JP3207064U - 樹脂の推進力測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂の推進力を容易かつ確実に測定することができる樹脂の推進力測定装置を提供する。【解決手段】筒状のバレル２と、バレル２内に樹脂を供給可能なホッパー３と、バレル２の内部に挿入され、軸部１１及びこの軸部１１の外周に突設されるフライト部１２を有するスクリュー４と、スクリュー４を回転駆動する駆動機構５と、スクリュー４の軸方向に移動可能であると共に、バレル２の内部空間を一端側から封止しかつスクリュー４の先端を圧接可能な封止部材６とを備え、バレル２が、封止部材６の位置によって開口面積が変化する樹脂排出口７を有する。当該樹脂の推進力測定装置１は、スクリュー４の回転数、樹脂排出口７からの樹脂の排出量等から樹脂の摩擦係数を計測する演算機構をさらに備え、バレル２のスクリュー４との対向部分が取り替え可能に構成されているとよい。【選択図】図１

Description

本考案は、樹脂の推進力測定装置に関する。

従来、合成樹脂の成形加工に押出機が用いられている。この押出機は、筒状のバレルとバレルの内部に挿入されるスクリューとを備えている。この押出機は、バレル内に供給された樹脂ペレットを溶融させつつスクリューの先端側に搬送し、スクリューの先端側から押出可能に構成されている（特開平１１−３２０５５０号公報参照）。

特開平１１−３２０５５０号公報

一方、押出機における樹脂の搬送方向の推進力は樹脂の物性によって異なるため、バレルやスクリュー等の具体的な構成は樹脂毎に最適化を図る必要がある。しかしながら、従来の押出機では、このような樹脂の推進力を測定し難い。また、従来の押出機は、樹脂の推進力を確認した上で最適設計したいというユーザのニーズに応え難い。

本考案は、このような不都合に鑑みてなされたものであり、樹脂の推進力を容易かつ確実に測定することができる樹脂の推進力測定装置の提供を目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた本考案に係る樹脂の推進力測定装置は、筒状のバレルと、上記バレル内に樹脂を供給可能なホッパーと、上記バレルの内部に挿入され、軸部及びこの軸部の外周に突設されるフライト部を有するスクリューと、上記スクリューを回転駆動する駆動機構と、上記スクリューの軸方向に移動可能であると共に、上記バレルの内部空間を一端側から封止しかつ上記スクリューの先端を圧接可能な封止部材とを備え、上記バレルが、上記封止部材の位置によって開口面積が変化する樹脂排出口を有する。

当該樹脂の推進力測定装置は、上記封止部材がスクリューの軸方向に移動可能に構成されているので、スクリューの先端側から樹脂が押し出されると、この樹脂に押圧されることで封止部材が樹脂の搬送方向側に移動する。当該樹脂の推進力測定装置は、上記バレルが、上記封止部材の位置によって開口面積が変化する樹脂排出口を有するので、封止部材によって樹脂に背圧をかけつつ、スクリューの先端側から押し出された樹脂を樹脂排出口から安定的に排出することができる。当該樹脂の推進力測定装置は、樹脂排出口から排出された樹脂の排出量と、スクリューの回転数、樹脂の投入量等を比較することで、樹脂の推進力を容易かつ確実に測定することができる。

上記スクリューの回転数、上記樹脂排出口からの樹脂の排出量等から樹脂の摩擦係数を計測する演算機構をさらに備えるとよい。このように、上記スクリューの回転数、上記樹脂排出口からの樹脂の排出量等から樹脂の摩擦係数を計測する演算機構をさらに備えることによって、樹脂の摩擦係数を容易かつ確実に測定することができる。

当該樹脂の推進力測定装置は、上記バレルの上記スクリューとの対向部分が取り替え可能に構成されているとよい。このように、上記バレルの上記スクリューとの対向部分が取り替え可能に構成されていることによって、この取り替え可能な部分を取り替えつつ樹脂の推進力を測定することでバレルの最適設計を容易に行うことができる。

上記封止部材が、上記スクリューの先端を圧接すると共に上記バレルの内部空間を封止可能なピストンと、上記ピストンに連結されるロッドとを有するとよい。このように、上記封止部材が、上記スクリューの先端を圧接すると共に上記バレルの内部空間を封止可能なピストンと、上記ピストンに連結されるロッドとを有することによって、樹脂がスクリューの先端側から押し出された際にロッドが樹脂の搬送方向に移動することで樹脂を樹脂排出口から排出し易い。

上記バレルが、内部を搬送される樹脂を視認可能な窓部を有するとよい。このように、上記バレルが、内部を搬送される樹脂を視認可能な窓部を有することによって、樹脂の推進状態を目視にて確認することができる。

以上説明したように、本考案に係る樹脂の推進力測定装置は、樹脂の推進力を容易かつ確実に測定することができる。

本考案の一実施形態に係る樹脂の推進力測定装置を示す模式的部分断面図である。 図１の樹脂の推進力測定装置の模式的側面図である。 図１の樹脂の推進力測定装置とは異なる実施形態に係る樹脂の推進力測定装置を示す模式的部分断面図である。 図１及び図３の樹脂の推進力測定装置とは異なる実施形態に係る樹脂の推進力測定装置を示す模式的部分断面図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本考案の実施の形態を詳説する。

［第一実施形態］
＜樹脂の推進力測定装置＞
図１の樹脂の推進力測定装置１は、筒状のバレル２と、バレル２内に樹脂を供給可能なホッパー３と、バレル２内に挿入され、軸部１１及びこの軸部１１の外周に突設される螺旋状のフライト部１２を有するスクリュー４と、スクリュー４を回転駆動する駆動機構５と、スクリュー４の軸方向に移動可能であると共に、バレル２の内部空間を一端側から封止しかつスクリュー４の先端を圧接可能な封止部材６とを備える。当該樹脂の推進力測定装置１は、ホッパー３からバレル２内に供給された樹脂ペレットをスクリュー４の先端側に搬送可能に構成されている。なお、以下では、スクリューの後端から先端に向かう軸方向を「樹脂の搬送方向」ともいう。

（バレル）
バレル２は略円筒状に形成されている。バレル２は、樹脂の搬送方向後端側にホッパー３が連結される供給口１３を有する。バレル２は、ホッパー３内に充填された樹脂ペレットを供給口１３から内部に供給可能に構成されている。

バレル２は、封止部材６の位置によって開口面積が変化する樹脂排出口７を有する。樹脂排出口７は、平面視においてスクリュー４の先端と重なる位置を一端とし、かつ平面視においてスクリュー４の先端よりも樹脂の搬送方向側の位置を他端として形成されている。これにより、樹脂排出口７は、封止部材６が樹脂の搬送方向に移動することで開口面積が増加するよう構成されている。

樹脂排出口７は、平面視においてスクリュー４の先端と重なる位置から樹脂の搬送方向の側に向けてのバレル２の内周面の最下部を含む領域に形成されている。樹脂排出口７は、バレル２の内周面の最下部からバレル２の軸方向と垂直方向に一定の幅を持った平面視略矩形状に形成されている。このように、樹脂排出口７が平面視略矩形状であることによって、スクリュー４の先端側から押し出される樹脂を確実に排出し易い。

樹脂排出口７の幅（バレル２の仮想内周面における周方向長さ）としては、用いる樹脂によっても異なるが、例えばバレル２の内周の１／８以上１／２程度とすることができる。

樹脂排出口７のバレル２の軸方向長さとしては、用いる樹脂によっても異なるが、例えば樹脂排出口７の幅の１／２倍以上２以下程度とすることができる。

バレル２は、スクリュー４との対向部分が取り替え可能に構成されている。具体的には、バレル２は、本体２ａと、本体２ａにおけるスクリュー４と対向する側の内面に着脱自在に嵌合されるスリーブ状の搬送部２ｂとを有する。バレル２は、本体２ａに搬送部２ｂが嵌合された状態において、内周面の径が軸方向において略一定に保たれている。

搬送部２ｂは、供給口１３から供給される樹脂ペレットの推進力を調整するための凹凸を内周面に有する。具体的には、搬送部２ｂは、供給口１３の後端近傍から樹脂の搬送方向に向けた一定の領域の内周にフライト部１２の形成方向に沿った複数の溝（不図示）を有する。当該樹脂の推進力測定装置１は、このように搬送部２ｂが複数の溝を有することで、樹脂ペレットの推進力を向上することができる。

なお、バレル２は、必ずしもスクリュー４と対向する全領域が取り替え可能に構成される必要はなく、例えば上述の凹凸が形成される部分のみが取り替え可能に構成されていてもよい。

当該樹脂の推進力測定装置１は、バレル２のスクリュー４との対向部分が取り替え可能に構成されていることによって、この取り替え可能な部分である搬送部２ｂを取り替えつつ樹脂の推進力を測定することでバレル２の最適設計を容易に行うことができる。

図２に示すように、バレル２は、内部を搬送される樹脂を視認可能な窓部１４を有する。窓部１４は、透明な合成樹脂を主成分として形成されている。窓部１４は、スクリュー４の軸方向を長軸とする略矩形状に形成されている。窓部１４は、樹脂がスクリュー４の軸方向に搬送される状態を視認可能である限り、樹脂の搬送経路の一部分のみに設けられてもよいが、バレル２内に供給された樹脂が樹脂排出口７から排出されるまでの全搬送経路を視認可能に設けられてもよい。また、当該樹脂の推進力測定装置１は、例えば金属製のバレル２の一部分に開口を設け、この開口に透明な合成樹脂製の窓部１４を配設することで窓部１４を形成してもよいが、バレル２全体をアクリル樹脂等の透明な合成樹脂製とすることで、バレル２の内部を搬送される樹脂を搬送経路の全領域において視認可能に構成してもよい。当該樹脂の推進力測定装置１は、バレル２が、内部を搬送される樹脂を視認可能な窓部１４を有することによって、樹脂の推進状態を目視にて確認することができる。

また、当該樹脂の推進力測定装置１は、バレル２を加熱可能なヒーター（不図示）を有していてもよい。このヒーターは、例えばバレル２に外嵌されてもよく、バレル２に内蔵されてもよい。このヒーターは、バレル２内を搬送される樹脂ペレットを加熱することで、この樹脂ペレットの溶融を促進可能に構成される。当該樹脂の推進力測定装置１は、バレル２を加熱可能なヒーターを有することで、バレル２内における樹脂ペレットの溶融を促進させ、溶融状態を加味した樹脂の推進力を容易に測定することができる。

（ホッパー）
ホッパー３は、供給口１３に連結される管部と、この管部の上端に連結されるすり鉢状の本体とを有し、全体として筒状に形成されている。ホッパー３は、樹脂ペレットを充填可能に構成されており、この樹脂ペレットを供給口１３を介してバレル２内に供給可能に構成されている。

（スクリュー）
スクリュー４は、円筒状の軸部１１の外周に螺旋状のフライト部１２が突設されている。軸部１１の後端は、バレル２の内部空間を封止する封止部１５に連結されている。軸部１１は、軸方向の全域に亘って径が同一であってもよく、例えば先端側の径が徐々に縮径される等、軸方向に径が変化してもよい。また、スクリュー４の先端は、円錐状、多角錐状等、径方向の中心側程先端側に突出した構成であってもよく、軸方向と垂直な平面状であってもよい。当該樹脂の推進力測定装置１は、例えばスクリュー４の先端が軸方向と垂直な平面状である場合、先端面を後述する封止部材６の圧接面と全面に亘って当接し易いので、スクリュー４の先端側に押し出された樹脂を封止部材６の移動によって形成された開口から排出し易い。

スクリュー４は、樹脂が供給される供給部と、樹脂を圧縮及び溶融する圧縮部とを有することが好ましい。スクリュー４が上記供給部及び圧縮部を有することで、溶融状態の推進力を加味した樹脂の推進力を測定することができる。なお、当該樹脂の推進力測定装置１が上述のヒーターを有する場合、このヒーターは上記圧縮部に搬送される樹脂を加熱可能に構成されることが好ましい。

（駆動機構）
駆動機構５は、スクリュー４を回転駆動可能である限り、その具体的構成は特に限定されるものではない。駆動機構５の具体的構成としては、例えば軸部１１の後端側に接続されるモーターや、軸部１１の後端に連結され、軸部１１を回転可能なハンドル等が挙げられる。なお、駆動機構５は、制御部（不図示）に電気的に接続されており、この制御部からの信号に応じて回転速度、回転方向等が制御されるよう構成されていてもよい。

（封止部材）
封止部材６は、スクリュー４の先端を圧接すると共にバレル２の内部空間を封止可能なピストン１６と、ピストン１６に連結されるロッド１７とを有する。

ピストン１６は、扁平な円柱状に形成されている。ピストン１６は、中心軸がスクリュー４の中心軸と同一直線状に位置しており、径がバレル２の内周の径と略等しい。ピストン１６は、先端面（樹脂の搬送方向の反対側の面）がスクリュー４の中心軸と垂直な平面状に形成されている。また、ピストン１６の先端面は、スクリュー４の先端を圧接する圧接面として構成されており、本実施形態においてはスクリュー４の先端面と全面的に当接可能に構成されている。ピストン１６の先端面は、スクリュー４の先端面と当接した状態において、樹脂排出口７の一端と平面視で一致する位置に配置されている。

ロッド１７は、棒状に形成されている。ロッド１７は、先端（樹脂の搬送方向の反対側の端）がピストン１６に連結されている。ロッド１７は、中心軸がスクリュー４の中心軸と同一直線状に位置している。ロッド１７の径は、バレル２の内周の径よりも小さい。ロッド１７の後端部は、バレル２の内周面に固定される円筒状の支持部１９によって軸方向に摺動可能に支持されている。

ロッド１７の外周面には螺旋状にバネ１８が巻回されている。バネ１８の一端はピストン１６の後端面に当接し、かつバネ１８の他端はピストン１６の後端面と対向する支持部１９の表面に係止されている。

当該樹脂の推進力測定装置１は、封止部材６が、バレル２の内部空間を封止可能なピストン１６と、ピストン１６に連結されるロッド１７とを有することによって、樹脂がスクリュー４の先端側から押し出された際にロッド１７が樹脂の搬送方向に移動することで樹脂を樹脂排出口７から排出し易い。

＜利点＞
当該樹脂の推進力測定装置１は、封止部材６がスクリュー４の軸方向に移動可能に構成されているので、スクリュー４の先端側から樹脂が押し出されると、この樹脂に押圧されることで封止部材６が樹脂の搬送方向側に移動する。当該樹脂の推進力測定装置１は、バレル２が、封止部材６の位置によって開口面積が変化する樹脂排出口７を有するので、封止部材６によって樹脂に背圧をかけつつ、スクリュー４の先端側から押し出された樹脂を樹脂排出口７から安定的に排出することができる。当該樹脂の推進力測定装置１は、樹脂排出口７から排出された樹脂の排出量と、スクリュー４の回転数、樹脂の投入量等を比較することで、樹脂の推進力を容易かつ確実に測定することができる。従って、当該樹脂の推進力測定装置１によると、押出機の最適設計を行うことができる。

［第二実施形態］
＜樹脂の推進力測定装置＞
図２の樹脂の推進力測定装置２１は、筒状のバレル２と、バレル２内に樹脂を供給可能なホッパー３と、バレル２内に挿入され、軸部１１及びこの軸部１１の外周に突設される螺旋状のフライト部１２を有するスクリュー４と、スクリュー４を回転駆動する駆動機構５と、スクリュー４の軸方向に移動可能であると共に、バレル２の内部空間を一端側から封止しかつスクリュー４の先端を圧接可能な封止部材６とを備える。バレル２は、封止部材６の位置によって開口面積が変化する樹脂排出口７を有する。また、当該樹脂の推進力測定装置２１は、樹脂排出口７から排出された樹脂の重さを計量する計量部２２と、スクリュー４の回転数及び樹脂排出口７からの樹脂の排出量から樹脂の摩擦係数を計測する演算機構２３とを備える。当該樹脂の推進力測定装置２１は、計量部２２及び演算機構２３を備える以外、図１の樹脂の推進力測定装置１と同様の構成を有する。そのため、以下では、計量部２２及び演算機構２３についてのみ説明する。

（計量部）
計量部２２の具体的構成としては、樹脂排出口７から排出された樹脂の重さを計量することができる限り特に限定されるものではなく、例えば公知の電子計量器を用いることができる。

（演算機構）
演算機構２３は、例えばＣＰＵによって構成される。演算機構２３は、計量部２２で計量した樹脂の排出量、スクリュー４の回転数等から樹脂の摩擦係数を計測可能に構成されている。

＜利点＞
当該樹脂の推進力測定装置２１は、スクリュー４の回転数、樹脂排出口７からの樹脂の排出量等から樹脂の摩擦係数を計測する演算機構２３を備えるので、この演算機構２３を用いて樹脂の摩擦係数を容易かつ確実に測定することができる。

［その他の実施形態］
なお、本考案に係る樹脂の推進力測定装置は、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。例えば上記樹脂排出口は、平面視においてスクリューの先端と重なる位置に一端が形成されなくてもよい。樹脂排出口の一端が平面視でスクリューの先端と一致しない構成例を図４に示す。

図４の樹脂の推進力測定装置３１は、平面視において、樹脂排出口３７の一端（樹脂の搬出方向と反対側の端縁）がスクリュー４の先端よりも樹脂の搬出方向と反対側に位置している。また、樹脂排出口３７の一端側の側縁及び他端側の側縁は、バレル２の内周面側から外周面側に向けて樹脂の搬送方向側に傾斜している。当該樹脂の推進力測定装置３１は、かかる構成によると、スクリュー４の先端側まで搬送された樹脂を樹脂排出口３７から容易に排出することができる。

当該樹脂の推進力測定装置は、必ずしもスクリューの先端面と封止部材の先端面とが全面的に当接する必要はない。当該樹脂の推進力測定装置は、スクリューの先端面と封止部材の先端面とが部分的に当接する場合であっても、封止部材によってスクリューの軸方向に搬送される樹脂に背圧をかけることができるので、樹脂を安定的に押し出すことができる。

当該樹脂の推進力測定装置は、バレルのスクリューとの対向部分が取り替え可能に構成されていなくてもよい。当該樹脂の推進力測定装置は、バレルのスクリューとの対向部分が取り替え不能である場合でも、同一条件における樹脂毎の推進力を測定することができる。

上記封止部材は、スクリューの軸方向に移動可能であると共に、バレルの内部空間を一端側から封止しかつスクリューの先端を圧接可能である限り、上述の実施形態で説明したようなピストンをバネによってスクリューの先端側に付勢する構成でなくてもよい。

上記バレルは、必ずしも内部を搬送される樹脂を視認可能な窓部を有していなくてもよい。当該樹脂の推進力測定装置は、上記バレルが窓部を有しない場合でも、樹脂の排出量を基に樹脂の推進力を測定することができる。

以上のように、本考案に係る樹脂の推進力測定装置は、樹脂の推進力を容易かつ確実に測定することができるので、押出機の最適設計装置として適している。

１，２１，３１ 樹脂の推進力測定装置
２ バレル
２ａ 本体
２ｂ 搬送部
３ ホッパー
４ スクリュー
５ 駆動機構
６，３６ 封止部材
７，３７ 樹脂排出口
１１ 軸部
１２ フライト部
１３ 供給口
１４ 窓部
１５ 封止部
１６，３８ ピストン
１７ ロッド
１８ バネ
１９ 支持部
２２ 計量部
２３ 演算機構

Claims (5)

1. 筒状のバレルと、
   上記バレル内に樹脂を供給可能なホッパーと、
   上記バレルの内部に挿入され、軸部及びこの軸部の外周に突設されるフライト部を有するスクリューと、
   上記スクリューを回転駆動する駆動機構と、
   上記スクリューの軸方向に移動可能であると共に、上記バレルの内部空間を一端側から封止しかつ上記スクリューの先端を圧接可能な封止部材と
   を備え、
   上記バレルが、上記封止部材の位置によって開口面積が変化する樹脂排出口を有する樹脂の推進力測定装置。
2. 上記スクリューの回転数及び上記樹脂排出口からの樹脂の排出量から樹脂の摩擦係数を計測する演算機構をさらに備える請求項１に記載の樹脂の推進力測定装置。
3. 上記バレルの上記スクリューとの対向部分が取り替え可能に構成されている請求項１又は請求項２に記載の樹脂の推進力測定装置。
4. 上記封止部材が、上記スクリューの先端を圧接すると共に上記バレルの内部空間を封止可能なピストンと、上記ピストンに連結されるロッドとを有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載の樹脂の推進力測定装置。
5. 上記バレルが、内部を搬送される樹脂を視認可能な窓部を有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の樹脂の推進力測定装置。

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