JP4526268B2

JP4526268B2 - 帯状部材の切断装置

Info

Publication number: JP4526268B2
Application number: JP2004001205A
Authority: JP
Inventors: 修行須田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2024-01-06
Also published as: JP2005193327A

Description

本発明は、帯状部材を切断する装置に関する。

タイヤを構成するゴム部材などは、押出機などから帯状に連続して成形されてくる連続ゴム部材を所定長さに切断して使用される。
この連続ゴム部材の切断方法としては、ベルトコンベアにより所定長さ送り出された連続ゴム部材を、円板状カッターを回転させながら横切らせて切断する方法が一般的である（例えば、特許文献１参照）

特開２００２−３４６９７８号公報しかし、この円板状カッターを使用する切断装置は、円板状カッターを回転させる機構、この回転機構とともに円板状カッターを昇降させる機構、この昇降機構とともに円板状カッターを走行させる機構などの多くの機構を必要とし、大型化し構造が複雑でコスト高である。

そこで、固定刃に対して揺動刃を揺動して帯状部材を挟むようにして切断する方法が考えられるが、この切断方法においては、切断時に帯状部材をしっかりと固定しておかないと、切断が円滑に行われないので、帯状部材を押える部材が必要である。
この押え部材も揺動刃に連動して揺動するようにすれば構造の簡素化が維持される。

しかし、押え部材が帯状部材を押えながら揺動刃が切断しなければならないので、揺動刃と押え部材間の連動の方法が問題となる。
１つの方法は、揺動刃と押え部材間にスプリングを介在させる方法である。

すなわち、揺動刃の揺動によりスプリングを介した押え部材が先に帯状部材に接してスプリング力により帯状部材を押えているところで、揺動刃が帯状部材を切断することができる。

このスプリングを介装した方法は、押え部材による帯状部材の押え始めに、スプリング力が弱く帯状部材をしっかりと固定することができない。
したがって、揺動刃が帯状部材を切り始める当初に帯状部材がずれてしまうおそれがあり、ずれたまま切断されると円滑で精度の良い切断はできない。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、揺動刃による帯状部材の切断当初より押え部材が一定の圧力で帯状部材を押さえ、安定して精度の良い切断ができる構造が簡単で小型の切断装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、押え部材の押圧力により帯状部材が固定され固定刃に沿って揺動刃が揺動して前記帯状部材を固定部分近傍で切断する帯状部材の切断装置において、駆動源により押え用リンク機構を介して回動する回動軸に前記押え部材が基端部を固着されて同回動軸と一体に揺動され、前記押え用リンク機構に押圧力調整手段が介装され、前記揺動刃は、前記回動軸に基端部を揺動自在かつ軸方向に移動自在に軸支され、駆動源により切断用リンク機構を介して揺動されるとともに、圧力シリンダにより前記固定刃に接するように軸方向に付勢され、前記揺動刃を揺動する駆動源と前記押え部材を揺動する駆動源とは、同一のサーボモータである帯状部材の切断装置とした。

駆動源の動力を押え部材と一体の回動軸に伝える押え用リンク機構に押圧力調整手段が設けられているので、揺動刃が帯状部材を切断し始めから切断を終えるまでの間、押圧力調整手段により押え部材が帯状部材を必要な一定の押圧力で押さえ固定することができ、よって揺動刃による帯状部材の安定した切断が精度良く実行できる。

揺動刃および押え部材は、揺動する機構であるので、構造が簡素で小型化でき、コストも低く維持することができる。
揺動刃を固定刃に沿って揺動して帯状部材を切断するときに、圧力シリンダにより揺動刃を固定刃に適当な圧力で接するように付勢することで、帯状部材を円滑にかつ精度良く切断することができる。
駆動源を共有することで、部品点数を少なくし、装置の小型化を図ることができ、駆動源をサーボモータとすることで、揺動刃と押え部材の揺動を部材の搬送とのタイミングを遅れることなく正確にとって精度良く実行することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の帯状部材の切断装置において、前記押圧力調整手段は、前記押え用リンク機構の１リンク部材に介装され伸縮自在とする圧力シリンダと、前記圧力シリンダに圧力を供給する圧力供給系に設けられた圧力調整手段からなることを特徴とする。

押え部材に動力を伝達する押え用リンク機構の１リンク部材に圧力シリンダが介装され伸縮自在とし、同圧力シリンダの圧力を圧力調整手段により調整する構成であるので、押え部材による帯状部材の押え方を自由に制御でき、揺動刃が帯状部材を切断し始めから切断を終えるまでの間、押え部材が帯状部材を必要な一定の押圧力で押さえ固定することが容易にできる。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の帯状部材の切断装置において、前記押圧力調整手段は、前記押え用リンク機構に介装されたカム機構であることを特徴とする。

押え部材に動力を伝達する押え用リンク機構にカム機構が介装されているので、所定のカム機構により押え部材による帯状部材の押え方を自由に制御でき、揺動刃が帯状部材を切断し始めから切断を終えるまでの間、押え部材が帯状部材を必要な一定の押圧力で押さえ固定することが容易にできる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図３に基づき説明する。
本実施の形態に係る切断装置10は、押出機より連続して押出し成形される帯状ゴム部材１を切断する装置であり、帯状ゴム部材１はタイヤを構成する部材である。

図１は、その切断装置10の全体の概略構成図であり、図２は、押え部材の動力伝達系のみの構成を示す側面図であり、図３は揺動刃の動力伝達系のみの構成を示す側面図である。

押出機より押出された帯状ゴム部材１は、途中フェスツーンを介してローラコンベア２により搬送され、切断装置10に至る。
支持枠体11に部材搬送方向（図１の矢印参照）に平行に回転軸12がベアリング13，13により回転自在に軸支されている。

この回転軸12に押え部材20の基端部が嵌着され、回転軸12と一体に押え部材20が揺動する。
押え部材20の先端部には押圧部材21が固着されている（図２参照）。

回転軸12には、部分的にスプライン溝が形成された部分にスプラインナット30が軸方向に摺動自在に嵌合し、スプラインナット30の外周にベアリング31，31を介して外筒32が回動自在に設けられ、この外筒32に揺動刃33がその基端部を固着されて設けられている。

したがって、揺動刃33は、回転軸12に対して互いに独立に回動し、かつ軸方向に移動可能である。
この揺動刃33に対して部材搬送方向上流側近傍にローラコンベア２のローラ２ａに平行で同じ高さ位置に固定刃34が配置されている。

一方、回転軸12の下方には、回転軸12と平行に駆動軸50が支持台51にベアリング52，52を介して軸支され、駆動軸50に嵌着されたスプロケット53とサーボモータ54の出力軸に嵌着されたスプロケット55との間にチェーン56が架渡され、サーボモータ54の駆動でチェーン56を介して駆動軸50が回動する。

駆動軸50の一端には押え部材20を駆動する円板57が嵌着され、他端には揺動刃33を駆動する円板58が嵌着されている。
前記回転軸12の一端に嵌着されたブラケット22と円板57との間に押え用リンク機構23が構成され、前記外筒32に突設されたブラケット35と円板58との間に切断用リンク機構36が構成されている。

図２を参照して押え用リンク機構23は、ブラケット22の先端に支軸29を介して一端を軸支され、円板57の周縁部に支軸24を介して他端を軸支されたリンク部材25が、ブラケット22と円板57を連結して動力を伝達するクランク機構を構成している。
リンク部材25は中間に圧力シリンダ26を備えていて、その長さは伸縮自在である。

サーボモータ54の駆動で回転軸50とともに円板57が回動すると、リンク部材25を介してブラケット22が回転軸12とともに回動し、回転軸12と一体の押え部材20が揺動する。
図２に示すように、円板57の180度の回転に対してリンク部材25の収縮により押え部材20は約60度揺動し、押え部材20の先端部を下方へ揺動して先端部の押圧部材21を、ローラ２ａと略同じ高さの受け部材27に押圧する。

受け部材27上にローラコンベア２により帯状ゴム部材１が搬送されてくると、押え部材20が揺動して受け部材27との間で圧力シリンダ26により帯状ゴム部材１を押圧部材21が挟圧して固定することができる。

他方、図３を参照して切断用リンク機構36は、ブラケット35の先端に支軸39を介して一端を軸支され、円板58の周縁部に支軸37を介して他端を軸支されたリンク部材38が、ブラケット35と円板58を連結して動力を伝達するクランク機構を構成している。

揺動刃33，外筒32とともに軸方向に移動可能なブラケット35に対して支軸39は、貫通してブラケット35を摺動自在に係合している。
サーボモータ54の駆動で回転軸50とともに円板58が回動すると、リンク部材38を介してブラケット35が外筒32とともに回動し、外筒32と一体の揺動刃33が揺動する。

図３に示すように、円板58の180度の回転に対して揺動刃33は約90度揺動し、略垂直に立った状態から下方へ揺動し、水平に近づくところから固定刃34に沿って下降して帯状ゴム部材１を前記押え部材20により固定された部分近傍で切断することができる。

揺動刃33が帯状ゴム部材１を切断する角度位置におけるブラケット35を軸方向固定刃34の方向に付勢するように圧力シリンダ40が配置されている。
すなわち圧力シリンダ40の固定刃34側の軸方向に向かって突出したシリンダロッド41が、揺動刃33が帯状ゴム部材１を切断する期間、対向するブラケット35に当接しかつ付勢し揺動刃33を軸方向に移動して固定刃34に圧接する。

揺動刃33が下降して帯状ゴム部材１を切断するときには、圧力シリンダ40はシリンダロッド41を伸張してブラケット35に当接し、かつ押圧して揺動刃33を固定刃34に適当な圧力で圧接させて帯状ゴム部材１を切断する。
したがって円滑にかつ精度良く切断することができる。

圧力シリンダ40には空圧源45からの空圧が３ポートの電磁切換弁42で切換えられて供給され、電磁切換弁42のタイミング制御により圧力シリンダ40がシリンダロッド41を伸長して揺動刃33を軸方向に付勢する。
なお前記圧力シリンダ26には同じ空圧源45からリリーフ弁28を介して空圧が供給され、圧力シリンダ26の圧力を一定に維持する。

本切断装置10は、以上のような構造をしており、以下帯状ゴム部材１の切断の手順を説明する。
まず押え部材20および揺動刃33は、図２および図３に実線で示すように上方の揺動位置に待機している。

ローラコンベア２により搬送されてきた帯状ゴム部材１が先端から所定長さ固定刃34より通過した時点で停止されると、所定タイミングで既に駆動されているサーボモータ54により押え部材20および揺動刃33は揺動しており、先に押え部材20が帯状ゴム部材１に押圧部材21を押圧し圧力シリンダ26およびリリーフ弁28により一定の圧力で押圧固定した（図２の一点鎖線参照）ところで、後から揺動刃33が圧力シリンダ40により固定刃34に適当な圧力で接しながら揺動して（図３の一点鎖線参照）帯状ゴム部材１を切断する。

以上の工程は円板57，58の半回転で行われ、切断後は円板57，58の更なる半回転で、押え部材20および揺動刃33が元の待機状態に戻される。

このように帯状ゴム部材１の停止、押え部材20による押え、揺動刃33による切断が、順次遅れなく速やかに実行されるので、サイクルタイムを短縮して効率の良い切断作業を行うことができる。

以上の実施の形態では、圧力シリンダ26，40を空気圧により駆動する空圧系で構成したが、これを油圧により駆動する油圧系で構成してもよい。

また、サーボモータ54の動力を押え部材20の揺動に伝達する押え用リンク機構23の別の形態を、図４に図示し説明する。
押え用リンク機構以外は前記実施の形態と同じであるので、同じ部材については同じ符号を用いる。

本実施の形態に係るリンク機構70は、溝カム71を介装したものであり、溝カム71は前記円板57に相当する駆動軸50に嵌着された円板71ａに形成されている。
この溝カム71の溝に下端部のローラ72を従動自在に嵌挿してカムフォロワ73が、ガイド部材74に昇降自在に支持されて設けられ、同カムフォロワ73の上端部と支軸76を介して連結されたリンク部材75が他端において前記押え部材20，回転軸12と一体のブラケット22と支軸77を介して連結されている。

サーボモータ54の駆動により円板71ａが回動すると、溝カム71の溝にローラ72が案内されてカムフォロワ73が上下方向に従動し、カムフォロワ73の昇降がリンク部材75を介してブラケット22を回動軸12とともに回動し、回動軸12と一体の押え部材20を揺動して受け部材27上の帯状ゴム部材１を押え固定することができる。

溝カム71の溝は、概ね瓢箪形をしており、大きな円弧部にローラ72が位置する間に押え部材20の押圧部材21が所定の一定の圧力で帯状ゴム部材１を押圧することができ、この間に揺動刃33が帯状ゴム部材１を切断するように押え用リンク機構23が構成されている。

本実施の形態においても帯状ゴム部材１の停止、押え部材20による押え、揺動刃33による切断が、順次遅れなく速やかに実行されるので、サイクルタイムを短縮して効率の良い切断作業を行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る切断装置の全体の概略構成図である。押え部材の動力伝達系のみの構成を示す側面図である。揺動刃の動力伝達系のみの構成を示す側面図である。別の実施の形態に係る押え部材の動力伝達系のみの構成を示す側面図である。

符号の説明

１…帯状ゴム部材、２…ローラコンベア、
10…切断装置、11…支持枠体、12…回転軸、13…ベアリング、
20…押え部材、21…押圧部材、22…ブラケット、23…押え用リンク機構、24…支軸、25…リンク部材、26…圧力シリンダ、27…受け部材、28…リリーフ弁、29…支軸、
30…スプラインナット、31…ベアリング、32…外筒、33…揺動刃、34…固定刃、35…ブラケット、36…切断用リンク機構、37…支軸、38…リンク部材、39…支軸、
40…圧力シリンダ、41…シリンダロッド、42…電磁切換弁、45…空圧源、
50…駆動軸、51…支持台、52…ベアリング、53…スプロケット、54…サーボモータ、55…スプロケット、56…チェーン、57，58…円板、
70…リンク機構、71…溝カム、72…ローラ、73…カムフォロワ、74…ガイド部材、75……リンク部材、76，77…支軸。

Claims

押え部材の押圧力により帯状部材が固定され固定刃に沿って揺動刃が揺動して前記帯状部材を固定部分近傍で切断する帯状部材の切断装置において、
駆動源により押え用リンク機構を介して回動する回動軸に前記押え部材が基端部を固着されて同回動軸と一体に揺動され、
前記押え用リンク機構に押圧力調整手段が介装され、
前記揺動刃は、前記回動軸に基端部を揺動自在かつ軸方向に移動自在に軸支され、駆動源により切断用リンク機構を介して揺動されるとともに、圧力シリンダにより前記固定刃に接するように軸方向に付勢され、
前記揺動刃を揺動する駆動源と前記押え部材を揺動する駆動源とは、同一のサーボモータであることを特徴とする帯状部材の切断装置。
前記押圧力調整手段は、前記押え用リンク機構の１リンク部材に介装され伸縮自在とする圧力シリンダと、前記圧力シリンダに圧力を供給する圧力供給系に設けられた圧力調整手段からなることを特徴とする請求項１記載の帯状部材の切断装置。
前記押圧力調整手段は、前記押え用リンク機構に介装されたカム機構であることを特徴とする請求項１記載の帯状部材の切断装置。