(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
押出機から送られてきたゴム材料を、Tダイの左右幅方向中央部に設けた材料流入口よりマニホールド内に流入させて、流入方向と交差するTダイの左右幅方向に広幅化しつつ、リップ部に流し込んでシート状に押し出すことによりゴムシートを製造するゴムシート製造装置であって、
前記マニホールドは、当該マニホールドの横断面がその中央部から左右両端部に向かうに従い漸次小さく形成されるにあたって、当該マニホールドとリップランドで形成される平面視三角形状のリップランドの部分が以下の式を満たすように形成され、
前記Tダイのリップ部から押し出されてくる前記ゴムシートを所定厚さに延伸するための少なくとも一対の延伸ロールそれぞれの軸線が互いに平行になるように配置し、その状態から、一方の延伸ロールの軸線に対し、他方の延伸ロールの軸線が交差するように当該他方の延伸ロールを移動可能に設けてなるゴムシート製造装置。
n1′=ni+1+ni+1′(i≧1,iは自然数)
ni+2=ni+1+ni+2″(i≧1,iは自然数)
n1′:Tダイの中心線に沿ったリップランドの高さ
ni+1′:リップランドの中央部から左右両端部に向って所定間隔置きに設定されるリップランドの高さ
ni+1:Tダイの中心線から所定間隔置きに設定されたリップランドの高さまでのマニホールドの中央部分から左右両端部に向う傾斜部分の長さ
ni+2″:所定間隔置きに設定されるリップランドの高さ間のマニホールドの中央部から左右両端部に向う傾斜部分の長さ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献1に記載のTダイは、シート厚みをコントロールするために複数の温度センサーで分岐管近傍の温度を検知しつつ、シート厚み制御機構により各発熱体の通電量を制御しているため、装置が複雑化するばかりか、高精度の制御が要求され実用化が困難であるという問題があった。そしてさらには、このTダイのマニホールドは、その全長に亘ってリップ部をスリット状に開口しているが、そのマニホールドは、中央部から左右両端部に亘って適当な横断面となっていることから、マニホールドの圧力損失は、マニホールドの中央部側が小さく、その両端部に向かうに従い漸次大きくなり、それによりマニホールドからリップ部に流れるゴム材料の流速は、リップ部の中央部側が大きく、左右両端部側が小さくなり、従って中央部から排出される(押し出される)ゴム材料の排出量が大きく、両端部から排出されるゴム材料の排出量が小さくなって、形成されるゴムシートの幅方向中央部側が厚く、両端部側が薄くなる、という問題があった。
【0005】
そこで本発明は、上記の事情に鑑み、Tダイのリップ部から排出されるゴム材料の排出量がリップ部全長に亘って均一になるようにして、形成されるゴムシートの厚みをシート全幅に亘って均一化できるようにすると共に実用化可能にしたゴムシート製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項1に係る発明は、押出機から送られてきたゴム材料を、Tダイ4の左右幅方向中央部に設けた材料流入口10よりマニホールド8内に流入させて、流入方向と交差するTダイ4の左右幅方向に広幅化しつつ、リップ部9に流し込んでシート状に押し出すことによりゴムシート(第1ゴムシート11)を製造するゴムシート製造装置であって、
前記マニホールド8は、当該マニホールド8の横断面がその中央部から左右両端部に向かうに従い漸次小さく形成されるにあたって、当該マニホールド8とリップランドRで形成される平面視三角形状のリップランドRの部分が以下の式を満たすように形成され
、
前記Tダイ4のリップ部9から押し出されてくる前記ゴムシート(第1ゴムシート11)を所定厚さに延伸するための少なくとも一対の延伸ロール5A,5Bそれぞれの軸線が互いに平行になるように配置し、その状態から、一方の延伸ロール5Aの軸線に対し、他方の延伸ロール5Bの軸線が交差するように当該他方の延伸ロール5Bを移動可能に設けてなることを特徴としている。
n
1′=n
i+1+n
i+1′(i≧1,iは自然数)
n
i+2=n
i+1+n
i+2″(i≧1,iは自然数)
n
1′:Tダイ4の中心線Cに沿ったリップランドRの高さ
n
i+1′:リップランドRの中央部から左右両端部に向って所定間隔置きに設定されるリップランドRの高さ
n
i+1:Tダイ4の中心線Cから所定間隔置きに設定されたリップランドRの高さまでのマニホールド8の中央部分から左右両端部に向う傾斜部分の長さ
n
i+2″:所定間隔置きに設定されるリップランドRの高さ間のマニホールド8の中央部から左右両端部に向う傾斜部分の長さ
【発明の効果】
【0008】
上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項1に係る発明によれば、マニホールド8の横断面
がマニホールド8の中央部から左右両端部へ向かうに従い漸次小さく形成
されるにあたって、当該マニホールド8とリップランドRで形成される平面視三角形状のリップランドRの部分が、
n1′=ni+1+ni+1′(i≧1,iは自然数)
ni+2=ni+1+ni+2″(i≧1,iは自然数)
の式を満たすように形成されているから、形成されてくるゴムシート(第1ゴムシート11)の厚みをシート全幅に亘って均一化することができる。またさらに、本発明によれば、ゴムシート(第1ゴムシート11)の厚みをシート全幅に亘って均一化するにあたり、複雑な制御装置等が必要でないため、実用化を可能にすることができる。
【0009】
さらに本発明によれば、Tダイ4のリップ部9から押し出されてくるゴムシート(第1ゴムシート11)を更に薄い所定厚さのゴムシート(第2ゴムシート12)に延伸させるにあたって、Tダイ4のリップ部9から押し出されてくるゴムシート(第1ゴムシート11)の厚みがシート全幅に亘って均一化されているため、少なくとも一対の延伸ロール5A,5Bそれぞれの軸線が互いに平行になるように当該少なくとも一対の延伸ロール5A,5Bを配置するだけで当該ゴムシート(第1ゴムシート11)を延伸させることができる。
【0010】
さらには、Tダイ4のリップ部9から押し出されてくるゴムシート(第1ゴムシート11)の中央部分の厚みが他の部分に比べ厚くなった場合においても、一方の延伸ロール5Aの軸線に対し、他方の延伸ロール5Bの軸線が交差するように当該他方の延伸ロール5Bを移動可能に設けているから、そのゴムシート(第1ゴムシート11)の中央部分の厚みを左右幅方向に広幅化することとなり、もって、当該ゴムシート(第1ゴムシート11)をさらに均一に平坦化することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に本発明の好適な一実施形態を
図1〜
図4に示す図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。
【0013】
図1に示すゴムシート製造装置1は、装置基台2上に押出機3を備え、押出機3の先端部にTダイ4を連設し、Tダイ4の前方に一対の延伸ロール5A,5Bを設けたものである。
【0014】
Tダイ4は、上型6と下型7とが相互に突き合わされることによって構成される。この上型6と下型7との間には、
図2の(A)に示すように、Tダイ4の左右幅方向の中央部で、Tダイ4の後部側(
図2の(A)において上部側)にはゴム材料が供給される材料流入口10が形成され、また、Tダイ4の前部側(
図2の(A)において下部側)には、ゴム材料をシート状に排出する(押し出す)リップ部9が形成され、材料流入口10とリップ部9との間にマニホールド8が形成されている。
【0015】
マニホールド8は、材料流入口10から流入したゴム材料を、その流入方向と交差するTダイ4の左右幅方向に広幅化するための空洞であって、このマニホールド8の一側部にはリップ部9がマニホールド10の全長に亘ってスリット状に開口している。
【0016】
そして、このように形成されるマニホールド8の横断面形状(Tダイ4の左右幅方向に垂直な断面形状)は、
図2の(a) 〜(k) に示すような略円形となっている。
【0017】
一方、リップ部9は、マニホールド8によってTダイ4の左右幅方向に広幅化されたゴム材料を薄い所定の厚みでシート状に排出する(押し出す)スリット状の流路である。
【0018】
ところで、このTダイ4の特徴は、マニホールド8にあって、ゴム材料がマニホールド8の中央部から左右両端部側へ流動する際にマニホールド8内での圧力損失がマニホールド8の中央部から左右両端部に亘ってほぼ等しくなるように、マニホールド8の横断面をマニホールド8の中央部から左右両端部に向かうに従い漸次小さくしたことである。
【0019】
すなわち、従来のゴムシート製造装置のTダイのマニホールドは、前述のように、マニホールドの中央部から左右両端部まで適当な横断面となっていることから、マニホールド内における圧力損失は、マニホールドの中央部側が小さく、その両端部に至るに従って大きくなる。そうするとベルヌーイの法則によって、マニホールドからリップ部に流れるゴム材料の流速はリップ部の左右方向中央部側が大きく、その左右両端部側が小さくなり、従ってリップ部の中央部から排出されゴム材料の排出量が大きく、両端部から排出されるゴム材料の排出量が小さくなって、形成されるゴムシートの幅方向中央部側が厚く、両端部側が薄くなってしまう傾向にある。
【0020】
そこで、本発明に係るTダイ4は、マニホールド8の横断面を、マニホールド8内での圧力損失がマニホールド8の中央部から左右両端部に亘ってほぼ等しく、リップ部9からのゴム材料の排出量がリップ部9の中央部からその左右両端部までほぼ同じ均一になるように、マニホールド8の横断面を、
図2の(a) 〜(k) に示すようにマニホールド8の中央部から左右両端部に向かうに従って漸次小さく形成するようにしている。なお、
図2の(a) はTダイ4におけるマニホールド8の中央部の断面図で、その横断面形状が最も大きくなっており、
図2の(b) 〜(k) は、マニホールド8の中央部からその両端部までマニホールド8の横断面積が漸次小さくなっている状態を示す断面図で、(k) は横断面形状が最も小さい状態を示している。
【0021】
ここで、より詳しく、マニホールド8の横断面を、
図2の(a) 〜(k) に示すようにマニホールド8の中央部から左右両端部に向かうに従って漸次小さく形成する点について説明する。このマニホールド8の横断面を、
図2の(a) 〜(k) に示すようにマニホールド8の中央部から左右両端部に向かうに従って漸次小さく形成するにあたっては、
図2の(A)に示すマニホールド8とリップランドR部分で形成される三角形状の部分が以下の式を満たすように形成されている。
【0022】
<式>
n
1′=n
i+1+n
i+1′(i≧1,iは自然数)・・・(1)
n
i+2=n
i+1+n
i+2″(i≧1,iは自然数)・・・(2)
【0023】
n
1´は、Tダイ4の中心線Cに沿ったリップランドR部分の高さを示し、n
i+1′は、リップランドR部分の中央部(Tダイ4の中心線Cに沿う部分)から左右両端部に向って所定間隔置きに設定されるリップランドR部分の高さを示し、n
i+1は、Tダイ4の中心線Cから所定間隔置きに設定されたリップランドR部分の高さまでのマニホールド8の中央部から左右両端部に向う傾斜部分の長さを示し、n
i+2″は、所定間隔置きに設定されるリップランドR部分の高さ間のマニホールド8の中央部から左右両端部に向う傾斜部分の長さを示す。
【0024】
すなわち、i=1とすると、上記式(1),(2)に示すように、n
1′=n
2+n
2′,n
3=n
2+n
3″が成り立ち、i=2とすると、n
1′=n
3+n
3′,n
4=n
3+n
4″が成り立ち、i=3とすると、n
1′=n
4+n
4′,n
5=n
4+n
5″が成り立つ、というようになる。
【0025】
このように、上記式を満たすようにマニホールド8の横断面を、
図2の(a) 〜(k) に示すようにマニホールド8の中央部から左右両端部に向かうに従って漸次小さく形成するようにすれば、マニホールド8内での圧力損失がマニホールド8の中央部から左右両端部に亘ってほぼ等しく、リップ部9からのゴム材料の排出量がリップ部9の中央部からその左右両端部までほぼ同じ均一になるようになる。これにより、
図1に示すようにTダイ4によって形成されてくる第1ゴムシート11の厚みを、シート全幅に亘ってほぼ同じ厚みにすることができる。またさらに、本発明に係るTダイ4によれば、複雑な制御装置を必要とせず第1ゴムシート11の厚みを、シート全幅に亘ってほぼ同じ厚みにすることができるため、実用化を可能にすることができる。
【0026】
なお、
図2の(A)に示すTダイ4のマニホールド8は、その左右両端部からリップ部9の出口開口9oまでの長さがその中央部からリップ部9の出口開口9oまでの長さより短くなるような略山形傾斜状となっていることから、マニホールド8からリップ部9に流れるゴム材料の流速は、マニホールド8の中央部側と左右両端部側とでは多少異なるが、リップ部9の出口開口9oからのゴム材料の排出量は、リップ部9の左右方向中央部からその左右両端部までほぼ均一になるように設定されている。このようにマニホールド8を略山形傾斜状にしたのは、材料流入口10からマニホールド8に流入したゴム材料が、Tダイ4の左右幅方向に徐々に広幅化しながら、リップ部9へスムーズに流れ込むようにするためであり、そうすることによってリップ部9からのゴム材料の排出量の均一化を有効に行なわせることができる。
【0027】
他方、
図1に示すように、Tダイ4の前方には一対の延伸ロール5A,5Bが設けてあって、Tダイ4のリップ部9から押し出されてくる所定厚さの第1ゴムシート11を、この延伸ロール5A,5Bにより更に薄い所定厚さの第2ゴムシート12に延伸することができるようにしている。そして、延伸ロール5A,5Bの前方には所定厚さに延伸された第2ゴムシート12を次の工程へ案内する案内ロール13が設けられている。
【0028】
延伸ロール5Aは、
図1に示すように、矢印P1方向に、上下動することができるものである。
図3を用いてより詳しく説明すると、この延伸ロール5Aの軸部5Aoが側面視矩形状の軸取付部50Aに取り付けられている。そして、この軸取付部50Aの一側端部(図示では、左側端部)には、LMガイド51Aが取り付けられている。このLMガイド51Aは、支持壁面H上に鉛直上向きに沿って取り付けられているガイドレール51Aaと、このガイドレール51Aaに沿って移動するガイドブロック51Abとで構成されている。このガイドブロック51Abは、軸取付部50Aの一側端部(図示では、左側端部)に取り付けられている。これにより、ガイドブロック51Abがガイドレール51Aaに沿って移動すると、軸取付部50Aも合せて移動することとなり、もって、延伸ロール5Aも移動することとなる。それゆえ、延伸ロール5Aは、
図1,
図3に示すように、矢印P1方向に、上下動することができることとなる。なお、この上下動の移動の駆動源として、軸取付部50Aの上端部に油圧シリンダ52Aが取り付けられている。それゆえ、この油圧シリンダ52Aによって、軸取付部50Aが、ガイドレール51Aaに沿って移動することとなり、もって、延伸ロール5Aは、
図1,
図3に示すように、矢印P1方向に、上下動することができることとなる。なお、本実施形態においては、油圧シリンダ52Aでもって、軸取付部50Aを移動させる例を示したが、それに限らず、モータで移動させるようにしても良い。
【0029】
一方、延伸ロール5Bは、
図1に示すように、矢印P2方向、すなわち、前後方向(左右方向)に、5〜10mm程度移動することができるものである。
図3及び
図4を用いてより詳しく説明すると、この延伸ロール5Bの軸部5Boが側面視矩形状の軸取付部50Bに取り付けられている。そして、この軸取付部50Bの下端部には、
図4に示すように、凸状のスライド部51Bが取付けられており、このスライド部51Bは、支持壁面Hの底部にボルト・ナット52B(
図3,
図4参照)によって取り付けられている側面視逆L字状の一対のガイド部53Bに沿って移動できるようになっている。これにより、スライド部51Bがガイド部53Bに沿って移動すると、軸取付部50Bも合せて移動することとなり、もって、延伸ロール5Bも移動することとなる。それゆえ、延伸ロール5Bは、
図1,
図3に示すように、矢印P2方向、すなわち、前後方向(左右方向)に5〜10mm程度移動することができることとなる。
【0030】
ところで、この前後方向(左右方向)に移動させる駆動源としては、
図3に示すように、軸取付部50Bの一側下端部にボールナット54Bが取り付けられており、このボールナット54Bには、シャフト55Bが取り付けられている。これにより、図示しないモータによってシャフト55Bを回転駆動させると、ボールナット54Bにより回転力が直線方向の動きに変換され、もって、軸取付部50Bが直線移動、すなわち、ガイド部53Bに沿って移動することとなる。それゆえ、延伸ロール5Bが前後方向(左右方向)に5〜10mm程度移動(矢印P2方向)することとなる。
【0031】
一方、軸取付部50Bの一側上端部(図示では、右側上端部)には、逆L字形の案内部56Bが取り付けられており、この案内部56Bによって、Tダイ4のリップ部9から押し出されてくる所定厚さの第1ゴムシート11が、一対の延伸ロール5A,5Bに案内されるようになっている。なお、
図4に示す符号57Bは、深溝玉軸受で、軸部5Aoに取り付けられており、符号58Bは、ロータリージョイントで、軸取付部50Bに取り付けられている。
【0032】
かくして、上記のように構成される一対の延伸ロール5A,5Bは、夫々の軸線が互いに平行になるように設置されている。これにより、Tダイ4のリップ部9から押し出されてくる第1ゴムシート11の厚みは、シート全幅に亘って均一化されているため、当該第1ゴムシート11を延伸させることができる。それゆえ、本実施形態によれば、ロールを用いてゴムシートの厚みを均一化するような制御は必要ないため、非常に安価なゴムシート製造装置を製作することができる。
【0033】
しかしながら一方で、第1ゴムシート11の厚みは、シート全幅に亘って均一化されているが、場合によっては、第1ゴムシート11の中央部分の厚みが左右両端部の厚みに比べて若干厚い場合がある。すなわち、ゴム材料は、
図2に示す材料流入口10から流入されるが、その際、ゴム材料の温度が、中心線Cに沿う部分(すなわち、中心部分)が高く、左右両端部が低くなっており、その温度差が極端に異なる(例えば、10度〜15度)と、ゴム材料の場所によって粘度が異なる場合がある。そうすると、ゴム材料の中心部分の温度が高いとその部分の粘度は低くなり、マニホールド8内を流れやすくなる。一方、ゴム材料の左右両端部の温度が低いとその部分の粘度は高くなるため、マニホールド8内を流れにくくなる。これにより、Tダイ4のリップ部9から押し出されてくる所定厚さの第1ゴムシート11は、中央部分の厚みが、左右両端部の厚みに比べて若干厚くなる場合がある。
【0034】
そこで、このような場合に備え、本実施形態においては、延伸ロール5Bを前後方向(左右方向)に移動できる(
図1,
図3に示す矢印P2参照)ようにしている。すなわち、
図3に示すように、延伸ロール5Aと延伸ロール5B夫々の軸線が互いに平行になっている状態から(実線位置参照)、延伸ロール5Bを、5〜10mm程度前後方向(左右方向)に移動させる(仮想線位置参照)。これにより、延伸ロール5Aと延伸ロール5Bがクロスされる状態、すなわち、夫々の軸線が交差する状態となるから、延伸ロール5Aと延伸ロール5Bの軸線上の中央部分の隙間が狭くなり、軸線上の左右両端部分の隙間が広くなることとなる。それゆえ、Tダイ4のリップ部9から押し出されてくる所定厚さの第1ゴムシート11の中央部分の厚みが、左右両端部の厚みに比べて若干厚くなった場合であっても、延伸ロール5Aと延伸ロール5Bの軸線上の中央部分の隙間が狭くなっていることにより、中央部分の厚みが、左右幅方向に広幅化することとなり、もって、第2ゴムシート12をシート全幅に亘ってさらに均一化できることとなる。
【0035】
なお、本実施形態においては、一対の延伸ロール5A,5Bを一組だけ設ける例を示したが、二組以上設けることもできる。また、延伸ロール5Aを前後方向(左右方向)に移動させるようにし、延伸ロール5Bを上下動するようにしても良い。
【0036】
さらに、本実施形態においては、マニホールド8の横断面形状を、略円形の形状である例を示したが、それに限らず、どのような形状であっても良い。