JPH0611489B2 - 二軸混練機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、プラスチック，ゴム等の粘稠材料をこね混ぜ
る混練機（ニーダ）のロータ軸に関する。

＜従来の技術＞ 従来のバッチ式混練機は、通常は平行二軸ロータ型であ
って、そのロータ軸は一端から、中央部に至る２個のブ
レードが互に位相をずらせて設けられている構造のもの
が多用されていた。

＜発明が解決しようとする課題＞ 従来型のロータでは、各ブレードが材料を中央部へ送り
込むため、混練能率の高い個所が容器中央部に集中する
きらいがあった。これに対し、一端から中央部をこえて
伸びる大形ブレードと、他端から中央に達しない小形ブ
レードを設けることが考えられるが、両ブレードに発ず
る推力が不均衡となってシャフトに大きな推力が生ずる
という新たな問題が生ずる。

そこで、本発明は、従来に比べて混練効果が大幅に向上
し、しかも、ブレードに生ずる推力が相殺されてシャフ
トの推力が従来程度に小さく、さらに、従来の２枚ブレ
ードの小容量から４枚のブレードの大容量のものに至る
広範囲に適用できる混練機の提供を課題とする。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明の二軸混練機は、混練すべき材料を収容する容器
内に、プレードをもつ平行二軸ロータが設けられた装置
において、上記二軸ロータはいずれも、１個の大形ブレ
ードと２個の小形ブレードを有し、上記容器の一方の壁
面に近接して上記二軸ロータの一方が有する大形ブレー
ドの外端と上記二軸ロータの他方が有する２個の小形ブ
レードの外端が位置しており、上記容器の他方の壁面に
近接して上記二軸ロータの他方が有する大形ブレードの
外端と上記二軸ロータの一方が有する２個の小形ブレー
ドの外端が位置していることを特徴としている。

＜作用＞ 材料が充填された混練容器内でロータ軸が回転すると、
材料は、これを軸方向のみについて説明すると、大形ブ
レードにより一端から中央部をこえて大きく送られ、位
相の異なる２個の小形ブレードにより他端から中央に向
けて二度に分けて小さく戻される。平行二軸型において
は、もう一本のロータ軸が容器中心を対称点として点対
称に配設されるから、材料は、もう一本のロータ軸の大
形ブレードにより、他端から中央部をこえて大きく戻さ
れ、位相の異なる２個の小形ブレードにより一端から中
央へ向けて二度に分けて小さく送られる。また、容器内
のある定位置について説明すると、材料は、一方のロー
タ軸の小形ブレード、他方のロータ軸の大形ブレード、
一方のロータ軸のもう一つの小形ブレードによる押圧力
を受けるが、一方のロータ軸のブレードの山が他方のロ
ータ軸のブレード間の谷にくい込む両ロータの接点にお
いて、このようなくい込みが、ロータ軸の１回転中に６
回行われる。その結果、従来に比べて、材料は大きく速
い運動を強いられ、しかも、その間に強い圧縮力と剪断
力を受けて能率のよい混練が進行する。

＜実施例＞ 第１図に本発明実施例の縦断面図を示し、第２図に第１
図の容器内の平面図を示し、第３図に第２図のＡＢＣＤ
断面図を示す。

材料を収容する容器１の相対する二側壁２Ａ，２Ｂに平
行二軸ロータ軸５（５Ａ，５Ｂ）が貫通し、この各ロー
タ軸５は軸受４Ａ，４Ｂにより支持され、歯車、減速機
等の伝達機構を介してモータ（図示せず）により回転駆
動される。ロータ軸５が二側壁２Ａ，２Ｂを貫通する個
所には材料の漏洩を防止する封止装置が設けられ、ま
た、容器１の上部には材料を加圧するため油圧シリンダ
により上下方向に変位する、加圧蓋６が設けられてい
る。

平行二軸ロータ軸５Ａ，５Ｂはそれぞれ１個の大形ブレ
ード７Ａ，７Ｂと２個の小形ブレード８Ａ，８Ｂおよび
９Ａ，９Ｂを備えている。大形ブレード７Ａと７Ｂはそ
の根幹部の軸方向長さが相等しく、容器の二側壁２Ａ，
２Ｂ間距離Ｗの1/2よりも長く、好ましくは3/5ないし4/
5の範囲であり、小形ブレード８Ａ，８Ｂはその根幹部
の軸方向長さが相等しく、二側壁間距離Ｗの1/2よりも
短く、好ましくは1/5ないし1/2の範囲である。もう一つ
の小形ブレード９Ａと９Ｂはその軸方向長さが相等し
く、前述の小形ブレード８Ａ，８Ｂよりも長い。容器の
一方の側壁２Ａに近接して、一方のロータ軸５Ａが有す
る大形ブレード７Ａの外端と、他方のロータ５Ｂが有す
る２個の小形ブレード８Ｂ，９Ｂの外端が位置してお
り、容器の他方の外壁２Ｂに近接して、他方のロータ軸
５Ｂが有する大形ブレード７Ｂの外端と、一方のロータ
軸５Ａが有する２個の小形ブレード８Ａ，９Ａの外端が
位置している。各ロータ軸とも、大形ブレードの根幹部
の軸方向長さと小形ブレードの根幹部の軸方向長さの和
は、容器の二側壁間距離Ｗよりもやや大きく、その結
果、大形ブレードの内端部と２個の小形ブレードの内端
部とは、第４図から明らかなように、軸方向の同じ座標
上に共存する。またこの共存位置において、第３図に示
すように、１個の大形ブレード７Ａ（又は７Ｂ）と２個
の小形ブレード８Ａ，９Ａ（又は８Ｂ，９Ｂ）は互にほ
ぼ120゜位相差をもって配設されており、各ブレードの
稜線は、第４図に展開図で示すように、ロータ軸の回転
により材料を中央へ送る向きの進み角をもつらせん状に
形成されている。また、２個の小形ブレード８，９のう
ち先行するブレード８は追従するブレード９に比べてや
や短い。従って材料は、大形ブレード７により一端から
中央部をこえて大きく送られたのち、先行するブレード
８により小さく戻され、更に追従するブレード９により
再度小さく戻される。

本発明のブレードは種々な形状により実施することがで
き、例えばブレード根幹部の長さに対しブレード稜線の
長さを非常に短く形成することもできる。そのため、小
形ブレードの稜線の長さが容器壁間距離ｗの1/2よりも
短いにもかかわらずその根幹部の長さがw/2よりも大き
くなる場合もある。また同様に、大形ブレードの稜線の
長さがw/2と等しいかw/2よりもやや小さくなる場合もあ
る。要するに、大形ブレードと小形ブレードの間に相対
的な大小関係があればよい。しかし、好ましい大小関係
は、２個の小形ブレードの長さの和が大形ブレードの長
さにほぼ等しいときである。

二軸ロータ５Ａ，５Ｂの軸間距離は第３図に示すよう
に、その外周回転軌跡がオーバーラップしている場合
と、第５図に示すように、オーバーラップしていない場
合がある。オーバーラップしていない場合は、二軸ロー
タ５Ａ，５Ｂの回転速度を非同一にして、例えば回転速
度比を３：５にして実施することができる。

また、本発明のロータ軸のブレードは、駆動軸と、鋳
造、熔接等により一体に製作してもよく、或いは、本発
明シャフトが特開昭63-297003号公報に開示しているよ
うに、真直形シャフトにブレードを具備したブレード付
き円筒体を嵌合・固着することにより実施してもよい。
この場合は同一形状寸法のブレード付き円筒体を、その
嵌合の向きを反対にして製作することができる。

さらに、本発明のブレード内部に、ブレードを冷却又は
加熱する熱媒通路を形成することもできる。前述したブ
レード付き円筒体を用いれば、ブレード稜線の表層部近
傍にも熱媒通路を容易に形成することができる。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、１個の大形ブレードと２個の小形ブレ
ードを互に位相を異ならせて一本のロータ軸上に配設し
ているので、混練容器内の材料は、作用の項で説明した
通り、軸方向に大きく送り、戻されながら、ロータ軸の
１回転中に最大６回の強い圧縮力と剪断力を受けるな
ど、混練が高能率に行われる。また、大形ブレードによ
り生ずる推力と２個の小形ブレードにより生ずる推力が
相殺されるのでロータ軸に生ずる推力は小さくなり、軸
受構造が簡単になることは勿論のこと、機械の摩擦が少
く寿命が長くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の縦断面図、 第２図は第１図の容器内の平面図、 第３図は第２図のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ断面図、 第４図はロータ軸の展開図、 第５図は本発明の他の実施例を示す横断面図である。 １……混練容器 ２Ａ，２Ｂ……容器の二側壁 ５，５Ａ，５Ｂ……ロータ軸 ７，７Ａ，７Ｂ……大形ブレード ８，８Ａ，８Ｂ……小形ブレード ９，９Ａ，９Ｂ……小形ブレード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】混練すべき材料を収容する容器内に、ブレ
   ードをもつ平行二軸ロータが設けられた装置において、
   上記二軸ロータはいずれも、１個の大形ブレードと２個
   の小形ブレードを有し、上記容器の一方の壁面に近接し
   て上記二軸ロータの一方が有する大形ブレードの外端と
   上記二軸ロータの他方が有する２個の小形ブレードの外
   端が位置しており、上記容器の他方の壁面に近接して上
   記二軸ロータの他方が有する大形ブレードの外端と上記
   二軸ロータの一方が有する２個の小形ブレードの外端が
   位置していることを特徴とする二軸混練機。
2. 【請求項２】上記二軸ロータが、二本の駆動軸と、その
   駆動軸に嵌合する円筒体と、その円筒体と一体形成され
   た上記大形および小形のブレードより成る、第１項記載
   の二軸混練機。
3. 【請求項３】上記大形ブレードの根幹部の長さが容器壁
   間距離の1/2よりも長く、上記小形ブレードの根幹部の
   長さが容器壁間距離の1/2よりも短い、第１項または第
   ２項記載の二軸混練機。