JP2568957B2 - 定量押出機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、定量押出機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ゴルフボールやテニスボール及
び小物ゴム部品等の製造に於て、未加硫ゴム等の熱可塑
性体を、一定の重量（容量）のプラグに形成してから、
それを加硫用金型に装入する必要がある。

【０００３】そして、一定の重量（容量）のプラグ──
─以下定量プラグと呼ぶことがある───を作るため
に、従来から、定量押出機が使用されてきた。

【０００４】この定量押出機としては、古くから（２０
年以上前から）英国のバーウェル社の“油圧制御式”の
ものが使用されてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の上記油
圧制御式の定量押出機では、次のような欠点があった。 油温変化により、プラグ重量がばらつく。 シリンダー内面と熱可塑性体との摩擦抵抗が、ピス
トンラムの位置によって変動するため、押出し速度にば
らつきを生じ、押出し開始直後と、押出し終了直前の差
が大であった（油圧回路の差圧弁で一定速度に制御する
ことは至難である。）。 微妙なプラグ重量の設定が困難であった。即ち、油
圧回路中の絞り弁にてピストンラムの速度を微調整する
ことは難しかった。 押出し途中で、全く異なった設定のプラグ重量を得
ることは至難であった。

【０００６】そこで、本発明は、上述の問題点を解決
し、押出し速度を高精度に制御出来る定量押出機を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る定量押出機
は、サーボモータを有する動力部と、該動力部にて回転
駆動されるスクリューシャフトと、該スクリューシャフ
トが挿入される円筒壁を有すると共に先端に熱可塑性体
を押出すためのピストンラムが固着された連接部と、該
連接部を上記スクリューシャフトの軸心廻りに回転せず
に該軸心方向にのみ直線往復可能に保持するピストン受
けブッシュと、を備え、上記連接部は上記ピストンラム
の近傍まで中空室が形成され、かつ、該連接部の円筒壁
の基端開口部に、上記スクリューシャフトに螺進退可能
に螺嵌されるナット部材を付設すると共に、該スクリュ
ーシャフトの先端部に、第１ベアリングを介して、上記
連接部の中空室を形成する上記円箇壁の内周面に摺動自
在に当接する支持環を、外嵌状に取着し、かつ、該スク
リューシャフトの基端部を第２ベアリングにて回転自在
に枢支したものである。

【０００８】

【作用】シリンダー内に予熱されたロール巻き状の熱可
塑性体を入れて、真空脱気する。次に、動力部のサーボ
モータが一定回転数で正回転すると、スクリューシャフ
トが定速回転し、それに伴って連接部が軸心廻りに回転
せずに一定速度で前進する。このとき、熱可塑性体のシ
リンダー内抵抗が変動しても連接部の前進速度は変化し
ない。このため、シリンダーの口金から一定速度で熱可
塑性体が押出される。サーボモータの回転数を調整すれ
ば、上記一定速度の増減調整が行われ、押出される熱可
塑性体から切断して得られるプラグの重量（大きさ）
が、任意に設定できる。

【０００９】また、連接部のピストンラム近傍まで中空
室が形成されているので、最後退位置のピストンラムに
対して、スクリューシャフトの先端部を最も接近する位
置（中空室の奥）まで挿入できて、スクリューシャフト
と動力部をシリンダーに十分に接近して配置できる。ま
た、ピストンラムのストローク位置にかかわらず、常時
スクリューシャフトの両端部が支持される。

【００１０】

【実施例】以下、実施例を示す図面に基づき、本発明を
詳説する。

【００１１】図１は、本発明に係る定量押出機の主要部
となる押出機本体１の一実施例を示し、この押出機本体
１は、サーボモータ２と減速機構３とから成る動力部４
と、該動力部４による回転運動を直線往復運動に変換す
る回転直線変換手段５と、該回転直線変換手段５によっ
て直線往復運動するピストンラム６と、該ピストンラム
６が挿入されると共に熱可塑性体７が充填されるシリン
ダー８と、を備える。

【００１２】つまり、サーボモータ２は、回転直線変換
手段５を介して、シリンダー８内の熱可塑性体７を押出
すためのピストンラム６を、直線往復運動させる。

【００１３】回転直線変換手段５は、基端部９が動力部
４の減速機構３に連結されてその動力部４にて回転駆動
されるボールスクリューから成るスクリューシャフト１
０と、スクリューシャフト１０の先端部１１と基端部９
を夫々回転自在に支持する第１・第２ベアリング１２，
１３と、スクリューシャフト１０に対して相対的に螺進
退可能に螺嵌されるボールナットから成るナット部材１
４と、スクリューシャフト１０が挿入される円筒壁１５
を有すると共に先端にピストンラム６が固着されかつ基
端開口部２８に該ナット部材１４が設けられた連接部１
６と、を備えている。第１・第２ベアリング１２，１３
はスラストベアリングとされている。

【００１４】さらに、スクリューシャフト１０の先端部
１１を支持する第１ベアリング１２には、外周面に摺動
用円筒ブッシュ１７を有する支持環１８が外嵌状に取着
される。つまり、スクリューシャフト１０の先端部１１
に、第１ベアリング１２を介して、連接部１６の中空室
４０を形成する円筒壁１５の内周面に摺動自在に当接す
る支持環１８を、外嵌状に取着する。ブッシュ１７は、
連接部１６の円筒壁１５の内周面に摺動自在に当接す
る。

【００１５】連接部１６はピストンラム６の近傍まで中
空室４０が形成されている。また、連接部１６の円筒壁
１５の長手方向所定位置には、円筒壁１５を支持すると
共に、その外周面に摺動自在に当接する内周面２４を有
しかつ連接部１６をスクリューシャフト１０の軸心Ｌ廻
りに回転せずにその軸心Ｌ方向にのみ直線往復可能に保
持するリング状のピストン受けブッシュ１９が配設され
る。この円筒壁１５の外周面には、（図示省略の）長手
方向の溝が形成され、かつ、ピストン受けブッシュ１９
の内周面２４には、該長手方向の溝に摺動自在に嵌込ま
れる凸部が形成される。これにより、連接部１６は、軸
心Ｌを軸として回転することは出来ず、軸心Ｌ方向に直
線往復運動のみ可能とされる。

【００１６】なお、ピストン受けブッシュ１９の内周面
２４に、（図示省略の）長手方向の溝を形成し、かつ、
円筒壁１５の外周面に、該長手方向の溝に摺動自在に嵌
込まれる凸部を形成するも望ましい。

【００１７】次に、シリンダー８は、基端開口状とされ
ると共に先端に略円環状の口金２０を有し、該口金２０
は中央部に、先端方向に縮径しつつ開口する押出し孔２
１を有する。

【００１８】また、シリンダー８内には、未加硫ゴム等
の熱可塑性体７が充填される。即ち、シリンダー８の先
端面壁が開閉可能であって、これを開放して、（図１の
左方から）熱可塑性体７は、予熱されたロール巻きとし
てシリンダー８内に挿入されると共に、シリンダー８に
付設される保温手段にて６０℃〜９０℃程度の範囲内で
一定に保温される。

【００１９】さらに、シリンダー８の口金２０の先端面
２２に近接する位置を横切る軌跡を描く定速カッター２
３が設けられている。

【００２０】つまり、図２に示すように、定速カッター
２３は軸心Ｍ廻りに図示矢印のように定速回転する。そ
して、この定速カッター２３は、（図示省略の）回転駆
動装置に連結され、その回転数が高精度に制御され、か
つ、回転数が可変とされる。

【００２１】しかして、図１にもどって、この実施例の
押出機本体１の作動状態を説明する。

【００２２】サーボモータ２が予め設定した一定回転数
で、定速回転すると、その回転は、減速機構３───ば
歯車群から成る───により減速され、その減速された
回転数でスクリューシャフト１０が定速回転する。

【００２３】そして、スクリューシャフト１０の定速回
転により、ナット部材１４が軸心Ｌ方向に移動する。つ
まり、ナット部材１４は、連接部１６及びその先端のピ
ストンラム６と一体状となっており、かつ、連接部１６
は軸心Ｌを軸として回転できないため、ナット部材１
４，連接部１６及びピストンラム６は先端方向（図１の
左方向）へ一定速度で移動する。

【００２４】なお、ピストンラム６の速度は、０．５〜
２．０ｍｍ／ｓｅｃ程度に設定される。

【００２５】そして、シリンダー８内にて所定温度に保
温された熱可塑性体７が、ピストンラム６に押されて、
口金２０の押出し孔２１から押出される。

【００２６】この押出しに伴って、シリンダー８内の熱
可塑性体７の容量がしだいに減少して、シリンダー８の
内面との摩擦抵抗がしだいに減少してゆき、押出し開始
直後と押出し完了直前では、大きな抵抗差がある。しか
し、ピストンラム６が前進する力は、シリンダー８内の
熱可塑性体７の抵抗よりも十分に大きく設定しておくこ
とによって、押出し速度はシリンダー８内の熱可塑性体
７の抵抗の変化には影響を受けないで、一定となる。

【００２７】従って、熱可塑性体７の押出し速度は高精
度に制御できる。例えば、従来の（油圧制御方式の）バ
ーウェル社（英国）の定量押出機とこの実施例の定量押
出機との単位時間内での熱可塑性体７の押出し容量のば
らつきの比較では、前者の容量ばらつきが±１．５％で
あるのに対し、後者の容量ばらつきは±０．５％であ
り、このことからも実施例の定量押出機の方が押出し速
度が高精度であることが明らかである。

【００２８】このようにして、順次口金２０から押出さ
れる熱可塑性体７は、高精度の一定回転数で回転する上
述の定速カッター２３で切断される。つまり、熱可塑性
体７の押出し速度が安定しているため、高精度な一定時
間毎にこれを切断すれば、所定重量の熱可塑性体７の固
まりであるところの（仮想線で示す）定量プラグ２５が
得られる。

【００２９】その後、この定量プラグ２５を図示省略の
加硫用金型に入れて、ゴルフボールのワンピースボー
ル、又は、ツーピースボールのコア，糸巻きボールのセ
ンター，テニスボール，くつ底等の小物ゴム部品等を形
成する。

【００３０】上述のように、サーボモータ２によれば、
ピストンラム６の前進速度を高精度に一定に保つことが
可能となり、重量にばらつきのない定量プラグ２５が得
られる。なお、定量プラグ２５の一定重量を押出し途中
でも変更できる。

【００３１】なお、定量プラグ２５の一定重量は、定速
カッター２３の回転数を変化させることにより変更する
ことも可能である。

【００３２】また、動力部４の減速機構３を省き、スク
リューシャフト１０をサーボモータ２にて直接回転させ
るも自由である。この場合、サーボモータ２は、熱可塑
性体７のシリンダー８内の抵抗に十分抗し得るトルクを
発揮できるものとする。

【００３３】但し、図１の実施例のように減速機構３を
介することにより、スクリューシャフト１０をサーボモ
ータ２にて直接回転させる場合よりも高回転かつ低トル
クにて回転制御でき、これによりサーボモータ２にかか
る負荷が小となり、一層精度の高い押出し速度の制御が
できる。

【００３４】なお、本発明は、上記実施例以外にも要旨
を逸脱しない範囲内で設計変更自由であり、例えば、回
転直線変換手段５のスクリューシャフト１０とナット部
材１４を、角ネジを有するネジ棒とナットに置き換える
のも自由である。

【００３５】

【発明の効果】本発明は上述の構成により次のような著
大な効果を奏する。

【００３６】熱可塑性体７の押出し速度の精度を向上で
き、押出し開始から完了まで一定の速度で押出しでき
る。そして、ピストンラム６の位置，速度及び加速度を
数値制御にてコントロールできる。特に、押出し開始直
後に人手による重量合わせが不要となる。また、押出し
途中で重量変更が容易に行える。

【００３７】従って、重量にばらつきのない定量プラグ
２５を得ることができ、（その後の加硫工程にて）不良
品の発生及び熱可塑性体７の無駄使いを防止できる。さ
らに、部品点数が少なく、メンテナンスが容易となる。

【００３８】また、スクリューシャフト１０と動力部４
をシリンダー８に十分に接近して配 置できるので、この
定量押出機全体をコンパクト化できる。

【００３９】また、ピストンラム６のストローク位置に
かかわらず、常時スクリューシャフト１０の両端部が支
持されるので、曲げ強度上有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押出機本体の一実施例を示す断面図で
ある。

【図２】要部を示す側面図である。

【符号の説明】

２ サーボモータ４ 動力部 ５ 回転直線変換手段 ６ ピストンラム ７ 熱可塑性体 ８ シリンダー９ 基端部 １０ スクリューシャフト １１ 先端部 １２ 第１ベアリング １３ 第２ベアリング １４ ナット部材 １５ 円筒壁 １６ 連接部 １８ 支持環 ２８ 基端開口部 ４０ 中空室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−54142（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−266992（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−264105（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−196586（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−121505（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボモータ２を有する動力部４と、該
   動力部４にて回転駆動されるスクリューシャフト１０
   と、該スクリューシャフト１０が挿入される円筒壁１５
   を有すると共に先端に熱可塑性体７を押出すためのピス
   トンラム６が固着された連接部１６と、該連接部１６を
   上記スクリューシャフト１０の軸心Ｌ廻りに回転せずに
   該軸心Ｌ方向にのみ直線往復可能に保持するピストン受
   けブッシュ１９と、を備え、上記連接部１６は上記ピス
   トンラム６の近傍まで中空室４０が形成され、かつ、該
   連接部１６の円筒壁１５の基端開口部２８に、上記スク
   リューシャフト１０に螺進退可能に螺嵌されるナット部
   材１４を付設すると共に、該スクリューシャフト１０の
   先端部１１に、第１ベアリング１２を介して、上記連接
   部１６の中空室４０を形成する上記円筒壁１５の内周面
   に摺動自在に当接する支持環１８を、外嵌状に取着し、
   かつ、該スクリューシャフト１０の基端部９を第２ベア
   リング１３にて回転自在に枢支したことを特徴とする定
   量押出機。