JP2006116791A - ゴム押出機のゴム押出速度設定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のゴム押出機の機器間の押出能力のバラツキ及び個々の機器の押出能力の経時的変化を補正する。
【解決手段】 押出速度設定装置２０の補正パラメータデータベースには、モータ５の回転速度を標準回転速度Ｒ0 としたときのゴム押出機１の新品時の単位時間当たりゴム押出量の測定値Ｌi とその標準値Ｚとの比である補正パラメータＸi が記憶されている。その後にモータ５の回転速度を標準回転速度Ｒ0 としたときのゴム押出機１の単位時間当たりのゴム押出量の測定値Ｙi であった場合は、モータ５の回転速度Ｒi をＲ0 ×Ｘi ×Ｙi ／Ｌi とすることにより、ゴム押出機の機器間の押出能力のバラツキ及び個々の機器の押出能力の経時的変化を補正する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トレッドゴム、サイドウォールゴム、補強ベルト層等のゴムシートを押し出すゴム押出機のゴム押出速度の設定装置に関し、特に、複数の押出機間の押出速度のばらつきの補正及び個々のゴム押出機の押出速度の経時変化の補正を可能にしたゴム押出速度設定装置に関する。

空気入りタイヤの構成部材であるトレッドゴムやサイドウォールゴム等は、通常ゴム押出機を用いた押出成型により製造される。この押出成型では、押出されたゴムシートは押出後に断面積が増加する方向に変形する傾向があり、その増加の割合は、ゴム押出機が定常運転する場合にも押出条件によって変化する。このため、従来は、ゴムシートの断面形状を連続的に安定化させるために、ゴム押出機から押出されたゴムシートの単位長当たりの重量を中間秤量器を用いて秤量し、この中間秤量値が所定の設定値となるように、下流側に配置した、ゴムシートを搬送するコンベアラインのライン速度を制御することが行われている。

前述したゴム押出機では、投入するゴム材の材質を変えたり（ゴム替え）、成型ダイの吐出形状等を変えたり（サイズ替え）して、異なる種類のゴムシートを成型することが行われている。ところが、このようなゴム替えやサイズ替えを行ったときの運転初期には、ゴム押出機内の圧力が適正化されていないため、ゴムシートの中間秤量値が１〜２分程度安定しないという問題がある。

そこで、ゴムシートの中間秤量値を早急に安定化させるために、モータ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当たりの重量を秤量するとともに下流に送出し得る中間秤量器とを有し、前記モータ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に、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制御を行い、その後に前記中間秤量値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ようにしたゴムシートの成型制御方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２０００−１１７８１１号公報

ところで、同一構成のゴム押出機を同一の運転条件で運転した場合、理論的にはゴム押出速度は同一になるはずであるが、実際には個々のゴム押出機を構成する部品のばらつき等により個々の機器間の押出能力にばらつきが生ずることがある。また、部品の消耗等が原因で押出能力が低下してしまうことがある。しかしながら、特許文献１に記載のゴムシートの成型制御方法では、ゴム押出機の機器間の押出能力のばらつき、個々の機器の経時的損失による押出能力の低下は考慮されていない。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ゴム押出機の機器間の押出能力のばらつき及び個々の機器の経時的損失による押出能力の低下を補正することである。

請求項１に係る発明は、ゴム押出機の押出速度を設定する装置であって、所定の押出速度を設定する手段と、該所定の押出速度に設定されているときに押出速度を測定する手段と、予め取得しておいた補正パラメータと前記測定した押出速度とを演算する手段と、該演算の結果を前記所定の押出速度の補正値として設定する手段とを有し、前記補正パラメータは、前記ゴム押出機の新品時に前記制御手段に前記所定の押出速度が設定されている状態で測定した押出速度と前記所定の押出速度との差異に応じた値を有すること特徴とするゴム押出速度設定装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１記載のゴム押出量設定装置において、前記補正パラメータは、前記所定の押出速度を前記新品時の押出速度の測定値で除算した値であり、前記演算は乗算であることを特徴とするゴム押出速度設定装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１記載のゴム押出速度設定装置において、前記押出速度の設定はゴム押出を行うスクリューの回転速度の設定であることを特徴とするゴム押出速度設定装置である。
請求項４に係る発明は、請求項１記載のゴム押出速度設定装置において、前記押出速度を測定する手段は単位時間当たりの押出量を測定することを特徴とするゴム押出速度設定装置である。

（作用）
請求項１に係る発明によれば、ゴム押出機のゴム押出速度の測定値と、予め取得しておいたそのゴム押出機の新品時のゴム押出速度の設定値とその設定値に対応する測定値との差異に応じた値を有する補正パラメータとを演算した値をゴム押出速度の補正値とする。
請求項２に係る発明によれば、ゴム押出機のゴム押出速度の測定値に、予め取得しておいたそのゴム押出機の新品時のゴム押出速度の設定値をその設定値に対応する測定値で除算した値を乗算した値をゴム押出速度の補正値とする。
請求項３に係る発明によれば、ゴム押出機のゴム押出速度の測定値と、予め取得しておいたそのゴム押出機の新品時のゴム押出速度の設定値とその設定値に対応する測定値との差異に応じた値を有する補正パラメータとを演算した値をゴム押出を行うスクリューの回転速度の補正値とする。
請求項４に係る発明によれば、ゴム押出機の単位時間当たりのゴム押出量の測定値と、予め取得しておいたそのゴム押出機の新品時の単位時間当たりのゴム押出量の設定値とその設定値に対応する測定値との差異に応じた値を有する補正パラメータとを演算した値をゴム押出速度の補正値とする。

本発明によれば、ゴム押出機の機器間の押出能力のばらつき及び個々の機器の経時的損失による押出能力の低下を補正することができる。従って、個々のゴム押出機毎及びそれが製造するゴムのサイズ毎に、新品時（１００％能力時）と同一の押出能力でゴム押出が行える押出速度を設定することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施形態に係るゴム押出機及びその押出速度設定装置の構成を示す図であり、図２はその押出速度設定装置の補正パラメータ記憶処理を示すフローチャートであり、図３はその押出速度設定装置の押出速度設定処理を示すフローチャートである。

図１に示すように、本実施形態に係るゴム押出機１は、モータ５により駆動されるスクリュー軸４を内蔵し、かつ後部上端にゴム投入口３を有し、先端に成型口６を有するシリンダ２を備えている。また、成型口６のゴム押出方向の下流には、成型口６から押出されたゴムシートRSの単位長当たりの重量を測定する秤量器７と、秤量器７の下流に配置され、モータ８により駆動されるコンベアライン９とを備えている。

また、本実施形態に係るゴム押出機１は、制御部１１と、それぞれが制御部１１に接続されたモータ駆動部１２及び１３、モータ速度設定値記憶部１４、ゴム重量測定部１５、並びに外部インタフェース１６を備えている。制御部１１はマイクロコンピュータにより構成されており、このゴム押出機１全体の制御等を行う。モータ駆動部１２は、制御部１１の制御により、モータ速度設定値記憶部１４に設定された速度設定値に応じて、モータ５を所定の回転速度で回転させるための駆動電流を出力する。モータ駆動部１３は、制御部１１の制御により、モータ８を所定の回転速度で回転させるための駆動電流を出力する。モータ速度設定値記憶部１４は、後述する押出速度設定装置２０で生成されたモータ速度設定値を記憶するメモリである。ゴム重量測定部１５は、成型口６から単位時間に押出されたゴムシートRSの重量を測定する測定装置であり、コンベアライン９の下流の図示されていない場所に配置されているゴムシート回収部に設けてある。外部インタフェース１６は後述する押出速度設定装置２０と無線又は有線でデータ通信を行うための手段である。

押出速度設定装置２０は、制御部２１と、それぞれが制御部２１に接続された補正パラメータデータベース２２及び外部インタフェース２３から構成されている。制御部２１はマイクロコンピュータにより構成されており、この押出速度設定装置２０全体の制御等を行う。補正パラメータデータベース２２は、予めゴム押出機１が新品のときに作成したゴム押出速度の設定値の補正パラメータを蓄積するデータベースである。外部インタフェース２３はゴム押出機１の外部インタフェース１６との間で無線又は有線のデータ通信を行うための手段である。

以上の構成を有するゴム押出機及びその押出速度設定装置の動作について、［１］ゴム押出機１の動作、［２］押出速度設定装置２０の補正パラメータ記憶処理、［３］押出速度設定装置２０の押出速度設定処理の順に説明する。

［１］ゴム押出機１の動作
ゴム投入口３からからシリンダ２へ供給されたゴムは、シリンダ２内のスクリュー４の作用下で混練・溶融されながらシリンダ３の先端へ移送され、成型口６から押出される。このとき、制御部１１は、モータ駆動部１２に対してモータ速度設定値記憶部１５に記憶されている速度設定値に応じた駆動電流をモータ５に供給するように制御する。成型口６から押出されたゴムシートRSは秤量器７の上を通過し、コンベアライン９により搬送される。このとき、制御部１１は、秤量器７で秤量されたゴムシートRSの単位長当たりの重量が所定の設定値となるようにコンベアライン９を移送するモータ８の回転速度を制御する。

［２］押出速度設定装置の補正パラメータ記憶処理（図２）
この処理は複数のゴム押出機１に対して行うので、以下の説明では図１のゴム押出機１をゴム押出機1-i （ｉ＝１、２、・・・ｎ）として説明する。

まず、ゴム押出機1-i の１００％能力時、即ち新品で機械損失のない状態でゴム押出機1-i と押出速度設定装置２０と互いの外部インタフェース１６及び２３を介して接続するとともに、ゴム押出機1-i を動作させ、成型口６から押出されたゴムシートRSの単位時間当たりの押出量（重量）Ｌi をゴム重量測定部１５で測定する。このとき、制御部１１はモータ駆動部１３に対してモータ速度設定値記憶部１４に記憶されている速度設定値（標準回転速度Ｒ0 ）に応じた駆動電流をモータ５に供給するように制御する。また、単位時間当たりの押出量の測定はゴムシートRSの中間秤量値が安定した状態で行う。ゴム重量測定部１５の測定値は制御部１１、外部インタフェース１６及び２３、並びに制御部２１を経て補正パラメータデータベース２２に記憶される（ステップＳ１）。測定された単位時間当たりの押出量はゴムの押出速度に対応する。

次に、制御部２１はゴム押出機1-i の押出能力補正パラメータＸi を下記の式〔１〕により演算し、（ステップＳ２）、補正パラメータデータベース２２に記憶する（ステップＳ３）。
Ｘi ＝Ｚ／Ｌi ・・・式〔１〕
この式〔１〕において、Ｚは新品のゴム押出機1-i における単位時間当たりの標準押出量の設計値である。

以上の処理を全てのゴム押出機1-i （ｉ＝１、２、・・・ｎ）について実行することにより、補正パラメータデータベースが出来上がる。

［３］押出速度設定装置の押出速度設定処理（図３）
この処理は、図２に示す押出速度設定装置の補正パラメータ記憶処理により、補正パラメータデータベースを作成した後に行う。
まず、ゴム押出機1-i と押出速度設定装置２０と互いの外部インタフェース１６及び２３を介して接続するとともに、ゴム押出機1-i を動作させ、成型口６から押出されたゴムシートRSの単位時間当たり押出量（重量）Ｙi をゴム重量測定部１５で測定する。このとき、制御部１１はモータ駆動部１２に対してモータ速度設定値記憶部１４に記憶されている速度設定値（標準回転速度Ｒ0 ）に応じた駆動電流をモータ５に供給するように制御する。また、単位時間当たりの押出量の測定はゴムシートRSの中間秤量値が安定した状態で行う。ゴム重量測定部１５の測定値は制御部１１並びに外部インタフェース１６及び２３を経て制御部２１へ送られる（ステップＳ１１）。

制御部１１は補正パラメータデータベース２２からゴム押出機1-i の押出能力補正パラメータＸi 及び単位時間当たりの押出量Ｌi の測定値を読み出し、下記の式〔２〕により、ゴム押出機1-i のモータ１２の回転速度を更新設定するための速度設定値Ｒi を算出する（ステップＳ１２）。
Ｒi ＝Ｒ0 ×Ｘi ×Ｙi ／Ｌi ・・・式〔２〕
この式〔２〕において、Ｘi ／Ｌi が回転速度の補正パラメータである。

次に、制御部１１は算出した速度設定値Ｒi を外部インタフェース２３及び１６を経て制御部１１へ送り、制御部１１はモータ速度設定値記憶部１４に速度設定値Ｒi を記憶することにより、速度設定値をＲ0 からＲi に更新する（ステップＳ１３）。これ以後にゴム押出機1-i を運転するときは、制御部１１はモータ速度設定値記憶部１４に記憶されている速度設定値Ｒi に応じた駆動電流をモータ５に供給するように制御する。

以上説明したように、本実施形態によれば、ゴム押出機1-i の新品時の単位時間当たりの押出量Ｌi 、及びＬi とその標準値Ｚとの比であるＺ／Ｌi を押出能力補正パラメータＸi として予め補正パラメータデータベースに記憶しておき、その後のゴム押出機1-i の単位時間当たりのゴム押出量の測定値Ｙi に対して、モータ１２の回転速度を（Ｘi ×Ｙi ／Ｌi ）倍に補正するように構成したので、ゴム押出機1-i の単位時間当たりの押出量を常に新品時（１００％能力時）の押出量の標準値Ｚに設定することができる。

なお、以上の実施形態では、ゴム重量測定部１５の出力をゴム押出機１の制御部１１に入力し、外部インタフェース１６を介して押出速度設定装置２０へ送るように構成したが、ゴム重量測定部１５の出力を直接ゴム押出速度設定装置２０へ入力するように構成してもよい。

本発明の実施形態に係るゴム押出機及びその押出速度設定装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る押出速度設定装置の補正パラメータ記憶処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る押出速度設定装置の押出速度設定処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・ゴム押出機、４・・・スクリュー、５・・・モータ、１４・・・モータ速度設定値記憶部、１５・・・ゴム重量測定部、２０・・・押出速度設定装置、２２・・・補正パラメータデータベース。

Claims (4)

1. ゴム押出機の押出速度を設定する装置であって、所定の押出速度を設定する手段と、該所定の押出速度に設定されているときに押出速度を測定する手段と、予め取得しておいた補正パラメータと前記測定した押出速度とを演算する手段と、該演算の結果を前記所定の押出速度の補正値として設定する手段とを有し、前記補正パラメータは、前記ゴム押出機の新品時に前記制御手段に前記所定の押出速度が設定されている状態で測定した押出速度と前記所定の押出速度との差異に応じた値を有すること特徴とするゴム押出速度設定装置。
2. 請求項１記載のゴム押出量設定装置において、前記補正パラメータは、前記所定の押出速度を前記新品時の押出速度の測定値で除算した値であり、前記演算は乗算であることを特徴とするゴム押出速度設定装置。
3. 請求項１記載のゴム押出速度設定装置において、前記押出速度の設定はゴム押出を行うスクリューの回転速度の設定であることを特徴とするゴム押出速度設定装置。
4. 請求項１記載のゴム押出速度設定装置において、前記押出速度を測定する手段は単位時間当たりの押出量を測定することを特徴とするゴム押出速度設定装置。

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