JPH02269024A - ギアポンプ付押出機の吐出量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スクリューにより混練された合成樹脂成形材
料をギアポンプで吐出するギアポンプ付押出機に関し、
特に、その吐出量を安定化させるための吐出量制ｍ＋ｖ
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種のギアポンプ付押出機として、第５図に示
す技術を挙げることができる。

第５図は従来のギアポンプ付押出機を示す一部破断正面
図である。

図において、１は押出機、２は押出機１に付設された材
料貯留用のホッパー、３はホッパー２内の材料を押出機
１に供給するフィーダー、４はフィーダー３を駆動する
フィーダー駆動機である。

５は押出機１内に供給された材料を混練するスクリュー
、６はスクリュー５を回転駆動するスクリュー駆動機、
７はスクリュー５の先端側の押出機１に付設されたギア
ポンプ、８はギアポンプ７の吐出側に配設されたダイヘ
ッド、９はダイヘッド８から押出された成形品である。

そして、ホッパー２内の材料はフィーダー３によって押
出機１内に供給され、図示しないヒーターで可塑化され
、かつ、スクリュー５で混練されたのち、ギアポンプ７
の回転に伴ってダイヘッド８から所定の形状で押出され
る。

したがって、上記のような、従来のギアポンプ付押出機
によれば、ギアポンプ７が材料を押出すので、押出機１
の機能が可塑化と混線とに限定され、しかも、押出機１
はダイ抵抗より高い背圧を発生させる必要がなくなり、
その結果、エネルギー効率を改善して、消費電力を削減
することができる。また、ギアポンプ７のギアの回転数
を制御することにより、吐出量を容易かつ正確に調整す
ることもできる。そのうえ、ギアポンプ７がスクリュー
５とダイヘッド８との間に介在しているため、スクリュ
ー５で直接押出す場合と比較して、スクリュービートに
よる不整脈等の影響が緩和されて、吐出量が大幅に変動
するおそれがなくなる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、成形品の寸法精度を向上するためには、ギア
ポンプ７の吐出量の変動幅を可及的に小さくする必要が
ある。しかしな゛がら、ギアポンプ７は、ポンプの内壁
とギアの歯溝との間に挾み込んだ材料をギアの回転によ
って押出すものであるから、不整脈等によってギアポン
プ７の吸入側の圧力（以下、単に「吸入圧」と記す）が
変化すると、それに応じてギアポンプ７の吐出量も変動
する。また、ホッパー２からの材料の供給量が長時間に
わたって増減した場合も、それに伴ってギアポンプ７の
吸入圧が変動する。特に、二輪押出源の場合は、供給量
の増減に応じて吸入圧が大きく変動するという傾向があ
る。

そこで、本発明の課題は、ギアポンプの吐出量を安定化
して、成形品の寸法精度を向上することができるギアポ
ンプ付押出機の吐出量制御［Ｉ装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかるギアポンプ付押出機の吐出量制御装置は
、押出機に付設されたギアポンプの吸入圧を検出する圧
力検出手段と、その検出圧力に基づいて押出機のスクリ
ューの回転数を制御するスクリュー制御手段と、前記検
出圧力に基づいて押出機への材料供給量を制御する供給
量制御手段とから構成されている。

［作用］ 本発明においては、圧力検出手段が検出したギアポンプ
の吸入圧に基づき、スクリュー制御手段がスクリューの
回転数を制御する。このため、短時間の圧力変動に対し
て、ギアポンプの吸入圧を一定に保持できる。また、圧
力検出手段が検出したギアポンプの吸入圧に基づき、供
給量制御手段が材料供給量を制御する。したがって、材
料供給量の長時間にわたる増減に伴う圧力変動に対して
も、ギアポンプの吸入圧を一定に保持できる。その結果
、ギアポンプの吐出量が常に一定の値に安定して、成形
品の寸法精度が向上する。

［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例によるギアポンプ付押出機の
吐出量制御装置を示す構成説明図である。

図中、従来例と同一の符号は従来例と同一の構成部分を
示すものであり、ここでは重複する説明を省略する。

図において、圧力検出器１１はギアポンプ７の吸入圧を
検出し、設定器１２は材料及び成形品９の種類等に応じ
た最適の吸入圧を設定するものである。比較回路１３は
圧力検出器１１の検出信号と設定器１２の設定値とを比
較し、その偏差に基づく信号を出力する。第１比例定数
回路１４は比較回路１３の偏差信号に、材料及び成形品
９の種類に応じた所定の比例定数を乗じて、スクリュー
駆動１ＩＩ６の駆動信号を作成する。第２比例定数回路
１５は比較回路１３の偏差信号に所定の比例定数を乗じ
て、フィーダー駆動機４の駆動信号を作成する。

次に、上記のように構成された本実施例のギアポンプ付
押出機の吐出量制御装置の動作を説明する。

ギアポンプ付押出機の運転中には、圧力検出器１１がギ
アポンプ７の吸入側の圧力を常時検出している。この検
出吸入圧が設定器１２の設定値より増加すると、その偏
差に対応する信号を比較回路１３が第１比例定数回路１
４及び第２比例定数回路１５に出力する。そして、第１
比例定数回路１４は前記偏差信号に比例する減速信号を
スクリュー駆動機６に出力して、スクリュー５を低速で
回転する。また、第２比例定数回路１５は前記偏差信号
に比例する減速信号をフィーダー駆動機４に出力して、
フィーダー３を低速で回転する。この結果、スクリュー
５の回転による押圧力及び材料の供給量が減少して、ギ
アポンプ７の吸入圧が設定値まで低下する。

一方、圧力検出器１１の検出吸入圧が設定値よりも低下
すると、その偏差信号に基づき、第１比例定数回路１４
がスクリュー駆動機６に増速信号を出力して、スクリュ
ー５を高速で回転するとともに、第２比例定数回路１５
がフィーダー駆動機４に増速信号を出力して、フィーダ
ー３を高速で回転する。その結果、スクリュー５の押圧
力及び材料の供給量が増えて、ギアポンプ７の吸入圧が
設定値まで増加する。

このように、本実施例のギアポンプ付押出機の吐出量制
御装置は、押出Ｉ１１に付設されたギアポンプ７の吸入
圧を検出する圧力検出器１１と、その検出圧力に基づい
て押出機１のスクリュー５の回転数を制御するスクリュ
ー制御手段としての第１比例定数回路４と、前記検出圧
力に基づいて押出機１への材料供給量を制御する供給量
制御手段としての第２比例定数回路１５とから構成した
ものである。

したがって、上記実施例によれば、圧力検出器１１が検
出したギアポンプ７の吸入圧に基づいてスクリュー５の
回転数が制御されるため、押出速度の乱れ、スクリュー
ビートによる不整脈等に伴う短時間の圧力変動に対して
、ギアポンプ８の吸入圧を一定に保持できる。また、圧
力検出器１１の検出吸入圧に基づいてフィーダー３の材
料供給量が制御されるので、材料供給量の長時間にわた
る増減に伴う圧力変動に対しても、ギアポンプ８の吸入
圧を一定に保持できる。その結果、ギアポンプ７の吐出
量が常に一定の値に安定して、成形品９の寸法精度が向
上する。

ところで、本実施例のギアポンプ付押出機の吐出量制御
装置は、ギアポンプ７の吸入圧に基づいてスクリュー５
の回転数及び材料供給量をそれぞれ制御するものであっ
て、回転数及び材料供給量のいずれか一方のみの制御で
は上記したような効果を十分に得ることができない。こ
の点を試験結果に従って次に確認する。

第２図は上記実施例のギアモータ付押出機で押出した成
形品９の幅寸法特性を示す特性図、第３図は同じく成形
品９の厚さ寸法特性を示す特性図である。各特性図には
、軟質ＰＶＣを口径６５φの二軸押出機で押出して自動
車用サイドモールを成形し、その幅寸法及び厚さ寸法を
一分毎に２０回測定した試験結果が示されている。各特
性図において、（Ａ）はスクリューの回転数及び材料供
給量の双方を制御した場合であり、（Ｂ）は回転数のみ
を制御した場合である。・ 成形品９の幅寸法特性の点では、第２図に示すように、
回転数及び材料供給量の双方を制御した（Ａ）の場合は
、平均幅寸法が５６．４３ｍであり、誤差が約±０．２
！ＩＩ！Ｒであった。これに対し、回転数のみを制御し
た（Ｂ）の場合は、平均幅寸法が５５．５ＩＩＩＩ１１
であり、誤差が約±１．０ｍであった。

成形品９の厚さ寸法特性の点では、第３図に示すように
、回転数及び材料供給量の双方を制御した（Ａ＞の場合
は、平均厚さ寸法が５．６３Ｉｗ１１であり、誤差が約
±０．２ｍであった。これに対し、回転数のみを制御し
た（Ｂ）の場合は、平均厚さ寸法が５．３５ｍであり、
誤差が約±０．４Ｍであった。

この試験結果から明らかなように、スクリュー５の回転
数を制御するのみでは、幅及び厚さの両方の点で寸法誤
差が大きく、不良品の発生率が高くなる。これに対して
、回転数及び材料供給量の双方を制御すれば、押出速度
の変動、不整脈等による短時間の圧力変動、及び材料供
給量の増減に伴う長時間の圧力変動にそれぞれ有効に対
処できるため、ギアポンプ７の吸入圧を常に一定に維持
して、ギアポンプ７の吐出量を安定化し、もって、成形
品９０寸法精度を大幅に改善できるという効果が得られ
る。

なお、上記実施例では、フィーダー３が圧力検出器１１
の検出吸入圧に基づき比較回路１３及び第２比例定数回
路１５を介して制御されるが、本発明はこれに限定され
るものではなく、フィーダー３が圧力検出器１１の検出
吸入圧に基づいて制御されるのであれば、具体的な回路
構成を任意に変更して実施することとが可能である。例
えば、第４図に示すギアポンプ付押出機の吐出量制御装
置においては、スクリュー駆動ＩＩ６に回転数検出器１
７が設けられ、その回転数検出器１７が検出したスクリ
ュー５の回転数に比例してフィーダー駆動機４が制御さ
れるように構成されている。この場合も、圧力検出器１
１の検出吸入圧に基づいてスクリュー５の回転数が制御
され、そして、そのスクリュー５の回転数に連動してフ
ィーダー３が制御されるため、上記実施例と同様な作用
効果を得ることができる。

前記実施例では、比例ｔｓｍを前提として説明したが、
本発明を実施する場合には、比例制御に限定されるもの
でなく、積分、微分制御を附加することができる。即ち
、ＰＩｉｌＪｔ［ｌ、ＰＤ副制御ＰＩＤ制御としても対
応することができる。

また、前記実施例では、圧力検出器１１がギアポンプ７
の吸入側のみに設けられているが、それとは別の圧力検
出器（図示略）をギアポンプ７の吐出側にも設置して、
両方の圧力検出器で検出したギアポンプ７の吸入圧と吐
出圧との差圧が常に一定となるように、スクリュー５の
回転数並びに材料供給量を制御するように構成してもよ
い。

そして、前記実施例では、押出Ｉｌｌのスクリュー５が
単数の事例で説明したが、本発明を実施する場合には、
押出１１１のスクリュー５が単数のものに限定されるも
のではなく、複数本のものにも使用できることは当然で
ある。

更に、第１図及び第４図の図示例では、回転型のフィー
ダー３が使用されているが、これにかえて、振動型のフ
ィーダーを使用してもよく、また、ホッパー２に電磁バ
ルブを接続してその開度を制御するように構成すること
も可能である。

［発明の効果］ 以上のように、本発明のギアポンプ付押出機の吐出量制
御装置は、押出機に付設されたギアポンプの吸入圧を検
出する圧力検出手段と、その検出圧力に基づいて押出機
のスクリューの回転数を制御するスクリュー制御手段と
、前記検出圧力に基づいて押出機への材料供給量を制御
する供給量制御手段とから構成したものでおるから、ギ
アポンプの吐出量を安定化して、成形品の寸法精度を向
上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるギアポンプ付押出機の
吐出１＄制御装置を示す構成説明図、第２図は第１図の
ギアモータ付押出機で押出した成形品の幅寸法特性を示
す特性図、第３図は同じく成形品の厚さ寸法特性を示す
特性図、第４図は本発明の別の実施例によるギアポンプ
付押出機の吐出量制御装置を示す構成説明図、第５図は
従来のギアポンプ付押出機を示す一部破断正面図である
。 図において、 １　押出機、　　　　　　３：フィーダー４、フィーダ
ー駆動機、　５ニスクリユー６　スクリュー駆動機、　
７：ギアポンプ、１１　圧力検出器、 １４　第１比例定数回路、 １５°第２比例定数回路 である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は同一または相当部
分を示すものである。 特許出願人　豊田合成　株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 押出機に付設されたギアポンプの吸入圧を検出する圧力
   検出手段と、 前記検出圧力に基づいて押出機のスクリューの回転数を
   制御するスクリュー制御手段と、 前記検出圧力に基づいて押出機への材料供給量を制御す
   る供給量制御手段と を具備することを特徴とするギアポンプ付押出機の吐出
   量制御装置。