JP6336783B2

JP6336783B2 - ゴム射出成形機

Info

Publication number: JP6336783B2
Application number: JP2014040753A
Authority: JP
Inventors: 克巳田中
Original assignee: 三友工業株式会社
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: JP2015166135A

Description

本発明は、ゴム射出成形機に関する。

従来、プリプラスティケーティング式の射出成形機（いわゆるプリプラ式）においては、ゴム押出機とゴム射出機の両方の加熱する必要がある。しかし、一般にゴム押出機とゴム射出機の設定温度はそれぞれ異なることから、それぞれに温調ユニットを設けて個別に温度制御を行っていた。

しかし、このようにゴム押出機とゴム射出機のそれぞれに温調ユニットを設けると、温調ユニットが２つ必要であるため、コストが嵩む上、それぞれの温調ユニットを設置するスペースも必要となるという問題点があった。

かかる点を解決したものとして、ゴム成形用射出装置において、射出シリンダー内のゴム材料の温度調節に際しての熱効率及び応答性を向上させ、また装置の重量を軽減することを目的として、射出シリンダーの外周面を覆うようにして薄い円筒状の温調室を設け、その外側にバンドヒートを配設し、一方で、熱媒体油を循環させるための外部通路上にポンプと空冷器とを設けたゴム成形用射出装置が提案されている（特許文献１）。

かかるゴム成形用射出装置によれば、バンドヒーターによる加熱と空冷器による空冷によって、熱媒体流体の温度を調節し、間接的に射出シリンダーの温調を行うというものである。

しかし、一端、バンドヒーターで加温した熱媒体油が直接押出シリンダーの温調室に流れる構造であるため、射出シリンダー側の温度制御は容易であるが、押出シリンダー側の温度制御が非常に困難であるという問題点があった。

実開平５−３５２４２号公報

そこで、本発明は、こうした課題を鑑みてなされたものであり、それぞれ異なる温度設定がされている押出用シリンダーと射出用シリンダーの両方を、１つの温調ユニットによってそれぞれの温度を制御することができるゴム射出成形機を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために、以下の手段を採った。

本発明のゴム射出成形機は、
熱媒体用流体が流れる第１循環通路を有する押出用シリンダーを有するゴム押出機と、
前記熱媒体用流体が流れる第２循環通路を有する射出用シリンダーを有するゴム射出機と、
前記熱媒体用流体を加熱する温調ユニットと、
前記温調ユニットで加熱された前記熱媒体流体が前記第１循環通路を経由して前記温調ユニットに戻る第１流路と、
前記温調ユニットで加熱された前記熱媒体流体が前記第２循環通路を経由して前記温調ユニットに戻る第２流路と、
前記第１流路に設けられた温度調節弁と、
前記押出用シリンダー又は前記押出用シリンダーの押出口の温度を検知する温度センサーと、
前記温度センサーの温度情報を基に、前記温度調節弁の開閉を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする。

かかる構成を採用することによって、一つの温調ユニットによって所定の温度に制御された熱媒体流体を一方の射出用シリンダーに常時循環させ、他方温度の低い押出用シリンダーには間欠的に熱媒体流体を循環させることができる。これにより、２つの温調ユニットを必要とすることなく、１つの温調ユニットで温度制御された熱媒体流体を使用して、それぞれ異なる押出用シリンダーと射出用シリンダー両方の温度制御を行うことができる。また、熱媒体流体の温度は、高温に設定された射出シリンダーの温度に対応するように常に一定の温度に加熱すればよく、この温度の熱媒体流体をそのまま冷却することなく押出用シリンダーの温度調整に使用できるので、特に熱媒体流体の温度を冷却させる冷却装置を設ける必要はない。

また、本発明にかかるゴム射出成形機において、前記温度調節弁と前記温調ユニットとの間の第１流路の一部と、前記温調ユニットと前記第２循環経路との間の第２流路の一部とは、共有された流路であることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、共有された流路にポンプを設置すれば、１つのポンプで第１流路及び第２流路の両方の熱媒体流体を循環させることができる。

本発明にかかるゴム射出成形機によれば、それぞれ異なる温度設定がされている押出用シリンダーと射出用シリンダーの両方を１つの温調ユニットによって温度制御することができるゴム射出成形機を提供することができる。

第１実施形態にかかるゴム射出成形機１００の模式図である。第２実施形態にかかるゴム射出成形機１００の模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に沿って詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではない。

（第１実施形態）
第１実施形態にかかるゴム射出成形機１００が図１に示されている。図１は、第１実施形態にかかるゴム射出成形機１００の構成の概略図を示す。

第１実施形態にかかるゴム射出成形機１００は、いわゆるプリプラ式のゴム射出成形機であり、主として、ゴム押出機１０、ゴム射出機２０及び温調ユニット３０を備えている。

ゴム押出機１０は、加熱したゴムをゴム射出機２０に押し出すための装置であり、押出用シリンダー１１と、この押出用シリンダー１１の内部に設けられたスクリュー１２とを備えている。押出用シリンダー１１には、ゴムを加熱するため、熱媒体用流体１を循環させるためのゴム押出機１０側の第１循環通路１４が押出用シリンダー１１の外周を覆うように設けられている。この第１循環通路１４は、第１流入口１４ａ及び第１流出口１４ｂを備えており、後述する熱媒体用流体１１を加熱し、所定の温度に制御する温調ユニット３０と外部管４０を介して連通して形成されている。ゴム押出機１０は、リボン化されたゴムをゴム供給口９０から供給され、供給されたゴムをスクリュー１２の回転により混練し、かつ加熱して予備可塑化し、流動性を高めた状態にし、ゴムを前進させて押出用シリンダー１１の先端の押出口１５から押し出すことができる。

ゴム射出機２０は、射出用シリンダー２１と、この射出用シリンダー２１の内部に設けられた射出用プランジャー２２とを備えている。射出用シリンダー２１には、ゴムを加熱するため、熱媒体用流体１を循環させるためのゴム射出機２０側の第２循環通路２４が射出用プランジャー２２の周囲を取り囲むように設けられている。この第２循環通路２４は、第２流入口２４ａ及び第２流出口２４ｂを備えており、後述する熱媒体用流体１１を加熱し、所定の温度に制御する温調ユニット３０と外部管４０を介して連通して形成されている。ゴム射出機２０は、前述した押出口１５から射出チャンバー２３内にゴムが装入されると、ゴムの圧力により、射出用プランジャー２２は、図中上方に移動する。そして、射出チャンバー２３内へ所定量のゴムが装入された後、ゴムの温度が適切な温度になった状態で、射出用プランジャー２２が図中下方に移動して、射出用シリンダー２１の先端部のノズル２５から成形用型（図示しない。）に押し出される。

温調ユニット３０は、熱媒体用流体１を加熱するためのユニットであり、特に限定するものではなく、既知の温調ユニット３０を用いることができる。例えば、鉄製の容器３１を有し、内部に熱媒体用流体１を加熱するためのヒーター３２が内蔵されているもの等を使用することができる。温調ユニットには温調ユニット３０内の熱媒体用流体１内に取り付けられた温度センサー（図示しない。）からの温度情報を検知して、ヒーターのＯＮ／ＯＦＦを制御する温度調整用制御部３３が設けられている。

外部管４０は、前述したゴム押出機１０、ゴム射出機２０及び温調ユニット３０との間で熱媒体用流体１を循環させるための管である。外部管４０は、温調ユニット３０から温調された熱媒体用流体１を送出する第１外部管４１と、第１外部管４１からゴム押出機１０の第１流入口１４ａに連通している第２外部管４２と、第１外部管４１からゴム射出機２０の第２流入口２４ａに連通している第３外部管４３と、ゴム押出機１０の第１流出口１４ｂと温調ユニット３０とを連通している第４外部管４４と、ゴム射出機２０の第２流出口２４ｂと温調ユニット３０を連通している第５外部管４５とを備えている。

第１外部管４１にはポンプ５１が設けられており、このポンプ５１によって、熱媒体用流体１は、強制循環させられる。熱媒体用流体１は、温調ユニット３０から第１外部管４１、第２外部管４２、第１流入口１４ａ、第１循環通路１４、第１流出口１４ｂ及び第４外部管４４の順に流れ、再度、温調ユニット３０に戻る第１流路Ａと、温調ユニット３０から第１外部管４１、第３外部管４３、第２流入口２４ａ、第２流出口２４ｂ及び第５外部管４５の順に流れ、再度、温調ユニット３０に戻る第２流路Ｂの２系統を順次循環することになる。ポンプ５１は、第１流路Ａと第２流路Ｂの共通流路部に１つ設けられており、この１つのポンプで両方の流路を循環させることができる。

第２外部管４２には、途中に温度調節弁５２が設けられており、弁の開閉によって第１流路Ａの熱媒体用流体１の流れを止めることができる。温度調節弁５２は、押出用シリンダー１１又は押出口１５近傍に設けられた温度センサー（図示しない。）からの温度情報を検知して、温度調節弁５２の開閉をコントロールする制御部５３と連結されている。

熱媒体用流体１は、特に限定するものではないが、好ましくは熱媒体油が用いられる。

以上のように構成されたゴム射出成形機１００は、射出成形をするに際し、押出用シリンダー１１と射出用シリンダー２１の温度を制御する必要がある。一般的に押出用シリンダー１１の設定温度は、射出用シリンダー２１の温度より低い設定温度を有している。第１実施形態においては、この異なる温度設定を以下のようにして制御する。例えば、押出用シリンダー１１を８０℃に設定し、射出用シリンダー２１を１００℃に設定する場合、温調ユニット３０を１００℃若しくは外部管等での冷却等を考慮し、１００℃より若干高めの温度に設定し、熱媒体用流体１を温調ユニット設定温度まで加熱する。第２流路Ｂはポンプ５１によって成形加工時においては常時強制循環されているので、温調ユニット設定温度の熱媒体用流体１が射出用シリンダー２１の第２循環通路２４に常時流れていることになる。そのため、射出用シリンダー２１は、常に１００℃近傍の温度を保つことができ、射出用チャンバー２３内に装填されるゴムは一定の温度に保たれることになる。

一方、押出用シリンダー１１は、押出用シリンダー１１又は押出口１５に設けられた温度センサーによって、８０℃以下である場合には、温度調節弁５２が開放され、温調ユニット設定温度の熱媒体用流体１が第１流路Ａを流れ、第１循環通路１４に熱媒体用流体１が流れることになる。これにより、押出用シリンダー１１は加熱され、８０℃の温度に到達すると、制御部５３によって温度調節弁５２は閉塞される。そのため、押出用シリンダー１１が８０℃以上に温度が上がることが抑えられる。熱媒体用流体１の流れが停止することで、押出用シリンダー１１は、温度が低下していく。すると温度センサーが一定の温度まで低下したこと、例えば７９℃になったこと、を検知して、この温度情報を基に制御部５３によって、再度、温度調節弁５２が開放され、再度、温調ユニット設定温度の熱媒体用流体１が第１循環通路１４に流れることになり、再度、押出用シリンダー１１の温度が上昇していく。そして、また８０℃の温度に到達すると温度調節弁５２は閉塞される。この繰り返しにより、押出用シリンダー１１は、一定の範囲の温度に保たれることになる。よって、押出用シリンダー１１内に装填されるゴムは一定の範囲の温度に保たれることになる。

こうして構成された第１実施形態にかかるゴム射出成形機１００によれば、前述したように、押出用シリンダー１１と射出用シリンダー２１とでの異なる設定温度を制御するために、従来は、２系統の温調ユニットを設けていたのであるが、１つの温調ユニット３０によって、２つの異なる設定温度を制御することができる。このように、温調ユニット３０が１つで済むため、コストの低減化が図れるとともに、設置スペ−スの節約にも資する。

（第２実施形態）
図２に本発明にかかる第２実施形態のゴム射出成形機１００が図示されている。第２実施形態にかかるゴム射出成形機１００は、第１流路Ａと第２流路Ｂが完全に分離している点が第１実施形態と異なる。

第２実施形態においては、第１実施形態における第１流路と第２流路と共有している第１外部管４１が存在せず、それぞれ別個独立に流路が形成されている。そのため、ポンプはそれぞれの流路に設けられている。また, 押出用シリンダー１１又は押出口１５近傍に設けられた温度センサー（図示しない。）からの温度情報を検知する制御部５３ａは、温度調節弁５２に加えて、第１流路側のポンプのオン／オフも同時に制御するように形成されている。つまり、８０℃以下である場合には、温度調節弁５２が開放されるとともにポンプ５１ａを稼働させる。これにより、温調ユニット設定温度の熱媒体用流体１が第１流路を流れ、第１循環通路１４に熱媒体用流体１が流れることになる。これにより、押出用シリンダー１１は加熱され、８０℃の温度に到達すると、制御部５３によって温度調節弁５２は閉塞され、ポンプ５１ａも稼働を停止する。そのため、押出用シリンダー１１が８０℃以上に温度が上がることが抑えられる。熱媒体用流体１の流れが停止することで、押出用シリンダー１１は、温度が低下していく。すると温度センサーが一定の温度まで低下したこと、例えば７９℃になったこと、を検知して、この温度情報を基に制御部５３ａによって、再度、温度調節弁５２が開放されるとともにポンプ５１ａが稼働する。こうして、押出用シリンダー１１は、一定の範囲の温度に保たれることになる。よって、押出用シリンダー１１内に装填されるゴムは一定の範囲の温度に保たれることになる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施しうる。

上述した実施形態においては、例えば、押出用シリンダー１１を８０℃に設定し、射出用シリンダー２１を１００℃に設定したが、この温度に限定するものではなく、適宜、使用場所、使用機器、使用材料等に応じて設定温度は変更しうる。また、制御部５３のオン／オフの制御温度を７９℃と８０℃に設定したが、この温度も限定するものではなく、適宜変更することができる。

上述した実施の形態で示すように、ゴム射出成形機として産業上利用可能である。

１０…ゴム押出機、１１…押出用シリンダー、１２…スクリュー、
１４…第１循環通路、１４ａ…第１流入口、１４ｂ…第１流出口、
１５…押出口、２０…ゴム射出機、２１…射出用シリンダー、
２２…射出用プランジャー、２４…第２循環通路、２４ａ…第２流入口、
２４ｂ…第２流出口、２５…ノズル、３０…温調ユニット、３１…容器、
３２…ヒーター、３３…温度調整用制御部、４０…外部管、４１…第１外部管、
４２…第２外部管、４３…第３外部管、４４…第４外部管、４５…第５外部管、
５１…ポンプ、５１ａ…ポンプ、５２…温度調節弁、５３…制御部、
５３ａ…制御部、９０…ゴム供給口、１００…ゴム射出成形機

Claims

熱媒体用流体が流れる第１循環通路を有する押出用シリンダーを有するゴム押出機と、
前記熱媒体用流体が流れる第２循環通路を有する前記押出用シリンダーより設定温度が高い射出用シリンダーを有するゴム射出機
と、
前記射出用シリンダーの設定温度と同一又は若干高い温度に調整された前記熱媒体用流体を加熱する１つの温調ユニットと、
前記温調ユニットで加熱された前記熱媒体流体が前記第１循環通路を経由して前記温調ユニットに戻る第１流路と、
前記温調ユニットで加熱された前記熱媒体流体が前記第２循環通路を経由して前記温調ユニットに戻る第２流路と、
前記第１流路に設けられた温度調節弁と、
前記押出用シリンダー又は前記押出用シリンダーの押出口の温度を検知する温度センサーと、
前記温度センサーの温度情報を基に、前記温度調節弁の開閉を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするゴム射出成形機。
前記温度調節弁と前記温調ユニットとの間の第１流路の一部と、前記温調ユニットと前記第２循環経路との間の第２流路の一部とは、共有された流路であることを特徴とする請求項１記載のゴム射出成形機。