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技術 ゴム押出装置

出願人 横浜ゴム株式会社
発明者 三原櫻子
出願日 2015年11月18日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2015-225322
公開日 2017年6月1日 (3年5ヶ月経過) 公開番号 2017-094493
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等の押出成形
主要キーワード スクリューモータ 搬送コンベヤ装置 バンクセンサ バンク量 帯状ゴム材料 バンク高さ 帯状ゴム 裁断機構
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年6月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

予め設定した押出量で生産性よく安定してゴム押出物押し出すことができるゴム押出装置を提供する。

解決手段

バンク量センサ9が検知したホッパ部7におけるゴム材料R2のバンク量と、圧力センサ10が検知したシリンダ2a内の圧力に基づいて、制御部8によりスクリュー4の回転数と、供給機構11がホッパ部7に供給するゴム材料R2の供給量との少なくとも一方を制御することにより、ホッパ部7を通じてシリンダ2aの内部に投入されたゴム材料R2をスクリュー4よって混練して、予め設定された所定の押出量Qでヘッド3からゴム押出物Rとして押し出す。

概要

背景

イヤ等のゴム製品を製造する際には、ゴム押出機によって未加硫ゴム押出す押出し工程がある。この押出し工程では、未加硫ゴムはゴム押出機に取り付けられたダイス押出口から押し出されることにより、所定形状に型付けされたゴム押出物となる。ここで、押出量が安定しなければ、所定形状に型付けされたゴム押出物を生産性よく得ることができない。

ゴム材料ではないが、樹脂材料の押出量を安定させる方法が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1で提案されている方法では、押出機スクリューモータ電流値を検知して、この検知した電流値に基づいて樹脂材料の押出機への供給量を制御する。

しかしながら、未加硫のゴム材料を押し出す場合には、押出機のスクリューモータの電流値を検知するだけでは押出量を精度よく把握することができない。予め設定した押出量で精度よくゴム押出物を押し出すには、ゴム押出機のシリンダ内圧を把握する必要がある。したがって、従来の樹脂押出方法を単純に利用するだけでは、予め設定した押出量で安定して生産性よくゴム押出物を押し出すことができない。

概要

予め設定した押出量で生産性よく安定してゴム押出物を押し出すことができるゴム押出装置を提供する。バンク量センサ9が検知したホッパ部7におけるゴム材料R2のバンク量と、圧力センサ10が検知したシリンダ2a内の圧力に基づいて、制御部8によりスクリュー4の回転数と、供給機構11がホッパ部7に供給するゴム材料R2の供給量との少なくとも一方を制御することにより、ホッパ部7を通じてシリンダ2aの内部に投入されたゴム材料R2をスクリュー4よって混練して、予め設定された所定の押出量Qでヘッド3からゴム押出物Rとして押し出す。

目的

本発明の目的は、予め設定した押出量で生産性よく安定してゴム押出物を押し出すことができるゴム押出装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

筒状のシリンダ内スクリューを有し、前記シリンダの先端にヘッドを有し、前記シリンダの内部に連通するホッパ部を有するゴム押出機と、このゴム押出機にゴム材料を供給する供給機構とを備えて、前記ゴム材料が前記ホッパ部を通じて前記シリンダの内部に投入されて、この投入されたゴム材料を前記スクリューよって混練してゴム押出物として前記ヘッドから押し出す構成にしたゴム押出装置において、前記ホッパ部における前記ゴム材料のバンク量を検知するバンク量センサと、前記シリンダ内の圧力を検知する圧力センサと、前記バンク量センサおよび前記圧力センサによる検知データが入力される制御部とを備えて、前記制御部に入力された前記検知データに基づいて、前記制御部により前記スクリューの回転数と前記ホッパ部への前記ゴム材料の供給量との少なくとも一方を制御することにより、予め設定された所定の押出量で前記ゴム押出物を前記ヘッドから押し出す構成にしたことを特徴とするゴム押出装置。

請求項2

前記圧力センサが、前記シリンダの筒軸方向に間隔をあけて複数設置されるとともに前記ヘッドに設置される請求項1に記載のゴム押出装置。

請求項3

前記バンクセンサが前記ゴム材料のバンク量としてバンク高さを検知し、前記制御部により前記スクリューの回転数と前記ホッパ部への前記ゴム材料の供給量との少なくとも一方を制御することにより、前記バンク高さを予め設定された所定範囲に維持する構成にした請求項1または2に記載のゴム押出装置。

請求項4

帯状ゴム材料をより細幅で連続した状態に裁断して前記ゴム押出機に供給される前記ゴム材料を形成する裁断機構を有し、前記裁断機構により、前記帯状ゴム材料の長手方向一端から幅方向を所定寸法にして長手方向他端の手前まで切り込みを入れ、この切り込みから幅方向に所定寸法をオフセットした位置で前記帯状ゴム材料の長手方向他端から長手方向一端の手前まで切り込みを入れ、順次同様に、前記帯状ゴム材料の幅方向に所定寸法をオフセットした位置で前記帯状ゴム材料に切り込みを入れて前記ゴム材料を形成する構成にした請求項1〜3のいずれかに記載のゴム押出装置。

技術分野

0001

本発明は、ゴム押出装置に関し、さらに詳しくは、予め設定した押出量で安定して生産性よくゴム押出物押し出すことができるゴム押出装置に関するものである。

背景技術

0002

イヤ等のゴム製品を製造する際には、ゴム押出機によって未加硫ゴム押出す押出し工程がある。この押出し工程では、未加硫ゴムはゴム押出機に取り付けられたダイス押出口から押し出されることにより、所定形状に型付けされたゴム押出物となる。ここで、押出量が安定しなければ、所定形状に型付けされたゴム押出物を生産性よく得ることができない。

0003

ゴム材料ではないが、樹脂材料の押出量を安定させる方法が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1で提案されている方法では、押出機スクリューモータ電流値を検知して、この検知した電流値に基づいて樹脂材料の押出機への供給量を制御する。

0004

しかしながら、未加硫のゴム材料を押し出す場合には、押出機のスクリューモータの電流値を検知するだけでは押出量を精度よく把握することができない。予め設定した押出量で精度よくゴム押出物を押し出すには、ゴム押出機のシリンダ内圧を把握する必要がある。したがって、従来の樹脂押出方法を単純に利用するだけでは、予め設定した押出量で安定して生産性よくゴム押出物を押し出すことができない。

先行技術

0005

特開平1−122425号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、予め設定した押出量で生産性よく安定してゴム押出物を押し出すことができるゴム押出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成するため本発明のゴム押出装置は、筒状のシリンダ内スクリューを有し、前記シリンダの先端にヘッドを有し、前記シリンダの内部に連通するホッパ部を有するゴム押出機と、このゴム押出機にゴム材料を供給する供給機構とを備えて、前記ゴム材料が前記ホッパ部を通じて前記シリンダの内部に投入されて、この投入されたゴム材料を前記スクリューよって混練してゴム押出物として前記ヘッドから押し出す構成にしたゴム押出装置において、前記ホッパ部における前記ゴム材料のバンク量を検知するバンク量センサと、前記シリンダ内の圧力を検知する圧力センサと、前記バンク量センサおよび前記圧力センサによる検知データが入力される制御部とを備えて、前記制御部に入力された前記検知データに基づいて、前記制御部により前記スクリューの回転数と前記ホッパ部への前記ゴム材料の供給量との少なくとも一方を制御することにより、予め設定された所定の押出量で前記ゴム押出物を前記ヘッドから押し出す構成にしたことを特徴とする。

発明の効果

0008

本発明によれば、ゴム押出機のホッパ部におけるゴム材料のバンク量およびゴム押出機のシリンダ内の圧力に基づいて、ゴム押出機のスクリューの回転数と供給機構によるホッパ部へのゴム材料の供給量との少なくとも一方を制御するので、予め設定された所定の押出量で生産性よく安定してゴム押出物を押し出すことができる。

図面の簡単な説明

0009

本発明のゴム押出装置を平面視で例示する説明図である。
図1のゴム押出機を側面視で例示する説明図である。
図1裁断機構により裁断されたゴム材料を平面視で例示する説明図である。
裁断された別のゴム材料を平面視で例示する説明図である。

実施例

0010

以下、本発明のゴム押出装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

0011

図1図2に例示する本発明のゴム押出装置1の実施形態は、ゴム押出機2と供給機構11と裁断機構13とを備えている。ゴム押出機2は未加硫のゴム材料R2を混練して未加硫のゴム押出物Rとして押し出す。供給機構11は、ゴム材料R2をゴム押出機2に供給する。裁断機構13は、未加硫の帯状ゴムR1を所定形状に裁断して、ゴム押出機2に供給されるゴム材料R2を形成する。

0012

ゴム押出機2は、筒状のシリンダ2aと、シリンダ2a内に配置されるスクリュー4と、シリンダ2aの先端に設置されるヘッド3と、シリンダ2aの内部に連通するホッパ部7を備えた一軸タイプの押出機である。スクリュー4を複数本設けて、二軸タイプ等にすることもできる。ゴム押出機2のヘッド3の先端にはダイス5が取り付けられている。ダイス5に形成された押出口6からはゴム押出機2により混練されたゴム材料Rが押し出される。

0013

シリンダ2aおよびヘッド3には圧力センサ10が設置されている。圧力センサ10は、設置されている位置でのシリンダ2a、ヘッド3の内圧を逐次検知する。圧力センサ10の設置数は特に限定されず、シリンダ2aの内圧を検知できる圧力センサ10が少なくとも1個あればよいが、シリンダ2aの筒軸方向に間隔をあけて複数設けることがより好ましい。

0014

ホッパ部7にはバンク量センサ9が設置されている。バンク量センサ9はホッパ部7におけるゴム材料R2のバンク量を逐次検知する。例えば、バンク量としてバンク高さHを検知する。

0015

圧力センサ10およびバンク量センサ9の検知データは、制御部8に入力される。この制御部8は、スクリュー4の回転数を制御する。

0016

供給機構11は、投入コンベヤ装置12を備えている。投入コンベヤ装置12にはゴム材料R2が載置されて、このゴム材料R2をホッパ部7に投入する。投入コンベヤ装置12の動き稼働および停止、搬送速度)は制御部8によって制御される。

0017

裁断機構13は、搬送コンベヤ装置14と、この搬送コンベヤ装置14の上で移動するカッタ15とを備えている。搬送コンベヤ装置14には帯状ゴム材料R1が載置されて、カッタ15によって、この帯状ゴム材料R1をより細幅で連続した状態に裁断する。

0018

裁断機構13による帯状ゴム材料R1の裁断形状は図3に例示するように、帯状ゴム材料R1の長手方向に沿って切り込みL1、L2を入れて形成された細幅の連続した形状である。具体的な裁断方法は、搬送コンベヤ装置14に帯状ゴム材料R1をその長手方向を搬送方向に向けて載置する。次いでカッタ15を搬送コンベヤ装置14の上面に当接する位置まで下方移動させて、搬送コンベヤ装置14によって帯状ゴム材料R1を一方方向に搬送する(前進させる)。これにより、帯状ゴム材料R1の長手方向一端から幅方向を所定寸法Wにして長手方向他端の手前まで切り込みL1を入れる。所定寸法Wは適宜設定される。

0019

次いで、カッタ15を帯状ゴム材料R1よりも上方に移動させた後、先ほど入れた切り込みL1から幅方向に所定寸法Wをオフセットした位置に移動させる。次いで、搬送コンベヤ装置14により帯状ゴム材料R1を一方方向に搬送してカッタ15を帯状ゴム材料R1の長手方向他端よりも他方側に位置決めする。この位置でカッタ15を搬送コンベヤ装置14の上面に当接する位置まで下方移動させて、搬送コンベヤ装置14によって帯状ゴム材料R1を他方方向に搬送する(後進させる)。これにより、帯状ゴム材料R1の長手方向他端から幅方向を所定寸法Wにして長手方向一端の手前まで切り込みL2を入れる。

0020

順次上記と同様の手順を繰り返して、幅方向に所定寸法Wの位置で切り込みL1、L2を入れて、図3に例示する細幅の連続したゴム材料R2を形成する。このゴム材料R2では、帯状ゴム材料R1の幅方向で隣り合うゴム材料R2の連続部RCが帯状ゴム材料R1の長手方向一端と他端に存在する。

0021

裁断機構13による帯状ゴム材料R1の別の裁断形状としては図4に例示するように、帯状ゴム材料R1の幅方向に沿って切り込みL1、L2を入れて形成された細幅の連続した形状にすることもできる。このゴム材料R2を形成するには、図3のゴム材料R2を形成する場合と異なって、カッタ15の向きを90°変えて、搬送コンベヤ装置14によって帯状ゴム材料R1を所定寸法Wだけ搬送する度に、カッタ15を幅方向に移動させて切り込みL1、L2を入れることにより形成することができる。このゴム材料R2では、帯状ゴム材料R1の長手方向で隣り合うゴム材料R2の連続部RCが帯状ゴム材料R1の幅方向一端と他端に存在する。

0022

次に、このゴム押出装置1を用いてゴム押出物Rを押し出す手順を説明する。

0023

裁断機構13によって所定形状に形成された細幅の連続したゴム材料R2を用意する。そして、このゴム材料R2を分断させることなく連続した状態まま投入コンベヤ装置12によってホッパ部7に搬送する。搬送されたゴム材料R2はホッパ部7を通じてシリンダ2aの内部に投入される。この投入されたゴム材料R2はスクリュー4よって混練されつつシリンダ2aの内部をヘッド3に向って送られる。ヘッド3に送られたゴム材料R2はゴム押出物Rとして押出口6から所定形状に型付けされて押し出される。

0024

本発明では、制御部8には予め設定された所定の押出量Q(単位時間当たりの押出重量)が入力されている。また、バンク量(バンク高さH)の基準範囲Aおよびシリンダ2aのそれぞれの位置における内圧の基準範囲B(B1、B2、B3、B4)がそれぞれ制御部8に入力されている。

0025

そして、バンク量センサ9および圧力センサ10による検知データに基づいて、制御部8によりスクリュー4の回転数とホッパ部7へのゴム材料R2の供給量との少なくとも一方を制御する。即ち、スクリュー4の回転数の増減のみ、または、ホッパ部7へのゴム材料R2の供給量の増減のみ、或いは、スクリュー4の回転数の増減およびホッパ部7へのゴム材料R2の供給量の増減の両方を制御する。この制御によって、押出口6から予め設定された所定の押出量Qでゴム押出物Rを押し出す。

0026

例えば、バンク量センサ9により検知したバンク高さHが、何らかの原因で、予め設定した基準範囲Aよりも小さい場合、そのままの押出条件ではシリンダ2aの内圧が低下して基準範囲Bよりも小さくなる。ここで、スクリュー4の回転数を上げて内圧を増大させると、バンク量Hはさらに低下して、次第に、シリンダ2aの内部に投入されるゴム材料R2が途切れてしまう。これに伴って、押出口6から押し出されるゴム押出物Rの押出量が急激に減少する。そのため、安定して所定の押出量Qを確保できない。

0027

そこで本発明では、バンク高さHが基準範囲Aになるように、検知したバンク高さHと基準範囲Aとの差に応じて投入コンベヤ装置12の搬送速度を速くする制御(例えばPID制御)を行ってホッパ部7へのゴム材料R2の供給量を増加させる。

0028

ゴム材料R2の供給量の増加により、バンク高さHが基準範囲Aの範囲に入った後は、それぞれの圧力センサ10により検知されたシリンダ2aの内圧が基準範囲Bに入るようにスクリュー4の回転数を制御して、その内圧を基準範囲Bに維持する。これにより、押出口6からはゴム押出物Rを予め設定した押出量Qで安定して押し出すことができる。ゴム材料R2の供給途切れも回避できるので、生産性よく所定形状に型付けされたゴム押出物Rを得ることができる。

0029

一方、バンク量センサ9により検知したバンク高さHが、何らかの原因で、予め設定した基準範囲Aよりも大きい場合、そのままの押出条件であっても、シリンダ2aの内圧はそれほど変化しない。そこで、スクリュー4の回転数をそのまま維持して、押出口6からのゴム押出物Rの押出量よりも、ホッパ部7へのゴム材料R2の供給量が多くなると、バンク量が益々大きくなる。バンク量が過大になると、スクリュー4に喰いこむゴム材料R2が、ホッパ部7にバンクとして滞留しているゴム材料Rとホッパ部7の壁面とに挟まれて移動できなくなる。その状態でバンクとして滞留しているゴム材料Rが回転すると、スクリュー4に喰いこむゴム材料R2がホッパ部7の壁面との摩擦によって切断され易くなり、シリンダ2aの内部に投入されるゴム材料R2が途切れてしまう。これに伴って、押出口6から押し出されるゴム押出物Rの押出量が急激に減少する。そのため、安定して所定の押出量Qを確保できない。

0030

そこで本発明では、バンク高さHが基準範囲Aになるように、検知したバンク高さHと基準範囲Aとの差に応じて投入コンベヤ装置12の搬送速度を遅くする制御(例えばPID制御)を行ってホッパ部7へのゴム材料R2の供給量を減少させる。

0031

ゴム材料R2の供給量の減少により、バンク高さHが基準範囲Aの範囲に入った後は、それぞれの圧力センサ10により検知されたシリンダ2aの内圧が基準範囲Bに入るようにスクリュー4の回転数を制御して、その内圧を基準範囲Bに維持する。これにより、押出口6からはゴム押出物Rを予め設定した押出量Qで安定して押し出すことができる。ゴム材料R2の供給途切れも回避できるので、生産性よく所定形状に型付けされたゴム押出物Rを得ることができる。

0032

この実施形態の押出装置1では、圧力センサ10がシリンダ2aの筒軸方向に間隔をあけて複数設置され、ヘッド3にも設置されている。これにより、シリンダ2aの筒軸方向(ゴム材料R2の流れ方向)の内圧分布を把握することができる。そのため、圧力センサ10が配置されているそれぞれの位置での内圧を、基準範囲B(B1、B2、B3、B4)に維持することで、より安定して予め設定した押出量Qでゴム押出物Rを押し出すことができる。

0033

ゴム押出機2に供給するゴム材料R2は、図3図4に例示したいずれの形状でもよいが、図3に例示したゴム材料R2では、長手方向における連続部RCと連続部RCとの間隔が図4に例示したゴム材料R2よりも長い。即ち、図3に例示したゴム材料R2では、単位長さ当たりの連続部RCの数が相対的に少なくなる。

0034

図3、4に例示するように帯状ゴム材料R1に切り込みL1、L2を入れて形成した細幅の連続するゴム材料R2をシリンダ2aの内部に投入する場合、連続部RCは、連続部RCではない部分に比して投入体積が約2倍になる。したがって、単位長さ当たりの連続部RCの数が少ない程、シリンダ2aの内部に投入されるゴム材料R2の供給量が変動する頻度が少なくなる。それ故、押出口6からはゴム押出物Rを予め設定した押出量Qで安定して押し出すには有利になる。

0035

1押出装置
2ゴム押出機
2aシリンダ
3ヘッド
4スクリュー
5ダイス
6押出口
7 ホッパ部
8 制御部
9バンク量センサ
10圧力センサ
11供給機構
12投入コンベヤ装置
13裁断機構
14搬送コンベヤ装置
15カッタ
R1帯状ゴム材料
R2ゴム材料
RC 連続部
Rゴム押出物

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