JPH07125045A - 押出機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】材料通過孔１０に並設されるニーディングディ
スク２、３の境界に仕切壁を配置せずとも良く、かつニ
ーディングディスク２、３の偏芯防止に有利な押出機を
提供すること。 【構成】シリンダ１の材料通過孔１０は、第１通路１１
と第２通路１２とからなる。第１駆動軸１４により回転
される略おにぎり形状の第１ニーディングディスク２が
第１通路１１に回転可能に配置されている。第２駆動軸
２４により回転される略おにぎり形状の第２ニーディン
グディスク３が第２通路１２に回転可能に配置されてい
る。第１ニーディングディスク２の３個の頂部に第１保
持軸４により第１案内ローラ５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）が
転動可能に保持されている。第２ニーディングディスク
３の頂部にも第２保持軸６により第２案内ローラ７（７
Ａ、７Ｂ、７Ｃ）が転動可能に保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂やゴムを押し出す押
出機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より押出機として、図６に示す様
に、先端に材料吐出口１０１を備えた材料通過孔１０２
を有するシリンダ１００と、材料通過孔１０２内に回転
可能に配置された２本のスクリュ２００とを具備するも
のが知られている。スクリュ２００は螺旋状のフライト
２０１を備えている。このものではスクリュ２００の一
端２００ｘ側が支持されている片持ち支持構造のため、
Ｌ／Ｄ（Ｌ：長さ、Ｄ：径）が大きいと、使用の際に、
スクリュ２００のうちこれの一端２００ｘ側から離れた
部位が軸直角方向に変位して偏芯するおそれがある。こ
の場合フライト２０１がシリンダ１００の材料通過孔１
０２の内壁面に接触して『かじり』が生じ、スクリュ２
００やシリンダ１００の内壁面が磨滅する。そのため従
来の押出機ではＬ／Ｄの大きさに限界があり、材料によ
って異なるが、ポリプロピレンを主体とする樹脂に適用
する場合は一般的にはＬ／Ｄは６０が限界であった。

【０００３】この様にＬ／Ｄに限界がある押出機では材
料の反応や混練を充分行うためには、単位時間あたりの
処理量を減少させるか、数回繰り返して押出機内に投入
しなければならず、生産能率、コストの面で不利であ
る。そこで、図６に示す実開昭６１−１６０９２０号公
報に係る押出機では、スクリュ２００の他端側のスクリ
ュヘッド２０２の外周面に溝２０４が周方向にそって列
設され、その溝２０４にローラ２０５が浮動可能に配置
されている。このものでは、材料との摩擦やシリンダ１
００との摩擦によりローラ２０５が回転する。この押出
機では、ローラ２０５によりスクリュ２００の他端２０
０ｙ側の支持性が向上するので、不規則の力が軸直角方
向に作用した場合であっても、スクリュ２００のフライ
ト２０１がシリンダ１００の材料通過孔１０２の内壁面
に接触することを抑制でき、スクリュ２００、シリンダ
１００の磨滅防止に有利である。

【０００４】また従来より押出機として、表面硬化処理
した円筒状のブッシュをシリンダの材料通過孔に嵌着
し、ブッシュ内にスクリュを配置したものも知られてい
る（実開昭５９−６７２２３号公報）。このものでは、
ブッシュは表面硬化処理されているので、シリンダの材
料通過孔の内壁面の磨滅防止に有利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで図６に示す押
出機では、ローラ２０５が溝２０４に配置されているも
のの、ローラ２０５は溝２０４に保持具等により固定的
に保持されているものではなく、浮動するものである。
そのため、図６或いは図７に示す様にローラ２０５の離
脱を防止するためスクリュヘッド２０２同士の境界に仕
切壁５００、５０３を配置する必要があった。この場
合、仕切壁５００、５０３の影響を受けてスペースが制
約されスクリュ２００の径も小さくなる。

【０００６】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、材料通過孔内に並設される回転体同士の境界に
仕切壁を配置せずとも良い押出機を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の押出機は、先端
に材料吐出口を備えた材料通過孔を有する機体と、横断
面において材料通過孔内に回転可能に配置された第１回
転体と、横断面において材料通過孔内に回転可能にかつ
第１回転体と並設して配置された第２回転体とを具備す
る押出機において、第１回転体及び第２回転体の少なく
とも一方は、材料通過孔の内壁面に対面する転動可能な
案内ローラと、案内ローラを該一方に転動可能に保持す
る保持具とを備えていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】第１回転体及び第２回転体としてはニーディン
グディスク、シールリング、スクリュを採用することが
できる。ニーディングディスクは例えば略おにぎり形状
の形態、略卵形状の形態を採用できる。第１回転体及び
第２回転体は材料通過孔内で回転し、材料を剪断摩擦熱
で可塑化したり、あるいは、リードが設けられている場
合にはリードにより材料を下流側に送給したりする。

【０００９】軸直角方向の力が作用した場合には案内ロ
ーラにより回転体の偏芯は規制される。なお案内ローラ
は、材料通過孔の内壁面との摩擦や材料との摩擦により
転動する。案内ローラは保持具により回転体に保持され
ており、取外工程を経ない限り、通常の使用形態では案
内ローラは回転体から離脱しない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例１を図１〜図３を参照
して説明する。 （実施例の構成）この押出機では、機体としてのシリン
ダ１が設けられ、シリンダ１には材料通過孔１０が形成
されている。材料通過孔１０は、図１に示す横断面にお
いて互いに連通する第１通路１１と第２通路１２とから
なり、その横断面において『８の字形状』をなしてい
る。第１通路１１の第１内壁面１１ｃは円弧により構成
されている。第２通路１２の第１内壁面１２ｃも円弧に
より構成されている。

【００１１】第１駆動軸１４により回転される第１回転
体としての略おにぎり形状の第１ニーディングディスク
２を複数枚有するスクリュが第１通路１１に回転可能に
配置されている。第２駆動軸２４により回転される第２
回転体としての略おにぎり形状の第２ニーディングディ
スク３を複数枚有するスクリュが第２通路１２に回転可
能に配置されている。

【００１２】図１に示す様に、第１ニーディングディス
ク２の３個の頂部にそれぞれ保持具としての第１保持軸
４が取付けられ、各第１保持軸４により第１案内ローラ
５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）が転動可能に保持されている。
第２ニーディングディスク３の３個の頂部にもそれぞれ
保持具としての第２保持軸６が取付けられ、各第２保持
軸６により第２案内ローラ７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）が転
動可能に保持されている。この案内ローラ５、７は全て
のニーディングディスク２、３に設けても、あるいは、
その一部のニーディングディスクに設けても良い。

【００１３】図３に示す様に材料通過孔１０には材料を
投入する投入口１０ｍ、材料を吐出する吐出口１０ｎが
形成されている。駆動軸１４、２４はその一端部１４
ｈ、２４ｈが図略の駆動モータに連結されて片持ち支持
されている。前記したニーディングディスク２、３はシ
リンダ１の中間域つまり駆動軸１４、２４の軸長方向の
途中域に配置されているものである。

【００１４】さて押出機の使用の際には、投入口１０ｍ
から材料を投入しつつ、駆動モータにより第１駆動軸１
４、第２駆動軸２４が矢印Ａ１方向に回転駆動し、材料
の可塑化や混練が行われる。このとき第１ニーディング
ディスク２が第１通路１１で回転し、同様に第２ニーデ
ィングディスク３が第２通路１２で回転する。この際、
第１案内ローラ５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）は第１通路１１
の第１内壁面１１ｃに接触する形態でも非接触の形態で
も良い。第２案内ローラ７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）につい
ても同様である。

【００１５】しかし可塑化や混練の際に軸直角方向に力
が作用する場合には、第１案内ローラ５が内壁面１１ｃ
に直接接触したりあるいは材料を挟んで内壁面１１ｃに
接近したりするため、第１案内ローラ５による偏芯規制
作用が生じる。同様に第２案内ローラ７が内壁面１２ｃ
に直接接触したりあるいは材料を挟んで内壁面１２ｃに
接近したりするため、第２案内ローラ７による偏芯規制
作用が生じる。これにより前記片持ち構造が解消され、
ニーディングディスク２、３は軸直角方向に変位するこ
とが規制される。この際、第１案内ローラ５や第２案内
ローラ７が内壁面１１ｃ、１２ｃや材料との摩擦により
転動するが、摩擦抵抗が極めて小さい『ころがり摩擦』
を呈するものである。

【００１６】なお、図１から理解できる様に第１ニーデ
ィングディスク２の第１案内ローラ５Ａが第２ニーディ
ングディスク３側に位置する際には、第１案内ローラ５
Ａは第２ニーディングディスク３の非ローラ領域即ち第
２ニーディングディスク３の外周面３ｉに対面する。こ
の際、ニーディングディスク２、３の円滑な回転性を確
保すべく、第１案内ローラ５Ａが外周面３ｉに接触しな
いことが好ましい。しかし接触しても第１案内ローラ５
Ａの転動性により特に支障はない。

【００１７】（実施例の効果）本実施例では案内ローラ
５、７はニーディングディスク２、３に保持軸４、６に
より固定的に保持されているので、案内ローラ５、７が
ニーディングディスク２、３から離脱するおそれはな
く、従って図６や図７に示す従来の押出機とは異なり、
ニーディングディスク２、３の境界に仕切壁を配置せず
とも良く、仕切壁によりスペースが制約されることが回
避され、ニーディングディスク２、３の径の確保に有利
である。

【００１８】ところで図６に示す従来の押出機ではスク
リュ２００の一端２００ｘ側を支持していると共に、ロ
ーラ２０５によりスクリュ２００の他端２００ｙ側の支
持性を高めている構造である。即ち押出機の軸長方向に
おける両端部のみを支持している構造である。そのた
め、押出機の軸長方向における中間域では、軸直角方向
の力が作用した場合にはスクリュや駆動軸等が軸直角方
向に偏芯するおそれがある。

【００１９】この点本実施例では、駆動軸１４の一端部
が片持ち支持されている場合であっても、押出機の軸長
方向における中間域に配置されているニーディングディ
スク２に装備した第１案内ローラ５（５Ａ、５Ｂ、５
Ｃ）による偏芯規制作用により、押出機の軸長方向にお
ける中間域が支持され、前記した片持ち構造が解消され
る。同様に駆動軸２４の一端部が片持ち支持されている
場合であっても、押出機の軸長方向における中間域に配
置されているニーディングディスク３に装備した第２案
内ローラ７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）による偏芯規制作用に
より、押出機の軸長方向における中間域が支持され、前
記した片持ち構造が解消される。

【００２０】即ち、押出機の軸長方向における中間域に
おいても支持が可能となり、押出機における偏芯防止に
一層有利である。この様に本実施例によれば、駆動軸１
４、２４が片持ち支持構造である場合であっても、押出
機における偏芯防止に一層有利であるため、従来の押出
機に比較してシリンダ１をより大きなＬ／Ｄにすること
が可能となる。よってシリンダ１の材料通過孔１０にお
いて反応領域や混練領域の軸長を確保するのに有利であ
り、大量かつ連続的な混練反応押出処理が可能となる。

【００２１】更に上記した様に本実施例では押出機の軸
長方向における中間域においても支持が可能となると共
に、案内ローラ５、７は摩擦抵抗が極めて小さな『転が
り摩擦』を呈するので、押出機の回転数つまり駆動軸１
４、２４の単位時間当たりの回転数を増加することがで
き、処理量の増大、生産性の向上に貢献できる。更に、
高粘度の材料例えばガラス繊維が混入した材料の混練に
も有利である。

【００２２】加えて押出機の回転数の増加により反応性
や混練性能を向上し得るので、シリンダ１の軸長の短縮
化も期待でき、押出機の小型化にも有利である。次に、
本発明の実施例２を図４を参照して説明する。実施例２
は実施例１と基本的には同様の構成であり、従って実施
例１と基本的には同様の作用、効果を奏する。

【００２３】但し、実施例２では第１通路１１には第１
回転体としての円形状の第１シールリング８が回転可能
に配置されている。第１シールリング８を有するスクリ
ュの背面側には円筒部８３が同軸的に設けられている。
第２通路１２には第２回転体としての円形状の第２シー
ルリング９が回転可能に配置されている。第２シールリ
ング９を有するスクリュの前面側には円筒部９３が同軸
的に設けられている。

【００２４】シールリング８、９はシリンダ１の軸長方
向の中間域に配置されているものである。そして第１シ
ールリング８の外周部には均等間隔で３個の第１保持軸
４が取付けられ、各第１保持軸４により第１案内ローラ
５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）が回転可能に保持されている。
第２シールリング９の外周部には均等間隔で３個の第２
保持軸６が取付けられ、各第２保持軸６により第２案内
ローラ７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）が回転可能に保持されて
いる。

【００２５】この例においても駆動モータにより第１駆
動軸１４が矢印Ａ１方向に回転駆動して、第１シールリ
ング８が第１通路１１で回転する。同様に第２駆動軸２
４が矢印Ａ１方向に回転駆動して、第２シールリング９
が第２通路１２で回転する。この際、第１案内ローラ５
（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）は第１通路１１の第１内壁面１１
ｃに接触する形態でも非接触の形態でも良い。第２案内
ローラ７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）についても同様である。
しかし軸直角方向に力が作用する場合には、前述した実
施例と同様に、第１案内ローラ５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）
や第２案内ローラ７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）が第１内壁面
１１ｃや第２内壁面１２ｃに接触し、偏芯規制作用を奏
する。この場合には、第１案内ローラ５や第２案内ロー
ラ７が転動するので、接触形態としては摩擦抵抗が小さ
い『ころがり摩擦』を呈する。

【００２６】図４から理解できる様に第１案内ローラ５
Ａが第２シールリング９側に位置する際には、第１案内
ローラ５Ａは第２シールリング９の円筒部９３の外周面
９３ｃに接触状態或いは非接触状態で対面する。第２案
内ローラ７（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）は第１シールリング８
の円筒部８３の外周面８３ｃに接触状態或いは非接触状
態で対面する。

【００２７】また上記した実施例では案内ローラ５、７
を備えたニーディングディスク２、３やシールリング
８、９は押出機のシリンダ１の軸長方向における中間域
に配置されているが、これに限られるものではなく、投
入口１０ｍ側や吐出口１０ｎ側に配置し、該部分の支持
性を高める構成としても良い。又上記した例ではニーデ
ィングディスクやシールリングに案内ローラを装備して
いるが、スクリュに装備することにしても良い。この場
合には、スクリュのうち螺旋状のフライトが形成されて
いない部分に案内ローラを装備することができる。

【００２８】上記した例では図面から理解できる様にニ
ーディングディスクやシールリング１個あたり合計３個
の案内ローラを装備しているが、これに限られるもので
はない。その他、本発明は上記しかつ図面に示した実施
例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範
囲内で必要に応じて適宜変更して実施し得るものであ
り、例えば、図５に示す例の様に、案内ローラ５、７の
ローラ面５ｋ、７ｋは、摩擦抵抗を軽減すべく軸長方向
において中央が隆起した構成としてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明の押出機によれば、案内ローラは
回転体に保持具により固定的に保持されているので、図
６や図７に示す従来の押出機とは異なり、案内ローラが
回転体から離脱するおそれはなく、従って回転体の境界
に仕切壁を配置せずとも良く、回転体の径の確保に有利
である。

【００３０】本発明の押出機によれば、押出機の軸長方
向における中間域に配置されている回転体に案内ローラ
が装備されている場合には、次の様な効果も期待でき
る。即ち、該中間域も支持されるので、押出機における
偏芯防止に一層有利である。そのため従来の押出機に比
較してより大きなＬ／Ｄにすることが可能となり、材料
通過孔において反応領域や混練領域の軸長を確保するの
に有利であり、大量かつ連続的な反応押出処理が可能と
なる。更に押出機における偏芯防止に一層有利であるた
め、押出機の回転数を増加することもでき、処理量の増
大、生産性の向上、高粘度の材料の混練にも有利であ
る。加えて押出機の回転数の増加により反応性や混練性
能を向上し得るので、押出機の軸長の短縮化も期待で
き、押出機の小型化に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】押出機の横断面図である。

【図２】案内ローラの保持構造を示す縦断面図である。

【図３】押出機の概略図である。

【図４】他の例に係る押出機の横断面図である。

【図５】他の例に係る案内ローラの保持構造を示す縦断
面図である。

【図６】従来例に係る押出機の要部の縦断面図である。

【図７】従来例に係る押出機の要部の横断面図である。

【符号の説明】

図中、１はシリンダ（機体）、１０は材料通過孔、２、
３はニーディングディスク（回転体）、４及び６は保持
軸（保持具）、５及び７は案内ローラ、８、９はシール
リング（回転体）を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端に材料吐出口を備えた材料通過孔を有
   する機体と、横断面において該材料通過孔内に回転可能
   に配置された第１回転体と、横断面において該材料通過
   孔内に回転可能にかつ該第１回転体と並設して配置され
   た第２回転体とを具備する押出機において、 該第１回転体及び該第２回転体の少なくとも一方は、 該材料通過孔の内壁面に対面する転動可能な案内ローラ
   と、該案内ローラを該一方に転動可能に保持する保持具
   とを備えていることを特徴とする押出機。