JP3388720B2 - 熱可塑性樹脂の水中造粒方法およびその装置 - Google Patents

熱可塑性樹脂の水中造粒方法およびその装置

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    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules
    • B29B9/02Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • B29B9/065Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion under-water, e.g. underwater pelletizers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂を連
続的に水中造粒する方法およびその装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂ペレットの大容量生産に
は、一般的に水中造粒装置が採用され、その処理量も、
時間当たり約2トンから50トンと広範囲に渡ってい
る。この装置では、運転開始前にダイスから溶融化され
た樹脂を数秒間垂れ流し、ダイス内部の清掃を兼ねてダ
イス内に樹脂を充填させ、更にダイス表面を清掃してス
タートに備える作業が必要である。このため、台車に搭
載したカッター駆動部を、ダイス表面から引き離す作業
が必要である。
【0003】大容量処理装置では、ダイスの表面を広く
しているので、ダイスから水中に紐状で吐出される樹脂
を切断するための刃物は長くなり、強度を必要する。そ
こで、断面二次モーメントの大きい刃物を複数枚用いて
いる。この刃物で樹脂を切断する方法には、常時、刃物
をダイス表面に接触させて切断する方法と、僅かな隙間
をもって切断する方法とがある。前者の方法では、刃物
とダイス表面に高価な耐摩耗性のある材料を用いる必要
がある。
【0004】また、従来の装置では、例えば特公昭5−
86885号公報に示されているように、台車に搭載さ
れているカッター駆動部が、カッター軸を軸方向に移動
可能としたカップリング(ギャカップリング)を介して
駆動モーターに接続され、かつ、カッター軸を押圧し、
かつ軸方向に微調整できる機能をもったカッター軸受装
置が搭載されているので、装置全体が軸方向に長くな
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の大容量の熱可塑
性樹脂の造粒装置は、以上のように構成されているた
め、この構成を少容量(2T/Hr以下)の造粒装置に
適用すると、非常に高価なものとなって、Q/Cのバラ
ンスが大きく崩れ、実用的でなくなる。
【0006】そこで、本発明は、少容量の造粒に適した
熱可塑性樹脂の水中造粒方法およびその装置を提供する
ことを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による水中造粒装
置は、ビルトインモーターのローターを支持するモータ
ー軸を中空とし、その中にカッター軸を軸方向移動可能
に挿入し、モーターの側板に固定されているケーシング
内に、カッター軸を回転可能かつ軸方向移動不能に支持
するカッター軸受を軸方向移動可能に挿入し、ケーシン
グとカッター軸受間に微調整ネジリングをケーシングに
ネジ込んで設け、圧縮スプリングでカッター軸受を押圧
すると共に微調整ネジリングのネジ部の遊びを常に一方
向に留め、微調整ネジリングを回転して、カッター軸の
軸方向移動を微調整する機能を有するカッター駆動部を
具備することを特徴とする。
【0008】また、カッター駆動部と循環箱との間に
は、カッター駆動部を着脱容易とするワンタッチの締結
装置を設けることが好ましい。さらに、前記カッター駆
動部をモーターの支持フランジの上下に設けたスプリン
グを介して台車の支持台上に載置することが好ましい。
【0009】また、運転開始前に、予めダイス表面とカ
ッター刃の関係位置を微調整装置によってセットした場
合、そのセットした値が、清掃作業等でカッター駆動部
を循環箱より切り離した後、再度循環箱に装着した時も
不変であることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して説明する。
【0011】図1は、本発明による水中造粒装置の要部
縦断面図であり、図示されていない押出機で溶融化され
た樹脂をダイス1を通して紐状で押出し、循環箱2の下
から冷却水を注入してこの紐状樹脂を瞬時に冷却し、ダ
イス前面で回転しているカッター刃3によってペレット
化している状態を示している。
【0012】図中左側に示されるものはカッター駆動部
4を構成するビルトインモーター5で、このビルインモ
ータ5は、モーターフレーム6と、その両端に取り付け
られている前部側板7および後部側板8と、この両側板
7,8にベアリング9を介して支持されているモーター
軸10と、このモーター軸10に焼きばめされている回
転子11等から構成されている。
【0013】本発明において、モーター軸10の中心部
は中空とされ、この中空部にカッター軸12が挿入され
ている。このカッター軸12は、キー13を介してモー
ター軸10からトルク伝達されると共に軸方向移動可能
とされている。なお、カッター軸12の中空部の後端に
は6角レンチ14が挿入される6角穴が形成されてい
る。
【0014】ビルトインモーター5の前部側板7にはケ
ーシング15が取り付けられ、このケーシング15の内
径部にはカッター軸受16が軸方向移動可能に挿入され
ている。このカッター軸受16の内部には、カッター軸
12がベアリング(アンギュラ玉軸受)17を介して取
り付けられている。このベアリング17は、カッター軸
12とカッター軸受16の軸方向の遊びが皆無となるよ
うにベアリング押え18でプレロードされている。
【0015】カッター軸受16とケーシング15の間に
は、一端に平歯車、他端に雄ネジが設けられている微調
整ネジリング19が、ケーシング15の一端の内径部に
設けられている雌ネジと螺合して、軸方向移動可能に設
けられている。
【0016】ケーシング15の上部には、カッター軸1
2の軸方向移動を微調整する微調整装置20が取り付け
られている。
【0017】この微調整装置20は、図1および図2に
示すように、ハンドル21と、このハンドル21によっ
て回転するウォーム22およびウォームホィール23
と、このウォームホィール23と結合されているピニオ
ン24とからなり、このピニオン24に前記微調整ネジ
リング19の平歯車が噛み合っている。
【0018】前記ハンドル21を回転して回転トルクを
平歯車に伝達し、微調整ネジリング19を回転すること
により、このリング19は、ネジのリードに沿って軸方
向に移動する。なお、カッター軸12と微調整ネジリン
グ19は、ベアリング押え18を介して圧縮スプリング
25で、図1中右方向へ押し付けられているためネジ部
の遊びは、常に一定方向となり、微調整ネジリンク19
の回転と軸方向移動は正確に伝達される。
【0019】前記カッター軸受16の廻り止めと、カッ
ター軸12の軸方向移動を計測するため、ベアリング押
え18には、廻り止めバー26が取り付けられている。
このバー26は、ケージング15に設けた孔から外へ延
び、ケーシング15に取り付けられているダイヤルゲー
ジ27と係合されている。
【0020】図1に示すように、循環箱2は、ダイス1
と一体となるように図示しないボルトで縫い合わされて
いる。循環箱2のカッター駆動部4側には、環状のボス
28が突出して設けられている。このボス28の内径部
である挿入穴29には、カッター駆動部4のケーシング
15の先端ボス31が嵌合わされている。循環箱2のボ
ス28の端面30はダイス表面と平行で、その挿入穴2
9は、ダイス表面に対して直角度の精度を保持してい
る。また、ケーシング15の先端ボス31はカッター軸
12と同芯であり、この先端ボス31の外径部に設けら
れたフランジ32の端面33は、カッター軸12に対し
て直角度の精度を保持して循環箱2のボス28の端面3
0に締結されていることから、ダイス表面とカッター軸
12は、直角な状態が保持されている。これらのことか
ら、カッター駆動部4を循環箱2から切り離し、再度締
結してもダイス表面とカッター軸12の直角度は狂いな
く再現される。
【0021】次に、ダイス表面とカッター刃のスキマ調
整について説明する。
【0022】カッター駆動部4を循環箱2に締結した
後、ハンドル21を回転すると、ウォーム22が回転
し、その回転トルクがウォームホイール23とピニオン
24に伝わり、ピニオン24が微調整ネジリング19を
回転する。これによつて、微調整ネジリング19が微調
整ネジのリードに沿って軸方向に移動する。
【0023】従って、ダイス表面とカッター刃間にスキ
マがある状態から、接触状態にするためには、カッター
軸12がダイス表面方向に移動するようにハンドル21
を回転し、ダイス表面とカッター刃3の接触状態を、予
めカッター軸12の中空部の後端に形成されている6角
穴に6角レンチ14を挿入し、カッター軸12を回して
接触状態をつかみ、その時点で、ダイヤルゲージ27を
零目盛りに合わせる。
【0024】以上で、カッター刃3とダイス表面のスキ
マ調整は完了したことになるが、この状態からスキマを
設定してもよい。通常はスキマ零でカッティングに入る
ことが多い。
【0025】次に、カッター駆動部の着脱装置について
説明する。
【0026】循環箱2にカッター駆動部4を軸方向に確
実にワンタッチで固定するために、循環箱2のボス28
の外径部にリード6mmのネジ35が形成され、このネ
ジ35に着脱装置34の締結リング36がネジ起点をも
って組み合わされている。
【0027】図1および図3に示すように、締結リング
36のモーター側の周方向には、循環箱2に螺合される
ネジと間隔をおいて、等配してツメ37が数個所(実施
例では3ケ)設けられている。他方、カッター駆動部4
のケーシング15の先端ボス31に設けたフランジ32
の外径部にも、締結リング36のネジとツメ37の間に
納まるような突起したツメ38が数個所(実施例では3
ケ)設けられている。
【0028】次に、上記着脱装置の動作について説明す
る。
【0029】締結リング36をレバー39によって回転
し、各々3本のツメ37,38が重なり合わない位置に
戻すと、締結リング36は、リード6mmのネジによっ
て、1mm(60°/360°×6mm)軸方向に移動
し、各々のツメ37,38は、完全に開放された位置と
なって、カッター駆動部4は切り離しできる状態とな
る。なお、図4は、カッター駆動部4を台車40によっ
て後退させ、カッティング前にダイス1から溶融樹脂を
垂れ流している状態を示している。
【0030】次に、カッター駆動部4を台車40によっ
て前進し、カッター駆動部4を循環箱2に嵌め合わせ、
締結リング36を逆に回転して、各々3本のツメ37,
38を重なり合う位置に戻すことによって、カッター駆
動部4は循環箱2に締め付けられることになる。
【0031】図1および図4に示すようにカッター駆動
部4は、ビルトインモーター5の支持フランジ41の上
下に設けたスプリング42を介して台車40の支持台4
3上に載置され、このスプリング42を貫通するボルト
44によって台車40に締め付けられているので、カッ
ター駆動部4を循環箱2に締め付けても、台車40によ
って無理な押し上げや押し下げが発生せず、ダイス表面
とカッター軸12の軸芯が狂うことはない。また、締結
後も、押出機等からくる熱膨張によるカッター駆動部全
体の芯ずれもこのスプリング42で吸収されカッティン
グ不良を生じることはない。そのため、予めダイス表面
とカッター刃3の関係位置が調整されている場合でも、
締め付けによって関係位置が狂うようなことはなく、当
初微調整した値を再現できる。
【0032】次に、カッター刃のカッターホルダーへの
取付要領について説明する。
【0033】図5は、カッターホルダー46にカッター
刃3を取り付けた状態を示す図である。同図に示すよう
に、カッター軸12の先端端面45は軸芯に直角で、そ
の面45に厚さ方向が平行なカッターホルダー46が締
付ボルト47で締付けられている。トルク伝達は2本の
ピン48によって、カッター軸12からカッタ−ホルダ
ー46に伝達される。カッター刃3は、カッターホルダ
ー46のスリット溝49に座金50を介して取り付けら
れる。
【0034】図5および図6に示すように、複数のカッ
ター刃3をカッター軸12の先端端面45と同一平行度
を保つために、カッターホルダー46の端面51よりダ
イス表面までの距離をtmmとするカッター刃調整治具
52を用いる。
【0035】このカッター刃調整治具52は、平盤であ
る治具53と、この治具53の上面に載置されカッター
ホルダー46のカッター軸取付用のボルト穴に挿入され
る小径部と大径部とからなる段付ボス54と、カッター
ホルダー46を段付ボス54を介して締め付けるボルト
55とから構成されている。このボス54の大径部は、
治具53の刃先接触面56とカッターホルダー46の端
面51がtmmの距離で平行度を保つような厚さとされ
ている。
【0036】図7は、カッター刃と座金の図を示してい
る。本実施例は、少容量の造粒装置を対象としているの
で、カッター刃一枚当たりの負荷が小さい。そこで、カ
ッター刃3に、ノズル径よりも小さい厚さの焼き入れし
た帯状の板をワイヤーカットで成形したものを使用して
いる。
【0037】カッター刃3をカッターホルダー46に取
り付ける際には、カッターホルダー46のボルト穴に段
付ボス54を挿入して上から軽くボルト55で締め付
け、スリット溝49の傾斜に沿ってカッター刃3、座金
50を挿入し、カッター刃3の刃先全長を治具53の刃
先接触面56に接触させて締付ボルト57で締め付けて
行う。全てのカッター刃3の取り付けを終わったら、カ
ッターホルダー46を手廻して、接触状態を確認する。
これにより、カッター刃3とカッターホルダー46の端
面51の平行度が保たれる。上記したようにカッター刃
3は、薄くて、厚さが均一なため、このような簡単なカ
ッター刃調整治具52を用いてカッターホルダー46に
正確に取り付けることができる。
【0038】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、次のような効果を得ることができる。 (a)カッター駆動部、軸継手(軸方向自由のカップリ
ング)と、更にモーターを1つの台車に搭載した従来の
装置に比べ、本発明に係る装置は、モーターの軸受を応
用していることから、軸継手は不要となり、軸受けも簡
略でき、部品数も少なくなるので、コンパクトで取り扱
いが容易である。 (b)締結リングを採用して、脱着を迅速かつ正確に行
えることから、ダイスからの樹脂垂れ流しや、ダイス表
面の清掃作業を終えてからカッティングに入るまでの時
間の短縮ができる。 (c)ダイス表面とカッター刃の隙間調整後、カッター
駆動部を切り離し、再度締結してもダイス表面とカッタ
ー刃の関係位置を再現できる。 (d)カッター刃の厚さをダイスのノズル径よりも小さ
くできるので、カッター刃がノズルを通過する際、刃物
によって閉塞される時間帯が短くなり、カッティングに
よるトラブルが生じない。また、薄板の採用で加工が簡
単で安価に製作できる。 (e)長時間の運転でカッター刃が摩耗し切味が悪くな
った時、カッター刃が薄い板状であるため、運転を停止
することなく、外部からダイヤルゲージを見ながらカッ
ター刃をダイス表面側へ押圧して、カッター刃を適量摩
耗させて新しいエッジを形成し、運転開始時の状態にす
ることも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による水中造粒装置の要部縦断面図であ
る。
【図2】図1のA−A線断面図であり、カッター軸の軸
方向移動を微調整する微調整装置を示す図である。
【図3】図1のB−B線断面図であり、カッター駆動部
の着脱装置を示す図である。
【図4】カッター駆動部を循環箱から分離した状態を示
す図である。
【図5】カッターホルダーにカッター刃を取り付けた状
態を示す図であり、(a)は、(b)のC−C矢視図で
あり、(b)は(a)の側面図である。
【図6】カッター刃の調整要領を示す図である。
【図7】カッター刃と座金の正面図であり、(a)はカ
ッター刃、(b)は座金を示す。
【符号の説明】
1 ダイス 2 循環箱 3 カッター刃 4 カッター駆動部 5 ビルトインモーター 10 モーター軸 12 カッター軸 15 ケーシング 16 カッター軸受 17 ベアリング 18 ベアリング押え 19 微調整ネジリング 20 微調整装置 25 圧縮スプリング 28 ボス 29 挿入穴 30、33、45、51 端面 31 先端ボス 32 フランジ 34 着脱装置 40 台車 46 カッターホルダー 52 カッター刃調整治具 53 治具 56 刃先接触面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀江 邦弘 広島県広島市安芸区船越南1丁目6番1 号 株式会社日本製鋼所内 (72)発明者 牧田 哲生 広島県広島市安芸区船越南1丁目6番1 号 株式会社日本製鋼所内 (56)参考文献 特開 平4−25409(JP,A) 特開 平5−228923(JP,A) 特開 平7−171826(JP,A) 特開 平9−169027(JP,A) 特開 平10−296723(JP,A) 特開 平11−58372(JP,A) 特開 昭47−39159(JP,A) 特開 昭49−7365(JP,A) 特開 昭49−28650(JP,A) 特開 昭50−100155(JP,A) 特開 昭56−148510(JP,A) 特開 昭60−189406(JP,A) 特開 昭61−179706(JP,A) 特開 昭62−184811(JP,A) 特開2000−33616(JP,A) 特開2000−108121(JP,A) 実開 平5−35219(JP,U) 実開 昭56−98417(JP,U) 実開 昭58−62613(JP,U) 実開 昭58−110411(JP,U) 実開 昭62−38114(JP,U) 実公 昭45−10224(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29B 7/00 - 17/10 B01J 2/00 - 2/30 C08J 3/12 - 3/16

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビルトインモータ(5)のローターを支
    持するモーター軸(10)を中空とし、その中にカッタ
    ー軸(12)を軸方向移動可能に挿入し、モーター
    (5)の側板(7)に固定されているケーシング(1
    5)内に、カッター軸(12)を回転可能かつ軸方向移
    動不能に支持するカッター軸受(16)を軸方向移動可
    能に挿入し、ケーシング(15)とカッター軸受(1
    6)間に微調整ネジリング(19)をケーシング(1
    5)にネジ込んで設け、圧縮スプリング(25)でカッ
    ター軸受(16)を押圧すると共に微調整ネジリング
    (19)のネジ部の遊びを常に一方向に留め、微調整ネ
    ジリング(19)を回転して、カッター軸(12)の軸
    方向移動を微調整することを特徴とする熱可塑性樹脂の
    水中造粒方法。
  2. 【請求項2】 モーター軸(10)が中空とされている
    ビルトインモーター(5)と、モーター軸(10)内に
    軸方向移動可能に挿入されているカッター軸(12)
    と、ビルトインモーター(5)の側壁(7)に固定され
    ているケーシング(15)と、該ケーシング(15)内
    に軸方向移動可能に挿入され、カッター軸(12)を回
    転可能かつ軸方向移動不能に支持するカッター軸受(1
    6)と、前記ケーシング(15)とカッター軸受(1
    6)間にケーシング(15)にネジ込んで設けられてい
    る微調整ネジリング(19)と、カッター軸受(16)
    を押圧すると共に微調整ネジリング(19)のネジ部の
    遊びを常に一方向に留める圧縮スプリング(25)と、
    微調整ネジリング(19)を回転してカッター軸(1
    2)の軸方向移動を微調整する微調整装置(20)とか
    らなるカッター駆動部(4)を具備することを特徴とす
    る熱可塑性樹脂の水中造粒装置。
  3. 【請求項3】 前記カッター駆動部(4)のケーシング
    (15)の先端ボス(31)が挿入される循環箱(2)
    のボス(28)の外径部にネジ(35)を設け、該ネジ
    (35)に複数のツメ(37)を内径部に有する締結リ
    ング(36)を螺合し、前記カッター駆動部(4)の先
    端ボス(31)のフランジ(32)の外径部に、前記締
    結リング(36)のネジとツメ(37)の間に納まるよ
    うな複数のツメ(38)を設けてなるカッター駆動部用
    着脱装置(34)を有することを特徴とする請求項2記
    載の熱可塑性樹脂の水中造粒装置。
  4. 【請求項4】 前記カッター駆動部(4)は、ビルトイ
    ンモーター(5)の支持フランジ(41)の上下に設け
    たスプリング(42)を介して台車(40)の支持台
    (43)上に載置され、このスプリング(42)を貫通
    するボルト(44)によって台車(40)に締め付けら
    れていることを特徴とする請求項2または3記載の熱可
    塑性樹脂の水中造粒装置。
  5. 【請求項5】 前記カッター軸(12)の先端にカッタ
    ーホルダー(46)を介して取り付けられるカッター刃
    (3)の厚さは、ノズル径よりも小さくすることを特徴
    とする請求項2、3または4記載の熱可塑性樹脂の水中
    造粒装置。
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