CN111712368B - 双轴挤出机、减速器以及挤出方法 - Google Patents

Abstract

提供能够根据原料的处理工序来变更螺杆的旋转速度并且加工过的原料难以劣化的双轴挤出机。双轴挤出机(1)具有相互平行地延伸的两个螺杆(3、5)。各螺杆(3、5)具有：筒状的上游侧螺杆(31)，其具有沿长度方向(X)延伸的轴孔(315)，并在外周面具有螺旋螺纹(316)；以及下游侧螺杆(35)，其包括在外周面具有螺旋螺纹(357)的大径部分(353)和直径比大径部分(353)小的小径轴部(351)，下游侧螺杆(35)的小径轴部(351)插入上游侧螺杆(31)的轴孔(315)。上游侧螺杆(31)与下游侧螺杆(35)能够相互独立地旋转。双轴挤出机(1)还具有：上游侧旋转机构(84)，其使两个螺杆(3、5)的上游侧螺杆(31)旋转；以及下游侧旋转机构(83)，其使两个螺杆(3、5)的下游侧螺杆(35)旋转。

Description

双轴挤出机、减速器以及挤出方法

技术领域

本发明涉及双轴挤出机、减速器以及挤出方法。

本申请基于作为2018年2月13日申请的日本申请的日本特愿2018-22961，并且主张基于该申请的优先权。该申请的整体作为参照而被引入本申请。

背景技术

对树脂、弹性体等原料进行处理的挤出机通常具备细长的筒状的套筒和在套筒的内部收容的螺杆。供给至挤出机的原料在套筒的内部通过螺杆而旋转及搅拌，作为具有规定的物质性质及形状的成形品而被挤出。在套筒的内部收容的螺杆是在外周部具有螺旋螺纹(螺杆的刃)的棒状构件，且形状根据套筒的内部的位置而不同。即，挤出机从原料的流动方向上的上游侧起依次具有供给部(输送部)、混炼部(压缩部、搅拌部或者可塑部)、计量部。供给部将固体原料压缩并且朝向下游的混炼部供给。混炼部使从供给部供给的原料熔融并可塑化。计量部将排出量调节为将由混炼部进行了可塑化的材料均匀排出。根据这样的挤出机的各部分的处理，螺杆在长度方向上具有彼此不同的形状。但是，通常的螺杆如上述那样由在外周部具有螺旋螺纹的一根棒状构件构成，因此不能在长度方向上局部变更旋转速度。于是，在想要根据挤出机的各部分的处理内容来变更螺杆的旋转速度的情况下，使用专利文献1、2所公开的那样的串联型的挤出机。

在专利文献1、2所记载的串联型的挤出机中，上游侧的挤出机的树脂排出口经由连接管而与下游侧的挤出机的原料供给口连接。上游侧的挤出机实质上相当于供给部及混炼部，下游侧的挤出机实质上相当于计量部。即，在专利文献1、2所记载的串联型挤出机中，供给部及混炼部、计量部构成为分别独立的分体装置(上游侧的挤出机和下游侧的挤出机)。由此，不仅能够根据处理内容来改变螺杆的形状，还能够根据处理内容来改变螺杆的旋转速度，从而进行适当的处理。

专利文献1：日本特开2007-130775号公报

专利文献2：日本特开2016-88093号公报

发明内容

在专利文献1、2所记载的串联型的挤出机中，上游侧的挤出机与下游侧的挤出机通过连接管连接。但是，在上游侧的挤出机中进行了可塑化的高温的原料有可能烧结于在内部不具有可动要件的连接管的内壁面上并长期滞留于连接管。当烧结的原料剥落而流入下游侧的挤出机时，有可能带来由下游侧的挤出机处理的原料的劣化。如果使上游侧的挤出机与下游侧的挤出机一体化，则不需要连接管，但不能使螺杆的旋转速度根据部位而不同。

本发明鉴于上述的课题，目的在于提供能够根据原料的处理工序来变更螺杆的旋转速度并且难以产生原料的劣化的双轴挤出机、使用了该双轴挤出机的挤出方法以及用于该双轴挤出机的减速器。

本发明的双轴挤出机具有：两个螺杆，它们相互平行地延伸，且各所述螺杆具有：筒状的上游侧螺杆，其具有沿长度方向延伸的轴孔，并在外周面具有螺旋螺纹；以及下游侧螺杆，其包括在外周面具有螺旋螺纹的大径部分和直径比所述大径部分小的小径轴部，所述下游侧螺杆的所述小径轴部插入所述上游侧螺杆的所述轴孔，所述上游侧螺杆与所述下游侧螺杆能够相互独立地旋转；上游侧旋转机构，其使所述两个螺杆的所述上游侧螺杆旋转；以及下游侧旋转机构，其与所述上游侧旋转机构独立地设置，并使两个所述螺杆的所述下游侧螺杆旋转。

本发明的挤出方法使用了具备两个螺杆的双轴挤出机，所述两个螺杆相互平行地延伸，且各所述螺杆具有：筒状的上游侧螺杆，其具有沿长度方向延伸的轴孔，并在外周面具有螺旋螺纹；以及下游侧螺杆，其包括在外周面具有螺旋螺纹的大径部分和直径比所述大径部分小的小径轴部，所述下游侧螺杆的所述小径轴部插入所述上游侧螺杆的所述轴孔，所述上游侧螺杆与所述下游侧螺杆能够相互独立地旋转，所述挤出方法具有以下步骤：向所述两个螺杆的所述上游侧螺杆供给原料；利用上游侧旋转机构，而使所述两个螺杆的所述上游侧螺杆旋转；以及利用与所述上游侧旋转机构独立地设置的下游侧旋转机构，而使所述两个螺杆的所述下游侧螺杆以与所述上游侧螺杆不同的旋转速度旋转。

本发明的减速器组装于具有两个螺杆的双轴挤出机，所述两个螺杆相互平行地延伸，且各所述螺杆具有：上游侧螺杆，其在外周面具有螺旋螺纹；以及下游侧螺杆，其在外周面具有螺旋螺纹，所述上游侧螺杆与所述下游侧螺杆能够相互独立地旋转，所述减速器具有：上游侧输入轴；下游侧输入轴；第一上游侧输出轴，其与一方所述螺杆的所述上游侧螺杆连接，并具有轴孔；第二上游侧输出轴，其与另一方所述螺杆的所述上游侧螺杆连接，并具有轴孔；第一下游侧输出轴，其将所述第一上游侧输出轴的所述轴孔贯通，并与一方所述螺杆的所述下游侧螺杆连接；第二下游侧输出轴，其将所述第二上游侧输出轴的所述轴孔贯通，并与另一方所述螺杆的所述下游侧螺杆连接；上游侧传递要件，其将所述上游侧输入轴的旋转向所述第一上游侧输出轴及所述第二上游侧输出轴传递；以及下游侧传递要件，其将所述下游侧输入轴的旋转向所述第一下游侧输出轴及所述第二下游侧输出轴传递。

根据本发明，可以提供能够根据原料的处理工序来变更螺杆的旋转速度并且难以产生加工过的原料的劣化的双轴挤出机、使用了该双轴挤出机的挤出方法以及用于该双轴挤出机的减速器。

上述的及其他的本申请的目的、特征以及优点将通过参照例示了本申请的附图的以下所述的详细说明来加以明确。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的双轴挤出机和向双轴挤出机供给原料的进料部用挤出机的俯视图。

图2是示出图1所示的双轴挤出机的套筒的内部的结构的俯视图。

图3A是示出图2所示的双轴挤出机所使用的螺杆的结构的局部剖切俯视图。

图3B是图3A的b部放大图。

图3C是沿着图3A的c-c线的剖视图。

图3D是沿着图3A的d-d线的剖视图。

图4是示出图3A所示的螺杆的上游侧螺杆的俯视图。

图5是示出图3A所示的螺杆的下游侧螺杆的俯视图。

图6A是示出图2所示的双轴挤出机所使用的减速器的内部的结构的俯视图。

图6B是图6A的F部放大图。

图7是示出图6A所示的减速器的结构的概要图。

附图标记说明

1：双轴挤出机；2：进料部用挤出机；3：左侧螺杆；31：左上游侧螺杆；311：筒状构件；312：螺旋件；313：嵌入部；314：嵌合部；315：轴孔；35：左下游侧螺杆；351：传递轴部；352：旋转轴部；353：螺旋件；354：迷宫槽；355：凹部；356：嵌合部；5：右侧螺杆；51：右上游侧螺杆；55：右下游侧螺杆；7：减速器；71：上游侧输入轴；72：下游侧输入轴；73：左上游侧输出轴；74：左下游侧输出轴；75：右上游侧输出轴；76：右下游侧输出轴；77：上游侧中间轴；78、79：下游侧中间传递要件；83：下游侧旋转机构；84：上游侧旋转机构；85：下游侧传递要件；86：上游侧传递要件；9：套筒；91：原料供给部；92：排出部；g1～g18：齿轮。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。

图1是本发明的一实施方式的双轴挤出机1和向双轴挤出机1供给原料的进料部用挤出机2的俯视图。双轴挤出机1与进料部用挤出机2连结而构成了串联型的挤出机。

进料部用挤出机2进行从进料器(省略图示)供给的原料的预备混合。由进料部用挤出机2预备混合过的原料被向双轴挤出机1供给。图2是示出双轴挤出机1的套筒9的内部的结构的俯视图。双轴挤出机1具备第一螺杆(左侧螺杆)3和第二螺杆(右侧螺杆)5。左侧螺杆3和右侧螺杆5具有实质上相同的结构，并在套筒9内相互接近且相互平行地沿长度方向X延伸。左侧螺杆3包括：第一上游侧螺杆(左上游侧螺杆)31和第一下游侧螺杆(左下游侧螺杆)35。同样地，右侧螺杆5包括：第二上游侧螺杆(右上游侧螺杆)51和第二下游侧螺杆(右下游侧螺杆)55。左侧螺杆3和右侧螺杆5一边向相同方向旋转一边啮合。由此，左侧螺杆3和右侧螺杆5擦拭另一方螺杆5、3的外表面，并且擦拭自身周围的套筒9的内壁。通过左侧螺杆3和右侧螺杆5的这样的自清洗性能，从而抑制原料向螺杆外表面及套筒9的内壁的烧结。

<螺杆的结构>

接下来，对左侧螺杆3及右侧螺杆5的结构详细地进行说明。右侧螺杆5具有与左侧螺杆3大致相同的结构，因此省略说明。图3A是示出双轴挤出机1所使用的左侧螺杆3的结构的俯视图。图3B是图3A的b部的放大图。图3C是沿着图3A的c-c线的剖视图。图3D是沿着图3A的d-d线的剖视图。图4是示出图3A所示的左侧螺杆3的左上游侧螺杆31的俯视图。图5是示出图3A所示的螺杆3的左下游侧螺杆35的俯视图。

左侧螺杆3的左上游侧螺杆31具有双重圆筒结构，该双重圆筒结构包括圆筒状的螺旋件312和收容于螺旋件312的内部的筒状构件311。即，筒状构件311为中空的圆筒，且具有沿长度方向(轴线方向)X延伸的轴孔315。在左上游侧螺杆31的供左下游侧螺杆35插入的下游侧的端部，形成有圆筒状的突出部即嵌入部313(参照图3B、4)。嵌入部313嵌入在后述的左下游侧螺杆35形成的凹部355。对筒状构件311的外周面实施渐开线加工而形成嵌合部314。螺旋件312是在外周面具有螺旋螺纹316的中空的圆筒状构件，并在内周面形成有与筒状构件311的嵌合部314对应的嵌合槽部(省略图示)。因此，螺旋件312以使嵌合部314与嵌合槽部嵌合的方式嵌入筒状构件311的外侧(参照图3C)。在左上游侧螺杆31的外周部配置有螺旋件312的螺旋螺纹316。螺旋件312是能够从筒状构件311拆下并更换的构件。因此，螺旋件312能够根据原材料、由双轴挤出机1生产的产品的规格来更换。

左下游侧螺杆35具有传递轴部351、旋转轴部352以及螺旋件353。螺旋件353构成位于左下游侧螺杆35的一端侧的大径部分353。传递轴部351和旋转轴部352是在长度方向X上彼此相邻且连续的(一体化的)同心状的轴状构件。传递轴部351构成位于左下游侧螺杆35的另一端侧且直径比大径部分353小的小径轴部351。在传递轴部351的外周面，形成有多个沿圆周方向形成的圆环状的槽即迷宫槽354(参照图3B)。在旋转轴部352的外周面未形成迷宫槽354。传递轴部351插入左上游侧螺杆31的轴孔315并将轴孔315贯通。因此，传递轴部351的外径比左上游侧螺杆31的筒状构件311的轴孔315的内径小一些。

旋转轴部352具有六边形的剖面形状，并作为嵌合部356而发挥功能。螺旋件353是在外周面具有螺旋螺纹357的中空的圆筒状构件，并在内部形成有与旋转轴部352的嵌合部356对应的嵌合孔358。嵌合孔358的外接圆的直径比旋转轴部352的外接圆的直径稍大。因此，螺旋件353嵌入旋转轴部352的外侧。螺旋件353的长度方向X上的长度比传递轴部351的长度方向X上的长度与旋转轴部352的长度方向X上的长度之和短，从而传递轴部351的至少一部分未被螺旋件353覆盖而露出。螺旋件353的外径比传递轴部351及旋转轴部352的外径大，且与螺旋件312的外径大致相等。旋转轴部352的外接圆的直径比左上游侧螺杆31的筒状构件311的内径稍小。螺旋件353能够从传递轴部351及旋转轴部352拆下并更换。在螺旋件353的供旋转轴部352插入的上游侧的端部，形成有沿长度方向X延伸的圆筒状的孔即凹部355(参照图3B)。在凹部355嵌入形成于左上游侧螺杆31的嵌入部313。

像这样构成的左侧螺杆3的外径大致相等的螺旋件312与螺旋件353在长度方向X上相邻地配置，且在外周面沿长度方向X大体连续地配置有大致相同的形状的螺旋螺纹316、357。但是，左上游侧螺杆31的具有螺旋螺纹316的螺旋件312和左下游侧螺杆35的具有螺旋螺纹357的螺旋件353没有一体化，而能够相互独立地旋转。

<减速器>

接下来，对向双轴挤出机1的各螺杆3、5传递旋转驱动力的减速器的结构进行说明。图6A是示出双轴挤出机1所使用的减速器7的结构的内部结构图。图6B是图6A的F部的放大图。减速器7具备上游侧输入轴71、下游侧输入轴72、左上游侧输出轴(第一上游侧输出轴)73、左下游侧输出轴(第一下游侧输出轴)74、右上游侧输出轴(第二上游侧输出轴)75以及右下游侧输出轴(第二下游侧输出轴)76。

左上游侧输出轴73及右上游侧输出轴75是由中空筒状的构件构成的中空轴。在左上游侧输出轴73的内部配置有与左上游侧输出轴73同心的左下游侧输出轴74。同样地，在右上游侧输出轴75的内部配置有与右上游侧输出轴75的中心轴同心的右下游侧输出轴76。

下游侧输入轴72与左下游侧输出轴74和右下游侧输出轴76连结，并向左下游侧输出轴74和右下游侧输出轴76传递旋转力。左下游侧输出轴74连结于前述的左侧螺杆3的左下游侧螺杆35的传递轴部351，并向左下游侧螺杆35的传递轴部351传递旋转力。右下游侧输出轴76连结于实质上与前述的左侧螺杆3相同结构的右侧螺杆5的右下游侧螺杆55的传递轴部351，并向右下游侧螺杆55的传递轴部351传递旋转力。另一方面，上游侧输入轴71与左上游侧输出轴73和右上游侧输出轴75连结，并向左上游侧输出轴73和右上游侧输出轴75传递旋转力。左上游侧输出轴73连结于前述的左侧螺杆3的左上游侧螺杆31的筒状构件311，并向左上游侧螺杆31的筒状构件311传递旋转力。右上游侧输出轴75连结于与前述的左侧螺杆3实质上相同结构的右侧螺杆5的右上游侧螺杆51的筒状构件311，并向右上游侧螺杆51的筒状构件311传递旋转力。

减速器7的上游侧输入轴71与上游侧驱动器81(参照图7)连结。另一方面，减速器7的下游侧输入轴72与下游侧驱动器82(参照图7)连结。

图7示意性地示出了前述的减速器7的结构的一例。附图中的g1～g18表示齿轮。如齿轮g1和齿轮g2那样，相邻地图示出的齿轮意味着相互啮合。

首先，对来自上游侧输入轴71的旋转的传递机构进行说明。在上游侧输入轴71设置有齿轮g1。齿轮g1与齿轮g2啮合。在设置有齿轮g2的轴(上游侧中间轴77)上设置有与齿轮g2同轴的齿轮g3及齿轮g5。齿轮g3与在左上游侧输出轴73设置的齿轮(第一上游侧齿轮)g4啮合。即，由上游侧驱动器81驱动的上游侧输入轴71的旋转经由包括齿轮g1、齿轮g2、齿轮g3以及齿轮g4在内的传递要件而向左上游侧输出轴73传递。

另外，齿轮g5与齿轮g6以及齿轮g7啮合。齿轮g6与齿轮g8啮合。另一方面，齿轮g7与齿轮g9啮合。并且，齿轮g8及齿轮g9分别与齿轮(第二上游侧齿轮)g10啮合。齿轮g10设置于右上游侧输出轴75。即，由上游侧驱动器81驱动的上游侧输入轴71的旋转还经由包括齿轮g1、齿轮g2、齿轮g5、齿轮g6、齿轮g7、齿轮g8、齿轮g9以及齿轮g10在内的传递要件而向右上游侧输出轴75传递。齿轮g1～g10和上游侧中间轴77构成将上游侧输入轴71的旋转向左上游侧输出轴73及右上游侧输出轴75传递的上游侧传递要件86。另外，上游侧传递要件86、上游侧输入轴71、左上游侧输出轴73以及右上游侧输出轴75构成使左上游侧螺杆31和右上游侧螺杆51旋转的上游侧旋转机构84。

在此，更详细地说明齿轮g5、齿轮g6、齿轮g7、齿轮g8、齿轮g9以及齿轮g10的关系。从齿轮g5传递的旋转经由齿轮g6及齿轮g8而向齿轮g10传递，并且经由齿轮g7及齿轮g9而向齿轮g10传递。齿轮g6和齿轮g8构成一个上游侧中间传递要件，齿轮g7和齿轮g9构成另一个上游侧中间传递要件，这些上游侧中间传递要件相互独立地设置。换言之，从齿轮g5传递的旋转从齿轮g8和齿轮g9这两个齿轮传向齿轮g10。由于是像这样从两个齿轮(齿轮g8及齿轮g9)向齿轮g10传递相同的旋转(来自齿轮g5的旋转)的结构，因此能够减小对齿轮g10的一个啮合部位施加的应力。

接下来，对来自下游侧输入轴72的旋转的传递机构进行说明。在下游侧输入轴72设置有齿轮g11。齿轮g11与设置于左下游侧输出轴74的齿轮(第一下游侧齿轮)g12啮合。即，由下游侧驱动器82驱动的下游侧输入轴72的旋转经由包含齿轮g11及齿轮g12在内的传递要件而向左下游侧输出轴74传递。

另外，在左下游侧输出轴74设置有齿轮g13。齿轮g13与齿轮g14以及齿轮g15啮合。在设置有齿轮g14的轴78上，设置有与齿轮g14同轴的齿轮g16。另一方面，在设置有齿轮g15的轴79上，设置有与齿轮g15同轴的齿轮g17。齿轮g16及齿轮g17分别与齿轮(第二下游侧齿轮)g18啮合。齿轮g18设置于右下游侧输出轴76。即，由下游侧驱动器82驱动的下游侧输入轴72的旋转经由包括齿轮g11、齿轮g12、齿轮g13、齿轮g14、齿轮g15、齿轮g16、齿轮g17以及齿轮g18在内的传递要件而向右下游侧输出轴76传递。齿轮g18从齿轮g16及齿轮g17这两个齿轮传递旋转。即，轴78、79构成相互独立的多个下游侧中间传递要件78、79。由于从两个齿轮(齿轮g16及齿轮g17)向齿轮g18传递相同的旋转(来自齿轮g13的旋转)，因此能够减小对齿轮g18的一个啮合部位施加的应力。

需要说明的是，在减速器7中，齿轮g11与齿轮g12啮合的位置、齿轮g3与齿轮g4啮合的位置、齿轮g16、齿轮g17及齿轮g18啮合的位置、以及齿轮g5、齿轮g6、齿轮g7、齿轮g8、齿轮g9及齿轮g10啮合的位置依次在接近上游侧用驱动器81及下游侧用驱动器82的顺序下配置。并且，右上游侧输出轴75及右下游侧输出轴76比左下游侧输出轴74短。因此，在与下游侧用驱动器82接近的左下游侧输出轴74的齿轮g11与齿轮g12啮合的位置处，右上游侧输出轴75及右下游侧输出轴76不与左下游侧输出轴74的旁边相邻配置。另外，在左上游侧输出轴73的齿轮g3与齿轮g4啮合的位置处，右上游侧输出轴75及右下游侧输出轴76不与左上游侧输出轴73的旁边相邻配置。

但是，右下游侧输出轴76的齿轮g16、齿轮g17及齿轮g18啮合的位置处，左上游侧输出轴73及左下游侧输出轴74与右下游侧输出轴76的旁边相邻。另外，在右上游侧输出轴75的齿轮g5、齿轮g6、齿轮g7、齿轮g8、齿轮g9及齿轮g10啮合的位置处，左上游侧输出轴73及左下游侧输出轴74与右上游侧输出轴75的旁边相邻。因此，使齿轮g18及齿轮g10直径小，且不会与相邻的左上游侧输出轴73及左下游侧输出轴74发生干涉。

作为这样的结构，来自上游侧用驱动器81的旋转的传递路径与来自下游侧用驱动器82的旋转的传递路径相互独立。因此，当上游侧用驱动器81与下游侧用驱动器82以彼此不同的转速分别驱动上游侧输入轴71和下游侧输入轴72时，能够使与左上游侧输出轴73连接的左上游侧螺杆31的筒状构件311及与右上游侧输出轴75连接的右上游侧螺杆51的筒状构件311、与左下游侧输出轴74连接的左下游侧螺杆35的传递轴部351及与右下游侧输出轴76连接的右下游侧螺杆55的传递轴部351以彼此不同的转速旋转。因此，如图3所示，能够使呈大致的相同的形状且大体连续地配置的左侧螺杆3的左上游侧螺杆31的螺旋螺纹与左下游侧螺杆35的螺旋螺纹以彼此不同的转速旋转。同样地，能够使呈大致的相同的形状且大体连续地配置的右侧螺杆5的右上游侧螺杆51的螺旋螺纹与右下游侧螺杆55的螺旋螺纹以彼此不同的转速旋转。此时，在长度方向上并排配置于大致相同的位置的左上游侧螺杆31的螺旋螺纹与右上游侧螺杆51的螺旋螺纹以彼此相同的转速旋转。同样地，在长度方向上并排配置于大致相同的位置的左下游侧螺杆35的螺旋螺纹与右下游侧螺杆55的螺旋螺纹以彼此相同的转速旋转。

<挤出方法>

接下来，对双轴挤出机1的挤出方法进行说明。在原料的加工时，双轴挤出机1驱动上游侧用驱动器81及下游侧用驱动器82。上游侧用驱动器81将旋转的动力向减速器7的上游侧输入轴71传递。减速器7将输入的旋转向左上游侧输出轴73及右上游侧输出轴75传递(参照图7)。另另一方面，下游侧用驱动器82将旋转的动力向减速器7的下游侧输入轴72传递。减速器7将输入的旋转向左下游侧输出轴74及右下游侧输出轴76传递。

在此，左上游侧输出轴73与左上游侧螺杆31连结，右上游侧输出轴75与右上游侧螺杆51连结。另一方面，左下游侧输出轴74与左下游侧螺杆35连结，右下游侧输出轴76与右下游侧螺杆55连结。由此，左上游侧螺杆31、右上游侧螺杆51、左下游侧螺杆35以及右下游侧螺杆55分别旋转(参照图2)。

因此，双轴挤出机1能够将从进料部用挤出机2供给的原料在使用左上游侧螺杆31、右上游侧螺杆51、左下游侧螺杆35以及右下游侧螺杆55进行处理之后挤出。即，从进料部用挤出机2供给至原料供给部91的原料在套筒9的内部通过左侧螺杆3的左上游侧螺杆31和右侧螺杆5的右上游侧螺杆51而一边搅拌一边加热，从而逐渐地一边进行熔融混炼一边被向下游侧搬运。之后，熔融混炼过的原料通过左侧螺杆3的左下游侧螺杆35和右侧螺杆5的右下游侧螺杆55而以与左上游侧螺杆31及右上游侧螺杆51不同的旋转速度旋转并被计量，且以规定的排出量从排出部92排出。即，在该结构中，左上游侧螺杆31和右上游侧螺杆51实质上作为供给部及混炼部而发挥功能，左下游侧螺杆35和右下游侧螺杆55实质上作为计量部而发挥功能(但是，如下两个边界部分也可以不必一致：上游侧螺杆与下游侧螺杆之间的边界部分，供给部和混炼部、与计量部之间的边界部分)。

需要说明的是，进料部用挤出机2向双轴挤出机1供给的原料为低温。因此，在从进料部用挤出机2向双轴挤出机1供给材料的连接部分的壁面上不烧结原料。另外，在本实施方式中，进料部用挤出机2与双轴挤出机1配置为使彼此的螺杆轴正交，但也可以平行地配置。在平行地配置的情况下，进料部用挤出机2与双轴挤出机1利用连接构件相连结。

<效果>

以下说明本实施方式的作用效果。

在本实施方式中，对于左上游侧螺杆31和右上游侧螺杆51、与左下游侧螺杆35和右下游侧螺杆55，驱动器是不同的。因此，能够分别驱动上游侧螺杆即左上游侧螺杆31和右上游侧螺杆51、与下游侧螺杆即左下游侧螺杆35和右下游侧螺杆55旋转。因此，对于上游侧螺杆与下游侧螺杆，能够使旋转速度彼此不同。由此，该双轴挤出机1能够进行与各种规格相应的原料的处理。

例如，在想要在特定的用途中对原料进行高强混炼的情况下，需要使混炼部的旋转速度上升。假设在螺杆整体由以恒定的转速旋转的一根棒状构件构成的挤出机中，进行高强混炼的混炼部和计量部以相同的转速旋转，因此存在不能准确地进行所希望的计量、或者通过计量部而从挤出机排出的原料的排出变得不稳定的风险。因此，为了兼顾高强混炼、与准确的计量和稳定的原料的排出，需要使用将混炼部和计量部作为不同的装置而形成并连结而得到的串联型的挤出机。当来自挤出机的原料的排出不稳定时，存在不能制造出良好的成形品的风险。

但是，在本实施方式的双轴挤出机1中，左上游侧螺杆31及右上游侧螺杆51作为混炼部而发挥功能，左下游侧螺杆35及右下游侧螺杆55作为计量部而发挥功能，且能够相互独立地设定混炼部与计量部中的螺杆的旋转速度。例如，即使使混炼部的螺杆的旋转速度上升，也能够使计量部的螺杆的旋转速度不上升。即，即使在由混炼部进行高强混炼的情况下，通过计量部而从挤出机排出的原料的排出也不会变得不稳定，制造出不合格产品的可能性低。

另外，在将混炼部和计量部构成为不同装置的串联型的挤出机的情况下，需要利用连接构件将混炼部侧的挤出机与计量部侧的挤出机相连结。在利用连接构件将两个挤出机相连结的情况下，由混炼部侧的挤出机熔融了的高温的原料在通过连接构件内时，存在在连接构件的内壁面烧结从而附着并滞留的风险。

但是，本实施方式的双轴挤出机1能够使混炼部与计量部连续而构成，在两者之间不存在连接构件。因此，在该双轴挤出机1中，不存在原料烧结于连接构件的内壁面的风险。另外，通过左侧螺杆3及右侧螺杆5旋转，从而螺旋螺纹进行摩擦套筒9的内壁面那样的动作。因此，在该双轴挤出机1中，原料烧结于套筒9的内壁面的危险性小。

并且，本实施方式的左上游侧螺杆31与右上游侧螺杆51是使彼此的螺旋螺纹啮合的结构。另外，左下游侧螺杆35与右下游侧螺杆55是使彼此的螺旋螺纹啮合的结构，螺杆形状也是具有自清洗性的双螺旋、即所谓的球螺纹(Ball Flight)(剖面为橄榄球形的形状)。因此，在该双轴挤出机1中，螺杆的表面及工作缸内壁上的原料的烧结也难以产生。

这样，对于本发明的双轴挤出机1，原料烧结于装置的各部分的可能性低，能够抑制因烧结引起的原料的劣化。

另外，如图3B所示，在左下游侧螺杆35的凹部355嵌入有左上游侧螺杆31的嵌入部313。由此，原料难以侵入左上游侧螺杆31的轴孔315。并且，通过在将左上游侧螺杆31的轴孔315贯穿的传递轴部351形成有迷宫槽354，从而进一步使原料难以侵入左上游侧螺杆31的轴孔315。

另外，左上游侧螺杆31的螺旋件312及左下游侧螺杆35的螺旋件353能够更换。由此，能够根据用途来更换螺旋件312及螺旋件353，能够容易使用适当的螺旋螺纹。

另外，如前所述，在图7所示的右下游侧输出轴76的齿轮g18与齿轮g16以及齿轮g17啮合的位置处，左上游侧输出轴73及左下游侧输出轴74与右下游侧输出轴76的旁边相邻。另外，在右上游侧输出轴75的齿轮g10与齿轮g8以及齿轮g9啮合的位置处，左上游侧输出轴73及左下游侧输出轴74与右上游侧输出轴75的旁边相邻。因此，齿轮g18和齿轮g10没有设为过大直径的齿轮，而设为小直径的齿轮，以使得不与相邻的左上游侧输出轴73及左下游侧输出轴74发生干涉。通过小直径的齿轮不能传递大的转矩。但是，在本实施方式的减速器7中，齿轮g18和齿轮g10分别从两个齿轮传递旋转(参照图7)。即，与从一个齿轮传递旋转的情况相比较，能够减少对齿轮的齿施加的应力。因此，在减速器7中，齿轮g10和齿轮g18能够分别向右上游侧输出轴75和右下游侧输出轴76传递原料的混炼所需的转矩。

<变形例>

在上述实施方式中，对于双轴挤出机1，左上游侧螺杆31及右上游侧螺杆51作为混炼部而发挥功能，左下游侧螺杆35及右下游侧螺杆55作为计量部而发挥功能。但是，本发明并不限定于这样的结构，混炼部、计量部的位置也可以自由决定。

在上述实施方式中，迷宫槽354是圆环状的槽，但迷宫槽354也可以是螺旋状的槽、作为已知的迷宫槽而被知晓的其他槽。另外，迷宫槽354至少设置于任一个螺杆3、5的小径轴部的外周面即可。

左侧螺杆3的螺旋螺纹316、357与右侧螺杆5的螺旋螺纹316、357也可以不是一部分或者全部啮合。即，本发明也可以应用于左侧螺杆3与右侧螺杆5仅仅平行配置的结构。

嵌合部314只要能够与螺旋件312嵌合，则也可以具有任意的剖面形状。具体而言，嵌合部314的剖面形状除了是进行了渐开线加工的形状之外，也可以是多边形。同样地，嵌合部356只要能够与螺旋件353嵌合，则也可以具有任意的剖面形状。嵌合部314与嵌合部356也可以具有相同的剖面形状。

希望理解的是，虽详细地示出、并说明了本发明的几个优选的实施方式，但能够在不脱离所附的技术方案的主旨或者范围的情况下进行各种变更及修改。

Claims (12)

1.一种双轴挤出机，其中，

所述双轴挤出机具有：

两个螺杆，它们相互平行地延伸，且各所述螺杆具有：筒状的上游侧螺杆，其具有沿长度方向延伸的轴孔，并在外周面具有螺旋螺纹；以及下游侧螺杆，其包括在外周面具有螺旋螺纹的大径部分和直径比所述大径部分小的小径轴部，所述下游侧螺杆的所述小径轴部插入所述上游侧螺杆的所述轴孔，所述上游侧螺杆与所述下游侧螺杆能够相互独立地旋转；

上游侧旋转机构，其使所述两个螺杆的所述上游侧螺杆旋转；以及

下游侧旋转机构，其与所述上游侧旋转机构独立地设置，并使两个所述螺杆的所述下游侧螺杆旋转。

2.根据权利要求1所述的双轴挤出机，其中，

所述两个螺杆的所述上游侧螺杆的所述螺旋螺纹彼此至少局部地相互啮合，并且所述两个螺杆的所述下游侧螺杆的所述螺旋螺纹彼此至少局部地相互啮合。

3.根据权利要求1所述的双轴挤出机，其中，

所述两个螺杆的所述上游侧螺杆分别构成混炼部，

所述两个螺杆的所述下游侧螺杆分别构成计量部。

4.根据权利要求1所述的双轴挤出机，其中，

至少在任一个所述螺杆的所述下游侧螺杆的所述小径轴部的外周面形成有迷宫槽。

5.根据权利要求1所述的双轴挤出机，其中，

所述上游侧螺杆具有：筒状构件，其具有所述轴孔；以及螺旋件，其在外周面具有所述螺旋螺纹，并嵌于所述筒状构件的外侧，所述上游侧螺杆的所述螺旋件能够从所述筒状构件拆下。

6.根据权利要求1所述的双轴挤出机，其中，

所述下游侧螺杆具有：所述小径轴部；以及螺旋件，其嵌于所述小径轴部的外侧并构成所述大径部分，所述下游侧螺杆的所述螺旋件能够从所述小径轴部拆下。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的双轴挤出机，其中，

所述双轴挤出机具有：

上游侧输入轴；

下游侧输入轴；

第一上游侧输出轴，其与一方所述螺杆的所述上游侧螺杆连接，并具有轴孔；

第二上游侧输出轴，其与另一方所述螺杆的所述上游侧螺杆连接，并具有轴孔；

第一下游侧输出轴，其将所述第一上游侧输出轴的所述轴孔贯通，并与一方所述螺杆的所述下游侧螺杆连接；

第二下游侧输出轴，其将所述第二上游侧输出轴的所述轴孔贯通，并与另一方所述螺杆的所述下游侧螺杆连接；

上游侧传递要件，其将所述上游侧输入轴的旋转向所述第一上游侧输出轴及所述第二上游侧输出轴传递；以及

下游侧传递要件，其将所述下游侧输入轴的旋转向所述第一下游侧输出轴及所述第二下游侧输出轴传递。

8.根据权利要求7所述的双轴挤出机，其中，

所述第二上游侧输出轴与所述第一上游侧输出轴的一部分平行地延伸，

所述上游侧传递要件具有：上游侧中间轴，其与所述上游侧输入轴连接；第一上游侧齿轮，其将所述上游侧中间轴与所述第一上游侧输出轴的不与所述第二上游侧输出轴相邻的部分连接；第二上游侧齿轮，其将所述上游侧中间轴与所述第二上游侧输出轴连接，且直径比所述第一上游侧齿轮小；以及多个上游侧中间传递要件，它们分别将所述上游侧中间轴与所述第二上游侧齿轮连接，且相互独立。

9.根据权利要求7所述的双轴挤出机，其中，

所述第二下游侧输出轴与所述第一下游侧输出轴的一部分平行地延伸，

所述下游侧传递要件具有：多个下游侧中间传递要件，它们将所述第一下游侧输出轴的不与所述第二下游侧输出轴相邻的部分与所述第二下游侧输出轴连接，且相互独立；第一下游侧齿轮，其将所述下游侧输入轴与所述第一下游侧输出轴连接；以及第二下游侧齿轮，其将所述多个下游侧中间传递要件与所述第二下游侧输出轴连接，且直径比所述第一下游侧齿轮小。

10.一种挤出方法，其使用了具备两个螺杆的双轴挤出机，所述两个螺杆相互平行地延伸，且各所述螺杆具有：筒状的上游侧螺杆，其具有沿长度方向延伸的轴孔，并在外周面具有螺旋螺纹；以及下游侧螺杆，其包括在外周面具有螺旋螺纹的大径部分和直径比所述大径部分小的小径轴部，所述下游侧螺杆的所述小径轴部插入所述上游侧螺杆的所述轴孔，所述上游侧螺杆与所述下游侧螺杆能够相互独立地旋转，

其中，

所述挤出方法具有以下步骤：

向所述两个螺杆的所述上游侧螺杆供给原料；

利用上游侧旋转机构，而使所述两个螺杆的所述上游侧螺杆旋转；以及

利用与所述上游侧旋转机构独立地设置的下游侧旋转机构，而使所述两个螺杆的所述下游侧螺杆以与所述上游侧螺杆不同的旋转速度旋转。

11.根据权利要求10所述的挤出方法，其中，

所述上游侧旋转机构具有：上游侧输入轴；第一上游侧输出轴，其与一方所述螺杆的所述上游侧螺杆连接，并具有轴孔；第二上游侧输出轴，其与另一方所述螺杆的所述上游侧螺杆连接，并具有轴孔；以及上游侧传递要件，其将所述上游侧输入轴的旋转向所述第一上游侧输出轴及所述第二上游侧输出轴传递，

所述下游侧旋转机构具有：下游侧输入轴；第一下游侧输出轴，其将所述第一上游侧输出轴的所述轴孔贯通，并与一方所述螺杆的所述下游侧螺杆连接；第二下游侧输出轴，其将所述第二上游侧输出轴的所述轴孔贯通，并与另一方所述螺杆的所述下游侧螺杆连接；以及下游侧传递要件，其将所述下游侧输入轴的旋转向所述第一下游侧输出轴及所述第二下游侧输出轴传递，

通过从所述上游侧输入轴经由所述上游侧传递要件向所述第一上游侧输出轴及所述第二上游侧输出轴传递旋转，从而使所述两个螺杆的所述上游侧螺杆旋转，

通过从所述下游侧输入轴经由所述下游侧传递要件向所述第一下游侧输出轴及所述第二下游侧输出轴传递旋转，从而使所述两个螺杆的所述下游侧螺杆旋转。

12.一种减速器，其组装于具有两个螺杆的双轴挤出机，所述两个螺杆相互平行地延伸，且各所述螺杆具有：上游侧螺杆，其在外周面具有螺旋螺纹；以及下游侧螺杆，其在外周面具有螺旋螺纹，所述上游侧螺杆与所述下游侧螺杆能够相互独立地旋转，

其中，

所述减速器具有：

上游侧输入轴；

下游侧输入轴；

第一上游侧输出轴，其与一方所述螺杆的所述上游侧螺杆连接，并具有轴孔；

第二上游侧输出轴，其与另一方所述螺杆的所述上游侧螺杆连接，并具有轴孔；

第一下游侧输出轴，其将所述第一上游侧输出轴的所述轴孔贯通，并与一方所述螺杆的所述下游侧螺杆连接；

第二下游侧输出轴，其将所述第二上游侧输出轴的所述轴孔贯通，并与另一方所述螺杆的所述下游侧螺杆连接；

上游侧传递要件，其将所述上游侧输入轴的旋转向所述第一上游侧输出轴及所述第二上游侧输出轴传递；以及

下游侧传递要件，其将所述下游侧输入轴的旋转向所述第一下游侧输出轴及所述第二下游侧输出轴传递。

Images