JP2007015348A - 噛合型２軸押出機の混練度調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な絞り効果が得られる混練度調整装置を提供する。
【解決手段】噛合型２軸押出機１に使用される混練度調整装置４であって、スクリュ３，３の円形断面部２０，２０の外周に沿う２つの円弧状の対向縁３３ａ，３３ｂを有して円形断面部を上下から挟むように配置され、円形断面部に上下方向から近接離反自在な絞り部材２３ａ，２３ｂと、円形断面部を左右から挟み混練度調整位置とスクリュ抜き取り位置とに切り替え可能なスペーサ部材２２ａ，２２ｂと、を有し、スペーサ部材は、混練度調整位置において円形断面部の左右外側の周面とバレル内周面との間隙ＦＣを閉じるように、かつ、スクリュ抜き取り位置において間隙を開放するように構成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、プラスチックおよびゴム等の各種樹脂コンパウンドを混練する噛合型２軸押出機の混練度調整装置に関する。

従来より、噛合型２軸押出機や２軸連続混練機において、内部の流路の途中に流路断面積を調整する混練度調整装置を設け機内を流れる被混練物の流動を調整して、被混練物の混練度合いを制御することが行われている。
なかでも噛合型２軸押出機は、メンテナンス時にスクリュを前方に抜き出す構造になっており、混練度調整装置はスクリュの抜き取りを考慮した構造とする必要があった。
ところで、流路断面積を調整する混練度調整装置には、スロットバー式、テーパーリング式、およびゲート式のものがある。

スロットバー式は、丸棒にバレルの内周面の曲率と同一または若干大きな曲率の半円弧面を設けた２つのスロットバーを、２つのスクリュの軸に直交させてスクリュを上下から挟むようにして機内の流路の途中に配置し、２つのスロットバーをそれぞれ異なる方向に回転させることにより流路断面積を変化させて、被混練物の流量を調整する（特許文献１，２）。
テーパーリング式は、スクリュの途中に大外径部、小外径部、およびこれらを連続させるスクリュ側テーパー部を設け、バレルには大外径部に対向する部分に大内径部、小外径部に対向する部分に小内径部、およびこれらを連続させるバレル側テーパー部を設ける。そして、バレル側テーパー部をスクリュの軸方向に移動させてスクリュ側テーパー部とバレル側テーパー部との間隙を変化させ、被混練物の流量を調整する（特許文献３，４）。

ゲート式は、それぞれが対向する縁にバレルの内周と略同一の曲率またはスクリュ軸の外周の曲率と略同一の円弧状の切り欠きを有する２つのゲート板を、水平に配置された２つのスクリュの軸に直交させてスクリュを上下から挟むように機内の流路の途中に配置し、２つのゲート板をそれぞれ異なる方向に上下させることにより流路断面積を変化させて、被混練物の流量を調整する（特許文献５，６）。
特開２０００−３０９０１８号 特開２００３−３３９６１号 特開昭５８−８７０１３号 特開平１１−２１６７６２号 特開２００２−２８９６３号 特開平１０−２７８０９９号

しかし、上に挙げた各方式の混練度調整装置には、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１，２に開示されたようなスロットバー式の混練度調整装置では、閉動作時にも半円弧面のスロットバーの軸方向両端部とスクリュ軸との間に流路が形成され、十分な絞り効果が得られない。なお、ここでいう「十分な絞り効果」とは、混練度の調整範囲が広く、かつ全閉時に流路断面積を十分に狭めることができるという効果をいう。一方、十分な絞り効果を得るために、スロットバーの半円弧面の曲率をバレルの内周面の曲率より小さくすると、メンテナンス時のスロットバー抜き取りが容易ではなく、抜き取りのために混練度調整装置の分解が必要になるおそれがある。

特許文献３，４に開示されたようなテーパーリング式の混練度調整装置では、スクリュの大外径部またはフライトとバレルの小内径部とが干渉するため、バレルを移動させる必要があり、スクリュの前方への抜き取りができないという問題がある。
ゲート式の混練度調整装置では、ゲート板の切り欠きをバレルの内周と略同一の曲率とすると、混練度の調整範囲が狭くなり十分な絞り効果が得られない。そこで、十分な絞り効果を得るために、特許文献５に開示されたようにゲート板の切り欠きをスクリュ直径よりも小さく形成されたランド部の外周の曲率と略同一とすると、ゲート板の全開時にゲート板の円弧状縁がバレル内面よりも内方に収容されて生ずる窪みが、大きなデッドスペースになり易い（特許文献５、図３）。

また、ゲート板の切り欠きをスクリュ直径よりも小さく形成したランド部の外周の曲率と略同一とすると、ゲート板を開くに従い、２つのスクリュ間の流路だけではなく左右の流路においても流路断面積が急激に変化し、混練度の微調整が容易ではないという問題もある。混練度の微調整の問題に対して、特許文献６に開示された混練度調整装置では、ゲート板の左右の端部をそれぞれ対向するゲート板側に伸ばし、かつ各ゲート板の伸ばした部分に互いに噛み合うように上下方向の傾斜を設けて、ゲート板の開度にかかわらずこの傾斜部分を重ならせて（噛み合わせて）流路断面積の急激な変化を防止するようにしている。しかし、ゲート板の左右の端部を上下方向に伸ばしたことにより、スクリュ軸を抜き出すためのゲート板の移動ストローク（作動長さ）が大きくなり、特許文献２の混練度調整装置を備えた２軸押出機は、特に下方のスペースの確保の必要性から、その設置に際して大きな制約を受けることになる。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、十分な絞り効果が得られる混練度調整装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明に係る混練度調整装置は、それぞれがバレルの内径よりも小径の円形断面部を有する１対のスクリュが、軸方向について前記円形断面部が同位置になるように左右に近接してバレル内に配置された噛合型２軸押出機に使用される混練度調整装置であって、各前記円形断面部の外周に沿う２つの円弧状の対向縁を有して前記対向縁が前記円形断面部を上下から挟むように配置され、上下方向において前記円形断面部に近接離反自在に構成された１対の絞り部材と、２つの前記円形断面部を中にして左右から挟むように配置され、混練度調整のための位置とスクリュ抜き取りのための位置とに切り替え可能な１対のスペーサ部材と、を有し、前記スペーサ部材は、前記混練度調整のための位置において各前記円形断面部の左右外側の周面と前記バレルの内周面との間隙の一部または全部を閉じるように、かつ、前記スクリュ抜き取りのための位置において前記間隙を開放するように構成されている。

本発明における「混練度調整のための位置」とは、押出機が混練、押し出しを行うときにおける絞り部材の位置だけでなくその配置状態（向き等）のみをも意味し、「スクリュ抜き取りのための位置」とは、スクリュ抜き取り作業を行うときの絞り部材の位置だけでなくその配置状態（向き等）のみをも意味する。
本発明によれば、十分な絞り効果が得られる混練度調整装置を提供することができる。
好ましくは、前記スペーサ部材は、それぞれに凹部が設けられており、前記混練度調整のための位置において前記凹部以外の一部分が各前記円形断面部の左右外側の周面と前記バレルの内周面との間隙に突出して前記間隙の一部または全部を閉じ、かつ、前記スクリュ抜き取りのための位置において前記凹部が前記間隙に対向して前記間隙を開放するように切替自在とされている。

本発明によれば、十分な絞り効果が得られる混練度調整装置を提供することができる。
さらに好ましくは、前記スペーサ部材は、外周断面形状が円形の棒状部材で形成され、前記混練度調整のための位置と前記スクリュ抜取り位置との切替えを前記スペーサ部材の周方向の回転で行うように構成されている。
本発明によれば、スクリュの抜き取りが容易な混練度調整装置を提供することができる。
なお、ここでいう「棒状部材」とは、中空部材も含むものとし、「前記スクリュの前記噛合型２軸押出機からの抜き出しを可能とする」とは、噛合型２軸押出機からスクリュを抜き出すときに、円形断面部に対向する凹部がスクリュの最大外径部分の通過を妨げることがない程度の大きさを有することを意味する。これらは、以下の記載においても同様である。

他の好ましい実施形態は、前記スペーサ部材は、前記混練度調整のための位置と前記スクリュ抜取り位置との切替えを上下方向の移動で行うように構成されている。
また、他の好ましい実施形態は、前記スペーサ部材は、それぞれが前記円形断面部に対して左右から近接離反自在であって前記混練度調整のための位置において前記円形断面部の左右外側の周面と前記バレルの内周面との間隙に突出するように構成され、前記混練度調整のための位置と前記スクリュ抜取り位置との切替えを、前記スペーサ部材の左右方向の移動で行うよう構成されている。

本発明によれば、スペーサ部材の混練度調整のための位置とスクリュ抜き取りのための位置との切り替え手段を横方向に設けることができるので、押出機の上下方向における設置の自由度が高くなる。
好ましくは、前記スペーサ部材は、前記混練度調整のための位置における前記バレル内に突出する部分に、前記噛合型２軸押出機の上流側からの軸方向流れを内方に向かわせるような傾斜面または曲面が設けられている。
前記スペーサ部材をこのように構成することで、混練度調整装置内のデッドスペースの発生を抑制することができる。

好ましくは、前記対向縁は、前記噛合型２軸押出機の上流側からの軸方向流れを内方に向かわせるような傾斜面または曲面で構成されている。
前記対向縁をこのように構成することで、混練度調整装置内のデッドスペースの発生を抑制することができる。

本発明によると、十分な絞り効果が得られる混練度調整装置を提供することができる。

図１は本発明に係る混練度調整装置が設けられた噛合型２軸押出機の側面断面図、図２は本発明に係る混練度調整装置の平面図、図３は図２におけるＡ−Ａ矢視断面図、図４は混練度調整装置の側面図、図５は混練度調整位置およびスクリュ抜き取り位置における図３のＢ−Ｂ矢視断面図、図６は噛合型２軸押出機における混練度調整装置の側面断面図、図７はスクリュ抜き取り位置における図２のＡ−Ａ矢視断面図、図８は混練度調整装置の奏する効果の説明図である。
なお、以下の説明における上下方向および横方向は、それぞれ図３における上下方向および横方向をいうものとする。また、「混練度調整位置」とは、押出機が混練および押し出しを行うときにおける、円形断面部の左右外方の間隙を減少させるために設けられる部材（下記スペーサバー等）の位置だけでなくその状態（向き等）のみをも意味し、「スクリュ抜き取り位置」とは、スクリュ抜き取り作業を行うときのスペーサバー等の当該部材が配される位置だけでなくその状態（向き等）のみをも意味するものとする。

図１において、噛合型２軸押出機１（以下「押出機」ということがある。）は、シリンダ２、１対のスクリュ３，３、および混練度調整装置４などからなる。
シリンダ２は、複数のバレルセグメント５，…，５（以下「バレル」ということがある。）により形成されている。バレル５，…，５は、断面形状がめがね状の貫通する孔６を有し、それぞれの孔６がバレル軸方向に連通するように連結されている。連通する孔６は、チャンバー（混練室）７を形成している。シリンダ２において最も上流側に配置されたバレル５には、混練および押し出しの対象物（被混練材）をチャンバー７に供給するための材料供給口ＰＴ１が設けられている。最も下流側に配置されたバレル５には排出部材８が連結されている。排出部材８は押出し成形用ダイスなどである。途中に配置されるバレル５，…，５の幾つかには、被混練材にフィラー等を供給する供給口として、または被混練材の脱揮（材料間に含まれる空気または生成した揮発成分の除去）を行う脱揮口として用いるための接続口ＰＴ２，ＰＴ３が設けられている。

一対のスクリュ３，３は、同方向に回転するよう孔６，６内に設けられる。
スクリュ３，３は、上流側から下流に向けて第１送り部１０、第１混練部１１、第２送り部１２、第２混練部１３、第３送り部１４、および押出部１５からなる。
第１送り部１０、第２送り部１２、および第３送り部１４は、回転によって被混練材を下流側に押し出す螺旋状の送り翼を備えている。また、第２送り部１２および第３送り部１４の最上流側端には、回転によって被混練材を上流側に押し戻す螺旋状の戻し翼１６，１６が約１周分設けられている。

第１混練部１１および第２混練部１３は、回転によって被混練材を下流側に押し出す方向に捻れた送り翼部１７，１７と、被混練材を上流側に押し戻す方向に捻れた戻し翼部１８，１８とからなるロータ１９，１９を備えている。第１混練部１１の最下流側端には、各送り部１０，１２，１４および各混練部１１，１３の外周よりも小径の円形断面部２０が設けられている。第１混練部１１および第２混練部１３は、被混練材の滞留を長引かせて混練室内における充満度合いを高め、被混練材の混練を促進させるとともに溶融および脱揮などを促進させる働きを行う。

なお、第２送り部１２および第３送り部１４に設けられた戻し翼１６，１６は、第１混練部１１および第２混練部１３の上記働きを補助するために設けられる。
押出部１５は、被混練材を下流側に押し出す螺旋状の送り翼を備えている。送り翼は下流側になるほど螺旋のピッチが狭くなり、溶融された被混練材の圧力を高めて排出部材８に向けて送り出す働きをする。
両円形断面部２０，２０は、後に説明する混練度調整装置４を閉じてゲート板２３ａ，２３ｂを上下方向から両円形断面部２０，２０に最も近づけた場合にも、ゲート板２３ａ，２３ｂ同士を接触させるように構成することができないほどに近接している。

図２〜６において、混練度調整装置４は、ケーシング２１、２つのスペーサバー２２ａ，２２ｂ、１対のゲート板２３ａ，２３ｂ、およびゲート板駆動装置２４などからなる。
ケーシング２１は、二つのケース部材２５ａ，２５ｂが接合されて形成され、外形が略直方体であって、断面形状がめがね状の貫通孔２６が貫通している。貫通孔２６は、押出機１におけるチャンバー７の一部を構成し、貫通孔２６を２つのスクリュ３，３が貫通する。ケース部材２５ａ，２５ｂの接合面には、ゲート板２３ａ，２３ｂが嵌め込まれる凹溝２７ａ，２７ｂが設けられており、凹溝２７ａ，２７ｂの左右側面は部分円筒状の縦穴からなる支持穴２８ａ，２８ｂを形成している。

スペーサバー２２ａ，２２ｂは、支持穴２８ａ，２８ｂの内径とほぼ等しい外径を有する断面円形の棒状部材であり、一端にスパナなどが係合可能な係合部２９ａ，２９ｂが設けられて支持穴２８ａ，２８ｂ内にそれぞれ回転可能に嵌入されている。スペーサバー２２ａ，２２ｂのほぼ中間には凹部３０ａ，３０ｂが設けられ、凹部３０ａ，３０ｂは、貫通孔２６の周面と同じ曲率の凹状の周面で形成されている。なお、スペーサバー２２ａ，２２ｂの上端近傍には浅い周溝３１ａ，３１ｂが設けられ、ケーシング２１の周溝３１ａ，３１ｂに対応する部分に、一部が周溝３１ａ，３１ｂに嵌り込んだ係止部材３２ａ，３２ｂが取り付けられて、スペーサバー２２ａ，２３ｂを回転させたときに上下方向にずれないようになっている。なお、スペーサバー２２ａ，２２ｂは、外周断面形状が円形の管状（中空）部材で形成することができる。

ゲート板２３ａ，２３ｂは、矩形状の板材の１端面に、スクリュ３，３の円形断面部２０，２０の周の曲率に略等しい曲率の略半円形の切り欠きを２つ連ねた円弧凹部３３ａ，３３ｂが設けられたものである。円弧凹部３３ａ，３３ｂは、図６によく示されるように、上流側からの被混練材の流れを内方に向かわせるような傾斜面となっており、ゲート板２３ａ，２３ｂの上流側に生じるデッドスペースの減少が図られている。ゲート板２３ａ，２３ｂの図３における横方向の各端面には、スペーサバー２２ａ，２２ｂの周面４１ａ，４１ｂの曲率に略等しい曲率の半円形の断面を有する案内溝３４ａ，…，３４ｂが当該端面の長手方向に設けられている。ゲート板２３ａ，２３ｂは、円形断面部２０，２０を挟んでそれぞれの円弧凹部３３ａ，３３ｂを対向させ、案内溝３４ａ，…，３４ｂがスペーサバー２２ａ，２２ｂに挟まれて、ケーシング２１の凹溝２７ａ，２７ｂ間に収容されている。

ゲート板駆動装置２４は、それぞれ２つの減速機３５ａ，３５ｂ、ボールネジ３６ａ，３６ｂ、およびスライダ３７ａ，３７ｂなどからなる。
減速機３５ａ，３５ｂは、ケーシング２１に上方および下方において一体化された上部固定板４９および下部固定板５４にそれぞれが固定されている。いずれもウォームとウォーム歯車が内蔵されて回転軸の向きを９０度変換させる形式であり、ハンドル車３８の回転を減速してボールネジ３６ａ，３６ｂに伝達する。
スライダ３７ａ，３７ｂは、各ゲート板２３ａ，２３ｂの円弧凹部３３ａ，３３ｂとは逆の端面にそれぞれボルト３９ａ，３９ｂで固定されており、ボールネジ３６ａ，３６ｂの回転によって、ゲート板２３ａ，２３ｂが円形断面部２０，２０から同時に離反するように、または同時に接近するように上下動させる。

ゲート板駆動装置２４は、減速機３５ａ，３５ｂの１次側にスプロケット４０ａ，４０ｂが設けられ、両スプロケット４０ａ，４０ｂがチェーン７１で連結されて、ハンドル車３８の回転によりボールネジ３６ａ，３６ｂが同時に回転するように構成されている。
なお、減速機３５ａ，３５ｂの減速比、ボールネジ３６ａ，３６ｂのピッチ、およびスプロケット４０ａ，４０ｂの歯数はいずれも同じであり、ゲート板２３ａ，２３ｂの上下動の程度（開閉の程度）が同じになるように構成されている。また、ゲート板駆動装置２４は、ゲート板２３ａ，２３ｂの全閉状態において、ゲート板２３ａ，２３ｂの円弧凹部３３ａ，３３ｂが円形断面部２０，２０との間に、微小な隙間を形成するように構成されている。

次に、混練度調整装置４における混練度調整操作および混練度調整装置４からのスクリュの抜き取りについて説明する。
混練度調整装置４は、押出機１が混練および押し出しを行っているときには、スペーサバー２２ａ，２２ｂが混練度調整位置に維持される。図３および図５を参照して、スペーサバー２２ａ，２２ｂは、混練度調整位置（混練度調整時）では周面４１ａ，４１ｂが貫通孔２６内に突出して、貫通孔２６と円形断面部２０，２０の左右周面との間隙の大部分を塞いでいる。混練度の調整は、ハンドル車３８を回転させてゲート板２３ａ，２３ｂを上下させ、円弧凹部３３ａ，３３ｂと円形断面部２０，２０との間隔を変化させて行う。このとき、スペーサバー２２ａ，２２ｂは、貫通孔２６に突出する周面４１ａ，４１ｂが曲面で構成され流路前後に直角な段差が生じず、かつ円弧凹部３３ａ，３３ｂが傾斜面となっている（図６）ので、ゲート板２３ａ，２３ｂの近傍で被混練材の軸方向流れを内方に向かわせることができ、混練度調整装置４におけるデッドスペースの発生を防止することができる。

図６を参照して、例えば、押出機１から押し出された被混練材の混練度が十分ではない場合には、ゲート板２３ａ，２３ｂをスクリュ３，３に近づける方向に移動させて円弧凹部３３ａ，３３ｂと円形断面部２０，２０との間隔を狭くする。そうすると、混練度調整装置４を通過する被混練材の量が減少し、被混練材の第１混練部１１における滞留時間（混練時間）が増加して混練が促進される。
一方、混練は十分に行われているが押出機１からの被混練材の押し出し量が不十分な場合には、ゲート板２３ａ，２３ｂを円形断面部２０，２０から遠ざける方向に移動させて円弧凹部３３ａ，３３ｂと円形断面部２０，２０との間隔を広くする。そうすると、混練度調整装置４を通過する被混練材の量が増加し、押出機１の押し出し量が増加する。

図８（ｄ），（ｅ）を参照して、混練度調整位置では、スペーサバー２２ａ，２２ｂは、周面４１ａ，４１ｂが貫通孔２６内に突出しているので、ゲート板２３ａ，２３ｂの位置にかかわらず円形断面部２０，２０の左右周面の間隙ＦＣが狭められて間隙ＦＣにおける被混練材の流路が制限される（（ｅ）の網掛け部分）。そのため、ゲート板２３ａ，２３ｂの開度の変化が円弧凹部３３ａ，３３ｂと円形断面部２０，２０との間の流路ＦＲの増減のみに反映され、流路断面積が急激に変化することがないので、被混練材の混練度の微調整を容易に行うことができる。

また、混練度調整装置４では、ゲート板２３ａ，２３ｂの案内溝３４ａ，３４ｂにスペーサバー２２ａ，２２ｂの周面４１ａ，４１ｂが摺動可能に嵌り込んでおり、ゲート板２３ａ，２３ｂは、スペーサバー２２ａ，２２ｂに案内されて上下方向に移動するようになっている。したがって、ゲート板２３ａ，２３ｂは、流動する被混練材からの軸方向の力を受けても安定して上下動することができる。
混練度調整装置４は、押出機１からスクリュを抜き取るときには、スペーサバー２２ａ，２２ｂが混練度調整位置からスクリュ抜き取り位置に切り替えられる。混練度調整位置からスクリュ抜き取り位置への切り替えは、係合部２９ａ，２９ｂにスパナを係合させ、図５（ｂ）および図７に示されるように、凹部３０ａ，３０ｂが貫通孔２６に対面するようにスペーサバー２２ａ，２２ｂを回転させることにより行われる。スペーサバー２２ａ，２２ｂのスクリュ抜き取り位置への切り替えに続いて、ハンドル車３８を回転させてゲート板２３ａ，２３ｂをスクリュ３，３から最も遠い位置に移動させると、スクリュ３，３の抜き取りが可能になる。このとき、図７によく示されるように、凹部３０ａ，３０ｂは貫通孔２６の周面に連続し貫通孔２６のめがね状の断面輪郭の一部となり、ゲート板２３ａ，２３ｂは貫通孔２６に突出する部分が全くないほどに凹溝２７ａ，２７ｂ内に収容される。このように構成することにより、混練度調整装置４は、貫通孔２６内から送り翼、戻し翼、送り翼部１７、および戻し翼部１８を通過させる際に妨げとなる突起物を排除することができ、スクリュ３，３の抜き取りを容易に行うことができる。

また、混練度調整装置４は、貫通孔２６と円形断面部２０，２０の左右外周との間隙ＦＣをスペーサバー２２ａ，２２ｂで塞ぐように構成されているので、ゲート板２３ａ，２３ｂの側方端縁を図８（ａ）における比較例のように互いに接するまで延ばす必要がない。そのため、図８（ｃ），（ｆ）に対比されるように、スクリュ３，３の抜き取り時におけるゲート板２３ａ，２３ｂの作動長さを比較例に比べて短くすることができ、押出機１の設置場所に関する制約を減少させることができる。
図９は本発明の第２の実施形態による混練度調整装置４Ｂの平面図である。

混練度調整装置４Ｂについては、上に説明した混練度調整装置４と異なる点のみについて以下に説明する。
図９において、混練度調整装置４Ｂは、上部可動板４２Ｂ、下部可動板４３Ｂ、スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂ、ゲート板駆動装置２４Ｂ、およびバー回転装置４４Ｂを有している。
上部可動板４２Ｂは、後に説明する第２ボールネジ４５Ｂと螺合する第２スライダ４６Ｂがほぼ中央に備えられている。上部可動板４２Ｂの左右には、スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂの上端が回転可能に支持されている。

下部可動板４３Ｂは、ほぼ中央においてゲート板２３Ｂｂを固定的に連結し、左右に、スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂの下端近傍を回転可能に支持している。
上部可動板４２Ｂ、下部可動板４３Ｂ、スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂ、およびゲート板２３Ｂｂは、このように連結されて、図９における上下方向に一体となって移動する。
スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂの下端は、下部可動板４３Ｂからさらに下方に突出し、突出した部分が後に説明するバー回転装置４４Ｂに駆動されてスペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂが回転する。

なお、スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂが、ケース部材２５Ｂａの支持穴２８Ｂａ，２８Ｂｂの内径とほぼ等しい外径を有する断面円形の棒状部材で形成され、中間に貫通孔２６Ｂの周面と同じ曲率の周面で形成された凹部３０Ｂａ，３０Ｂｂが設けられた点は、混練度調整装置４におけるスペーサバー２２ａ，２２ｂと同じである。
ゲート板駆動装置２４Ｂは、駆動源であるモータ４７Ｂ、減速機３５Ｂ、駆動軸４８Ｂ、スライダ３７Ｂ、および第２スライダ４６Ｂなどからなる。
減速機３５Ｂは、混練度調整装置４における減速機３５ａ，３５ｂとその構成は略同一である。

駆動軸４８Ｂは、先端側から減速機３５Ｂ側に順にボールネジ３６Ｂおよび第２ボールネジ４５Ｂを備えている。ボールネジ３６Ｂは、上方に配されたゲート板２３Ｂａに固定されたスライダ３７Ｂと螺合しており、第２ボールネジ４５Ｂは上部可動板４２Ｂの第２スライダ４６Ｂと螺合している。第２ボールネジ４５Ｂは、ボールネジ３６Ｂとピッチが同一の逆ネジとなっており、駆動軸４８Ｂが１回転するごとにスライダ３７Ｂおよび第２スライダ４６Ｂが互いに逆方向に同一の距離を移動し、ゲート板２３Ｂａ，２３Ｂｂが同時に開方向または閉方向に同程度移動する。駆動軸４８Ｂは、上部固定板４９Ｂにおける軸受けにスラストベアリング５０Ｂａ，５０Ｂｂが使用されて回転精度が高められている。

バー回転装置４４Ｂは、モータ５１Ｂ、ウォーム５２Ｂａ，５２Ｂｂ、ウォーム歯車５３Ｂａ，５３Ｂｂなどからなり、これらは、ケーシング２１Ｂと一体化された下部固定板５４Ｂに取り付けられている。
モータ５１Ｂとして回転数が制御可能なステッピングモータが使用される。サーボモータを使用してもよい。
ウォーム５２Ｂａ，５２Ｂｂはモータ５１Ｂに直結され、それぞれがウォーム歯車５３Ｂａ，５３Ｂｂに噛み合わされている。

ウォーム歯車５３Ｂａ，５３Ｂｂは、回転中心に孔５５Ｂａ，５５Ｂｂが設けられており、孔５５Ｂａ，Ｂｂに下部可動板４３Ｂから突出するスペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂの下端を進退自在に挿入した状態で、下部固定板５４Ｂに回転自在に取り付けられる。孔５５Ｂａ，５５Ｂｂにはキー溝５６Ｂａ，５６Ｂｂが設けられており、ウォーム歯車５３Ｂａ，５３Ｂｂは、キー溝５６Ｂａ，５６Ｂｂにスペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂの下端に設けられたキー５７Ｂａ，５７Ｂｂを係合させて、回転をスペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂに伝える。キー溝５６Ｂａ，５６Ｂｂおよびキー５７Ｂａ，５７Ｂｂは、２つのスペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂが同じタイミングでその凹部３０Ｂａ，３０Ｂｂを貫通孔２６Ｂに対面させられるように構成されている。

次に、混練度調整装置４Ｂにおける混練度調整位置とスクリュの抜き取り位置との切り替えについて説明する。
図９を参照して、押出機１が混練および押し出しを行っているときは、混練度調整装置４Ｂは、スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂが混練度調整位置、つまり周面４１Ｂａ，４１Ｂｂが貫通孔２６Ｂに突出し円形断面部２０，２０の左右外方の間隙ＦＣの大部分を閉じた状態に維持される。混練度の調整は、駆動軸４８Ｂの回転によりゲート板２３Ｂａ，２３Ｂｂを上下させて、円弧凹部３３Ｂａ，３３Ｂｂとスクリュ３，３の円形断面部２０，２０との間隔を変化させることにより行う。このとき、ボールネジ３６Ｂと第２ボールネジ４５Ｂとはピッチが同一の逆ネジとなっているので、上部のゲート板２３Ｂａと下部のゲート板２３Ｂｂとは逆方向に同じ距離だけ移動する。混練度調整装置４Ｂでは、スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂは下部可動板４３Ｂによってゲート板２３Ｂｂと一体になっており、スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂを上下動させることによりゲート板２３Ｂｂを上下動させる点が混練度調整装置４と異なっている。

混練度調整装置４Ｂにおけるスペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂの混練度調整位置からスクリュ抜き取り位置への切り替えは、次のようにして行う。すなわち、先ず、モータ４７Ｂを回転させてゲート板２２Ｂａ，２２Ｂｂを円形断面部２０，２０から最も遠い位置に移動させる。そうすると、スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂはゲート板２３Ｂｂとともに下方に移動し、その凹部３０Ｂａ，３０Ｂｂは円形断面部２０，２０のちょうど横側方の貫通孔２６Ｂとは逆側の位置に停止する。続いて、モータ５１Ｂを所定数回転させると、ウォーム歯車５３Ｂａ，５３Ｂｂによりスペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂは所定角度回転して凹部３０Ｂａ，３０Ｂｂが貫通孔２６Ｂに対面し、スクリュ抜き取り位置への切り替えが終了する。なお、スペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂが所定角度を超えて回転しないようにスペーサバー２２Ｂａ，２２Ｂｂに対するメカニカルストッパを設けておくとより好ましい。

スクリュ抜き取り位置では、スクリュ３，３の抜き取りの際に、送り翼、戻し翼、送り翼部１７、および戻し翼部１８に対して妨げとなる突起物を円形断面部２０，２０の周辺からなくすことができ、スクリュ３，３を容易に抜き取ることができる。
図１０は本発明の第３の実施形態による混練度調整装置４Ｃの平面図、図１１は図１０におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。
なお、以下の説明における上下方向、は図１１における上下方向をいうものとする。
混練度調整装置４Ｃにおけるケーシング２１Ｃ、１対のゲート板２３Ｃａ，２３Ｃｂ、およびゲート板駆動装置２４Ｃは、先に説明した混練度調整装置４におけるものと略同一であるので、説明を省略する。

図１０，１１において、２つのスペーサバー２２Ｃａ，２２Ｃｂは、混練度調整装置４におけるスペーサバー２２ａ，２２ｂと同様に、ケース部材２５Ｃａ，２５Ｃｂの支持穴２８Ｃａ，２８Ｃｂの内径とほぼ等しい外径を有する断面円形の棒状部材で形成されている。スペーサバー２２Ｃａ，２２Ｃｂのほぼ中間には凹部３０Ｃａ，３０Ｃｂが設けられ、凹部３０Ｃａ，３０Ｃｂは、ケーシング２１Ｃの貫通孔２６Ｃに対面したときに貫通孔２６Ｃ内に突出する部分がないように、貫通孔２６Ｃの周面と同じ曲率の凹状の周面で形成されている。スペーサバー２２Ｃａ，２２Ｃｂの上端には支持棒５８Ｃａ，５８Ｃｂが連結され、支持棒５８Ｃａ，５８Ｃｂはいずれも上端で上部可動板４２Ｃに固定されている。

減速機３５Ｃａが取り付けられた上部固定板４９Ｃには、左右に２基の空気圧シリンダ５９Ｃａ，５９Ｃｂが固定されている。空気圧シリンダ５９Ｃａ，Ｃｂは複動型であり、ロッド６０Ｃａ，６０Ｃｂの先端が上部可動板４２Ｃに揺動可能に接続されている。したがって、空気圧シリンダ５９Ｃａ，５９Ｃｂの伸張動作により上部可動板４２Ｃとともにスペーサバー２２Ｃａ，２２Ｃｂが上昇し、空気圧シリンダ５９Ｃａ，５９Ｃｂの収縮動作により上部可動板４２Ｃとともにスペーサバー２２Ｃａ，２２Ｃｂが下降する。
混練度調整装置４Ｃは、押出機１が稼働しているときには、スペーサバー２２Ｃａ，２２Ｃｂが混練度調整位置に維持される。混練度調整位置は、空気圧シリンダ５９Ｃａ，５９Ｃｂのロッド６０Ｃａ，６０Ｃｂが伸張端にあるときに実現される。混練度調整位置では、スペーサバー２２Ｃａ，２２Ｃｂは周面４１Ｃａ，４１Ｃｂが貫通孔２６Ｃ内に突出して円形断面部２０，２０の左右周面と貫通孔２６Ｃとの間隙ＦＣを狭め間隙ＦＣにおける被混練材の流動を制限するので、ゲート板２３Ｃａ，２３Ｃｂの開度の変化が円弧凹部３３Ｃａ，３３Ｃｂと断面円形部２０，２０との距離のみに反映されて流路断面積を急激に変化させることがなく、混練度の微調整を容易に行うことができる。

押出機１からスクリュを抜き取るときは、スペーサバー２２Ｃａ，２２Ｃｂが混練度調整位置からスクリュ抜き取り位置に切り替えられる。この切り替えは、空気圧シリンダ５９Ｃａ，５９Ｃｂを収縮動作させて凹部３０Ｃａ，３０Ｃｂが貫通孔２６Ｃに対面する位置までスペーサバー２２Ｃａ，２２Ｃｂを下降させることにより行なわれる。続いて、ハンドル車３８Ｃを回転させてゲート板２３Ｃａ，２３Ｃｂを円形断面部２０，２０から最も遠い位置に移動させれば、スクリュ３，３の抜き取りを行うことができる。
混練度調整装置４Ｃにおけるスペーサバー２２Ｃａ，２２Ｃｂにかえて断面形状が楕円形、長円、または多角形の棒状部材、ないし板状部材により形成された所定の凹部を有するスペーサバー（スペース部材）を用いても、混練度調整装置４Ｃと同様の効果を得ることができる。例えば、図１２に示されるような断面形状が四角形のスペーサバー２２Ｅａ，２２Ｅｂを用いてもよい。スペーサバー２２Ｅａ，２２Ｅｂには、貫通孔２６Ｃの周面と同じ曲率の凹状の周面を有する凹部３０Ｅｂが、スクリュ抜き取り位置において貫通孔２６Ｃに対面するように設けられる。スペーサバーを、中空の棒状部材を使用して形成することができる。また、空気圧シリンダに代えて油圧シリンダを用いたり、ハンドルに代えて各種モータを用いることができる。

図１３は本発明の第４の実施形態による混練度調整装置４Ｄの平面図、図１４は図１３におけるＤ−Ｄ矢視断面図、図１５は図１４におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。
なお、以下の説明における上下方向は図１３における上下方向をいい、横方向は図１３〜１５における横方向をいうものとする。
図１３〜１５において、混練度調整装置４Ｄは、ケーシング２１Ｄ、１対のゲート板２３Ｄａ，２３Ｄｂ、１対のスペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂ、およびゲート板駆動装置２４Ｄなどからなる。

ケーシング２１Ｄは、本体６２Ｄと、本体６２Ｄを前後方向から挟む第１側板６３Ｄおよび第２側板６４Ｄとからなる。ケーシング２１Ｄには、第１側板６３Ｄ側から第２側板６４Ｄ側に向かって貫通する断面形状がめがね状の貫通孔２６Ｄが設けられている。貫通孔２６Ｄは、押出機１におけるチャンバー７の一部を構成し、貫通孔２６Ｄを２つのスクリュ３，３が貫通する。
本体６２Ｄには、いずれも貫通孔２６Ｄと一部が重複する、第２側板６４Ｄ側に開口し貫通孔２６Ｄの横方向幅よりも狭い幅を有する上下方向に延びた凹溝６５Ｄと、第２側板６４Ｄ側に開口し貫通孔２６Ｄの上下方向幅に略等しい幅を有する横方向に延びたスペーサ用溝６６Ｄとが設けられている。凹溝６５Ｄおよびスペーサ用溝６６Ｄの深さは略等しいものとなっている。

ゲート板２３Ｄａ，２３Ｄｂは、凹溝６５Ｄの幅および深さに略等しい幅および厚みを有する板状部材で形成され、上下に並べて凹溝６５Ｄ内にそれぞれが上下動自在に嵌め込まれる。ゲート板２３Ｄａ，２３Ｄｂの互いに対向する端面は、円形断面部２０，２０の周の曲率に略等しい曲率の２つの略半円形の切り欠きからなる円弧凹部３３Ｄａ，３３Ｄｂを有している。円弧凹部３３Ｄａ，３３Ｄｂは、混練度調整装置４における円弧凹部３３ａ，３３ｂと同様に、上流側からの被混練材の流れを内方に向かわせるような傾斜面となっている。

スペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂは、スペーサ用溝６６Ｄの幅および深さに略等しい幅および厚みを有する板状部材で形成され、図１４において一方がスペーサ用溝６６Ｄの左方に、他方が右方に嵌め込まれる。スペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂは、図１５に示されるように、貫通孔２６Ｄ側の端面６７Ｄａ，６７Ｄｂが貫通孔２６Ｄ側に対して傾斜面となっており、軸方向流れを内方に向かわせてデッドスペースの発生を防止するように配慮されている
ゲート板駆動装置２４Ｄは、減速機３５Ｄａ，３５Ｄｂ、ボールネジ３６Ｄａ，３６Ｄｂ、およびスライダ３７Ｄａ，３７Ｄｂなどからなる。これらは、先に説明した混練度調整装置１におけるものと同一の構成および同一の機能を有するので、説明を省略する。

混練度調整装置４Ｄによる混練度調整は、スペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂを混練度調整位置、つまりその端縁６７Ｄａ，６７Ｄｂが円形断面部２０，２０に近接した位置に固定して行われる。このスペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂの位置は、スペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂに連結された切替板６８Ｄａ，６８Ｄｂにより規定され、切替板６８Ｄａ，６８Ｄｂは、本体Ｄに当接したときにスペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂの位置が適切になるような間隔を有してスペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂに連結されている。混練度調整時には、切替板６８Ｄａ，６８Ｄｂは固定ボルト６９Ｄ，…，６９Ｄにより本体６２Ｄに固定され、混練時のスペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂの位置の変動が防止される。

混練度調整におけるゲート板２３Ｄａ，２３Ｄｂの動作は、上に説明した混練度調整装置４，４Ｂ，４Ｃにおけるものと同一である。
ゲート板２３Ｄａ，２３Ｄｂの混練度調整位置からスクリュ抜き取り位置への切替は、スペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂの固定ボルト６９Ｄ，…，６９Ｄによる本体６２Ｄへの固定を解除し、押しボルト７０Ｄ，…，７０Ｄを切替板６８Ｄａ，６８Ｄｂにねじ込むことで、スペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂの端面６７Ｄａ，６７Ｄｂが貫通孔２６Ｄ内に突出しなくなるまで切替板６８Ｄａ，６８Ｄｂを本体６２Ｄから遠ざけることにより行う。

混練度調整装置４Ｄでは、混練時に、スペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂにより円形断面部２０，２０の左右外方の間隙ＦＣが狭められて間隙ＦＣにおける被混練材の流路が制限され、ゲート板２３Ｄａ，２３Ｄｂの開度の変化により流路断面積が急激に変化することがないので、混練度の微調整を容易に行うことができる。また、スクリュ３，３の抜き取り作業では、ゲート板２３Ｄａ，２３Ｄｂが貫通孔２６Ｄから本体６２Ｄ内方に後退するので、容易にスクリュ３，３の抜き取りを行うことができる。
混練度調整装置４について図８を参照して説明した混練度調整位置およびスクリュ抜き取り位置に関しての効果は、他の実施形態における混練度調整装置４Ｂ，４Ｃ，４Ｄについても同様に奏することができる。

上述の実施形態において、スペーサバー２２ａ，…，２２Ｃｂの回転または上下動、スペーサ６１Ｄａ，６１Ｄｂの移動を、上に説明した方法以外の方法でおこなうことができる。また、スペーサバー２２ａ，…，２２Ｃｂの凹部３０ａ，…，３０Ｃｂは、スクリュ抜き取り位置において貫通孔２６，２６Ｂ，２６Ｃに突出する部分をなくすように構成すればよく、貫通孔２６，２６Ｂ，２６Ｃの周面と同じ曲率の凹状の周面で形成する以外に、種々の形状の凹部とすることができる。例えば、軸に直交する方向から見た断面形状が三角形、矩形状、楕円形などの種々の凹部でも凹部３０ａ，…，３０Ｃｂと同様の効果を奏することができる。

混練度調整装置４，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄおよび各構成部材の個別の構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、プラスチックおよびゴム等の各種樹脂コンパウンドを混練する噛合型２軸押出機の混練度調整装置に利用可能である。

本発明に係る混練度調整装置が設けられた噛合型２軸押出機の側面断面図である。 本発明に係る混練度調整装置の平面図である。 図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 混練度調整装置の側面図である。 図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。 混練度調整装置の側面断面図である。 スクリュ抜き取り位置における図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 混練度調整装置の奏する効果の説明図である。 第２の実施形態による混練度調整装置の平面図である。 第３の実施形態による混練度調整装置の平面図である。 図１０におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。 スペーサバーの他の実施形態を示す図である。 第４の実施形態による混練度調整装置の平面図である。 図１３におけるＤ−Ｄ矢視断面図である。 図１４におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。

符号の説明

１ 噛合型２軸押出機
３ スクリュ
４，４Ｂ．４Ｃ，４Ｄ 混練度調整装置
５ バレル
２０ 円形断面部
２２ａ，…，２２Ｃｂ スペーサ部材（スペーサバー）
２３ａ，…，３３Ｄｂ 絞り部材（ゲート板）
３０ａ，…，３０Ｃｂ 凹部
３３ａ，…，３３Ｄｂ 円弧状の対向縁（円弧凹部）
３４ａ，…，３４Ｃｂ 案内溝
６１Ｄａ，６１Ｄｂ スペーサ部材（スペーサ）

Claims (7)

1. それぞれがバレルの内径よりも小径の円形断面部を有する１対のスクリュが、軸方向について前記円形断面部が同位置になるように左右に近接してバレル内に配置された噛合型２軸押出機に使用される混練度調整装置であって、
   各前記円形断面部の外周に沿う２つの円弧状の対向縁を有して前記対向縁が前記円形断面部を上下から挟むように配置され、上下方向において前記円形断面部に近接離反自在に構成された１対の絞り部材と、
   ２つの前記円形断面部を中にして左右から挟むように配置され、混練度調整のための位置とスクリュ抜き取りのための位置とに切り替え可能な１対のスペーサ部材と、を有し、
   前記スペーサ部材は、前記混練度調整のための位置において各前記円形断面部の左右外側の周面と前記バレルの内周面との間隙の一部または全部を閉じるように、かつ、前記スクリュ抜き取りのための位置において前記間隙を開放するように構成されている
   ことを特徴とする混練度調整装置。
2. 前記スペーサ部材は、
   それぞれに凹部が設けられており、前記混練度調整のための位置において前記凹部以外の一部分が各前記円形断面部の左右外側の周面と前記バレルの内周面との間隙に突出して前記間隙の一部または全部を閉じ、かつ、前記スクリュ抜き取りのための位置において前記凹部が前記間隙に対向して前記間隙を開放するように切替自在とされている
   請求項1に記載の混練度調整装置。
3. 前記スペーサ部材は、
   外周断面形状が円形の棒状部材で形成され、前記混練度調整のための位置と前記スクリュ抜取り位置との切替えを前記スペーサ部材の周方向の回転で行うように構成されている
   請求項２に記載の混練度調整装置。
4. 前記スペーサ部材は、
   前記混練度調整のための位置と前記スクリュ抜取り位置との切替えを上下方向の移動で行うように構成されている
   請求項２に記載の混練度調整装置。
5. 前記スペーサ部材は、
   それぞれが前記円形断面部に対して左右から近接離反自在であって前記混練度調整のための位置において前記円形断面部の左右外側の周面と前記バレルの内周面との間隙に突出するように構成され、
   前記混練度調整のための位置と前記スクリュ抜取り位置との切替えを、前記スペーサ部材の左右方向の移動で行うよう構成されている
   請求項1に記載の混練度調整装置。
6. 前記スペーサ部材は、
   前記混練度調整のための位置における前記バレル内に突出する部分に、前記噛合型２軸押出機の上流側からの軸方向流れを内方に向かわせるような傾斜面または曲面が設けられている
   請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の混練度調整装置。
7. 前記対向縁は、
   前記噛合型２軸押出機の上流側からの軸方向流れを内方に向かわせるような傾斜面または曲面で構成されている
   請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の混練度調整装置。

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