(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー押出し機のシリンダの中心孔内に回転可能に配置され、後端側の投入口から投入されるエラストマー材料を混練りしながら前端側のノズル口に向かって押出すスクリュー軸であって、
前記中心孔内を同心にのびる基軸と、該基軸の外周で前端側に向かって螺旋状にのびるスクリュー羽根とを具えるとともに、前記基軸の前端に、この基軸の中心線と同心をなしかつ後方に向かって凹む凹み部を形成したエラストマー押出し機用のスクリュー軸。
【請求項２】
前記凹み部は、前記基軸の中心線部を最深部とするコーン状、又は球面状をなすことを特徴とする請求項１記載のエラストマー押出し機用のスクリュー軸。
【請求項３】
前記凹み部は、前記基軸の前端での直径Ｄ１を基軸の直径Ｄの０．６倍以上かつ、凹み部の深さＨを、基軸の直径Ｄの０．０５〜０．２３倍としたことを特徴とする請求項２記載のエラストマー押出し機用のスクリュー軸。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エラストマー材料を用いて押出し成形する際に、押出された製品内にエアー溜まりが発生するのを効果的に抑制でき、製品品質を向上しうるエラストマー押出し機用のスクリュー軸に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
例えば、タイヤのトレッドゴム、サイドウオールゴムなど、一定断面形状を有するエラストマー製品を押出成形をする際には、成型ノズルを前端に設けたシリンダの中心孔内に、スクリュー軸を配した押出し機が用いられ、該スクリュー軸の回転によって、シリンダ内のエラストマー材料を混練りしかつ成型ノズルから押出している。
【０００３】
このスクリュー軸としては、従来、スクリュー軸から送られてきたエラストマー材料が、前方に向かって抵抗なく円滑に流れるように、軸前端には、例えば図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、円錐状や円錐台上に突出する突出部ａを形成している。
【０００４】
しかしながら、このスクリュー軸を用いた場合には、図７に拡大して示すように、軸前端部分ｂでの押出圧が、その外側部分ｃ（羽根側）での押出圧に比して減じるため、エラストマー材料中のエアーが、この軸前端部分ｂに溜まりやすく、例えば図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、エラストマー製品ｄの中央部分や厚肉の部分に、エアー溜まりｅが空洞状に形成されるなど、製品品質の低下さらには不良品の発生を招来していた。
【０００５】
そこで本発明は、スクリュー軸の前端に凹み部を形成することを基本として、軸前端部分に渦状の乱流を発生せしめ、この軸前端部分に集中し易いエアーを材料全体に亘って分散させることにより、集中的なエアー溜まりの形成を抑制し、前記問題点を解決しうるエラストマー押出し機用のスクリュー軸の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のエラストマー押出し機用のスクリュー軸は、エラストマー押出し機のシリンダの中心孔内に回転可能に配置され、後端側の投入口から投入されるエラストマー材料を混練りしながら前端側のノズル口に向かって押出すスクリュー軸であって、
前記中心孔内を同心にのびる基軸と、該基軸の外周で前端側に向かって螺旋状にのびるスクリュー羽根とを具えるとともに、前記基軸の前端に、この基軸の中心線と同心をなしかつ後方に向かって凹む凹み部を形成したことを特徴としている。
【０００７】
前記凹み部は、基軸の中心線部を最深部とするコーン状、又は球面状をなすことが好ましく、又基軸前端での凹み部の直径Ｄ１を基軸の直径Ｄの０．６倍以上かつ、凹み部の深さＨを、基軸の直径Ｄの０．０５〜０．２３倍とするのがよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の一例を図面に基づき説明する。
なおスクリュー軸１が配される、エラストマー押出し機２は、図１に示すように、押出し機本体３の一側面から略水平にのびるシリンダ５と、このシリンダ５の前端に取付きかつ成形用のノズル口６を有するヘッド７とを具える。
【０００９】
前記シリンダ５は、本例では図２に示すように、その軸心方向に例えば３分割されてなる筒体５Ａ、５Ｂ、５Ｃからなり、各筒体５Ａ、５Ｂ、５Ｃは向き合う端部のフランジＦ間をボルト連結することにより一体に接合される。又シリンダ５の後端側の周壁には、エラストマー材料を投入する投入口９が設けられるとともに、その周囲には、エラストマー材料を加熱し混練り効率を高めるスチーム、温水などが通る、加熱媒体流路１０が、その略全長に亘り形成される。
【００１０】
前記ヘッド７は、前記シリンダ５の中心孔１１に連なる例えば先細状の流路１２を有し、この流路１２を介して製品断面形状に合う前記ノズル口６を開口している。
【００１１】
そして前記シリンダ５の中心孔１１には、前記投入口９から供給されるエラストマー材料を混練りしながらノズル口６に向かって押出すスクリュー軸１が配される。
【００１２】
前記スクリュー軸１は、前記中心孔１１内を同心にのびかつ後端が減速器を介して駆動モータＭに接続される基軸１３と、この基軸１３の外周上を前端側に向かって螺旋状にのびるスクリュー羽根１４とを具える。
【００１３】
前記基軸１３は、本例では図３に示すように、主部１５前端に、キャップ体１６を着脱自在に設けてなり、このキャップ体１６の前端に、凹み部１７を形成している。なお前記スクリュー羽根１４は、前記主部１５の略全長に亘って例えば一条、二条等の螺旋形状で形成される。
【００１４】
前記キャップ体１６は、前記主部１５と略同径の頭部１９後端に、前記主部１５前端に設けるネジ穴１５Ａに螺合するネジ部２０を段差を介して形成している。なおキャップ体１６と主部１５とは、この段差部分に配するシール材２１を用いて気密に連結する。又キャップ体１６の前記頭部１９には、後方に向かって凹む凹み部１７を形成している。この凹み部１７は、前記基軸１３の中心線Ｘと同心をなすことにより、この中心線Ｘ上に最深部１７Ａを設けたコーン状（円錐状）に形成される。
【００１５】
このようなスクリュー軸１によって前記流路１２内に押出されるエラストマー材料は、図４に示すように、前記流路１２の壁面側部分Ｃの流れＦ１においては、スクリュー羽根１４による押出力の影響を強く受けるため、その押出圧が強くなる。他方、軸前端側部分Ｂにおいては、前記凹み部１７の形成によってその容積が増大するとともに圧力はさらに減少し、その結果、軸前端側部分Ｂのエラストマー材料が、前記流れＦ１に引きずられて渦状の乱流Ｆ２を発生する。これによってエラストマー材料中のエアーが、全体に細かく分散され、実質的にエアー溜まりのない高品質のエラストマー製品を、構成簡易にかつ歩留まりよく生産できる。
【００１６】
又この渦状の乱流Ｆ２を円滑に発生させるには、基軸１３前端における凹み部１７の直径Ｄ１を基軸１３の直径Ｄの０．６倍以上、及びその深さＨを、前記直径Ｄの０．０５〜０．２３倍とすることが好ましい。なお本例では、前記深さＨを直径Ｄの０．１４倍程度とするとともに、前記最深部１７Ａとなる頂部を円弧面で滑らかに形成し、乱流Ｆ２の流れを円滑化している。又本例では、凹み部１７の前記直径Ｄ１を、直径Ｄの約０．８５倍程度とし、この凹み部１７の前縁１７ｅと基軸１３外周との間の領域Ｙを円弧面で滑らかに連結している。これによって、前記壁面側部分Ｃの流れＦ１と乱流Ｆ２との合流をスムーズとしている。
【００１７】
なお前記直径Ｄ１が０．６Ｄ未満のとき及び深さＨが０．０５Ｄ未満のとき、前記軸前端側部分Ｂにおける容積の増大及び圧力の減少が不充分となって、前記流れＦ１よる材料への引きずりが小となり、又深さＨが０．２３Ｄを超えると、渦状流れの抵抗となって、何れも乱流Ｆ２の発生を阻害する。
【００１８】
なお円滑な渦状流れとするためには、前記凹み部１７は、コーン状の他、図５に示すように球面状に形成することもできる。
【００１９】
【実施例】
図３に示すコーン状の凹み部を有するスクリュー軸を用いて、図８（Ａ）に示すタイヤのトレッドゴムを押出成形し、そのときのエアー溜まりの発生の有無を、成型品を解体して確認した。使用するスクリュー軸におけるスクリュー羽根の外径は１９９．２ｍｍ、基軸の直径Ｄは１３０ｍｍ、凹み部の深さＨは１４．０ｍｍ、直径Ｄ１は１１２ｍｍであった。
【００２０】
実験の結果、目視可能な大きさのエアー溜まりの発生は見受けられず、製品内のエアーが確実に細分化し全体に亘って分散されているのが確認できた。
【００２１】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は構成しているため、軸前端部分に渦状の乱流を発生でき、この軸前端部分に集中しやすいエアーを材料全体に亘って分散しかつ細分化させうる。その結果、実質的にエアー溜まりのない高品質のエラストマー製品を、構成簡易にかつ歩留まりよく生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例取り付けた押出機の側面図である。
【図２】そのシリンダをスクリュー軸とともに示す断面図である。
【図３】スクリュー軸前端の凹み部を拡大して示す断面図である。
【図４】実施例品の作用効果を説明する断面図である。
【図５】凹み部の他の例を示す断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、従来のスクリュー軸の前端形状を示す側面図である。
【図７】従来のスクリュー軸における材料流れを示す断面である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、従来の押出成形による問題点を説明するエラストマー製品の断面図である。
【符号の説明】
２  エラストマー押出し機
５  シリンダ
６  ノズル口
９  投入口
１１  中心孔
１３  基軸
１４  スクリュー羽根
１７  凹み部
１７Ａ  最深部
Ｘ  基軸の中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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