JP6539424B1 - ゴム押出機、ゴム押出システム及びバンクの計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 バンクの状態を正確に計測することができるゴム押出機、当該ゴム押出機を含むゴム押出システム及びバンクの計測方法を提供する。【解決手段】 バレル２と、バレル２に連結され、かつ、帯状に形成された未加硫のゴム材料Ｇをバレル２内に投入するためのホッパー３と、バレル２内に配され、かつ、ホッパー３から投入されたゴム材料Ｇを混練しながら移送するスクリュー４と、ホッパー３に投入されたゴム材料Ｇのうち、スクリュー４で移送されなかったゴム材料Ｇのバックフローにより形成されるバンクＧ１を計測するためのバンクセンサ５とを含むゴム押出機である。バンクセンサ５は、バンクＧ１の影響を受けて変形するゴム材料Ｇの位置を検出することにより、バンクＧ１の状態を求めている。【選択図】 図１

Description

本発明は、未加硫のゴム材料を押出成形するためのゴム押出機、当該ゴム押出機を含むゴム押出システム、及び当該ゴム押出機に形成されるバンクの計測方法に関する。

従来、未加硫のゴム材料を押出成形するためのゴム押出機が知られている。例えば、下記特許文献１には、帯状のゴム材料が投入されるホッパ部のバンク量を検知するバンク量センサが設置されたゴム押出機が提案されている。

特開２０１７−０９４４９３号公報

しかしながら、特許文献１のバンク量センサは、バンク量としてバンク高さを検知するものであり、投入されるゴム材料がバンクとセンサとの間に位置した場合に、このゴム材料をバンクと誤検知することがあり、検出精度の面で改善の余地があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、バンクの状態を正確に計測することができるゴム押出機、当該ゴム押出機を含むゴム押出システム及びバンクの計測方法を提供することを主たる目的としている。

本発明は、ゴム押出機であって、バレルと、前記バレルに連結され、かつ、帯状に形成された未加硫のゴム材料を前記バレル内に投入するためのホッパーと、前記バレル内に配され、かつ、前記ホッパーから投入された前記ゴム材料を混練しながら移送するスクリューと、前記ホッパーに投入された前記ゴム材料のうち、前記スクリューで移送されなかった前記ゴム材料のバックフローにより形成されるバンクを計測するためのバンクセンサとを含み、前記バンクセンサは、前記バンクの影響を受けて変形する前記ゴム材料の位置を検出することにより、前記バンクの状態を求めることを特徴とする。

本発明のゴム押出機において、前記バンクセンサは、前記バンクの影響を受けて変形する前記ゴム材料の幅を検出することにより、前記バンクの状態を求めるのが望ましい。

本発明のゴム押出機において、前記バンクセンサは、前記ホッパーの下部に設けられるのが望ましい。

本発明のゴム押出機において、前記バンクセンサは、光電センサにより構成されるのが望ましい。

本発明のゴム押出機において、前記バンクセンサは、レーザセンサにより構成されるのが望ましい。

本発明は、上述のゴム押出機と、前記ホッパーに前記ゴム材料を供給する供給装置とを含むゴム押出システムであって、前記供給装置は、前記バンクセンサにより計測された前記バンクの状態に応じて供給速度が制御されることを特徴とする。

本発明は、帯状に形成された未加硫のゴム材料が投入されるゴム押出機のホッパーに形成されるバンクの状態を計測する方法であって、前記バンクの影響を受けて変形する前記ゴム材料の位置を検出することにより、前記バンクの状態を求めることを特徴とする。

本発明のバンクの計測方法において、前記バンクの影響を受けて変形する前記ゴム材料の幅を検出することにより、前記バンクの状態を求めるのが望ましい。

本発明のゴム押出機は、ホッパーに投入されたゴム材料のうち、スクリューで移送されなかった前記ゴム材料のバックフローにより形成されるバンクを計測するためのバンクセンサを含んでいる。このようなゴム押出機は、バンクの適正な状態を維持して押出成形することができるので、ゴム材料の投入不良が発生せず、安定した押出成形を行うことができる。

本発明のゴム押出機において、バンクセンサは、バンクの影響を受けて変形するゴム材料の位置を検出することにより、前記バンクの状態を求めている。このようなバンクセンサは、バンクを直接計測せず、バンクの上方に位置するゴム材料を検出しているので、誤検出が発生し難く、検出精度を向上させることができる。このため、本発明のゴム押出機は、バンクの状態を正確に計測することができる。

本発明のバンクの計測方法は、帯状に形成された未加硫のゴム材料が投入されるゴム押出機のホッパーに形成されるバンクの状態を計測している。このようなバンクの計測方法は、常に適正なバンクの状態を維持した押出成形を行うことができる。

本発明のバンクの計測方法は、バンクの影響を受けて変形するゴム材料の位置を検出することにより、前記バンクの状態を求めている。このようなバンクの計測方法は、バンクを直接計測せず、バンクの上方に位置するゴム材料を検出しているので、誤検出が発生し難く、検出精度を向上させることができる。このため、本発明のバンクの計測方法は、バンクの状態を正確に計測することができる。

本発明のゴム押出機の一実施形態を示す断面図である。 図１のゴム押出機を含むゴム押出システムの斜視図である。 バンクが形成されていない状態のゴム押出機の断面図である。 バンクが過大となった状態のゴム押出機の断面図である。 ゴム材料の押出方法のフローチャートである。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１は、本実施形態のゴム押出機１を示す断面図である。図１に示されるように、本実施形態のゴム押出機１は、押出方向の上流側から下流側に向けて、未加硫のゴム材料Ｇを押出成形するためのものである。ゴム押出機１は、押出方向に延びるバレル２と、バレル２に連結されたホッパー３と、バレル２内に配されたスクリュー４とを含むのが望ましい。

バレル２は、バレル２内に配されるスクリュー４が１本である場合、略円筒状に形成されるのが望ましい。バレル２は、スクリュー４の本数に応じて、最適な形状が採用される。バレル２は、例えば、ヒータ等により、ゴム材料Ｇの可塑化に最適な温度を維持される。このようなバレル２は、その内部に配されたスクリュー４と協働して、ゴム材料Ｇを可塑化しつつ移送することができる。

本実施形態のホッパー３は、帯状に形成された未加硫のゴム材料Ｇをバレル２内に投入するためのものである。ホッパー３は、バレル２の押出方向の上流側の端部付近に連結されるのが望ましい。ホッパー３は、例えば、バレル２側である下部３ａの断面積が小さく、上部３ｂの断面積が大きいテーパー状に形成されている。このようなホッパー３は、ゴム材料Ｇを安定してバレル２内に投入させることができる。

本実施形態のスクリュー４は、ホッパー３から投入されたゴム材料Ｇを混練しながら押出方向の下流側に向けて移送するものである。スクリュー４は、押出方向に延びる軸まわりに、回転速度を変更自在に回転駆動されるのが望ましい。このようなスクリュー４は、ゴム材料Ｇの材質や状態に応じて最適な回転速度でゴム材料Ｇを移送することができる。

スクリュー４は、例えば、２条ねじのフライト４ａを含んでいる。フライト４ａは、２条ねじに限定されるものではなく、例えば、１条ねじであってもよく、３条以上の多条ねじであってもよい。また、フライト４ａは、例えば、１条ねじの部分と２条ねじの部分とが混在していてもよい。スクリュー４は、投入されるゴム材料Ｇに応じて、最適な形状のフライト４ａが採用される。このようなスクリュー４は、軸まわりに回転駆動されることでバレル２と協働して、ゴム材料Ｇを効率よく可塑化しつつ移送することができる。

本実施形態のゴム押出機１は、ホッパー３に投入されたゴム材料Ｇのうち、スクリュー４で移送されなかったゴム材料Ｇのバックフローにより形成されるバンクＧ１を計測するためのバンクセンサ５を含んでいる。このようなゴム押出機１は、バンクＧ１の適正な状態を維持して押出成形することができるので、ゴム材料Ｇの投入不良が発生せず、安定した押出成形を行うことができる。

本実施形態のバンクセンサ５は、バンクＧ１の影響を受けて変形するゴム材料Ｇの位置を検出することにより、バンクＧ１の状態を求めている。このようなバンクセンサ５は、バンクＧ１を直接計測せず、バンクＧ１の上方に位置するゴム材料Ｇを検出しているので、誤検出が発生し難く、検出精度を向上させることができる。このため、本実施形態のゴム押出機１は、バンクＧ１の状態を正確に計測することができる。

より好ましい態様として、投入されるゴム材料Ｇは、一定の幅Ｗ１を有する帯状の連続体である。ゴム材料Ｇの幅Ｗ１は、例えば、ホッパー３の下部３ａのゴム材料Ｇの幅方向に対応する長さＬよりも大きい。このようなゴム材料Ｇは、バレル２内に効率よく投入され得る。

ゴム材料Ｇの幅Ｗ１は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、長さＬに等しいか、長さＬよりも小さくてもよい。ゴム材料Ｇの幅Ｗ１は、投入されるゴム材料Ｇの材質等に応じて適宜決定されるのが望ましい。このようなゴム材料Ｇは、それぞれのゴム材料Ｇの押出成形に適した幅Ｗ１でバレル２内に投入され得る。

バンクセンサ５は、バンクＧ１の影響を受けて変形するゴム材料Ｇの幅Ｗ２を検出することにより、バンクＧ１の状態を求めるのが望ましい。このようなバンクセンサ５は、ゴム材料Ｇの幅Ｗ２に着目して検出しているので、ゴム材料Ｇを安定して検出することができ、バンクＧ１の状態をより正確に計測することができる。

図２は、図１のゴム押出機１を含むゴム押出システム１０の斜視図である。図１及び図２に示されるように、本実施形態のバンクセンサ５は、ホッパー３の下部３ａに設けられている。バンクセンサ５は、バンクＧ１の最大高さよりも上方に位置するのが望ましい。このようなバンクセンサ５は、バンクＧ１に遮られることなく、バンクＧ１の影響を受けて変形するゴム材料Ｇを検出することができる。

バンクセンサ５は、例えば、投光部５ａと受光部５ｂとを含む透過型の光電センサにより構成されている。バンクセンサ５は、投光部５ａと受光部５ｂとの間を遮るゴム材料Ｇの位置を検出するのが望ましい。バンクセンサ５は、例えば、多軸型の光電センサにより構成されている。このようなバンクセンサ５は、コストを抑制しつつゴム材料Ｇの位置を検出することができ、バンクＧ１の状態を計測することができる。

光電センサは、例えば、反射型であってもよい。バンクセンサ５は、例えば、複数の単軸型の光電センサにより構成されていてもよい。この場合、バンクセンサ５は、遮られる光電センサの位置や数により、ゴム材料Ｇの位置をすることができる。バンクセンサ５は、ゴム材料Ｇの幅Ｗ１やホッパー３の大きさに応じて、最適な光電センサが選択されるのが望ましい。

バンクセンサ５は、例えば、レーザセンサにより構成されていてもよい。レーザセンサは、投光部５ａと受光部５ｂとを含む透過型であるのが望ましい。レーザセンサは、例えば、反射型であってもよい。この場合、バンクセンサ５は、ゴム材料Ｇの幅Ｗ２を正確に検出することができ、バンクＧ１の状態をより正確に計測することができる。

図３は、バンクＧ１が形成されていない状態のゴム押出機１の断面図である。図３に示されるように、ゴム押出機１は、ゴム材料Ｇが投入された当初の押出成形作業開始時や、ゴム材料Ｇの投入量よりもスクリュー４による移送量の方が多い場合に、バンクＧ１（図１に示す）が形成されていない状態となり得る。このとき、ゴム材料Ｇの幅Ｗ２は、例えば、ホッパー３の下部３ａの長さＬに等しい。ゴム押出機１は、このような状態が継続すると、ゴム材料Ｇの投入量が部分的に不足し、バレル２内に空間が形成されることがあり、押出成形されるゴム材料Ｇの形状が不安定になるおそれがある。

本実施形態のゴム押出機１は、バンクＧ１（図１に示す）が形成されていない状態をバンクセンサ５で検出し、ゴム材料Ｇの投入量を増やす、又はスクリュー４の回転数を減らすことにより、早期にバンクＧ１を形成している状態にすることができる。このようなゴム押出機１は、バンクＧ１が形成されていない状態により、押出成形されるゴム材料Ｇの形状が不安定になるおそれがない。

本実施形態のバンクセンサ５は、バンクセンサ５を遮るゴム材料Ｇが増えることを検出して、バンクＧ１が小さくなった状態を計測することができる。このため、ゴム押出機１は、この変化を計測した段階で、ゴム材料Ｇの投入量を増やす、又はスクリュー４の回転数を減らすことができるので、押出成形中において、バンクＧ１が形成されていない状態が発生するおそれがない。

図４は、バンクＧ１が過大となった状態のゴム押出機１の断面図である。図４に示されるように、ゴム押出機１は、ゴム材料Ｇの投入量よりもスクリュー４による移送量の方が少ない場合に、バンクＧ１が過大となる状態になり得る。このとき、ゴム材料Ｇの幅Ｗ２は、非常に小さくなっている。ゴム押出機１は、この状態が継続すると、バンクＧ１によりゴム材料Ｇが切断されることがあり、切断されると次のゴム材料Ｇがバレル２内に投入されないおそれがある。

本実施形態のゴム押出機１は、バンクＧ１が過大となった状態をバンクセンサ５で検出し、ゴム材料Ｇの投入量を減らす、又はスクリュー４の回転数を増やすことにより、早期に適正なバンクＧ１を形成している状態にすることができる。このようなゴム押出機１は、バンクＧ１が過大となった状態により、ゴム材料Ｇが切断されるおそれがない。

図２に示されるように、本実施形態のゴム押出システム１０は、ゴム押出機１と、ホッパー３にゴム材料Ｇを供給する供給装置１１とを含んでいる。供給装置１１は、例えば、コンベアにより構成されている。コンベアは、電動モータ（図示省略）により、回転速度を変更自在に回転駆動されるのが望ましい。コンベアは、例えば、ベルト式であってもよく、ローラ式であってもよい。このような供給装置１１は、ゴム材料Ｇの材質等に応じた最適な供給速度Ｖで、バレル２内にゴム材料Ｇを連続して投入することができる。

供給装置１１は、バンクセンサ５により計測されたバンクＧ１（図１に示す）の状態に応じて供給速度Ｖが制御されるのが望ましい。供給装置１１は、例えば、コンベアの回転速度を制御することでゴム材料Ｇの供給速度Ｖを制御している。このような供給装置１１は、ゴム押出機１へのゴム材料Ｇの投入量を制御することでバンクＧ１を最適な状態に維持することができ、ゴム材料Ｇの投入不良が発生せず、安定した押出成形を行うことができる。

次に、図１及び図２を参酌しつつ、本実施形態のバンクＧ１の状態を計測する方法（以下、単に「方法」ということがある。）が説明される。本実施形態の方法は、帯状に形成された未加硫のゴム材料Ｇが投入されるゴム押出機１のホッパー３に形成されるバンクＧ１の状態を計測する方法である。このような方法は、常に適正なバンクＧ１の状態を維持した押出成形を行うことができる。

本実施形態の方法は、バンクＧ１の影響を受けて変形するゴム材料Ｇの位置を検出することにより、バンクＧ１の状態を求めている。このような方法は、バンクＧ１を直接計測せず、バンクＧ１の上方に位置するゴム材料Ｇを検出しているので、誤検出が発生し難く、検出精度を向上させることができる。このため、本実施形態の方法は、バンクＧ１の状態を正確に計測することができる。

この方法は、バンクＧ１の影響を受けて変形するゴム材料Ｇの幅Ｗ２を検出することにより、バンクＧ１の状態を求めるのが望ましい。このような方法は、ゴム材料Ｇの状態をより正確に検出することができ、バンクＧ１の状態をより正確に計測することができる。

次に、本実施形態の方法を含むゴム材料Ｇの押出方法が説明される。
図５は、ゴム材料Ｇの押出方法のフローチャートである。図５に示されるように、本実施形態の押出方法は、ゴム押出機１のバレル２内にゴム材料Ｇを投入する投入工程Ｓ１を含んでいる。投入工程Ｓ１は、例えば、供給装置１１により、帯状のゴム材料Ｇが連続して投入される。このような投入工程Ｓ１は、バレル２内にゴム材料Ｇを安定して投入することができる。

本実施形態の押出方法は、投入工程Ｓ１で投入されたゴム材料Ｇを混練しながら押出方向の下流側に向けて移送する混練工程Ｓ２を含んでいる。混練工程Ｓ２では、例えば、スクリュー４をゴム材料Ｇに応じた最適な回転速度で回転させることで、ゴム材料Ｇの混練しながら移送している。このような混練工程Ｓ２は、ゴム材料Ｇを効率よく可塑化しつつ移送することができる。

混練工程Ｓ２は、投入工程Ｓ１で投入されたゴム材料Ｇのうち、スクリュー４で移送されなかったゴム材料ＧのバックフローによりバンクＧ１を形成した状態で行われるのが望ましい。このような混練工程Ｓ２は、バレル２内にゴム材料Ｇが安定して投入されるので、安定した押出成形を行うことができる。

本実施形態の押出方法は、上述のバンクＧ１の計測方法でバンクＧ１の状態を計測している。このような押出方法は、バンクＧ１の状態に応じて投入工程Ｓ１及び混練工程Ｓ２を制御することができるので、バンクＧ１を適正な状態に維持することができ、ゴム材料Ｇの投入不良が発生せず、より安定した押出成形を行うことができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施され得る。

１ ゴム押出機
２ バンク
３ ホッパー
４ スクリュー
５ バンクセンサ

Claims (8)

1. ゴム押出機であって、
   バレルと、
   前記バレルに連結され、かつ、帯状に形成された未加硫のゴム材料を前記バレル内に投入するためのホッパーと、
   前記バレル内に配され、かつ、前記ホッパーから投入された前記ゴム材料を混練しながら移送するスクリューと、
   前記ホッパーに投入された前記ゴム材料のうち、前記スクリューで移送されなかった前記ゴム材料のバックフローにより形成されるバンクを計測するためのバンクセンサとを含み、
   前記バンクセンサは、前記バンクの影響を受けて変形する前記ゴム材料の位置を検出することにより、前記バンクの状態を求める、
   ゴム押出機。
2. 前記バンクセンサは、前記バンクの影響を受けて変形する前記ゴム材料の幅を検出することにより、前記バンクの状態を求める、請求項１に記載のゴム押出機。
3. 前記バンクセンサは、前記ホッパーの下部に設けられる、請求項１又は２に記載のゴム押出機。
4. 前記バンクセンサは、光電センサにより構成される、請求項１ないし３のいずれかに記載のゴム押出機。
5. 前記バンクセンサは、レーザセンサにより構成される、請求項１ないし３のいずれかに記載のゴム押出機。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のゴム押出機と、前記ホッパーに前記ゴム材料を供給する供給装置とを含むゴム押出システムであって、
   前記供給装置は、前記バンクセンサにより計測された前記バンクの状態に応じて供給速度が制御される、
   ゴム押出システム。
7. 帯状に形成された未加硫のゴム材料が投入されるゴム押出機のホッパーに形成されるバンクの状態を計測する方法であって、
   前記バンクの影響を受けて変形する前記ゴム材料の位置を検出することにより、前記バンクの状態を求める、
   バンクの計測方法。
8. 前記バンクの影響を受けて変形する前記ゴム材料の幅を検出することにより、前記バンクの状態を求める、請求項７に記載のバンクの計測方法。

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