(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー材料の細長い本体を支持すると共に所定の切断位置に開口部を有するコンベヤに沿って、該所定の切断位置で、所定の角度で、該細長い本体を所定の長さに切断する装置であって、
前記開口部を通って移動するカッター組立体であって、互いに間隔をおいて設けられかつ該カッター組立体上にピボット運動するように取付けられた２つのアームに、両側の端部で支持された切断ワイヤを含み、各アームは該アームを揺動運動させる揺動取付け部を含むカッター組立体と、
前記アームに接続された駆動手段であって、前記各アームを前記揺動取付け部を中心に揺動させ、それによって前記切断ワイヤを往復動させ前記エラストマー材料の細長い本体にスリットを形成する駆動手段と、
前記スリットを前記所定の切断位置で前記細長い本体を切断しながら延ばすように、前記カッター組立体を該細長い本体を横切って相対的に動かす手段と、
を有し、
前記切断ワイヤの前記各端部は、前記各アームに取付けられ該切断ワイヤと係合するコレットによって固定されており、各コレットは、内側ハウジングと、該内側ハウジング内に支持されたコレット本体と、該内側ハウジングの周囲にねじ止めされ、該コレット本体の前記切断ワイヤとの係合固定を促すつまみナットと、を備え、
前記各コレットは、前記切断ワイヤが前記細長い本体を切断中に弓型に変形したときに該コレットの位置で該切断ワイヤにかかる曲げ応力を軽減するように、前記各アームにピボット運動可能に取付けられている装置。
【請求項２】
前記各コレットは、前記コレット本体が前記内側ハウジング内で回転することを防止し、かつ該コレット本体を該内側ハウジング内に保持するために、該内側ハウジングおよび該コレット本体と係合して設けられたばねピンを有している、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
互いに隣接して設けられた複数の固定組立体であって、該固定組立体の第１の端部と第２の端部との間の位置で支持ピボットに取付けられ、該第１の端部は前記切断位置の近傍で前記細長い本体と係合するようにされた複数の固定組立体と、
選択的に膨張可能な一対のブラッダーであって、前記固定組立体の前記第２の端部は該一対のブラッダーの間を延び、一方の該ブラッダーは膨張させられたときに前記固定組立体を前記細長い本体に向けて回転させ、他方の該ブラッダーは膨張させられたときに前記固定組立体を前記細長い本体から離すように回転させる一対のブラッダーと、
を有する固定装置を備え、
前記第１の端部は、前記細長い本体の外形形状に合致し、該細長い本体を切断しながら動く前記切断ワイヤが通る間隙を形成するようにされている、
請求項２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エラストマー材料を切断する方法及び装置、特に補強本体と後に共に接合される切断端部を有する本体とを有する異なる断面形状のエラストマー材料を切断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エラストマー材料を切断する方法及び装置は公知である。これらの従来の切断技術は、切断ホイール、超音波、はさみタイプ及びギロチン型ナイフを有する。
【発明が解決しようとする課題】
ギロチン型ナイフはやや有効であるが、同様に欠点がある。１つの欠点は、ナイフがエラストマー材料を貫通するとき、エラストマー材料の切断面が変形する傾向があることである。これはエラストマー材料の両端を接合することをさらに困難にする。ギロチン型ナイフの第２の欠点は、刃が切れなくなったときに、またはエラストマー材料の小さい部分が刃に堆積し始めると、切断面の品質が劣化することである。第３の欠点は、刃がタイヤトレッドを３０°未満の角度で切断することができないことである。最後にギロチン型ナイフは、切断で熱を発生する傾向があり、ナイフの温度が上昇し、ある場合には切断場所で未加硫エラストマーを予備加硫する。これは、適切に接合すべき切断縁の能力を低下させる。
【０００３】
本発明のカッタは、変形または予備加硫を起こすことなく３０°未満の角度でトレッドを切断することができる。これは精密に迅速に行われる。またカッタは、切断処理の改良及び装置によって切断されたエラストマー材料の接合面及び接合品質に対する改良を行う。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、エラストマー材料を切断する新しい改良された装置が提供される。
【０００５】
特に、第１及び第２の端部を有するワイヤと、その間にワイヤに張力をかけて固定する第１と第２の固定装置とを具備しているエラストマー材料を切断する装置が提供される。一対のアームは、第１及び第２の固定装置を支持する。このアームはモータ駆動回転軸に取り付けられた偏心器によって駆動されるときに、振動することができるように旋回可能に取り付けられる。横断装置は、ワイヤが振動中にエラストマー材料を通って切断するようにワイヤとエラストマー材料との間に相対運動を形成する。
【０００８】
上記目的を達成するために本発明のエラストマー材料を切断する装置は、エラストマー材料の細長い本体を支持すると共に所定の切断位置に開口部を有するコンベヤに沿った所定の切断位置および角度でエラストマー材料の細長い本体を所定の長さに切断する装置であって、開口部を通って移動する切断組立体であって、該切断組立体上に揺動するように取り付けられ、間隔をおいたアーム上に各端部が支持されている切断ワイヤを含み、各アームは該アームを揺動運動させるための揺動取付部と、アームに接続され、各アームを揺動取付部を中心として揺動させて切断ワイヤを往復動させ、エラストマー材料の細長い本体にスリットを形成する駆動手段を含む切断組立体と、所定の切断位置で細長い本体内を通ってスリットを延ばすために細長い本体を横切って切断組立体を相対的に動かす手段とを有する。
【０００９】
また、本発明のエラストマー材料を切断する装置は、切断ワイヤの各端部が、切断ワイヤに係合する各アームに取り付けられたコレットによって締付けられており、コレットの各々は、コレットを押して切断ワイヤに締付けにより係合させるナット部材を有するものであってもよい。
【００１０】
また、本発明のエラストマー材料を切断する装置は、コレットの各々が、アームの１つに揺動可能に取り付けられているものであってもよい。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明による切断装置の正面図である。本装置は、切断ワイヤ１２を有する切断組立体１０を有する。切断ワイヤ１２は、高張力のスチールから製造されることが好ましく、第１の端部１４と第２の端部１６とを有する。このワイヤ１２は、断面が円形で０．０１インチ（０．０２５４ｃｍ）と０．０５０インチ（０．１２９ｃｍ）との間の直径を有することが好ましい。この実施例の好ましいワイヤ１２は、０．１２９ｃｍの直径を有する。
【００１３】
ワイヤ１２の第１と第２の端部１４，１６は固定装置に固定される。この実施例の好ましい固定装置は、コレット２２，２４である。図３を参照すると、コレット２２の拡大図が示されている。次のコレット２２の説明はコレット２４にも適用することができる。コレット２２は、外側のねじ付き面３２を有する第１の内側の円筒形ハウジング２８を有する。またコレット２２は、第２の外側の円筒形ハウジングまたはつまみナット３８を有し、このつまみナット３８は、第１のハウジング２８の外面のねじに係合するめねじ面４０を有する。つまみナット３８は、第１のハウジング２８に関して回転しワイヤ１２の第１の端部１４をコレット本体４１に固定することができる。
【００１４】
ワイヤ１２には、均一に負荷が適用される。なぜならば、それは常に第１のアーム４２の旋回ピン３０の中央を通過し、それによって作動中にワイヤが曲がりまたはたわむ可能性を無くすか著しく小さくする。さらに、旋回ピン３０は、切断サイクル中にワイヤ１２の曲げ応力を無くす。ワイヤ１２は、エラストマー材料の切断中に弓形に変形される。このような弓形は、正規には固定点で曲げ応力を発生するが、これらの曲げ応力は、旋回ピン３０によって軽減され、ワイヤ寿命が改良される。このワイヤ１２は、コレット２２，２４を通してねじ込むことができ、ワイヤ交換を容易にする。
【００１５】
ワイヤ１２がコレット２２にねじ込まれると、ワイヤ１２をコレット２２の中に固定するためにつまみナット３４が回転される。つまみナット３４の締め付けはワイヤの軸線方向に行われるので、ワイヤ１２は、その処理中にねじれず曲がらない。さらに、コレット本体４１の内端３６は、手で締め付けるつまみナット３８で大きな固定力を発生するように小さい角度で傾斜する傾斜面を有する。
【００１６】
ばねピン４４は、つまみナット３８を締め付けるときに、コレット本体の回転を防止する。これは、ワイヤ１２がねじれ応力を生じることを防止する。またこのばねピン４４は、つまみナット３８をゆるめたときに、コレット本体４１を保持するように作用する。
【００１７】
図３Ａを参照すると、コレット本体４１が端面図で示されている。コレット本体４１の固定部品４５は、ワイヤ１２のほぼ全周にわたって接触する。この３６０°にわたる接触は、２つの部品による固定において見られる標準的な２点接触に比して大きな改良点である。
【００１８】
図１及び図２を参照すると、第２のコレット２４がフレーム５２に旋回可能に取り付けられている第２のアーム４８に対して旋回可能に取り付けられている。また第１のアーム４２は、フレーム５２に旋回可能に取り付けられており、中央連結器５４によって第２のアーム４８に接続されている。
【００１９】
図２を参照すると、ワイヤ１２は傾斜位置で示されており、すなわち、ワイヤ１２は、エラストマー材料を含む平面Ｐ１に関して角度ＷＡを形成するか、またはエラストマー材料を含む平面に平行な平面Ｐ１に関して平行である。角度ＷＡは１０°と８０°の間で変化するが、好ましい角度は２２．５°である。これは、それらの切断角度において制限を受ける従来技術の切断機構に対する改良である。例えば、ここに示した切断装置１０は、未加硫のタイヤを切断するために特に適用可能である。本切断装置で可能な角度の範囲は、タイヤ設計者に対して可能性を広げるものである。
【００２０】
図１，２，及び４を連続して参照すると、アーム４２及び４８は、所定の振動速度でワイヤを振動するように振動される。好ましい実施例において、可変速度モーターの出力軸６４に偏心器６０が固定される。偏心器６０はクランクアーム６２によって第１のアーム４２に旋回可能に接続されている。可変速度モーター６８を調整することができ、それによって軸６４が回転され、その結果、振動速度は分速約２，０００サイクルまで変えることができる。好ましい実施例において、振動速度は、厚さ、切断するエラストマー部材のタイプ、ワイヤ１２の振動速度のようなパラメータに基づいて調整することができる。１つの好ましい組み合わせは、乗用車のタイヤのトレッドを切断するとき、分速１６００サイクルの振動速度と秒速２．２５インチ（５，７２ｃｍ）の移動速度である。
【００２１】
図１及び図２を連続して参照すると、切断組立体１０はワイヤ１２と切断すべきエラストマー材料との間に相対運動を形成する横断装置を有する。好ましい実施例において、横断装置は、可変速度モーター７８によって駆動されるボールねじ７４を有する。フレーム５２は、静止支持体８８に取り付けられたロッド８７に摺動可能に支持されている直線的な軸受８２上に取り付けられ、静止支持体８８に関してフレームの低摩擦運動を行う。
【００２２】
図６を参照すると、切断装置１０は、振動ワイヤ１２によってエラストマー材料が切断されているとき、エラストマー材料のシートを固定する固定組立体９６を有する。エラストマー材料は、図２及び図６に示される平面Ｐ１に配置されており、固定組立体９６は静止支持体８８に取り付けられる。フレーム９８はフレーム端部部材１０４及び１０６の間に並置される関係に固定された複数のクランプ部材１００を有する。部材１００は、例えばタイヤトレッドのような切断すべきエラストマー材料の輪郭に適応するように垂直方向に調整可能である。フレーム９８は、ガイドロッド１０５上に取り付けられており、工場の空気のような圧縮空気源に連通する空気ピストンシリンダ組立体１１０によってエラストマー材料に係合するように、またそれから外れるように垂直方向に可動である。
【００２３】
運転において、図１０及び図１１に示すタイヤトレッド７０のようなエラストマー材料の細長い本体をベルトコンベヤの支持体の平面Ｐ１に配置し、固定組立体９６によって固定する。モーター６８は、中央の連結器５４によって第２のアーム４８に接続されているクランクアーム６２によって第１のアームを振動させ、中央連結器５４は、第２のアームを振動させ、ワイヤ１２を振動させる。次にモーター７８は、エラストマー材料のトレッド７９に係合したモーター７８に隣接した位置から図１に示した左にフレーム５２を移動するように作動する。
【００２４】
ワイヤ１２がトレッド７９のエラストマー材料に係合するときに、それは材料にスリット目を形成する。次に、ワイヤ１２がトレッド７９を通って前進するときに、ワイヤは、均一に前進することができるように材料をわずかな距離だけスリットの前方に進める。接触層のせん断応力の限界に達するまで生じるエラストマー材料のワイヤ１２への接触層の付着によって切断が容易にされる。図１１に示すように、切断接合面８０Ａには、振動するワイヤ１２が平行な溝８１及びリブを表面に形成する処理によって筋が形成される。この表面８０Ａはタイヤトレッド７９の切断端部を接合するためには望ましいものであることが分かっている。事実、部材を横断する切断ワイヤ１２を振動させることによってエラストマー材料のタイヤ部材は、切断接合面８０Ａ及び８０Ｂの間で接合される。これは、良好な接合のために接着剤を必要としない。トレッド７９及び他のタイヤ部品に関しては、切断部分はタイヤ形成機械に環状体を形成するために接合される切断端部を有する。
【００２５】
図１１に示す重ね継ぎ面８０Ａは左から右への方向でトレッド７９を切断することによって形成される。切断ワイヤ１２は、エラストマー材料を移動し、表面をわずかにゆがめる。左から右へ切断される重ね継ぎ面８０Ａは、同じ大きさだけゆがめられることが分かっている。従って、重ね継ぎ面８０Ａ及び８０Ｂは、接合したときに合致し、一致した係合が行われる。
【００２６】
図８及び図９を参照すると、エラストマー材料の２つの部材１２１Ａ及び１２１Ｂを同時に切断することができるように１つのベース１２０に２つの切断組立体１０Ａ，１０Ｂを取り付ける本発明の他の実施例を示す。２つの切断組立体１０Ａ，１０Ｂは、図１乃至図５の実施例に関して前述した部品と同様な部品を有する。
【００２７】
例えば、切断ワイヤ１２Ａ及び１２Ｂは、フレーム５２Ａに旋回可能に取り付けられる振動アーム４２Ａ，４２Ｂ及び４８Ａ及び４８Ｂに取り付けられている。アーム４２Ａ及び４８Ａは、中央連結器５４Ａによって接続されており、アーム４２Ｂ及び４８Ｂは、中央連結器５４Ｂによって接続されている。可変速度モーター６８Ａがボールねじに取り付けられた直線軸受１２４に摺動可能に取り付けられているフレームに取り付けられており、ボールねじは、可変速度モーター１２６Ａによって駆動され、可変速度モーター１２６Ａは、フレーム及び切断ワイヤ１２Ａ及び１２Ｂが切断位置１３０Ａ及び１３０Ｂでタイヤ切断係合するように上下に運動可能なように静止支持体８８Ａに取り付けられている。
【００２８】
連結器５４Ａ及び５４Ｂによって接続されたアーム４２Ａ，４８Ａ及び４２Ｂ，４８Ｂを振動させるモータ６８Ａは１つの切断組立体１０Ａ用の偏心器６０Ａと、他の切断組立体１０Ｂ用の偏心器６０Ａにベルト１３８によって接続されている駆動プーリー１３４を有する。これらの偏心器６０Ａ及び６０Ｂは、モーター６８Ａが回転するときにベルトが駆動して偏心器６０Ａ及び６０Ｂが回転し切断ワイヤを振動させるようにクランクアーム６２Ａ及び６２Ｂによってアーム４８Ａ及び４８Ｂによって接続されている。
【００２９】
ドラム１２８Ａ及び１２８Ｂ上に支持される部材１２１Ａ及び１２１Ｂは、部材を切断する切断部分１３０Ａ及び１３０Ｂに隣接する固定組立体１２９Ａ及び１２９Ｂによって固定される。４つの固定組立体１２９Ａ及び１２９Ｂは、並置する関係で切断部分１３０Ａ及び１３０Ｂの各側に１つづつ使用することができる。各固定組立体１２９Ａ及び１２９Ｂは、ピボット１４２の周りで回転可能な並置した位置で複数の部品１４０を有する。図７に示す部品１４０の各々は、固定端部１４４及び作動端部１４６を有する。作動端部１４６は、膨張可能なブラッダー１４８及び１５０と係合するように配置される。部品１２１Ａ及び１２１Ｂのエラストマー材料は、１つのブラッダー１４８及び１５０を膨張させることによって所定位置１３０Ａ及び１３０Ｂに固定され、それによって各部品１４０をピボット１４２の周りで回転させ、部品に接触する。各部品が回転して接触すると、それらは部品１２１Ａ及び１２１Ｂの断面形状に適合する。他の１つのブラッダー１４８及び１５０は、部品１２１Ａ及び１２１Ｂを切断した後に膨張して切断位置１３０Ａ及び１３０Ｂから離れるように部品１４０を移動させる。
【００３０】
図９及び図１０に示した装置は、切断ワイヤ１２Ａ及び１２Ｂを有し、切断ワイヤ１２Ａ及び１２Ｂは、切断方向に関して鋭角でまた支持面またはドラム面に関して鋭角でワイヤが部材１２７Ａ及び１２７Ｂを通って横断するように配置されている。切断圧力が下方及び前方にある結果、角度切断から生じる切断縁の完全性を維持することができる。
【００３１】
この実施例において、第１の切断ワイヤ１２Ａは、第２の切断ワイヤ１２Ｂから１８０°であるように振動し、組み合わされたユニット１０Ｂにおいて最小限の振動が維持される。
【００３２】
本発明は、好ましい実施例に関して説明した。明細書を読み理解することによって変形及び変更が行われる。このような変更及び変形は特許請求の範囲によってカバーされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一部を破断して示したカッタの切断平面に平行な平面に沿って切断した本発明による装置の正面図。
【図２】図１に示す固定装置の端面拡大図。
【図３】図１及び図２に示す固定装置の部分を断面で示した拡大図。
【図４】図１の４−４線に沿う断面図。
【図５】図１の５−５線に沿う断面図。
【図６】エラストマー材料を固定する積層固定装置の正面図。
【図７】図８及び図９に示すクランプのクランプ部品の側面図。
【図８】本発明の他の実施例の平面図。
【図９】図８の９−９線断面図。
【図１０】接合部分を示すタイヤトレッドの拡大側面図。
【図１１】図１０の１１−１１線に沿う接合断面図。
【符号の説明】
１２  切断ワイヤ
１４  第１の端部
１６  第２の端部
２２，２４  コレット
２８  円筒形ハウジング
３０  ピボットピン
３４，３８  つまみナット
４１  コレット本体
５２  フレーム
５４  中央連結器
６０  偏心器
６８  モータ
７９  トレッド
８７  ロッド
【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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【図１１】
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