JP2020029056A - スクリュウ - Google Patents

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Abstract

【課題】スクリュウの昇圧能力を向上させる。【解決手段】スクリュウ30は、押出機1に用いられる。押出機1は、材料(M)が投入される投入部11と、投入側D1から押出側D2に材料Mを押し出しながら材料(M)を昇圧させる昇圧部13と、を備える。スクリュウ30は、軸部35と、フライト部37と、を備える。フライト部37は、軸部35から径方向外側に突出し、螺旋状である。昇圧部13での有効断面積(S)は、押出側D2に向かって連続的に小さくなる。昇圧部13でのフライト部37のリードLは、押出側D2に向かって連続的に広くなる。【選択図】図3

Description

本発明は、材料を押し出す押出機に用いられるスクリュウに関する。
例えば特許文献1、2などに、従来のスクリュウが記載されている。スクリュウは、軸部から径方向外側に突出した螺旋状のフライト部を備えている。
特開2016−10935号公報 特開昭62−208907号公報
特許文献1の図2に記載のスクリュウでは、スクリュウの有効断面積(詳細は後述)が、基端側(投入側)よりも先端側(押出側)で小さく、かつ、フライト部のリード(詳細は後述)が投入側よりも押出側で狭くなっている。そのため、フライト部の押出側部分の流動抵抗が大きく、材料が詰まりやすく、スクリュウの昇圧能力が不十分になるおそれがある。特許文献2の図1、2に記載のスクリュウでは、スクリュウの有効断面積が、スクリュウの軸方向で一定であり、フライト部のリードが、スクリュウの投入側よりも押出側で、広くなっている。そのため、スクリュウの押出側部分で、材料に隙間が生じるおそれがあり、スクリュウの昇圧能力が不十分になるおそれがある。
そこで、本発明は、従来よりも昇圧能力を向上させることができるスクリュウを提供することを目的とする。
本発明のスクリュウは、押出機に用いられる。前記押出機は、材料が投入される投入部と、投入側から押出側に前記材料を押し出しながら前記材料を昇圧させる昇圧部と、を備える。スクリュウは、軸部と、フライト部と、を備える。前記フライト部は、前記軸部から径方向外側に突出し、螺旋状である。前記軸部の中心軸に直交する断面において、前記中心軸を中心とするとともに前記フライト部の頂部を通る仮想円から、前記軸部の表面までの領域の面積を、有効断面積とする。前記軸部に対して前記頂部が前記中心軸の周りを1回転するときの、前記軸部に対して前記頂部が進む距離であって前記中心軸の方向に進む距離を、前記フライト部のリードとする。前記昇圧部での有効断面積は、押出側に向かって連続的に小さくなる。前記昇圧部での前記フライト部のリードは、押出側に向かって連続的に広くなる。
上記構成により、従来よりもスクリュウの昇圧能力を向上させることができる。
押出機1を上から見た断面図である。 図1に示す押出機1を横から見た断面図である。 図2に示すスクリュウ30などを横から見た模式図であって、フライト部37の総回転数が3の場合を示す図である。 図3に示すスクリュウ30などのF4−F4矢視断面図である。 図3に示すフライト部37の総回転数が2の場合の、図3相当図である。 図3に示すフライト部37の総回転数が4の場合の、図3相当図である。 図5に示すフライト部37の総回転数が2の場合の、軸部35に対するフライト部37の配置を示すグラフである。 図3に示すフライト部37の総回転数が3の場合の、図7相当図である。 図6に示すフライト部37の総回転数が4の場合の、図7相当図である。
図1〜図9を参照して、図1に示す押出機1について説明する。
押出機1は、材料M(図2参照)を加圧しながら押し出す装置である。押出機1は、例えば成形機であり、例えば材料Mをシート状に成形するロール成形機などである。押出機1は、2軸のスクリュウ30を備える2軸押出機である。押出機1は、材料Mを混練する混練機である。押出機1で押し出される材料Mは、液体でもよく、粉体でもよい。この材料Mは、例えば高分子材料であり、ゴムでもよく、樹脂でもよい。図2に示すように、押出機1は、投入部11と、昇圧部13と、ロール成形部15と、を備える。押出機1は、容器20と、スクリュウ30と、を備える。容器20およびスクリュウ30は、投入部11および昇圧部13を構成する。
投入部11は、材料Mが投入される部分である。材料Mは、投入部11の上から落下し、投入部11内に投入される。投入部11では、材料Mの昇圧は行われない。
昇圧部13は、投入側D1(後述)から押出側D2(後述)に材料Mを押し出しながら、材料Mを昇圧させる部分である。昇圧部13は、ロール成形部15に材料Mを供給する、材料供給部である。なお、図2において、投入部11と昇圧部13との境界、および、昇圧部13とロール成形部15との境界を、二点鎖線で示した。
ロール成形部15は、材料Mをロール成形し、シート状にする部分である。ロール成形部15は、2個のロール15a(ローラ)を備える。2個のロール15aは、上下に並ぶように配置され、互いに逆方向に回転し、互いに同一の回転数で回転する。材料Mは、2個のロール15aの間を通ることで、シート状に成形される。
容器20(ケーシング、チャンバ)は、スクリュウ30を収容する。容器20は、投入部11を構成する投入部側容器21と、昇圧部13を構成する昇圧部側容器23と、に分けられる。投入部側容器21は、材料投入口21aを備える。材料投入口21aは、容器20の外部から内部に材料Mを投入するための開口である。材料投入口21aは、容器20の上部に形成され、スクリュウ30よりも上側に配置される。昇圧部側容器23は、スクリュウ30との間に隙間をあけて、スクリュウ30の周囲を囲うように構成される。
スクリュウ30(押出スクリュウ)は、材料Mを押し出す。図1に示すように、スクリュウ30は、2軸(2本)設けられる。2軸のスクリュウ30は、横(水平方向)に並ぶように配置される。スクリュウ30は、中心軸30aを回転軸として回転する。2軸のスクリュウ30は、互いに逆方向に回転し、互いに同一の回転数で回転する。2軸のスクリュウ30は、材料投入口21a(図2参照)からスクリュウ30上に投入された材料Mを、下向きに巻き込む。2軸のスクリュウ30は、フライト部37(後述)のねじれ角度が互いに逆であることを除いて、互いに同じ形状および寸法に構成される。以下では、1軸のスクリュウ30について説明する。図4では、スクリュウ30を1軸のみ図示した。図2に示すように、スクリュウ30は、投入部11を構成する投入部側スクリュウ31と、昇圧部13を構成する昇圧部側スクリュウ33(昇圧部13におけるスクリュウ30)と、に分けられる。昇圧部側スクリュウ33は、押出側D2ほど細く形成される、テーパスクリュウである。スクリュウ30は、軸部35と、フライト部37と、を備える。
軸部35は、中心軸30aを含む部分である。投入部側スクリュウ31における軸部35は、円柱状である。昇圧部側スクリュウ33における軸部35は、円錐状または略円錐状である。
フライト部37は、軸部35から径方向外側に突出し、さらに詳しくは、軸部35の外周面から径方向外側に突出する。上記「外周」および「径方向」は、中心軸30aを基準とする(以下同様)。「径方向外側」は、中心軸30aから離れる側である。フライト部37は、軸部35に対して固定され、中心軸30aを回転軸として軸部35と一体的に回転する。フライト部37は、螺旋状である。さらに詳しくは、フライト部37の頂部37tは、中心軸30aを中心とする螺旋状である。フライト部37の(頂部37tの)形状は、軸部35に対して、中心軸30aの方向に進みながら、中心軸30aの周りを回転するように配置される形状である。頂部37tは、フライト部37の径方向外側の端部(先端部)である。
(方向)
中心軸30aが延びる方向を、中心軸方向Dとする。中心軸方向Dにおいて、昇圧部13から投入部11に向かう側を、投入側D1とし、その逆側を押出側D2とする。投入側D1は、スクリュウ30の基端側である。押出側D2は、スクリュウ30によって材料Mが押し出される側(向き)であり、スクリュウ30の先端側である。
(スクリュウ30に関する値)
図3に示すように、スクリュウ30に関する値には、座標x、昇圧部長さA、リードL、条数、総回転数n、有効断面積S(図4参照)、長さあたりねじれ角、および、理論送り能力などがある。
座標xは、スクリュウ30の中心軸方向Dにおける位置を示す。座標xの基準位置(x=0の位置)は、昇圧部側スクリュウ33の最も投入側D1の位置(昇圧開始位置)である。押出側D2を、座標xにおける正の向きとする。
昇圧部長さAは、中心軸方向Dにおける昇圧部側スクリュウ33の長さ(全長)である。なお、投入部11およびロール成形部15(図2参照)におけるスクリュウ30の長さは、昇圧部長さAに含まれない。
リードLは、次のように定義される。上記のように、フライト部37の頂部37tは、螺旋状であり、さらに詳しくは、軸部35に対して、中心軸方向Dに進みながら、中心軸30aの周りを回転するように配置される。ここで、リードLは、軸部35に対して頂部37tが中心軸30aの周りを1回転するときの、軸部35に対して頂部37tが進む距離であって、中心軸方向Dに進む距離である。以下では、「軸部35に対して頂部37tが進む距離であって、中心軸方向Dに進む距離」を、単に「頂部37tの進む距離」などともいう。また、以下では、軸部35に対して頂部37tが中心軸30aの周りを回転することを、単に、頂部37tが回転する、またはフライト部37が回転する、などともいう。リードLは、頂部37tが微小角度だけ回転したときの頂部37tの進む距離(微小距離)を、頂部37tが1回転したときの頂部37tの進む距離に換算した値である。リードLは、図3に示す通り、頂部37tが中心軸30aの周りを1回転する部分における、頂部37tの進む距離に相当する。
長さあたりねじれ角は、中心軸方向Dに頂部37tが単位長さ進んだときの、頂部37tの回転角度である。長さあたりねじれ角は、リードLを用いて、例えば、2π/L[rad/m]で表される。長さあたりねじれ角は、中心軸方向Dに頂部37tが微小長さ進むときの頂部37tの回転角度を、中心軸方向Dに頂部37tが単位長さ(例えば1m)進んだときの頂部37tの回転角度に換算した値である。
条数は、1軸のスクリュウ30あたりのフライト部37の枚数(螺旋状の頂部37tの本数)である。図3に示す例では、1軸のスクリュウ30に、1条のフライト部37が設けられる(条数は1である)。1軸のスクリュウ30に、2条以上のフライト部37が設けられてもよい(条数は2以上でもよい)。
総回転数nは、昇圧部13におけるフライト部37の(頂部37tの)回転数である。さらに詳しくは、総回転数nは、昇圧部13におけるフライト部37の投入側D1端部から押出側D2端部までの間において、頂部37tが回転する回数である。なお、1軸のスクリュウ30にフライト部37が2条以上設けられる場合でも、「総回転数n」は、1条のフライト部37の、昇圧部13における回転数である。総回転数nは、整数でもよく、整数でなくてもよい。総回転数nは、例えば、2、3、または4などでもよく、例えば2.5や3.5などでもよい。
有効断面積Sは、図4に示すように、中心軸30aに直交する断面(図4に示す断面)において、下記の仮想円Cから、軸部35の表面(外周面)までの領域の面積である。有効断面積Sは、中心軸30aに直交する断面において、仮想円Cよりも径方向内側、かつ、軸部35の表面よりも径方向外側の領域の面積である。仮想円Cは、中心軸30aを中心とするとともに、頂部37tを通る、仮想的な円である。なお、仮想円Cと、容器20の内面と、の間に隙間がある。この隙間の面積は、有効断面積Sに含まれない。また、フライト部37の断面積は、有効断面積Sに含まれる。
(リードLと有効断面積Sとの関係)
図3に示すリードLおよび有効断面積S(図4参照、以下の有効断面積Sについて同様)は、下記の理論送り能力(送り体積)が、昇圧部13の投入側D1端部から押出側D2端部にわたって、一定になるように設定される。理論送り能力(V(x))は、次の式(1)で表される。
V(x)=S(x)L(x)=S(x)×2π/a(x)・・・(1)
x:中心軸方向Dの座標[m]
V(x):座標xでの理論送り能力[m3
S(x):座標xでの有効断面積[m2
L(x):座標xでのリード[m]
a(x):座標xでの、長さあたりねじれ角[rad/m]
なお、上記の単位は一例である。
式(1)において、理論送り能力(V(x))が一定の場合、リードL(x)は、有効断面積S(x)の逆数に比例する。また、この場合、長さあたりねじれ角(a(x))は、有効断面積S(x)に比例する。
理論送り能力は、昇圧部13の投入側D1端部から押出側D2端部にわたって、略一定であることが好ましく、一定であることがさらに好ましい。また、「端部」は、端および端の周辺部を意味し、厳密な端でなくてもよい。理論送り能力が一定または略一定の場合、昇圧部13での有効断面積Sは、押出側D2に向かって連続的に(徐々に)小さくなるように設定される。また、昇圧部13でのリードLは、押出側D2に向かって連続的に(徐々に)広くなるように設定される。言いかえれば、昇圧部13での長さあたりねじれ角(a)は、押出側D2に向かって連続的に小さくなるように設定される。
フライト部37は、材料M(図2参照)のバックフロー(投入側D1への逆流)を抑制できるように、シール性を確保できるように、構成されることが好ましい。具体的には、1軸のスクリュウ30において、総回転数nと条数との積が2以上であることが好ましい。例えばフライト部37が1条の場合、総回転数nは2以上である。例えばフライト部37が2条の場合、総回転数nは1以上である。昇圧部13のフライト部37を材料Mの流れ方向(略中心軸方向D)から見たとき、手前側のフライト部37は、全周にわたって奥側のフライト部37と重なるように配置される。
(理論送り能力が一定となるフライト部37の配置)
上記の式(1)の理論送り能力(V(x))が、昇圧部13の投入側D1端部から押出側D2端部にわたって一定となるような、フライト部37の配置を検討した。総回転数nが、2の場合(図5参照)、3の場合(図3参照)、および4の場合(図6参照)のそれぞれの場合について検討した。また、昇圧部13の投入側D1端部(座標x=0)での有効断面積S(S1とする)と、昇圧部13の押出側D2端部(座標x=A)での有効断面積S(S2とする)との面積比S1/S2が、2の場合、3の場合、および4のそれぞれ場合について検討した。図7〜図9に、座標xを昇圧部長さAで割った値(x/A)と、フライト部37(図3参照)の回転と、の関係を表すグラフを示す。フライト部37の「回転」とは、図3に示す頂部37tの位置を表す値である。フライト部37の「回転」は、昇圧部13の投入側D1の端部から数えて、フライト部37が(頂部37tが)何回転目であるかを表す。昇圧部13の投入側D1の端部(x/A=0)における、フライト部37の回転を0とする。昇圧部13の押出側D2の端部(x/A=1)における、フライト部37の回転を、総回転数nとする。以下、昇圧部13における投入側D1端部から数えて、m−1回転目からm回転目までのフライト部37のリードLを、「m−1からm回転目のリードL」という(mは1以上の数)。
(総回転数nが2回転の場合)
図7に、総回転数nが2回転の場合のグラフを示す。グラフに示すように、フライト部37(図3参照、以下のフライト部37について同様)の回転が1となるときのx/Aは、面積比S1/S2によって異なる。まず、面積比S1/S2が2の場合について説明する。0から1回転目のリードLを、昇圧部長さAで割った値(L/A)は、約0.42となった。1から2回転目のリードLを、昇圧部長さAで割った値(L/A)は、約0.58となった。よって、面積比S1/S2が2の場合、1から2回転目のリードL(約0.58×A)は、0から1回転目のリードL(約0.42×A)の、約1.38倍となった。すなわち、1から2回転目のリードLを、0から1回転目のリードLで割った数((1から2回転目のリードL)/(0から1回転目のリードL))は、約1.38となった。面積比S1/S2が2の場合と同様に、面積比S1/S2が、3の場合、および4の場合のそれぞれの場合のL/Aをグラフに示す。また、(1から2回転目のリードL)/(0から1回転目のリードL)は次のようになった。
(1から2回転目のリードL)/(0から1回転目のリードL)
・面積比S1/S2が2の場合:約1.38
・面積比S1/S2が3の場合:約1.63
・面積比S1/S2が4の場合:約1.78
よって、総回転数nが2であり、面積比S1/S2が2以上、4以下の場合、1から2回転目のリードLは、0から1回転目のリードLの、およそ、1.38倍以上、1.78倍以下であることが好ましいと言える。
図7に示すグラフは、理論送り能力(V(x))が、昇圧部13の投入側D1端部から押出側D2端部にわたって一定となる場合のグラフであるところ、上記のとおり、理論送り能力(V(x))は略一定でもよい。x/Aとフライト部37の回転との関係は、図7に示すグラフに示す値に近い値となるように設定されることが好ましく、グラフに示す通りに設定されることがさらに好ましい(総回転数nが3、4の場合も同様)。また、(1から2回転目のリードL)/(0から1回転目のリードL)などの値は、上記の各数値に近い値であることが好まく、上記の数値と一致することがさらに好ましい(総回転数nが3、4の場合も同様)。
(総回転数nが3回転の場合)
図8に、総回転数nが3回転の場合のグラフを示す。フライト部37の回転が、0から1回転目、1から2回転目、および2から3回転目のそれぞれについて、L/Aの値をグラフに示す。また、(1から2回転目のリードL)/(0から1回転目のリードL)、および(2から3回転目のリードL)/(1から2回転目のリードL)は、次のようになった。
(1から2回転目のリードL)/(0から1回転目のリードL)
・面積比S1/S2が2の場合:約1.15
・面積比S1/S2が3の場合:約1.25
・面積比S1/S2が4の場合:約1.26
(2から3回転目のリードL)/(1から2回転目のリードL)
・面積比S1/S2が2の場合:約1.35
・面積比S1/S2が3の場合:約1.53
・面積比S1/S2が4の場合:約1.66
よって、総回転数nが3であり、面積比S1/S2が2以上4以下の場合、1から2回転目のリードLは、0から1回転目のリードLの、およそ、1.15倍以上、1.26倍以下であることが好ましいと言える。また、この場合、2から3回転目のリードLは、1から2回転目のリードLの、およそ、1.35倍以上、1.66倍以下であることが好ましいと言える。
(総回転数nが4回転の場合)
図9に、総回転数nが4回転の場合のグラフを示す。フライト部37の回転が0から1回転目、1から2回転目、2から3回転目、および3から4回転目のそれぞれについて、L/Aの値をグラフに示す。なお、L/Aについては、小数点以下3桁を四捨五入した結果、面積比S1/S2が4の場合のL/Aの合計は、1になっていない。(1から2回転目のリードL)/(0から1回転目のリードL)、(2から3回転目のリードL)/(1から2回転目のリードL)、および(3から4回転目のリードL)/(2から3回転目のリードL)は、次のようになった。
(1から2回転目のリードL)/(0から1回転目のリードL)
・面積比S1/S2が2の場合:約1.10
・面積比S1/S2が3の場合:約1.11
・面積比S1/S2が4の場合:約1.12
(2から3回転目のリードL)/(1から2回転目のリードL)
・面積比S1/S2が2の場合:約1.18
・面積比S1/S2が3の場合:約1.25
・面積比S1/S2が4の場合:約1.26
(3から4回転目のリードL)/(2から3回転目のリードL)
・面積比S1/S2が2の場合:約1.23
・面積比S1/S2が3の場合:約1.48
・面積比S1/S2が4の場合:約1.63
よって、総回転数nが4であり、面積比S1/S2が2以上4以下の場合、1から2回転目のリードLは、0から1回転目のリードLの、およそ、1.10倍以上、1.12倍以下であることが好ましいと言える。また、この場合、2から3回転目のリードLは、1から2回転目のリードLの、およそ、1.18倍以上、1.26倍以下であることが好ましいと言える。また、この場合、3から4回転目のリードLは、2から3回転目のリードLの、およそ、1.23倍以上、1.63倍以下であることが好ましいと言える。
総回転数nが整数でない場合も、理論送り能力(V(x))が一定となるような、有効断面積SとリードLとの関係から、好ましいリードLの倍率を求めることができる。また、総回転数nが整数でない場合の好ましいリードLの倍率は、総回転数nが整数である場合のリードLの好ましい倍率から求めることもできる。例えば、総回転数nが2.5の場合の好ましいリードLの倍率は、総回転数nが2の場合の好ましいリードLの倍率と、総回転数nが3の場合の好ましいリードLの倍率と、の間の値とすることが好ましい。
(リードLの倍率の好ましい条件のまとめ)
以下では、図3に示すフライト部37の投入側D1端部から押出側D2端部までにおいて、フライト部37部が2回転以上している場合(総回転数nが2以上の場合)について説明する。なお、以下では、総回転数nを「2以上の場合」とすることに代えて、「2以上、4以下の場合」としてもよい。また、面積比S1/S2は、「2以上、4以下」としてもよい。
1から2回転目のリードLは、0から1回転目のリードLの、1.1倍以上、1.8倍以下であることが好ましい。また、フライト部37の投入側D1端部から押出側D2端部までにおける任意の位置で(どの位置でも、全ての位置で)、次の条件が満たされることが好ましい。中心軸方向Dに連続する2回転分のフライト部37における、押出側D2の1回転分のフライト部37のリードLは、投入側D1の1回転分のフライト部37のリードLの1.1倍以上、1.8倍以下であることが好ましい。なお、上記「1.8倍」を「1.78倍」としてもよい。また、上記「中心軸方向Dに連続する2回転分のフライト部37」は、フライト部37のどの位置から数えて押出側D2に2回転分でもよい。「中心軸方向Dに連続する2回転分のフライト部37」は、具体的には例えば、投入側D1端部から数えて2から4回転目までのフライト部37でもよく、2.5から4.5回転目までのフライト部37などでもよい。
(検討)
[検討1]投入側D1よりも押出側D2で有効断面積Sが小さく、かつ、投入側D1よりも押出側D2でリードLが狭いスクリュウ(例えば特許文献1の図2を参照)について検討する。このスクリュウの理論送り能力は、投入側D1よりも押出側D2で小さくなる。このスクリュウでは、投入側D1よりも押出側D2で、フライト部37による流動抵抗が大きくなる。そのため、スクリュウによる昇圧能力が不十分となるおそれがある。[検討2]中心軸方向Dで有効断面積Sが一定であり、かつ、投入側D1よりも押出側D2でリードLが広いスクリュウ(例えば特許文献2の図1、2を参照)について検討する。このスクリュウの理論送り能力は、投入側D1よりも押出側D2で大きくなる。このスクリュウでは、押出側D2部分での材料Mの移送は円滑になるが、材料Mの移送量が大きすぎて、材料Mに空隙ができるおそれがある。そのため、スクリュウによる昇圧能力が不十分となるおそれがある。一方、本実施形態のスクリュウ30では、以下の通り、上記の各問題を抑制できる。
(効果)
図2に示すスクリュウ30による効果は次の通りである。
(第1の発明の効果)
スクリュウ30は、押出機1に用いられる。押出機1は、材料Mが投入される投入部11と、投入側D1から押出側D2に材料Mを押し出しながら材料Mを昇圧させる昇圧部13と、を備える。スクリュウ30は、軸部35と、フライト部37と、を備える。フライト部37は、軸部35から径方向外側に突出し、螺旋状である。図4に示すように、軸部35の中心軸30aに直交する断面において、中心軸30aを中心とするとともにフライト部37の頂部37tを通る仮想円Cから、軸部35の表面までの領域の面積を、有効断面積Sとする。図3に示すように、軸部35に対して頂部37tが中心軸30aの周りを1回転するときの、軸部35に対して頂部37tが進む距離であって中心軸方向Dに進む距離を、フライト部37のリードLとする。
[構成1]昇圧部13での有効断面積S(図4参照)は、押出側D2に向かって連続的に小さくなる。昇圧部13でのフライト部37のリードLは、押出側D2に向かって連続的に広くなる。
上記[構成1]により、スクリュウ30の理論送り能力が、中心軸方向Dで一定または略一定になる。よって、従来に比べ、スクリュウ30の昇圧能力を向上させることができる。具体的には例えば、投入側D1よりも押出側D2で有効断面積Sが小さく、かつ、投入側D1よりも押出側D2でフライト部37のリードLが狭いスクリュウに比べ、フライト部37の押出側D2部分での流動抵抗を抑制できる。また、例えば、中心軸方向Dで有効断面積Sが一定であり、かつ、投入側D1よりも押出側D2でフライト部37のリードLが広いスクリュウに比べ、スクリュウ30の押出側D2部分で、材料M(図2参照)に隙間ができることを抑制できる。
上記[構成1]により、次の効果が得られてもよい。押出機1では、スクリュウ30を駆動させる装置(例えば図示しないモータ)からスクリュウ30への投入エネルギが、材料M(図2参照)の圧力エネルギに変換される。上記[構成1]では、スクリュウ30の昇圧能力を向上させることができるので、上記の投入エネルギから圧力エネルギへの変換の効率を向上させることができる。よって、押出機1の運転に必要なエネルギを抑制できる(省エネルギ化できる)。
(第2の発明の効果)
[構成2]昇圧部13におけるフライト部37の、投入側D1端部から押出側D2端部にわたって、フライト部37のリードLは、有効断面積Sの逆数に比例する。
上記[構成2]により、スクリュウ30の投入側D1端部から押出側D2端部にわたって、理論送り能力を一定にできる。よって、スクリュウ30の昇圧能力を、より向上させることができる。
(第3の発明の効果)
フライト部37は、フライト部37の投入側D1端部から押出側D2端部までにおいて、2回転以上する。
[構成3]昇圧部13における投入側D1端部から数えて1回転目から2回転目までの間のフライト部37のリードLは、投入側D1端部から数えて0回転目から1回転目までのフライト部37のリードLの、1.1倍以上1.8倍以下である。
上記[構成3]により、投入側D1端部から数えて、1から2回転目のフライト部37のリードLが、0から1回転目のフライト部37のリードLに対して、1.1倍未満、または1.8倍よりも大きい場合に比べ、次の効果が得られる。投入側D1端部から数えて1から2回転目までの間で、理論送り能力を、より一定値に近づけることができる。よって、上記[構成1]を備え、上記[構成3]を備えない場合に比べ、スクリュウ30の昇圧能力を向上させることができる。
(第4の発明の効果)
[構成4]昇圧部13におけるフライト部37の投入側D1端部から押出側D2端部までにおける任意の位置で(どの位置でも、全ての位置で)、中心軸方向Dに連続する2回転分のフライト部37において、次の条件が満たされる。押出側D2の1回転分のフライト部37のリードLは、投入側D1の1回転分のフライト部37のリードLの、1.1倍以上1.8倍以下である。
スクリュウ30は、上記[構成4]を備える。上記[構成1]を備え、上記[構成4]を備えない場合に比べ、昇圧部13におけるフライト部37の任意の位置で、理論送り能力を、より一定値に近づけることができる。よって、スクリュウ30の昇圧能力を向上させることができる。
(第5の発明の効果)
[構成5]昇圧部13におけるフライト部37の総回転数nと条数との積は、2以上である。
上記[構成5]により、上記[構成5]の条件を満たさない場合に比べ、フライト部37による材料Mのシール能力を向上させることができる。よって、スクリュウ30での(押出機1での)材料M(図2参照)のバックフローを抑制できる。
(変形例)
上記実施形態は様々に変形されてもよい。例えば、各構成要素の配置や形状が変更されてもよい。例えば、構成要素の数が変更されてもよく、構成要素の一部が設けられなくてもよい。
1 押出機
11 投入部
13 昇圧部
30 スクリュウ
35 軸部
37 フライト部
37t 頂部
D1 投入側
D2 押出側
L リード
M 材料
S 有効断面積

Claims (5)

  1. 材料が投入される投入部と、
    投入側から押出側に前記材料を押し出しながら前記材料を昇圧させる昇圧部と、
    を備える押出機に用いられるスクリュウであって、
    軸部と、
    前記軸部から径方向外側に突出し、螺旋状であるフライト部と、
    を備え、
    前記軸部の中心軸に直交する断面において、前記中心軸を中心とするとともに前記フライト部の頂部を通る仮想円から、前記軸部の表面までの領域の面積を有効断面積とし、
    前記軸部に対して前記頂部が前記中心軸の周りを1回転するときの、前記軸部に対して前記頂部が進む距離であって前記中心軸の方向に進む距離を、前記フライト部のリードとしたとき、
    前記昇圧部での有効断面積は、押出側に向かって連続的に小さくなり、
    前記昇圧部での前記フライト部のリードは、押出側に向かって連続的に広くなる、
    スクリュウ。
  2. 請求項1に記載のスクリュウであって、
    前記昇圧部における前記フライト部の投入側端部から押出側端部にわたって、前記フライト部のリードは、有効断面積の逆数に比例する、
    スクリュウ。
  3. 請求項1または2に記載のスクリュウであって、
    前記フライト部は、前記フライト部の投入側端部から押出側端部までにおいて、2回転以上しており、
    前記昇圧部における投入側端部から数えて1回転目から2回転目までの間の前記フライト部のリードは、投入側端部から数えて0回転目から1回転目までの前記フライト部のリードの1.1倍以上1.8倍以下である、
    スクリュウ。
  4. 請求項3に記載のスクリュウであって、
    前記昇圧部における前記フライト部の投入側端部から押出側端部までにおける任意の位置で前記中心軸の方向に連続する2回転分の前記フライト部における、押出側の1回転分の前記フライト部のリードは、投入側の1回転分の前記フライト部のリードの1.1倍以上1.8倍以下である、
    スクリュウ。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のスクリュウであって、
    前記昇圧部における前記フライト部の総回転数と条数との積は、2以上である、
    スクリュウ。
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