JP2002536204A - 多軸押し出し機スクリューブッシュと押し出し機 - Google Patents

多軸押し出し機スクリューブッシュと押し出し機

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Abstract

(57)【要約】 一重羽根の付いた多軸搬送ブッシュ（４１）は当該ブッシュ（４１）の長さに延びる唯一の螺旋状スクリュー要素を有する。ブッシュは切片に分けられた円ベースと当該ベースから延びる丸突出部を有する横断面形状を有する。円突出部は、１５°〜３０°で好適には２２°〜２４°の周角を有するようなサイズの切頭状の頂頭部（５０）を有する。同様に双軸押し出し機は、各シャフトに端と端をつないた少なくとも２つの一重羽根の付いたスクリューブッシュ（４１）を備えた一対の並行した駆動シャフトを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多軸押し出し機（押し出し成形機）において材料を搬送／混合する
ための多軸押し出し機スクリューブッシュ（軸受筒）に関するものである。より
詳しくは、本発明は、単一の螺旋状に延びたスクリュー要素（軸要素）のみを有
する一重羽根（シングルフライト）の付いた搬送／混合スクリューブッシュに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】
双軸（ツインスクリュー）押し出し機のためのスクリュー搬送ブッシュはよく
知られている。概して、スクリューブッシュは一般的に、ブッシュの長さで螺旋
状に延びる２〜３つのスクリュー要素を有する２乃至３つの羽根の付いたブッシ
ュである。スクリュー要素の頂頭部は一般に平坦である。これら従来技術のスク
リューブッシュは、ツインスクリュー押し出し機に装着される際に並行してスク
リュー要素の頂頭部が一般的に互いにかみ合うように製造される。標準的なスク
リューブッシュの端壁は平坦な表面を有する。平坦な端壁表面は、環状の中央部
分と、当該中央部分から互いに全く反対に延びる２つの円い突出部とを有する。
【０００３】 円い突出部の各々は切頭の頂頭部（クレスト）を有する。一般的に二つ以上の
スクリューブッシュが、各々並行した双軸押し出し機駆動シャフトに連続する螺
旋状スクリューをもたらすために、端と端を接しておかれている。これらスクリ
ューブッシュは一般に押し出し機に材料を搬送するのに用いられる。
【０００４】 一重羽根の付いたスクリューブッシュは、一般的に押し出し機の端部で圧力を
高めるために用いるのに公知である。しかしながら、この種のスクリューブッシ
ュは、上記した二重、三重の羽根の付いたスクリューブッシュがそうであるよう
な或るブッシュからその端と端を接したブッシュへの製品の流れを許容する大き
なアーチ形頂頭部を有する。それゆえ、この公知の一重羽根の付いたブッシュは
一般的に材料の搬送／混合に用いられない。
【０００５】
【発明の概要】
本発明の一つのアスペクト（局面、様相）は、双軸又は多軸押し出し機におい
て材料を搬送し搬送された材料を幾らか混合するような一重羽根の付いた押し出
し機スクリューブッシュを供することである。これは以下に一重羽根の付いたス
クリュー（軸）搬送／混合ブッシュと称する。双軸搬送／混合ブッシュは、当該
ブッシュの長さ方向に延びる唯一の螺旋状スクリュー要素を有する。当該スクリ
ュー要素は、駆動シャフトにブッシュを取り付けるための孔をブッシュ自体が有
するように、外径と内径を有する。ブッシュの一方の端壁は、環状中央部分と当
該環状部分から半径方向に延びる唯一の丸突出部とを有した横断面形状を有する
。上記丸突出部は、１５°〜３０°、好ましくは２２°〜２４°の角度で延在す
る切頭の頂頭部を有する。
【０００６】 一般的に、２つ以上のスクリューブッシュが各々並行して押し出し機駆動シャ
フト上に端と端をつないで配置される。それらが０°方位で配置される場合、全
ての尖端範囲の相互影響が排除され、材料を分け良好な混合を促進するよう分け
られた経路をもたらす。これらが９０°方位で配置される場合、尖端範囲の相互
影響が最小となり、良好な経路横断材料流れのための通路が開けられる。
【０００７】 スクリューブッシュは好ましくは約１．４から約１．７の、好ましくは１．５
５の内径に対する外径比、外径の約０．５〜２倍のピッチを有したスクリュー要
素、及び２５〜３８０ｍｍの外径を有する。
【０００８】 スクリューブッシュによって搬送され混合され得る材料は一般的に様々なタイ
プのポリマー、スターチ（澱粉）及び粘性の物質である。
【０００９】 スクリューブッシュは双軸押し出し機に適用できるものとして記載される。し
かしながら、当該スクリューブッシュは並行した２本のスクリュー乃至シャフト
より多くのスクリュー乃至シャフトを有した押し出し機（多軸若しくはマルチシ
ャフト押し出し着）で使用することも可能である。
【００１０】 スクリューブッシュは、多軸押し出し機のシャフトに装着される場合、夫々の
シャフトに対して回転不能であるように構成される。これは、ブッシュにおける
スプライン又はキージョイントと対応するシャフトとによってなされる。
【００１１】 本発明の他のアスペクトは、各シャフトに少なくとも２つのスクリューブッシ
ュを備えた一対の並行した駆動シャフトを有した双軸押し出し機をもたらすこと
にある。各シャフトでの少なくとも２つのスクリューブッシュは、ブッシュの長
さ方向に延びた唯一の螺旋状スクリュー要素を有した等しい一重羽根の付いたブ
ッシュである。スクリュー要素は、駆動シャフトにブッシュを取り付ける孔を画
定する環状中央部分を備えた外径と内径を有する。ブッシュは環状部分と環状表
面から延びる丸突出部とを有する平坦な端部表面形状を有し、上記丸突出部は１
５°〜３０°、好ましくは２２°〜２４°の周角にわたる切頭の頂頭部を有する
。
【００１２】 本発明の更なるアスペクトと利点は図面に関連した以下の実施の態様から明ら
かとなろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、双軸押し出し機において材料を搬送するための一対の従来技術の双軸
押し出し機スクリューブッシュ１１を示す。ブッシュは、それらが双軸押し出し
機シャフトに取り付けられているかのように並行した関係で示される。それらス
クリューブッシュ１１は互いに等しい。当該スクリューブッシュ１１は二重羽根
の付いた要素である。すなわち、２つの螺旋状スクリュー要素１２と１３を有す
る。螺旋状スクリュー要素１２と１３は夫々平坦な螺旋頂頭１４，１６を有する
。
【００１４】 ブッシュ１１は押し出し機の駆動シャフトに装着されるための中央通路又は孔
を有する。当該孔は押し出し機駆動シャフトにブッシュを固定し夫々のシャフト
に対して回転しないようにための適切なマウントを有する。
【００１５】 図１Ｂと１Ｃは、９０°方位で取り付け両者が同じ方向に回転する場合の、ブ
ッシュ１１の搬送要素の作動原理を模式的に示す。 図２Ａ〜２Ｃは、従来技術のスクリューブッシュで使用されるマウントの幾つ
かを模式的にだけ示すためのものであり、それらマウントは以下に記載されるス
クリューブッシュで使用可能である。図２Ａは２４つのインボリュートスプライ
ン歯を用いて描き、図２Ｂは６つの側面に付いた直線スプラインを用いて描き、
図２Ｃは２つのキーを用いた描き、図４はシングルキーを用いて描かれている。
【００１６】 幾つかの公知の駆動シャフトアタッチメントのみがあり、他のものも容易に用
いることができる。図２Ａに示されたような多重スプラインの使用によって、端
と端をつなぎ且つ並行する両方の方位において相互に適当な押し出し機駆動シャ
フトでの２つ以上のスクリューブッシュ１１を特定の方向に向ける（方位）こと
に関する最大のフレキシビリティがもたらされる。
【００１７】 図２Ａ〜２Ｃに示されるように、スクリューブッシュ１１は孔を画定する環状
中央部分２０を有する。対向する一対の丸突出部２１，２２が環状中央部分から
延びる。各丸突出部は夫々平坦な頂頭部２３，２４を有する。平坦な頂頭部２３
は平坦な頂頭部２４と全く向かい合っている。スクリュー要素１２は頂頭部２３
の部分であり、スクリュー要素１３は頂頭部２４の部分である。
【００１８】 ２つ以上のスクリューブッシュ１１は、連続する螺旋状スクリュー要素を備え
るために第１押し出し機シャフトに端と端をつないで取りつけられる。２つ以上
のスクリューブッシュ１１は、連続する螺旋状スクリュー要素を備えるために第
１押し出し機シャフトに端と端をつないで取りつけられる。第１シャフトと第２
シャフトは並行した関係にあり、第２シャフトのブッシュは、図１に示された形
態構成を有するように、第１シャフトのブッシュに対し９０°方位で取り付けら
れている。
【００１９】 スクリューブッシュ１１は軸線方向長さ２６（図１Ａ）、外径若しくは主径２
７、内径若しくは副径２８を有する。ブッシュ１１の長さ２６は各スクリュー要
素のピッチに等しい。すなわち、スクリュー要素１２，１３は約３６０°の角度
で長さ２６にわたって回転する。しかしながら、ピッチと長さが等しいことは必
要ではない。図１Ａに示されるように、右側ブッシュ１１のスクリュー要素１２
はぬぐい、左側ブッシュのスクリュー要素１３と互いにかみ合っている。
【００２０】 図３は４つの等しい一重羽根の付いたスクリューブッシュ３１を示す。各々の
スクリューブッシュは夫々のブッシュの長さで螺旋状に延びるスクリュー要素３
２を有する。
【００２１】 スクリュー要素３２は各々弓形の頂頭部３３を有する。図４に示されるように
、ブッシュの外径３６の周囲沿って測る場合、弓形の頂頭部は弧３４に又は１０
０°以上の角度にわたる。図３に示されるように上の２つの一重羽根の付いたブ
ッシュは、下の２つの一重羽根の付いたスクリューブッシュに対し０°方位であ
る。これは、図４に示されたと同じ方向において各並行したスクリューブッシュ
面の頂頭部３３である。図３と４の一重羽根の付いたスクリューブッシュは一般
的に押し出し機の端部に用いられ、製品を押し出すための圧力を生み出す。大き
な弓形の頂頭部を備えた一重羽根の付いたスクリューブッシュは、製品の軸線方
向の動きを許容するのみで、隣接するブッシュに対する製品の放射状乃至半径方
向の動きを許容しない。
【００２２】 したがって、それらスクリューブッシュは一般的に多軸押し出し機において材
料を搬送するのに用いられず、図１Ａの二重羽根の付いたスクリューブッシュの
代わりに用いられない。
【００２３】 図５、６は、改良された多軸押し出し機一重羽根の付いたスクリュー搬送／混
合ブッシュ４１を示す。これは、双軸又は多軸押し出し機において材料を搬送し
幾らか混合するのに用いられる。上記したように材料は一般的にポリマー、澱粉
及び粘性の物質である。
【００２４】 一重羽根の付いたスクリューブッシュ４１は、従来技術の２つ以上のスクリュ
ー要素に対して唯一の螺旋状スクリュー要素４２を有する。スクリュー要素４２
は平坦な螺旋状頂頭部４３を有する。スクリューブッシュ４１は環状ベース表面
４４、長さ４５、内径若しくは副径４６、及び外径若しくは主径４７を有する。
ブッシュ４１は、対応するスプラインを有した適切な押し出し機駆動シャフトに
つながるための２４の内側スプラインを有する。ブッシュ４１は、当然ながら、
この目的に共通して使用される図２Ａ〜２Ｃに示されたいずれの取付形態を有す
ることができる。図６に示されたようなスクリューブッシュ４１は、中央部を備
えた孔を画定する環状中央部分４８を有する。単一の丸突出部４９は中央部分か
ら半径方向に延びる。丸突出部４９は、角度５０ａにわたる平坦な頂頭部５０を
有する。角度５０ａは中央５０ｂから頂頭部５０の各縁までである。角度５０ａ
は１５°〜３０°で、好ましくは２２°〜２４°である。
【００２５】 図５，６に示されたブッシュ４１は長さ４５に等しいか当該長さを越えるピッ
チを有し、スクリュー要素４２は３６０℃の角度に回転する。
【００２６】 ツインシャフト押し出し機において、２つ以上のスクリューブッシュ４１は第
１押し出し機シャフトに端と端をつないで取り付けられ、連続する螺旋状スクリ
ュー要素をもたらし、同数のスクリューブッシュ４１が第２押し出し機シャフト
に端と端をつないで取り付けられ、連続する螺旋状スクリュー要素をもたらす。
【００２７】 第１押し出し機シャフトと第２押し出し機シャフトとは並行した関係にあり、
並行したブッシュは押し出し機において材料を搬送し混合することとなる。
【００２８】 図７は、押し出し機の並行したシャフトに取り付けられた一対のスクリューブ
ッシュ４１の端面を示す。スクリューブッシュは９０°方位にある。すなわち、
右側のスクリュー要素の丸突出部の頂頭部５０は左側スクリューブッシュ４１に
面し、左側の頂頭部の中央線５１は右側の頂頭部の中央線５２に９０°の角度で
交差する。
【００２９】 図８は、並行したツイン押し出し機シャフトに取り付けられた並行したスクリ
ューブッシュ４１に対する他の方位を示す。この実施態様は、好適な方位である
０°方位を示す。すなわち、円突出部４９は同じ方向を向いた夫々頂頭部５０を
有する。それら頂頭部の中央線５１，５２は並行である。
【００３０】 ブッシュ４１は、新たな低エネルギー搬送／混合の幾何図形的形態をもたらし
ている。図７に示されたような押し出し機シャフトに取り付けられた対のスクリ
ューブッシュ４１で、最小限の相互作用となり、良好な横断材料流れのための通
路を開く。
【００３１】 ブッシュ４１が０°方位で図８に示されるように押し出し機シャフトに取り付
けられる場合、全ての尖端相互作用が排除され、分割し良好な混合を促進するた
めに押し出し機において材料のため分けられた経路がある。
【００３２】 ブッシュ４１は好ましくは約２５ｍｍ〜約３８０ｍｍの外径を有し、図７に示
された９０°方位での内径に対する外径の比は約１．４〜約１．７で、好ましく
は約１．５５である。スクリュー要素のピッチは好ましくは外径の０．５〜２倍
である。
【００３３】 スクリュータイプの押し出し機械が図９に模式的に示される。このスクリュー
タイプの押し出し機械は、複数のセクション６１，６２，６３，６４，６５を有
するハウジング６０を備えている。複数のセクションは軸線方向に相前後して且
つ互いにフランジを付けて配されている。ギアボックス６７を介してモータ６６
によって駆動される２本のシャフトがハウジング内に位置している。ホッパー６
８は処理加工されるべき材料を第１ハウジングセクション６１に放出する。
【００３４】 セクション６１，６２はシャフトの各々に３つ以上のブッシュ４１を含んでお
り、図７及び／又は８に示されるように向きを合わせられている。セクション６
３は捏和円板を含み、セクション６４，６５は図８及び／又は８に示されるよう
にブッシュ４１を含む。
【００３５】 発明は上記した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲によって画定される
ように、本発明の精神と範囲を逸脱することなく改変することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術の一対の双軸ブッシュの図であり、Ａは透視図であり、ＢとＣはブッ
シュの作動原理を概略的に示すものである。
【図２】 Ａは図１のブッシュの一つの右側面の平面図で、Ｂは他の従来技術の双軸ブッ
シュの右側平面図で、Ｃは更に他の従来技術の双軸ブッシュの右側面平面図であ
る。
【図３】 従来技術の一重羽根の付いたスクリューブッシュの上面図である。
【図４】 図３の作動するスクリューブッシュの端部概略図である。
【図５】 本発明の多軸押し出し機スクリューブッシュの上面透視図である。
【図６】 図５の左側の平面図である。
【図７】 ９０°方位における図６の並行した一対のスクリューブッシュの端部平坦上面
透視図である。
【図８】 ０°方位における図６の並行した一対のスクリューブッシュの端部平面図であ
る。
【図９】 多軸タイプ押し出し機の概略図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年２月１５日（２００１．２．１５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多軸搬送ブッシュにして、当該ブッシュを駆動シャフトに取
    り付けるための孔を有し、当該ブッシュの長さに延在し外径と内径を有する唯一
    の螺旋状スクリュー要素を備えて成り、 上記ブッシュは、切片に分けられた円ベースと当該ベースから延びる丸突出部と
    を有する横断面をもち、上記丸突出部は１５°〜３０°の角度を有する切頭の頂
    頭部を有するようなブッシュ。
  2. 【請求項２】 前記角度が２２°〜２４°であるような請求項１に記載のブ
    ッシュ。
  3. 【請求項３】 前記内径に対する前記外径の比率が約１．４〜約１．７であ
    るような請求項２に記載のブッシュ。
  4. 【請求項４】 スクリュー要素が前記外径の約０．５〜２倍のピッチを有す
    るような請求項２に記載のブッシュ。
  5. 【請求項５】 スクリュー要素が前記前記外径の約０．５〜２倍のピッチを
    有するような請求項３に記載のブッシュ。
  6. 【請求項６】 外径が２５ｍｍ〜３８０ｍｍであるような請求項５に記載の
    ブッシュ。
  7. 【請求項７】 各シャフトに端と端をつないで取り付けられた少なくとも２
    つのスクリューブッシュを備えた一対の並行した駆動シャフトを有した双軸押し
    出し機において、 各シャフトでの前記少なくとも２つのスクリューブッシュが等しいブッシュであ
    り、当該等しいブッシュは当該ブッシュの各々の長さに延びる唯一の螺旋状スク
    リュー要素を有し、当該スクリュー要素は外径と内径を有し、前記ブッシュ各々
    は当該ブッシュを前記駆動シャフトに取り付けるための孔を有し、前記ブッシュ
    の各々は環状部分と当該環状部分から延びる丸突出部とを有した横断面形状を有
    し、前記丸突出部は１５°〜３０°の角度を有する切頭の頂頭部を有するような
    押し出し機。
  8. 【請求項８】 前記角度が２２°〜２４°であるような請求項７に記載の押
    し出し機。
  9. 【請求項９】 前記内径に対する前記外径の比率が約１．４〜約１．７であ
    るような請求項８に記載の押し出し機。
  10. 【請求項１０】 スクリュー要素が前記外径の約０．５〜２倍のピッチを有
    するような請求項８に記載の押し出し機。
  11. 【請求項１１】 外径が２５ｍｍ〜３８０ｍｍであるような請求項１０に記
    載の押し出し機。
  12. 【請求項１２】 前記押し出し機が、第１駆動シャフトに端と端をつないで
    取り付けられた少なくとも２つの前記ブッシュと、第２駆動シャフトに端と端を
    つないで取り付けられた少なくとも２つの前記ブッシュとを有し、前記第２駆動
    シャフトでの前記ブッシュが前記第１駆動シャフトでの前記ブッシュに対し９０
    °に向きを合わせるような請求項１０に記載の押し出し機。
  13. 【請求項１３】 前記押し出し機が、第１駆動シャフトに端と端をつないで
    取り付けられた少なくとも２つの前記ブッシュと、第２駆動シャフトに端と端を
    つないで取り付けられた少なくとも２つの前記ブッシュとを有し、前記第２駆動
    シャフトでの前記ブッシュが前記第１駆動シャフトでの前記ブッシュに対し０°
    に向きを合わせるような請求項８に記載の押し出し機。
  14. 【請求項１４】 前記押し出し機が、第１駆動シャフトに端と端をつないで
    取り付けられた少なくとも２つの前記ブッシュと、第２駆動シャフトに端と端を
    つないで取り付けられた少なくとも２つの前記ブッシュとを有し、前記第２駆動
    シャフトでの前記ブッシュが前記第１駆動シャフトでの前記ブッシュに対し０°
    に向きを合わせるような請求項１１に記載の押し出し機。
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