JP4034124B2 - 押出機用スクリュー及びその製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出機に用いられるスクリューに関するもので、特に、押出物の脈動を低減するためのスクリューの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤトレッド、サイドウォールなどの、ある決められた断面形状が要求されるゴム部材を作製する場合には、通常、スクリューを用いた押出機が使用さている。例えば、タイヤトレッドの押出工程においては、練り上げられたトレッド用配合ゴム材を熱入れロールで加熱して軟らかくし、これを、図３に示すような、押出機５０のホッパー５１に供給し、スクリュー５２により上記ゴム材をシリンダ５３の先端側に搬送し、シリンダ５３の先端側に取付けられたヘッド５４の口金５５から押出すことにより、上記ゴム材を予め設定された断面形状に成形して押出し、その後冷却して必要長さに切断するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記押出機５０は一般に押出機長さ（Ｌ／Ｄ）が短いことから、成形されるゴム材の形状がスクリュー５２の回転の影響を受け易い。そのため、スクリューの構造を変更するなどして押出量（吐出量）を増加させた場合には、吐出の脈動が大きくなってしまうといった問題点があった。
例えば、図４に示すように、全体が２条ネジ構造で、ホッパー口５１ｓ側のみを１条ネジ構造とした高吐出タイプのスクリュー６２を用いた場合には、吐出量は従来に比べて増加するが、上記１条ネジ構造部で供給されたゴム材全てをシリンダ５３内に押し込めようとするため、ホッパー口５１ｓ近傍ではスクリュー６２のフライト部６２Ｆに作用するゴム材からの圧力変動が大きくなる。したがって、図５に示すように、吐出される押出物Ａの脈動も大きくなり、ゲージ変動が増加してしまうといった問題点があった。
特に、押出物がトレッドなどの場合には、上記ゲージ変動がタイヤのユニフォミティやバランスに悪影響を及ぼすので、押出量を増加させた場合でも脈動を低減することのできるスクリューの開発が望まれている。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、高い吐出量を維持しながら、押出物の脈動を低減することのできる押出機用スクリューを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、押出機のシリンダの後部に設けられたホッパー口から供給される、ロールで熱入れされたゴム材を、上記シリンダに回転可能に支持されたスクリューで搬送し、このゴム材を、上記シリンダの先端部に取付けられた口金から予め設定された断面形状に成形して押出す押出機に用いられるスクリューであって、フライト高さが当該スクリューの直径よりも低く、かつ、このフライト高さが当該スクリューの直径よりも低くなる範囲が、最大で前，後９０度の範囲であることを特徴とするものである。これにより、スクリュー押出圧，吐出圧を均一化することができるので、押出量を増加させた場合でも、押出物のゲージ変動を低減することが可能となる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の押出機用スクリューにおいて、上記ホッパー口を横切る部位のフライト高さを、スクリュー直径の２〜６％だけ低くしたもので、これにより、吐出能力の向上と脈動の低減とを確実に実現することが可能となる。
【０００６】
また、請求項３に記載の発明は、押出機用スクリューの製造方法であって、既存の押出機用スクリューのホッパー口を横切る部位のフライト高さが、当該スクリュー直径の２〜６％だけ低くなるように、上記部位のスクリュー外周部を、最大で前，後９０度の範囲にわたって切削して、上記スクリューを作製するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本実施の形態に係る押出機用スクリューを備えた押出機１０の概要を示す模式図で、１１は容器であるシリンダ、１２は上記シリンダ１１内に回転可能に装着されたスクリュー、１３は図示しない熱入れロールで加熱されたゴム材をシリンダ１１内に投入するためのホッパー、１４は上記シリンダ１１の先端側に設けられたヘッド、１５はこのヘッド１４の先端側に取付けられた口金で、この口金１５は、必要とされる所定の断面形状に成形するための開口部１５ａを有する部材で、押出物の種類により交換可能なように、上記ヘッド１４に対して着脱可能に取付けられる。
【０００８】
本例では、スクリュー１２として、図２にも示すように、全体が２条ネジ構造で、ホッパー１３の、シリンダ１１の入り口にかかる箇所である、ホッパー口１３ｓ側のみが１条ネジ構造を有するとともに、ホッパー口１３ｓを横切る位置にあるスクリューフライト部１２ｚの高さが、スクリュー１２の直径Ｄよりも所定量ｄだけ低くなるように、上記フライト部１２ｚの外周部を角度θの範囲わたってスムーズに切削したものを用いた。具体的には、上記ｄをスクリュー１２の直径Ｄの４％前後とした。なお、上記θとしては最大で前，後９０度の範囲とした。なお、下流側のフライト部１２ａの高さは、スクリュー１２の直径Ｄと同じである。
これにより、ホッパー口１３ｓ近傍では、材料戻りが発生するので、ホッパー口１３ｓから投入されたゴム部材は全てシリンダ１１内に押し込められることがない。したがって、ホッパー口１３ｓ近傍での上記フライト部１２ｚへの圧力変動が低減され、押出圧が均一化される。したがって、口金１５の開口部１５ａから押出される押出物の吐出量も均一化されるので、押出物のゲージ脈動を軽減することができる。
上記構成のスクリュー１２を搭載した押出機を用いて、実際にトレッドを押出成形したところ、吐出量は、上記図４に示した、高吐出タイプの押出機用スクリュー６２を用いたときの吐出量と同等で、従来に比べて増加（約２０％）しているにもかかわらず、トレッドのゲージ変動は、上記スクリュー６２を用いた場合のゲージ変動（０．３ｍｍ）の半分（０．１５ｍｍ）に低減した。
【０００９】
なお、上記実施の形態では、従来例の高吐出タイプのスクリュー６２を改良し、吐出量を維持しながら押出物のゲージ変動を低減したが、本発明の対象は上記スクリュー６２に限るものではなく、例えば、全体が１条ネジ構造のスクリューなど他の構造のスクリューに対しても適用可能である。
また、上記例では、既存の押出機用スクリュー１２のホッパー口１３ｓを横切る部位のフライト部１２ｚの外周部を切削したが、新たに押出機用スクリューを作製する場合には、予め、スクリューのホッパー口を横切る部位のフライト部の高さがスクリュー１２の直径の４％前後低くなるよう作製すればよい。
また、ホッパー口１３ｓを横切る部位のスクリューフライト部１２ｚの高さとしては、スクリュー直径の２〜６％だけ低くすればよい。上記低くする量ｄが２％に満たないと、材料戻りが少なく、押出物の脈動を十分に低減することができなくなる。また、６％を超えると、ゴム部材をスムーズにシリンダ１１内に押し込めないので、吐出量の均一化が損なわれる。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、押出機用スクリューのホッパー口を横切る部位のフライト高さが当該スクリューの直径よりも低く、かつ、このフライト高さが当該スクリューの直径よりも低くなる範囲が、最大で前，後９０度の範囲になるようにしたので、スクリュー押出圧，吐出圧を均一化することができ、高い吐出量を維持しながら押出物のゲージ変動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態に係る押出機の構成を示す図である。
【図２】 本実施の形態に係る押出機用スクリューの部分拡大図である。
【図３】 従来の押出機の構成を示す図である。
【図４】 高吐出タイプの押出機用スクリューの構成を示す図である。
【図５】 押出物のゲージ変動を説明するための図である。
【符号の説明】
１０ 押出機、１１ シリンダ、１２ スクリュー、
１２ａ，１２ｚ スクリューフライト部、１３ ホッパー、１３ｓ ホッパー口、１４ ヘッド、１５ 口金、１５ａ 開口部。

Claims (3)

  1. 押出機のシリンダの後部に設けられたホッパー口から供給される、ロールで熱入れされたゴム材を、上記シリンダに回転可能に支持されたスクリューで搬送し、このゴム材を、上記シリンダの先端部に取付けられた口金から予め設定された断面形状に成形して押出す押出機に用いられるスクリューであって、上記スクリューのホッパー口を横切る部位のフライト高さが当該スクリューの直径よりも低く、かつ、このフライト高さが当該スクリューの直径よりも低くなる範囲が、最大で前，後９０度の範囲であることを特徴とする押出機用スクリュー。
  2. 上記ホッパー口を横切る部位のフライト高さを、スクリュー直径の２〜６％だけ低くしたことを特徴とする請求項１に記載の押出機用スクリュー。
  3. 既存の押出機用スクリューのホッパー口を横切る部位のフライト高さが、当該スクリュー直径の２〜６％だけ低くなるように、上記部位のスクリュー外周部を、最大で前，後９０度の範囲にわたって切削することを特徴とする押出機用スクリューの製造方法。
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