JP6013860B2 - ゴムストリップ搬送切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ゴムストリップを搬送しながら切断しうるゴムストリップ搬送切断装置に関する。

近年、タイヤの製造方法として、未加硫かつ長尺のゴムストリップを成形ドラム等に連続して巻き重ねることにより、ゴム部材を形成するストリップワインド工法が提案されている（例えば下記特許文献１参照）。ストリップワインド工法では、ゴム部材として、ゴム押出成形体を中間在庫として保管する必要がなく、製造設備の小型化をも図ることができる。

特開２００６−０６９３４１号公報 ストリップワインド工法では、ゴムストリップを連続的に押し出し成形するゴム押出成形機と、成形ドラムとの間に、ゴムストリップ搬送切断装置が設けられている。ゴムストリップ搬送切断装置は、搬送ベルトにゴムストリップを載せて搬送する搬送手段、及び、搬送ベルト上でゴムストリップを切断する切断手段を具える。

図６には、従来のゴムストリップ搬送切断装置の切断手段ａの一例が示されている。該切断手段ａは、円筒形のローラ本体ｂと、該ローラ本体ｂの外周面から突出する切刃ｃとを有する切断用ローラｄを含んでいる。また、切刃ｃは平刃であり、ローラ本体ｂの回転軸ｅに平行かつ直線状にのびている。

また、切断用ローラｄは、搬送ベルトｆの進行速度に同期して回転駆動される。これにより、切刃ｃがゴムストリップｇの外面に接触し、ゴムストリップｇが切断される。

このような切断用ローラｄは、切刃ｃの全体が同時にゴムストリップｇに接触する（線接触）。このため、切断用ローラｄからゴムストリップｇに作用する下方への切断力が、切刃ｃ全体に分散し易い。また、切刃ｃは、切断用ローラｄの回転方向とは直角にのびる。従って、切刃ｃは、刃の長手方向に沿った力をゴムストリップｇに作用させることができない。

このため、従来の切断用ローラｄでは、ゴムストリップｇの切断不良が生じる場合があった。このような切断不良を抑制するために、切刃ｃをより鋭利にすること、及び、切刃ｃと搬送面ｈとの間隙を小さくすること等も考えられる。しかしながら、このような提案は、搬送ベルトを早期に損傷させるおそれがあった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、切断用ローラの切刃を、螺旋状とし、かつ、ゴムストリップの一方の側縁から他方の側縁に向かって接触させ、ゴムストリップを斜めに切断することを基本として、搬送ベルトの損傷を抑制しつつゴムストリップの切断不良を低減しうるゴムストリップ搬送切断装置を提供することを主たる目的としている。

本発明のうち、請求項１記載の発明は、周回運動可能に案内される搬送ベルトを具え、該搬送ベルトの搬送面に該搬送ベルトの進行方向にのびる長尺かつ未加硫のゴムストリップを載せて搬送する搬送手段、及び、前記搬送されているゴムストリップを前記搬送ベルト上で切断する切断手段を具えたゴムストリップ搬送切断装置であって、前記切断手段は、前記搬送ベルトの前記搬送面側で、前記搬送面に沿ってかつ前記進行方向と交差する向きの回転軸の回りに回転駆動可能に支持された円筒形のローラ本体と、該ローラ本体の外周面から突出する切刃とを有する切断用ローラを含み、前記切刃は、断面が三角形状であり、かつ、前記ローラ本体の前記回転軸の回りを螺旋状にのびており、前記切断用ローラを前記搬送ベルトの前記進行方向に沿った向きに回転させることにより、前記切刃は、搬送されている前記ゴムストリップの一方の側縁から他方の側縁に向かって順次前記ゴムストリップに接触して該ゴムストリップを斜めに切断することを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記切刃は、前記断面の先端の角度が２５〜３５°である請求項１記載のゴムストリップ搬送切断装置である。

また、請求項３記載の発明は、前記切刃は、前記ローラー本体の前記外周面に溶接固着されている請求項１又は２記載のゴムストリップ搬送切断装置である。

また、請求項４記載の発明は、前記切刃は、前記ローラー本体の前記外周面からの高さが、切刃の長さ方向に一定である請求項１乃至３のいずれかに記載のゴムストリップ搬送切断装置である。

また、請求項５記載の発明は、前記切断手段は、前記搬送ベルトの非搬送面側の前記切断用ローラと向き合う位置に、前記回転軸と平行な軸線回りで回転自在な受けローラを含み、前記受けローラは、前記切断時の荷重を前記搬送ベルトを介して支持する請求項１乃至４のいずれかに記載のゴムストリップ搬送切断装置である。

本発明のゴムストリップ搬送切断装置は、切刃が、ローラ本体の回転軸の回りを螺旋状にのびている。また、切断用ローラは、搬送ベルトの進行方向に沿った向きに回転している。さらに、ゴムストリップ切断時、切刃は、ゴムストリップの一方の側縁から他方の側縁に向かって順次接触し、ゴムストリップを斜めに切断する。

このようなゴムストリップ搬送切断装置は、切刃とゴムストリップとを部分的に接触（例えば、点接触）させるため、切断用ローラからの力を、分散せずにゴムストリップに十分に作用させることができる。また、このような装置は、切刃と、ゴムストリップとの接触位置が切刃の長手方向に沿って移動する。従って、切刃の長手方向に沿った力をゴムストリップに作用させることができる。このため、ゴムストリップが容易に切断され、切断不良が抑制される。

また、このようなゴムストリップ搬送切断装置は、鋭利な切刃を使用する必要がなく、かつ、切刃と搬送面との間隙を過度に小さくする必要がない。このため、搬送ベルトの損傷が長期に亘って抑制される。

本発明のゴムストリップ搬送切断装置の部分斜視図である。 図１の切断手段の拡大斜視図である。 図２のローラ本体、搬送ベルト、及び、ゴムストリップの断面図である。 ローラ本体の外周面を平面に展開した展開図である。 図４の切刃のＡ−Ａ断面図である。 従来のゴムストリップ搬送切断装置を示す斜視図である。

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は、本実施形態のゴムストリップ搬送切断装置（以下、単に「装置」ということがある。）１を示す斜視図である。本実施形態の装置１は、例えば、タイヤの生産ラインにおいて、ゴムストリップを連続的に押し出すゴム押出機（図示せず）と、被巻付け体Ｔとの間に設けられる。装置１は、ゴムストリップ４を搬送する搬送手段２、及び、ゴムストリップ４を切断する切断手段３を具える。

搬送手段２は、本体フレーム２２に支持された案内ローラ６により、周回運動可能に案内される搬送ベルト５を含む。また、本体フレーム２２は、移動手段９により支持されている。

搬送ベルト５は、進行方向にのびる長尺であり、進行方向と直角な幅を有する帯状である。また、搬送ベルト５は、環状であり、複数の案内ローラ６に案内されて周回運動する。このような搬送ベルト５は、柔軟性を有するものが望ましく、例えば、ゴムで形成されたものが望ましい。

搬送ベルト５は、周回運動の外周側の面である搬送面１０に、進行方向にのびる長尺かつ未加硫のゴムストリップ４を例えば粘着保持して、これを搬送する。ゴムストリップ４は、最下流の案内ローラ６ｅまで搬送された後、搬送面１０から剥離され、被巻付け体Ｔに巻回される。このため、搬送面１０は、平滑なものが望ましい。搬送面１０の反対側の面である非搬送面２０は、ゴムストリップ４を粘着保持することなく、案内ローラ６と接触する。このため、非搬送面２０は、搬送面１０よりも摩擦係数が大きいのが望ましい。

案内ローラ６は、本体フレーム２２に回転可能に軸支される。また、案内ローラ６は、搬送ベルト５を駆動させる駆動ローラ６ｍ、及び、駆動力を与えずに搬送ベルト５を支持する非駆動ローラ６ｆを含む。駆動ローラ６ｍは、電動機にて駆動される。また、駆動ローラ６ｍは、ゴム押出し機からのゴムストリップ４の供給に同期して連続もしくは間欠して駆動する。これにより、搬送ベルト５が周回運動する。さらに、非駆動ローラ６ｆは、回転自在のローラである。非駆動ローラ６ｆは、搬送ベルト５の撓みを抑制しながら、搬送ベルト５を案内する。

移動手段９は、搬送ベルト５の進行方向に平行に搬送手段２を移動させる縦移動手段１１、該縦移動手段１１と直角な方向に搬送手段２を移動させる横移動手段１２、及び、垂軸回りに搬送手段２を旋回させる旋回手段１３を具える。また、移動手段９は、荷台７を介して搬送手段２を支持する。

このような移動手段９は、被巻付け体Ｔに対する搬送手段２の位置を、自由に変更することができる。このため、例えば、搬送手段２が、ゴムストリップ４の供給量に同期して被巻付け体Ｔの回転軸方向に移動することにより、ゴムストリップ４は、被巻付け体Ｔに螺旋状に巻回される。また、例えば、旋回手段１３が作動することにより、ゴムストリップ４は、被巻付け体Ｔの円周方向に対して傾斜して巻回される。

被巻付け体Ｔは、例えば、案内ローラと略平行の回転軸を有する円筒状の成形フォーマでも良く、成形するタイヤの内腔面と近似した外面を有する剛性中子でも良い。

図２には、切断手段３の拡大斜視図が示される。図１及び図２に示されるように、切断手段３は、搬送手段２により搬送されているゴムストリップ４を、搬送ベルト５上で切断する。本実施形態の切断手段３は、非搬送面側に設けられる受けローラ１５、及び、該受けローラ１５と向き合う切断用ローラ１４を具える。

切断用ローラ１４は、円筒形のローラ本体１７と、ローラ本体１７の外周面１７ｓから突出する切刃１８とを具える。切断用ローラ１４は、連結ボス８を介して駆動モータ１６と連結されている。

ローラ本体１７は、搬送ベルト５の搬送面１０側に位置し、回転軸１７ａが搬送ベルト５の進行方向と交差する向きに配される。なお、本実施形態では、回転軸１７ａは、搬送ベルト５の進行方向と直交している。また、図３で示されるように、回転軸１７ａの搬送面１０からの高さｈ１は、例えば、ローラ本体１７の外周面１７ｓにゴムストリップ４が接触せず、かつ、切断ローラ１４が回転したとき、切刃１８がゴムストリップ４に接触する位置に調整される。さらに、図２に示されるように、ローラ本体１７は、軸受け台１９に回転駆動可能に支持される。

前記切刃１８は、ローラ本体１７の回転軸１７ａの回りを螺旋状にのびている。即ち、切刃１８は、ローラ本体１７の回転軸１７ａに対して傾斜し、かつ、外周面１７ｓに沿って、軸方向の一方側から他方側に向かってのびる。

駆動モータ１６は、搬送ベルト５の進行速度に同期して、切断用ローラを回転させる。駆動モータ１６は、例えば、ゴムストリップ４を切断するとき、切断用ローラ１４を１回転させるステップモータが用いられる。図３に示されるように、駆動モータ１６は、ゴムストリップ４を切断しないときは、切刃１８を切断用ローラ１４の上部側に位置させて停止させる。そして、駆動モータ１６は、ゴムストリップ４を切断するときに、切断用ローラ１４を１回転させる。

図２に示されるように、受けローラ１５は、切断用ローラ１４の回転軸１４ｃと平行な回転軸１５ｃを有する。また、受けローラは、該回転軸１５ｃの軸線回りで回転自在に軸受け台１９に支持される。また、受けローラ１５の外周面１５ｓは、搬送ベルト５の非搬送面２０（図１に示す）と接触している。このような受けローラ１５は、ゴムストリップ４が切断されるときの搬送ベルト５の撓みを抑制する。

受けローラ１５の直径は、切断用ローラ１４の直径よりも大きいのが望ましい。このような受けローラ１５は、搬送ベルト５と受けローラ１５との接触面積を大きくし、搬送ベルト５の撓みを効果的に抑制する。

このようなローラ本体１７及び切刃１８を有する切断用ローラ１４は、搬送ベルト５の進行方向に沿った向きに回転する。このため、図４に示されるように、切断用ローラ１４は、切刃１８を、搬送されているゴムストリップ４の一方の側縁４ａから他方の側縁４ｂに向かって順次ゴムストリップ４に接触させる。このため、切刃１８は、ゴムストリップ４を斜めに切断する。

切断中、切刃１８とゴムストリップ４とは、部分的に接触する。その接触面積は、図６に示される従来の切刃と比較して、著しく小さい。このため、切断用ローラ１４からの垂直の力が、分散せずにゴムストリップ４に集中的に作用する。さらに、このような切刃１８は、その長手方向に沿ってゴムストリップ４と接触し、切断力を作用させる。これにより、ゴムストリップ４は、平刃に比して容易に切断され、切断不良が抑制される。

このような切断用ローラ１４は、例えば、従来の平刃のような鋭利な切刃１８を使用することなく切断が可能となる。また、切刃１８と搬送面１０との間隙ｔ（図３に示す。）を小さくする必要がない。このため、搬送ベルト５の損傷が長期に亘って抑制される。さらに、このような切刃１８を用いることにより、従来の平刃と比較して、ｔの調整が容易となり、ひいては生産性を向上させる。

図４に示されるように、ローラ本体１７の外周面１７ｓは、切刃１８が配されている切断領域２１と、切刃１８が配されていない非切断領域２２を含む。切断領域２１は、例えば、外周面１７ｓの１４０〜１８０°の範囲を占める。図３に示されるように、ゴムストリップ４が切断されないときは、切断領域２１は、切断用ローラ１４の上部に位置し、非切断領域２２が搬送ベルト５と向き合う。

図４に示されるように、切刃１８は、ローラ本体１７の回転軸１７ｃに対して傾斜してのびる。切刃１８の回転軸１７ｃに対する角度θ１は、小さいと、ゴムストリップ４の切断された端縁が長くなるおそれがあり、大きいと、切断不良を生じさせるおそれがある。このため、角度θ１は、好ましくは３０°以上、より好ましくは３５°以上であり、好ましくは５０°以下、より好ましくは４５°以下である。

図５は、切刃１８のＡ−Ａ断面図が示される。図５に示されるように、切刃１８の断面は、例えば、三角形状であるのが望ましい。このような切刃１８は、平刃のように、搬送面１０を損傷させるおそれが小さく、かつ、優れた耐久性を有する。さらに、このような切刃１８は、切れ味が悪化した場合でも、やすり等で研磨して切れ味を回復させることができる。このため、装置１の整備が容易となり、生産性が向上する。

切刃１８は、ローラ本体１７の外周面１７ｓに溶接固着されているのが望ましい。このような切刃１８は、ｔの調整の頻度を低下させることができる。また、切刃１８の耐久性が向上する。

切刃１８の先端の角度θ２は、小さくなると、耐久性が小さくなり、かつ、搬送ベルト５が損傷するおそれがある。逆に角度θ２が大きくなると、切断不良が生じるおそれがある。このため、角度θ２は、好ましくは２５°以上、より好ましくは２８°以上であり、また好ましくは３５°以下、より好ましくは３２°以下である。

さらに、切刃１８の先端は、曲率半径２〜３mm程度の面取りが設けられても良い。このような切刃１８は、切断不良を抑制しつつ、ｔを小さくした場合でも、搬送ベルト５の耐久性を向上させることができる。

切刃１８は、外周面１７ｓからの高さｈ２が、切刃１８の長手方向に一定であるのが望ましい。このような切刃１８は、ゴムストリップ４に対する力を、切刃１８の長手方向に均一に作用させる。このため、切断不良が抑制される。

前記高さｈ２は、小さくなると、ゴムストリップ４がローラ本体１７の外周面１７ｓに接触するおそれがあり、大きくなると、切刃１８の耐久性が小さくなるおそれがある。このため、高さｈ２は、好ましくは切断用ローラ１４の直径の０．１倍以上、より好ましくは０．２倍以上であり、また好ましくは０．４倍以下、より好ましくは０．３倍以下である。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す基本構造をなし、図２に示す切断用ローラを有するゴムストリップ搬送切断装置が、表１の使用に基づいて試作された。また、これらの装置の性能がテストされた。比較例として、図６に示される従来の切断用ローラを有する装置についても、同様のテストがされた。
テスト方法は以下の通りである。

＜切断不良率＞
各装置を用いて、空気入りタイヤを１０００本生産したときの切断不良率が測定された。切断不良率とは、切断不良となった切断の回数を、全切断回数で除した値を意味する。また、切断不良とは、ゴムストリップが完全に切断されていない状態を意味する。結果は、比較例を１００とする指数であり、数値が小さい程、切断不良率が小さく、良好である。

＜搬送ベルトの耐久性＞
各装置を稼動させ、搬送ベルトの交換が必要になるまでの稼動時間が測定された。結果は、比較例を１００とする指数であり、数値が大きい程、搬送ベルトの寿命が長く、良好である。
テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例の装置は、比較例と比べて、切断不良率を低減し、かつ、搬送ベルトの耐久性を有意に向上させていることが確認できた。

２ 搬送手段
３ 切断手段
５ 搬送ベルト
１０ 搬送面
１４ 切断用ローラ
１７ ローラ本体
１８ 切刃

Claims (5)

1. 周回運動可能に案内される搬送ベルトを具え、該搬送ベルトの搬送面に該搬送ベルトの進行方向にのびる長尺かつ未加硫のゴムストリップを載せて搬送する搬送手段、及び、前記搬送されているゴムストリップを前記搬送ベルト上で切断する切断手段を具えたゴムストリップ搬送切断装置であって、
   前記切断手段は、前記搬送ベルトの前記搬送面側で、前記搬送面に沿ってかつ前記進行方向と交差する向きの回転軸の回りに回転駆動可能に支持された円筒形のローラ本体と、該ローラ本体の外周面から突出する切刃とを有する切断用ローラを含み、
   前記切刃は、断面が三角形状であり、かつ、前記ローラ本体の前記回転軸の回りを螺旋状にのびており、
   前記切断用ローラを前記搬送ベルトの前記進行方向に沿った向きに回転させることにより、前記切刃は、搬送されている前記ゴムストリップの一方の側縁から他方の側縁に向かって順次前記ゴムストリップに接触して該ゴムストリップを斜めに切断することを特徴とするゴムストリップ搬送切断装置。
2. 前記切刃は、前記断面の先端の角度が２５〜３５°である請求項１記載のゴムストリップ搬送切断装置。
3. 前記切刃は、前記ローラー本体の前記外周面に溶接固着されている請求項１又は２記載のゴムストリップ搬送切断装置。
4. 前記切刃は、前記ローラー本体の前記外周面からの高さが、切刃の長さ方向に一定である請求項１乃至３のいずれかに記載のゴムストリップ搬送切断装置。
5. 前記切断手段は、前記搬送ベルトの非搬送面側の前記切断用ローラと向き合う位置に、前記回転軸と平行な軸線回りで回転自在な受けローラを含み、
   前記受けローラは、前記切断時の荷重を前記搬送ベルトを介して支持する請求項１乃至４のいずれかに記載のゴムストリップ搬送切断装置。
   

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