JP2022054666A - ゴム押出物の製造装置およびゴム押出物の形状予測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】幅方向で開口高さが変化している押出口からのゴム押出物の形状を、簡便に精度よく予測できるゴム押出物の製造装置およびゴム押出物の形状予測方法を提供する。【解決手段】押出機２の押出流路７の押出口６の近傍位置を含む前後方向に間隔をあけた少なくとも二か所の前後検知点での前後方向圧力センサ８ａ、８ｂによる検知圧力の比に基づいて、演算部１０によりゴム押出物Ｒｆのスウェルの程度を推定し、押出口６の近傍位置を含む幅方向に間隔をあけた少なくとも二か所の左右検知点は、押出口６の開口高さの幅方向での変化具合に基づいて前後方向にオフセットした位置に設定し、左右検知点での幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄによる検知圧力の比に基づいて、演算部１０によりスウェルの程度のゴム押出物Ｒｆの幅方向での分布を推定し、推定したスウェルおよびスウェルの程度の幅方向分布に基づいてゴム押出物Ｒｆの形状を予測する。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム押出物の製造装置およびゴム押出物の形状予測方法に関し、さらに詳しくは、幅方向で開口高さが変化している押出口から押し出されるゴム押出物の形状を、簡便に精度よく予測できるゴム押出物の製造装置およびゴム押出物の形状予測方法に関するものである。

タイヤ等のゴム製品の製造工程では、押出機によって押し出された未加硫のゴム押出物が部材として使用されている。このゴム押出物は、押出機の押出ヘッドに取り付けられたダイの押出口から押出されるが、押し出されるとスウェル（膨張）する特性がある。そのため、ゴム押出物の断面形状は、押出口の開口形状と同一にはならない。所望の断面形状のゴム押出物を得るために、押出口の面積を変化させる押出口可変部材や、押出流路に出入りする整流体を用いることも提案されている（特許文献１参照）。この提案では、押出口可変部材や整流体のような可動部品をダイに対して設置する必要がある。

ゴム押出物のスウェルの程度やこのスウェルの程度の幅方向分布は、ゴム特性や押出流路の仕様等によって異なる。そのため、スウェルしたゴム押出物がどのような形状になるのかを予測することは難しい。幅方向で開口高さが変化している押出口からゴム押出物を押出す場合は、この開口高さの変化具合によって押出口近傍での幅方向圧力分布が大きく異なる。そのため、長方形の押出口からゴム押出物を押出す場合に比して、ゴム押出物の形状を精度よく予測することが特に難しい。それ故、幅方向で開口高さが変化している押出口から押し出されるゴム押出物の形状を、簡便に精度よく予測し、所望の断面形状のゴム押出物を得るには更なる工夫が必要になる。

特開２０１８－１３０８９６号公報

本発明の目的は、幅方向で開口高さが変化している押出口から押し出されるゴム押出物の形状を、簡便に精度よく予測できるゴム押出物の製造装置およびゴム押出物の形状予測方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のゴム押出物の製造装置は、幅方向で開口高さが変化している押出口から未加硫のゴム押出物を押し出す押出機と、前記押出口の前方に配置されて前記ゴム押出物を搬送する引き取り手段とを備えたゴム押出物の製造装置において、前記押出機の押出流路の前記押出口の近傍位置を含む前後方向に間隔をあけた少なくとも二か所の前後検知点での圧力を検知する前後方向圧力センサと、前記近傍位置を含む幅方向に間隔をあけた少なくとも二か所の左右検知点での圧力を検知する幅方向圧力センサと、それぞれの前記前後検知点およびそれぞれの前記左右検知点での圧力が入力される演算部とを有し、前記左右検知点が前記押出口の開口高さの幅方向での変化具合に基づいて前記押出流路の前後方向にオフセットした位置に設定されていて、少なくとも二か所の前記前後検知点での検知圧力の比に基づいて、前記演算部により前記ゴム押出物のスウェルの程度が推定され、少なくとも二か所の前記左右検知点での検知圧力の比に基づいて、前記演算部により前記スウェルの程度の前記ゴム押出物の幅方向での分布が推定され、推定された前記スウェルの程度およびこのスウェルの程度の前記幅方向での分布に基づいて、前記演算部により前記ゴム押出物の形状が予測される構成にしたことを特徴とする。

本発明のゴム押出物の形状予測方法は、押出機を用いて、幅方向で開口高さが変化している押出口から、この押出口の前方に配置された引き取り手段に向かって押出された未加硫のゴム押出物の形状を予測するゴム押出物の形状予測方法において、前記押出機の押出流路の前記押出口の近傍位置を含む前後方向に間隔をあけた少なくとも二か所の前後検知点で圧力を検知し、前記近傍位置を含む幅方向に間隔をあけた少なくとも二か所の左右検知点で圧力を検知し、かつ、前記左右検知点は前記押出口の開口高さの幅方向での変化具合に基づいて前記押出流路の前後方向にオフセットした位置に設定しておき、それぞれの前記前後検知点およびそれぞれの前記左右検知点での圧力を演算部に入力し、少なくとも二か所の前記前後検知点での検知圧力の比に基づいて、前記演算部により前記ゴム押出物のスウェルの程度を推定し、少なくとも二か所の前記左右検知点での検知圧力の比に基づいて、前記演算部により前記スウェルの程度の前記ゴム押出物の幅方向での分布を推定し、推定した前記スウェルの程度およびこのスウェルの程度の前記幅方向での分布に基づいて、前記演算部により前記ゴム押出物の形状を予測することを特徴とする。

本発明によれば、押出流路の押出口の近傍位置を含む前後方向に間隔をあけた少なくとも二か所の前後検知点での検知圧力の比に基づいて、演算部によりゴム押出物のスウェルの程度を推定できる。さらに、押出口の近傍位置を含む幅方向に間隔をあけた少なくとも二か所の左右検知点を、押出口の開口高さの幅方向での変化具合に基づいて押出流路の前後方向にオフセットした位置に設定している。これにより、押出口の近傍位置での検知圧力のレンジを同等にして検知精度のばらつきを抑制できる。そのため、少なくとも二か所の左右検知点での検知圧力の比に基づいて、演算部によりスウェルの程度のゴム押出物の幅方向での分布を精度よく推定できる。そして、推定されたスウェルの程度およびスウェルの程度の幅方向での分布に基づいて、演算部によりゴム押出物の形状を予測することができる。このように押出流路の前後方向および幅方向のそれぞれの複数箇所の検知点での検知圧力の比を利用することで、幅方向で開口高さが変化している押出口から押し出されるゴム押出物の形状を、スウェルを考慮したゴム押出物の形状を簡便に精度よく予測することが可能になる。

本発明のゴム押出物の製造装置を平面視で例示する説明図である。 図１のゴム押出物の製造装置を側面視で例示する説明図である。 図１の押出口を正面視で例示する説明図である。 図３のダイの内部の押出流路を例示する斜視図である。 図３のダイでの圧力検知位置を平面視で例示する説明図である。 スウェルしているゴム押出物を平面視で例示し、図６（Ａ）は短い押出流路、図６（Ｂ）は長い押出流路の場合を示す説明図である。 図３の押出口から押し出されたゴム押出物を正面視で例示する説明図である。 ２つの幅方向位置での押出流路の前後方向に間隔をあけた前後検知点の圧力比を測定した際に、この圧力比を検知する押出口側の前後検知点を前後方向にずらした場合の圧力比の変化を例示するグラフ図である。 押出流路の前後方向に間隔をあけた前後検知点の圧力比とゴム押出物のスウェルの程度との関係を例示するグラフ図である。 押出流路の前後方向に間隔をあけた前後検知点の圧力比の押出流路の幅方向での分布を例示するグラフ図である。 図１０の圧力比を、それぞれの左右検知点の圧力比の平均値で除したグラフ図である。

以下、本発明のゴム押出物の製造装置およびゴム押出物の形状予測方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１～図５に例示する本発明のゴム押出物の製造装置１の実施形態は、押出機２と、前後方向圧力センサ８ａ、８ｂと、幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄと、引取りコンベヤ９と、演算部１０と、制御部１１を備えている。押出機２は、筒状のシリンダ２ａと、シリンダ２ａの内部に配置されるスクリュー４と、スクリュー４を回転させる駆動モータ４ａと、シリンダ２ａの先端に設置される押出ヘッド３とを備えている。

押出ヘッド３の先端にはダイ５が取り付けられている。ダイ５には所定形状の押出口６が形成されている。押出ヘッド３およびダイ５には、シリンダ前後方向に押出流路７が貫通している。押出流路７とシリンダ２ａの内部とは連通している。図中の一点鎖線ＣＬは、押出口６（ゴム押出物Ｒｆ）の幅方向中心を示している。図中の矢印Ｗは、押出口６、押出流路７（押出ヘッド３、ダイ５）、ゴム押出物Ｒｆなどの幅方向を示している。図中の矢印Ｆは、押出流路７（押出ヘッド３、ダイ５）、ゴム押出物Ｒｆ、シリンダ２ａなどの前後方向を示している。

図３、図４に例示するように、押出口６は幅方向で開口高さｈが変化している。即ち、押出口６は単純な矩形状ではなく、例えば正面視で台形状など、幅方向中心ＣＬに対して非対称形状の押出口６になっている。この実施形態では、開口高さｈが、幅方向一方側（図３の左側）から幅方向他方側（図３の右側）に向かって一様に大きくなった台形状の押出口６になっている。そして、ダイ５での押出流路７は、断面積は一定ではなく前後方向位置によって変化している。

シリンダ２ａの内部には、後方側上部に突設されたホッパを通じてゴム材料Ｒが投入される。投入されたゴム材料Ｒは、回転するスクリュー４によってシリンダ４の内部で前方に送られつつ粘度を低くされて（可塑化されて）、押出口６から型付けされた未加硫のゴム押出物Ｒｆとしてシート状に押し出される。

駆動モータ４ａの動きは制御部１１により制御される。即ち、制御部１１からに指令によって、スクリュー４（駆動モータ４ａ）の回転および回転停止、回転速度が制御される。スクリュー４の回転速度に応じてゴム押出物Ｒｆの押出速度Ｖ１が変化し、回転速度を速くすると押出速度Ｖ１は速くなり、回転速度が遅くすると押出速度Ｖ１は遅くなる。

前後方向圧力センサ８ａ、８ｂは、押出流路７の押出口６の近傍位置を含む前後方向に間隔をあけた少なくとも二か所の前後検知点での圧力を検知する。この実施形態では、押出ヘッド３とダイ５とにそれぞれ一個ずつ前後方向圧力センサ８ａ、８ｂが配置されていて、押出ヘッド３とダイ５とにおける前後検知点での押出流路７の圧力を検知する。それぞれの前後方向圧力センサ８ａ、８ｂの押出流路７における幅方向位置は同じ位置（厳密に一致していなくても実質的に同じであればよい）に設定するとよい。この実施形態では、それぞれの前後検知点は、押出流路７において実質的に同じ幅方向位置に設定されている。

ゴム押出物Ｒｆのスウェルの程度をより高精度で推定するには、前後検知点は、押出流路７においてゴムの流れがより安定している位置にすることが好ましい。そこで、それぞれの前後方向圧力センサ８ａ、８ｂは押出流路７の幅方向中央部に配置するとよい。

前後方向圧力センサ８ａ、８ｂと演算部１０とは有線または無線によって通信可能に接続されている。前後方向圧力センサ８ａ、８ｂにより検知された検知圧力は逐次、演算部１０に入力される。押出流路７の前後方向に間隔をあけた少なくとも二か所の前後検知点での圧力を検知できればよいので、前後検知点を三か所以上にして前後検知点に対応する数の前後方向圧力センサを設けることもできる。

幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄは、押出口６の近傍位置を含む幅方向に間隔をあけた少なくとも二か所の左右検知点での圧力を検知する。この実施形態では、図５に例示するように、ダイ５に二個の幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄが配置されていて、ダイ５におけるそれぞれの左右検知点での押出流路７の圧力を検知する。

それぞれの幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄの押出流路７における前後方向位置は、オフセットされた位置（ずらした位置）に設定されている。一方の幅方向圧力センサ８ｃの前後方向位置は、押出流路７の押出口６の近傍位置に設定されている。他方の幅方向圧力センサ８ｄの前後方向位置は、一方の幅方向圧力センサ８ｃよりも距離Ｌだけ、後方側（上流側）の位置に設定されている。左右検知点は、その幅方向位置での開口高さｈが大きい程、押出流路７の上流側に設定されている。このようにして左右検知点が、押出口６の開口高さｈの幅方向での変化具合に基づいて押出流路７の前後方向にオフセットした位置に設定されている。

尚、この実施形態では、前後方向圧力センサ８ｂが押出口６の近傍位置に配置されていて、それぞれの幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄとは、異なる幅方向位置に配置されている。したがって、この前後方向圧力センサ８ｂは、一個の幅方向圧力センサとして機能させることができる。

幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄと演算部１０とは有線または無線によって通信可能に接続されている。幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄにより検知された検知圧力は逐次、演算部１０に入力される。押出流路７の幅方向に間隔をあけた少なくとも二か所の左右検知点での圧力を検知できればよいので、左右検知点を三か所以上にして左右検知点に対応する数の幅方向圧力センサを設けることもできる。

演算部１０には様々なデータが入力、記憶される。例えば、ゴム押出物Ｒｆの目標形状（横断面形状）を特定する目標形状データが記憶されている。また、この目標形状に対する許容範囲の形状を特定する許容範囲データが記憶されている。許容範囲データとしては、例えば、目標形状の幅寸法および厚さ寸法に対する許容値である。演算部１０にはさらに、それぞれの圧力センサ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが配置される前後検知点および左右検知点の位置データ（それぞれの検知点の前後方向間隔データや左右方向間隔データ）も記憶されている。

押出口６の前方には引き取りコンベヤ９が配置されている。引取りコンベヤ９は、押出口６から押出されたゴム押出物Ｒｆを搬送する。この実施形態では、ゴム押出物Ｒｆの押出方向と同じ方向に引き取りコンベヤ９が延在していて、押出方向と同じ方向にゴム押出物Ｒｆが引き取りコンベヤ９によって搬送される。引取りコンベヤ９に限らず、ゴム押出物Ｒｆを能動的に搬送できる引取り手段を採用することができる。引取りコンベヤ９の動きは制御部１１により制御される。即ち、制御部１１からに指令によって、引取りコンベヤ９による搬送および搬送停止、搬送速度Ｖ２が制御される。制御部１１と演算部１０とは互いに通信可能に接続されている。演算部１０および制御部１１として例えばコンピュータを用いる。この実施形態では演算部１０と制御部１１とが一体的な構造になっているが、互いを分離した構造にすることもできる。

制御部１１は例えば、ゴム押出物Ｒｆの押出速度Ｖ１と引取りコンベヤ９の搬送速度Ｖ２とが同じになるように、押出機２または引き取りコンベヤ９の少なくとも一方の動きを制御する。この制御を行うとゴム押出物Ｒｆには不要なテンションが作用しない。別の制御として、ゴム押出物Ｒｆのシュリンクを考慮して、制御部１１が押出機２または引き取りコンベヤ９の少なくとも一方の動きを制御して、搬送速度Ｖ２を押出速度Ｖ１よりも若干速くするようにして、ゴム押出物Ｒｆに所定のテンションを作用させて、ゴム押出物Ｒｆに生じるシュリンクを相殺することもできる。

押出機２を稼働して押出口６から単純にゴム押出物Ｒｆを押出すと、図６に例示するようにゴム押出物Ｒｆはスウェルして、押出口６の開口形状よりも大きくて若干異なる断面形状になる。このゴム押出物Ｒｆのスウェルの程度は、図６（Ａ）に例示する短い押出流路７の場合、図６（Ｂ）に例示する長い押出流路７の場合とで異なる。ゴム押出物Ｒｆのゴム特性（粘度）によってこのスウェルの程度は異なる。また、押出速度Ｖ１もこのスウェルの程度に影響する。このようにスウェルの程度は、様々な要因に影響を受けるので予測することが難しい。

また、ゴム押出物Ｒｆの同じ長手方向位置（同じ横断面位置）であっても、ゴム押出物Ｒｆの幅方向位置に応じてスウェルの程度が異なる。即ち、スウェルの程度には幅方向分布がある。特に、図３に例示するように、押出口６が幅方向で開口高さｈが変化している形状の場合は、ゴム押出物Ｒｆのゴム特性（粘度）、押出速度Ｖ１、押出口６の形状等、様々な要因に影響を受けるので、スウェルの程度の幅方向分布を予測することが難しい。

本願発明者の種々の検討、分析の結果、押出流路７の前後方向に間隔をあけた位置での圧力比がスウェルの程度に大きく影響することを見出した。即ち、この圧力比の大きさが概ね普遍的にスウェルの程度と相関することが判明した。そこで、上述したように押出流路７の前後方向に間隔をあけた少なくとも二か所の前後検知点での前後方向圧力センサ８ａ、８ｂにより圧力を検知する。それぞれの前後方向圧力センサ８ａ、８ｂによる検知圧力の比とゴム押出物Ｒｆのスウェルの程度（ゴム押出物Ｒｆの断面積の変化具合）との相関関係Ｒ１は予め把握して演算部１０に入力、記憶しておく。

同様に、押出流路７の幅方向に間隔をあけた位置での圧力比がスウェルの程度の幅方向でのばらつき（幅方向分布）に影響する。即ち、この圧力比の大きさが概ね普遍的にスウェルの程度の幅方向でのばらつきと相関することが判明した。このスウェルの程度の幅方向のばらつきとは、端的にいうと、ゴム押出物Ｒｆのスウェルによって生じる厚さ寸法の変化程度のばらつきである。

そこで、上述したように押出流路７の幅方向に間隔をあけた少なくとも二か所の左右検知点での幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄにより圧力を検知する。それぞれの幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄによる検知圧力の比とゴム押出物Ｒｆの幅方向でのスウェルの程度（ゴム押出物Ｒｆの厚さ寸法の変化具合）との相関関係Ｒ２は予め把握して演算部１０に入力、記憶しておく。

ここで、図３に例示するように、押出口６が幅方向で開口高さｈが変化している形状の場合は、開口高さｈの変化具合によって押出口６の近傍での幅方向圧力分布が大きく異なる（圧力差が大きくなる）。これに伴い、押出口６の近傍位置での検知圧力のレンジが幅方向で大きく異なり、それぞれの左右検知点での圧力を精度よく検知することが困難になる。即ち、それぞれの左右検知点の前後方向位置が押出口６の同じ近傍位置であると、開口高さｈが相対的に大きい幅方向位置では、検知圧力が相対的に低くなるため、検知圧力の変化を詳細に把握し難くなる。そして、押出口６の近傍位置は検知ノイズが大きくなり易いので、検知圧力が低くなると一段と検知精度が悪化する。

この実施形態では、幅方向圧力センサ８ｃが配置されている一方の左右検知点の幅方向位置での開口高さｈに比して、幅方向圧力センサ８ｄが配置されている他方の左右検知点の幅方向位置での開口高さｈが大きい。そのため、幅方向圧力センサ８ｄが配置されている他方の左右検知点を、幅方向圧力センサ８ｃと同じ押出口６の近傍位置に設定すると、検知圧力は一方の幅方向圧力センサ８ｃの検知圧力に比して低くなって検知精度が低下する。

そこで、図５に例示するように、他方の幅方向圧力センサ８ｄによる検知圧力が、一方の幅方向圧力センサ８ｃによる検知圧力と同等のレンジになるように、他方の幅方向圧力センサ８ｄが配置される左右検知点を、一方の幅方向圧力センサ８ｃが配置される左右検知点よりも、後方側（上流側）に距離Ｌだけオフセットしている。

このオフセット量Ｌは、例えば図８に例示するように設定される。図８の横軸は、一方の左右検知点と他方の左右検知点のそれぞれの幅方向位置において２つの前後検知点のうち、押出口６側の前後検知点（圧力センサ８ｃ、８ｄの位置）を示している。横軸のゼロの位置が押出口６に相当し、横軸の左側になるに連れて、押出口６側の前後検知点はより上流側に位置することを意味する。図８の縦軸は、押出口６側の前後検知点（圧力センサ８ｃ、８ｄの位置）での検知圧力を、ヘッド３での押出流路７の所定位置に固定された前後検知点（圧力センサ８ａの位置）での検知圧力で除した圧力比である。この圧力比の値が小さい程、押出口６側の前後検知点（圧力センサ８ｃ、８ｄの位置）での検知圧力が小さいことを意味する。図８の実線は、一方の左右検知点（幅方向圧力センサ８ｃが配置された幅方向位置）でのデータを示している。図８の破線は、他方の左右検知点（幅方向圧力センサ８ｄが配置された幅方向位置）でのデータを示している。

図８の破線で示すように、幅方向圧力センサ８ｄの前後方向位置を押出口６の近傍位置にすると、開口高さｈが比較的大きいので圧力比が著しく低くなる。そこで、幅方向圧力センサ８ｄの前後方向位置を、押出口６の近傍位置から距離Ｌだけ前方（上流側）オフセットさせることで、幅方向圧力センサ８ｄの検知圧力は、幅方向圧力センサ８ｃの前後方向位置を押出口６の近傍位置にした場合の検知圧力と同等のレンジになる。それぞれの幅方向位置（一方の左右検知点と他方の左右検知点）での開口高さｈの違いが大きい程、オフセット量Ｌは大きくなる。オフセット量Ｌは、このような事前実験やシミュレーションによって決定する。

このようにして本発明では、押出口６の開口高さｈの幅方向での変化具合に基づいて、左右検知点は押出流路７の前後方向にオフセットした位置に設定されている。その結果、それぞれの左右検知点での検知圧力のレンジを同等にして検知圧力の精度のばらつきが抑制される。

本発明のゴム押出物の形状予測方法では、押出機２を稼働してゴム押出物Ｒｆを製造する際に、前後方向圧力センサ８ａ、８ｂによる検知圧力の比と相関関係Ｒ１とを用いて、演算部１０によってゴム押出物Ｒｆのスウェルの程度が推定される。さらに、幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄによる検知圧力の比と相関関係Ｒ２とを用いて、演算部１０によってスウェルの程度のゴム押出物Ｒｆの幅方向での分布が推定される。

演算部１０では、推定された押出物Ｒｆのスウェルの程度およびこのスウェルの程度のゴム押出物Ｒｆの幅方向の分布に基づいて、ゴム押出物Ｒｆの形状を予測する。即ち、前後方向圧力センサ８ａ、８ｂによる検知圧力の比と相関関係Ｒ１とに基づいて、ゴム押出物Ｒｆの横断面全体でのスウェルの程度が演算部１０によって算出される。さらに、幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄによる検知圧力の比と相関関係Ｒ２とに基づいて、ゴム押出物Ｒｆの横断面でのスウェルによる厚さ寸法の変化具合の分布が演算部１０によって算出される。この推定計算によって、スウェルしたゴム押出物Ｒｆの断面形状が予測される。

この製造装置１では、演算部１０にゴム押出物Ｒｆの目標形状を特定する目標形状データを入力されている。そこで、予測したゴム押出物Ｒｆの形状の予測形状データと目標形状データとが演算部１０によって比較されて、予測したゴム押出物Ｒｆの形状が、目標形状に対して予め設定された許容範囲の形状であるか否かが判断される。具体的には、予測したゴム押出物Ｒｆの断面形状の幅寸法が目標形状の幅寸法に対する許容値を超えて大きいまたは小さい場合、予測したゴム押出物Ｒｆの断面形状の厚さ寸法が目標形状の厚さ寸法に対する許容値を超えて大きいまたは小さい場合は、予測したゴム押出物Ｒｆの形状が、目標形状に対して予め設定された許容範囲の形状ではないと判断される。一方、予測したゴム押出物Ｒｆの断面形状の幅寸法および厚さ寸法がそれぞれ、目標形状の幅寸法および厚さ寸法に対する許容値の範囲内の場合は、予測したゴム押出物Ｒｆの形状が、目標形状に対して予め設定された許容範囲の形状であると判断される。このように予測したゴム押出物Ｒｆの形状が、目標形状に対して予め設定された許容範囲の形状であるか否かを判断することで、形状に不具合があるゴム押出物Ｒｆがそのまま製造ラインで使用されることを回避できる。

本発明によれば上述したように、前後方向圧力センサ８ａ、８ｂによる検知圧力の比および幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄによる検知圧力の比を利用することで、多くの要因を考慮することなくゴム押出物Ｒｆのスウェルの程度とそのスウェルの程度の幅方向分布を推定できる。それ故、簡素な構成の製造装置１でありながらも、スウェルを考慮したゴム押出物Ｒｆの形状を精度よく予測することが可能になる。

しかも、幅方向圧力センサ８ｃ、８ｄは、押出口６の開口高さｈの幅方向での変化具合に基づいて、押出流路７の前後方向にオフセットした位置に設定されている。これにより、幅方向で開口高さｈが変化している押出口６から押し出されるゴム押出物Ｒｆであっても、ゴム押出物Ｒｆの横断面でのスウェルによる厚さ寸法の変化具合の分布がより高精度で算出されて、スウェルしたゴム押出物Ｒｆの断面形状がより高精度で予測できる。

前後検知点は、一か所を押出ヘッド３に設定し、もう一か所をダイ５に設定して、可能な限り前後間隔を大きくするとよい。これにより、検知圧力の比を明確に検知し易くなるので、ゴム押出物Ｒｆのスウェルの程度を精度よく推定するに有利になる。また、左右検知点（幅方向圧力センサ）の数が多い程、ゴム押出物Ｒｆのスウェルの程度の幅方向の分布を詳細に推定し易くなる。

左右検知点は、押出される直前の押出流路７での幅方向圧力分布を把握するために、少なくとも一か所は、押出口６の近傍位置になるダイ５に設定する。これに伴い、ゴム押出物Ｒｆの幅方向でのスウェルの程度の分布を精度よく推定し易くなる。

同じ押出機を用いて、粘度が異なる同種類の未加硫ゴムＡ、Ｂを用いて表１に示すように押出条件を４種類（ケース１～４）に異ならせて、ゴム押出物を単純に押し出して製造し、その際に押出流路の前後方向に間隔をあけた二か所の前後検知点で圧力を検知した。それぞれの前後検知点での検知圧力の圧力比とゴム押出物のスウェルの程度とを表１に示し、この圧力比とスウェルの程度との関係を図９に示す。上流側の前後検知点は押出ヘッドの幅方向中央部に設定し、下流側の前後検知点はダイの幅方向中央部に設定した。また、押出流路長さは、図６に例示したようにダイの長さを異ならせることで短い押出流路（ケース１、３）と長い押出流路（ケース２、４）とにした。

表１中の上流側圧力指数は、押出ヘッドでの検知圧力をケース１～４における押出ヘッドでの検知圧力の平均値で除した値である。下流側圧力指数は、ダイでの検知圧力をケース１～４におけるダイでの検知圧力の平均値で除した値である。上流側圧力指数、下流側圧力指数はそれぞれの数値が大きい程、検知圧力が大きいことを意味する。
表１、図９中の圧力比とは、ダイでの検知圧力を押出ヘッドでの検知圧力で除した値である。表１、図９中のスウェル指数とは、（ゴム押出物の断面積Ａｒ－ダイの押出口の開口面積Ａｏ）／（ダイの押出口の開口面積Ａｏ）×１００（％）をケース１～４のそれぞれについて算出し、それぞれのケースでの算出値を、ケース１～４の算出値の平均値で除した値である。スウェル指数の数値が大きい程、スウェルの程度が大きい（膨張具合が大きい）ことを意味する。

表１、図９の結果から、押出流路の前後方向に間隔をあけた二か所の前後検知点での検知圧力の圧力比と、ゴム押出物のスウェルの程度とには高い相関関係があることが分かる。したがって、この圧力比に基づいてゴム押出物のスウェルの程度を把握することができる。

また、幅方向中心に対して非対称の台形状の押出口（押出流路）を使用して、粘度が異なる同種類の未加硫ゴムＣ、Ｄを用いてゴム押出物を単純に押し出して製造し、その際に押出流路の幅方向に間隔をあけた四か所の左右検知点で圧力を検知し、その結果を図１０に示す。それぞれの左右検知点はダイに設定し、押出流路でのそれぞれの左右検知点の前後方向位置は同じにした。

図１１は、図１０のデータ（縦軸の圧力比のデータ）を整理して表示したものである。即ち図１１では縦軸が、ゴムＣ、Ｄ毎に、それぞれの幅方向位置での圧力比を、それぞれの幅方向位置での圧力比の平均値で除した値になっている。ゴムＣ、Ｄともに幅方向中心に近くなる程、圧力比が高くなっている。このように、押出流路では圧力比が幅方向分布を有していて、この圧力比の幅方向分布がスウェルの程度の幅方向分布に対応していることが分かった。押出口の断面形状が異なると、この圧力比の幅方向分布も変化することになる。

１ ゴム押出物の製造装置
２ 押出機
２ａ シリンダ
３ 押出ヘッド
４ スクリュー
４ａ 駆動モータ
５ ダイ
６ 押出口
７ 押出流路
８ａ、８ｂ 前後方向圧力センサ
８ｃ、８ｄ 幅方向圧力センサ
９ 引取りコンベヤ（引取り手段）
１０ 演算部
１１ 制御部
Ｒ ゴム材料
Ｒｆ ゴム押出物

Claims (5)

1. 幅方向で開口高さが変化している押出口から未加硫のゴム押出物を押し出す押出機と、前記押出口の前方に配置されて前記ゴム押出物を搬送する引き取り手段とを備えたゴム押出物の製造装置において、
   前記押出機の押出流路の前記押出口の近傍位置を含む前後方向に間隔をあけた少なくとも二か所の前後検知点での圧力を検知する前後方向圧力センサと、前記近傍位置を含む幅方向に間隔をあけた少なくとも二か所の左右検知点での圧力を検知する幅方向圧力センサと、それぞれの前記前後検知点およびそれぞれの前記左右検知点での圧力が入力される演算部とを有し、前記左右検知点が前記押出口の開口高さの幅方向での変化具合に基づいて前記押出流路の前後方向にオフセットした位置に設定されていて、少なくとも二か所の前記前後検知点での検知圧力の比に基づいて、前記演算部により前記ゴム押出物のスウェルの程度が推定され、少なくとも二か所の前記左右検知点での検知圧力の比に基づいて、前記演算部により前記スウェルの程度の前記ゴム押出物の幅方向での分布が推定され、推定された前記スウェルの程度およびこのスウェルの程度の前記幅方向での分布に基づいて、前記演算部により前記ゴム押出物の形状が予測される構成にしたことを特徴とするゴム押出物の製造装置。
2. 前記押出口が幅方向に開口高さを一様に大きく、または、小さくした形状である請求項１に記載のゴム押出物の製造装置。
3. 前記前後検知点の一か所が、前記押出口が形成されたダイの後方に配置されている押出ヘッドに設定されている請求項１または２に記載のゴム押出物の製造装置。
4. 押出機を用いて、幅方向で開口高さが変化している押出口から、この押出口の前方に配置された引き取り手段に向かって押出された未加硫のゴム押出物の形状を予測するゴム押出物の形状予測方法において、
   前記押出機の押出流路の前記押出口の近傍位置を含む前後方向に間隔をあけた少なくとも二か所の前後検知点で圧力を検知し、前記近傍位置を含む幅方向に間隔をあけた少なくとも二か所の左右検知点で圧力を検知し、かつ、前記左右検知点は前記押出口の開口高さの幅方向での変化具合に基づいて前記押出流路の前後方向にオフセットした位置に設定しておき、
   それぞれの前記前後検知点およびそれぞれの前記左右検知点での圧力を演算部に入力し、少なくとも二か所の前記前後検知点での検知圧力の比に基づいて、前記演算部により前記ゴム押出物のスウェルの程度を推定し、少なくとも二か所の前記左右検知点での検知圧力の比に基づいて、前記演算部により前記スウェルの程度の前記ゴム押出物の幅方向での分布を推定し、推定した前記スウェルの程度およびこのスウェルの程度の前記幅方向での分布に基づいて、前記演算部により前記ゴム押出物の形状を予測することを特徴とするゴム押出物の形状予測方法。
5. 前記演算部には前記ゴム押出物の目標形状を特定する目標形状データを入力しておき、予測した前記ゴム押出物の形状の予測形状データと前記目標形状データとを比較して、前記予測した前記ゴム押出物の形状が、前記目標形状に対して予め設定された許容範囲の形状であるか否かを前記演算部により判断する請求項４に記載のゴム押出物の形状予測方法。

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