JP6392638B2 - ゴム押出成型装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム押出成型装置及び方法に関するものである。

従来、押出成型装置として、ハウジング内のスクリュを回転させて複合材料を押し出すに際し、押し出された材料の重量を測定することにより、スクリュの回転速度等を制御するようにしたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記従来の押出成型装置では、２台のスクリュにより左右２種類の材料を押し出す場合の制御まで考慮されていない。例えば、タイヤのトレッド部を構成する材料は、内側と外側とでゴムの種類を変更することがある。この場合、別々のスクリュを使用して帯状材として押し出す必要があるが、左右の重量がアンバランスになり、中心位置から左右方向に位置ずれして搬送されてしまい、その後の処理に悪影響を与えるという問題がある。

特開平９−７１８４７号公報

本発明は、水平方向に２種類以上の材料で構成される帯状材であってもバランス良くスムーズに押し出して搬送することができるゴム押出成型装置及び方法を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
ゴム材料を第１領域として押し出す第１押出部材と、ゴム材料を第２領域として押し出す第２押出部材とを少なくとも有する押出手段を備え、少なくとも第１領域と第２領域とを水平方向に並設一体化した帯状材として送出するゴム押出成型装置であって、
送出された帯状材の第１領域に相当する部位の重量を検出する第１検出部と、第２領域に相当する部位の重量を検出する第２検出部とを少なくとも有する検出手段と、
前記検出手段で検出される重量の総計が予め設定した許容範囲内となるように、前記押出手段によるゴム材料の押出量を制御すると共に、前記第１検出部での検出信号に基づいて第１目標重量となるように前記第１押出部材によるゴム材料の押出量を制御する第１制御部と、前記第２検出部での検出信号に基づいて第２目標重量となるように前記第２押出部材によるゴム材料の押出量を制御する第２制御部とを少なくとも有する制御手段と、
を備えたものである。

この構成により、帯状材の幅方向に形成される複数の領域での重量を個別に測定し、その結果に基づいて各押出部材によるゴム材料の押出量を制御することで、左右の重量バランスを許容範囲内に抑えることができる。したがって、帯状材が必要以上に傾いて搬送されることを防止することが可能となる。

前記検出手段は、前記帯状材の各領域の重量を検出するコンベアスケールであればよい。

この構成により、帯状材の搬送途中にコンベアスケールを配置するだけで簡単に、幅方向の複数の領域での重量を個別に測定することができる。

また本発明は、前記課題を解決するための手段として、
ゴム材料を第１領域として押し出す第１押出部材と、ゴム材料を第２領域として押し出す第２押出部材とを少なくとも有する押出手段を備え、少なくとも第１領域と第２領域とを水平方向に並設一体化した帯状材として送出するゴム押出成型装置であって、
送出された帯状材の幅方向の位置を検出する検出手段と、
前記検出手段での検出信号に基づいて、送出された帯状材の幅方向の位置が適切な位置となるように前記第１押出部材と前記第２押出部材によるゴム材料の押出量を制御する制御手段と、
を備えたものである。

この構成により、帯状材の側縁部の位置を測定し、その結果に基づいて各押出部材によるゴム材料の押出量を制御することで、帯状材が必要以上に傾いて搬送されることを防止することができる。

また本発明は、前記課題を解決するための手段として、
ゴム材料を第１領域として押し出す第１押出部材と、ゴム材料を第２領域として押し出す第２押出部材とを少なくとも有する押出手段を備え、少なくとも第１領域と第２領域とを水平方向に並設一体化した帯状材として送出するゴム押出成型方法であって、
送出された帯状材の第１領域に相当する部位の第１重量を検出すると共に、第２領域に相当する部位の第２重量を検出し、
前記第１重量に基づいて第１目標重量となるように前記第１押出部材によるゴム材料の押出量を制御すると共に、前記第２重量に基づいて第２目標重量となるように前記第２押出部材によるゴム材料の押出量を制御するものである。

本発明によれば、帯状材の幅方向に形成される複数の領域での厚みを個別に測定し、その結果に基づいて各押出部材によるゴム材料の押出量を制御するようにしたので、左右の重量バランスを許容範囲内に抑え、帯状材が必要以上に傾いて搬送されることを防止することができる。

本実施形態に係るゴム押出成型装置の概略図である。 図１のゴム押出成型用ダイの概略断面図である。 図２のゴム押出成型用ダイから押し出される帯状体の断面図である。 本実施形態に係るゴム押出成型装置のブロック図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、本実施形態に係るゴム押出成型装置を示す。このゴム押出成型装置では、精錬工程を経た生地ゴム１をホッパ２を介して熱入れコールドチューバ３（以下、単にチューバとのみ記載する。）内に供給し、練って帯状とした後、温度調整コンベア４で温調しながら搬送する。

チューバ３は、モータ等の駆動源５の駆動によりスクリュ６を回転させることにより、生地ゴム１を練って加熱し、ストレーナ７によって含有される異物を除去しつつ、ゴム押出成型用ダイ８を介して帯状のゴム材料として排出する。

ここでは、チューバ３は４台設けられている。各チューバ３から供給されるゴム材料は、口金２１で一体化されて帯状材９となって排出される。図２は、排出される帯状材９の断面図である。この帯状材９では、ベース１０の上面左右に第１キャップ１１と第２キャップ１２とが配置され、さらにそれらの両側に第１ストリップ１３と第２ストリップ１４とがそれぞれ配置されている。帯状材９を幅方向に二分し、第１キャップ側が第１領域であり、第２キャップ側が第２領域である。

ベース１０と、第１キャップ１１及び第２キャップ１２と、第１ストリップ１３及び第２ストリップ１４との間では材質が相違し、第１ストリップ１３と第２ストリップ１４の間でも材質は相違している。以下、図４に概念的に示すが、第１キャップ１１となるゴム材料を供給するチューバ３を第１チューバ１５、第２キャップ１２となるゴム材料を供給するチューバ３を第２チューバ１６、ベース１０となるゴム材料を供給するチューバ３を第３チューバ１７、第１ストリップ１３及び第２ストリップ１４となるゴム材料を供給するチューバ３を第４チューバ１８として記載する。

ゴム押出成型用ダイ８は、図３に示すように、押出機側に接続されるプレダイ１９と、その先端側に一体化される中口金２０、さらにその先端に一体化される口金２１とで構成されている。以下、ゴム押出成型用ダイ８の押出機側を後端側、その反対側を前端側として記載する。

プレダイ１９は、後端面から前端側に向かって各チューバ３から押し出されたゴムをそれぞれ案内する第１案内通路２２、第２案内通路２３、第３案内通路（図示しないが、第２通路と並設される。）及び第４案内通路２４を備える。第２案内通路２３及び第３案内通路と第４案内通路２４は第１合流通路２５へと連通している。プレダイ１９の前端面には、第１凹部２６が形成され、そこには中口金２０が取り付けられている。第１合流通路２５は中口金２０の第２合流通路２７へと連通している。また、中口金２０の前端面には口金２１がネジ止め等により取り付けられている。口金２１には、下面及び前後端面に開口する溝状の通路が形成されている。

口金２１から排出される帯状材９は、ローラ２８からコンベアスケール２９を介して熱入れコールドチューバ３よりも下方側に配置した温度調整コンベア４内へと送出される。

コンベアスケール２９は、図４に示すように、チューバ３から排出される帯状材９の両側下面にそれぞれ配置される第１コンベアスケール３０と第２コンベアスケール３１とで構成されている。各コンベアスケール２９では、通過する帯状材９の左右の重量、すなわち第１キャップ１１と第２キャップ１２とにそれぞれ対応する位置の重量をそれぞれ検出し、制御装置３２に出力する。

制御装置３２は、第１コンベアスケール３０と第２コンベアスケール３１での検出信号に基づいて、前記第１ストリップ１３にゴム材料を供給する第１チューバ１５を駆動制御する第１制御部３２ａと、前記第２ストリップ１４にゴム材料を供給する第２チューバ１６とを駆動制御する第２制御部３２ｂとを有する。すなわち、第１制御部３２ａは、第１コンベアスケール３０での検出信号に基づいて第１チューバ１５の第１スクリュ３３を回転させるための第１駆動源３４を駆動制御する。また、第２制御部３２ｂは、第２コンベアスケール３１での検出信号に基づいて第２チューバ１６の第２スクリュ３５を回転させるための第２駆動源３６を駆動制御する。これらの駆動制御の内容については後述する。

温度調整コンベア４は、水槽４ａ内に所定間隔で搬送ローラ４ｂを設け、搬送ベルト４ｃを掛け渡したものである。水槽４ａ内の冷却水の水位は、これら搬送ローラ４ｂ及び搬送ベルト４ｃによって搬送する帯状材９よりも上方であり、帯状材９を所定温度とする。

次に、前記構成からなるゴム押出成型装置の動作について説明する。
帯状材９を構成するベース１０と、第１キャップ１１と、第２キャップ１２と、第１ストリップ１３及び第２ストリップ１４とは、それぞれ厚みや重量をどのように設定するのかが決められている。各チューバ３ではスクリュ６の回転速度を各部位に必要とされる厚みや重量が得られるように決めている。しかしながら、実際には各チューバ３から排出されるゴム材料は単位時間当たり所望量とならないことがある。特に、第１キャップ１１と第２キャップ１２の重量バランスが崩れると、帯状材９が水平には移動せず、幅方向に傾いてしまう。

そこで、第１コンベアスケール３０と第２コンベアスケール３１で検出される重量に基づいて、第１チューバ１５の第１スクリュ３３と第２チューバ１６の第２スクリュ３５の回転速度を個別に駆動制御する。

すなわち、第１コンベアスケール３０で検出される重量（第１検出重量）が予め設定した第１重量範囲（第１目標重量）に属するか否かを判断する。そして、第１検出重量が第１重量範囲よりも大きくなれば、第１スクリュ３３の回転速度を遅くし、逆に小さくなれば速くするフィードバック制御を行う。第１スクリュ３３の回転速度の制御は、段階的に行ってもよいし、連続的（例えば、リニア）に行ってもよい。段階的に行う場合、予め設定した重量単位での増減に合わせて回転速度を増減すればよい（例えば、検出重量が１００ｇ増える毎に、単位時間当たりのスクリュ６の回転速度を１回転ずつ大きくする等）。

また第２コンベアスケール３１で検出される重量でも同様に、予め設定した第２重量範囲（第２目標重量）に属するか否かを判断し、第２検出重量が第２重量範囲よりも大きくなれば、第２スクリュ３５の回転速度を遅くし、逆に小さくなれば速くする。

この場合、帯状体の幅方向の傾きは、第１領域で第１重量範囲の上限値となり、第２領域で第２重量範囲の下限値となった場合、あるいは、第１領域で第１重量範囲の下限値となり、第２領域で第２重量範囲の上限値となった場合に最大となる。そこで、帯状体の傾きが最大となる条件で、その傾きが許容範囲内となるように各重量範囲を決定しておく。

このように、各コンベアスケール２９で検出される重量に応じて各スクリュ６の回転速度を個別に駆動制御することにより、重量が第１領域で第１重量範囲とし、第２領域で第２重量範囲とすることができる。そして、帯状体の幅方向の傾きは許容範囲内に抑えられるようにしている。したがって、左右で重量バランスが相違する帯状材９であっても、傾きを許容範囲内に抑えつつ搬送することができる。例えば、タイヤのインサイドとアウトサイドでゴムの剛性を相違させる場合、第１キャップ１１と第２キャップ１２とで材質を異ならせる必要があるが、そのような場合であっても前述の方法により帯状材９を傾かせることなくスムーズに搬送することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
前記実施形態では、コンベアスケール２９で検出される帯状材９の重量に基づいて各チューバ３のスクリュの回転速度を調整するようにしたが、次のようにしてもよい。
例えば、帯状体の両側に、その厚みや幅を検出するためのセンサを設ける。使用するセンサとしては、レーザ式変位センサにより帯状体の上下面側からその表面の位置を測定し、その結果から厚みを演算したり、側縁の位置を検出したりするようなものが挙げられる。

１…生地ゴム
２…ホッパ
３…熱入れコールドチューバ
４…温度調整コンベア
５…駆動源
６…スクリュ
７…ストレーナ
８…ゴム押出成型用ダイ
９…帯状材
１０…ベース
１１…第１キャップ
１２…第２キャップ
１３…第１ストリップ
１４…第２ストリップ
１５…第１チューバ（第１押出部材）
１６…第２チューバ（第２押出部材）
１７…第３チューバ
１８…第４チューバ
１９…プレダイ
２０…中口金
２１…口金
２２…第１案内通路
２３…第２案内通路
２４…第４案内通路
２５…第１合流通路
２６…第１凹部
２７…第２合流通路
２８…ローラ
２９…コンベアスケール（検出手段）
３０…第１コンベアスケール（第１検出部）
３１…第２コンベアスケール（第２検出部）
３２…制御装置（制御手段）
３３…第１スクリュ
３４…第１駆動源
３５…第２スクリュ
３６…第２駆動源

Claims (4)

1. ゴム材料を第１領域として押し出す第１押出部材と、ゴム材料を第２領域として押し出す第２押出部材とを少なくとも有する押出手段を備え、少なくとも第１領域と第２領域とを水平方向に並設一体化した帯状材として送出するゴム押出成型装置であって、
   送出された帯状材の第１領域に相当する部位の重量を検出する第１検出部と、第２領域に相当する部位の重量を検出する第２検出部とを少なくとも有する検出手段と、
   前記検出手段で検出される重量の総計が予め設定した許容範囲内となるように、前記押出手段によるゴム材料の押出量を制御すると共に、前記第１検出部での検出信号に基づいて第１目標重量となるように前記第１押出部材によるゴム材料の押出量を制御する第１制御部と、前記第２検出部での検出信号に基づいて第２目標重量となるように前記第２押出部材によるゴム材料の押出量を制御する第２制御部とを少なくとも有する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするゴム押出成型装置。
2. 前記検出手段は、前記帯状材の各領域の重量を検出するコンベアスケールであることを特徴とする請求項１に記載のゴム押出成型装置。
3. ゴム材料を第１領域として押し出す第１押出部材と、ゴム材料を第２領域として押し出す第２押出部材とを少なくとも有する押出手段を備え、少なくとも第１領域と第２領域とを水平方向に並設一体化した帯状材として送出するゴム押出成型装置であって、
   前記帯状材の幅方向の位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段での検出信号に基づいて、送出された帯状材の幅方向の位置が適切な位置となるように前記第１押出部材と前記第２押出部材によるゴム材料の押出量を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とするゴム押出成型装置。
4. ゴム材料を第１領域として押し出す第１押出部材と、ゴム材料を第２領域として押し出す第２押出部材とを少なくとも有する押出手段を備え、少なくとも第１領域と第２領域とを水平方向に並設一体化した帯状材として送出するゴム押出成型方法であって、
   送出された帯状材の第１領域に相当する部位の第１重量を検出すると共に、第２領域に相当する部位の第２重量を検出し、
   前記第１重量に基づいて第１目標重量となるように前記第１押出部材によるゴム材料の押出量を制御すると共に、前記第２重量に基づいて第２目標重量となるように前記第２押出部材によるゴム材料の押出量を制御することを特徴とするゴム押出成型方法。

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