JP4424543B2 - Temperature control device for rubber-coated head - Google Patents
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Description
本発明は、引き揃えられた複数本のコードの両面にゴムを被覆して押し出すことでタイヤのベルト、カーカス、補強層等のようなプライを形成する押出機に関し、特にインシュレーション方式のゴム被覆ヘッドから送出されるゴムの温度上昇を抑制するための温度制御装置に関する。 The present invention relates to an extruder for forming a ply such as a tire belt, a carcass, a reinforcing layer, etc. by covering and extruding rubber on both surfaces of a plurality of aligned cords, and particularly an insulation type rubber coating. The present invention relates to a temperature control device for suppressing temperature rise of rubber delivered from a head.
例えばタイヤのベルトは、引き揃えられた複数本のベルト層コードの両面に薄いゴム層を被覆してサンドイッチ状にすることで形成される。従来、このような引き揃えられた複数本のコードに対してゴムを被覆する装置として、それらのコードを押出機のゴム被覆ヘッド(インシュレーションヘッド)内のコード通路を通過させているときに、コード通路の両側、例えば上下から合流するゴム流路にゴムを供給してコードの両面にゴムを被覆し、その後、ゴム被覆ヘッド前端の上下に配置された一対のダイの間に形成される通路の寸法によってコードの両面に被覆されたゴムの厚みを決定するように構成した、インシュレーション方式の押出機がある(特許文献1参照)。 For example, a tire belt is formed by sandwiching a thin rubber layer on both sides of a plurality of belt layer cords that are aligned. Conventionally, as a device for coating rubber on a plurality of such arranged cords, when these cords are passed through a cord passage in a rubber coating head (insulation head) of an extruder, A path formed between a pair of dies disposed on the upper and lower sides of the front end of the rubber-coated head by supplying rubber to both sides of the code path, for example, rubber paths that merge from above and below to coat the rubber on both sides of the cord. There is an insulation type extruder configured to determine the thickness of the rubber coated on both sides of the cord according to the dimensions (see Patent Document 1).
図6はインシュレーション方式による従来の押出機の斜視図であり、図7は図6におけるゴム被覆ヘッド4のA−A断面図である。なお、図6及び7において、複数本のコード5が移送される方向を前方とする。
FIG. 6 is a perspective view of a conventional extruder using an insulation system, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA of the rubber-coated
図6に示すように、押出機は、上面に設けられたホッパ2から投入されたゴム材料を攪拌してゴムを生成するゴム生成部1と、ゴム生成部1の側面に連結され、かつスクリューを内蔵し、ゴム生成部1から送出されたゴムを混練・加熱しながら前方へ移送するシリンダ3と、シリンダ3の先端に連結され、かつ図示されていない移送手段により張力を付与されて移送される複数本のコード5を所定の相対配列、例えば平行に保持して導入するとともに、その上下両面にシリンダ3から移送されてきたゴムを被覆して形成したプライ6を外部へ送出するゴム被覆ヘッド4とを備えている。
As shown in FIG. 6, the extruder is connected to the rubber generating unit 1 that generates rubber by stirring the rubber material introduced from the
図7に示すように、ゴム被覆ヘッド4は、A−A断面が上下対称に構成されており、インサータ11と、インサータ11を上下から保持するインサータホルダ12とを備えている。インサータ11は、それらの上下方向の間を前後に貫通する孔からなるコード通路13を備えており、後方から供給される複数本のコード5を所定の相対配列に保持して通過させることができる。インサータホルダ12の前方には、上下対称なダイ14a,14bが、インサータホルダ12の前面に対して間隔を空けて配置されている。
As shown in FIG. 7, the rubber-coated
インサータホルダ12の前面には、上下の端からそれぞれ前下方及び前上方にテーパ状の傾斜面が延設されており、上側ダイ14aの後部上端から前下方に延設された傾斜面及び下側ダイ14bの後部下端から前上方に延設された傾斜面との間で、先端先細りの上下対称なゴム流路15a,15bを形成している。また、上側ダイ14aの傾斜面の下端の前方に延設された下向きの水平面と、下側ダイ14bの傾斜面の上端の前方に延設された上向きの水平面との間に形成される偏平な通路17の高さにより、プライ6の上下の厚みを決定するように構成されている。
On the front surface of the
以上のように構成された押出機において、ゴム生成部1からシリンダ3へ供給されたゴムは、シリンダ3のスクリューの作用下で混練・溶融されながらシリンダ3の先端へ移送され、ゴム被覆ヘッド4に供給されて、紙面の裏面側からゴム流路15a,15bに注入される。一方、図示されていないコード移送手段により張力を付与されて移送されている複数本のコード5は、ゴム被覆ヘッド4の後端からインサータ11のコード通路13に導入され、所定の相対配列に保持されて、インサータ11の前端からコード通路13の延長線とゴム流路15a,15bとの交差部16に移送され、上下両面にゴムが被覆される。ゴムで被覆された複数本のコード(プライ)6は、上下のダイ14a,14bの間の通路17を通過するときに上下の厚みが決定され、上下のダイ14a,14bの前端から前方へ送出される。
In the extruder configured as described above, the rubber supplied from the rubber generating unit 1 to the
ところで、このゴム被覆ヘッド4により形成されるプライ6の品質を均一にするためには、ゴム流路15a,15bにおけるゴムの温度及び通路17におけるプライ6の表面のゴムの温度を安定にすることが重要である。そこで、従来は、ポンプと、そのポンプとゴム被覆ヘッドの周囲との間を水が循環するように形成した配管系と、その配管系に設けた温度センサ及びヒータと、その温度センサの温度検知値が一定になるように前記ヒータを制御する制御手段とにより、ゴム被覆ヘッドの周囲に温度が一定に制御された温水を供給している(特許文献2)。
By the way, in order to make the quality of the
前述したゴム被覆ヘッドにおいて、単位時間あたりのゴム被覆・押出量を多くするために、コード5の移送速度及びシリンダ3から送出するゴムの送出速度を加速すると、ゴム流路15a,15bを流れるゴムと、そのゴム流路15a,15bを形成しているインサータホルダ12の前面及びダイ14a,14bの後面との間の摩擦熱、及び上下のダイ14a,14b間の通路17を通るプライ6の上下両面のゴムと、通路17を形成しているダイ14aの下面及びダイ14の上面との間の摩擦熱が大きくなるため、ゴム流路15a,15bを流れるゴムの温度及び通路17を通るプライ6の表面のゴムの温度が急激に上昇する。このようにゴムの温度が上昇すると、その温度上昇はインサータホルダ12及びダイ14a,14bを介して温水に伝わり、温水の温度が上昇するので、ヒータの発熱量を下げて温水の温度が一定値に低下するように制御される。
In the rubber-coated head described above, when the transfer speed of the
しかしながら、ゴムの温度上昇が温水迄伝達され、温水の温度が一定値に低下するように制御され、その一定温度の温水によりゴムの温度が安定するまでには時間がかかるため、その前にプライ6の表面のゴムからブルーム(ゴム表面への薬品類の滲み出し)が発生してしまう。また、シリンダ3が送出するゴムの特性又はゴム被覆ヘッド4が設置されている環境の温度が高い場合には、ゴム流路15a,15bを流れるゴム及び通路17を通るプライ6の表面の温度が更に上昇し、ゴムに焦げが発生してしまう。
However, it is controlled so that the temperature rise of the rubber is transmitted to the hot water and the temperature of the hot water is lowered to a constant value. Bloom on the surface of the rubber 6 (exudation of chemicals on the rubber surface) occurs. Further, when the temperature of the rubber sent out by the
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、引き揃えられて移送されている複数本のコードにゴムを被覆して押し出すインシュレーション方式のゴム被覆ヘッドにおいて、移送速度を上昇させたときのゴムの温度上昇を速やかに抑えることである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an insulation-type rubber-coated head that coats and extrudes a plurality of cords that are arranged and transported. It is to quickly suppress the temperature rise of the rubber when the transfer speed is increased.
請求項1に係る発明は、移送速度が切替え可能に移送されているコードにゴムを被覆してプライを形成するインシュレーション方式のゴム被覆ヘッドに対する加熱量を制御することでその温度を制御する温度制御装置であって、前記ゴム被覆ヘッドに取り付けられた熱交換手段と、前記熱交換手段と熱的に接続される発熱手段と、前記移送速度に応じて前記移送速度が高い程前記ゴム被覆ヘッドの温度を低く設定する温度設定手段と、前記温度設定手段の設定温度に応じて前記発熱手段の発熱量を制御する発熱制御手段とを備えたことを特徴とするゴム被覆ヘッドである。ここで、プライとはベルト、カーカス、補強層等を意味する。
請求項2に係る発明は、請求項1記載のゴム被覆ヘッドの温度制御装置において、前記プライの表面の温度を検知する温度検知手段を備え、前記発熱制御手段は、前記温度検知手段で検知された温度が前記設定温度となるように前記発熱量を制御することを特徴とするゴム被覆ヘッドの温度制御装置である。
請求項3に係る発明は、請求項2記載のゴム被覆ヘッドの温度制御装置において、前記温度検知手段を前記ゴム被覆ヘッドにおけるプライの出口付近に設けたことを特徴とするゴム被覆ヘッドの温度制御装置である。
請求項4に係る発明は、請求項1記載のゴム被覆ヘッドの温度制御装置において、前記熱交換手段と前記発熱手段とは、それらの間に配置された配管及び該配管内を流れる液体により熱的に接続されることを特徴とする温度制御装置である。
According to the first aspect of the present invention, the temperature is controlled by controlling the amount of heat applied to the insulation-type rubber-coated head in which the ply is formed by covering the cord which is transferred so that the transfer speed can be switched. A heat exchange means attached to the rubber covered head; a heat generating means thermally connected to the heat exchange means; and the higher the transfer speed according to the transfer speed, the higher the rubber covered head. And a heat generation control means for controlling a heat generation amount of the heat generation means in accordance with a set temperature of the temperature setting means. Here, the ply means a belt, a carcass, a reinforcing layer, or the like.
According to a second aspect of the present invention, in the temperature control device for the rubber-coated head according to the first aspect, the temperature detection device includes a temperature detection unit that detects the temperature of the surface of the ply, and the heat generation control unit is detected by the temperature detection unit. A temperature control device for a rubber-coated head, wherein the heat generation amount is controlled so that the set temperature becomes the set temperature.
According to a third aspect of the present invention, in the temperature control device for a rubber-coated head according to the second aspect, the temperature detecting means is provided in the vicinity of the outlet of the ply in the rubber-coated head. Device.
According to a fourth aspect of the present invention, in the temperature control device for a rubber-coated head according to the first aspect, the heat exchanging means and the heat generating means are heated by a pipe disposed therebetween and a liquid flowing in the pipe. It is the temperature control device characterized by being connected.
請求項1に係る発明によれば、コードに移送速度が高い程ゴム被覆ヘッドの設定温度を低くし、ゴム被覆ヘッドの加熱量を低下させる。
請求項2に係る発明によれば、プライの表面の温度を検知し、その検知温度がゴム被覆ヘッドの設定温度となるように発熱手段の発熱量を制御する。
請求項3に係る発明によれば、ゴム被覆ヘッドにおけるプライの出口付近のプライの表面の温度を検知し、その検知温度がゴム被覆ヘッドの設定温度となるように発熱手段の発熱量を制御する。
請求項4に係る発明によれば、発熱手段と熱交換手段との間の熱伝導は、それらの間に配置された配管内を流れる液体により行われる。
According to the first aspect of the present invention, the higher the transfer speed of the cord, the lower the set temperature of the rubber-coated head and the lower the heating amount of the rubber-coated head.
According to the second aspect of the present invention, the surface temperature of the ply is detected, and the heat generation amount of the heat generating means is controlled so that the detected temperature becomes the set temperature of the rubber-coated head.
According to the invention of
According to the fourth aspect of the present invention, the heat conduction between the heat generating means and the heat exchanging means is performed by the liquid flowing in the pipe disposed therebetween.
本発明によれば、コードの移送速度が上昇すると、発熱手段の発熱量が低下するように設定することで、ゴム被覆ヘッドの加熱量が低下するため、移送速度上昇後のゴムの温度上昇を速やかに抑えることができ、ブルーム及びゴムの焦げの発生を防止することができる。 According to the present invention, the heating amount of the rubber-coated head is reduced by setting the heating amount of the heating means to be reduced when the cord transfer speed is increased. It is possible to quickly suppress the occurrence of bloom and rubber scorching.
以下、本発明の実施形態について面を参照して説明する。
図1は本発明の実施形態に係る押出機の斜視図であり、図2はそのゴム被覆ヘッドのB−B断面図である。また、図3は図1のゴム被覆ヘッドの温度制御装置の構成を模式的に示した図、図4はその温度制御装置が備える温度設定テーブルの構成を示す図、図5はその温度制御装置の動作のフロー図である。図1、2において、図6、7と同一の部分には図6、7で使用した符号を付した。また、図3におけるゴム被覆ヘッド4’はコード5の入口側から見た概略断面図である。さらに、図3の温度制御装置における配管系は図1のゴム被覆ヘッド4’に接続されているものであるが、便宜上、図1では省略した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of an extruder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a BB cross-sectional view of the rubber-coated head. 3 is a diagram schematically showing the configuration of the temperature control device for the rubber-coated head of FIG. 1, FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a temperature setting table provided in the temperature control device, and FIG. 5 is the temperature control device. FIG. 1 and 2, the same parts as those in FIGS. 6 and 7 are denoted by the same reference numerals used in FIGS. Further, the rubber-coated
本実施形態に係る押出機においては、図2に示されているように、ダイ14a,14bの前方におけるプライ6の出口付近に温度センサ21を設けた。この温度センサ21は熱電対からなり、ダイ14a,14bの隙間の通路17から送出されるプライ6の表面のゴムの温度を検知し、その温度検知信号を後述する温度制御装置の温度制御部へ出力する。
In the extruder according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a
温度制御装置は、図3に示されているように、温度センサ21と、ポンプ23と、ポンプ23とゴム被覆ヘッド4’の周囲との間を温水が循環するように配置した配管系22と、配管系22内に設けられたヒータ24と、ヒータ24の発熱量を制御する温度制御部25とからなる。なお、この図では、配管系22の内、ゴム被覆ヘッド4’内の部分は、インサータホルダ12及び図示されていないダイ14a,14bの周囲を上側から反時計回りにほぼ周回しているが、この形態に限定されるものではなく、例えば上側から左右に分岐し、下側で合流する形態にしてもよい。また、図示されていないが、配管系22の内、ゴム被覆ヘッド4’内の部分には熱交換部材であるヒートシンクが設けられていることは言うまでもない。
As shown in FIG. 3, the temperature control device includes a
温度制御部25はPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)等で構成されており、温度センサ21で検出された温度検知信号、及び押出機の制御装置(図示せず)で生成されたコード5の移送速度信号が入力される。本実施形態において、コード5の移送速度はV1,V2,V3,V4(V1<V2<V3<V4)の4つの速度の何れかを任意に選択可能であり、温度制御部25には、図4に示されているような、コードの移送速度V1,V2,V3,V4の各々に対してゴム被覆ヘッド4’の設定温度T1,T2,T3,T4(T1>T2>T3>T4)の対応関係を記述した温度設定テーブル25aが格納されており、温度制御部25は、コード5の移送速度信号及び温度検知信号が入力されたときに、このテーブルを参照して、温度検知信号の値が設定温度になるようにヒータ24へその発熱量を制御するための発熱制御信号を出力する。
The
以上のように構成された押出機において、図1に示されているゴム生成部1からシリンダ3へ供給されたゴムは、シリンダ3のスクリューの作用下で混練・溶融されながらシリンダ3の先端へ移送され、ゴム被覆ヘッド4’に供給されて、紙面の裏面側からゴム流路14a,14bに注入される。一方、図示されていないコード移送手段により張力を付与されて所定の速度で移送されている複数本のコード5は、ゴム被覆ヘッド4’の後端からインサータ11に導入され、所定の相対配列に保持されて、その前端からコード通路13とゴム流路15a,15bとの交差部16に移送され、上下両面にゴムが被覆される。ゴムで被覆された引き揃えコード(プライ)6は、上下のダイ14a,14bの間の通路17を通過するときに上下の厚みが決定され、上下のダイ14a,14bの前端から前方へ送出される。このとき、図3に示されている配管系22内の水は、コード5の移送速度に応じて予め定められた温度になるように、温度制御部25によりヒータ24の発熱量が制御されている。
In the extruder configured as described above, the rubber supplied from the rubber generating unit 1 shown in FIG. 1 to the
次に、温度制御装置の動作について、図5のフロー図を参照しながら説明する。なお、この図に示されている処理は一定時間毎に繰り返し実行される。 Next, the operation of the temperature control device will be described with reference to the flowchart of FIG. The process shown in this figure is repeatedly executed at regular intervals.
まず温度制御部25は、コード移送速度信号を取り込み(ステップS1)、次に温度設定テーブル25aを参照する(ステップS2)。そして、温度設定テーブル25aの内容を基に、ゴム被覆ヘッド4’の温度が移送速度信号の速度値に対応する設定温度になるように、ヒータ24の発熱量を制御するための発熱制御信号をヒータ24へ供給する(ステップS3)。従って、例えばコード5の移送速度がV1からV2へ加速された場合には、設定温度がT1からT2へ低下するので、ヒータ24に供給する発熱制御信号によるヒータ24の発熱量が急激に低下する。
First, the
次に、温度検知信号を取り込み(ステップS4)、その検知温度と設定温度との高低の関係を判断する(ステップS5)。そして、検知温度が設定温度より高い場合にはヒータ24の発熱量を低下させるように制御する(ステップS6)。コード5の移送速度の加速直後はこの処理を実行することになる。逆に、検知温度が設定温度より低い場合にはヒータ24の発熱量を増加させるように制御する(ステップS7)。検知温度と設定温度とが等しい場合には、そのまま処理を終える。
Next, a temperature detection signal is fetched (step S4), and the relationship between the detected temperature and the set temperature is determined (step S5). When the detected temperature is higher than the set temperature, control is performed so as to reduce the amount of heat generated by the heater 24 (step S6). This process is executed immediately after the acceleration of the
このように、本実施形態によれば、コード5の移送速度が加速されると、加速後の移送速度に対して予め定めておいた設定温度にプライ6の温度が低下するように制御するので、一定温度に制御していた従来装置と比較すると、プライ6の温度上昇を速やかに抑えることができる。このため、ブルーム及びゴムの焦げの発生を防止しつつ、コード5の移送速度の高速化ができる。実験の結果、ゴム被覆ヘッド4’の出口付近のプライ6の温度を110℃以下に保つという条件の下に、従来は5mm/分が移送速度の上限であったが、本実施形態によれば12.0mm/分まで速度を上げることが可能なことを確認している。
As described above, according to the present embodiment, when the transfer speed of the
4′・・・ゴム被覆ヘッド、5・・・コード、6・・・プライ、21・・・温度センサ、22・・・配管系、24・・・ヒータ、25・・・温度制御部。 4 '... rubber-coated head, 5 ... cord, 6 ... ply, 21 ... temperature sensor, 22 ... piping system, 24 ... heater, 25 ... temperature control unit.
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