JP6657372B2 - 2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工方法及び装置 - Google Patents
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Description
1.特定の空間で材料の体積が周期的に変化して可塑化運搬工程が行われる。この工程は、体積脈動変形による支配作用で行われ、従来のせん断レオロジーに支配されるスクリュー可塑化運搬工程と比較し、熱機械プロセスが大幅に短縮し、可塑化運搬のエネルギー損失が低減する。
2.特殊な表面構造を有する2本または3本の係合回転子と固定子内面とで形成される材料運搬体積は、回転子の軸方向および係方向に沿ってそれぞれ周期的に変化することによって、高分子材料の可塑化混錬、混合分散効果を強化し、材料の適応性が向上する。
3.材料の可塑化運搬工程が連続的に行われ、完全な正変位性特性を有し、押出安定性と効率が大幅に向上する。
4.装置の取り外しが便利であり、応用および普及されやすい。
図1、図2に示すように、同一方向に回転する2軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置は、主にホッパー1、第1偏心回転子2、第2偏心回転子3、固定子6および駆動装置からなる。ここで、第1偏心回転子2と第2偏心回転子3は、互いに係合して固定子6の内部空洞に設けられ、それぞれ駆動装置に接続される。ホッパー1は、固定子7の内部空洞に連通する。第1偏心回転子2、第2偏心回転子3は、同一方向に回転する。第1偏心回転子2、第2偏心回転子3は、螺旋構造4と可変長の偏心円柱構造5の交互接続によって構成される。螺旋構造4のピッチ、偏心円柱5の長さは、軸方向に沿って徐々に減少する。第1偏心回転子2の螺旋構造4と第2偏心回転子3の螺旋構造4は、互いに係合する。第1偏心回転子2と第2偏心回転子3の偏心円柱構造5は、軸方向位置が同じである。第1偏心回転子2と第2偏心回転子3の螺旋構造4の軸線は、回転子回転軸線と同じである。偏心円柱5の軸線は、回転子回転軸線から偏心し、かつ同一回転子の異なる位置の偏心円柱の偏心方向は、同じである。第1偏心回転子2、第2偏心回転子3が同一方向に回転する際に、両回転子の偏心円柱5の外面と固定子6の内面および螺旋構造4のフライト上部とで収容空洞が形成される。収容空洞の体積は、偏心円柱5の転動に伴い、第1偏心回転子2、第2偏心回転子3の軸方向と径方向に沿って周期的に変化する。収容空洞の体積が小さいほうから大きくなると、材料が取り込まれる。体積が大きいほうから小さくなると、材料は、正応力および固定子6の外部加熱作用で研磨、圧着、排気および可塑化溶融を経て、最後にダイヘッドから排出される。
図3、図4に示すように、異なる方向に回転する2軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置は、主にホッパー1、第1偏心回転子2、第2偏心回転子3、固定子6および駆動装置からなる。ここで、第1偏心回転子2と第2偏心回転子3は、互いに係合して固定子6の内部空洞に設けられて、それぞれ駆動装置に接続される。ホッパー1は、固定子7の内部空洞に連通する。第1偏心回転子2、第2偏心回転子3は、螺旋構造4と可変長の偏心円柱構造5の交互接続によって構成される。螺旋構造4のピッチ、偏心円柱5の長さは、軸方向に沿って徐々に減少する。第1偏心回転子2の螺旋構造4と第2偏心回転子3の螺旋構造4は、互いに係合する。第1偏心回転子2と第2偏心回転子3の偏心円柱構造5は、軸方向位置が同じである。第1偏心回転子2と第2偏心回転子3の螺旋部分4の軸線は、回転子回転軸線と同じである。偏心円柱5の軸線は、回転子回転軸線から偏心し、かつ同一回転子の異なる位置の偏心円柱の偏心方向は、同じである。第1偏心回転子2、第2偏心回転子3が異なる方向に回転する際に、両回転子の偏心円柱5の外面と固定子6の内面および螺旋構造4のフライト上部とで収容空洞が形成される。収容空洞の体積は、偏心円柱5の転動に伴い、第1偏心回転子2、第2偏心回転子3の軸方向と径方向に沿って周期的に変化する。収容空洞の体積が小さいほうから大きくなると、材料が取り込まれる。体積が大きいほうから小さくなると、材料は、正応力および固定子6の外部加熱作用で研磨、圧着、排気および可塑化溶融を経て、最後にダイヘッドから排出される。
図5、図6に示すように、3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置は、主にホッパー1、3本の回転子(中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4)、固定子7および駆動装置からなる。ここで、中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4は、「一」字型に水平に排列して固定子7の内部空洞に設けられ、それぞれ駆動装置に接続される。ホッパー1は、固定子7の内部空洞に連通する。中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4は、螺旋構造5と可変長の偏心円柱構造6との交互接続によって構成される。螺旋構造5のピッチ、偏心円柱6の長さは、軸方向に沿って徐々に減少する。中間偏心回転子3の螺旋構造5と、右側偏心回転子2及び左側偏心回転子4の螺旋構造5とは、互いに係合する。中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4の偏心円柱構造6の軸方向位置は、同じである。中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4の螺旋部分5の軸線は、回転子回転軸線と同じである。偏心円柱6の軸線は、回転子回転軸線から偏心し、かつ同一回転子の異なる位置の偏心円柱の偏心方向は、同じである。中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4の回転時に、3つの回転子の偏心円柱6の外面と固定子7の内面および螺旋構造5のフライト上部とで収容空洞が形成される。収容空洞の体積は、偏心円柱6の転動に伴い、中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4の軸方向と径方向に沿って周期的に変化する。収容空洞の体積が小さいほうから大きくなると、材料が取り込まれる。体積が大きいほうから小さくなると、材料は、正応力および固定子7の外部加熱作用で研磨、圧着、排気および可塑化溶融を経て、最後にダイヘッドから排出される。
図7に示すように、3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化射出加工装置は、主に3軸偏心回転子体積脈動変形可塑化運搬ユニットとプランジャー射出ユニットから構成される。ここで、3軸偏心回転子体積脈動変形可塑化運搬ユニットは、主にホッパー1、3本の回転子(中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4)、固定子7および駆動装置からなる。プランジャー射出ユニットは、主に接続具8、プランジャー9およびシリンダ10からなる。シリンダ10は、接続具8によって固定子7に接続される。プランジャー9は、シリンダ10に接続される。中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4は、固定子7の内部空洞に設けられて、それぞれ駆動装置に接続される。ホッパー1は、固定子7の内部空洞に連通する。中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4は、螺旋構造5と可変長の偏心円柱構造6との交互接続によって構成される。螺旋構造5のピッチ、偏心円柱6の長さは、軸方向に沿って徐々に減少する。中間偏心回転子3の螺旋構造5と、右側偏心回転子2及び左側偏心回転子4の螺旋構造5とは、互いに係合する。中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4の偏心円柱構造6の軸方向位置は、同じである。中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4の回転時に、3つの回転子の偏心円柱6の外面と固定子7の内面および螺旋構造5のフライト上部とで収容空洞が形成される。収容空洞の体積は、偏心円柱6の転動に伴い、中間偏心回転子3、右側偏心回転子2、左側偏心回転子4の軸方向と径方向に沿って周期的に変化する。材料を、可塑化溶融を経て接続具8によってシリンダ10に取り込み、同時にプランジャー9が後退していく。シリンダ10内の材料溶融体蓄積量が射出製品に要求される計量値に達すると、3軸偏心回転子体積脈動変形可塑化運搬ユニットの可塑化溶融が停止し、射出機の可塑化計量工程が終了する。射出機の金型充填、保圧工程後に、製品冷却段階で3軸偏心回転子体積脈動変形可塑化運搬ユニットの可塑化運搬が開始し、射出機による製品成型の新しいサイクルが開始する。
(付記1)
2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工方法において、
螺旋構造と偏心円柱構造との交互接続による2本または3本の係合偏心回転子と固定子内面とで形成される材料運搬体積は、回転子の軸方向および径方向に沿ってそれぞれ周期的に変化し、
2本または3本の係合偏心回転子の係合回転中に、材料の体積脈動変形に基づく溶融と可塑化運搬が実現される、
ことを特徴とする2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工方法。
付記1に記載の方法を実現する2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置であって、
主に、固定子の内部空洞に連通するホッパーと、2本または3本の偏心回転子と、固定子と、駆動装置からなり、
前記偏心回転子は、前記固定子の内部空洞に排列して、それぞれ前記駆動装置に接続し、
前記偏心回転子の各々は、可変長の螺旋構造と偏心円柱構造との交互接続で構成されており、
前記偏心回転子の螺旋構造は、互いに係合し、
2本または3本の回転子の偏心円柱構造の軸方向位置は、同じである、
ことを特徴とする2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置。
前記2本または3本の回転子の螺旋部分軸線は、回転子回転軸線と同じであり、
偏心円柱軸線は、前記回転子回転軸線から偏心し、
かつ同一回転子の異なる位置の偏心円柱の偏心方向は、同じである、
ことを特徴とする付記2に記載の装置。
前記偏心回転子の螺旋構造のピッチ、前記偏心円柱の長さは、軸方向に沿って徐々に減少する、
ことを特徴とする付記2に記載の装置。
前記偏心回転子は、中間偏心回転子、右側偏心回転子、左側偏心回転子の3本であり、
前記中間偏心回転子、前記右側偏心回転子、前記左側偏心回転子は、「一」字型に水平に排列して前記固定子の内部空洞に設けられ、
前記中間偏心回転子の螺旋構造は、前記右側偏心回転子及び前記左側偏心回転子の螺旋構造と、互いに係合する、
ことを特徴とする付記2〜4のいずれか1つに記載の装置。
前記偏心回転子は、第1偏心回転子、第2偏心回転子の2本であり、
前記第1偏心回転子、前記第2偏心回転子は、同一方向または異なる方向に係合して、前記固定子の内部空洞に設けられる、
ことを特徴とする付記2〜4のいずれか1項に記載の装置。
主に3軸偏心回転子体積脈動変形可塑化運搬ユニットとプランジャー射出ユニットから構成され、
前記3軸偏心回転子体積脈動変形可塑化運搬ユニットは、主に、ホッパー、中間偏心回転子、右側偏心回転子、左側偏心回転子、固定子および駆動装置からなり、
前記プランジャー射出ユニットは、主に接続具、プランジャーおよびシリンダからなり、
前記シリンダは、接続具によって前記固定子に接続され、
前記プランジャーは、前記シリンダに接続され、
前記中間偏心回転子、前記右側偏心回転子、前記左側偏心回転子は、前記固定子の内部空洞に設けられて、それぞれ前記駆動装置に接続され、
螺旋構造のピッチ、偏心円柱の長さは、軸方向に沿って徐々に減少し、
前記中間偏心回転子の螺旋構造と、前記右側偏心回転子及び前記左側偏心回転子の螺旋構造とは、互いに係合する、
ことを特徴とする付記2に記載の装置。
Claims (7)
- 2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工方法において、
螺旋構造と偏心円柱構造との交互接続による2本または3本の偏心回転子と固定子内面とで形成される材料運搬体積は、回転子の軸方向および径方向に沿ってそれぞれ周期的に変化し、
前記偏心回転子が、第1偏心回転子および第2偏心回転子の2本である場合、
当該第1偏心回転子と当該第2偏心回転子は、互いに接触し、
当該第1偏心回転子の螺旋構造と、当該第2偏心回転子の螺旋構造は、互いに接触状態にあり、および、
当該第1偏心回転子の偏心円柱構造と、当該第2偏心回転子の偏心円柱構造は、互いに接触状態にあり、
前記偏心回転子が、中間偏心回転子、右側偏心回転子および左側偏心回転子の3本である場合、
当該中間偏心回転子と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子とは、互いに接触し、
当該中間偏心回転子の螺旋構造と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子の螺旋構造とは、互いに接触状態にあり、および、
当該中間偏心回転子の偏心円柱構造と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子の偏心円柱構造とは、互いに接触状態にあり、
前記2本または3本の偏心回転子の偏心円柱構造の軸線は、回転子回転軸線から偏心し、
前記2本または3本の偏心回転子の接触状態での回転中に、材料の体積脈動変形に基づく溶融と可塑化運搬が実現される、
ことを特徴とする2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工方法。 - 請求項1に記載の方法を実現する2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置であって、
主に、固定子の内部空洞に連通するホッパーと、2本または3本の偏心回転子と、固定子と、駆動装置からなり、
前記偏心回転子は、前記固定子の内部空洞に配列して、それぞれ前記駆動装置に接続し、
前記偏心回転子の各々は、可変長の螺旋構造と偏心円柱構造との交互接続で構成されており、
前記偏心回転子が、第1偏心回転子および第2偏心回転子の2本である場合、
当該第1偏心回転子と当該第2偏心回転子は、互いに接触し、
当該第1偏心回転子の螺旋構造と、当該第2偏心回転子の螺旋構造は、互いに接触状態にあり、および、
当該第1偏心回転子の偏心円柱構造と、当該第2偏心回転子の偏心円柱構造は、互いに接触状態にあり、
前記偏心回転子が、中間偏心回転子、右側偏心回転子および左側偏心回転子の3本である場合、
当該中間偏心回転子と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子とは、互いに接触し、
当該中間偏心回転子の螺旋構造と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子の螺旋構造とは、互いに接触状態にあり、および、
当該中間偏心回転子の偏心円柱構造と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子の偏心円柱構造とは、互いに接触状態にあり、
前記2本または3本の偏心回転子の偏心円柱構造の軸方向位置は、同じであり、
前記2本または3本の偏心回転子の偏心円柱構造の軸線は、回転子回転軸線から偏心している、
ことを特徴とする2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置。 - 2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工方法において、
螺旋構造と偏心円柱構造との交互接続による2本または3本の偏心回転子と固定子内面とで形成される材料運搬体積は、回転子の軸方向および径方向に沿ってそれぞれ周期的に変化し、
前記2本または3本の偏心回転子の接触状態での回転中に、材料の体積脈動変形に基づく溶融と可塑化運搬をする方法を実現する、
2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置であって、
主に、固定子の内部空洞に連通するホッパーと、2本または3本の偏心回転子と、固定子と、駆動装置からなり、
前記偏心回転子は、前記固定子の内部空洞に配列して、それぞれ前記駆動装置に接続し、
前記偏心回転子の各々は、可変長の螺旋構造と偏心円柱構造との交互接続で構成されており、
前記偏心回転子が、第1偏心回転子および第2偏心回転子の2本である場合、
当該第1偏心回転子と当該第2偏心回転子は、互いに接触し、
当該第1偏心回転子の螺旋構造と、当該第2偏心回転子の螺旋構造は、互いに接触状態にあり、
前記偏心回転子が、中間偏心回転子、右側偏心回転子および左側偏心回転子の3本である場合、
当該中間偏心回転子と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子とは、互いに接触し、
当該中間偏心回転子の螺旋構造と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子の螺旋構造とは、互いに接触状態にあり、
前記2本または3本の偏心回転子の偏心円柱構造の軸方向位置は、同じであり、
前記2本または3本の偏心回転子の螺旋構造のピッチ、前記偏心円柱の長さは、軸方向に沿って徐々に減少する、
ことを特徴とする2軸または3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置。 - 3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工方法において、
螺旋構造と偏心円柱構造との交互接続による3本の偏心回転子と固定子内面とで形成される材料運搬体積は、回転子の軸方向および径方向に沿ってそれぞれ周期的に変化し、
前記3本の偏心回転子の接触状態での回転中に、材料の体積脈動変形に基づく溶融と可塑化運搬をする方法を実現する、
3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置であって、
主に、固定子の内部空洞に連通するホッパーと、3本の偏心回転子と、固定子と、駆動装置からなり、
前記偏心回転子は、前記固定子の内部空洞に配列して、それぞれ前記駆動装置に接続し、
前記偏心回転子の各々は、可変長の螺旋構造と偏心円柱構造との交互接続で構成されており、
前記3本の偏心回転子の偏心円柱構造の軸方向位置は、同じであり、
前記3本の偏心回転子は、中間偏心回転子、右側偏心回転子および左側偏心回転子であり、
当該中間偏心回転子と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子とは、互いに接触し、
当該中間偏心回転子の螺旋構造と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子の螺旋構造とは、互いに接触状態にあり、
前記中間偏心回転子、前記右側偏心回転子、前記左側偏心回転子は、「一」字型に水平に配列して前記固定子の内部空洞に設けられる、
ことを特徴とする3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置。 - 3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工方法において、
螺旋構造と偏心円柱構造との交互接続による3本の偏心回転子と固定子内面とで形成される材料運搬体積は、回転子の軸方向および径方向に沿ってそれぞれ周期的に変化し、
前記3本の偏心回転子の接触状態での回転中に、材料の体積脈動変形に基づく溶融と可塑化運搬をする方法を実現する、
3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置であって、
主に、固定子の内部空洞に連通するホッパーと、3本の偏心回転子と、固定子と、駆動装置からなり、
前記偏心回転子は、前記固定子の内部空洞に配列して、それぞれ前記駆動装置に接続し、
前記偏心回転子の各々は、可変長の螺旋構造と偏心円柱構造との交互接続で構成されており、
前記3本の偏心回転子の偏心円柱構造の軸方向位置は、同じであり、
主に3軸偏心回転子体積脈動変形可塑化運搬ユニットとプランジャー射出ユニットから構成され、
前記3軸偏心回転子体積脈動変形可塑化運搬ユニットは、主に、ホッパー、中間偏心回転子、右側偏心回転子、左側偏心回転子、固定子および駆動装置からなり、
前記プランジャー射出ユニットは、主に接続具、プランジャーおよびシリンダからなり、
前記シリンダは、接続具によって前記固定子に接続され、
前記プランジャーは、前記シリンダに接続され、
前記中間偏心回転子、前記右側偏心回転子、前記左側偏心回転子は、前記固定子の内部空洞に設けられて、それぞれ前記駆動装置に接続され、
当該中間偏心回転子と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子とは、互いに接触し、
当該中間偏心回転子の螺旋構造と、当該右側偏心回転子および当該左側偏心回転子の螺旋構造とは、互いに接触状態にあり、
螺旋構造のピッチ、偏心円柱の長さは、軸方向に沿って徐々に減少する、
ことを特徴とする3軸偏心回転子の体積脈動変形可塑化加工装置。 - 前記2本または3本の偏心回転子の螺旋部分軸線は、回転子回転軸線と同じであり、
偏心円柱軸線は、前記回転子回転軸線から偏心し、
かつ同一回転子の異なる位置の偏心円柱の偏心方向は、同じである、
ことを特徴とする請求項2に記載の装置。 - 前記偏心回転子は、第1偏心回転子、第2偏心回転子の2本であり、
前記第1偏心回転子と前記第2偏心回転子は、同一方向または異なる方向に接触した状態にあり、前記固定子の内部空洞に設けられる、
ことを特徴とする請求項2、3及び6のいずれか1項に記載の装置。
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