JPH06270230A - 二軸押出機のスクリュー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設備コストや材料コストの高騰等を招来する
ことなく、被押出材料のフィード能力を向上させる。 【構成】 上方へ開口するフィードゾーン４とこのフィ
ードゾーン４から材料搬送方向へ延びる圧縮ゾーン５と
をケーシング１内に設け、軸部８の外周面上に螺旋状の
フライト９を有するスクリュー２を前記フィードゾーン
４から圧縮ゾーン５にわたって回転自在に挿通した二軸
押出機において、前記軸部８の外周面上における前記フ
ライト９のピッチ間に、前記フライト９と同方向の螺旋
状を呈する補助フライト１５を前記圧縮ゾーン５側へや
や入った位置からフィードゾーン４の中途部に至る範囲
内に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二軸押出機のスクリュ
ーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の二軸押出機は、上方へ開
口するフィードゾーンとこのフィードゾーンから材料搬
送方向へ延びる圧縮ゾーンとを内部に有するケーシング
と、軸部の外周面に螺旋状のフライトを有するスクリュ
ーとを備え、左右一対のスクリューを前記フィードゾー
ンから圧縮ゾーンにわたって相対向内方へ回転自在に挿
通することにより構成されている。

【０００３】そして、かかる二軸押出機では、フィード
ゾーンに供給されたゴム等の被押出材を上記スクリュー
のフライトで圧縮ゾーンへ押し出し、その被押出材をケ
ーシングの出口に設けたローラーダイに供給してシート
状に成形するようにしている（例えば、特開平４−１０
３３２８号公報、特開平４−１０３３２９号公報、実公
平１−１６５９３号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の二軸
押出機では、例えば図５に示すように、スクリューの回
転によって粉砕されやすい材料（素練りゴム等のような
ボロボロになりやすい材料）を押し出す場合において、
圧縮ゾーン２４の入口近傍の材料はスクリュー２５のフ
ライト２６により図５の矢印Ｃ方向に押されて圧縮ゾー
ン２４に押し込まれるが、その一方で、当該圧縮ゾーン
２４の内圧によってフライト２６の螺旋方向に沿って同
図矢印Ｄ方向に押し戻されるバックフロー現象が生じ、
このバックフロー現象のためフィード能力がかなり低下
するという問題があった。

【０００５】一方、かかる不都合を回避する手段とし
て、圧縮ゾーンを長くして圧縮ゾーンにおける圧力上昇
勾配を小さくすること、又はケーシングの圧縮ゾーン内
周面に多数のディンプルを設けること（実開昭６２−１
４２５０７号公報）が考えられる。しかし、前者の手段
では、スクリューが長くなるため設備全体の長大化、ス
クリュー支持部の強度アップ及びスクリュー駆動源の大
幅な容量アップを余儀なくされるという欠点がある。

【０００６】また、後者の手段では、ケーシングの内面
にディンプル加工を要するためコスト高を招くととも
に、ディンプル内に付着した材料が材料替えの際に不純
物として残存するという欠点がある。本発明は、かかる
実情に鑑み、設備コストや材料コストの高騰等を招来す
ることなく、被押出材料のフィード能力を向上させるこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明が講じた技術的手段は、上方へ開口するフィード
ゾーンとこのフィードゾーンから材料搬送方向へ延びる
圧縮ゾーンとをケーシング内に設け、軸部の外周面に螺
旋状のフライトを有するスクリューを前記フィードゾー
ンから圧縮ゾーンにわたって回転自在に挿通した二軸押
出機において、前記軸部の外周面上における前記フライ
トのピッチ間に、前記フライトと同方向の螺旋状を呈す
る補助フライトを前記圧縮ゾーン側へやや入った位置か
らフィードゾーンの中途部に至る範囲内に設けた点にあ
る。

【０００８】

【作用】補助フライトは、フライトのピッチ間でそのフ
ライトと同方向の螺旋状を呈しているため、圧縮ゾーン
に入った被押出材料を材料搬送方向へ後押しし、被押出
材料が圧縮ゾーンの内圧によってフィードゾーンへ流れ
出るのを抑制する。一方、補助フライトは圧縮ゾーン側
へやや入った位置からフィードゾーンの中途部に至る範
囲に設けられているので、スクリューの駆動力をさほど
増大させる必要はなく、また、スクリューに補助フライ
トを追加するだけでよいので、ケーシングの内周面にデ
ィンプルを形成する場合等に比べて極めて低コストで製
造できる。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳述
する。図１及び図２は、本発明の第一実施例を示してい
る。同図において、本実施例に係る二軸押出機は、図外
の混練機から供給されたゴムやプラスチック等の被押出
材料を受け入れるケーシング１と、このケーシング１内
に相対向内方へ相対回転自在に挿通された左右一対のス
クリュー２とを備えており、ケーシング１の上部には上
方開口状の開口部３が形成されている。

【００１０】即ち、上記ケーシング内には、開口部に連
通するフィードゾーン４とこのフィードゾーン４から材
料搬送方向へ延びる断面めがね穴状の圧縮ゾーン５とが
形成されていて、左右一対のスクリュー２は、このフィ
ードゾーン４から圧縮ゾーン５にわたって互いに平行な
水平軸心回りに可回動に配置されている。また、開口部
３には、被押出材料を供給するための搬送シュート６が
接続され、ケーシング１のスクリュー先端側にはスクリ
ュー軸方向に開口する排出口７が設けられている。

【００１１】スクリュー２は、ほぼ円柱状を呈する軸部
８の外周面に螺旋状のフライト９を一体に設けてなり、
ケーシング１のフィードゾーン４との対応部分が被押出
材料のフィード部１０とされ、かつ先端部分が被押出材
料のコンプレッション部１１とされており、コンプレッ
ション部１１の外周は圧縮ゾーン５の内周面によって閉
塞されている。

【００１２】スクリュー２のフィード部１０とコンプレ
ッション部１１におけるフライト９のピッチは、フィー
ド部１０では長くかつコンプレッション部１１では短い
不等ピッチとされ、各スクリュー２におけるフライト９
の捩じれ方向は、互いに逆方向に設定されている。ま
た、フライト９の外径は、図１で仮想線で示す外径基準
線１２に沿うように形成され、この外径基準線１２は、
フィード部７からコンプレッション部８に至るに従って
漸次小径となるテーパー状に設定されている。

【００１３】スクリュー２の基端部はケーシング１から
突出しており、その突出部にギア１３が形成されている
とともに、各スクリュー２のギア１３は互いに噛合して
いる。各スクリュー２の基端部は図外のギアケースにベ
アリング１４を介して二点支持され、これによって各ス
クリュー２はケーシング１内に片持ち状に支持されてい
る。

【００１４】また、一方のスクリュー２の基端側には図
外の電動モーターが接続されている。従って、各スクリ
ュー２はギア１２の噛合を介して同速度で互いに逆方向
に回転し、この回転方向は、開口部３から供給される被
押出材料を一対のスクリュー２間に噛み込む方向とされ
ている。また、フライト９の捩じれ方向は、上記回転に
よって噛み込んだ材料を排出口７側に搬送する方向とさ
れている。

【００１５】一方、本実施例では、図２に示すように被
押出材料のバックフロー現象を抑制するための補助フラ
イト１５をスクリュー２の軸部８に一体に設けている。
この補助フライト１５は、前記フライトと同方向の螺旋
状に形成されているとともに、軸部８の外周面上におけ
る前記フライト９のピッチ間に配置されている。また、
この補助フライト１５を設ける範囲は、ケーシング１の
圧縮ゾーン５側へやや入った位置からケーシング１のフ
ィードゾーン４中途部に至る範囲に設定されている。

【００１６】すなわち、本実施例では、補助フライト１
５の前端部１６は圧縮ゾーン５の入口１７から排出口７
側へ少しずれた位置に配置され、補助フライト１５の後
端部１８はフィードゾーン４の材料搬送方向ほぼ中央に
配置され、補助フライト１５の中間部１９の周端は、前
記フライト９の外径基準線１２に沿うように形成されて
いる。

【００１７】なお、補助フライト１５の前端部１６及び
後端部１８は、ともに軸部８の外周面にすり付けられて
いる。排出口７の前方には、この排出口７と僅かな間隙
をもってローラーダイ２０が配置されており、当該ロー
ラーダイ２０は、押出スクリュー５の軸方向に直交する
水平軸心回りに回転する上下一対のカレンダーローラー
２１，２１を備えている。このカレンダーローラー２
１，２１は図外の回転駆動装置によって強制的に駆動さ
れ、ケーシング１の排出口７から押し出された被押出材
料をシート状に成形する。

【００１８】上記構成に係る二軸押出機によれば、混練
機等から搬送シュート６によってバッチ供給された被押
出材料はフィードゾーン４に受け入れられ、一対のスク
リュー２の回転によってそのスクリュー２間に噛み込ま
れながら圧縮ゾーン５へ押し出される。この際、フライ
ト９間の材料は、圧縮ゾーン５に入った瞬間にケーシン
グ１内周面から受ける圧力によって図２矢印Ａ方向に流
れ出ようとするが、補助フライト１５の中間部１９がこ
れを同図矢印Ｂ方向に押し戻し、従来問題となっていた
バックフロー現象が確実に抑制される。

【００１９】また、本実施例では、かかる作用を呈する
補助フライト１５を、圧縮ゾーン５側へやや入った位置
からケーシング１のフィードゾーン４中途部に至る範囲
にのみ設けているので、スクリュー２の駆動力をさほど
増大することなく確実な材料フィードが保証される。更
に、補助フライト１５の前端部１６はスクリュー２の軸
部８にすり付けられているので、本来のフライト９のピ
ッチ間隔が必要以上に狭まることもなく、補助フライト
１５の設置に伴ってスクリュー２のフィード能力が低下
することも殆どない。

【００２０】図３及び図４は本発明の第二実施例を示し
ている。本実施例が第一実施例と異なるところは、補助
フライト１５を上記バックフローを防止しうる最小の範
囲に設けている点にあり、本実施例では、圧縮ゾーン５
の入口１７に最も近接するフライト９の部分のちょうど
反対側のみに補助フライト１５を設けている。

【００２１】すなわち、本来のフライト９の周端が圧縮
ゾーン５の入口１７に最も近づいた場合（図３の状態）
のそのフライト９の周端点をＴとし、この周端点Ｔをス
クリュー２の軸心回りに１８０°反転した位置を点Ｍと
すると、本実施例に係る補助フライト１５は、点Ｍから
スクリュー２の軸心回りの角変位をｘとして、このｘが
ほぼ−９０°以上で９０°以下となる範囲にわたって設
けられている。

【００２２】図４は、上記補助フライト１５の形状展開
図、すなわち、スクリュー２の軸心回りの角変位ｘとそ
のｘにおける補助フライト１５の軸部８周面からの高さ
ｙとの関係を示すグラフである。この図からもわかるよ
うに、−４５°＜ｘ＜４５°の範囲では、補助フライト
１５の高さｙが最大値ｙ1 に設定され、−９０°＜ｘ＜
−４５°及び４５°＜ｘ＜９０°の範囲では、高さｙが
徐々にゼロとなるように補助フライト１５が軸部８にす
り付けられている。なお、最大値ｙ1 は、補助フライト
１５の周端が外径基準線１２上にある場合の高さｙを意
味する。

【００２３】本実施例において上記した範囲に補助フラ
イト１５を設けたのは、その範囲における被押出材料の
戻りが最も著しいからである。従って、本実施例では、
最低限かかる範囲に補助フライト１５を設けてバックフ
ロー現象を確実に防止するとともに、他の範囲について
は補助フライト１５を設けないこととして材料コストの
低減を図っている。

【００２４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、本発明は平行軸でかつフライト９
の外径基準線１２が円筒状のスクリュー２を有する二軸
押出機にも採用できる。また、本発明は、スクリュー２
が先細りテーパー状でかつスクリュー２の軸心も非平行
ないわゆるコーン型二軸押出機にも採用することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
補助フライトが圧縮ゾーンの入口近傍におけるバックフ
ロー現象を抑制するとともに、スクリューの駆動力をさ
ほど増大させる必要がなくしかも低コストで製造できる
ので、設備コストや材料コストの高騰等を招来すること
なく、被押出材料のフィード能力を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例に係る二軸押出機の側面断面図であ
る。

【図２】スクリューの拡大側面図である。

【図３】第二実施例に係るスクリューの拡大側面図であ
る。

【図４】補助スクリューの形状展開図である。

【図５】従来の二軸押出機の側面断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ スクリュー ４ フィードゾーン ５ 圧縮ゾーン ８ 軸部 ９ フライト １５ 補助フライト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方へ開口するフィードゾーン（４）と
   このフィードゾーン（４）から材料搬送方向へ延びる圧
   縮ゾーン（５）とをケーシング（１）内に設け、軸部
   （８）の外周面上に螺旋状のフライト（９）を有するス
   クリュー（２）を前記フィードゾーン（４）から圧縮ゾ
   ーン（５）にわたって回転自在に挿通した二軸押出機に
   おいて、 前記軸部（８）の外周面上における前記フライト（９）
   のピッチ間に、前記フライト（９）と同方向の螺旋状を
   呈する補助フライト（１５）を前記圧縮ゾーン（５）側
   へやや入った位置からフィードゾーン（４）の中途部に
   至る範囲内に設けたことを特徴とする二軸押出機のスク
   リュー。