JP4766237B2 - シート状部材の切断装置 - Google Patents

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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のシート状部材を所定の間隔をおいて幅方向に切断するためのシート状部材の切断装置に関するものである。
一般に、この種の切断装置としては、未加硫ゴムからなる帯状のシート状部材の下面にシート状部材の幅方向に亘って接触するガイド部材と、ガイド部材に沿って移動可能な回転する円形のカッターとを備え、カッターをガイド部材に沿って移動させることにより、シート状部材をガイド部材に沿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、シート状部材は軟らかく粘着性を有する未加硫ゴムからなるので、切断時にカッターとガイド部材とに間に未加硫ゴムが入り込み、切断抵抗が増大するとともにゴム屑が発生するという問題点があった。
この問題点を改善する切断装置としては、前記装置と同様のガイド部材及びカッターと、カッターをガイド部材側に移動可能に支持するシリンダとを備え、シリンダによってカッターの一方の面ををガイド部材に押付けてカッターとガイド部材との間に隙間が生じないようにし、切断時にカッターとガイド部材との間に未加硫ゴムが入り込まない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 特開昭60−135108号公報
しかしながら、後者の切断装置では、シリンダによって常にカッターがガイド部材に押付けられているので、カッターの刃が早期に摩耗するという問題点があった。
また、カッターの刃の早期摩耗を防止するために押付力を小さくすると、切断抵抗によってカッターが押し戻され、カッターとガイド部材との間に隙間が生ずるという問題点があった。
一方、切断抵抗を小さくするために厚さ寸法の小さいカッターを用いると、硬い材質や厚み寸法の大きいシート状部材を切断する場合にカッターに反りが生じ、カッターとガイド部材との間に隙間が生ずる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、カッターとガイド部材との間に隙間を生ずることがなく、しかもカッターの刃の寿命向上を図ることのできるシート状部材の切断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シート状部材の厚さ方向一方の面に接触するガイド部材と、ガイド部材に沿って移動可能な円形のカッターとを備え、シート状部材をガイド部材に沿って切断するシート状部材の切断装置において、カッターを回転自在に支持する第1支持部材と、第1支持部材をカッターの移動方向側がガイド部材に接触する方向に回動可能に支持する第2支持部材と、第2支持部材をガイド部材に沿った方向に移動可能に支持する第3支持部材と、第1支持部材の回動中心よりもガイド部材から離れた位置で第1支持部材に連結され、第1支持部材をガイド部材に沿った方向に移動させる駆動機構とを備え、第1支持部材と駆動機構とをガイド部材に沿った方向に弾性変形可能な弾性部材を介して連結し、駆動機構によって第1支持部材がガイド部材に沿った方向に移動すると、第1支持部材を回動させる力が弾性部材を介して第1支持部材に伝達され、弾性部材の縮み量に応じた力でカッターの移動方向側がガイド部材に押付けられるように構成している。
これにより、第2支持部材は第3支持部材によってガイド部材に沿って移動可能に支持されるとともに、カッターを支持する第1支持部材は第2支持部材に支持されていることから、駆動機構によりカッターをガイド部材に沿って移動させることができる。また、第1支持部材は第2支持部材によって回動可能に支持されるとともに、駆動機構は第1支持部材の回動中心よりもガイド部材から離れた位置で第1支持部材に連結されていることから、駆動機構によってカッターをガイド部材に沿って移動させる際に第1支持部材がカッターの移動方向側に回動し、カッターの移動方向側がガイド部材に押付けられる。また、シート状部材を切断するための切断抵抗に応じてカッターを移動するための力が変化し、カッターを移動するための力が変化することによりカッターをガイド部材に押付ける力が変化することから、切断抵抗に応じた押付力でカッターがガイド部材に押付けられる。さらに、カッターの走行抵抗が大きくなることにより、弾性部材の縮み量が大きくなり、弾性部材の縮み量に比例してカッターの回動方向への力が大きくなるので、カッターによってシート状部材を切断する際、シート状部材を切断するための切断抵抗によりカッターの走行抵抗が大きくなるとともに、カッターの走行抵抗に応じて弾性部材が圧縮され、第1支持部材にさらに回動方向への力が加わる。
本発明によれば、駆動機構によってカッターをガイド部材に沿って移動する際にカッターの移動方向側がガイド部材に押付けられるので、カッターとガイド部材との間に隙間を生ずることがなく、カッターとガイド部材との間に未加硫ゴムが入り込まないようにシート状部材を切断することができる。また、シート状部材を切断する切断抵抗に応じた押付力でカッターがガイド部材に押付けられるので、カッターがガイド部材に無用に大きな力で押付けられることがなく、カッターの刃の寿命向上を図ることができる。さらに、カッターの移動方向側を切断抵抗に応じた押付力でガイド部材に押付けることができるので、カッターの移動方向側を常に適正な力でガイド部材に押付けることができ、カッターの寿命向上を図ることができる。
図1乃至図11は本発明の一実施形態を示すもので、図1はシート状部材切断装置の平面図、図2はシート状部材切断装置の正面図、図3はシート状部材切断装置の要部平面図、図4はシート状部材切断装置の要部正面図、図5は図3におけるA−A線断面図、図6はカッターをシート状部材側に移動する際のシート状部材切断装置の要部平面図、図7はシート状部材を切断する際のシート状部材切断装置の要部平面図、図8はシート状部材を切断する際のシート状部材切断装置の正面図、図9はガイド部材を上方に移動した際のシート状部材切断装置の正面図、図10はカッターをシート状部材の幅方向他端側に配置した際のシート状部材切断装置の正面図、図11は切断されたシート状部材の平面図である。
本実施形態のシート状部材切断装置は、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のシート状部材WAの下面側に配置されたガイド部材10と、ガイド部材10に沿って移動可能なカッター20と、カッター20を回転自在に支持する第1支持部材としてのブラケット30と、ブラケット30を水平方向に回動自在に支持する第2支持部材としてのスライドブロック40と、スライドブロック40を支持する第3支持部材としてのレール50と、ブラケット30に連結している駆動機構60とを備えている。
ガイド部材10はシート状部材WAの下面にシート状部材WAの幅方向に亘って接触し、シート状部材WAを下方から支持している。ガイド部材10は金属材料からなり、シート状部材WAの幅方向に長い直方体形状である。また、ガイド部材10は図示しないシリンダによって上下方向に移動可能である。
カッター20は金属材料からなり、円板形状を有する。カッター20は外周面に切断刃を有し、図示しないモータによって回転する。カッターの厚さ方向一方の面はガイド部材10と対向している。
ブラケット30は、カッター20の厚さ方向他方の面と対向しているカッター保持部31と、カッター保持部31の下端から水平方向に延びるベース部32と、ベース部32から上方に延びる背面部33とを有する。背面部33はカッター20の厚さ方向一方の面側に配置され、カッター20の厚さ方向一方の面と所定の間隔をおいて対向している。カッター20はカッター保持部31にベアリング31aを介して回転自在に支持されている。ベース部32にはベース部32を上下方向に貫通する長孔32aが設けられている。長孔32aはシート状部材WAの幅方向に長く、ブラケット30の回動中心RCよりもカッター20の厚さ方向他方の面側に配置されている。即ち、長孔32aは回動中心RCよりもガイド部材10から離れた位置に配置されている。
スライドブロック40は、ブラケット30のベース部32の下面に沿うように設けられたベース部41と、ベース部41から上方に延びる背面部42とを有する。背面部42はブラケット30の背面部33と所定の間隔をおいて対向している。ベース部42はブラケット30のベース部32を水平方向に回動可能に支持し、ベース部材42の下面はレール50にシート状部材WAの幅方向に移動可能に係合している。各背面部33,42の間には二つのダンパー43が設けられ、各ダンパー43はシート状部材WAの幅方向に並ぶように配置されている。各ダンパー43は周知のゴム部材等の減衰効果を有する部材からなる。各ダンパー43は背面部33と背面部42とを連結し、圧縮方向及び引張方向に変形可能である。即ち、ブラケット30はスライドブロック40に対して水平方向に回動可能であり、各ダンパー43によってブラケット30に回動方向の減衰力が付与される。
レール50はシート状部材WAの幅方向に長い直方体形状であり、ガイド部材10に沿って設けられている。
駆動機構60は、図示しないモータによってシート状部材WAの幅方向に駆動されるベルト61と、ベルト61の一部に固定されたピン62とを有する。ピン62はベルト61から上方に延びており、ブラケット30の長孔32aを上下方向に挿通している。ピン62は長孔32a内をシート状部材WAの幅方向に移動可能である。長孔32a内には弾性部材としての二つの圧縮スプリング63が設けられ、ピン62は各圧縮スプリング63によって長孔32aの長手方向中央部に向かって付勢されている。各圧縮スプリング63はブラケット30の回動方向に弾性変形可能である。
以上のように構成されたシート状部材切断装置は、スライドブロック40がレール50によってガイド部材10に沿って移動可能に支持されるとともに、カッター20を支持しているブラケット30はスライドブロック40に支持されていることから、ベルト61が駆動されると、カッター20がガイド部材10に沿って移動する。また、ブラケット30はスライドブロック40に水平方向に回動自在に支持されるとともに、ピン62が連結する長孔32aはブラケット30の回動中心RCよりもガイド部材10と反対側に配置されていることから、ベルト61によってカッター20をガイド部材10に沿って移動させる際に、ブラケット30がカッター20の移動方向側に回動する。このため、図6に示すように、カッター20をシート状部材WA側に移動する際に、ブラケット30の回動によりカッター20の移動方向側がガイド部材10に押付けられる。
ここで、ブラケット30が回動する際に各ダンパー43のうち一方のダンパー43が圧縮方向に変形するとともに、他方のダンパー43が引張方向に変形する。これにより、ブラケット30に回動方向の減衰力が付与されるので、ガイド部材10に当接する際のカッター20の回動方向反対側への跳ね返りを抑制することができる。
また、ピン62はブラケット30に各圧縮スプリング63を介して連結しているので、カッターを回動させる力はこの圧縮スプリング63を介して伝達される。これにより、カッター20の回動方向への力は圧縮スプリング63の縮み量に応じて変化する。また、圧縮スプリング63の縮み量はカッター20の走行抵抗に応じて変化する。即ち、カッター20の走行抵抗が大きくなることにより、圧縮スプリング63の縮み量が大きくなり、圧縮スプリング63の縮み量に比例してカッター20の回動方向への力が大きくなる。従って、図7に示すように、カッター20によってシート状部材WAを切断する際は、シート状部材WAを切断するための切断抵抗RFによりカッター20の走行抵抗が大きくなるとともに、カッター20の走行抵抗に応じて圧縮スプリング63が圧縮され、ブラケット30にさらに回動方向への力が加わる。即ち、カッター20の移動方向側は切断抵抗RFに応じた押付力でガイド部材10に押付けられる。
一方、カッター20によるシート状部材WAの切断は、シート状部材WAを幅方向一端面から所定の幅方向位置まで切断した後(図8参照)、ガイド部材10を上方に移動してカッター20をシート状部材WAの下方に配置し(図9参照)、カッター20を幅方向他端面側に移動するとともに、ガイド部材10を下方に移動する(図10参照)。その後、カッター20をシート状部材WAの幅方向他端面側から一端面側に移動する。これにより、図11に示すように、シート状部材WAには幅方向一方及び他方から互い違いに切り込み部CLが形成され、細長い帯状部材が成形される。ここで、カッター20がシート状部材WAの幅方向他端面側から一端面側に移動する際にも、ブラケット30が回動することにより、カッター20の移動方向側がガイド部材10に押付けられる。
このように、本実施形態によれば、カッター20をシート状部材WA側に移動する際に、ブラケット30の回動によりカッター20の移動方向側がガイド部材10に押付けられるので、カッター20とガイド部材10との間に隙間が生ずることがなく、カッター20とガイド部材との間に未加硫ゴムが入り込まないようにシート状部材WAを切断することができる。
また、カッター20はカッター20をシート状部材WAの幅方向に移動させる駆動機構60によってガイド部材10に押付けられるので、カッター20をガイド部材10に押付けるための専用の駆動機構を必要とせず、装置の簡素化を図ることができる。
さらに、カッター20の走行抵抗が大きくなることにより、圧縮スプリング63の縮み量が大きくなり、圧縮スプリング63の縮み量に比例してカッター20の回動方向への力が大きくなるので、カッター20によってシート状部材WAを切断する際は、シート状部材WAを切断するための切断抵抗RFによりカッター20の走行抵抗が大きくなるとともに、カッター20の走行抵抗に応じて圧縮スプリング63が圧縮され、ブラケット30にさらに回動方向への力が加わる。このため、カッター20の移動方向側は切断抵抗RFに応じた押付力でガイド部材10に押付けられるので、カッター20の移動方向側を常に適正な力でガイド部材10に押付けることができ、カッター20の刃の寿命向上を図ることができる。
また、各ダンパー43によってブラケット30に回動方向の減衰力が付与され、ガイド部材10に当接する際のカッター20の回動方向反対側への跳ね返りを抑制することができるので、カッター20をガイド部材10に確実に押付けることができる。
本発明における一実施形態を示すシート状部材切断装置の平面図 シート状部材切断装置の正面図 シート状部材切断装置の要部平面図 シート状部材切断装置の要部正面図 図3におけるA−A線断面図 カッターをシート状部材側に移動する際のシート状部材切断装置の要部平面図 シート状部材を切断する際のシート状部材切断装置の要部平面図 シート状部材を切断する際のシート状部材切断装置の正面図 ガイド部材を上方に移動した際のシート状部材切断装置の正面図 カッターをシート状部材の幅方向他端側に配置した際のシート状部材切断装置の正面図 切断されたシート状部材の平面図
符号の説明
10…ガイド部材、20…カッター、30…ブラケット、31…カッター保持部、32…ベース部、32a…長孔、33…背面部、40…スライドブロック、41…ベース部、42…背面部、43…ダンパー、50…レール、60…駆動機構、61…ベルト、62…ピン、63…圧縮スプリング、WA…シート状部材、RC…回動中心。

Claims (3)

  1. 未加硫ゴムからなるシート状部材の厚さ方向一方の面に接触するガイド部材と、ガイド部材に沿って移動可能な円形のカッターとを備え、シート状部材をガイド部材に沿って切断するシート状部材の切断装置において、
    カッターを回転自在に支持する第1支持部材と、
    第1支持部材をカッターの移動方向側がガイド部材に接触する方向に回動可能に支持する第2支持部材と、
    第2支持部材をガイド部材に沿った方向に移動可能に支持する第3支持部材と、
    第1支持部材の回動中心よりもガイド部材から離れた位置で第1支持部材に連結され、第1支持部材をガイド部材に沿った方向に移動させる駆動機構とを備え 第1支持部材と駆動機構とをガイド部材に沿った方向に弾性変形可能な弾性部材を介して連結し、
    駆動機構によって第1支持部材がガイド部材に沿った方向に移動すると、第1支持部材を回動させる力が弾性部材を介して第1支持部材に伝達され、弾性部材の縮み量に応じた力でカッターの移動方向側がガイド部材に押付けられるように構成し
    ことを特徴とするシート状部材の切断装置。
  2. 前記第1支持部材にガイド部材に沿った方向に延びる長孔を設けるとともに、駆動機構に設けたピンを第1支持部材の長孔内にガイド部材に沿った方向に移動自在に配置し、弾性部材を長孔の両端とピンとの間にそれぞれ配置した
    ことを特徴とする請求項1記載のシート状部材の切断装置。
  3. 前記第1支持部材に回動方向の減衰力を付与するダンパー機構を備えた
    ことを特徴とする請求項1または2記載のシート状部材の切断装置。
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