JP2000117811A - ゴムシート成形制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム押出機から押出されるゴムシートのゴム
量を早期に安定化でき、製品品質を向上しうる。 【解決手段】 スクリュー軸駆動用の電動機２の電流値
Ｉの制御によりスクリュー軸３の回転数Ｎを増減して基
準範囲の内部ゴム量に調整した後、前記基準範囲の内部
ゴム量に相当する回転数Ｎ０とする回転数制御２０を行
う。しかる後、中間秤量器６によるゴムシート５の重量
に応じてライン速度を制御するライン速度制御２１を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム押出機から押
出されるゴムシートのゴム量を早期に安定化でき、製品
品質を向上しうるゴムシート成形制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一定断面形状を有するゴムシート、特に
空気入りタイヤを構成するトレッドゴム、サイドウオー
ルゴムなどのゴム部材は、通常、ゴム押出機による押出
し成形によって形成されている。

【０００３】この押出し成形では、ゴム材は、押出し後
において断面積が増す方向に変形する傾向にあり、この
増加の割合は、ゴム押出機が定常運転する場合にも押出
し条件等によって種々変化する。従ってゴムシートを、
その断面形状を安定化させて連続して得るために、通
常、図４に示すように、ゴム押出機ａから押し出される
ゴムシートｂの単位長さ当たりの重量を、中間秤量器ｃ
を用いて秤量し、この中間秤量値が所定の設定値となる
ように、下流側に配するコンベヤラインｄなどのライン
速度を制御することが行われている。

【０００４】他方、ゴム押出機では、投入するゴム材の
材質を違えたり（ゴム替え）或いは成型ダイの吐出形状
等を違えたり（サイズ替え）して、異なる種類のゴムシ
ートを成形することが行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなゴム替え、サイズ替え等を行う際のゴム押出機の運
転初期では、ゴム押出機内の圧力が適正化していないた
め中間秤量値が長い間安定しないという問題がある。そ
のために、従来は、前記中間秤量値が安定するまでの１
〜２分の間に押出される不均一なゴムシートは、ロット
アウトの回収用ゴムとして扱われ、その結果、この回収
用ゴムの量が増大し、製品品質の悪化原因となってい
た。なお、前記不安定状態においてライン速度制御を行
ったときには、ハンチングの発生を招くという他の問題
がある。

【０００６】従って、製品品質の改善のためには、いか
に中間秤量値を速く安定化させるかが重要となる。

【０００７】そこで本発明は、前記ライン速度制御に先
駈け、スクリュー軸駆動用の電動機の電流値を制御する
ことによりスクリュー軸の回転数を増減してゴム押出機
内の内部ゴム量を基準範囲に調整することを基本とし
て、運転初期における中間秤量値を迅速に安定化させる
ことが可能となり、ハンチングを招くことなく回収用ゴ
ム量を著減でき、製品品質を向上しうるゴムシート成形
制御方法の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のゴムシート成形制御方法は、電動機により
駆動されるスクリュー軸を有するゴム押出機と、このゴ
ム押出機から押出されるゴムシートの単位長さ当りの重
量を秤量するとともに下流に送出しうる中間秤量器とを
有し、前記電動機の電流を測定して前記ゴム押出機内の
内部ゴム量を推定しかつこの電流値の制御により前記ス
クリュー軸の回転数を増減して基準範囲の内部ゴム量に
調整した後、前記基準範囲の内部ゴム量に相当する回転
数とする回転数制御を行い、しかる後前記中間秤量器に
よるゴムシートの重量に応じてライン速度を制御するラ
イン速度制御を行うことを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。図１において、本発明の制御方
法が採用されるゴムシート成形装置１は、電動機２によ
り駆動されるスクリュー軸３を有するゴム押出機４と、
このゴム押出機４から押出されるゴムシート５の中間秤
量をする中間秤量器６を含むコンベヤライン７とを具
え、本例では、前記ゴムシート５がタイヤのトレッドゴ
ムである場合を例示している。

【００１０】前記ゴム押出機４は、例えば基台９に配置
される減速１０部に、前記スクリュー軸３を収納しかつ
ゴム投入口１１が設けられた押出し筒１２を突設してい
る。又この押出し筒１２の先端には、成形口１３Ａを有
する成型ダイ１３が交換可能に取付くとともに、前記減
速部１０には、スクリュー軸３を駆動する前記電動機２
が固定される。従って、ゴム押出機４は、前記電動機２
によるスクリュー軸３の回転によって、投入されたゴム
材を混練りしながら先端の成形口１３Ａから所定断面形
状で押出し成形する。

【００１１】又前記コンベヤライン７は、例えばベルト
コンベヤからなり、前記ゴム押出機４から押出されるゴ
ムシート５を、本例ではゴムシート巻き取り装置まで搬
送する。なおコンベヤライン７のライン速度は、適宜の
ライン駆動装置Ｋによって調整される。このコンベヤラ
イン７に配される前記中間秤量器６としては、従来と同
構成のものが用いられ、押出されるゴムシート５の単位
長さ当りの重量を秤量するとともにこのゴムシート５を
下流側に送出する。

【００１２】そして本発明の制御方法は、(1) 前記電
動機２の電流値Ｉを制御することによりスクリュー軸３
の回転数Ｎを増減してゴム押出機４内の内部ゴム量を基
準範囲に調整する第１ステップと、この第１ステップの
後、スクリュー軸３の回転数Ｎを、前記基準範囲の内部
ゴム量に相当する基準の回転数Ｎ０に設定する第２ステ
ップとからなる回転数制御２０；及び(2) この回転数
制御２０の後、前記中間秤量器６によるゴムシート５の
測定重量（中間秤量値Ｗ）に応じてライン速度を制御す
るライン速度制御２１；を具え、運転初期における中間
秤量値Ｗを迅速に安定化させて、高品質のゴムシート５
を成形することに特徴を有する。

【００１３】又この制御方法のために、本例では、図１
に略示する制御手段２２が採用されている。

【００１４】前記制御手段２２は、例えば、前記電動機
２の電流Ｉを測定する電流センサー２３、及び電流設定
器２４によって予め設定された基準の電流設定値Ｉａと
前記電流センサー２３による電流検出値Ｉとを比較する
演算器２５を具える。また該演算器２５は、加算器２６
とモータコントローラ２７とを介して前記電動機２に接
続される。

【００１５】この演算器２５は、前記電流設定値Ｉａと
電流検出値Ｉとを比較するとともに、その差Ｉ−Ｉａに
応じた回転の増減数ｎを演算して出力する。なお増減数
ｎは、差Ｉ−Ｉａの値に比例させたり、又差Ｉ−Ｉａの
正負で規制したりするなど種々な演算方法を用いうる。
すなわち、差Ｉ−Ｉａが例えば＋１０アンペアのときｎ
＝＋２ｒｐｍ、＋２０アンペアのときｎ＝＋４ｒｐｍな
どと略比例的に変させることもでき、又差Ｉ−Ｉａが正
の時ｎ＝＋２ｒｐｍ、負の時ｎ＝−２ｒｐｍなどと一回
の増減数ｎを例えば±２ｒｐｍに固定することもでき
る。

【００１６】又前記加算器２６は、前記ゴム押出機４が
定常運転する時の定常回転速度、すなわちスクリュー軸
３の前記基準の回転数Ｎ０を設定するための回転数設定
器２９の設定値と、前記演算器２５からの出力（増減数
ｎ）とを順次加算してモータコントローラ２７に伝達
し、スクリュー軸３の回転数Ｎを制御しうる。

【００１７】ここで、前記電動機２の電流値Ｉ（電流検
出値Ｉ）は、ゴム押出機４の内部ゴム量を推定できる尺
度の一つであって、又前記電流設定値Ｉａは、回転数が
Ｎ０の時の定常運転において前記内部ゴム量が安定した
適正な基準範囲となるために設定される値である。従っ
て、前記電流検出値Ｉが電流設定値Ｉａより高いとき、
内部ゴム量が基準範囲より大であり、中間秤量値Ｗが安
定せずに一時的に増大している状態であることを意味す
る。このときには、前記演算器２５は、＋（正）の増減
数ｎを出力し、スクリュー軸３を初期の回転数Ｎ０より
増速させてゴム吐出量を増加させることにより、内部ゴ
ム量が減じ基準範囲内に調整される。

【００１８】逆に、電流検出値Ｉが電流設定値Ｉａより
小さいとき、中間秤量値Ｗが一時的に減少している状態
であり、このとき前記演算器２５は、−（負）の増減数
ｎを出力してスクリュー軸３を減速させるため、内部ゴ
ム量が増加して基準範囲内に調整される。

【００１９】又前記制御手段２２には、前記回転数設定
器２９を、加算器２６又はモータコントローラ２７に選
択して切換える切換え手段３０が設けられる。この切換
え手段３０は、前記電流検出値Ｉが電流設定値Ｉａの範
囲になったときの演算器２５からの信号で作動し、前記
回転数設定器２９をモータコントローラ２７に接続す
る。従って、内部ゴム量が基準範囲に調整された後、ス
クリュー軸３の回転数Ｎは、前記回転数設定器２９によ
る前記基準の回転数Ｎ０に再設定される。

【００２０】このように、本例では、前記電流センサー
２３、電流設定器２４、演算器２５、加算器２６、モー
タコントローラ２７、回転数設定器２９、及び切換え手
段３０によって、前記第１、２ステップからなる回転数
制御２０を行いうる。

【００２１】又ライン速度制御２１は、従来と略同様の
制御であって、図１に略示する様に、前記中間秤量器６
から出力される中間秤量値Ｗを演算して、基準値Ｗ０よ
り小な時、前記ライン駆動装置Ｋを介してライン速度を
減じ、逆に基準値Ｗ０より大な時、ライン速度を増し
て、ゴムシートの重量を安定化させる演算器３１によっ
て行われる。

【００２２】図２に、本発明の制御方法のフローチャー
トを示している。前記電流センサー２３は電動機２の電
流を検出する。この電流は、ゴム押出機４のゴム内圧の
変動などによって変化し、従って前記電流を検出して、
電流検出値Ｉを電流設定器２４での電流設定値Ｉａと比
較することにより、運転初期における内部ゴム量と基準
範囲との差異を求めうる。なお本例では、電流設定値Ｉ
ａに上限値Ｉａ１、下限値Ｉａ２を設け、その間の範囲
を不感域としている。又電流設定値Ｉａは、使用するゴ
ム材料の材質、ゴム押出機４及び成形口１３Ａの寸法サ
イズ等の種々な運転条件に応じて予め設定される。

【００２３】従って、電流検出値Ｉが上限値Ｉａ１より
も大、即ち内部ゴム量が大であるとき（Ｉ＞Ｉａ１）、
加算器２６によりモータコントローラ２７を介して電動
機２の回転数Ｎを高め、ゴム押出機４からの吐出量を強
制的に増加させることによって電流検出値Ｉが上限値Ｉ
ａ１よりも大ではなくなるまで所定の制御を行う。他
方、電流検出値Ｉが上限値Ｉａ１よりも大ではなく、し
かも下限値Ｉａ２よりも小（Ｉ＜Ｉａ２）であるときに
は、逆に制御する。その結果、Ｉａ２≦Ｉ≦Ｉａ１とな
り内部ゴム量が基準範囲内となる安定な定常状態まで迅
速に調整することができる。

【００２４】なお、電流値と内部ゴム量とを略比例関係
とすることによって制御を容易とするために、本例にお
いては、電動機２として直流電動機を用いている。又、
本発明の制御方法において、トレッドゴム等のタイヤの
ゴム部材に特定されることなく種々の断面形状、材質の
ゴムシートの形成のために使用しうる。

【００２５】

【実施例】図１に示すゴムシート成形装置及び制御方法
を用い、トレッドゴムであるゴムシートを成形する際の
運転初期において、中間秤量値が安定化するまでの所要
時間を測定し、電動機を基準回転数Ｎ０のまま固定して
運転する従来例の場合と比較した。

【００２６】その結果を、図３に示す。なお、運転開始
直後の電流値ＩＡ、安定状態に達したときの電流値ＩＢ
（Ｉａ）、及び電動機の基準回転数Ｎ０は、それぞれ２
８０アンペア、２５０アンペア、２８ｒｐｍであり、実
施例では、運転開始後、３秒から８秒までの５秒間、回
転数が２８ｒｐｍから３１ｒｐｍに増速する回転数制御
が行われた。この回転数制御により、電流値ＩＢが２５
０アンペアに安定するまでの所要時間が、従来例では９
０秒かかるのに対し、実施例では３０秒と大巾に短縮し
うるのが確認できる。従って、この間にロットアウトと
なる回収用ゴムの発生量を著減することが可能となる。

【００２７】

【発明の効果】叙上の如く本発明の制御方法では、従来
のライン速度制御に先駈けて、スクリュー軸駆動用の電
動機の電流値を制御することによりスクリュー軸の回転
数を増減してゴム押出機内の内部ゴム量を基準範囲に調
整する回転数制御を行うため、運転初期における中間秤
量値を迅速に安定化させることが可能となり、回収用ゴ
ム量の発生を大幅に減じ、製品品質を向上しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いうる制御手段を成型装置とともに
例示する概念図である。

【図２】本発明の制御方法の一つを示すフローチャート
図である。

【図３】実施例での実験結果を示す線図である。

【図４】従来技術を説明する概念図である。

【符号の説明】

２ 電動機 ３ スクリュー軸 ４ ゴム押出機 ５ ゴムシート ６ 中間秤量器 ２０ 回転数制御 ２１ ライン速度制御

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機により駆動されるスクリュー軸を有
   するゴム押出機と、このゴム押出機から押出されるゴム
   シートの単位長さ当りの重量を秤量するとともに下流に
   送出しうる中間秤量器とを有し、 前記電動機の電流を測定して前記ゴム押出機内の内部ゴ
   ム量を推定しかつこの電流値の制御により前記スクリュ
   ー軸の回転数を増減して基準範囲の内部ゴム量に調整し
   た後、前記基準範囲の内部ゴム量に相当する回転数とす
   る回転数制御を行い、 しかる後前記中間秤量器によるゴムシートの重量に応じ
   てライン速度を制御するライン速度制御を行うことを特
   徴とするゴムシート成形制御方法。