JP6348216B1 - 二軸押出機用バレルブロックおよび二軸押出機 - Google Patents

Abstract

【課題】二軸押出機用バレルブロック相互の接合に際し、その接合部の倒れ込み量を制限しつつ、シリンダの周囲の接触状態を均一にすることで、当該バレルブロック相互間からの原料の漏出を無くする技術を提供する。【解決手段】シリンダ７を備えたバレル３を構成するための二軸押出機用のバレルブロック３ｐは、両端に接合部を有する。第１の接合部２６には、スクリュ２の挿通孔２１の第１の開口２１ａの周縁に第１の内側接合面２６ａが形成され、第１の内側接合面２６ａの外周側に第１の逃げ面２６ｃ、および第１の外側接合面２６ｅが形成されている。第１の外側接合面２６ｅは、複数の第１のボルト孔２４の外周側に設けられている。第１の外側接合面２６ｅは第１の内側接合面２６ａよりも第２のブロック端面２０ｂの側に窪ませて形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、二軸押出機のバレルを構成する複数の二軸押出機用バレルブロックにおいて、これらバレルブロックを相互に接合するための技術に関する。

二軸押出機は、２本のスクリュを回転可能に収容するシリンダを有するバレルを具備している。バレルは、ブロック化された複数の二軸押出機用バレルブロックを相互に接合させて一体化されている。各バレルブロックは、その両端に設けられた接合部と、接合部相互間を貫通させて構成されたシリンダ構成部と、を備えている。

ここで、例えば、二軸押出機用の複数のバレルブロックを、所定の方向に沿って並べて、隣り合うバレルブロックの接合部を相互に接触させる。この状態で、締結ボルトによって接合部を相互に接合する。このとき、複数のバレルブロックが相互に接合された一連のバレルが構成される。バレルには、複数のシリンダ構成部が相互に繋がった一連のシリンダが構成される。これにより、二本のスクリュを回転可能に収容するシリンダを有する二軸押出機のバレルが実現される。

二軸押出機において、シリンダに投入された原料は、同時に回転する２本のスクリュによって搬送されつつ混練される。この後、混練物を、例えば、一定形状（輪郭）の隙間（吐出口）から押し出す。これにより、所定の形状（輪郭）を有する製品が加工される。

特開昭５０−１５６００７号公報

ところで、シリンダに沿って搬送される原料としては、例えば、粘度が高い原料や、粘度が低い原料のみならず、流動性を有する液体原料など、様々な原料が適用されている。そして、シリンダの内部は、高圧の環境下となっている。このため、シリンダ内を搬送される原料には、常に、高い圧力が作用する。そうすると、例えば、シリンダの内部圧力の程度や、シリンダ内を搬送される原料の種類によっては、当該原料の一部が、混練中に、バレルブロック相互間（即ち、接合部相互間）から漏出するおそれがある。

そこで、特許文献１には、スクリューケーシング（即ち、バレルブロック）の両端のフランジ状接合部において、スクリュ孔（即ち、シリンダ）の周囲を突出させた技術が提案されている。かかる技術によれば、スクリューケーシングを相互に接合させる際に、スクリュ孔の周囲が互いに密に接触する。このようにして、スクリューケーシング相互間（即ち、接合部相互間）からの原料の漏出防止が図られている。

しかし、特許文献１の技術では、スクリューケーシング相互の接合に際し、締結ボルトの締め込み量に応じて、フランジ状接合部が倒れ込んでしまう場合がある。この場合、当該接合部の倒れ込み量の程度によっては、上記のスクリュ孔の周囲で片当たりが生じ、接触状態（例えば、接触圧）を均一に維持することができなくなる。そして、スクリュ孔の周囲に沿って接触圧の弱い部分が発生すると、その部分から原料が漏出してしまうおそれがある。

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、二軸押出機用バレルブロック相互の接合に際し、シリンダの周囲を密に接触させるとともに、その接触状態を均一にすることで、当該バレルブロック相互間からの原料の漏出を無くする技術を提供することにある。

かかる目的を達成するために、実施形態の二軸押出機用バレルブロックは、２本のスクリュを回転可能に収容するシリンダが設けられたバレルを構成するための両端に接合部が形成された二軸押出機用バレルブロックであって、一方の端面となる第１のブロック端面と、第１のブロック端面とは反対側に位置し、他方の端面となる第２のブロック端面と、第１のブロック端面と第２のブロック端面とをつなぐ４つのブロック側面と、を有する直方体状のブロック本体と、第１のブロック端面の外周縁および第２のブロック端面の外周縁より、それぞれ外周側へ向けて突出させて形成された矩形枠状の第１のフランジ部および第２のフランジ部と、第１のフランジ部および第２のフランジ部に、それぞれブロック本体を囲うように間隔を空けて設けられた複数の第１のボルト孔および第２のボルト孔と、第１のブロック端面から第２のブロック端面までを真っ直ぐに貫通することにより形成されたスクリュの挿通孔を規定するシリンダ構成部と、を備え、第１のブロック端面と第１のフランジ部の端面とにより構成される第１の接合部は、スクリュの挿通孔の開口の周縁を連続して囲う第１の内側接合面と、第１の内側接合面の外周側に、第２のブロック端面の側に窪ませて形成された第１の逃げ面と、複数の第１のボルト孔を囲うように、複数の第１のボルト孔の外周側に、第１の逃げ面から第２のブロック端面とは反対の側に突出させた第１の突出部の先端に形成された矩形枠状の第１の外側接合面と、を有し、第１の外側接合面は第１の内側接合面よりも第２のブロック端面の側に窪ませて形成されている。

本発明によれば、二軸押出機用バレルブロック相互の接合に際し、シリンダの周囲を密に接触させるとともに、その接触状態を均一にすることで、当該バレルブロック相互間からの原料の漏出を無くする技術を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る二軸押出機の全体構成を示す断面図。 本発明の一実施形態に係る二軸押出機用バレルブロックの構成を示す斜視図。 図２のＦ３−Ｆ３線に沿う断面図。 一実施形態に係る二軸押出機用バレルブロック相互の接合状態を示す断面図。 一実施形態に係る二軸押出機用バレルブロック相互の接合状態における解析結果を模式的に示す画像図。 従来の形態に係る二軸押出機用バレルブロック相互の接合状態における解析結果を模式的に示す画像図。

図１に示すように、一実施形態に係る二軸押出機１は、２本のスクリュ２と、一連のバレル３と、押出機本体４と、を有している。バレル３は、その基端が押出機本体４に固定され、ベース５から立ち上げられた複数の支柱６によって、水平方向に沿った姿勢で支持されている。

上述のバレル３は、後述する二軸押出機用の複数のバレルブロック３ｐを相互に接合させて一体化され、一方向に沿って連続する一連のシリンダ７を有している。シリンダ７は、後述する複数のシリンダ構成部３ｂを相互につなげて構成されている。２本のスクリュ２は、押出機本体４に連結された状態で、シリンダ７に回転可能に収容されている。図１には、片方のスクリュ２のみが示されている。

バレル３には、シリンダ７に加えて、原料の供給口８と、混練物の吐出口９と、が設けられている。
さらに、バレル３には、加熱装置１０（例えば、ヒータ）が取り付けられている。加熱装置１０は、バレル３を加熱して、予め設定した温度に維持可能に構成されている。

押出機本体４は、駆動機構４ａと、コントローラ４ｂと、を備えている。
コントローラ４ｂは、駆動機構４ａに備えられたモータ４ｍの回転を制御し、２本のスクリュ２を回転させる。これにより、２本のスクリュ２は、シリンダ７に挿通（収容）された状態において、互いに噛み合いながら回転可能に構成されている。

ここで、ホッパー１１に原料を供給する。供給された原料は、供給口８を通って、シリンダ７に投入される。投入された原料は、加熱装置１０および回転する２本のスクリュ２によって、溶融されつつ混練されて吐出口９まで搬送される。これにより、混練された溶融状態の原料（混練物）が、吐出口９から連続的に吐出される。

次に、バレルブロック３ｐの構造について説明する。
図２および図３には、上述したシリンダ７を備えたバレル３を構成するための二軸押出機用のバレルブロック３ｐが示されている。
なお、本実施形態の二軸押出機１において、シリンダ７が水平面上に延びる方向を長手方向と規定する。

バレルブロック３ｐは、ブロック本体２０と、第１のフランジ部２２および第２のフランジ部２３と、シリンダ構成部３ｂと、を備えている。

ブロック本体２０は、直方体状に構成されている。詳細には、ブロック本体２０は、一方の端面となる第１のブロック端面２０ａと、第１のブロック端面２０ａとは反対側に位置し、第１のブロック端面２０ａに対して他方の端面となる第２のブロック端面２０ｂを有している。第１のブロック端面２０ａおよび第２のブロック端面２０ｂは、同一の矩形状とされている。
さらにブロック本体２０は、第１のブロック端面２０ａと第２のブロック端面２０ｂとをつなぐ４つの矩形状のブロック側面２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆを有している。

そして、ブロック本体２０には、第１のブロック端面２０ａの外周縁より、外周側に向けて突出させて、第１のブロック端面２０ａと一体的に形成された第１のフランジ部２２が設けられている。同様に、ブロック本体２０には、第２のブロック端面２０ｂの外周縁より、外周側に向けて突出させて、第２のブロック端面２０ｂと一体的に形成された第２のフランジ部２３が設けられている。第１のフランジ部２２と第２のフランジ部２３は、同一の矩形枠状に形成されている。

第１のフランジ部２２は、長手方向に所定の厚さを有しており、第１のブロック端面２０ａの外周縁で直交する４つブロック側面２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆの端縁から当該厚さに対応する領域において、第１のフランジ部２２と４つのブロック側面２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは一体化されて構成されている。同様に、第２のフランジ部２３は、長手方向に所定の厚さを有しており、第２のブロック端面２０ｂの外周縁で直交する４つのブロック側面２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆの端縁から当該厚さに対応する領域において、第２のフランジ部２３と４つのブロック側面２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆは一体化されて構成されている。

第１のフランジ部２２は、一方の端面として、第１のブロック端面２０ａと同じ方向に面する第１のフランジ端面２２ａを有している。そして、第１のフランジ部２２は、第１のフランジ端面２２ａとは反対側に位置し、第１のフランジ端面２２ａに対して他方の端面となる第１のフランジ裏面２２ｂを有している。第１のフランジ端面２２ａは、第１のブロック端面２０ａの外周縁より、外周方向に、連続して延出した面とされている。

同様に、第２のフランジ部２３は、一方の端面として、第２のブロック端面２０ｂと同じ方向に面する第２のフランジ端面２３ａを有している。そして、第２のフランジ部２３は、第２のフランジ端面２３ａとは反対側に位置し、第２のフランジ端面２３ａに対して他方の端面となる第２のフランジ裏面２３ｂを有している。第２のフランジ端面２３ａは、第２のブロック端面２０ｂの外周縁より、外周方向に、連続して延出した面とされている。

なお、第１のフランジ部２２には、第１のボルト孔２４が複数設けられ、第２のフランジ部２３には、第２のボルト孔２５が複数設けられている。本実施形態では、締結ボルト（図示せず）とナット（図示せず）を用いて、隣り合う２つのバレルブロック３ｐ同士を接合することを想定しており、第１のボルト孔２４の個数と第２のボルト孔２５の個数は同じ個数とされている。複数の第１のボルト孔２４と複数の第２のボルト孔２５は、それぞれ、同一の矩形枠状に形成された第１のフランジ部２２と第２のフランジ部２３の同じ位置に設けられている。換言すると、第１のフランジ部２２における第１のボルト孔２４の配置と、第２のフランジ部２３における第２のボルト孔２５の配置は、同じ配置とされている。

上述の第１のボルト孔２４の配置および第２のボルト孔２５の配置は、それぞれ、ブロック本体２０を囲う矩形状の配置または略矩形状の配置とされている。矩形状の配置とは、間隔を空けて設けられている第１のボルト孔２４および第２のボルト孔２５の円形断面の中心が、それぞれ矩形状の枠線上にある状態を指している。略矩形状の配置とは、少なくとも第１のボルト孔２４、第２のボルト孔２５の円形断面のいずれかの箇所が、それぞれ矩形状の枠線と交差する、または接する状態を指している。

さらに、ブロック本体２０には、第１のブロック端面２０ａから第２のブロック端面２０ｂまで、ブロック本体２０の中央を長手方向に真っ直ぐに貫通する貫通孔２１が設けられている。貫通孔２１は、２本のスクリュ２が挿通される孔であり、２本のスクリュを回転可能に収容するシリンダ７を形成する孔である。以降、貫通孔２１を挿通孔２１と呼ぶものとする。

長手方向からの視野において、第１のブロック端面２０ａの中央には、挿通孔２１の第１の開口２１ａが形成され、第２のブロック端面２０ｂの中央には、挿通孔２１の第２の開口２１ｂが形成されている。第１の開口２１ａおよび第２の開口２１ｂの形状は同一形状であり、同一半径Ｒの２つの円が交わった眼鏡形をしている。矩形状の第１のブロック端面２０ａおよび第２のブロック端面２０ｂの外周縁の長辺が水平に配置された姿勢において、２つの円の中心Ｑ１、Ｑ２は同一水平面上に位置している。

第１の開口２１ａと第２の開口２１ｂとを連通する挿通孔２１は、長手方向に沿って互いに平行に、かつ交わって並ぶ２つの円筒状の孔により形成されている。２つの円筒状の孔が交わる部分において、２つの円筒状の孔は互いに連通している。矩形状の第１のブロック端面２０ａおよび第２のブロック端面２０ｂの外周縁の長辺が水平に配置された姿勢において、２つの孔の軸心は同一水平面上に位置している。

そして、ブロック本体２０には、シリンダ構成部３ｂとして、挿通孔２１を規定する内周面２１ｓが形成されている。内周面２１ｓは、２つの円弧状の曲面が互いの円弧の両端を突き合されて構成されている。換言すると、内周面２１ｓは、眼鏡形の輪郭を有して長手方向に延びる曲面として構成されている。２つの円弧状の曲面を突き合せた箇所には、境界部分２１ｔ（図２参照）が形成されている。

上述の如く、ブロック本体２０と第１のフランジ部２２および第２のフランジ部２３とが一体化されることにより、バレルブロック３ｐには、第１のブロック端面２０ａと第１のフランジ端面２２ａとにより形成される第１の接合部２６と、第２のブロック端面２０ｂと第２のフランジ端面２３ａとにより形成される第２の接合部が構成される。なお、長手方向において、第１のブロック端面２０ａを含む第１の接合部２６が、バレルブロック３ｐの一方の端面となり、第２のブロック端面２０ｂを含む第２の接合部２７が、バレルブロック３ｐの他方の端面となる。

そして、隣り合う２つのバレルブロック３ｐ同士の接合においては、先ず、隣り合う一方のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６と、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７と、を向い合せて当接させる。次いで、締結ボルトとナットを第１のボルト孔２４および第２のボルト孔２５に取り付けて、締結ボルトで締め込むことにより、隣り合う一方のバレルブロック３ｐと隣り合う他方のバレルブロック３ｐとが接合される。

次に、長手方向からの視野に基づき、バレルブロック３ｐの一方の端面に構成される第１の接合部２６について、詳細を説明する。
図２および図３に示すように、第１の接合部２６は、挿通孔２１が開口する第１のブロック端面２０ａと、第１のブロック端面２０ａの外周縁より連続して延出し、第１のボルト孔２４が開口する第１のフランジ端面２２ａと、により形成されている。

第１の接合部２６には、第１のブロック端面２０ａの領域の中央で開口する第１の開口２１ａの外周側に、長手方向と直交する平坦面として形成された第１の内側接合面２６ａが設けられている。第１の内側接合面２６ａは、第１のブロック端面２０ａの領域において、第１の開口２１ａの周縁を連続して囲うとともに、第１の開口２１ａの周縁から外周側に平面状に延出させて形成されている。

なお、隣り合う２つのバレルブロック３ｐ同士を当接させた状態において、隣り合う一方のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６に形成された第１の内側接合面２６ａは、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７と接触する接合面として構成されている。

第１の内側接合面２６ａの形状は、その内周縁が第１の開口２１ａの周縁と一致し、その外周縁が長円形に形成されている。矩形状の第１のブロック端面２０ａおよび第２のブロック端面２０ｂの外周縁の長辺が水平に配置された姿勢において、第１の内側接合面２６ａの長円形とされた外周縁２６ｂの直線部分も水平となるように配置されている。なお、外周縁２６ｂの輪郭は、長円形に限らず、楕円形やオーバル形（oval）でもよく、第１の開口２１ａをバランスよく囲う形状であれば良い。

さらに、第１の接合部２６には、第１の内側接合面２６ａの外周側に、第１の内側接合面２６ａよりも第２の接合部２７（第２のブロック端面２０ｂ）の側に窪ませて（凹ませて）形成された第１の逃げ面２６ｃが設けられている。第１の逃げ面２６ｃは、第１のブロック端面２０ａの領域と第１のフランジ端面２２ａの領域において、第１の内側接合面２６ａの外周縁を連続して囲うとともに、第１の内側接合面２６ａの外周縁から外周側に延出させ、第１のフランジ端面２２ａの外周縁まで延びる面として形成されている。

第１の逃げ面２６ｃの形状は、その内周縁が第１の内側接合面２６ａの外周縁と一致し、その外周縁が第１のフランジ端面２２ａの外周縁と一致するように形成されている。第１の逃げ面２６ｃは、長手方向と直交する平坦面であることが好ましいが、第１の内側接合面２６ａおよび後述する第１の外側接合面２６ｅよりも第２の接合部２７の側に窪んでいれば平面状でなくてもよい。

なお、隣り合う２つのバレルブロック３ｐ同士を当接させた状態、および隣り合う２つのバレルブロック３ｐ同士を接合させた状態において、隣り合う一方のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６に形成された逃げ面２６ｃは、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７と接触しない面（非接触面）として構成されている。

第１の接合部２６には、さらに、第１のフランジ端面２２ａの領域において、第１の逃げ面２６ｃから長手方向に突出させて形成された第１の突出部２６ｄが設けられている。言い換えると、第１の接合部２６は、第１のフランジ端面２２ａの領域において、第１の逃げ面２６ｃから、第２のブロック端面２０ｂ（第２の接合部２７）とは反対の側に突出させた第１の突出部２６ｄを有している。そして、第１の突出部２６ｄの先端には、長手方向と直交する平坦面として形成された第１の外側接合面２６ｅが設けられている。

上述の第１の突出部２６ｄは、第１のフランジ端面２２ａの領域において、矩形状または略矩形状に配置された複数の第１のボルト孔２４の群を連続して囲うように、第１のボルト孔２４の群の外周側に、矩形状に設けられている。そして、第１の外側接合面２６ｅは、第１の突出部２６ｄの先端に、矩形枠状に設けられている。第１の外側接合面２６ｅは、第１のボルト孔２４の群を連続して囲うように形成されることが好ましいが、一部に窪み、凹みや切欠きが施されてもよい。

ここで、上述した矩形枠状の第１の外側接合面２６ｅは、その内周縁が、第１のボルト孔２４の周縁から外周方向に離間して設けられることが好ましい。

本実施形態では、第１のボルト孔２４および第２のボルト孔２５に、締結ボルトの頭部、またはナットを収容するためのザグリ穴が設けられている。このようにすることで、不要な出っ張りが無くなり、例えば、二軸押出機１のメンテナンスの際に、加熱装置１０を容易に着脱できるようになる。

このような場合、上述した第１のボルト孔２４を、ザグリ穴を含むボルト孔として捉え、第１の外側接合面２６ｅの内周縁は、ザグリ穴を含む第１のボルト孔２４の群よりも外周側に設けられることがより好ましい。言い換えると、第１の外側接合面２６ｅの内周縁は、第１のボルト孔２４に挿入される締結ボルトの座面の位置よりも外周側に設けられることがより好ましい。図２および図３には、一例として、内周縁がザグリ穴を含む第１のボルト孔２４から外周方向に離間し、外周縁が第１のフランジ端面２２ａの外周縁と一致するように設けられた矩形枠状の第１の外側接合面２６ｅが示されている。

ここで、上述した第１の内側接合面２６ａと、第１の逃げ面２６ｃと、第１の外側接合面２６ｅと、の長手方向の位置関係について説明する。
第１の外側接合面２６ｅは、第１の内側接合面２６ａよりもＨ１（例えば、０.１ｍｍ〜０.２５ｍｍ）程度、第２のブロック端面２０ｂ（第２の接合部２７）の側に近づけて（寄せて）構成されている。
第１の逃げ面２６ｃは、第１の内側接合面２６ａよりもＨ２（例えば、０.３ｍｍ〜０.４ｍｍ）程度、第２のブロック端面２０ｂ（第２の接合部２７）の側に近づけて（寄せて）構成されている。
更に、第１の逃げ面２６ｃは、第１の外側接合面２６ｅよりもＨ３(例えば、０.０５ｍｍ〜０.２ｍｍ）程度、第２のブロック端面２０ｂ（第２の接合部２７）の側に近づけて（寄せて）構成されている。
つまり、第２のブロック端面２０ｂに対して、第１の内側接合面２６ａが一番遠い位置に、第１の逃げ面２６ｃが一番近い位置に設けられており、第１の内側接合面２６ａと第１の逃げ面２６ｃとの間に、第１の外側接合面２６ｅが設けられている。

別の捉え方として、バレルブロック３ｐの姿勢を、第１の接合部２６が鉛直方向の上を向き、第２の接合部２７が鉛直方向の下を向く姿勢とし、第１の内側接合面２６ａを基準の面として、位置関係について説明する。
第１の外側接合面２６ｅは、第１の内側接合面２６ａよりもＨ１程度、深くして（窪ませて）構成されている。換言すると、第１の外側接合面２６ｅは、第１の内側接合面２６ａよりもＨ１程度、低くして構成されている。
第１の逃げ面２６ｃは、第１の内側接合面２６ａよりもＨ２程度、深くして（窪ませて）構成されている。換言すると、第１の逃げ面２６ｃは、第１の内側接合面２６ａよりもＨ２程度、低くして構成されている。
更に、第１の逃げ面２６ｃは、第１の外側接合面２６ｅよりもＨ３程度、深くして（窪ませて）構成されている。換言すると、第１の逃げ面２６ｃは、第１の外側接合面２６ｅよりもＨ３程度、低くして構成されている。
つまり、第１の内側接合面２６ａに対して、第１の外側接合面２６ｅ、第１の逃げ面２６ｃの順に深くして（窪ませて）構成されている。換言すると、第１の内側接合面２６ａに対して、第１の外側接合面２６ｅ、第１の逃げ面２６ｃの順に低くして構成されている。

なお、第１の外側接合面２６ｅは、第１の内側接合面２６ａよりもＨ１程度、第２のブロック端面２０ｂの側に近づけて構成されているので、隣り合う２つのバレルブロック３ｐ同士を当接させた状態においては、隣り合う一方のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６に形成された第１の外側接合面２６ｅは、まだ、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７に接触していない。第１の外側接合面２６ｅは、隣り合う２つのバレルブロック３ｐ同士を、締結ボルトで締め込んで接合させた状態において、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７と接触する接合面とされている。

また、上述の第１の外側接合面２６ｅの幅Ｗは、３〜７ｍｍ程度に設定することが好ましい。これにより、隣り合う他方のバレルブロック３ｐと接合した状態において、第１の外側接合面２６ｅは、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７に対して、全面で接触することが可能となる。

次に、バレルブロック３ｐの他方の端面に構成される第２の接合部２７について、詳細を説明する。
図２および図３に示すように、第２の接合部２７は、スクリュ２の挿通孔２１が開口する第２のブロック端面２０ｂと、第２のブロック端面２０ｂの外周縁より連続して延出し、第２のボルト孔２５が開口する第２のフランジ端面２３ａと、により形成されている。

第２の接合部２７には、第２のブロック端面２０ｂの領域の中央で開口する第２の開口２１ｂの外周側に、長手方向と直交する平坦面として形成された第２の接合面２７ａが設けられている。第２の接合面２７ａは、第２のブロック端面２０ｂの領域と第２のフランジ端面２３ａの領域において、第２の開口２１ｂの周縁を連続して囲うとともに、第２の開口２１ｂの周縁から外周側に平面状に延出させ、第２のフランジ端面２３ａの外周縁まで延びる面として形成されている。

第２の接合面２６ａの形状は、その内周縁が第２の開口２１ｂの周縁と一致し、その外周縁が第２のフランジ端面２３ａの外周縁と一致している。

なお、隣り合う２つのバレルブロック３ｐ同士を当接させた状態において、隣り合う一方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７に形成された第２の接合面２７ａは、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６と接触して当接する接合面として構成されている。

次に、複数のバレルブロック３ｐを接合して、一連のバレル３を組み立てる手順について説明する。
まず、複数のバレルブロック３ｐのうちの２つのバレルブロック３ｐを、第１番目のバレルブロック３ｐと第２番目のバレルブロック３ｐとして、隣り合うように配置する。このとき、隣り合う第１番目と第２番目のバレルブロック３ｐは、図４に示すように、第１番目のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６と、第２番目のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７が向い合うように配置される。次いで、第１番目のバレルブロック３ｐに第２番目のバレルブロック３ｐをゆっくりと近づけて、第１番目のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６に第２番目のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７を接触させ、当接させる。そして、締結ボルトとナットを第１のボルト孔２４と第２のボルト孔２５に取り付け、締結ボルトを締め込むことにより、隣り合う第１番目と第２番目のバレルブロック３ｐを接合する。

次に、まだ接合されていない複数のバレルブロック３ｐのうちの１つのバレルブロック３ｐを、第３番目のバレルブロック３ｐとして、第２番目のバレルブロック３ｐと隣り合うように配置する。このとき、隣り合う第２番目と第３番目のバレルブロック３ｐは、第２番目のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６と、第３番目のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７が向い合うように配置される。そして、第２番目のバレルブロック３ｐと、第３番目のバレルブロック３ｐを、上述の手順にて接合する。これを繰り返し、所定の数のバレルブロック３ｐを接合すると、複数のバレルブロック３ｐが、長手方向に沿って、一列に並んで接合された一連のバレル３が組み立てられる。

このとき、隣り合う一方のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６の第１の内側接合面２６ａと第１の外側接合面２６ｅは、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７ａに隙間無く接触する。それとともに、バレル３には、複数のシリンダ構成部３ｂが相互に繋がった一連のシリンダ７が構成される。

本実施形態によれば、バレルブロック３ｐの第１の接合部２６において、第１の逃げ面２６ｃに開口する複数の第１のボルト孔２４の外周に、第１の逃げ面２６ｃから突出する第１の突出部２６ｄを設け、その先端に第１の外側接合面２６ｅを形成したので、隣り合う２つのバレルブロック３ｐ同士を接合したときに、締結ボルトの締め込みによる第１のフランジ部２２の倒れ込み量を制限することができる。換言すると、第１のフランジ部２２の過剰な倒れ込みを防止することができる。

さらに、複数の第１のボルト孔２４の外周に第１の外側接合面２６ｅを形成し、複数の第１のボルト孔が開口する箇所（位置）を第１の逃げ面２６ｃとしたので、締結ボルトで締め込んだときに、その締結力が第１の内側接合面２６ａと第１の外側接合面２６ｅに伝達される。
これにより、第１の接合部２６の第１の内側接合面２６ａと、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７との接触圧を向上させるとともに、その接触状態（接触圧）を均一にすることができる。この結果、バレルブロック３ｐ相互間からの原料の漏出を確実に防止することができる。

なお、本実施形態では、バレルブロック３ｐの第２の接合部２７の形成を容易とするために、第２の接合部２７に平坦面とした第２の接合面２７ａを設けているが、この第２の接合面２７ａにおいて、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６の第１の内側接合面２６ａおよび第１の外側接合面２６ｅが接触する領域を外れた部分については、窪み、凹み、切欠きや逃げ面を設けてもよい。
さらに、第２の接合部２７を、第１の接合部２６に形成された第１の内側接合面２６ａ、第１の逃げ面２６ｃ、および第１の外側接合面２６ｅの構成と同様の構成にしてもよい。

また、本実施形態では、バレルブロック３ｐの４つのブロック側面２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆを閉じた面として想定しているが、いずれかの面に開口し、挿通孔２１と連通する貫通孔を設けてもよい。このようなバレルブロック３ｐは、原料をシリンダ７に供給するためのフィード用バレルブロック、揮発分を脱気するためのベント用バレルブロック、添加材を添加するためのサイドフィード用バレルブロックとして利用される。

ここで、本実施形態と従来の形態に対して、ＦＥＭ（Finite Element Method）解析を行った結果を図５および図６に示す。
ＦＥＭ解析による評価試験では、上述した本実施形態の第１の接合部２６を有するバレルブロック３ｐ、及び、従来の形態の接合部Ｕ１を有するバレルブロックＵのモデルを用意する。なお、従来の形態の接合部Ｕ１には、例えば、特許文献１（特開昭５０−１５６００７号公報）に示されたスクリューケーシング（即ち、バレルブロック）のフランジ状接合部においてスクリュ孔（即ち、シリンダ）の周囲を突出させた形態を適用している。

ＦＥＭ解析による評価試験では、本実施形態のバレルブロック３ｐと従来の形態のバレルブロックＵを、それぞれ隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７に接合させる。そして、当該接合状態において、本実施形態のバレルブロック３ｐの第１の接合部２６と従来の形態のバレルブロックＵの接合部Ｕ１の接触圧の状態を評価する。なお、当該評価試験において、隣り合う他方のバレルブロック３ｐの第２の接合部２７には、平坦面とした第２の接合面２７ａが構成されているものとしている。

図５に示すように、第１の接合部２６を備えた本実施形態のバレルブロック３ｐでは、第１の内側接合面２６ａの全体（全面）に亘って均一な接触圧の分布を呈している。なお、図５において、色が一番濃い部分が接触して接触圧が高くなっている箇所を示している。これに対して、従来の形態のバレルブロックＵでは、図６に示すように、本実施形態の第１の内側接合面２６ａに相当する接合面Ｕ２のうち、境界部分２１ｔの付近ないし近傍で色が薄くなっていることから、当該箇所の接触圧が低下していることがわかる。

また、本実施形態のバレルブロック３ｐでは、図５によると、第１の外側接合面２６ｅの部分の色が濃くなっていることから、第１の外側接合面２６ｅが接触して、第１のフランジ部２２の倒れ込み量が抑制されていることがわかる。これに対して、従来の形態のバレルブロックＵでは、図６によると、締結ボルト孔付近まで色が濃くなっていることから、フランジ部が倒れ込んでいることがわかる。

以上、本ＦＥＭ解析結果によれば、第１の接合部２６を備えた本実施形態のバレルブロック３ｐは、接合状態において、第１の内側接合面２６ａの全体（全面）に亘って均一な接触圧となること、その結果、第１の内側接合面２６ａが、隣り合う他方のバレルブロック３ｐに隙間無く接触すること、が判明した。かくして、上記した「一実施形態の効果」が立証された。

１…二軸押出機、２…スクリュ、３…バレル、３ｂ…シリンダ構成部、
３ｐ…バレルブロック、７…シリンダ、２０…ブロック本体、
２０ａ…第１の端面、２０ｂ…第２の端面、２１…挿通孔、
２１ａ…第１の開口、２１ｂ…第２の開口、２２…第１のフランジ部、
２３…第２のフランジ部、２４…第１のボルト孔、２５…第２のボルト孔、
２６…第１の接合部、２６ａ…第１の内側接合面、２６ｃ…第１の逃げ面、
２６ｅ…第１の外側接合面、２７…第２の接合部、２７ａ…第２の接合面

Claims (3)

1. ２本のスクリュを回転可能に収容するシリンダが設けられたバレルを構成するための両端に接合部が形成された二軸押出機用バレルブロックであって、
   一方の端面となる第１のブロック端面と、前記第１のブロック端面とは反対側に位置し、他方の端面となる第２のブロック端面と、前記第１のブロック端面と前記第２のブロック端面とをつなぐ４つのブロック側面と、を有する直方体状のブロック本体と、
   前記第１のブロック端面の外周縁および前記第２のブロック端面の外周縁より、それぞれ外周側へ向けて突出させて形成された矩形枠状の第１のフランジ部および第２のフランジ部と、
   前記第１のフランジ部および前記第２のフランジ部に、それぞれ前記ブロック本体を囲うように間隔を空けて設けられた複数の第１のボルト孔および第２のボルト孔と、
   前記第１のブロック端面から前記第２のブロック端面までを真っ直ぐに貫通することにより形成された前記スクリュの挿通孔を規定するシリンダ構成部と、
   を備え、
   前記第１のブロック端面と前記第１のフランジ部の端面とにより構成される第１の接合部は、
   前記スクリュの挿通孔の開口の周縁を連続して囲う第１の内側接合面と、前記第１の内側接合面の外周側に、前記第２のブロック端面の側に窪ませて形成された第１の逃げ面と、
   前記複数の第１のボルト孔を囲うように、前記複数の第１のボルト孔の外周側に、前記第１の逃げ面から前記第２のブロック端面とは反対の側に突出させた第１の突出部の先端に形成された矩形枠状の第１の外側接合面と、を有し、
   前記第１の外側接合面は前記第１の内側接合面よりも前記第２のブロック端面の側に窪ませて形成されていることを特徴とする二軸押出機用バレルブロック。
2. 前記スクリュの挿通孔が開口する前記第２のブロック端面と、前記第２のブロック端面の外周縁より連続して延出し、前記ボルト孔が開口する前記第２のフランジ部の端面と、により形成される第２の接合部は、前記スクリュの挿通孔の開口の周縁を連続して囲い、前記第２のフランジ部の端面の外周縁まで延びる第２の接合面を有していることを特徴とする請求項１に記載の二軸押出機用バレルブロック。
3. 請求項１または２のいずれか１項に記載された二軸押出機用バレルブロックを備えた二軸押出機。