JP5507528B2 - フィード押出機およびフィード押出方法 - Google Patents

Description

本発明は、ゴムの吐出量を一定化することができるフィード押出機およびフィード押出方法に関する。

一般に、タイヤの製造に際しては、トレッドなど各種のゴム製品を連続して押出し成形するために、フィード押出機が広く用いられている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

フィード押出機には、混練りされたゴム材料（仕上げゴム）をそのまま押出機本体に供給するコールドフィード押出機と、仕上げゴムをフィードロールにて熱入れした後押出機本体に供給するホットフィード押出機がある。いずれの押出機においても、押出機本体は、ホッパーから投入された仕上げゴムを、スクリューによって混練りしながら押進し、押出し口から吐出する。

しかし、押出機内におけるゴムの流量は、ホッパーに投入される仕上げゴムのゲージや幅の変化に伴うスクリューへの噛み込み状態の変化や、押出機本体のスクリュー、シリンダー、押出しヘッドの温度などによって変化するため、押出機本体の押出し口から吐出されるゴムの量（ゴム吐出量）も変化する。

そこで、押出機本体の押出し口の下流に配設されて、押出機本体から吐出されたゴム材料を搬出するテイクアウェイコンベアの途中にローラ付き中間計量器を設け、このローラ付き中間計量器によって、ゴム吐出量の変化を計量し、その計量値からテイクアウェイコンベアの搬送速度を調整して、吐出されたゴム材料（トレッドなど）の重量を一定にすることが行われている。

特開２００２−８６５４０号公報 特開２００８−２２９８９３号公報

しかし、テイクアウェイコンベアの搬送速度の調整において、搬送速度を速くし過ぎると、吐出されたゴム材料が引張られるため、所定の長さでカットした際シュリンク（縮み）が生じ、長さにばらつきが生じる。一方、搬送速度を遅くし過ぎると、吐出されたゴム材料が波打ちしてリジェクトが発生する。

そこで、本発明は、上記に鑑み、出機本体の押出し口から吐出されるゴムの吐出量を一定化することができ、このためテイクアウェイコンベアの搬送速度を一定化することができ、シュリンクや波打ち等の不良を発生させることがないフィード押出機およびフィード押出方法を提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
スクリューによって押出し口からゴム材料を押し出す押出機本体と、
前記押出機本体のホッパーの上流側に設けられ、前記ホッパーに投入されるゴム材料の重量を計量する計量器と、
前記押出機本体のスクリューの回転数を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置が、前記計量器によって計量されたゴム材料の計量値に基づいて、前記スクリューの回転数を制御することによって、前記押出し口から吐出されるゴムの吐出量を一定化するように構成されている
ことを特徴とするフィード押出機である。

請求項２に記載の発明は、
前記計量器の上流側に、ゴム材料を加熱するフィードロールが設けられており、
前記制御装置が、前記計量器によって計量されたゴム材料の計量値に基づいて、前記押出機本体のスクリューの回転数を制御すると共に、前記フィードロールの回転数を制御することによって、前記押出し口から吐出されるゴムの吐出量を一定化するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のフィード押出機である。

請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載のフィード押出機を用いるフィード押出方法であって、
前記計量器によって計量されたゴム材料の計量値に基づいて、前記押出機本体のスクリューの回転数を制御して、前記押出し口から吐出されるゴムの吐出量を一定化する
ことを特徴とするフィード押出方法である。

請求項４に記載の発明は、
請求項２に記載のフィード押出機を用いるフィード押出方法であって、
前記計量器によって計量されたゴム材料の計量値に基づいて、前記押出機本体のスクリューの回転数を制御すると共に、前記フィードロールの回転数を制御して、前記押出し口から吐出されるゴムの吐出量を一定化する
ことを特徴とするフィード押出方法である。

本発明によれば、押出機本体の押出し口から吐出されるゴムの吐出量を一定化することができ、このためテイクアウェイコンベアの搬送速度を一定化することができ、シュリンクや波打ち等の不良を発生させることがないフィード押出機およびフィード押出方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るコールドフィード押出機を模式的に示す一部断面図である。 本発明の一実施の形態に係るホットフィード押出機を模式的に示す一部断面図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。なお、本発明は、コールドフィード押出機およびホットフィード押出機のいずれをも対象にしており、以下、コールドフィード押出機とホットフィード押出機に分けて説明する。

１．コールドフィード押出機
（１）コールドフィード押出機の構成
図１は、コールドフィード押出機を模式的に示す一部断面図である。

図１に示すように、コールドフィード押出機１は、ローラ付き計量器２と、押出機本体３と、テイクアウェイコンベア４と、ローラ付き中間計量器５と、制御装置１０とを備えている。図中Ｇは、混練りされたゴム材料（仕上げゴム）である。また、Ｇ１は仕上げゴムの保管位置である。

押出機本体３は、筒形状のシリンダー３２と、このシリンダー３２内に回転自在に収納されているスクリュー３０と、シリンダー３２の上流端側に連結されているホッパー３４と、シリンダー３２の下流端側に連結されている押出しヘッド３６とを備えている。スクリュー３０は、モータなどの駆動手段（図示せず）に連結されている。スクリュー３０が回転駆動することにより、シリンダ３２内のゴム材料Ｇは混練りされながら押進され、押出しヘッド３６の押出し口３８から吐出される。また、押出機本体３には、制御装置１０との間に信号ライン１４が設けられており、制御装置１０によりスクリュー３０の回転数が制御される。

ローラ付き計量器２は、押出機本体３のホッパー３４の上流側に配設されて、保管位置Ｇ１から搬送されてきたゴム材料Ｇの重量を計量すると共に、複数本のローラ２０でゴム材料Ｇを押出機本体３へ向けて搬送する。搬送されたゴム材料Ｇは、ホッパー３４から押出機本体３へ投入される。そして、計量された重量のデータは、信号ライン１２を介して制御装置１０へ送られる。ローラ付き計量器２の長さは、０．５ｍ〜２．０ｍに設定されるが、１．０ｍが好ましい。

テイクアウェイコンベア４は、押出機本体３の押出し口３８の下流に配設されている。押出機本体３から吐出されたゴム材料Ｇは、テイクアウェイコンベア４により搬出される。また、テイクアウェイコンベア４には、制御装置１０との間に信号ライン１６が設けられており、制御装置１０により搬送スピードが制御される。

テイクアウェイコンベア４の途中には、従来のフィード押出機と同様に、ローラ付き中間計量器５が配設されている。テイクアウェイコンベア４により搬出されてきたゴム材料Ｇは、ローラ付き中間計量器５により、重量（吐出量）が計量される。そして、計量された重量のデータは、信号ライン１８を介して制御装置１０へ送られる。

（２）コールドフィード押出方法
次に、前記のコールドフィード押出機１を用いた押出方法について説明する。

シート状のゴム材料Ｇは、保管位置Ｇ１からローラ付き計量器２を経て搬送された後、押出機本体３のホッパー３４内に投入される。この際、ローラ付き計量器２は、ゴム材料Ｇを搬送しながら重量を計量する。

計量されたゴム材料Ｇの重量は、信号ライン１２を通して制御装置１０に送信される。制御装置１０は、送られてきたゴム材料Ｇの重量とローラ付き計量器２の搬送速度とに基づいて、ホッパー３４内に所定時間（例えば１分間）当たりに投入されるゴム材料Ｇの重量（平均重量）を求める。

押出機本体３は、ホッパー３４内に投入されたゴム材料Ｇを、シリンダー３２内に送り込み、スクリュー３０の回転によって混練りしながら押進し、押出しヘッド３６の押出し口３８から吐出する。このとき、制御装置１０は、上記で求められたゴム材料Ｇの重量に基づいて、押出機本体３のスクリュー３０の回転数を制御する。

具体的には、予め設定された規定値に比べて求められたゴム材料Ｇの重量が大きい場合には、スクリュー３０の回転数を下げて、シリンダー３２内のゴム材料Ｇの送り出し速度を遅くする。逆に、規定値に比べて求められたゴム材料Ｇの重量が小さい場合には、スクリュー３０の回転数を上げて、シリンダー３２内のゴム材料Ｇの送り出し速度を速くする。例えば、規定値に対して±１％以上外れている場合はスクリュー３０の回転数を±１％変更し、±１％未満であれば現在の回転数を維持する。そして、スクリュー３０の回転数を変更した後、所定時間（例えば３０秒間）はローラ付き計量器２による計量のみを行い、スクリュー３０の回転数へのフィードバックは行わないようにする。このようにスクリュー３０の回転数を制御することにより、ゴム材料Ｇのゲージや幅などが変化することによって生じるゴム材料Ｇの吐出量の変化を制御して、ゴム吐出量の一定化を図ることができる。

押出機本体３から吐出されたゴム材料Ｇは、テイクアウェイコンベア４上に載置され、テイクアウェイコンベア４によって搬出される。このとき、前記したように、ゴム吐出量が一定化されているため、テイクアウェイコンベアの搬送速度を一定化することができ、シュリンクや波打ち等の不良の発生が防止される。

なお、ゴム吐出量は、押出機本体３のスクリュー３０、シリンダー３２および押出しヘッド３６の温度などによって微妙に変化する場合がある。このため、従来と同様に、ローラ付き中間計量器５の計量に基づいて、制御装置１０がテイクアウェイコンベア４の搬送速度を制御することが好ましいが、既にゴム吐出量が一定化されているため、この制御は微小に留まり、シュリンクや波打ち等の不良を発生させることはない。

２．ホットフィード押出機
図２は、ホットフィード押出機を模式的に示す一部断面図である。

図２に示すように、ホットフィード押出機１１は、保管位置Ｇ１とローラ付き計量器２との間に、一対のロール６０で構成されたフィードロール６が設けられていること以外は、上記のコールドフィード押出機と同様の構成となっている。

フィードロール６は、保管位置Ｇ１からローラ付き計量器２へと搬送されるゴム材料Ｇを加熱するために設けられている。そして、フィードロール６には、制御装置１０との間に信号ライン１９が設けられており、制御装置１０によりフィードロール６の回転速度が制御される。

ホットフィード押出機１１におけるゴム材料Ｇの吐出量の制御は、基本的に上記したコールドフィード押出機の場合と同様であるが、ローラ付き計量器２により計量されたゴム材料Ｇの重量に基づく制御が、押出機本体３のスクリュー３０の回転数だけでなく、フィードロール６の回転速度およびローラ付き計量器２における搬送速度も制御している。

そして、これらの制御により、コールドフィード押出機の場合と同様に、ゴム吐出量の一定化を図ることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、押出機本体の上流側に設けられたローラ付き計量器によって計量されたゴム材料の重量の変化に基づいて、押出機本体のスクリューなどの回転数を制御して、押出機本体の押出し口から吐出されるゴムの吐出量を制御しているため、ゴム吐出量を一定化することができる。この結果、テイクアウェイコンベアの搬送速度を一定化することができ、シュリンクや波打ち等の不良の発生が防止される。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１ コールドフィード押出機
２ ローラ付き計量器
３ 押出機本体
４ テイクアウェイコンベア
５ ローラ付き中間計量器
６ フィードロール
１０ 制御装置
１１ ホットフィード押出機
１２、１４、１６、１８、１９ 信号ライン
２０、５０、６０ ローラ
３０ スクリュー
３２ シリンダー
３４ ホッパー
３６ 押出しヘッド
３８ 押出し口
Ｇ ゴム材料
Ｇ１ 保管位置

Claims (4)

1. スクリューによって押出し口からゴム材料を押し出す押出機本体と、
   前記押出機本体のホッパーの上流側に設けられ、前記ホッパーに投入されるゴム材料の重量を計量する計量器と、
   前記押出機本体のスクリューの回転数を制御する制御装置と
   を備え、
   前記制御装置が、前記計量器によって計量されたゴム材料の計量値に基づいて、前記スクリューの回転数を制御することによって、前記押出し口から吐出されるゴムの吐出量を一定化するように構成されている
   ことを特徴とするフィード押出機。
2. 前記計量器の上流側に、ゴム材料を加熱するフィードロールが設けられており、
   前記制御装置が、前記計量器によって計量されたゴム材料の計量値に基づいて、前記押出機本体のスクリューの回転数を制御すると共に、前記フィードロールの回転数を制御することによって、前記押出し口から吐出されるゴムの吐出量を一定化するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィード押出機。
3. 請求項１に記載のフィード押出機を用いるフィード押出方法であって、
   前記計量器によって計量されたゴム材料の計量値に基づいて、前記押出機本体のスクリューの回転数を制御して、前記押出し口から吐出されるゴムの吐出量を一定化する
   ことを特徴とするフィード押出方法。
4. 請求項２に記載のフィード押出機を用いるフィード押出方法であって、
   前記計量器によって計量されたゴム材料の計量値に基づいて、前記押出機本体のスクリューの回転数を制御すると共に、前記フィードロールの回転数を制御して、前記押出し口から吐出されるゴムの吐出量を一定化する
   ことを特徴とするフィード押出方法。

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