(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出成形用の成形型と、
該成形型に成形材料を連続的に供給するための押出機と、
該押出機から成形型への成形材料の供給量を制御するための制御装置と
を備えた押出成形装置であって、
該押出機は、
前記成形型に成形材料を導入するための成形材料流路と、
該成形材料流路内に配置された成形材料移送手段と
を備えており、
前記成形材料移送手段は、前記成形材料流路内に配置された、回転することにより該成形材料流路内の成形材料を前記成形型に向って流動させるためのスクリューと、該スクリューを回転させるためのモータとを備えており、
前記制御装置は、該成形材料流路内において、該成形材料移送手段により移送力を得て前記成形型に供給される成形材料の圧力を検出する流路内圧検出手段と、前記成形型から押し出された成形品の寸法を検出する寸法検出手段と、前記モータの回転数を検出するための回転数検出手段と、を備えており、該流路内圧検出手段及び該寸法検出手段の検出値に基づいて該成形材料移送手段の出力を制御し、前記流路内圧検出手段及び前記回転数検出手段の検出値に基づいて前記モータの回転数を制御するものであり、
該制御装置は、
予め設定された成形品の目標寸法と該寸法検出手段の検出値とを比較する外径比較工程と、
該外径比較工程における比較結果に基づき、該成形材料流路内の目標内圧を設定する目標内圧設定工程と、
該流路内圧検出手段の検出値と該目標内圧とを比較する内圧比較工程と、
該内圧比較工程における比較結果に基づき、該モータの目標回転数を設定する目標回転数設定工程と、
該回転数検出手段の検出値に基づき、該モータの回転数が該目標回転数となるように該モータを制御するモータ制御工程と、
を行うように構成されていることを特徴とする押出成形装置。
【請求項２】
請求項１において、前記流路内圧検出手段は、前記成形材料流路の前記成形型側の末端部に配置されていることを特徴とする押出成形装置。
【請求項３】
請求項２において、前記流路内圧検出手段は、前記成形材料流路の前記成形型側の端部から該成形材料流路の上流側に１０〜５０ｍｍの範囲内に配置されていることを特徴とする押出成形装置。
【請求項４】
押出成形用の成形型と、
該成形型に成形材料を連続的に供給するための押出機と、
該押出機から成形型への成形材料の供給量を制御するための制御装置と
を備えた押出成形装置であって、
該押出機は、
前記成形型に成形材料を導入するための成形材料流路と、
該成形材料流路内に配置された成形材料移送手段と
を備えており、
前記成形材料移送手段は、前記成形材料移送手段は、前記成形材料流路内に配置された、回転することにより該成形材料流路内の成形材料を前記成形型に向って流動させるためのスクリューと、該スクリューを回転させるためのモータとを備えており、
前記制御装置は、該成形材料流路内において、該成形材料移送手段により移送力を得て前記成形型に供給される成形材料の圧力を検出する流路内圧検出手段と、前記成形型内の圧力を検出するための成形型内圧検出手段と、前記モータの回転数を検出するための回転数検出手段とを備えており、前記流路内圧検出手段の検出値と前記成形型内圧検出手段の検出値とに基づいて前記成形材料移送手段の出力を制御するものであり、
該制御装置は、
前記流路内圧検出手段の検出値と前記成形型内圧検出手段の検出値との差Δｄを演算する内圧差演算工程と、
該差Δｄが所定内圧差以下であるか、又は該所定内圧差を超えているかを判定する内圧差比較工程と、
該内圧差比較工程において、該差Δｄが該所定内圧差以下であると判定された場合には、該モータの回転数変化速度を所定変化速度以上とし、該差Δｄが該所定内圧差を超えていると判定された場合には、該モータの回転数変化速度を該所定変化速度よりも低くする回転数変化速度制御工程と
を行うように構成されていることを特徴とする押出成形装置。
【請求項５】
押出成形用の成形型と、
該成形型に成形材料を連続的に供給するための押出機と、
該押出機から成形型への成形材料の供給量を制御するための制御装置と
を備えた押出成形装置であって、
該押出機は、
前記成形型に成形材料を導入するための成形材料流路と、
該成形材料流路内に配置された成形材料移送手段と
を備えており、
前記制御装置は、該成形材料流路内において、該成形材料移送手段により移送力を得て前記成形型に供給される成形材料の圧力を検出する流路内圧検出手段と、前記成形型内の圧力を検出するための成形型内圧検出手段と、を備えており、前記流路内圧検出手段の検出値と前記成形型内圧検出手段の検出値とに基づいて前記成形材料移送手段の出力を制御するように構成されており、
前記成形型内圧検出手段は、前記成形型の成形材料導入口と対向する成形型内面に配置されていることを特徴とする押出成形装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記成形材料はゴム材料であることを特徴とする押出成形装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記成形型は、
略円筒形状のキャビティを有しており、
該キャビティ内に、該キャビティの筒軸心方向と略平行方向に芯材が挿通されており、
該キャビティ内面と該芯材との間に成形材料が充填されることにより、該芯材を被覆した略円筒形状の成形品が成形されるように構成されていることを特徴とする押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形材料を押出機により成形型に連続的に供給して成形品を押出成形する押出成形装置に係り、特にスクリューポンプ式の押出機を備え、該押出機のスクリューを駆動するモータの回転数を成形材料流路内の圧力に基づいて制御するように構成された押出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
押出成形装置は、成形型と、該成形型に連続的に成形材料を供給する押出機とを備えている。この押出機として、成形材料を成形型に導入するための成形材料流路と、該成形材料流路内に配置されたスクリューと、該スクリューを回転させるためのモータとを備えたスクリューポンプ式の押出機が広く用いられている。この押出機にあっては、成形材料流路内に供給された成形材料は、該成形材料流路内で回転するスクリューにより混練されながら成形型に送り込まれる。
【０００３】
成形型への成形材料の供給量を制御するために、この成形材料流路の下流側にギヤポンプ機構を設けた押出機が特開２００１−１５０５１５に記載されている。第６図は同号の押出機を示す縦断面図である。この押出機１００は、該成形材料流路を形成する円筒形のシリンダ１０１と、該シリンダ１０１内に配置されたスクリュー１０２と、フィルター１０３を介して該シリンダ１０１の先端側に連結されたギヤポンプ機構１０４等を備えている。スクリュー１０２は、シリンダ１０１内に同軸状に配置された軸部と、該軸部の外周面に螺旋状に形成されたフライトとを有している。この軸部の後端にモータ（図示略）の駆動軸が接続されている。シリンダ１０１の後端側には成形材料供給口が設けられており、この供給口にホッパー１０５が取り付けられている。このホッパー１０５を介してシリンダ１０１内に供給された成形材料は、シリンダ１０１の内部でスクリュー１０２が回転することにより、該シリンダ１０１内で混練されながら該シリンダ１０１の先端側に向って流動し、ギヤポンプ機構１０４に送り込まれる。
【０００４】
ギヤポンプ機構１０４は、シリンダ１０１内に連通した成形材料流路１０６ａを有するボディ部１０６と、該ボディ部１０６内に設置された１対のギヤ１０７，１０８と、該ギヤ１０７，１０８を回転駆動させるモータ（図示略）とを有している。該ボディ部１０６内には、流路１０６ａの内周面から互いに反対方向へ凹陥した１対の凹所１０６ｂ，１０６ｃが形成されており、該凹所１０６ｂ，１０６ｃ内にそれぞれギヤ１０７，１０８が配置されている。これらのギヤ１０７，１０８は、それぞれ一部が凹所１０６ｂ，１０６ｃ内から流路１０６ａ内に張り出し、該流路１０６ａ内において互いに噛合している。各ギヤ１０７，１０８の駆動軸は、流路１０６ａの延在方向と直交方向且つ互いに平行方向に延在している。また、各凹所１０６ｂ，１０６ｃの内周面は、各ギヤ１０７，１０８の駆動軸と同軸状の円筒形状となっている。
【０００５】
各ギヤ１０７，１０８が第６図の矢印Ｒ方向に回転駆動されると、シリンダ１０１から流路１０６ａ内に流れて来た成形材料は、各ギヤ１０７，１０８の歯と歯の間に入り込み、各ギヤ１０７，１０８の回転に伴い、各凹所１０６ｂ，１０６ｃ内を通って流路１０６ａの下流側へ搬送される。その後、この成形材料は、該流路１０６ａの下流側に接続された成形用口金１０９から吐出される。
【０００６】
このギヤポンプ機構１０４にあっては、各ギヤ１０７，１０８の各歯間にそれぞれ一定量の成形材料が保持され、これらが各ギヤ１０７，１０８の回転に伴って順次に流路１０６ａの下流側へ搬送されて成形用口金１０９から吐出されるため、各ギヤ１０７，１０８の回転数が一定となるように制御することにより、該成形用口金１０９からの成形材料の吐出量を一定に保つことができる。
【０００７】
特開２００３−２６６５２３には、ギヤポンプ機構の内部の圧力を検出するための圧力センサを設けることが記載されている。同号では、この圧力センサは、ギヤポンプ機構のギヤとスクリューとの間の成形材料流路内に配置されている。この圧力センサの検出値と、予め設定された設定値とを比較し、この比較結果に基づいてスクリュー駆動用モータの回転数を制御する。これにより、ギヤポンプ機構の内部の圧力変動を抑制することができ、この結果、成形用口金からの成形材料の吐出量を安定させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１５０５１５
【特許文献２】特開２００３−２６６５２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特開２００１−１５０５１５及び特開２００３−２６６５２３のように、スクリューポンプ式の押出機の先端側にギヤポンプ機構を設け、押出機からの成形材料の吐出量をこのギヤポンプ機構によって制御するように構成した場合、設備コストが増大すると共に、広い設置スペースが必要となる。また、ギヤポンプ機構のモータの駆動に大きな電力が必要となるので、ランニングコストも嵩む。さらに、ギヤポンプ機構は構成が複雑であるため、分解清掃等のメンテナンスに多大な労力が必要となる。
【００１０】
上記特開２００３−２６６５２３では、ギヤポンプ機構のギヤとスクリューとの間の成形材料流路内に圧力センサが配置されているので、この圧力センサは、ギヤポンプ機構から移送力を得た後の成形材料の圧力を検出することはできない。従って、この圧力センサの検出値に基づいて成形用口金からの成形材料の吐出量を制御することはできない。同号の押出成形装置にあっては、成形用口金からの成形材料の供給量を調整する場合には、成形用口金から押し出された後の成形品の寸法を測定しながら、この寸法が所定寸法となるようにギヤの回転数を調整する必要がある。しかしながら、ギヤの回転数を調整しても、その結果が成形品の寸法の変化となって現れるのには時間がかかるので、短時間のうちに成形材料の供給量を調整するのは容易ではない。
【００１１】
本発明は、成形材料の押出機から成形型への供給量を短時間にて且つ高精度にて調整することが可能であり、これにより、押出機にギヤポンプ機構を設けることなく、成形品の成形精度を十分に高めることが可能な押出成形装置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】
【００１２】
本発明（請求項１）の押出成形装置は、押出成形用の成形型と、該成形型に成形材料を連続的に供給するための押出機と、該押出機から成形型への成形材料の供給量を制御するための制御装置とを備えた押出成形装置であって、該押出機は、前記成形型に成形材料を導入するための成形材料流路と、該成形材料流路内に配置された成形材料移送手段とを備えており、前記成形材料移送手段は、前記成形材料流路内に配置された、回転することにより該成形材料流路内の成形材料を前記成形型に向って流動させるためのスクリューと、該スクリューを回転させるためのモータとを備えており、前記制御装置は、該成形材料流路内において、該成形材料移送手段により移送力を得て前記成形型に供給される成形材料の圧力を検出する流路内圧検出手段と、前記成形型から押し出された成形品の寸法を検出する寸法検出手段と、前記モータの回転数を検出するための回転数検出手段と、を備えており、該流路内圧検出手段及び該寸法検出手段の検出値に基づいて該成形材料移送手段の出力を制御し、前記流路内圧検出手段及び前記回転数検出手段の検出値に基づいて前記モータの回転数を制御するものであり、該制御装置は、予め設定された成形品の目標寸法と該寸法検出手段の検出値とを比較する外径比較工程と、該外径比較工程における比較結果に基づき、該成形材料流路内の目標内圧を設定する目標内圧設定工程と、該流路内圧検出手段の検出値と該目標内圧とを比較する内圧比較工程と、該内圧比較工程における比較結果に基づき、該モータの目標回転数を設定する目標回転数設定工程と、該回転数検出手段の検出値に基づき、該モータの回転数が該目標回転数となるように該モータを制御するモータ制御工程と、を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の押出成形装置は、請求項１において、前記流路内圧検出手段は、前記成形材料流路の前記成形型側の末端部に配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の押出成形装置は、請求項２において、前記流路内圧検出手段は、前記成形材料流路の前記成形型側の端部から該成形材料流路の上流側に１０〜５０ｍｍの範囲内に配置されていることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項４の押出成形装置は、押出成形用の成形型と、該成形型に成形材料を連続的に供給するための押出機と、該押出機から成形型への成形材料の供給量を制御するための制御装置とを備えた押出成形装置であって、該押出機は、前記成形型に成形材料を導入するための成形材料流路と、該成形材料流路内に配置された成形材料移送手段とを備えており、前記成形材料移送手段は、前記成形材料移送手段は、前記成形材料流路内に配置された、回転することにより該成形材料流路内の成形材料を前記成形型に向って流動させるためのスクリューと、該スクリューを回転させるためのモータとを備えており、前記制御装置は、該成形材料流路内において、該成形材料移送手段により移送力を得て前記成形型に供給される成形材料の圧力を検出する流路内圧検出手段と、前記成形型内の圧力を検出するための成形型内圧検出手段と、前記モータの回転数を検出するための回転数検出手段とを備えており、前記流路内圧検出手段の検出値と前記成形型内圧検出手段の検出値とに基づいて前記成形材料移送手段の出力を制御するものであり、該制御装置は、該流路内圧検出手段の検出値と成形型内圧検出手段の検出値との差Δｄを演算する内圧差演算工程と、該差Δｄが所定内圧差以下であるか、又は該所定内圧差を超えているかを判定する内圧差比較工程と、該内圧差比較工程において、該差Δｄが該所定内圧差以下であると判定された場合には、該モータの回転数変化速度を所定変化速度以上とし、該差Δｄが該所定内圧差を超えていると判定された場合には、該モータの回転数変化速度を該所定変化速度よりも低くする回転数変化速度制御工程とを行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項５の押出成形装置は、押出成形用の成形型と、該成形型に成形材料を連続的に供給するための押出機と、該押出機から成形型への成形材料の供給量を制御するための制御装置とを備えた押出成形装置であって、該押出機は、前記成形型に成形材料を導入するための成形材料流路と、該成形材料流路内に配置された成形材料移送手段とを備えており、前記制御装置は、該成形材料流路内において、該成形材料移送手段により移送力を得て前記成形型に供給される成形材料の圧力を検出する流路内圧検出手段と、前記成形型内の圧力を検出するための成形型内圧検出手段と、を備えており、前記流路内圧検出手段の検出値と前記成形型内圧検出手段の検出値とに基づいて前記成形材料移送手段の出力を制御するように構成されており、前記成形型内圧検出手段は、前記成形型の成形材料導入口と対向する成形型内面に配置されていることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項６の押出成形装置は、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記成形材料はゴム材料であることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項７の押出成形装置は、請求項１ないし６のいずれか１項において、前記成形型は、略円筒形状のキャビティを有しており、該キャビティ内に、該キャビティの筒軸心方向と略平行方向に芯材が挿通されており、該キャビティ内面と該芯材との間に成形材料が充填されることにより、該芯材を被覆した略円筒形状の成形品が成形されるように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の押出成形装置にあっては、制御装置は、成形材料流路内において、成形材料移送手段により移送力を得て成形型に供給される成形材料の圧力を検出する流路内圧検出手段を備えており、該流路内圧検出手段の検出内圧に基づいて該成形材料移送手段の出力を制御するものである。即ち、この流路内圧検出手段は、成形材料移送手段から移送力を得た後の成形材料の圧力を検出するものである。そのため、この流路内圧検出手段の検出値に基づいて成形材料移送手段の出力を制御することにより、押出機から成形型に供給される成形材料の供給量を精度良く制御することができる。しかも、この流路内圧検出手段は、成形材料流路内において成形材料の圧力を検出するので、成形材料移送手段から移送力を得た直後の成形材料の圧力を検出することが可能である。これにより、成形材料移送手段の制御に伴う成形材料の圧力変動を即座に検出することができるため、短時間のうちに且つ精度良く成形材料の供給量を調整することが可能となる。従って、かかる本発明の押出成形装置にあっては、押出機にギヤポンプ機構を設けなくとも、十分に成形品の成形精度を高めることが可能である。
【００２４】
このように、本発明では、押出機にギヤポンプ機構を設けなくとも十分に成形品の成形精度を高めることが可能であるため、ギヤポンプ機構を省略することにより、押出成形装置の設備コスト及びランニングコストの低減を図ることが可能であると共に、押出成形装置の設置スペースの省スペース化を図ることも可能である。また、押出成形装置の分解清掃等のメンテナンスを容易化することも可能である。
【００２５】
また本発明では、成形材料移送手段を、成形材料流路内に配置されたスクリューと、このスクリューを回転させるためのモータとからなるスクリューポンプ式のものとし、流路内圧検出手段と、該モータの回転数を検出する回転数検出手段との検出値に基づいて該モータの回転数を制御するように構成することにより、簡易な構成にて高精度に成形材料の供給量を制御することができる。
【００２６】
さらに、成形品の寸法を検出するための寸法検出手段を設け、この寸法検出手段の検出値と流路内圧検出手段の検出値とに基づいて成形材料移送手段の出力を制御するように構成することにより、成形品の成形精度の向上を図ることが可能である。
【００２７】
請求項２の通り、流路内圧検出手段を成形材料流路の成形型側の末端部に配置することにより、成形材料流路から成形型に供給される直前の成形材料の圧力を検出することができる。これにより、成形精度の向上を図ることができる。この場合、請求項３の通り、該流路内圧検出手段を成形材料流路の成形型側の端部から該成形材料流路の上流側に１０〜５０ｍｍの範囲内に配置することが好ましい。
【００２８】
請求項４の通り、成形型内の圧力を検出するための成形型内圧検出手段を設け、成形材料流路内の圧力と成形型内の圧力との差に基づいて成形材料移送手段の出力変化速度を制御することにより、該成形材料移送手段の出力の変化にフィードバック制御が追い付かなくなって制御系の振動が生じることが防止され、フィードバック制御の応答性が良好なものとなる。
【００２９】
請求項５の通り、この成形型内圧検出手段は、成形型の成形材料導入口と対向する成形型内面に配置されていることが好ましい。このように構成することにより、成形型内圧検出手段の検出値が、成形型に流入する成形材料の脈動の影響を受けにくくなる。
【００３０】
請求項６の通り、本発明は、ゴム材料からなる成形品の押出成形装置に好適である。また、請求項７の通り、本発明は、芯材を略円筒形状の成形品で被覆した被覆芯材の製造に用いられる押出成形装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施の形態に係る押出成形装置の概略的な構成図である。
【図２】図１の押出成形装置における成形型の成形材料導入口付近の水平断面図である。
【図３】図１の押出成形装置の制御方法を示すフロー図である。
【図４】第２の実施の形態に係る押出成形装置の図２と同様部分の水平断面図である。
【図５】図４の押出成形装置におけるシリンダ内圧及びキャビティ内圧の経時変化を示すグラフである。
【図６】従来例に係る押出成形装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態では、押出成形装置により円筒状の成形品を製造しているが、本発明は、これ以外の形態の成形品を製造するための押出成形装置にも適用可能である。
【００３３】
［第１の実施の形態］
第１図は、第１の実施の形態に係る押出成形装置の概略的な構成図である。第２図は、この押出成形装置における成形型の成形材料導入口付近の水平断面図である。第３図は、この押出成形装置の制御方法を示すフロー図である。
【００３４】
この実施の形態の押出成形装置は、押出成形用の成形型１と、該成形型１に成形材料を供給するための押出機１０と、該成形型１から押し出された成形品Ｆの外径を検出するための外径検出装置２と、この外径検出装置２の検出値が入力される外径制御装置３と、押出機１０の駆動用モータＭの回転数を制御する回転数制御装置４と、該押出機１０のシリンダ１１内を流動する成形材料の圧力を制御するシリンダ内圧制御装置５等を備えている。この実施の形態では、該外径制御装置３、回転数制御装置４及びシリンダ内圧制御装置５により、押出機１０による成形型１への成形材料の供給量を制御するための制御装置が構成されている。
【００３５】
この実施の形態では、成形型１は、略円筒形状のキャビティ１ａと、該キャビティ１ａ内に略同軸状に配置された芯体１ｂとを有している。このキャビティ１ａは、軸心線方向を略鉛直方向として配置される。このキャビティ１ａの上端面には芯材挿通孔１ｃが設けられており、下端面には成形品出口１ｄが設けられている。芯材１ｂは、この芯材挿通孔１ｃからキャビティ１ａ内に挿通され、成形品出口１ｄから該キャビティ１ａ外に下方へ向って引き出されている。キャビティ１ａの上端側の外周面に成形材料の導入口１ｅが設けられており、この導入口１ｅに押出機１０が接続されている。この押出機１０により導入口１ｅからキャビティ１ａ内に成形材料が連続して供給され、該キャビティ１ａの内周面と芯体１ｂの外周面との間の空間に成形材料が充填されることにより、該芯体１ｂの外周面を被覆した略円筒形の成形品Ｆが連続して成形される。この成形品Ｆは、押出機１０からキャビティ１ａ内に供給され続ける成形材料の供給圧力により、順次、芯材１ｂと一体的に成形品出口１ｄから下方へ押し出される。なお、成形型１の構成はこれに限定されない。
【００３６】
キャビティ１ａの下方には、この成形品Ｆの外径を検出するための前記外径検出装置２が設置されており、その検出値が前記外径制御装置３に入力される。この外径検出装置２としては、例えば非接触型の光線式外径検出装置等を用いることができ、特にレーザー式外径検出装置が好ましい。ただし、この外径検出装置２は、特定の形式のものに限定されない。この外径検出装置２による成形品Ｆの外径の検出間隔は０．１〜１００ｍＳ（ミリ秒）特に１〜１０ｍＳであることが好ましい。外径制御装置３は、成形品Ｆの目標外径を記憶する目標外径メモリと、外径検出装置２の検出値と目標外径とを比較してこの検出値が目標外径よりも大きいか、小さいか又は同等であるかを判定する外径比較回路とを備えている。
【００３７】
この実施の形態では、押出機１０は、先端が前記導入口１ｅに接続された、成形材料流路を形成するシリンダ１１と、該シリンダ１１内に配置されたスクリュー１２と、該スクリュー１２を回転させるためのモータＭ等を備えている。第１図の通り、シリンダ１１の後端側には成形材料の供給口（符号略）が設けられており、この供給口に接続された材料供給管１３からシリンダ１１内に成形材料が供給される。この実施の形態では、該成形材料はゴム材料である。なお、成形材料はこれに限定されない。第２図の通り、スクリュー１２は、該シリンダ１１内に同軸状に配置された軸部１２ａと、該軸部１２ａの外周面に螺旋状に形成されたフライト１２ｂとを有している。該軸部１２ａの後端にモータＭの駆動軸（図示略）が接続されている。モータＭの回転駆動力によってスクリュー１２がシリンダ１１内で回転することにより、該シリンダ１１内の成形材料は、混練されながら該シリンダ１１の先端側へ向って流動し、導入口１ｅからキャビティ１ａ内に押し込まれる。即ち、この実施の形態では、押出機１０の成形材料移送手段は、該スクリュー１２及びモータＭからなるスクリューポンプ機構のみによって構成されており、前記特開２００１−１５０５１５及び特開２００３−２６６５２３の如きギヤポンプ機構は設けられていない。
【００３８】
モータＭには、その駆動軸の単位時間当たりの回転数（ｒｐｍ）を検出するための回転数検出装置１４が設けられている。この回転数検出装置１４の検出値が前記回転数制御装置４に入力される。この回転数検出装置１４によるモータＭの回転数の検出は、前記外径検出装置２による成形品Ｆの外径の検出と同期して行われる。
【００３９】
第２図の通り、スクリュー１２の先端は、導入口１ｅから所定距離、シリンダ１１の後端側へ離隔している。このスクリュー１２の先端から導入口１ｅ（キャビティ１ａの内周面と導入口１ｅの内周面との交差角縁）までの距離Ｄ１は０〜１００ｍｍ特に１０〜５０ｍｍであることが好ましい。この実施の形態では、シリンダ１１は、少なくとも該スクリュー１２の先端付近から導入口１ｅ又はその近傍まで、内径が導入口１ｅと略同一直径の直管状となっている。なお、シリンダ１１の形状はこれに限定されない。
【００４０】
第２図の通り、このスクリュー１２の先端と導入口１ｅとの間のシリンダ１１の内周面に、該シリンダ１１内の圧力を検出するためのシリンダ内圧検出装置１５が設けられている。このシリンダ内圧検出装置１５としては、例えば市販の樹脂圧力センサ等を用いることができ、特に耐熱性を有するひずみゲージ式センサが好ましい。ただし、シリンダ内圧検出装置１５は特定の構成のものに限定されない。シリンダ内圧検出装置１５は、シリンダ１１の成形型１側の端部（即ち導入口１ｅ）の近傍に配置されている。具体的には、該導入口１ｅからこのシリンダ内圧検出装置１５の感圧面１５ａまでの距離Ｄ２は、０〜１００ｍｍ特に１０〜５０ｍｍであることが好ましい。このシリンダ内圧検出装置１５の感圧面１５ａは、該シリンダ１１の内周面と略面一状となっていることが好ましい。このシリンダ内圧検出装置１５の検出値がシリンダ内圧制御装置５に入力される。このシリンダ内圧検出装置１５によるシリンダ１１内の圧力の検出は、前記外径検出装置２による成形品Ｆの外径の検出と同期して行われる。
【００４１】
シリンダ内圧制御装置５は、目標シリンダ内圧を記憶する目標内圧メモリと、前記外径比較回路の比較結果に基づいて新たな目標シリンダ内圧を設定し、この新たな目標シリンダ内圧を、目標内圧メモリに既に記憶されている目標シリンダ内圧に上書きして記憶させる目標内圧設定回路と、シリンダ内圧検出装置１５の検出値と目標内圧メモリの目標シリンダ内圧とを比較してこの検出値が該目標シリンダ内圧よりも高いか、低いか又は同等であるかを判定する内圧比較回路とを備えている。該目標内圧設定回路は、前記外径比較回路において外径検出装置２の検出値が目標外径よりも大きいと判定された場合には、目標内圧メモリに記憶されている目標シリンダ内圧よりも低い目標シリンダ内圧を新たに設定し、外径検出装置２の検出値が目標外径よりも小さいと判定された場合には、目標内圧メモリに記憶されている目標シリンダ内圧よりも高い目標シリンダ内圧を新たに設定する。この場合、新たな目標シリンダ内圧は、理論的、経験的又は実験的に得られた演算式に基づいて算出される。外径検出装置２の検出値が目標外径と同等であると判定された場合には、新たな目標シリンダ内圧は、目標内圧メモリに記憶されている目標シリンダ内圧と同値とされる。
【００４２】
回転数制御装置４は、モータＭの目標回転数を記憶する目標回転数メモリと、前記内圧比較回路の比較結果に基づいて新たな目標回転数を設定し、この新たな目標回転数を、目標回転数メモリに既に記憶されている目標回転数に上書きして記憶させる目標回転数設定回路と、回転数検出装置１４の検出値に基づき、モータＭの回転数が該目標回転数メモリの目標回転数となるようにモータＭを制御するモータ制御回路とを備えている。該目標回転数設定回路は、前記内圧比較回路においてシリンダ内圧検出装置１５の検出値が目標シリンダ内圧よりも高いと判定された場合には、目標回転数メモリに記憶されている目標回転数よりも低い目標回転数を新たに設定し、シリンダ内圧検出装置１５の検出値が目標シリンダ内圧よりも低いと判定された場合には、目標回転数メモリに記憶されている目標回転数よりも高い目標回転数を新たに設定する。この場合、新たな目標回転数は、理論的、経験的又は実験的に得られた演算式に基づいて算出される。シリンダ内圧検出装置１５の検出値が目標シリンダ内圧と同等であると判定された場合には、新たな目標回転数は、目標回転数メモリに記憶されている目標回転数と同値とされる。
【００４３】
このように構成された押出成形装置の制御方法は以下の通りである。
【００４４】
予め外径制御装置３の目標外径メモリに成形品Ｆの目標外径を入力しておき、材料供給管１３からシリンダ１１への成形材料の供給を開始すると共に、モータＭを作動させ、成形品Ｆの押出成形を開始する。また、外径検出装置２による成形品Ｆの外径の検出、回転数検出装置１４によるモータＭの回転数の検出、並びにシリンダ内圧検出装置１５によるシリンダ１１内の圧力の検出も開始する。押出成形作業の開始当初においては、作業者による手作業にて、外径検出装置２の検出値が目標外径±許容誤差の範囲内となるようにモータＭの回転数を調整する。そして、外径検出装置２の検出値が目標外径±許容誤差の範囲内となったときのシリンダ内圧検出装置１５の検出値と回転数検出装置１４の検出値とをそれぞれ初期の目標シリンダ内圧及び目標回転数としてシリンダ内圧制御装置５の目標内圧メモリ及び回転数制御装置４の目標回転数メモリに入力する。その後、外径制御装置３、シリンダ内圧制御装置５及び回転数制御装置４による自動制御を開始する。
【００４５】
第３図の通り、成形品Ｆの押出成形を行っている間、所定の検出間隔にて外径検出装置２により成形品Ｆの外径が検出される（ステップ２０）。この外径検出装置２の検出値は、外径制御装置３の外径比較回路において目標外径と比較される（ステップ２１）。
【００４６】
次いで、この外径比較回路の比較結果に基づき、シリンダ内圧制御装置５の目標内圧設定回路において新たな目標シリンダ内圧が設定され、目標内圧メモリに上書きされる（ステップ２２）。この際、前述の通り、目標内圧設定回路は、外径比較回路において外径検出装置２の検出値が目標外径よりも大きいと判定された場合には、既に目標内圧メモリに記憶されている目標シリンダ内圧よりも低い目標シリンダ内圧を新たに設定し、外径検出装置２の検出値が目標外径よりも小さいと判定された場合には、既に目標内圧メモリに記憶されている目標シリンダ内圧よりも高い目標シリンダ内圧を新たに設定し、外径検出装置２の検出値が目標外径と同等であると判定された場合には、新たに設定される目標シリンダ内圧を、既に目標内圧メモリに記憶されている目標シリンダ内圧と同値とする。次いで、内圧比較回路において、この目標内圧メモリに記憶された目標シリンダ内圧とシリンダ内圧検出装置１５の検出値とが比較される（ステップ２３）。
【００４７】
次に、この内圧比較回路の比較結果に基づき、回転数制御装置４の目標回転数設定回路においてモータＭの新たな目標回転数が設定される（ステップ２４）。この際、前述の通り、目標回転数設定回路は、内圧比較回路においてシリンダ内圧検出装置１５の検出値が目標シリンダ内圧よりも高いと判定された場合には、既に目標回転数メモリに記憶されている目標回転数よりも低い目標回転数を新たに設定し、シリンダ内圧検出装置１５の検出値が目標シリンダ内圧よりも低いと判定された場合には、既に目標回転数メモリに記憶されている目標回転数よりも高い目標回転数を新たに設定し、シリンダ内圧検出装置１５の検出値が目標シリンダ内圧と同等であると判定された場合には、新たに設定される目標回転数を、既に目標回転数メモリに記憶されている目標回転数と同値とする。その後、モータ制御回路により、回転数検出装置１４の検出値に基づいてモータＭの回転数が該目標回転数メモリの目標回転数となるようにモータＭが制御される（ステップ２５）。この結果、仮に成形品Ｆの外径と目標外径との間に誤差が生じても、自動的にこの誤差が解消されるようになる。
【００４８】
この押出成形装置にあっては、シリンダ内圧検出装置１５の感圧面１５ａは、スクリュー１２の先端と成形型１の導入口１ｅとの間のシリンダ１１の内周面に配置されているので、このシリンダ内圧検出装置１５により、該スクリュー１２から移送力を得て成形型１に供給される成形材料の圧力、即ちスクリュー１２から移送力を得た後の成形材料の圧力が検出される。そのため、このシリンダ内圧検出装置１５の検出値に基づいてモータＭの回転数を制御することにより、押出機１０から成形型１に供給される成形材料の供給量を精度良く制御することができる。しかも、このシリンダ内圧検出装置１５により、成形材料移送手段から移送力を得た直後の成形材料の圧力を検出することが可能である。これにより、モータＭの回転数の変化に伴う成形材料の圧力変動を即座に検出することができるため、短時間のうちに且つ精度良く成形材料の供給量を調整することが可能となる。従って、かかる本発明の押出成形装置にあっては、押出機１０にギヤポンプ機構を設けなくとも、十分に成形品の成形精度を高めることが可能である。
【００４９】
この押出成形装置にあっては、押出機１０にギヤポンプ機構を設けていないため、ギヤポンプ付き押出機を備えた押出成形装置に比べて設備コスト及びランニングコストの低減を図ることが可能であると共に、押出成形装置の設置スペースの省スペース化を図ることも可能である。また、押出成形装置の分解清掃等のメンテナンスの容易化を図ることも可能である。
【００５０】
この実施の形態では、成形品Ｆの外径を検出するための外径検出装置２が設けられており、この外径検出装置２の検出値とシリンダ内圧検出装置１５の検出値とに基づいてモータＭの回転数を制御するように構成されているので、成形品Ｆの外径に寸法誤差が生じても、即座にモータＭの回転数が調整されてシリンダ１１から成形型１への成形材料の供給量が調整されるため、成形品Ｆの成形精度を高く維持することが可能である。
【００５１】
［第２の実施の形態］
第４図は第２の実施の形態に係る押出成形装置の第２図と同様部分の水平断面図である。第５図はこの押出成形装置におけるシリンダ内圧及びキャビティ内圧の経時変化を示すグラフである。
【００５２】
この実施の形態では、成形型１に、キャビティ１ａ内の圧力を検出するためのキャビティ内圧検出装置１６が設けられている。このキャビティ内圧検出装置１６としては、押出機１０のシリンダ内圧検出装置１５と同様のものを用いてもよく、異なるものを用いてもよい。第４図の通り、キャビティ内圧検出装置１６は、その感圧面１６ａがキャビティ１ａの導入口１ｅと反対側の内周面に露呈するように配置されていることが好ましい。この感圧面１６ａは、該キャビティ１ａの内周面と略面一状となっていることが好ましい。この実施の形態では、シリンダ内圧検出装置１５の検出値とキャビティ内圧検出装置１６の検出値との双方が前記シリンダ内圧制御装置５に入力され、これらの検出値を比較してモータＭを制御するように構成されている。このキャビティ内圧検出装置１６によるキャビティ１ａ内の圧力検出は、シリンダ内圧検出装置１５によるシリンダ１１内の圧力検出と同期して行われる。
【００５３】
第５図（ａ）は、シリンダ内圧検出装置１５により検出された、押出成形時におけるシリンダ１１内の圧力変化の経時変化を示すグラフである。このシリンダ１１内の圧力をｐ１とする。また、第５図（ｂ）は、キャビティ内圧検出装置１６により検出された、押出成形時におけるキャビティ１ａ内の圧力変化の経時変化を示すグラフである。このキャビティ１ａ内の圧力をｐ２とする。一般的に、スクリューポンプ式の押出機１０にあっては、スクリュー１２の回転に起因して、シリンダ１１内の圧力が脈動することがある。その場合、第５図（ｃ）のように、移動平均等の演算によりシリンダ内圧検出装置１５の検出値を平均化処理する。この平均化処理した後のシリンダ１１内の圧力をｐ１’とする。この実施の形態では、シリンダ内圧制御装置５は、第５図（ｄ）のように、このシリンダ１１内の圧力ｐ１又はｐ１’とキャビティ１ａ内の圧力ｐ２との差Δｄ（ｐ１−ｐ２又はｐ１’−ｐ２）を演算する内圧差演算回路と、この内圧差Δｄが、予め設定された所定内圧差以下であるか又は該所定内圧差を超えているかを判定する内圧差比較回路とを備えている。また、回転数制御装置４は、この内圧差比較回路の判定結果に基づいて、前記モータ制御回路によるモータＭの回転数の変化速度を制御する回転数変化速度制御回路を備えている。
【００５４】
このシリンダ１１とキャビティ１ａの内圧差Δｄが、ある値よりも大きい場合、モータＭの回転数を制御する際の該回転数の変化が急激すぎることを意味している。この場合、モータＭの回転数の変化にフィードバック制御が追い付かなくなり、成形品が過度に太くなったり細くなったりすることを繰り返す現象、いわゆる制御系の振動が生じるおそれがある。
【００５５】
回転数変化速度制御回路は、内圧差比較回路において内圧差Δｄが所定内圧差以下であると判定された場合には、モータ制御回路によるモータＭの回転数の変化速度を所定変化速度以上とし、内圧差Δｄが所定内圧差を超えていると判定された場合には、モータ制御回路によるモータＭの回転数の変化速度を所定変化速度よりも低くするように構成されている。
【００５６】
この実施の形態のその他の構成は、前述の第１の実施の形態と同様であり、第４図において第１，２図と同一符号は同一部分を示している。
【００５７】
この実施の形態においても、上記の内圧差演算回路、内圧差比較回路及び回転数変化速度制御回路による制御が追加されたこと以外は、第１の実施の形態と同様の制御が行われる。
【００５８】
この実施の形態にあっては、成形品Ｆの押出成形を行っている間、シリンダ内圧検出装置１５によるシリンダ１１内の圧力検出と同期して、キャビティ内圧検出装置１６によりキャビティ１ａ内の圧力検出が行われる。このシリンダ内圧検出装置１５の検出値とキャビティ内圧検出装置１６の検出値とがシリンダ内圧制御装置５の内圧差演算回路に入力され、シリンダ１１とキャビティ１ａとの内圧差Δｄが演算される。次いで、内圧差比較回路において、この内圧差Δｄが所定内圧差以下であるか、又は所定内圧差を超えているかが判定される。この内圧差Δｄが所定内圧差以下であると判定された場合には、回転数変化速度制御回路は、モータ制御回路によるモータＭの回転数の変化速度が所定変化速度以上となるように該モータ制御回路を制御し、内圧差Δｄが所定内圧差を超えていると判定された場合には、モータ制御回路によるモータＭの回転数の変化速度が所定変化速度よりも低くなるように該モータ制御回路を制御する。この結果、フィードバック制御が追い付かなくなって制御系の振動が生じることが防止される。これにより、この押出成形装置におけるフィードバック制御の応答性が良好なものとなる。
【００５９】
上記の各実施の形態は、いずれも本発明の一例を示すものであり、本発明は各上記の実施の形態に限定されない。
【符号の説明】
【００６０】
１  押出成形装置
２  外径検出装置
３  外径制御装置
４  回転数制御装置
５  シリンダ内圧制御装置
１０  押出機
１１  シリンダ
１２  スクリュー
１４  回転数検出装置
１５  シリンダ内圧検出装置
１６  キャビティ内圧検出装置
【図１】
0005484806.tif 000002
【図２】
0005484806.tif 000003
【図３】
0005484806.tif 000004
【図４】
0005484806.tif 000005
【図５】
0005484806.tif 000006
【図６】
0005484806.tif 000007