JPH10296837A - 混練押出機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 混練性能と共に、耐久性も高められる混練押
出機を提供する。 【解決手段】 スクリュ５４は、シリンダ５２内に回転
自在に配され、外周面５４ａに螺旋状のスクリュ山５４
ｂが形成されると共に、回転軸方向に沿った所定領域内
のスクリュ山５４ｂが切り欠かれている。混練用ピン１
２は柱状に形成され、シリンダ５２の所定領域Ａに対応
する部位に挿着され、一部がシリンダ５２内に突出す
る。詳細には、混練用ピン１２は両端部が支持され、外
周面の一部のみがシリンダ５２内に突出するように挿着
されている。回転駆動手段１４はスクリュ５４を回転さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、混練性能の良いス
クリュ式の混練押出機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、混練性能を高めた混練押出機とし
ては図１４に示すものがある。この混練押出機５０は、
シリンダ５２と、シリンダ５２内に回転自在に配され、
外周面５４ａに螺旋状のスクリュ山５４ｂが形成された
スクリュ５４と、スクリュ５４を回転させるための不図
示の回転駆動手段（例えば電動機等）とを有している。

【０００３】そして、スクリュ５４によりシリンダ５２
内を混練されて輸送されるゴムや合成樹脂等の被混練材
の混練の度合いを高めるために、スクリュ５４の回転軸
Ｃ方向に沿った所定領域Ａ内のスクリュ山５４ｂが切り
欠かれ、シリンダ５２の所定領域Ａに対応する部位に
は、シリンダ５２の外方からスクリュ５４の中心に向
け、シリンダ５２の径方向に沿って、先端がシリンダ５
２の内部空間５６内に突出する複数の混練用ピン５８が
挿着されている。本例では、所定領域Ａは一例として４
か所設けられ、各所定領域Ａ毎に混練用ピン５８が同一
円周上に一例として８本、角度間隔で挿着されている。
また、混練用ピン５８は、その外周に雄螺（不図示）が
形成され、シリンダ５２に設けられた雌螺孔６０に螺着
されて取り付けられており、ネジ込み量を変えることで
混練用ピン５８の先端とスクリュ５４の外周面５４ａと
の間の間隔を変えて、被混練材の混練の度合いを変更で
きる構成となっている。

【０００４】この構成により、回転するスクリュ５４に
より輸送される被混練材の流れが所定領域Ａにおいて図
１５に示すように混練用ピン５８により乱され、被混練
材の混練の度合いが高まるという作用・効果を奏するの
である。また、混練と共に可塑化を促進させるにも有効
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の混練押出機５０には次の様な課題が有る。図１５
に示すように被混練材は混練用ピン５８を回り込むよう
にしてシリンダ５２の内周面とスクリュ５４の外周面５
４ａとの間を移動することで混練の度合いが高められて
いるが、混練用ピン５８は略同径の円柱体に形成され、
スクリュ５４の外周面５４ａからシリンダ５２の内周面
方向に沿って混練用ピン５８の断面形状および断面積は
殆ど変化しない。よって、混練用ピン５８を回り込むよ
うに輸送される被混練材の輸送速度や輸送経路が、スク
リュ５４の外周面５４ａからシリンダ５２の内周面方向
に沿った異なる位置でも略同じであるため、高い混練効
果が得られにくいという課題がある。

【０００６】また、混練用ピン５８は一端側がシリンダ
５２に支持され、他端側がシリンダ５２内に突出する構
成のため、突出する他端側（突出端とも言う）には輸送
される被混練材から常時圧力を受ける。特に被混練材の
粘度が高い場合にはその圧力も大きく、長年の使用によ
っては被混練材の突出端が輸送方向へ折曲する場合もあ
り、混練性能が低下する。また、混練用ピン５８の突出
端がスクリュ山５４ｂと干渉する状態で、スクリュ５４
を誤ってシリンダ５２内で移動させた際にスクリュ山５
４ｂと当接し折曲しやすいという課題もある。

【０００７】また、混練押出機５０では、被混練材がス
クリュ５４の表面やシリンダ５２の内周面に付着するた
め、定期的にスクリュ５４をシリンダ５２から抜き出し
て各々を清掃する必要がある。しかし、混練用ピン５８
の突出端の位置は、スクリュ５４の回転軸方向から見た
場合に、混練度を高めるべくスクリュ山５４ｂの外周と
スクリュ５４の外周面５４ａとの間の領域内に達するよ
うに挿着されている場合が殆どであるため、スクリュ５
４をシリンダ５２から抜く場合には混練用ピン５８とス
クリュ山５４ｂとが干渉しないように全ての混練用ピン
５８を回して、混練用ピン５８の先端をシリンダ５２の
内周面付近まで移動させる必要があり、作業に非常に手
間がかかるという課題もある。

【０００８】従って、本発明は上記課題を解決すべくな
され、その目的とするところは、混練性能と共に、耐久
性も高められる混練押出機を提供することにある。ま
た、併せてシリンダからのスクリュの抜き出しも容易に
行える混練押出機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１記載の発明は、シリンダと、
該シリンダ内に回転自在に配され、外周面に螺旋状のス
クリュ山が形成されると共に、回転軸方向に沿った所定
領域内の前記スクリュ山が切り欠かれたスクリュと、前
記シリンダの前記所定領域に対応する部位に挿着され、
一部がシリンダ内に突出する柱状の混練用ピンと、前記
スクリュを回転させるための回転駆動手段とを有する混
練押出機において、前記混練用ピンは、両端部が支持さ
れ、外周面の一部のみが前記シリンダ内に突出するよう
に挿着されていることを特徴とする。この構成によれ
ば、被混練材が当たる混練用ピンのスクリュの回転軸を
中心とした円周面による断面の面積が、スクリュの外周
面側からシリンダの内周面方向に沿って大きく変化す
る。このため、例えばスクリュの外周面付近を輸送され
る被混練材の回り込み量は小さく、一方シリンダの内周
面付近を輸送される被混練材の混練用ピンによる回り込
み量は大きくなり、被混練材の輸送経路および輸送速度
に変化がつき、混練の度合いが高まる。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、さらに前記
混練用ピンは回動可能に挿着されると共に、回動した際
に前記シリンダ内に突出する外周面の一部に凹部が形成
され、前記スクリュは、前記混練用ピンを前記凹部が該
スクリュ側に向くように回動させることで前記シリンダ
内において前記回動軸方向へ移動可能となることを特徴
とする。このように、混練用ピンを回動自在に挿着して
混練用ピンの一部に、混練用ピンがスクリュ山と干渉し
ないようにする凹部を形成し、混練用ピンを回動させる
ことによって凹部若しくは凹部の無い外周面を選択でき
るようにすると、混練作業時は凹部の無い外周面を選択
してシリンダ内に突出させ、またスクリュの清掃の際に
は凹部をスクリュ側に向けてシリンダ内でスクリュを移
動可能とし、スクリュの出し入れを行えるようにするこ
とが、混練用ピンを抜くこと無く、単に半回転させるだ
けで容易に行える。

【００１１】また、前記凹部は、前記混練用ピンを該凹
部が前記スクリュ側に向くように回動させた際に、前記
シリンダの内壁面と一致する円弧状に形成すると、シリ
ンダの内周面に凹凸を生じさせなくすることができ、シ
リンダの清掃も容易に行える。また、前記シリンダの前
記所定領域に対応する部位には、前記混練用ピンを前記
スクリュを中心として複数方向から挿着する構成として
も良いし、また混練用ピンが挿着された前記所定領域自
体を前記スクリュの回転軸方向に沿って複数設け、混練
の度合いを一層高めるようにしても良い。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る混練押出機の
好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明す
る。なお、従来例と同じ構成要素については同じ符号を
付す。（第１の実施の形態）まず、本実施の形態の基本
的な構成について図１〜図５を用いて説明する。混練押
出機１０は、内周面が円筒状に形成されたシリンダ５２
と、シリンダ５２内に回転自在に配され、外周面５４ａ
に螺旋状のスクリュ山５４ｂが形成されると共に、回転
軸Ｃ方向に沿った所定領域Ａ内のスクリュ山５４ｂが切
り欠かれたスクリュ５４と、シリンダ５２の所定領域Ａ
に対応する部位に挿着され、一部がシリンダ５２内に突
出する柱状の混練用ピン１２と、スクリュ５４を回転さ
せるための回転駆動手段１４とを有してる。なお、回転
駆動手段１４は図１に示すような手動用ハンドルでも良
いし、また電動機等でも良い。

【００１３】そして本発明の特徴点は図２に示すよう
に、混練用ピン１２がシリンダ５２に、外周面の一部の
みがシリンダ５２の内部空間５６を横切るようにシリン
ダ５２の径方向に対して斜めに挿着されている点であ
る。これにより混練用ピン１２は少なくともその両端部
が支持された状態となり、従来のように一方の端部側が
シリンダ５２内に突出する構成ではなくなるため、輸送
される被混練材から圧力が加わっても、さらにはスクリ
ュ山５４ｂと接触しても曲がりにくくなり、押出機１０
の耐久性がより高まる。

【００１４】次に、この混練用ピン１２による混練動作
について図２〜図５を用いて説明する。混練用ピン１２
の外周面の一部がシリンダ５２内に突出しているため、
被混練材がこの混練用ピン１２に当接してシリンダ５２
内での輸送方向に変化が加わり、単にシリンダ５２内を
スクリュ５４により輸送される場合よりも混練の度合い
が高まる点は従来例で述べた混練用ピン１２と同様であ
る。

【００１５】しかしながら、発明の混練用ピン１２では
従来例の混練用ピン１２とは異なり、図３〜図５に示す
ように混練用ピン１２のスクリュ５４の回転軸Ｃを中心
とした円周面による断面Ｄ（図３〜図５の斜線部分）の
面積が、スクリュ５４の外周面５４ａ側からシリンダ５
２の内周面５２ａ方向に向かうにしたがって大きくな
る。このため、例えばスクリュ５４の外周面５４ａ付近
（円周面Ｕの位置）を輸送される被混練材は混練用ピン
１２には直接当接せずに、回り込みは殆どない（図５や
図９のｕは当該被混練材の経路を示す）。また、スクリ
ュ５４の外周面５４ａとシリンダ５２の内周面５２ａの
中間位置（円周面Ｖの位置）を輸送される被混練材は、
混練用ピン１２の当該円周面Ｖによる断面Ｄの面積が小
さいながらも生じているため、混練用ピン１２を回り込
みながら輸送され、混練が行われる（図４や図９のｖは
当該被混練材の経路を示す）。また、シリンダ５２の内
周面５２ａ付近（円周面Ｗの位置）を輸送される被混練
材は、混練用ピン１２の当該円周面Ｗによる断面Ｄの面
積がさらに大きくなるため、混練用ピン１２をさらに大
きく回り込みながら輸送され、混練が行われる（図３や
図９のｗは当該被混練材の経路を示す）。

【００１６】このように、一つの混練用ピン１２でもス
クリュ５４の外周面５４ａからの距離により混練用ピン
１２により生ずる被混練材の回り込み量、すなわち輸送
経路が変化し、またこれに伴い輸送速度にも変化が生ず
る。このため、一層被混練材の混練の度合いが高まるの
である。なお、混練用ピン１２は一つだけでなく、図２
の一点鎖線で示すようにシリンダ５２の所定領域Ａに対
応する部位に、スクリュ５４を中心として複数個（図２
では一例として３つ）、異なる方向から挿着するように
すると、一層混練の度合いを高めることができる。ま
た、図１に示すように、混練用ピン１２を挿着する所定
領域Ａをスクリュ５４の回転軸Ｃ方向に沿って複数（図
１では一例として３つ）設けるようにすると、さらに一
層混練の度合いを高めることが可能となる。

【００１７】（第２の実施の形態）本実施の形態での混
練押出機の構成は、第１の実施の形態の構成と略同じで
あり、相違する構成についてのみ図６〜図１１を用いて
説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成について
は同じ符号を付す。混練用ピン１２は図６に示すよう
に、少なくともシリンダ５２内に支持される部分は円柱
状に形成され、回動可能にシリンダ５２に挿着されてい
る。そして、混練用ピン１２が回動した際にシリンダ５
２内に突出する外周面の一部（領域Ｅ）に凹部１６が形
成されている。この凹部１６の形状は、本実施の形態で
は一例として混練用ピン１２を凹部１６がスクリュ５４
側に向くように回動させた際に、シリンダ５２の内周面
５２ａと一致する円弧状にその内面が形成されている。
なお、この凹部１６の形状は、円弧状に限定されるもの
ではなく、混練用ピン１２を凹部１６がスクリュ５４側
に向くように回動させた際にスクリュ山５４ｂと干渉し
ない形状であれば良く、断面コ字状の内面形状であって
も良い。

【００１８】混練用ピン１２を上記構成とすると、混練
用ピン１２を回動させて凹部１６の無い外周面をシリン
ダ５２の内部空間５６内に突出させるとシリンダ５２内
を輸送される被混練材の混練が可能となり（図６、図９
参照）、またシリンダ５２へのスクリュ５４の出し入れ
を行いたい等、スクリュ５４をシリンダ５２内において
回動軸Ｃ方向へ移動可能としたい場合には、凹部１６が
スクリュ５４側に向くように混練用ピン１２を図６の状
態から約１８０度回動させれば良い（図７、図１０参
照）。このように混練用ピン１２を約１８０度回動させ
るだけで良いため、従来の混練押出機５０のように全部
の混練用ピン５８を抜く必要がなくなるから、スクリュ
５４の出し入れ作業が伴う例えばスクリュ５４やシリン
ダ５２の清掃作業が短時間で、かつ簡単に効率よく行え
る。

【００１９】また、上述したように凹部１６の形状を図
７や図１０に示すように、凹部１６をスクリュ５４側に
向けた際にシリンダ５２の内周面と一致する円弧状に形
成することで、シリンダ５２の内周面５２ａとフラット
な状態となり、シリンダ５２内を綺麗に清掃しやすくな
るという効果もある。また、例えば図８や図１１に示す
ように凹部１６が完全にはスクリュ５４側に向かない状
態とすると、被混練材の輸送方向の上流側から当該混練
用ピン１２が挿着された所定領域Ａ側を見た場合、被混
練材が通過するスクリュ５４の外周面５４ａとシリンダ
５２の内周面５２ａおよび混練用ピン１２の外周面との
間の流路の断面形状が変わり、その断面積も変わる。こ
れにより、図２に示す円周面Ｕ、Ｖ、Ｗを通過する被混
練材の混練用ピン１２を回り込む経路ｕ、ｖ、ｗがそれ
ぞれ変化し、被混練材の混練の度合いを調整することが
可能となる。

【００２０】続いて、上記各実施の形態で述べた混練用
ピン１２の形状やシリンダ５２への取付構造の一具体例
について図１２と図１３を用いて説明する。シリンダ５
２の所定領域Ａに対応する部位には、混練用ピン１２を
挿着するための挿入孔１８が設けられ、奥側はシリンダ
５２の内部空間１６と連通している。また、挿入孔１８
の側方には挿入孔１８と連通する固定用孔２０が設けら
れている。固定用孔２０の内周面には雌螺が形成されて
いる。また、混練用ピン１２は外形が円柱状に形成さ
れ、外周面の一部（領域Ｅ）に凹部１６が形成されてい
る。また、中途部の外周面には凹溝２２が周設されてい
る。また、凹部１６が設けられた端部と反対側の端部に
は、混練用ピン１２を挿入孔１８内で回動させるための
工具（不図示）と嵌合する嵌合部２４が形成されてい
る。嵌合部２４は挿入孔１８内に位置する構成でも良い
し、また挿入孔１８から外方へ突出する構成でも良い。

【００２１】以上の構成から、混練用ピン１２をシリン
ダ５２に挿着する場合には、まず混練用ピン１２を挿入
孔１８内に挿着し、固定用孔２０と凹溝２２を位置決め
する。なお、凹溝２２と凹部１６が形成された領域Ｅと
の位置関係は、固定用孔２０と凹溝２２が一致した状態
で、混練用ピン１２の外周面の領域Ｅがシリンダ５２の
内部空間５６に対応する位置となるように設定されてい
る。次に、固定用孔２０に固定ピン２６を挿入し、固定
ピン２６の先端と凹溝２２とを係合する。これにより、
混練用ピン１２は挿入孔１８内で回動可能となり、かつ
挿入孔１８から抜脱不能となる。なお、図示はしない
が、挿入孔１８の内面の内部空間５６と固定用孔２０と
の間には、内部空間５６の気密性を確保するシール材が
設けられている。この状態で混練用ピン１２を回動させ
るには、上述した工具を嵌合部２４と嵌合させて回せば
良い。

【００２２】また、所定領域Ａに複数の混練用ピン１２
を挿着する場合には、図１３に示すようにシリンダ５２
に、挿着する混練用ピン１２の数と同数だけ挿入孔１８
を設け、各挿入孔１８に混練用ピン１２を挿着すれば良
い。なお、各混練用ピン１２はスクリュ５４を中心とし
て異なる方向から挿着されるように挿入孔１８の位置を
決めればよい。ここで図１３において、混練用ピン１２
のうち（ａ）と（ｃ）の位置にあるものは凹部１６がス
クリュ５４側に向けた状態にあり、（ｂ）は凹部１６が
形成されていない外周面をスクリュ５４側に向けた状態
にある。なお、図１２や図１３では第２の実施の形態に
おける混練用ピン１２の形状を説明しているが、第１の
実施の形態における混練用ピン１２ではシリンダ１６に
回動自在に挿着する必要がないことから、円柱状に代え
て角柱状や楕円状の外形を有すものであってもよい。ま
た凹部１６を外周面に設ける必要もない。よって、嵌合
部２４は不要である。

【００２３】以上、本発明の好適な実施例について種々
述べてきたが、本発明は上述する実施例に限定されるも
のではなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの改変
を施し得るのはもちろんである。

【００２４】

【発明の効果】本発明のうち請求項１記載の混練押出機
では、被混練材が当たる混練用ピンのスクリュの回転軸
を中心とした円周面による断面の面積が、スクリュの外
周面側からシリンダの内周面方向に沿って大きく変化す
る。このため、例えばスクリュの外周面付近を輸送され
る被混練材の回り込み量は小さく、一方シリンダの内周
面付近を輸送される被混練材の混練用ピンによる回り込
み量は大きくなり、被混練材の輸送経路および輸送速度
に変化がつき、混練の度合いをより高めることが可能と
なるという効果がある。また、請求項２記載の混練押出
機では、混練用ピンを回動自在に挿着し、かつ混練用ピ
ンの一部に、混練用ピンがスクリュ山と干渉しないよう
にする凹部が形成されている。よって、混練用ピンを回
動させることによって選択的に凹部若しくは凹部の無い
外周面をスクリュ側に向けることができ、混練作業時は
凹部の無い外周面を選択してシリンダ内に突出させ、ま
たスクリュの清掃の際には混練用ピンを１８０度回動さ
せて凹部をスクリュ側に向け、シリンダ内でスクリュを
移動可能とすることができる。このため、スクリュの出
し入れを行えるようにするまでの混練用ピンに対する作
業量が従来のものに比べて非常に少なくなり、スクリュ
等の清掃作業が短時間で行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る混練押出機の一実施の形態の構成
を示す正面断面図である。

【図２】図１の所定領域Ａを被混練材の輸送方向上流側
から見た説明図である。

【図３】図２における円周面Ｗでの混練用ピンの断面形
状と、円周面Ｗ上を輸送される被混練材の回り込み経路
を示すシリンダの側方から見た説明図である。

【図４】図２における円周面Ｖでの混練用ピンの断面形
状と、円周面Ｖ上を輸送される被混練材の回り込み経路
を示すシリンダの側方から見た説明図である。

【図５】図２における円周面Ｕでの混練用ピンの断面形
状と、円周面Ｕ上を輸送される被混練材の輸送経路を示
すシリンダの側方から見た説明図である。

【図６】本発明に係る混練押出機の第２の実施の形態の
構成を要部説明図である（混練用ピンの凹部の無い外周
面がスクリュ側に向いた状態）。

【図７】図６の混練用ピンを回動させ、凹部がスクリュ
側に向いた状態を示す説明図である。

【図８】図６の混練用ピンを回動させ、凹部がスクリュ
側に完全には向かいない状態を示す説明図である。

【図９】図６の側面図である。

【図１０】図７の側面図である。

【図１１】図８の側面図である。

【図１２】本発明に係る混練押出機の混練用ピンの構成
と、混練用ピンのシリンダへの挿着部位の構成を示す説
明図である。

【図１３】一例としてシリンダの所定領域に対応する部
位に、混練用ピンを複数（一例として３つ）挿着した状
態を示す図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図１４】従来の混練押出機の構成を示すシリンダ部分
の要部断面図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）はＢ
−Ｂ断面図である。

【図１５】混練用ピンによる被混練材の回り込み経路を
示すための、図１４の所定領域Ａの要部拡大説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 混練押出機 １２ 混練用ピン １４ 回転駆動手段 １６ 凹部 ５２ シリンダ ５４ スクリュ ５４ａ スクリュの外周面 ５４ｂ スクリュ山 Ａ 所定領域

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、該シリンダ内に回転自在に
   配され、外周面に螺旋状のスクリュ山が形成されると共
   に、回転軸方向に沿った所定領域内の前記スクリュ山が
   切り欠かれたスクリュと、前記シリンダの前記所定領域
   に対応する部位に挿着され、一部がシリンダ内に突出す
   る柱状の混練用ピンと、前記スクリュを回転させるため
   の回転駆動手段とを有する混練押出機において、 前記混練用ピンは、両端部が支持され、外周面の一部の
   みが前記シリンダ内に突出するように挿着されているこ
   とを特徴とする混練押出機。
2. 【請求項２】 前記混練用ピンは回動可能に挿着される
   と共に、回動した際に前記シリンダ内に突出する外周面
   の一部に凹部が形成され、 前記スクリュは、前記混練用ピンを前記凹部が該スクリ
   ュ側に向くように回動させることで前記シリンダ内にお
   いて前記回動軸方向へ移動可能となることを特徴とする
   混練押出機。
3. 【請求項３】 前記凹部は、前記混練用ピンを該凹部が
   前記スクリュ側に向くように回動させた際に、前記シリ
   ンダの内壁面と一致する円弧状に形成されていることを
   特徴とする請求項２記載の混練押出機。
4. 【請求項４】 前記シリンダの前記所定領域に対応する
   部位には、前記混練用ピンが前記スクリュを中心として
   複数方向から挿着されていることを特徴とする請求項
   １、２または３記載の混練押出機。
5. 【請求項５】 前記所定領域は前記スクリュの回転軸方
   向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項
   １、２、３または４記載の混練押出機。