JP4547378B2 - 押出機用の漏れ防止供給ロール組立体 - Google Patents

Description

２００３年９月２日提出の「押出機用の漏れ防止供給ロール組立体」と称する米国仮出願番号６０／４９９，０７４号に対し合衆国法典３５章§１２０により恩典を請求する。
本発明は、押出機用の漏れ防止供給ロールに関するものである。特に、本発明は、押出機供給部でのエラストマー材料の漏れを低減するための供給ロール組立体に関するものである。

エラストマー材料の軟化又は溶融、混合、配合に使用される押出機スクリューは、３部分、すなわち供給部、軟化部又は溶融部、計量部を有している。押出機スクリューは、通常、回転するよう押出機バレル内に配置され、該バレルは、スクリュー供給部に隣接するホッパ部又は他の防護部と、ホッパ部又は他の防護部と反対側の、スクリュー計量部に近い排出端とを含んでいる。固体エラストマー材料は、作動時に、ホッパ部又は防護部を介して導入され、スクリュー供給部に送られ、そこで軟化又は溶融し始める。固体エラストマー材料は、次いで軟化部又は溶融部に送られ、そこで供給部でよりも高速で軟化又は溶融され、最終的に溶融状態に変換される。溶融材料は、軟化部又は溶融部から計量部へ送られ、押出機排出端へ運ばれ、そこで材料が、通常、フォーミングダイを通過する。

図１は、押出機供給部の従来型供給ロール組立体を示している。押出機の供給部１００はハウジング１０２内に収容され、ハウジングは孔１０４を有するバレル（図示せず）を含んでいる。供給部１００は、概して、減速歯車装置に取り付けられ、隣接するホッパ部又は防護部を含んでいる。軸方向に細長の押出機スクリュー１０６が、孔１０４内に配置され、減速歯車装置に回転可能に接続されている。押出機スクリュー１０６は、３区域又は３部分に分けられている。すなわち、押出機スクリュー１０６の入り口端部に位置する供給部１００と、押出機スクリューの出口端部に位置する計量部と、供給部１００と計量部との間に位置する転移部とである。

固体エラストマー材料は、押出機の作動中にホッパ部又は防護部を介してバレルの供給口１０８内へ導入される。固体エラストマー材料は、供給ロール１１２より押出機スクリュー１０６内へ装入され、スクリューにより転移部へ運ばれる。固体エラストマー材料は、転移部に沿って進むにつれて溶融状態に変えられて、計量部へすすむ。次いで、計量部が、通常、バレル出口端部に配置されたフォーミングダイを経て押出機から溶融材料を送出する。

押出機には、通常、従来型の回転従動補助供給ロール１１２が使用され、供給口１０８から供給部１００の押出機スクリュー１０６内へのエラストマー材料供給が容易にされる。エラストマー材料は、供給部１００の供給口１０８から装入されるさい、極めて剛性的で粘性を有しており、押出機スクリュー１０６の頂部でころがる傾向があり、従来型の供給ロール１１２の助けなしでは押出機スクリューのねじ山の間にはまり込むことができない。従来型の供給ロール１１２は、押出機スクリュー１０６の回転方向と逆方向に回転し、ロールニップを形成することで、押出機スクリュー１０６内へエラストマー材料をくわえ込み、衝突させる。押出機スクリュー１０６は、次いでエラストマー材料を転移部（図示せず）へ送入する。

図２には、従来型の供給ロール組立体が示されている。この従来型の供給ロール組立体２００は、供給ロール２０４の駆動軸端２０２を含み、該軸端は減速歯車装置に接続され、稼働中、供給ロール２０４を回転させる。供給ロール２０４は自由端２０６を含んでいる。供給ロール２０４の駆動軸端２０２と自由端２０６とは、供給ロール支持体２１０の支持アーム２０８に支持される。従来型の供給ロール組立体２００の使用に問題があるのは、供給部に発生する圧力により、エラストマー材料が、供給ロール２０４を取り囲む漏れ経路Ｌ内へ押し込まれる危険があるからである。

この漏れ経路Ｌは、支持アーム２０８と供給ロール２０４との隙間と、供給ロール支持体２１０と供給ロール２０４との上下の隙間と、供給ロール支持体２１０と供給ロール２０４との隙間（すなわち図１の符号Ｌ参照）とを含んでいる。供給ロール２０４が、押出機の作動の中断中にくまなくかつ規則的に清掃されない場合には、漏れ経路Ｌに溜まったエラストマー材料が硬化し、押出機が再作動するさい、供給ロール２０４をロックする。漏れたエラストマー材料は、スクラップか廃棄物となり、押出機の付加的な清掃や保守が必要なことから、収益減が生じる。漏れたエラストマー材料は、また押出機に著しい摩耗を生じさせ、押出機の摩耗が早まる。

従来型供給ロールを取り囲む漏れ経路を減少させる複数の試みが、技術上公知である。それらの試みの１つが、分離可能な回転シールリングと供給ロールハウジングの使用である。各回転シールリングが供給ロール端部に固定され、供給ロールと共に回転する。各シールリングは供給ロールの端部全体を取り囲んでいる。これらのシールリングは、押出機の作動中に漏れエラストマー材料を供給ロールの作業面へ戻すための溝を含んでいる。この設計では、また供給ロールハウジングによって供給ロールのほぼ五〇パーセントが取り囲まれている。供給ロールハウジングは、単一の一定の孔径を有している。この設計では、しかし、効果的な漏れ防止供給ロール組立体を得ることはできない。この設計では、供給ロールが取り囲まれるが、エラストマー材料を供給ロール端部シールから再び供給ロールの作業面の中央に向けることはできない。

工業分野には、過剰エラストマー材料の望ましいフィードバックを可能にし、かつ現在の押出機に供給ロール組立体をレトロフィットさせることのできる供給ロール組立体設計が必要とされている。

本発明は、押出機用の供給ロール組立体を含んでいる。供給ロール組立体は、駆動軸端と、中央ロール部分と、自由端とを含む供給ロールを有している。供給ロール組立体は、また少なくとも２つの外殻ハウジング部分を含む単一の外殻ハウジングを有し、しかも、この外殻ハウジングが、供給ロールの中央ロール部分の少なくとも五〇パーセントを遮蔽している。
複数のシール板が、各外殻ハウジング部分の外面に隣接配置されている。各シール板には、シール板穴が設けられている。
各シール板のシール板穴の内周面には、少なくとも１つの溝が設けられている。
各シール板の外面に隣接して複数の端板が配置されている。
各端板の内面には、少なくとも１つの溝が設けられている。
各端版には、端版穴が設けられている。

本発明は、押出機供給部でのエラストマー材料漏れを低減するための供給ロール組立体に関するものである。エラストマー材料漏れの低減には、外殻、供給ロールシール板、供給ロール端板が使用される。外殻は変化する穴直径を有し、それによって、供給部の作業面へ端部シールからエラストマー材料を戻す再方向付けが助けられる。供給ロールシール板及び供給ロール端板は、各々、供給部へエラストマー材料を戻すのを助ける１つ以上の溝を含んでいる。外殻、供給ロールシール板、供給ロール端板、供給ロールスクレーパは、各々、固体の乾燥潤滑剤コーティングで被覆され、摩擦を低減することができる。本発明により、過剰エラストマー材料の望ましいフィードバックが得られ、かつ現在の押出機に対し供給ロール組立体のレトロフィットが可能になる。

本発明は、押出機供給部でのエラストマー材料漏れを低減するための供給ロール組立体に関するものである。エラストマー材料の漏れを低減するために、外殻、供給ロールシール板、供給ロール端板が使用される。エラストマー材料は、外殻の、変化する穴直径と、供給ロールシール板及び供給ロール端板双方に設けられた溝とを利用して供給部に戻される。外殻、供給ロールシール板、供給ロール端板、供給ロールスクレーパは、各々、固体の乾燥潤滑剤コーティングで被覆されることで、摩擦が低減されている。本発明により、過剰エラストマー材料の望ましいフィードバックが得られ、現行の押出機に対し供給ロール組立体のレトロフィットが可能である。

本発明は、外殻又は囲い板２より供給ロールの一部を囲む一方、供給ロールの作用面の一部を供給口部分に露出させたままの供給ロール組立体を提供するものであり、この場合、エラストマー材料は、押出機の供給部へ導入されることにより、押出機スクリューへ向って供給ロールによって搬送される。本発明は、また供給ロールの周部の一部を取り囲むシール板と、供給ロールの端部全体を覆う端板とを提供する。本発明により得られる密な隙間を通過して漏出しようとするエラストマー材料は、すべて供給口の作業流れ経路内へポンプ式に戻される。シール板と端板とは、各々溝を有し、該溝が、エラストマー材料を供給口の流れ経路内へポンプ式に戻すのを補助する。

外殻又は囲い板は、変化する直径による隙間を有する穴を含み、該隙間が、またエラストマー材料を供給口の流れ経路内へポンプ式に戻すのを補助する。外殻、シール板、端板、供給ロールスクレーパは、各々固体の乾燥潤滑剤で被覆され、シール面とエラストマー材料との摩擦を低減する。供給ロール組立体は、従来型の供給ロールを使用している押出機を容易にレトロフィットすることが可能である。供給ロールのこの囲い込みと、供給口の流れ経路へのエラストマー材料の能動的な再方向付けとによって、漏れエラストマー材料がスクラップ又は廃棄物となる問題、押出機の付加的清掃及び保守による収益減、押出機の早い摩耗の原因等が除去される。

図３は、本発明による、押出機供給部の供給ロール組立体を示したものである。押出機の供給部３００は、孔３０４を有するバレル（図示せず）を含むハウジング３０２に囲まれている。供給部３００は、概して減速歯車装置に取り付けられ、隣接するホッパ部及び他の防護部を含んでいる。孔３０４内には、軸方向に細長の押出機スクリュー３０６が配置され、減速歯車装置に回転可能に接続されている。押出機スクリュー３０６は３区域又は３部分に分けられている。すなわち、押出機スクリュー３０６の入り口端部に位置する供給部３００と、押出機スクリュー３０６の出口端部に位置する計量部と、供給部３００／計量部間に位置する転移部とである。

固体のエラストマー材料は、押出機の稼働中に、ホッパ部又は防護部を介してバレル供給口３０８へ装入され、供給ロール組立体３１０内へ入れられる。固体エラストマー材料は、供給ロール組立体３１０から供給ロール３１２によって押出機スクリュー３０６へ送られ、そこから転移部へ送られる。固体エラストマー材料は転移部に沿って進む間に溶融状態に変えられて、計量部へ送られる。計量部は、溶融エラストマー材料を、通常は、バレル出口端に配置されたフォーミングダイを介して押出機から搬出する。

供給ロール組立体３１０は定置ロールシール板３１４を含み、該シール板が供給ロール３１２の各端部に結合されている。定置ロールシール板３１４は、供給ロール３１４の駆動軸と自由端との少なくとも７５パーセントを取り囲んでいる。外殻３１６は、供給ロール３１２の少なくとも５０パーセントを遮蔽している。ロール端板３１８は、定置ロールシール板３１４の外面に結合されている。スクレーパ３２０は、供給ロール３１２の下部に配置されている。定置ロールシール板３１４及びロール端板３１８は、らせん状のシール溝を有し、該シール溝が、回転供給ロール３１２と定置シール板３１４との密な隙間に入るエラストマー材料を捕集する。定置ロールシール板３１４とロール端板３１８とのシール溝は、定置ロールシール板３１４及びロール端板３１８に対する供給ロール３１２の相対運動によって、エラストマー材料を再方向付けして供給ロール３１２の作業面３１１へ戻す。

供給ロール３１２は、部分的に外殻３１６によって取り囲まれている。外郭３１６は、供給ロール３１２の少なくとも５０パーセントを遮蔽し、供給ロール３１２の供給面から落ちるエラストマー材料のスライバを捕集する。外殻３１６と供給ロール３１２との隙間は、両端部から作業面３１１の中央へ向って増大している。この隙間の増大によって、エラストマー材料は、供給ロール３１２の作業面３１１の中央へ向けられ、供給流内へ戻される。外殻３１６の穴３１７の内面は、エラストマー材料が外殻３１６に付着するのを防止するために、摩擦低減コーティングで被覆されている。

ロールシール板３１４は、供給ロール３１２の両端の周部のほぼ７５パーセントを取り囲んでいる。外殻３１６は、供給ロール３１２の残りの周部の、ロールシール板３１４より僅かに少ない部分を取り囲んでいる。ロール端板３１８は、供給ロール３１２の端部に密接している。ロールシール板３１４とロール端板３１８とに設けられたらせん状の溝は、ロールシール板３１４とロール端板３１８との隙間に入り込もうとするエラストマー材料を捕集し、再方向付けする。粘着防止コーティングが、ロールシール板３１４とロール端板３１８との表面に施され、それによってエラストマー材料との摩擦が低減されている。両ロールシール板３１４の穴３１５は外殻３１６の両外端部の穴３１７より小さい。
外殻３１６は増大する穴直径を有し、これによって供給ロール３１２との隙間を変化させることで、エラストマー材料が供給ロール３１２の作業面３１１の中央へ再方向付けされる。

図４は、本発明による供給ロール組立体の図である。供給ロール組立体４００は、供給ロールの少なくとも５０パーセントを遮蔽する複数外殻部分４０２を含んでいる。各外殻部分４０２は、また内面４０４と外面４０６とを含んでいる。各外殻部分４０２は、また穴４０８を含み、該穴は直径が変化し、それにより供給ロールとの隙間が変化し、それによってエラストマー材料は、穴４０８の外端から供給ロール作業面中央へ再方向付けされる。エラストマー材料は、ホッパから外殻４０２の頂部４１０をこえて供給口を経て供給される。外殻４０２の頂部４１０は、下方へ向って供給ロールのほうへ湾曲していることで、エラストマー材料の流れを容易にしている。外殻４０２の頂部４１０と穴４０８とは、固体の乾燥潤滑剤によりコーティングされ、エラストマー材料の流れを容易にしている。

定置ロールシール板４１２は、外殻部分４０２の外面４０６に結合されている。ロールシール板４１２は、供給ロール両端周部の少なくとも７５パーセントを覆っている。各ロールシール板４１２は、内面４１４と外面４１６とを含んでいる。各ロールシール板４１２の頂部４１３は、各外殻部分４０２の頂部の長さより長く延び、供給ロールのほうへ下向きに先細になっている。各ロールシール板４１２は、またシール板穴４１８を含み、該穴は外殻穴４０８より直径が小さい。シール板穴４１８の表面には、らせん状のシール板溝４２０が設けられている。らせん状シール板溝４２０は、供給ロールの作業面部分中央へエラストマー材料を再方向付けするのを助ける。ロールシール板４１２の内面４１４と、シール板穴４１８と、らせん状シール板溝４２０とは、固体乾燥潤滑剤でコーティングされることで、エラストマー材料の流れが容易にされている。

定置ロール端板４２２は、各ロールシール板４１２の外面に結合されている。各ロール端板４２２は、内面４２４と外面４２６とを有している。各ロール端板４２２の内面４２４には、らせん状端板溝４２８が設けられている。らせん状端板溝４２８は、エラストマー材料をシール板溝４２０へ向って再方向付けするのを助け、該シール板溝は、次いで供給ロールの作業面部分の中央へエラストマー材料を再方向付けする。ロール端板４２２は、また端板穴４３０を含んでいる。端板穴４３０はシール板穴４１８より直径が小さく、供給ロール端部に密にかん合している。ロール端板４２２の内面４２４と、端板溝４２８と、端板穴４３０とは、エラストマー材料の流れを容易にするために、固体乾燥潤滑剤でコーティングされている。供給ロール組立体４００を固定するために、固定具４３２が使用されている。

図５（ａ）は、図４に示した供給ロール組立体の外殻ハウジング４０２の側面図であり、図５（ｂ）はその断面図である。各外殻ハウジング４０２の穴４０８は、各外殻ハウジング４０２の内面４０４から外面４０６へ向って直径が変化している。外殻穴４０８は、図５（ｂ）に示すように、内側直径５００と外側直径５０２とを含んでいる。外殻穴４０８は、内側直径５００から外側直径５０２へ直径が漸増しており、このため供給ロールとの隙間が変化している。この変化する隙間により、外殻穴４０８の外端から供給ロール作業面部分の中央へ、エラストマー材料の再方向付けが助けられる。
本発明の基礎にある原理を逸脱することなしに多くの変化形や変更態様が可能であることにかんがみ、本発明に与えられるべき保護範囲を理解するには、特許請求の範囲を参照するのがよい。

押出機供給部の従来型供給ロール組立体を示す図。 従来型供給ロール組立体の図。 押出機供給部の、本発明による供給ロール組立体を示す図。（実施例１） 本発明による供給ロール組立体を示す図。（実施例２） （ａ）は、図４に示した供給ロール組立体の外殻ハウジング部分４１４の側面図、（ｂ）該外殻ハウジング部分の断面図。

符号の説明

１００ 従来型供給ロールの供給部
１０２ ハウジング
１０４ 孔
１０６ 押出機スクリュー
１０８ 供給口
１１２ 供給ロール
２００ 従来型の供給ロール組立体
２０２ 駆動軸端
２０４ 供給ロール
２０６ 供給ロール自由端
２０８ 供給ロール支持体の支持アーム
２１０ 供給ロール支持体
３００ 本発明による押出機供給部
３０２ ハウジング
３０４ ハウジングの孔
３０６ 押出機スクリュー
３０８ 供給口
３１０ 供給ロール組立体
３１１ 供給ロール作業面
３１２ 供給ロール
３１４ 供給ロールシール板
３１５ 穴
３１６ 外殻
３１８ 供給ロール端板
３２０ スクレーパ
４００ 供給ロール組立体
４０２ 外殻部分
４０４ 外殻部分の内面
４０６ 外殻部分の外面
４０８ 外殻の穴
４１０ 外殻頂部
４１２ 供給ロールシール板
４１３ シール板の頂部
４１４ シール板の内面
４１６ シール板の外面
４１８ シール板の穴
４２０ シール板の溝
４２２ 供給ロールの端板
４２４ 端板の内面
４２６ 端板の外面
４２８ 端板の溝
４３０ 端板の穴
４３２ 固定具
５００ 外殻の穴の内側直径
５０２ 外殻の穴の外側直径

Claims (11)

1. 押出機用の供給ロール組立体において、
   駆動軸端と、中央ロール部分と、自由端とを有する供給ロールと、
   少なくとも２つの外殻ハウジング部分を含み、供給ロールの中央ロール部分の少なくとも５０パーセントを遮蔽する外殻ハウジングと、
   各外殻ハウジング部分の外面に隣接配置された複数のシール板と、
   各シール板のシール板穴と、
   各シール板のシール板穴の内周部に設けられた複数の溝と、
   各シール板の外面に隣接配置された複数の端板と、
   各端板の内面に設けられた複数の溝と、
   各端板に設けられた端板穴とを含む、押出機用の供給ロール組立体。
2. 前記各外殻ハウジング部分が、変化する内径を含んでいる、請求項１に記載された供給ロール組立体。
3. 各ロール端板に設けられた前記各溝が一定の幅を有している、請求項１に記載された供給ロール組立体。
4. 各シール板に設けられた前記各溝が一定の幅を有している、請求項１に記載された供給ロール組立体。
5. 前記外殻ハウジングが２つの外殻ハウジング部分を有し、
   前記複数のシール板の各々が、それぞれの外殻ハウジング部分の外面に隣接配置され、各シール板が複数の溝を有しており、
   前記複数の端板の各々が、それぞれのシール板の外面に隣接配置され、各端板が複数の溝を有している、請求項１に記載された供給ロール組立体。
6. 前記各外殻ハウジング部分が、変化する内径を含んでいる、請求項５に記載された供給ロール組立体。
7. 各ロール端板に設けられた前記各溝が一定の幅を有している、請求項６に記載された供給ロール組立体。
8. 各シール板に設けられた前記各溝が一定の幅を有している、請求項６に記載された供給ロール組立体。
9. 各シール板に設けられた前記各溝が一定の幅を有している、請求項７に記載された供給ロール組立体。
10. シール板の少なくとも１つの溝と、端板の少なくとも１つの溝とが、供給ロール組立体の作動中に、エラストマー材料を供給ロールの中央ロール部分へ再方向付けて戻すように構造的に協働する、請求項１に記載された供給ロール組立体。
11. シール板の前記溝と端板の前記溝とが、供給ロール組立体の作動中に、エラストマー材料を供給ロールの中央ロール部分へ再方向付けて戻すために、構造的に協働する、請求項９に記載された供給ロール組立体。

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