JP7163731B2 - タイヤ用ゴム材料の裁断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＬＹなどのタイヤ用ゴム部材を製造する際、シート状のタイヤ用ゴム材料を裁断するタイヤ用ゴム材料の裁断装置に関する。

一般に、空気入りタイヤの製造においては、コードにトッピングゴムを被覆して作製されたＰＬＹとして、例えばコードが帯状ゴム部材の幅方向に配列されたラジアルタイヤ用カーカスなどが使用されている。

このＰＬＹは、所定幅のＴＯＰ反を所定の長さに裁断した後、各裁断片の側縁部を順次ジョイントして長尺化することにより製造される（例えば、特許文献１～４）。

図３は、このＰＬＹの製造装置を説明する概念図である。図３に示すように、まず、ＴＯＰ反１を巻き出して、レットオフ装置２０を経由して本体コンベア１０上に送り、本体コンベア１０上を下流側に設けられた裁断装置１１に向けてＴＯＰ反１を搬送する。所定の長さＴＯＰ反１を巻き出し、ＴＯＰ反１の先端を裁断装置１１下の所定の位置に位置決めできた時点で本体コンベア１０を一旦停止させる。その後、停止したＴＯＰ反１の上面に向けて押え板を下降させて、ＴＯＰ反１を押え込む。そして、押え板に沿ってロータリーカッターを走らせることにより、ＴＯＰ反１を所定の長さに裁断して、ＴＯＰ反の裁断片を得る。

裁断が完了した後は、押え板を上昇させて、押え板によるＴＯＰ反１への押え込みを開放する。その後、本体コンベア１０によるＴＯＰ反１の搬送を再開し、裁断片を本体コンベア１０に対して直角方向に配置された搬送装置１２へと送り込む。裁断片が搬送装置１２上まで搬送されて載置されると、搬送装置１２が作動して裁断片をジョイント装置１３に向けて搬送する。そして、ジョイント装置１３を用いて、送られてきた裁断片の先端部と先にジョイントされた裁断片の尾端部とをジョイントする。これにより、長尺化されたＰＬＹが製造される。長尺化されたＰＬＹは、その後、巻取装置１４に巻き取られ、次工程へと送られる。

上記したように、裁断装置１１におけるＴＯＰ反１の裁断は、送られてきたＴＯＰ反１の上面が押え部により押え付けられた状態で行われるが、このとき、ＴＯＰ反の厚みやロータリーカッターの切れ味などによって、裁断時にＴＯＰ反を押え込む程度、即ち、押え代をシビアに制御する必要があるため、従来より、押え手段としての押え板には押え代調整手段が付随して設けられていた。

図４は、従来の裁断装置の一部拡大図であり、具体的には、裁断時においてＴＯＰ反１を押え板により押え付けている状態を示している。図４に示すように、押え板２は、押え板２の押え代を調整する押え代調整手段としてのシリンダー３、ＴＯＰ反送り用ローラー２２、および、ＴＯＰ反送り用ローラー２２の回転を支持するローラー支持軸２３などと組み合わされて、押え部２１を構成している。

押え板２は、ＴＯＰ反１の幅方向に沿って延びる１枚の板状部材であり、ＴＯＰ反１と接触する側の先端が細くなるように傾斜して形成されており、ローラー支持軸２３に連結されて固定されている。

図５は、従来の押え部の拡大断面図である。なお、図５では、サイド部近傍における断面図を示している。図５において、４は押え板２を保持する押え板保持部であり、ホルダー６に取付けられて回転可能に支持されている。また、８はロータリーカッター、８’はカッター下刃、９はテーブルである。なお、ホルダー６の上部は、ローラー支持軸（図示せず）に連結されて固定されている。

図５に示すように、押え板２は、カッター上刃であるロータリーカッター８に対して、ＴＯＰ反１の進行方向の前方に配置されており、押え板保持部４を回転させて、シリンダーにより押え代を調整した押え板２の先端部をテーブル９の方向に下降させることにより、テーブル９上に載置されたＴＯＰ反１を押え込むことができる。

特開２０００－１４１５１０号公報 特開２０１２－１７９８５４号公報 特開２０１７－４２９４１号公報 特開２０１７－１３２１４３号公報

しかしながら、従来の裁断装置の場合、押え代の調整を行っていても、正規の形状から変形した裁断片ができる場合があった。図６は、このような変形した裁断片の一例を示す平面図であり、裁断されたＴＯＰ反１が幅方向の中央部Ｃでは直線状ではなく曲線状に裁断されており、変形していることが分かる。このように変形した裁断片を用いてＰＬＹを製造した場合、安定した物性のＰＬＹを提供することができず、優れたユニフォミティのタイヤを安定して供給することができない。

また、ＰＬＹの製造においては、種類に応じて幅、厚み、ゴムの硬さなどが異なるＴＯＰ反を使用する必要があるため、それぞれに対応して押え板を交換する必要がある。しかし、図４に示すような、一枚物の押え板の交換は容易なことではなく、また、交換した押え板の押え代をＴＯＰ反に合わせて調整することも、シリンダーによる調整は容易なことではない。

そこで、本発明は、変形した裁断片を発生させることなくＴＯＰ反の裁断ができ、押え板の交換が容易であり、さらに、交換後の押え代の調整を容易に行うことができるタイヤ用ゴム材料の裁断装置を提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
コードにゴムが被覆された所定幅のシート状のタイヤ用ゴム材料を所定の長さに裁断するタイヤ用ゴム材料の裁断装置であって、
前記タイヤ用ゴム材料を搬送する搬送手段と、
搬送されてきた前記タイヤ用ゴム材料の上面を上方から幅方向に押え込む押え手段と、
押え込まれた前記タイヤ用ゴム材料を、幅方向に裁断する裁断手段とを備えており、
前記押え手段が、前記タイヤ用ゴム材料の幅方向に沿って分割された複数枚の押え板によって構成されており、前記押え板の各々に前記タイヤ用ゴム材料に対する押え代を調整する押え代調整手段が設けられており、
前記押え代調整手段が、前記押え板を前記ゴム材料へ向けて付勢するスプリングであり、前記スプリングは、押え板保持部に繋がれて固定された保持部と、前記スプリングの伸縮に合わせて移動自在のバネホルダーとの間に配置され、前記押え板と前記保持部は、回転軸により回転自在に取り付けられており、前記スプリングの伸縮に合わせて移動する前記バネホルダーに合わせて、前記押え板と前記保持部が前記回転軸を中心として回転することを特徴とするタイヤ用ゴム材料の裁断装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記押え手段が、１０～２０枚の前記押え板によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム材料の裁断装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記押え板の各々の幅が、１００～２００ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ用ゴム材料の裁断装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記スプリングの付勢力が、２０～６０Ｎであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム材料の裁断装置である。

請求項５に記載の発明は、
前記押え板の材質が、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５５Ｃ、Ｓ６０Ｃ、Ｓ６５Ｃのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム材料の裁断装置である。

本発明によれば、変形した裁断片を発生させることなくＴＯＰ反の裁断ができ、押え板の交換が容易であり、さらに、交換後の押え代の調整を容易に行うことができるタイヤ用ゴム材料の裁断装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の裁断装置における押え板の全体を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態における押え部の拡大断面図である。 ＰＬＹの製造装置を説明する概念図である。 従来のタイヤ用ゴム材料の裁断装置の一部拡大図である。 従来の押え部の拡大断面図である。 変形した裁断片の一例を示す平面図である。

［１］本発明の基本的な考え方
最初に、本発明における基本的な考え方について、本発明を完成するに至った経緯として説明する。

本発明者は、従来のタイヤ用ゴム材料の裁断装置において、変形した裁断片が発生する原因について検討を行い、従来の押え板が１枚の板で形成されており、押え板がＴＯＰ反を十分に押え込むことができるように押え代調整手段として設けられているシリンダーが押え板の両サイドの２箇所にしか配置されていないことが原因であることが分かった。

即ち、従来は、押え板をＴＯＰ反の幅方向に沿って配置した後、両サイドをシリンダーによって押え代を調整していたため、図４に示すように、押え板２の中央部付近では、押え板２がＴＯＰ反１の表面から浮き上がり弓なり形状に反ることにより、押え板２の中央部付近でＴＯＰ反１の逃げが発生したり、ＴＯＰ反１の表面の凹凸に合わせて押え板２やＴＯＰ反１の下にあるテーブル９（図５）が歪んで、図５に破線で示すように、押え板２の位置にずれが生じて、ＴＯＰ反１の押えにバラツキが生じたりし、このような状態でロータリーカッター８を走らせたことにより、図６に示したような変形した裁断片の発生を招いていることが分かった。

この知見に基づき、本発明者は、従来１枚の板で形成されていた押え板を分割して、複数枚の押え板から構成させることに思い至った。即ち、複数枚の押え板を幅方向に配列させて、各々の押え板でＴＯＰ反を押え込むことにより、ＴＯＰ反の全面を均一に押え込むことができると考えた。

そして、実験の結果、このような押え板を用いた場合、押え板毎でＴＯＰ反に対する押え代の調整を適切に行うことにより、押え板の全体で反りが発生せず、ＴＯＰ反を均一に押え込むことが可能となり、裁断面を変形させることなくＴＯＰ反を裁断することができることが確認でき、本発明を完成するに至った。

しかしながら、さらに検討を進めると、このままでは、以下に示すように、ＴＯＰ反の変更に合わせて押え板を交換した後のメンテナンス性（押え代の調整の容易さ）は未だ十分とは言えず、さらなる改善が必要なことが分かった。

即ち、交換された押え板の各々における押え代の調整は個々に行われるが、この押え代の調整に従来と同様にシリンダーを使用した場合、個々の押え板について押え代を適切に調整することは容易ではなく、時間が掛かる。そして、複数の押え板の一部において押え代の調整不良があり、その箇所でＴＯＰ反のカット不良が生じると、ＴＯＰ反が押え板に巻き込まれてしまい、その力で押え板のズレを生じる恐れがある。

そこで、本発明者は、押え板を上記のように分割式にするだけでなく、押え代の調整を不要としてメンテナンス性を向上させることについて、さらに検討を行い、その結果、押え代を調整する押え代調整手段として、従来のシリンダーに替えてスプリングを用いた場合、スプリングにより付勢された押え板によってＴＯＰ反の表面を押え込むことができるため、自動的に押え代の調整ができ、各押え板が均一な力で適切にＴＯＰ反を押圧できることが分かった。そして、各押え板によって均一な力で適切にＴＯＰ反を押圧することにより、裁断に際して押え板の反りやズレが発生せず、変形した裁断片を発生させることなくＴＯＰ反を裁断できることが分かった。

［２］本発明の実施の形態
以下、本発明の実施の形態に基づいて、本発明を具体的に説明する。なお、以下においては、ＴＯＰ反を裁断してＰＬＹを製造する際に使用される裁断装置を例に挙げて説明する。

図１は本実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の裁断装置における押え板の全体を示す斜視図である。図２は本実施の形態における押え部の断面図である。

本実施の形態に係るタイヤ用ゴム材料の裁断装置は、裁断用支持台（テーブル）に載置されたＴＯＰ反をカッター刃が所定の長さに裁断する点では、従来の裁断装置と同様である。しかしながら、本実施の形態においては、押え板として従来の一枚板の押え板（図４参照）に替えて、図１に示すように、幅方向に沿って分割された複数枚の押え板２によって押え板の全体を構成して、ＴＯＰ反を均等に押え込む点において、従来の裁断装置と異なっている。

即ち、図１に示すように、本実施の形態においては、ＴＯＰ反１の幅方向に亘って複数枚（図１では１４枚）の押え板２が配置されて押え板の全体が構成されており、この押え板の全体でＴＯＰ反１を幅方向の全体に亘って押え込んでいる。そして、各押え板２毎に、押え代を調整できるように押え代調整手段１５が配置されている。これにより、押え板の全体で、適切に押え代が調整された状態でＴＯＰ反１を押え込むことができるため、裁断片の変形を十分に抑制してＴＯＰ反を裁断でき、安定したＰＬＹを製造することができる。

また、押え板を従来の１枚板から複数の小さな押え板の集合体に変更することにより、裁断対象のＴＯＰ反の種類に応じて押え板の全幅を変更する場合も、小さな押え板の数を調整するだけで容易に対応することができるため、容易かつ短時間に押え板の交換を行うことができる。

なお、押え板の全幅を構成するための押え板２の枚数としては、１０～２０枚であることが好ましい。少なすぎると、１枚当たりの押え板２の長さが長くなり、押え代調整手段１５の間隔も広くなるため、押え代の調整が不十分となり、裁断片の変形を十分に抑制することができない。一方、多すぎると、１枚当たりの押え板２の長さが短くなり、押え代の調整を十分に行うことができるが、交換が煩雑となり、作業性が低下する。

また、各押え板２の幅としては、１００～２００ｍｍであることが好ましい。狭すぎると、全幅を構成させるために使用される枚数が多くなり、交換が煩雑となり、作業性が低下する。一方、広すぎると、枚数が少なくなり、押え代の調整が不十分となり、裁断片の変形を十分に抑制することができない。

そして、押え板の材質としては、反りの発生を十分に抑制できるという観点から、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５５Ｃ、Ｓ６０Ｃ、Ｓ６５Ｃのいずれかであることが好ましいが、これらの内でも、Ｓ５０Ｃが好ましい。

図２は、本実施の形態における一枚の押え板における押え部の拡大断面図である。押え部は、押え板２、押え板保持部４、ホルダー６を備えており、押え板２がロータリーカッター８に対して、ＴＯＰ反１の進行方向の前方に配置されている点では従来の押え部と同様であるが、本実施の形態における押え部は、さらに、スプリング５を押え代調整手段として備えている。スプリング５は、押え板保持部４に繋がれて固定された保持部７と、スプリング５の伸縮に合わせて移動自在のバネホルダー１６との間に配置されており、また、押え板２と保持部７は、回転軸１７により回転自在に取り付けられている。スプリング５の伸縮に合わせて移動するバネホルダー１６に合わせて、押え板２と保持部７が回転軸１７を中心として回転するため、押え板２を適切な押圧力でＴＯＰ反１の上面に押え込むことができる。

具体的には、スプリング５を縮めた状態で押え板２をＴＯＰ反１の上面に接触させることにより、スプリング５は伸びようとするため、その伸びに合わせてバネホルダー１６が前進し、押え板２および保持部７が回転軸１７を中心として下方に回転する。

この結果、押え板２に対して常に一定の押圧力が自動的に作用して、テーブル９上に載置されたＴＯＰ反１に対する押え代が一定に調整された状態でＴＯＰ反１を押圧することができるため、押え板２を交換した後の各押え板における押え代の調整作業が不要となる。

このスプリング５による付勢力は、２０～６０Ｎであることが好ましい。小さすぎると、十分に押え板を押え込むことができず、裁断片の変形を防止することができない。一方、大きすぎると、ＴＯＰ反が押え込まれて厚みが変化する恐れがある。なお、この付勢力は、ばね定数（Ｎ／ｍｍ）×たわみ量（ｍｍ）で計算される。

また、押え板のＴＯＰ反との接触面は、非粘着処理されていることが好ましく、これにより、押え板とＴＯＰ反との密着が防止され、裁断後に押え板を上昇させる際にもＴＯＰ反が引っ張られることがない。好ましい非粘着処理としては、表面に凹凸を形成するコーティング加工、例えば、トシコ社製「トシカルコーティング（ＴＳ－１０８０）」などが挙げられる。

以上のように、本実施の形態によれば、変形した裁断片を発生させることなくＴＯＰ反の裁断ができ、押え板の交換を容易に行うことができるタイヤ用ゴム材料の裁断装置を提供することができる。そして、この結果、安定したＰＬＹを提供することができ、さらに、優れたユニフォミティのタイヤを安定して供給することができる。

また、押え代調整手段としてスプリングを採用することにより、押え代の調整作業が不要となる。

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。

１．実施例
実施例として、１６分割された押え板（サイズ：幅５０×長さ１０２×厚み１６ｍｍ）を配列させて、全幅１６３０ｍｍの押え板とした裁断装置を用いて、幅１４５０ｍｍのＴＯＰ反を長さ６００ｍｍで裁断し、５０枚の裁断片を得た。なお、各押え板には、３０Ｎの付勢力を有するスプリングを押え代調整手段として配置し、トシカルコーティング（ＴＳ－１０８０）により非粘着処理を施した。

２．比較例
１枚板で長さ１６３０ｍｍの押え板を用い、押え代調整手段として両端にシリンダーを配置したこと以外は、実施例と同様にして、ＴＯＰ反を裁断した。

３．評価
実施例、比較例の各々で得られた各裁断片における反りの発生の程度を、端部と中央部における高さの差を測定し、評価を行った。

具体的には、得られた測定値と共に、測定値の範囲（最大測定値と最小測定値の差）、平均、標準偏差を求めて、評価した。結果を表１に示す。

表１に示すように、比較例では、端部と中央部における高さの差が２．５～４．５ｍｍと大きく、その範囲も２．０ｍｍと大きい。また、平均（３．５３ｍｍ）、標準偏差（０．５４ｍｍ）も大きい。

これに対して、実施例においては、端部と中央部における高さの差は０～１．５ｍｍと小さく、その範囲も１．５ｍｍと小さい。また、平均（０．５９ｍｍ）、標準偏差（０．３８ｍｍ）も小さく、変形した裁断片を発生させることなくＴＯＰ反を裁断できていることが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、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可能である。

１ ＴＯＰ反
２ 押え板
３ シリンダー
４ 押え板保持部
５ スプリング
６ ホルダー
７ 保持部
８ ロータリーカッター
８’ カッター下刃
９ テーブル
１０ 本体コンベア
１１ 裁断装置
１２ 搬送装置
１３ ジョイント装置
１４ 巻取装置
１５ 押え代調整手段
１６ バネホルダー
１７ 回転軸
２０ レットオフ装置
２１ 押え部
２２ ＴＯＰ反送り用ローラー
２３ ローラー支持軸
Ｃ 裁断されたＴＯＰ反の幅方向の中央部

Claims (5)

1. コードにゴムが被覆された所定幅のシート状のタイヤ用ゴム材料を所定の長さに裁断するタイヤ用ゴム材料の裁断装置であって、
   前記タイヤ用ゴム材料を搬送する搬送手段と、
   搬送されてきた前記タイヤ用ゴム材料の上面を上方から幅方向に押え込む押え手段と、
   押え込まれた前記タイヤ用ゴム材料を、幅方向に裁断する裁断手段とを備えており、
   前記押え手段が、前記タイヤ用ゴム材料の幅方向に沿って分割された複数枚の押え板によって構成されており、前記押え板の各々に前記タイヤ用ゴム材料に対する押え代を調整する押え代調整手段が設けられており、
   前記押え代調整手段が、前記押え板を前記ゴム材料へ向けて付勢するスプリングであり、前記スプリングは、押え板保持部に繋がれて固定された保持部と、前記スプリングの伸縮に合わせて移動自在のバネホルダーとの間に配置され、前記押え板と前記保持部は、回転軸により回転自在に取り付けられており、前記スプリングの伸縮に合わせて移動する前記バネホルダーに合わせて、前記押え板と前記保持部が前記回転軸を中心として回転する ことを特徴とするタイヤ用ゴム材料の裁断装置。
2. 前記押え手段が、１０～２０枚の前記押え板によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム材料の裁断装置。
3. 前記押え板の各々の幅が、１００～２００ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ用ゴム材料の裁断装置。
4. 前記スプリングの付勢力が、２０～６０Ｎであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム材料の裁断装置。
5. 前記押え板の材質が、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５５Ｃ、Ｓ６０Ｃ、Ｓ６５Ｃのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム材料の裁断装置。

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