JPS5848340B2 - ザイリヨウオヨテイダンメンケイニ セイケイスルホウホウ オヨビ ソウチ - Google Patents

ザイリヨウオヨテイダンメンケイニ セイケイスルホウホウ オヨビ ソウチ

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JPS5848340B2
JPS5848340B2 JP50061127A JP6112775A JPS5848340B2 JP S5848340 B2 JPS5848340 B2 JP S5848340B2 JP 50061127 A JP50061127 A JP 50061127A JP 6112775 A JP6112775 A JP 6112775A JP S5848340 B2 JPS5848340 B2 JP S5848340B2
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roller
rollers
extruder
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AMF Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エラストマー材料の層をタイヤ等の表面上に
置く為の方法及び装置に関し、特に、予定断面形のエラ
ス１・マー材料を押出し及び或形する為の新規な方法及
び装置に関する。
周知の如く、押出し或形操作に於では、操作全体の能率
は、材料が型から出る時の形に対する制御により多いに
左右され、さらに、押出される材料の流量に対して、加
工される材料の流量を制御し得る事が、全操作の連続性
及び制御に対して極めて重要であるが、現在に至る迄、
高生産量を保ちつ＼有効満足に流量制御を行う事は達成
されて無い。
こＳに於で本発明は、従来技術の欠陥を克附する事を主
目的とする。
本発明の他の目的は、押出し成形された製品の流だの制
御すると同時に、予定の形を有する高品質の製品を作る
事を可能にするにある。
さらに他の目的は、処理される材料の流量を制御する方
法を提供するにある。
さらに他の目的は、押出し成形される材料の流量と、供
給される原材料の流量とを同期化する（同調させる）為
の制御手段を提供するにある。
本発明のその他の目的及び利点は、以下の説明により明
らかにされるものと信ずる。
押出し成形の流量及び、成形された材料の形を制御する
為の操作変数の決定に当っては、種々な物理的及び特性
因子を注意深く研究する事を要する。
例えば、材料が押出し成形される時の温度は明らかに流
量に影響し、この流量は型の性能に直接関係する。
さらに上記決定に関与する因子は、規定の一定の形及び
寸法の製品が押出し成形され得て、これが、処理される
表面上に、経済的に否定される事無く置かれ得るか否か
と云う問題である。
以下、本発明の方法及び装置を、準備されたタイヤ表而
に材料をかぶせる場合に就で説明する。
この種の操作に於では、（これに限られるのでは無いが
）、（約１〜３ ｉｎ ） ２．５ ４ 〜７．６ ２
ｃｍの比較的小さいゴムリボンが自動的に制御されつト
プログラムに従って重ねて巻かれる。
この場合、小さいゴムリボンが用いられるのは、重ねら
れるリボンの量に拘らず均等な表面を得る為に必要とさ
れるのである。
この操作全体中には、リボンが比較的小さく、その寸法
が一定になる様にする為の正確にして繰返し得る制御が
必要とされるが、その理由は、一般にリボンの寸法が小
さい方が、作られた重ねられた面、即ちタイヤ表面が一
層均等になるからである。
しかしこの要件は、既存のエラストマー材料用押出機に
於では満たされない。
簡単に云うと、型の寸法が小になると押出された材料の
温度は高まるが、品質は低下する。
毎日の操作の間に、これら二つの要件の間の釣合いが発
見されるが、この様な釣合いによっては或る種類の材料
、例えば天然ゴムの場合に押出し速度が遅くなる結果が
生ずる。
その主たる理由は、この様な材料は、狭い型孔を通して
は押出され悪い特性を有するからである。
この場合、一旦型孔の寸法を増加するとリボン寸法が大
になり、夕・ｆヤの造成が最適で無くなる結果を生ずる
。
、本発明に於では、小寸法のリボンを得る為の要件とは
別に（即ち、この要件を阻害する事無しに）、押出機の
性能を制御する事を可能にされ、従って、型系統中に用
いられる通常の押出機の性能が著るしく改善される（即
ち、押出機が良好な作動条件下に置かれる）。
例えば、通常の手段、例えば固定型に於でリボンの寸法
を制御するには、リボンの巾が車実上一定に保たれ、リ
ボンの厚さが予定範囲内に於で変えられるが、本発明に
於では、リボンの厚さが、精細な流量（排出量）同期化
（同調化）により一定に保たれ、リボンの巾が、押出機
作動条件の函数として変えられる。
従って、この様な制御を行う為には、ローラ型に於ける
リボン巾の検知及び制御を行う事が必要とされる。
この要件を満たす事により、材料の種類及び、押出機の
性能の如き他の因子による影響が極小にされ、よって、
固定型の場合に、高品質の薄いリボンを作る事に対して
生じた困難が、本発明に於では皆無もしくは実質的に排
除される。
本発明に於では、通常の押出し圧より遥かに低い圧力が
用いられ、よって、押出された材料が一時的に急増する
事及び（または）、粗ぼうな望ましからざる製品が作ら
れる傾向等はも早心配しなくてよい事柄になる。
最後に、通常の固定型の場合に生じたリボン厚の所々の
膨らみも実質的に排除される。
基本的には、本発明による方法及び装置に於では押出機
は、小さくて薄いリボンを作ると云う目的に拘束されな
い。
即ち、本発明に於では、従来技術に於ける欠点を克服す
る為に、「相協力する、予定の形を持った、作動的に制
御され、かつ温度制御される二つのローラ」から成るロ
ーラ型が用いられ、上記ローラ型が、押出機の大きなオ
リフイスノズルから押出された楕円形のリボンを所要寸
法のリボンに絞る（成形する）。
この方法により、押出機の出口が開放されている状態の
温度の時に近い生産量が得られる。
なお、本発明に於では、流量及び作動条件を制御する為
の一連の制御手段が用いられる。
以下、添付図面に従い、さらに詳細に説明する。
第１図に於で、本発明による装置１は、通常の型の押出
機２を有し、押出機２は、連続長のエラストマー材料を
入口孔３から受取り、これをスクリュー４により撹拌し
て、出口孔５から押出し、本発明によるローラ手段１ａ
ｙｌｂｙ７に送る。
即ち、−１＝記材料は押出された後、大きなオリフイス
型ノズル６を通って、その先に置かれた、二つの駆動さ
れる廻転ローラ１ ａ ， １ １）から成る口−ラ型
（第２図）を通され、上記型ノズル６は押出機の出［１
孔５に直接取付けられ、ローラ１ａ，１ｂの形は、押出
される材料（リボン）の断而形を定める様に作られ、上
記ローラ１ａ，１ｂの近くには、リボン剥離器として働
く、第三の駆動されるローラ７が置かれ、このローラ７
を、一方（図に於で下方）の型ローラ１ｂの近くに於で
他方１方）の型ローラ１ａと反対の方向に廻転する事に
より、リボンＭを上方のローラ１ａから剥離する事が可
能にされる。
たゾし、ローラＩａ，１ｂの温度を別々に注意深く制御
する事により、押出れるリボンを所望のローラに接着さ
せる事が出来る。
各ローラは相互にほゾ同期的に駆動さ札その為の制御さ
れる駆動千段８（電気的、機械的または流体圧的）は、
押出機２を駆動するモーク９に直接連結される。
材料の受入量と、押された材料がタイヤ表面上に置かれ
る量との関係を制御する為の閉鎖制御系統の一部として
、本発明は、例えば、フオトーダイオード列走査カメラ
と、これに協力する、押出されたリボンの巾を検知する
手段、とから成る電気光学的感知器１０を用いる。
リボンの巾は型口−ラ１ａの速度により変えられ、上記
速度は、流体圧１駆動系統中の流体の流量により変えら
れる（即ち、制御される）のであるが、この駆動系統は
、直結されたポンプ８ｂ（第１図）、流量制御器９ａ及
びモーク８ａから成り、作動に於で、走査器からの出力
信号は制御器１１に送られ、制御器１１は、ポンプ８ｂ
の吐出量調節板１３（スワツシュプレート）の位置を変
える機械的リンク１２を動かし、よってポンプの吐出量
が変えられてローラ１ａ及び１ｂの速度が定められる。
押出されるリボンの厚さは、二つの型ローラ１ａ，１ｂ
間の隙間を変える事により定められ、予定限界内に保た
れる。
本発明による駆動系統の実際の構造に於では、押出機の
駆動モータ９は、可変吐出量でデイジクルに制御される
流体圧ボンプ８ｂに連結され、ボンプ８ｂは、流体の制
御された量を流体圧モータ８ａに送り、モータ８ａは、
二つの型ローラ１ ａ ，１ｂ及び剥離ローラ７を駆動
する。
ボンブ８ｂが１駆動モーク９に連結されている事により
、始動及び停止時の過渡状態を含めて常に、押出機のス
クｊユー４と型ローラｌａ，１ｂとが同期的に保たれ得
る。
作動に於で、エラストマー材料は、予定寸法に成形され
る時に、二つのローラ１ａ，ｉｂ間の温度差を制御する
事により、下方ローラ１ｂに接着させられる。
即ち、この場合には上方ローラ１ａが有形ローラである
が、上方ローラ１ａは、両ローラｌａ，Ｉｂ中に流体（
水）を通す事により、丁方ローラ１ １）より少くとも
約１７゜Ｃ（３０下）高く保たれ（上記水は、押出機の
温度制御手段から得られる）、特定のエラストマー材料
Ｍは、二つのローラの中で冷たいローラに接着するので
、この場合には上記の如く下方ローラ１ｂに接着する（
たゾし、逆に作用する材料の場合には、接着するローラ
が逆になる）。
ついで、押出されて成形された材料Ｍは下方ローラ１ｂ
から、ローラ１ａと同じ、または僅かに速い表面速度で
廻転する剥離ローラ７により剥離される。
流体圧１駆動系統中には、流体圧配管１４、槽１５、沖
過器１６及び１７、の如き通常の部材及び器具が用いら
れる。
全体の制御は、押出されて成形される材料Ｍの巾を予定
値に保つ様に特に設計される。
ローラ１ａ，１ｂは押出機２に流量的に同期化さ札如何
なる時に於てもローラ１ａ，１ｂは、押出機の流量と全
く同じ流量で作動される、即ち、押出機の流量が変われ
ば、ローラ１ａ，１ｂの廻転速度もこれに応じて直ちに
変えられ、よって新しい流量が保たれるのであるが、こ
の事は、押出されたリボンＭの巾の函数としてローラＩ
ａ，１ｂの廻転数を制御する事により確実に行われる。
この制御を行う為に制御系統が設けら札 この制御系統
は、成形されるリボン巾を予定値とデイジタルに比較し
、ついで、数（勘定された数）の形のデイジタル差がデ
イジタルパルスに変えられ、このパルスが直接、流体圧
ポンプの吐出量制御手段を作動させ、よって型ローラの
駆動モータ８ａが制御される。
さらに詳述すれば、本発明の制御系統は、成形されたリ
ボンの断面積を１％以内の誤差に保つ様に設計され、上
記系統は、成形されたリボンの巾を断えず走査する無接
触電気光学的検知器１０を有する。
操作に於で、測定された巾は予定値とデイジタルに比較
され、もし差異があれば、使用者の撰択し得る数のパル
スを直流段階変速モータに送り、このモータは、可変吐
出量流体圧ポンプの吐出量を変え、よってローラ１ａ，
１ｂ 速度が変えられてリボンの巾が修正される。
リボンＭの厚さは、０．０ ０ １ ２ ７Ｃｒｒｌ（
±０．０００５ｉｎ）以上は変化せず、従って、リボン
の断面積は上述の誤差範囲内に保たれ得る。
本発明の作動の原則、即ち、押出機の排出量と型ローラ
の排出量との同期化、を行う為には、型ローラの廻転速
度を、測定されたリボンの巾の函数として制御する事を
必要とし、この結果、リボンの厚さが実質的に変化しな
いようにされるのであり、この事は、本発明による上記
制御系統の使用により達せられる。
制御は、ダイオード走査カメラ１０を用いて、成形され
たリボンの巾を光学的に走査する事により行われ、上記
カメラは、下方ローラ１ｂの全中を走査し、ダイオード
列（多数のダイオード）は０．０６３ｃｍ（約０．０２
５ｉｎ）の誤差を検知する。
毎秒約１０００回の全巾走査が行われ、１０回の全中走
査毎に（即ち、１０回の走査の平均値により）制御機能
が作動される。
これにより、系統のノイズのインパクト、偽似データ、
または、リボン中の極めて微小な（高周波数の）変化、
による影響が少くされる。
カメラ１０は、型ローラ１ａの反射性金属面と、成形さ
れたリボンＭの鈍い（より暗い）表面との間の対照を用
いる事により作動し、ついで、暗いと感じるダイオード
の数が、一群の親指輪スイッチセレクター上の予設定さ
れた値と比較され、ついで、電子的コンバレータ（図示
なし）が次の作用を行う。
即ち、１）誤作の程度及びあり方を定め、 ２）現在及び前の誤差信号を比較して、誤差の傾向を定
め、 ３）使用者が撰択した数のパルスを、ステツパーモータ
によるポンプ吐出量制御手段に送る。
誤差感知ダイオード一つ当りの制御ステップの数を選択
し得る事に加えて、ステツパーモークの呼応周期も使用
者が撰択し得る。
これら、ダイオード毎のステップ及び呼応周期は、最善
の外観を示すリボン巾を得る様に最初に設定されるが、
この際、制御機能に影響する因子は、材料、押出機及び
、関連する速度である。
上記ステップ及び周期は最初に一旦定められると不変に
保たれる。
制御手段による特定の精度保持は、ローラ型の間隙の独
特な形（第３図）及び制御手段の呼応可能性により得ら
れる。
例えば、押出し操作の間に、押出機４の排出量が、原材
料の供給量または堅さにより僅かに増加すれば、押出さ
れて或形されたリボンの巾は、もしローラ１ ａ ，１
ｂの廻転が一定に保たれていれば、上記増加に比例し
て増加する。
所で、ローラ型の間隙Ｎが一定であり、ローラの表面速
度も一定であれば一定量のリボンが出される筈であるが
、この時にローラ型に大量の材料が供給されへぼ、余剰
分はローラ型の両側から押出される、と云うのは、ロー
ラ型は側面に於でシールされ得ないからである。
しかしこの場合にローラの廻転数が供給量の増加に相当
する様に増加され＼ば、リボンの巾は一定に保たれる。
ローラの廻転数は、液体圧ポンプの吐出量を増加する事
により増加される。
制御の所要精度を保持する為に、二つのローラ１ａｔ１
ｂの形は（第３図）、リボンの巾の制御がリボンの比較
的狭い端の部分で行われ得る様に作られる。
即ち、上方ローラまたは下方ローラは、両側にある予定
の表面１８及び、これらに連なる中間凹部１９を有し、
１８と１９との接合点に巾制御点２０が形成される。
この、第３図に示す型ローラの形は、型ローラに送られ
た過剰材料が狭い端間隙１８から絞り出される事を許す
。
装置の作動の際、ローラ１ａ，１ｂは速度を変えて正規
のリボン形を保ち、もし上述に例示したと逆の場合が生
じた場合、即ち、押出機の排出量が少くなった場合には
、ローラは廻転速度を落して、所望のリボン形及び寸法
を保ち続ける。
リボンの断面形により、材料の大部分は中央部に集中す
るが、押出される材料の流量の変化が比較的遅い事及び
、制御系統の呼応性が高い事により、材料の流量及びリ
ボンの寸法の変化を極小にと＼゛める事が可能にされる
。
リボンの厚さは、両ローラ１ａ，Ｉｂ間の隙間を増減す
る事により或る範囲に亙って変えられ得るが、一旦隙間
が定められると、リボンの厚さは、流量同期化法（つま
り上記制御系統）のおかげにより、０．０ ０ ２ ５
４ｃｒｒＬ（ ０．０ ０ １ｉｎ）以上は変化しな
い。
以上より明らかなる如く、エラストマーのリボンを押出
し、成形及び、その生産量及び寸法を制御する為の、本
発明による方式は広汎な用途を持ち得る。
リボンの巾及び型ローラの廻転速度を制御する為の閉鎖
回路制御系統を用いた流量同期化法は如何なる型ローラ
の寸法または形にも限定されるものではない。
また、本発明は、小寸法の押出されたリボンに限定され
るものではないが、以上に於では、理解を容易にする為
に、一例として、タイヤの如き表面にリボンを次々に巻
いてキャップまたはベース材料を施す場合に就で説明を
行った次第である。
実際に用いて、本発明による方法及び装置は、固定型ま
たは従来のローラ型によるものと少くとも同等の品質の
押出成形されたエラストマー材料を、これらの型よりも
高い生産率で、しかも、より低い温度で作り得る事が示
されたのである。
本発明は下記の態様に於で実施され得る。
■）上記多数ローラは、第一及び第二ローラ及び反対方
向に廻転する第三ローラであり、上記第一及び第二ロー
ラは、上記ノズルから出る押出された材料を成形し、上
記第三ローラは、上記第二ローラの近くに置かれて、こ
のローラから、成形された材料を剥離する役をする、特
許請求の範囲２）による装置。
２）上記多数のローラは、チェイン１駆動されるモーク
手段により相互に同期的に５駆動され、上記モーク手段
は流体圧ポンプに機械的に連結され、上記流体圧ポンプ
は上記押出機に連結されて、押出機から材料が押出され
る速度を制御する、特許請求の範囲２）による装置。
３）上記第一及び第二ローラにより形成された口−ラ間
隙は可変であり、よって、上記間隙中を通る押出された
材料の厚さが変えられ得る、態様１）による装置。
４）上記多数のローラは温度調節され、よって、両ロー
ラ表面間に存在する予定温度差により上記ローラの一つ
に、成形される上記エラストマー材料が付着させられる
、特許請求の範囲２）による装置。
５）上記第一ローラは上方ローラであり、上記第二ロー
ラは下方ローラであり、上記第三ローラは剥離ローラで
あり、上記ノズルから出る上記エラストマー材料は、上
記上方及び下方ローラの間に形成されたローラ間隙を通
され、よって、上記間隙中を進む間に成形さ札ついで上
記剥離ローラにより上記下方ローラから剥離される、態
様１）による装置。
６）ローラは両側端部にある予定形表面及び、これらの
表面に連る中間凹部を有し、エラストマー材料は、この
様なローラの形に従って成形される、態様１）による装
置。
７）上記多数のローラを通して進められる上記プラスト
マー材料は、ローラ間に存在する温度差により、指定さ
れたローラに付着させられる、態様１）による装置。
８）上記電気光学的検知手段は、ローラの廻転速度によ
り変わる成形されたエラストマー材料の巾を走査し、上
記巾に応ずる信号を発して流体圧ポンプの吐出量を変え
、よって、上記押出機と上記ローラとの排出量を確実に
同調させる、特許請求の範囲２）による装置。
９）上方及び下方ローラの両側端間には、過剰のエラス
トマー材料が逸出する事を許す為の隙間が設けられる、
態様１−）による装置。
１０）さらに、上記ローラ間隙中に進められるエラスト
マー材料を予定形のローラにより成形する事、即ち、一
つのローラと、これに協力する他方のローラとの間に形
成された凹部内に上記材料を受入れて圧縮する事、を含
む、特許請求の範囲１）による方法。
１１）さらに、上記ローラから出されるエラストマー材
料の巾を検知し、これを予定規準巾と比較し、その差を
電気信号として、上記押出機を制御する制御手段に送り
、上記信号に呼応して上記材料の押出し量を調節し、上
記ローラの速度を上記押出し量に同調させる事を可能に
する、事を含む、特許請求の範囲１）による方法。
【図面の簡単な説明】
第１図は押出機を有する本発明による装置の側面図、第
２図は上記装置中のローラ、ノズル及び走査カメラを示
す、部分斜視図、第３図は上記装置中のローラの形の示
す、一部断面図、である。 ２・・・押出機、３，５・・・押出機入口及び出口、４
・・・押出機のスクリュー、６・・・押出機オリフイス
ノズル、１ ａ ，１ ｂ・・・型ローラ、７・・・剥
離ローラ、８ａ，８ｂ・・・流体圧モータ及びポンプ、
９・・・１駆動モーク、９ａ・・・流量制御器、１０・
・・リボン巾感知器、Ｍ・・・リボン即ち成形された材
料。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 連続長のエラストマー材料を予定断面形に押出し及
    び成形する方法において、前記方法は、エラストマー材
    料を押出機内に入れ；前記材料をスクリューにより撹拌
    して押出機の一端に設けられたノズルから押出し；前記
    押出機から押出された材料を、前記ノズルの近くに置か
    れた第一及び第二ローラからなる−絹の協カローラによ
    り形成されたローラ間隙中に進め；前記材料を前記ロー
    ラ間隙中で圧縮成形し：前記圧縮成形された材料を前記
    ローラから前記ローラと同期的に反対方向に回転する第
    三ローラの協力により剥取る；ことからなるとともに、
    前記圧縮或形された材料の幅を電気光学的検知手段によ
    り検知し、検知された幅と予定値とをデイジタルに比較
    し、前記材料の幅と予定値との差に応じたパルス信号を
    前記ローラ駆動用モータに送り、前記第一及び第二ロー
    ラ回転速度を制御するようにされていることを特徴とす
    る材料を予定断面形に戒形する方法。 ２ 供給源からのエラストマー材料を予定断面形に押出
    し及び或形するための装置において、前記装置は、供給
    源からのエラストマー材料を受取り、内蔵されたスクリ
    ューにより前記材料を出口に設けられたノズルから押出
    すための押出機と；前記ノズルから押出されたエラスト
    マー材料を受取るために前記ノズルの近くに置かれて相
    反する方向に同期的に回転する複数の圧縮或形用ローラ
    と；前記複数の圧縮成形用ローラを回転駆動する油圧モ
    ータと；前記油圧モークに駆動用圧力流体を供給する流
    体圧ポンプと；前記圧縮成形用ローラと同期的に反対方
    向に回転し前記ローラ間隙中で圧縮成形された材料を前
    記ローラから剥取るためのローラと；前記圧縮成形用ロ
    ーラから出される圧縮或形された材料の幅を検知する電
    気光学的検知手段と；前記電気光学的検知手段からの電
    気信号により前記流体圧ポンプの圧力流体供給能力を制
    御する制御器と；を備えていることを特徴とする材料を
    予定断面形に成形する装置。
JP50061127A 1974-08-28 1975-05-23 ザイリヨウオヨテイダンメンケイニ セイケイスルホウホウ オヨビ ソウチ Expired JPS5848340B2 (ja)

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