明の好ましい洗浄ロボットの実施形態において、５＋１の接続されたリンクを有するロボットシリアルキネマティックロボットのワークスペースにおけるスキャン角度範囲としてのスクリーン能力と、実施する表面に従って変化する線形軸の接近しやすい伸長量としての伸長能力とがある。

本発明の好ましい洗浄ロボットの実施形態では、好ましくは０．１から３６７度の間で動作する第１回転軸（Ｒ１）、好ましくは３６５度で動作する第５回転軸（Ｒ５）と同様の第４回転軸（Ｒ４）、トラックのような特に大きな車輪の車両には好ましくは１００ｍｍの伸長、第２および第３回転軸（Ｒ２、Ｒ３）は１２０度の平均最大動作範囲を有する。好ましい別の実施形態における本発明の洗浄ロボットは、回転ベース（１２）の回転を操作する第１の回転軸（Ｒ１）が好ましくは−５から＋３７０度であり、最も好ましくは３６７度と０．１度の間である。このように、本発明の洗浄ロボットは、モールド表面の一部を見逃すことなく、経路移動の点において周方向の回動を完了する。本発明の洗浄ロボットは、好ましくは０から２２０度、特に好ましくは０から１９０度の角度範囲を有する第２ピボット（４０）の回転軸（Ｒ２）を含む。本発明の洗浄ロボットは、好ましくは０から２２０度、特に好ましくは０から１９０度の角度範囲を有する回転ジョイント（５８、６６）に接続された回転軸（Ｒ３）を含む。本発明の洗浄ロボットは、移動方向（Ｂ）にスリーブ（７４）を通じて支持アーム（７０）の伸長する量が好ましくは３ｍｍから１１０ｍｍ、最も好ましくは４．８６１ｍｍから１００ｍｍである。本発明の洗浄ロボットは、好ましくは−３０から＋３７０度、好ましくは−２０から＋２００度の範囲の角度範囲を有する垂直回転ピボット（９０）の回転軸（Ｒ４）と、好ましくは−２５から＋２５、最も好ましくは−１５から１５度の範囲の角度範囲を有する水平回転ピボット（８３）の回転軸（Ｒ５）を含む。

１ キャリッジ、２ 折り畳みアーム、３ ピボット、４ ハーフモールド、５ 内表面、１０ バスケット、１１ 底部、１２ 回転ベース、１３ プラットフォーム、１４ ベアリング、１５ ギャップ、２０ 第１モータ、２１ フランジ、３０ 第１ピボット、３２ モータ、３３ 固定部材、３４ ジョイント、３５ 筐体、４０ 第２ピボット、４２ モータ、５０ リフトアーム、５１ 開口 、５２ 根元端部、５４ 遠位端部 、５６ ボディ、５８ 回転ジョイント、６０ 操作アーム、６２ 近位部、６４ 遠位部、６６ 回転ピボット、７０ 支持アーム、７１ リンク、７２ モータ、７４ スリーブ、８２ ノズル、７６ 自由端部、８０ 可動ヘッド、８２ ノズル、８３ 水平回転ジョイント、８４ 注入口、８６ マニピュレータ、９０ 直交回転ピボット、９１ モータ、９２ アダプタ、Ａ 移動方向、Ｂ 移動方向、Ｒ１ 回転軸、Ｒ２ 回転軸、Ｒ３ 回転軸、Ｒ４ 回転軸、Ｒ５ 回転軸

Claims (11)

1. タイヤ加硫モールドのハーフモールド（４）の内表面（５）を洗浄するための洗浄ロボットであって、
   バスケット（１０）に根元端部（５２）で回動するように配置されたリフトアーム（５０）を備え、
   前記リフトアーム（５０）の先端部（５４）で、支持アーム（７０）が回動し、
   閉位置において前記洗浄ロボットは、前記バスケット（１０）内に完全に収まり、
   前記洗浄ロボットは、可動ヘッド（８０）を備え、
   前記可動ヘッド（８０）は、
   ドライアイス注入口（８４）に流体連通するように結合され、前記支持アーム（７０）の先端部（７６）に配されたノズル（８２）と、
   開位置において前記内表面（５）の近傍でその輪郭に沿って前記内表面（５）に接近して可動するよう構成された自由端部と、を有することを特徴とする洗浄ロボット。
2. 前記可動ヘッド（８０）の回転軸において水平方向の自由移動を提供し、前記支持アーム（７０）に対して回動される水平回転ジョイント（８３）が、前記支持アーム（７０）の長手軸に直交することを特徴とする請求項１に記載の洗浄ロボット。
3. 前記水平回転ジョイント（８３）の直交回転軸（Ｒ５）は、実質的に−２０度から＋２０度の間であることを特徴とする請求項２に記載の洗浄ロボット。
4. 前記可動ヘッド（８０）が水平回転ジョイント（９０）を含み、前記水平回転ジョイント（９０）は、自由移動の長手平面に対して平行な回転軸（Ｒ６）において前記支持アーム（７０）に回動されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の洗浄ロボット。
5. 前記リフトアーム（５０）の長さが、前記バスケット（１０）の直径より小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の洗浄ロボット。
6. 回転ベース（１２）が、前記リフトアーム（５０）を搬送するとともに前記バスケット（１０）の内側の前記リフトアーム（５０）の回転軸に直交する前記回転軸（Ｒ１）を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の洗浄ロボット。
7. 前記支持アーム（７０）が、移動方向（Ｂ）へ伸長する態様で伸縮自在に構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の洗浄ロボット。
8. 前記リフトアーム（５０）を駆動するための操作アーム（６０）を含み、前記操作アーム（６０）は、前記支持アーム（７０）上で回動され、かつ、前記リフトアーム（５０）の先端部（５４）に配置された回転可能なジョイント（５８）と離間して配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の洗浄ロボット。
9. 操作アーム（６０）が前記リフトアーム（５０）の両端に平行に延びることを特徴とする請求項８に記載の洗浄ロボット。
10. 前記リフトアーム（５０）を昇降する態様で、前記根元端部（５２）と前記バスケット（１０）との間に配置された第２ジョイント（４０）が、モータ（４２）により動作することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の洗浄ロボット。
11. 第１ピボット（３０）、第２ピボット（４０）、回転ジョイント（５８）、回転ピボット（６６）、水平回転ジョイント（８３）、直交回転ジョイント（９０）および／または支持アーム（７０）を含み、
    回転ベース（１２）の回転を操作する前記第１ピボット（３０）の回転軸（Ｒ１）は好ましくは−５から＋３７０度の間、最も好ましくは０．１から３６７度の間で動作し、
    および／または、前記ロボットの前記第２ピボット（４０）の回転軸（Ｒ２）は０から２２０度、好ましくは０から１９０度の間で動作し、
    および／または前記回転ジョイント（５８）と回転ピボット（６６）に関連する回転軸（Ｒ３）は特に好ましくは０から−２００度、最も好ましくは０から−１８０度の間で動作し、
    および／またはスリーブ（７４）の内側に入る支持アーム（７０）の移動方向（Ｂ）の伸長部分は好ましくは３から１１０ｍｍ、最も好ましくは４．８６１から１００ｍｍの間で動作し、
    および／または前記直交回転ジョイント（９０）の回転軸（Ｒ４）は好ましくは−３０から＋３７０度、最も好ましくは−２０から＋２００度の間で動作し、
    および／または前記水平回転ジョイント（８３）の回転軸（Ｒ５）は好ましくは−２５から＋２５度、特に好ましくは−１５から＋１５度の間で動作することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の洗浄ロボット。

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