JPH0741184A - 原料送り装置及びこれを用いた押出機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 押出機のスクリュ回転数によ
らず、押出機に少量の原料を常に正確に供給することの
できる原料送り装置及びこれを用いた押出機を提供する
にある。 【構成】 一端部に流入口(21)、他端部
に流出口(22)を有する筒体(2)と、上記流入口(21)に接
続される原料供給ホッパ(3)と、上記筒体(2)内で筒軸上
に沿って流入口(21)から流出口(22)まで配置される中実
の回転軸(4)と、この回転軸(4)の流入口側で固定され回
転軸上を伸縮自在に構成されかつ回転に伴って原料を流
出口(22)まで送出しうる螺旋体(5)と、上記回転軸(4)を
駆動する駆動手段(6)とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原料送り装置及びこれ
を用いた押出機に関する。さらに詳しくは、適度の圧力
で原料を押出機の原料投入口に送出する原料送り装置及
び押出機に関する。

【０００２】

【従来の技術】押出機は、通常、原料投入口及び加熱手
段を有する押出筒、該押出筒内で回転して原料を送出す
るスクリュ、該スクリュを回転駆動する駆動部とから主
として構成されている。このような押出機においては、
原料投入口には原料ホッパが取付けられており、この原
料ホッパ内に供給された原料（一般に粒状のものが多
い）は、スクリュ回転に伴って押出機から送出される原
料の減少分に応じて自重で落下して供給されていく構成
である。

【０００３】ここで、スクリュの回転に伴い、原料投入
口の下方をスクリュの山部・谷部が交互に通過すること
となるが、このとき山部・谷部の通過速度が大すなわち
スクリュ回転数が高ければ、原料ホッパから押出機内へ
の原料の流れ方はほぼ定常状態となり、反対にスクリュ
回転数が低い場合には、山部・谷部の通過速度が遅くな
るので、山部の通過時は原料が余り流れなく谷部の通過
時は原料が沢山流れるというように、ホッパから押出機
内への原料の流れに変動が生ずることとなる。というこ
とは、押出機への原料の流入量を単位時間当たりの重量
変化で計測している場合、スクリュ回転数が低ければ計
測誤差を生ずることを意味するが、これは流入量が少な
く制御される原料を添加する場合に問題となる。

【０００４】例えば、成形原料にカラーをブレンドする
場合、カラー１粒の重量が大変小さく、また１粒の原料
により製品の仕上がり状態（とくに色の濃淡）が大きく
影響されるため、まず正確に計測する必要がある。そし
て、カラー自身の投入量はブレンド対象の成形原料の1
〜5％程度と少なく、成形時の押出量を30kg/h、ブレン
ドする投入量を2％とすると、カラー投入量は600g/h
（＝10g/min）となり、計測の最小メモリを1ｇとすると
１分間で計測する場合、1ｇの誤差は10％の計測誤差を
生じ得ることとなる。

【０００５】従って、押出量の小さい成形の場合、当然
スクリュ回転数が低くなるため、この場合にカラーを添
加すると、上記したようにその添加量に変動が生じて製
品の仕上がりにムラが生ずることとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、押出機のス
クリュ回転数によらず、押出機に少量の原料を常に正確
に供給することのできる原料送り装置及び押出機に関す
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かくして本願『請求項
１』にかかる発明によれば、『一端部に流入口(21)、他
端部に流出口(22)を有する筒体(2)と、上記流入口(21)
に接続される原料供給ホッパ(3)と、上記筒体(2)内で筒
軸上に沿って流入口(21)から流出口(22)まで配置される
中実の回転軸(4)と、この回転軸(4)の流入口(21)側で固
定され回転軸(4)上を伸縮自在に構成されかつ回転に伴
って原料を流出口(22)まで送出しうる螺旋体(5)と、上
記回転軸(4)を駆動する駆動手段(6)とから構成されたこ
とを特徴とする原料送り装置(1)』が提供される。

【０００８】本発明の原料送り装置(1)は、粒状・粉状
等の固体原料を対象とする。上記原料送り装置(1)に用
いられる筒体(2)は、内壁面が円筒面に構成されている
ことが好ましいがこれに限定されない。

【０００９】上記筒体(2)に設けられる流出口(22)は、
当該分野で公知の押出機の原料投入口に接続できる形状
が好ましい。また上記筒体(2)の流入口(21)には、原料
供給ホッパ(3)が取付けられる。流入口(21)及び流出口
(22)は、筒体(2)の側周面に設けられていることが好ま
しいが、これに限定されない。上記流入口(21)に取付け
られる原料供給ホッパ(3)は、当該分野で公知のものが
そのまま使用できる。この原料供給ホッパ(3)にはロー
ドセル(31)が設けられていることが好ましい。

【００１０】上記原料送り装置(1)の筒体(2)内には、中
実の回転軸(4)及び螺旋体(5)が設けられる。上記回転軸
(4)は、筒体(2)内で筒軸上に沿って流入口(21)から流出
口(22)にわたって配置される。上記螺旋体(5)は、上記
回転軸(4)に沿って螺旋状に巻かれるものであるが、こ
の軸に沿って伸縮自在に構成されると共に巻かれた状態
があたかもスクリュのごとく原料を軸方向に送出しうる
形状に構成されることが好ましい。また、上記螺旋体
(5)の一端は回転軸(4)の流入口(21)側では固定され、他
端はフリーとされる。これによって螺旋体(5)は回転軸
(4)に沿って伸縮できることとなる。上記のごとき伸縮
自在な螺旋体(5)としては、本願『請求項３』に示すよ
うに、スプリングコイルにて構成されたものを好適なも
のとして挙げることができる。また上記螺旋体(5)は、
回転軸(4)周囲に取付けられかつ筒体内に収納された状
態において、筒体内周壁面との間に原料を流通し得る間
隙が形成されるような大きさが好ましい。

【００１１】駆動手段(6)は、回転軸(4)を所定の速度で
回転しうるよう制御できるものが好ましく、当該分野で
公知のものをそのまま用いることができる。

【００１２】本発明はまた他の構成の原料送り装置、す
なわち本願『請求項２』に示すように、『一端部に流入
口(21)、他端部に流出口(22)を有する筒体(2)と、上記
流入口(21)に接続される原料供給ホッパ(3)と、上記筒
体(2)内で筒軸周りに流入口(21)から流出口(22)まで螺
旋状に配されると共に該筒軸に沿って中空に構成され、
筒軸周りに回転されることによって原料を流出口(22)ま
で送出しうる螺旋体(8)と、上記螺旋体(8)を駆動する駆
動手段(6)とから構成されたことを特徴とする原料送り
装置(10)』を提供することができる。

【００１３】上記原料送り装置(10)において、筒体
(2)、原料供給ホッパ(3)及び駆動手段(6)は、上述した
原料送り装置(1)に用いたものと同様なものをそのまま
用いることができる。

【００１４】上記原料送り装置(10)に用いられる螺旋体
(8)は、筒体の内周壁面に沿うように螺旋状に巻回さ
れ、かつその内部が中空のものであって、巻回された状
態があたかもスクリュのごとく原料を軸方向に送出しう
る形状に構成されることが好ましい。またこの螺旋体
(8)は、内周壁面とは間隙が設けられるものであっても
よく、間隙がほとんど無くて内周壁面と摺動し得る状態
のものであってもよい。

【００１５】上記螺旋体(8)は、伸縮しない剛体であっ
てもよく、また伸縮しうる弾性体であっもよい。弾性体
の場合、本願『請求項３』に示すように、スプリングコ
イルにて構成されたものを好適なものとして挙げること
ができる。

【００１６】本発明において、上述した原料送り装置
(1)及び(10)はいずれも押出機に好適に用いられる。従
って本発明はさらに、本願『請求項４』に示すように、
『原料投入口(12d)及び加熱手段を有する押出筒(12a)、
該押出筒(12a)内で回転して原料を送出する押出スクリ
ュ(12b)、該押出スクリュ(12b)を回転駆動するスクリュ
駆動部(12c)とからなり、上記押出筒(12a)の原料投入口
(12d)に原料送り装置(1)(10)の流出口(22)が接続されて
なる押出機(11)』を提供することができる。

【００１７】本発明の押出機(11)に用いられる、押出筒
(12a)、押出スクリュ(12b)及びスクリュ駆動部(12c)は
いずれも当該分野で公知のものをそのまま利用できる。

【００１８】上記押出機(11)において、原料送り装置
(1)(10)は、各筒体(2)が押出筒(12a)と平行になるよう
に取付けられていることが好ましい。

【００１９】

【作用】本願『請求項１』にかかる発明によれば、原料
供給ホッパ(3)から供給された粒状、粉状等の原料(7)
は、流入口(21)から筒体(2)内に流入されるが、この筒
体(2)内では流入口(21)から流出口(22)にわたって設け
られた螺旋体(5)が回転軸(4)の回転に伴って回転されて
いるので、流入された原料(7)はこの螺旋体(5)によって
流出口(22)の方へ送出されて行く。流出口(22)が閉塞さ
れている場合、原料(7)は流出口近傍に貯留されて行
く。そして順次送出されてくる原料(7)は貯留されて筒
体内先端の空間を埋めて行くが、これに従って螺旋体
(5)は流出口側端部がフリーとなっているので、貯留・
充填される原料(7)に押圧されて回転軸(4)に沿って流入
口(21)側に向けて伸縮し始める。螺旋体(5)は伸縮しな
がら回転して原料(7)を流出口(22)側に送出し続ける
が、ある程度まで伸縮すると螺旋体(5)の伸縮は限度と
なり、ここで一定量の体積の原料(7)が筒体(2)内に充填
されたまま螺旋体(5)が空回りのように回転し続け、こ
れにより流出口(22)には原料(7)が適当な押圧力にて押
圧され続けることとなる。

【００２０】本願『請求項２』にかかる発明によれば、
原料供給ホッパ(3)から供給された粒状、粉状等の原料
(7)は、流入口(21)から筒体(2)内に流入されるが、この
筒体(2)内で回転している螺旋体(8)の間隙を通じて筒体
壁に落ちて溜まる。ここに溜まった原料(7)は、回転し
ている螺旋体(8)によって筒体壁面に沿って流出口(22)
の方へ送出されて行く。流出口(22)が閉塞されている場
合、ここでは回転している螺旋体(8)は中空であるの
で、原料(7)は一部は流出口(22)近傍に送られ、一部は
この螺旋体(8)の中空部分(81)に充填されて行く。やが
て筒体(2)内に原料(7)が充填された状態でも螺旋体(8)
は回転をし続けることができ、これによって充填された
原料(7)を適度に押圧しながらこれを撹拌することがで
きる。

【００２１】本願『請求項３』にかかる発明によれば、
螺旋体(8)がスプリングコイルから構成されているの
で、弾性があり、原料を適度に押圧することができる。

【００２２】原料送り装置(1)(10)が原料投入口(12d)に
接続されており、押出筒(12a)内には常に適度な押圧力
にて原料が供給されるので、押出筒(12a)内で回転する
押出スクリュ(12b)の山・谷にかかわらず原料(7)は意図
する量ずつ押出筒(12a)内へ供給されることとなる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳述する
が、これによって本発明が限定されるものではない。 実施例１ 図１は本願『請求項１』にかかる発明の原料送り装置の
一例の要部断面概略図である。この原料送り装置(1)
は、一端部に流入口(21)、他端部に流出口(22)を有する
筒体(2)と、上記流入口(21)に接続される原料供給ホッ
パ(3)と、上記筒体(2)内で筒軸上に沿って流入口から流
出口まで配置される中実の回転軸(4)と、該回転軸(4)に
設けられる螺旋体(5)と、上記回転軸(4)を駆動するモー
タ(6)とから主として構成されている。

【００２４】上記流入口(21)及び流出口(22)は筒体(2)
の側周面に設けられており、流出口(22)は、通常の押出
機の原料投入口に接続できるようになっている。

【００２５】原料供給ホッパ(3)は当該分野で通常用い
られるものであり、ロードセル(31)が取付けられてい
る。

【００２６】回転軸(4)は筒体(2)の中心軸上に配され、
先端は筒体(2)の前方壁に回転可能に軸支されており、
後端は筒体後壁中心部に回転可能に軸支されて筒体(2)
の外部でモータ(6)の回転軸に取付けられている。

【００２７】螺旋体(5)は、図に示すように、回転軸(4)
周囲に螺旋状に巻き付けられた偏平な金属線からなるス
プリングコイル状物であり、その一端（流入口側）は回
転軸に埋設固定されており、それ以外は回転軸とフリー
になっているので、回転軸(4)に沿って同図に示す矢印
方向に伸縮自在となっている

【００２８】以上の構成の原料送り装置(1)において、
原料供給ホッパ(3)にて粒状、粉状等の原料(7)を供給す
ると、流入口(21)を通じて筒体(2)内に流入された原料
(7)は、回転軸(4)と共に回転している螺旋体(5)によっ
て流出口(22)の方へ順次送出されて行く。流出口(22)が
閉塞されている場合、原料(7)は流出口近傍に貯留され
て行く。そして順次送出されてくる原料(7)は貯留され
て筒体(2)内先端の空間を埋めて行くが、これに従って
螺旋体(5)は流出口側端部がフリーとなっているので、
貯留・充填される原料に押圧されて回転軸に沿って流入
口側に向けて伸縮し始める。螺旋体(5)は伸縮しながら
回転して原料を流出口側に送出し続けるが、図２に示す
ように、ある程度まで伸縮すると螺旋体(5)の伸縮は限
度となり、ここで一定量の体積の原料(7)が筒体(2)内に
充填されたまま螺旋体(5)が空回りのように回転し続
け、これにより流出口(22)には原料(7)が適当な押圧力
にて押圧され続けることとなる。

【００２９】実施例２ 図３は本願『請求項２』にかかる発明の原料送り装置の
一例の要部断面概略図である。この原料送り装置(10)
は、筒体(2)、原料供給ホッパ(3)及びモータ(6)は実施
例１と同様のものが用いられており、これらについての
説明は省く。筒体(2)内には、螺旋体(8)が挿入されてお
り、この螺旋体(8)の一端部はモータ(6)の回転軸に接続
されている。上記螺旋体(8)は、偏平な金属線で作られ
たスプリングコイル状物からなり、螺旋体(8)のコイル
外形は筒体(2)の内径とほぼ等しく、螺旋体(8)の内部は
中空(81)になっている。

【００３０】以上の構成の原料送り装置(10)において、
原料供給ホッパ(3)にて粒状、粉状等の原料(7)を供給す
ると、流入口(21)を通じて筒体(2)内に流入された原料
(7)は、回転している螺旋体(8)の間隙を通じて筒体壁に
落ちて溜まる。ここに溜まった原料(7)は、回転してい
る螺旋体(8)によって筒体壁面に沿って流出口(22)の方
へ送出されて行く。このようにして原料(7)が筒体先端
に溜まってくると、流出口(22)が閉塞されている場合、
溜まって来た原料(7)は、螺旋体(8)の中空部分(81)に充
填されてくる。これを続けると、やがて図４に示すよう
に、原料(7)が筒体(2)内の空間全体に充填されることと
なり、この充填された原料(7)内で螺旋体(8)が回転し続
けることとなる。このとき回転する螺旋体(8)の推進力
により原料(7)は送出方向に押圧されかつこの回転に応
じて撹拌されることとなる。なお、上記例においては、
ほとんど伸縮しない螺旋体(8)を使用したが、これが実
施例１のように伸縮可能なものであってもよい。

【００３１】実施例３ 図５は、本願『請求項４』にかかる発明の押出機の一例
の要部断面概略図である。同図において、押出機(11)
は、実施例１の原料送り装置(1)の流出口(22)を、加熱
手段（図示せず）を備えた公知の押出筒(12a)、公知の
押出スクリュ(12b)及び公知のスクリュ駆動部(12c)を備
えた押出手段(12)の原料投入口(12d)に接続したもので
ある。なお、押出手段(12)はダイス部分が省略されてい
る。

【００３２】この押出機(11)においては、原料送り装置
(1)が上記説明のように原料を適宜な圧力で押圧し続け
ると共に絶えず撹拌しているので、押出筒(12a)の原料
投入口(12d)に押出スクリュ(12b)の山・谷のいずれが位
置しても、原料はスムースに供給されることになり、原
料供給ホッパ(3)内での原料の減少する流れはスムース
となる。従って、押出機への原料の流入量を、原料供給
ホッパ(3)に取付けたロードセル(31)によって単位時間
当たりの重量変化で計測している場合、押出量がどのよ
うに少なくても（換言すればスクリュ回転数がどのよう
に低いときでも）、正確な量の原料を押出機(11)に供給
することができる。従って、成形原料にカラーを加える
ようなときでも、少量のカラーを正確に供給することが
でき、製品の仕上がりに色ムラを生ずることはない。

【００３３】実施例４ 図６は、本願『請求項４』にかかる発明の押出機の他の
例の要部断面概略図である。同図において、押出機(13)
は、実施例２の原料送り装置(10)の流出口(22)を、公知
の押出筒(12a)、押出スクリュ(12b)及びスクリュ駆動部
(12c)を備えた押出手段(12)の原料投入口(12d)に接続し
たものである。なお、押出手段(12)はダイス部分が省略
されている。

【００３４】この押出機(13)においても、原料送り装置
(10)が上記説明のように原料を適宜な圧力で押圧し続け
ると共に絶えず撹拌しているので、押出筒(12a)の原料
投入口(12d)に押出スクリュ(12b)の山・谷のいずれが位
置しても、原料はスムースに供給されることになり、原
料供給ホッパ(3)内での原料の減少する流れはスムース
となる。従って、押出機への原料の流入量を、原料供給
ホッパ(3)に取付けたロードセル(31)によって単位時間
当たりの重量変化で計測している場合、押出量がどのよ
うに少なくても（換言すればスクリュ回転数がどのよう
に低いときでも）、正確な量の原料を押出機(13)に供給
することができる。従って、成形原料にカラーを加える
ようなときでも、少量のカラーを正確に供給することが
でき、製品の仕上がりに色ムラを生ずることはない。

【００３５】

【発明の効果】本発明の原料送り装置によれば、原料を
常に適宜な圧力で押圧しつつかつ撹拌しつつ供給できる
ので、原料供給ホッパ内での原料供給に伴う減少の仕方
がスムースになり、単位時間の重量減少量の検出が正確
に行える。本発明の押出機は、上記原料送り装置を設け
ているので、非常に少量の原料でも正確に押出機内に供
給することができ、押出量に対する原料の供給比率を正
確にコントロールすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願『請求項１』にかかる原料送り装置の一例
の要部断面概略図

【図２】図１の原料送り装置における原料送出状態を説
明する要部断面概略図

【図３】本願『請求項２』にかかる原料送り装置の一例
の要部断面概略図

【図４】図３の原料送り装置における原料送出状態を説
明する要部断面概略図

【図５】図１の原料送り装置を取付けた押出機の要部断
面概略図

【図６】図３の原料送り装置を取付けた押出機の要部断
面概略図

【符号の説明】

(1),(10)…原料送り装置 (2)…筒体 (3)…原料供給ホッパ (4)…回転軸 (5),(8)…螺旋体 (7)…原料 (6)…モータ (11),(13)…
押出機 (12)…押出手段 (12a)…押出
筒 (12b)…押出スクリュ (12c)…スク
リュ駆動部 (12d)…原料投入口 (21)…流入口 (22)…流出口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部に流入口、他端部に流出口
   を有する筒体と、上記流入口に接続される原料供給ホッ
   パと、上記筒体内で筒軸上に沿って流入口から流出口ま
   で配置される中実の回転軸と、この回転軸の流入口側で
   固定され回転軸上を伸縮自在に構成されかつ回転に伴っ
   て原料を流出口まで送出しうる螺旋体と、上記回転軸を
   駆動する駆動手段とから構成されたことを特徴とする原
   料送り装置。
2. 【請求項２】 一端部に流入口、他端部に流出口
   を有する筒体と、上記流入口に接続される原料供給ホッ
   パと、上記筒体内で筒軸周りに流入口から流出口まで螺
   旋状に配されると共に該筒軸に沿って中空に構成され、
   筒軸周りに回転されることによって原料を流出口まで送
   出しうる螺旋体と、上記螺旋体を駆動する駆動手段とか
   ら構成されたことを特徴とする原料送り装置。
3. 【請求項３】 螺旋体が、スプリングコイルから
   なる請求項１又は２記載の原料送り装置。
4. 【請求項４】 原料投入口及び加熱手段を有する
   押出筒、該押出筒内で回転して原料を送出する押出スク
   リュ、該押出スクリュを回転駆動するスクリュ駆動部と
   からなり、上記押出筒の原料投入口に請求項１〜３のい
   ずれかに記載の原料送り装置の流出口が接続されてなる
   押出機。