JP2010083087A - シート成形装置のトラブル解消方法及びシート成形装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】塑性変形可能材料Wを押し出す材料供給部1と、塑性変形可能材料Wをシート状に成形する上下一対のロール21a,21bを設けた材料圧延部2を設け、材料供給部1と材料圧延部2との間に、材料供給部1から押し出された塑性変形可能材料Wを一時的に貯留して材料圧延部2に受け渡す材料貯留部3を設け、予め一対のロール21a,21bを互いに近接離間自在に設けておいて、材料圧延部2での塑性変形可能材料Wの詰まり検出に基づいて、一対のロール21a,21b間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げ、一対のロール21a,21bの少なくとも一方を正回転方向に駆動回転させながら材料貯留部3に貯留する塑性変形可能材料Wを一対のロール21a,21b間に押し込む。
【選択図】図1
Description
従来、前記材料供給部に投入される塑性変形可能材料は、あらかじめ混練機で混練されてから投入されるのであるが、混練不良があったり、混練温度が適切でなかったために可塑化が十分でなく、そのために硬い部分ができて、前記材料圧延部で詰まってしまうことがある。
また、シート成形装置に後続する装置がトラブルを起こして、一時的に、シート成形装置がストップせざるを得なくなり、そのために材料貯留部で貯留する材料が硬くなり、その結果、再稼動時に材料圧延部で詰まってしまうことがある。
そのようなトラブルが発生した時には、従来は、装置全体の稼動を停止させて、材料貯留部から詰まった材料を取り出す必要があった。
説明に際しては、先ず、本願に係るシート成形装置の基本構成を説明し、その後に、このシート成形装置で実施される本願に係るシート成形装置のトラブル解消方法及びこのトラブル解消用に設けられている構成に関して説明する。本願では、材料貯留部3に設けられる材料押圧機構4として独特の構成を採用しているが、図1は、この材料押圧機構4の機構部をロール支持側に設けた形態(第1実施形態)を示しており、図2〜図6は、材料押圧機構4の機構部を、材料供給部1の下部に設けられるテーパースクリュー11の支持側に設けた形態(第2実施形態)である。
また、第2実施形態において、図2〜図5に示す形態と図6の形態とでは、テーパースクリュー11の軸線に対する、一対のロール21a,21bの近接・離間方向の角度が異なる。
〔第1実施形態〕
図1に、本発明のシート成形装置の第1実施形態を示す。
このシート成形装置は、塑性変形可能材料Wを供給するための材料供給部1と、材料供給部1から供給された塑性変形可能材料Wを一時的に貯留する材料貯留部3と、材料貯留部3に貯留されている塑性変形可能材料Wを圧延するための材料圧延部2とを備えている。
即ち、このシート成形装置は、材料貯留部3に貯留されている塑性変形可能材料Wを上方から予め設定した一定圧力(設定圧)をかけて押圧するための材料押圧機構4を設け、この材料押圧機構4を構成する材料押圧部材41の材料押圧面41aの面積を材料貯留部3の上部開口部31の面積(ここで、上部開口部31の面積とは、材料圧延部2の2本のロール21a、21bのうち、上方のロール21aの回転軸を含み、材料供給部1の2軸のテーパースクリューの回転軸を含む面Pと平行な面の位置の面積をいう。)の30〜95%、特に、塑性変形可能材料のはみ出しを防止する必要がある場合には、85〜95%に設定するようにしている。
ちなみに、本実施形態においては、上部開口部31の寸法に対する材料押圧部材41の材料押圧面41aの寸法を、塑性変形可能材料Wの送り方向を約70%に、また、塑性変形可能材料Wの送り方向と直角方向を約80%に、それぞれ設定することにより、材料押圧部材41の材料押圧面41aの面積を材料貯留部3の上部開口部31の面積の約56%に設定するようにしている。
また、塑性変形可能材料Wを材料圧延部2へ安定して送り出すことができるため、材料圧延部2における噛み込みが悪い弾性のある塑性変形可能材料Wの場合でも、スリップすることなく、材料圧延部2に噛み込ませることができる。
さらに、材料押圧機構4を構成する材料押圧部材41の材料押圧面41aの面積を材料貯留部3の上部開口部31の面積の30〜95%に設定することにより、材料貯留部3に上方が開放されたオープンバンク型の緩衝機構としての機能を持たせることができ、材料貯留部3の内圧の急激な変動を吸収するようにすることができ、これによって、材料供給部1や材料圧延部2の構成部材に大きな負荷がかかって装置が損傷することを未然に防止することができる。
そして、例えば、塑性変形可能材料Wの弾性が極めて大きい場合には、30〜80%程度の範囲の上部開口部31の面積との比較で小さな材料押圧面41aを備えた材料押圧部材41を用いることができ、一方、弾性がそれほど大きくない場合には、70〜95%程度、特に、塑性変形可能材料Wのはみ出しを防止する場合には、85〜95%程度の範囲の上部開口部31の面積との比較で大きな材料押圧面41aを備えた材料押圧部材41を用いるようにすることが好ましい。
なお、材料押圧機構4のアクチュエータ42及びリンク機構43は、後述する第2実施形態と同様、材料貯留部3の中心を避けて側方に配設するようにすることが好ましく、これにより、材料貯留部3の上部開口部31の上方のスペースを有効に利用し、材料押圧部材41を分解しなくても、またロール21a、21bを移動させなくても、材料貯留部3の点検や清掃を可能とすることができる。
また、リンク機構43を、図1に示すように、揺動軸43aが材料貯留部3の外側に位置するようにしたシーソー状のレバー部材から構成することによって、設定値を超える内圧が材料貯留部3に発生した場合、材料押圧部材41が材料貯留部3の上部開口部31の開口端まで上昇することによって、材料貯留部3の上方が実質的に開放されたオープンバンク状態に自動的にして塑性変形可能材料Wを材料貯留部3の外に排出させることができ、これにより、装置の破損等の事故を未然に防止することができる。
そこで、正常な連続運転状態においては、材料押圧部材41の材料押圧面41aの位置に応じて、材料供給部1による塑性変形可能材料Wの供給量及び/又は材料圧延部2による塑性変形可能材料Wの払出量を制御する運転制御手段c1を備え、この運転制御手段c1によって材料供給部1による塑性変形可能材料Wの供給量及び/又は材料圧延部2による塑性変形可能材料Wの払出量を制御するようにする。
具体的には、材料押圧部材41の材料押圧面41aの位置が上限に近づけば、材料供給部1による塑性変形可能材料Wの供給量を減らしたり、材料圧延部2による塑性変形可能材料Wの払出量を増やすようにし、下限に近づけば、材料供給部1による塑性変形可能材料Wの供給量を増やしたり、材料圧延部2による塑性変形可能材料Wの払出量を減らすようにする。これにより、材料貯留部3内に貯留されている塑性変形可能材料Wの量を所定量に維持し、これによって、形状が整い、寸法精度の高い、高品質のシートの成形を行うことができる。
図2〜図6に、本発明のシート成形装置の第2実施形態を示す。
そして、このシート成形装置でも、材料貯留部3に貯留されている塑性変形可能材料Wを上方から予め設定した一定圧力をかけて押圧するための材料押圧機構4を設け、該材料押圧機構4を構成する材料押圧部材41の材料押圧面41aの面積を材料貯留部3の上部開口部31の面積の30〜95%、特に、塑性変形可能材料Wのはみ出しを防止する必要がある場合には、85〜95%に設定するようにしている。
なお、第1実施形態と同一部材は同一符号を記すことにより、その説明を省略する。
本実施形態では、図2〜図3に示すように、アクチュエータ42をシート成形装置の下部側方に配設することにより、材料貯留部3から材料押圧部材41を完全に開放できるようにするとともに、上部開口部31の上方のスペースを有効に利用し、材料押圧部材41を分解しなくても、またロール21a、21bを移動させなくても、材料貯留部3の点検や清掃を可能としている。
また、アクチュエータ42をシート成形装置の下部側方に配設することにより、リンク機構43のアーム比を大きく取ることが可能となり、アクチュエータ42の発生推力を小さくすることが可能となる。
さらに、材料押圧部材41を完全に開放することにより、材料押圧部材41の上部開口部31に対する面積比率に関係なく、材料貯留部3の内圧の急激な変動を吸収することができる。
これにより、例えば、設定値を超える内圧が材料貯留部3に発生した場合、材料押圧部材41が上昇することによって、材料貯留部3の容積が増加し、材料貯留部3の内圧を低下させることができ、さらに内圧が上昇すると、材料押圧部材41が材料貯留部3の上部開口部31の開口端まで上昇することによって、材料貯留部3の上方が実質的に開放されたオープンバンク状態にして塑性変形可能材料Wを材料貯留部3の外に排出させることができ、これにより、装置の破損等の事故をより確実に防止することができる。
一方、圧力制御手段c2が、運転初期に供給された塑性変形可能材料Wによる材料押圧部材41の上昇を確実にすることにより、運転制御手段c1による塑性変形可能材料Wの供給量の制御を確実にして、駆動前の過剰供給による材料圧延部2のロール21a、21b等の破損を防止するように構成されている。
この場合、通常は時間短縮の目的で、運転初期には材料供給部1のスクリュー回転数を高速(特に限定されるものではないが、定常運転時の主速の2〜5倍程度)にし、定常状態で、スクリュー11a、11bの回転数を主速(低速)に切り替え、定格供給量になるようにする。
これを防止するため、ロール21a、21bの運転開始までを低圧(特に限定されるものではないが、定常運転時の圧力の1/10〜1/2程度、本実施例においては、例えば、2MPa)とすることで、材料押圧部材41の動きをスムーズにさせて、運転制御手段c1による制御を確実に行うようにしている。
通常、材料貯留部3が密閉式(クローズドバンク型)の場合、シール性の理由から、シート幅の設定は固定である。
これに対し、本実施形態では、材料押圧部材41の材料押圧面41aの面積が材料貯留部3の上部開口部面積の一部(30〜95%)であり、完全なシール性を必要としないため、材料貯留部3の側壁33の位置変更と、材料押圧部材41の材料押圧面41aの幅方向の寸法を変更することで、様々な幅寸法のシートを押し出すことが可能となる。
この場合、材料押圧部材41の材料押圧面41aの幅方向の寸法を変更する機構としては、材料押圧部材41に材料押圧延長部材41bを幅方向に移動可能に取り付けるようにすることができる。
これによって、上部開口部31の寸法に対する材料押圧部材41の材料押圧面41aの塑性変形可能材料Wの送り方向と直角方向の寸法を、所定の値(特に限定されるものではないが、例えば、80〜98%)に設定することができる。
これにより、材料貯留部3の塑性変形可能材料Wを材料押圧部材41によって下方のロール21bに押し付けることができ、塑性変形可能材料Wの材料圧延部2への噛み込み性を向上させるとともに、バッチ処理の最後に材料貯留部3に塑性変形可能材料Wが残留することを防止することができる。
図2、図6に基づいて次に説明する。
操作装置
先にも説明したように、材料圧延部2に設けられている2本のロール21a,21bは離間距離が移動操作自在とされており、この離間距離が操作装置51によって所望の距離に操作設定可能とされている。
詰まり検出手段
本願に係るシート成形装置には、詰まり検出手段c3が設けられており、この詰まり検出手段c3により、材料圧延部2での塑性変形可能材料の詰まりを検出するように構成されている。この詰まり検出手段c3は、具体的には、材料貯留部3での内圧が設定圧以上に上昇したことを検出することにより判別する構成とされており、材料押圧機構4の材料押圧部材41が材料貯留部3内の圧力上昇に伴う設定高さ以上の上昇を検出したり、または、上部開口部31からの材料の設定以上のあふれ出し量の検出によって、詰まり検出ができるように構成されている。
緊急制御部
この緊急制御部c4(緊急制御装置の一例)は、前述の詰まり検出手段c3の検出結果に基づいて、詰まり検出手段c3が詰まりを検出した場合に、操作装置51、回転駆動装置M、材料供給部1のスクリュー11及び材料押圧機構4等に所定の制御指令を出力するように構成されている。
尚、前述の運転制御手段c1,圧力制御手段c2、詰まり検出手段c3、緊急制御部c4は、所定の機能を果たすためのソフトウェアが格納された状態のマイコン等のコンピューターCにより構成されている。
次に、前記シート成形装置において、材料供給部1に塑性変形可能材料Wが投入される上流の混練機で混練不良があったり、混練温度が適切でなかったために可塑化が十分でなく、そのために塑性変形可能材料Wに硬い部分ができて、材料圧延部2で詰まってしまうことがあるが、その材料圧延部2で材料が詰まった場合の解消方法を説明する。
第1の方法は、図2及び図7に示すように、予め前記一対のロール21a、21bを、互いに上下に近接離間移動自在に材料圧延部2のフレーム(材料圧延部本体50)に取り付けておいて、詰まり検出手段c3による材料圧延部2での塑性変形可能材料Wの詰まり検出に基づいて、操作装置51により一対のロール21a、21b間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げ、回転駆動装置Mを働かせて一対のロール21a、21bの少なくとも一方を正回転方向に駆動回転させながら、材料貯留部3に貯留する塑性変形可能材料Wを、材料供給部1による材料押し込み操作により、一対のロール21a、21b間に押し込む。
この時、材料押圧機構4による押圧力は、通常時の設定圧又は、圧力をかけないフリーの状態であっても良い。
第2の方法は、前記第1の方法に加えて、図2及び図8に示すように、操作装置51により一対のロール21a,21b間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げた後に、材料押圧機構4の押圧力を通常時の設定圧より高い圧力にすることである。図8において、材料押圧機構4の先端に図示する矢印は、押圧力が通常時の設定圧より高い圧力とされたことを示している。
第3の方法は、図2及び図9に示すように、操作装置51により一対のロール21a,21b間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げた後に、材料供給部1による塑性変形可能材料Wの供給作動は停止させて、材料押圧機構4の押圧力を通常時の設定圧より高い圧力にすることである。図9においても、材料押圧機構4の先端に図示する矢印は、押圧力が通常時の設定圧より高い圧力とされたことを示している。
第4の方法は、前記第1の方法に加えて、図2及び図10に示すように、操作装置51により一対のロール21a、21b間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げた後に、材料押圧機構4を繰り返し上下動させることである。図10において、材料押圧機構4の上側に図示する弧状両端矢印が、繰り返し上下動させた状態を示している。
尚、繰り返し上下動させる材料押圧機構4の最大圧は、通常時の設定圧であってもよく、また、それより高い圧であっても良い。
第5の方法は、図2及び図11に示すように、材料供給部1の供給作動を停止して、操作装置51により一対のロール21a、21b間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げた後に、材料押圧機構4を繰り返し上下動させることである。図11においても、材料押圧機構4の上側に図示する弧状両端矢印が、繰り返し上下動させた状態を示している。
尚、繰り返し上下動させる材料押圧機構4の最大圧は、通常時の設定圧であってもよく、また、それより高い圧であっても良い。また、この上下動の繰り返しは少なくとも一回以上であればよい。
また、上記トラブル解消方法は、先に示した実施形態のように、自動で行われる構成を採用してもよいし、全て人為操作で行ってもよい。
尚、シート成形装置としては、材料貯留部3に材料押圧機構4を設けた装置を上記に示したが、材料押圧機構4を設けずに、上部開口部31を100%にしてある従来のオープンバンクタイプであってもよく。また、密閉して上部開口部のまったくないクローズドバンクタイプであっても良い。
また、本発明のシート成形装置に供給される材料は、未加硫のゴムや合成樹脂材やそれらを含む材料などのように弾性のある材料以外に、無機質粘土状の弾性のない可塑性のある材料であってもよく、それらを塑性変形可能材料と総称する。
2 材料圧延部
3 材料貯留部
4 材料押圧機構
21a,21b ロール
51 操作装置
W 塑性変形可能材料
Claims (8)
- 塑性変形可能材料を押し出す材料供給部と、塑性変形可能材料をシート状に成形する上下一対のロールを設けた材料圧延部を設け、前記材料供給部と前記材料圧延部との間に、前記材料供給部から押し出された塑性変形可能材料を一時的に貯留して前記材料圧延部に受け渡す材料貯留部を設けてあるシート成形装置において、予め前記一対のロールを互いに近接離間自在に設けておいて、前記材料圧延部での塑性変形可能材料の詰まり検出に基づいて、前記一対のロール間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げ、前記一対のロールの少なくとも一方を正回転方向に駆動回転させながら、前記材料貯留部に貯留する塑性変形可能材料を前記一対のロール間に押し込むシート成形装置のトラブル解消方法。
- 前記材料貯留部に貯留する塑性変形可能材料を、前記材料供給部から押し出す塑性変形可能材料により前記一対のロール間に押し込む請求項1記載のシート成形装置のトラブル解消方法。
- 前記材料貯留部に貯留されている塑性変形可能材料を予め設定した圧力で押圧する材料押圧機構を設けておいて、前記一対のロール間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げた後に、前記材料貯留部に貯留する塑性変形可能材料を、前記材料押圧機構の押圧力を前記設定圧より高い圧力にして前記一対のロール間に押込む請求項1又は2記載のシート成形装置のトラブル解消方法。
- 前記材料貯留部に貯留されている塑性変形可能材料を予め設定した圧力で上から押圧する材料押圧機構を設けておいて、前記一対のロール間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げた後に、前記材料押圧機構を上下動させる請求項1〜3のいずれか1項に記載のシート成形装置のトラブル解消方法。
- 前記材料供給部に2軸のテーパースクリューを備えておく請求項1〜4のいずれか1項に記載のシート成形装置のトラブル解消方法。
- 塑性変形可能材料を押し出す材料供給部を設け、塑性変形可能材料をシート状に成形する上下一対のロールとそれらのロールの内の少なくともいずれか一方を駆動回転する回転駆動装置を設けて材料圧延部を形成し、前記材料供給部と前記材料圧延部との間に、前記材料供給部から押し出された塑性変形可能材料を一時的に貯留して前記材料圧延部に受け渡す材料貯留部を設けてあるシート成形装置であって、前記一対のロールを互いに近接離間移動自在に取り付けると共に、前記一対のロールを離間移動操作する操作装置を設け、前記材料圧延部での塑性変形可能材料の詰まりを検出する詰まり検出手段を設け、その詰まり検出手段による詰まり検出に基づいて、前記一対のロール間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げるように前記操作装置に操作指令を出し、且つ、前記回転駆動装置に正回転駆動指令を出すと共に、前記材料供給部に塑性変形可能材料の供給指令を出して前記材料貯留部に貯留する塑性変形可能材料を前記一対のロール間に押し込む緊急制御装置を設けてあるシート成形装置。
- 塑性変形可能材料を押し出す材料供給部を設け、塑性変形可能材料をシート状に成形する上下一対のロールとそれらのロールの内の少なくともいずれか一方を駆動回転する回転駆動装置を設けて材料圧延部を形成し、前記材料供給部と前記材料圧延部との間に、前記材料供給部から押し出された塑性変形可能材料を一時的に貯留して前記材料圧延部に受け渡す材料貯留部を設けてあるシート成形装置であって、前記材料貯留部に貯留されている塑性変形可能材料を予め設定した圧力で押圧する材料押圧機構を設け、前記一対のロールを互いに近接離間移動自在に取り付けると共に、前記一対のロールを離間移動操作する操作装置を設け、前記材料圧延部での塑性変形可能材料の詰まりを検出する詰まり検出手段を設け、その詰まり検出手段による詰まり検出に基づいて、前記一対のロール間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げるように前記操作装置に操作指令を出し、且つ、前記回転駆動装置に正回転駆動指令を出すと共に、前記材料押圧機構の押圧力を前記設定圧より高い圧力にする材料強圧指令を出す緊急制御装置を設けてあるシート成形装置。
- 塑性変形可能材料を押し出す材料供給部を設け、塑性変形可能材料をシート状に成形する上下一対のロールとそれらのロールの内の少なくともいずれか一方を駆動回転する回転駆動装置を設けて材料圧延部を形成し、前記材料供給部と前記材料圧延部との間に、前記材料供給部から押し出された塑性変形可能材料を一時的に貯留して前記材料圧延部に受け渡す材料貯留部を設けてあるシート成形装置であって、前記材料貯留部に貯留されている塑性変形可能材料を予め設定した圧力で上から押圧する材料押圧機構を設け、前記一対のロールを互いに近接離間移動自在に取り付けると共に、前記一対のロールを離間移動操作する操作装置を設け、前記材料圧延部での塑性変形可能材料の詰まりを検出する詰まり検出手段を設け、その詰まり検出手段による詰まり検出に基づいて、前記一対のロール間の隙間をシートの成形予定厚よりも広げるように前記操作装置に操作指令を出し、且つ、前記回転駆動装置に正回転駆動指令を出すと共に、前記材料押圧機構を上下動させる上下動操作指令を出す緊急制御装置を設けてあるシート成形装置。
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