(57)【要約】【課題】ゴム押出機から押し出されるゴム材料の吐出量のばらつきを抑制し、成形精度の良いゴム部材を製造しうる装置及び方法を提供する。【解決手段】ゴム材料Ｇが投入される投入口７と、ゴム材料Ｇが押し出される押出口８と、投入口７と押出口８とを連通するゴム材料の流路９とを有するゴム押出機２を含むゴム部材の製造装置１であって、流路９内のゴム材料Ｇの圧力を測定する圧力センサ１１と、圧力センサ１１で測定されたゴム材料Ｇの圧力に基づいて、投入口７から投入されるゴム材料Ｇの投入量を制御する制御装置５とを含んでいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム材料が投入される投入口と、前記ゴム材料が押し出される押出口と、前記投入口と前記押出口とを連通する前記ゴム材料の流路とを有するゴム押出機を含むゴム部材の製造装置であって、
前記流路内の前記ゴム材料の圧力を測定する圧力センサと、
前記圧力センサで測定された前記ゴム材料の圧力に基づいて、前記投入口から投入される前記ゴム材料の投入量を制御する制御装置とを含むことを特徴とするゴム部材の製造装置。
【請求項２】
前記流路には、前記投入口から投入された前記ゴム材料を混練しながら前記押出口へと押進させるスクリューが配され、
前記圧力センサは、前記スクリューの下流側に配されている請求項１に記載のゴム部材の製造装置。
【請求項３】
前記ゴム材料を搬送しかつ前記投入口に前記ゴム材料を投入するフィードコンベヤをさらに含み、
前記制御装置は、前記フィードコンベヤの搬送速度を制御する第１制御部を有する請求項１又は２に記載のゴム部材の製造装置。
【請求項４】
前記投入口に投入される前記ゴム材料を予め熱するためのフィードロールをさらに含み、
前記制御装置は、前記フィードロールの回転速度を制御する第２制御部を有する請求項１乃至３のいずれかに記載のゴム部材の製造装置。
【請求項５】
投入口から投入されたゴム材料を押出口から押し出すゴム押出機を用いたゴム部材の製造方法であって、
前記ゴム材料を前記投入口に投入する投入工程と、
前記投入口に投入された前記ゴム材料を混練しながら前記押出口へと押進させる押出工程と、
前記押出口へと押進される前記ゴム材料の圧力に基づいて、前記投入口に投入する前記ゴム材料の投入量を増減する投入量増減工程とを含むことを特徴とするゴム部材の製造方法。
【請求項６】
前記ゴム材料の圧力は、前記ゴム材料を混練するスクリューの下流側で測定される請求項５に記載のゴム部材の製造方法。
【請求項７】
前記投入量増減工程は、前記ゴム材料の圧力が予め設定された基準圧力より大きい場合、前記ゴム材料の投入量を減少させ、
前記ゴム材料の圧力が予め設定された基準圧力より小さい場合、前記ゴム材料の投入量を増加させる請求項５又は６に記載のゴム部材の製造方法。
【請求項８】
前記投入量増減工程は、前記ゴム材料を搬送しかつ前記投入口に前記ゴム材料を投入するフィードコンベヤの搬送速度を変化させ、前記ゴム材料の投入量を増減させる第１投入量増減工程を含む請求項５乃至７のいずれかに記載のゴム部材の製造方法。
【請求項９】
前記投入量増減工程は、前記投入口に投入される前記ゴム材料を予め加温して搬送するフィードロールの回転速度を変化させ、前記ゴム材料の投入量を増減させる第２投入量増減工程を含む請求項５乃至８のいずれかに記載のゴム部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム部材を精度良く製造する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、ゴム材料が投入される投入口と、ゴム材料が所定形状で押し出される押出口とを有するゴム押出機を具えたゴム部材の製造装置を提案している。このゴム押出機には、押出口を開閉しうる蓋が設けられている。この製造装置は、押出口が閉じた状態で、ゴム押出機を作動させるとともに、投入口からゴム材料が投入される。これにより、ゴム押出機内のゴム材料の圧力は、基準圧力にまで上昇する。これは、ゴム押出機の起動時のゴム材料の安定した押し出しに役立つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０８６５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような製造装置では、ゴム材料が順次押し出される過程で、ゴム押出機内のゴム材料の圧力が変化する傾向にあった。この場合、押出口から押し出されるゴム材料の吐出量にばらつきが生じ易く、ひいては、ゴム部材の成形精度が悪化するおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、ゴム押出機から押し出されるゴム材料の吐出量のばらつきを抑制し、成形精度の良いゴム部材を製造しうる装置及び方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ゴム材料が投入される投入口と、前記ゴム材料が押し出される押出口と、前記投入口と前記押出口とを連通する前記ゴム材料の流路とを有するゴム押出機を含むゴム部材の製造装置であって、前記流路内の前記ゴム材料の圧力を測定する圧力センサと、前記圧力センサで測定された前記ゴム材料の圧力に基づいて、前記投入口から投入される前記ゴム材料の投入量を制御する制御装置とを含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る前記製造装置は、前記流路に、前記投入口から投入された前記ゴム材料を混練しながら前記押出口へと押進させるスクリューが配され、前記圧力センサは、前記スクリューの下流側に配されているのが望ましい。
【０００８】
本発明に係る前記製造装置は、前記ゴム材料を搬送しかつ前記投入口に前記ゴム材料を投入するフィードコンベヤをさらに含み、前記制御装置は、前記フィードコンベヤの搬送速度を制御する第１制御部を有するのが望ましい。
【０００９】
本発明に係る前記製造装置は、前記投入口に投入される前記ゴム材料を予め熱するためのフィードロールをさらに含み、前記制御装置は、前記フィードロールの回転速度を制御する第２制御部を有するのが望ましい。
【００１０】
本発明は、投入口から投入されたゴム材料を押出口から押し出すゴム押出機を用いたゴム部材の製造方法であって、前記ゴム材料を前記投入口に投入する投入工程と、前記投入口に投入された前記ゴム材料を混練しながら前記押出口へと押進させる押出工程と、前記押出口へと押進される前記ゴム材料の圧力に基づいて、前記投入口に投入する前記ゴム材料の投入量を増減する投入量増減工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る前記製造方法では、前記ゴム材料の圧力が、前記ゴム材料を混練するスクリューの下流側で測定されるのが望ましい。
【００１２】
本発明に係る前記製造方法では、前記投入量増減工程が、前記ゴム材料の圧力が予め設定された基準圧力より大きい場合、前記ゴム材料の投入量を減少させ、前記ゴム材料の圧力が予め設定された基準圧力より小さい場合、前記ゴム材料の投入量を増加させるのが望ましい。
【００１３】
本発明に係る前記製造方法では、前記投入量増減工程が、前記ゴム材料を搬送しかつ前記投入口に前記ゴム材料を投入するフィードコンベヤの搬送速度を変化させ、前記ゴム材料の投入量を増減させる第１投入量増減工程を含むのが望ましい。
【００１４】
本発明に係る前記製造方法では、前記投入量増減工程が、前記投入口に投入される前記ゴム材料を予め熱するためのフィードロールの回転速度を変化させ、前記ゴム材料の投入量を増減させる第２投入量増減工程を含むのが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のゴム部材の製造装置は、ゴム押出機の流路内のゴム材料の圧力を測定する圧力センサと、圧力センサで測定されたゴム材料の圧力に基づいて、投入口から投入されるゴム材料の投入量を制御する制御装置とを含んでいる。この制御装置は、ゴム材料の投入量を制御することにより、例えば、ゴム押出機内のゴム材料の充填率を略一定に維持し、ゴム押出機内のゴム材料の圧力変動を小さく抑えることができる。本発明のゴム部材の製造装置は、ゴム押出機から押し出されるゴム材料の吐出量のばらつきを抑制でき、成形精度の良いゴム部材を製造しうる。
【００１６】
また、ゴム押出機内のゴム材料の圧力は、投入口から投入されるゴム材料の投入量によらず、例えば、温度や気温の変化等、他の要因によっても変化される。本発明のゴム部材の制御装置は、ゴム押出機内のゴム材料の圧力が他の要因によって変化した場合でも、ゴム材料の投入量を制御することにより、ゴム押出機内のゴム材料の圧力変動を小さく抑えることができる。このため、本発明のゴム部材の製造装置は、ゴム押出機から押し出されるゴム材料の吐出量のばらつきをより一層抑制でき、より成形精度の良いゴム部材を製造しうる。
【００１７】
本発明のゴム部材の製造方法は、押出口へと押進されるゴム材料の圧力に基づいて、投入口に投入するゴム材料の投入量を増減する投入量増減工程を含んでいる。この投入量増減工程は、ゴム材料の投入量を増減することにより、例えば、ゴム押出機内のゴム材料の充填率を略一定に維持することで、ゴム押出機内のゴム材料の圧力を略一定に維持しうる。このため、本発明のゴム部材の製造方法では、ゴム押出機から押し出されるゴム材料の吐出量のばらつきを抑制でき、成形精度の良いゴム部材を製造しうる。
【００１８】
また、本発明のゴム部材の製造方法は、ゴム押出機内のゴム材料の圧力が、上述の他の要因によって変化した場合でも、ゴム材料の投入量を増減することにより、ゴム押出機内のゴム材料の圧力変動を小さく抑えることができる。このため、本発明のゴム部材の製造方法では、ゴム押出機から押し出されるゴム材料の吐出量のばらつきをより一層抑制でき、より成形精度の良いゴム部材を製造しうる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態のゴム部材の製造装置の模式的な側面図である。
【図２】図１の押出装置の拡大側面図である。
【図３】他の態様の投入手段を含む製造装置の模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態のゴム部材Ｆの製造装置１の模式的な側面図が示されている。図１に示されるように、本実施形態の製造装置１は、ゴム押出機２と、ゴム押出機２にゴム材料Ｇを投入する投入手段３と、ゴム押出機２から押し出されたゴム部材Ｆを搬送する搬送手段４と、ゴム押出機２に投入されるゴム材料Ｇの投入量を制御する制御装置５とを含んでいる。本実施形態の製造装置１では、搬送手段４により搬送されたゴム材料Ｇから、例えば、タイヤを成形するための帯状のゴム部材Ｆが連続的に製造される。
【００２１】
図１に描かれたゴム押出機２は、その一部が切り欠かれている。図２には、図１のゴム押出機２の拡大側面図が示されている。図１及び図２に示されるように、ゴム押出機２は、ゴム材料Ｇが投入される投入口７と、ゴム部材Ｆが押し出される押出口８と、投入口７と押出口８とを連通するゴム材料Ｇの流路９と、流路９に配されたゴム押出用のスクリュー１０とを含んでいる。
【００２２】
本実施形態のゴム押出機２では、投入口７から投入されたゴム材料Ｇが、スクリュー１０により流路９内で混練されながら押出口８側へ押進される。スクリュー１０により押進されるゴム材料Ｇは、押出口８から連続して押し出される。
【００２３】
ゴム押出機２から押し出されるゴム部材Ｆの断面形状は、例えば、押出口８を構成するダイプレートの開口形状及び流路９内でのゴム材料Ｇの圧力によりほぼ決定される。従って、後者の要因、即ち、ゴム材料Ｇの圧力を予め設定された基準圧力に保つことは、ゴム部材Ｆの断面形状を精度良く仕上げるのに役立つ。
【００２４】
ゴム押出機２には、流路９内のゴム材料Ｇの圧力を測定する圧力センサ１１が設けられている。圧力センサ１１としては、例えば、周知の接触式センサが用いられる。本実施形態の圧力センサ１１は、例えば、その圧力検知部の一部が流路９内に配されている。好ましい態様では、圧力センサ１１は、流路９内のスクリュー１０と押出口８との間に配される。流路９内において、ゴム材料Ｇの圧力は一定ではないが、前記態様では、圧力センサ１１は、成形精度への影響が大きい押出口８から押し出される直前のゴム材料Ｇの圧力を正確に測定しうる。
【００２５】
図１に示されるように、本実施形態の搬送手段４は、ローラコンベヤであって、例えば、受取ローラ４ａ、昇降ローラ４ｂ及び搬送ローラ４ｃを含んで構成されている。受取ローラ４ａは、ゴム押出機２から押し出されたゴム部材Ｆを引き取って、搬送ローラ４ｃへと引き渡す。受取ローラ４ａと搬送ローラ４ｃとの間に配された昇降ローラ４ｂは、例えば、その自重とゴム部材Ｆの張力に応じて昇降移動可能に構成されている。昇降ローラ４ｂには、例えば、ゴム部材Ｆが略Ｕ字状に巻掛けされている。このような昇降ローラ４ｂは、受取ローラ４ａと搬送ローラ４ｃとの間をのびるゴム部材Ｆに一定の張力を付与し、ゴム部材Ｆの弛みを防止しうる。昇降ローラ４ｂは、省略されても良い。
【００２６】
本実施形態の投入手段３は、モータＭ１と、モータＭ１により駆動されるフィードコンベヤ３ａとを含んでいる。フィードコンベヤ３ａは、例えば、ローラーコンベヤ、又はベルトコンベヤとして構成されている。モータＭ１は、制御装置５により、その回転速度が制御される。
【００２７】
制御装置５は、圧力センサ１１から入力されるゴム材料Ｇの圧力に基づいて、ゴム押出機２に投入されるゴム材料Ｇの投入量を制御する。前記投入量は、例えば、単位時間当たりにゴム押出機２の投入口７に投入されるゴム材料Ｇの重量として定義される。この投入量を制御するために、本実施形態の制御装置５は、例えば、フィードコンベヤ３ａの搬送速度を制御するための第１制御部５ａを含んでいる。
【００２８】
第１制御部５ａは、例えば、ゴム材料Ｇの圧力に基づいて、モータＭ１の回転速度を加減することにより、フィードコンベヤ３ａの搬送速度、ひいては、ゴム押出機２へのゴム材料Ｇの投入量が制御される。
【００２９】
次に、上記のように構成された製造装置１を用いたゴム部材Ｆの製造方法について説明する。本実施形態のゴム部材Ｆの製造方法は、ゴム材料Ｇをゴム押出機２の投入口７に投入する投入工程と、投入口７に投入されたゴム材料Ｇを混練しながら押出口８へと押進させる押出工程と、投入口７に投入するゴム材料Ｇの投入量を増減する投入量増減工程とを含んでいる。
【００３０】
本実施形態の投入工程では、例えば、可塑性を有するシート状のゴム材料Ｇが、フィードコンベヤ３ａにより連続的に搬送される。搬送されたゴム材料Ｇは、フィードコンベヤ３ａからゴム押出機２の投入口７に投入される。フィードコンベヤ３ａで搬送されるゴム材料Ｇは、予めほぼ一定の厚さ（断面積）に形成されていることが望ましい。これにより、フィードコンベヤ３ａの搬送速度と、ゴム材料Ｇの投入量とがほぼ比例する。
【００３１】
押出工程では、ゴム押出機２の投入口７に投入されたゴム材料Ｇが、回転するスクリュー１０により流路９内で混練されながら押出口８側へ押進される。これにより、ゴム材料Ｇは、押出口８から連続的に押し出される。スクリュー１０は、図示しないモータ等により回転駆動され、その回転速度等は、予め設定されたチャートに従って制御される。定常状態とするために、ゴム材料Ｇの圧力が予め設定された基準圧力に達すると、スクリュー１０の回転速度が一定速度に制御されても良い。
【００３２】
投入量増減工程では、制御装置５により、流路９内のゴム材料Ｇの圧力に基づいて、ゴム材料Ｇの投入量が増減される。より具体的には、本実施形態の投入量増減工程は、制御装置５の第１制御部５ａにより、フィードコンベヤ３ａの搬送速度を制御し、ゴム押出機２に投入されるゴム材料Ｇの投入量を増減させる第１投入量増減工程を含んでいる。
【００３３】
第１投入量増減工程では、ゴム材料Ｇの圧力が予め設定された基準圧力より大きい場合、制御装置５は、フィードコンベヤ３ａの搬送速度を減速し、ゴム材料Ｇの投入量を減少させる。これにより、流路９内のゴム材料Ｇの充填率が相対的に減少し、ひいては、流路９内のゴム材料Ｇの圧力が低下する。一方、ゴム材料Ｇの圧力が前記基準圧力より小さい場合、制御装置５は、フィードコンベヤ３ａの搬送速度を加速し、ゴム材料Ｇの投入量を増加させる。これにより、流路９内のゴム材料Ｇの充填率が相対的に増加し、ひいては、流路９内のゴム材料Ｇの圧力が上昇する。
【００３４】
従って、このような第１投入量増減工程を行うことにより、ゴム押出機２内のゴム材料Ｇの充填率が略一定に維持され、ひいては、ゴム押出機２内のゴム材料Ｇの圧力変動が小さく抑制される。これにより、ゴム押出機２から押し出されるゴム部材Ｆの吐出量のばらつきを抑制でき、成形精度の良いゴム部材Ｆが製造される。
【００３５】
ゴム押出機２内のゴム材料Ｇの圧力は、ゴム押出機２に投入されるゴム材料Ｇの投入量以外の要因、例えば、スクリュー１０の回転速度、装置温度及びゴム温度等によっても変化する。本実施形態では、圧力センサ１１によってゴム押出機２内のゴム材料Ｇの圧力を直接測定している。従って、本実施形態の投入量増減工程では、ゴム押出機２内のゴム材料Ｇの圧力が前記投入量以外の要因によって変化した場合でも、ゴム押出機２内のゴム材料Ｇの圧力変動を小さく抑えることができる。
【００３６】
図３には、ゴム部材Ｆの製造装置１として、投入手段３の他の態様が示されている。図１の製造装置１と同様の構成には同一の符号が付され、ここでの詳細な説明は省略される。図３に示されるように、この実施形態の投入手段３は、ゴム押出機２に投入されるゴム材料Ｇを予め加温するフィードロール３ｂをさらに含んでいる。
【００３７】
フィードロール３ｂは、例えば、フィードコンベヤ３ａの上流側に配されており、モータＭ２により駆動される上下一対のカレンダーローラ３ｃを含んで構成されている。少なくとも一方のカレンダーローラ３ｃは、例えば、ヒーター（図示省略）により加熱され、カレンダーローラ３ｃの間を通過するゴム材料Ｇを加温して軟化させ、可塑性を高めることができる。カレンダーローラ３ｃの間を通過したゴム材料Ｇは、フィードコンベヤ３ａへと搬送される。モータＭ２は、制御装置５により回転速度が制御される。
【００３８】
制御装置５は、フィードロール３ｂのカレンダーローラ３ｃの回転速度を制御する第２制御部５ｂをさらに含んでいる。第２制御部５ｂは、例えば、フィードロール３ｂの搬送速度をフィードコンベヤ３ａの搬送速度に同期させる。より具体的には、第２制御部５ｂは、モータＭ２の回転速度を制御することにより、フィードロール３ｂの搬送速度をフィードコンベヤ３ａの搬送速度に同期させる。従って、間接的に、フィードロール３ｂもゴム材料Ｇの圧力に基づいて制御されることになる。このような第２制御部５ｂは、フィードロール３ｂにおけるゴム材料Ｇの搬送速度を制御する第２投入量増減工程を行うことができる。
【００３９】
第２投入量増減工程では、第２制御部５ｂにより、フィードコンベヤ３ａの搬送速度に同期するようにフィードロール３ｂの搬送速度を制御し、ゴム材料Ｇの搬送量を増減させる。より具体的には、ゴム材料Ｇの圧力が予め設定された基準圧力より小さい場合、第１制御部５ａにより、フィードコンベヤ３ａの搬送速度が加速されるとともに、第２制御部５ｂにより、フィードロール３ｂの搬送速度をフィードコンベヤ３ａと等しくなるように加速させ、ゴム材料Ｇの搬送量を増加させる。一方、ゴム材料Ｇの圧力が前記基準圧力より大きい場合、第１制御部５ａにより、フィードコンベヤ３ａの搬送速度が減速されるとともに、第２制御部５ｂにより、フィードロール３ｂの搬送速度をフィードコンベヤ３ａと等しくなるように減速させ、ゴム材料Ｇの搬送量を減少させる。
【００４０】
この実施形態の制御装置５は、フィードコンベヤ３ａの搬送速度とフィードロール３ｂの搬送速度とを同期させることにより、互いの速度差によってゴム材料Ｇの断面形状が変形するのを抑制し、ゴム押出機２にゴム材料Ｇを安定して投入しうる。なお、他の態様では、制御装置５の第２制御部５ｂにより、フィードロール３ｂの搬送速度のみが制御されても良い。この態様では、例えば、フィードコンベヤ３ａの搬送速度を一定とし、ゴム押出機２へのゴム材料Ｇの投入量を増減しうる。
【００４１】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【符号の説明】
【００４２】
１    ゴム部材の製造装置
２    ゴム押出機
５    制御装置
７    投入口
８    押出口
９    流路
１１    圧力センサ
Ｆ    ゴム部材
Ｇ    ゴム材料
【図１】
2016002712.tif 000003
【図２】
2016002712.tif 000004
【図３】
2016002712.tif 000005