JP6931195B2 - 押出装置 - Google Patents

Description

本発明は、押出機とギヤポンプとを含む押出装置に関する。

従来、例えば、未加硫のゴムのような可塑性の材料を押し出すためにスクリューを備えた押出機が知られている。このような押出機は、可塑性の材料を連続的に押し出すことができる。押出機は、押出作業中にスクリューを停止させると、材料の均一性が悪化し、押し出された材料の品質が低下するおそれがあるので、通常、連続的にスクリューを回転させている。

そこで、例えば、下記特許文献１のように、押出機の押出口に配されたギヤポンプにより、押出機の下流側の装置が停止した場合に、押出機のスクリューを回転させた状態で、吐出される材料を停止させる押出装置が種々提案されている。

特開２０１７−０８７４８６号公報

図５は、特許文献１のような従来の押出装置の断面図である。図５では、材料の流れが矢印で示されている。図５に示されるように、特許文献１の押出装置は、押出機ａから押し出された材料Ｇをギヤポンプｂへ送るための連絡流路ｃを有している。連絡流路ｃは、例えば、押出機ａの出口側の形状とギヤポンプｂの入口側の形状とを、スムーズに連結している。

特許文献１の押出装置は、押出機ａから押し出された材料Ｇと、ギヤポンプｂのギヤの回転により発生する逆流した材料Ｇとにより、連絡流路ｃのＰ点として示された位置付近において、材料Ｇが滞留するという問題があった。このような滞留は、材料Ｇのスムーズな流れを阻害し、材料Ｇの生産性を低下させるおそれがあった。また、押出機ａから押し出された材料Ｇは高温であるため、材料Ｇの滞留は、材料Ｇを高温状態で保持することになり、材料Ｇの品質を変化させるおそれもあった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、材料の滞留を抑制し得る押出装置を提供することを主たる目的としている。

本発明は、可塑性の材料を押し出すためのスクリューを備えた押出機と、前記押出機から押し出された前記材料を吐出するための一対のギヤを有するギヤポンプとを含む押出装置であって、前記押出機から押し出された前記材料を前記ギヤポンプへ送るための連絡流路を含み、前記連絡流路は、前記押出機側の第１端部と、前記ギヤポンプ側の第２端部とを有し、前記ギヤの回転軸に直交する断面において、前記連絡流路は、前記第２端部側に前記連絡流路の径を拡大させる拡大曲線部を含むことを特徴とする。

本発明の押出装置において、前記ギヤポンプは、前記ギヤを包含するケーシングを含み、前記連絡流路の前記拡大曲線部は、前記ケーシングの内周部に屈曲することなく連結するのが望ましい。

本発明の押出装置において、前記ケーシングの前記内周部は、前記ギヤの外周部に沿った内周曲線部を含み、前記連絡流路の前記拡大曲線部と、前記ケーシングの前記内周曲線部とは、逆方向に曲がっているのが望ましい。

本発明の押出装置において、前記連絡流路の前記拡大曲線部は、単一の曲率半径を有するのが望ましい。

本発明の押出装置において、前記連絡流路は、前記第１端部と前記第２端部との間に径が最小となる最小径部を有するのが望ましい。

本発明の押出装置において、前記最小径部は、前記材料の押出方向において、前記第１端部と前記第２端部との中央部よりも前記第２端部側に形成されるのが望ましい。

本発明の押出装置において、前記押出機と前記ギヤポンプとの間に配される連結部をさらに含み、前記連絡流路は、前記連結部に挿入されるインサートに形成されるのが望ましい。

本発明の押出装置において、前記材料は、未加硫のゴムであるのが望ましい。

本発明の押出装置は、押出機から押し出された材料をギヤポンプへ送るための連絡流路を含み、前記連絡流路は、前記押出機側の第１端部と、前記ギヤポンプ側の第２端部とを有し、ギヤの回転軸に直交する断面において、前記第２端部は、前記連絡流路の幅を拡大させる曲線部を含んでいる。このような押出装置は、曲線部がギヤポンプのギヤの回転による材料の逆流を抑止し、材料を滞留させることなく、押し出される材料の生産性と品質とを向上させることができる。

本発明の押出装置の一実施形態を示す断面図である。 図１の押出装置の拡大断面図である。 他の実施形態の押出装置を示す断面図である。 図３の押出装置の拡大断面図である。 従来の押出装置の断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１には、本実施形態の押出装置１を示す断面図であり、図２は、図１の押出装置１の拡大断面図である。図１には、材料Ｇの流れが矢印で示されている。

図１及び図２に示されるように、本実施形態の押出装置１は、可塑性の材料Ｇを押し出すための押出機２と、押出機２から押し出された材料Ｇを吐出するためのギヤポンプ３とを含んでいる。可塑性の材料Ｇは、例えば、未加硫のゴムである。

押出機２は、例えば、スクリュー４と、スクリュー４を包含する略円筒状のバレル５とを備えている。押出機２は、バレル５の投入口（図示省略）から投入された材料Ｇを、バレル５内でスクリュー４により可塑化しながら押し出すことができる。このような押出機２は、材料Ｇを均一に可塑化することができ、押し出された材料Ｇの品質を向上させ得る。

ギヤポンプ３は、例えば、一対のギヤ６と、ギヤ６を包含するケーシング７とを有している。ギヤポンプ３は、一対のギヤ６を互いに逆回転させることで、ギヤ６とケーシング７との間に材料Ｇを送り込むのが望ましい。

このような押出装置１は、押出機２の運転を継続させた状態で、ギヤポンプ３により、材料Ｇの吐出量の変更又は停止を自在に制御することができるので、品質の良好な材料Ｇを定量的に吐出することができる。

ここで、図１及び図２は、ギヤ６の回転軸に直交する断面である。以下、図１及び図２に基づき、ギヤ６の回転軸に直交する断面において、本実施形態の押出装置１が説明される。

本実施形態の押出装置１は、押出機２から押し出された材料Ｇをギヤポンプ３へ送るための連絡流路１０を含んでいる。連絡流路１０は、押出機２側の端部である第１端部１１と、ギヤポンプ３側の端部である第２端部１２とを有している。

第１端部１１は、押出機２のバレル５内周部の出口側の形状に略等しい形状を有するのが望ましい。第２端部１２は、ギヤポンプ３のケーシング７内周部の入口側の形状に略等しい形状を有するのが望ましい。このような連絡流路１０は、形状の異なるバレル５内周部とケーシング７内周部とを、スムーズに連結することができる。

本実施形態の第１端部１１は、押出機２のバレル５の出口側の内径に略等しい第１内径ｄ１を有している。このような押出装置１は、押出機２から押し出される材料Ｇを、材料Ｇの滞留や圧力損失を発生させずに、ギヤポンプ３へ送ることができる。なお、第１端部１１には、材料Ｇ内の異物を除去するためのフィルタ（図示省略）が設けられていてもよい。

本実施形態の連絡流路１０は、第２端部１２側に連絡流路１０の径を拡大させる拡大曲線部１０ａを含んでいる。第２端部１２は、ギヤポンプ３のケーシング７の入口側の内径に略等しい第２内径ｄ２を有するのが望ましい。

このような押出装置１は、図１に矢印で示されるように、拡大曲線部１０ａがギヤポンプ３のギヤ６の回転による材料Ｇの逆流を抑止し、材料Ｇを滞留させることない。このため、本実施形態の押出装置１は、押し出される材料Ｇの生産性と品質とを向上させることができる。

本実施形態の押出装置１は、押出機２とギヤポンプ３との間に配される連結部８をさらに含んでいる。連結部８は、例えば、押出機２に取り付けられる第１連結部１３と、ギヤポンプ３に取り付けられる第２連結部１４と、第１連結部１３及び第２連結部１４を密着させるシェルクランプ１５とを含んでいる。このような連結部８は、押出機２とギヤポンプ３とを容易に分解することができ、メンテナンス作業の作業性を向上させ得る。

連結部８は、その内部にインサート９が挿入されるのが望ましい。インサート９は、例えば、押出機２からギヤポンプ３まで、一体的に形成されている。連絡流路１０は、連結部８に挿入されるインサート９に形成されるのが望ましい。このような連絡流路１０は、その内側に継ぎ目がなく、材料Ｇをスムーズに流すことができる。

なお、連結部８は、インサート９を含まない態様であってもよい。連結部８がインサート９を含まない場合の連絡流路１０は、例えば、連結部８の内周部と、ギヤポンプ３のケーシング７の内周部１６とにより形成される。

本実施形態の連絡流路１０は、第１端部１１から拡大曲線部１０ａまでの径が第１内径ｄ１である。このような連絡流路１０は、圧力損失が発生せず、材料Ｇの押出方向の流速を保つことができる。

本実施形態の第２内径ｄ２は、連絡流路１０の最大径部である。本実施形態において、第２内径ｄ２と第１内径ｄ１との差は、好ましくは、２０mm以上である。すなわち、本実施形態の連絡流路１０は、ケーシング７の入口側の内径とバレル５の出口側の内径との差が２０mm以上の場合に適している。

連絡流路１０の拡大曲線部１０ａは、単一の曲率半径Ｒを有するのが望ましい。拡大曲線部１０ａの曲率半径Ｒは、好ましくは、１０〜２５mmである。このような連絡流路１０は、材料Ｇをスムーズに流すことができ、材料Ｇの生産性を向上し得る。なお、拡大曲線部１０ａは、複数の曲率半径を有する複合曲線であってもよい。

本実施形態の連絡流路１０の拡大曲線部１０ａは、ケーシング７の内周部１６に屈曲することなく滑らかに連結している。すなわち、連絡流路１０の拡大曲線部１０ａとケーシング７の内周部１６との連結部分には、不連続点が形成されない。このような拡大曲線部１０ａは、材料Ｇをスムーズに流すことができ、材料Ｇの生産性をより向上し得る。

本実施形態のケーシング７の内周部１６は、ギヤ６の外周部に沿った内周曲線部１６ａを含んでいる。本実施形態では、連絡流路１０の拡大曲線部１０ａとケーシング７の内周曲線部１６ａとは、逆方向に曲がっており、かつ、屈曲することなく滑らかに連結されている。このような連絡流路１０は、第２端部１２に直線部が形成されないので、材料Ｇをよりスムーズに流すことができる。

図３は、他の実施形態の押出装置２０を示す断面図であり、図４は、図３の押出装置２０の拡大断面図である。図３には、材料Ｇの流れが矢印で示されている。上述の実施形態と同様の機能を有するものは、同一の符号が付され、その説明が省略される。

図３及び図４に示されるように、この実施形態の押出装置２０は、可塑性の材料Ｇを押し出すための押出機２と、押出機２から押し出された材料Ｇを吐出するためのギヤポンプ３と、押出機２とギヤポンプ３との間に配される連結部２１とを含んでいる。連結部２１は、その内部にインサート２２が挿入されている。インサート２２は、押出機２からギヤポンプ３まで、一体的に形成されるのが望ましい。

ここで、図３及び図４は、ギヤポンプ３のギヤ６の回転軸に直交する断面である。以下、図３及び図４に基づき、ギヤ６の回転軸に直交する断面において、この実施形態の押出装置２０が説明される。

この実施形態の押出装置２０は、押出機２のスクリュー４により押し出された材料Ｇをギヤポンプ３へ送るための連絡流路２３を含んでいる。連絡流路２３は、押出機２側の第１端部２４と、ギヤポンプ３側の第２端部２５とを有している。連絡流路２３は、連結部２１に挿入されるインサート２２に形成されるのが望ましい。

第１端部２４は、押出機２のバレル５の出口側の内径に略等しい第１内径ｄ１を有するのが望ましい。このような押出装置２０は、押出機２から押し出される材料Ｇを、材料Ｇの滞留や圧力損失を発生させずに、ギヤポンプ３へ送ることができる。

この実施形態の連絡流路２３は、第２端部２５側に連絡流路２３の径を拡大させる拡大曲線部２３ａを含んでいる。拡大曲線部２３ａは、ケーシング７の内周部１６に屈曲することなく滑らかに連結するのが望ましい。このような拡大曲線部２３ａは、材料Ｇをスムーズに流すことができ、材料Ｇの生産性を向上し得る。

第２端部２５は、ギヤポンプ３のケーシング７の入口側の内径に略等しい第２内径ｄ２を有するのが望ましい。この実施形態において、第２内径ｄ２と第１内径ｄ１との差は、好ましくは、２０mm未満である。すなわち、この実施形態の連絡流路２３は、ケーシング７の入口側の内径とバレル５の出口側の内径との差が２０mm未満の場合に適している。なお、この実施形態の第２内径ｄ２は、第１内径ｄ１よりも小さくてもよい。

このような押出装置２０は、図３に矢印で示されるように、拡大曲線部２３ａがギヤポンプ３のギヤ６の回転による材料Ｇの逆流を抑止し、材料Ｇを滞留させることない。このため、この実施形態の押出装置２０は、押し出される材料Ｇの生産性と品質とを向上させることができる。

この実施形態の連絡流路２３は、第１端部２４と第２端部２５との間に径が最小の第３内径ｄ３となる最小径部２６を有している。連絡流路２３は、第１端部２４から最小径部２６にかけて、径が漸減するのが望ましい。最小径部２６の第３内径ｄ３は、好ましくは、第１内径ｄ１の６０％〜９０％である。このような連絡流路２３は、材料Ｇの押出方向の流速を増速することができる。

最小径部２６は、材料Ｇの押出方向において、第１端部２４と第２端部２５との中央部よりも第２端部２５側に形成されるのが望ましい。この実施形態の最小径部２６は、拡大曲線部２３ａに形成されている。このような連絡流路２３は、第１端部２４から最小径部２６に至る径の変化率を小さくすることができ、材料Ｇをスムーズに流すことができる。

連絡流路２３の拡大曲線部２３ａは、単一の曲率半径Ｒを有するのが望ましい。拡大曲線部２３ａの曲率半径Ｒは、好ましくは、１０〜２５mmである。このような連絡流路２３は、材料Ｇをよりスムーズに流すことができ、材料Ｇの生産性を向上し得る。なお、拡大曲線部２３ａは、複数の曲率半径を有する複合曲線であってもよい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

出口側の内径（第１内径）が６０mmの第１押出機又は出口側の内径（第１内径）が９０mmの第２押出機と、入口側の内径（第２内径）が９０mmのギヤポンプとを用いて、未加硫のゴムを押し出すテストが行われた。表１に示されるように、第１押出機又は第２押出機と、ギヤポンプと、図１、図３及び図５のいずれかの連絡流路とを有する押出装置を用いて、各実施例及び比較例のテストが行われた。

テストは、これらの押出装置を用いて、ゴムストリップを４８時間製造した後、連絡流路内のゴムの滞留の有無が確認された。
結果が、表１に示される。

テストの結果、比較例の押出装置は、ゴムの滞留が発生したのに対し、実施例の押出装置は、ゴムの滞留が発生せず、生産性と品質とに優れたゴムストリップを押し出すことが確認された。

１ 押出装置
２ 押出機
３ ギヤポンプ
４ スクリュー
６ ギヤ
１０ 連絡流路
１０ａ 拡大曲線部
１１ 第１端部
１２ 第２端部

Claims (8)

1. 可塑性の材料を押し出すためのスクリューを備えた押出機と、前記押出機から押し出された前記材料を吐出するための一対のギヤを有するギヤポンプと、前記押出機と前記ギヤポンプとの間に配される連結部とを含む押出装置であって、
   前記押出機から押し出された前記材料を前記ギヤポンプへ送るための連絡流路を含み、
   前記連絡流路は、前記押出機側の第１端部と、前記ギヤポンプ側の第２端部とを有し、かつ、前記連結部に挿入されるインサートに形成され、
   前記インサートは、前記押出機から前記ギヤポンプまで一体的に形成され、
   前記ギヤの回転軸に直交する断面において、
   前記連絡流路は、前記第２端部側に前記連絡流路の径を拡大させる拡大曲線部を含む、
   押出装置。
   
2. 前記ギヤポンプは、前記ギヤを包含するケーシングを含み、
   前記連絡流路の前記拡大曲線部は、前記ケーシングの内周部に屈曲することなく連結する、請求項１に記載の押出装置。
3. 前記ケーシングの前記内周部は、前記ギヤの外周部に沿った内周曲線部を含み、
   前記連絡流路の前記拡大曲線部と、前記ケーシングの前記内周曲線部とは、逆方向に曲がっている、請求項２に記載の押出装置。
4. 前記連絡流路の前記拡大曲線部は、単一の曲率半径を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の押出装置。
5. 前記連絡流路は、前記第１端部と前記第２端部との間に径が最小となる最小径部を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の押出装置。
6. 前記最小径部は、前記材料の押出方向において、前記第１端部と前記第２端部との中央部よりも前記第２端部側に形成される、請求項５に記載の押出装置。
7. 前記曲率半径は、１０〜２５mmである、請求項４に記載の押出装置。
8. 前記材料は、未加硫のゴムである、請求項１〜７のいずれかに記載の押出装置。

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