JP2698037B2 - 押出機のバンク量調節装置 - Google Patents

押出機のバンク量調節装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴム等の高分子材料を
シート状に押し出す押出機のバンク量調節装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種、押出機は、押出機本体の出口側
に上下一対のローラからなるローラダイを備え、バッチ
式ミキサから該押出機本体に供給された材料を、該押出
機本体のスクリュで押し出して、前記ローラダイの上下
一対のローラ間を通過させることにより、押出材料をシ
ート状に形成すものである。この押出機において、排出
されるシートの形状（幅、厚み等）を均一化するため、
押出機本体の出口とローラダイとの間の材料溜まり部の
バンク量を適正に制御する必要があった。
【０００３】このバンク量の制御方法として、特公昭５
５−４５７５号公報に記載の如く、バンク圧を検出し
て、該バンク圧を基にバンク量を制御するものがあっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記バンク圧を検出す
る従来のものでは、材料の配合によって、ゴムの硬度が
様々であるため、バンク量とバンク圧力が比例せず、正
確な制御が行い難いと言う問題があった。そこで、本発
明は、如何なる配合の材料であっても、バンク量を正確
に制御することができる押出機のバンク量調節装置を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、次の手段を講じた。即ち、請求項１記載
の本発明の特徴とするところは、材料押出用のスクリュ
ーを具備した押出機本体の出口と該出口の前方に設けた
ローラダイとの間のバンク圧力を検出する圧力センサを
設け、該圧力センサの検出圧と設定目標圧との差に基づ
き、前記スクリュー速度とローラダイ速度の何れか一方
または双方を制御する制御装置を設けた押出機のバンク
量調節装置において、前記出口とローラダイとの間のバ
ンク量を検出するバンク量検出手段が設けられ、前記制
御装置には、前記バンク量検出手段により所定のバンク
量を検出したとき前記圧力センサによりバンク圧を検出
し、該検出したバンク量とバンク圧からバンク量とバン
ク圧の相関関係を求め、該求めた相関関係を用いてバン
ク量の目標量を圧力値に換算し、該換算圧力値を前記設
定目標圧とする処理手段を具備している点にある。
【０００６】前記バンク量検出手段としては、一のレベ
ルにおけるバンク量を検出するもの、又は、複数のレベ
ルにおけるバンク量を検出するものとすることが出来
る。また、請求項４記載の本発明の特徴とするところ
は、材料押出用のスクリューを具備した押出機本体の出
口と該出口の前方に設けたローラダイとの間のバンク圧
力を検出する圧力センサを設け、該圧力センサの検出圧
と設定目標圧との差に基づき、前記スクリュー速度とロ
ーラダイ速度の何れか一方または双方を制御する制御装
置を設けた押出機のバンク量調節装置において、前記出
口とローラダイとの間のバンク量を検出するバンク量検
出手段が設けられ、前記制御装置には、予め求められ
た、バンク量とバンク圧との相関関係を記憶する記憶手
段と、前記バンク量検出手段により所定のバンク量を検
出したとき前記圧力センサによりバンク圧を検出し、該
検出バンク量とバンク圧とが前記記憶手段に記憶されて
いる前記相関関係を満たすように該相関関係を修正し、
該修正相関関係を用いてバンク量の目標量を圧力値に換
算し、該換算圧力値を前記設定目標圧とする処理手段と
を具備している点にある。
【０００７】
【作用】請求項１記載の本発明によれば、バンク量検出
手段によりバンク量の所定量を検出し、そして、その検
出した時のバンク圧を圧力センサにより検出する。この
検出したバンク量とバンク圧とにより、バンク量とバン
ク圧の相関関係が求まる。
【０００８】一方、所定形状のシート材を形成するため
の適正バンク量（目標量）は、既知であるので、この目
標量を、前記相関関係を用いて圧力値に換算する。そし
て、この換算した圧力値を設定目標圧とする。そして、
圧力センサの検出圧と、この設定目標圧との差に基づ
き、スクリュー速度とローラダイの速度の何れか一方ま
たは双方を制御することにより、バンク量を目標値に維
持する。
【０００９】ところで、材料の配合等が異なり、押出材
料の硬度が変化すると、バンク量とバンク圧との相関関
係が変化するので、目標設定圧も変更すべきである。そ
こで、本発明によれば、前記相関関係を求めて、該相関
関係に基づき設定目標圧を設定するので、材料硬度の変
化にかかわらず、バンク量を目標量に正確に維持するこ
とが出来る。
【００１０】前記バンク量検出手段として、一のレベル
におけるバンク量を検出するものを採用した場合、検出
バンク量とバンク圧の関係は唯一の点の関係になるの
で、両者の相関関係は比例定数として求められる。ま
た、バンク量検出手段として、複数のレベルにおけるバ
ンク量を検出するものを採用すると、検出バンク量とバ
ンク圧の関係は、複数の点としてプロットされるので、
両者の相関関係は、折れ線状、曲線状として求めること
が出来る。
【００１１】また、請求項４記載の本発明によれば、所
定特性の材料におけるバンク量とバンク圧との相関関係
を予め求めて記憶手段に記憶させておく。そして、実操
業において前記バンク量検出手段により所定のバンク量
を検出したとき前記圧力センサによりバンク圧を検出
し、該検出バンク量とバンク圧との関係を求める。そし
て、両者の関係が、前記記憶手段に記憶されている前記
相関関係を満たすように該相関関係を修正し、該修正相
関関係を用いてバンク量の目標量を圧力値に換算し、該
換算圧力値を前記設定目標圧とする。
【００１２】そして、圧力センサの検出圧と、この設定
目標圧との差に基づき、スクリュー速度とローラダイの
速度の何れか一方または双方を制御することにより、バ
ンク量を目標値に維持する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１において、押出機は、押出機本体1 とローラダ
イ2 とを有する。前記押出機本体1 は、一対の押出スク
リュー3 と、該スクリュー3 を可回動に保持するチャン
バー4 と、前記スクリュー3 を回転駆動するモータ5 と
を有する。前記チャンバー4 は、その上面側に材料投入
用ホッパー6 を有し、その先端側に出口7 を有する。前
記一対のスクリュー3 は、その基部側において減速機8
を介して連動連結され、その先端側は、前記チャンバー
4 の出口7 に臨んでいる。
【００１４】前記ローラダイ2 は、前記チャンバー4 の
出口7 の前方に配置された上下一対のローラ9 を有す
る。この上下一対のローラ9 は、減速機10を介して互い
に逆方向に回転するよう連動連結され、且つ、カレンダ
ーロール駆動モータ11により回転駆動される。前記チャ
ンバー4 の出口7 とローラ9 間に、押出材料の溜まり部
12が形成されている。この溜まり部12に、バンク圧（溜
まり部12に溜まった押出材料の圧力）を検出する圧力セ
ンサ13と、バンク量（溜まり部12に溜まった押出材料の
量）を検出するバンク量検出手段14とが設けられてい
る。
【００１５】前記圧力センサ13は、ロードセルや樹脂圧
力計等から構成され、前記溜まり部12内で且つローラ9
間に位置するよう左右一対設けられている。図２、３に
も示すように、前記バンク量検出手段14は、光電管等か
らなるレベルセンサとして構成され、溜まり部12に溜ま
った押出材料の高さが所定の高さに達したとき、感知す
るように設けられている。そしてこの実施例では、バン
ク量検出手段14は、一つのレベルを検出するよう構成さ
れている。
【００１６】図１に示すように、前記スクリュー駆動モ
ータ5 、カレンダロール駆動モータ11、圧力センサ13、
及び、バンク量検出手段14は、制御装置15に接続されて
いる。前記制御装置15は、圧力センサ13及びバンク量検
出手段14に接続された処理手段16と、該処理手段16の指
令により作動するスクリュー駆動モータ制御盤17とカレ
ンダ駆動モータ制御盤18とを有する。
【００１７】前記処理手段16は、前記圧力センサ13の検
出圧と設定目標圧との差を、スクリュー駆動モータ制御
盤17またはカレンダ駆動モータ制御盤18にフィードバッ
クして、スクリュー速度またはローラダイ速度を制御
し、溜まり部12の押出材料のバンク量を目標値に維持す
るものである。そして、この処理手段16は、前記バンク
量検出手段14により所定のバンク量を検出したとき前記
圧力センサ13によりバンク圧を検出し、該検出したバン
ク量とバンク圧から両者の相関関係を求める。
【００１８】図４に示すように、この実施例の場合、バ
ンク量検出手段14は一つのレベルを検出するものである
から、前記相関関係は、ただ一つの点になる。即ち、両
者の関係は直線的なものとして求められ、両者の相関関
係は、バンク量とバンク圧の比例定数として求められ
る。そして、図４に示すように、前記処理手段16は、前
記求めた比例定数を用いてバンク量の目標量を圧力値に
換算し、該換算圧力値を前記設定目標圧とする機能を有
している。
【００１９】図５に、前記処理手段16における処理のフ
ローチャートが示されている。また、図６に、その時間
軸上でのバンク量の変化を示している。図５において、
スクリュー駆動モータ5 の起動に伴って、スクリュー3
が一定回転数で運転され、材料投入用ホッパー6 から投
入された材料は、スクリュー3により出口7 から溜まり
部12に押し出される（工程）。
【００２０】押し出された材料は、やがて増加し、図２
に示す如く、その高さが、バンク量検出手段14の検出レ
ベルに達し、該センサ14により検出される（工程） すると、自動的にローラダイ2 のカレンダ駆動モータ11
が起動し、上下一対のローラ9 がライン速度（一定速
度）で回転を開始する（工程）。このとき、最初に設
定されたスクリュー速度に応じた吐出量が、ローラダイ
2のライン速度に応じた吐出量を上回るよう設定してい
るために、溜まり部12の材料は増加し続ける。バンク量
検出手段14の検出レベルをある設定時間（４〜１０秒程
度）上回り続けたとき（、工程）、スクリュー3 を
一旦停止させる（工程）。
【００２１】スクリュー3 を停止させると、バンク量は
減少し、図３に示すように、やがてバンク量検出手段14
の検出レベルに到達し、バンク量検出手段14が切れる
（工程）。前記バンク量検出手段14が切れたその瞬間
のバンク圧を圧力センサ13で検出して、バンク圧とバン
ク量の比例定数を図４に示す如く決定する（工程）。
【００２２】ぞして、図４に示す如く、前記比例定数を
用いて、溜まり部12のバンク量の目標量（この目標量は
予め設定されている）を比例計算により圧力値に換算す
る。その換算した圧力値を前記設定目標圧とし、該目標
圧とバンク圧の実測値との差をフィードバックすること
により、スクリュー速度を制御する（、10工程）。
尚、前記のように溜まり部12の材料がバンク量検出手段
14の検出レベルを越えて後、減少させて、検出レベルに
達した時に、圧力−量換算を行うのではなく、最初の検
出レベルを越えるとき（工程のとき）に圧力−量換算
を行うことも可能である。
【００２３】しかし、図２に示すように、最初に検出レ
ベルを越えるときは、溜まり部12に存在する材料の上面
の凹凸が激しく、滑らかでないため、一旦ローラ9 を回
転させて突出している部分に下向きの力を加えて、その
上面を平滑化してから、図３に示すように減少させたと
き、圧力−量換算を行う方が、制御精度が良くなる。図
７、図８に示すものは、バンク量検出手段14を低位置と
高位置の二箇所のレベルを検出するように設けた場合の
実施例である。
【００２４】この場合、各バンク量検出手段14でバンク
量を検出したときのバンク圧を求めることにより、バン
ク量とバンク圧の相関関係を、図８に示す折れ線として
求めることができる。または、バンク量検出手段14を前
記二箇所以上の多数のレベルを検出するものとした場
合、バンク量とバンク圧との相関関係を図９に示す曲線
ｆ(x) として求めることができる。
【００２５】そして、前記のようにして求めた両者の相
関関係は、図８、図９に示す如くバンク量とバンク圧の
換算式として処理手段16によって求められる。そして、
この求めた換算式を用いて、溜まり部12のバンク量の目
標量を圧力値に換算し、その換算した圧力値を前記設定
目標圧とする。そして、該目標圧とバンク圧の実測値と
の差をフィードバックすることにより、スクリュー速度
を制御する。
【００２６】図１０に示すものは、本発明の他の実施例
であり、制御装置15に記憶装置19を有する。前述の各実
施例は、実操業のときにバンク量とバンク圧との相関関
係を求めていたのであるが、この実施例では、両者の相
関関係を予め求めてこの記憶手段19に記憶させておく。
即ち、所定の特性を有するゴム材料を用いて予備実験を
行い、バンク量とバンク圧との相関関係を図11に示す如
く求めて、記憶装置19に記憶させておく。
【００２７】制御装置15の処理手段16は、次の機能を有
する。即ち、実操業において前記バンク量検出手段14に
より所定のバンク量を検出したとき前記圧力センサ13に
よりバンク圧を検出し、該検出バンク量とバンク圧との
関係を求める。そして、図12に示すように、両者の関係
が、前記記憶手段19に記憶されている前記相関関係を満
たすように該相関関係を修正し、該修正相関関係を用い
てバンク量の目標量を圧力値に換算し、該換算圧力値を
前記設定目標圧とする。
【００２８】前記相関関係を修正するとは、相関関係の
曲線形状はそのままとして、その曲線が前記検出したバ
ンク量とバンク圧との交点を通過するようにグラフ伸縮
させることを言う。即ち、ゴム硬度が変化しても、ゴム
のバンク内の分布は略一様であるので、同じ関係式を適
応することが出来る。なお、本発明は、前記実施例に限
定されるものではない。例えば、本発明のバンク圧を検
出する圧力センサ13は、溜まり部12内にに設けられたも
のに限らず、図13に示す如く、ローラダイ2 のローラ9
の負荷を検出して間接的にバンク圧を検出するロードセ
ルからなるものであってもよい。また、押出スクリュー
3 を有するチャンバー4 内の圧力を検出して、間接的に
バンク圧を検出するものであってもよい。要は、バンク
圧を検出することができるものであれば、いかなる物で
あっても、いかなる位置に設けられていても良い。
【００２９】また、バンク量検出手段14としては、ある
レベルを検出する投光器と受光器とからなるレベルセン
サとして説明したが、レベルを連続的に検出するもので
あってもよく、また、特公昭57-26936号公報に記載のよ
うな接触式のポテンショメータを用いたものであっても
よい。そして、このバンク量検出手段14は、バンク量を
その高さで検出するもののみならず、体積、重量等でそ
の量を検出するものであってもよい。
【００３０】しかして、前記各実施例で説明したバンク
量とは、高さの単位のみならず、体積、重量、又は、無
次元化された「指標」等を含むものである。更に、前記
各実施例は、スクリュー回転数を制御するものとして説
明したが、本発明においては、ローラダイ2 のローラ9
の回転数を制御し、または、スクリュー3 とローラ9 の
双方の速度を制御することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、押出材料の硬度が変化
して、バンク圧が変化しても、バンク量とバンク圧との
相関関係に基づき制御するので、硬度の変化に影響され
ずにバンク量を所定の目標値に正確に制御するこができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す押出機のバンク量調節装
置のブロック図である。
【図２】バンク量が増加してバンク量検出手段を作動さ
せるときの説明図である。
【図３】バンク量が減少してバンク量検出手段を切ると
きの説明図である。
【図４】バンク量とバンク圧との相関関係を示すグラフ
である。
【図５】制御装置の処理手段の機能を示すフローチャー
トである。
【図６】スクリュー回転数とバンク量とローラ回転の関
係を示すグラフである。
【図７】バンク量検出手段を二箇所に設けた実施例を示
す要部断面図である。
【図８】バンク量とバンク圧との相関関係が折れ線関係
にあることを示すグラフ
【図９】バンク量とバンク圧との相関関係が曲線関係に
あることを示すグラフ。
【図１０】本発明の他の実施例を示す押出機のバンク量
調節装置のブロック図である。
【図１１】記憶手段に登録されたバンク量とバンク圧と
の相関関係を示すグラフ。
【図１２】登録された相関関係を修正する説明図であ
る。
【図１３】圧力センサに関する他の実施例を示す断面図
である。
【符号の説明】
１ 押出機本体 ２ ローラダイ ３ スクリュー ７ 出口 １２ 溜まり部 １３ 圧力センサ １４ バンク量検出手段 １５ 制御装置 １６ 処理手段 １９ 記憶手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−113817（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−194918（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 材料押出用のスクリューを具備した押出
    機本体の出口と該出口の前方に設けたローラダイとの間
    のバンク圧力を検出する圧力センサを設け、該圧力セン
    サの検出圧と設定目標圧との差に基づき、前記スクリュ
    ー速度とローラダイ速度の何れか一方または双方を制御
    する制御装置を設けた押出機のバンク量調節装置におい
    て、 前記出口とローラダイとの間のバンク量を検出するバン
    ク量検出手段が設けられ、 前記制御装置には、前記バンク量検出手段により所定の
    バンク量を検出したとき前記圧力センサによりバンク圧
    を検出し、該検出したバンク量とバンク圧からバンク量
    とバンク圧の相関関係を求め、該求めた相関関係を用い
    てバンク量の目標量を圧力値に換算し、該換算圧力値を
    前記設定目標圧とする処理手段を具備していることを特
    徴とする押出機のバンク量調節装置。
  2. 【請求項２】 前記バンク量検出手段は、一のレベルに
    おけるバンク量を検出するものであることを特徴とする
    請求項１記載の押出機のバンク量調節装置。
  3. 【請求項３】 前記バンク量検出手段は、複数のレベル
    におけるバンク量を検出するものであることを特徴とす
    る請求項１記載の押出機のバンク量調節装置。
  4. 【請求項４】 材料押出用のスクリューを具備した押出
    機本体の出口と該出口の前方に設けたローラダイとの間
    のバンク圧力を検出する圧力センサを設け、該圧力セン
    サの検出圧と設定目標圧との差に基づき、前記スクリュ
    ー速度とローラダイ速度の何れか一方または双方を制御
    する制御装置を設けた押出機のバンク量調節装置におい
    て、 前記出口とローラダイとの間のバンク量を検出するバン
    ク量検出手段が設けられ、 前記制御装置には、予め求められた、バンク量とバンク
    圧との相関関係を記憶する記憶手段と、 前記バンク量検出手段により所定のバンク量を検出した
    とき前記圧力センサによりバンク圧を検出し、該検出バ
    ンク量とバンク圧とが前記記憶手段に記憶されている前
    記相関関係を満たすように該相関関係を修正し、該修正
    相関関係を用いてバンク量の目標量を圧力値に換算し、
    該換算圧力値を前記設定目標圧とする処理手段とを具備
    していることを特徴とする押出機のバンク量調節装置。
JP5306611A 1993-09-14 1993-12-07 押出機のバンク量調節装置 Expired - Lifetime JP2698037B2 (ja)

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