JP2006051689A - 押出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】原料を押出成形する際の搬送負荷を抑制しつつ、成形品の回転癖を解消することができる押出成形機を提供する。
【解決手段】粘土を主体とする原料を搬送する押出スクリューコンベヤ２４を備えた押出室２１と、
原料の吐出口４２ａを有するノズル４１と、押出室２１とノズル４１との間に回転自在に設けられた円筒状の回転体３０と、回転体３０を回転駆動する駆動手投３５と、回転体３０の内部に配置され、押出スクリューコンベヤ２４と一体的に回転駆動されることにより、原料を旋回しながらノズル４１に向けて流動させる補助搬送手段１１０とを備え、回転体３０は、駆動手段３５によって押出スクリューコンベヤ２４の回転方向と逆方向に回転駆動されることにより、原料を旋回しながらノズル４１に向けて流動させる旋回流動手段１００を備えており、旋回流動手段１００は、回転体３０の軸線に沿って間隔をあけて複数配置されており、補助搬送手段１１０は、隣り合う旋回流動手段１００の間に配置されている押出成形機。
【選択図】 図１

Description

本発明は、押出成形機に開し、焼き物の瓦、タイル、壁材、レンガ等の粘土成形体を製造するのに適した押出成形機に関する。

従来より、押出成形機を用いて粘土から瓦やタイル等の粘土成形体を製造することが行われている。この押出成形機は、一般に、適量の水分を含んだ粘土を主体とする原料がホッバーから供給され、押出室内においてスクリューコンベアにより混練されながら搬送された後、吐出口から粘土成形体が押し出されるように構成されている。

従来の押出成形機の構成を図４に示す。この押出成形機は、ホッバー１と、混練室１１と、押出室２１と、真空ポンプ５１とを有している。以下、この押出成形機を詳細に説明する。

混練室１１は、供給口１２及び連絡口１３を有している。供給口１２には、ホッバー１が取り付けられており、ホッバー１を介して混練室１１内に原料を供給可能とされている。また、連絡口１３は、後述する押出室２１に接続されている。

混練室１１の内部には、供給口１２から連絡口１３に向かって延びる混練スクリューコンベヤ１４が配置されている。この混練スクリューコンベヤ１４は、外周面に螺旋状のスクリュー羽根１５を備えており、接続された電動モータ１６によって回転し、混練室１１内の原料を矢示Ａ方向に搬送する。

また、押出室２１は、原料の入口２２及び出口を有している。入口２２は、原料が通過可能な大きさを有する多数の孔からなり、混練室１１の連絡口１３に接続されている。押出室２１の内部には、入口２２からノズル４１に向けて延びる押出スクリューコンベヤ２４が設けられている。この押出スクリューコンベヤ２４は、混練スクリューコンベヤ１４のスクリュー羽根１５と巻き方向が同方向の螺旋状のスクリュー羽根２５を外周面に備えており、電動モーター２６と連結する連結軸２７を一方の端部に備えている。連結軸２７は、その両端部において軸受により支持されている。また、連結軸２７を介して電動モーター２６と連結している押出スクリューコンベヤ２４は、電動モーター２６によって回転し、押出室２１内の原料を矢示Ｂ方向に搬送する。また、真空ポンプ５１は、吸引パイプ５２を介して押出室２１に接続されている。

押出室２１の出口には、ノズル４１が取り付けられている。ノズル４１の先細先端には口金４２が設けられており、口金４２に形成された吐出口４２ａから、この吐出口４２ａの形状と略同じ断面形状を有する粘土成形体を連続的に供給することができる。例えば瓦製品を製造する場合、図５に示すように、吐出口４２ａが横長の波形に形成されたノズル４１を使用する。

以上の構成を備えた従来の押出成形機によれば、ホッバー１に供給された原料が混練室１１内に連続的に供給され、混練スクリューコンベヤ１４の作動により混練圧縮されながら、押出室２１に向けて搬送される。押出室２１に供給された原料は、真空ポンプ５１による減圧によって内部に存在する気泡が除去されながら、押出スクリューコンベヤ２４の作動によりノズル４１に向けて圧送され、吐出口４２ａから押し出される。こうして得られた帯状の押出成形体は、所定の長さに適宜切断され、プレス加工が施された後、乾燥工程及び焼成工程を経て、製品化される。

このような従来の押出成形機は、以下に示すような問題を有していた。即ち、押出成形機から押し出される粘土成形体には、押出スクリューコンベヤ２４の回転作用に基づくねじれ等の回転癖が残存しており、性状が不均一になっている。この結果、乾燥時や焼成時に成形品の歪みや亀裂などを生じ、品質や歩留まりの低下が問題となっていた。

このため、特許文献１には、粘土成形体に残存する回転癖の抑制を目的として、搬送される原料を回転によって攪拌する回転ブレードをノズルの内部に配置した押出成形機が開示されている。ところが、この押出成形機によれば、回転癖を抑制する点では良好な効果が得られる一方、ノズル内部に配置された回転ブレードが原料の搬送抵抗になるので、押出スクリューコンベヤの駆動負荷を軽減する点で更に改良の余地があった。
国際公開第０１／０７２４８８号パンフレット

本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであって、原料を押出成形する際の搬送負荷を抑制しつつ、成形品の回転癖を解消することができる押出成形機の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、粘土を主体とする原料を搬送する押出スクリューコンベヤを備えた押出室と、原料の吐出口を有するノズルと、前記押出室と前記ノズルとの間に回転自在に設けられた円筒状の回転体と、前記回転体を回転駆動する駆動手投と、前記回転体の内部に配置され、前記押出スクリューコンベヤと一体的に回転駆動されることにより、原料を旋回しながら前記ノズルに向けて流動させる補助搬送手段とを備え、前記回転体は、前記駆動手段によって前記押出スクリューコンベヤの回転方向と逆方向に回転駆動されることにより、原料を旋回しながら前記ノズルに向けて流動させる旋回流動手段を備えており、前記旋回流動手段は、前記回転体の軸線に沿って間隔をあけて複数配置されており、前記補助搬送手段は、隣り合う前記旋回流動手段の間に配置されている押出成形機により達成される。

この押出成形機において、前記旋回流動手段は、前記回転体の軸線周りに放射状に配置された複数の旋回羽根を備えることが好ましい。

また、前記補助搬送手段は、中心部から放射状に延びる複数の旋回羽根を備え、前記押出スクリューコンベヤの先端から前記ノズルに向けて延びる延長軸に挿入されていることが好ましい。

本発明によれば、原料を押出成形する際の搬送負荷を抑制しつつ、成形品の回転癖を解消することができる押出成形機を提供することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の具体的な実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る押出成形機の側面断面図である。この押出成形機は、図４に示す従来の押出成形機において、支持台４に固定された押出室２１とノズル４１との間に回転体３０を設けて構成されている。従来の押出成形機と同様の構成部分については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１に示すように、回転体３０は、その軸線に沿って一定の間隔を空けて配置される複数の旋回流動体１００を内周面に備える円筒状の部材であり、両端部が軸受３２及びオイルシール３３を介してそれぞれ押出室２１及びノズル４１に外嵌されることにより、回転自在に支持されている。
旋回流動体１００は、図２（図１のＤ−Ｄ断面図）に示すように、回転体３０の軸線周りに放射状に配置された複数の旋回羽根３９を備えている。旋回羽根３９は、薄板状の部材であり、法線方向が回転体３０の軸線方向に対して所定の角度傾斜した配置となるように回転体３０の内周面に固定されている。
オイルシール３３は、原料の外部への流出を防止すると共に、真空ポンプ５１の作動による減圧時に内部の真空状態を保つことを目的とするものであり、オイルシール３３に代えて或いはオイルシール３３と共に、メカニカルシールやＯリングなどを用いてもよい。

回転体３０の回転軸線は、押出スクリューコンベヤ２４の回転軸線と一致しており、水平面上に配置されている。

回転体３０の外周面には従動ギヤ３４が固定されており、この従動ギヤ３４は、駆動手段としての電動モータ３５に接続された駆動ギヤ３６と噛合する。電動モータ３５は、押出スクリューコンベヤ２４の回転方向と逆方向に回転体３０が回転するように、駆動ギヤ３６及び従動ギヤ３４を介して回転体３０を回転駆動し、旋回羽根３９の作用によって原料を矢示Ｃ方向に搬送する。回転体３０の回転速度は、電動モータ３５の印加電圧を調整することにより、所望の値に制御することができる。

電動モータ３５から回転体３０への動力伝達は、上述したギヤを用いる方法以外に、ベルトやチェーン等を用いて行うこともできる。また、回転体３０の回転速度の制御は、上記方法の他、例えば、歯数の異なる複数の従動ギヤを回転体の外周面に固定し、駆動ギヤを回転体の軸線に沿って進退させて、駆動ギヤと噛合する従動ギヤを選択可能に構成することによっても可能である。

補助搬送体１１０は、図１及び図３（図１のＥ−Ｅ断面図）に示すように、回転体３０の内部において、隣り合う旋回流動体１００，１００の間に設けられている。この補助搬送体１１０は、押出スクリューコンベヤ２４の先端からノズル４１に向けて延びる延長軸３７に挿入されており、延長軸３７に設けられたキー３７ａとの嵌合により、延長軸３７を介して押出スクリューコンベヤ２４と一体となるように形成されている。また、補助搬送体１１０は、中心部から放射状に延びる複数の旋回羽根３８を備えており、この旋回羽根３８は、図２に示す旋回流動体１００の旋回羽根３９と羽根の向きが逆向きとなるように形成されている。

以上のように構成された押出成形機によれば、ホッバー１に供給された原料が、従来の押出成形機と同様にして、混練スクリューコンベヤ１４及び押出スクリューコンベヤ２４の作動により、混練されながら回転体３０に圧送される。

回転体３０に送られた原料には、押出スクリューコンベヤ２４の回転作用に基づくねじり等の回転癖が残存している。ところが、電動モータ３５の作動により、押出スクリューコンベヤ２４の回転方向と逆方向に回転体３０が回転するので、回転体３０が備える旋回流動体１００の旋回羽根３９によって、原料は、押出スクリューコンベヤ２４の回転方向と逆方向の旋回力が付与されつつ、ノズル４１側に向けて搬送される。

また、補助搬送体１１０の旋回羽根３８は、旋回流動体１００の旋回羽根３９と羽根の向きが逆向きになっており、押出スクリューコンベヤ２４の回転方向と同方向に回転するので、補助搬送体１１０の旋回羽根３８によって、原料は、押出スクリューコンベヤ２４の回転方向と同方向の旋回力が付与されつつ、ノズル４１側に向けて搬送される。

このように、回転体３０の内部において原料に作用する旋回力を搬送方向に沿って交互に反転させる旋回流動手段１００及び補助搬送手段１１０を備えることにより、回転体３０の内部における原料を容易に搬送できると共に、吐出口４２ａから押し出される粘土成形体の回転癖を解消することが可能になる。したがって、この後、乾燥工程及び焼成工程を経ても、粘土成形体に歪みや亀裂などが発生することがなく、品質及び歩留まりを良好に維持することができる。
補助搬送体１１０は、旋回羽根３８の先端と回転体３０の内周面とのクリアランスが小さくなるように形成されることが好ましく、旋回流動体１００は、延長軸３７の外周面とのクリアランスが小さくなるように形成されることが好ましい。これによって、原料の回転癖を確実に解消することができる。

回転体３０内部の原料の回転癖は、押出スクリューコンベヤ２４の回転と回転体３０の回転との相互作用により解消されるため、回転体３０の回転速度は、電動モータ３５の作動電圧を調整する等して、押出スクリューコンベヤ２４の回転速度に対応させて最適値に制御することが好ましい。これにより、製造される粘土成形体の品質低下を確実に防止することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、旋回流動体１００及び補助搬送体１１０が、旋回羽根３９．３８の代わりにいずれも螺旋羽根を備える構成として、それぞれの螺旋羽根が互いに干渉しないように配置することもできる。
また、本実施形態において、各旋回流動体１００は、一定の間隔を空けて配置されているが、補助搬送体１１０と干渉しなければ、隣り合う旋回流動体１００，１００間の間隔が特に一定である必要はない。

本発明の一実施形態に係る押出成形機の側面断面図である。 図１のD−D断面図である。 図１のE−E断面図である。 従来の押出成形機の側面断面図である。 ノズルの正面図である。

符号の説明

２１ 押出室
２４ 押出スクリューコンベヤ
３０ 回転体
３５ 伝導モータ
３７ 延長軸
３９ 旋回羽根
４１ ノズル
４２ａ 吐出口
１００ 旋回流動体
１１０ 補助搬送体

Claims (3)

1. 粘土を主体とする原料を搬送する押出スクリューコンベヤを備えた押出室と、
   原料の吐出口を有するノズルと、
   前記押出室と前記ノズルとの間に回転自在に設けられた円筒状の回転体と、
   前記回転体を回転駆動する駆動手投と、
   前記回転体の内部に配置され、前記押出スクリューコンベヤと一体的に回転駆動されることにより、原料を旋回しながら前記ノズルに向けて流動させる補助搬送手段とを備え、
   前記回転体は、前記駆動手段によって前記押出スクリューコンベヤの回転方向と逆方向に回転駆動されることにより、原料を旋回しながら前記ノズルに向けて流動させる旋回流動手段を備えており、
   前記旋回流動手段は、前記回転体の軸線に沿って間隔をあけて複数配置されており、
   前記補助搬送手段は、隣り合う前記旋回流動手段の間に配置されている押出成形機。
2. 前記旋回流動手段は、前記回転体の軸線周りに放射状に配置された複数の旋回羽根を備える請求項１に記載の押出成形機。
3. 前記補助搬送手段は、中心部から放射状に延びる複数の旋回羽根を備え、前記押出スクリューコンベヤの先端から前記ノズルに向けて延びる延長軸に挿入されている請求項２に記載の押出成形機。

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