(57)【要約】      （修正有）【課題】材料ゴム塊を切断するための時間を削減する。【解決手段】横断面積が非一定である材料ゴム塊Ｇを複数のゴム片Ｇａに切断するための装置１である。材料ゴム塊Ｇを、搬送する搬送手段と、搬送中に、材料ゴム塊Ｇの横断面の面積を微小間隔で連続的に測定する測定手段３と、搬送中に、材料ゴム塊Ｇのうち測定手段３を通過した測定済部分の合計体積を計算する体積計算手段４と、搬送中に、合計体積と予め定められた体積との差が一定範囲内になったどうかを判定する判定手段５と、前記差が前記一定範囲内になった判定されたときに、当該判定に用いた測定時の横断面である第１断面で材料ゴム塊Ｇを切断する切断手段６とを含んでいる。【選択図】図１
2019005812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端から第２端まで横断面積が非一定である材料ゴム塊を予め定められた体積の複数のゴム片に切断するための装置であって、
前記材料ゴム塊を、前記第１端を前方として第１の方向に搬送する搬送手段と、
前記搬送中に、前記材料ゴム塊の前記第１の方向と直交する第２方向の横断面の面積を前記第１端側から第２端側に向かって微小間隔で連続的に測定する測定手段と、
前記搬送中に、前記材料ゴム塊のうち前記測定手段を通過した測定済部分の合計体積を、前記面積に基づいて計算する体積計算手段と、
前記搬送中に、前記合計体積と予め定められた体積との差が一定範囲内になったどうかを判定する判定手段と、
前記差が前記一定範囲内になった判定されたときに、当該判定に用いた測定時の横断面である第１断面で前記材料ゴム塊を切断する切断手段と、
を含む材料ゴム塊の切断装置。
【請求項２】
前記体積計算手段は、１回当たりの測定時の材料ゴム塊の体積を、前記面積と、前記微小間隔との積として計算する請求項１記載の材料ゴム塊の切断装置。
【請求項３】
前記搬送手段は、コンベヤ装置であり、
前記測定手段は、前記コンベヤ装置の搬送面の上部を横切るように配置されたフレームと、前記フレームに取り付けられた３Ｄスキャナとを含む請求項１又は２記載の材料ゴム塊の切断装置。
【請求項４】
前記切断手段は、上下動可能な切断刃を含み、
前記切断刃が、前記測定手段の前記材料ゴム塊の搬送方向の下流側に設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の材料ゴム塊の切断装置。
【請求項５】
前記切断刃は、前記第１断面が前記測定手段から前記切断刃の下方に位置したときに下降して前記材料ゴム塊を切断するように構成されている請求項４記載の材料ゴム塊の切断装置。
【請求項６】
第１端から第２端まで横断面積が非一定である材料ゴム塊を予め定められた体積の複数のゴム片に切断するための方法であって、
前記材料ゴム塊を、前記第１端を前方として第１の方向に搬送する工程と、
前記搬送中に、前記材料ゴム塊の前記第１の方向と直交する第２方向の横断面の面積を前記第１端側から第２端側に向かって微小間隔で連続的に測定する工程と、
前記搬送中に、前記材料ゴム塊のうち前記測定手段を通過した測定済部分の合計体積を、前記面積に基づいて計算する工程と、
前記搬送中に、前記合計体積と予め定められた体積との差が一定範囲内になったどうかを判定する工程と、
前記差が前記一定範囲内になった判定されたときに、当該判定に用いた測定時の横断面である第１断面で前記材料ゴム塊を切断する工程と、
を含む材料ゴム塊の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料ゴム塊を予め定められた体積のゴム片に切断するための材料ゴム塊の切断装置及び材料ゴム塊の切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、搬送方向と直交する横断面が非一定な材料ゴム塊を、予め定められた体積に切断する方法が、種々提案されている。例えば、下記特許文献１では、単位長さ当たりの前記横断面の断面積を計測し、単位長さと前記断面積とから材料ゴム塊の全体積を求めた後、予め定められた体積に材料ゴム塊を切断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２２１７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の切断方法では、先ず、材料ゴム塊の全長さに亘って前記断面積を計測する必要があり、材料ゴム塊を切断するための時間が掛かり過ぎるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第１端から第２端まで横断面積が非一定である材料ゴム塊を予め定められた体積の複数のゴム片に切断するための装置であって、前記材料ゴム塊を、前記第１端を前方として第１の方向に搬送する搬送手段と、前記搬送中に、前記材料ゴム塊の前記第１の方向と直交する第２方向の横断面の面積を前記第１端側から第２端側に向かって微小間隔で連続的に測定する測定手段と、前記搬送中に、前記材料ゴム塊のうち前記測定手段を通過した測定済部分の合計体積を、前記面積に基づいて計算する体積計算手段と、前記搬送中に、前記合計体積と予め定められた体積との差が一定範囲内になったどうかを判定する判定手段と、前記差が前記一定範囲内になった判定されたときに、当該判定に用いた測定時の横断面である第１断面で前記材料ゴム塊を切断する切断手段と、を含む。
【０００６】
本発明に係る材料ゴム塊の切断装置は、前記体積計算手段が、１回当たりの測定時の材料ゴム塊の体積を、前記面積と、前記微小間隔との積として計算するのが望ましい。
【０００７】
本発明に係る材料ゴム塊の切断装置は、前記搬送手段が、コンベヤ装置であり、前記測定手段は、前記コンベヤ装置の搬送面の上部を横切るように配置されたフレームと、前記フレームに取り付けられた３Ｄスキャナとを含むのが望ましい。
【０００８】
本発明に係る材料ゴム塊の切断装置は、前記切断手段が、上下動可能な切断刃を含み、前記切断刃が、前記測定手段の前記材料ゴム塊の搬送方向の下流側に設けられているのが望ましい。
【０００９】
本発明に係る材料ゴム塊の切断装置は、前記切断刃が、前記第１断面が前記測定手段から前記切断刃の下方に位置したときに下降して前記材料ゴム塊を切断するように構成されているのが望ましい。
【００１０】
本発明は、第１端から第２端まで横断面積が非一定である材料ゴム塊を予め定められた体積の複数のゴム片に切断するための方法であって、前記材料ゴム塊を、前記第１端を前方として第１の方向に搬送する工程と、前記搬送中に、前記材料ゴム塊の前記第１の方向と直交する第２方向の横断面の面積を前記第１端側から第２端側に向かって微小間隔で連続的に測定する工程と、前記搬送中に、前記材料ゴム塊のうち前記測定手段を通過した測定済部分の合計体積を、前記面積に基づいて計算する工程と、前記搬送中に、前記合計体積と予め定められた体積との差が一定範囲内になったどうかを判定する工程と、前記差が前記一定範囲内になった判定されたときに、当該判定に用いた測定時の横断面である第１断面で前記材料ゴム塊を切断する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の材料ゴム塊の切断装置では、判定手段が設けられているので、材料ゴム塊の全体積を計測することなく、搬送中に、予め定められた体積にて材料ゴム塊を切断することができる。このため、本発明の材料ゴム塊の切断装置では、材料ゴム塊を切断するための時間を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の材料ゴム塊の切断装置の模式的な斜視図である。
【図２】材料ゴム塊の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、本実施形態の材料ゴム塊Ｇの切断装置１（以下、単に「装置１」という場合がある。）の模式的な斜視図である。本実施形態の装置１は、材料ゴム塊Ｇを予め定められた体積Ｖａの複数のゴム片Ｇａに切断するためのものである。この装置１で切断されたゴム片Ｇａは、例えば、他の種類のゴム片とともに、装置１の搬送方向（図１に矢印で示される）の下流側に配されるゴム押出機（図示省略）で混錬され、押し出されて、タイヤ用ゴム材料として利用される。
【００１４】
本実施形態の材料ゴム塊Ｇは、搬送方向の前方となる第１端ｅ１と、搬送方向の後方となる第２端ｅ２とを有し、第１端ｅ１から第２端ｅ２まで横断面積Ａが非一定で形成されている。
【００１５】
本明細書では、材料ゴム塊Ｇの第１端ｅ１の方向（即ち、下流側）を第１の方向Ｘとし、第１の方向Ｘと直交する方向を第２の方向Ｙとし、第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとに直交する方向を第３の方向Ｚとする。第１の方向Ｘは、搬送方向と平行な材料ゴム塊Ｇの長さ方向である。第２の方向Ｙは、搬送方向と直交する材料ゴム塊Ｇの幅方向である。第３の方向Ｚは、搬送方向と直交する材料ゴム塊Ｇの厚さ方向である。
【００１６】
図２は、材料ゴム塊Ｇの斜視図である。図２に示されるように、前記「横断面積Ａ」は、材料ゴム塊Ｇを第２の方向Ｙに沿って厚さ方向に切断した横断面Ｓの面積Ａである。
【００１７】
材料ゴム塊Ｇは、特に限定されるものではないが、例えば、幅ｗ（最大幅）が３００〜８００mm程度、厚さｔ（最大厚さ）が５０〜４００mm程度、長さｈ（最大長さ）が５００〜１０００mm程度の大きさを有している。
【００１８】
図１に示されるように、本実施形態の装置１は、搬送手段２と、測定手段３と、体積計算手段４と、判定手段５と、切断手段６とを含んでいる。
【００１９】
搬送手段２は、本実施形態では、コンベヤ装置２ａとして構成されている。
【００２０】
本実施形態のコンベヤ装置２ａは、搬送方向の上流側に設けられた第１コンベヤ７Ａと、第１コンベヤ７Ａよりも搬送方向の下流側に設けられた第２コンベヤ７Ｂと、第１コンベヤ７Ａと第２コンベヤ７Ｂとの間に配される作業台８とを含んでいる。
【００２１】
第１コンベヤ７Ａ及び第２コンベヤ７Ｂは、本実施形態では、複数のローラ９を含む周知構造のローラコンベヤとして構成されている。第１コンベヤ７Ａ又は第２コンベヤ７Ｂは、ローラコンベヤに代えて、例えば、周知構造のベルトコンベヤ又は球面コンベヤ等が用いられても良い。
【００２２】
本実施形態の第１コンベヤ７Ａ及び第２コンベヤ７Ｂは、それぞれ、材料ゴム塊Ｇを搬送し得る搬送面７ａ、７ｂを有している。各搬送面７ａ、７ｂは、本実施形態では、材料ゴム塊Ｇと接触し得るローラ９の外周面９ａによって形成されている。
【００２３】
各ローラ９は、例えば、電動機１０によって回転駆動制御が可能とされている。電動機１０は、例えば、インバータ等の制御手段（図示省略）によって、ローラ９の回転数、即ち、材料ゴム塊Ｇの搬送速度を可変としうる。これにより、例えば、材料ゴム塊Ｇの大きさに適した搬送速度を選択することができる。
【００２４】
制御手段は、例えば、ローラ９の回転速度やローラ９上の材料ゴム塊Ｇの搬送距離等に対応した電気信号を測定手段３に出力する。
【００２５】
作業台８は、材料ゴム塊Ｇが載せられる水平な上面８ａを有している。上面８ａは、例えば、第１コンベヤ７Ａ及び第２コンベヤ７Ｂの搬送面７ａ、７ｂとほぼ同じ高さに設定されている。これにより、作業台８に供給された材料ゴム塊Ｇは、第１コンベヤ７Ａ及び第２コンベヤ７Ｂに跨ってほぼ水平な状態で置かれる。材料ゴム塊Ｇをスムーズに移動させる（滑る）ために、例えば、作業台８の上面８ａを表面処理してその摩擦係数を少なくすることが望ましい。また、作業台８は、上記作用を発揮させるため、例えば、エアーを上面８ａに吹出すための周知の給気装置（図示省略）を有しても良い。
【００２６】
測定手段３は、材料ゴム塊Ｇの横断面Ｓの面積Ａを第１端ｅ１側から第２端ｅ２側に向かって微小間隔Ｄ（図２に示す）で連続的に測定し、微小間隔Ｄ及び測定した各面積Ａ１、Ａ２…に対応する電気信号を体積計算手段４に出力する。測定手段３は、例えば、搬送手段２から入力された電気信号に基づいて、微小間隔Ｄごとに横断面Ｓの面積Ａを測定する。
【００２７】
図２に示されるように、微小間隔Ｄは、材料ゴム塊Ｇの体積を短時間で計測することと、材料ゴム塊Ｇを予め定められた体積に精度良く切断することを目的として、例えば、１〜１０mmが望ましい。
【００２８】
測定手段３は、本実施形態では、コンベヤ装置２ａの搬送面の上部を横切るように配置されたフレーム１１と、フレーム１１に取り付けられた３Ｄスキャナ１２とを含んでいる。
【００２９】
フレーム１１は、本実施形態では、第２の方向Ｙに沿ってのび、その両端が第１コンベヤ７Ａの幅方向の両側に配された一対のフレーム支持材１３、１３で支持されている。フレーム支持材１３は、例えば、第１コンベヤ７Ａを固定する床面（図示省略）に固着されている。このように、本実施形態の装置１では、第１コンベヤ７Ａ上で材料ゴム塊Ｇの面積Ａが測定される。
【００３０】
３Ｄスキャナ１２は、本実施形態では、材料ゴム塊Ｇとは非接触で、その横断面積Ａを測定し得る。このような３Ｄスキャナ１２としては、例えば、周知なレーザー変位計等が好ましい。レーザー変位計は、材料ゴム塊Ｇの表面にレーザー光を照射して、その反射光を検出することにより、材料ゴム塊Ｇの測定部分の距離を検出する。レーザー変位計を用いることにより、レーザー変位計の測定基準点から材料ゴム塊Ｇの表面までの距離が容易かつ迅速に検出できる。３Ｄスキャナ１２は、例えば、各レーザー変位計で測定された材料ゴム塊Ｇまでの各距離に基づいて、横断面Ｓの面積Ａを計算し得る周知の計算手段（図示省略）を具えている。
【００３１】
レーザー変位計は、本実施形態では、一対のフレーム支持材１３、１３にも設けられている。これにより、本実施形態の測定手段３は、材料ゴム塊Ｇの上方及び両側方の３方向から横断面積Ａを測定するので、横断面積Ａの精度が向上する。
【００３２】
レーザー変位計は、材料ゴム塊Ｇの横断面積Ａを精度良く計測するため、例えば、材料ゴム塊Ｇの厚さ方向（Ｚ方向）及び幅方向（Ｙ方向）に沿って、５〜１５mm程度のピッチで複数設けられるのが望ましい。
【００３３】
３Ｄスキャナ１２は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、一方向からの撮像によって材料ゴム塊Ｇの３次元形状を認識しうる周知構造のものでも良いのは言うまでもない。
【００３４】
体積計算手段４は、本実施形態では、測定手段３から入力された横断面積Ａ、及び、微小間隔Ｄに対応する電気信号に基づいて、搬送中に、材料ゴム塊Ｇのうち測定手段３を通過した測定済部分の合計体積Ｖ１を計算する。体積計算手段４は、本実施形態では、計算された合計体積Ｖ１に対応した電気信号を判定手段５に出力する。
【００３５】
体積計算手段４は、本実施形態では、１回当たりの測定時の材料ゴム塊Ｇの体積ｖ１を、横断面Ｓの面積Ａと、微小間隔Ｄとの積（Ａ×Ｄ）として計算する。そして、例えば、基準となる測定開始位置から測定手段３を通過したｎ回目までの面積と微小間隔との積（Ａ×Ｄ）を累計して合計体積Ｖ１（ｖ１＋…＋ｖｎ）を計算する。
【００３６】
判定手段５は、例えば、予め定められた体積Ｖａが入力されている。判定手段５は、搬送中に、体積計算手段４から入力された電気信号に対応した合計体積Ｖ１と、予め定められた体積Ｖａと、の差（Ｖ１−Ｖａ）が一定範囲内になったどうかを判定する。予め定められた体積Ｖａは、例えば、ゴム片Ｇａの体積の目標値が採用される。
【００３７】
判定手段５は、本実施形態では、前記体積の差（Ｖ１−Ｖａ）が一定範囲内になったと判断した第１断面Ｓａの第１の方向Ｘの距離位置Ｘ１に対応した電気信号を切断手段６に出力する。
【００３８】
なお、判定手段５は、例えば、予め定められた複数の異なる体積Ｖａ、Ｖｂ…が入力されていても良い。これにより、１つの材料ゴム塊Ｇから体積の異なる複数のゴム片を容易に製造することができる。
【００３９】
このような判定手段５、及び、体積計算手段４は、本実施形態では、一つの情報処理ユニットを形成するコンピュータ等の演算処理装置内に収められている。
【００４０】
切断手段６は、判定手段５から入力された電気信号に基づいて、第１断面Ｓａで材料ゴム塊Ｇを切断する。
【００４１】
切断手段６は、本実施形態では、材料ゴム塊Ｇを切断し得る切断刃１４と、切断刃１４を上下動しうる周知構造のシリンダ等からなるアクチュエータ（図示省略）とを含んでいる。
【００４２】
切断刃１４は、本実施形態では、第２の方向Ｙにのびる平板状な所謂ギロチン状に形成されている。なお、切断刃１４は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、搬送方向にのびる回転軸周りに回転する円盤状カッタ（図示省略）でも良い。
【００４３】
切断刃１４が、測定手段３の材料ゴム塊Ｇの搬送方向の下流側に設けられている。本実施形態の切断刃１４は、作業台８上に配されている。これにより、本実施形態では、測定手段３で測定された第１断面Ｓａが、作業台８上まで搬送されて、切断刃１４の下降により切断される。
【００４４】
次に、このような装置１を用いて、材料ゴム塊Ｇを切断するための切断方法が説明される。先ず、材料ゴム塊Ｇが、例えば、３Ｄスキャナ１２よりも搬送方向の上流側に待機されている（図示省略）。次に、ローラ９が電動機１０によって駆動された後、材料ゴム塊Ｇが３Ｄスキャナ１２の下方まで搬送される。
【００４５】
次に、予め定められた微小間隔Ｄ毎に、３Ｄスキャナ１２で各横断面Ｓ１、Ｓ２…の面積Ａ１、Ａ２が連続して測定される。
【００４６】
次に、体積計算手段４及び判定手段５を含むコンピュータを用いて、３Ｄスキャナ１２で測定された面積Ａ及び微小間隔Ｄに基づいて、合計体積Ｖ１と予め定められたゴム片Ｇａの体積Ｖａとの差（Ｖ１−Ｖａ）が一定範囲内にあるか否かが判定される。
【００４７】
合計体積Ｖ１と予め定められた体積Ｖａとの差（Ｖ１−Ｖａ）が一定範囲内と判定された場合、判定に用いた測定時の第１断面Ｓａが切断刃１４の下方まで搬送されると、アクチュエータによって切断刃１４が下降されて材料ゴム塊Ｇが切断される。
【００４８】
このように、本実施形態の装置１は、判定手段５が設けられているので、材料ゴム塊Ｇの全体積を計測することなく、搬送中に、予め定められた体積にて材料ゴム塊Ｇを切断することができる。このため、本発明の装置１を用いた切断方法では、材料ゴム塊Ｇを切断するための時間を削減することができる。
【００４９】
なお、本実施形態の切断方法では、次に、第１断面Ｓａを残余の材料ゴム塊Ｇの第１端ｅ１として、残余の材料ゴム塊Ｇをゴム片Ｇａに切断する上述の切断方法が繰り返される。また、本実施形態の切断方法では、切断された材料ゴム塊Ｇが、予め定められたゴム片Ｇａの体積Ｖａよりも小さな体積となると、次に切断される新しい材料ゴム塊（図示省略）から、予め定められたゴム片Ｇａの体積Ｖａの不足の体積分が追加される。体積計算手段４は、不足の体積分に対応する電気信号を判定手段５に出力する。判定手段５は、前記電気信号に基づいて前記新しい材料ゴム塊の合計体積を判定する。
【００５０】
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。
【符号の説明】
【００５１】
１  装置
２  搬送手段
３  測定手段
４  体積計算手段
５  判定手段
６  切断手段
Ａ  横断面積
Ｇ  材料ゴム塊
Ｇａゴム片
Ｓ  横断面
Ｓａ第１断面
【図１】
2019005812.tif 000003
【図２】
2019005812.tif 000004