JP2014201043A - ローラヘッド押出機およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラヘッド押出機においてシート状部材を安定して送り出す。【解決手段】押出機本体１２の内部に設けられたスクリュー１６を回転させて、高分子材料を材料出口３０より押し出し、押出機の先端に設けられた一対のカレンダーロール２０，２２と材料出口３０との間にバンク３８を形成しつつ、押し出された高分子材料１００を一対のカレンダーロール２０，２２によりシート状に成形するローラヘッド押出機１０において、押出駆動モータ１８によりスクリュー１６を回転させ、押出駆動モータ１８の負荷電流値を押出駆動モータ用検出器３４により検出し、検出された負荷電流値が第１設定値Ｘ１以上となったときに、ロール駆動モータ２４をオンにして一対のカレンダーロール２０，２２の回転を開始させる。【選択図】図３

Description

本発明は、押出機の先端にカレンダーロールを備えるローラベッド押出機に関するものである。

ローラヘッド押出機は、押出機本体の材料出口の近傍に一対のカレンダーロールが設けられ、押出機本体の材料出口から押し出されたゴムなどの高分子材料をカレンダーロールによりシート状に成形するものである（例えば、特許文献１参照）。

かかるローラヘッド押出機では、材料出口とカレンダーロールの間にバンクと称される材料溜まり部が形成され、シート状部材を安定して送り出すためには、押出機の運転中、この部分に所定のバンク量を確保することが求められる。例えば、バンク量が少なすぎると、カレンダーロールから送り出されるシートが切れるなどの不具合が生じる。

そのため、特許文献２には、ロールハウジングを介してカレンダーロールをフレーム内に嵌装したものにおいて、バンク量の安定化のために、ロールハウジングが受けるバンクのヘッド圧力を検出するロードセルをフレームに取り付けることが提案されている。また、その検出結果に基づいて、押出機本体のスクリューとカレンダーロールの回転数を制御することが提案されている。しかしながら、この場合、圧力検出手段としてのロードセルが必要なため、その故障対応が必要であり、メンテナンス性が悪い。また、この場合、バンク内のゴムを介して押圧されるロールハウジングの変位によりバンク量を検出するため、一次遅れ要素を持った制御となり、生産性が悪い。

一方、特許文献３には、バンク量を直接検出するバンク量検出器と、スクリューを駆動するモータの電流値を検出するスクリュー電流検出器と、カレンダーロールを駆動するモータの電流値を検出するロール電流検出器とを設け、これらの検出結果に基づき、スクリューの回転速度が一定になるようにフィードバック制御することが開示されている。

また、特許文献４には、カレンダーロールのためのモータの電流値を検出し、その検出値と予め設定された設定値とを比較して、スクリュー又はカレンダーロールの回転速度を調整することにより、バンク量を安定化することが開示されている。

このように引用文献３には、スクリューやカレンダーロールを駆動するモータの電流値を用いてスクリューの回転速度を制御することが開示され、また、引用文献４には、カレンダーロールを駆動するモータの電流値に基づき、スクリューやカレンダーロールの回転速度を制御することが開示されている。しかしながら、スクリューを駆動するモータの電流値に基づいてカレンダーロール回転のオン／オフを制御する点は開示されていない。

特開平１−１２３７２０号公報 特開平７−１５６１７６号公報 特開平１０−４４２２１号公報 特開平１１−３１４２６１号公報

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、スクリューなどの押出部材を回転させる押出駆動モータの負荷電流値を使用して、カレンダーロールを回転させるロール駆動モータのオンやオフを制御することにより、シート状部材を安定して送り出すことができるローラヘッド押出機およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係るローラヘッド押出機は、押出機本体と、前記押出機本体の内部に設けられ、回転することで高分子材料を前記押出機本体の材料出口より押し出す押出部材と、前記押出部材を回転させる押出駆動モータと、前記押出駆動モータの負荷電流値を検出する押出駆動モータ用検出器と、押出機の先端に設けられて前記材料出口との間にバンクを形成し、押し出された高分子材料をシート状に成形する一対のカレンダーロールと、前記カレンダーロールを回転させるロール駆動モータと、前記押出駆動モータ用検出器により検出された負荷電流値が第１設定値以上となったときに、前記ロール駆動モータをオンにして前記カレンダーロールの回転を開始させるよう制御する制御部と、を備えるものである。

本発明に係るローラヘッド押出機の制御方法は、押出機本体の内部に設けられた押出部材を回転させて、高分子材料を前記押出機本体の材料出口より押し出し、押出機の先端に設けられた一対のカレンダーロールと前記材料出口との間にバンクを形成しつつ、押し出された高分子材料を前記一対のカレンダーロールによりシート状に成形するローラヘッド押出機の制御方法であって、押出駆動モータにより前記押出部材を回転させ、前記押出駆動モータの負荷電流値を押出駆動モータ用検出器により検出し、検出された負荷電流値が第１設定値以上となったときに、ロール駆動モータをオンにして前記一対のカレンダーロールの回転を開始させるものである。

本発明によれば、押出部材を回転させる押出駆動モータの負荷電流値を使用して、カレンダーロールを駆動するロール駆動モータを制御するので、ロードセルを使用しなくても、シート状部材を安定して送り出すことができる。

実施形態に係るローラヘッド押出機の縦断面図である。 実施形態に係るローラヘッド押出機の横断面図である。 同ローラヘッド押出機の制御の一例を示すフローチャートである。 図３のフローチャートの続きである。 図３及び図４のフローチャートに従って制御したときの押出駆動モータの負荷電流値とカレンダーロール速度を示すグラフである。 段替時における制御の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

一実施形態に係るローラヘッド押出機１０は、ローラヘッドを有する二軸押出機（より詳細には二軸コニカル押出機）である。該押出機１０は、図１及び図２に示すように、内部にチャンバー１４を備える押出機本体１２と、前記チャンバー１４内に回転可能に設けられた押出部材としてのスクリュー１６と、スクリュー１６を回転駆動する押出駆動モータ１８と、押出機１０の先端に設けられた上下一対のカレンダーロール２０，２２と、該カレンダーロール２０，２２を回転駆動するロール駆動モータ２４とを備える。

押出機本体１２は、内側のチャンバー１４内にスクリュー１６を保持する筒状のハウジングからなり、その上面には、ゴム材料などの高分子材料をチャンバー１４内に供給するためのシューター２６が設けられている。

スクリュー１６は、チャンバー１４内において回転することによって、シューター２６から供給された高分子材料を、その先端側に搬送し、押出機本体１２の先端面２８に設けられた材料出口３０より押し出す。この例では、図２に示すように、左右一対のスクリュー１６，１６が斜交型に配されることで、二軸コニカル押出機を構成している。

押出駆動モータ１８は、スクリュー１６の後端側に、不図示の減速機やカップリングなどを介して連結されている。押出駆動モータ１８は、押出機１０の制御部としての制御装置３２に電気的に接続され、該制御装置３２により押出駆動モータ１８を駆動制御することで、スクリュー１６を任意の回転速度で回転することできるように構成されている。

押出駆動モータ１８には、その負荷電流値を検出する電流センサーとしての押出駆動モータ用検出器３４が設けられている。押出駆動モータ用検出器３４は、制御装置３２に電気的に接続されており、制御装置３２から出力される信号に基づき、押出駆動モータ１８の電流値（負荷電流値）を検出し、その検出値を示す信号を制御装置３２に与える。

上下一対のカレンダーロール２０，２２は、材料出口３０の前方近傍において、支持フレーム３６により回転自在に設けられている。カレンダーロール２０，２２と材料出口３０との間には、材料出口３０から押し出された高分子材料が溜まる材料溜まり部としてのバンク３８が形成されている。バンク３８は、この例では、押出機本体１２の先端面２８と上下一対のカレンダーロール２０，２２との間において、左右一対のサイドガイド４０，４０と上下の洩れ防止壁４２，４２との間に形成されている。

カレンダーロール２０，２２は、材料出口３０から押し出された高分子材料をシート状に成形するものである。すなわち、材料出口３０から押し出されてバンク３８に存在する高分子材料１００は、一対のカレンダーロール２０，２２が回転することにより当該ロール２０，２２の間隙を通過し、これによりシート状に成形され、シート状部材１０２として前方側（図１，２における左側）に送り出される。

ロール駆動モータ２４は、不図示の減速機やカップリングなどを介してカレンダーロール２０，２２に連結されている。ロール駆動モータ２４は、押出機１０の制御装置３２に電気的に接続され、該制御装置３２によりロール駆動モータ２４を駆動制御することで、カレンダーロール２０，２２を任意の回転速度で回転させることができるように構成されている。

ロール駆動モータ２４には、その負荷電流値を検出する電流センサーとしてのロール駆動モータ用検出器４４が設けられている。ロール駆動モータ用検出器４４は、制御装置３２に電気的に接続されており、制御装置３２から出力される信号に基づき、ロール駆動モータ２４の電流値（負荷電流値）を検出し、その検出値を示す信号を制御装置３２に与える。

制御装置３２は、押出駆動モータ用検出器３４により検出される押出駆動モータ１８の負荷電流値に基づいて、ロール駆動モータ２４のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御するように構成されている。このように押出駆動モータ１８の負荷電流値に基づいて、カレンダーロール２０，２２の回転オン／オフを制御する理由は次の通りである。

バンク３８内の高分子材料１００の量（即ち、バンク量）が多いときには、スクリュー１６で高分子材料をバンク３８内に押し込みにくく、スクリュー１６を回転させる際のトルクが大きくなる。その結果、押出駆動モータ１８の負荷電流値が増大する。このように押出駆動モータ１８の負荷電流値とバンク量との間には相関関係があり、負荷電流値が大きいほどバンク量は多く、負荷電流値が小さいほどバンク量は少ない。

そのため、ローラヘッド押出機１０を始動させる際に、バンク３８内がシート状部材１０２を安定して押し出すのに求められる所定のバンク量となったか否かを、押出駆動モータ１８の負荷電流値に基づき判定することができる。従って、該負荷電流値が設定値よりも大きくなったときには、所定のバンク量になったと判断して、カレンダーロール２０，２２の回転を開始させればよい。

また、チャンバー１４内にバッチ式にて投入された高分子材料が少なくなり、所定のバンク量が維持できなくなったか否かについても、押出駆動モータ１８の負荷電流値に基づき判定できる。従って、該負荷電流値が設定値よりも小さくなったときには、所定のバンク量がないと判断して、カレンダーロール２０，２２の回転を停止させればよい。

具体的には、制御装置３２は、押出駆動モータ１８がオンであり、かつロール駆動モータ２４がオフの状態において、押出駆動モータ用検出器３４により検出された負荷電流値が第１設定値Ｘ１以上となったときに（より詳細には、第１設定時間継続して第１設定値Ｘ１以上となったときに）、ロール駆動モータ２４をオン（即ち、動作開始）にして、カレンダーロール２０，２２の回転を開始させるよう制御する。

制御装置３２は、また、押出駆動モータ１８とロール駆動モータ２４がともにオンの状態において、押出駆動モータ用検出器３４により検出された負荷電流値が第２設定値Ｘ２以下となったときに（より詳細には、第２設定時間継続して第２設定値Ｘ２以下となったときに）、ロール駆動モータ２４をオフ（即ち、動作停止）にして、カレンダーロール２０，２２の回転を停止させるように制御する。ここで、第２設定値Ｘ２は、第１設定値Ｘ１よりも小さい値に設定される（Ｘ１＞Ｘ２）。

本実施形態では、また、制御装置３２は、段替時において、ロール駆動モータ用検出器４４により検出されるロール駆動モータ２４の負荷電流値に基づいて、ロール駆動モータ２４のオン／オフを制御するように構成されている。ここで、段替時とは、押出機１０で押し出す高分子材料の品種を切り替える工程のことである。

かかる段替時には、異種の高分子材料の混交を防ぐために、押出機１０内に残っている高分子材料を出し切り、バンク３８も空にする必要がある。バンク３８に高分子材料１００が存在しており、カレンダーロール２０，２２から送り出されるときには、カレンダーロール２０，２２を回転させるトルクが空の場合よりも大きくなる。そのため、バンク３８が空になったか否かを、カレンダーロール２０，２２を駆動するロール駆動モータ２４の負荷電流値に基づき判定することができる。すなわち、該負荷電流値が設定値よりも小さくなったときには、バンク３８が空になったと判断して、カレンダーロール２０，２２の回転を停止させればよい。

具体的には、制御装置３２は、段替時に、ロール駆動モータ２４がオンの状態において、ロール駆動モータ用検出器４４により検出された負荷電流値が第３設定値Ｘ２０以下となったときに（より詳細には、第３設定時間継続して第３設定値Ｘ２０以下となったときに）、ロール駆動モータ２４をオフにして、カレンダーロール２０，２２の回転を停止させるように制御する。

次に、実施形態に係るローラヘッド押出機１０の動作について、図３及び図４のフローチャートに基づいて説明する。

ステップＳ１において、押出機本体１２のシューター２６内に高分子材料としてのゴム材料が存在するか否かを検知する。シューター２６には、バンバリーミキサーなどの不図示の混合機で混練された未加硫ゴム材料が投入される。シューター２６には、ゴム材料の有無を検知する材料センサー４６が設けられ、材料センサー４６は制御装置３２に電気的に接続されており、検知結果を制御装置３２に送信する。ゴム材料を検知すると、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、押出駆動モータ１８をオンにしてスクリュー１６を回転させる。これにより、チャンバー１４内においてゴム材料が先端の材料出口３０に向かって搬送される。

次いで、ステップＳ３において、制御装置３２は、押出停止カウントＴ10をリセットする（即ち、Ｔ10＝０）。ここで、押出停止カウントは、一旦オンにした押出駆動モータ１８を、異常などが原因でバンク量が設定値に達しない場合に、オフにするための時間をカウントするものである。

また、ステップＳ４において、ロール開始カウントＴ1をリセットする（即ち、Ｔ1＝０）。ここで、ロール開始カウントは、バンク量が安定して所定量以上となってからカレンダーロール２０，２２の回転を開始できるように、押出駆動モータ１８の負荷電流値が第１設定値Ｘ１以上となってからの時間をカウントするものである。

次に、ステップＳ５において、押出駆動モータ１８の負荷電流値を押出駆動モータ用検出器３４により検出し、検出した負荷電流値が、第１設定値Ｘ１以上であるかを判定する。上記のように押出駆動モータ１８の負荷電流値とバンク量との間には相関関係があるので、予めこの相関関係を求めておき、それに従って、カレンダーロール２０，２２からシート状部材１０２を安定して押し出すのに必要なバンク量となるときの負荷電流値を、上記第１設定値Ｘ１として、制御装置３２に予め設定しておく。一例として、図５の例ではＸ１＝８０Ａに設定している。

ステップＳ５で負荷電流値が第１設定値Ｘ１未満であるときには、ステップＳ６に進み、押出停止カウントＴ10に１を加算する（即ち、Ｔ10＝Ｔ10＋１）。そして、ステップＳ７において、押出停止カウントＴ10が設定値Ｔ11に達しているか否かを判定し、設定値Ｔ11に達していなければ、ステップＳ４に戻る。一方、設定値Ｔ11に達していれば、異常があると判断し、ステップＳ８で押出駆動モータ１８をオフしてスクリュー１６の回転を停止して終了する。

ここで、設定値Ｔ11は、押出駆動モータ１８をオンにしてから異常であると判断するまでの時間に応じて適宜設定することができ、例えば、該時間が20.0〜60.0秒間となるように設定することができる。その場合、設定値Ｔ11の数値の具体的な設定は、Ｓ４〜Ｓ７のステップを１秒間に何回行うかによって決まり、例えば、Ｓ４〜７のステップを１秒間に１回行う場合には、設定値Ｔ11を２０〜６０に設定すればよい。

ステップＳ５で負荷電流値が第１設定値Ｘ１以上であるときには、ステップＳ９に進み、ロール開始カウントＴ1に１を加算する（即ち、Ｔ1＝Ｔ1＋１）。そして、ステップＳ１０において、負荷電流値が第１設定値Ｘ１未満か否かを判定し、第１設定値Ｘ１未満であれば、ステップＳ４に戻る。一方、第１設定値Ｘ１以上であれば、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１において、ロール開始カウントＴ1が設定値Ｔ2に達しているか否かを判定し、設定値Ｔ2に達していなければ、ステップＳ５に戻り、設定値Ｔ2に達していれば、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ５，９〜１１での処理は、押出駆動モータ１８の負荷電流値が第１設定値Ｘ１以上である状態が所定時間継続してからカレンダーロール２０，２２の回転を開始するためになされている。図５に示すように、押出駆動モータ１８をオンにしてスクリュー１６の回転を開始すると、押出駆動モータ１８の負荷電流値は上昇するが、負荷電流値にはバラツキがあるため、瞬間的に第１設定値Ｘ１を超える場合もある。本実施形態では、バンク量が安定して所定量以上となってからカレンダーロール２０，２２の始動できるように、負荷電流値が第１設定値Ｘ１以上の状態が、第１設定時間継続してからカレンダーロール２０，２２を回転させる。このような第１設定時間も予め制御装置３２に設定しておく。第１設定時間は、特に限定されず、例えば2.0〜5.0秒に設定することができ、図５に示す例では３秒に設定している。この場合、設定値Ｔ2の数値の具体的な設定は、Ｓ５，Ｓ９〜１１のステップを１秒間に何回行うかによって決まり、例えば、Ｓ５，Ｓ９〜１１のステップを１秒間に１回行う場合には、設定値Ｔ2を２〜５に設定すればよい。

次いで、ステップＳ１２において、ロール駆動モータ２４をオンにして、カレンダーロール２０，２２の回転を開始させる。これにより、図５に示すようにカレンダーロール２０，２２の速度が上昇していき、カレンダーロール２０，２２からシート状部材１０２が送り出される。そして、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、制御装置３２は、ロール停止カウントＴ3をリセットする（即ち、Ｔ3＝０）。ここで、ロール停止カウントは、バンク量が所定量以下の状態が継続してからカレンダーロール２０，２２の回転を停止できるように、押出駆動モータ１８の負荷電流値が第２設定値Ｘ２以下となってからの時間をカウントするものである。

次に、ステップＳ１４において、押出駆動モータ１８の負荷電流値を押出駆動モータ用検出器３４により検出し、検出した負荷電流値が、第２設定値Ｘ２以下であるかを判定する。押出駆動モータ１８の負荷電流値とバンク量との間の相関関係に従って、カレンダーロール２０，２２からシート状部材１０２を安定して押し出せなくなるバンク量となるときの負荷電流値を、上記第１設定値Ｘ２として、制御装置３２に予め設定しておく。第２設定値Ｘ２は、第１設定値Ｘ１よりも小さい値に設定されており、一例として、図５の例ではＸ２＝６５Ａに設定している。

ステップＳ１４で負荷電流値が第２設定値Ｘ２より大きいときには、ステップＳ１３に戻り、第２設定値Ｘ２以下になるまで、そのままシート状部材１０２の安定した成形を行う。

そして、ステップＳ１４で負荷電流値が第２設定値Ｘ２以下になったときには、ステップＳ１５に進み、ロール停止カウントＴ3に１を加算する（即ち、Ｔ3＝Ｔ3＋１）。そして、ステップＳ１６において、負荷電流値が第２設定値Ｘ２よりも大きくないかどうかを判定し、第２設定値Ｘ２よりも大きければ、ステップＳ１３に戻る。一方、第２設定値Ｘ２以下であれば、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７において、ロール停止カウントＴ3が設定値Ｔ4に達しているか否かを判定し、設定値Ｔ4に達していなければ、ステップＳ１４に戻り、設定値Ｔ4に達していれば、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１４〜１７での処理は、押出駆動モータ１８の負荷電流値が第２設定値Ｘ２以下である状態が第２設定時間継続してからカレンダーロール２０，２２の回転を停止するためになされている。これにより、バンク量が確実に所定量以下となってからカレンダーロール２０，２２の回転を停止することができる。このような第２設定時間も予め制御装置３２に設定しておく。第２設定時間は、特に限定されず、例えば2.0〜5.0秒に設定することができ、図５に示す例では３秒に設定している。この場合、設定値Ｔ4の数値の具体的な設定は、Ｓ１４〜１７のステップを１秒間に何回行うかによって決まり、例えば、Ｓ１４〜１７のステップを１秒間に１回行う場合には、設定値Ｔ4を２〜５に設定すればよい。

次いで、ステップＳ１８において、ロール駆動モータ２４をオフにして、カレンダーロール２０，２２の回転を停止させる（図５参照）。そして、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９において、制御装置３２は、押出停止カウントＴ12をリセットする（即ち、Ｔ12＝０）。ここで、押出停止カウントＴ12は、カレンダーロール２０，２２の停止後、バンク量が所定量未満の状態が継続してからスクリュー１６の回転を停止するように、ロール駆動モータ２４をオフにしてからの時間をカウントするものである。

次に、ステップＳ２０において、押出駆動モータ１８の負荷電流値が、第１設定値Ｘ１以上であるかを判定し、第１設定値Ｘ１以上であれば、十分なバンク量が残っていたと判断して、ステップＳ１２に戻り、ロール駆動モータ２４をオンにする。

一方、ステップＳ２０において負荷電流値が第１設定値Ｘ１未満であれば、ステップＳ２１に進み、押出停止カウントＴ12に１を加算する（即ち、Ｔ12＝Ｔ12＋１）。そして、ステップＳ２２において、押出停止カウントＴ12が設定値Ｔ13に達しているか否かを判定し、設定値Ｔ13に達していなければ、ステップＳ２０に戻り、設定値Ｔ13に達していれば、ステップＳ２３に進む。

ここで、設定値Ｔ13は、チャンバー１４内のゴム材料を十分にバンク３８に出し切ってから押出駆動モータ１８をオフにするために必要な時間に応じて適宜設定することができ、例えば、該時間が20.0〜60.0秒間となるように設定してもよく、図５に示す例では３０秒間に設定している。

そして、ステップＳ２３において、押出駆動モータ１８をオフにすることにより、スクリュー１６の回転が停止し（図５参照）、ローラヘッド押出機１０によるシート状部材１０２の成形工程が終了する。

次に、段替時における制御方法について、図６に基づいて説明する。ここでは、成形工程の終了後、不図示の入力部から制御装置３２に段替信号が入力される場合について説明する。

ステップＳ３１において、制御装置３２に段替信号が入力されると、ステップＳ３２において、押出駆動モータ１８をオンにしてスクリュー１６の回転を開始させ、次いで、ステップＳ３３において、ロール駆動モータ２４をオンにしてカレンダーロール２０，２２の回転を開始させる。

その後、ステップＳ３４において、制御装置３２は、停止カウントＴ20をリセットする（即ち、Ｔ20＝０）。ここで、停止カウントＴ20は、バンク３８がより確実に空になってからカレンダーロール２０，２２の回転を停止できるように、ロール駆動モータ２４の負荷電流値がＸ２０以下になってからの時間をカウントするものである。

次いで、ステップＳ３５において、ロール駆動モータ２４の負荷電流値をロール駆動モータ用検出器４４により検出し、検出した負荷電流値が、第３設定値Ｘ２０以下であるかを判定する。上記のように、バンク３８が空になったか否かはロール駆動モータ２４の負荷電流値に基づき判定することができるので、そのときの負荷電流値を、第３設定値Ｘ２０として、制御装置３２に予め設定しておく。

ステップＳ３５で負荷電流値が第３設定値Ｘ２０より大きいときには、ステップＳ３４に戻り、第３設定値Ｘ２０以下になるまで、そのままカレンダーロール２０，２２を回転させてバンク３８からのゴム材料１００の排出を行う。

そして、ステップＳ３５で負荷電流値が第３設定値Ｘ２０以下になったときには、ステップＳ３６に進み、停止カウントＴ20に１を加算する（即ち、Ｔ20＝Ｔ20＋１）。そして、ステップＳ３７において、負荷電流値が第３設定値Ｘ２０よりも大きくないか否かを判定し、第３設定値Ｘ２０よりも大きければ、ステップＳ３４に戻る。一方、第３設定値Ｘ２０以下であれば、ステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８において、停止カウントＴ20が設定値Ｔ21に達しているか否かを判定し、設定値Ｔ21に達していなければ、ステップＳ３５に戻り、設定値Ｔ21に達していれば、ステップＳ３９に進む。ここで、設定値Ｔ21は、バンク３８が確実に空になってからロール駆動モータ２４をオフにするために必要な時間に応じて適宜設定することができ、例えば、該時間が10.0〜60.0秒間となるように設定してもよい。

そして、ステップＳ３９において、押出駆動モータ１８をオフにすることにより、スクリュー１６の回転を停止させる。その後、ステップＳ４０において、ロール駆動モータ２４をオフにすることにより、カレンダーロール２０，２２の回転を停止させ、これにより、段替時におけるバンク３８内のゴム材料１００の排出が終了する。そのため、その後、異種のゴム材料をシューター２６に投入して、図３及び図４のフローチャートによる処理を行うことにより、段替後のシート状部材の成形が可能となる。

以上よりなる本実施形態であると、押出駆動モータ１８の負荷電流値を使用して、カレンダーロール２０，２２の回転開始及び停止のタイミングを制御するので、ロードセルを使用しなくても、シート状部材１０２を安定して送り出すことができる。ロードセルを必要としないので、設備コストを低減することができる。また、比較的故障しやすいロードセル周りのメンテナンスが不要となる。更に、ロードセルで圧力を検出する際に必要な、カレンダーロール周りの複雑な構造も必要ないため、装置構造を簡素化できる。

また、本実施形態であると、押出駆動モータ１８の負荷電流値を用いて制御するので、ロードセルを用いる場合に比べて、一次遅れ要素のない制御が可能となり、制御の応答性が向上する。そして、応答性が向上するので、ロール駆動モータ２４のオン／オフを判定するまでの時間を短縮することができ、生産性が向上する。

また、本実施形態であると、ローラヘッド押出機１０を始動させる際に、バンク３８内が所定のバンク量となったか否かを、押出駆動モータ１８の負荷電流値に基づき判定して、カレンダーロール２０，２２の回転を開始するので、カレンダーロール２０，２２による回転開始直後から、シート状部材１０２を安定して押し出すことができる。そのため、カレンダーロール２０，２２の前方に、シート状とならなかったゴム材料の落下を防ぐことができ、押出機１０の始動時からカレンダーロール２０，２２付近での無人化を図ることができる。

また、チャンバー１４内にバッチ式にて投入された高分子材料が少なくなり、所定のバンク量が維持できなくなったときにも、押出駆動モータ１８の負荷電流値に基づく判定によりカレンダーロール２０，２２の回転を停止できるので、成形工程の終期において、シート状部材１０２が安定して送り出されないとの不具合を回避することができる。

また、本実施形態であると、これらの制御を行う際の、上記第１設定値Ｘ１を第２設定値Ｘ２よりも大きく設定したので、押出機１０の始動時における材料出口３０からの不安定な押出に起因するシート状部材１０２の成形不良をより確実に回避しながら、成形工程の終期においてできるだけ長く安定したシート状部材１０２の成形を可能にして、ゴム材料の有効利用を図ることができる。

また、本実施形態であると、段替時に、ロール駆動モータ２４の負荷電流値を検知することにより、バンク３８が空になったか否かを判定することができる。そのため、該負荷電流値に基づいてカレンダーロール２０，２２の回転を停止させることにより、バンク３８が空になった時点で速やかに段替工程を完了することができる。

なお、上記実施形態では、段階時における制御方法について、図３及び図４に示す成形工程の終了後に段替信号が入力される場合について説明したが、例えば、図４に示すフローチャートにおけるステップＳ１８の前に（即ち、ロール駆動モータ２４を停止させる前に）、段替信号の有無を検知して、段替信号があるときに、図６のステップＳ３４以降の処理を実施するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、二軸押出機の場合について説明したが、単軸押出機や三軸以上の多軸押出機に適用することもできる。また、ギヤ式押出機のように、スクリューの代わりにギヤを押出部材とする押出機にも適用することができ、ローラヘッドを有する様々な押出機に適用可能である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…ローラヘッド押出機 １２…押出機本体 １６…スクリュー（押出部材）
１８…押出駆動モータ ２０，２２…カレンダーロール
２４…ロール駆動モータ ３０…材料出口 ３２…制御装置（制御部）
３４…押出駆動モータ用検出器 ４４…ロール駆動モータ用検出器
１００…高分子材料（ゴム材料） １０２…シート状部材

Claims (8)

1. 押出機本体と、
   前記押出機本体の内部に設けられ、回転することで高分子材料を前記押出機本体の材料出口より押し出す押出部材と、
   前記押出部材を回転させる押出駆動モータと、
   前記押出駆動モータの負荷電流値を検出する押出駆動モータ用検出器と、
   押出機の先端に設けられて、前記材料出口との間にバンクを形成し、押し出された高分子材料をシート状に成形する一対のカレンダーロールと、
   前記カレンダーロールを回転させるロール駆動モータと、
   前記押出駆動モータ用検出器により検出された負荷電流値が第１設定値以上となったときに、前記ロール駆動モータをオンにして前記カレンダーロールの回転を開始させるよう制御する制御部と、
   を備えるローラヘッド押出機。
2. 前記制御部は、前記押出駆動モータ用検出器により検出された負荷電流値が第１設定時間継続して前記第１設定値以上となったときに、前記ロール駆動モータをオンにする、請求項１記載のローラヘッド押出機。
3. 前記制御部は、前記押出駆動モータ用検出器により検出された負荷電流値が前記第１設定値よりも小さい第２設定値以下となったときに、前記ロール駆動モータをオフにして前記カレンダーロールの回転を停止させるように制御する、請求項１又は２記載のローラヘッド押出機。
4. 前記制御部は、前記押出駆動モータ用検出器により検出された負荷電流値が第２設定時間継続して前記第２設定値以下となったときに、前記ロール駆動モータをオフにする、請求項３記載のローラヘッド押出機。
5. 前記ロール駆動モータの負荷電流値を検出するロール駆動モータ用検出器を備え、
   前記制御部は、段替時に、前記ロール駆動モータ用検出器により検出された負荷電流値が第３設定値以下となったときに、前記ロール駆動モータをオフにして前記カレンダーロールの回転を停止させるように制御する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のローラヘッド押出機。
6. 押出機本体の内部に設けられた押出部材を回転させて、高分子材料を前記押出機本体の材料出口より押し出し、押出機の先端に設けられた一対のカレンダーロールと前記材料出口との間にバンクを形成しつつ、押し出された高分子材料を前記一対のカレンダーロールによりシート状に成形するローラヘッド押出機の制御方法であって、
   押出駆動モータにより前記押出部材を回転させ、
   前記押出駆動モータの負荷電流値を押出駆動モータ用検出器により検出し、
   検出された負荷電流値が第１設定値以上となったときに、ロール駆動モータをオンにして前記一対のカレンダーロールの回転を開始させる
   ことを特徴とするローラヘッド押出機の制御方法。
7. 前記押出駆動モータ用検出器により検出された負荷電流値が前記第１設定値よりも小さい第２設定値以下となったときに、前記ロール駆動モータをオフにして前記一対のカレンダーロールの回転を停止させる、ことを特徴とする請求項６記載のローラヘッド押出機の制御方法。
8. 押出機の段替時に、ロール駆動モータ用検出器により検出された前記ロール駆動モータの負荷電流値が第３設定値以下となったときに、前記ロール駆動モータをオフにして前記一対のカレンダーロールの回転を停止させる、ことを特徴とする請求項６又は７記載のローラヘッド押出機の制御方法。

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