JPH01225511A - 樹脂造粒機におけるカッタ位置調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、樹脂材料をペレット化する樹脂造粒機に関す
るもので、特に、ダイスから連続的に押し出される溶融
樹脂を回転カッタナイフにより細かく切断して粒状に加
工するようにした樹脂造粒機に関するものである。

（従来の技術） 一般に、合成樹脂材料は、原料を混練し、ペレット状に
加工した上で搬送される。そのように樹脂材料をペレッ
ト化する造粒機としては、溶融樹脂をダイスのノズルか
ら連続的に水中に押し出し、そのダイス面に沿って回転
駆動されるカッタナイフにより紐状の溶融樹脂を細かく
切断することによって粒状に加工するようにした水中カ
ット方式のものが用いられることが多い。その場合、カ
ッタナイフはカッタホルダに放射状に取り付けられ、そ
のカッタホルダがカッタ駆動装置によって回転駆動され
るようになっている。

ところで、このような造粒機においては、造粒開始前に
、溶融樹脂がノズルから流出してダイス面に沿って垂れ
流れることがある。そのために、そのときカッタナイフ
がダイス面に近接した位置にあると、その溶融樹脂がカ
ッタナイフに付着して固化してしまう。したがって、造
粒開始前にはカッタナイフをダイス面から比較的遠く離
しておくことが望まれる。また、カッタナイフあるいは
ダイスの清掃や交換等の作業が容易になされるようにす
るためには、カッタナイフをダイス面から更に大きく後
退させることができるようにすることが求められる。

一方、カッタナイフとダイスとの間のすきまの大きさは
、得られるベレットの形状や造粒効率に大きな影響を及
ぼす。したがって、そのすきまを微調整できるようにす
ることが必要となっている。そのような微調整は、カッ
タナイフを大きく移動させる機構によって行うことは難
しい。

このようなことから、従来、例えば特公昭５２−５０９
号公報に示されているように、カッタ駆動装置の後端部
にエアシリンダを設けるとともに中間部に微調整機構を
設け、エアシリンダによってカッタナイフをダイスに対
して大きく移動させ、微調整機構によってカッタナイフ
とダイスとの間のすきまを微調整するようにしたものが
提案されている。その造粒機においては、カッタホルダ
とそれに回転力を伝達するカッタ駆動軸とが一体的に構
成され、それら全体がエアシリンダあるいは微調整機構
によって軸線方向に移動されるようにされている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、最近では、この種の造粒機においても生
産性の合理化のために大容量化が求められるようになっ
てきており、ダイスやカッタの外径が大きくされるよう
になってきている。そのために、カッタホルダ及びカッ
タ駆動軸も大形化し、重いものとなってきている。その
場合、上述のようにカッタホルダとカッタ駆動軸とを一
体的に移動させようとすると、その移動機構、特にそれ
らを大きく移動させるエアシリンダとして極めて大容量
のものを用いることが必要となり、装置全体が極めて高
価なものとなってしまう。しかも、そのカッタ駆動軸を
、軸線方向の大きな移動と回転とがともに許容されるよ
うに支持することが必要となるので、その支持及び駆動
機構が複雑化し、精度を高く維持することが困難となる
。

また、低粘度の樹脂の場合などには、カッタナイフをダ
イス面に所定の面圧を持って押圧しなければ、良好なカ
ッティングが行えないことがある。しかしながら、上述
のようなものでは、カッタナイフをダイス面に圧接させ
ることはできない。

カッタナイフをダイス面に圧接させることのできるもの
として、実公昭５１−４９６６０号公報に示されている
ように、カッタホルダとカッタ駆動軸とを別体のものと
し、それらを互いに軸線方向に摺動自在に嵌合連結する
とともに、その間にカッタホルダをダイス方向に向けて
押圧付勢するスプリングを設けたものがある。しかしな
がら、そのようなものでは、その押圧力はスプリングの
特性によって得られるにすぎず、その押圧力を調整する
ためにはスプリングを交換することが必要となる。しか
も、カッタナイフがその回転面に対して傾斜角度を有し
ており、水中での回転時に軸線方向の推力を発生するの
で、回転速度に応じて押圧力が変動してしまう。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、カッタ駆動軸を大きく移動させなくて
もカッタナイフをダイス面から十分に離すことができる
とともに、カッタナイフをダイス面に圧接させることが
でき、しかも、運転中においてもその押圧力を調整する
ことのできる、カッタ位置調整装置を得ることである。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、カッタホルダ
とカッタ駆動軸とを、回転力は伝達されるが軸線方向に
は摺動自在となるように互いに嵌合連結し、そのカッタ
ホルダとカッタ駆動軸の端面どの間に密閉室が形成され
るようにし□ている。その密閉室には、カッタ駆動軸に
設けられた流路を通して外部から圧力流体が導入される
ようになっている。また、カッタホルダとカッタ駆動軸
との間には、カッタホルダをダイス面から離れる方向に
付勢するスプリングが設けられている。

（作用） このように構成することにより、カッタホルダとカッタ
駆動軸の端面との間の密閉室に圧力流体を導入すると、
その圧力によってカッタホルダがカッタ駆動軸の端面か
ら離れる方向に移動して、カッタナイフがダイス面に押
圧される。その押圧力は、密閉室に導入される流体の圧
力によって調整することができる。

また、密閉室内の圧力を下げると、カッタホルダはスプ
リングの付勢力によって後退し、カッタナイフがダイス
面から離される。この場合、密閉室内の圧力をゼロとす
ると、カッタホルダはカッタ駆動軸の端面に当接するま
で後退す、るので、カッタナイフはダイス面から十分に
離れることになる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図は、本発明によるカッタ位置調整装置の一実施例を示
すもので、第１図はそのカッタ位置調整装置を備えた樹
脂造粒機のカッタ装置部分の縦断面図であり、第２図は
その要部の拡大縦断面図である。

第１図から明らかなように、この造粒機ｌは、押出機（
図示せず）から押し出された溶融樹脂を円周方向に分配
するマニホルド２と、そのマニホルド２に密着した状態
で取り付けられるダイス３と、そのダイス３の表面側に
取り付けられるカッタケース４と、そのカッタケース４
内に設けられるカッタ５とを備えている。

ダイス３は円板状のもので、その中心を取り巻くリング
状の領域には、軸線方向に貫通する多数のノズル６．６
．・・・が設けられている。そのノズル６の一端はマニ
ホルド２のリング状樹脂通路２ａに開口し、他端はカッ
タケース４内に開口するようにされている。

カッタケース４は、ボルト７によってマニホルド２に着
脱可能に固着され、ダイス３の表面に液密に結合される
ようになっている。そのカッタケース４には温水人口８
と温水出口９とが設けられており、カッタケース４内が
常に温水で満たされるようにされている。

カッタ５は、カッタホルダ１０のダイス３に面する端面
の外周に複数個のカッタナイフ１１．１１．・・・を放
射状に固定支持したもので、そのカッタナイフ１１は、
ダイス３のダイス面３ａ、すなわちノズル６．６．・・
・が設けられているリング状領域の表面に対向して位置
するようにされている。そして、そのカッタホルダｌＯ
には、その中心軸線上に配置されたカッタ駆動軸１２に
よって回転力が伝達されるようになっている。

カッタ駆動軸１２は、円筒状のケーシング１３に、ベア
リング１４．１４を介して回転自在に支持されるととも
に、軸線方向には相対移動不能に支持されている。そし
て、そのケーシング１３は、カッタケース４の背面側に
固定されたカッタハウジング１５によって軸線方向に摺
動自在に支持されている。したがって、カッタ駆動軸１
２は、ケーシング１３とともに軸線方向に移動し得るよ
うになっている。ハウジング１５とケーシング１３との
間には、ウオーム１６、ウオームホイール１７、及び調
整ねじ１８からなる微調整機構１９が設けられており、
ウオーム１６の回転によってケーシング１３が軸線方向
に微小移動されるようになっている。この微調整機構１
９は、例えば実公昭５５−３２７２７号公報に示されて
いるような従来のものと同様であるので、詳細な説明は
省略する。

また、ケーシング１３の後端部（第１図で右端部）には
、ハウジング１５との間に、ケーシング１３及びカッタ
駆動軸１２をダイス３側に向けて押圧して、ベアリング
１４のすきまや微調整機構１９のねじの遊び等によるカ
ッタ駆動軸１２の軸線方向の遊びを一定に保つための圧
縮スプリング２ｏが設けられている。

カッタ駆動軸１２の基端は、その軸線方向の微小移動を
許容し得るカップリング２１を介して、モータ等の回転
機（図示せず）の出力軸２２に連結されている。

カッタ駆動軸１２の基端部は、その基端部を取り囲むハ
ウジング部分１５ａとの間が前後−対のシール部材２３
．２３によってシールされ、その間に油溜まり２４が形
成されている。

その油溜まり２４は、ハウジング１５の外部に設けられ
た増圧器２５の小径ピストン２６側の油室２７に連通ず
るようにされている。そして、その増圧器２５の大径ピ
ストン２８側の圧力室２９には、切換弁３０、減圧弁３
１、及びエアバルブ３２を介して、圧力エア源（図示せ
ず）から高圧エアが導かれるようになっている。切換弁
３０は、図示の位置では増圧器２５の圧力室２９を大気
に開放し、左位置に切り換えたとき、その圧力室２９と
減圧弁３１との間を導通させるものとされている。また
、減圧弁３１は、そこを通るエアの圧力を任意に調整し
得るものとされている。

一方、カッタ駆動軸１２の基端部には、その周囲の油溜
まり２４に開口する油孔３３が形成されている。更に、
カッタ駆動軸１２には、その前端面、すなわちダイス３
側の端面から基端部の油孔３３にまでその中心部を貫通
する油路３４が形成されている。

第２図に示されているように、カッタホルダ１０はほぼ
円錐筒状のもので、カッタ駆動軸１２の先端部がそのカ
ッタホルダ１０の内部に摺動自在に嵌合されている。そ
して、それらカッタホルダ１０の内周面とカッタ駆動軸
１２の外周面との間には○リング３５が設けられている
。また、カッタホルダ１０のダイス３側の端面には、ガ
スケット３６を介して盲蓋３７が取り付けられている。

こうして、カッタホルダ１０とカッタ駆動軸１２の先端
面との間に油密の密閉室３８が形成されている。その密
閉室３８には、カッタ駆動軸１２に形成された油路３４
を通して圧油が導かれるようになっている。

カッタ駆動軸１２の先端面には、外周面にインボリュー
トスプライン３９が形成されたトルク伝達円板４０が固
着されている。また、カッタホルダ１０内には、内周面
にインボリュートスプライン４１が形成されたトルク伝
達リング４２が固着されている。したがって、これらの
スプライン３９．４１を係合させることにより、カッタ
駆動軸１２からの回転力がカッタホルダ１０に伝達され
るようにしながら、カッタホルダ１０がカッタ駆動軸１
２に対して摺動自在に支持されるようになっている。

カッタ駆動軸１２の先端面に固定されたトルク伝達円板
４０とカッタホルダ１０との間には、圧縮スプリング４
３が配設されている。したがって、カッタホルダ１０は
、常に後方、すなわちダイス３から離れる方向に押圧付
勢されている。

次に、このように構成されたカッタ位置調整装置の作用
について説明する。

ダイス３の清掃やカッタナイフ１１の交換等を行うとき
には、第１図に仮想線で示されているようにカッタハウ
ジング１５を台車４４上に搭載し、カッタケース４とダ
イス３とを結合しているボルト７を外した後、台車４４
を移動させることにより、カッタケース４及びハウジン
グ１５からなるカッタ装置全体をダイス３側から切り離
す。このようにすれば、ダイス３とカッタ５との間に十
分な作業スペースを確保することができるので、その清
掃や交換等の作業も容易に行うことができる。

作業の終了後は、逆の手順によりカッタケース４をダイ
ス３に密着させて固定する。そして、押出機を停止させ
たままの状態でカッタ位置の調整を行う。

この位置調整に際しては、まず、微調整機構１９を作動
させ、カッタ駆動軸１２を最大限後退させる。次いで、
エアバルブ３２を開くとともに、切換弁３０を左位置に
切り換える。すると、減圧弁３１によって圧力調整され
たエアが増圧器２５の圧力室２９に導入され、増圧器２
５の油室２７から増圧された作動油がカッタ駆動軸１２
の基端部周囲の油溜まり２４に送られる。そして、その
高圧作動油は、カッタ駆動軸１２に形成された油孔３３
及び油路３４を通して、その先端側の密閉室３８に流入
する。その結果、カッタホルダ１０がダイス３側に向か
って前進し、カッタナイフ１１がダイス面３ａに接近す
る。

カッタホルダ１０がカッタ駆動軸１２に対して全ストロ
ーク前進すると、第２図に示されているように、カッタ
ホルダｌＯはカッタ駆動軸Ｉ２の前端面に固定されたト
ルク伝達円板４゜に当接し、それ以上の前進は規制され
る。そこで、この状態で微調整機構１９を作動させ、カ
ッタ５をカッタ駆動軸１２及びケーシング１３とともに
微小前進させて、カッタナイフｌｌとダイス面３ａとの
間のすきまを調整する。カッタナイフ１１をダイス面３
ａに押圧するときには、カッタナイフ１１をダイス面３
ａに密着させ、更に減圧弁３１により密閉室３８内の圧
力を調整する。

このようにしてカッタ５の位置調整が完了すると、切換
弁３０を図示の位置に切り換える。

すると、増圧器２５の圧力室２９が大気に開放されるの
で、その増圧器２５のピストン２６゜２８がフリーとな
り、密閉室３８内の圧力が低下する。そして、カッタホ
ルダ１０は、圧縮スプリング４３の付勢力により、その
盲蓋３７がカッタ駆動軸１２前端面のトルク伝達円板４
゜に当接するまで後退する。その結果、第１図に示され
ているように、カッタナイフ１１はダイス面３ａから十
分に離される。

造粒を行うときには、再び切換弁３０を左位置に切り換
えて、増圧器２５の圧力室２９に高圧エアを供給する。

それによって、カッタナイフ１１が当初設定された位置
まで前進する。そこで、押出機を作動させるととともに
、モータ等の回転機によりカップリング２１を介してカ
ッタ駆動軸１２を回転駆動する。すると、その回転力は
スプライン３９．４１を介してカッタホルダ１０に伝え
られ、カッタナイフ１１がダイス面３ａに沿って回転す
る。したがって、押出機からダイス３のノズル６．６．
・・・を通して連続的に押し出される溶融樹脂がそのカ
ッタナイフ１１によって細かく切断され、粒状に加工さ
れる。こうして加工された樹脂ベレットは、カッタケー
ス４内の温水中で固化し、その温水とともに温水出口９
から排出される。

造粒を中断するときには、カッタ５の回転を停止させ、
切換弁３０を図示位置に切り換える。すると、上述のよ
うにカッタホルダ１０が後退し、カッタナイフ１１がダ
イス面３ａから十分に離れる。したがって、このとき溶
融樹脂がノズル６から流出しダイス３に沿って垂れ流れ
ても、その溶融樹脂がカッタナイフ１１に付着すること
はない。

このように、このカッタ位置調整装置によれば、切換弁
３０の操作のみによってカッタナイフ１１を運転位置と
休止位置とに切り換えることができる。また、密閉室３
８内の圧力を調整することによりカッタナイフ１１のダ
イス面３ａに対する押圧力を調整することができ、しか
も、その圧力の調整を、カッタ装置の外部に設けられる
減圧弁３１によって行うことができるので、運転中にお
いても最適の押圧力に調整することができる。

更に、カッタホルダ１０をカッタ駆動軸１２に対して移
動させる圧力媒体として作動油を用いるようにしている
ので、シール性を確保することが容易となるばかりでな
く、その作動油に摺動部等の潤滑機能を持たせることが
でき、スムースな作動を行わせることができる。しかも
、カッタ駆動軸１２からカッタホルダ１０に回転力を伝
達するスプライン３９．４１を密閉室３８内に配置する
ようにしているので、異物をかみ込むことがなくなり、
軸線方向の摺動がよりスムースとなる。

そして、ダイス３の清掃やカッタナイフ１１の交換等の
作業はカッタケース４をダイス３かう切り離して行うよ
うにすることにより、カッタ駆動軸１２を軸線方向に大
きく移動させる必要がなくなり、微小移動のみにとどめ
られるようになるので、カッタ駆動機構及び支持機構を
簡単なものとすることができる。

なお、上記実施例においては、カッタホルダ１０の内部
にカッタ駆動軸１２の先端部を嵌合連結するものとして
いるが、カッタ駆動軸１２の先端部を大径の筒状に形成
して、その内部にカッタホルダ１０の軸部を嵌合させる
ようにすることもできる。

また、上記実施例においては、カッタホルダ１ｏとカッ
タ駆動軸１２とを回転力伝達可能かつ軸線方向摺動自在
に連結する手段として、スプライン３９．４１を′用い
るものとしているが、これを滑りキーあるいはポリゴン
等とすることも可能である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、カッ
タホルダとカッタ駆動軸の端面との間に密閉室を形成し
、その密閉室内に導入される圧力流体によりカッタホル
ダなカッタ駆動軸に対して軸線方向に移動させるように
しているので、カッタ駆動軸を移動させなくても、カッ
タナイフをダイス面から十分に引き離すことができ、造
粒機の運転休止時にダイスから垂れ流れる樹脂のカッタ
ナイフへの付着を防止することができる。したがって、
カッタ駆動軸の支持構造あるいは動力伝達機構の構造等
を簡単なものとすることができ、造粒機全体の軽量小形
化及びコストの低下を図ることが可能となる。

また、密閉室内に外部から導入される流体の圧力によっ
てカッタナイフをダイス面に押圧させることができるの
で、低粘度の樹脂をも確実にカッティングすることがで
きる。しかも、その押圧力を運転中においても調整する
ことができるので、運転中、回転数等が変動した場合に
も、最適状態に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるカッタ位置調整装置の一実施例
を示すもので、そのカッタ位置調整装置を備えた樹脂造
粒機の要部の縦断側面図、 第２図は、更にその要部の拡大縦断面図である。 １・・・樹脂造粒機 ３・・・ダイス　　　　　　　３ａ・・・ダイス面４・
・・カッタケース　　　　５・・・カッタ１０・・・カ
ッタホルダ　　　１１・・・カッタナイフ１２・・・カ
ッタ駆動軸 １５・・・カッタハウジング １９・・・微調整機構　　　　３４・・・油路（流路）
３５・・・０リング　　　　　３７・・・盲蓋３８・・
・密閉室 ３．９．４１・・・スプライン ４３・・・スプリング 特許出願人　株式会社日本製鋼所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ダイス面に沿って回転駆動されるカッタナイフを固定支
   持するカッタホルダと、 そのカッタホルダに回転力を伝達するカッタ駆動軸とを
   備え、 前記ダイスから押し出される溶融樹脂を前記カッタナイ
   フによって切断することにより粒状に加工するようにし
   た樹脂造粒機において；前記カッタホルダとカッタ駆動
   軸とを互いに嵌合連結して、そのカッタホルダをカッタ
   駆動軸に対して軸線方向に摺動自在に支持するとともに
   、 それらカッタホルダとカッタ駆動軸の端面との間に密閉
   室を形成し、 その密閉室に外部から圧力流体を導く流路を前記カッタ
   駆動軸に設け、 前記カッタホルダとカッタ駆動軸との間に、そのカッタ
   ホルダを前記ダイス面から離れる方向に付勢するスプリ
   ングを設けてなる、 樹脂造粒機におけるカッタ位置調整装置。