特許 5972107 研削装置及びタイヤカットサンプルの研削方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5972107

(24)【登録日】2016年7月22日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】研削装置及びタイヤカットサンプルの研削方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 55/06 20060101AFI20160804BHJP

   B24B 19/22 20060101ALI20160804BHJP

   B24B 47/04 20060101ALI20160804BHJP

   B24B 49/14 20060101ALI20160804BHJP

   B24B 27/00 20060101ALN20160804BHJP

【ＦＩ】

   B24B55/06

   B24B19/22

   B24B47/04

   B24B49/14

   !B24B27/00 G

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-187980(P2012-187980)

(22)【出願日】2012年8月28日

(65)【公開番号】特開2014-42974(P2014-42974A)

(43)【公開日】2014年3月13日

【審査請求日】2015年8月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】512224165

【氏名又は名称】株式会社富士製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100114627

【弁理士】

【氏名又は名称】有吉 修一朗

(74)【代理人】

【識別番号】100085327

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 克彦

(72)【発明者】

【氏名】三浦 晃義

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２３４４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１９２９７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ５５／０６

Ｂ２４Ｂ １９／２２

Ｂ２４Ｂ ４７／０４

Ｂ２４Ｂ ４９／１４

Ｂ２４Ｂ ２７／００

Ｂ２６Ｄ ３／００

Ｂ２９Ｄ ３０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを研削する研削機と、
冷却手段を有し、該冷却手段によりワークの研削屑が発火温度又は粉塵爆発の火種となり得る温度を維持できないように内部を低温で管理する冷却容器と、
を備えており、
前記研削機は、
前記冷却容器の内部又は外に配置されておりワークを保持する保持台と、
該保持台で保持されるワークの研削面を含む外形の三次元座標を検出するワーク検出部と、
前記保持台を動かして前記保持台で保持されたワークの高さ及び水平方向の角度を調節するワーク位置調節部と、
前記保持台で保持されたワークの研削面を、ワークの研削屑が前記冷却容器の内部に落ちるように平滑に研削する研削部と、
ワークの研削位置に合わせて、前記研削部の高さ及び水平方向の位置を調節する研削位置調節部と、
を備えており、
前記ワーク位置調節部及び前記研削位置調節部は、前記ワーク検出部で得られた三次元座標データをもとに、前記保持台及び前記研削部の前記動きを制御する、
研削装置。

【請求項2】

ワークがタイヤカットサンプルであり、
ワーク位置調節部が、保持台で保持されたタイヤカットサンプルの研削される面が水平になるよう前記保持台の傾斜角を調節する傾斜角調節装置を有している、
請求項１記載の研削装置。

【請求項3】

冷却容器の上部又は上方に、該冷却容器の内部に堆積したワークの研削屑が発火したときに前記冷却容器の内部に散水するスプリンクラーを有している、
請求項１又は２の研削装置。

【請求項4】

タイヤカットサンプルの研削作業で発生し、研削時の摩擦熱で高温となって冷却容器の内部に堆積したタイヤカットサンプルの研削屑を、前記冷却容器を冷却手段により冷却することにより、前記研削屑の発火温度又は前記研削屑の粉塵爆発の火種となり得る温度を維持できない低温下において冷却し、前記研削屑による発火又は粉塵爆発を防止するようにした、
タイヤカットサンプルの研削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研削装置及び研削装置における研削屑による発火又は粉塵爆発を防止する方法に関するものである。更に詳しくは、例えばタイヤカットサンプルの切断面を研削する研削装置であって、研削作業で発生した研削屑が摩擦熱で高温となったまま堆積して発火することを防止し、又は研削屑が集塵される際、空気搬送されたときに、研削屑がある一定範囲の混合比で空気と混在することで粉塵爆発が起こることを防止したものに関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤの品質確認等は、タイヤを角度を変えた二箇所の子午線で断面したカットサンプルを観察して行われている。カットサンプルの当初切断時の切断面は、鋸刃の跡等が残ることで表面が粗くなっているので、観察を正確且つ容易に行うためには、表面を平滑に仕上げる必要があった。

【0003】

カットサンプルの切断面を平滑にする作業は、かつては作業者がハンドグラインダー等を使用して行っていた。しかし、特に超大型タイヤのカットサンプルをつくる場合等は、作業者にかかる肉体的負担が極めて大きく、その対策のために近年においてはこの作業を自動化した研削装置が提案されている。このような研削装置としては、例えば特許文献１に記載された「タイヤカットサンプルのバフ装置」がある。

【0004】

前記従来のバフ装置は、水平軸の回りに回転しカット面をバフする回転砥石と、水平面内で回転砥石を所要の速度で移動させるとともに所要の位置で停止させる砥石移動手段と、カットサンプルを固定する固定テーブルとを具えてなり、固定テーブルを所定の方向に傾斜させ、その水平面に対する傾斜角を調整するテーブル傾斜角調整手段を設けてなり、カットサンプルの研削面を水平にして研削する構造とすることで、低コストで自動化が可能であり、特に重荷重車両用タイヤのカットサンプルのバフ装置を提供するというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００３−２４５８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、前記従来のバフ装置等の研削装置には、次のような課題があった。
すなわち、研削装置を使用した研削作業においては、研削作業で発生したタイヤのカットサンプルの研削屑が摩擦熱で高温となったまま装置内又は装置近傍に堆積しやすく、堆積した研削屑が発火して火災が発生するおそれがあった。

【0007】

また、前記研削装置では、研削作業に伴い研削屑が装置内又は装置近傍に飛散するために、研削作業と並行して集塵が行われている。しかし、集塵には、空気による搬送が伴うために、高温の研削屑がある一定範囲の混合比で空気と混在したときに粉塵爆発を起こすおそれもあった。

【0008】

（本発明の目的）
本発明は、例えばタイヤカットサンプルの切断面を研削する研削装置であって、従来のように研削作業で発生した研削屑が摩擦熱で高温となったまま堆積して発火することを防止し、又は研削屑が集塵される際、空気搬送されたときに、研削屑がある一定範囲の混合比で空気と混在することで粉塵爆発が起こることを防止した研削装置及び研削装置における研削屑による発火又は粉塵爆発を防止する方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
（１）本発明は、
ワークを研削する研削機と、
冷却手段を有し、該冷却手段によりワークの研削屑が発火温度又は粉塵爆発の火種となり得る温度を維持できないように内部を低温で管理する冷却容器と、
を備えており、
前記研削機は、
前記冷却容器の内部又は外に配置されておりワークを保持する保持台と、
該保持台で保持されるワークの研削面を含む外形の三次元座標を検出するワーク検出部と、
前記保持台を動かして前記保持台で保持されたワークの高さ及び水平方向の角度を調節するワーク位置調節部と、
前記保持台で保持されたワークの研削面を、ワークの研削屑が前記冷却容器の内部に落ちるように平滑に研削する研削部と、
ワークの研削位置に合わせて、前記研削部の高さ及び水平方向の位置を調節する研削位置調節部と、
を備えており、
前記ワーク位置調節部及び前記研削位置調節部は、前記ワーク検出部で得られた三次元座標データをもとに、前記保持台及び前記研削部の前記動きを制御する、
研削装置である。

【0010】

（２）本発明は、
ワークがタイヤカットサンプルであり、
ワーク位置調節部が、保持台で保持されたタイヤカットサンプルの研削される面が水平になるよう前記保持台の傾斜角を調節する傾斜角調節装置を有している、
前記（１）の研削装置である。

【0011】

（３）本発明は、
冷却容器の上部又は上方に、該冷却容器の内部に堆積したワークの研削屑が発火したときに前記冷却容器の内部に散水するスプリンクラーを有している、
前記（１）又は（２）の研削装置である。

【0012】

（４）本発明は、
ワークの研削作業で発生し、研削時の摩擦熱で高温となって冷却容器の内部に堆積したワークの研削屑を、前記研削屑の発火温度又は粉塵爆発の火種となり得る温度を維持できない低温下において冷却するようにした、
研削装置における研削屑による発火又は粉塵爆発を防止する方法である。

【0013】

座標調節機は、ワークに対する研削機の位置を、研削ができるように縦横方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）及び高さ方向（Ｚ軸方向）の各方向に移動させることにより調節するものである。

【0014】

（作用）
本発明に係る研削装置の作用をワークがタイヤカットサンプルである場合を例に採り説明する。
まず、冷却容器を冷却手段で冷却して、容器内部の温度を、容器内部に堆積するタイヤカットサンプルの研削屑が、研削屑の発火温度又は粉塵爆発の火種となり得る温度を維持できない低温に調節しておく。
表裏二面の切断面が、切断時の鋸の跡が残ったり研削屑や研削粒が付着した状態のままのタイヤカットサンプルを水平状態にある保持台の所要位置に保持する。

【0015】

ワーク検出手段で、タイヤカットサンプルの外形（外表面）を立体的に走査し、外形の三次元座標を検出する。
ワーク検出手段で得られた三次元座標データをもとに、傾斜角調節機を制御して保持台の傾斜角を調節し、タイヤカットサンプルの研削する切断面が水平になるようにし、更に高さ調節機によって保持台を上方向へ動かして、タイヤカットサンプルの研削される切断面の高さを基準高さに揃える。

【0016】

次に、ワーク検出手段で得られた三次元座標データをもとに、回転調節機及び座標調節機を制御して、保持台をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させることにより、タイヤカットサンプルの研削される切断面が研削機で研削可能な範囲内に入るように調節する。
更にワーク検出手段で得られた三次元座標データをもとに、研削範囲を設定し、研削機によりタイヤカットサンプルの切断面を研削する。

【0017】

研削作業で発生したタイヤカットサンプルの研削屑は、摩擦熱で高温となった状態で冷却容器内に落ちて堆積する。堆積した研削屑は、冷却容器内が前記のように低温で管理されていることにより、研削屑の発火温度又は粉塵爆発の火種となり得る温度を維持できないので、堆積した研削屑が発火することを防止できるとともに、研削屑が集塵される際、空気搬送されたときに、研削屑がある一定範囲の混合比で空気と混在することで粉塵爆発が起こることを防止できる。

【0018】

冷却容器の上部又は上方に、該冷却容器の内部に堆積したワークの研削屑が発火したときに前記冷却容器の内部に散水するスプリンクラーを有しているものは、消火機能を有することで、万一発火した際にも火災の発生及び延焼を防止することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、研削作業で発生したワークの研削屑は、摩擦熱で高温となった状態で冷却容器内に落ちて堆積するが、冷却容器が低温で管理されていることにより、研削屑は研削屑の発火温度又は粉塵爆発の火種となり得る温度を維持できない。これにより、堆積した研削屑が発火することを防止できるとともに、研削屑が集塵される際、空気搬送されたときに、研削屑がある一定範囲の混合比で空気と混在することで粉塵爆発が起こることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係るタイヤカットサンプル用バフ機の一実施の形態を示す正面図。

【図2】タイヤカットサンプル用バフ機の平面図。

【図3】タイヤカットサンプル用バフ機の右側面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

〔実施の形態〕

【0022】

本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図１乃至図４を参照する。

【0023】

タイヤカットサンプル用バフ機Ａは、タイヤカットサンプルの切断面を平滑に研削する研削装置である。タイヤカットサンプル用バフ機Ａは、研削機Ｂと冷却容器４を有している。
研削機Ｂは、角管で枠組みされたフレーム１を有している。フレーム１は、正面側が開放された平面視コ字形状の底フレーム１０、同様に正面側が開放された平面視コ字形状の上フレーム１１及び上フレーム１１を支持し底フレーム１０と上フレーム１１をつなぐ複数（合計六本）の支柱フレーム１２を有している。

【0024】

上フレーム１１には、座標調節機２が取り付けられている。座標調節機２は、後記研削ユニット３の三次元座標をＸ軸方向（図２において横方向）に移動させるＸ軸移動装置２０、Ｙ軸方向（図２において縦方向）に移動させるＹ軸移動装置２１及びＺ軸方向（図１、図３において上下（高さ）方向）に移動させるＺ軸移動装置２２を有している。

【0025】

前記Ｙ軸移動装置２１は、前記上フレーム１１の両側（互いに平行な部分）の上面に敷設されている案内レール２１０、２１１と、案内レール２１０、２１１間に架け渡して載置され、案内レール２１０、２１１に沿って移動できる移動体２１２及びモーター２１３で駆動され移動体２１２を移動させるボールネジ２１４を有している。

【0026】

前記Ｘ軸移動装置２０は、前記移動体２１２の上面に敷設されている案内レール２００、２０１と、案内レール２００、２０１に沿って移動できる移動体２０２及びモーター２０３で駆動され移動体２０２を移動させるボールネジ２０４を有している。移動体２０２には、後記昇降体２２１を上下に貫通した状態で移動させるための貫通口がほぼ全長にわたり形成されている。

【0027】

前記Ｚ軸移動装置２２は、前記移動体２０２にガイド２２０に沿って鉛直方向に昇降できるよう取り付けられている昇降体２２１及びモーター２２２で駆動され昇降体２２１を移動させるボールネジ２２３を有している。また、昇降体２２１の下端には、研削部である研削ユニット３が取り付けられている。

【0028】

研削ユニット３は、平面視において前記移動体２０２の方向と直角方向へ形成された躯体３０の先端（図２で下端、図３で左端）に配置してあるグラインダー３１及びグラインダー３１を駆動するモーター３２を有している。グラインダー３１は、平面研削用であり、回転軸の方向と砥石面の下端の方向が水平である。また、躯体３０は、モーター３２寄りの下面にワーク検出手段であるレーザー変位計３３を有している。

【0029】

前記フレーム１の内側且つ研削ユニット３の下方側には、冷却容器４が配置されている。
冷却容器４は、長方形状の底面板４０を有している。底面板４０の長手方向の両端辺部には、同じく長方形状の側面板４１、４２が直角に固定され、底面板４０の背面側の端辺部には、背面側を塞ぐように背面板４３が固定されている。つまり、冷却容器４は、正面側と上面側が開放されている、四面からなる容器である。

【0030】

冷却容器４の底面板４０、両側面板４１、４２及び背面板４３のそれぞれの内部には、冷媒を通す冷媒管４４が蛇行するように且つ各板の冷媒管４４が全体につながるように配管されている。冷媒管４４は、図示していない冷凍機に接続されており、冷凍機によって冷媒管４４内を冷媒が循環するようにしてある。これにより、冷却容器４の内部空間の温度を所要の低い温度で管理することができる。

【0031】

冷却容器４の内部空間には、回転調節機５が配置されている。回転調節機５は底盤５０を有し、底盤５０を冷却容器４の底面板４０の上面に固定して配置されている。回転調節機５は、底盤５０上で回転装置５１を介し回転調節されるターンテーブル５２を有している。ターンテーブル５２の上には、傾斜角調節機５３が取り付けられている。

【0032】

傾斜角調節機５３は、可動部（符号省略）の上部に取り付けられた保持台５４を有している。保持台５４は、傾斜角調節機５３により水平方向に対する傾斜角度の調節ができるようになっている。なお、保持台５４の高さは、高さ調節機５５によって、傾斜角度を維持したまま調節できるようになっている。保持台５４は、通常は冷却容器４の上端より低い位置、すなわち冷却容器４内で研削作業ができる高さに設定される（図１、図３参照）。

【0033】

また、タイヤカットサンプル用バフ機Ａは、スプリンクラー６を備えている。スプリンクラー６は、上フレーム１１の左右の下面側の二箇所に取り付けられている。なお、スプリンクラー６は、冷却容器４の上部に取り付けることもできるし、タイヤカットサンプル用バフ機Ａが設置される施設の天井等に取り付けることもできる。

【0034】

前記回転調節機５、傾斜角調節機５３、高さ調節機５５、レーザー変位計３３及び座標調節機２は、ワークであるタイヤカットサンプル７の表面を研削ユニット３のグラインダー３１で研削できるよう制御される。

【0035】

（作用）
本実施の形態に係るタイヤカットサンプル用バフ機Ａの作用を説明する。
（１）まず、冷却容器４を冷却して、冷却容器４の内部の温度をタイヤカットサンプル７の研削屑が冷却容器４の内部に堆積したときにも、研削屑の発火温度又は粉塵爆発の火種となり得る温度を維持できない低温に調節しておく。

【0036】

（２）タイヤカットサンプル７を用意する。この時点でのタイヤカットサンプル７は、表裏二面の切断面（図３では上下の面）が、切断時の鋸やカッターの跡が残ったり研削屑や研削粒が付着した状態である。この状態のタイヤカットサンプル７を水平状態にある保持台５４の所要位置に保持する。このとき、タイヤカットサンプル７の上面（研削される切断面）は、下面を保持台５４に載せているので、一方側（図３で右側）が下がるように傾斜している。

【0037】

（３）座標調節機２を制御し、レーザー変位計３３でタイヤカットサンプル７の外形（外表面）を立体的に走査し、外形の三次元座標を検出してデータを得る。この三次元座標データをもとに、傾斜角調節機５３を制御して保持台５４の傾斜角を調節し、タイヤカットサンプル７の上面側の研削面が水平になるようにし、更に、高さ調節機５５によって保持台５４を上方向へ動かして、タイヤカットサンプル７の研削面（水平となった面）の高さを基準高さに揃える。

【0038】

（４）次に、三次元座標データをもとに、回転調節機５及び座標調節機２を制御して、保持台５４をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させることにより、タイヤカットサンプル７の研削面が研削ユニット３のグラインダー３１で研削可能な範囲内に入るように調節する。更に三次元座標データをもとに、研削範囲を設定し、研削ユニット３によりタイヤカットサンプル７の研削面を研削する。

【0039】

（５）研削作業で発生したタイヤカットサンプル７の研削屑は、摩擦熱で高温となった状態で冷却容器４内に落ちて堆積する。堆積した研削屑は、冷却容器４内が低温で管理されていることにより、研削屑の発火温度又は粉塵爆発の火種となり得る温度を維持できないので、堆積した研削屑が発火することを防止できるとともに、研削屑が集塵される際、空気搬送されたときに、研削屑がある一定範囲の混合比で空気と混在することで粉塵爆発が起こることを防止できる。

【0040】

（６）また、タイヤカットサンプル用バフ機Ａは、冷却容器４内又は冷却容器４内又は冷却容器４近傍に堆積した研削屑が発火して炎や煙が生じたときには、スプリンクラー６がその炎又は煙を検知し、散水する。このように、消火機能を有することで、万一発火した際にも火災の発生及び延焼を防止することができる。

【0041】

なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形が可能であるということは言うまでもない。

【符号の説明】

【0042】

Ａ タイヤカットサンプル用バフ機
Ｂ 研削機
１ フレーム
１０ 底フレーム
１１ 上フレーム
１２ 支柱フレーム
２ 座標調節機
２０ Ｘ軸移動装置
２００、２０１ 案内レール
２０２ 移動体
２０３ モーター
２０４ ボールネジ
２１ Ｙ軸移動装置
２１０、２１１ 案内レール
２１２ 移動体
２１３ モーター
２１４ ボールネジ
２２ Ｚ軸移動装置
２２０ ガイド
２２１ 昇降体
２２２ モーター
２２３ ボールネジ
３ 研削ユニット
３０ 躯体
３１ グラインダー
３２ モーター
３３ レーザー変位計
４ 冷却容器
４０ 底面板
４１、４２ 側面板
４３ 背面板
４４ 冷媒管
５ 回転調節機
５０ 底盤
５１ 回転装置
５２ ターンテーブル
５３ 傾斜角調節機
５４ 保持台
５５ 高さ調節機
６ スプリンクラー
７ タイヤカットサンプル

【図1】

【図2】

【図3】