JP2020090022A - ブレーカープレート及び押出機 - Google Patents

Abstract

【課題】材料流動の抵抗を抑えることができるとともに、孔に詰まった被成型材料を容易に除去することができるブレーカープレートを提供する。【解決手段】被成型材料が通過する複数の第１透過孔５２が形成された第１プレート５３と、第１プレート５３の材料押出方向の前方に重ねて設けられ、被成型材料が通過する複数の第２透過孔５４が形成された第２プレート５５とを備え、第２透過孔５４の開口面積が第１透過孔５２の開口面積より大きく、第２プレート５５が第１プレート５３と異なる材料で形成されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、ブレーカープレート及び押出機に関する。

スクリュー式の押出機は、バレル内でスクリューによってゴムなどの被成型材料を混錬した後、バレルの先端に設けられた口金の押出口から混錬したゴムを押し出す。

例えば、タイヤの製造工程では、厚みの小さいシート状に成形したゴムを押出機から押し出すことがあるが、製造工程の途中で混入した異物が押出口に詰まって成形不良を起こすことがある。そこで、押出機のバレル内部にメッシュ状のストレーナーを設けて混入した異物を除去している。

バレル内部に設けられたストレーナーは、バレル内部の押し出し圧力を受けて破損しやすい。そこで、材料が通過できる孔が形成されたブレーカープレートによって、ストレーナーを補強してストレーナーの破損を防いでいる。

このようなブレーカープレートは、ストレーナーを補強する部材である一方で、バレル内部において材料流動の抵抗として働くため、強度を保ったまま流動抵抗を抑えることが望まれている。

そこで、ストレーナーを支持するブレーカープレートの背面側に、ブレーカープレートの開口率よりも大きな開口率を有するバックアッププレートを配設することで、強度確保のためにブレーカープレートの厚みを大きくする必要がないことが開示されている（下記特許文献１参照）。

特開２０１７−２４１９４

ブレーカープレートを備えた押出機では、メンテナンス時や被成型材料の変更時にバレル内部からブレーカープレートを取り出した後、当該ブレーカープレートの孔に詰まった被成型材料を取り除く必要がある。

しかしながら、ブレーカープレートの孔に詰まった被成型材料は強く密着しており清掃は容易ではない。上記引用文献１では、ブレーカープレートに設けられた孔の大きさとブレーカープレートの板厚との関係について考慮されていないため、ブレーカープレートの孔に詰まった被成型材料がブレーカープレートに強く密着することがあり、これを除去するのに多大な時間と労力を要することがある。

また、ブレーカープレートの表面に被接着処理を施して清掃性を向上させることも考えられるが、ブレーカープレートは、高圧にさらされる部品のため非粘着処理を行ってもコーティングが剥がれやすく、また、剥がれたコーティングが異物として被成型材料へ混入するおそれがある。

そこで、ストレーナーを十分に補強しつつ材料流動の抵抗を抑えることができるとともに、孔に詰まった被成型材料を容易に除去することができるブレーカープレートを提供することを目的とする。

本発明のブレーカープレートは、押出機のスクリューの先端と押出口との間に設けられるブレーカープレートにおいて、被成型材料が通過する断面円形の第１透過孔が複数形成された第１プレートと、前記第１プレートの材料押出方向の前方に重ねて設けられ、被成型材料が通過する断面円形の第２透過孔が複数形成された第２プレートとを備え、前記第２透過孔の開口面積が前記第１透過孔の開口面積より大きく、前記第２プレートが前記第１プレートと異なる材料で形成されているものである。

本発明によれば、ストレーナーを十分に補強しつつ材料流動の抵抗を抑えることができるとともに、孔に詰まった被成型材料を容易に除去することができる。

本実施形態に係る押出機の断面図 図１の押出機におけるブレーカープレートの断面図 第１プレートの平面図 第２プレートの平面図 第１プレートと第２プレートを重ね合わせたブレーカープレートの平面図

本実施形態の押出機について図面に基づき説明する。なお本実施形態は例示であって、発明の範囲はこれに限定されない。また以下の説明において、前方とは材料押出方向の前方のことであり、後方とは材料押出方向の後方のことである。

本実施形態の押出機はゴムや合成樹脂等の流動性のある被成型材料を押し出し成型するものである。図１に示すように、押出機は、押出機本体１０と、口金３０と、ブレーカープレート５０とを備える。

押出機本体１０は横倒しにされた円筒状のバレル１１を備える。バレル１１の上部には被成型材料が投入されるホッパー１４が接続されている。バレル１１の内部には、バレル１１の中心軸に沿ってスクリュー１２が収容されている。スクリュー１２は、バレル１１の後方に設けられたモータ１３が駆動することにより回転し、ホッパー１４から投入された被成型材料を混錬しながら前方へ押し出す。バレル１１は図示しないヒータによって温度調節可能となっている。

口金３０は、押出機本体１０の押し出し方向の先端に設けられている。口金３０は前後方向に貫通する流路３２を有し、被成型材料が流路３２内を前方へ向かって流動する。流路３２の前方の端部が押出口３３である。

ブレーカープレート５０は、バレル１１の前端に開口する排出口１１ａを覆うように、スクリュー１２の先端（前方）と口金３０の押出口３３との間に設けられている。図２に示すように、ブレーカープレート５０は、ストレーナー５１と、第１プレート５３と、第２プレート５５とを備える。ストレーナー５１、第１プレート５３、及び第２プレート５５は、後方から前方へこの順番に重ねて設けられている。

ストレーナー５１は、メッシュ状の部材からなり、被成型材料に含まれる異物を除去する。ストレーナー５１の目開き及び開口率は、被成型材料の種類や除去対象の異物に応じたものを採用することができる。

第１プレート５３は、後方側に前方へ向けて陥没する凹部５６を備える。第１プレート５３は、この凹部５６の底部にストレーナー５１が沿わせて設けられており、被成型材料から圧力を受けるストレーナー５１を支持する。

この第１プレート５３は、金属製、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレスの板状体からなる。図３に示すように、第１プレート５３には、被成型材料が通過する断面円形の第１透過孔５２が複数個設けられている。複数の第１透過孔５２は、全て同じ大きさの貫通孔であり、所定の開口率（排出口１１ａの断面積に対する第１透過孔５２の開口面積の合計の比率）Ｐ１となるように、排出口１１ａに対して均等に配置されている。本実施形態では、複数の第１透過孔５２が千鳥状に配置されている。

第１プレート５３の厚さＴ１は、第１透過孔５２の直径Ｒ１の２倍以上４倍以下に設定されている。第１プレート５３の厚さＴ１が２倍以上であると第1プレート５３の強度を確保することができ、第１プレート５３の厚さＴ１が、４倍以下であると第1透過孔５２に詰まった被成型材料の除去が容易となる。
第１プレート５３の各種寸法について一例を挙げると、第1プレート５３の開口率Ｐ１を４５〜６０％、第１透過孔５２の直径Ｒ１を６〜８ｍｍ、第１プレート５３の厚みＴ１を１２〜３２ｍｍ、好ましくは、１９〜２５ｍｍに設定することができる。

第２プレート５５は、第１プレート５３の前方側に重ねて配置され、第１プレート５３を支持するものである。この第２プレート５５は、金属製の板状体からなり、不図示のボルトによって第１プレート５３に固定される。第２プレート５５は、第１プレート５３と異なる金属材料で形成されていることが好ましく、ＪＩＳ Ｚ ２２４１：２０１１に準拠して評価される引張強さが、第１プレート５３より大きい金属材料で形成されていることがより好ましい。本実施形態では、第２プレート５５が、第１プレート５３を構成するステンレスより引張強さの大きい材料、例えば、ＳＨＹ６８５等の高張力鋼板から構成されている。

図４に示すように、第２プレート５５には、被成型材料が通過する断面円形の第２透過孔５４が複数個設けられている。第２プレート５５に設けられた第２透過孔５４は、開口面積の異なる複数種類（本実施形態では５種類）の第２透過孔５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅを有しており、いずれの第２透過孔５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅも第１透過孔５２より開口面積が大きい。

複数の第２透過孔５４は、第２プレート５５の開口率（排出口１１ａの断面積に対する第２透過孔５４の開口面積の合計の比率）Ｐ２が第１プレート５３の開口率Ｐ１より大きくなるように、第２プレート５５に設けられている。
第２プレート５５の厚さＴ２は、第１プレート５３の厚さＴ１より大きく設けられている。第２プレート５５の厚さＴ２は、第１プレート５３の厚さＴ１の１．２〜１．８倍に設定することが好ましい。また、第２プレート５５の厚さＴ２は、第２透過孔５４のうち最も開口面積の小さい第２透過孔５４ｅの直径Ｒ２の２倍以上４倍以下に設定することが好ましい。

第２プレート５５の各種寸法について一例を挙げると、第２プレート５５の開口率Ｐ２を７０〜８０％、最も開口面積の小さい第２透過孔５４ｅの直径Ｒ２を１０〜１５ｍｍ、最も開口面積の大きい第２透過孔５４ａの直径を４０〜４５ｍｍ、第２プレート５５の厚みＴ２を２０〜６０ｍｍに設定することができる。

なお、本実施形態では、図５に示すように、第２プレート５５を第１プレート５３に重ね合わせたときに、第２プレート５５の第２透過孔５４と前後に重なる位置に第１プレート５３の第１透過孔５２が設けられるとともに、第２透過孔５４を区画形成するリブ部５７と前後に重なる位置にも第１透過孔５２が設けられている。

本実施形態では、第２プレート５５が第１プレート５３と異なる材料で形成されているため、被成型材料に応じてブレーカープレートの特性を変更することができる。しかも、本実施形態では、第１プレート５３がステンレスで形成されているため、第1プレート５３の表面に被接着処理等のコーティングを施すことなく、被成型材料と第１プレート５３との接着力を抑え、第１透過孔５２に詰まった被成型材料を更に容易に取り除くことができる。しかも、第２プレート５５が第１プレート５３を構成するステンレスより引張強さの大きい材料で形成されているため、第２プレート５５の厚みを小さくすることができる。

本実施形態では、ブレーカープレート５０が、第１透過孔５２が形成された第１プレート５３と、第１プレート５３の前方側に重ねて配置され、第１透過孔５２より大きな開口面積の第２透過孔５４が形成された第２プレート５５とを備える。そのため、第１プレート５３の厚みを抑えつつブレーカープレート５０の強度を確保することができる。

しかも、第１プレート５３の厚みＴ１が、第１透過孔５２の直径Ｒ１の２倍以上４倍以下であるため、第１透過孔５２によって第１プレート５３の強度が過度に低下することなく、しかも、第１透過孔５２に詰まった被成型材料を容易に取り除くことができる。

本実施形態では、第２プレート５５の開口率Ｐ２が、第１プレート５３の開口率Ｐ１より大きいため、第２プレート５５による被成型材料の流動抵抗を抑えることができ、被成型材料の過度の発熱や押し出し速度の低下を抑えることができる。

本実施形態では、開口面積の大きい第２透過孔５４を設けた第２プレート５５の厚さＴ２が、第１プレート５３の厚さＴ１より大きいため、第２プレート５５の強度を確保しつつ、第２プレート５５の第２透過孔５４に詰まった被成型材料を容易に取り除くことができる。

本実施形態では、開口面積の異なる複数種類の第２透過孔５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅが第２プレート５５に設けられているため、第２透過孔５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅを密に配置することができ、第２プレート５５の開口率を大きくすることができる。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１０…押出機本体、１１…バレル、１１ａ…排出口、１２…スクリュー、１３…モータ、１４…ホッパー、３０…口金、３２…流路、３３…押出口、５０…ブレーカープレート、５１…ストレーナー、５２…第１透過孔、５３…第１プレート、５４…第２透過孔、５５…第２プレート、５６…凹部

Claims (8)

1. 押出機のスクリューの先端と押出口との間に設けられるブレーカープレートにおいて、
   被成型材料が通過する断面円形の第１透過孔が複数形成された第１プレートと、
   前記第１プレートの材料押出方向の前方に重ねて設けられ、被成型材料が通過する断面円形の第２透過孔が複数形成された第２プレートとを備え、
   前記第２透過孔の開口面積が前記第１透過孔の開口面積より大きく、
   前記第２プレートが前記第１プレートと異なる材料で形成されている
   ブレーカープレート。
2. 前記第１プレートがステンレスで形成され、前記第２プレートが前記第１プレートより引張強さの大きい材料で形成されている請求項１に記載のブレーカープレート。
3. 前記第２プレートが、前記第１プレートより厚い請求項１又は２に記載のブレーカープレート。
4. 前記第２プレートの開口率が、前記第１プレートの開口率より大きい請求項１〜３のいずれか1項に記載のブレーカープレート。
5. 複数の前記第２透過孔は、開口面積が異なる複数種類の透過孔を有している請求項１〜４のいずれか１項に記載のブレーカープレート。
6. 前記第１プレートの厚みが、前記第１透過孔の直径の２倍以上４倍以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載のブレーカープレート。
7. 前記第１プレートの材料押出方向の後方に設けられたストレーナーを備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のブレーカープレート。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のブレーカープレートを備えた押出機。

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