WO2020195212A1 - 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
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Abstract
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。 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。
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。
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。
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。
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。
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
2 バンク
3 ホッパー
4 スクリュー
5 バンクセンサ
Claims (8)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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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2019
- 2019-03-26 JP JP2019057713A patent/JP6539424B1/ja active Active
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2020
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20778310 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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