JP2000176995A

JP2000176995A - 押出機用スクリュー

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Publication number: JP2000176995A
Application number: JP10355984A
Authority: JP
Inventors: Kazumoto Katano; 一元片野
Original assignee: SCREW SEIKI KK
Current assignee: SCREW SEIKI KK
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2000-06-27
Anticipated expiration: 2018-12-15
Also published as: JP3097848B2

Abstract

(57)【要約】【目的】樹脂の混練効果を大きくする。【構成】ねじ溝４をその幅方向に４つに区分し、各部
分をそれぞれ帯部１１，１２，１３，１４とする。各帯
部１１〜１４には、山部１１ａ〜１４ａおよび谷部１１
ｂ〜１４ｂを形成する。山部１１ａ〜１４ａおよび谷部
１１ｂ〜１４ｂは、一定間隔で交互に配置し、ねじ溝４
の１ピッチ範囲内にそれぞれ３組形成する。山部１２ａ
〜１４ａおよび谷部１２ｂ〜１４ｂは、山部１１ａおよ
び谷部１１ｂに対し、３０°ずつ位相を遅らせて配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プラスチック等
の樹脂を成形装置の金型に供給するための押出機に用い
られるスクリューに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、この種のスクリュー
１は、丸棒状をなす本体２の外周面にねじ山３およびね
じ溝４が所定の螺旋に沿って形成されている。ねじ山３
の外径は一定であるが、ねじ溝４の溝底径は、供給部
５、圧縮部６および軽量部７の順に大径になっている．
この場合、ねじ溝４の溝底径は、段階的に大径にされる
こともあり、あるいは供給部５から軽量部７に向かって
漸次大径になるように、テーパ状に形成されることもあ
る。

【０００３】スクリュー１は、押出機のシリンダ８に挿
入され、モータ等の回転駆動手段によって回転させられ
る。スクリュー１が回転すると、供給口８ａからシリン
ダ８内に投入された固形樹脂片がねじ溝４内を前方へ送
られる。樹脂片は、前方へ送られる途中にシリンダ８の
外周面に設けられたヒータ９によって加熱溶融される。
そして、押出口８ｂから溶融樹脂として押出される。

【０００４】ところで、押出口８ｂから押出される樹脂
は、成形品を均一かつ円滑に成形するために、均一に溶
融されていなければならない。そこで、実公昭５８−３
２９１５号公報に記載のスクリュー１においては、図
6、図7、および図8に示すように、圧縮部６のねじ溝４
に山部４ａ，４ｂを形成している。すなわち、ねじ溝４
をその幅方向に二分して各部分を帯部４Ａ，４Ｂとする
と、各帯部４Ａ，４Ｂには、山部４ａ，４ｂがそれぞれ
形成されている。各山部４ａ，４ｂは、ねじ溝４を１ピ
ッチ毎に区分したとき、１ピッチ毎に交互に配置されて
いる。換言すれば、各山部４ａ，４ｂは、2ピッチ毎に
それぞれ配置されている。しかも、山部４ａ，４ｃは、
１８０°だけ異なる位相をもって配置されている。

【０００５】上記構成のスクリュー１によって樹脂を送
る場合、樹脂が山部４ｂに接近すると、図８に示すよう
に、樹脂の流れは帯部４Ｂに沿って山部４ｂに向かう流
れと、帯部４Ａ内を進む流れとに二分される。この場
合、山部４ｂに向かう流れは少量であり、大部分の樹脂
片は帯部４Ａに向かう。山部４ｂに向かった樹脂片は、
山部４ｂによって剪断されるとともに、シリンダ８の内
周面に押し付けられて溶融される。一方、帯部４Ａに向
かった樹脂は、山部４ａに接近することによって山部４
ａに向かうものと、帯部４Ｂに向かうものとにさらに二
分される。山部４ａに向かった一部の樹脂は、山部４ｂ
による場合と同様にして溶融される。帯部４Ｂに向かっ
た樹脂は、山部４ｂを乗り越えた樹脂と合流する。これ
によって、樹脂が撹拌混練される。その後、帯部４Ｂ内
を流れる樹脂と山部４ａを乗り越えた樹脂が合流して再
度撹拌混練される。これを繰り返すことにより、樹脂が
徐々に溶融される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスクリュー
においては、樹脂の混練効果が小さいという問題があっ
た。すなわち、比較的大きな樹脂片は、山部４ａ，４ｂ
に向かうことなく、帯部４Ａ，４Ｂ内を交互に流れ、山
部４ａ，４ｂを乗り越えた樹脂と合流することによって
撹拌混練されるが、山部４ｃ，４ｄを乗り越える樹脂の
量は少ない。しかも、乗り越えた樹脂の大部分が溶融さ
れている。このため、比較的大きな固形樹脂片に対して
は混練効果が小さく、十分には溶融することができなか
ったのである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、請求項１に係る発明は、外周面にねじ山およびね
じ溝が形成され、一方向へ回転させられることによって
上記ねじ溝内の樹脂を前方へ送る押出機用スクリューに
おいて、上記ねじ溝を溝幅方向に三つ以上に区分して各
部分を帯部としたとき、各帯部には、上記ねじ溝の１ピ
ッチ範囲内に少なくとも１組の山部と谷部とが、帯部の
長手方向に互いに離れて交互に形成されており、各帯部
の各組の山部および谷部は、樹脂の送り方向前方に隣接
する帯部の対応する組の山部および谷部に対して回転方
向の前方に位置するようにそれぞれ配置されていること
を特徴としている。この場合、各帯部の山部および谷部
が同一間隔で交互に配置されていることが望ましい。ま
た、上記帯部の数をＮ、上記ねじ溝の１ピッチ範囲内に
形成された山部および谷部の組数をｎとしたとき、各帯
部の山部および谷部が隣接する帯部の山部および谷部に
対してそれぞれ３６０°／Ｎ・ｎだけ回転方向に異なる
位相をもって配置されていることが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図１〜図５を参照して説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、帯部の区分数、山部の数および配
置、並びに山部と山部との間に谷部を形成した点が上記
従来例と異なっており、他の構成は同様である。そこ
で、ここでは上記従来例と異なる点についてのみ説明
し、同様な構成部分には同一符号を付してその説明を省
略する。

【０００９】図1に示すように、この実施の形態では、
圧縮部６の中央部から計量部７の中央部にわたる範囲の
ねじ溝４がその幅方向に４つに区分されている。ねじ溝
４を区分するのは、圧縮部６だけであってもよく、その
場合には圧縮部６全体を区分するのが望ましい。また、
区分数は、３つまたは５つ以上であってもよい。区分さ
れた各部は、樹脂の送り方向後方から前方へ向かってそ
れぞれ帯部１１，１２，１３，１４とされている。

【００１０】帯部１１には、山部１１ａと谷部１１ｂと
が交互に形成されている。山部１１ａと谷部１１ｂと
は、ねじ溝４に沿って６０°間隔毎に配置されている。
したがって、山部１１ａと谷部１１ｂとは、ねじ溝４の
１ピッチ範囲内に３組６個形成されている。他の帯部１
２〜１４にも、帯部１１の１ピッチ範囲と同一のピッチ
範囲内に山部１２ａ（１３ａ，１４ａ）および谷部１２
ｂ（１３ｂ、１４ｂ）が、３組６個ずつそれぞれ形成さ
れている。山部および谷部は、１組若しくは２組または
４組以上形成してもよく、スクリュー１の外径、ねじ溝
４の幅および深さ、混練効果等を考慮して実験に基づい
て適宜定められる。

【００１１】帯部１１の山部１１ａおよび谷部１１ｂ、
帯部１２の山部１２ａおよび谷部１２ｂ、帯部１３の山
部１３ａおよび谷部１３ｂ、並びに帯部１４の山部１４
ａおよび谷部１４ｂは、互いの位相が異なっている。い
ま、帯部１１の山部１１ａを基準にすると、帯部１２，
１３，１４の山部１２ａ，１３ａ，１４ａは、矢印A方
向（樹脂を送るときの回転方向）への回転方向に対して
位相が順次遅れている。特に、この実施の形態では、帯
部の数をＮ、ねじ溝４の１ピッチ範囲内における山部お
よび谷部の組数をｎとしたとき、３６０°／Ｎ・ｎだけ
順次位相が遅れている。この実施の形態の場合、Ｎ＝
４、ｎ＝３であるから、３０°ずつ位相が遅れている。
したがって、帯部１１の山部１１ａおよび谷部１１ｂに
対し、帯部１２の山部１２ａおよび谷部１２ｂは３０°
だけ位相が遅れ、帯部１３の山部１３ａおよび谷部１３
ｂは６０°だけ位相が遅れ、帯部１４の山部１４ａおよ
び谷部１４ｂは９０°だけ位相が遅れている。この結
果、山部１１ａ〜１４ａおよび谷部１１ｂ〜１４ｂは、
捩れ方向がねじ山３およびねじ溝４と同一で、捩れ角が
３０°である仮想の螺旋上にそれぞれ配置されることに
なる。しかも、隣接する任意の二つの帯部、例えば帯部
１１，１２については、一方の山部１１ａ（１２ａ）と
谷部１１ｂ（１２ｂ）との間の周方向における中央に他
方の山部１２ａ（１１ａ）または谷部１１ｂ（１２ｂ）
が位置するようになる。なお、山部１１ａ〜１４ａおよ
び谷部１１ｂ〜１４ｂは、上記仮想の螺旋に対して若干
ずれて配置されていてもよい。

【００１２】図１および図３に示すように、山部１１ａ
の頂部にはスクリュー１の径線と直交する平面またはス
クリュー１の中心を中心とする円弧面によって幅の狭い
ランド部１１ｃが形成されている。谷部１１ｂの底部に
も、同様の平面または円弧面によってランド部１１ｄが
形成されている。同様に、山部１２ａ〜１４ａの頂部に
は、ランド部１２ｃ〜１４ｃがそれぞれ形成され、谷部
１２ｂ〜１４ｂの底部には、ランド部１２ｄ〜１４ｄが
それぞれ形成されている。これらのランド部１１ｃ〜１
４ｃおよび１１ｄ〜１４ｄについては必ずしも形成する
必要はなく、山部の両側面を滑らかに連続させ、谷部の
両側面を滑らかに連続させてもよい。

【００１３】スクリュー１の中心から各山部１１ａ〜１
４ａのランド部１１ｃ〜１４ｃまでの距離（以下、山部
の高さという。）は、各ランド部１１ｃ〜１４ｃがスク
リュー１の中心を中心とし、かつ前方へ向かって漸次大
径になる仮想のテーパ面上に位置するよう、前方へ向か
って漸次高くなっている。山部の高さは、一定にしても
よい。スクリュー１の中心から各谷部１１ｂ〜１４ｂの
ランド部１１ｄ〜１４ｄまでの距離（以下、谷部の高さ
という。）は、各ランド部１１ｄ〜１４ｄがスクリュー
１の中心を中心とし、かつ前方へ向かって漸次大径にな
る仮想のテーパ面上に位置するよう、前方へ向かって漸
次高くなっている。谷部の高さは、一定にしてもよい。
ランド部１１ｃ〜１４ｃが位置する仮想のテーパ面のテ
ーパ角と、ランド部１１ｄ〜１４ｄが位置するテーパ面
の角とは、互いに同一角度にしてもよく、異なる角度に
してもよい。また、帯部１１〜１４の前端における山部
１１ａ〜１４ａの高さは、この実施の形態の場合、ねじ
山３の高さより若干低く設定されているが、同じ高さに
してもよい。

【００１４】このように、山部および谷部の高さ前方へ
向かって漸次高くしたのは、次の理由による。すなわ
ち、帯部１１〜１４の後端部、つまり圧縮部６の中央部
（以下、後端部という。）には、比較的大きな固形樹脂
片が多量に存在する。このため、仮に後端側において山
部１１ａ〜１４ａの高さを高くし、山部１１ａ〜１４ａ
とシリンダ８の内周面との間の隙間を小さくすると、ほ
とんどの樹脂が山部１１ａ〜１４ａを乗り越えることが
できなくなり、山部１１ａ〜１４ａによる剪断効果が過
剰になって、樹脂の発熱が過大になってしまう。また、
後端部における谷部１１ｂ〜１４ｂの高さを高くする
と、樹脂が詰まってしまうおそれがある。そこで、後端
側では、山部の高さおよび谷部の高さを低くしているの
である。逆に、帯部１１〜１４の前端部では、固形樹脂
片が溶融されることによって小さくなっているので、前
端側において山部の高さを低くすると、ほとんどの樹脂
片が山部１１ａ〜１４ａを乗り越えてしまい、それらに
よる撹拌混練効果が期待できなくなってしまう。また、
前端側において谷部の高さを高くすることにより、樹脂
に気泡が混入するのを防止するとともに、樹脂に対する
剪断効果を与えることができるからである。

【００１５】また、図2および図４に示すように、隣接
する二つの帯部間に、山部および谷部の形成に伴う高さ
の差があるときには、隣接する側部間に段差面１５が形
成される。この段差面１５と高さが低い帯部との間に
は、それらに滑らかに連続する小さいな円弧面が形成さ
れている。したがって、二つの帯部間の高低差が円弧面
の半径より大きいときには、高さが低い帯部の幅が広く
なり、高さが高い帯部の幅が狭くなる。この結果、各帯
部１１〜１４は、谷部およびその近傍において幅が広く
なり、山部およびその近傍において幅が狭くなってい
る。各帯部１１〜１４は、一定の幅に形成してもよい。

【００１６】上記構成のスクリュー１をシリンダ８内に
装着して図１の矢印Ａ方向へ回転させると、供給口８ａ
から投入された固形樹脂片は、撹拌混練を受けながら徐
々に前方（矢印Ｂ方向）へ送られるとともに溶融され
る。すなわち、各帯部１１〜１４の谷部１１ｂ〜１４ｂ
がねじ山３の捩れ方向と同一方向に並んでいるため、大
部分の樹脂は、谷部１１ｂ〜１４ｂに沿って流れる。こ
れが樹脂の流れの本流になる。本流の一部は、帯部１２
〜１４において分岐し、帯部１２〜１４に沿って流れ
る。

【００１７】帯部１２〜１４に沿って流れる分岐流は、
山部１２ａ〜１４ａに向かう流れと、樹脂の送り方向後
方側に隣接する帯部１１〜１３の谷部１１ｂ〜１３ｂに
向かう流れとにさらに分かれる。山部１２ａ〜１４ａに
向かう分流は少量であり、この分流中の樹脂は、前述し
た従来のものと同様にして溶融される。一方、帯部１１
〜１３の谷部１１ｂ〜１３ｂに向かう分流は多量であ
り、その中には比較的大きな固形樹脂片が含まれる。谷
部１１ｂ〜１３ｂに向かった分流は、谷部１１ｂ〜１３
ｂを流れる別の本流に合流する。分流と本流との合流に
よって樹脂が撹拌混練される。

【００１８】ここで、互いに合流する分流と本流とは、
いずれも多量の流れであり、それらには比較的大きな固
形樹脂片が含まれている。したがって、大きな樹脂片ど
うしが衝突することになり、それによって樹脂片が十分
に撹拌混練される。しかも、本流が矢印Ａ方向へ流れる
のに対して分流は逆方向へ流れ、流れの方向が互いに逆
であるから、比較的大きな固形樹脂片どうしは、より一
層大きく撹拌混練される。したがって、樹脂全体が均一
に溶融される。

【００１９】また、この実施の形態では、各帯部１１〜
１４の山部１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａと谷部１１
ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂとの間隔を一定にし、しか
も各帯部１１〜１４の対応する山部および谷部の組を３
６０°／Ｎ・ｎという一定の間隔で位相をずらしている
から、山部１１ａ〜１４ａおよび谷部１１ｂ〜１４ｂを
数値制御工作機械等によって容易に形成することができ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のスクリ
ューによれば、樹脂を大きく撹拌混練することができ、
それによって樹脂全体を均一に溶融させることができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るスクリューの一実施の形態の要
部の展開図である。

【図２】同実施の形態の要部の側面図である。

【図３】図1のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図4】図1のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。

【図5】この発明に係るスクリューの使用状況を示す図
である。

【図6】従来のスクリューの一例の要部を示す側面図で
ある。

【図7】図6のＸ−Ｘ断面図である。

【図8】図6に示すスクリューの要部の展開図である。

【符号の説明】

１スクリュー３ねじ山４ねじ溝１１帯部１２帯部１３帯部１４帯部１１ａ山部１１ｂ谷部１２ａ山部１２ｂ谷部１３ａ山部１３ｂ山部１４ａ山部１４ｂ谷部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面にねじ山およびねじ溝が形成さ
れ、一方向へ回転させられることによって上記ねじ溝内
の樹脂を前方へ送る押出機用スクリューにおいて、上記
ねじ溝を溝幅方向に三つ以上に区分して各部分を帯部と
したとき、各帯部には、上記ねじ溝の１ピッチ範囲内に
少なくとも１組の山部と谷部とが、帯部の長手方向に互
いに離れて交互に形成されており、各帯部の各組の山部
および谷部は、樹脂の送り方向前方に隣接する帯部の対
応する組の山部および谷部に対して回転方向の前方に位
置するようにそれぞれ配置されていることを特徴とする
押出機用スクリュー。
【請求項２】各帯部の山部および谷部が同一間隔で交
互に配置されていることを特徴とする請求項１または２
に記載の押出機用スクリュー。
【請求項３】上記帯部の数をＮ、上記ねじ溝の１ピッ
チ範囲内に形成された山部および谷部の組数をｎとした
とき、各帯部の山部および谷部が隣接する帯部の山部お
よび谷部に対してそれぞれ３６０°／Ｎ・ｎだけ回転方
向に異なる位相をもって配置されていることを特徴とす
る請求項２に記載の押出機用スクリュー。