JP7250251B2 - ゴムシートの切断装置および切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの製造に使用されるゴムシートを所定の長さに切断するゴムシートの切断装置および切断方法に関する。

生タイヤの製造工程では、タイヤ構成ゴム部材である例えば、サイドウォールやトレッドゴム等の未加硫ゴムシート（以下、単に「ゴムシート」ともいう）を、定寸切断装置を用いて一定の長さに切断した後、成形ドラム上に巻き回した後、前端側の端部と後端側の端部とを重ねてジョイントしている。

図４は、上記した成形ドラム上におけるゴムシートのジョイント部を模式的に示す側面図であり、成形ドラム２上で、巻回されたゴムシートＧＳの前端側の端部と後端側の端部とが重ね合わされてジョイントされている状態を示している。

このとき、ゴムシートＧＳの切断面が直角であると、重ね合わせ時、切断面ＣＦ１の前方に破線の三角形に示すような隙間ができてエアが残る恐れがある。このようなエア残りが生じていると、加硫後の製品タイヤにおいて、エア膨れの不具合が生じる。

そこで、このようなエア残りの発生を防止するために、従来より、ゴムシートＧＳを斜めに切断して、斜めの切断面ＣＦ２を形成させることが行われている。

図５は、従来のゴムシートを斜めに切断する切断技術を説明する模式図である。図５に示すように、ゴムシートの切断装置１において、ゴムシートＧＳは、カッター１４の上流側の第２の受け台１２上を搬送された後、下流側の第１の受け台１１に引き渡されて、白抜き矢印に示す方向に搬送されていく。第１の受け台１１と第２の受け台１２との間には、間隙１３が形成されており、ゴムシートＧＳが第１の受け台１１上を所定の長さ搬送されると、斜め上方から矢印に示す方向へカッター１４を移動させて、ゴムシートＧＳを切断する。これにより、斜めの切断面ＣＦ２を形成させることができ、エア残りを発生させないようにジョイントすることができる。

しかしながら、前記した従来のゴムシートの切断技術の場合、カッター１４をゴムシートＧＳに押し当てた際、図６に示すように、間隙１３において切断部近傍のゴムシートＧＳが下方に逃げて、切断面を一定の角度で直線状に形成させることができず、切断不良が発生することがあった。そして、切断不良が発生すると、製品後のタイヤにおいて外観不良の発生を招いてしまう。

そこで、このような問題を解消するために、ゴムシートの切断装置において、カッターの下流側と上流側に送り出されたゴムシートを固定するクランプローラを設置し、クランプローラを用いてゴムシートを固定した後に切断することにより切断時にゴムシートが動くことを抑制し、切断不良を低減することができる技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平１－２１６７９６号公報

しかしながら、上記した技術によっても、ゴム逃げにより切断面を一定の角度で直線状に形成させることができない切断不良の発生を未だ十分に低減できているとは言えず、さらなる改良が望まれている。

そこで、本発明は、傾斜した切断面を形成するようにゴムシートを切断するに際して、ゴム逃げに起因する切断不良の発生を抑制することが可能なゴムシートの切断技術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、
帯状のゴムシートを、所定の角度で傾斜する切断面が形成されるように、所定の長さで切断するゴムシートの切断装置であって、
前記ゴムシートを切断位置まで搬入する搬入手段、搬入された前記ゴムシートを切断するカッター、および切断されたゴムシートを前記切断位置から搬出する搬出手段を備えており、
前記搬出手段側に設けられて前記ゴムシートを支持する第１の受け台と、前記搬入手段側に設けられて前記ゴムシートを支持する第２の受け台とが、前記カッターを挟んで、所定の間隙が形成されるように配置されており、
前記第１の受け台が、昇降可能であり、
前記第１の受け台が上昇することにより、前記間隙に位置する前記ゴムシートが引き伸ばされて、テンションが掛かった状態になるように構成されており、
さらに、前記第１の受け台の高さを調節することにより、前記所定の角度を３５～６０°の任意の角度に設定できるように構成されていることを特徴とするゴムシートの切断装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記第１の受け台の昇降、および前記カッターによる前記ゴムシートの切断を制御する制御手段が設けられており、
前記制御手段が、
前記ゴムシートが切断位置まで搬入されて第１の受け台上に載置されるまでは、前記第１の受け台を前記第２の受け台と同じ高さに維持し、
前記ゴムシートが第１の受け台上に載置された後に、前記第１の受け台を前記第２の受け台よりも高い位置に上昇させ、
その状態を維持しながら、前記カッターにより前記ゴムシートを切断し、
前記カッターによる切断が完了した後、前記第１の受け台を前記第２の受け台と同じ高さに下降させる制御手段であることを特徴とする請求項１に記載のゴムシートの切断装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記制御手段が、前記第１の受け台の上昇高さを、前記ゴムシートの厚みの０．５～３．３倍に制御することを特徴とする請求項２に記載のゴムシートの切断装置である。

請求項４に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のゴムシートの切断装置を用いて、帯状のゴムシートを、所定の角度で傾斜する切断面が形成されるように、所定の長さで切断するゴムシートの切断方法であって、
前記ゴムシートを前記カッターによる切断位置まで搬入して第１の受け台上に載置し、
前記ゴムシートを支持する前記第１の受け台の高さが、前記第２の受け台の高さより高くなるように、前記第１の受け台を上昇させることにより、前記間隙に位置する前記ゴムシートにテンションを掛け、
さらに、前記第１の受け台の高さを調節することにより、３５～６０°の任意の所定の角度で傾斜する切断面が形成されるように前記切断位置において前記ゴムシートを前記カッターで切断し
前記カッターによる切断が完了した後、前記第１の受け台を前記第２の受け台と同じ高さまで下降させ、
その後、切断されたゴムシートを搬出することを特徴とするゴムシートの切断方法である。

請求項５に記載の発明は、
前記第１の受け台に対して斜め方向から、前記カッターを前記ゴムシートに入れて切断することを特徴とする請求項４に記載のゴムシートの切断方法である。

請求項６に記載の発明は、
前記第１の受け台に対して鉛直方向から、前記カッターを前記ゴムシートに入れて切断することを特徴とする請求項４に記載のゴムシートの切断方法である。

請求項７に記載の発明は、
切断対象のゴムシートが、インナーライナーであることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載のゴムシートの切断方法である。

本発明によれば、傾斜した切断面を形成するようにゴムシートを切断するに際して、ゴム逃げに起因する切断不良の発生を抑制することが可能なゴムシートの切断技術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シートの切断装置を用いて、ゴムシートを切断する様子を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施の形態において、受け台に対して鉛直方向からカッターを入れて、ゴムシートを切断する様子を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態において、切断角度αの決定を説明する図である。 成形ドラム上におけるゴムシートのジョイント部を模式的に示す側面図である。 従来のゴムシートの切断技術を説明する模式図である。 従来のゴムシートの切断技術における問題を示す模式図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を参照して説明する。

［１］本発明の概要
本発明におけるゴムシートの切断装置は、ゴムシートを切断位置まで搬入する搬入手段と、搬入されたゴムシートを切断するカッターと、切断されたゴムシートを切断位置から搬出する搬出手段を備えており、さらに、搬出手段側に設けられてゴムシートを支持する第１の受け台と、搬入手段側に設けられてゴムシートを支持する第２の受け台とが、カッターを挟んで、所定の間隙を隔てて配置されている点においては、従来のゴムシートの切断装置と同様である。

しかし、本実施の形態においては、上記した第１の受け台が昇降可能である点で、従来と相違している。

このように、昇降可能に第１の受け台を設けて、切断時、切断位置まで搬入されたゴムシートが第１の受け台と第２の受け台に支持された状態で、第１受け台を上昇させることにより、ゴムシートの切断位置近傍で、ゴムシートに弱いテンションを掛けることができる。そして、この状態で、ゴムシートを切断することにより、ゴム逃げに起因する切断不良の発生を抑制することができる。

［２］本実施の形態のゴムシートの切断装置および切断方法
以下、実施の形態に基づいて、本発明を具体的に説明する。

１．ゴムシートの切断装置
図１は、本実施の形態に係るゴムシートの切断装置を用いて、ゴムシートを切断する様子を模式的に示す側面図であり、ここでは、切断開始直前における様子を記載している。図１において、１はゴムシートＧＳの切断装置、１１は第１の受け台、１２は第２の受け台である。図１に示すように、第１の受け台１１と第２の受け台１２とは、所定の間隙１３が形成されるように配置されており、第１の受け台１１の下流側には搬出手段（図示せず）が、第２の受け台１２の上流側には搬入手段（図示せず）が連結されている。なお、ゴムシートＧＳは、紙面の右側から左側に向けて搬送されている。

本実施の形態において、第１の受け台１１は、白抜き矢印に示すように、昇降可能であり、図示しない制御手段によって昇降が制御されていると共に、カッター１４によるゴムシートＧＳの切断が制御されている。

具体的には、まず、ゴムシートＧＳが切断位置まで搬入されて第１の受け台１１に載置されるまでは、第１の受け台１１を第２の受け台１２と同じ高さに維持する。そして、ゴムシートＧＳが第１の受け台１１に載置された後に、第１の受け台１１を第２の受け台１２よりも高い位置に上昇させる。次に、このように第１の受け台１１を上昇させた状態で、細矢印で示すように、カッター１４をゴムシートに入れ、ゴムシートＧＳの切断を行う。その後、ゴムシートＧＳの切断が完了すると、第１の受け台１１を元のように第２の受け台１２と同じ高さに下降させ、切断されたゴムシートＧＳを搬出させると共に、次のゴムシートの搬入を待つ。

ゴムシートＧＳが切断位置まで搬入された後に、第１の受け台１１を第２の受け台１２よりも高い位置に上昇させることにより、間隙１３に位置しているゴムシートＧＳが、若干引き伸ばされて、テンションが掛かった状態となる。このように、テンションが掛かった状態のゴムシートＧＳにカッター１４を入れた場合、そのテンションによってゴム逃げが抑制されるため、切断不良の発生を十分に抑制して、切断面を一定の角度で直線状に形成させた状態で切断することができる。

なお、第１の受け台１１の昇降は、上記では、制御手段により制御しているとしたが、作業者が手動で行ってもよい。

本実施の形態において、第１の受け台１１の第２の受け台１２に対する上昇高さＸは、ゴムシートＧＳの硬さや厚みなどを考慮して適宜決定される。上昇高さＸが小さ過ぎると、ゴムシートＧＳに十分なテンションが掛からず、ゴム逃げを十分に抑制することができず、製品タイヤの外観不良を招く恐れがある。一方、上昇高さが高過ぎると、ゴムシートＧＳに掛かるテンションが大きくなり、切断後のゴムシートＧＳにシュリンクが発生して、製品タイヤの外観不良を招く恐れがある。

具体的には、通常のゴムシートＧＳの場合、第１の受け台１１の第２の受け台１２に対する上昇高さＸは、ゴムシートＧＳの厚みｔの０．５～３．３倍程度に制御することが好ましく、２．０～３．０倍であるとより好ましい。

また、１～１０ｍｍに上昇高さを制御することも好ましい。

また、ゴムシートの切断角度の観点から、第１受け台の上昇高さを、ゴムシートの切断面における切断角度が３５～６０°となるように制御することが好ましく、このような切断角度とすることにより、成形ドラム上での巻回時、エア残りの発生を十分に抑制してジョイントすることができる。

２．ゴムシートの切断方法
次に、上記したゴムシートの切断装置を用いて行う本実施の形態に係るゴムシートの切断方法について、図１に基づいて説明する。

（１）ゴムシートの切断方法
最初に、ゴムシートＧＳを巻き出して、搬入手段（例えばコンベア）により、第２の受け台１２を経由して切断位置である間隙１３まで搬入し、その後、第１の受け台１１上に載置する。このとき、第１の受け台１１と第２の受け台１２は、同じ高さに位置しているため、ゴムシートＧＳが第１の受け台１１に衝突して搬送が妨げられるようなことにはならない。

そして、ゴムシートＧＳが第１の受け台１１に載置された後に、第１の受け台１１を第２の受け台１２よりも高い位置に上昇させる。これにより、切断位置にあるゴムは、テンションが掛かった状態で間隙１３に保持される。

次に、間隙１３に保持されたゴムシートＧＳに向けて、上方からカッター１４を入れて、ゴムシートＧＳを切断する。このとき、ゴムシートＧＳには、テンションが掛かっているため、切断に際してゴム逃げが発生せず、所定の角度（切断角度α）で傾斜した切断面を直線状に形成させて切断することができる。

切断が完了すると、第１の受け台１１を、元のように、第２の受け台１２と同じ高さになるように下降させ、その後、搬出手段により、切断されたゴムシートを成形ドラム（図示せず）に向けて搬出する。そして、成形ドラムに巻回して、前端と尾端をジョイントするが、ゴムシートの切断面は所定の切断角度αで傾斜しているため、ジョイントに際して、エア残りの発生が十分に抑制されて、加硫後の製品タイヤにおけるエア膨れの発生を十分に低減させることができる。

本実施の形態において、ゴムシートの切断面における角度（切断角度α）としては、大き過ぎると垂直に近くなるため、エア残りが発生し易い。一方、小さ過ぎると切断面積が広くなり、ジョイントすることが容易ではない。このため、切断角度αは、３５～６０°であることが好ましく、このような切断角度とすることにより、成形ドラム上での巻回時、エア残りの発生を十分に抑制してジョイントすることができる。

（２）カッターの入れ方
本実施の形態において、上記のような切断角度αを得るためには、ゴムシートＧＳに対するカッター１４の入れ方として、以下の２つの方法を採用することが好ましい。

（ａ）第１の方法
第１の方法は、受け台に対して斜め方向からカッターを入れることである。

具体的には、図１に示すように、第１の受け台１１を上昇させて、ゴムシートＧＳにテンションが掛かった状態にして、斜め方向からカッター１４を入れる。このとき、切断角度αは、カッターの傾斜と、第１の受け台１１の上昇量とから決定される。

本態様の場合、テンションが掛かった状態で斜めになったゴムシートＧＳに対して、斜めからカッターを入れるため、切断角度αをカッターの傾斜角度よりもさらに小さくして切断することができる。

（ｂ）第２の方法
第２の方法は、受け台に対して鉛直方向からカッターを入れることである。

図２は、本実施の形態において、受け台に対して鉛直方向からカッターを入れて、ゴムシートを切断する様子を模式的に示す図である。図２に示すように、第１の受け台１１を上昇させて、ゴムシートＧＳにテンションが掛かった状態にして、鉛直方向からカッター１４を入れる。

このとき、切断角度αは、第１の受け台１１の上昇高さによって決定される。

図３は、本実施の形態において、この切断角度αの決定を説明する図であり、第１の受け台１１の上昇高さＸと間隙１３の大きさＹによって、切断角度αが決定される様子を示している。

本態様の場合、カッター１４を傾斜させることなく、テンションが掛かった状態で斜めになったゴムシートＧＳに対して、鉛直方向からカッターを入れるため、カッターの制御機構が比較的単純な構成であり、また、カッター１４の稼働エリアを小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、切断に際してゴム逃げが発生せず、所定の切断角度αで傾斜した切断面を直線状に形成させて切断することができるため、ゴムが軟らかく、ゴム逃げが発生しやすいインナーライナーの切断に採用した場合、顕著な効果を得ることができる。

次に、実施例により、本発明をより具体的に説明する。

１．実験１
（１）実験方法
前記した第２の方法に記載したゴムシートの切断技術を用いて厚み１．５ｍｍのインナーライナーを切断し、このインナーライナーを用いて１５５／６５Ｒ１４サイズのタイヤを製造した。

また、第１の受け台と第２の受け台の間隙の大きさＹを５ｍｍとし、切断する際の第１の受け台の上昇高さＸの大きさを、０、１、３、７、１０、１１、２０の７水準で変えることで切断角度を制御した。各水準ごとに１００本のタイヤを製造し、エア残りによる不良の発生率（エア膨れの発生率）および外観不良の発生率を調べた。

（２）実験結果
実験の結果をまとめて表１に示す。なお、評価結果は、エア膨れの発生率と外観不良の発生率の和が０％の場合を「優」、０％を超え０．２％以下の場合を「良」、０．２％を超え０．６％以下の場合を「可」、０．６％を超える場合を「不可」とした。

表１から切断角度が５９°以下においてエア膨れの発生率が０％であり、エア膨れが確実に防止できることが分った。一方、切断角度が９０°の場合０．５％の比率でエア膨れが発生し、また切断不良による外観不良が０．８％の比率で発生した。また、上昇高さを１１ｍｍ、２０ｍｍとした切断角度２４°、１４°の場合ゴムシートのシュリンクによる外観不良がそれぞれ０．３％、０．６％の比率で発生した。

一方、上昇高さを１０ｍｍ以下に抑えた切断角度が３５°、５９°の場合いずれも外観不良が発生しておらず、エア膨れ、外観不良の発生が共に防止できることが分かった。

２．実験２
（１）実験方法
本発明のゴムシートの切断装置を用いて厚み１．５ｍｍのインナーライナーを切断し、このインナーライナーを用いて１５５／６５Ｒ１４サイズのタイヤを製造した。

また、第１の受け台と第２の受け台の間隙の大きさＹを５．０ｍｍとし、切断する際の第１の受け台の上昇高さを、ゴムシートの厚みの０倍、０．５倍、０．６倍、２．０倍、３．０倍、３．３倍、４．６倍、６．６倍の８水準で変化させ、各水準ごとにカッターの向き及び移動の方向の傾斜角度を調整して、全ての水準で切断角度が４５°になるようにして切断した。

（２）実験結果
実験の結果をまとめて表２に示す。なお、評価結果は、切断面が直線に切断できた場合を「優」、ほぼ直線に切断できた場合を「良」、切断面がやや凸凹の場合を「可」、切断面が凸凹の場合を「不可」とした。

表２から、上昇高さが０．５～３．３倍であれば好ましく切断でき、その内でも、２．０～３．０倍であればより好ましく切断できることが確認できた。また、１～１０ｍｍであれば、切断後にゴムシートの若干のシュリンクが発生する場合もあるが、実用上の問題がない程度に切断できることが確認できた。

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 ゴムシートの切断装置
２ 成形ドラム
１１ 第１の受け台
１２ 第２の受け台
１３ 間隙
１４ カッター
ＧＳ ゴムシート
ＣＦ１、ＣＦ２ 切断面
ｔ ゴムシートの厚み
Ｘ 上昇高さ
Ｙ 間隙の大きさ
α 切断角度

Claims (7)

1. 帯状のゴムシートを、所定の角度で傾斜する切断面が形成されるように、所定の長さで切断するゴムシートの切断装置であって、
   前記ゴムシートを切断位置まで搬入する搬入手段、搬入された前記ゴムシートを切断するカッター、および切断されたゴムシートを前記切断位置から搬出する搬出手段を備えており、
   前記搬出手段側に設けられて前記ゴムシートを支持する第１の受け台と、前記搬入手段側に設けられて前記ゴムシートを支持する第２の受け台とが、前記カッターを挟んで、所定の間隙が形成されるように配置されており、
   前記第１の受け台が、昇降可能であり、
   前記第１の受け台が上昇することにより、前記間隙に位置する前記ゴムシートが引き伸ばされて、テンションが掛かった状態になるように構成されており、
   さらに、前記第１の受け台の高さを調節することにより、前記所定の角度を３５～６０°の任意の角度に設定できるように構成されていることを特徴とするゴムシートの切断装置。
2. 前記第１の受け台の昇降、および前記カッターによる前記ゴムシートの切断を制御する制御手段が設けられており、
   前記制御手段が、
   前記ゴムシートが切断位置まで搬入されて第１の受け台上に載置されるまでは、前記第１の受け台を前記第２の受け台と同じ高さに維持し、
   前記ゴムシートが第１の受け台上に載置された後に、前記第１の受け台を前記第２の受け台よりも高い位置に上昇させ、
   その状態を維持しながら、前記カッターにより前記ゴムシートを切断し、
   前記カッターによる切断が完了した後、前記第１の受け台を前記第２の受け台と同じ高さに下降させる制御手段であることを特徴とする請求項１に記載のゴムシートの切断装置。
3. 前記制御手段が、前記第１の受け台の上昇高さを、前記ゴムシートの厚みの０．５～３．３倍に制御することを特徴とする請求項２に記載のゴムシートの切断装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のゴムシートの切断装置を用いて、帯状のゴムシートを、所定の角度で傾斜する切断面が形成されるように、所定の長さで切断するゴムシートの切断方法であって、
   前記ゴムシートを前記カッターによる切断位置まで搬入して第１の受け台上に載置し、
   前記ゴムシートを支持する前記第１の受け台の高さが、前記第２の受け台の高さより高くなるように、前記第１の受け台を上昇させることにより、前記間隙に位置する前記ゴムシートにテンションを掛け、
   さらに、前記第１の受け台の高さを調節することにより、３５～６０°の任意の所定の角度で傾斜する切断面が形成されるように前記切断位置において前記ゴムシートを前記カッターで切断し
   前記カッターによる切断が完了した後、前記第１の受け台を前記第２の受け台と同じ高さまで下降させ、
   その後、切断されたゴムシートを搬出することを特徴とするゴムシートの切断方法。
5. 前記第１の受け台に対して斜め方向から、前記カッターを前記ゴムシートに入れて切断することを特徴とする請求項４に記載のゴムシートの切断方法。
6. 前記第１の受け台に対して鉛直方向から、前記カッターを前記ゴムシートに入れて切断することを特徴とする請求項４に記載のゴムシートの切断方法。
7. 切断対象のゴムシートが、インナーライナーであることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載のゴムシートの切断方法。

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