JP2019155764A - 押出成形物の切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】押出成形機とともに用いたときに、押出成形機と切断装置を含む粒状粒子製造機のサイズを小さくする。【解決手段】切断装置は、押出成形物の切断に用いる。切断装置は、押出成形機の口金に固定されるベース部と、口金に設けられた押出口が伸びる第１方向に直交する第２方向に伸びており、ベース部に回転可能に取り付けられているシャフトを備えている。また、シャフトの周囲に、螺旋状の切断刃が設けられている。【選択図】図２

Description

本明細書は、押出成形物の切断装置に関する技術を開示する。

押出成形機を用いて粒状粒子（ペレット）を製造する技術が知られている。この場合、押出成形機の押出口から吐出された押出成形物を、切断装置を用いて所定間隔で切断することが必要である。例えば、特許文献１では、押出成形物が押出される方向に直交する直交方向に往復運動する切断装置（カッター）を利用し、押出成形物を切断している。また、例えば、特許文献２では、押出成形物が押出される方向に沿って伸びるシャフトの端部に板を固定するとともに、板の表面に切断刃を固定した切断装置を利用し、シャフトを回転させることにより押出成形物を切断している。

特開２０１３−１９３３８３号公報 特開２０１１−１２６０９６号公報

特許文献１の切断装置の場合、押出成形物が押出される方向（押出成形機の口金に設けられた押出口が伸びる方向）から観察すると、切断装置が、口金（押出口）と重複する第１位置と、口金と重複しない第２位置との間を繰り返し移動する。切断装置が第１位置と第２位置の間を移動することにより、押出成形物を切断し、粒状粒子を製造している。すなわち、特許文献１の切断装置を用いて粒状粒子を製造する場合、押出成形物を切断しないときに切断装置が存在する第２位置を確保することが必要である。切断装置が占めるスペースが大きくなり、押出成形機と切断装置を含む粒状粒子製造機のサイズが増大する。

特許文献２の切断装置の場合、シャフトを回転させることにより押出成形物を切断するので、シャフトの回転軸中心側には切断刃を設けることができない。そのため、特許文献２の切断装置を用いると、押出成形機を押出成形物が押出される方向から観察したときに、少なくともシャフトと重複する位置には押出口を設けることができない。口金のサイズを大きくすることが必要となり、この場合も、押出成形機と切断装置を含む粒状粒子製造機のサイズが増大する。

本明細書は、押出成形機とともに用いたときに、押出成形機と切断装置を含む粒状粒子製造機のサイズを小さくすることができる切断装置を開示することを目的とする。

本明細書で開示する切断装置は、押出成形物の切断に用いることができる。その切断装置は、押出成形機の口金に固定されるベース部と、口金に設けられた押出口が伸びる第１方向に直交する第２方向に伸びており、ベース部に回転可能に支持されているシャフトを備えていてよい。また、シャフトの周囲に、螺旋状の切断刃が設けられていてよい。なお、本明細書でいう「粒状粒子」は、サイズが１ｍｍ〜１００ｍｍの柱状の固体のことを意味する。柱状の粒状粒子は、一般的に、ペレットと称されることがある。なお、「柱状」とは、完全な円柱又は角柱を意味するものではなく、口金から吐出されたときは柱状であって、切断の過程で形状が崩れたものも含む。

上記切断装置は、押出成形機に対して、シャフトが口金の押出口に対向するように取り付けることにより、押出口から吐出された押出成形物を切断刃によって切断することができる。上記切断装置は、第１方向から観察したときに、押出成形機の口金と重複する位置に配置することができる。また、上記切断装置は、シャフトが第１方向に直交する第２方向に伸びている。すなわち、シャフトは、第１方向に沿って伸びていない。そのため、シャフトを避けるように口金に押出口を設ける必要がなく（口金の押出口を設けることができない領域が減り）、押出成形機（口金）のサイズが大きくなることを抑制することができる。上記切断装置を用いることにより、粒状粒子製造装置のサイズを小さくすることができる。

上記切断装置では、第１方向及び第２方向に直交する第３方向に、複数のシャフトが並んで配置されていてよい。一度に製造（切断）できる粒状粒子の量を増大することができ、粒状粒子の生産性を向上させることができる。

上記切断装置では、ベース部にシャフトを駆動するモータが取り付けられていてよい。モータの回転数を調整することにより、粒状粒子のサイズを調整することができる。

実施例の切断装置を備えた粒状粒子製造機の概略図を示す。 切断装置の斜視図を示す。

図１及び図２を参照し、切断装置３０について説明する。切断装置３０は、押出成形機２０の口金８に取り付けられ、粒状粒子製造機１００の一部を構成している。なお、特に限定されないが、粒状粒子製造機１００は、磁器セラミックス製品の原料として用いる粒状粒子（ペレット）を製造する。まず、押出成形機２０の構造を簡単に説明する。なお、図中のＸＹＺ座標におけるＸ軸方向は第１方向の一例であり、Ｙ軸方向は第２方向の一例であり、Ｚ軸方向は第３方向の一例である。

図１に示すように、押出成形機２０は、原料導入部１６と、本体２と、混練部６と、口金８を備えている。原料導入部１６は、本体２に接続されている。原料導入部１６には、粉体原料と水の混合物が導入される。本体２内には、真空室（図示省略）が設けられている。原料導入部１６に導入された混合物は、真空室に導入され、真空室で真空脱気された後、混練部６に供給される。混練部６は、本体２に接続されており、内部空気が除去された混合物を混練する。混練部６内には、スクリュウ１２が設けられている。スクリュウ１２は、Ｘ軸方向に伸びている。スクリュウ１２は、本体２に取り付けられたモータ１４によって駆動（回転）する。スクリュウ１２の回転速度（モータ１４の回転数）は、本体２に取り付けられたコントローラ４によって制御される。混練部６に供給された混合物は、スクリュウ１２によって混練されながら、口金８側に移動する。口金８は、本体２（原料導入部１６）とは反対側で、混練部６の端部に固定されている。なお、混練部６にヒータ（図示省略）を設けたり、スクリュウ１２と混合物の摩擦を利用することにより、混合物の温度を上昇させてもよい。なお、混合物（原料）の真空脱気は、必要に応じて行えばよい。

混練部６で混練された混合物は、口金８に設けられた押出口１０から吐出される。なお、スクリュウ１２の回転速度を調整することにより、吐出速度（押出成形物のサイズ）を調整することができる。また、原料導入部１６への混合物（原料）の供給量を調整することによっても、吐出速度を調整することができる。押出口１０は、Ｘ軸方向に伸びている。口金８には複数の押出口１０が設けられている。具体的には、押出口１０は、Ｙ軸方向に複数設けられているとともにＺ軸方向にも複数設けられている。図１には、Ｚ軸方向に並んだ３個の押出口１０が示されている。押出口１０から吐出された押出成形物は、切断装置３０によって所定長さに切断される。具体的には、押出成形物は、連通口３２を通って切断スクリュウ３６に移動し、切断スクリュウ３６によって所定長さに切断される。

図２に示すように、切断装置３０は、口金８に固定されたベース部４４と、ベース部４４に回転可能に支持された切断スクリュウ３６と、ベース部４４に取り付けられたモータ４６を備えている。ベース部４４は、口金８の表面側（＋Ｘ軸方向の面）に固定されている。すなわち、切断装置３０は、押出成形機２０の混練部６とは反対側で、口金８の表面に固定されている。切断装置３０は、切断スクリュウ３６が口金８の押出口１０に対向するように、押出成形機２０に固定されている。切断スクリュウ３６は、シャフト４０と、シャフト４０の周面に設けられている螺旋状の切断刃４２を備えている。シャフト４０は、ベース部４４に回転可能に支持されている。シャフト４０は、Ｙ軸方向に伸びている。シャフト４０のＹ軸方向両端部がベース部４４に支持されており、シャフト４０のＹ軸方向中間部に切断刃４２が設けられている。切断装置３０では、３個の切断スクリュウ３６ａ，３６ｂ及び３６ｃが、Ｚ軸方向に並んで配置されている。各切断スクリュウ３６ａ〜３６ｃのＹ軸方向長さは等しい。各切断スクリュウ３６ａ〜３６ｃの−Ｘ方向側（口金８）側に、押出口１０（図１を参照）が設けられている。各切断スクリュウ３６ａ〜３６ｃ（シャフト４０）は、モータ４６によって駆動される。

上記したように、混練部６で混練された混合物は、口金８に設けられた押出口１０から吐出される。また、シャフト４０には、螺旋状の切断刃４２が設けられている。そのため、シャフト４０の回転に伴い、切断スクリュウ３６は、切断刃４２が押出口１０に対向する状態と、溝部分（切断刃４２と切断刃４２の隙間部分、すなわち、シャフト４０）に対向する状態に変化する。溝部分が押出口１０に対向すると、押出口１０から吐出された押出成形物は、溝部分を通じて外部（＋Ｘ軸方向）に移動する。このときに、押出成形物は、シャフト４０の回転に伴なって、Ｘ軸方向に移動するとともにＹ軸方向にも移動する。さらにシャフト４０が回転し、切断刃４２が押出口１０に対向すると、押出成形物が切断され、粒状粒子が形成される。なお、粒状粒子のサイズ（Ｘ軸方向の長さ）は、シャフト４０の回転速度を調整することにより、変化させることができる。

上記したように、切断装置３０は、押出口１０が伸びる方向（Ｘ軸方向）とは異なる方向（Ｙ軸方向）に伸びる切断スクリュウ３６を備えており、切断スクリュウ３６（シャフト４０）を回転させることにより、押出成形物を切断する。そのため、粒状粒子製造機１００をＸ軸方向から観察すると、切断装置３０は、押出成形機２０の口金８と重複する位置に配置される。切断装置３０は、例えばＸ軸方向に直交する方向に往復運動（Ｙ−Ｚ面で往復運動）する切断刃を備えた切断装置と比較して、粒状粒子製造機のサイズを小さくすることができる。また、切断装置３０は、シャフト４０の回転軸が口金８の表面と対向しないので、例えばＸ軸方向に伸びるシャフト端部に板を固定し、その板の表面に切断刃を固定した切断装置と比較しても、粒状粒子製造機のサイズを小さくすることができる。

なお、上記切断装置３０を用いた粒状粒子製造機１００は、次のように表現することができる。粒状粒子製造機は、押出成形機と切断装置を備えている。押出成形機は、原料導入部と、原料導入部に連通している混練部と、原料導入部とは反対側で混練部の端部に設けられている口金を備えている。混練部内には、第１方向に回転軸を有するスクリュウが配置されている。口金には、第１方向に伸びる押出口が設けられている。切断装置は、混練部とは反対側で、口金の表面に固定されている。切断装置は、押出成形機の口金に固定されるベース部と、第１方向に直交する第２方向に伸びているとともにベース部に回転可能に支持されているシャフトを備えている。シャフトの周囲には、螺旋状の切断刃が設けられている。以上の特徴を備えた粒状粒子製造機１００は、押出成形機２０のスクリュウ１２の回転速度、及び／又は、切断装置３０のシャフト４０（切断スクリュウ３６）の回転速度を調整することにより粒状粒子のサイズを調整することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

８：口金
１０：押出口
２０：押出成形機
３０：切断装置
４０：シャフト
４２：切断刃
４４：ベース部

Claims (3)

1. 押出成形物の切断装置であって、
   押出成形機の口金に固定されるベース部と、
   前記口金に設けられた押出口が伸びる第１方向に直交する第２方向に伸びており、ベース部に回転可能に支持されているシャフトと、を備えており、
   シャフトの周囲に、螺旋状の切断刃が設けられている切断装置。
2. 第１方向及び第２方向に直交する第３方向に、複数のシャフトが並んで配置されている請求項１に記載の切断装置。
3. ベース部に、シャフトを駆動するモータが取り付けられている請求項１又は２に記載の切断装置。

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