JPH0455578B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、１本のシリンダ内における複数の
独立した押出流路が、１つのヘツド内で集結し、
一つの多色押出体として押出させる多色押出機に
関する。

この発明の多色押出機は、多層ゴムホース、基
部とシール部との材料を異にしたウエザーストリ
ツプ、多層シートその他多層ゴム製品、多層樹脂
製品、多層ゴム−樹脂製品を成形するのに好適な
ものである。

＜従来の技術＞ 第５図は、多層ゴムホースの製造に用いる従来
の多色押出機１を示す平面図である。この多色押
出機１は多層ゴムホースにおける第１層（内管側
から数える；以下同じ）の形成を受け持つ第１押
出機３が、ヘツド２５の延長軸線（マンドレル２
６に重なる）に対してそのシリンダ５を側方に
45°の角度で配置されている。また、第２層の形
成を受け持つ第２押出機１３はヘツド２５の延長
軸線に対してそのシリンダ１５を反対側の側方に
60°の角度で配置されている。

第１押出機３は、シリンダ５、フイードローラ
７及び減速機９が同軸上に配置され、モータ１１
はこれと並設されて減速機９と駆動ベルト１２で
連結される。

第２押出機１３は、シリンダ１５、フイードロ
ーラ１７及び動力伝道部１９が同軸上に配置さ
れ、モータ２１及び減速機２３が配設された構成
である。減速機２３と動力伝道部１９とは駆動ベ
ルト２４で連結される。

各シリンダ５，１５はヘツド２５に連結され
（第６図参照）、シリンダ５，１５内の各押出スク
リユー６，１６により押し出される材料を、押出
流路４，１４からそれぞれヘツド２５の材料入路
２７，２９へ送るようにされている。

材料入路２７はセンターマンドレル３５と内管
ダイ３７とで形成される環状流路３１と連通し、
材料入路２９は内管ダイ３７、ダイホルダ３９、
外管ダイ４１とで形成される環状流路３３と連通
する。

センターマンドレル３５はその軸線へ鉄心マン
ドレル２６を挿通する貫通孔が形成され、スパイ
ダで環状支持部材３５ｂと連結される。環状支持
部材３５ｂはヘツド本体４３へ図略の位置調節ボ
ルト等で取付けられる。

内管ダイ３７は、センターマンドレル３５と同
心的に、かつ所定の間隙（環状流路３１）をとつ
て配置され、環状支持部材３７ｂが図略の位置調
節ボルト等でセンタン−マンドレル３５の環状支
持部材３５ｂへ取付けられる。

外管ダイ４１はダイ押え４４でダイホルダ３９
へ取付けられる。

第１押出機３において、押出スクリユー６によ
り押し出された第１層形成材料（例えばニトリル
ゴム；NBR）は、押出流路４→材料入路２７→
環状流路３１を通つてオリフイス４５から押し出
され、鉄心マンドレル２６の周面に第１層ｂを形
成する。

それと同時に、第２押出機１３の押出スクリユ
ー１６によつて押し出された第２層形成材料（例
えばハイパロン；CSM）は、押出流路１４→材
料入路２９→環状流路３３を通つてオリフイス４
７から押し出され、第２層ｃを形成する。

したがつて、ヘツド２５の一つの押出開口Ｋか
ら一つの押出体としての２層のゴムホースが押し
出される。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記構成である従来の多色押出機１には、以下
に掲げる問題点があつた。

() ヘツド２５の延長軸線に対して、各押出機
３，１３のシリンダ５，１５がそれぞれ45°、
60°交差する位置関係にある。従つて、各押出
スクリユー６，１６によつて押し出され、ヘツ
ド２５に流入する各ゴム材料の流れ方向が材料
入路２７，２９から環状流路３１，３３にかか
る部位で変化するため、各ゴムの流れを均一に
することが難しい。これは、製品に偏肉現象等
として現われるおそれがある。

勿論、各材料入路２７，２９の距離が長く取
れれば、ヘツド２５の仮想の延長軸線と材料入
路２７，２９との交差角度を小さくすることが
できるので、上記問題点を解決することができ
る。しかし、材料によつては、材料入路２７，
２９を長くすると、スコーチを起したり、材料
流れが著しく阻害されるものがあるため、かか
る方策を採用することはできない。

() 一般的に、押出機のシリンダは内部の押出
スクリユーの回転に伴ない、その先端部が一方
向へ“ふれ”るという性質を有する。ここに、
第５図の多色押出機１では、各押出機３，１３
が交差するように配置され、かつ各シリンダ
５，１５の先端部は１つのヘツド２５に固定さ
れている。この場合、各シリンダ５，１５の上
記“ふれ”が問題になる。つまり、各シリンダ
５，１５に“ふれ”を生じさせる力が干渉し、
シリンダ５，１５−ヘツド２５の連結部位、ま
たは比較的機械的強度の得難いシリンダ５，１
５等に故障が生じやすくなる。従つて、シリン
ダ５，１５及びヘツド２５の連結強度や機械的
強度を高める必要があるが、このことは、必然
的に材料厚肉化による装置の高重量化、同じく
材料高品質化による高価格化等の問題をひきお
こすこととなる。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明は、かかる問題点を解決するためにな
された多色押出機である。

そして、その構成は、内部に複数の独立した押
出流路を備え、該複数の独立した押出流路が集結
されて一つの多色押出体を押出す構成の多色押出
機であつて、複数の独立した押出流路と、該押出
流路の前方端において集結して一つの多色押出体
を押出させる一つの押出開口と、を有した一つの
ヘツドと、該ヘツドの後方に連結された一本のシ
リンダとを備え、該一本のシリンダは、その内部
に前記ヘツド内部の複数の独立した押出流路のそ
れぞれと１対１に対応して連通し、かつ、前記ヘ
ツドの仮想の延長軸線に略沿つて形成される複数
の独立した押出流路を有するとともに、該各独立
した押出流路内に対応してそれぞれ１本づつ配置
される複数の押出スクリユーを備えて形成されて
いることを特徴とする。

＜作用、効果＞ このような構成であるこの発明の多色押出機
は、以下の作用効果を奏する。

() ヘツドの仮想の延長軸線へ１本のシリンダ
内の各独立した複数の押出流路が沿うように形
成されているので、各押出スクリユーによつて
押し出された材料は、大きく変流されることな
く、円滑にヘツドへ流入するようになる。従つ
て、材料流れが均一になり、製品に偏肉現象等
が現われ難くなる。

() ヘツドに対して１本のシリンダを連結する
構成であるから、シリンダのいわゆる“ふれ”
の問題を無視でき、シリンダやヘツドを厚肉に
したり高品質材料で形成する必要がなくなる。
“ふれ”はシリンダの自由にまかせればよいか
らである。

また、例えば１本のシリンダ内の独立した２
本の押出流路内へそれぞれ２本の押出スクリユ
ーを挿入する場合には、各押出スクリユーの回
転方向を逆向きにすれば、シリンダの“ふれ”
を起こす力が相殺されることとなり、シリンダ
の“ふれ”を防止することも可能となる。

() 各押出スクリユーによつて押し出される材
料の溶融温度が略等しいときには、各独立した
複数の押出流路に対してシリンダが共有されて
いる本発明の多色押出機では、シリンダの温度
調節手段も１個にすることができるので、熱効
率が向上するとともに、装置コストも低減でき
るという効果がある。

() 従来より、長尺のため機械的強度に難点の
あつたシリンダが、本発明では１本とし、その
内部に複数の独立した押出流路を備え、さらに
各押出流路には、それぞれ押出スクリユーを挿
入する必要上大径となり、結果的にその機械的
強度が向上するという効果もある。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を内管２層、補強層、外
管１層の構成からなる補強ゴムホースを同時的
に、連続して形成可能な製造装置（以下「補強ホ
ースの製造装置５０」という）へ用いる内管押出
機５１を例に採り説明をする。

第１図は実施例の内管押出機５１の一部断面平
面図、第２図は第１図における−線断面図、
第３図は補強ホースの製造装置５０の側面図、第
４図はヘツドの拡大断面図である。

この補強ホースの製造装置５０は、内管押出機
５１、外管押出機１３０、スパイラル装置１５０
を具備してなる。

内管押出機５１は、第１図の如く、ゴムホース
内管の第１層を形成するのに用いる第１押出機５
３と、第２層を形成するのに用いる第２押出機６
３とを備えている。そして、各押出機５３，６３
の押出スクリユー５５，６５が、１本のシリンダ
９０内のヘツド１２０の仮想の延長軸線に沿うよ
うにそれぞれ独立して形成された押出流路９５−
１０５，９７−１０７内に挿入され、この１本の
シリンダ９０が１個のヘツド１２０に連結され
て、シリンダ９０内の各独立した押出流路１０
５，１０７がヘツド１２０の各独立した材料入路
１１３，１１５と連通した構成である。尚、内管
押出機５１において、ヘツド１２０の仮想の延長
軸線は、センターマンドレル１２３とトーピード
１２９を結んだ延長線に等しい。

各押出機５３，６３は、処理能力に応じて大き
さに違いこそあれ、同じ構成のものである。よつ
て、以下、第１図を参照に第２押出機６３につい
て説明をする。

押出スクリユー６５の元部には軸受部６７が固
定され、この軸受部６７の後方（図の右側）に伝
道部６９が設けられている。伝道部６９は第１ギ
ヤ７３、第２ギヤ７５、第３ギヤ７７を第１押出
機５３から離れる方向へかみ合せてなる。符号７
０はそのケーシングである。伝道部６９を構成す
る１つの第１ギヤ７３は、軸受部６７の後方に押
出スクリユー６５と軸線を同じにして固定された
駆動軸７１へ嵌着され、第１ギヤ７３の回転を押
出スクリユー６５に伝動する。

尚、駆動軸７１には、スクリユー冷却水が出入
するロータリージヨイント７２がその端部に配設
されている。

伝道部６９を構成する１つの第３ギヤ７７は減
速機７９の大径ギヤ８１の軸上に固定される。ま
た、第２ギヤ７５は第１、３ギヤ７３，７７へ相
互にかみ合つている。これら３つのギヤ７３，７
５，７７のギヤ比は同一である。よつて、減速機
７９の大径ギヤ８１と同期して第１ギヤ７３が回
転し、もつて押出スクリユー６５を回転させる。

減速機７９の大径ギヤ８１は図に現われない小
径ギヤ−第３図に示す第１層押出機５３の大径ギ
ヤ８１ａ及び小径ギヤ８３ａの位置関係参照−に
かみあい、この小径ギヤ８３ａはモータ８５で駆
動される。

また、押出スクリユー６５の軸受部６７の前方
（図で左側）には、押出スクリユー６５の元部へ
嵌合するようにフイードローラ駆動用ギヤ８６が
固定され、フイードローラ８７のギヤ部８９とか
み合つている。従つて、押出スクリユー６５の回
転に伴いフイードーラ８７も回転されることとな
る。

尚、このフイードローラ８７は、第２押出機６
３の媒体６４において、第１押出機５３と反対方
向へ配置されている。

第１押出機５３は既述の如く第２押出機６３と
同じ構造であるので、第２押出機６３を構成する
部品と同じものには、同一の番号に符号“ａ”を
附してその構成説明は省略するが、伝道部６９ａ
が第２押出機６３から離れるように設けられてい
るように、両押出機５３，６３にはヘツド１２０
の仮想の延長軸線を中心として、各押出スクリユ
ー５５，６５が先端側で接近するように対象的に
配置されている。

従つて、第１図を見ると明らかなように、２つ
の押出機５３，６３の対向面には何ら部品が存在
しなくなる。更には、伝道部６９，６９ａの位置
もずらすことにより、第１押出機５３と第２押出
機６３とを、その押出スクリユー５５，６５を同
方向に向けて、可及的に近接配置することが可能
となる。

次に、シリンダ９０を説明する。

この１本のシリンダ９０はシリンダ基部９１と
シリンダ頭部９３とからなる。シリンダ基部９１
の断面は（第２図参照）、ピーナツツの如く大小
２つの半円を結合した形状である。そして、各半
円の中心にそれぞれ独立した押出流路９５，９７
が穿設され、この独立した押出流路９５，９７は
ヘツド１２０側で接近するようにされている。各
独立した押出流路９５，９７内には、それぞれ押
出スクリユー５５，６５が挿入されている。この
押出流路９５，９７の周壁には螺旋溝９９，１０
１が穿設され、更には硬質なライナー１０３が嵌
め込まれて、螺旋溝９９，１０１を熱媒体（水や
油等）の流路とし、調度調節手段を構成する。

尚、第１層と第２層の成形材料が軟化温度等の
熱的性質において類似する場合には、螺旋溝を各
別に設けずに一体化し、シリンダ基部９１全体の
温度調節をすれば、熱効率が向上する。また、設
備コストを低減することにもなる。

また、第１層と第２層の成形材料が熱的性質を
異としている場合には、各独立した押出流路９
５，９７の形成壁の間に断熱層（空気層等）を形
成することが好ましい。

この１本のシリンダ基部９１は、上記のように
各押出機５３，６３の押出スクリユー５５，６５
を略平行にその内部の独立した押出流路９５，９
７内に挿入させるので、その外周径が可及的に小
さくなる。例えば押出スクリユー５５の直径が７
cm、押出スクリユー６５の直径が４cmのとき、シ
リンダ基部９１の大径部Ｌは22cm、小径部ｌは14
cmである（第２図参照）。

従つて、かかる１本のシリンダ基部９１は、一
般的なホース製造に用いるスパイラル装置１５０
の円筒形支持部材１５５へ、貫通させることが可
能となる。

また、一般的に連続ホース製造装置では、内管
押出機のシリンダの先端部にスパイラル装置や外
管押出機が配設されてシリンダを支持する部材を
配設できないため、シリンダに機械的強度が得が
たかつたが、実施例の内管押出機５１では１本の
シリンダ内の２本の独立した押出流路９５，９７
内へそれぞれ押出スクリユー５５，６５を挿入す
るため、結果的に１本のシリンダが太くなつて、
その強度を向上させるという効果がある。

シリンダ頭部９３は円柱状の部材であり、シリ
ンダ基部９１と各フランジ部９２，９４で固定さ
れている（ボルト締め等による）。このシリンダ
頭部９３にもシリンダ基部９１の独立した押出流
路９５，９７にそれぞれ連通する独立した押出流
路１０５，１０７が形成され、そこにライナー１
０３が嵌め込まれている。

各押出機５３，６３の押出スクリユー５５，６
５の先端は、このシリンダ頭部９３まで挿入され
る。そして、各押出流路１０５，１０７はこのシ
リンダ頭部９３の先端部位では、ヘツド１２０の
各材料入路１１３，１１５へそれぞれ連通するよ
うに、折れ曲つて縮径している。

尚、このシリンダ頭部９３には、螺旋溝が形成
されていないが、成形材料の温度調整を厳密にす
る必要があるときは、例えば、シリンダ頭部９３
内にも図示しない冷却ジヤケツトを形成すること
となる。

次に、第４図を参照しながら、ヘツド１２０、
外管押出機１３０、スパイラル装置１５０を説明
する。

ヘツド１２０は、ヘツド本体１２１、センター
マンドレル１２３、第１ダイ１２５、第２ダイ１
２７を備えている。

シリンダ頭部９３の先端部へ装着される（螺着
等による）ヘツド本体１２１には、シリンダ頭部
９３の各独立した押出流路１０５，１０７にそれ
ぞれ連通した材料入路１１３，１１５が形成さ
れ、それぞれ、センターマンドレル１２３と第１
ダイ１２５とで形成される第１環状流路１１７
と、第１ダイ１２５と第２ダイ１２７とで形成さ
れる第２環状流路１１９とに独立して連通してい
る。

センターマンドレル１２３はヘツド本体１２１
の軸線上に位置され、環状支持部材１２３ｂと図
略のスパイダで連結されている。環状支持部材１
２３ｂはヘツド本体１２１へ図略の位置調節ボル
ト等で固定される。

このセンターマンドレル１２３の先端部には、
ホースＥの内径を決定する外径を有するトーピー
ド１２９が膨出され、後述する外管ダイ１３９よ
りも若干突出して延びている。尚、ホースＥの内
径を可変とするため、トーピード１２９とセンタ
ーマンドレル１２３とを別体とし（螺合等で両者
を固定する）、トーピード１２９を所望の外径の
ものに変換可能とすることもできる。

第１ダイ１２５は、センターマンドレル１２３
と同心的に、所定の間隙（第１環状流路１１７）
をとつて配置されている。この第１ダイ１２５は
図略のスパイダで環状支持部材１２５ｂと連結さ
れ、環状支持部材１２５ｂはヘツド本体１２１
へ、図略の位置調節ボルト等で取り付けられる。

第２ダイ１２７もセンターマンドレル１２３と
同心的に配置され、第１ダイ１２５との間に所定
の間隙（第２環状流路１１９）を有する。そし
て、ヘツド本体１２１へ位置調節ボルト等で取り
付けられる。

図の符号１２８は固定ナツトであり、Ｋは従来
と同様な１つの押出開口である。

外管押出機１３０のヘツド１３１は一般的な押
出機のシリンダ（図示しない）へ取付けられてい
る。このヘツド１３１は材料導入部１３３と筒状
部１３５とからなり、筒状部１３５には、中間ダ
イ１３７と外管ダイ１３９とが備えられている。
そして、両者によつて、第２ダイ１２７に接近
し、かつトーピード１２９の外周外方にある位置
へ材料流出口１４１が形成される。尚、中間ダイ
１３７と外管ダイ１３９とはそれぞれダイ押え１
４３，１４５により保持される。

筒状部１３５、中間ダイ１３７及び外か外管ダ
イ１３９により外管成形材料の環状流路１４７が
形成される。この環状流路１４７は材料導入部１
３３の材料入路１４９へ連通している。

スパイラル装置１５０は（第３図参照）、内ボ
ビンキヤリヤ１５１と外ボビンキヤリヤ１５３と
で構成され、各キヤリヤ１５１，１５３は円筒形
支持部材１５５に回動自在に支持される。符号１
５７は支台である。そして、各ボビンキヤリヤ１
５１，１５３には補強糸Ｆ１，Ｆ２を導出可能な
ボビン１５９が例えば12個ずつ配置されている。
各ボビンキヤリヤ１５１，１５３から各２本ずつ
駆動アーム１６１，１６３が立設され、各駆動ア
ーム１６１，１６３の先端には、シヤフト１６
５，１６７及びスピンナーアーム１６９，１７１
を介して、内スピンナー１７３と外スピンナー１
７５が固定されている。この各スピンナー１７
３，１７５は円錐台形状であり、内管押出機５１
のヘツド１２０と外管押出機１３０のヘツド１３
１の間に、干渉しないように挿入されている。そ
して、各スピンナー１７３，１７５の先端部に
は、補強糸Ｆ１，Ｆ２を通す糸孔（図示せず）が
12個、等ピツチで設けられている。

尚、図中の符号１７７は軸受けである。

次に、かかる連続ホース製造装置５０の使用態
様を説明する。

内管押出機５１において、第１押出機５３の押
出スクリユー５５により補強ホースＥの第１層成
形材料（例えばNBR）は、独立した押出流路９
５−１０５→材料入路１１３→第１環状流路１１
７→第１ダイス１２５とトーピード１２９とで形
成されるオリフイスを通じて押し出され、第１層
B₁が形成される。

そして、その直後に、第２押出機６３の押出ス
クリユー６５により補強ホースＥの第２層成形材
料（例えばCMS）が、独立した押出流路９７−
１０７→材料入路１１５−第２環状流路１１９→
第２ダイス１２７と第１ダイス１２５とで形成さ
れるオリフイスを通じて押し出され、上記第１層
B₁の外周に第２層B₂が形成される。

このようにして形成された２層構造の内管Ｂに
は、スパイラル装置１５０の各ボビン１５９から
導出される補強糸（例えば飽和ポリエステル樹脂
製繊維）Ｆ１，Ｆ２の打ち込みにより、スパイラ
ル構造の補強層Ｃが形成される。

続いて、ほとんど同時に外管押出機１３０の外
管押出材料（例えばエピクロルヒドリンゴム）
が、材料入路１４９→環状流路１４７→材料流出
口１４１を通じて押出され、外管Ｄが形成され
る。

このとき、１本のシリンダ９０内の各独立した
押出流路９５−１０５，９７−１０７は、ヘツド
１２０の仮想の延長軸線にそうように、更には、
ヘツド１２０側で接近するように形成されている
ので、内管Ｂの各形成材料が流れる独立した通路
押出流路９５−１０５→材料入路１１３−環状
流路１１７及び押出流路９７−１０７→材料入
路１１５→環状流路１１９はそれぞれ可及的に直
線路に近くなる。従つて、内管Ｂの各形成材料は
シリンダ９０から押し出された後、円滑に流れる
ようになる。

また、補強層形成及び外管形成は第２ダイ１１
９より突出させて形成したトーピード１２９上で
行なわれるので、内管Ｂが押しつぶされることは
なく、かつ、押出し直後の内管Ｂ上に外管Ｄが形
成されるので、内管Ｂと外管Ｄとの接着性も良好
となる。

以上、本発明を内管押出機５１としてスクリユ
ーが２軸のタイプを例に採り説明してきたが、勿
論、１本のシリンダ内で独立した押出流路が３本
あるいは４本形成され、各押出流路内にそれぞれ
スクリユーを配した３軸あるいは４軸タイプとす
ることもできる。

また、この発明の多色押出機を従来例の如く、
鉄心マンドレルを用いた多層ゴムホースの製造に
用いる場合には、シリンダにおけるヘツドの仮想
の延長軸線上へ、鉄心マンドレルを挿通する貫通
孔が形成されることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の実施例を示し、第１図は
実施例の多色押出機（内管押出機５１）の一部断
面平面図、第２図は第１図の−線部における
シリンダの断面図、第３図は実施例の多色押出機
（内管押出機５１）を用いた連続ホース製造装置
５０の側面図であり、第５図は従来の多色押出機
１の平面図、第６図は同じくヘツド部分の拡大断
面図である。 ５１……内管押出機（多色押出機）、５３……
第１押出機、５５……押出スクリユー、６３……
第２押出機、６５……押出スクリユー、９０……
シリンダ、９５，１０５……押出流路、９７，１
０７……押出流路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に複数の独立した押出流路を備え、該複
   数の独立した押出流路が集結されて一つの多色押
   出体を押出す構成の多色押出機であつて、 複数の独立した押出流路と、該押出流路の前方
   端において集結して一つの多色押出体を押出させ
   る一つの押出開口と、を有した一つのヘツドと、 該ヘツドの後方に連結された一本のシリンダと
   を備え、 該一本のシリンダは、その内部に前記ヘツド内
   部の複数の独立した押出流路のそれぞれと１対１
   に対応して連通し、かつ、前記ヘツドの仮想の延
   長軸線に略沿つて形成される複数の独立した押出
   流路を有するとともに、 該各独立した押出流路内に対応してそれぞれ１
   本づつ配置される複数の押出スクリユーを備えて
   形成されている ことを特徴とする多色押出機。