WO2017126251A1 - ベントホール洗浄装置及びベントホール洗浄方法 - Google Patents

ベントホール洗浄装置及びベントホール洗浄方法 Download PDF

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Abstract

ベントホールの位置を正確に計算し、ベントホールを自動的に洗浄し得るベントホール洗浄装置及びベントホール洗浄方法を提供する。 【解決手段】ゴム製品を加硫する金型３の成形面４に設けられたベントホール５を洗浄するための装置１である。成形面４の形状を検出する検出手段１１、ベントホール５を洗浄する洗浄手段１２、予めベントホール５の位置を含む成形面４の形状情報を含む成形面情報が記憶されるとともに、検出手段１１で得られた成形面４の形状と成形面情報とを比較して、ベントホール５の位置を計算する制御手段１３、及び、計算されたベントホール５の位置に基づいて、洗浄手段１２を移動させる案内手段１４を含む。

Description

ベントホール洗浄装置及びベントホール洗浄方法
　本発明は、ゴム製品を加硫する金型の成形面に設けられたベントホールを洗浄するための装置、及び、ベントホール洗浄方法に関する。
　通常、ゴム製品を加硫する金型の成形面には、ベントホールが複数設けられている。ベントホールは、金型内の空気及びゴム材料から発生するガスを外部に逃がす。ベントホール内には、ゴム材料の断片や前記ガスが固体化したものが堆積する傾向がある。これを除去するために、定期的にベントホールを洗浄する必要がある（例えば、下記特許文献１参照。）。
　しかしながら、金型の成形面には、複数のベントホールが配されている。かつ、各ベントホールの直径は小さい。このため、ベントホール洗浄工程において、作業者が、洗浄すべきベントホールを見落とすという問題があった。
特開平０９－１４１６７２号公報
　本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ベントホールの位置を正確に計算し、ベントホールを自動的に洗浄し得るベントホール洗浄装置及びベントホール洗浄方法に関する。
　本発明は、ゴム製品を加硫する金型の成形面に設けられたベントホールを洗浄するための装置であって、前記成形面の形状を検出する検出手段、前記ベントホールを洗浄する洗浄手段、予め前記ベントホールの位置を含む前記成形面の形状情報を含む成形面情報が記憶されるとともに、前記検出手段で得られた前記成形面の形状と前記成形面情報とを比較して、前記ベントホールの位置を計算する制御手段、及び、前記計算された前記ベントホールの位置に基づいて、前記洗浄手段を移動させる案内手段を含むことを特徴としている。
　本発明のベントホール洗浄装置において、前記検出手段は、前記成形面の三次元形状を測定する３Ｄレーザセンサを含むのが望ましい。
　本発明のベントホール洗浄装置において、前記制御手段で計算された前記ベントホールの位置を含んで前記成形面を撮像する撮像手段をさらに含み、前記制御手段は、前記撮像手段で得られた画像と、前記成形面情報とを照合して、前記洗浄手段の移動量を計算するのが望ましい。
　本発明のベントホール洗浄装置において、前記洗浄手段は、超音波振動によって前記ベントホールを洗浄するのが望ましい。
　本発明の第２の態様は、ゴム製品を加硫する金型の成形面に設けられたベントホールを洗浄するための方法であって、前記成形面の形状を検出する工程と、前記工程で得られた前記成形面の形状と、予め記憶された前記ベントホールの位置を含む前記成形面の形状情報を含む成形面情報とを比較して、前記ベントホールの位置を計算する工程と、前記計算された前記ベントホールの位置に基づいて、前記ベントホールに洗浄手段を移動させる工程と、前記洗浄手段で前記ベントホールを洗浄する工程とを含むことを特徴としている。
　本発明のベントホール洗浄方法において、前記検出する工程は、前記成形面の三次元形状を３Ｄレーザセンサを用いて測定するのが望ましい。
　本発明のベントホール洗浄方法において、前記ベントホールの位置が計算された後、前記ベントホールの位置を含んで前記成形面を撮像する工程と、前記撮像する工程で得られた画像と、前記成形面情報とを照合して、前記洗浄手段の移動量を計算する工程とをさらに含むのが望ましい。
　本発明のベントホール洗浄方法において、前記洗浄する工程は、超音波振動によって前記ベントホールを洗浄するのが望ましい。
　本発明のベントホール洗浄装置は、成形面の形状を検出する検出手段、ベントホールを洗浄する洗浄手段、予めベントホールの位置を含む成形面の形状情報を含む成形面情報が記憶されるとともに、検出手段で得られた成形面の形状と成形面情報とを比較して、ベントホールの位置を計算する制御手段、及び、計算されたベントホールの位置に基づいて、洗浄手段を移動させる案内手段を含む。
　本発明の第２の態様は、成形面の形状を検出する工程と、前記工程で得られた成形面の形状と、予め記憶されたベントホールの位置を含む成形面の形状情報を含む成形面情報とを比較して、ベントホールの位置を計算する工程と、計算されたベントホールの位置に基づいて、ベントホールに洗浄手段を移動させる工程と、洗浄手段でベントホールを洗浄する工程とを含むベントホール洗浄方法である。
　このようなベントホール洗浄装置及びベントホール洗浄方法は、検出手段で得られた成形面の形状と、予め記憶されたベントホールの位置を含む成形面情報とを比較して、ベントホールの位置が計算され、その位置に洗浄手段を移動させてベントホールを確実に洗浄することができる。
本発明のベントホール洗浄装置の一実施形態の概略図である。 タイヤ加硫金型の一例を示す断面図である。 検出手段が動作しているときの側面図である。 スプリングベントの断面図である。 撮像手段が動作しているときの側面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、プローブがスプリングベントの上部を押しているときの側面図である。
　１　装置
　３　金型
　４　成形面
　５　ベントホール
　１１　検出手段
　１２　洗浄手段
　１３　制御手段
　１４　案内手段 
　以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
　図１には、本実施形態のベントホール洗浄装置（以下、単に「洗浄装置」という場合がある。）１の概略図が示されている。装置１は、ゴム製品を加硫する金型の成形面に設けられたベントホールを洗浄するためのものである。
　本実施形態の洗浄装置１は、例えば、図２に示されるように、タイヤ２を加硫する金型３の成形面４に設けられたベントホール５を洗浄するのに好適に用いられる。タイヤ２の加硫成形に用いられる金型３は、例えば、複数のセグメントに分割される。各セグメントには、例えば、５０個程度のベントホール５が設けられる。なお、図２では、タイヤ２のトレッド部を成形するトレッドセグメント７に設けられたベントホール５の一部のみが示されている。
　図１に示されるように、本実施形態の洗浄装置１は、例えば、金型３を載せるための作業台１０を有している。作業台１０には、例えば、成形面４が上方に向けられた状態で金型３が載せられている。図１では、図２で示されるトレッドセグメント７が載せられた状態が示されている。但し、このような態様に限定されるものでは無く、洗浄装置１は、例えば、金型３が加硫成形機等に取り付けられたまま作業出来るものでも良い。以下、洗浄装置１の構成、及び、洗浄装置１を用いたベントホール洗浄方法（以下、単に「洗浄方法」という場合がある。）が説明される。
　洗浄装置１は、成形面の形状を検出する検出手段１１、ベントホール５を洗浄する洗浄手段１２、金型３に設けられたベントホール５の位置を計算する制御手段１３、及び、洗浄手段１２を移動させる案内手段１４を含んでいる。
　検出手段１１は、例えば、ロボットアーム（図示省略）によって自在に移動可能に支持されている。検出手段１１は、金型３の成形面４の形状を検出し、その情報を制御手段１３に送信することができる。
　検出手段１１は、成形面の形状を検出し得るものであれば良く、例えば、各種センサで検出する方法や、カメラで撮影する方法が採用され得る。本実施形態の検出手段１１は、例えば、成形面４の三次元形状を測定する３Ｄレーザセンサ２１が好適に用いられている。３Ｄレーザセンサ２１は、成形面の高さ方向の座標の検出能力に優れ、凹凸の多い成形面を精度良く検出するのに役立つ。
　図３には、検出手段１１を動作させているときの側面図が示されている。図３に示されるように、本実施形態の洗浄方法の第１工程では、例えば、ロボットアームが３Ｄレーザセンサ２１を第１方向（図３では横方向）にストロークさせながら、成形面４に沿って第１方向と直交する第２方向に移動させる。これにより、金型３の成形面４の全体の形状が検出される。検出された成形面４の形状の情報は、制御手段１３（図１に示され、以下、同様である。）に送信される。
　図１に示されるように、制御手段１３には、予め成形面情報が記憶されている。成形面情報は、ベントホール５の位置を含む成形面４の形状情報を含んでいる。望ましい態様として、本実施形態の制御手段１３には、例えば、成形面４のＣＡＤデータが記憶されている。
　本実施形態の洗浄方法の第２工程において、制御手段１３は、検出手段１１で得られた実際の成形面４の形状と、予め記憶された成形面情報とを比較し、ベントホール５の位置を計算する。
　洗浄手段１２は、ベントホール５内の堆積物を除去するためのものである。洗浄手段１２は、例えば、液体によって堆積物を溶解する手段、高圧の気体で堆積物を吹き飛ばす手段、粉状物を高速で吹き付ける手段、又は、金属ワイヤをベントホール５内に挿入して洗浄する手段等、種々の態様が含まれる。
　本実施形態の洗浄手段１２は、例えば、直線状にのびる先細のプローブ３１によって付与される超音波振動により、ベントホール５内を洗浄する。このような洗浄手段１２は、例えば、図４に示されるようなスプリングベント２２が設けられたベントホール５を効果的に洗浄することができる。スプリングベント２２は、タイヤの外面にスピューが形成されるのを防ぐため、例えば、トレッドセグメント７（図２に示す）のベントホール５に多く用いられる。スプリングベント２２は、内部のスプリング２３付近に汚れが堆積し易い。本実施形態の洗浄手段１２（図１に示され、以下、同様である。）は、超音波振動によってこれらの汚れを効果的に除去することができる。
　図１に示されるように、洗浄手段１２は、案内手段１４によって自在に移動可能に支持されている。本実施形態の案内手段１４は、例えば、多関節のロボットアーム２４が用いられている。本実施形態のロボットアーム２４は、例えば、土台部分に配された旋回手段２７、複数の支点２９、及び、伸縮部２８を含んで構成されている。これにより、本実施形態のロボットアーム２４は、その先端に設けられた洗浄手段１２を金型３の成形面４のいずれの部分にも移動させることができる。しかも、本実施形態のロボットアーム２４は、洗浄手段１２を金型３に対して３次元のいずれの方向にも移動させることができる。但し、案内手段１４は、このような態様に限定されるものではない。
　本実施形態の洗浄方法の第３工程では、制御手段１３によって計算されたベントホール５の位置に基づいて、案内手段１４が動作し、ベントホール５に洗浄手段１２を移動させる。その後、第４工程で、洗浄手段１２がベントホール５を洗浄する。このように、本実施形態では、検出手段１１で得られた実際の成形面４の形状と、予め記憶された成形面情報とが比較されることにより、ベントホール５の位置が正確に計算される。従って、本実施形態では、確実にベントホール５の位置を計算することができ、ベントホール５の見落としが抑制される。しかも、金型の汚れがひどい場合等、ベントホール５が見落とされ易い状況でも、ベントホール５が確実に洗浄される。
　さらに望ましい態様として、本実施形態の洗浄方法は、上述した第２工程の後、撮像手段１５によってベントホール５の位置を含んで成形面４を撮像する工程（以下、「撮像工程」という場合がある。）を含んでいる。
　図５には、撮像手段１５が動作しているときの概略図が示されている。図５に示されるように、撮像手段１５は、例えば、デュアルカメラ２５を含んでいるのが望ましい。デュアルカメラ２５は、２つレンズ２６、２６で成形面４を立体的に撮像し得る。
　本実施形態では、撮像工程後、制御手段１３が、この工程で得られた画像と、予め記憶された成形面情報とを照合して、前記洗浄手段１２の移動量を計算するのが望ましい。
　このような撮像工程を含む本実施形態のベントホール洗浄方法は、例えば、ベントホール５にスプリングベント２２が設けられた場合でも、ベントホール５を見落とすことが無く、確実にベントホール５を洗浄することができる。
　さらに望ましい態様では、洗浄手段１２（図１に示す）には、例えば、スプリングベント２２の洗浄確認手段１６が含まれている。図６（ａ）及び（ｂ）には、洗浄確認手段１６が動作しているときの側面図が示されている。図６（ａ）に示されるように、洗浄確認手段１６は、例えば、力センサ（図示省略）を含んでいる。力センサは、プローブ３１の長さ方向に作用する力を測定する。洗浄確認手段１６は、スプリングベント２２が洗浄された後、その上部２２ｕをプローブ３１で押し、スプリングベント２２が予め定められた力よりも小さい力で閉じることができるかを自動で検査する。図６（ｂ）に示されるように、プローブ３１が前記定められた力でスプリングベント２２を閉じることができた場合、洗浄確認手段１６は、スプリングベント２２の内部の洗浄が終了したと判断する。プローブ３１が前記定められた力でスプリングベント２２を閉じることができない場合、洗浄確認手段１６は、内部の洗浄が終了していないと判断する。これにより、洗浄確認手段１６は、スプリングベント２２の洗浄が終了しているかどうかを自動で判断することができる。
　本発明の他の実施形態では、例えば、検出手段１１として、例えば、３Ｄレーザセンサ２１の代わりに、デュアルカメラ２５が用いられても良い。デュアルカメラ２５は、２つレンズ２６、２６で成形面４を立体的に撮像し得る。デュアルカメラ２５は、上述した３Ｄレーザセンサよりも短い時間で成形面４を検出することができ、作業を効率化するのに役立つ。
　以上、本発明のベントホール洗浄装置及びベントホール洗浄方法の一実施形態が詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。
 

Claims (8)

  1. 　ゴム製品を加硫する金型の成形面に設けられたベントホールを洗浄するための装置であって、
    　前記成形面の形状を検出する検出手段、
    　前記ベントホールを洗浄する洗浄手段、
    　予め前記ベントホールの位置を含む前記成形面の形状情報を含む成形面情報が記憶されるとともに、前記検出手段で得られた前記成形面の形状と前記成形面情報とを比較して、前記ベントホールの位置を計算する制御手段、及び、
    　前記計算された前記ベントホールの位置に基づいて、前記洗浄手段を移動させる案内手段を含むベントホール洗浄装置。
  2. 　前記検出手段は、前記成形面の三次元形状を測定する３Ｄレーザセンサを含む請求項１記載のベントホール洗浄装置。
  3. 　前記制御手段で計算された前記ベントホールの位置を含んで前記成形面を撮像する撮像手段をさらに含み、
    　前記制御手段は、前記撮像手段で得られた画像と、前記成形面情報とを照合して、前記洗浄手段の移動量を計算する請求項１又は２記載のベントホール洗浄装置。
  4. 　前記洗浄手段は、超音波振動によって前記ベントホールを洗浄する請求項１乃至３のいずれかに記載のベントホール洗浄装置。
  5. 　ゴム製品を加硫する金型の成形面に設けられたベントホールを洗浄するための方法であって、
    　前記成形面の形状を検出する工程と、
    　前記工程で得られた前記成形面の形状と、予め記憶された前記ベントホールの位置を含む前記成形面の形状情報を含む成形面情報とを比較して、前記ベントホールの位置を計算する工程と、
    　前記計算された前記ベントホールの位置に基づいて、前記ベントホールに洗浄手段を移動させる工程と、
    　前記洗浄手段で前記ベントホールを洗浄する工程と
    　を含むベントホール洗浄方法。
  6. 　前記検出する工程は、前記成形面の三次元形状を３Ｄレーザセンサを用いて測定する請求項５記載のベントホール洗浄方法。
  7. 　前記ベントホールの位置が計算された後、前記ベントホールの位置を含んで前記成形面を撮像する工程と、
    　前記撮像する工程で得られた画像と、前記成形面情報とを照合して、前記洗浄手段の移動量を計算する工程とをさらに含む請求項５又は６記載のベントホール洗浄方法。
  8. 　前記洗浄する工程は、超音波振動によって前記ベントホールを洗浄する請求項５乃至７のいずれかに記載のベントホール洗浄方法。 
     
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