JP6448777B2 - 特に繊維材料を磨り潰す機械的加工処理用の装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に被処理材料として供給された保留状態の繊維材料を磨り潰す機械的加工処理を行うための装置に関する。このような装置は、リファイナーと称される磨り潰し機に使用されるが、保留状態の繊維材料を機械的加工処理するためのデフレーカーや類似の装置にも使用される。装置は、穴あきプレートやマスクの形態として構成されたダイプレートを備え、ダイプレートに所定の配列で複数の開口を有している。加工処理隣接側に突出する複数のブレード形状の加工処理エレメントは、前記開口に挿入されており、その上を繊維材料が流される。これらのブレード形状の加工処理エレメントは、任意的に、ダイプレートを越えて突出する加工処理末端側のフット部位を備えることができる。

ＵＳ４６８１２７０から公知の装置は、所定配列の開口を有するダイプレートないし穴あきプレートを備えている。ロッド形状ないしブレード形状の加工処理エレメントは、このダイプレートに設置され、ダイプレートを越えて加工処理末端側に突出するトングを有している。ブレード形状の加工処理エレメントのフット部位をダイプレートの対応する開口に挿通した後、底部側から突出するフット部位は、ポリマーの流し込みを受け、更に、互いに部分的に溶接される。ブレード形状の加工処理エレメントをスリム化すればするほど、それらを加工処理隣接側で所定の向きに保持し、相互に所定の一定間隔で保持することが困難となる。

ＵＳ特許番号５２４９７３４は、リファイナー用のローターディスクとその製造方法を説明している。ブレード形状の加工処理エレメントないしブレードエレメントの間に、間隔エレメントが配置され、被加工処理材料の通過を可能にする通路が形成される。これらの間隔エレメントは、ダム形状の部分に一体形成することができ、被処理材料の加工処理の向上を可能にする。これらのダム形状の部分は、ブレード形状の加工処理エレメントの延長方向に直交して延びる。この構造は、構造的エレメントの間に溶接接合だけを設けている。このような製造方法は、時間がかかり、しかも、多数の追加機材のコストを必要とする。

ＤＥ１０２６８３２４Ａ１は、長孔を備えたダイプレートを説明しており、ブレード形状の加工処理エレメント（リファイナーロッド）が長孔を通じて位置している。リファイナープレートは、シートメタルの多層構造を有し、これらのエレメントの相互結合は、溶接、好ましくはレーザー溶接や、電子ビーム溶接や、接着や、はんだ付けにより固定される。

ＤＥ１９７５４８０７Ｃ２は、「ブレード装置」と称される装置と装置の製造方法を説明しており、そこでは固定工程が加硫プロセスとされ、バインダーとしてポリマーが使用されている。

ＵＳ５９２１４８６は、交換可能なリファイナープレートを説明しており、交互に配置されたブレード形状の加工処理エレメント（リファイナーロッド）と、間隔エレメント（間隔ロッド）を備えている。キャリヤプレートと共に、加工処理エレメントと間隔エレメントは、高温はんだ付けを使用した材料接合により互いに結合されている。

ＵＳ４６８１２７０ ＵＳ５２４９７３４ ＤＥ１０２６８３２４Ａ１ ＤＥ１９７５４８０７Ｃ２ ＵＳ５９２１４８６

本発明の目的は、コストの効率性を実現することができ、可能な限り少ない部品を備えた構造を有し、ブレード形状の加工処理エレメントを操作的に安定して保持することができ、ブレード形状の加工処理エレメントの組立体に十分な固有の曲げ剛性を持たせるようにした、上述のような特に保留状態の繊維材料を磨り潰す機械的加工を行うための装置を提供することである。

本発明によれば、この目的のため、所定配列の開口を有するダイプレート（穴あけプレート）を備えており、前記開口には加工処理隣接側に突出してその上を繊維材料（被処理材料）が流れる複数のブレード形状の加工処理エレメントが挿入され、該加工処理エレメントがダイプレートを越えて突出する加工処理末端側のフット部位を有する構成において、各ブレード形状の加工処理エレメントは、ダイプレートを通じて続くと共にダイプレートを越えて加工処理末端側に延びる複数のフット部位を長手方向に間隔をあけて備えた、リファイナーにおける保留状態の繊維材料（処理材料）を機械的に加工する特に磨り潰すための装置が提供され、装置は、前記フット部位の少なくとも幾つかが、付加されたベースプレートの加工処理末端側の対応する受溝の内部に達していることを特徴としている。

本発明の選択可能な実施形態によれば、リファイナーにおける保留状態の繊維材料（被処理材料）を機械的に加工処理する特に磨り潰すための装置は、所定配列の開口を備えたダイプレート（穴あけプレート）が設けられ、前記開口には加工処理隣接側に突出してその上を繊維材料（被処理材料）が流れる複数のブレード形状の加工処理エレメントが挿入され、該加工処理エレメントにダイプレートを越えて突出する加工処理末端側のフット部位を有する構成において、各ブレード形状の加工処理エレメントは、ダイプレートを通じて続くと共にダイプレートを越えて加工処理末端側に延びる複数のフット部位を長手方向に間隔をあけて備えており、装置は、横断補強エレメントを前記加工処理エレメントの長手方向にほぼ直交して配置し、該横断補強エレメントが前記加工処理エレメントの加工処理末端側のフット部位を安定保持するように構成したことを特徴としている。

本発明によれば、本発明に含まれる何れのタイプの装置にも共通して、今日、デザインがますますスリム化されているブレード形状の加工処理エレメントの曲げ剛性の向上と操作性の安定化のための課題が解決され、ブレード形状の加工処理エレメントは、長手方向に間隔をあけて設けられた複数のフット部位を有し、該フット部位の少なくとも幾つかは、ベースプレートの受溝により加工処理末端側に安定固定され、複数のブレード形状の加工処理エレメントの全体的構成が確実に相互間隔を設定され、それ自体が補強される。

複数の横断補強エレメントは、加工処理エレメントの長手方向にほぼ直交して延び、加工処理末端側に配列させることができる。これらの横断補強エレメントは、加工処理エレメントのフット部位を貫通して延びることが好ましく、加工処理エレメントを間隔があけられた状態に保持し支持する。このような実施形態において、横断補強エレメントを加工処理末端側で複数の加工処理エレメントの複数のフット部位を通じて延設することにより、１種の格子構造が構築され、これにより、装置構成の全体的安定固定性を向上し強化する。全体に、本発明の装置は、少ない部品で構成することができ、従って、簡素化された構造により効率的コストで製造することができる。

本発明の好ましい実施形態によれば、横断補強エレメントは、ダム形式に形成され、加工処理隣接側でダイプレートを越えて突出し、加工処理隣接側の加工処理エレメントを保持し支持する。

このような装置の構成において、横断補強エレメントは、該横断補強エレメントによる加工処理末端側での横方向の補強と、加工処理隣接側の加工処理エレメントの横方向の補強という、二重の機能を果たす。これにより、加工処理エレメントが極端にスリムに形成されるときでも、つまり、材料の肉厚が薄くて構造的高さが高いときでも、十分な安定的固定を実現することができる。

好ましい実施形態によれば、加工処理エレメントと、ダイプレートと、横断補強エレメントの組立体は、加工処理末端側でポリマーの塊が流入成形される。加工処理エレメントと、ダイプレートと、横断補強エレメントの格子構造のような組立体は、成形ポリマーの存在により良好な接着接合が可能であり、過度の収縮現象や歪み現象に直面することはない。金属と、接着剤又は樹脂との間での接着破壊は、確実に減少させることができる。

繊維材料の滞留時間は、横断補強エレメントの個数や、配置構成や、加工処理側の突出高さに基づいて影響を与えることができ、その際、多数のダム状の横断補強エレメントを設けると、隣り合うブレード形状の加工処理エレメントの間における保留時間は、デフレクションとバックアップにより減少する。ダム状の横断補強エレメントの間隔を小さくすると、それに従ってリファイナーの効率性と能力に影響が与えられる。

例えば、ダム状の横断補強エレメントの上側をブレード形状の加工処理エレメントの突出高さの半分の位置に形成すると、該ダム状の横断補強エレメントは、流れのバリアとして働き、その一方で他の場合には、ダム状の横断補強エレメントの表面が付加的な加工処理表面ないし磨り潰し表面としても働くことができる。ダム状の横断補強エレメントは、ブレード形状の加工処理エレメントを曲げに抗して支持し、これにより安定固定性を向上し、このことは、スリムなブレード形状の加工処理エレメントを使用するときに特に有利である。ブレード形状の加工処理エレメントとダム状の横断補強エレメントは、結合体のユニオンを形成するので、互いの安定固定性と、曲げ応力に対する抵抗トルクの増加が実現される。

加工処理エレメントの加工処理側の突出高さは、好ましくは６ないし１２ｍｍであり、より好ましくは８ないし１０ｍｍである。加工処理エレメントの幅は、１ないし６ｍｍにすることができ、好ましくは１．５ないし２．５ｍｍである。更に好ましい実施形態によれば、複数の加工処理エレメントの間の通路幅は、１．５ないし６ｍｍであり、好ましくは１．８ないし２．５ｍｍである。

好ましい実施形態によれば、複数のダム状の横断補強エレメントは、物理的に結束構造体を形成し、これにより設置と取扱いを簡略化する。

複数の装置を対応するリファイナーのコンポーネントに固定するための固定ネジの締結力導入用のブッシングがダイプレートの開口に搭載される。

これらのブッシングは、好ましくは、材料接合により又は材料接合と嵌着の組み合わせによりダイプレートに結合することができる。材料接合として、溶接結合や、はんだ付け結合や、接着剤が適している。

好ましくは、各ブッシングは、回転防止機構を有しており、この回転防止機構は、多角形結合又は多角形形状により実現することができ、これにより、ブッシングがダイプレートの開口に装着された後、回転方向に固定状態で設置される。

要約すると、本発明の装置の要点は、個々のブレード形状の加工処理エレメントが長手方向に間隔をあけた複数のフット部位によってベースプレートに挿入されて結合され、これらの加工処理エレメントが穴あきプレートの加工処理末端側で安定固定された方法で固定されていることであり、あるいは、任意的には、更に十分な曲げ剛性と操作的安定性を有するように加工処理末端側の横断補強エレメントにより構成されている。更には、ダム状の横断補強エレメントを鎖状又は帯状のように互いに構造的に連結すると、装着や取り扱いも簡略化される。

全体として、本発明は、コスト効率良く組み合わせることができる構造であって、稼動運転の使用時に、ブレード形状の加工処理エレメントが堅牢に支持され保持されている構造を実現する。

本発明の更なる詳細や技術的構成や利点は、添付図面を参照して以下に述べられた好ましい実施形態から明瞭となるが、特徴を限定するものではない。

本発明の適用例としての装置の１つの実施形態を示す全体斜視図である。 装置の構成を示しており、複数のダム状の横断補強エレメントが加工処理隣接側に突出し、間隔をあけられた複数のブレード形状の加工処理エレメントを支持している状態を示す斜視図である。 図２に示す構成において穴あきプレートに付加的ベースプレートを結合した変形実施形態を示す斜視図である。 本発明の装置の構成に関して、ブレード形状の加工処理エレメントとダム状の横断補強エレメントがダイプレートの加工処理隣接側と加工処理末端側に突出している状態を示す概略図である。 図４の構成を装置の加工処理末端側に向けて見た斜視図である。 代表的な単体としてのブレード形状の加工処理エレメントを示す斜視図である。 代表的な単体としてのダム状の横断補強エレメントを示す斜視図である。 ブレード形状の加工処理エレメントとダム状の横断補強エレメントのアセンブリーを示す斜視図である。 明瞭化のため、ブレード形状の加工処理エレメントが部分的にのみダイプレートに挿入され、ダム状の横断補強エレメントが挿入された状態で視認されるように示した概略的斜視図である。 締結ネジの締結力導入用のブッシングの実施形態である。 締結ネジの締結力導入用のブッシングの別の実施形態を示す斜視図である。 明瞭化のため、ブレード形状の加工処理エレメントが部分的にのみダイプレートに挿入された状態の選択可能な別の実施形態を示す概略的斜視図である。 図１２の別の実施形態における穴あけプレートを示す概略的斜視図である。 図１２ないし図１４の装置の別の実施形態に使用される代表的な単体としてのブレード形状の加工処理エレメントを示す斜視図である。

図面の各図において、同一又は類似する部分は、同一符号で示している。

図１は、概して符号１で示す装置の例示的実施形態の全体を示しており、装置は、リファイナーと称される図示省略した磨り潰し機に設置され、保留された繊維材料の磨り潰しや、不純物及び繊維の分散や、ストリッピング、つまり、繊維の塊の分解のために使用される。図１に平面方向から示された装置１は、ダイプレートないし穴あきプレート２と、ブレード形状の加工処理エレメント３と、ダム状の横断補強エレメント４を有している。また、図１は、締結ネジの締結力導入用のブッシング６を挿入するためのダイプレート２の開口５を示している。更に、図１に示す例示的実施形態において、ダイプレート２とブレード形状の加工処理エレメント３とダム状の横断補強エレメント４の組立体の安定を実現するための硬化した成形塊物７が示されており、それは、好ましくはポリマーから形成され、ダイプレート２とブレード形状の加工処理エレメント３とダム状の横断補強エレメント４の材料接合としての接着手段を提供する。

図２及び図３に関して示す１つの実施形態において、ダム状の横断補強エレメント４は、ブレード形状の加工処理エレメント３と同様に、加工処理隣接側で突出している。図３では、図１の硬化した成形塊物７に代えて、補強プレートないしベースプレート８が配置され、加工処理エレメント３の少なくとも多数のフット部位がベースプレート８の対応する受溝に挿入されている。

図４ないし図９に関して示す別の実施形態の装置１’は、ダイプレート２と、ブレード形状の加工処理エレメント３と、ダム状の横断補強エレメント４を有している。図４及び図５からわかるように、ダム状の横断補強エレメント４とブレード形状の加工処理エレメント３は、加工処理末端側でダイプレート２から突出している。ブレード形状の加工処理エレメントのフット部位１０と、ダム状の横断補強エレメント４のフット部位１１は、加工処理末端側で突き出している。特に、図５からわかるように、ブレード形状の加工処理エレメント３とダム状の横断補強エレメント４の突き出したフット部位１０、１１は、横断補強エレメント４が加工処理エレメント３のフット部位１０を横断した状態で、両方のフット部位をダイプレート２の裏側で相互に嵌合して結合し、結合体のユニオンを形成する。更に、前述した図とこの図５からわかるように、複数のダム状の横断補強エレメント４は、相互に物理的に保持され、リンク状に結合された構造を形成する。ダム状の横断補強エレメント４は、帯状に形成され、ダイプレート２におけるそれぞれの開口に挿通される複数の部位を有している。ダイプレート２におけるこれらの受口は、図面に符号１２で示している。

図６ないし図８に関して、明瞭にするため、ブレード形状の加工処理エレメント３とダム状の横断補強エレメント４は、代表的な単体として図示している。図８は、１つのブレード形状の加工処理エレメント３と、複数の帯状とされたダム状の横断補強エレメント４を噛み合わせるインターロッキングの構成を示し、特に、差し込みプラグ・インによる連結インターロッキングを図示している。図面において、装置１、１’の加工処理隣接側を符号１３で示し、加工処理末端側を符号１４で示している。

図９は、例えば組立工程を明瞭にするために、部分的に組立てられた装置１’の斜視図を示している。

図１０及び図１１は、図１に示すダイプレート２の開口５に締結ネジの締結力を導入するためのブッシング６の好ましい実施形態を示している。図１０に示すブッシュ６は、材料接合により、あるいは材料接合と嵌合結合の組み合わせにより、ダイプレート２に結合可能に形成されている。これらの結合手段には、例えば、溶接結合や、ハンダ結合や、接着剤結合が含まれる。

図１１に示す実施形態のブッシュ６’においては、更に回転防止機構１５が設けられており、例えば、多角形連結部１６の形式に形成されている。

図１２ないし図１４は、装置１”の別の実施形態ないし選択可能な実施形態を概略的に示している。図１３から明らかなように、ダイプレートないし穴あきプレート２は、複数の受口１２’を有し、該受口は、径方向に突出する交互の突起１７を有している。図１２から明らかなように、ブレード形状の加工処理エレメント３’は、受口１２’に挿入されており、この際、ブレード形状の加工処理エレメント３’の長手方向に間隔をあけられたフット部位１０が受口１２’におけるそれぞれの径方向突起１７に交互に接触させられる。これにより、ダイプレート２に挿入されるブレード形状の加工処理エレメント３’の整列アライメントが定められると共に、径方向に交互に向けられた突起１７で適切にクランプされることにより、ブレード形状の加工処理エレメント３’を安定的に固定する。

図１２ないし図１４に示す変形実施形態及び好ましい実施形態の装置１’、１”においては、横断補強エレメントを設けておらず、上記で説明した実施形態から外れているが、ブレード形状の加工処理エレメント３’の長手方向に間隔をあけられたフット部位１０は、ダイプレート２を通じて続いており、加工処理端末側１４でベースプレート２の受溝１２’に挿入され、あるいは加工処理端末側１４でポリマーを流し込むことにより、加工処理端末側１４に安定的に固定されている。加工処理端末側１４での安定固定と、それに加えてダイプレート２の受口１２’における径方向突起１７による固定による結果、穴あけプレート２と任意に設けられるベースプレート又はポリマー流し込みと協働して、ブレード形状の加工処理エレメント３’の十分な安定固定が確実に維持される。

図１２ないし図１４に示す変形実施形態及び好ましい実施形態の装置１’、２においては、横断補強エレメントを設けておらず、上記で説明した実施形態から外れているが、ブレード形状の加工処理エレメント３’の長手方向に間隔をあけられたフット部位１０は、ダイプレート２を通じて続いており、加工処理端末側１４でベースプレート２の受溝１２’に挿入され、あるいは加工処理端末側１４でポリマーを流し込むことにより、加工処理端末側１４に安定的に固定されている。加工処理端末側１４での安定固定と、それに加えてダイプレート２の受口１２’における径方向突起１７による固定による結果、穴あけプレート２と任意に設けられるベースプレート又はポリマー流し込みと協働して、ブレード形状の加工処理エレメント３’の十分な安定固定が確実に維持される。

本発明は、上記の詳述した好ましい実施形態に限定されず、必要であれば、本発明の精神から逸脱することなく、技術者が考え得る幾多の変更や変形が可能である。例えば、ブレード形状の加工処理エレメント３とダム状の横断補強エレメント４は、互いに一体結合しても良く、図２及び図３に示されるように、フット部位１０を部分的にダイプレート２に対して加工処理末端側１４で突出させても良い。また、ブレード形状の加工処理エレメント３、３’は、互いに上記とは異なる向きとなる異なる配置構成としても良い。同様の変更は、勿論、ダム状の横断補強エレメント４にも可能である。

１ 装置（図１ないし図３）
１’ 装置（図４ないし図９）
１”装置（図１２ないし図１４）
２ ダイプレート
３ ブレード形状の加工処理エレメント
３’ブレード形状の加工処理エレメント（図１２ないし図１４）
４ ダム状の横断補強エレメント
５ 開口（締結力導入用ブッシングのための開口）
６、６’締結ネジの締結力伝達用ブッシュ
８ ベースプレート（図３）
１０ ブレード形状の加工処理エレメントのフット部位
１１ ダム状の横断補強エレメントのフット部位
１２ ダイプレートの受口
１２’受口（図１２ないし図１４）
１３ 加工処理側の領域
１４ 加工処理末端側ないし加工処理末端領域
１５ 回転防止機構
１６ 多角形結合部
１７ 装置１、１’の受口１２’における径方向突起（図１２ないし図１４）

１ 装置（図１ないし図３）
１’ 装置（図４ないし図９）
１”装置（図１２ないし図１４）
２ ダイプレート
３ ブレード形状の加工処理エレメント
３’ブレード形状の加工処理エレメント（図１２ないし図１４）
４ ダム状の横断補強エレメント
５ 開口（締結力導入用ブッシングのための開口）
６、６’締結ネジの締結力伝達用ブッシュ
８ ベースプレート（図３）
１０ ブレード形状の加工処理エレメントのフット部位
１１ ダム状の横断補強エレメントのフット部位
１２ ダイプレートの受口
１２’受口（図１２ないし図１４）
１３ 加工処理側の領域
１４ 加工処理末端側ないし加工処理末端領域
１５ 回転防止機構
１６ 多角形結合部
１７ 装置１、２’の受口１２’における径方向突起（図１２ないし図１４）

Claims (15)

1. 所定配列の開口(12)を有するダイプレート（穴あきプレート）(2)に複数のブレード形状の加工処理エレメントが挿入され、該ブレード形状の加工処理エレメント(3)は、繊維材料（被処理材料）が流れる加工処理隣接側で突出すると共に、ダイプレート(2)を越えて延びる加工処理末端側のフット部位(10)を有し、
   ブレード形状の加工処理エレメント(3)の各々は、長手方向に間隔をあけて前記ダイプレート(2)を貫通して該ダイプレート(2)を越えて加工処理末端側で突出する複数のフット部位(10)を有する構成において、
   前記フット部位(10)の少なくとも幾つかは加工処理末端側(14)でベースプレート(8)の対応する受溝に挿入されていることを特徴とするリファイナーにおける繊維材料を磨り潰す機械的加工処理用の装置。
2. 所定配列の開口(12)を有するダイプレート（穴あきプレート）(2)に複数のブレード形状の加工処理エレメントが挿入され、該ブレード形状の加工処理エレメント(3)は、繊維材料（被処理材料）が流れる加工処理隣接側で突出すると共に、ダイプレート(2)を越えて延びる加工処理末端側のフット部位(10)を有し、
   ブレード形状の加工処理エレメント(3)の各々は、長手方向に間隔をあけて前記ダイプレート(2)を貫通して該ダイプレート(2)を越えて加工処理末端側で突出する複数のフット部位(10)を有する構成において、
   前記加工処理エレメントの長手方向にほぼ直交して横断補強エレメント(4)を配置し、該横断補強エレメント(4)により加工処理末端側で加工処理エレメント(3)のフット部位(10)を安定固定するように構成したことを特徴とするリファイナーにおける繊維材料を磨り潰す機械的加工処理用の装置。
3. 前記横断補強エレメント(4)は、加工処理エレメント(3)の複数のフット部位(10)を横断することにより、間隔をあけて加工処理エレメント(3)を保持し支持するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記横断補強エレメント(4)は、ダム状の形態を有すると共に、ダイプレート(2)を越えて加工処理隣接側で突出し、該加工処理隣接で加工処理エレメント(3)を支持するように構成したことを特徴とする請求項２又は３の何れかに記載の装置。
5. 加工処理エレメント(3)と、ダイプレート(2)と、横断補強エレメント(4)の組立体は、加工処理末端側(14)でポリマーを流し込んでいることを特徴とする請求項２ないし４の何れかに記載の装置。
6. 横断補強エレメント(4)の個数と配列と加工処理側の突出高さによって繊維材料（被処理材料）の滞留時間を制御するように構成したことを特徴とする請求項２ないし５の何れかに記載の装置。
7. 加工処理エレメント(3)の加工処理側の突出高さは、８ないし１０ｍｍを含む６ないし１２ｍｍとされていることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の装置。
8. 加工処理エレメント(3)の幅は、１．５ないし２．５ｍｍを含む１ないし６ｍｍとされていることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の装置。
9. 複数の加工処理エレメント(3)の間の通路の幅は、１．８ないし２．５ｍｍを含む１．５ないし６ｍｍとされていることを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の装置。
10. ダイプレート(2)の開口に、締結ネジの締結力導入用のブッシング(6,6’)が取付けられていることを特徴とする請求項１ないし９の何れかに記載の装置。
11. 前記ブッシング(6,6’)は、材料接合により又は材料接合と嵌着の組み合わせによりダイプレートに結合されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記材料接合は、溶接結合、はんだ付け結合及び／又は接着剤結合により構成されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の装置。
13. ブッシング(6’)の各々は、回転防止機構(15)を有することを特徴とする請求項１０ないし１２の何れかに記載の装置。
14. 前記回転防止機構(15)は、多角形結合ないし多角形の形状により形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 複数のダム状の横断補強エレメントは、物理的に結合され、結合構造体とされていることを特徴とする請求項４ないし１４の何れかに記載の装置。
    

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