JP6615434B2

JP6615434B2 - 未加硫ゴムシートのくり抜き装置および方法

Info

Publication number: JP6615434B2
Application number: JP2014128484A
Authority: JP
Inventors: 陽介松田; 泰孝夏目
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2019-12-04
Anticipated expiration: 2034-06-23
Also published as: JP2016007657A

Description

本発明は、未加硫ゴムシートのくり抜き装置および方法に関し、さらに詳しくは、目的とする部位を確実かつ迅速にくり抜くことができる未加硫ゴムシートのくり抜き装置および方法に関するものである。

ゴム製品を製造する工程では未加硫ゴムシートが用いられることがある。例えば、タイヤを製造する場合には成形工程において、トレッドゴム、サイドゴム、インナーライナなどの部材を成形するために押出機から未加硫ゴムシートが押し出される。これらの未加硫ゴムシートには希に、異物や異種ゴムが混入することがある。このような場合、異物等が混入した不要な部分をカッターやハサミなどを用いて除去しているのが現状である。未加硫ゴムは粘着性が強いので不要な部分を切除することはそれ程容易ではなく、シート厚が大きくなると切除作業には多大な労力が必要になる。

また、ゴムのサンプリングのために、未加硫ゴムシートから所定の大きさでサンプルと取り出すことがある。この場合も上述の場合と同様に作業に多大な労力が必要になることがある。

未加硫ゴムシートから不要部分を除去したり、サンプルリングを目的とするものではないが、未加硫ゴムシートを製品形状で打ち抜いてゴム製品を製造する装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置はプレス機構を有していて、打抜き刃（打ち抜き型）を未加硫ゴムシートに押圧（プレス）してゴムシートを打ち抜いていると思われる（段落００１４参照）。

このように打ち抜き刃を未加硫ゴムシートに単純に押圧してゴムシートを打ち抜く方法では、未加硫ゴムシートの粘着性が高い場合は綺麗に切除することができない。例えば、ゴムシートが打ち抜き刃に付着して所定形状に打ち抜くことが困難になる。そのため、特許文献１の装置では、打ち抜く前に未加硫ゴムシートを常温まで冷却して粘着性を低減させている（段落００１２参照）。そのため、未加硫ゴムシートの中の目的とする部位を打ち抜くには時間を要し、確実かつ迅速に打ち抜くことは困難であった。

特開２０００−２５０３３号公報

本発明の目的は、未加硫ゴムシートの目的とする部位を確実かつ迅速にくり抜くことができる未加硫ゴムシートのくり抜き装置および方法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未加硫ゴムシートのくり抜き装置は、未加硫ゴムシートが載置される載置台と、この載置台の上方位置で下端を刃先として配置されたくり抜き刃と、前記載置台の上面に対して前記刃先を近接離反させる上下移動機構と、前記載置台の上面に直交して上下に延びる前記くり抜き刃の軸芯方向を回転軸方向にして前記刃先を回転させる回転機構とを備え、前記載置台が前記くり抜き刃に対して相対的に任意の平面位置に移動するとともに、その移動させた任意の平面位置で相対位置が固定され、前記刃先が平面視で円環状刃または周方向に間隔をあけて円周上に配置された複数の分割刃であり、この刃先の内周側に配置されて、平面視円形で平坦な下面を有する押出部と、この押出部を下方に付勢する付勢部材とを備え、前記載置台に載置された前記未加硫ゴムシートの目的とする部位をくり抜く際には、前記付勢部材により付勢された前記押出部が前記刃先よりも下方に突出した状態になっていて、前記目的とする部位を前記押出部の前記下面に当接させて前記押出部を前記未加硫ゴムシートによって上方に押圧することにより前記刃先よりも上方に移動させる構成にして、前記刃先によって前記目的とする部位をくり抜いた後は、くり抜いた前記目的とする部位を、前記付勢部材により付勢されて前記刃先よりも下方に突出した前記押出部の前記下面に吸着手段を用いることなく付着させた状態にすることを特徴とする。

本発明の本発明の未加硫ゴムシートのくり抜き方法は、未加硫ゴムシートを載置台に載置し、この載置台の上方位置で下端を刃先として配置されたくり抜き刃をこの載置台に対して相対的に平面移動させて前記未加硫ゴムシートの目的とする部位を前記刃先の下方位置に位置決めして固定し、前記刃先が平面視で円環状刃または周方向に間隔をあけて円周上に配置された複数の分割刃であり、この刃先の内周側に付勢部材により下方に付勢されて、平面視円形で平坦な下面を有する押出部を配置して、この押出部を前記刃先よりも下方に突出した状態にして、次いで、この状態で前記刃先を前記未加硫ゴムシートに向かって下方移動させるとともに、この刃先を前記載置台の上面に直交して上下に延びる前記くり抜き刃の軸芯方向を回転軸方向にして回転させて、この刃先によって前記目的とする部位をくり抜き、このくり抜きの際には前記目的とする部位を前記押出部の前記下面に当接させて前記未加硫ゴムシートによって前記押出部を付勢部材による付勢力に対抗して前記刃先よりも上方に移動させ、前記くり抜きを終えて前記刃先を上方に移動させた際に、前記押出部を前記付勢部材による付勢力によって前記刃先よりも下方に突出させることにより、くり抜いた前記目的とする部位を前記押出部の前記下面に吸着手段を用いることなく付着させた状態にして前記刃先から下方に排出することを特徴とする。

本発明によれば、くり抜き刃の刃先を載置台に載置した未加硫ゴムシートに向かって下方移動させるとともに、この刃先を載置台の上面に直交して上下に延びるくり抜き刃の軸芯方向を回転軸方向にして回転させて、未加硫ゴムシートの目的とする部位をくり抜くので、未加硫ゴムシートの粘着性が高い場合であっても、単純に刃先を押圧する場合に比して確実かつ迅速にくり抜くことができる。また、くり抜き刃を載置台に対して相対的に平面移動させて未加硫ゴムシートの目的とする部位を刃先の下方位置に位置決めして固定できるので、目的とする部位を迅速にくり抜くには益々有利になっている。

本発明の未加硫ゴムシートのくり抜き装置を例示する側面図である。図１のくり抜き装置の平面図である。くり抜き刃の内部を透視してその構造を例示する説明図である。図３の刃先を拡大して例示する説明図である。未加硫ゴムシートの目的とする部位をくり抜いているくり抜き刃を断面視で例示する説明図である。くり抜いた部位を排出しているくり抜き刃を断面視で例示する説明図である。くり抜き刃の変形例を平面視で示す説明図である。図７のくり抜き刃の内部を透視してその構造を例示する説明図である。くり抜き刃の別の変形例を平面視で示す説明図である。図９のくり抜き刃の内部を透視してその構造を例示する説明図である。

以下、本発明の本発明の未加硫ゴムシートのくり抜き装置および方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図４に例示する本発明の未加硫ゴムシートのくり抜き装置１（以下、くり抜き装置１という）は、未加硫ゴムシートＳの中の目的とする部位Ｓｔをくり抜く装置である。未加硫ゴムシートＳとしては、空気入りタイヤの構成部材となるトレッドゴム、サイドゴム、インナーライナ等を例示できる。また、空気入りタイヤに限らず、種々のゴム製品を製造する際に用いる未加硫ゴムシートＳが本発明を適用する対象になる。目的とする部位Ｓｔは、異物や異種ゴムが混入した部位（不良部分）、ゴムのサンプリングを行なう部位などである。

このくり抜き装置１は、未加硫ゴムシートＳが載置される載置台２と、この載置台２の上方位置で下端を刃先６として配置されたくり抜き刃５とを備えている。載置台２に
載置される未加硫ゴムシートＳのサイズは、例えば長さ４ｍ以下、幅５００ｍｍ以下である。載置台２は縦方向スライドレール４ａおよび横方向スライドレール４ｂを介してテーブル４の上に配置されている。この実施形態の載置台２は長方形であり、上面には例えば加硫ゴム製の保護シート２ａが敷設されている。くり抜き刃５は円筒状であり、テーブル４に立設された支柱９ａによって水平に取り付けられたフレーム９に軸芯方向を上下方向にして保持されている。

くり抜き装置１はさらに、刃先６を載置台２の上面に対して近接離反させる上下移動機構１０と、この刃先６を載置台２の上面に直交して上下に延びる打抜き刃５の軸芯方向を回転軸方向にして回転させる回転機構１１とを備えている。フレーム９に吊設されるように保持されているくり抜き刃５は、その上端に接合されて上下に延びる回転軸５ａを介して上下移動機構１０により上下移動する。また、このくり抜き刃５は回転軸５ａを介して回転機構１１である回転駆動モータにより回転する。上下移動機構１０および回転機構１１の作動は、制御部１６によって制御される。

この実施形態では、フレーム９に水供給手段１２およびレーザ光などを照射する照射機１３が設置されている。水供給手段１２は水タンク１２ａと供給管１２ｂとノズル１２ｃとで構成されている。照射機１３は刃先６の下方位置をピンポイントで照射する。
さらにフレーム９には角柱状の押さえ部１４が上下移動可能に吊設されて、検出センサ１５も設置されている。検出センサ１５は、未加硫ゴムシートＳの色や凹凸等に基づいて、未加硫ゴムシートＳの中で目的となる部位Ｓｔの位置を検知する。水供給手段１２、照射機１３および押さえ部１４の作動も制御部１６によって制御される。

載置台２は縦方向スライドレール４ａに沿ってその延在方向に円滑に移動し、横方向スライドレール４ｂに沿ってその延在方向に円滑に移動する。即ち、打ち抜き刃５の平面位置は固定されていて載置台２は自由に平面移動できる構成になっている。載置台２の平面位置を固定して打ち抜き刃５を自由に平面移動できる構成にすることもできる。即ち、載置台２がくり抜き刃５に対して相対的に任意の平面位置に移動するとともに、その移動させた任意の平面位置で相対位置が固定される構成であればよい。

この実施形態では刃先６が平面視で円環状刃６ａになっている。この刃先６の内周側に押出部７と、この押出部７を下方に付勢する付勢部材８とが備わっている。付勢部材８としてはコイルばね等の種々のばね類、ゴムやエラストマ等の弾性体を用いることができる。

くり抜き刃５の内部には上下方向中途の位置に仕切り板５ｂが設けられている。押出部７の上端には上方に延びる中心軸７ａが接合されている。中心軸７ａの上下方向中途の位置には係止壁７ｂが固定され、上端にはフランジ状のストッパ７ｃが接合されている。この中心軸７ａは仕切り板５ｂに形成された貫通穴を貫通している。そして、仕切り板５ｂと係止壁７ｂとの間に付勢部材８が介在している。これにより、押出部７は付勢部材８によって常時下方に付勢されている。付勢された押出部７は、刃先６よりも下方に突出した状態になっている。この押出部７は上方に押圧することにより刃先６よりも上方に移動する構成になっている。

刃先６は断面視で先端が先細になっている。刃先長さＨは例えば３ｍｍ〜６ｍｍであり、刃先６の先端厚さＴは例えば０．３ｍｍ〜１ｍｍである。刃先６の内径Ｄは例えば１０ｍｍ〜３０ｍｍである。

このくり抜き装置１を用いて未加硫ゴムシートＳの中の目的とする部位Ｓｔをくり抜くには、まず、未加硫ゴムシートＳを載置台２の上面（保護シート２ａ）に平置きする。次いで、載置台２の上方位置に配置されたくり抜き刃５に対して載置台２を平面移動させて目的とする部位Ｓｔを刃先６の下方位置に位置決めする。

この際に、照射機１３によって刃先６の下方位置をピンポイントで照射するとよい。これにより、その照射されている位置に向かって目的とする部位Ｓｔを移動させるように載置台２を平面移動させると、目的とする部位Ｓｔを精度よく迅速に刃先６の下方位置に位置決めできる。載置台２の平面移動は手動で行なうこともできるが、この実施形態のように検出センサ１５を設けている場合は、目的となる部位Ｓｔの位置を検知した検出センサ１５の検知データに基づいて制御部１６により載置台２の平面移動を制御することもできる。この制御によって目的とする部位Ｓｔを刃先６の下方位置に位置決めする。

次いで、待機位置で待機している押さえ部１４を下方移動させて未加硫ゴムシートＳの表面を適度に押圧する。これにより、刃先６と載置台２との平面での相対位置を固定して目的とする部位Ｓｔを刃先６の下方位置に確実に位置決めする。

次いで、図５に例示するように、刃先６を上下移動機構１０により下方移動させて未加硫ゴムシートＳを貫通する位置まで移動させるとともに、刃先６を回転機構１１により回転軸５ａを中心にして回転させる。この時の刃先６による打抜きせん断力および回転せん力によって、目的とする部位Ｓｔを未加硫ゴムシートＳから確実かつ迅速に円形にくり抜くことができる。

刃先６の回転速度は、例えば４００ｒｐｍ以下にする。回転速度が４００ｒｐｍ超では、未加硫ゴムシートＳとの摩擦が過大になり、加硫が進行する可能性がある。一方、回転数が６０ｒｐｍ未満であると回転せん断力不足により、目的とする部位Ｓｔを確実かつ迅速にくり抜くことが難しくなる。水供給手段１２から刃先６に水を供給しながら目的とする部位Ｓｔをくり抜くようにすれば、未加硫ゴムシートＳの加硫進行を抑制することができる。また、このようにして未加硫ゴムシートＳ（目的とする部位Ｓｔ）を冷却すると、未加硫ゴムシートＳの粘着性が低下するとともに硬さが増大するのでくり抜き易くなる。

このくり抜きの際には、押出部７は未加硫ゴムシートＳによって上方に押圧されている。そのため、付勢部材８による付勢力に対抗して刃先６よりも上方に移動した状態になっている。目的とする部位Ｓｔは押出部７の下面に当接した状態になる。

目的とする部位Ｓｔをくり抜いた後は、図６に例示するように、刃先６（くり抜き刃５）を上下移動機構１０により上方に移動させる。刃先６を上方移動させると、押出部７は付勢部材８による付勢力によって刃先６よりも下方に突出する。これに伴って、くり抜いた目的とする部位Ｓｔは自動的に刃先６から下方に排出される。そのため、くり抜いた目的とする部位Ｓｔがくり抜き刃５の内部に詰まることが防止されるのでメンテナンス性が容易になる。

上記の実施形態では刃先６が１つの円環状刃６ａになっているが、図７、図８に例示するように、円環状刃６ａを同軸状に複数配置して、これら複数の円環状刃６ａのうち任意の円環状刃６ａを上下移動機構１０により上下移動させるとともに、回転機構１１により回転可能に構成することもできる。

図７、図８に例示するくり抜き刃５では、２つの円環状刃６ａが同軸状に配置されている。外周側の円環状刃６ａが内周側の円環状刃６ａに対して上下移動して、内周側の円環状刃６ａよりも下方に突出できる構成になっている。

この刃先６を採用した場合、複数の円環状刃６ａのうち、目的とする部位Ｓｔの大きさに最も合致する大きさの１つの円環状刃６ａを上下移動機構１０により最も下方の位置に移動させるとともに、回転機構１１により回転させることにより、目的とする部位Ｓｔをくり抜く。これにより、未加硫ゴムシートＳから目的とする部位Ｓｔ以外の余計な部位をくり抜くことを回避できる。即ち、未加硫ゴムシートＳの材料歩留まりを向上させるには有利になる。

刃先６は平面視で円環状刃６ａに限らず、図９、図１０に例示するように、平面視で周方向に間隔をあけて円周上に配置された分割刃６ｂにすることもできる。これら分割刃６ｂは、配置された円周の円の半径方向に移動可能に構成される。

このくり抜き刃５は、上下方向中途の位置に外周側の突出する円盤状のフランジ部５ｃを有している。このフランジ部５ｃの下面には内周側から外周側に延びるガイド溝５ｄが形成されている。それぞれのガイド溝５ｄに沿って分割刃６ｂが移動する構成になっている。移動した分割刃６ｂは任意の位置で固定できる構成になっている。

この刃先６を採用した場合、目的とする部位Ｓｔの大きさに最も合致する位置にこれら分割刃６ｂを半径方向に移動させた状態にする。次いでこの状態で、分割刃６ｂを上下移動機構１０により下方移動させるとともに、回転機構１１により回転させることにより、目的とする部位Ｓｔをくり抜く。これにより、未加硫ゴムシートＳから目的とする部位Ｓｔ以外の余計な部位をくり抜くことを回避できる。即ち、未加硫ゴムシートＳの材料歩留まりを向上させるには有利になる。

図９、図１０に例示した刃先６ｂによれば、未加硫ゴムシートＳをくり抜く外径を任意に無段階に設定できる。それ故、未加硫ゴムシートＳの材料歩留まりを向上させるには益々有利になる。

１くり抜き装置
２載置台
２ａ保護シート
３テーブル
４ａ縦方向スライドレール
４ｂ横方向スライドレール
５くり抜き刃
５ａ回転軸
５ｂ仕切り板
５ｃフランジ部
５ｄガイド溝
６刃先
６ａ円環状刃
６ｂ分割刃
７押出部
７ａ中心軸
７ｂ係止壁
７ｃストッパ
８付勢部材
９フレーム
９ａ支柱
１０上下移動機構
１１回転機構
１２水供給手段
１２ａ水タンク
１２ｂ供給管
１２ｃノズル
１３照射機
１４押さえ部
１５検出センサ
１６制御部
Ｓ未加硫ゴムシート
Ｓｔ目的とする部位

Claims

未加硫ゴムシートが載置される載置台と、この載置台の上方位置で下端を刃先として配置されたくり抜き刃と、前記載置台の上面に対して前記刃先を近接離反させる上下移動機構と、前記載置台の上面に直交して上下に延びる前記くり抜き刃の軸芯方向を回転軸方向にして前記刃先を回転させる回転機構とを備え、前記載置台が前記くり抜き刃に対して相対的に任意の平面位置に移動するとともに、その移動させた任意の平面位置で相対位置が固定され、前記刃先が平面視で円環状刃または周方向に間隔をあけて円周上に配置された複数の分割刃であり、この刃先の内周側に配置されて、平面視円形で平坦な下面を有する押出部と、この押出部を下方に付勢する付勢部材とを備え、前記載置台に載置された前記未加硫ゴムシートの目的とする部位をくり抜く際には、前記付勢部材により付勢された前記押出部が前記刃先よりも下方に突出した状態になっていて、前記目的とする部位を前記押出部の前記下面に当接させて前記押出部を前記未加硫ゴムシートによって上方に押圧することにより前記刃先よりも上方に移動させる構成にして、前記刃先によって前記目的とする部位をくり抜いた後は、くり抜いた前記目的とする部位を、前記付勢部材により付勢されて前記刃先よりも下方に突出した前記押出部の前記下面に吸着手段を用いることなく付着させた状態にすることを特徴とする未加硫ゴムシートのくり抜き装置。
前記刃先が平面視で円環状刃であり、この円環状刃が同軸状に複数配置されていて、これら複数の円環状刃のうち任意の円環状刃を、前記上下移動機構により前記載置台の上面に対して近接離反させるとともに、前記回転機構により回転させる構成した請求項１に記載の未加硫ゴムシートのくり抜き装置。
前記刃先が平面視で周方向に間隔をあけて円周上に配置された分割刃であり、これら分割刃を配置された円周の円の半径方向に移動可能に構成した請求項１に記載の未加硫ゴムシートのくり抜き装置。
前記刃先に水を供給する水供給手段を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の未加硫ゴムシートのくり抜き装置。
前記刃先の下方位置を照射する照射機を備えた請求項１〜４のいずれかに記載の未加硫ゴムシートのくり抜き装置。
未加硫ゴムシートを載置台に載置し、この載置台の上方位置で下端を刃先として配置されたくり抜き刃をこの載置台に対して相対的に平面移動させて前記未加硫ゴムシートの目的とする部位を前記刃先の下方位置に位置決めして固定し、前記刃先が平面視で円環状刃または周方向に間隔をあけて円周上に配置された複数の分割刃であり、この刃先の内周側に付勢部材により下方に付勢されて、平面視円形で平坦な下面を有する押出部を配置して、この押出部を前記刃先よりも下方に突出した状態にして、次いで、この状態で前記刃先を前記未加硫ゴムシートに向かって下方移動させるとともに、この刃先を前記載置台の上面に直交して上下に延びる前記くり抜き刃の軸芯方向を回転軸方向にして回転させて、この刃先によって前記目的とする部位をくり抜き、このくり抜きの際には前記目的とする部位を前記押出部の前記下面に当接させて前記未加硫ゴムシートによって前記押出部を付勢部材による付勢力に対抗して前記刃先よりも上方に移動させ、前記くり抜きを終えて前記刃先を上方に移動させた際に、前記押出部を前記付勢部材による付勢力によって前記刃先よりも下方に突出させることにより、くり抜いた前記目的とする部位を前記押出部の前記下面に吸着手段を用いることなく付着させた状態にして前記刃先から下方に排出することを特徴とする未加硫ゴムシートのくり抜き方法。
前記刃先が平面視で円環状刃であり、この円環状刃が同軸状に複数配置されていて、これら複数の円環状刃のうち、前記目的とする部位の大きさに最も合致する大きさの円環状刃を用いて前記目的とする部位をくり抜く請求項６に記載の未加硫ゴムシートのくり抜き方法。
前記刃先が平面視で周方向に間隔をあけて円周上に配置された分割刃であり、これら分割刃を、配置された円周の円の半径方向に移動させて前記目的とする部位の大きさに最も合致する位置に配置して、この状態の分割刃を用いて前記目的とする部位をくり抜く請求項６に記載の未加硫ゴムシートのくり抜き方法。
前記刃先に水を供給しながら前記刃先により前記未加硫ゴムシートの目的とする部位をくり抜く請求項６〜８のいずれかに記載の未加硫ゴムシートのくり抜き方法。
前記刃先の下方位置を照射機で照射し、この照射された位置に前記未加硫ゴムシートの目的とする部位を位置合わせする請求項６〜９のいずれかに記載の未加硫ゴムシートのくり抜き方法。