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技術 圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給方法及びその装置

出願人 鈴鹿エンヂニヤリング株式会社
発明者 矢田泰雄
出願日 2016年10月31日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2016-213309
公開日 2018年5月10日 (2年9ヶ月経過) 公開番号 2018-069612
状態 未査定
技術分野 プラスチック等の成形材料の処理、取扱一般 プラスチック等の注型成形、圧縮成形 プラスチック等の加熱、冷却、硬化一般
主要キーワード 押出しピストン 送出流路 次成形機 円錐状面 コーン部材 充填室内 圧延ロール機 定量ピストン
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(2018年5月10日)のものです。
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課題

ゴム生地可塑化及び加熱を圧縮加硫成形機に供給する各段階の操作を効果的に利用して行い、流動性の良い可塑化ゴム生地の量を正確に成形機内に仕込む定量機構の実現を図り、バリの量を著しく低減可能にしたゴム生地の供給方法及び装置を提供する。

解決手段

スクリュー押出機7で可塑化したゴム生地3を、弁部材16の流路16aが次第に狭搾化されたテーパー孔で形成される流路切換弁14を介して、サーボ式の定量機構12を備えた定量ポット10に正確に定量して充填した上で、ラム押出機13の押圧力定量ピストン11を駆動して、定量ポットから流路切換弁のテーパー孔の小径端を経て圧縮加硫成形機2の金型2a上に一気押し出す。該ゴム生地は、スクリュー押出機での可塑化に加えて、定量ポットへの充填時やラム押出機による押し出しの際の内部摩擦による発熱加硫温度近くまで昇温し、加硫時間の短縮と流動性に優れた可塑化が行われる。

概要

背景

ゴム製品型物加硫成形に際して金型ゴム生地を供給する場合、そのゴム生地は、金型における製品形状のキャビティへの仕込み量を正確に予備成形して、加硫工程へ供給するのが一般的である。圧縮加硫成形機で使用する金型は上下に分割され、成形機昇降自在の加圧機構に固定される上下の熱盤に挟んで、液圧発生装置からの昇降機能加圧力シリンダへ付加し、加圧と加熱をすると、ゴム生地に配合されている加硫剤によって架橋されて、金型に彫り込まれているゴム製品の形状に塑形され、製品の形状が保持される。

設定された加圧・加熱及び予め設定された練りテップが終ると、成形機の圧接機構が開いて金型は熱盤の外へ押し出され、型割り機構にセットされて上型下型が開かれ、作業者は加硫の終った成形物を素早く取り出し、型面を清掃して予備成形したゴム生地を型面のキャビティへ落とし込み、再び成形スタート釦を押して工程制御設定の加硫サイクル起動する。オペレーションの多くは、成形機4台に対し、ゴム生地の供給、成形物の取り出し、金型面清拭離型剤の塗布など一連の作業を単位として、一人の作業者が担当し、順次成形機の金型が開くタイミングで作業する成形機の間を移動してゴム製品を成形している。そして、上記加硫成形が終ると、金型から取り出した成形物は一枚のゴム板として、打ち抜き工程へ運び、キャビティ間を繋いでいる「バリ」から製品だけを打ち抜いて取り出し、製品に仕上げている。

一般的なゴム生地の供給方法には、金型一面に製品形状を凹状に彫刻した多数個のキャビティの総数分の容積や重量に合わせて、正確に圧延して設定量に裁断した1枚のシートを金型全面に載せる工法や、それに近似したいくつかの工法があるが、これらのいずれの工法でも、ゴム生地の予備成形工程では仕込む金型の一面に必要とする重量と、金型一面を一体の成形物として扱うことのできるキャビティ全数を連結するための「バリ」の重量を加えて精密に成形するため、高速裁断機や精度の高い計量器あるいはラム押出予備成形機スクリュー押出機を備え、多くの労力を費やしている。

一方、圧縮加硫成形機の金型上に加硫成形すべきゴム生地を供給し、該金型を閉じてゴム生地を下型全面に圧延すると同時に加硫が始まるようにして、加硫時間を可及的に短縮することにより、それをどこまでゴム射出成形高速成形サイクルに近付けられるかは、技術的に大いに期待されているところである。この種の金型製作コストは、射出成形用金型よりも圧縮成形用金型の方が桁違いに安価であり、そのため、上記圧縮加硫成形技術において加硫時間を短縮することは、圧縮加硫成形用の機械や金型を生産性の向上に経済的に活用することを可能にするものであり、その技術開発について大きな期待があるのは当然である。

概要

ゴム生地の可塑化及び加熱を圧縮加硫成形機に供給する各段階の操作を効果的に利用して行い、流動性の良い可塑化ゴム生地の量を正確に成形機内に仕込む定量機構の実現をり、バリの量を著しく低減可能にしたゴム生地の供給方法及び装置を提供する。スクリュー押出機7で可塑化したゴム生地3を、弁部材16の流路16aが次第に狭搾化されたテーパー孔で形成される流路切換弁14を介して、サーボ式の定量機構12を備えた定量ポット10に正確に定量して充填した上で、ラム押出機13の押圧力定量ピストン11を駆動して、定量ポットから流路切換弁のテーパー孔の小径端を経て圧縮加硫成形機2の金型2a上に一気押し出す。該ゴム生地は、スクリュー押出機での可塑化に加えて、定量ポットへの充填時やラム押出機による押し出しの際の内部摩擦による発熱加硫温度近くまで昇温し、加硫時間の短縮と流動性に優れた可塑化が行われる。

目的

本発明の技術的課題は、上述した既存のゴム生地の圧縮加硫成形における精密な予備成形工程の多大な工数を低減すると同時に、冷間ゴム生地の可塑化及び加熱を、そのゴム生地の圧縮加硫成形機への供給段階の操作において効果的に行うことにより、加硫温度に近くて流動性の良い可塑化ゴム生地を量的に高い精度で成形金型へ短時間に仕込む定量機構の実現を図り、結果的に、加硫時間を可及的に短縮して、ゴム射出成形の高速サイクルに近づけることを可能にすると共に、「バリ」と呼ばれる製品にならないゴム生地量を著しく低減可能にした圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給方法及びその装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

ゴム生地圧縮加硫成形機の金型に供給するための供給方法であって、圧縮加硫成形に供するゴム生地をスクリュー押出機に供給し、そのシリンダ内での回転スクリューの駆動によって該ゴム生地を出力口送りながら可塑化し、該スクリュー押出機の出力口に連結した流路切換弁を通して上記ゴム生地を定量ポット充填するに当たり、上記流路切換弁における弁部材の流路を、該スクリュー押出機から定量ポット側に向かうに従って狭窄化される直線的なテーパー孔として、該流路を通過するゴム生地自体の内部摩擦による昇温で可塑化しながら定量ポットに送給し、該定量ポットは、その内部の充填室を、上記流路切換弁を通してゴム生地が給排される開口部から円錐状面によって次第に拡大したうえで円筒面に連なる形態を有するものとして、該円筒面内に、上記円錐状面内を全体的に埋めるコーン部材を付した定量ピストン摺動自在に嵌合させて、該定量ピストンにより上記充填室の円筒面側の端部を閉じたうえで、該定量ピストンのピストンロッドを上記充填室から外方に導出させたものとし、上記スクリュー押出機から流路切換弁を通して押し出されたゴム生地は、上記定量ポットの充填室内を負圧化した状態で該充填室に充填し、その充填により、該ゴム生地で充填室における定量ピストンを押圧させて、上記ピストンロッドに設けた当接部が外部設定の定量位置に配設した定量ストッパに当接したときに発する定量信号に基づいて、上記スクリュー押出機を停止させたうえで、上記流路切換弁における弁部材の流路を、そのテーパー孔の小径側を充填室の開口部に連通させたままで、大径側を弁ボディにおけるゴム生地の送出路に連通する切換位置に切り換えた後、上記定量ピストンのピストンロッドを、その先端に連接したラム押出機ラムロッドにより押圧させ、その押圧力により、上記充填室内のゴム生地を該充填室の円錐状面に沿って絞り込んで、ゴム生地自体の内部摩擦による昇温で当該ゴム生地を加硫開始温度に近付けつつ、上記充填室の開口部及び流路切換弁の送出路を通して、圧縮加硫成形機の金型上に押し出す、ことを特徴とする圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給方法。

請求項2

請求項1に記載の供給方法において、定量ポットの充填室に充填したゴム生地を、上記ラム押出機のラムロッドによる押圧力で流路切換弁の弁ボディの送出路を通して圧縮加硫成形機の金型上に押し出すに当たり、上記流路切換弁における弁ボディの送出路を、その送出路の内端に開口する上記テーパー孔からなる流路の大径側端より外端に向かうに従って縮径させることなく、且つ、上記ラムロッドによるゴム生地の押圧力を、上記充填室から押し出されるゴム生地の終端部がそれより先に送出されるゴム生地に随伴させるに必要なものとして、上記充填室から弁ボディの送出路の外端に至る送出流路にゴム生地が残存しないものとする、ことを特徴とする請求項1に記載の圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給方法。

請求項3

ゴム生地を圧縮加硫成形機の金型に供給するための供給装置であって、シリンダ内において回転駆動される回転スクリューを備え、圧縮加硫成形に供するゴム生地を該シリンダ内に送入して、該回転スクリューの駆動により該ゴム生地を可塑化しながらシリンダの出力口から押し出すスクリュー押出機と、該スクリュー押出機の出力口に下記流路切換弁を介して連結され、該出力口から押し出されたゴム生地を充填する充填室を、上記スクリュー押出機の出力口に連結される開口部から円錐状面によって次第に拡大したうえで円筒面に連なる形態を有するものとして、該円筒面内に、上記円錐状面内を全体的に埋めるコーン部材を付した定量ピストンを摺動自在に嵌合させ、該定量ピストンにより上記充填室の円筒面側の端部を閉じたうえで、該定量ピストンのピストンロッドを上記充填室から外方に導出させ、該充填室は、その内部を負圧化可能とし、そこに充填されたゴム生地が定量ピストンを押圧して、そのピストンロッドに設けた当接部が、外部設定の定量位置に配設した定量ストッパに当接したときに、充填室が定量に達した旨の定量信号を出力するところの定量センサ具備する定量ポットと、上記定量ピストンにおけるピストンロッドの先端に連接するラムロッドを備え、上記充填室に充填したゴム生地が定量に達した後に、該ラムロッドに作用させる押圧力により、上記充填室内のゴム生地を該充填室の円錐状面に沿って絞り込んでゴム生地自体に内部摩擦を付与しながら、充填室内のゴム生地をその開口部を通して圧縮加硫成形機の金型上に押し出すラム押出機と、上記スクリュー押出機の出力口と上記定量ポットとの間に介装される弁ボディに、圧縮加硫成形機の金型にゴム生地を供給する送出路をも備えた前記流路切換弁であって、弁部材の流路が、スクリュー押出機の出力口を上記定量ポットの充填室に連通させる第1の切換位置と、該定量ポットの充填室を弁ボディにおけるゴム生地の送出路に連通させる第2の切換位置との間において切換可能に形成され、該弁部材の流路は、上記第1の切換位置において、上記スクリュー押出機から定量ポット側に向かうに従って狭窄化された直線的なテーパー孔として、該流路を通過するゴム生地自体の内部摩擦による昇温とそれに伴う可塑化を促進させながら送給可能なものとし、上記第2の切換位置においては、そのテーパー孔の小径側を充填室の開口部に接続させると共に、大径側を弁ボディにおけるゴム生地の送出路に接続させるように切り換え可能にした前記流路切換弁と、を備えることを特徴とする圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給装置。

請求項4

請求項3に記載の供給装置において、上記充填室内のゴム生地を圧縮加硫成形機の金型上に押し出すラム押出機の駆動系に、上記ラムロッドの押圧力を、該押圧力によるゴム生地自体の内部摩擦に基づく昇温が、当該ゴム生地を加硫開始温度に近付くように制御する駆動制御系を介装した、ことを特徴とする圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給装置。

請求項5

請求項4に記載の供給装置において、上記流路切換弁における弁ボディの送出路を、その送出路の内端に開口する上記テーパー孔の大径側端より外端に向かうに従って縮径させることなく、且つ、上記ラム押出機のラムロッドによるゴム生地の押圧力を、上記充填室から押し出されるゴム生地の終端部がそれより先に送出されるゴム生地に随伴させ得るものとした、ことを特徴とする圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給装置。

請求項6

流路切換弁が第1の切換位置にある状態においてスクリュー押出機を起動して、該スクリュー押出機の回転スクリューによりゴム生地自体の内部摩擦による昇温とそれに伴う可塑化を促進させながら定量ポットの充填室に充填し、定量センサからの該充填室のゴム生地が定量に達した旨の定量信号に基づいて、上記スクリュー押出機を停止させると共に、流路切換弁における弁部材を第2の切換位置に切り換えたうえで、上記ラム押出機の駆動によりラムロッドで定量ピストンのピストンロッドを押圧させ、充填室のゴム生地の排出完了を待って初期状態に戻す制御装置を備えていることを特徴とする請求項4又は5に記載の圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給装置。

請求項7

複数台が配列して設置された圧縮加硫成形機の列に沿って走行台車走行させる台車ガイドレールを敷設して、該走行台車上に上記供給装置の一式を搭載し、該供給装置を上記複数台の圧縮加硫成形機に割り当てられた時間間隔で、或いは、各圧縮加硫成形機に設置した発信器を通じての呼出信号に応じて、各圧縮加硫成形機のゴム生地供給位置に移動し、可塑化されたゴム生地の供給を可能に形成していることを特徴とする請求項6に記載の圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給装置。

技術分野

0001

ゴム型物加硫成形技術には、圧縮成形方式、射出成形方式圧入成形方式がある。本発明は、上記圧縮成形方式によるゴム製品の型物加硫成形に際してゴム生地を供給する技術に関するものであり、更に具体的には、圧縮加硫成形機へ加硫成形するゴム生地を供給する方法及びその装置に関するものである。

背景技術

0002

ゴム製品の型物加硫成形に際して金型へゴム生地を供給する場合、そのゴム生地は、金型における製品形状のキャビティへの仕込み量を正確に予備成形して、加硫工程へ供給するのが一般的である。圧縮加硫成形機で使用する金型は上下に分割され、成形機昇降自在の加圧機構に固定される上下の熱盤に挟んで、液圧発生装置からの昇降機能加圧力シリンダへ付加し、加圧と加熱をすると、ゴム生地に配合されている加硫剤によって架橋されて、金型に彫り込まれているゴム製品の形状に塑形され、製品の形状が保持される。

0003

設定された加圧・加熱及び予め設定された練りテップが終ると、成形機の圧接機構が開いて金型は熱盤の外へ押し出され、型割り機構にセットされて上型下型が開かれ、作業者は加硫の終った成形物を素早く取り出し、型面を清掃して予備成形したゴム生地を型面のキャビティへ落とし込み、再び成形スタート釦を押して工程制御設定の加硫サイクル起動する。オペレーションの多くは、成形機4台に対し、ゴム生地の供給、成形物の取り出し、金型面清拭離型剤の塗布など一連の作業を単位として、一人の作業者が担当し、順次成形機の金型が開くタイミングで作業する成形機の間を移動してゴム製品を成形している。そして、上記加硫成形が終ると、金型から取り出した成形物は一枚のゴム板として、打ち抜き工程へ運び、キャビティ間を繋いでいる「バリ」から製品だけを打ち抜いて取り出し、製品に仕上げている。

0004

一般的なゴム生地の供給方法には、金型一面に製品形状を凹状に彫刻した多数個のキャビティの総数分の容積や重量に合わせて、正確に圧延して設定量に裁断した1枚のシートを金型全面に載せる工法や、それに近似したいくつかの工法があるが、これらのいずれの工法でも、ゴム生地の予備成形工程では仕込む金型の一面に必要とする重量と、金型一面を一体の成形物として扱うことのできるキャビティ全数を連結するための「バリ」の重量を加えて精密に成形するため、高速裁断機や精度の高い計量器あるいはラム押出予備成形機スクリュー押出機を備え、多くの労力を費やしている。

0005

一方、圧縮加硫成形機の金型上に加硫成形すべきゴム生地を供給し、該金型を閉じてゴム生地を下型全面に圧延すると同時に加硫が始まるようにして、加硫時間を可及的に短縮することにより、それをどこまでゴム射出成形高速成形サイクルに近付けられるかは、技術的に大いに期待されているところである。この種の金型製作コストは、射出成形用金型よりも圧縮成形用金型の方が桁違いに安価であり、そのため、上記圧縮加硫成形技術において加硫時間を短縮することは、圧縮加硫成形用の機械や金型を生産性の向上に経済的に活用することを可能にするものであり、その技術開発について大きな期待があるのは当然である。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の技術的課題は、上述した既存のゴム生地の圧縮加硫成形における精密な予備成形工程の多大な工数を低減すると同時に、冷間ゴム生地可塑化及び加熱を、そのゴム生地の圧縮加硫成形機への供給段階の操作において効果的に行うことにより、加硫温度に近くて流動性の良い可塑化ゴム生地を量的に高い精度で成形金型へ短時間に仕込む定量機構の実現を図り、結果的に、加硫時間を可及的に短縮して、ゴム射出成形の高速サイクルに近づけることを可能にすると共に、「バリ」と呼ばれる製品にならないゴム生地量を著しく低減可能にした圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給方法及びその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

上記課題を解決するため、本発明によれば、ゴム生地を圧縮加硫成形機の金型に供給するための供給方法であって、圧縮加硫成形に供するゴム生地をスクリュー押出機に供給し、そのシリンダ内での回転スクリューの駆動によって該ゴム生地を出力口送りながら可塑化し、該スクリュー押出機の出力口に連結した流路切換弁を通して上記ゴム生地を定量ポット充填するに当たり、上記流路切換弁における弁部材の流路を、該スクリュー押出機から定量ポット側に向かうに従って狭窄化される直線的なテーパー孔として、該流路を通過するゴム生地自体の内部摩擦による昇温で可塑化しながら定量ポットに送給し、該定量ポットは、その内部の充填室を、上記流路切換弁を通してゴム生地が給排される開口部から円錐状面によって次第に拡大したうえで円筒面に連なる形態を有するものとして、該円筒面内に、上記円錐状面内を全体的に埋めるコーン部材を付した定量ピストン摺動自在に嵌合させて、該定量ピストンにより上記充填室の円筒面側の端部を閉じたうえで、該定量ピストンのピストンロッドを上記充填室から外方に導出させたものとし、上記スクリュー押出機から流路切換弁を通して押し出されたゴム生地は、上記定量ポットの充填室内を負圧化した状態で該充填室に充填し、その充填により、該ゴム生地で充填室における定量ピストンを押圧させて、上記ピストンロッドに設けた当接部が外部設定の定量位置に配設した定量ストッパに当接したときに発する定量信号に基づいて、上記スクリュー押出機を停止させたうえで、上記流路切換弁における弁部材の流路を、そのテーパー孔の小径側を充填室の開口部に連通させたままで、大径側を弁ボディにおけるゴム生地の送出路に連通する切換位置に切り換えた後、上記定量ピストンのピストンロッドを、その先端に連接したラム押出機ラムロッドにより押圧させ、その押圧力により、上記充填室内のゴム生地を該充填室の円錐状面に沿って絞り込んで、ゴム生地自体の内部摩擦による昇温で当該ゴム生地を加硫開始温度に近付けつつ、上記充填室の開口部及び流路切換弁の送出路を通して、圧縮加硫成形機の金型上に押し出すことを特徴とする圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給方法が提供される。

0008

また、上記課題を解決するため、本発明によれば、ゴム生地を圧縮加硫成形機の金型に供給するための供給装置であって、シリンダ内において回転駆動される回転スクリューを備え、圧縮加硫成形に供するゴム生地を該シリンダ内に送入して、該回転スクリューの駆動により該ゴム生地を可塑化しながらシリンダの出力口から押し出すスクリュー押出機と、該スクリュー押出機の出力口に下記流路切換弁を介して連結され、該出力口から押し出されたゴム生地を充填する充填室を、上記スクリュー押出機の出力口に連結される開口部から円錐状面によって次第に拡大したうえで円筒面に連なる形態を有するものとして、該円筒面内に、上記円錐状面内を全体的に埋めるコーン部材を付した定量ピストンを摺動自在に嵌合させ、該定量ピストンにより上記充填室の円筒面側の端部を閉じたうえで、該定量ピストンのピストンロッドを上記充填室から外方に導出させ、該充填室は、その内部を負圧化可能とし、そこに充填されたゴム生地が定量ピストンを押圧して、そのピストンロッドに設けた当接部が、外部設定の定量位置に配設した定量ストッパに当接したときに、充填室が定量に達した旨の定量信号を出力するところの定量センサ具備する定量ポットと、上記定量ピストンにおけるピストンロッドの先端に連接するラムロッドを備え、上記充填室に充填したゴム生地が定量に達した後に、該ラムロッドに作用させる押圧力により、上記充填室内のゴム生地を該充填室の円錐状面に沿って絞り込んでゴム生地自体に内部摩擦を付与しながら、充填室内のゴム生地をその開口部を通して圧縮加硫成形機の金型上に押し出すラム押出機と、上記スクリュー押出機の出力口と上記定量ポットとの間に介装される弁ボディに、圧縮加硫成形機の金型にゴム生地を供給する送出路をも備えた前記流路切換弁であって、弁部材の流路が、スクリュー押出機の出力口を上記定量ポットの充填室に連通させる第1の切換位置と、該定量ポットの充填室を弁ボディにおけるゴム生地の送出路に連通させる第2の切換位置との間において切換可能に形成され、該弁部材の流路は、上記第1の切換位置において、上記スクリュー押出機から定量ポット側に向かうに従って狭窄化されたテーパー孔として、該流路を通過するゴム生地自体の内部摩擦による昇温とそれに伴う可塑化を促進させながら送給可能なものとし、上記第2の切換位置においては、そのテーパー孔の小径側を充填室の開口部に接続させると共に、大径側を弁ボディにおけるゴム生地の送出路に接続させるように切り換え可能にした前記流路切換弁とを備えることを特徴とする圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給装置が提供される。
更に、上記ゴム生地の供給装置においては、上記充填室内のゴム生地を圧縮加硫成形機の金型上に押し出すラム押出機の駆動系に、上記ラムロッドの押圧力を、該押圧力によるゴム生地自体の内部摩擦に基づく昇温が、当該ゴム生地を加硫開始温度に近付くように制御する駆動制御系を介装することが望まれる。

0009

上述した本発明の供給方法及びその装置においては、スクリュー押出機の出力口から定量ポットに至るまでのゴム生地の流通路、及び該定量ポットから弁ボディの金型への送出路に至る流通路に、1サイクルのゴム生地の供給の終了後にゴム生地の残りがあると、スクリュー押出機の出力口以降の流通路おいて昇温したゴム生地が経時に伴って架橋を始めることになり、これが次の定量のために供給するゴム生地の流通路の閉塞要因や、配合処方の異なるゴム生地を供給するための切換作業冗長化の原因になる。

0010

しかるに、上記本発明に係るゴム生地の供給方法及びその装置の好ましい実施形態においては、定量ポットの充填室に充填したゴム生地を、上記ラム押出機のラムロッドによる押圧力で流路切換弁の弁ボディの送出路を通して圧縮加硫成形機の金型上に押し出すに当たり、上記流路切換弁における弁ボディの送出路を、その送出路の内端に開口する上記テーパー孔からなる流路の大径側端より外端に向かうに従って縮径されることがなく、且つ、上記ラムロッドによるゴム生地の押圧力を、上記充填室から押し出されるゴム生地の終端部がそれより先に送出されるゴム生地に随伴させるものとすることにより、上記充填室から弁ボディの送出路の外端に至る送出流路にゴム生地が残存することがなく、定量ポットから押し出したゴム生地の全てを金型面に容易に送り出すことが可能になる。

0011

本発明に係るゴム生地の供給装置の好ましい実施形態においては、流路切換弁が第1の切換位置にある状態においてスクリュー押出機を起動して、該スクリュー押出機の回転スクリューによりゴム生地を可塑化しながら定量ポットの充填室に充填し、定量センサからの該充填室のゴム生地が定量に達した旨の定量信号に基づいて、上記スクリュー押出機を停止させると共に、流路切換弁における弁部材を第2の切換位置に切り換えたうえで、上記ラム押出機の駆動によりラムロッドで定量ピストンのピストンロッドを押圧させ、充填室のゴム生地の排出完了を待って初期状態に戻す制御装置を備えているものとして構成することができる。

0012

また、上記供給装置の好ましい実施形態においては、複数台が配列して設置された圧縮加硫成形機の列に沿って走行台車走行させる台車ガイドレールを敷設して、該走行台車上に上記供給装置の一式を搭載し、該供給装置を上記複数台の圧縮加硫成形機に割り当てられた時間間隔で、或いは、各圧縮加硫成形機に設置した発信器を通じての呼出信号に応じて、各圧縮加硫成形機のゴム生地供給位置に移動し、可塑化されたゴム生地の供給を可能に形成される。

0013

上述した本発明の方法及び装置においては、圧縮加硫成形機の金型へ供給するゴム生地を、定量ポットに付設した定量機構により、予め計測した製品形状のキャビティへの正確な仕込み量を充填可能にした該定量ポットに充填した後に、それを上記金型に供給するようにし、しかも、上記定量機構におけるキャビティへの正確な仕込み量は、制御装置において設定可能にしているので、ゴム生地を供給しようとする圧縮加硫成形機の金型毎にキャビティの大小やゴム生地の配合が異なる場合でも、所要のゴム生地を正確に定量した定量ポットを通して供給することができ、従来から行われている予備成形の工程における工数を顕著に低減させることができる。

0014

また、上記圧縮加硫成形機の金型に供給するゴム生地は、スクリュー押出機での押し出しに伴う可塑化及び加熱に加えて、流路切換弁の弁部材に開設してスクリュー押出機の出力口から定量ポットに向かうゴム生地の流路を、該定量ポット側において狭窄化されたテーパー孔として、その流路を通過させるゴム生地への負荷圧力に伴う該ゴム生地自体の内部摩擦による発熱で可塑化を促進させながら、該ゴム生地を定量ポットに送給し、更には、ラム押出機によって定量ポットから圧縮加硫成形機の金型に急速に押し出されるゴム生地を、該定量ポット内において大きく絞られるようにすると共に、流路切換弁内を上記テーパー孔の小径側端オリフィスで絞りながら急速に通過させる際の昇圧抵抗による摩擦熱により、それらを通過するゴム生地の加熱による可塑化を促進し、結果的に、ゴム生地を圧縮加硫成形機に供給する各段階の該ゴム生地の摩擦を効果的に利用して可塑化及び加熱を行うことにより、流動性の良い可塑化ゴム生地を開放された金型に仕込むことを可能にし、しかも、加硫サイクル開始寸前の温度で、ラム押出機の強力なラム押圧により一気に金型上に供給することができる。

0015

更に、上記定量ポットに連結したラム押出機で、瞬時に金型上にゴム生地を供給し、その供給時間を可及的に短縮するのは、ゴム生地供給のために開放した金型の温度低下を抑制して、2〜3℃の範囲に留めることを可能にし、それにより金型全面のキャビティの温度差を小さくして成形品加硫品質を均質にし、不良成形を限りなくゼロにするために有効なことである。また、金型からの放熱を抑止することにもなり、加硫不足に対する補足のために過剰な加硫時間設定を改善できるので、品質の安定に留まらず、加硫サイクルタイムの短縮による省エネ効果も多大なものになる。

0016

上述のように、ゴム生地を圧縮加硫成形機に供給する段階の該ゴム生地の摩擦により可塑化及び加熱を行って、高い流動性を付与した可塑化ゴム生地を圧縮加硫成形機の金型のキャビティへ流し込めるようになると、「バリ」の厚さは成形品を一枚のワークとして取り扱える強度的限界薄さに設計することが可能になり、このバリ厚さの低減は、大型金型予備成形シートを供給する工法で発生している廃棄ゴム量と、成形機の加圧動力半減できる効果があり、多大の資源節減と省エネ効果がある。特に省エネ効果では、高い流動性を付与したゴム生地を金型内のキャビティへ充填する熱盤の加圧力が低くできることは明らかであり、圧縮加硫成形機の加圧装置低圧仕様にすることができる。

発明の効果

0017

以上に詳述した本発明に係る圧縮加硫成形機へのゴム生地供給方法及びその装置によれば、前記既存の精密な予備成形工程における多大な工数を低減すると同時に、冷間ゴム生地の可塑化及び加熱を、そのゴム生地の圧縮加硫成形機への供給段階の操作において効果的に行うことにより、加硫温度に近くて流動性の良い可塑化ゴム生地を量的に高い精度で成形金型へ短時間に仕込む定量機構の実現を図り、結果的に、加硫時間を可及的に短縮して、ゴム射出成形の高速サイクルに近づけることを可能にすると共に、「バリ」と呼ばれる製品にならないゴム生地量を著しく低減可能にした圧縮加硫成形機へのゴム生地の供給方法及びその装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0018

本発明に基づいて圧縮加硫成形機へ加硫成形すべきゴム生地を供給する供給装置の模式的構成図である。
本発明に係る供給装置のゴム生地充填開始状態を、一部を断面によって示す要部側面図である。
上記供給装置における流路切換弁を、定量ポットがゴム生地の送出路側に連通する位置に切り換えた状態を、一部を断面によって示す正面図であるが、定量機構12については、図2と同じ方向から見た定量充填時の状態として示している。
図3の状態から定量ポット内のゴム生地を送出してそれを完了する直前の状態を断面によって示す要部正面図である。
図2におけるA−A位置での断面図である。
図2において流路切換弁を図3切り換え状態にした場合のB−B位置での断面図である。

実施例

0019

図1は、ゴム生地の圧縮加硫成形機2に対し、本発明に係るゴム生地3の供給装置1を適用した構成を模式的に示すものである。このゴム生地3の供給装置1を構成する主要機器としては、まず、圧縮加硫成形に供するゴム生地3を別途圧延ロール機等で連続したテープ状に切り出して冷却により室温に保持して収容するコンテナ5を備え、また、該テープ状のゴム生地3を流動性の良い可塑化ゴム生地として定量機構12を有する定量ポット10に供給するための、シリンダ8内において回転駆動される回転スクリュー9を備えたスクリュー押出機7を備えている。上記スクリュー押出機7からのゴム生地3は、以下に詳述する流路切換弁14を介して定量ポット10に供給され、そこで定量したうえで、上記流路切換弁14を通して圧縮加硫成形機2に供給されるものである。

0020

上記スクリュー押出機7は、一端を駆動機構7bに連結した1本の軸上に複数の螺条を成形した回転スクリュー9を備え、シリンダ8内における該回転スクリュー9の駆動により、コンテナ5内から引き揚げたテープ状の上記ゴム生地3を可塑化しながらシリンダ8の出力口7cから押し出すものである。そのため、該シリンダ8の基端側には、上記コンテナ5に収容されているテープ状のゴム生地3を送入する送入機構7aを備えている。該送入機構7aは、上記シリンダ8のゴム生地供給口8bに配設した駆動機構付きの一対の供給ローラ等により、その間にゴム生地3を押し込み可能に形成したものである。

0021

スクリュー押出機7に対して送入機構7aを通して押し込むテープ状のゴム生地3の供給は、従来のようにゴムの圧縮加硫成形に際しての精密な重量の予備成形を不要にするものであって、その断面形状等にも寸法上の精密さが要求されず、ただ送入機構7aの供給ローラ等のサイズに概略的に対応したものであればよいため、テープ状のゴム生地3の予備成形工程にも多大な工数を必要としないものである。

0022

また、上記スクリュー押出機7には、そのシリンダ8の外套にゴム生地3の温調機構としての冷温ジャケット8aを設け、該ジャケット8aに、温度制御された液媒を液媒配管18aを通して循環させる冷温媒循環装置18を接続している。そのため、上記スクリュー押出機7においては、ゴム生地3が該液媒により可塑化による過熱を抑止して架橋開始を防ぐ適温に調節されて、回転スクリュー9の回転により出力口7cから押し出される。更に、上記スクリュー押出機7は、本来、テープ状ゴム生地3を定量ポット10へ送り込む機能を備えるものではあるが、それと同時に、移送するゴム生地3を回転スクリュー9による押し出しに伴って可塑化する機能をも備えている。このような冷温媒ジャケット8aの作用を含むスクリュー押出機7の作用により、一般的には、室温のゴム生地3を、配合処方と加硫曲線によって異なるが、70〜90℃を越えないように制御して、場合によればスクリュー9の回転数の制御が欠かせない。

0023

上記スクリュー押出機7によりその出力口7cから押し出されるゴム生地3は、図2からわかるように、該出力口に接続された流路切換弁14を通して定量ポット10へ送り込まれる。
該流路切換弁14の詳細については後述するが、上記スクリュー押出機7から定量ポット10に押し込むゴム生地3が通過する弁部材16内の流路16aは、スクリュー押出機7から定量ポット10側に向かうに従って次第に狭窄化されるテーパー孔として、該流路16aを通過するゴム生地3の押圧に伴う内部摩擦での発熱の増大をはかって可塑化ゴムの流動性を高めつつ、次段の定量ポット10に送給できるように構成している。この工程では、必要に応じて配合処方に加硫促進剤が練り込まれ、加硫開始に至らない温度に制御されたゴム生地が定量ポット10において定量される。

0024

上記スクリュー押出機7の出力口7cから押し出されたゴム生地3は、図2及び図3からわかるように、上記流路切換弁14を介して定量ポット10内の充填室10aに充填される。該充填室10aは、スクリュー押出機7の出力口7cに該流路切換弁14を介して接続される開口部10bから、円錐状面10cによって次第に拡大したうえで円筒面10dに連なる形態を有するものとし、該円筒面10d内に、上記円錐状面10c内を全体的に埋めるコーン部材11cを付した定量ピストン11を摺動自在に嵌合させて、該定量ピストン11により上記充填室10aの円筒面10d側の端部を閉じたうえで、該定量ピストン11に取り付けたピストンロッド11aを上記充填室10aから外方に導出させ、以下に説明するような定量機構12により、ピストンロッド11aの動いた位置で充填室10aに充填されたゴム生地3の量を把握可能に形成している。

0025

上記定量機構12は、充填室10aに充填されたゴム生地3による上記ピストンロッド11aの移動を、外部設定により定量位置に配設した定量ストッパ12aで停止させ、それにより充填室10aに正確に定量されたゴム生地3を充填しようとするものである。
該定量機構12の構成について更に具体的に説明すると、図1図3からわかるように、上記充填室10aを形成する円筒面10dの端部には端板10eを固定して、上記定量ピストン11のピストンロッド11aを摺動自在に貫通させ、充填室10aから外方に導出しているが、該端板10eとそれに対面する後述のラム押出機13の台板13aとの間に、上記ピストンロッド11aに近接してそれと平行する精密螺子の定量設定スクリュー12cを配設し、その両端を上記端板10e上の支持板及び台板13aに回転自在に支持させたうえで、制御装置25により駆動を制御されるサーボモータ12dにより回転駆動可能に構成している。

0026

上記定量ストッパ12aは、上記定量ピストン11のピストンロッド11aに摺動自在に外嵌させたもので、その支持部12bにおける雌ネジを上記定量設定スクリュー12cに螺嵌して、制御装置25によるサーボモータ12dの駆動制御により、該制御装置25において外部設定により与えられた定量位置まで、該定量ストッパ12aを正確に移動させるように制御可能に形成している。上記外部設定で与えられる定量ストッパ12aの定量位置は、上記圧縮加硫成形機2の金型2aで成形しようとするゴム製品の該金型2aにおける製品形状のキャビティへの仕込み量を予め正確に求め、それによって決まる上記定量設定スクリュー12c上の定量ストッパ12aの定量位置を上記制御装置25において設定するものである。

0027

前記スクリュー押出機7から押し出されて充填室10aに充填されたゴム生地3により定量ピストン11が押圧され、それに伴って移動する該ピストンロッド11aを上記定量位置において停止させる定量ストッパ12aは、該ピストンロッド11aと後記ラムロッド13cとの連結部11bをそれに対する当接部として、充填室10aに所要量のゴム生地3が充填されたときに、図3に示すように、該当接部(連結部11b)を当接させるものであり、つまり該当接部と定量ストッパ12aとが当接したときに、充填室10aに充填されたゴム生地3の量が、上記制御装置25において外部設定された量と正確に一致するように設定される。そして、該定量ストッパ12aに上記当接部が当接したときには、該当接部に付設した定量センサ12eから制御装置25に定量信号が送られ、この信号に基づいて制御装置25において上記スクリュー押出機7を停止させる制御が行われるものである。

0028

なお、この実施例の上記当接部としては、ピストンロッド11aとラムロッド13cとの連結部を利用して、そこに定量センサ12eを付設しているが、この定量機構12の構成は、上記定量ピストン11のピストンロッド11aを、それ自体又はそれに連結した部材の任意位置に設けた当接部を定量ストッパ12aに当接して停止させると共に、その当接部と定量ストッパ12aのいずれかに設けた定量センサ12eから制御装置25に定量信号が送られる構成を備えていればよい。

0029

上記定量信号は、制御装置25における制御によりスクリュー押出機7を停止させ、それに続いて、流路切換弁14の弁部材16を、スクリュー押出機7の出力口7cが上記定量ポット10に連通していた図2の第1の切換位置から、該定量ポット10を弁ボディ15におけるゴム生地3の送出路15cに連通させる図3の第2の切換位置に切り換える制御を行わせるためのものであり、これにより、充填室10aの開口部10bから可塑化されたゴム生地3を金型2aへ供給する準備が完了することになる。但し、これらの制御は、必ずしも上記制御装置25により自動的に行う必要がないものである。

0030

上記スクリュー押出機7から流路切換弁14を通して押し出されたゴム生地3を定量ポット10の充填室10a内に充填するに当たり、該スクリュー押出機7で充填室10aに押し込むゴム生地3が空気その他のガスを巻き込んでいることがあり、その場合に正確な定量が困難である。そのため、該充填室10aにおいて正確な定量を行うにはそれらのガスを排除する必要があり、このガスの排除のために、図1及び図2に示すように、上記充填室10aには円筒面10dの端板10eを貫通する吸引孔10fを通して真空ポンプ等の真空源20に至る真空配管20aを接続し、内部を30トール又はそれ以上の真空状態に負圧化して、可塑化すると共に脱気したゴム生地3を充填室10aに充填できるようにしているため、量的に極めて精度よくゴム生地3を充填室10aに充填することが可能になる。なお、上記定量ピストン11は充填室10a内のゴム生地3は通過させないがガスを排除する通気機能を有するものである。

0031

上記定量ポット10の充填室10aに、上述のようにして充填された定量のゴム生地3は、次の段階において、圧縮加硫成形機2の金型2aに供給されるが、その供給手段としては、前記台板13a上に配設したラム押出機13が用いられる。該ラム押出機13は、その押出しピストン13bに連結したラムロッド13cの先端が、定量ピストン11のピストンロッド11aの先端にカップリング状の連結部11bを介して連接されたもので、流路切換弁14における弁部材16の流路16aを図3の第2の切換位置に切り換えたうえで、液圧ユニット21から液圧配管21aを通して圧液をラム押出機13のシリンダ室13dに導入し、該ラムロッド13cに強力な押圧力を一気に作用させることにより、上記充填室10a内のゴム生地3を該充填室10aの円錐状面10cに沿って絞り込んで、一層可塑化しながら、該充填室10a内のゴム生地3をその開口部10b及び流路切換弁14内の流路16aを通して、圧縮加硫成形機2の金型2a上に押し出すものである。

0032

このようなラム押出機13により上記定量ポット10の充填室10a内のゴム生地3を押し出すと、前述したように、上記定量ピストン11には該充填室10aにおける円錐状面10c内を全体的に埋めるコーン部材11cを付設しているので、ゴム生地3の押し出し後に該コーン部材11cで埋める充填室10aの円錐状面10c内にゴム生地3が残らないばかりでなく、上記コーン部材11cに、弁ボディ15におけるポット接続口15b内のゴム生地3までも押し出せる形態を付与しておくことにより、定量ピストン11の毎回のゴム生地3の供給動作において、定量ポット10にゴム生地が残るのをなくすことができる。即ち、上記充填室10aの円錐状面10c内と連通する弁ボディ15のポット接続口15bの内底においては、弁部材16のテーパー孔の小径側端が開設された円環状の露出面16bに至る空間まで、充填室10aの円錐状面10cを延長させた形態にして、ゴム生地3を残すことなく押し出せる形態にしているので、上記コーン部材11cの形態を複雑化することなく、定量ポット10における定量ピストン11の毎回のゴム生地3の供給動作において、充填室10aにゴム生地が残るのをなくすことができる。

0033

更に、上述したようなゴム生地の供給装置においては、定量ポット10から弁ボディ15の送出路15cに至る流通路に、1サイクルのゴム生地3の供給の終了後に該ゴム生地の一部が残存すると、定量して金型2aに送られたゴム生地がそれだけ減量されていて成形不良が生じる可能性があるだけでなく、それが流通路において経時に伴って架橋を開始し、次の定量のために供給するゴム生地の流通路の閉塞要因等のトラブルの原因になる。

0034

特に、上記ラム押出機13のラムロッド13cによる押圧力で定量ポット10から流路切換弁14内を通して圧縮加硫成形機2の金型2a上に押し出すゴム生地3の流れの終端は、弁部材16内の流路16aを形成するテーパー孔内を最後に通過する部分であって、それが上記流路に残る可能性が高く、該部分がテーパー孔内を通過するときには、定量ポット10における定量ピストン11のコーン部材11cの先端が、弁ボディ15のポット接続口15bの内底において弁部材16のテーパー孔の小径側端を閉鎖する段階にある。そして、この段階の直前には、上記テーパー孔内にあるゴム生地3が、上記ラムロッド13cにより一気に充填室10aから押し出すための押圧力に基づく慣性力で、該テーパー孔から弁ボディ15の送出路15c側に移動しようとするが、上記テーパー孔内のポット接続口15b側端は、そのゴム生地3の移動により真空になる可能性があり、この真空を破壊してゴム生地の終端の流れを円滑にするためには、弁ボディ15の送出路15cを通してその外端側からテーパー孔に向かって空気を流入させる必要がある。

0035

そのため、上記定量ポット10の充填室10aに充填したゴム生地3を、上記ラム押出機13のラムロッド13cによる押圧力で流路切換弁14の弁ボディ15の送出路15cを通して圧縮加硫成形機2の金型2a上に押し出すに当たり、上記流路切換弁14における弁ボディ15の送出路15cを、該送出路15cの内端に開口する上記弁部材16の流路16aであるテーパー孔の大径側端から外端に向かうに従って縮径させないようにしているが、この構成は、該送出路15c内をゴム生地3が通過するに際して上記テーパー孔内の真空を破壊する気流を確保すると同時に、送出路15cを通して押し出されるゴム生地3の終端部3aの円滑な送出の通路を確保するためのものであり、また、上記ラムロッド13cによるゴム生地3の押圧力を、上記充填室10aから押し出されるゴム生地3の終端部3aが、それより先に送出されるゴム生地3に随伴させるに必要な強力なものとしているが、これはゴム生地3の供給を迅速にすると同時に、上記充填室10aから弁ボディ15の送出路15cの外端に至る送出流路にゴム生地3が残存することなく、定量ポット10から押し出したゴム生地3の全てを金型面に容易、確実に送り出すことを可能にしするものである。

0036

また、定量ポット10で定量された可塑化ゴム生地3は、上記ラム押出機13の強力な押し圧で一気に充填室10aから押し出されるが、該充填室10aの開口部10bに連結された流路切換弁14の弁部材16は、その流路16aにおけるテーパー孔の小径側端を、充填室10aの開口部10bに対面させ、該開口部10bの口径よりも弁部材16の流路16aにおけるテーパー孔の小径側端の口径を小さくしているので、そこを通して充填室10aから押し出されるゴム生地3の流れに対して、該テーパー孔の小径側端がその流れを絞るオリフィスになり、ゴム生地3の流通に対しては大きな抵抗となって、その摩擦熱により更に20〜40℃程度急激に昇温させると同時に流動性が高められ、結果的には、ゴム生地3に対する可塑化及び加熱のために要する負担を著しく軽減させることが可能になる。

0037

なお、必要に応じて、充填室10aの開口部10bにおいて、弁部材16のテーパー孔の小径側端が開口する平面状の露出面16b上に、上記テーパー孔の小径側端よりも小径のオリフィスを有するオリフィス円盤を装脱自在とし、スクリュー押出機7で充填室10aに押し込み、或いはラム押出機13の強力な押し圧で充填室10aから押し出されるゴム生地3に対する抵抗による過熱を調整することもできる。

0038

ここで、上記ゴム生地3の一連の流れの過程における温度の管理について説明する。前記スクリュー押出機7で充填室10aに充填されるゴム生地3は、該充填室10aにおいて温度センサーにより温度検出され、必要があれば、その温度が加硫開始に至らない温度であると同時に、充填室10aから上記ラム押出機13により圧縮加硫成形機2へ押し出すのに適した温度範囲にあるようにスクリュー押出機7の駆動が制御されて、ゴム生地3が定量ポット10に充填される。また、充填室10aにおいては、そのゴム生地温度に基づき、該ゴム生地3を圧縮加硫成形機2の金型2a上へ供給するに当たって、加硫温度に近い範囲内にある可塑化ゴム生地3を成形金型2aへ送り込めるか否かを確認し、必要があれば、上記ラム押出機13の液圧ユニット21における駆動系において出力油量の調整して該ラム押出機13を駆動し、それにより、金型内での加硫時間を可及的に短縮して、ゴム射出成形の高速サイクルに近づけることを可能にしている。

0039

上述したゴム生地3が充填される充填室10a及びそれ以降のゴム生地3の温度管理のためには、上記充填室10a内のゴム生地3を金型2a上に押し出すための液圧ユニット21における上記ラム押出機の駆動系に、上記ラムロッド13cの押圧力を、該押圧力によるゴム生地自体の内部摩擦に基づく昇温が当該ゴム生地をできるだけ加硫開始温度に近付けるように制御する駆動制御系を介装する必要がある。また、上記ゴム生地3の各段階での温度制御のためのスクリュー押出機7の駆動の制御や、ラム押出機13に接続した液圧ユニット21の駆動系における出力油量の調整等は、予め各種配合のゴム生地を用いてテスト成形を行い、それによって得られた最良のデータをオペレーションデータベースストックしておき、それらのデータを活用することになる。
なお、上記スクリュー押出機7やラム押出機13等は、基本的には最終的に可塑化ゴム生地3を加硫温度に近い範囲内にあるようにして金型2aへ送り込めるような設定で駆動されるものであるから、一連の供給の過程において適正な温度範囲に保持されているようであれば、上述した制御の必要はない。

0040

次に、図2図6を参照して上記流路切換弁14の構成及び作用について説明する。
該流路切換弁14は、上記スクリュー押出機7の出力口7cと上記充填室10aの開口部10bとの間に介装される弁ボディ15に、圧縮加硫成形機2の金型2aにゴム生地3を供給する送出路15cをも備えたもので、該弁ボディ15内に、充填室10aの開口部10bに連結する弁ボディ15のポット接続口15bの中心を通る中心軸線Lの廻りで回転するように保持させた略球形状をなす弁部材16を備え、該弁部材16内に設けた直線的な流路16aが、スクリュー押出機7の出力口7cを上記定量ポット10の充填室10aの開口部10bに連通させる第1の切換位置と、該定量ポット10の充填室10aを弁ボディ15におけるゴム生地3の送出路15cに連通させる第2の切換位置との間で切換可能に形成されたものである。

0041

上記弁部材16の流路16aは、略球形状をなす該弁部材16を直線的に貫通するテーパー孔として形成され、上記第1の切換位置においては、上記スクリュー押出機7から定量ポット10側に向かうに従って狭窄化されるように形成され、それにより該流路16aを通過するゴム生地3を内部摩擦で加熱しながら定量ポット10に送給可能なものとし、また、上記第2の切換位置においては、そのテーパー孔の小径側を充填室10aの開口部10bに接続させた状態で、弁ボディ15を上記中心軸線Lの廻りで回転させて、上記テーパー孔の大径側を弁ボディ15におけるゴム生地3の送出路15cに接続させるように切り換えるものである。

0042

図示の弁部材16においては、流路16aを形成するテーパー孔の小径側端の開口面の中心と球形状の弁部材16の中心とを通る弁部材16の中心軸線Lに対し、スクリュー押出機7における回転スクリュー9の回転の軸線が直交するように、該スクリュー押出機7と弁ボディ15とが連結され、そのため、図2に示すように第1の切換位置にある弁部材16を上記中心軸線Lの周りで90°回転させると、図3及び図6に示すように、弁部材16の流路16aの小径側を充填室10aの開口部10bに接続させた状態で、弁ボディ15の供給口15aを通してスクリュー押出機7の出力口7cに連通していた該流路16aの大径側が、弁ボディ15におけるゴム生地3の送出路15cに連通する第2の切換位置に切り換えられる。

0043

上記流路切換弁14の弁部材16の切換機構は、図2図6に示しているように、該弁部材16に対してその中心軸線Lに沿う方向に取り付けた回転軸17aに、それに直交する連結腕17bを固定的に連結し、図1に示している液圧ユニット21から開閉弁21eを有する液圧配管21dを介して送られた圧液で駆動源17dを動作させ、操作杆17cを介して該連結腕17bを駆動することにより、図5の第1の切換位置から図6の第2の切換位置に移動させる切り換えを行うことができ、これにより、充填室10aの開口部10bから可塑化されたゴム生地3を金型2a上へ供給する準備が完了することになる。弁部材16の第1の切換位置への復帰は、開閉弁21cを有する液圧配管21bを介して上記駆動源17dを逆に駆動すればよい。

0044

充填室10aに充填した定量のゴム生地3をラム押出機13による定量ピストン11の押圧により弁ボディ15の送出路15cから金型2a上に押し出すに当たっては、上記送出路15cと開放した金型2aの表面の中心部との間を位置的に一定に保てるように、圧縮加硫成形機2に対して供給装置1の上記送出路15cを位置合わせすれば、押し出されたゴム生地3を、とぐろを巻くような状態で金型2a上に垂下堆積させることができる。より安定的にとぐろを巻かせるためには、上記送出路15cの外側に、渦巻き状に移動する出口端を備えたアタッチメントを付設すればよい。

0045

可塑化されたゴム生地3が金型面に押し出された後には、流路切換弁14が第1の切換位置に切り換えられ、一方、圧縮加硫成形機2においては、ゴム生地3の供給が終った金型2aが閉鎖されつつ上下熱盤の間に引き込まれ、その閉鎖が完了すると上下の熱盤で加圧される。特に、上記供給装置1においては、金型2aに供給されたゴム生地3が加熱及び可塑化により軟化しているので、金型2a内での加熱及び可塑化の負担が著しく軽減され、金型で過大な圧力を加えてなくても、供給されたゴム生地3が金型2a内のキャビティに流動性良く押し込まれ、この流動性が金型内のキャビティの空気を四周へ押し出す効果をも発揮することになる。

0046

定量ポット10内の定量されたゴム生地3を全て圧縮加硫成形機2の金型2aに供給し終わると、定量ピストン11におけるコーン部材11cの先端が充填室10aの開口部10bに達するので、ラム押出機13においてそれを検知し、次のゴム生地3の定量のために、ラム押出機13の油圧制御バルブ圧油戻り回路にして、スクリュー押出機7から押し出される可塑化ゴム生地が定量ピストンを押し下げ得る状態で待機する。また、定量ストッパ12aの定量ポットが空になったことを確認したうえで、次の定量を開始するために弁部材16を第1の切換位置に戻して、スクリュー押出機7の起動に待機させる。

0047

圧縮加硫成形機2の金型2aにおける成形品種の切り換えに際しては、供給装置1におけるスクリュー押出機7で送り出していたゴム生地3を他の品種のものと入れ換えるために、まず、コンテナ5内のゴム生地3を新しい品種のゴム生地3と入れ換えるのは勿論であるが、流路切換弁14の弁部材16を第2の切換位置に切り換え、スクリュー押出機7と流路切換弁14との間を僅かに離間させて、スクリュー押出機7の支持台6の旋回機構ロック解除し、スクリュー押出機7の出力口の方向を変えて回転スクリュー9を起動すればよく、それによりスクリュー押出機7内のゴム生地3は排出させることができる。また、流路切換弁14の弁部材16に開設したテーパー孔からなる流路16a等内のゴム生地3は金型への送出動作の際に、流路16aから送出されて「空」になっており、前述したところによって容易に行うことができる。

0048

上記ゴム生地3を圧縮加硫成形機2に供給するための上記供給装置1は、圧縮加硫成形機2の複数台が配列して設置されたゴム生地の成形工場において、以下に説明するように、それらの複数の圧縮加硫成形機2に対し、単一又は複数の供給装置でゴム生地3を順次供給することが可能なものである。即ち、図1に示す実施例では、複数台が紙面垂直方向に配列して設置された圧縮加硫成形機2の列に沿って、それらの前を一定の位置的関係を保持して走行台車24が順次通行できる台車用ガイドレール23を敷設し、前述した構成を有する供給装置1の一式を該走行台車24上に搭載して、上記ガイドレール23に沿って駆動輪23bを転動させる駆動装置23aにより牽引し、該ガイドレール23に沿って上記供給装置1を各圧縮加硫成形機2におけるゴム生地供給位置に順次移送可能に構成している。

0049

上記供給装置1は、配列して設置された複数台の圧縮加硫成形機2に対し、それらの動作を制御する制御装置25において、一定の時間間隔で、可塑化された定量のゴム生地3を順次供給するものとして動作させることもできるが、複数の各圧縮加硫成形機2に、それぞれ、圧縮加硫成形が完了した旨の信号等を出力する発信器を設置し、各圧縮加硫成形機2に、加硫成形の完了時間や次回のゴム生地3の供給を受ける時間が予測できるようになった時点等に、該発信器から上記供給装置1の制御装置25に対して呼出信号を出力させ、該供給装置1において各圧縮加硫成形機2からの呼出信号に対応させるように構成することもできる。

0050

上記呼出信号は、例えば、いずれかの圧縮加硫成形機2において作業者が成形を完了した金型2aを取り外し、成形が終った製品を取り出したことをスイッチ操作で送る信号であってもよいが、特定の作業が一段落したときにそのスイッチ操作を行うようにしてもよく、また、成形が終った製品を取り出す作業等を自動的に行う場合には、製品の自動取り出しや、金型の上下面の清拭作業と離型剤の塗布を行った段階など、作業が一段落したときに自動的に信号を出力させるものでも差し支えない。これらの信号においてはどの圧縮加硫成形機2において発信した信号であるかの識別を受信側において可能にしておく必要がある。

0051

供給装置1の制御装置25において上記呼出信号に対応させるには、上記呼出信号を発した圧縮加硫成形機2における圧縮加硫成形の完了時間を予測して、できるだけその成形の完了後で金型2a上に次の可塑化されたゴム生地を供給する時点に、当該呼出信号を発した圧縮加硫成形機2に走行台車24が到達するように制御することが望まれる。
更に、上記走行台車24に搭載した供給装置1には、上記呼出信号を受けて走行する間においても、呼出信号を発した圧縮加硫成形機2の前に到着するまで定量ポット10へ定量のゴム生地3の可塑化及び充填ポット10への充填を行わせるとか、また、ゴム生地3の供給が終った圧縮加硫成形機から次の圧縮加硫成形機へ自走移動して、同じ動作を繰り返すとか、ゴム生地を供給する前に金型面上の加硫製品を自動的に取り出すとか、製品を取り出した金型面を清拭するとか、ゴム生地注入前の金型面へ離型剤の噴霧を行うなど、比較的容易に自動化できる機能を持たせることが望まれる。

0052

以上に詳述した本発明に係る圧縮加硫成形機の金型へのゴム生地3の供給装置1においては、以下に説明するようなゴム生地の供給方法が適用される。
まず、圧縮加硫成形に供するゴム生地3は、前述のようにテープ状としてスクリュー押出機7に供給され、そのシリンダ8の外套に設けた冷温媒ジャケット8aに流す液媒により温度制御を行うと共に、該シリンダ8内での回転スクリュー9の駆動によって該ゴム生地3を出力口7cに送りながら可塑化することになるが、このスクリュー押出機7によりコンテナ5内のテープ状の冷間ゴム生地3を流動性の良い可塑化ゴム生地として定量ポット10に送る段階においては、一般的に、ゴム生地を70〜80℃に昇温することが望まれる。

0053

上記ゴム生地3をスクリュー押出機7の出力口7cに連結した流路切換弁14を通して定量ポット10に充填するに当たっては、流路切換弁14における弁部材16の流路16aをスクリュー押出機7から定量ポット10側に向かうに従って狭窄化されるテーパー孔として、該流路16aを通過するゴム生地3を可塑化しながら定量ポット10に送給することになるが、定量ポット10の充填室10aの開口部10b側に位置するテーパー孔の小径端をオリフィスとして、ゴム生地3を充填室10aへ押し込む際には、一般的に15〜20℃程度の昇温が見込まれる。

0054

上記定量ポット10は、その内部の充填室10aを、その開口部10bから円錐状面10cによって次第に拡大したうえで円筒面10dに連なる形態を有するものとして形成され、該円筒面10d内に、上記円錐状面内を全体的に埋めるコーン部材11cを付した定量ピストン11を摺動自在に嵌合させて、該定量ピストン11により上記充填室10aの円筒面10d側の端部を閉じたうえで、該定量ピストン11のピストンロッド11aを上記充填室10aから外方に導出させたものとしているため、上記スクリュー押出機7から流路切換弁14を通して押し出されたゴム生地3は、充填室10aへの充填により定量ピストン11を押圧して、上記ピストンロッド11aに設けた当接部11bが定量位置に配設した定量ストッパ12aに当接したとき、該定量ストッパ12aにおいて発する定量信号に基づいて、上記スクリュー押出機7を停止させ、上記流路切換弁14における弁部材16の流路16aを、テーパー孔の大径側を弁ボディ15におけるゴム生地3の送出路15cに連通させる第2の切換位置に切り換え、充填室10aに充填した定量のゴム生地3を圧縮加硫成形機2の金型上に押し出す準備を完了する。

0055

次いで、上記定量ピストン11のピストンロッド11aを、その先端に連接したラム押出機13のラムロッド13cにより強く押圧させ、その押圧力により、上記充填室10a内のゴム生地3を該充填室10aの円錐状面10cに沿って絞り込んで一層加熱しながら、上記充填室10aの開口部10b及び流路切換弁14の弁ボディ15の送出路15cを通して、圧縮加硫成形機2の金型2a上に一気に押し出すが、特に、この際には充填室10aの開口部10bに流路切換弁14の弁部材16の流路16aにおけるテーパー孔の小径端が、ゴム生地3の流通路を狭搾するオリフィスとして位置し、充填室10aのゴム生地3にラム押出機13の強い押圧力を作用させて該オリフィスを一気に通過させるので、その際の大きな抵抗による摩擦発熱で、一般的に30〜40℃程度の温度上昇を得ることができる。

0056

上述したように、スクリュー押出機7による室温のゴム生地3の押し出しに伴う可塑化による加熱で該ゴム生地を70〜90℃に高めると共にその流動性高め、更に、定量機構12によりそのゴム生地3の定量を定量ポット10に充填したうえで、ラム押出機13により定量ポット10における定量ピストン11を1KNオーダーの押圧力で駆動して、定量ポット10の可塑化ゴム生地3の全量、つまり、圧縮加硫成形機2における金型2aのキャビティに充填する容積の可塑化ゴム生地3を急速に押し出すものであるが、その押し出しに際してゴム生地3が流路切換弁14の弁部材16における狭搾された流路16aを通過させるために、定量ポット10への充填時加熱と合わせて、ゴム生地3は120〜150℃に昇温して、流動性の良い状態で金型2aに供給されることになり、そのため、多くは180℃を加硫温度として操業しているので、上下に分割開放された金型を閉じて熱盤へ引き込み、加圧してバンピング1回のガス抜きで加硫サイクルが始められるような状態になり、成形のサイクルタイムの短縮で高い生産性を得ることができる。

0057

1供給装置
2圧縮加硫成形機
2a金型
3ゴム生地
7スクリュー押出機
7c出力口
8シリンダ
8a冷温媒ジャケット
9回転スクリュー
10定量ポット
10a充填室
10b 開口部
10c円錐状面
10d円筒面
11定量ピストン
11aピストンロッド
11b 当接部
11cコーン部材
12定量機構
12a 定量ストッパ
12c 定量設定スクリュー
12e 定量センサ
13ラム押出機
13cラムロッド
14流路切換弁
15弁ボディ
15c送出路
16弁部材
16a 流路
25 制御装置

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