JPH03247428A - ゴム用射出成形機におけるゴム温度制御方法 - 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、ゴム用射出成形機におけるゴム材料の温度制
御方法に関する。

（従来の技術） ゴム用射出成形機においては、ゴム材料の温度制御は、
基本的に、ヒータによる射出プランジャ若しくは射出ス
クリューの加熱操作や、射出スクリューの回転によるゴ
ム材料の可塑化操作にて射出前のゴム材料を所望の温度
に加熱することによって行われる。

ところが、この方法では、ゴム材料温度を高く設定する
と、トラブル等によって成形機の作動が停止したときに
、射出ハウジング内のゴム材料がスコーチ（早期加硫）
してしまうため、ゴム材料温度を低く制御せざるを得な
いといった問題があり、そのために、金型への射出後に
要するゴム材料の加硫時間、ひいては成形サイクルが著
しく長くなってしまうといった不具合がある。

また、この方法では、射出ノズルから実際に射出される
ゴム材料の温度が射出プランジャ若しくは射出スクリュ
ーの移動位置によって大きくバラツクため、これによっ
ても射出後のゴム材料の加硫時間が長くなってしまうと
いった不具合がある。ゴム材料の加硫時間は、ゴム材料
の低い温度を基準として決足されるからである。

そこで、従来においては、これらの不具合を解消するた
めに、径の異なる各種の射出ノズルを準備し、ゴム材料
の種類や金型等に応じて射出ノズルを交換して、ゴム材
料が射出ノズルを通過する際に生じる摩擦熱をゴム材料
の種類や金型等に応じて調節したり、射出プランジャ芳
しくは射出スクリューの射出速度をそれらの移動位置に
応じて変化させて、ゴム材料が射出ノズルを通過する際
に生じる摩擦熱をそれらの移動位置に応じて変化させた
りすることが一般に行われている。

ゴム材料の種類や金型等に応じて射出ノズルを交換し、
ゴム材料が射出ノズルを通過する際に生じる摩擦熱をゴ
ム材料の種類や金型等に応じて調節するようにすれば、
射出ハウジング内のゴム材料温度を上昇させることなく
、即ちトラブル等による成形機の停止によって射出ハウ
ジング内のゴム材料がスコーチするような不具合を招く
ことなく、射出ノズルから射出されるゴム材料温度をゴ
ム材料の種類や金型等に応じて全体的に効果的に上昇さ
せて、射出後のゴム材料の加硫時間、ひいては成形サイ
クルをゴム材料のｌ！類や金型等に応じて有利に短縮さ
せることができるのである。また、射出プランジャ若し
くは射出スクリューの射出速度をそれらの移動位置に応
じて変化させて、ゴム材料が射出ノズルを通過する際に
生じる摩擦熱をそれらの移動位置に応じて変化させるよ
うにすれば、射出プランジャ着しくは射出スクリューの
移動位置によるゴム材料温度のバラツキを効果的に解消
して、ゴム材料温度のバラツキによる加硫時間の長期化
を有利に防止することが可能となるのである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の温度制御手法において
は、ゴム材料の種類や金型等に応じてゴム材料の温度を
全体的に効果的に上昇させるためには、射出ノズルを一
々交換しなければならず、その作業が極めて面倒である
といった問題があり、また射出プランジャ若しくは射出
スクリューの射出速度を単にそれらの移動位置に応じて
変化させるだけでは、ゴム材料温度を広い範囲で変化で
きず、応答性も劣るために、ゴム材料温度のバラツキが
必ずしも充分には解消され得ないといった問題があった
。

（課題を解決するための手段） 本発明は、このような課題を解決するために案出された
ものであり、その要旨とするところは、ゴム用射出成形
檄の射出ノズルから射出されるゴム材料の温度を制御す
るに際して、該射出ノズル若しくはその近傍にバルブを
設けるとともに、該射出ノズルからゴム材料を射出させ
るための射出プランジャ若しくは射出スクリューの移動
位置に関連して該バルブの開度を設定する開度設定器を
設け、該開度設定器において、前記射出ノズルから射出
せしめられるゴム材料の温度に対応させて該バルブの開
度設定値を設定することにより、前記射出プランジャ若
しくは射出スクリューの移動位置に応じて該射出ノズル
から射出されるゴム材料の温度を制御するようにしたこ
とにある。

なお、ここで、開度設定器における開度設定値は、射出
プランジャ若しくは射出スクリューが射出完了位置近傍
に達した時に、バルブの開度が増大するように設定する
ことが望ましい。

（作用及び発明の効果） 射出ノズルにバルブを設けて、そのバルブの開度を変化
させるようにすれば、射出ノズルをゴム材料が通過する
際の摩擦熱、ひいては射出ノズルを通じて射出されるゴ
ム材料の温度を極めて良好な応答性を持って、しかも極
めて広い範囲で変化させることができる。

従って、本発明手法のように、そのようなバルブを設け
ると共に、射出プランジャ芳しくは射出スクリューの移
動位置に関連してそのバルブの開度を設定する開度設定
器を設け、この開度設定器にて、射出ノズルから射出せ
しめられるゴム材料の温度に対応させてパルプの開度設
定値を設定するようにすれば、射出ノズルから射出され
るゴム材料温度を、射出プランジャ若しくは射出スクリ
ューの移動位置に応じて、極めて良好な追随性をもって
、極めて広い範囲で制御することが可能となり、その結
果、射出ノズルを一々交換することなく、ゴム材料の種
類や金型等に応じてゴム材料を効率良く加熱して、射出
後のゴム材料の加硫時間、ひいては成形サイクルを有利
に短縮することが可能になるとともに、射出プランジャ
若しくは射出スクリューの移動位置の相違によるゴム材
料温度のバラツキを極めて良好に解消して、その温度の
バラツキによる加硫時間の長期化を極めて良好に防止す
ることが可能になる。

そして、かかる本発明の手法において、開度設定器での
開度設定値の設定により、射出プランジャ若しくは射出
スクリューが射出完了位置近傍に達した時に、ノズルバ
ルブの開度を増大させるようにすれば、ゴム材料が注入
される金型の注入口に残留するゴム材料の温度を確実に
低下させて、該金型の注入口部分に残留するゴム材料が
スコーチすることを良好に回避することができ、そのス
コーチしたゴム材料が次ショット時に製品中に混入して
不良品を生じるようなことを良好に防止することができ
る。

（実施例） 次に、本発明手法をプリプラ式のゴム用射出成形機に適
用した場合について、その実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。

第１図は、そのプリプラ式のゴム用射出成形機を示して
おり、１０は、その射出ユニットを、また１２は、その
射出ユニットｌＯの射出ハウジング１４内にゴム材料を
供給するための押出機を示している。射出ユニット１０
の射出ハウジング１４内には、射出シリンダ１８によっ
て前進・後退作動させられる射出プランジャ１６が摺動
可能に挿入されており、押出機１２から射出ハウジング
１４内に供給されたゴム材料は、この射出プランジャ１
６の前進作動によって射出ノズル２０から金型２２内に
射出されるようになっている。

また、射出プランジャ１６を前進・後退作動させる射出
シリンダ１８は、従来のものと同様に、射出プランジャ
１６の移動位置を検出するリニアスケール２４の検出値
をフィードバック信号として、射出コントローラ２６に
て駆動制御される油圧回路２８により、射出コントロー
ラ２６において予め設定された設定値に従って作動制御
されるようになっている。そして、これにより、射出プ
ランジャ１６の射出速度（前進速度）が従来と同様に、
その移動位置に応じて制御せしめられるようになってい
る。

ここで、射出コントローラ２６においては、射出プラン
ジャ１６の移動位置３１　、Ｓ２　、Ｓ３の設定により
、射出プランジャ１６の移動ストローク：Ｓ１〜Ｓ６　
　（Ｓｏ　；前進端位置）を、Ｓｌ−Ｓ２　、Ｓ２〜Ｓ
３．Ｓ３〜Ｓｏの３つの区間に分割設定できると共に、
それらの３つの分割区間について射出速度（Ｖ＋　　ｌ
Ｖ２　、Ｖ３）を夫々任意に設定できるようになってお
り、またその外に。

金型２２の注入口部分に残留するゴム材料量に対応した
プランジャ１６の移動位置Ｓ４をも設定できるようにな
っている。そして、ここでは、これら射出コントローラ
２６で設定された射出プランジャ１６の設定移動位置：
ＳＩ　　１５２．５３Ｓ４が、開度切換回路３０に供給
されるようになっている。

開度切換回路３０には、射出コントローラ２６からの射
出プランジャ１６の設定移動位Ｍ：Ｓ＋　　、Ｓ２　＋
Ｓｓ　、５４　と共に、リニアスケール２４からその検
出値が供給されるようになっており、開度切換回路３０
は、それらを比較して、射出プランジャ１６の移動位置
に応じた開度切換信号を開度設定器３２に供給するよう
になっている。因みに、ここでは、射出作動の開始時（
ＳＩ）に信号ａ！が、射出プランジャ１６がＳ２に達し
た時に信号ａ２が、また射出プランジャ１６が５３に達
した時に信号ａ３が、更に射出プランジャ１６が３４に
達した時に信号ａ４が、夫々開度切換回路３ｏから開度
設定器３２に供給されるようになっている。

開度設定器３２は、前記射出ノズル２ｏに設けられたノ
ズルバルブ３４の開度を射出プランジャ１６の移動位置
に関連して設定するためのもので、開度切換回路３０か
らの切換信号（ａ＋〜ａ４）と同数の４つの開度設定値
（Ａ＋〜Ａ４）を設定する機能を有しており、開度切換
回路３０からの開度切換信号（ａ＋〜ａ４）に応じた設
定値（Ａ＋〜Ａｓ）を選択出力するようになっている。

そして、ここでは、この開度設定器３２から出力された
開度設定値ＣＡ＋〜Ａ４）と開度が一致するように、ノ
ズルバルブ３４が作動制御されるようになっている。

即ち、ノズルバルブ３４は、油圧シリンダ３６のピスト
ンロッド３８の突出量に応じてその開度が変化させられ
るようになっており、油圧シリンダ３６のピストンロッ
ド３８の突出量を検出するリニアスケール４０によって
その開度が検出されるようになっている。そして、この
リニアスケール４０で検出されたノズルバルブ３４の開
度検出値と前記開度設定器３２から選択出力された開度
設定値（Ａ＋〜Ａ４）とが比較器４２に供給されて、そ
れらの偏差信号が比較器４２からサーボバルブ４４に供
給されるようになっており、サーボバルブ４４が、この
偏差信号を解消するように、つまりリニアスケール４０
でのノズルバルブ３４の開度検出値と開度設定器３２か
らの開度設定値（Ａ＋〜Ａ４）とを一致させるように、
油圧シリンダ３６を駆動制御するようになっている。

このようなゴム用射出成形機においてゴム材料の射出操
作を行うには、射出プランジャ１６を加熱するヒータ等
による射出前のゴム材料の加熱制御条件を、従来と同様
に、ゴム材料が容易にスコーチしないような条件に設定
する。

また、射出コントローラ２６に内蔵の設定器にて射出プ
ランジャ１６の移動位置：Ｓ、、３２　。

Ｓ３を設定することにより、ゴム材料を所望の温度に上
昇させるに必要な熱量に応じて、射出プランジャ１６の
移動ストローク（Ｓ＋〜Ｓｏ）を３つの射出速度一定区
間（Ｓ＋〜５２．５２〜ｓ３．ｓ３〜Ｓｏ）に分割する
。そして、その３つの区間において射出ノズル２０から
射出されるゴム材料温度ができるだけ所望の温度に一致
するように、射出コントローラ２６及び開度設定器３２
にて、射出速度（ＶＩ”Ｖ３）及びノズルバルブ３４の
開度（ＡＩ”Ａ３）を設定する。

更に、これらの設定と同時に、金型２２の注入口に残留
するゴム材料量に対応した射出プランジャ１６の移動位
Ｎ　Ｓ　ｓを射出コントローラ２６で設定し、且つ開度
設定器３２において、射出プランジャ１６がこの移動位
置Ｓ４に達した時に、ノズルバルブ３４の開度が充分大
きくなるように、開度設定器３２の開度設定値Ａ４を設
定する。そして、このような設定条件下で従来と同様に
ゴム材料の射出操作を行う。

このようにすれば、ゴム材料は先ず、射出前の段階で、
射出ハウジング１４内で所定の温度まで高められる。そ
して、射出作動が開始されると、射出プランジャ１６が
Ｓ２に達するまでの間（Ｓ＋＝３２Ｍ）は、射出プラン
ジャ１６の射出速度がｖｌに保持されると共に、ノズル
バルブ３４の開度がＡＩに維持されるために、ゴム材料
が射出ノズル２０を通過する際、それら射出プランジャ
１６の射出速度Ｖ１及びノズルバルブ３４の開度Ａｌに
対応した大きさの摩擦熱が惹起されて、ゴム材料がその
摩擦熱の発熱量に応じて所望の温度に精度良く加熱・昇
温せしめられる。

また、射出プランジャ１６が５２〜ｓ３間にある間は、
同様に、射出プランジャ１６の射出速度及びノズルバル
ブ３４の開度が夫々■２及びＡ２に保持されるために、
ゴム材料はそれらに対応した大きさの摩擦熱によって所
望の温度に精度良く加熱・昇温せしめられ、更に射出プ
ランジャ１６が５３〜５４間にある間は、ゴム材料は、
射出プランジャ１６の射出速度Ｖ３及びノズルバルブ３
４の開度Ａ３に対応した大きさの摩擦熱によって、所望
の温度に精度良く加熱・昇温せしめられる、そして、射
出プランジャ１６が５４を通過すると、ノズルバルブ３
４の開度がＡ４と大幅に増大させられるために、射出ノ
ズル２０をゴム材料が通過する際の摩擦熱が大幅に低減
し、以てスコーチし難い低い温度にゴム材料温度が低下
せしめられる。

而して、本例のように、ノズルバルブ３４の開度を変化
させ、ゴム材料が射出ノズル２０を通過する際の摩擦熱
を変化させて、ゴム材料の温度を変化させるようにした
場合には、その変動幅を極めて大きく、例えば従来より
もｌＯ℃〜５０℃前後も大きく為し得るために、射出ノ
ズル２０を一々交換することなく、多種多様なゴム材料
や金型に広く成形機を対処させることが可能となって、
成形機の汎用性が著しく向上することとなり、またゴム
材料の温度がノズルバルブ３４の開度の変化に速やかに
追随するために、ゴム材料温度のバラツキが極めて良好
に解消されて、ゴム材料温度のバラツキによる加硫時間
の長期化が極めて良好に防止され得ることとなる。

そして、本例では射出プランジャ１６が射出完了位置近
傍の、金型２２の注入口部分に残留するゴム材料量に対
応したＳ４の位置に達すると、ノズルバルブ３４の開度
が急激に増大されて、それまでのゴム材料の昇温温度に
拘らず、ゴム材料温度が速やかに低下させられて、金型
２２の注入口に残留するゴム材料のスコーチが確実に防
止されることとなるために、金型２２内に射出されるＳ
１〜ＳＪ区間でのゴム材料の温度を可及的に高温化させ
て、金型２２内のゴム材料の加硫時間、ひいては成形サ
イクルを有利に短縮化させることが可能となる。

以上１本発明の実施例を詳述したが、本発明はその他の
態様で実施することも可能である。

例えば、上例では、ノズルバルブ３４の開度制御が油圧
シリンダ３６とサーボバルブ４４の組み合わせで行われ
ているが、その開度制御を電動モータを用いて電気的に
行なうようにすることも可能である。

また、上例では、射出プランジャ１６の射出速度とノズ
ルバルブ３４の開度とが、夫々、射出プランジャ１６の
移動ストロークの３分割及び４分割設定であったが、そ
れ以外の分割設定の組み合わせを採用することも可能で
あり、またそれらを共に連続的に変更制御せしめるよう
にすることも可能である。

更に、射出プランジャ１６は、リニアスケール２４以外
の位置センサで検出するようにしてもよく、またタイマ
で時間的に検出するようにしてもよい。

この外、本発明手法をインラインスクリュー式のゴム用
射出成形機に適用するとこも可能であるなど１本発明が
、その主旨を逸脱しない範囲内で、当業者の有する知識
に基づいて、様々な変更を加えた形態で実施できること
はもんちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明手法が適用されたゴム用射出成形機の
一例を説明するための系統図である。 １４：射出ハウジング １６：射出プランジャ ２０：射出ノズル ２４　、４０７リニアスケール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゴム用射出成形機の射出ノズルから射出されるゴ
   ム材料の温度を制御するに際して、該射出ノズル若しく
   はその近傍にバルブを設けるとともに、該射出ノズルか
   らゴム材料を射出させるための射出プランジャ若しくは
   射出スクリューの移動位置に関連して該バルブの開度を
   設定する開度設定器を設け、該開度設定器において、前
   記射出ノズルから射出せしめられるゴム材料の温度に対
   応させて該バルブの開度設定値を設定することにより、
   前記射出プランジャ若しくは射出スクリューの移動位置
   に応じて該射出ノズルから射出されるゴム材料の温度を
   制御するようにしたことを特徴とする射出成形機におけ
   るゴム温度制御方法。
2. （２）前記射出プランジャ若しくは射出スクリューが射
   出完了位置近傍に達した時に、前記バルブの開度が増大
   するように、前記開度設定器における開度設定値を設定
   することを特徴とする請求項（１）に記載のゴム温度制
   御方法。