KR102226560B1

KR102226560B1 - 고무 압출 장치 및 고무 압출물의 제조 방법

Info

Publication number: KR102226560B1
Application number: KR1020197015300A
Authority: KR
Inventors: 사토루 니시오; 유키 후루바야시
Original assignee: 요코하마 고무 가부시키가이샤
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2021-03-11
Also published as: EP3584056A1; WO2018150734A1; KR20190073505A; CN110167740A; JP6520967B2; CN110167740B; JP2018130893A; US11396120B2; US20190366613A1; EP3584056A4

Abstract

고무 압출물(押出物)의 의도하지 않는 만곡을 검지하여 억제하는 것이 가능한 고무 압출 장치 및 고무 압출물의 제조 방법을 제공한다. 압출구(6)로부터 압출된 고무 압출물(R2)의 미리 설정되어 있는 기준 위치(C)로부터의 편차(d)를 센서(9)에 의하여 검지하여, 이 검지 데이터에 기초하여 제어부(10)에 의하여, 헤드(4)의 전단(前端)면을 따른 구금(口金)(5)의 헤드(4)에 대한 상대 위치 또는 스크루(screw)(3)의 회전 속도를 조정하는 것에 의하여, 편차(d)를 시정하는 제어를 행하여, 실린더(2)에 내설(內設)된 스크루(3)에 의하여 고무 재료(R)를 전방(前方)으로 압출하면서 혼합 및 혼련한 미가류 고무(R1)를, 압출 유로(4a)로 보내어 구금(5)에 형성되어 있는 압출구(6)로부터 압출하는 것에 의하여, 압출 방향에 대한 만곡량을 억제한 소망하는 형상의 고무 압출물(R2)을 제조한다.

Description

고무 압출 장치 및 고무 압출물의 제조 방법

본 발명은, 고무 압출(押出) 장치 및 고무 압출물의 제조 방법에 관한 것이고, 한층 더 상세하게는, 고무 압출물의 의도하지 않는 만곡(彎曲)을 검지하여 억제하는 것이 가능한 고무 압출 장치 및 고무 압출물의 제조 방법에 관한 것이다.

타이어 등의 고무 제품을 제조할 때에는, 고무 압출 장치에 의하여 미가류 고무를 압출하는 압출 공정이 있다. 고무 압출 장치에서는, 내설(內設)된 스크루(screw)에 의하여 미가류 고무를 가소화하고, 전단(前端)의 헤드에 형성되어 있는 압출 유로로 보낸다. 헤드의 전단에는 소망하는 형상의 압출구를 가지는 구금(口金)이 설치되어 있고, 이 압출구를 미가류 고무가 통과하는 것에 의하여 소망하는 형상으로 성형된 고무 압출물이 제조된다(예를 들어, 특허 문헌 1, 2, 3 참조).

고무 종류가 다르면 고무 물성도 다르고, 같은 고무 종류이어도 로트(lot)마다 고무 물성에는 다소의 차이가 있다. 또한, 로트마다 압출 조건 등에도 차이가 있다. 이들 차이에 기인하여, 같은 구금을 사용하여 미가류 고무를 압출하여도, 고무 압출물은 압출 방향에 대하여 의도하지 않는 방향으로 만곡하여, 소망하는 형상의 고무 압출물을 얻을 수 없는 일이 있다.

일본국 공개특허공보 특개2008－126560호 일본국 공개특허공보 특개2009－119839호 일본국 공개특허공보 특개2013－216069호

본 발명의 목적은, 고무 압출물의 의도하지 않는 만곡을 검지하여 억제하는 것이 가능한 고무 압출 장치 및 고무 압출물의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 고무 압출 장치는, 통상(筒狀)의 실린더와, 이 실린더의 내부 공간에 배치되는 스크루와, 이 실린더의 전단에 설치되고 상기 내부 공간과 연통(連通)하는 압출 유로를 가지는 헤드와, 상기 압출 유로의 전단 위치에서 상기 헤드에 장착되고 압출구를 가지는 구금을 구비한 고무 압출 장치에 있어서, 상기 압출구로부터 압출된 고무 압출물의 미리 설정되어 있는 기준 위치로부터의 편차를 검지하는 센서와, 이 센서에 의한 검지 데이터에 기초하여 상기 편차를 시정하는 제어를 행하여 상기 고무 압출물의 만곡을 억제하는 제어부를 구비하고, 상기 고무 압출물이 처진 상태를 거쳐 하류 측으로 반송되어 있어, 상기 편차가 상기 처진 상태에 있어서의 위치에서의 상기 고무 압출물의 폭 방향의 경사 또는 상기 고무 압출물의 표면의 요철의 크기인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 고무 압출물의 제조 방법은, 통상의 실린더의 내부 공간에 고무 재료를 투입하고, 이 내부 공간에 배치된 스크루에 의하여, 상기 고무 재료를 전방(前方)으로 압출하면서 혼합 및 혼련(混練)한 미가류 고무를, 상기 실린더의 전단에 설치된 헤드에 형성되어 있는 압출 유로로 보내고, 상기 압출 유로의 전단에서 상기 헤드에 장착된 구금에 형성되어 있는 압출구로부터 상기 미가류 고무를 고무 압출물로서 압출하는 고무 압출물의 제조 방법에 있어서, 상기 압출구로부터 압출된 고무 압출물의 미리 설정되어 있는 기준 위치로부터의 편차를 센서에 의하여 검지하고, 이 센서에 의한 검지 데이터에 기초하여 제어부에 의하여 상기 편차를 시정하는 제어를 행하여, 상기 미가류 고무를 상기 압출 유로를 통과시켜 상기 압출구로부터 압출하는 것에 의하여, 상기 고무 압출물의 압출 방향에 대한 만곡량을 작게 하고, 상기 고무 압출물이 처진 상태를 거쳐 하류 측으로 반송되어 있어, 상기 편차가 상기 처진 상태에 있어서의 위치에서의 상기 고무 압출물의 폭 방향의 경사 또는 상기 고무 압출물의 표면의 요철의 크기를 이용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 압출구로부터 압출된 고무 압출물에 대하여, 미리 설정되어 있는 기준 위치로부터의 편차를 센서에 의하여 검지하기 때문에, 이 검지 데이터에 의하여 고무 압출물의 만곡 상태(만곡 방향 및 만곡량)를 파악할 수 있다. 그리고, 이 검지 데이터에 기초하여 제어부에 의하여 편차를 시정하는 제어를 행하여, 미가류 고무를 압출 유로를 통과시켜 압출구로부터 압출하는 것에 의하여, 압출 방향에 대한 고무 압출물의 의도하지 않는 만곡을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 고무 압출 장치의 개요를 측면으로부터 보는 모습으로 예시하는 설명도이다.
도 2는 도 1의 헤드의 주변을 정면으로부터 보는 모습으로 예시하는 설명도이다.
도 3은 도 1의 헤드의 주변을 평면으로부터 보는 모습으로 예시하는 설명도이다.
도 4는 도 2의 A－A 단면으로부터 볼 때에 있어서 헤드 주변의 내부를 예시하는 설명도이다.
도 5는 도 3의 구금을 헤드의 좌우 방향 중앙에 배치하여 고무 압출물을 압출하고 있는 상태를 예시하는 설명도이다.
도 6은 도 5의 구금을 헤드에 대하여 좌측으로 이동시킨 위치에서 고무 압출물을 압출하고 있는 상태를 예시하는 설명도이다.
도 7은 도 6의 구금을 헤드에 대하여 더 좌측으로 이동시킨 위치에서 고무 압출물을 압출하고 있는 상태를 평면으로부터 보는 모습으로 예시하는 설명도이다.
도 8은 처진 위치에서의 고무 압출물의 폭 방향의 경사를 도 1의 B방향으로부터 볼 때에 있어서 모식적으로 예시하는 설명도이다.
도 9는 처진 위치에서의 고무 압출물의 표면의 요철을 도 1의 B방향으로부터 볼 때에 있어서 모식적으로 예시하는 설명도이다.
도 10은 고무 압출 장치의 다른 실시 형태를 정면으로부터 보는 모습으로 예시하는 설명도이다.

이하, 본 발명의 고무 압출 장치 및 고무 압출물의 제조 방법을 도면에 도시한 실시 형태에 기초하여 설명한다.

도 1 ~ 도 4에 예시하는 본 발명의 고무 압출 장치(1)는, 통상의 실린더(2)와, 실린더(2)의 내부에 배치되는 스크루(3)와, 실린더(2)의 전단에 배치되는 헤드(4)와, 스크루(3)의 회전 속도를 제어하는 제어부(10)를 구비하고 있다. 헤드(4)에는 압출구(6)를 가지는 구금(5)이 장착되어 있다.

이 고무 압출 장치(1)는, 구금(5)을 헤드(4)의 전단면을 따라서, 헤드(4)에 대하여 상대적으로 적어도 일축 방향으로 이동시키는 이동 수단(7)과, 센서(9)를 가지고 있다. 센서(9)에 의한 검지 데이터는 제어부(10)에 입력되고, 이동 수단(7)의 동작은 제어부(10)에 의하여 제어된다. 덧붙여, 도 1에서는, 이동 수단(7) 등을 생략하여 도시하고 있지 않다.

이 실시 형태의 고무 압출 장치(1)에서는 나아가, 구금(5)의 전방으로 압출구(6)로부터 압출된 고무 압출물(R2)을 다음 공정으로 반송하는 컨베이어 장치(11)가 배치되어 있다. 고무 압출물(R2)은, 압출구(6)와 컨베이어 장치(11)와의 사이에서는 처진 상태가 되고, 이 처진 상태를 거쳐 컨베이어 장치(11)에 의하여 하류 측으로 반송된다.

도면에서는, 헤드(4)의 전단면을 따른 일축 방향으로서, X 화살표 방향 및 Y 화살표 방향이 기재되어 있다. X 화살표 방향은 헤드(4)의 좌우 방향(폭 방향)이고, Y 화살표 방향은 헤드(4)의 상하 방향(높이 방향)이며, X 화살표 방향과 Y 화살표 방향은 직교하는 방향이다. 이 일축 방향은, 헤드(4)의 전단면을 따른 방향이면 되기 때문에, X 화살표 방향이나 Y 화살표 방향으로 한정하지 않고, 헤드(4)의 전단면을 따른 기울기의 방향인 경우도 있다.

도 4에 예시하는 바와 같이, 실린더(2)의 전단부에서는 내부 공간이 전방을 향하여 좁아지고 있다. 헤드(4)는, 전후 방향으로 관통하는 압출 유로(4a)를 가지고 있어, 이 압출 유로(4a)는 실린더(2)의 내부 공간과 연통하고 있다.

구금(5)은 헤드(4)의 압출 유로(4a)의 전단 위치에 장착되어 있다. 이 실시 형태에서는, 구금(5)을 전후로 관통하는 압출구(6)는, 도 2에 예시하는 바와 같이 정면으로부터 볼 때 있어서 헤드(4)의 좌우 방향으로 연재(延在)하는 사다리꼴 형상이고, 좌우 비대칭의 형상으로 되어 있다. 압출 유로(4a)와 압출구(6)는 연통하고 있기 때문에, 실린더(2)의 내부 공간으로부터 압출 유로(4a)로 밀어 넣어져 통과한 미가류 고무(R1)가, 압출구(6)로부터 고무 압출물(R2)로서 압출된다. 압출구(6)는 이 형상으로 한정하지 않고, 원형상, 타원형상, 반원형상, 정방형상, 장방형상 등, 소망하는 형상이 채용된다.

헤드(4)에는 좌우 방향으로 간격을 두고 2개의 보지(保持) 부재(7a)가, 보지 부재(7a)를 전후로 관통하는 고정 볼트(7b)에 의하여 고정되어 있다. 구금(5)은 보지 부재(7a)에 의하여 헤드(4)에 대하여 좌우 방향으로 이동 가능하게 보지되어 있다.

헤드(4)의 좌측면에는 고정 플레이트(8)가 외측으로 내뻗어 장착되어 있고, 고정 플레이트(8)에는 이동 수단(7)이 설치되어 있다. 이 실시 형태에서는 이동 수단(7)으로서, 서보(servo) 모터와, 서보 모터에 의하여 회전하여 축 방향으로 이동하는 볼 나사를 가지는 구성이 채용되어, 볼 나사의 선단(先端)이 구금(5)의 좌측면에 접속되어 있다.

이동 수단(7)은 그 외에 예를 들어, 유압 실린더 등을 채용할 수 있다. 이동 수단(7)의 설치 장소는 헤드(4)의 좌측으로 한정하지 않고, 예를 들어, 헤드(4)의 우측으로 할 수도 있다. 덧붙여, 구금(5)과 이동 수단(7)을 직접 접속하는 구조가 아니라, 예를 들어, 구금(5)을 테두리체에 장착하여, 이 테두리체와 이동 수단(7)을 접속한 구조로 할 수도 있다.

이동 수단(7)의 작동에 의하여, 볼 나사가 좌우로 진퇴하기 때문에 구금(5)은 헤드(4)에 대하여 좌우 방향으로 이동한다. 이것에 수반하여, 정면으로부터 볼 때에 있어서 압출 유로(4a)의 전단 개구(開口)에 대한 압출구(6)의 위치가 변화한다. 구금(5)은, 소망하는 이동 위치에서 고정할 수 있기 때문에, 구금(5)과 헤드(4)를, 헤드(4)의 전단면을 따른 소망하는 상대 위치에서 고정할 수 있는 구성으로 되어 있다. 이동 수단(7)의 작동은 센서(9)에 의한 검지 데이터에 기초하여 제어부(10)에 의하여 제어된다. 그 때문에, 제어부(10)의 제어에 의하여 구금(5)이 헤드(4)에 대하여 소망하는 상대 위치로 이동하여 고정된다.

센서(9)는, 압출구(6)로부터 압출된 고무 압출물(R2)의 미리 설정되어 있는 기준 위치(C)로부터의 편차(d)를 검지한다. 편차(d)로서는 예를 들어, 고무 압출물(R2)의 압출 방향으로 직교하는 방향(예를 들어 X 방향이나 Y 방향)으로의 기준 위치(C)로부터의 어긋남량을 이용한다. 혹은, 고무 압출물(R2)이 처진 위치에서의 기준 위치(C)로부터의 고무 압출물(R2)의 폭 방향의 경사 또는 고무 압출물(R2)의 표면의 요철의 크기를 편차(d)로서 이용할 수도 있다.

센서(9)로서는 예를 들어, 화상 센서, 변위 센서 등을 이용할 수 있다. 센서(9)의 검지 데이터에 기초하여, 제어부(10)는 편차(d)를 시정하는 제어를 행하여 고무 압출물(R2)의 만곡을 억제한다. 구체적으로는, 이동 수단(7)을 제어하여, 헤드(4)의 전단면을 따라서 헤드(4)에 대한 구금(5)의 위치를 조정하는 것으로 편차(d)를 시정한다. 혹은, 스크루(3)의 회전 속도를 제어하여 편차(d)를 시정한다.

이하, 본 발명의 고무 압출물의 제조 방법의 수순(手順)을 설명한다.

고무 압출 장치(1)에 의하여 고무 압출물(R2)을 제조할 때에는, 원료 고무 및 배합제 등의 소정량의 고무 재료(R)를, 실린더(2)의 내부 공간에 투입한다. 고무 재료(R)는 회전하는 스크루(3)에 의하여 혼합, 혼련된다. 스크루(3)에 의하여 전방으로 압출된 미가류 고무(R1)는, 어느 정도 부드러워져(가소화되어), 압출 유로(4a)로 보내져 압출 유로(4a)를 통과한다.

압출 유로(4a)의 전단 통로 면적은, 구금(5)에 의하여 일부가 덮여 있어, 소망하는 형상의 압출구(6)로부터 미가류 고무(R1)가 압출되는 것에 의하여 소망하는 단면 형상으로 성형된 고무 압출물(R2)이 제조된다. 예를 들어, 소정 형상으로 형성된 스트립 형상의 타이어 부재 등의 고무 압출물(R2)이, 본 발명으로부터 제조된다. 고무 압출물(R2)은 압출되면서, 반송 컨베이어 장치(11)에 의하여 다음 공정으로 반송된다.

미가류 고무(R1)의 고무 물성의 차이나 압출 조건 등에 의한 차이가 있으면, 동일한 형상의 압출구(6)로 압출하여도 도 5에 예시하는 바와 같이, 고무 압출물(R2)이 의도하지 않는 방향(좌우 방향이나 상하 방향)으로 만곡하는 일이 있다. 덧붙여, 도 5 ~ 도 7에서는, 압출구(6)의 좌우 방향(폭 방향) 중심 위치를 기준 위치(C)로서 일점쇄선 C로 도시하고 있고, 고무 압출물(R2)의 좌우 방향(폭 방향) 중심 위치를 일점쇄선 M으로 도시하고 있다.

도 5에서는, 구금(5)으로부터 전방으로 거리 L의 위치에서, 고무 압출물(R2)의 좌우 방향 중심 위치(M)가, 기준 위치(C)에 대하여 우측으로 치우쳐 있어, 고무 압출물(R2)이 우측으로 만곡하고 있다(편차(d)를 가지고 있다). 이 실시 형태에서는, 구금(5)으로부터 전방으로 거리 L의 위치에서의 고무 압출물(R2)의 기준 위치(C)에 대한 고무 압출물(R2)의 좌우 방향 중심 위치(M)의 좌우 방향의 어긋남량을 편차(d)로서 센서(9)에 의하여 축차(逐次) 검지한다.

고무 압출물(R2)이 곧게 압출되지 않고, 도 5에 예시하는 바와 같이 특정의 방향으로 만곡하는 원인은, 미가류 고무(R1)의 고무 물성의 차이나 압출 조건(압력, 온도, 유속 등), 실린더(2)와 스크루(3)와의 매칭 등, 다방면에 걸쳐 복합적인 것이라고 생각된다. 본 발명은, 정면으로부터 볼 때에 있어서의 압출 유로(4a)와 압출구(6)와의 상대 위치를 다르게 하는 것, 혹은 스크루(3)의 회전 속도를 변화시키는 것으로, 고무 압출물(R2)의 만곡 상태(만곡량이나 만곡 방향)가 변화하는 것을 이용하고 있다. 2개의 스크루(3)를 가지는 2축 타입 등, 복수 개의 스크루(3)를 가지는 고무 압출 장치(1)에서는 특히, 각각의 스크루(3)의 회전 속도를 변화시키는 것이, 고무 압출물(R2)의 만곡 상태를 변화시키기에는 유효하다.

그래서 본 발명에서는, 도 5의 위치에 있는 구금(5)을 도 6에 예시하는 바와 같이, 헤드(4)에 대하여 좌측으로 이동시킨다. 이와 같이 정면으로부터 볼 때에 있어서의 압출 유로(4a)와 구금(5)과의 상대 위치를 변화시키면, 압출 유로(4a)로부터 압출구(6)를 통과할 때에 미가류 고무(R1)의 압력 분포(유량 분포)에 변화가 생긴다. 이것에 수반하여, 고무 압출물(R2)에는 좌측으로 만곡시키는 힘이 작용하여 고무 압출물(R2)의 만곡 상태를 조정할 수 있다.

만일, 도 7에 예시하는 바와 같이, 구금(5)을 헤드(4)에 대하여 한층 좌측으로 이동시키면, 고무 압출물(R2)에 작용하는 좌측으로 만곡시키는 힘이 과대하게 되기 때문에, 고무 압출물(R2)은 좌측으로 만곡하게 된다. 그래서, 본 발명에서는, 센서(9)에 의한 검지 데이터에 기초하여 제어부(10)가 편차(d)를 제로에 접근하도록 구금(5)의 위치(헤드(4)의 전단면을 따른 구금(5)과 헤드(4)와의 상대 위치)를 축차 제어한다(피드백 제어를 한다). 고무 압출물(R2)의 편차(d)는, 거리 L이 500mm정도의 위치에서 가장 커지기 때문에, 센서(9)에 의하여 편차(d)를 검지하는 것은, 예를 들어 거리 L이 400mm ~ 600mm의 위치로 한다.

이 제어를 행하는 것으로, 정면으로부터 볼 때에 있어서의 압출 유로(4a)와 압출구(6)와의 상대 위치를 적절히 조정하여, 도 6에 예시하는 바와 같이 고정한 상태로 하여 고무 압출물(R2)을 압출한다. 즉, 고무 압출물(R2)의 의도하지 않는 만곡과 반대 방향으로 만곡시키도록 헤드(4)의 전단면을 따라서 구금(5)을 헤드(4)에 대하여 상대 이동시키는 것으로, 고무 압출물(R2)의 의도하지 않는 만곡을 억제할 수 있다. 그 결과, 우측으로 만곡하고 있던 고무 압출물(R2)의 만곡이 시정되고, 압출구(6)의 형상으로 성형된 소망 형상의 곧은 고무 압출물(R2)을 얻는 것이 가능하게 된다.

혹은, 센서(9)에 의한 검지 데이터에 기초하여 제어부(10)가 편차(d)를 제로에 접근하도록 스크루(3)의 회전 속도를 빠르게 한다, 또는, 느리게 하는 제어를 행한다. 이 제어를 행하는 것으로, 압출 유로(4a)로부터 압출구(6)를 통과할 때에 미가류 고무(R1)의 압력 분포(유량 분포)를 변화시켜 고무 압출물(R2)의 만곡을 시정한다.

따라서 본 발명에 의하면, 고무 물성이나 압출 조건 등에 의한 차이가 생겨도, 헤드(4)의 전단면을 따른 구금(5)과 헤드(4)와의 상대 위치를 제어하는, 혹은, 스크루(3)의 회전 속도를 제어하는 것으로, 의도하지 않는 만곡을 억제한 소망하는 형상의 고무 압출물(R2)을 안정되게 제조할 수 있다. 또한, 고무 물성이나 압출 조건 등에 의한 차이에 따라, 그때마다, 구금(5)의 형상을 수정 가공하거나, 압출 조건 등을 조정하기 위하여 종래 행하고 있던 여분의 작업이 불요, 혹은, 여분의 작업이 최소한으로 된다. 그 때문에, 고무 압출물(R2)의 생산성을 향상시키는 데에는 유리하게 된다. 게다가, 압출 유로(4a)의 전단 위치에 구금(5)을 이동시키는 이동 수단(7)을 설치하는 것은 큰 개조는 아니기 때문에, 기존의 고무 압출기에 대하여도 용이하게 적용할 수 있다.

편차(d)를 산출하기 위한 기준 위치(C)나, 기준 위치(C)와 비교 대상이 되는 부위는, 이 실시 형태에 예시한 것으로 한정되는 것은 아니고, 적의(適宜) 설정할 수 있다. 예를 들어, 압출구(6)의 좌단 위치를 기준 위치(C)로서, 이 기준 위치(C)와 고무 압출물(R2)의 좌단 위치를 비교하여 편차(d)를 산출할 수도 있다.

또한, 센서(9)에 의하여 검지하는 편차(d)는, 기준 위치(C)에 대한 고무 압출물(R2)의 압출 방향으로 직교하는 방향으로의 어긋남량에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 8에 도시하는 바와 같이, 압출구(6)와 컨베이어 장치(11)와의 사이에서 처진 위치에서의 고무 압출물(R2)의 폭 방향의 경사를 편차(d)로 할 수도 있다.

고무 압출물(R2)이 폭 방향으로 만곡한 경우, 고무 압출물(R2)이 천진 위치에서는, 폭 방향으로 경사가 생긴다. 그래서 도 8에서는, 수평이 미리 기준 위치(C)로 설정되어 있어, 이 기준 위치(C)로부터의 경사의 크기를 편차(d)로 하고 있다. 덧붙여, 고무 압출물(R2)의 폭 방향의 경사에 대신하여, 폭 방향 양단의 최하 위치끼리의 상하차(差)를 편차(d)로 하여도 무방하다.

도 9에 예시하는 바와 같이, 압출구(6)와 컨베이어 장치(11)와의 사이에서 처진 위치에서의 고무 압출물(R2)의 표면의 요철의 크기를 편차(d)로 할 수도 있다. 도 9에서는, 파선으로 도시한 원형 부분이 오목부가 되어 있어, 오목부와 오목부와의 사이가 볼록부로 되어 있다. 덧붙여, 도 9에서는 고무 압출물(R2)의 만곡 방향을 도 8과는 반대 방향으로 하여 도시하고 있다.

고무 압출물(R2)이 폭 방향으로 만곡한 경우, 고무 압출물(R2)의 표면에는 긴쪽 방향으로 연속하여 요철이 형성되는 일이 있다. 그래서 도 9에서는, 처진 위치에서의 고무 압출물(R2)의 폭 방향 양단의 최하 위치끼리를 연결한 선이 기준 위치(C)로 설정되어 있어, 이 기준 위치(C)로부터의 오목부의 최대 깊이, 또는, 볼록부의 최대 높이를 편차(d)로 하고 있다.

본 발명을 이용하여, 예를 들어 타이어 구성 부재가 되는 고무 압출물(R2)을 제조하면, 의도하지 않는 만곡이 억제된 소망하는 형상으로 할 수 있다. 그 때문에, 이 고무 압출물(R2)을 이용하여 타이어를 제조하면, 타이어의 유니포미티(uniformity)를 향상시키는 데에는 유리하게 된다.

헤드(4)의 전단면을 따라서 구금(5)을 헤드(4)에 대하여 상대 이동시키는 제어와, 스크루(3)의 회전 속도의 제어는, 양방(兩方) 동시에 행하는 것도, 개별적으로 어느 일방만을 행하는 것도 가능하다. 스크루(3)의 회전 속도를 변화시키면, 고무 압출물(R2)의 생산 속도에 영향이 생기기 때문에, 예를 들어, 구금(5)을 헤드(4)에 대하여 상대 이동시키는 제어를 우선하여 행한다. 그리고, 이 제어만으로는, 충분히 고무 압출물(R2)의 만곡을 시정할 수 없는 경우는, 스크루(3)의 회전 속도의 제어를 가한다.

복수의 고무 종류에 관하여, 압출 조건과, 편차(d)와, 편차(d)를 시정하기 위하여 필요한 제어량(헤드(4)의 전단면을 따른 구금(5)과 헤드(4)와의 상대 위치나 스크루(3)의 회전 속도)과의 관계를 나타내는 상관 데이터가 어느 정도 축적되어 있는 경우는, 이 상관 데이터를 제어부(10)에 입력해 둔다. 그리고, 고무 압출물(R2)의 압출을 개시할 때에는, 그 고무 물성 등을 제어부(10)에 입력하여, 이들의 데이터와, 미리 취득하여 입력되어 있는 상술한 상관 데이터에 기초하여, 구금(5)을 헤드(4)에 대하여 소정 위치에 배치하고, 스크루(3)의 회전 속도를 소정값으로 설정하여 프리셋(preset) 상태로 할 수도 있다.

압출 개시 초기에는, 이 프리셋 상태로 고무 압출물(R2)을 압출하는 것에 의하여, 편차(d)를 시정하여 고무 압출물(R2)이 의도하지 않는 만곡이 생기지 않도록 할 수도 있다. 그 후는, 상술한 피드백 제어에 의하여, 헤드(4)의 전단면을 따라서 구금(5)을 헤드(4)에 대하여 상대 이동시키는 제어, 또는, 스크루(3)의 회전 속도의 제어를 행한다.

이 실시 형태와 같이, 구금(5)을 헤드(4)에 대하여 상대 이동시키는 일축 방향이, 압출구(6)의 연재 방향(압출구(6)가 정면으로부터 볼 때에 있어서 가장 길게 연재하고 있는 방향)으로 설정하면, 압출 유로(4a)로부터 압출구(6)를 통과할 때의 미가류 고무(R1)의 압력 분포(유량 분포)를 크게 변화시키기 쉽다. 그 때문에, 고무 압출물(R2)의 의도하지 않는 만곡을 억제하기 쉬워진다.

이 실시 형태에서는, 1개의 스크루(3)를 가지는 이른바 일축 타입의 고무 압출 장치(1)를 예시하였지만, 2개의 스크루(3)를 가지는 이축 타입, 혹은 삼축 타입의 고무 압출 장치(1)에도 본 발명을 적용할 수 있다.

도 10에 예시하는 고무 압출 장치(1)의 다른 실시 형태에서는, 구금(5)이 헤드(4)의 전단면을 따라서, 헤드(4)에 대하여 좌우 방향뿐만 아니라 상하 방향으로도 상대 이동할 수 있는 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 헤드(4)의 상방(上方)에 이동 수단(7)이 배치되어 있다. 이 이동 수단(7)에는 서보 모터와, 서보 모터에 의하여 회전하여 축 방향으로 이동하는 볼 나사를 가지는 구성이 채용되어, 볼 나사의 선단이 구금(5)의 상면(上面)에 접속되어 있다. 이 이동 수단(7)은, 헤드(4)의 좌측에 배치된 다른 이동 수단(7)과 연결 암(7c)에 의하여 연결되어 있다. 구금(5)은 보지 부재(7a)에 의하여 헤드(4)에 대하여 좌우 방향 및 상하 방향으로 이동 가능하게 보지되어 있다.

구금(5)의 좌측에 배치된 이동 수단(7)은, 연결 암(7c)을 통하여 구금(5)의 상방에 배치된 이동 수단(7) 및 구금(5)을, 헤드(4)의 전단면을 따라서 헤드(4)에 대하여 좌우 방향으로 상대 이동시킨다. 따라서, 이 실시 형태에서는 구금(5)은 헤드(4)의 전단면을 따라서 헤드(4)에 대하여 상대적으로 임의의 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

이 실시 형태에서는, 압출 유로(4a)로부터 압출구(6)를 통과할 때에 미가류 고무(R1)의 압력 분포(유량 분포)를 보다 상세하게 변화시킬 수 있기 때문에, 고무 압출물(R2)의 만곡 상태를 보다 상세하게 조정할 수 있다. 그러므로, 고무 압출물(R2)의 의도하지 않는 만곡을 보다 정도(精度) 좋고 확실하게 억제하는 것이 가능하게 된다.

이 실시 형태에 있어서도, 앞의 실시 형태에서 설명한 여러 가지 사양을 적용할 수 있다.

1: 고무 압출 장치
2: 실린더
3: 스크루
4: 헤드
4a: 압출 유로
5: 구금
6: 압출구
7: 이동 수단
7a: 보지 부재
7b: 고정 볼트
7c: 연결 암
8: 고정 플레이트
9: 센서
10: 제어부
11: 컨베이어 장치
R: 고무 재료
R1: 미가류 고무
R2: 고무 압출물

Claims

통상(筒狀)의 실린더와, 이 실린더의 내부 공간에 배치되는 스크루(screw)와, 이 실린더의 전단(前端)에 설치되고 상기 내부 공간과 연통(連通)하는 압출(押出) 유로를 가지는 헤드와, 상기 압출 유로의 전단 위치에서 상기 헤드에 장착되고 압출구를 가지는 구금(口金)을 구비한 고무 압출 장치에 있어서,
상기 압출구로부터 압출된 고무 압출물의 미리 설정되어 있는 기준 위치로부터의 편차를 검지하는 센서와, 이 센서에 의한 검지 데이터에 기초하여 상기 편차를 시정하는 제어를 행하여 상기 고무 압출물의 만곡을 억제하는 제어부를 구비하고,
상기 고무 압출물이 처진 상태를 거쳐 하류 측으로 반송되어 있어, 상기 편차가 상기 처진 상태에 있어서의 위치에서의 상기 고무 압출물의 폭 방향의 경사 또는 상기 고무 압출물의 표면의 요철의 크기인 것을 특징으로 하는 고무 압출 장치.
제1항에 있어서,
상기 헤드의 전단면을 따라서 상기 구금을 상기 헤드에 대하여 상대적으로 적어도 일축 방향으로 이동시키는 이동 수단을 가지고, 이 이동 수단을 상기 제어부에 의하여 제어하는 것에 의하여 상기 편차를 시정하는 구성으로 한 고무 압출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스크루의 회전 속도를 상기 제어부에 의하여 제어하는 것에 의하여 상기 편차를 시정하는 구성으로 한 고무 압출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고무 압출물을 압출하면서, 상기 센서에 의하여 상기 편차를 축차(逐次) 검지하여 상기 제어부에 의하여 상기 편차를 시정하는 제어를 축차 행하는 구성으로 한 고무 압출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
복수의 고무 종류에 관하여, 압출 조건과, 상기 편차와, 상기 편차를 시정하기 위하여 필요한 제어량과의 관계를 나타내는 상관 데이터를 미리 취득하여 상기 제어부에 기억해 두고, 고무 압출물의 압출 초기에는, 압출하는 고무 압출물의 고무 종류와, 압출 조건과, 상기 상관 데이터에 기초하여, 상기 편차를 시정하는 제어를 행하여 상기 고무 압출물의 만곡을 억제하는 구성으로 한 고무 압출 장치.
통상의 실린더의 내부 공간에 고무 재료를 투입하고, 이 내부 공간에 배치된 스크루에 의하여, 상기 고무 재료를 전방(前方)으로 압출하면서 혼합 및 혼련한 미가류 고무를, 상기 실린더의 전단에 설치된 헤드에 형성되어 있는 압출 유로로 보내고, 상기 압출 유로의 전단에서 상기 헤드에 장착된 구금에 형성되어 있는 압출구로부터 상기 미가류 고무를 고무 압출물로서 압출하는 고무 압출물의 제조 방법에 있어서,
상기 압출구로부터 압출된 고무 압출물의 미리 설정되어 있는 기준 위치로부터의 편차를 센서에 의하여 검지하고, 이 센서에 의한 검지 데이터에 기초하여 제어부에 의하여 상기 편차를 시정하는 제어를 행하여, 상기 미가류 고무를 상기 압출 유로를 통과시켜 상기 압출구로부터 압출하는 것에 의하여, 상기 고무 압출물의 압출 방향에 대한 만곡량을 작게 하고,
상기 고무 압출물이 처진 상태를 거쳐 하류 측으로 반송되어 있어, 상기 편차가 상기 처진 상태에 있어서의 위치에서의 상기 고무 압출물의 폭 방향의 경사 또는 상기 고무 압출물의 표면의 요철의 크기를 이용하는 것을 특징으로 하는 고무 압출물의 제조 방법.
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