JP4628238B2 - ゴム押出機及びゴムの発火の危険性判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム押出機及びその内部のゴムの発火の危険性を判定する方法に関し、詳細には、ゴムの発火の危険性の有無を確実に判定できるゴム押出機及びゴムの発火の危険性判定方法に関する。

タイヤ構成部材等の混練ゴムシートを製造する装置として、バンバリーミキサー等により混練されたゴムをスクリュー式のゴム押出機のホッパーを通してシリンダに供給し、シリンダの内に回転自在に支持されたスクリューの回転により前方へ移送し、ゴム押出機前端の押出ヘッドから押出し、押出されたゴムを、一対のカレンダロールを有するローラダイ装置により所定の厚み及び幅に成型するようにしたローラヘッド押出機がある（特許文献１参照）。

このようなローラヘッド押出機において、ゴム押出機のトラブルなどによりスクリューが停止してしまい、ゴム押出機内（ホッパー及びシリンダ内）にゴムが滞留することがある。この場合、バンバリーミキサー等により混練されたゴムは熱入れされた状態であり、かつゴム自体の分解反応により自己発熱する可能性のあることから、滞留状態が長時間継続すると、滞留しているゴムの温度が上昇し、ホッパー及びその付近のシリンダ内で発火するおそれがある。

そこで、文献に記載されたものではないが、従来は、ホッパー内に堆積されているゴムの上端の位置をレベルセンサにより検出し、その位置が規定位置より高くなると、ゴム押出機内にゴムが滞留しており、発火の危険性があると判定している。
特開平９−８５８０１号公報

しかしながら、ホッパー内に堆積されているゴムの上端の位置に基づく判定では、環境温度やゴムの材質に相違による発火温度の相違に対応できないため、安全性の観点から規定位置を低く設定することになり、生産効率の向上を妨げている。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ゴム押出機内のゴムの発火の危険性の有無を正確に判定することである。

請求項１に係る発明は、ホッパーを通してシリンダ内に供給されたゴムを押出すゴム押出機であって、前記ホッパー内のゴムの温度を検出するゴム温度検出手段と、前記ホッパー内のゴムの上端の位置を検出するゴムレベル検出手段と、前記ゴム温度検出手段及びゴムレベル検出手段の出力に基づいて前記ホッパー及びシリンダ内のゴムの発火の危険性の有無を判定する判定手段とを備えたことを特徴とするゴム押出機である。
請求項２に係る発明は、請求項１記載のゴム押出機において、前記ゴム温度検出手段は、非接触温度センサであることを特徴とするゴム押出機である。
請求項３に係る発明は、請求項１記載のゴム押出機において、前記判定手段が発火の危険性ありと判定したとき、前記ホッパー内のゴムを冷却する冷却手段を備えたことを特徴とするゴム押出機である。
請求項４に係る発明は、請求項１記載のゴム押出機において、前記判定手段は、前記ゴムの温度が所定値以上であり、かつ該ゴムの上端の位置が低下しないときに、発火の危険性ありと判定することを特徴とするゴム押出機である。
請求項５に係る発明は、ホッパーを通してシリンダ内に供給されたゴムを押出すゴム押出機の前記ホッパー及びシリンダ内のゴムの発火の危険性を判定する方法であって、前記ホッパー内のゴムの温度を検出するゴム温度検出工程と、前記ホッパー内のゴムの上端の位置を検出するゴムレベル検出工程と、前記検出されたゴム温度及びゴム上端位置に基づいて前記ホッパー及びシリンダ内のゴムの発火の危険性の有無を判定する判定工程とを備えた特徴とするゴムの発火の危険性判定方法である。

（作用）
請求項１、５に係る発明によれば、ホッパー内のゴムの温度及びゴムの上端の位置を、それぞれゴム温度検出手段及びゴムレベル検出手段により検出し、それらの検出データに基づいて、ホッパー及びシリンダ内のゴムの発火の危険性の有無を判定する。
請求項２に係る発明によれば、ホッパー内のゴムの温度及びゴムの上端の位置を、それぞれ非接触温度センサ及びゴムレベル検出手段により検出し、それらの検出データに基づいて、ホッパー及びシリンダ内のゴムの発火の危険性の有無を判定する
請求項３に係る発明によれば、ホッパー及びシリンダ内のゴムに発火の危険性ありと判定されたとき、ホッパー内のゴムを冷却する。
請求項４に係る発明によれば、ゴム温度検出手段で検出したゴムの温度が所定値以上であり、かつゴムレベル検出手段で検出したゴムの上端の位置が低下しないときに、発火の危険性ありと判定する。

本発明によれば、ホッパー内のゴムの温度及びゴムの上端の位置を用いることで、ホッパー及びシリンダ内のゴムの発火の危険性の有無を正確に判定できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係るゴムシート製造装置の構成を示す図である。このゴムシート製造装置は、ゴム押出機１と、ゴム押出機１の前方に配置されたローラダイ装置２と、制御装置３と、ゴムシート押出機１の上側に配置されたバンバリーミキサー５とを備えている。

ゴム押出機１は、シリンダ１１と、シリンダ１１の内部に回転自在に支持されたスクリュー１２と、シリンダ１１の先端に取り付けられた押出しヘッド１３と、シリンダ１１の後部の上側に設けられたホッパー１４と、スクリュー１２を回転させるモータ等の回転駆動装置１５とを備えている。

ローラダイ装置２は、互いの外周面が対向するように配置された一対のカレンダロールを備えており、図示しない回転駆動装置により、図示の矢印方向に回転可能に構成されると共に、ロール間のギャップの調整が可能に構成されている。

ホッパー１４の上端にはバンバリーミキサー５が接続されており、ホッパー１４の側面には、ホッパー１４内にゴム冷却用の水を供給するための配管６が接続されており、配管６には配管６内の水の流れを調整するための弁７が設けられている。弁７の開閉状態は制御装置３により設定される。

ホッパー１４の上部には、バンバリーミキサー５からホッパー１４内に供給され、ホッパー１４内に堆積しているゴムの温度を検出するための例えば赤外線センサからなる非接触温度センサ２１が設けられている。また、ホッパー１４の内面の上下方向の異なる３箇所には、ホッパー１４内に存在するゴムの上端の位置（以下、高さと言う）を３段階（高、中、低）で検出するためのレベルセンサ２２乃至２４が設けられている。ここで、レベルセンサ２２乃至２４の各々は、例えば互いに対向する発光素子と受光素子とからなり、発光素子から受光素子への光線がゴムにより遮られる否かにより、ホッパー１４内に堆積しているゴムの高さを３段階（高、中、低）で判別できる。非接触温度センサ２１及びレベルセンサ２２乃至２４は、監視装置９の制御により動作し、監視装置９は制御装置３の制御により動作して、各センサの出力信号を所定のタイミングで制御装置３へ供給する。

制御装置３は、コンピュータにより構成されており、回転駆動装置１５を所定の回転速度で回転させることにより、スクリュー１２を回転させる。また、ローラダイ装置２のカレンダロール対を回転させる回転駆動装置を所定の回転速度で回転させる。さらに、監視装置９から出力される各センサの出力信号に基づいて、ホッパー１４及びシリンダ１１内のゴムに発火の危険性があると判定したとき、弁７を開いて、水が配管９を通ってホッパー１４内に供給されるように制御することで、ホッパー１４内に堆積しているゴムを冷却し、発火を未然に防止する。

以上のように構成されたゴムシート製造装置の動作を説明する。バンバリーミキサー５からホッパー１４内に供給されたゴムは、シリンダ１１内の後部に到達し、回転駆動装置１５の駆動により回転しているスクリュー１２により前方に搬送され、押出しヘッド１３の前端から押出される。押出されたゴムは、押出しヘッド１３の前方に配置されたローラダイ装置２のカレンダロール対の後方側（押出しヘッド１３と対向する側）にて加圧状態のバンク３２を形成し、このバンク３２を、ローラダイ装置２のカレンダロール対により所定の厚み及び幅のゴムシート３３に成型する。

さらに、本実施形態に係るゴム押出機では、図２に示す手順により、ホッパー１４からシリンダ１１内に供給されたゴムの滞留に起因する温度上昇からゴムが発火することを未然に防止している。なお、この図に示す手順は、正常に終了している間は周期的に実行される。

制御装置５は、ホッパー１４に設けられた非接触温度センサ２１及びレベルセンサ２２乃至２４の出力データを読込む（ステップＳ１）。次いで、読込んだレベルセンサ２２乃至２４の出力データに基づいて、ホッパー１４内に堆積しているゴムの高さが低下しているか否かを判定する（ステップＳ２）。ここで、低下しているか否かの判定は、例えば前回の読込み時に検知ありのデータを出力していたレベルセンサが検知なしのデータを出力するようになった場合に低下しているものと判定する。そして、高さが低下していると判定した場合は（ステップＳ２でYES ）、ホッパー１４に供給されたゴムが滞留することなく、シリンダ１１から押出されているので、正常に終了する。

一方、ホッパー１４内に堆積しているゴムの高さが低下していない場合（ステップＳ２でNO）は、ステップＳ１で読込んだ非接触温度センサ２１のデータから、ホッパー１４内に堆積しているゴムの温度が所定の危険温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。そして、危険温度以上の場合は（ステップＳ３でYES ）、弁７を開き、配管６を通してホッパー１４内に水を供給する（ステップＳ４）。これにより、水がホッパー１４内に供給されるので、ホッパー１４内に堆積しているゴム及びシリンダ１１内のホッパー１４付近に滞留しているゴムが冷却されることで、それらの温度が低下し、発火が防止される。その後、回転駆動装置１５を制御し、スクリュー１２を強制的に回転させることで、ゴムを押出しヘッド１２から強制的に押出し、ローラダイ装置２により成型せずに、再びバンバリーミキサー５に投入する。

ホッパー１４内に堆積しているゴムの温度が所定の危険温度未満の場合は（ステップＳ３でNO）、タイマをスタートさせ（ステップＳ５）、一定時間経過してタイムアップした時に（ステップＳ６でYES ）、非接触温度センサ２１及びレベルセンサ２２乃至２４の出力データを読込み（ステップＳ７）、ホッパー１４内に堆積しているゴムの高さが低下しているか否かを判定する（ステップＳ８）。そして、高さが低下していると判定した場合は（ステップＳ８でYES ）、ホッパー１４に供給されたゴムが滞留することなく、シリンダ１１から押出されているので、正常に終了する。

一方、ホッパー１４内に堆積しているゴムの高さが低下していない場合（ステップＳ８でNO）は、ステップＳ７で読込んだ非接触温度センサ２１のデータから、ホッパー１４内に堆積しているゴムの温度が所定の危険温度以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。そして、危険温度以上の場合は（ステップＳ９でYES ）、弁７を開き、配管６を通してホッパー１４内に水を供給する（ステップＳ４）。

また、ホッパー１４内に堆積しているゴムの温度が所定の危険温度未満の場合は（ステップＳ９でNO）、回転駆動装置１５によりスクリュー１２を強制的に回転させることで、シリンダ１１内のゴムを押出ヘッド１３から押出す（ステップＳ１０）。押出されたゴムはローラダイ装置２により成型せず、再びバンバリーミキサー５に投入する。

このように、本発明の実施形態によれば、ホッパー１４内のゴムの高さが低下せず、かつゴムの温度が危険温度以上に達しているときに、ゴム押出機１内にゴムが滞留しており、発火の危険性があると判定するので、正確な判定が可能である。また、発火の危険性ありと判定したときに、ホッパー１４内に水を供給し、ゴムを冷却することにより、発火を未然に防止できる。

本発明の実施形態に係るゴムシート製造装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るゴム押出機がゴムの発火を防止する手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・ゴム押出機、３・・・制御装置、６・・・配管、７・・・弁、１１・・・シリンダ、１４・・・ホッパー、２１・・・非接触温度センサ、２２，２３，２４・・・レベルセンサ。

Claims (5)

1. ホッパーを通してシリンダ内に供給されたゴムを押出すゴム押出機であって、
   前記ホッパー内のゴムの温度を検出するゴム温度検出手段と、前記ホッパー内のゴムの上端の位置を検出するゴムレベル検出手段と、前記ゴム温度検出手段及びゴムレベル検出手段の出力に基づいて前記ホッパー及びシリンダ内のゴムの発火の危険性の有無を判定する判定手段とを備えたことを特徴とするゴム押出機。
2. 請求項１記載のゴム押出機において、
   前記ゴム温度検出手段は、非接触温度センサであることを特徴とするゴム押出機。
3. 請求項１記載のゴム押出機において、
   前記判定手段が発火の危険性ありと判定したとき、前記ホッパー内のゴムを冷却する冷却手段を備えたことを特徴とするゴム押出機。
4. 請求項１記載のゴム押出機において、
   前記判定手段は、前記ゴムの温度が所定値以上であり、かつ該ゴムの上端の位置が低下しないときに、発火の危険性ありと判定することを特徴とするゴム押出機。
5. ホッパーを通してシリンダ内に供給されたゴムを押出すゴム押出機の前記ホッパー及びシリンダ内のゴムの発火の危険性を判定する方法であって、
   前記ホッパー内のゴムの温度を検出するゴム温度検出工程と、前記ホッパー内のゴムの上端の位置を検出するゴムレベル検出工程と、前記検出されたゴム温度及び上端の位置に基づいて前記ホッパー及びシリンダ内のゴムの発火の危険性の有無を判定する判定工程とを備えた特徴とするゴムの発火の危険性判定方法。
   

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