JP2007069372A - 二軸スクリュ式押出機 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、一対のスクリュに一対のモータを各々独立して接続し、減速機を不要とし、構成を簡略化し、エネルギー損失を低減することを目的とする。
【解決手段】本発明による二軸スクリュ式押出機は、一対のスクリュ(11,12)がシリンダ(10)内で回転自在に設けられ、前記各スクリュ(11,12)により原料を混練・溶融する二軸スクリュ式押出機において、前記各スクリュ(11,12)は互いに独立した一対のモータ(8,9)により各々駆動されるようにした構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、二軸スクリュ式押出機に関し、特に、一対のスクリュに一対のモータを各々独立して接続し、減速機を不要とし、構成を簡略化し、エネルギー損失を低減するための新規な改良に関する。
一般に、合成樹脂原料は合成反応により製造された原料の改質、混和材の添加等による物性あるいは機能性の改善等、あるいは成形を目的として、二軸スクリュ式押出機により溶融混練され、ペレット状に造粒するまたはシート状あるいはフィルム状に押出成形されている。前記二軸スクリュ式押出機は、外周に沿って螺旋状の溝が形成された長尺円柱状のスクリュおよび２本のスクリュを回転可能に平行に内挿させる長尺円筒状のシリンダにより構成される押出機本体、押出機本体の後端に連結されて２本の前記スクリュを個別に回転駆動するように駆動力を２本の出力軸に分配する歯車装置である分配機、分配機の後端に連結されて前記スクリュを回転駆動する歯車装置である駆動機、および駆動機の後端に連結される駆動モータ、さらには、加熱冷却装置、油圧装置、電源装置、制御装置等の付属装置により構成されている。
前記二軸スクリュ式押出機は、例えば、特許文献１に開示されているように、前記押出機本体においてシリンダに内挿される２本のスクリュの配置状態により、スクリュの相対する外周が相互に溝内に入り込むように配置される噛み合形と、相互に離れて配置される非噛み合形と、に区分される。また、噛み合形および非噛み合形において、さらに、２本のスクリュが相互に同じ方向へ回転駆動される同方向形と、相互に異なる方向へ回転駆動される異方向形と、に区分される。前記押出機本体の後端部には原料供給装置、先端部には、造粒装置、シートあるいはフィルム成形装置等が連結される。前記分配機と前記駆動機とは、通常、一体に構成されている。
以上のように構成された二軸スクリュ式押出機において、付属装置を含めて運転条件が設定され、運転可能になった状態で駆動モータを起動すると、駆動機において通常では駆動モータの回転数が減速機で減速され、分配機の２本の出力軸の回転数がスクリュ回転数に調整されるとともに回転方向がそれぞれのスクリュの回転方向となり、スクリュが所定の回転数で所定の回転方向すなわち同方向回転あるいは異方向回転の状態で回転駆動される。スクリュが回転駆動される押出機本体において、原料供給装置により後端部からシリンダ内へ供給された合成樹脂原料は、回転するスクリュにより溶融混練されながら先端部へ輸送され、造粒装置、シートあるいはフィルム成形装置へ押出される。合成樹脂原料および必要に応じて添加される混和材が連続的に定量供給されることにより、ペレット、シート、フィルム等の製品が連続的に製造される。
特開２００３−１０３５９７号公報
従来の二軸スクリュ式押出機は以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、１台の二軸スクリュ式押出機が合成樹脂原料あるいは製品の変更に伴い運転条件を変更して運転される場合がある。その変更が単なる混練溶融温度、処理量等の変更ではなく、一対のスクリュの回転方向を同方向回転から異方向回転へまたはその逆への変更、また非噛み合形の場合、一対のスクリュがそれぞれ異なる回転数へ変更される場合がある。
このような運転条件の変更に対し、引用特許文献に示された発明技術では殆んど対応できない。すなわち、遊星歯車装置においてスクリュの回転方向を変更することは殆んど不可能であり、可能だとしても、多数個の歯車の組み合わせによる非常に複雑な構造になることが予想される。また、２本のスクリュの軸間距離が短い二軸スクリュ式押出機に単軸スクリュ式押出機の技術をそのまま適用することはできない。従って、組み替え用を含めて多数箇の歯車を組合せて構成される従来の分配機を含む減速機により、運転条件変更の都度、歯車の組合せを変更し、必要に応じて長時間の分解組立作業により変更が必要となる。また、多くの歯車を用いる減速機は、作動時の騒音が大きく、現場の騒音をより大きくしていた。
本発明による二軸スクリュ式押出機は、一対のスクリュがシリンダ内で回転自在に設けられ、前記各スクリュにより原料を混練・溶融する二軸スクリュ式押出機において、前記各スクリュは互いに独立した一対のモータにより各々駆動されるようにした構成であり、また、前記各スクリュは、減速機能を有しない歯車装置を介して前記各モータに接続され、前記各スクリュは同方向及び異方向回転又は互いに異なる回転速度で回転できる構成である。
本発明による二軸スクリュ式押出機は以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、二軸スクリュ式押出機が、一対のスクリュおよび一対のモータにより構成され、一対のスクリュがそれぞれ個別に回転数および回転方向を設定し制御することができる。その結果、複雑な歯車の組合わせからなる減速機を用いることなくモータの回転数および回転方向を設定し制御することにより、一対のスクリュの回転方向を同方向回転から異方向回転へまたはその逆へ、また非噛み合形の場合、一対のスクリュを異なる任意の回転数へ、長時間の分解組立作業を必要とせず、容易に変更することが可能になった。
その結果、小型となり、設置空間を大きく減少させ、騒音が小さくなって作業環境が改善され、保全が容易・簡単になると共に、駆動力伝達部の機械効率が大きく（従来の約９６％から約９９％へすなわち、４％の損失が１％の損失へ）改善された。
本発明は、一対のスクリュに一対のモータを各々独立して接続し、減速機を不要とし、構成を簡略化し、エネルギー損失を低減するようにした二軸スクリュ式押出機を提供することを目的とする。
以下、図面と共に本発明による二軸スクリュ式押出機の好適な実施の形態について説明する。図１は本発明による二軸スクリュ式押出機の構成を示す平面図である。図１において、符号１で示されるものは二軸スクリュ式押出機であり、この二軸スクリュ式押出機１は、押出機本体２と、この押出機本体２の後端に連結される歯車装置３と、この歯車装置３の後端側から突出する２本の入力軸４，５のそれぞれに入力軸継手６，７を介して連結される一対の第１、第２モータ８，９とにより構成されている。
前記押出機本体２は、シリンダ１０内で互いに並設された一対の第１、第２スクリュ１１，１２により構成されている。この押出機本体２は、シリンダ１０に内挿された第１スクリュ１１および第２スクリュ１２の配置状態により、噛み合形と、相互に離れて配置される非噛み合形とに区分される。さらに、図１の矢印で示されるように、各スクリュ１１，１２が同じ方向へ回転駆動される同方向形と、相互に異なる方向へ回転駆動される異方向形とに区分される。
前記歯車装置３は、箱状のケーシング２０と、このケーシング２０内に設けられた４個の歯車２１〜２４により構成されている。
前記各歯車２１〜２４は同径にて構成され、各モータ８，９の回転が直接各スクリュ１１，１２に伝達されるように、減速機構を構成することのないように構成されている。
尚、前述の構成においては、各モータ８，９に歯車装置３を介してスクリュ１１，１２を接続した場合について述べたが、この歯車装置３を用いない場合も可能であり、各モータ８，９は高精度のサーボ機能を有する制御装置で制御されるＡＣサーボモータやＩＰＭモータを用いると一層好適である。
以上のように構成された二軸スクリュ式押出機１は、以下のように運転される。すなわち、運転可能状態になった二軸スクリュ式押出機１において、第１モータ８および第２モータ９を同時に起動すると、歯車装置３を介して２本のスクリュ１１，１２がそれぞれ個別のモータ８，９により個別に回転駆動される。
尚、起動前に、第１モータ８および第２モータ９の回転方向を設定することにより、各スクリュ１１，１２を共に右回転あるいは左回転させて二軸スクリュ式押出機１を同方向回転形とし、各スクリュ１１，１２を互いに異なる方向に回転することにより、異方向回転形とすることができる。また、非噛み合形の場合にはさらに、各モータ８，９の回転数を個別に設定することにより、各スクリュ１１，１２が異なる回転数で運転される。回転数の個別の設定は設定可能な範囲で任意に設定できる。
以上のように構成され起動された二軸スクリュ式押出機１において、押出機本体２の後端部の図示しない原料供給装置からシリンダ１０内へ供給された合成樹脂原料は、回転する２本のスクリュ１１，１２により溶融混練されながら先端部へ輸送され、図示しない造粒装置、シートあるいはフィルム成形装置へ押出される。
本発明では、歯車装置３を用いて各モータ８，９を各スクリュ１１，１２に連結したが、この連結構造に限定されるものではなく、ベルト、チェーン、歯車等、その他の構造により連結することができる。
本発明による二軸スクリュ式押出機の構成を示す平面図である。
符号の説明
１ 二軸スクリュ式押出機
２ 押出機本体
３ 歯車装置
８ 第１モータ
９ 第２モータ
１０ シリンダ
１１ 第１スクリュ
１２ 第２スクリュ

Claims (2)

  1. 一対のスクリュ(11,12)がシリンダ(10)内で回転自在に設けられ、前記各スクリュ(11,12)により原料を混練・溶融する二軸スクリュ式押出機において、前記各スクリュ(11,12)は互いに独立した一対のモータ(8,9)により各々駆動されるように構成したことを特徴とする二軸スクリュ式押出機。
  2. 前記各スクリュ(11,12)は、減速機能を有しない歯車装置(3)を介して前記各モータ(8,9)に接続され、前記各スクリュ(11,12)は同方向及び異方向回転又は互いに異なる回転速度で回転できることを特徴とする請求項１記載の二軸スクリュ式押出機。
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