JP2002504037A - 流量制御装置およびそれを取り付けるための機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流量制御装置（４０）は、押出し金型（４４）の流路（４２）内に取り付けられており、そこでは該流路は、ベース面（４８）および該ベース面に垂直な側面（５０，５２）により画定されている。装置（４０）は、本体（５４）および補助体（５６）を含み、本体（５４）は、力が側部にかけられると、流路（４２）の側面（５０，５２）に密封状に接触する側部（５８，６０）を含む。および補助体（５６）は、流路のベース面（４８）と接触している。装置（４０）は、さらに、材料の流れの方向に垂直な方向で移動することにより、流路（４２）を通る材料の流れに影響を及ぼすことがある可撓膜（６８）を、補助体（５６）と反対側の面に含む。密封機器は、金型（４４）と可撓膜（６８）の間での材料の漏れを防止するために使用されている。密封機器は、該膜の端面に隣接して置かれているガスケット、およびガスケットが膜に対して密封するように、ガスケットに、端面に対する力を適用させるための手段を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 流量制御装置およびそれを取り付けるための機器 発明の技術分野 本発明は、概して押出し金型に関し、さらに特定すると、金型を通る材料の 流れを制御するための機器に関する。 背景技術 押出し工程は、長く、熱可塑性物質のような成形できる物質から成る薄板ま たはウェブを製造するために使用されてきた。これらの工程は、一般的には、粘 性の物質を、典型的には入口、空洞、および出口を備える金型に押し通すことを 含む。材料が金型を通り抜けるとき、多くの場合、望ましい特性を有する製品を 金型出口で得るために流れに影響を与えることが必要である。 材料の流れに影響を及ぼす過去の方法は、レストリクターバー、可撓膜、ま たは別のインサートなどの金型空洞内の流路に取り付けられる流量制御装置の使 用を含んでいた。大部分の押出し工程は、高圧を受けて動作するため、インサー トと流路間の空間の中への材料の漏れは重大な関心事である。材料の流路内での 蓄積は、適切な流量制御を妨げ、そこでの材料の燃焼を生じさせることがある。 したがって、流路およびインサートは、緊密な密封嵌めを確実にし、それによっ て漏れが防止されるであろう公差まで、設計され、機械加工されなければならな い。 本出願の譲受人は、現在、販売用に、金型空洞内の相応じて形作られている 先細流路内に間隔をあけて配置されている取 付け部材によって取り付けられている可撓膜を有する金型を提供している。ボル トは取付け部材の中に伸び、部材を、先細流路を形成している壁に対して密閉さ せるために増締めされている。膜の端面は、金型の本体部材の間で締め付けられ 、金型と膜の間に密封を形成する。 このような要素の配置は流量制御を達成するためには効果的であるが、いく つかの欠点に遭遇している。具体的には、設置工程が複雑であり、高価である。 さらに、先細流路の機械加工を、必要とされている精度の度合いで達成すること は困難であり、（流路の形状構成のために）大規模生産技法には十分に適してい ない。加えて、このような金型の再加工は、おそらく流路内での流量制御装置の 多大な量の再装備を生じさせるだろう。元のツーリングを使わないアフターマー ケット流量制御装置の製造も問題があるだろう。さらに、膜の端面の締付けは、 膜の調整を制限することがあり、そのことが、希望されている流量制御を達成す るのをさらに困難にする場合もある。 発明の概要 本発明の１つの態様に従うと、流量制御装置は、その中に空洞を有する流量 処理機器で使用するために備えられ、そこでは該空洞が、ベース面および側面で 画定されている通路を含む。この装置は、側面に隣接する側部、本体に連続し、 本体から離れて伸び、ベース面と接触している補助体、および補助体を基準にし て側部を移動させ、側面と密封接触させるために側部と係合している力伝達部材 を含む本体を備える。 本発明の別の態様に従うと、流量制御装置とともに使用するための密封機器 が備えられ、そこでは該流量制御装置が、一定の方向で可動であり、端面で終わ る可撓膜を含む。密封機器 は、端面に隣接して置かれているガスケットを含み、ガスケットが可撓膜に対し て密封するように、ガスケットに一定の方向を横切る方向で端面に対し力を適用 させるための手段が備えられる。好ましくは、端面は、可撓膜の端縁と隣接する ビルドアップ（ｂｕｉｌｄｕｐ）部分を備える。 本発明のその他の優位点は、図面および添付請求の範囲とともに解釈される 以下の詳細な説明から当業者には明らかだろう。 図面の簡単な説明 図１は、金型内に置かれている従来の技術による流量制御装置の断面図であ る。 図２は、本発明に従った金型空洞内に置かれている流量制御装置の断面図で ある。 図３は、図２の流量制御装置の拡大端部立面図である。 図４は、図２の流量制御装置の外観図である。 図５および図６は、図２の流量制御装置の設置状態を示す断片的な拡大断面 図である。 図７は、図２から図６の流量制御装置用密封機器の分解外観図である。 図８は、本発明に従った流量制御装置の追加実施態様の断面図である。 発明の詳細な説明 ここでは、同様の参照番号は、複数の図を通して、同一のパーツまたは対応 するパーツを示す。特に図１を参照すると、従来の技術による流量制御装置１０ が押出し金型１２内に置かれている。流量制御装置１０は、第１先細流路１６お よび第２ 先細流路１８を有する金型空洞１４内に置かれる。図１に示されている装置では 、部分的に流路１６、１８を画定している側壁１７ａ、１９ａが、それぞれベー ス面１７ｂ、１９ｂに対して、９０°以外の任意の角度で配置されている。流量 制御装置１０は、可撓膜２０、第１取付け部材２２、および第２取付け部材２４ を備える。可撓膜２０は、取付け部材２２、２４の間に置かれ、取付け部材２２ 、２４に接合されている。さらに、可撓膜２０は流れの方向に垂直な方向で可動 であり、取付け部材２２、２４を越えて伸びる端面（図示されていない）を有す る。 取付け部材２２、２４のそれぞれが、基部２６、および基部２６に隣接する ２つの側部２８、３０を含む。取付け部材２２の２つの側部２８、３０は、流路 １６を形成している側壁１７ａおよび側壁１７ｃに関して補完的に形作られる。 同様に、取付け部材２４の２つの側部２８、３０は、流路１８を形成している側 壁１９ａおよび側壁１９ｃに関して補完的に形作られる。金型内の穴を通り、取 付け部材２２、２４の中に伸びるボルト３２は、先細流路１６、１８内で流量制 御装置１０を固定する。１本または複数本の追加ボルト３３が、金型内のねじを 切った穴３４を通って伸び、膜２０の背面と接触して置かれている補強材プレー ト３５を押している。補強材プレート３５は、希望されている流量制御特性およ び最終製品に従って、可撓膜２０の位置の調整を可能にするために提供されてい る。可撓膜２０の端面は、金型１２の上部本体部材１２ａと下部本体部材１２ｂ の間で締め付けられ、金型１２と可撓膜２０の間に密封を形成する。 前述されたように、前記に注記された、製造、再加工、およびアフターマー ケット設計の問題点を含む不利な点が、図１ に示されている流量制御装置１０の設計で遭遇される。 図２から図７に示されているのは、図１の従来の技術による流量制御装置１ ０で遭遇されている問題点を克服する、本発明に従った取付け機器の１つの実施 態様である。特に図２から図４を参照すると、流量制御装置４０が、ここでは押 出し金型４４として示されている流量処理機器の金型空洞４２内に置かれている 。流量制御装置４０は、ベース面４８、第１側面５０、および第２側面５２によ って画定されている通路４６内に置かれている。側面５０、５２のそれぞれは、 ベース面４８に垂直である。 流量制御装置４０は、本体５４、および該本体５４に連続し、それから離れ て伸びている補助体５６を有する。本体は、第１側部５８および第２側部６０を 含む。通路４６内に置かれた場合、補助体５６は、通路４６の基本面４８に接触 するように伸延している。さらに、第１側部５８は第１側面５０に隣接し、第２ 側部６０は第２側面５２に隣接する。流量制御装置４０は、押出し金型１２の熱 膨張率に類似する熱膨張率を有する物質から作られている。 流量制御装置４０は、力伝達部材６２によって通路４６内で適所に保持され る。力伝達部材６２は、ボルト、ねじ、またはそれ以外の締め金具であってよい 。力伝達部材６２は、押出し金型４４の穴６４の中に置かれ、さらに流量制御装 置４０の側部５８、６０内のねじを切った穴６５の中に伸びる。典型的には、力 伝達部材６２の間の間隔は、約０．７５インチと約２．５インチの間である。 流量制御装置４０は、さらに、補助体５６と反対側の面の側部５８、６０の それぞれに接合され、それぞれの間に置かれている可撓膜６８を含む。第１実施 態様においては、膜６８は 本体５４に溶接されているか、あるいはそれ以外の場合接合されている。多くの 力伝達部材７０が、金型４４内の穴７２の中に置かれ、ねじを切った部分７３を 通して伸張し、少なくとも１枚、好ましくは２枚（または３枚以上）の補強材プ レート７４を押す。力伝達部材７０は、ねじボルト、ねじまたはその他の締め金 具であってよい。補強材プレート７４は、剛性部材、つまり可撓膜６８に対する 支持体としても役立つ。力伝達部材７０は、ねじを切った部分７３の中へ、また はそこから挿通し、膜６８の輪郭を変更し、したがって金型空洞４２内の材料の 流れを変更する。例えば、力伝達部材７０の１つまたは複数がねじを切った部分 ７３の中に挿通されると、補強材プレート７４は、膜６８を、金型空洞４２を通 る材料の流れの中へ移動する。典型的には、力伝達部材７０間の間隔は、約０． ７５インチと約２．５インチの間である。 側部５８、６０のそれぞれは、さらに、密封要素７７、７８がその中に置か れてよい、それぞれ密封面６６、６７、およびそれぞれ通路７５、７６を含む。 密封要素７７、７８は、好ましくは、金属または炭素が含漬されたテフロンＴＭ 材や、金属材などの、加熱され、腐食される環境で動作することが可能な、成形 できる材料から構築されている。 図５に示されているように、部材６２が穴６５の中に挿通され、側部５８、 ６０に力を適用する前、側部５８、６０と側面５０、５２の間には空隙７９が存 在する。（この空隙は、説明のために、図５中では誇張して示されている。） しかし、図６に見られるように、部材６２が穴６５の中に挿通されると、側 部５８、６０に曲げモーメントが生じ、このような部分を（前記に注記されたよ うに、ベース面４８に接触している）補助体５６の回りで偏向させる。図６に示 されてい る矢印８０は、部材６２の増締め中の側部６０の移動を示す。この移動により、 最終的に、各密封面６６、６７が、面５０、５２、６６、６７の領域上で、それ ぞれの側面５０、５２にそれぞれ接触する。さらに、各密封要素７７、７８は、 各通路７５、７６内で圧縮され、それぞれ側面５０、５２に当たる。このように して、側部５８、６０と側面５０、５２の間に緊密な密封が形成され、本体５４ と通路４６との間の空間の中への漏れを防止する。 図７に図示されているのは、金型４４、および流量制御装置４０と金型４４ の端部９２に隣接して置かれている密封機器９０内に置かれている流量制御装置 ４０である。密封機器９０は、可撓膜６８のビルドアップ部分９３と金型４４の 端板９４の問に緊密な密封を形成する。各密封機器９０は、各端板９４内の凹部 ９９に並んだ関係で置かれている、１枚または複数枚の裏当てプレート９６およ びガスケット９８を含む。ガスケット９８は、金型環境に耐えることのできる任 意の適切な材料から作られている。１つまたは複数の力伝達部材１００は端板９ ４内のボア１０２に置かれ、裏当てプレート９６を押す。力伝達部材１００は、 ねじボルトまたはねじであってよい。裏当てプレート９６は、順繰りに、ガスケ ット９８を押し、ガスケット９８を可撓膜６８のビルドアップ部分９３に対して 密閉させる。ガスケット９８を移動させる力は、好ましくは可撓膜９８の移動の 方向に直角に向けられている。 好ましくは、図３に見られるように、各ビルドアップ部分は、（必ずしもで はないが）好ましくは断面が矩形であり、溶接されているか、あるいはそれ以外 の場合膜６８に接合されるか、膜６８とともに形成され、膜６８の端縁１０４と 隣接する、湾曲部材１０３を備えてよい。また好ましくは、各湾曲部材１ ０３は、膜６８を適当に調節できるように、十分に薄く、狭く、さらに膜６８と 類似するかまたは同一の熱膨張率（ＣＴＥ）を有する。湾曲部材１０３は、ガス ケット９８が膜６８の薄い端縁によって損傷を受けないように、および膜６８の 端部が、輪郭の調整中にガスケット６８上で滑動できるように、ガスケット９８ に対して平坦な密封面を呈する。 密封機器９０は、金型４４と可撓膜６８間の材料の漏れを防止する。さらに 、この密封の構造は、可撓膜６８の移動および調整を大幅に制限しないため、流 量制御装置４０を通過する材料の流れに影響を及ぼす性能を、大きく損ねること がない。 図８に見られるように、膜６８は、流量制御装置４０内で向かい合う長穴１ １０、１１２内に保持することができる。長穴は、ボルトまたはその他の締め金 具（図示されていない）により本体５４の通路型部分１１８、１２０の上に重な る適所に保持されているキャップ部材１１４、１１６によって形成されてよい。 代わりに、キャップ部材１１４、１１６は、本体５４に溶接されてよい。 本発明の流量制御装置４０および密封機器の寸法は、金型空洞４２を通って 流れる材料の流量特性、および多様な工程のパラメータに応じて変化するだろう 。 要約すると、本発明の流量制御装置４０は、前述された従来の技術による装 置１０に優る改善策である。具体的には、流量制御装置４０は、従来の技術によ る装置１０と異なり、先細ではないため、必要とされている精度の度合いまでさ らに容易に製造される。さらに、製造公差は、側部５８、６０が側面５０、５２ と係合するように移動することにより、一連の空隙寸法を排除することができる ため、従来の技術による装置１０と比較して減ずることができる。さらに、それ が先細ではない側 壁を有しているという事実のため、通路４６を機械加工することはさらに容易で あるので、装置４０の設置は簡略化され、さらに安価である。さらに、元のツー リングを使わないアフターマーケット流量制御装置の製造は、もはや問題ではな い。加えて、密封機器は、可撓膜の移動を大幅に制限しないため、流量制御を妨 げない。 前記説明は、理解の明確さためだけに行われ、本発明の範囲内での修正は当 業者にとって明らかとなるので、不必要な制限がそこから理解されてはならない 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クルパ，ヴァーノン ジェイ. アメリカ合衆国 54729 ウイスコンシン チッペワ フォールズ カントリー ト ラック ケー 5910 (72)発明者 ウルセジュ ジョン エー. アメリカ合衆国 54730 ウイスコンシン コルファックス 1050ス アベニュー イー8598

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 内部に空洞を有する流量処理機器で使用するための流量制御装置 であって、該空洞はベース面および側面により画定されている通路を含み、 該側面に隣接する側部を含む本体と、 該本体に連続し、該本体から伸延し、該ベース面に接触する補助体と、 該側部を、該補助体を基準にして移動させ、該側面と密封接触させるために、 該側部と係合している力伝達部材と、 を備える流量制御装置。 ２． 該側部がある領域で該側面と接触する密封面を含む、請求項１に 記載の流量制御装置。 ３． 該側部が、密封要素を受け入れるための凹部を含む、請求項２ に記載の流量制御装置。 ４． 該側面が該ベース面に垂直である、請求項２に記載の流量制御装 置。 ５． 該通路の追加側面に隣接する追加側部をさらに備える、請求項１ に記載の流量制御装置。 ６． 該追加側部を、該補助体を基準にして移動させ、該追加側面と密 封接触させるために該追加側部と係合している追加力伝達部材をさらに備える、 請求項５に記載の流量制御装置。 ７． 該追加側部が、ある領域で該追加側面と接触している密封面を含 む、請求項６に記載の流量制御装置。 ８． 該追加側部が、密封要素を受け入れるための凹部を含む、請求項 ７に記載の流量制御装置。 ９． 該追加側面が該ベース面に垂直である、請求項７に記載の流量制 御装置。 １０． 該側部に接合されている可撓膜をさらに備える、請求項１に記 載の流量制御装置。 １１． 該可撓膜が長穴内に捕捉されている、請求項１０に記載の流量 制御装置。 １２． 該補助体を通り、該本体を通る開口部と、該開口部内に置かれ 、該可撓膜と接触するように伸延し、該可撓膜を該本体から離れて、または該本 体に向かって移動させる可動力伝達部材とをさらに備える、請求項１０に記載の 流量制御装置。 １３． 該可撓膜が、一定方向で可動であり、ビルドアップ端部を有す る、請求項１２に記載の流量制御装置。 １４． 該流量処理機器が、少なくとも１つの密封機器をさらに含み、 該密封機器が、 該ビルドアップ端部に隣接して置かれているガスケットと、 該ガスケットが該可撓膜に対して密封するように、該ガスケットが該一定方向 に直角な方向で該ビルドアップ端部に対し力を適用する原因となる原因手段と、 を備える、請求項１３に記載の流量制御装置。 １５． 該原因手段が、該ガスケットに隣接して置かれている裏当てプ レートと、該裏当てプレートに対し力を適用するための手段とを備える、請求項 １４に記載の流量制御装置。 １６． 内部に空洞を有する流量処理機器で使用するための流量制御装 置であって、該空洞は、ベース面および側面によって画定されている通路を含み 、 該側面に隣接する側部を含む本体と、 該本体に連続し、該本体から伸延し、該ベース面に接触する補助体と、 該側部に力を適用し、該側部を、該補助体を基準にして移動させ、該側面と密 封接触させるための該側部内に伸延する手段と、 を備える、流量制御装置。 １７． 該側部が、ある領域上で該側面と接触する密封面を備える、請 求項１６に記載の流量制御装置。 １８． 該側部が、密封要素を受け入れるための凹部を含む、請求項１ ７に記載の流量制御装置。 １９． 該側面が該ベース面に垂直である、請求項１７に記載の流量制 御装置。 ２０． 該通路の追加側面に隣接する追加側部をさらに備える、請求項 １７に記載の流量制御装置。 ２１． 該追加側部に力を適用し、該追加側部を、該補助体を基準にし て移動させ、該追加側面と密封接触させるための該追加側部内に伸延する追加手 段をさらに備える、請求項２０に記載の流量制御装置。 ２２． 該追加側部が、ある領域で該追加側面と接触している密封面を 含む、請求項２１に記載の流量制御装置。 ２３． 該追加側部が、密封要素を受け入れるための凹部を含む、請求 項２２に記載の流量制御装置。 ２４． 該追加側面が該ベース面に垂直である、請求項２２に記載の流 量制御装置。 ２５． 該側部に接合されている可撓膜をさらに備える、請求項１６に 記載の流量制御装置。 ２６． 該可撓膜が長穴内に捕捉されている、請求項２５に記載の流量 制御装置。 ２７． 該補助体を通り、該本体を通る開口部と、該開口部内に置かれ 、該可撓膜と接触するように伸延し、該可撓膜を該本体から離れて、または該本 体に向かって移動させる可動力伝達部材とをさらに備える、請求項２５に記載の 流量制御 装置。 ２８． 該可撓膜が、一定方向で可動であり、該可撓膜の端縁に隣接す る湾曲部材を含むビルドアップ端部を有する、請求項２７に記載の流量制御装置 。 ２９． 該流量処理機器が、少なくとも１つの密封機器をさらに含み、 該密封機器が、 該ビルトアップ端部に隣接して置かれているガスケットと、 該ガスケットが該湾曲部材に対し密封するように、該ガスケットが該一定方向 に垂直な方向で該ビルトアップ端部の該湾曲部材に対して力を適用する原因とな る原因手段と、 を備える、請求項２８に記載の流量制御装置。 ３０． 該原因手段が、該ガスケットに隣接して置かれている裏当てプ レートと、該裏当てプレートに対し力を適用するための手段とを備える、請求項 ２９に記載の流量制御装置。 ３１． 内部に空洞を有する流量処理機器で使用するための流量制御装 置であって、該空洞は、ベース面、該ベース面に垂直な第１側面、および該ベー ス面に垂直な第２側面を含み、 該第１側面に隣接する第１側部、および該第２側面に隣接する第２側部を含む 本体と、 該本体に連続し、該本体から伸延し、該ベース面と接触する補助体と、 該第１側部を、該補助体を基準にして移動させ、該第１側面と密封状に接触さ せるために、該第１側部内に伸延する手段と、 該第２側部を、該補助体を基準にして移動させ、該第２側面と密封状に接触さ せるために、該第２側部内に伸延する手段と、 を備える、流量制御装置。 ３２． 該第１側部が、ある領域で該第１側面と接触する密封面を含み 、該第２側部が、ある領域で該第２側面と接触する密封面を含む、請求項３１に 記載の流量制御装置。 ３３． 追加側部が、密封要素を受け入れるための凹部を含み、該第２ 側部が密封要素を受けれるための凹部を含む、請求項３２に記載の流量制御装置 。 ３４． 該第１側部に接合されている可撓膜をさらに備える、請求項３ １に記載の流量制御装置。 ３５． 該可撓膜が長穴内で捕捉されている、請求項３４に記載の流量 制御装置。 ３６． 該補助体を通り、該本体を通る開口部と、該開口部内に置かれ 、該可撓膜と接触するように伸延し、該可撓膜を、該本体から離れて、または該 本体に向かって移動させる可動力伝達部材とをさらに備える、請求項３４に記載 の流量制御装置。 ３７． 該可撓膜が、一定方向で可動であり、該可撓膜の端縁に隣接す る湾曲部材を含むビルトアップ端部を有する、請求項３６に記載の流量制御装置 。 ３８． 該流量処理機器が、少なくとも１つの密封機器をさらに含み、 該密封機器が、 端面に隣接して置かれているガスケットと、 該ガスケットが該ビルトアップ端部に対して密封するように、該ガスケットが 該一定方向に垂直な方向で該ビルトアップ端部の該湾曲部材に対し力を適用する 原因となる原因手段と、 を備える、請求項３７に記載の流量制御装置。 ３９． 該原因手段が、該ガスケットに隣接して置かれている裏当てプ レートと、該裏当てプレートに対し力を適用するための手段とを備える、請求項 ３８に記載の流量制御装置。 ４０． 流量制御装置用の密封機器であって、該流量制御装置は、一定 方向に可動でビルトアップ端部を有する可撓膜を含み、 端面に隣接して置かれているガスケットと、 該ガスケットが該可撓膜に対して密封するように、該ガスケットが該一定方向 に直角な方向で該ビルトアップ端部に対し力を適用する原因となる原因手段と、 を備える密封機器。 ４１． 該原因手段が、該ガスケットに隣接して置かれている裏当てプ レートと、該裏当てプレートに対して力を適用するための適用手段とを備える、 請求項４０に記載の密封機器。 ４２． 該適用手段が、端板内に挿通されているねじを備える、請求項 ４１に記載の密封機器。 ４３． 該端板が、該裏当てプレートおよび該ガスケットをその中に置 く凹部を含む、請求項４２に記載の密封機器。 ４４． 該ビルトアップ端部が、該可撓膜の端縁に隣接する隣接部材を 備える、請求項４０に記載の密封機器。 ４５． 該隣接部材が湾曲している、請求項４４に記載の密封機器。 ４６． 該隣接部材が該可撓膜に溶接されている、請求項４５に記載の 密封機器。 ４７． 該隣接部材が、該可撓膜と一体化して形成されている、請求項 ４５に記載の密封機器。 ４８． 向かい合う長穴を有する本体と、 この向かい合う長穴内に置かれ、ある特定の方向で可動である膜と、 を備える、流量制御装置。 ４９． 該長穴が、通路形部分の上で固定されているキャップ部材で形 成されている、請求項４８に記載の流量制御装置。 ５０． 該膜が、ビルトアップ端部を含み、さらに該ビルトアップ端部 と接触している密封機器を含む、請求項４８に記載の流量制御装置。 ５１． 該各ビルトアップ端部が、該膜の端縁に隣接して固定されてい る湾曲部材を含む、請求項５０に記載の流量制御装置。