JP4192170B2 - 押出機およびそのシリンダ交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、押出機およびそのシリンダ交換方法に関する。

種々の実験用として用いられる小型の押出機は、シリンダの分解、組換えを行うことが多い。このため、各シリンダの分解、組換えが容易な構成とする必要がある。シリンダ同士の結合方法としては、一般に、シリンダの両端にフランジを設けておき、フランジ部分を複数のボルトを用いて締結する方法が採用される場合が多い。しかしながら、この方法は実験用の小型の押出機には適当な方法とは言いがたい。フランジをボルトで締結する方法の場合、多数のボルトを交換しなければならず頻繁に交換する実験用としては適当でないこと、また、フランジを設けると押出機に必要な加熱源（ヒータ）、脱揮装置（ベント）や供給装置（サイドフィード）を取付ける寸法が取れないことがその理由である。

その為、小型のシリンダ同士の締結には、フランジの不要な全シリンダを通して締め付けるタイバーボルト締め付け方式が採用されることが多い。

図８〜図１０に、フランジを設けていない従来の小型の二軸押出機の中間シリンダ、ベントシリンダおよびサイドフィードシリンダの各シリンダの正面図および側面図を示す。なお、各図の(ａ)が正面図であり、(ｂ)が側断面図である。

図８に示す中間シリンダ１１０には、２つの円弧が連通した断面形状のスクリュ収納部１００と、その周辺にドリルジャケット１０１が形成されている。さらに、ドリルジャケット１０１の外側には位置決め用ピン穴１０２およびタイバーボルト用穴１０３が形成されている。図９に示すベントシリンダ１１１には、以上の構成の他、ベント穴１１３が形成されており、また、図１０に示すサイドフィードシリンダ１１２にはサイドフィード穴１１４が形成されている。また、各シリンダには、不図示のヒータが取り付けられている。

しかしながら、図８〜図１０に示す構造の押出機は、図１１に示すようにシリンダを交換する場合位置決めピンが抜けるまでシリンダをピンの軸方向に移動させる必要がある。ピンの軸方向への移動は、交換するシリンダのみならず、他のシリンダも軸方向に移動させて交換するシリンダを抜き取るスペースを確保する必要がある。

引用文献１にはシリンダをピンの軸方向に移動させることなく、シリンダの交換作業が可能な押出し機が開示されている。この押出機のシリンダは、下面に２本の溝が形成されており、これら２本の溝にタイロッドを嵌め込んで各シリンダの位置決めを行うようにしている。このような構成とすることでシリンダを上方に引き抜いて交換することができる。
特開平７−２６６４０５号公報

引用文献１に開示された構成の押出機は、分割バレル４（Ａ）〜４（Ｇ）の７つの分割バレル４が接続されている。これら各分割バレルには切欠溝１３の他、タイロッド１０が貫通する穴が２箇所形成されている。タイロッド１０は、切欠溝１３に嵌め込まれる他に分割バレル４（Ｇ）側から貫通穴にも挿通される。このため、分割バレル４（Ａ）以外の分割バレル４（Ｂ）〜４（Ｇ）を交換する場合には、交換に直接関係のない分割バレルの貫通穴に挿通されているタイロッド１０についても引き抜かないと交換することができない。このため、分割バレルを交換した後、交換に直接関係しなかった他の分割バレルの位置決めをしてタイロッド１０を挿通させる必要がある。

そこで、本発明は、交換に直接関係しないシリンダの位置決めを行うことなく、シリンダの交換を行うことができる押出機およびそのシリンダ交換方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の押出機は、スクリュ収納部が一方の接続面から他方の接続面へと貫通して形成されたシリンダの接続面を他のシリンダの接続面に接続してなる押出機において、シリンダの、シリンダの接続面を除く外壁面のうちの少なくとも一面には、隣接するシリンダとの位置決めのためのキー溝と、テーパ面を有する楔溝とが形成されており、楔溝に押込むことで隣接するシリンダ同士を接続する楔部を備えた接続部材を有することを特徴とする。

上記の通り構成された本発明の押出機は、位置決めのための位置決めピンが接合面に形成されているのではなく、位置決めのためのキー溝外壁面に形成されている。このため、従来、位置決めピンが抜ける位置までシリンダを移動させなけれならなかったが、本願発明はその必要がない。また、本発明の押出機のシリンダは、タイロッドを貫通させてシリンダを接続する構成ではなく、キー溝と同様にシリンダの外壁面に形成された楔溝に接続部材の楔部を押込んでシリンダ同士を接続する。このような構成のため、接続部材を取り外すことで、所望のシリンダのみの交換が可能であり、これにより他のすべてのシリンダの位置決めや接続をするといった必要はない。

また、接続部材は、一の面に形成された２つの楔部と、楔溝が形成された外壁面に立てられたピンまたは総ネジボルトが貫通する貫通穴とを有するものであってもよい。

あるいは、本発明の押出機は、シリンダの、楔溝が形成された外壁面、にはネジ穴が形成されており、接続部材は、一の面に形成された２つの楔部と、楔溝が形成された外壁面、に形成されたネジ穴に締め込むためのボルトネジが貫通する貫通穴とを有するものであってもよい。

本発明の押出機のシリンダの交換方法は、スクリュ収納部が一方の接続面から他方の接続面へと貫通して形成されたシリンダの接続面を他のシリンダの接続面と接続し、シリンダの接続面を除く外壁面のうちの少なくとも一面には、隣接するシリンダとの位置決めのためのキー溝と、テーパ面を有する楔溝とが形成されている押出機のシリンダの交換方法であって、キー溝に対してキーを取着する工程と、一の面に形成された２つの楔部を有する接続部材の各楔部を隣接するシリンダの各楔溝のそれぞれに対して挿抜する工程とを含む。

本発明によれば、所望のシリンダのみの交換が可能であり、他のすべてのシリンダの位置決めや接続をするといった必要はない。

図１(ａ)および図１(ｂ)に本実施形態の小型押出機に用いられるシリンダの正面図および側面図をそれぞれ示す。また、図２〜図７に本実施形態のシリンダの分解方法を説明するための分解斜視図を示す。なお、図２は３つのシリンダが接続された状態を示す。

シリンダ１は概ね立方形状で２つの円弧が連通した断面形状のスクリュ収納部５が接続面１０を貫通して形成されている。また、スクリュ収納部５の両側および上方にはキー溝２が形成されている。１つのシリンダ１につき、キー溝２は６箇所形成されている。これらキー溝２は溝断面が接続面１０に現れるように両側面１２および上面１１に彫り込んで形成されている。キー溝２はキー７を嵌め込むことでシリンダ１同士の位置決めを行うものであるので、キー溝２の位置はいずれのシリンダについても同じ位置に形成されている。キー溝２は、一のシリンダ１の接続面１０を他のシリンダ１に当接させることでキー７を嵌め込むことができる1つの溝を形成する。抜け止めボルト１８はキー溝２に嵌め込まれたキー７が抜け落ちるのを防止するためのボルトであり、抜け止めボルト１８のヘッドの部分でキー７をキー溝２内に押さえ込む。なお、抜け止めボルト１８はヘッドにフランジが設けられたものや、ワッシャと組み合わせて用いるものであってもよい。

上面１１および下面１３の接続面１０近傍には合計４箇所に楔溝８が互いに平行に形成されている。楔溝８の側壁は接続面１０に近い側は接続面１０に対して傾斜しているテーパ面８ａであり、このテーパ面８ａに対面する側壁は、接続面１０に平行な平行面８ｂとなっている。テーパ面８ａは楔溝８の底面から開口側に向けて開くように形成されている。このような形状の楔溝８は一のシリンダ１の接続面１０を他のシリンダ１に当接させ、一対で用いられる。すなわち、この一対の楔溝８内に後述する接続部材１４の２つの楔部１４ａがそれぞれ押込まれると楔部１４ａがテーパ面８ａを押し、一のシリンダ１と他のシリンダ１とが互いに押し付け合うこととなる。これにより一のシリンダ１と他のシリンダ１との接続がなされる。

楔溝８のテーパ面８ａから接続面１０までの間の領域には４つのピン穴１５が形成されている。このピン穴１５はピン１６を差し込むためのものであり、本実施形態では、1つのシリンダ１につき、１６個のピン穴１５が形成され、これらピン穴１５に合計１６本のピン１６が差し込まれている。

接続部材１４は２つの楔部１４ａが形成されている。２つの楔部１４ａは互いに平行に、接続部材１４の同一の面内に形成されており、楔部１４ａ間の距離は、一のシリンダ１と他のシリンダ１との接続面１０を当接させた際の楔溝８の距離と等しい。また、これら楔部１４ａの形状は、楔溝８に嵌り込んで楔効果を得るため、楔溝８のテーパ面８ａに対応する面と、平行面８ｂに対応する面とを有するものとなっている。

接続部材１４の２つの楔部１４ａの間にはピン穴１５に嵌め込まれたピン１６が貫通することができる貫通穴１４ｂが形成されている。接続部材１４の各楔部１４ａを楔溝８に嵌め込もうとすると接続部材１４の貫通穴１４ｂをピン１６が貫通する。この貫通したピン１６に留め部材１７を嵌め込んでいくことで楔溝８内に楔部１４ａが押込まれていく。そして、この楔効果によりシリンダ１は互いに固定される。つまり留め部材１７は楔溝８内への楔部１４ａの押込みと、押込んだ楔部１４ａが楔溝８から抜けてしまうのを防止する機能を有するものである。なお、ピン１６の代わりに総ネジのボルトを立て、留め部材１７として丸ナットで締め込むようにしてもよい。または、ピン１６の代わりに外壁面１１、１３にネジ穴を設けておき、六角ボルトを接続部材１４の貫通穴１４ｂに差し込んで前記ネジ穴に締め込んでいくものであってもよい。
［シリンダ交換方法］
次に、図２〜図７を用いて本実施形態のシリンダの交換方法について説明する。なお、ここでは、各図に示す３つのシリンダ１の符号を手前側からＡ、Ｂ、Ｃとして区別する。また、以下の説明は、中央に配置されているシリンダ１Ｂの交換についてのものである。

図２は、シリンダ１Ａ、１Ｂ、１Ｃが接続された状態を示す斜視図である。シリンダ１Ａと１Ｂはキー溝２に嵌め込まれたキー７によって位置決めされ、楔溝８に嵌め込まれた接続部材１４の楔効果によって互いに接続されている。シリンダ１Ｂと１Ｃも同様にして接続されている。

まず、図３に示すように、ヒータ６をシリンダ１Ａ、１Ｂから引き抜く。

次に、図４に示すように、下面１３側の留め部材１７をピン１６から引き抜き、シリンダ１Ａと１Ｂとを接続している接続部材１４を取り外す。シリンダ１Ｂと１Ｃとを接続している接続部材１４も同様にして取り外す。さらに、図５に示すように、上面１１側に接続部材１４も取り外す。これにより、シリンダ１Ａ、１Ｂ、１Ｃの機械的な接続は解除された状態となる。次いで、抜け止めボルト１８を緩め、各シリンダ１Ａ、１Ｂ、１Ｃを位置決めしているキー７をキー溝２から抜き取る（図５、図６）。

以上のようにして、図７に示すように、接続部材１４およびキー７を抜き取った後、シリンダ１Ｂを取り外す。シリンダ１Ｂの取り外しに際してシリンダ１Ａ、１Ｃは移動させる必要がない。つまり、取り外したいシリンダ１Ｂのみをシリンダ１Ａ、１Ｃの間から引き抜くだけでよい。なお、図７ではシリンダ１Ｂは横方向に取り出しているが、これは説明のためであり、実際には上方（矢印Ｚ方向）に取り外す。

なお、本実施形態では、楔溝８はシリンダの上面１１および下面１３に設け、キー溝２は上面１１および側面１２に設ける構成を示したが、これに限定されるものではなく、楔溝８およびキー溝２は、接続面１０以外の外壁面となる上面１１、側面１２および下面１３のいずれの面に設けるものであってもよい。

本発明における小型押出機のシリンダの一例の正面図および側面図をそれぞれ示す。 ３つの中間シリンダが接続された状態を示す斜視図である。 ヒータの取り外しを示す斜視図である。 下面側の接続部材を取り外した状態を示す斜視図である。 上面側の接続部材を取り外した状態を示す斜視図である。 キーを取り外した状態を示す斜視図である。 中央に配置されていたシリンダを取り外した状態を示す斜視図である。 従来の小型の二軸押出機における中間シリンダの一例の正面図および側面図である。 従来の小型の二軸押出機におけるベントシリンダの一例の正面図および側面図である。 従来の小型の二軸押出機におけるサイドフィーダシリンダの一例の正面図および側面図である。 従来の小型の二軸押出機におけるシリンダの交換に要するシリンダの移動を示す図である。

符号の説明

１ シリンダ
２ キー溝
５ スクリュ収納部
６ ヒータ
７ キー
８ 楔溝
８ａ テーパ面
８ｂ 平行面
１０ 接続面
１１ 上面
１２ 側面
１３ 下面
１４ 接続部材
１４ａ 楔部
１４ｂ 貫通穴
１５ ピン穴
１６ ピン
１７ 留め部材
１８ 抜け止めボルト

Claims (4)

1. スクリュ収納部（５）が一方の接続面（１０）から他方の接続面（１０）へと貫通して形成されたシリンダ（１）の前記接続面（１０）を他の前記シリンダ（１）の前記接続面（１０）に接続してなる押出機において、
   前記シリンダ（１）の、前記シリンダ（１）の前記接続面（１０）を除く外壁面（１１、１２、１３）のうちの少なくとも一面には、隣接する前記シリンダ（１）との位置決めのためのキー溝（２）と、テーパ面（８ａ）を有する楔溝（８）とが形成されており、前記楔溝（８）に押込むことで隣接する前記シリンダ（１）同士が接続する楔部（１４ａ）を備えた接続部材（１４）を有することを特徴とする押出機。
2. 前記接続部材（１４）は、一の面に形成された２つの楔部（１４ａ）と、前記楔溝（８）が形成された前記外壁面（１１、１３）に立てられたピン（１６）または総ネジボルトが貫通する貫通穴（１４ｂ）とを有する、請求項１に記載の押出機。
3. 前記シリンダ（１）の、前記楔溝（８）が形成された前記外壁面（１１、１３）にはネジ穴が形成されており、前記接続部材（１４）は、一の面に形成された２つの楔部（１４ａ）と、前記楔溝（８）が形成された前記外壁面（１１、１３）に形成された前記ネジ穴に締め込むためのボルトネジが貫通する貫通穴（１４ｂ）とを有する、請求項１に記載の押出機。
4. スクリュ収納部（５）が一方の接続面（１０）から他方の接続面（１０）へと貫通して形成されたシリンダ（１）の前記接続面（１０）を他の前記シリンダ（１）の前記接続面（１０）と接続し、前記シリンダ（１）の前記接続面（１０）を除く外壁面（１１、１２、１３）のうちの少なくとも一面には、隣接する前記シリンダ（１）との位置決めのためのキー溝（２）と、テーパ面（８ａ）を有する楔溝（８）とが形成されている押出機のシリンダの交換方法であって、
   前記キー溝（２）に対してキー（７）を取着する工程と、
   一の面に形成された２つの楔部（１４ａ）を有する接続部材（１４）の前記各楔部（１４ａ）を隣接する前記シリンダ（１）の前記各楔溝（８）のそれぞれに対して挿抜する工程とを含む押出機のシリンダの交換方法。

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