(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレット状のドライアイスとエアの噴射手段として、直進噴射の第１ノズルと曲進噴射の第２ノズルを選択的に切り替えまたは交換可能に構成したタイヤ用金型の清掃装置であって、
全体的に方形状のフレームにより構成され、金型受台上に設置される固定フレームと、該固定フレームに昇降可能に設けられた昇降フレームとからなる機体フレームと、
前記昇降フレームに上下反転可能に設けられた反転フレームと、
前記反転フレームに回転可能に設けられた旋回フレームと、
前記旋回フレームに首振り可能に設けられた首振りブロックと、
前記首振りブロックに摺動可能に設けられたシフトブロックと、
前記シフトブロックに所定の摺動方向間隔で取り付けられ、該シフトブロックの摺動により前記首振りブロックの摺動面に開口する同軸状の流路部に連通するように位置合わせされる前記第１ノズルおよび前記第２ノズルと、
前記旋回フレームの回転軸の中心部を通して前記首振りブロックの流路部に連通するように設けられたペレット状のドライアイスとエアの供給手段と、
を備えたことを特徴とするタイヤ用金型の清掃装置。
【請求項２】
ペレット状のドライアイスとエアの噴射手段として、直進噴射の第１ノズルと曲進噴射の第２ノズルを選択的に切り替えまたは交換可能に構成したタイヤ用金型の清掃装置であって、
全体的に方形状のフレームにより構成され、前記金型受台上に設置される固定フレームと、該固定フレームに昇降可能に設けられた昇降フレームとからなる機体フレームと、
前記昇降フレームに上下反転可能に設けられた反転フレームと、
前記反転フレームに回転可能に設けられた旋回フレームと、
前記旋回フレームに首振り可能に設けられた首振りブロックと、
前記首振りブロックに即脱着可能に取り付けられた前記第１ノズルまたは前記第２ノズルと、
前記旋回フレームの回転軸の中心部を通して前記首振りブロックのノズル取付面に開口する同軸状の流路部に連通するように設けられたペレット状のドライアイスとエアの供給手段と、
を備えたことを特徴とするタイヤ用金型の清掃装置。
【請求項３】
前記旋回フレームは、回転中心からの半径が調節可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のタイヤ用金型の清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車用タイヤを製造する金型の清掃装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用タイヤの金型は、ゴム材料の加硫成形により金型に付着したゴム片を定期的に何らかの方法で除去して金型成形面を清掃する必要がある。
従来のタイヤ用金型の清掃方法には以下のようなものが知られているが、それぞれ問題点が多く実用的でなかった。
【０００３】
（１）ガラス玉またはプラスチック玉のショットによる清掃方法
これは、ガラス玉またはプラスチック玉を金型成形面に噴射して清掃する方法であるが、この方法には次のような問題点がある。
１）まず、ガラス玉やプラスチック玉を回収しなければならず、研掃材の回収装置が必要となる。
２）ガラス玉やプラスチック玉が破損、飛散するので、集塵装置が必要となる。
３）ガラス玉やプラスチック玉の破片が金型の気孔穴に入りこれを塞ぐ。
（タイヤ用金型には加硫成型時にエア、スチームが停留して形状不良部が発生しないようφ０．６〜１．５ｍｍの穴が約２０００個あけられている。）
４）作業性が悪く、また死角位置も発生するため、オンラインでの清掃に適しない。
５）オンラインでの清掃作業は、上金型を上昇させた位置に止めておき、その下方に作業者が入り込んで行わなければならないので危険である。
【０００４】
（２）レーザ、プラズマ等を利用する方法
これには、ハロゲンガスを用いるもの（特開平８−２４４０４１号）、プラズマを用いるもの（特開平８−２９４９２１号）、マイクロ波を用いるもの（特開平９−２１６２３５号）などがある。しかし、いずれも装置が高価となり、しかも金型を取り外して製造ライン外に運搬してから清掃しなければならず、能率が非常に悪い。また、清掃完了後、４〜５時間の予熱が必要となることも問題である。
【０００５】
（３）ロボットによる清掃方法
これは、汎用ロボットを用い、研掃材にドライアイスを用いて清掃する方法であるが、金型ごとにロボットへのティーチングが必要であり、またロボットハンドが金型に干渉して死角が発生するなどの不具合がある。また、コスト的にも割高であり、製造ラインに常設できないことからロボットを対象金型の場所に運搬して据え付けなければならず、能率が非常に悪い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、オンラインで使用することができ、研掃材の回収装置や集塵装置が不要で、作業性がよく、またコスト的にも安価で、安全性の高い、タイヤ用金型の清掃装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るタイヤ用金型の清掃装置は、ペレット状のドライアイスとエアの噴射手段として、直進噴射の第１ノズルと曲進噴射の第２ノズルを選択的に切り替えまたは交換可能に構成したタイヤ用金型の清掃装置であって、
全体的に方形状のフレームにより構成され、金型受台上に設置される固定フレームと、該固定フレームに昇降可能に設けられた昇降フレームとからなる機体フレームと、
前記昇降フレームに上下反転可能に設けられた反転フレームと、
前記反転フレームに回転可能に設けられた旋回フレームと、
前記旋回フレームに首振り可能に設けられた首振りブロックと、
前記首振りブロックに摺動可能に設けられたシフトブロックと、
前記シフトブロックに所定の摺動方向間隔で取り付けられ、該シフトブロックの摺動により前記首振りブロックの摺動面に開口する同軸状の流路部に連通するように位置合わせされる前記第１ノズルおよび前記第２ノズルと、
前記旋回フレームの回転軸の中心部を通して前記首振りブロックの流路部に連通するように設けられたペレット状のドライアイスとエアの供給手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明に係るタイヤ用金型の清掃装置は、ペレット状のドライアイスとエアの噴射手段として、直進噴射の第１ノズルと曲進噴射の第２ノズルを選択的に切り替えまたは交換可能に構成したタイヤ用金型の清掃装置であって、
全体的に方形状のフレームにより構成され、前記金型受台上に設置される固定フレームと、該固定フレームに昇降可能に設けられた昇降フレームとからなる機体フレームと、
前記昇降フレームに上下反転可能に設けられた反転フレームと、
前記反転フレームに回転可能に設けられた旋回フレームと、
前記旋回フレームに首振り可能に設けられた首振りブロックと、
前記首振りブロックに即脱着可能に取り付けられた前記第１ノズルまたは前記第２ノズルと、
前記旋回フレームの回転軸の中心部を通して前記首振りブロックのノズル取付面に開口する同軸状の流路部に連通するように設けられたペレット状のドライアイスとエアの供給手段とを備えたことを特徴とする。
また、前記旋回フレームは、回転中心からの半径が調節可能に構成される。
【０００９】
本発明においては、研掃材としてペレット状のドライアイスを使用する。これをエアとともに噴射させてタイヤ用金型の成形面を清掃する。ドライアイスは噴射後気化して二酸化炭素となり、回収する必要がない。また、噴射によって発生する粉塵も微量であり、集塵を必要としない。
タイヤ用金型の下金型および上金型を清掃する場合には直進噴射の第１ノズルを使用し、踏み面金型を清掃する場合には曲進噴射の第２ノズルを使用する。第１ノズルと第２ノズルを使い分けするため、第１および第２ノズルを選択的に切り替えまたは交換可能に構成する。具体的には、第１および第２ノズルを取り付けたシフトブロックをスライドさせることにより流路を切り替えるか、または即脱着手段により第１ノズルと第２ノズルを即座に交換する。
第１および第２ノズルは、ノズル先端を金型成形面に指向させるべく上向きもしくは下向きに反転した後旋回させる。金型成形面の湾曲部やコーナー部に対しては首振り手段によりノズル先端を傾けて、あるいはスイングさせながら清掃する。また、踏み面金型の成形面の垂直部に対しては第２ノズルを昇降させながら清掃する。
以上の各手段を備えた機体フレームはフォークリフト等により運搬可能となっており、かつ金型受台上に安定的に設置される。したがって、タイヤの製造ラインに直接本装置を持ち込むことができ、清掃対象の金型を安全に能率的に清掃することができる。さらに、コスト的にも安価にできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のタイヤ用金型の清掃装置の平面図、図２は上金型清掃時の状態を一部断面で示す側面図、図３は下金型清掃時の状態を示す側面図、図４は踏み面金型清掃時の状態を示す側面図、図５はノズル機構の断面正面図、図６はその断面側面図、図７はノズル首振り機構の平面図、図８は図７のＡ−Ａ線矢視図である。
タイヤ用金型は、下金型１と、上金型２および踏み面金型３の３つの部分からなり、金型開放時、図示しない開閉機構により、上金型２および踏み面金型３は一体となって上方位置に上昇せしめられる。下金型１には金型受台４が設けられている。
【００１１】
本装置の機体フレーム１０は、固定フレーム１１と、これに昇降リンク機構１３を介して連結された昇降フレーム１２からなり、昇降フレーム１２はＸ状にリンク結合（一端はローラ支持となっている）された１対の昇降リンク機構１３により支持され、昇降リンク機構１３と固定フレーム１１を連結した昇降用シリンダ１４によって水平姿勢を保ったままで昇降するようになっている。
固定フレーム１１には円筒状の金型受台４の円周面に係合する複数の位置決め用ジグ１５が取り付けてあり、このジグ１５は金型のサイズに合わせて調節できるように取付板１６の長穴１７で調節して取り付けられる。
固定フレーム１１および昇降フレーム１２はほぼ同形の方形状に形成されており、上部の昇降フレーム１２には、例えばフォークリフトの爪が挿入されるフック１８が設けられている。
【００１２】
本装置のノズル反転機構２０は、昇降フレーム１２上に両端を軸支され、反転用モータ２２により上下１８０゜に反転する反転フレーム２１から構成されている。反転フレーム２１はできるだけ高さを低くするため昇降フレーム１２内で反転するように長方形の枠体で構成されており、この枠体に設けた一方の軸２３を反転用モータ２２の減速機（ウォームギア減速機）２４に連結し、他方の軸２５を軸受２６により軸支している。なお、ここではノズル反転機構２０は自動で反転するように構成しているが、ウォームギアボックスに手動ハンドルを設けて一方の軸２３を手動で回転するようにしてもよい。
【００１３】
本装置のノズル旋回機構３０は、反転フレーム２１に回転自在に軸支された旋回フレーム３１と、旋回フレーム３１をギア機構３３を介して回転させる旋回用モータ３２とから構成されている。長方形状の旋回フレーム３１の一辺部を構成する回転ヘッド３４の回転軸３５を反転フレーム２１に軸支するとともに、反転フレーム２１に取り付けた旋回用モータ３２によりギア機構３３を介して回転軸３５を回転する。回転軸３５はほぼ金型中心に位置するように設けられている。回転ヘッド３４には旋回フレーム３１の側辺部を構成する１対のスライド板３６が長穴３７を介して調節可能に取り付けられ、金型のサイズに合わせてノズルの旋回半径を調節するようになっている。これらスライド板３６の先端部には回転ヘッド３４に対向する他の辺部を構成するように後述する首振りブロック５１が軸支されている。
【００１４】
回転ヘッド３４および回転軸３５の内部は同軸状の二重管構造の流路４１、４２となっており、内側の流路４１はペレット状のドライアイス（例えば、外径３ｍｍ×長さ５〜１０ｍｍ程度のペレットが使用される。また、スタッドレスタイヤ用金型には０．４ｍｍの球状ドライアイスペレットが使用される。）の通路、外側の流路４２はエアの通路となっている。
内側流路４１の軸端側には二重管路式のロータリージョイント４３を介してドライアイス供給ホース４４が、他方のヘッド側には分岐ジョイント４５を介してノズルに通じるドライアイス用中間ホース４６がそれぞれ接続されている。
また、外側流路４２の軸端側には上記ロータリージョイント４３を介してエア供給ホース４７が、ヘッド側には上記分岐ジョイント４５を介してノズルに通じるエア用中間ホース４８がそれぞれ接続されている。もちろん、各供給ホース４４、４７の基端はそれぞれ図示しないドライアイス供給源、エア供給源に接続されている。以上がノズルへのドライアイスとエアの研掃材供給機構４０の主な構成である。
【００１５】
首振りブロック５１は両端の中空軸５２によりスライド板３６の先端部に回転自在に軸支されている。この首振りブロック５１の内部には、両端の中空軸５２からそれぞれ水平に延び、中央部において垂直な同軸状の流路部５３となって摺動面に開口する小径の流路５４と大径の流路５５が設けられている。５６は流路５４に連通し流路５５に同軸に設けられた内管である。そして、上記ドライアイス用中間ホース４６はロータリジョイント５８ａを介して流路５４に連通接続し、エア用中間ホース４８はロータリージョイント５８ｂを介して流路５５に連通接続している。ここに述べた流路５４、５５、内管５６、ロータリージョイント５８ａ、５８ｂも上記研掃材供給機構４０の一部を構成するものである。
【００１６】
首振りブロック５１には、ノズルのシフト機構６０として、シフトブロック６１が押さえ金物６２により摺動自在に設けられ、首振りブロック５１に設けたシリンダ６３によりシフトブロック６１を図５において左右にシフトさせるようになっている。
【００１７】
本装置のノズル機構７０は、研掃材のドライアイスを上または下方向に直進させて噴射する第１ノズル７１と、水平方向に曲進させて噴射する第２ノズル７２とからなっている。これらの第１ノズル７１、第２ノズル７２はシフトブロック６１に所定の間隔をおいてシフトブロック６１を貫通するように立設されており、図５では直進噴射の第１ノズル７１が首振りブロック５１の摺動面に開口する垂直な同軸状の流路部５３に連通するように位置合わせされている。第１ノズル７１および第２ノズル７２には、いずれも内部にドライアイス用のエジェクタ７３、７４が設けられている。上記のシリンダ６３によりシフトブロック６１を引くと、曲進噴射の第２ノズル７２の方に流路が切り替えられる。
【００１８】
本装置のノズル首振り機構５０は、首振りブロック５１とスライド板３６に取り付けた首振り用モータ５７とを回転アーム５９ａおよびリンク５９ｂからなるリンク機構５９により連結してなるもので、この首振り機構５０により、首振りブロック５１を両端の中空軸５２を中心に回動もしくは揺動させることができるので、首振りブロック５１上のシフトブロック６１に取り付けられた第１および第２ノズル７１、７２のノズル先端を所定の角度で傾け、あるいはスイングさせることができる。実施例では、ノズルの傾き角度は、金型のサイズにもよるが、ノズル中心から１０゜〜１５゜としている。なお、タイヤ用金型が小径サイズの場合、ノズル首振り角度が１０゜以下と小さくてすむため、ロータリージョイント５８ａおよび５８ｂに代えて、単なるエルボを使用することで、構成寸法をコンパクトに、またコスト低減を図ることができる。
【００１９】
この実施の形態に係る清掃装置は上記のように構成されており、次にその動作を説明する。
【００２０】
（１）下金型を清掃する場合（図３参照）
この場合には、直進噴射の第１ノズル７１を使用する。まず、フォークリフトにより本装置を、製造ラインにおける清掃対象の金型まで運搬し、上下に開いている下金型１と上金型２の間に挿入し、固定フレーム１１の位置決め用ジグ１５で金型受台４に位置決めし装着する。この位置決めはあまり正確さを必要としない。本装置が安定的に金型受台４上に水平に設置できればよい。これによって、旋回フレーム３１の回転中心が金型中心にほぼ一致せしめられる。なお、位置決め用ジグ１５は予め金型のサイズに合わせて取付板１６の長穴１７により調節しておく。また、第１ノズル７１の旋回半径も旋回フレーム３１のスライド板３６を長穴３７にて調節しておく。
【００２１】
フォークリフトを離脱後、第１ノズル７１の位置をシフトブロック６１をシリンダ６３により摺動させることにより首振りブロック５１の摺動面に開口する同軸状の流路部５３に位置合わせする。さらに、第１ノズル７１をノズル反転機構２０により下向きに向ける。これは、反転フレーム２１を手動もしくは反転用モータ２２により１８０゜回転させることで反転させることができる（もちろん最初から下向きになっていれば、この操作は不要である）。
この第１ノズル７１よりドライアイス供給ホース４４およびエア供給ホース４７を通じてペレット状のドライアイスを噴射させると同時に、旋回フレーム３１を旋回させて下金型１の成形面５を清掃する。このとき、下金型１の成形面５はある幅を持った湾曲面となっているので、ノズル首振り機構５０を利用して第１ノズル７１の傾き角度を変え、下金型成形面５の中央部、内周部、外周部を３段階に分けて清掃する。もちろん首振り機構５０により第１ノズル７１をスイングさせながら旋回させてもよい。
第１ノズル７１は下金型１の中心上で回転するので、第１ノズル７１より噴射されたドライアイスにより下金型成形面５を隅々まで清浄に清掃することができる。
【００２２】
（２）上金型を清掃する場合（図２参照）
この場合にも直進噴射の第１ノズル７１を使用する。上金型２を図２に示すように水平にセットした後、第１ノズル７１をノズル反転機構２０により上向きに反転させてから上記（１）と同様の操作を行えばよい。これによって、上金型成形面６の清掃を同様に行うことができる。
【００２３】
（３）踏み面金型を清掃する場合（図４参照）
この場合には、曲進噴射の第２ノズル７２を使用する。そのため、ノズルシフト機構６０により第２ノズル７２の位置を首振りブロック５１の摺動面に開口する同軸状の流路部５３に位置合わせする。これによって、第２ノズル７２の方に流路が切り替わり、第１ノズル７１への流路は閉止される。踏み面金型３は、図４に示すようにコ字状断面の成形面７となっているので、その垂直部の清掃は第２ノズル７２を昇降フレーム１２および昇降リンク機構１３により昇降させながら旋回させることにより行い、コーナー部の清掃は首振り機構５０により第２ノズル７２の傾き角度を変えて、もしくはノズル先端をスイングさせながら旋回させることにより行う。このようにして、踏み面金型成形面７を隅々まで清浄に清掃することができる。
【００２４】
上記の実施の形態では第１および第２ノズル７１、７２の選択的流路切り替え手段としてノズルシフト機構６０の例を示したが、第１ノズル７１と第２ノズル７２の交換手段の一例を図９、図１０に示す。
ここでは、ノズルの即脱着機構８０として一般的な止め金機構を用いている。すなわち、接続リング８１を２分割してその一端同士をヒンジ８２で結合し、一方の他端には止め金リング８３を設けたレバー８４の先端をピン結合し、他方の接続リング他端には止め金リング８３の先端を引っかける係合突起８５を設けたものである。接続リング８１の内面はテーパ面となっており、第１ノズル７１および第２ノズル７２の取付端部に設けたテーパフランジ７５と首振りブロック５１の取付面に設けたテーパフランジ７６とを接続リング８１で締め付け固定するようになっている。止め金リング８３の先端を係合突起８５に引っかけ、レバー８４を引き倒せば、接続リング８１は締め付け固定され、これによって首振りブロック５１に第１ノズル７１または第２ノズル７２を取り付けることができる。また、レバー８４を引き起こせば、接続リング８１が開放するため、第１または第２ノズル７１、７２を直ちに取り外すことができ、ノズル交換を即座に行うことができる。したがって、ノズル交換作業が容易で、かつ安全性が高い。
このような即脱着機構８０にはラチェットによるノズルの半回転程度の回転操作によるものも利用することができる。
【００２５】
本発明においては、その要旨を変更しない限り各手段の設計変更が可能であることはいうまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏する。
（１）ペレット状のドライアイスを噴射させて金型を清掃するので、研掃材の回収装置や集塵装置が不要で設備費を大幅に低減できる。
（２）下金型および上金型に対しては直進噴射の第１ノズルを、踏み面金型に対しては曲進噴射の第２ノズルを選択的に切り替えまたは交換可能に構成したので、操作性が良く、安全で、しかも清掃作業を能率的に行うことができる。
（３）第１および第２ノズルの上下反転手段、旋回手段、首振り手段、および昇降手段を備えているので、金型成形面の各部分を短時間に隅々まで清浄に清掃することができる。
（４）本装置はフォークリフト等により簡単に運搬可能なため、オンラインで金型の清掃ができ、かつ不使用のときには直ちに撤去することができるので便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ用金型清掃装置の平面図である。
【図２】上金型清掃時の状態を一部断面で示す側面図である。
【図３】下金型清掃時の状態を示す側面図である。
【図４】踏み面金型清掃時の状態を示す側面図である。
【図５】ノズル機構の断面正面図である。
【図６】図５の断面側面図である。
【図７】ノズル首振り機構の平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線矢視図である。
【図９】ノズルの即脱着機構を示す断面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１  下金型
２  上金型
３  踏み面金型
４  金型受台
５  下金型成形面
６  上金型成形面
７  踏み面金型成形面
１０  機体フレーム
１１  固定フレーム
１２  昇降フレーム
１３  昇降リンク機構
１４  昇降用シリンダ
２０  ノズル反転機構
２１  反転フレーム
２２  反転用モータ
３０  ノズル旋回機構
３１  旋回フレーム
３２  旋回用モータ
３３  ギヤ機構
３５  回転軸
４０  研掃材供給機構
４１  ドライアイス用流路
４２  エア用流路
４４  ドライアイス供給ホース
４７  エア供給ホース
５０  ノズル首振り機構
５１  首振りブロック
５３  同軸状流路部
６０  ノズルシフト機構
６１  シフトブロック
６３  シリンダ
７０  ノズル機構
７１  第１ノズル
７２  第２ノズル
８０  即脱着機構
８１  接続リング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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