JP6848649B2 - 押出ゴムの製造装置及び押出ゴムの搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、押出ゴムの製造装置及び押出ゴムの搬送方法に関する。

従来から、押出ゴムを製造するための製造装置として、例えば、ゴム押出機とコンベヤとを含んだものが知られている（下記特許文献１参照）。前記ゴム押出機は、前記押出ゴムを押し出すための口金を具えている。前記口金から押し出された前記押出ゴムは、前記コンベヤに引き取られ、次の工程へと送られる。

下記特許文献では、このような製造装置において、押出し初期に生じるゴムスクラップに対して、押出し初期に押出された前記押出ゴムの吐出速度を検出し、この検出結果に基づいて前記コンベヤの速度を設定することで、押出される前記押出ゴムに引張力または圧縮力を与えて前記押出ゴムの単位長さ当たりの質量を制御することが記載されている。

しかしながら、上述の製造装置では、前記コンベヤでの搬送過程で生じる前記押出ゴムのシュリンク（縮み）に対しては、十分な効果を発揮するものではなかった。即ち、前記ゴム押出機から押出された前記押出ゴムには、例えば、空気との接触によって冷却され、徐々にシュリンクが生じるという問題があった。

特開２０１４−２３３９６５号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、押出ゴムを搬送するためのローラコンベヤを改善することを基本として、押出ゴムの搬送工程において、押出ゴムのシュリンクを促進し、その形状を早期に安定させることができる押出ゴムの製造装置及び押出ゴムの搬送方法を提供することを主たる目的としている。

本発明は、口金を有するゴム押出機と、前記ゴム押出機の前記口金から押出しされた直後の前記押出ゴムを押出方向の下流側に搬送するための第１ローラコンベヤとを含む押出ゴムの製造装置であって、前記第１ローラコンベヤは、前記ゴム押出機側に配された第１駆動ローラと、それよりも前記下流側に配された第２駆動ローラとを含み、前記第１駆動ローラと前記第２駆動ローラとは、それらの上に同時に前記押出ゴムが跨ることができるような間隔で配置されており、前記第２駆動ローラの周速度が、前記第１駆動ローラの周速度よりも低くなるように構成されている。

本発明に係る製造装置は、前記第１駆動ローラ及び前記第２駆動ローラの周速度を調節するための制御手段と、前記押出しされた直後の前記押出ゴムの幅を測定するための幅測定手段とをさらに含み、前記制御手段は、前記幅測定手段で測定された測定値に基づいて、前記第１駆動ローラ及び前記第２駆動ローラの周速度を調節するのが望ましい。

本発明に係る製造装置は、前記第１ローラコンベヤの前記下流側に、前記押出ゴムの質量を測定する秤量器が配置されており、前記制御手段は、前記秤量器で測定された前記押出ゴムの単位長さ当たりの質量に基づいて、前記第１駆動ローラ及び前記第２駆動ローラの周速度を調節するのが望ましい。

本発明に係る製造装置は、前記第１駆動ローラの回転数が、前記第２駆動ローラの回転数と同じであり、前記第１駆動ローラのローラ径は、前記第２駆動ローラのローラ径よりも大きいのが望ましい。

本発明に係る製造装置は、前記第２駆動ローラが、前記下流側に向かって複数配置されており、かつ、それらのローラ径が前記下流側に向かって小さくなっているのが望ましい。

本発明に係る製造装置は、前記ゴム押出機が、ゴム押出用のスクリューを有し、前記スクリューは、一定の回転数で駆動されるのが望ましい。

本発明は、ゴム押出機の口金から押し出された押出ゴムを搬送するための押出ゴムの搬送方法であって、前記口金から押し出された直後の押出ゴムを、第１駆動ローラ及び第２駆動ローラを少なくとも含むローラコンベヤを用いて押出方向の下流側に搬送する搬送工程を含み、前記搬送工程は、前記押出ゴムを、相対的に大きい周速度で回転する前記第１駆動ローラと、前記第１駆動ローラよりも相対的に小さい周速度で回転する前記第２駆動ローラとに同時に跨らせて搬送する工程を含む。

本発明に係る搬送方法は、前記押し出しされた直後の押出ゴムの幅を測定する幅測定工程を含み、前記搬送工程において、前記第１駆動ローラの周速度及び前記第２駆動ローラの周速度は、前記幅測定工程で測定された前記押出ゴムの幅に基づいて調節されるのが望ましい。

本発明に係る搬送方法は、前記搬送工程において、前記第１駆動ローラの周速度及び前記第２駆動ローラの周速度は、前記幅測定工程で測定された前記押出ゴムの幅と、予め定められた前記押出ゴムの幅の設定値との偏差に基いて調節されるのが望ましい。

本発明に係る搬送方法は、前記搬送工程において、前記第１駆動ローラの周速度及び前記第２駆動ローラの周速度は、前記幅測定工程で測定された前記押出ゴムの幅と、予め定められた前記押出ゴムの幅の設定値との偏差に基いて、予め定められた複数の補正値から選択されて調節されるのが望ましい。

本発明に係る搬送方法は、前記幅測定工程が、６〜１２秒継続するのが望ましい。

本発明に係る搬送方法は、前記押出ゴムの単位長さ当たりの質量を測定する質量測定工程を含み、前記搬送工程は、前記質量測定工程で測定された測定値に基いて前記ローラコンベヤの周速度を調節するのが望ましい。

本発明の押出ゴムの製造装置では、搬送中の押出ゴムが、第１ローラコンベヤに含まれる第１駆動ローラと第２駆動ローラとの上に同時に跨ると、圧縮力が作用するので、前記押出ゴムは、徐々にシュリンクが促進される。従って、本発明の製造装置では、前記押出ゴムの形状を早期に安定し得る。

本発明の一実施形態の押出ゴムの製造装置の模式的な側面図である。 押出ゴムの搬送方法を示す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説明される。
図１は、本実施形態の押出ゴムの製造装置（以下、単に「装置」という場合がある）１の模式的な側面図である。図１に示されるように、本実施形態の装置１は、ゴム押出機２と、ローラコンベヤ３と、幅測定手段４と、秤量器５と、制御手段６とを含んでいる。

本実施形態のゴム押出機２は、投入された押出ゴムＧのゴム材料（図示省略）を吐出口に向かって混練しながら押し出すスクリュー２Ａと、押出ゴムＧを予成形して吐出する口金２Ｂとを含んでいる。スクリュー２Ａは、例えば、電動機Ｍに接続されて駆動する。口金２Ｂから押出しされた押出ゴムＧは、例えば、その断面視、横長矩形状に形成される。このようなゴム押出機２としては、例えば、周知のピッカーバック方式のものが好適に採用される。

本実施形態のローラコンベヤ３は、ゴム押出機２から押出しされた押出ゴムＧを押出方向の下流側に搬送する。ローラコンベヤ３の下流側には、例えば、トレッドゴムやサイドウォールゴム等のタイヤ用のゴム部材を形成するためのゴム部材形成装置（図示省略）が具えられている。ローラコンベヤ３で搬送された押出ゴムＧは、本実施形態では、タイヤ用ゴム部材として形成される。本明細書では、「押出方向」とは、押出ゴムＧを搬送するローラコンベヤ３の搬送方向である。図１には、下流方向が矢印で示されている。

ローラコンベヤ３は、本実施形態では、ゴム押出機２の口金２Ｂから押出しされた直後の押出ゴムＧを搬送し得る第１ローラコンベヤ３Ａと、第１ローラコンベヤ３Ａよりも下流側に配された第２ローラコンベヤ３Ｂとを含んでいる。なお、装置１は、例えば、第２ローラコンベヤ３Ｂの下流側に１以上のローラコンベヤやベルト式のコンベヤ（図示省略）を有する態様でも良い。

第１ローラコンベヤ３Ａ及び第２ローラコンベヤ３Ｂは、本実施形態では、複数の駆動ローラ７が搬送方向に並べられて形成されている。

駆動ローラ７は、本実施形態では、円柱状をなし、周方向に延びる周方向面７ａと回転軸（図示省略）とを有している。本実施形態の周方向面７ａは、押出ゴムＧを受けて、駆動回転により押出ゴムＧを搬送し得る。周方向面７ａは、押出ゴムＧとの滑りを抑制し得る、例えばゴム弾性材で形成されているのが望ましい。

本実施形態の第１ローラコンベヤ３Ａは、駆動ローラ７として、ゴム押出機２側に配された第１駆動ローラ１０と、第１駆動ローラ１０よりも下流側に配された第２駆動ローラ１１とを含んでいる。

第１駆動ローラ１０と第２駆動ローラ１１とは、これらの上に同時に１枚の押出ゴムＧが跨ることができるような間隔で配置されている。本実施形態では、さらに、第１ローラコンベヤ３Ａと第２ローラコンベヤ３Ｂとの上に１枚の押出ゴムＧが同時に跨り可能に配されている。

本実施形態では、第１駆動ローラ１０のローラ径ｄは、第２駆動ローラ１１のローラ径Ｄよりも大きく形成されている。なお、各駆動ローラ７のローラ径は、このような態様に限定されるものではなく、種々の大きさを採用しうる。

第２駆動ローラ１１は、本実施形態では、複数の駆動ローラ７が搬送方向に並んで配置されている。これら第２駆動ローラ１１の駆動ローラ７は、本実施形態では、そのローラ径が下流側に向かって徐々に小さくなっている。第２駆動ローラ１１は、例えば、搬送方向の上流側から順に、第１ローラ１１ａと、第２ローラ１１ｂと、第３ローラ１１ｃとを含んで構成されている。なお、第２駆動ローラ１１は、このような態様に限定されるものではなく、第１駆動ローラ１０よりもローラ径が小さく、かつ、少なくとも１種類のローラ径で構成されていれば良い。

このように、本実施形態の第１ローラコンベヤ３Ａでは、下流側に向かって、第１駆動ローラ１０及び第２駆動ローラ１１のローラ径が小さくなっている。これにより、例えば、第１駆動ローラ１０及び第２駆動ローラ１１の回転数が同じとされた場合、第１駆動ローラ１０の周速度ｖ及び第２駆動ローラ１１の周速度Ｖは、下流側に向かって小さくなる。特に、限定されるものではないが、第１ローラコンベヤ３Ａの駆動ローラ７は、下流側に向かってそのローラ径の差が一定の割合、例えば、等差級数的又は等比級数的に小さくなる態様でも良い。

第１駆動ローラ１０及び第２駆動ローラ１１は、例えば、これらの前記回転軸に半径が同じスプロケットを取り付け、これらスプロケットがローラチェーンやベルトによって回転自在に巻掛けされた周知の構造で駆動される。なお、第１駆動ローラ１０及び第２駆動ローラ１１は、このような構造で駆動されるものに限定されるものではなく、例えば、駆動ローラ７毎、又は、複数の駆動ローラ毎に電動機が接続されていても良い。

第２ローラコンベヤ３Ｂは、本実施形態では、各駆動ローラ７のローラ径が同じ大きさである。第２ローラコンベヤ３Ｂは、このような態様に限定されるものではなく、例えば、ローラ径が下流側に向かって徐々に小さくなるように形成されていても良い。

本実施形態の幅測定手段４は、ゴム押出機２から押出しされた直後の押出ゴムＧの幅を測定し得る。幅測定手段４は、例えば、投光器（光源）と受光器（図示省略）とを含む周知構造のレーザー式のものが望ましい。幅測定手段４は、本実施形態では、測定結果に対応した電気的信号を出力し得る。前記「押出しされた直後」とは、ゴム押出機２の口金２Ｂから第１ローラコンベヤ３Ａの第１駆動ローラ上までをいうものとする。

本実施形態の秤量器５は、押出ゴムＧの質量、本実施形態では、押出ゴムＧの単位長さ当たりの質量を測定し得る。秤量器５は、本実施形態では、第１ローラコンベヤ３Ａの下流側かつ第２ローラコンベヤ３Ｂの上流側に配置されている。秤量器５は、例えば、押出ゴムＧの単位長さ当たりの質量の測定結果に対応した電気的信号を出力し得る周知構造のものが望ましい。

本実施形態の制御手段６は、幅測定手段４及び秤量器５から出力された電気的信号に基づいて、第１駆動ローラ１０、第２駆動ローラ１１の各周速度を調節し得る。制御手段６は、本実施形態では、秤量器５から出力された電気的信号に基づいて、第２ローラコンベヤ３Ｂの駆動ローラ７の周速度も調節し得る。また、制御手段６は、押出ゴムＧの材料や形状に基づいて、ゴム押出機２のスクリュー２Ａの回転数を調節するのが望ましい。制御手段６として、例えば、プログラマブルシーケンサ、マイコン、パーソナルコンピュータ、その他の周知の制御デバイスが好適に用いられる。

次に、このような装置１を用いて、ゴム押出機２の口金２Ｂから押し出された押出ゴムＧを搬送する搬送方法が説明される。

先ず、ゴム押出機２から押出ゴムＧを押し出す工程Ｓ１が行われる。ゴム押出機２は、押出ゴムＧの材料や予め設定される形状に基づいて、そのスクリュー２Ａの回転数が設定される。スクリュー２Ａは、本実施形態では、前記設定された一定の回転数で駆動される。

次に、口金２Ｂから押し出された直後の押出ゴムＧを、第１ローラコンベヤ３Ａを用いて押出方向の下流側に搬送する搬送工程が行われる。この搬送工程では、例えば、先ず、第１ローラコンベヤ３Ａ及び第２ローラコンベヤ３Ｂの駆動ローラ７を駆動回転する工程Ｓ２が行われる。このとき、各駆動ローラ７の周速度は、予め定められた設定値によって調節されている。本実施形態では、相対的に大きい周速度ｖで第１駆動ローラ１０を回転させるとともに、第１駆動ローラ１０よりも相対的に小さい周速度Ｖで第２駆動ローラ１１を回転させるよう設定されている。これにより、押出ゴムＧが第１駆動ローラ１０及び第２駆動ローラ１１に同時に跨ると、圧縮力が作用して、徐々に押出ゴムＧのシュリンクが促進される。従って、押出ゴムＧは、形状が早期に安定する。なお、第２ローラコンベヤ３Ｂの駆動ローラ７は、後述の幅測定工程の後に駆動回転されても良い。

なお、第２駆動ローラ１１の周速度Ｖが第１駆動ローラ１０の周速度ｖよりも小さいほど、押出ゴムＧに大きな圧縮力が作用するので、押出ゴムＧのシュリンクをより促進させることができる。しかしながら、第２駆動ローラ１１の周速度Ｖが過度に小さい場合、押出ゴムＧに作用する圧縮力が大きくなり、押出ゴムＧが捻れ変形するので、かえって形状が不安定となるおそれがある。このため、第１駆動ローラ１０の周速度ｖと第２駆動ローラ１１の周速度Ｖとの比（ｖ／Ｖ）は、一定の範囲内にあるのが望ましく、例えば、１．０２〜１．１０程度であるのが望ましい。

次に、本実施形態では、押し出しされた直後の押出ゴムＧの幅を、幅測定手段４で測定する幅測定工程Ｓ３が行われる。本実施形態の幅測定工程Ｓ３では、押出ゴムＧの幅の測定値Ｐ１が、これに対応した電気的信号に変換されて制御手段６に出力される。

次に、本実施形態では、幅測定工程Ｓ３で測定された押出ゴムＧの幅の測定値Ｐ１と、例えば、制御手段６に入力されている予め定められた押出ゴムＧの幅の設定値Ｐ２とが対比される工程Ｓ４が行われる。この工程Ｓ４において、測定値Ｐ１が設定値Ｐ２の所定の範囲内にあると判断される場合、例えば、第１ローラコンベヤ３Ａ内で、押出ゴムＧのシュリンクが強制的に終了できるか、これに近い状態にできるとみなされる。測定値Ｐ１が設定値Ｐ２の所定の範囲内にないと判断される場合、例えば、第１ローラコンベヤ３Ａ内で、押出ゴムＧのシュリンクが促進していないとみなされる。

押出ゴムＧの幅の測定値Ｐ１が、押出ゴムＧの幅の設定値Ｐ２の所定の範囲内にないと判断される場合（Ｓ４でＮ）、測定値Ｐ１に基づいて、第１駆動ローラ１０の周速度ｖと第２駆動ローラ１１の周速度Ｖとが調節される工程Ｓ５が行われる。第１駆動ローラ１０の周速度ｖ、及び、第２駆動ローラ１１の周速度Ｖは、押出ゴムＧを効果的にシュリンクさせて、早期の形状安定を図ることを目的とした値に調節される。

本実施形態では、第１駆動ローラ１０の周速度ｖ及び第２駆動ローラ１１の周速度Ｖの調節は、測定値Ｐ１と設定値Ｐ２との偏差Ｄ１に基づいて、予め定められた複数の補正値Ａ１から選択されて行われる。具体的には、偏差Ｄ１は、押出ゴムＧの幅の測定値Ｐ１と、押出ゴムＧの幅の設定値Ｐ２との比（Ｐ２／Ｐ１（％））の大きさに対応して複数に区分される。また、補正値Ａ１は、偏差Ｄ１の前記複数の区分に対応して予め定められた値が用いられる。偏差Ｄ１と補正値Ａ１との関係を示す一実施例が表１に示される。

なお、表１に記載されたａ〜ｄ、及び、Ａ〜Ｅは、予め定められた係数である。また、これら係数は、ａ＞ｂ、ｃ＜ｄ、Ａ＞Ｂ、Ｃ＜Ｄ＜Ｅを充足する。係数ａ〜ｄ、及び、Ａ〜Ｅは、２０以下が望ましい。

表１に示されるように、この実施形態では、偏差Ｄ１は、比（Ｐ２／Ｐ１（％））の大きさに基づいて、５つに区分され、この比（Ｐ２／Ｐ１（％））に基づいた５種類の補正値Ａ１が予め定められている。

本実施形態では、第１駆動ローラ１０の周速度ｖ及び第２駆動ローラ１１の周速度Ｖが、ともに補正値Ａ１で補正される。このような補正によって、例えば、押出ゴムＧは、第１ローラコンベヤ３Ａ内で強制的にシュリンクを終了されるか、これに近い状態とされる。なお、第１駆動ローラ１０の周速度ｖ又は第２駆動ローラ１１の周速度Ｖのいずれかを、補正値Ａ１で補正する態様でも良い。

次に、再び、幅測定工程Ｓ３が行われ、幅測定工程Ｓ３で測定された押出ゴムＧの幅の測定値Ｐ１と、制御手段６に入力されている予め定められた押出ゴムＧの幅の設定値Ｐ２とが対比される（Ｓ４）。

このような幅測定工程Ｓ３は、例えば、６〜１２秒間継続する。本実施形態の装置１を使用して、周速度ｖ及びＶを調節することにより、このような短時間で、例えば、第１ローラコンベヤ３Ａ内において、押出ゴムＧのシュリンクを強制的に終了させ得るか、これに近い状態とすることができる。

押出ゴムＧの測定値Ｐ１が、押出ゴムＧの設定値Ｐ２の所定の範囲内にあると判断される（Ｓ４でＹ）場合、次に、押出ゴムＧの単位長さ当たりの質量を秤量器５で測定する質量測定工程Ｓ６が行われる。

次に、質量測定工程Ｓ６で測定された押出ゴムＧの単位長さ当たりの質量の測定値Ｍ１と予め定められた押出ゴムＧの単位長さ当たりの質量の設定値Ｍ２とを対比する工程Ｓ７が行われる。この工程Ｓ７において、測定値Ｍ１が設定値Ｍ２の所定の範囲内にあると判断される場合、例えば、第２ローラコンベヤ３Ｂ上の押出ゴムＧの単位長さ当たりの質量が、設計値の範囲内にあるとみなさる。測定値Ｍ１が設定値Ｍ２の所定の範囲内にないと判断される場合、例えば、第２ローラコンベヤ３Ｂ上の押出ゴムＧの単位長さ当たりの質量が、設計値の範囲内にないとみなさる。

そして、測定値Ｍ１が設定値Ｍ２の予め定められた範囲内にないと判断された場合（Ｓ７でＮ）は、測定値Ｍ１に基づいて、第２ローラコンベヤ３Ｂの駆動ローラ７の周速度ｖ１が調節される（Ｓ８）。なお、このとき、第１ローラコンベヤ３Ａ内で押出ゴムＧのシュリンクを終了させるため、第１ローラコンベヤ３Ａの第１駆動ローラ１０の周速度ｖ及び第２駆動ローラ１１の周速度Ｖは、調節されないのが望ましい。

次に、再び、質量測定工程Ｓ６、及び、対比する工程Ｓ７が行われる。

測定値Ｍ１が設定値Ｍ２の予め定められた範囲内にあると判断された場合（Ｓ７でＹ）は、第２ローラコンベヤ３Ｂの駆動ローラ７は、引き続き、現状の周速度で駆動される。

このように、本実施形態の装置１を用いることにより、第１ローラコンベヤ３Ａ内において、例えば、押出ゴムＧのシュリンクが強制的に終了され、その形状が早期に安定する。このため、第２ローラコンベヤ３Ｂ上の押出ゴムＧは、シュリンクが生じないか生じても小さいので、秤量器５での測定によって、設計値通りの単位長さ当たりの質量へ効果的に調節できる。

なお、本実施形態では、第１駆動ローラ１０の回転数と第２駆動ローラ１１の回転数とを同じとしているので、回転数を変更させた場合でも、第１駆動ローラ１０の周速度ｖと第２駆動ローラ１１の周速度Ｖとの比（ｖ／Ｖ）が一定となる。このため、本実施形態では、シュリンクのスピードを大きく変えることは難しい。シュリンクのスピードの大きく変えるために、例えば、前記比（ｖ／Ｖ）を可変となるよう、第１駆動ローラ１０と第２駆動ローラ１１とを異なる回転数の電動機で駆動させても構わない。

以上、本発明の特に好ましい形態について詳述したが、本発明は図示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しうる。

１ 製造装置
２ ゴム押出機
２Ｂ 口金
３Ａ 第１ローラコンベヤ
１０ 第１駆動ローラ
１１ 第２駆動ローラ
Ｇ 押出ゴム

Claims (5)

1. 口金を有するゴム押出機と、前記ゴム押出機の前記口金から押出しされた直後の前記押出ゴムを押出方向の下流側に搬送するための第１ローラコンベヤとを含む押出ゴムの製造装置であって、
   前記第１ローラコンベヤは、前記ゴム押出機側に配された第１駆動ローラと、それよりも前記下流側に配された第２駆動ローラとを含み、
   前記第１駆動ローラと前記第２駆動ローラとは、それらの上に同時に前記押出ゴムが跨ることができるような間隔で配置されており、
   前記第２駆動ローラの周速度が、前記第１駆動ローラの周速度よりも低くなるように構成されており、
   前記第１駆動ローラの回転数は、前記第２駆動ローラの回転数と同じであり、前記第１駆動ローラのローラ径は、前記第２駆動ローラのローラ径よりも大きい
   押出ゴムの製造装置。
2. 前記第１駆動ローラ及び前記第２駆動ローラの周速度を調節するための制御手段と、前記押出しされた直後の前記押出ゴムの幅を測定するための幅測定手段とをさらに含み、
   前記制御手段は、前記幅測定手段で測定された測定値に基づいて、前記第１駆動ローラ及び前記第２駆動ローラの周速度を調節する請求項１記載の押出ゴムの製造装置。
3. 前記第１ローラコンベヤの前記下流側に、前記押出ゴムの質量を測定する秤量器が配置されており、
   前記制御手段は、前記秤量器で測定された前記押出ゴムの単位長さ当たりの質量に基づいて、前記第１駆動ローラ及び前記第２駆動ローラの周速度を調節する請求項２記載の押出ゴムの製造装置。
4. 前記第２駆動ローラは、前記下流側に向かって複数配置されており、かつ、それらのローラ径が前記下流側に向かって小さくなっている請求項１乃至３のいずれかに記載の押出ゴムの製造装置。
5. 前記ゴム押出機は、ゴム押出用のスクリューを有し、
   前記スクリューは、一定の回転数で駆動される請求項１乃至４のいずれかに記載の押出ゴムの製造装置。

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