JP6716094B2 - ゴム材料のカット装置及びゴム材料のカット方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造に使用されるゴム材料のカット装置および前記ゴム材料のカット装置を用いたゴム材料のカット方法に関する。

空気入りタイヤの製造においては、長尺のゴム材料を所定の長さにカットし、カットされたゴム材料を円筒状の成形ドラムに巻回し、カット面同士をジョイントすることが行われている（例えば、特許文献１）。

図４は従来のカット方法の一例を説明する斜視図である。図４に示すカット方法では、加熱されたカッター刃Ｃ１をゴム材料Ｗの幅方向（図４中の矢印の方向）に移動させることによりゴム材料Ｗをカットする。この方法の場合、ゴム材料Ｗを横切るのに時間が掛かってしまい、タイヤの生産性が悪くなる上に、カット中にカッター刃Ｃ１の温度が低下してカット面が荒れる恐れがあった。

長尺のゴム材料のカットには、図５に示すような方法も行われている。図５は従来のカット方法の他の例を説明する斜視図である。図５に示すカット方法では、刃先が下方に向けられたカッター刃Ｃ２をゴム材料Ｗの上方に配置し、ゴム材料Ｗの厚み方向（図５中の矢印の方向）に移動させてカットする。この方法の場合、図４に示す方法よりも短時間でゴム材料をカットすることができる。

特開２０１２−１７１２７４号公報

しかしながら、上記した図５に示すカット方法を用いた場合、カッター刃Ｃ２とゴム材料Ｗの摩擦により、カット後のゴム材料のカット面が荒れる可能性が高くなる。このように、従来の技術ではいずれのカット方法を用いても、カットに要する時間の短縮化と、カット面の荒れの防止の両方を満足させることが困難であった。

そこで、本発明は、カットに要する時間を短縮化すると共に、カット面の荒れを防止することができるゴム材料のカット装置及びカット方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
カッター刃を移動させながらゴム材料をカットするゴム材料のカット装置であって、
刃先が前記ゴム材料に向けられた前記カッター刃を、前記ゴム材料の幅方向及び厚み方向に同時に移動させながら前記ゴム材料をカットするカッター移動機構を備えており、
前記カッター刃の刃先を加熱するヒーターが、前記カッター移動機構に取り付けられており、
さらに、前記ヒーターを前記カッター刃の刃先に近接または離間させるヒーター移動機構を備えており、
前記ヒーター移動機構が、前記ゴム材料のカット前に前記ヒーターを前記刃先に近接させて前記刃先を直接加熱し、前記ゴム材料のカット時に前記ヒーターを前記刃先から離間させるように構成されていることを特徴とするゴム材料のカット装置である。
請求項２に記載の発明は、
前記ヒーター移動機構が、前記ヒーターを前記カッター刃の刃先に０〜１０ｍｍの距離まで近接させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のゴム材料のカット装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記カッター移動機構が、
前記カッター刃を前記ゴム材料の幅方向に移動させる横行機構と、
前記カッター刃を前記ゴム材料の厚み方向に移動させる昇降機構と
を備えており、
前記横行機構と前記昇降機構とを同時に稼働させることにより前記ゴム材料をカットするように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴム材料のカット装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記横行機構の横行軸に、前記カッター刃が取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のゴム材料のカット装置である。

請求項５に記載の発明は、
前記昇降機構の昇降軸に、前記カッター刃が取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のゴム材料のカット装置である。

請求項６に記載の発明は、
カット後の前記ゴム材料のカット面が厚み方向に対して鋭角になるように、前記カッター刃を傾けることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のゴム材料のカット装置である。

請求項７に記載の発明は、
前記昇降機構の昇降軸が、前記ゴム材料の厚み方向に対して傾斜しており、
カット後の前記ゴム材料のカット面が厚み方向に対して鋭角になるように、前記カッター刃を移動させるように構成されていることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載のゴム材料のカット装置である。

請求項８に記載の発明は、
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のゴム材料のカット装置を用いてゴム材料をカットするゴム材料のカット方法であって、
刃先が前記ゴム材料を向いた前記カッター刃を、前記ゴム材料の幅方向及び厚み方向に同時に移動させながら前記ゴム材料をカットすることを特徴とするゴム材料のカット方法である。

請求項９に記載の発明は、
前記カッター刃を、前記ゴム材料の幅方向に沿って一方向に横行させながら厚み方向に下降させることにより前記ゴム材料をカットすることを特徴とする請求項８に記載のゴム材料のカット方法である。

本発明によれば、カットに要する時間を短縮化すると共に、カット面の荒れを防止することができるゴム材料のカット装置及びカット方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るゴム材料のカット装置を示す正面図である。 本発明の他の実施の形態に係るゴム材料のカット装置を示す正面図である。 本発明の他の実施の形態に係るゴム材料のカット装置のヒーターを説明する側面図である。 従来のカット方法の一例を説明する斜視図である。 従来のカット方法の他の例を説明する斜視図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

１．本実施の形態に係るゴム材料のカット装置
図１は本実施の形態に係るゴム材料のカット装置（以下、単に「カット装置」ともいう）を示す正面図である。本実施の形態に係るカット装置は、カッター刃Ｃと、カッター刃Ｃを移動させるカッター移動機構１を備えている。

（１）カッター刃
図１に示すように、本実施の形態に係るカット装置は、図５に示す従来のカット方法に用いられるカット装置と同様に、刃先が下方に向けられたカッター刃Ｃがゴム材料（図示省略）の上方に配置されている。

（２）カッター移動機構
そして、本実施の形態に係るカット装置は、上記したカッター刃Ｃをゴム材料の幅方向（横方向）及び厚み方向（縦方向）に同時に移動させながらゴム材料をカットするカッター移動機構１を備えている点が従来と異なる。

具体的には、カッター移動機構１は、カッター刃Ｃを横方向に移動させる横行機構２と、カッター刃Ｃを縦方向に移動させる昇降機構３とを備えている。

横行機構２は、カッター刃Ｃを支持するカッターブラケット２ａと、カッターブラケット２ａを横方向に案内する横行軸２ｂと、カッターブラケット２ａを横行軸２ｂに沿って移動させる横送りモータ（図示省略）とを備えており、横送りモータを稼働させることによりカッター刃Ｃを横方向に移動させる。

昇降機構３は、横行軸２ｂをスライド可能に支持する支持部材３ａと、支持部材３ａを縦方向に案内する昇降軸３ｂと、横行軸２ｂを昇降軸３ｂに沿って移動させるための昇降モータ（図示省略）とを備えており、昇降モータを稼働させることにより、カッターブラケット２ａを介して横行軸２ｂに支持されたカッター刃Ｃを縦方向に移動させる。

本実施の形態に係るカット装置は、上記したような横行機構２と昇降機構３を同時に稼働させることにより、カッター刃Ｃを横方向と縦方向の２軸方向に同時に移動させながらゴム材料をカットする。これにより、カットに要する時間を短縮化すると共に、カット面の荒れを防止することができる。

即ち、本実施の形態によれば、図５に示すカット方法と同様に縦方向にゴム材料Ｗをカットしているため、図４に示すような横方向にカットする方法よりもカット時間を短縮することができる。

そして、カッター刃Ｃを縦方向と同時に横方向に移動させているため、図５に示す従来のカット方法のようにゴム材料を押し切るのではなく、カッター刃を引きながらカットすることができる。これにより、カッター刃Ｃとゴム材料との摩擦を軽減してカット後のゴム材料のカット面が荒れることを防止することができる。

なお、本実施の形態においては、カッター刃を縦方向（ゴム材料の厚み方向）に移動させているが、昇降軸３ｂを縦方向に対して傾けるとより好ましい。これにより、カット後のゴム材料のカット面が厚み方向に対して鋭角になるため、カット面同士をジョイントした際にジョイント部分に生じる凸部を小さくして、品質の高い空気入りタイヤを製造することができる。

一般に、ゴム材料のカット面が厚み方向に対して鋭角になるようにカッター刃を傾けると、ゴム材料とカッター刃との接触面積が大きくなり、摩擦が大きくなるためカット面が荒れる可能性が高くなる。しかし、本実施の形態に係るカット装置によれば、カッター刃Ｃとゴム材料との摩擦が大幅に軽減されているため、カッター刃を傾けることにより摩擦が多少増加してもカット面が荒れることがない。

２．他の実施の形態に係るゴム材料のカット装置
（１）カッター移動機構の他の例
上記した実施の形態においてはカッター刃Ｃを横行機構２の横行軸２ｂに取り付けているが、カッター刃は、図２に示すカット装置のように昇降機構３１に取り付けてもよい。

具体的には、図２に示すカット装置では、カッター刃Ｃを支持するカッターブラケット３１ａが昇降機構３１の昇降軸３１ｂに取り付けられており、昇降軸３１ｂを支持する支持部材２１ａが横行機構２１の横行軸２１ｂにスライド可能に支持されている。

このような構造のカット装置を用いた場合でも、カッター刃Ｃを横方向と縦方向の２軸方向に同時に移動させることができるため、カットに要する時間を短縮化すると共に、カット後のゴム材料のカット面の荒れを防止することができる。

（２）ヒーター移動機構
本発明者は、ゴム材料のカット装置に改良の余地が残されていないかについて、さらに検討した結果、カッター刃を加熱するヒーターを改良することに思い至った。

具体的には、一般なカット装置には、ゴム材料をカットしやすくするためにカッター刃を加熱するヒーターが設けられているが、本発明者の検討の結果、このヒーターについて種々の問題が残っていることが分かった。

具体的には、カッター刃を加熱する方法の一つに、カッター刃の根元にヒーターを取り付けて熱伝導でカッター刃の刃先を加熱しながらカットする方法がある。しかし、カッター刃の材料の熱伝導性が低いと、刃先の温度が十分に上昇しなかったり、刃先の温度が不均一になったりして、ゴム材料のカット面が荒れたり、カッター刃に負担が掛かって寿命が短くなるという問題が生じることが分かった。

また、カット位置から離れた待機位置にヒーターを設け、ゴム材料のカットを行わない待機状態の間に、カッター刃を待機位置まで移動させて刃先をヒーターに押し当てて直接加熱する方法もある。

しかし、カッター刃がゴム材料をカットすると、刃先の温度が１０〜１００℃まで低下するため、次回のカットまでに規定の温度（１５０〜２００℃）まで再加熱する必要がある。待機位置にヒーターを設けた場合、カッター刃を待機位置まで移動させないと刃先を加熱することができないため、次のカットを開始するまでの待機時間が長くなることが分かった。

本発明者は、これらのヒーターに関する問題に対応するために、上記した実施の形態に係るカット装置に、図３に示すような構造のヒーターを用いることを考えた。図３は本発明の他の実施の形態に係るカット装置のヒーターを説明する側面図である。

図３に示すように、本実施の形態に係るカット装置は、カッター移動機構１に取り付けられたヒーターＨと、ヒーターＨをカッター刃Ｃの刃先に対して近接離間させるヒーター移動機構４を備えている。なお、図３中の実線部分がヒーターＨをカッター刃Ｃに近接させた状態を示し、二点鎖線部分が離間させた状態を示している。

具体的には、ヒーターＨは、ヒーターブラケット４ａに取り付けられている。また、ヒーター移動機構４は、ヒーターブラケット４ａを移動させるシリンダー４ｂと移動ガイド４ｃとを備えている。

そして、本実施の形態においては、ヒーターＨが、ヒーターブラケット４ａと移動ガイド４ｃを介して、カッター移動機構１のカッターブラケット２ａに取り付けられているため、ヒーターＨをカッター刃Ｃと共に移動させることができる。

また、ヒーター移動機構４のシリンダー４ｂは、基端がカッターブラケット２ａにヒンジ連結されており、先端がヒーターブラケット４ａにヒンジ連結されている。

移動ガイド４ｃには、へ字状のガイド孔４１ｃが形成されており、ヒーターブラケット４ａのガイドピン４１ａがガイド孔４１ｃに嵌め込まれている。

このような構造のヒーター移動機構４の場合、図３の矢印イのようにシリンダー４ｂのロッド４１ｂを伸ばすことにより、矢印ロのようにヒーターブラケット４ａをガイド孔４１ｃに沿って移動させて、ヒーターブラケット４ａ先端のヒーターＨをカッター刃Ｃの刃先に近接させることができる。一方、矢印ハのようにシリンダー４ｂのロッド４１ｂを縮めることにより、矢印ニのようにヒーターＨをカッター刃Ｃの刃先から離間させることができる。

本実施の形態においては、ヒーターＨをカッター刃Ｃの刃先に近接させて直接加熱することができるため、カッター刃に熱伝導が悪い材料を用いても、カッター刃Ｃの刃先を十分に加熱できると共に刃先の温度を均一にできる。なお、このときのヒーターＨとカッター刃Ｃの刃先の距離は０〜１０ｍｍにすることが好ましい。

また、ヒーターブラケット４ａと移動ガイド４ｃを介して、ヒーターＨがカッター移動機構１のカッターブラケット２ａに取り付けられていることにより、ヒーターＨをカッター刃Ｃと共に移動させることができるため、カッター刃Ｃを待機位置まで移動させなくても加熱することができ、待機位置にヒーターを設置する方法よりも待機時間を短くすることができる。

そして、本実施の形態においては、ヒーターＨがカッター刃Ｃの刃先に対して離間できるように構成されており、ゴム材料をカットする際に、ヒーターＨをカッター刃Ｃから離間させる。これにより、ヒーターＨをカッター刃Ｃと共に移動させているにも拘らず、ヒーターＨがカット動作の邪魔になることがない。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１ カッター移動機構
２、２１ 横行機構
２ａ、３１ａ カッターブラケット
２ｂ、２１ｂ 横行軸
３、３１ 昇降機構
３ａ、２１ａ 支持部材
３ｂ、３１ｂ 昇降軸
４ ヒーター移動機構
４ａ ヒーターブラケット
４ｂ シリンダー
４ｃ 移動ガイド
４１ａ ガイドピン
４１ｂ ロッド
４１ｃ ガイド孔
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２ カッター刃
Ｈ ヒーター
Ｗ ゴム材料

Claims (9)

1. カッター刃を移動させながらゴム材料をカットするゴム材料のカット装置であって、
   刃先が前記ゴム材料に向けられた前記カッター刃を、前記ゴム材料の幅方向及び厚み方向に同時に移動させながら前記ゴム材料をカットするカッター移動機構を備えており、
   前記カッター刃の刃先を加熱するヒーターが、前記カッター移動機構に取り付けられており、
   さらに、前記ヒーターを前記カッター刃の刃先に近接または離間させるヒーター移動機構を備えており、
   前記ヒーター移動機構が、前記ゴム材料のカット前に前記ヒーターを前記刃先に近接させて前記刃先を直接加熱し、前記ゴム材料のカット時に前記ヒーターを前記刃先から離間させるように構成されていることを特徴とするゴム材料のカット装置。
2. 前記ヒーター移動機構が、前記ヒーターを前記カッター刃の刃先に０〜１０ｍｍの距離まで近接させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のゴム材料のカット装置。
3. 前記カッター移動機構が、
   前記カッター刃を前記ゴム材料の幅方向に移動させる横行機構と、
   前記カッター刃を前記ゴム材料の厚み方向に移動させる昇降機構と
   を備えており、
   前記横行機構と前記昇降機構とを同時に稼働させることにより前記ゴム材料をカットするように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴム材料のカット装置。
4. 前記横行機構の横行軸に、前記カッター刃が取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のゴム材料のカット装置。
5. 前記昇降機構の昇降軸に、前記カッター刃が取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のゴム材料のカット装置。
6. カット後の前記ゴム材料のカット面が厚み方向に対して鋭角になるように、前記カッター刃を傾けることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のゴム材料のカット装置。
7. 前記昇降機構の昇降軸が、前記ゴム材料の厚み方向に対して傾斜しており、
   カット後の前記ゴム材料のカット面が厚み方向に対して鋭角になるように、前記カッター刃を移動させるように構成されていることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載のゴム材料のカット装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のゴム材料のカット装置を用いてゴム材料をカットするゴム材料のカット方法であって、
   刃先が前記ゴム材料を向いた前記カッター刃を、前記ゴム材料の幅方向及び厚み方向に同時に移動させながら前記ゴム材料をカットすることを特徴とするゴム材料のカット方法。
9. 前記カッター刃を、前記ゴム材料の幅方向に沿って一方向に横行させながら厚み方向に下降させることにより前記ゴム材料をカットすることを特徴とする請求項８に記載のゴム材料のカット方法。

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