JP2006175739A

JP2006175739A - 混練押し出し機

Info

Publication number: JP2006175739A
Application number: JP2004371729A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Honda; 篤彦本田
Original assignee: HONDA MACHINERY WORKS; HONDA TEKKO KK
Current assignee: HONDA MACHINERY WORKS; HONDA TEKKO KK
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】混練済みの可塑性材料を取り出す際、最初に押し出されてくる未混練分を極力減らす。
【解決手段】
上面に投入口２を備えた混練室１ａの前方には、その混練室１ａに連通されたバレル１ｂが突設され、そのバレル１ｂの先には、先細り形状のノズル３が延設されている。又その混練室１ａ内には、本体１の後方にて軸受け４ａ、４ｂにより回動自在に支持され、先端がバレル１ｂ内の先端にまで達したシャフト４が、バレル１ｂと同軸にて貫通された状態に配置されている。シャフト４には、混練室１ａ内に位置する部分にパドル５が断続的に設けられていると共に、バレル１ｂ内に位置する部分にスクリュー羽根が周設されており、混練室１ａにおけるバレル突設側と反対側の内壁面には、パドルの回転奇跡より上方部分を内側に張り出させて形成される傾斜ガイド７が設けられている。シャフト４は、モータ９により正逆いずれの回転駆動も可能となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、陶磁器原料である粘土、パンや麺類の生地といった食品原料、プラスチック製品の原料等、流動性のある可塑性材料を混練して押し出す混練押し出し機に関する。

混練押し出し機は、混練室内に投入した可塑性材料をパドル付きシャフトの回転によって混練し、混練を終えた可塑性材料をスクリュー付きシャフトでバレル内へと押し込んで、そのバレル内を通過する際に加圧して押し出す装置が知られている。
そのような混練押し出し機、例えば土練機にあっては、特許文献１に記載のように、混練室内の吐出口側にプレートを設け、吐出口側寄りの可塑性材料を吐出口と反対側へと送り戻して混練を繰り返させることにより、混練室内で可塑性材料を満遍なく均一に混練させるものが提案されている。

特許第３１８８９６６号公報

押し出し口のシャッタを閉塞しておくことによって、混練室から送り込まれた可塑性材料がバレル内いっぱいに満たされれば、それ以上バレル内に押し込まれることがなくなり、混練室内の可塑性材料はプレートの送り戻し作用によって混練室内で混練を繰り返すので、所定の目的は達成される。
しかし、一旦バレル内に押し込まれた可塑性材料には、スクリュー付きシャフトによって圧送力が加えられるのみで、混練されることはない。
そのため、混練を終えた可塑性材料を取り出すために押し出し口のシャッタを解放すると、先ずバレル内に閉じこめられていた可塑性材料が押し出され、それに続いて混練済みの可塑性材料が押し出されてくる。
この最初に押し出されてくる可塑性材料は混練不足のため、その混練不足の分は、混練室に戻して混練し直さなくてならず、その作業をいくら繰り返しても、混練不足の分はなくなることがなく、最終的に発生した不良分は破棄することになる。
バレルを短くすることによって、混練が不充分な可塑性材料の排出を減らすことはできるものの、加圧力の不足により押し出し能力が低下してしまう。

本発明は、スクリュー付きシャフトを逆転させ、可塑性材料に対して反吐出方向の押し戻し力を強制的に付与することによって、バレル内へ可塑性材料が進入することを阻止し、混練むらのある可塑性材料や混練が不充分な可塑性材料の排出を防止するために開発した混練押し出し機であって、その構成は、投入口を備えた混練室と、その混練室に連通して形成されたバレルと、前記混練室を貫通してバレル内の先端まで達するように配置されたシャフトと、そのシャフトにおける前記バレル内に位置する部分に周設されたスクリュー羽根と、同じくシャフトにおける前記混練室内に位置する部分に設けられたパドルと、前記シャフトを回動させる駆動機構と、シャフトの回動方向を切り換え可能なコントローラとを備えたことにある。

前記混練室のバレル突設側と反対側にあたる内壁には、シャフトの逆回転によって押し戻された可塑性材料をその混練室内にて押し出し方向へ誘導するガイドを設けたり、混練室内に、前記シャフトと平行に、パドル同士が軸方向と直交する面に対してオーバーラップする距離まで接近させた補助シャフトを設けることができ、その補助シャフトは、前記シャフトに対して互いに回転方向と回転速度とを異なる関係とすることが望ましい。

シャフトを逆転駆動すると、押し出し力は逆、即ちバレル突設側とは反対の方向に作用するので、逆転時には混練室内の可塑性材料はバレル内に押し込まれることなく、混練室内で混練が繰り返される。
シャフトを正回転させれば、混練済みの可塑性材料がバレル内へと押し込まれ、そのバレル内に押し込まれた可塑性材料は加圧されて押し出し口より押し出される。
よってこの押し出された可塑性材料には、混練不足分は含まれない。

可塑性材料を混練室内にて押し出し方向へ誘導するガイドを設けておけば、かき混ぜ効果が高められて満遍なく混練されるし、パドルをオーバーラップさせた補助シャフトを設ければ、オーバーラップして配置されたパドルにより、回転方向に応じて高い圧縮力で練り上げられ、或いは剪断力の働きで可塑性材料に含まれている空気の排出が促進される。
又、、シャフトと補助シャフトとを、互いに回転方向と回転速度とが異なった関係とすれば、剪断力を効果的に効率良く作用させることができる。

本発明に係る混練押し出し機を横型土練機について図面に基づき説明する。
図１は正面より見た断面説明図、図２は平面より見た断面説明図にてそれぞれ内部構造を示したもので、混練押し出し機の本体（ボディ）１は、上面に投入口２を備えた混練室１ａの前方に、その混練室１ａに連通したバレル１ｂが突設され、そのバレル１ｂの先には、先細り形状のノズル３が延設されている。
前記混練室１ａ内には、本体１の後方にて軸受け４ａ、４ｂにより回動自在に支持され、先端が前記バレル１ｂ内の先端にまで達したシャフト４が、バレル１ｂと同軸にて貫通された状態で配置されている。

シャフト４には、前記混練室１ａ内に位置する部分にパドル５が断続的に設けられていると共に、バレル１ｂ内に位置する部分にスクリュー羽根６が周設されている。
そして混練室１ａにおけるバレル突設側と反対側の内壁面には、パドルの回動軌跡より上方部分を内側に張り出させて形成される傾斜ガイド７が設けられている。

前記混練室１ａ内には、図２に示すように、前記シャフト４と平行に、パドル５，５’同士が軸方向と直行する面に対してオーバーラップする距離まで接近させた補助シャフト４’が設けられている。
又、ノズル３の先端にはシャッタ３ａが設けられ、前記シャフト４と補助シャフト４’とは、各シャフト４，４’に取り付けられている歯車８，８の噛合により互いに反対方向へ異なる速度にて回動されるようになっている。

本体１の下方には、駆動機構としてのモータ９が配置され、スプロケット１０ａ、１０ｂを介し、チェーン１０にて前記シャフト４にモータ９の駆動力が伝達される。
又本体１の下方にはバキューム装置１１が配置されており、このバキューム装置１１は混練室１ａの上部に形成された吸引口１２に接続されていて、混練室１ａ内が減圧可能になっている。
更に、混練室１ａの上部には液滴装置１３が装備されていて、混練室１ａ内へ適宜液体の注入が可能となっている。

前記モータ９は、コントローラ（図示せず）により正逆回転の切り換えが可能となっており、又そのコントローラは、モータの正逆回転切り換えのみならず、回動時間や切り換えタイミング、バキューム装置や液滴装置等の制御も可能となっている。

このように形成された混練押し出し機は、シャッタ３ａを閉塞した状態にて投入口２より混練したい可塑性材料を投入し、モータ９を逆回転させる。
本発明にあっては、シャフト４に周設されているパドル５が、混練室１ａ内の可塑性材料をバレル１ｂ内へ押し込み、そのパドル１ｂ内に押し込まれた可塑性材料をスクリュー６でノズル３へと送り出す方向に回転される場合を正回転とし、その反対方向へ回転させることを逆回転と定義する。

シャフト４が逆回転されることにより、混練室１ａ内の可塑性材料はバレル１ｂと反対の方向へパドル５によって混練されながら移動し、バレル１ａと反対側の壁面に押し付けられた可塑性材料は、その壁面に沿って押し上げられ、傾斜ガイド７に誘導されてバレル１ｂ側へと送り戻されて混練を繰り返す（図４）。
その間、可塑性材料はバレル１ｂ内への進入が阻まれ、バレル１ｂ内は空同然の状態となっている。
所定の混練時間が経過したら、モータ９の回転を正転に切り換えることで混練室１ａ内の可塑性材料をバレル１ｂ内に押し込み、シャッタ３ａを開けば混練済みの可塑性材料のみが押し出される。
前記混練中には、バキューム装置１１や液滴装置１３を利用することができる。

この実施例では、混練室１ａ内にて、シャフト４に周設されたパドル５と、そのシャフト４と平行に配置したサブシャフト４’のパドル５’とを、軸方向と直行する面に対してオーバーラップさせ、シャフト４とサブシャフト４’の回動方向が互いに逆の組み合わせとなっているので、図３に示すように、上方より巻き込む方向（実線にて示した矢印方向）へ回動する場合は、可塑性材料はパドル４とパドル４’との隙間に引き込まれて押し潰され、又、その逆方向（点線で示した矢印方向）へ回動する場合は、引き千切られて脱気が促進される。
特に、シャフトと補助シャフトとを、互いに回転方向と回転速度とが異なった関係とすれば、剪断力を効果的に作用させることができる。

正回転させることにより可塑性材料がバレル１ｂ内に進入しても、逆回転させればバレル１ｂ内から混練室１ａ内へと戻すことが可能であるから、正逆回転を頻繁に切り換え、混練室１ａとバレル１ｂとを効率よく利用して混練を繰り返させることもできる。
又、この実施例では、壁面が傾斜ガイドとして機能し、混練室内にて効率良く攪拌されるので、混練効果に優れる。

ノズル３の先端にはダイプレート１４（１４’、１４’’）が一体的に設けられていて、図５に示すように、ダイプレート１４の開口部１５の形状が円形（ａ）であれば、円柱形の製品が押し出され、ダイプレート１４’の開口部１５’の形状が正方形形（ｂ）であれば、角柱形の製品が押し出され、ダイプレート１４’’の開口部１５’’の形状が長方形（ｃ）であれば、板状の製品が押し出される。
このようにダイプレート１４（１４’、１４’’）の開口部の形状に応じ、押し出される製品の形状は自由に選択でき、ダイプレートの先にカッタを設け、連続して押し出される製品を切断することもできる。

コントローラにはモータの回転方向のみならず、切り換えタイミング等も予めプログラミングしておいて、スタートボタンを押すことにより自動運転させることができるし、従来通り、正方向の回動のみに限定した駆動制御も可能である。

実施例は補助シャフトを備えているが、補助シャフトを備えないタイプや、複数の補助シャフトを備えたタイプなどにも適用可能で、シャフトの本数は適宜変更できる。
又、シャフトと補助シャフトは、互いに回転方向と回転速度とが異なった関係にあることが望ましいが、同速回転させることもできる。
更に、バキューム装置や液滴装置は省略することができ、本発明は、横型土練機以外の押し出し成型機すべてに効果が認められる。

尚、シャフトの逆回転によって押し戻された可塑性材料をその混練室内で押し出し方向へ誘導するガイドは、混練室の内壁そのものを傾斜させた傾斜面で形成されているが、垂直な壁面と別体のプレートを取り付けるなどして形成することもできる。

本発明に係る混練押し出し機を正面より見た断面説明図である。本発明に係る混練押し出し機を平面より見た断面説明図である。。混練室の横断面説明図である。混練中における可塑性材料の動きを示した説明図である。ダイプレートの説明図である。

符号の説明

１・・本体、１ａ・・混練室、１ｂ・・バレル、２・・投入口、３・・ノズル、３ａ・・開閉扉、４・・シャフト、５・・パドル、６・・スクリュー、７・・傾斜ガイド、８・・歯車、９・・モータ、１０・・チェーン、１０ａ、１０ｂ・・スプロケット、１１・・バキューム装置、１２・・吸引口、１３・・液滴装置、１４、１４’、１４’’・・ダイプレート、１５、１５’、１５’’・・開口部。

Claims

投入口を備えた混練室と、その混練室に連通して形成されたバレルと、前記混練室を貫通してバレル内の先端まで達するように配置されたシャフトと、そのシャフトにおける前記バレル内に位置する部分に周設されたスクリュー羽根と、同じくシャフトにおける前記混練室内に位置する部分に設けられたパドルと、前記シャフトを回動させる駆動機構と、シャフトの回動方向を切り換え可能なコントローラとを備えた混練押し出し機。
混練室のバレル突設側と反対側にあたる内壁に、シャフトの逆回転によって押し戻された可塑性材料をその混練室内にて押し出し方向へ誘導するガイドを設けた請求項１に記載の混練押し出し機。
混練室内に、前記シャフトと平行に、パドル同士が軸方向と直交する面に対してオーバーラップする距離まで接近させた補助シャフトを設けた請求項１又は２に記載の混練押し出し機。
シャフトと補助シャフトは、互いに回転方向と回転速度とが異なった関係にある請求項３に記載の混練押し出し機。