(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパーを通してシリンダ内に供給されたゴムを、シリンダ内に配置されたスクリューを規定数回転させることで押出すようにしたゴム押出機であって、
前記スクリューの回転速度が所定値となるように前記スクリューを回転させる回転手段と、前記ホッパーにゴムが供給されたことを検出するゴム供給検出手段と、前記スクリューの回転数を検出する回転数検出手段と、時間を計測する時間計測手段と、前記回転手段が動作している状態で前記ゴム供給検出手段がゴムを検出したとき、前記回転数検出手段及び時間計測手段の動作を開始させる手段と、前記時間計測手段の計測値が前記規定数を前記所定値で除算した値に到達したとき、前記回転数検出手段の検出値が前記規定数に到達していない場合に、前記シリンダ内のゴムが滞留していると判断する手段とを備えたことを特徴とするゴム押出機。
【請求項２】
ホッパーを通してシリンダ内に供給されたゴムを、シリンダ内に配置されたスクリューを規定数回転させることで押出すようにしたゴム押出機の前記シリンダ内のゴムの滞留を検出する方法であって、
前記スクリューの回転速度が所定値となるように前記スクリューを回転させる回転工程と、前記ホッパーにゴムが供給されたことを検出する工程と、前記回転工程の実行中に前記ホッパーにゴムが供給されたことを検出したときに、前記スクリューの回転数の計測及び時間の計測を開始する工程と、前記時間の計測値が前記規定数を前記所定値で除算した値に到達したとき、前記スクリューの回転数の計測値が前記規定数に到達していない場合に、前記シリンダ内のゴムが滞留していると判断する工程とからなることを特徴とするゴム押出機のゴム滞留検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム押出機及びその内部にゴムが滞留していることを検出する方法に関し、詳細には、ゴムの滞留を確実に検出できるゴム押出機及びそのゴム滞留検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ構成部材等の混練ゴムシートを製造する装置として、バンバリーミキサー等により混練されたゴムをスクリュー式のゴム押出機のホッパーに投入し、投入されたゴムをスクリューの回転により前方へ移送し、ゴム押出機前端の押出ヘッドから押出し、押出されたゴムを、一対のカレンダロールを有するローラダイ装置により所定の厚み及び幅に成型するようにしたローラヘッド押出機がある（特許文献１参照）。
【０００３】
このようなローラヘッド押出機において、ゴム押出機のトラブルなどによりスクリューが停止してしまい、ゴム押出機内（ホッパー及びシリンダ内）にゴムが滞留することがある。この場合、バンバリーミキサー等により混練されたゴムは熱入れされた状態であり、かつゴム自体の分解反応により自己発熱する可能性のあることから、滞留状態が長時間継続すると、滞留しているゴムの温度が上昇し、ゴム押出機内で発火するおそれがある。
【０００４】
そこで、文献に記載されたものではないが、従来は、押出ヘッドから押出されたゴムの圧力（バンク圧力）の低下に基づいてゴムが滞留していることを検出し、警報を出力する等の対処を行っている。
【特許文献１】特開平９−８５８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、押出ヘッドから押出されるゴムの圧力は、押出機の減速時や停止時にも低下するため、ゴムの滞留を確実に検出できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スクリュー式のゴム押出機内にゴムが滞留していることを確実に検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、ホッパーを通してシリンダ内に供給されたゴムを、シリンダ内に配置されたスクリューを規定数回転させることで押出すようにしたゴム押出機であって、前記スクリューの回転速度が所定値となるように前記スクリューを回転させる回転手段と、前記ホッパーにゴムが供給されたことを検出するゴム供給検出手段と、前記スクリューの回転数を検出する回転数検出手段と、時間を計測する時間計測手段と、前記回転手段が動作している状態で前記ゴム供給検出手段がゴムを検出したとき、前記回転数検出手段及び時間計測手段の動作を開始させる手段と、前記時間計測手段の計測値が前記規定数を前記所定値で除算した値に到達したとき、前記回転数検出手段の検出値が前記規定数に到達していない場合に、前記シリンダ内のゴムが滞留していると判断する手段とを備えたことを特徴とするゴム押出機である。
請求項２の発明は、ホッパーを通してシリンダ内に供給されたゴムを、シリンダ内に配置されたスクリューを規定数回転させることで押出すようにしたゴム押出機の前記シリンダ内のゴムの滞留を検出する方法であって、前記スクリューの回転速度が所定値となるように前記スクリューを回転させる回転工程と、前記ホッパーにゴムが供給されたことを検出する工程と、前記回転工程の実行中に前記ホッパーにゴムが供給されたことを検出したときに、前記スクリューの回転数の計測及び時間の計測を開始する工程と、前記時間の計測値が前記規定数を前記所定値で除算した値に到達したとき、前記スクリューの回転数の計測値が前記規定数に到達していない場合に、前記シリンダ内のゴムが滞留していると判断する工程とからなることを特徴とするゴム押出機のゴム滞留検出方法である。
【０００８】
（作用）
本発明によれば、ホッパーを通してシリンダ内に供給されたゴムを、シリンダ内に配置されたスクリューを規定数回転させることで押出すようにしたゴム押出機において、スクリューの回転速度が所定値となるようにスクリューを回転させている状態でホッパーを通してシリンダ内にゴムが供給されたときから、前記規定数を前記所定値で除算した時間が経過したときまでに、前記スクリューが前記規定数回転していない場合に、前記シリンダ内にゴムが滞留していると判断する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ホッパーを通してシリンダ内に供給されたゴムを、シリンダ内に配置されたスクリューを規定数回転させることで押出すようにしたゴム押出機において、スクリューの回転速度が所定値となるようにスクリューを回転させているとき、シリンダ内にゴムが滞留していると、スクリューの回転速度が低下若しくは回転が停止していることに着目し、ホッパーを通してシリンダ内にゴムが供給されてから、所定時間経過したときまでのスクリューの回転数が規定数未満であることに基づいて、ゴムが滞留していることを確実に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係るローラヘッド押出機の構成を示す図である。このローラヘッド押出機は、ゴム押出機１と、ゴム押出機１の前方に配置されてローラダイ装置２と、制御装置３とを備えている。
【００１１】
ゴム押出機１は、シリンダ１１と、シリンダ１１の内部に回転自在に支持されたスクリュー１２と、シリンダ１１の先端に取り付けられた押出しヘッド１３と、シリンダ１１の後端付近の上部に設けられたホッパー１４と、スクリュー１２を回転させるモータ等の回転駆動装置１５とを備えている。ここで、ホッパー１４から投入されたゴム３１を押出しヘッド１３から押出すのに必要なスクリュー１２の回転数（規定回転数）は、ホッパー１４が設けられているシリンダ１１の部位から押出しヘッド１３迄の距離とスクリュー１２の螺旋のピッチとの関係で定まる。ローラダイ装置２は、互いの外周面が対向するように配置された一対のカレンダロールを備えており、図示しない回転駆動装置により、図示の矢印方向に回転可能に構成されると共に、ロール間のギャップの調整が可能に構成されている。
【００１２】
また、ゴム押出機１のシリンダ１１の基端側には、回転駆動装置１５によりスクリュー１２の回転と同期して回転されるドグ２１が設けられ、ドグ２１の回転軌跡と対向する位置には近接センサ２２が配置されている。これにより、スクリュー１２が１回転する毎にドグ２１も１回転し、近接センサ２２がドグ２１の１回転毎の近接を検出し、制御装置３に通知するように構成されている。
【００１３】
ホッパー１４の内面には、互いに対向する発光素子２３と受光素子２４とからなるゴム供給センサを備えており、図示しないバンバリーミキサーからゴム３１がホッパー１４内に供給されると、発光素子２３から受光素子２４への光線がゴム３１により遮られることで、ホッパー１４にゴム３１が供給されたこと（ホッパー１４をゴム３１が通過したこと）を検知できる。また、ホッパー１４内に供給されたゴム３１の量がホッパー内に堆積され、その上端の位置がゴム供給センサの位置（レベル）よりも高くなったときは、発光素子２３から受光素子２４への光線が継続して遮られるため、ホッパー１４内に存在するゴム３１の上端がゴム供給センサの位置を越えていることを検知できる。これらの検知信号は制御装置３に入力される。
【００１４】
押出しヘッド１３の内部には、スクリュー１２の回転により前方へ移送されるゴムの圧力を検知するための圧力センサ（ロードセル等）２５が配置されており、その出力信号は制御装置３に入力される。なお、圧力センサ２５は、特許文献１に開示されたもののように、カレンダロール対にかかる圧力を検出するように構成してもよい。
【００１５】
ローラダイ装置２の前方には、このローラダイ装置２により成型されたゴムシート３３を挟むように、互いに対向する発光素子２６と受光素子２７とからなるゴムシートセンサが配置されている。そして、ローラダイ装置２により成型されたゴムシート３３が所定の搬送路を通過していると、発光素子２６から受光素子２７への光線がゴムシート３３により遮られることで、ゴムシート３３が存在することを検知できる。受光素子２７の出力信号は制御部３に入力される。
【００１６】
制御装置３は、コンピュータにより構成されており、タイマー４及び回転数カウンタ５を内蔵している。また、回転駆動装置１５を所定の回転速度で回転させることにより、スクリュー１２を回転させる。さらに、ローラダイ装置２のカレンダロール対を回転させる回転駆動装置を所定の回転速度で回転させる。これらの回転速度は複数の異なる速度の中から任意の一つを選択することができる。また、選択した回転速度でスクリュー１２を回転させているときに、圧力センサ２５で検知された圧力が、スクリュー１２の回転速度に対応する規定値となるように、回転駆動装置１５に対し、フィードバック制御を行うことで、押出ヘッド３２から押出されるゴムの圧力を一定にして、ゴムバンク３２の圧力を調整し、ローラダイ装置２により成型されるゴムシート３３の厚み及び幅が均一になるようにしている。
【００１７】
以上のように構成されたローラヘッド押出機の動作を説明する。ホッパー１４内に供給されたゴム３１は、シリンダ１１内の後部に到達し、回転駆動装置１５の駆動により回転しているスクリュー１２により前方に搬送され、押出しヘッド３２の前端から押出される。押出されたゴムは、押出しヘッド３２の前方に配置されたローラダイ装置２のカレンダロール対の後方側（押出しヘッド３２と対向する側）にて加圧状態のバンク３２を形成する。前述したように、このバンク３２の圧力を適切に調整することにより、カレンダロール対により成型されるゴムシート３３の厚み及び幅が均一になる。
【００１８】
本実施形態に係るゴム押出機では、図２に示す手順によりシリンダ１１内に供給されたゴム３１の滞留を検出している。この図に示す処理は、制御装置５により一定時間毎に繰り返し実行される。
【００１９】
制御装置５は、ホッパー１４に設けられたゴム供給センサ（受光素子２４）からホッパー１４内をゴム３１が通過したことを通知されると（ステップＳ１でYES ）、タイマー４のカウントを開始させる（ステップＳ２）。また、同時に、近接センサ２２の出力を回転数カウンタ５に供給する動作を開始させる。つまり、タイマー４のカウントの開始と同時に、スクリュー１２を回転させる回転駆動手段１５の回転数のカウントを開始させる。
【００２０】
次いで、タイマー４が所定時間カウントしたときに、回転数カウンタ５のカウント値が規定回転数に達しているか否か判定する（ステップＳ３）。ここで、規定回転数とはホッパー１４からシリンダ１１内に投入されたゴム３１を押出ヘッド３２から押出すのに必要なスクリュー１２の回転数であり、所定時間とは、その規定回転数をスクリュー１２の回転速度で除算した値である。ここで、シリンダ１１内にゴムが滞留していないときは、前記所定時間経過したときの回転数が規定回転数に達するのに対し、シリンダ１１内にゴムが滞留していると、スクリュー１２の回転速度が低下若しくは回転が停止しているため、前記所定時間経過したときの回転数が規定回転数に達していない。従って、前記所定時間経過したときの回転数が規定回転数に達しているか否かに基づいて、シリンダ１１内にゴムが滞留しているか否かの判別ができる。
【００２１】
そして、ステップ４にて、規定回転数に達していないと判定した場合は、さらに一定時間経過後の最終判断時に、カウンタ５のカウント値が規定回転数に達しているか否か判定する（ステップＳ４）。ここで、最終判断時は予め実験により求めたゴム滞留による発火の可能性のある時間以前の所定の時点である。そして、ステップ４にて、規定回転数に達していないと判定した場合は、シリンダ１１内にゴムが滞留していると判断し（ステップＳ５）、回転駆動手段１５に供給する電力を増強することで駆動力を高め、スクリュー１２を強制的に規定回転数回転させ（ステップＳ６）、警報を発生させて（ステップＳ７）処理を終了する。また、機械的故障で回転できない場合も警報を発生させる。
【００２２】
ステップＳ３又はＳ４にて、規定回転数に達していると判定した場合は、警報を解除し（ステップＳ８）、処理を終了する。
【００２３】
このように、本発明の実施形態によれば、ホッパー１４にゴム３１が供給されてから所定時間（規定回転数をスクリュー１２の回転速度で除算した値）経過したときに、ホッパー１４にゴム３１が供給されてからスクリュー１２が規定回転数回転したか否かを判定し、その判定結果に基づいて、シリンダ１１内にゴムが滞留しているか否かを判断するので、ゴム押出機１の減速や停止をゴムの滞留と誤ることなく、ゴムの滞留を確実に検出できる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上述したホッパー１４にゴム３１が供給されてからスクリュー１２が規定回転数回転したか否かの判定結果と、圧力センサ２５、ゴムシートセンサ２６，２７の何れかの感知出力とを併用し、ゴムの滞留をより確実に検出するように構成してもよい。また、ホッパー供給センサ２３，２４、圧力センサ２５、ゴムシートセンサ２６，２７の何れかがゴム或いはゴムシートの存在を検出している状態で、ゴム押出機３のスクリュー１２の回転が停止している場合に、シリンダ１１内にゴムが滞留していると判断するように構成することもできる。これは、ゴムが塊からシート状になって排出される連続体であることから、何れかのセンサが感知信号を出力していることが、押出機内にゴムが存在していることの条件になることに着目したものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るローラヘッド押出機の構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係るゴム押出機がゴムの滞留を検出する手順のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・ゴム押出機、３・・・制御装置、３・・・タイマー、５・・・カウンタ、１１・・・シリンダ、１２・・・スクリュー、２１・・・ドグ、２２・・・近接センサ、２３・・・発光素子、２４・・・受光素子。
【図１】
0004707103.tif 000002
【図２】
0004707103.tif 000003