JP3014115B2 - 押出機用原料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、押出機の吐出変動を少なくし、均一な製品
を得ることのできる押出機用原料供給装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来、押出機への原料供給方法としては、供給部に原
料を粉粒体状で投入する方法、或いは、テーブルフィー
ダー，スクリューフィーダーを用いて供給する方法等が
知られている。

しかしながら、これらの原料供給方法の供給精度は、
押出機の押し出し精度に直接影響を及ぼし、経時的な吐
出量のばらつきを生じさせる要因となる。即ち、粉粒体
状で供給する場合、供給部壁面での摩擦抵抗や壁面への
原料付着が生じ、原料の安定供給が困難となる。又、テ
ーブルフィーダーを使用する場合、フィード羽根の回転
により供給口から供給する為、原料投入が断続的にな
る。更に、スクリューフィーダーによる供給方法も従来
より利用されているが、粘度の高い物性を持つ原料の場
合には、供給が不可能となる。これら連続供給性の阻害
により、押出機内への安定した原料の供給が困難とな
り、ダイ内からバレル内に充填している原料量の変動を
生じせしめ、これがヘッド圧の変動となって押出製品の
形状変動，寸法変動および吐出量の変動を喚起し、該押
出製品の形状変動，寸法変動および吐出量の変動は、製
品の不揃いを生じ、製品価値を著しく低下させ、また、
生産時の歩溜りの低下に結び付く原因となる。

上記問題を解決する為、押出機内に一定量の原料を供
給するには、原料供給工程に人手を要しており、加工費
の高騰に結び付いている。特に、高粘性の原料を用いた
加工においては、投入原料を種々の形状、例えば、粉体
状，チップ状，ブロック状に加工し、安定供給する方法
や、押出機以降の工程で人手でコンベア速度等を調整し
て形状等のバラツキを制御する方法が試みられている。
しかしながら、このような方法では、原料の加工や調整
工程に専用人員がつききりとならなければならず多大な
労力と時間を要する。

上述したように、従来の押出機においては、いずれの
場合も原料供給装置の供給精度が原料供給量のバラツキ
をまねき、これにより、押出製品の形状変動，寸法変動
および吐出量の変動により、製品の不揃いを生じ、製品
価値を著しく低下させ、また、生産時の歩溜りの低下，
加工費の高騰に結び付いているのが現状であった。

＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであっ
て、その目的とするところは、高粘性原料の押出成形に
おいても、簡単な構造を持つ装置により、押出製品の形
状，寸法変動，及び吐出量の変動がなく、良品質で均一
な押出製品が得られ、且つ、生産効率を向上させ得る押
出機用原料供給装置を提供するにある。

＜課題を解決するための手段＞ 上述の目的は、押出機の原料供給部に間欠的に原料を
供給する手段と、これに連動して、該原料供給部上方に
設置された、原料を押出機内に押圧する手段と、前記押
出機内の圧力を検出し、該検出圧力に応じて前記押圧手
段の押圧力を調整する圧力調整機構を備えたことを特徴
とする押出機用原料供給装置によって達成される。

＜作用＞ 本発明の押出機用原料供給装置は、間欠的に原料を供
給する供給手段により原料供給部内に一定量の原料を供
給し、押圧手段として原料供給用シリンダーと該シリン
ダー内部を上下摺動するピストンにより、供給された原
料を押出機内に押し込み、原料の壁面での摩擦力やブロ
ッキング等に影響を受けず、スクリュー部へ原料を定量
的にかつ連続的に供給することを可能とした装置であ
り、更に押出機内の圧力を検出し、前記押圧手段の押圧
力を調整する押し圧調整機能（圧力調整機構）にフィー
ドバックすることにより、経時的な吐出量の変動を防止
できる装置である。

したがって、本発明によれば、原料供給部内への原料
供給量の一定化、及び連続化が可能であり、また、吐出
量の安定化により、製品の形状，寸法の均一化や複数の
押出機による複雑な押出しが可能となり、製品価値の向
上，生産時の歩溜り向上が図れ、また、押出機以降の工
程の簡素化が可能となり、省略化を行うことができる。

次に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

＜実施例＞ 第１図は、本発明の押出機用原料供給装置の一実施例
を示している。図において、（８）は原料を投入するコ
ンベア方式の原料投入手段、（６）はこの原料投入手段
（８）と連動しているシリンダーとピストンとが組み合
わされた原料を押圧する手段、（１）は原料を押出す押
出機である。

原料投入手段（８）は、コンベア（15）が自動送り装
置（13）の回転により１ピッチ分だけ作動し、このコン
ベア（15）上に１回の供給量ずつに分けられて載せられ
た原料（25）を間欠的に原料供給部（14）へ投入するよ
うに構成されている。この自動送り装置（13）は、例え
ば、ロータリーアクチュエーターを使用して回転角を設
定することにより、コンベア（15）を任意な長さだけ移
動させることが可能であり、原料供給量を調節すること
ができる。

次に、（９）は、原料（25）を、スクリュー（４）の
喰い込み部（16）へ押し込むための押込み用ピストンで
あり、原料供給用シリンダー（11）内を上下に摺動する
ようになっている。（10）はエアシリンダー、（22）は
コンプレッサーであり、自動送り装置（13）が１ピッチ
分作動すると、これに続いてコンプレッサー（22）から
チューブ（23）を介して、予め設定された空気圧力がエ
アシリンダー（10）内に送入され、この空気圧力がピス
トン（９）の上部に設けられた圧力伝達部（24）を押圧
し、ピストン（９）が下方へ摺動するようになってい
る。

また、（7a），（7b）はリードスイッチであり、ピス
トン（９）の上部に設けられたピストンマグネット（1
2）の通過により、ON/OFFする構造となっている。すな
わち、リードスイッチ（7a）が作動すると自動送り装置
（13）が１ピッチ分作動し、続いて空気圧力がエアシリ
ンダー（10）内に送入され、ピストン（９）が下方へ摺
動する。これに伴い、ピストンマグネット（12）がリー
ドスイッチ（7b）に到達すると、リードスイッチ（7b）
が作動し、次にピストン（９）が上方へ摺動する。これ
によりピストンマグネット（12）がリードスイッチ（7
a）に到達すると、リードスイッチ（7a）が作動し、自
動送り装置（13）が１ピッチ分作動し、以下前述のよう
にピストンが上下に摺動する。このリードスイッチ（7
a），（7b）の位置を任意に設定することで原料供給部
（14）の原料（25）の滞留量を材料に適した量に設定す
ることができる。

更に、（19）は押出機（１）の押出口（18）に設けら
れた圧力検出装置であり、圧力検出装置（19）により検
出した押出口（18）の圧力を自動圧力調節弁指示調節機
（20）に入力し、その電気信号を得ることにより、コン
プレッサー（22）に備え付けられている自動圧力調節弁
（21）が開閉し、チューブ（23）内の空気圧力を調整す
るようになっている。押出量の変動は、供給原料の微妙
な品温変化や、複雑な押出機内流動様式の変化等によっ
て生じることが考えられるために、圧力検出装置（19）
が設けられており、圧力検出装置（19）により押出機
（１）の圧力を検出し、検出圧力に応じてピストン
（９）の押圧力を調節し、押出機（１）の吐出量の変動
を防止することができる。

例えば、ダイヤフラム式の圧力伝達装置を取り付けた
場合、押出口（18）の圧力の変動がダイアフラムの変位
差となり、固定電極と静電容量差を生じ、この静電容量
差を電子回路で変換，増幅し出力信号を得る。このよう
な出力信号を自動圧力調節弁指示調節機（20）に入力
し、自動圧力調節弁（21）の開閉をコントロールする。
これにより、ピストン（９）の押し圧を自動的に調整可
能とした装置である。

このように構成された押出機用原料供給装置を用い
て、原料（25）をコンベア（15）に積載し、自動送り装
置（13）の回転によりコンベア（15）が１ピッチ分だけ
移動し、原料供給部（14）へ原料（25）を投入する。続
いて空気圧力がシリンダー（10）内に入り、原料供給用
シリンダー（11）内をピストン（９）が下方へ摺動し、
原料供給部（14）内の原料（25）を押出機（１）の食い
込み部（16）へ供給する。次に、ピストン（９）が上方
に摺動し、再び原料（25）が原料供給部（14）へ投入さ
れ、ピストン（９）が上下に摺動するこの動作を繰り返
し行い、原料（25）を押出機（１）内へ一定に供給す
る。この間、圧力検出装置（19）により押出機（１）内
の圧力を検出し、検出圧力に応じてピストン（９）の押
し圧を調節し、押出機（１）の吐出量の変動を防止す
る。

このとき、エアーシリンダー（10）に送入される空気
圧力は、押出機（１）に原料（25）を安定供給するため
に重要であり、原料供給部（14）に充満された原材料の
鉛直下方への荷重とスクリュー喰い込み時に生じる抵抗
力のバランスを考え設定する必要がある。

例えば、押出機供給用原料として、弾性菓子材を用い
た場合、エアーシリンダー（10）におけるピストン上部
の圧力伝達部（24）と原料押し込み用のピストン（９）
の断面積比が1:2.5から1:7,単位時間当りの原料投入量
が１から7kg/minで、空気圧力を１から5kgf/cm²,スクリ
ュー（４）の回転数を２から4r.p.mに設定することによ
り、安定して、連続的に原料を供給することが可能であ
る。

原料投入手段（８）において、必ずしも上記コンベア
方式によらずとも良く、原料供給用ピストン（９）と連
動した間欠的投入機構を持つ装置であれば良い。

ピストン（９）の押圧方法は、空気による押圧の他、
油圧，電動等による押圧でもよく、ピストン（９）の押
し圧の設定方法は、一定に保てる装置であればどのよう
なものでもよく、また、上記実施例では、ピストン
（９）の上下限を規制する装置としてリードスイッチ
（7a），（7b）が作動する一例を示したが、ピストン
（９）の上下限が規制可能であればどのようなものでも
良い。

また、上記実施例では、圧力検出装置（19）を用い、
ピストン（９）の押し圧にフィードバックする一例を示
したが、これは押出量の変動と相関するものならどのよ
うなものでも良い。

＜発明の効果＞ 以上のように、本発明の押出機用原料供給装置は、原
料供給部に間欠的に原料を供給する手段と、この原料を
押出機内に押圧する手段とを備えることにより、原料供
給部内の原料を、原料の壁面での摩擦力や壁面付着等の
影響を受けずに過不足なく押出機に供給することがで
き、且つ、押出機内の圧力を検出し、自動的に押圧手段
による原料の押し込み圧力を調整する圧力調整機構を備
えることにより、経時的な押出製品の形状、寸法、およ
び吐出量の変動を防止することを可能とした装置であ
る。

したがって、本発明により従来困難とされていた押出
機における連続的、且つ、定量的な原料供給が可能とな
り、製品価値の向上，生産時の歩留り向上および省力化
を実現することができる。

また、押出成型食品の中において、特に押出機の吐出
量の変動や、原料を押出機に供給する際の押し込み圧の
変動を生じ易い高粘性の食品においても、吐出量の安定
化，押し込み圧の制御をすることができる。

したがって、断面に複雑な図柄を有するチューインガ
ム・キャンディ生地等の高粘弾性食品等も、安定して連
続的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の押出機用原料供給装置の一実施例を
示す説明図である。 １……押出機、２……駆動装置、 ３……減速機、４……スクリュー、 ５……バレル、６……押圧手段、 7a,7b……リードスイッチ、 ８……原料投入手段、９……ピストン、 10……エアシリンダー、 11……原料供給用シリンダー、 12……ピストンマグネット、 13……自動送り装置、14……原料供給部、 15……コンベア、16……喰い込み部、 17……成型用ダイ、18……押出口、 19……圧力検出装置、 20……自動圧力調節弁指示調節機、 21……自動圧力調節弁、 22……コンプレッサー、 23……空気チューブ、24……圧力伝達部、 25……原料。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出機の原料供給部に間欠的に原料を供給
   する手段と、これに連動して、該原料供給部上方に設置
   された、原料を押出機内に押圧する手段と、前記押出機
   内の圧力を検出し、該検出圧力に応じて前記押圧手段の
   押圧力を調整する圧力調整機構とを備えたことを特徴と
   する押出機用原料供給装置。