タイヤ構成部材の切断装置及び製造方法
【課題】タイヤ構成部材を確実かつ精度よく切断しつつ、タイヤ構成部材の切断手段の耐久性を高める。
【解決手段】切断装置１は、タイヤ構成部材Ｔの支持部材であるアンビル１０を備え、アンビル１０に、タイヤ構成部材Ｔの切断位置に沿って位置する段差部Ｄを設けて、アンビル１０の段差部Ｄを挟んだ両側でタイヤ構成部材Ｔを支持する。押圧手段２０により、段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔをアンビル１０側に押圧して曲げ変形させ、段差部Ｄの頂部Ｄ１側のタイヤ構成部材Ｔに曲げ変形に伴う張力を作用させる。切断手段３０により、アンビル１０上のタイヤ構成部材Ｔを曲げ変形した部分で切断し、タイヤ構成部材Ｔを所定の切断形状に切断する。
【解決手段】切断装置１は、タイヤ構成部材Ｔの支持部材であるアンビル１０を備え、アンビル１０に、タイヤ構成部材Ｔの切断位置に沿って位置する段差部Ｄを設けて、アンビル１０の段差部Ｄを挟んだ両側でタイヤ構成部材Ｔを支持する。押圧手段２０により、段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔをアンビル１０側に押圧して曲げ変形させ、段差部Ｄの頂部Ｄ１側のタイヤ構成部材Ｔに曲げ変形に伴う張力を作用させる。切断手段３０により、アンビル１０上のタイヤ構成部材Ｔを曲げ変形した部分で切断し、タイヤ構成部材Ｔを所定の切断形状に切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの製造に使用されてタイヤ各部を構成するタイヤ構成部材の切断装置と、タイヤ構成部材を切断して所定の切断形状のタイヤ構成部材を製造するタイヤ構成部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの製造工程では、長尺な帯状のタイヤ構成部材を切断装置により一定長さで順次切断して、所定の切断形状のタイヤ構成部材、例えばトレッドゴムやインナーライナを連続して製造することが行われている。また、従来、切刃体（カッター）により、タイヤ構成部材であるゴム付シート体をアンビル上で切断するタイヤ構成部材の切断装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、このような従来のタイヤ構成部材の切断装置の例を示す側面図であり、切断位置付近のタイヤ構成部材とともに切断装置の要部を模式的に示している。
この従来の切断装置１００は、図示のように、帯状のタイヤ構成部材Ｔの下面に当接する平板状のアンビル１０１と、タイヤ構成部材Ｔを押圧して押さえる押圧手段１０２と、タイヤ構成部材Ｔの幅に応じた幅のカッター１０３Ａを有するギロチン式の切断手段１０３とを備えている。
【０００４】
切断装置１００は、カッター１０３Ａをタイヤ構成部材Ｔの長手方向（図では左右方向）に対して比較的小さい角度で傾斜させた状態で、カッター１０３Ａを傾斜方向に移動（図の矢印Ｋ）させる。続いて、カッター１０３Ａの刃部をタイヤ構成部材Ｔに接触させ、カッター１０３Ａを、アンビル１０１の断面三角形状の凹溝１０１Ａ内まで移動させて、タイヤ構成部材Ｔをカッター１０３Ａにより押し切る。切断装置１００は、このカッター１０３Ａにより、タイヤ構成部材Ｔを幅方向に切断して長手方向に分断し、タイヤ構成部材Ｔを長手方向に沿って順に切断して所定の切断形状に形成する。
【０００５】
この切断時に、従来の切断装置１００では、移動するカッター１０３Ａとアンビル１０１により、タイヤ構成部材Ｔにハサミのようにせん断力を作用させる。また、カッター１０３Ａが、タイヤ構成部材Ｔやアンビル１０１の表面を擦るように移動して、タイヤ構成部材Ｔをカッター１０３Ａで押し切り切断する。そのため、カッター１０３Ａの使用を継続して使用回数が増加すると、タイヤ構成部材Ｔやアンビル１０１から受ける力により、カッター１０３Ａの鋭角な先端部が移動方向の前方側に湾曲や屈曲することがある。
【０００６】
このように、従来の切断装置１００では、カッター１０３Ａが使用に伴い変形や損傷することがあり、その程度に応じて、カッター１０３Ａを頻繁に交換する必要がある。そのため、カッター１０３Ａの交換頻度を低減させて、連続して使用できる回数を増加させる観点から、その変形等を抑制して、切断手段１０３の耐久性を、より高めることが要求されている。その際、タイヤ構成部材Ｔは、確実かつ精度よく切断して、所定の切断形状を確保する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１５５３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、タイヤ構成部材を確実かつ精度よく切断するとともに、タイヤ構成部材の切断手段の耐久性を高めて切断に使用できる回数を増加させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、タイヤ構成部材の切断装置であって、タイヤ構成部材の切断位置に沿って位置する段差部を有し、段差部を挟んだ両側でタイヤ構成部材を支持する支持部材と、段差部のタイヤ構成部材を支持部材側に押圧して曲げ変形させる押圧手段と、支持部材上のタイヤ構成部材を曲げ変形した部分で切断する切断手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、タイヤ構成部材を支持部材上で切断して、所定の切断形状のタイヤ構成部材を製造するタイヤ構成部材の製造方法であって、支持部材のタイヤ構成部材の切断位置に沿って位置する段差部を挟んだ両側でタイヤ構成部材を支持する支持工程と、段差部のタイヤ構成部材を支持部材側に押圧して曲げ変形させる押圧工程と、支持部材上のタイヤ構成部材を曲げ変形した部分で切断する切断工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイヤ構成部材を確実かつ精度よく切断できるとともに、タイヤ構成部材の切断手段の耐久性を高めて切断に使用できる回数を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のタイヤ構成部材の切断装置を示す要部側面図である。
【図２】本実施形態のタイヤ構成部材の切断装置によるタイヤ構成部材の切断手順を示すフローチャートである。
【図３】タイヤ構成部材の切断過程を順に示す要部側面図である。
【図４】タイヤ構成部材の切断過程を順に示す要部側面図である。
【図５】異なる形状に形成された押圧部材の例を示す側面図である。
【図６】従来のタイヤ構成部材の切断装置の例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のタイヤ構成部材の切断装置（以下、切断装置という）とタイヤ構成部材の製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の切断装置は、タイヤ構成部材を支持部材上で切断して、所定の切断形状のタイヤ構成部材を製造する装置である。なお、タイヤ構成部材は、例えばゴムのみからなるトレッドゴムやインナーライナ、又は、ゴムと他の部材からなるカーカスプライ等、長尺な帯状の部材からなり、切断装置により幅方向（長手方向と交差する方向）に切断される。以下では、タイヤ構成部材として、二輪車用タイヤのトレッドゴムを切断する場合を例に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態の切断装置を示す要部側面図であり、タイヤ構成部材の切断位置付近の概略構成を模式的に示している。
切断装置１は、図示のように、上記したタイヤ構成部材Ｔの支持部材であり、タイヤ構成部材Ｔの下面側に配置されたアンビル（金床）１０と、タイヤ構成部材Ｔを挟んでアンビル１０の上方に配置された押圧手段２０及び切断手段３０と、装置全体を制御する制御装置（図示せず）とを備えている。
【００１４】
また、切断装置１は、アンビル１０を挟んだ両側にタイヤ構成部材Ｔの移動手段４０を備え、移動手段４０により、切断前後のタイヤ構成部材Ｔを長手方向（図では左右方向）に移動（図の矢印Ｈ）させる。この移動手段４０は、それぞれ複数（図では１つずつ示す）のベルト車４１に架け渡された無端状のベルト４２を有するベルトコンベヤからなり、アンビル１０とベルト４２がタイヤ構成部材Ｔの長手方向に沿って並べて配置されている。切断装置１は、両側の移動手段４０により、各ベルト４２を同期して同じ速度で同じ方向に駆動して、タイヤ構成部材Ｔを、アンビル１０上を通過させて長手方向に移動させ、所定距離（長さ）だけ移動させて停止させる。
【００１５】
アンビル１０は、上面でタイヤ構成部材Ｔを下側から支持して切断の台となる部材であり、タイヤ構成部材Ｔの支持面（以下、単に支持面という）に、所定形状の段差が、タイヤ構成部材Ｔの幅方向（図では紙面に直交する方向）に直線状に、又は傾斜等して延びるように、幅方向の全体に亘り設けられている。また、アンビル１０は、タイヤ構成部材Ｔの厚さ方向の上側と下側になる段差の上段部材１１と下段部材１２、及び、それらの間の中間部材（段差部部材）１３を有し、中間部材１３が、上段部材１１と下段部材１２の間の段差に対応する段差部Ｄになっている。この段差部Ｄは、段差の上下段（両部材１１、１２）をつないで段差間の境界を構成する部分であり、アンビル１０の支持面に、そのタイヤ構成部材Ｔを切断する位置に沿って配置される。
【００１６】
ここでは、アンビル１０の各部材１１、１２、１３は、それぞれ異なる断面形状の板状をなし、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに沿って、上段部材１１、中間部材１３、下段部材１２の順に配置されている。また、各部材１１、１２、１３は、段差部Ｄを挟んで、上段部材１１の支持面が下段部材１２の支持面よりも上方に配置され、その状態で互いに連結されている。更に、下段部材１２の支持面が、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに平行な平面状であるのに対し、上段部材１１の支持面と中間部材１３の上面（段差部Ｄ）は、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに対して傾斜した傾斜面１１Ａ、１３Ａになっている。
【００１７】
両傾斜面１１Ａ、１３Ａは、段差部Ｄの頂部（最も高い部分）Ｄ１を頂点に、頂部Ｄ１を挟んで逆方向に傾斜した平面状をなし、頂部Ｄ１からタイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈの両方向に向かって次第に低くなるように形成されている。ただし、上段部材１１の傾斜面（第１傾斜面）１１Ａよりも、中間部材１３の傾斜面（第２傾斜面）１３Ａが、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに対する角度が大きい急勾配（急斜面）に形成される。アンビル１０は、これら各部材１１、１２、１３により、第２傾斜面１３Ａからなる段差部Ｄを挟んで、その頂部Ｄ１に続く上段部材１１の支持面（上段面Ｍ１）と、段差部Ｄの底部（最も低い部分）Ｄ２に続く下段部材１２の支持面（下段面Ｍ２）が設けられる。これにより、アンビル１０は、タイヤ構成部材Ｔに対向する上面が、段差部Ｄの頂部Ｄ１及び底部Ｄ２で屈曲する３つの面で構成される。
【００１８】
このように、アンビル１０は、タイヤ構成部材Ｔの切断位置に沿って位置する段差部Ｄを有し、段差部Ｄを挟んだ両側（両段面Ｍ１、Ｍ２）でタイヤ構成部材Ｔに当接して、移動を停止したタイヤ構成部材Ｔを下側から支持する。その際、タイヤ構成部材Ｔは、移動時と同様に、上段面Ｍ１から下段面Ｍ２に向かって傾斜して延びる状態に維持され、段差部Ｄの段差に応じて、段差部Ｄ及び、段差部Ｄ近傍の下段面Ｍ２までを含む所定範囲で、アンビル１０から離れた状態で支持される。また、このアンビル１０は、段差部Ｄの頂部Ｄ１を挟んで逆方向に傾斜する、段差部Ｄの上段面Ｍ１を構成する第１傾斜面１１Ａ、及び、段差部Ｄを構成する第１傾斜面１１Ａよりも急勾配で傾斜する第２傾斜面１３Ａを有する。そのため、タイヤ構成部材Ｔは、移動方向Ｈの上流側から下流側（図では右側から左側）に向かい、上段面Ｍ１に沿って次第に上方に変位し、急勾配な段差部Ｄに接触せずに下方に変位して、底部Ｄ２から離れた位置の下段面Ｍ２に接触する。
【００１９】
切断装置１は、この段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔ、即ち、アンビル１０から離れた状態のタイヤ構成部材Ｔを、押圧手段２０によりアンビル１０側に押圧して曲げ変形させる。また、切断装置１は、後述するように、切断手段３０で、アンビル１０上のタイヤ構成部材Ｔを曲げ変形した部分で、段差部Ｄに沿った位置で切断する。
【００２０】
押圧手段２０は、段差部Ｄの上方に配置されたピストン・シリンダ機構２１と、タイヤ構成部材Ｔを押圧するための押圧部材２２とを有する。ピストン・シリンダ機構２１は、シリンダ２１Ｓから進退するピストンロッド２１Ｐが段差部Ｄに向けて配置され、ピストンロッド２１Ｐの先端（下端）に押圧部材２２が固定されて、押圧部材２２を段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔに対向させて配置する。押圧部材２２は、タイヤ構成部材Ｔを押圧する押圧面がなだらかに湾曲する断面楕円形状をなし、タイヤ構成部材Ｔの幅方向の全体を押圧できる長さに形成されている。押圧手段２０は、ピストンロッド２１Ｐを進退させて、押圧部材２２をタイヤ構成部材Ｔに接近及び離間させ、かつ、押圧部材２２を段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔに所定圧力で押し付ける。これにより、押圧手段２０は、アンビル１０から離れたタイヤ構成部材Ｔを、段差部Ｄや底部Ｄ２近傍の下段面Ｍ２に押し付けて押圧し、それらの形状に合わせて、タイヤ構成部材Ｔを曲げ変形させる。また、タイヤ構成部材Ｔを、押圧部材２２とアンビル１０間に挟み込んで押さえる。
【００２１】
切断手段３０は、タイヤ構成部材Ｔを切断するためのカッター３１と、カッター３１を移動させて切断動作を実行させる移動手段３２とを有する。カッター３１は、ギロチン式の切断部材であり、切断するタイヤ構成部材Ｔの幅に応じた幅に、かつ、先端部が鋭く尖る断面楔状に形成されている。また、このカッター３１は、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに対して、比較的小さい角度で傾斜して配置され、移動方向Ｈの上流側から下流側に向かって傾斜方向に移動（図の矢印Ｋ）してタイヤ構成部材Ｔを押し切る。移動手段３２は、カッター３１を移動方向Ｋに沿って移動させる、例えば、ラック・アンド・ピニオン機構やピストン・シリンダ機構等の移動機構を有し、移動機構を作動させて、カッター３１を移動方向Ｋの両方向に所定速度で移動させる。
【００２２】
切断手段３０は、移動手段３２によりカッター３１を移動させて、カッター３１の先端の刃部をタイヤ構成部材Ｔに接触させ、カッター３１を段差部Ｄの第２傾斜面１３Ａ付近まで移動させて、タイヤ構成部材Ｔを押し切る。これにより、タイヤ構成部材Ｔを所定の切断位置（段差部Ｄ）に沿って幅方向に切断し、タイヤ構成部材Ｔを、カッター３１の移動方向Ｋに応じた傾斜した切断面に形成しつつ、長手方向に分断して所定の切断形状に形成する。また、この切断手段３０は、導電性を有するカッター３１に直接電流を流してカッター３１を加熱する加熱手段と、カッター３１の温度を測定する温度センサ（それぞれ図示せず）とを有する。切断手段３０は、温度センサの温度の測定結果に基づき、加熱手段により電流の強さを変化させて、切断時のカッター３１を所定の設定温度（例えば、１６０〜１９０℃）に加熱する。
【００２３】
なお、タイヤ構成部材Ｔの幅や切断の仕方等に応じて、移動手段３２に、カッター３１をタイヤ構成部材Ｔの切断位置に沿って横移動させる機構を設けることもできる。この場合には、切断手段３０は、カッター３１を、上記した移動方向Ｋに移動させながら横移動させて、タイヤ構成部材Ｔを切断位置に沿って順に切断する。また、アンビル１０の段差部Ｄは、その第２傾斜面１３Ａが、カッター３１の移動方向Ｋに一致する角度、又は、移動方向Ｋに近い角度で傾斜して形成され、カッター３１の移動を妨げないようになっている。ここでは、カッター３１は、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに対して、その移動方向Ｋが、第２傾斜面１３Ａの傾斜角度よりも小さい角度で傾斜するように配置され、タイヤ構成部材Ｔの切断時に、刃部が交差部Ｄへ突き当たるのが防止される。
【００２４】
次に、切断装置１により、タイヤ構成部材Ｔを切断する手順や動作、及び、切断されたタイヤ構成部材Ｔの製造方法について説明する。
図２は、切断装置１によるタイヤ構成部材Ｔの切断手順を示すフローチャートである。また、図３、図４は、タイヤ構成部材Ｔの切断過程を順に示す要部側面図であり、図１から切断に関係する部分を抜き出して示している。
【００２５】
切断装置１は、まず、移動手段４０（図１参照）により、タイヤ構成部材Ｔをアンビル１０上で移動させ、タイヤ構成部材Ｔを所定距離だけ移動させて停止させる。また、このタイヤ構成部材Ｔを、上記のように、アンビル１０のタイヤ構成部材Ｔの切断位置に沿って位置する段差部Ｄを挟んだ両側で支持する（図２、Ｓ１０１）。次に、押圧手段２０により、押圧部材２２をタイヤ構成部材Ｔに押し付けて（図３参照）、アンビル１０上に支持されたタイヤ構成部材Ｔを、段差部Ｄで押さえてアンビル１０へ向けて押圧する。これにより、段差部Ｄ付近のタイヤ構成部材Ｔを曲げ変形させて、頂部Ｄ１側で突曲面状に変形させる（図２、Ｓ１０２）。
【００２６】
このように、押圧手段２０は、段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔをアンビル１０側に押圧して、タイヤ構成部材Ｔを段差部Ｄの段差や形状に応じて曲げ変形させ、段差部Ｄの頂部Ｄ１側のタイヤ構成部材Ｔに曲げ変形に応じた張力を付加する。また、押圧手段２０は、押圧に伴い、段差部Ｄの頂部Ｄ１側で、曲げ変形させたタイヤ構成部材Ｔに、変形方向の力に応じたアンビル１０から離れる方向の力を作用させ、タイヤ構成部材Ｔをアンビル１０から浮き上がらせて離間させる。次に、切断装置１は、切断手段３０のカッター３１の温度が設定温度か否かを確認し（図２、Ｓ１０３）、設定温度のときには（図２、Ｓ１０３−ＹＥＳ）、カッター３１をタイヤ構成部材Ｔへ向けて移動させる。このカッター３１により、段差部Ｄの頂部Ｄ１側で、アンビル１０上のタイヤ構成部材Ｔ（図４参照）を、突曲面状に曲げ変形して張力が作用する部分Ｔ１で上記のように切断する（図２、Ｓ１０４）。ここでは、切断手段３０は、タイヤ構成部材Ｔを、アンビル１０から離間して、アンビル１０側に隙間Ｐが形成された部分Ｔ１で幅方向に切断する。
【００２７】
続いて、切断装置１は、カッター３１を切断前の位置に復帰させて（図２、Ｓ１０５）、押圧部材２２を上昇させ、押圧手段２０によるタイヤ構成部材Ｔの押圧を解除して（図２、Ｓ１０６）、１箇所の切断動作を終了する。その後、切断装置１は、移動手段４０により、切断した両側のタイヤ構成部材Ｔを所定距離だけ移動させて、上記と同じ手順で、タイヤ構成部材Ｔをアンビル１０上で切断する。切断装置１は、このタイヤ構成部材Ｔの移動と切断を順に繰り返して、タイヤ構成部材Ｔを設定された切断面や切断方向で切断して、所定の切断形状のタイヤ構成部材Ｔを連続して製造する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態では、段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔを押圧して曲げ変形させて、タイヤ構成部材Ｔの曲げ変形した部分Ｔ１に、変形の張力に応じた逆方向に引っ張り合う力を作用させて、その部分Ｔ１を切り離し易くする。この曲げ変形した部分Ｔ１でタイヤ構成部材Ｔを切断するため、アンビル１０とカッター３１によるせん断力のみで切断するときに比べて、タイヤ構成部材Ｔを容易に切断できる。これに伴い、タイヤ構成部材Ｔを、切り残し等なく、切断位置で確実に精度よく切断して、所定の切断形状を確実に確保できる。
【００２９】
また、タイヤ構成部材Ｔを円滑、容易に切断して適宜切り離せるため、切断手段３０のカッター３１がタイヤ構成部材Ｔから受ける抵抗を低減でき、かつ、切断時のカッター３１がタイヤ構成部材Ｔに擦れる程度を低減できる。その結果、カッター３１の使用を継続しても、カッター３１に変形や損傷が生じるのを抑制できるため、カッター３１の寿命を長くして、切断手段３０の耐久性を高めることができる。これにより、カッター３１の連続して使用できる回数を増加できるため、カッター３１の交換頻度を低減でき、その交換に伴う事故や怪我の発生を防止することもできる。
【００３０】
同時に、切断中のカッター３１がタイヤ構成部材Ｔに擦れて切断屑が付着するのも軽減できるため、カッター３１の使用に伴う汚れを抑制でき、カッター３１を交換等せずにタイヤ構成部材Ｔを繰り返し同様に切断できる。そのため、タイヤ構成部材Ｔの充分な切断性状を長期間に亘り確保でき、順次切断したタイヤ構成部材Ｔの形状精度を高く維持できる。これにより、切断後のタイヤ構成部材Ｔを使用して未加硫タイヤを組み立てるときに、切断屑の清掃による作業性の低下を抑制でき、切断面形状が均一になることで、製品タイヤの品質の一つであるユニフォーミティを向上させることもできる。
【００３１】
従って、本実施形態によれば、タイヤ構成部材Ｔを確実かつ精度よく切断できるとともに、タイヤ構成部材Ｔの切断手段３０（ここではカッター３１）の耐久性を高めて、その切断に使用できる回数を増加させることができる。また、この切断装置１では、タイヤ構成部材Ｔを押圧してアンビル１０から浮き上がらせて離間させ、タイヤ構成部材Ｔを離間した部分Ｔ１で切断するため、上記した切断時の各効果を更に高めて、タイヤ構成部材Ｔの切断性状を一層向上できる。
【００３２】
即ち、タイヤ構成部材Ｔは、押圧による曲げ変形でアンビル１０から浮くことで、切断位置を含む範囲が、カッター３１の移動方向Ｋ（図３参照）の前方側に変形し、その表面の曲率半径が小さくなる。その結果、タイヤ構成部材Ｔは、切断される部分Ｔ１の曲げ変形の程度と表面に付加される張力が大きくなるため、より切り離され易くなる。また、切断されるタイヤ構成部材Ｔに、曲げ変形して撓んだ状態から元の形状に戻ろうとする力（反力）（図４の矢印Ｒ）が生じて、カッター３１によるタイヤ構成部材Ｔ（特に、隙間Ｐ側の下面）の切断が容易になる。更に、カッター３１によるタイヤ構成部材Ｔのせん断力に合わせて、タイヤ構成部材Ｔに作用する曲げモーメントにより、タイヤ構成部材Ｔ自体にせん断力が発生して、タイヤ構成部材Ｔの切断が更に容易になる。以上の各作用により、タイヤ構成部材Ｔの切断の容易性が効果的に高くなるため、タイヤ構成部材Ｔを、より一層確実かつ精度よく切断でき、切断時の各効果を大幅に向上できる。加えて、カッター３１を、タイヤ構成部材Ｔとアンビル１０間の隙間Ｐで停止させてもタイヤ構成部材Ｔを切断でき、これにより、カッター３１とアンビル１０との接触を防止して、切断手段３０の耐久性も更に高くできる。
【００３３】
なお、アンビル１０に、段差部Ｄの頂部Ｄ１を挟んで、第１傾斜面１１Ａ（上段面Ｍ１）と、より急勾配な第２傾斜面１３Ａ（段差部Ｄ）を設けることで、タイヤ構成部材Ｔを段差部Ｄの頂部Ｄ１で確実に曲げ変形させることができる。同時に、段差部Ｄの頂部Ｄ１において、曲げ変形したタイヤ構成部材Ｔが上段面Ｍ１から離間し易くなるとともに、タイヤ構成部材Ｔを、上段面Ｍ１の第１傾斜面１１Ａに沿って段差部Ｄまで次第に変位させて円滑に移動させることもできる。
【００３４】
また、上記した二輪車用タイヤのトレッドゴムは、ゴム物性の違いに起因して、他の種類のタイヤ（例えば、乗用車用タイヤ）のトレッドゴムに比べて、カッター３１の耐久性を大幅に低下させる傾向がある。これに対し、本実施形態の切断装置１では、二輪車用タイヤのトレッドゴムでも、曲げ変形等させて適宜切断でき、そのカッター３１の耐久性を高めて、他のトレッドゴムを切断するカッター３１と同程度の連続切断回数を確保できる。そのため、この切断装置１は、タイヤ構成部材Ｔとして二輪車用タイヤのトレッドゴムを切断するのに好適である。
【００３５】
ここで、本実施形態では、断面楕円形状の押圧部材２２でタイヤ構成部材Ｔを押圧したが、押圧部材２２は、アンビル１０や段差部Ｄの形状や段差等に応じて、タイヤ構成部材Ｔを適宜押圧できる他の形状に形成してもよい。
図５は、このように異なる形状に形成された押圧部材５０の例を示す側面図であり、押圧部材５０でアンビル１０上のタイヤ構成部材Ｔを押圧した状態を示している。
【００３６】
押圧部材５０は、図示のように、断面矩形状をなし、段差部Ｄに対向する縁部に沿って、段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔを押圧する押圧面５１が形成されている。この押圧面５１は、段差部Ｄの第２傾斜面１３Ａと同一勾配で傾斜して、第２傾斜面１３Ａに一致した形状に形成される。このように、この押圧手段２０は、段差部Ｄの表面形状に対応する形状の押圧面５１が設けられた押圧部材５０を有し、その押圧面５１で、段差部Ｄから離間した状態のタイヤ構成部材Ｔを段差部Ｄへ押圧する。また、押圧手段２０は、押圧面５１以外の平面状の下面で、下段面Ｍ２上のタイヤ構成部材Ｔを押圧して下段面Ｍ２に押し付け、アンビル１０上に支持されたタイヤ構成部材Ｔを押さえる。この押圧部材５０では、押圧面５１で、タイヤ構成部材Ｔを段差部Ｄに沿って押圧でき、段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔを安定して押さえながら確実に曲げ変形させて、より大きな張力を発生させることができる。
【００３７】
以上、タイヤ構成部材Ｔを、曲げ変形によりアンビル１０から離間させて切断する例を説明したが、タイヤ構成部材Ｔは、アンビル１０から離間させずに、曲げ変形した部分Ｔ１で切断するようにしてもよい。この場合には、例えば、押圧手段２０でタイヤ構成部材Ｔを押圧した後に、上段面Ｍ１に隣接する移動手段４０（図１参照）により、上段面Ｍ１上のタイヤ構成部材Ｔを僅かに後退させる。これにより、離間した部分のタイヤ構成部材Ｔをアンビル１０に接触させて、切断手段３０によりタイヤ構成部材Ｔを切断する。ただし、このようにすると、タイヤ構成部材Ｔの離間に伴う上記した効果が低下することがあるため、タイヤ構成部材Ｔは、アンビル１０から離間させて切断するのが、より望ましい。
【００３８】
（タイヤ構成部材Ｔの切断試験）
本発明の効果を確認するため、切断装置１により、タイヤ構成部材Ｔ（ここでは、二輪車用タイヤのトレッドゴム）を切断する試験を行った。その際、アンビル１０から離間したタイヤ構成部材Ｔを、僅かに後退させてアンビル１０に接触させてから切断する試験（以下、実施例１という）と、アンビル１０から離間した状態でタイヤ構成部材Ｔを切断する試験（以下、実施例２という）を実施した。また、比較のため、段差部Ｄのないアンビル１０１（図６参照）を備えた従来の切断装置１００により、タイヤ構成部材Ｔを曲げ変形させずに切断する試験（以下、従来例という）も実施した。
【００３９】
表１に、実施例１、２と従来例で切断するタイヤ構成部材Ｔの各性状を示す。表１では、タイヤ構成部材Ｔの上面と下面に付加される張力の程度（張力付加）と、張力に起因するタイヤ構成部材Ｔの切り離し易さ（切り離し性）、及び、タイヤ構成部材Ｔへ付加されるせん断力を、それぞれＡ、Ｂ、Ｃで示す。Ａは全く問題なく良好、Ｂは許容範囲内、Ｃは改善の余地あり、であることを示している。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１に示すように、従来例に対し、実施例１では、張力付加と切り離し性、及びせん断力が、それぞれ上面で共にＡ、下面で共にＢと、従来例よりも高く評価される。一方、実施例２では、全てＡであり、各項目で極めて高く評価される。実際にタイヤ構成部材Ｔを切断しても、従来例に比べて、実施例１、２では、タイヤ構成部材Ｔを確実かつ精度よく切断できた。特に、実施例２では、アンビル１０側の下面でも、切り残し等なく確実に切断でき、下面で若干の切り残しが生じた実施例１よりも、更に切断の確実性が向上していた。また、タイヤ構成部材Ｔを繰り返し切断して、カッターを交換するまでの回数を計数したところ、従来例に対して、実施例１、２では６倍以上の回数までカッターを継続して使用できた。その際、実施例１、２では、切断部のタイヤ構成部材Ｔが移動するカッター３１に巻き込まれることもなく、生産性を維持できることも確認できた。
【００４２】
これより、本発明により、タイヤ構成部材Ｔを確実かつ精度よく切断できるとともに、タイヤ構成部材Ｔの切断手段３０の耐久性を高めて切断に使用できる回数を増加できることが証明された。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・切断装置、１０・・・アンビル、１１・・・上段部材、１２・・・下段部材、１３・・・中間部材、２０・・・押圧手段、２１・・・ピストン・シリンダ機構、２２・・・押圧部材、３０・・・切断手段、３１・・・カッター、３２・・・移動手段、４０・・・移動手段、４１・・・ベルト車、４２・・・ベルト、５０・・・押圧部材、５１・・・押圧面、Ｄ・・・段差部、Ｍ１・・・上段面、Ｍ２・・・下段面、Ｐ・・・隙間、Ｔ・・・タイヤ構成部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの製造に使用されてタイヤ各部を構成するタイヤ構成部材の切断装置と、タイヤ構成部材を切断して所定の切断形状のタイヤ構成部材を製造するタイヤ構成部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの製造工程では、長尺な帯状のタイヤ構成部材を切断装置により一定長さで順次切断して、所定の切断形状のタイヤ構成部材、例えばトレッドゴムやインナーライナを連続して製造することが行われている。また、従来、切刃体（カッター）により、タイヤ構成部材であるゴム付シート体をアンビル上で切断するタイヤ構成部材の切断装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、このような従来のタイヤ構成部材の切断装置の例を示す側面図であり、切断位置付近のタイヤ構成部材とともに切断装置の要部を模式的に示している。
この従来の切断装置１００は、図示のように、帯状のタイヤ構成部材Ｔの下面に当接する平板状のアンビル１０１と、タイヤ構成部材Ｔを押圧して押さえる押圧手段１０２と、タイヤ構成部材Ｔの幅に応じた幅のカッター１０３Ａを有するギロチン式の切断手段１０３とを備えている。
【０００４】
切断装置１００は、カッター１０３Ａをタイヤ構成部材Ｔの長手方向（図では左右方向）に対して比較的小さい角度で傾斜させた状態で、カッター１０３Ａを傾斜方向に移動（図の矢印Ｋ）させる。続いて、カッター１０３Ａの刃部をタイヤ構成部材Ｔに接触させ、カッター１０３Ａを、アンビル１０１の断面三角形状の凹溝１０１Ａ内まで移動させて、タイヤ構成部材Ｔをカッター１０３Ａにより押し切る。切断装置１００は、このカッター１０３Ａにより、タイヤ構成部材Ｔを幅方向に切断して長手方向に分断し、タイヤ構成部材Ｔを長手方向に沿って順に切断して所定の切断形状に形成する。
【０００５】
この切断時に、従来の切断装置１００では、移動するカッター１０３Ａとアンビル１０１により、タイヤ構成部材Ｔにハサミのようにせん断力を作用させる。また、カッター１０３Ａが、タイヤ構成部材Ｔやアンビル１０１の表面を擦るように移動して、タイヤ構成部材Ｔをカッター１０３Ａで押し切り切断する。そのため、カッター１０３Ａの使用を継続して使用回数が増加すると、タイヤ構成部材Ｔやアンビル１０１から受ける力により、カッター１０３Ａの鋭角な先端部が移動方向の前方側に湾曲や屈曲することがある。
【０００６】
このように、従来の切断装置１００では、カッター１０３Ａが使用に伴い変形や損傷することがあり、その程度に応じて、カッター１０３Ａを頻繁に交換する必要がある。そのため、カッター１０３Ａの交換頻度を低減させて、連続して使用できる回数を増加させる観点から、その変形等を抑制して、切断手段１０３の耐久性を、より高めることが要求されている。その際、タイヤ構成部材Ｔは、確実かつ精度よく切断して、所定の切断形状を確保する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１５５３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、タイヤ構成部材を確実かつ精度よく切断するとともに、タイヤ構成部材の切断手段の耐久性を高めて切断に使用できる回数を増加させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、タイヤ構成部材の切断装置であって、タイヤ構成部材の切断位置に沿って位置する段差部を有し、段差部を挟んだ両側でタイヤ構成部材を支持する支持部材と、段差部のタイヤ構成部材を支持部材側に押圧して曲げ変形させる押圧手段と、支持部材上のタイヤ構成部材を曲げ変形した部分で切断する切断手段と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、タイヤ構成部材を支持部材上で切断して、所定の切断形状のタイヤ構成部材を製造するタイヤ構成部材の製造方法であって、支持部材のタイヤ構成部材の切断位置に沿って位置する段差部を挟んだ両側でタイヤ構成部材を支持する支持工程と、段差部のタイヤ構成部材を支持部材側に押圧して曲げ変形させる押圧工程と、支持部材上のタイヤ構成部材を曲げ変形した部分で切断する切断工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タイヤ構成部材を確実かつ精度よく切断できるとともに、タイヤ構成部材の切断手段の耐久性を高めて切断に使用できる回数を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のタイヤ構成部材の切断装置を示す要部側面図である。
【図２】本実施形態のタイヤ構成部材の切断装置によるタイヤ構成部材の切断手順を示すフローチャートである。
【図３】タイヤ構成部材の切断過程を順に示す要部側面図である。
【図４】タイヤ構成部材の切断過程を順に示す要部側面図である。
【図５】異なる形状に形成された押圧部材の例を示す側面図である。
【図６】従来のタイヤ構成部材の切断装置の例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のタイヤ構成部材の切断装置（以下、切断装置という）とタイヤ構成部材の製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の切断装置は、タイヤ構成部材を支持部材上で切断して、所定の切断形状のタイヤ構成部材を製造する装置である。なお、タイヤ構成部材は、例えばゴムのみからなるトレッドゴムやインナーライナ、又は、ゴムと他の部材からなるカーカスプライ等、長尺な帯状の部材からなり、切断装置により幅方向（長手方向と交差する方向）に切断される。以下では、タイヤ構成部材として、二輪車用タイヤのトレッドゴムを切断する場合を例に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態の切断装置を示す要部側面図であり、タイヤ構成部材の切断位置付近の概略構成を模式的に示している。
切断装置１は、図示のように、上記したタイヤ構成部材Ｔの支持部材であり、タイヤ構成部材Ｔの下面側に配置されたアンビル（金床）１０と、タイヤ構成部材Ｔを挟んでアンビル１０の上方に配置された押圧手段２０及び切断手段３０と、装置全体を制御する制御装置（図示せず）とを備えている。
【００１４】
また、切断装置１は、アンビル１０を挟んだ両側にタイヤ構成部材Ｔの移動手段４０を備え、移動手段４０により、切断前後のタイヤ構成部材Ｔを長手方向（図では左右方向）に移動（図の矢印Ｈ）させる。この移動手段４０は、それぞれ複数（図では１つずつ示す）のベルト車４１に架け渡された無端状のベルト４２を有するベルトコンベヤからなり、アンビル１０とベルト４２がタイヤ構成部材Ｔの長手方向に沿って並べて配置されている。切断装置１は、両側の移動手段４０により、各ベルト４２を同期して同じ速度で同じ方向に駆動して、タイヤ構成部材Ｔを、アンビル１０上を通過させて長手方向に移動させ、所定距離（長さ）だけ移動させて停止させる。
【００１５】
アンビル１０は、上面でタイヤ構成部材Ｔを下側から支持して切断の台となる部材であり、タイヤ構成部材Ｔの支持面（以下、単に支持面という）に、所定形状の段差が、タイヤ構成部材Ｔの幅方向（図では紙面に直交する方向）に直線状に、又は傾斜等して延びるように、幅方向の全体に亘り設けられている。また、アンビル１０は、タイヤ構成部材Ｔの厚さ方向の上側と下側になる段差の上段部材１１と下段部材１２、及び、それらの間の中間部材（段差部部材）１３を有し、中間部材１３が、上段部材１１と下段部材１２の間の段差に対応する段差部Ｄになっている。この段差部Ｄは、段差の上下段（両部材１１、１２）をつないで段差間の境界を構成する部分であり、アンビル１０の支持面に、そのタイヤ構成部材Ｔを切断する位置に沿って配置される。
【００１６】
ここでは、アンビル１０の各部材１１、１２、１３は、それぞれ異なる断面形状の板状をなし、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに沿って、上段部材１１、中間部材１３、下段部材１２の順に配置されている。また、各部材１１、１２、１３は、段差部Ｄを挟んで、上段部材１１の支持面が下段部材１２の支持面よりも上方に配置され、その状態で互いに連結されている。更に、下段部材１２の支持面が、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに平行な平面状であるのに対し、上段部材１１の支持面と中間部材１３の上面（段差部Ｄ）は、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに対して傾斜した傾斜面１１Ａ、１３Ａになっている。
【００１７】
両傾斜面１１Ａ、１３Ａは、段差部Ｄの頂部（最も高い部分）Ｄ１を頂点に、頂部Ｄ１を挟んで逆方向に傾斜した平面状をなし、頂部Ｄ１からタイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈの両方向に向かって次第に低くなるように形成されている。ただし、上段部材１１の傾斜面（第１傾斜面）１１Ａよりも、中間部材１３の傾斜面（第２傾斜面）１３Ａが、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに対する角度が大きい急勾配（急斜面）に形成される。アンビル１０は、これら各部材１１、１２、１３により、第２傾斜面１３Ａからなる段差部Ｄを挟んで、その頂部Ｄ１に続く上段部材１１の支持面（上段面Ｍ１）と、段差部Ｄの底部（最も低い部分）Ｄ２に続く下段部材１２の支持面（下段面Ｍ２）が設けられる。これにより、アンビル１０は、タイヤ構成部材Ｔに対向する上面が、段差部Ｄの頂部Ｄ１及び底部Ｄ２で屈曲する３つの面で構成される。
【００１８】
このように、アンビル１０は、タイヤ構成部材Ｔの切断位置に沿って位置する段差部Ｄを有し、段差部Ｄを挟んだ両側（両段面Ｍ１、Ｍ２）でタイヤ構成部材Ｔに当接して、移動を停止したタイヤ構成部材Ｔを下側から支持する。その際、タイヤ構成部材Ｔは、移動時と同様に、上段面Ｍ１から下段面Ｍ２に向かって傾斜して延びる状態に維持され、段差部Ｄの段差に応じて、段差部Ｄ及び、段差部Ｄ近傍の下段面Ｍ２までを含む所定範囲で、アンビル１０から離れた状態で支持される。また、このアンビル１０は、段差部Ｄの頂部Ｄ１を挟んで逆方向に傾斜する、段差部Ｄの上段面Ｍ１を構成する第１傾斜面１１Ａ、及び、段差部Ｄを構成する第１傾斜面１１Ａよりも急勾配で傾斜する第２傾斜面１３Ａを有する。そのため、タイヤ構成部材Ｔは、移動方向Ｈの上流側から下流側（図では右側から左側）に向かい、上段面Ｍ１に沿って次第に上方に変位し、急勾配な段差部Ｄに接触せずに下方に変位して、底部Ｄ２から離れた位置の下段面Ｍ２に接触する。
【００１９】
切断装置１は、この段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔ、即ち、アンビル１０から離れた状態のタイヤ構成部材Ｔを、押圧手段２０によりアンビル１０側に押圧して曲げ変形させる。また、切断装置１は、後述するように、切断手段３０で、アンビル１０上のタイヤ構成部材Ｔを曲げ変形した部分で、段差部Ｄに沿った位置で切断する。
【００２０】
押圧手段２０は、段差部Ｄの上方に配置されたピストン・シリンダ機構２１と、タイヤ構成部材Ｔを押圧するための押圧部材２２とを有する。ピストン・シリンダ機構２１は、シリンダ２１Ｓから進退するピストンロッド２１Ｐが段差部Ｄに向けて配置され、ピストンロッド２１Ｐの先端（下端）に押圧部材２２が固定されて、押圧部材２２を段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔに対向させて配置する。押圧部材２２は、タイヤ構成部材Ｔを押圧する押圧面がなだらかに湾曲する断面楕円形状をなし、タイヤ構成部材Ｔの幅方向の全体を押圧できる長さに形成されている。押圧手段２０は、ピストンロッド２１Ｐを進退させて、押圧部材２２をタイヤ構成部材Ｔに接近及び離間させ、かつ、押圧部材２２を段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔに所定圧力で押し付ける。これにより、押圧手段２０は、アンビル１０から離れたタイヤ構成部材Ｔを、段差部Ｄや底部Ｄ２近傍の下段面Ｍ２に押し付けて押圧し、それらの形状に合わせて、タイヤ構成部材Ｔを曲げ変形させる。また、タイヤ構成部材Ｔを、押圧部材２２とアンビル１０間に挟み込んで押さえる。
【００２１】
切断手段３０は、タイヤ構成部材Ｔを切断するためのカッター３１と、カッター３１を移動させて切断動作を実行させる移動手段３２とを有する。カッター３１は、ギロチン式の切断部材であり、切断するタイヤ構成部材Ｔの幅に応じた幅に、かつ、先端部が鋭く尖る断面楔状に形成されている。また、このカッター３１は、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに対して、比較的小さい角度で傾斜して配置され、移動方向Ｈの上流側から下流側に向かって傾斜方向に移動（図の矢印Ｋ）してタイヤ構成部材Ｔを押し切る。移動手段３２は、カッター３１を移動方向Ｋに沿って移動させる、例えば、ラック・アンド・ピニオン機構やピストン・シリンダ機構等の移動機構を有し、移動機構を作動させて、カッター３１を移動方向Ｋの両方向に所定速度で移動させる。
【００２２】
切断手段３０は、移動手段３２によりカッター３１を移動させて、カッター３１の先端の刃部をタイヤ構成部材Ｔに接触させ、カッター３１を段差部Ｄの第２傾斜面１３Ａ付近まで移動させて、タイヤ構成部材Ｔを押し切る。これにより、タイヤ構成部材Ｔを所定の切断位置（段差部Ｄ）に沿って幅方向に切断し、タイヤ構成部材Ｔを、カッター３１の移動方向Ｋに応じた傾斜した切断面に形成しつつ、長手方向に分断して所定の切断形状に形成する。また、この切断手段３０は、導電性を有するカッター３１に直接電流を流してカッター３１を加熱する加熱手段と、カッター３１の温度を測定する温度センサ（それぞれ図示せず）とを有する。切断手段３０は、温度センサの温度の測定結果に基づき、加熱手段により電流の強さを変化させて、切断時のカッター３１を所定の設定温度（例えば、１６０〜１９０℃）に加熱する。
【００２３】
なお、タイヤ構成部材Ｔの幅や切断の仕方等に応じて、移動手段３２に、カッター３１をタイヤ構成部材Ｔの切断位置に沿って横移動させる機構を設けることもできる。この場合には、切断手段３０は、カッター３１を、上記した移動方向Ｋに移動させながら横移動させて、タイヤ構成部材Ｔを切断位置に沿って順に切断する。また、アンビル１０の段差部Ｄは、その第２傾斜面１３Ａが、カッター３１の移動方向Ｋに一致する角度、又は、移動方向Ｋに近い角度で傾斜して形成され、カッター３１の移動を妨げないようになっている。ここでは、カッター３１は、タイヤ構成部材Ｔの移動方向Ｈに対して、その移動方向Ｋが、第２傾斜面１３Ａの傾斜角度よりも小さい角度で傾斜するように配置され、タイヤ構成部材Ｔの切断時に、刃部が交差部Ｄへ突き当たるのが防止される。
【００２４】
次に、切断装置１により、タイヤ構成部材Ｔを切断する手順や動作、及び、切断されたタイヤ構成部材Ｔの製造方法について説明する。
図２は、切断装置１によるタイヤ構成部材Ｔの切断手順を示すフローチャートである。また、図３、図４は、タイヤ構成部材Ｔの切断過程を順に示す要部側面図であり、図１から切断に関係する部分を抜き出して示している。
【００２５】
切断装置１は、まず、移動手段４０（図１参照）により、タイヤ構成部材Ｔをアンビル１０上で移動させ、タイヤ構成部材Ｔを所定距離だけ移動させて停止させる。また、このタイヤ構成部材Ｔを、上記のように、アンビル１０のタイヤ構成部材Ｔの切断位置に沿って位置する段差部Ｄを挟んだ両側で支持する（図２、Ｓ１０１）。次に、押圧手段２０により、押圧部材２２をタイヤ構成部材Ｔに押し付けて（図３参照）、アンビル１０上に支持されたタイヤ構成部材Ｔを、段差部Ｄで押さえてアンビル１０へ向けて押圧する。これにより、段差部Ｄ付近のタイヤ構成部材Ｔを曲げ変形させて、頂部Ｄ１側で突曲面状に変形させる（図２、Ｓ１０２）。
【００２６】
このように、押圧手段２０は、段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔをアンビル１０側に押圧して、タイヤ構成部材Ｔを段差部Ｄの段差や形状に応じて曲げ変形させ、段差部Ｄの頂部Ｄ１側のタイヤ構成部材Ｔに曲げ変形に応じた張力を付加する。また、押圧手段２０は、押圧に伴い、段差部Ｄの頂部Ｄ１側で、曲げ変形させたタイヤ構成部材Ｔに、変形方向の力に応じたアンビル１０から離れる方向の力を作用させ、タイヤ構成部材Ｔをアンビル１０から浮き上がらせて離間させる。次に、切断装置１は、切断手段３０のカッター３１の温度が設定温度か否かを確認し（図２、Ｓ１０３）、設定温度のときには（図２、Ｓ１０３−ＹＥＳ）、カッター３１をタイヤ構成部材Ｔへ向けて移動させる。このカッター３１により、段差部Ｄの頂部Ｄ１側で、アンビル１０上のタイヤ構成部材Ｔ（図４参照）を、突曲面状に曲げ変形して張力が作用する部分Ｔ１で上記のように切断する（図２、Ｓ１０４）。ここでは、切断手段３０は、タイヤ構成部材Ｔを、アンビル１０から離間して、アンビル１０側に隙間Ｐが形成された部分Ｔ１で幅方向に切断する。
【００２７】
続いて、切断装置１は、カッター３１を切断前の位置に復帰させて（図２、Ｓ１０５）、押圧部材２２を上昇させ、押圧手段２０によるタイヤ構成部材Ｔの押圧を解除して（図２、Ｓ１０６）、１箇所の切断動作を終了する。その後、切断装置１は、移動手段４０により、切断した両側のタイヤ構成部材Ｔを所定距離だけ移動させて、上記と同じ手順で、タイヤ構成部材Ｔをアンビル１０上で切断する。切断装置１は、このタイヤ構成部材Ｔの移動と切断を順に繰り返して、タイヤ構成部材Ｔを設定された切断面や切断方向で切断して、所定の切断形状のタイヤ構成部材Ｔを連続して製造する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態では、段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔを押圧して曲げ変形させて、タイヤ構成部材Ｔの曲げ変形した部分Ｔ１に、変形の張力に応じた逆方向に引っ張り合う力を作用させて、その部分Ｔ１を切り離し易くする。この曲げ変形した部分Ｔ１でタイヤ構成部材Ｔを切断するため、アンビル１０とカッター３１によるせん断力のみで切断するときに比べて、タイヤ構成部材Ｔを容易に切断できる。これに伴い、タイヤ構成部材Ｔを、切り残し等なく、切断位置で確実に精度よく切断して、所定の切断形状を確実に確保できる。
【００２９】
また、タイヤ構成部材Ｔを円滑、容易に切断して適宜切り離せるため、切断手段３０のカッター３１がタイヤ構成部材Ｔから受ける抵抗を低減でき、かつ、切断時のカッター３１がタイヤ構成部材Ｔに擦れる程度を低減できる。その結果、カッター３１の使用を継続しても、カッター３１に変形や損傷が生じるのを抑制できるため、カッター３１の寿命を長くして、切断手段３０の耐久性を高めることができる。これにより、カッター３１の連続して使用できる回数を増加できるため、カッター３１の交換頻度を低減でき、その交換に伴う事故や怪我の発生を防止することもできる。
【００３０】
同時に、切断中のカッター３１がタイヤ構成部材Ｔに擦れて切断屑が付着するのも軽減できるため、カッター３１の使用に伴う汚れを抑制でき、カッター３１を交換等せずにタイヤ構成部材Ｔを繰り返し同様に切断できる。そのため、タイヤ構成部材Ｔの充分な切断性状を長期間に亘り確保でき、順次切断したタイヤ構成部材Ｔの形状精度を高く維持できる。これにより、切断後のタイヤ構成部材Ｔを使用して未加硫タイヤを組み立てるときに、切断屑の清掃による作業性の低下を抑制でき、切断面形状が均一になることで、製品タイヤの品質の一つであるユニフォーミティを向上させることもできる。
【００３１】
従って、本実施形態によれば、タイヤ構成部材Ｔを確実かつ精度よく切断できるとともに、タイヤ構成部材Ｔの切断手段３０（ここではカッター３１）の耐久性を高めて、その切断に使用できる回数を増加させることができる。また、この切断装置１では、タイヤ構成部材Ｔを押圧してアンビル１０から浮き上がらせて離間させ、タイヤ構成部材Ｔを離間した部分Ｔ１で切断するため、上記した切断時の各効果を更に高めて、タイヤ構成部材Ｔの切断性状を一層向上できる。
【００３２】
即ち、タイヤ構成部材Ｔは、押圧による曲げ変形でアンビル１０から浮くことで、切断位置を含む範囲が、カッター３１の移動方向Ｋ（図３参照）の前方側に変形し、その表面の曲率半径が小さくなる。その結果、タイヤ構成部材Ｔは、切断される部分Ｔ１の曲げ変形の程度と表面に付加される張力が大きくなるため、より切り離され易くなる。また、切断されるタイヤ構成部材Ｔに、曲げ変形して撓んだ状態から元の形状に戻ろうとする力（反力）（図４の矢印Ｒ）が生じて、カッター３１によるタイヤ構成部材Ｔ（特に、隙間Ｐ側の下面）の切断が容易になる。更に、カッター３１によるタイヤ構成部材Ｔのせん断力に合わせて、タイヤ構成部材Ｔに作用する曲げモーメントにより、タイヤ構成部材Ｔ自体にせん断力が発生して、タイヤ構成部材Ｔの切断が更に容易になる。以上の各作用により、タイヤ構成部材Ｔの切断の容易性が効果的に高くなるため、タイヤ構成部材Ｔを、より一層確実かつ精度よく切断でき、切断時の各効果を大幅に向上できる。加えて、カッター３１を、タイヤ構成部材Ｔとアンビル１０間の隙間Ｐで停止させてもタイヤ構成部材Ｔを切断でき、これにより、カッター３１とアンビル１０との接触を防止して、切断手段３０の耐久性も更に高くできる。
【００３３】
なお、アンビル１０に、段差部Ｄの頂部Ｄ１を挟んで、第１傾斜面１１Ａ（上段面Ｍ１）と、より急勾配な第２傾斜面１３Ａ（段差部Ｄ）を設けることで、タイヤ構成部材Ｔを段差部Ｄの頂部Ｄ１で確実に曲げ変形させることができる。同時に、段差部Ｄの頂部Ｄ１において、曲げ変形したタイヤ構成部材Ｔが上段面Ｍ１から離間し易くなるとともに、タイヤ構成部材Ｔを、上段面Ｍ１の第１傾斜面１１Ａに沿って段差部Ｄまで次第に変位させて円滑に移動させることもできる。
【００３４】
また、上記した二輪車用タイヤのトレッドゴムは、ゴム物性の違いに起因して、他の種類のタイヤ（例えば、乗用車用タイヤ）のトレッドゴムに比べて、カッター３１の耐久性を大幅に低下させる傾向がある。これに対し、本実施形態の切断装置１では、二輪車用タイヤのトレッドゴムでも、曲げ変形等させて適宜切断でき、そのカッター３１の耐久性を高めて、他のトレッドゴムを切断するカッター３１と同程度の連続切断回数を確保できる。そのため、この切断装置１は、タイヤ構成部材Ｔとして二輪車用タイヤのトレッドゴムを切断するのに好適である。
【００３５】
ここで、本実施形態では、断面楕円形状の押圧部材２２でタイヤ構成部材Ｔを押圧したが、押圧部材２２は、アンビル１０や段差部Ｄの形状や段差等に応じて、タイヤ構成部材Ｔを適宜押圧できる他の形状に形成してもよい。
図５は、このように異なる形状に形成された押圧部材５０の例を示す側面図であり、押圧部材５０でアンビル１０上のタイヤ構成部材Ｔを押圧した状態を示している。
【００３６】
押圧部材５０は、図示のように、断面矩形状をなし、段差部Ｄに対向する縁部に沿って、段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔを押圧する押圧面５１が形成されている。この押圧面５１は、段差部Ｄの第２傾斜面１３Ａと同一勾配で傾斜して、第２傾斜面１３Ａに一致した形状に形成される。このように、この押圧手段２０は、段差部Ｄの表面形状に対応する形状の押圧面５１が設けられた押圧部材５０を有し、その押圧面５１で、段差部Ｄから離間した状態のタイヤ構成部材Ｔを段差部Ｄへ押圧する。また、押圧手段２０は、押圧面５１以外の平面状の下面で、下段面Ｍ２上のタイヤ構成部材Ｔを押圧して下段面Ｍ２に押し付け、アンビル１０上に支持されたタイヤ構成部材Ｔを押さえる。この押圧部材５０では、押圧面５１で、タイヤ構成部材Ｔを段差部Ｄに沿って押圧でき、段差部Ｄのタイヤ構成部材Ｔを安定して押さえながら確実に曲げ変形させて、より大きな張力を発生させることができる。
【００３７】
以上、タイヤ構成部材Ｔを、曲げ変形によりアンビル１０から離間させて切断する例を説明したが、タイヤ構成部材Ｔは、アンビル１０から離間させずに、曲げ変形した部分Ｔ１で切断するようにしてもよい。この場合には、例えば、押圧手段２０でタイヤ構成部材Ｔを押圧した後に、上段面Ｍ１に隣接する移動手段４０（図１参照）により、上段面Ｍ１上のタイヤ構成部材Ｔを僅かに後退させる。これにより、離間した部分のタイヤ構成部材Ｔをアンビル１０に接触させて、切断手段３０によりタイヤ構成部材Ｔを切断する。ただし、このようにすると、タイヤ構成部材Ｔの離間に伴う上記した効果が低下することがあるため、タイヤ構成部材Ｔは、アンビル１０から離間させて切断するのが、より望ましい。
【００３８】
（タイヤ構成部材Ｔの切断試験）
本発明の効果を確認するため、切断装置１により、タイヤ構成部材Ｔ（ここでは、二輪車用タイヤのトレッドゴム）を切断する試験を行った。その際、アンビル１０から離間したタイヤ構成部材Ｔを、僅かに後退させてアンビル１０に接触させてから切断する試験（以下、実施例１という）と、アンビル１０から離間した状態でタイヤ構成部材Ｔを切断する試験（以下、実施例２という）を実施した。また、比較のため、段差部Ｄのないアンビル１０１（図６参照）を備えた従来の切断装置１００により、タイヤ構成部材Ｔを曲げ変形させずに切断する試験（以下、従来例という）も実施した。
【００３９】
表１に、実施例１、２と従来例で切断するタイヤ構成部材Ｔの各性状を示す。表１では、タイヤ構成部材Ｔの上面と下面に付加される張力の程度（張力付加）と、張力に起因するタイヤ構成部材Ｔの切り離し易さ（切り離し性）、及び、タイヤ構成部材Ｔへ付加されるせん断力を、それぞれＡ、Ｂ、Ｃで示す。Ａは全く問題なく良好、Ｂは許容範囲内、Ｃは改善の余地あり、であることを示している。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１に示すように、従来例に対し、実施例１では、張力付加と切り離し性、及びせん断力が、それぞれ上面で共にＡ、下面で共にＢと、従来例よりも高く評価される。一方、実施例２では、全てＡであり、各項目で極めて高く評価される。実際にタイヤ構成部材Ｔを切断しても、従来例に比べて、実施例１、２では、タイヤ構成部材Ｔを確実かつ精度よく切断できた。特に、実施例２では、アンビル１０側の下面でも、切り残し等なく確実に切断でき、下面で若干の切り残しが生じた実施例１よりも、更に切断の確実性が向上していた。また、タイヤ構成部材Ｔを繰り返し切断して、カッターを交換するまでの回数を計数したところ、従来例に対して、実施例１、２では６倍以上の回数までカッターを継続して使用できた。その際、実施例１、２では、切断部のタイヤ構成部材Ｔが移動するカッター３１に巻き込まれることもなく、生産性を維持できることも確認できた。
【００４２】
これより、本発明により、タイヤ構成部材Ｔを確実かつ精度よく切断できるとともに、タイヤ構成部材Ｔの切断手段３０の耐久性を高めて切断に使用できる回数を増加できることが証明された。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・切断装置、１０・・・アンビル、１１・・・上段部材、１２・・・下段部材、１３・・・中間部材、２０・・・押圧手段、２１・・・ピストン・シリンダ機構、２２・・・押圧部材、３０・・・切断手段、３１・・・カッター、３２・・・移動手段、４０・・・移動手段、４１・・・ベルト車、４２・・・ベルト、５０・・・押圧部材、５１・・・押圧面、Ｄ・・・段差部、Ｍ１・・・上段面、Ｍ２・・・下段面、Ｐ・・・隙間、Ｔ・・・タイヤ構成部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ構成部材の切断装置であって、
タイヤ構成部材の切断位置に沿って位置する段差部を有し、段差部を挟んだ両側でタイヤ構成部材を支持する支持部材と、
段差部のタイヤ構成部材を支持部材側に押圧して曲げ変形させる押圧手段と、
支持部材上のタイヤ構成部材を曲げ変形した部分で切断する切断手段と、
を備えたことを特徴とするタイヤ構成部材の切断装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ構成部材の切断装置において、
押圧手段が、押圧に伴い、タイヤ構成部材を曲げ変形させて段差部の頂部側で支持部材から離間させ、
切断手段が、タイヤ構成部材を支持部材から離間した部分で切断することを特徴とするタイヤ構成部材の切断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤ構成部材の切断装置において、
支持部材が、段差部の頂部を挟んで逆方向に傾斜する、段差部の上段面を構成する第１傾斜面、及び、段差部を構成する第１傾斜面よりも急勾配な第２傾斜面を有することを特徴とするタイヤ構成部材の切断装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の切断装置において、
押圧手段が、段差部の表面形状に対応する形状の押圧面が設けられ、押圧面でタイヤ構成部材を段差部へ押圧する押圧部材を有することを特徴とするタイヤ構成部材の切断装置。
【請求項５】
タイヤ構成部材を支持部材上で切断して、所定の切断形状のタイヤ構成部材を製造するタイヤ構成部材の製造方法であって、
支持部材のタイヤ構成部材の切断位置に沿って位置する段差部を挟んだ両側でタイヤ構成部材を支持する支持工程と、
段差部のタイヤ構成部材を支持部材側に押圧して曲げ変形させる押圧工程と、
支持部材上のタイヤ構成部材を曲げ変形した部分で切断する切断工程と、
を有することを特徴とするタイヤ構成部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載されたタイヤ構成部材の製造方法において、
押圧工程が、押圧に伴い、タイヤ構成部材を曲げ変形させて段差部の頂部側で支持部材から離間させる工程を有し、
切断工程が、タイヤ構成部材を支持部材から離間した部分で切断することを特徴とするタイヤ構成部材の製造方法。
【請求項１】
タイヤ構成部材の切断装置であって、
タイヤ構成部材の切断位置に沿って位置する段差部を有し、段差部を挟んだ両側でタイヤ構成部材を支持する支持部材と、
段差部のタイヤ構成部材を支持部材側に押圧して曲げ変形させる押圧手段と、
支持部材上のタイヤ構成部材を曲げ変形した部分で切断する切断手段と、
を備えたことを特徴とするタイヤ構成部材の切断装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたタイヤ構成部材の切断装置において、
押圧手段が、押圧に伴い、タイヤ構成部材を曲げ変形させて段差部の頂部側で支持部材から離間させ、
切断手段が、タイヤ構成部材を支持部材から離間した部分で切断することを特徴とするタイヤ構成部材の切断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタイヤ構成部材の切断装置において、
支持部材が、段差部の頂部を挟んで逆方向に傾斜する、段差部の上段面を構成する第１傾斜面、及び、段差部を構成する第１傾斜面よりも急勾配な第２傾斜面を有することを特徴とするタイヤ構成部材の切断装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ構成部材の切断装置において、
押圧手段が、段差部の表面形状に対応する形状の押圧面が設けられ、押圧面でタイヤ構成部材を段差部へ押圧する押圧部材を有することを特徴とするタイヤ構成部材の切断装置。
【請求項５】
タイヤ構成部材を支持部材上で切断して、所定の切断形状のタイヤ構成部材を製造するタイヤ構成部材の製造方法であって、
支持部材のタイヤ構成部材の切断位置に沿って位置する段差部を挟んだ両側でタイヤ構成部材を支持する支持工程と、
段差部のタイヤ構成部材を支持部材側に押圧して曲げ変形させる押圧工程と、
支持部材上のタイヤ構成部材を曲げ変形した部分で切断する切断工程と、
を有することを特徴とするタイヤ構成部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載されたタイヤ構成部材の製造方法において、
押圧工程が、押圧に伴い、タイヤ構成部材を曲げ変形させて段差部の頂部側で支持部材から離間させる工程を有し、
切断工程が、タイヤ構成部材を支持部材から離間した部分で切断することを特徴とするタイヤ構成部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１５６６４０（Ｐ２０１１−１５６６４０Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２１２７（Ｐ２０１０−２２１２７）
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
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