(57)【要約】【課題】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の押圧力で定量ピストン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上に一気に押し出す。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で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。【選択図】図１
2018069612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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に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に充填するに当たり、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を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の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を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を走行させる台車用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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ゴムの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、成形機の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と加圧力をシリンダへ付加し、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ステップが終ると、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と下型が開かれ、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を起動する。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、金型面の清拭、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や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の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。
【発明の概要】
【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に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に充填するに当たり、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を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の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を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の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を走行させる台車用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の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の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、大型金型へ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、成形機の加圧動力を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を低圧力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】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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４】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５】図２におけるＡ−Ａ位置での断面図である。
【図６】図２において流路切換弁を図３の切り換え状態にした場合のＢ−Ｂ位置での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【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媒ジャケット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にストックしておき、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の油圧制御バルブを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の旋回機構のロックを解除し、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、複数台が紙面に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。
【符号の説明】
【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
【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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