(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にスクリュー及びパドルを取り付けた回転駆動軸をバレル内に通して配設すると共にバレルの先端から回転駆動軸の先端部を突出させ、回転駆動軸の先端部の外周に２分割構造の軸受け部材を取り付けると共に軸受け部材の外周にＯリングを取り付け、バレルの先端に前方へ突出させて設けた軸受けケーシングを２分割構造に形成し、軸受けケーシング内に軸受け部材を固定して軸受け部材を介して回転駆動軸の先端部を軸受けケーシングに軸支して成ることを特徴とする押出混練機。
【請求項２】
スクリュー及びパドルの中心孔の内周に凹角部を設けると共に回転駆動軸の外周に凸角部を設け、スクリュー及びパドルの中心孔に回転駆動軸を挿通して凹角部と凸角部を噛み合わせることによって回転駆動軸の外周にスクリュー及びパドルを取り付け、凹角部と凸角部の少なくとも一方をアールを設けて形成して成ることを特徴とする請求項１に記載の押出混練機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱硬化性樹脂等の成形材料の連続混練に用いられる押出混練機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、メラミン樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂の成形材料の混練に用いられる押出混練機の一例を示すものであり、基台１５の前部の上方にバレル４が配設してある。バレル４内には回転駆動軸３が通してあり、回転駆動軸３の後端部は変速機１６等を介して電動機１７に接続してある。この回転駆動軸３の外周にスクリューやパドルが取り付けてあり、電動機１７によって回転駆動軸３を回転駆動することによって、投入口１８からバレル４の後部内に供給された成形材料をスクリューやパドルで混練しつつバレル４内を前方へ送り、バレル４の前端から混練された成形材料を矢印のように吐出させるようにしてある。
【０００３】
そして回転駆動軸３の先端部はバレル４の先端から突出させてあり、バレル４の先端部に取り付けた軸受けケーシング７でこの回転駆動軸３の先端部を軸支するようにしてある。すなわち、軸受けケーシング７内に設けたグランドパッキンやベアリングなどの軸受け部材に回転駆動軸３の先端部を被挿することによって、軸受け部材を介して軸受けケーシング７に回転駆動軸３の先端部を軸支するようにしてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこのものにあって、回転駆動軸３を回転させてバレル４内で高粘度の成形材料を混練する際に、回転駆動軸３の回転にブレが発生し易く、回転駆動軸３の回転にブレが発生するとこのブレを軸受けケーシング７内で吸収することができず（特にベアリングで軸支する場合）、場合によっては回転駆動軸３に軸折れが発生するおそれがあった。
【０００５】
また、スクリューやパドルを取り替える場合など、回転駆動軸３を軸受けケーシング７から取り外して分解を行なう必要があるが、回転駆動軸３から軸受け部材を取り外すのに手間を要し、分解の作業に時間がかかるという問題があった。本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、回転駆動軸に軸折れが発生すること防ぐことができ、また分解が容易な押出混練機を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る押出混練機は、外周にスクリュー１及びパドル２を取り付けた回転駆動軸３をバレル４内に通して配設すると共にバレル４の先端から回転駆動軸３の先端部を突出させ、回転駆動軸３の先端部の外周に２分割構造の軸受け部材５を取り付けると共に軸受け部材５の外周にＯリング６を取り付け、バレル４の先端に前方へ突出させて設けた軸受けケーシング７を２分割構造に形成し、軸受けケーシング７内に軸受け部材５を固定して軸受け部材５を介して回転駆動軸３の先端部を軸受けケーシング７に軸支して成ることを特徴とするものである。
【０００７】
また請求項２の発明は、スクリュー１及びパドル２の中心孔８，９の内周に凹角部８ａ，９ａを設けると共に回転駆動軸３の外周に凸角部１０を設け、スクリュー１及びパドル２の中心孔８，９に回転駆動軸３を挿通して凹角部８ａ，９ａと凸角部１０を噛み合わせることによって回転駆動軸３の外周にスクリュー１及びパドル２を取り付け、凹角部８ａ，９ａと凸角部１０の少なくとも一方をアールを設けて形成して成ることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
二軸の押出混練機は既述のように、基台１５の前部の上方に配設されるバレル４と、バレル４内に装着される回転駆動軸３を変速機１６を介して回転駆動させる電動機１７などを具備して形成されるものである。バレル４は断面下向き開口略コ字形の上バレル４ａと、断面上向き開口略コ字形の下バレル４ｂとで形成されるものであり、上バレル４ａと下バレル４ｂを上下に合わせて止めボルト１９で結合させることによって、バレル４が組み立てられるようにしてある。上バレル４ａと下バレル４ｂの各先端にはエンドプレート２０ａ，２０ｂが取着してあり、エンドプレート２０ａ，２０ｂの上下縁間に一対の通し孔２１が形成してある。各通し孔２１は下バレル４ｂのエンドプレート２０ｂにおいて大きく開口する孔として形成してあり、通し孔２１のこの下部が混練した成形材料の排出部２２となるようにしてある。
【０００９】
上バレル４ａのエンドプレート２０ａの外面には下端縁がナイフエッジ４０として形成されたチルナイフプレート４１が止めボルト４２で取り付けてある。そしてこのチルナイフプレート４１の外面に軸受けケーシング７を前方へ突出させて取り付けてある。軸受けケーシング７は図１及び図２に示すように、上ケーシング７ａと下ケーシング７ｂとに上下に二分割構造に形成してあり、上ケーシング７ａに張り出して設けた接続片４３をチルナイフプレート４１に溶接等して固着することによって、軸受けケーシング７をチルナイフプレート４１に取り付けるようにしてある。上ケーシング７ａの下面と下ケーシング７ｂの上面にはそれぞれ上穴４４ａと下穴４４ｂがそれぞれ一対ずつ形成してあり、この上穴４４ａと下穴４４ｂにさらに軸受け部材固定穴４５ａ，４５ｂが凹設してある。そして図１のように上ケーシング７ａの下面に下ケーシング７ｂを重ね、上ケーシング７ａから下ケーシング７ｂに止めボルト４６をねじ込むことによって、上ケーシング７ａの下面に下ケーシング７ｂを取り付けて軸受けケーシング７を組み立てることができるようにしてある。このように上ケーシング７ａの下面に下ケーシング７ｂを取り付けると、上穴４４ａと下穴４４ｂが合致して後方へ開口する一対の穴が軸受けケーシング７に形成される。
【００１０】
図４は回転駆動軸３とスクリュー１、パドル２の一例を示すものであり、この回転駆動軸３は後部軸部２３、混練スクリュー部２４、混練スクリュー部２４の先端面から前方へ突出させた前部軸部２５からなるように形成してある。前部軸部２５は断面が多角形（例えば正六角形）の角軸部２５ａと、断面が円形で角軸部２５ａより小径の丸軸部２５ｂとから形成してあり、この前部軸部２５に複数枚のパドル２とスクリュー１とを被挿することによって、回転駆動軸３の外周にパドル２及びスクリュー１を取り付けるようにしてある。
【００１１】
パドル２は図８に示すように、略楕円形の板の中央に中心孔９を設けて形成されるものであり、中心孔９は回転駆動軸３の角軸部２５ａの外形・寸法とほぼ等しい内形・寸法の角孔に形成してある。またスクリュー１の中心孔８は図１に示すように回転駆動軸３の角軸部２５ａの外形・寸法とほぼ等しい内形・寸法の角孔部２６と、回転駆動軸３の丸軸部２５ｂの外形・寸法とほぼ等しい内形・寸法の丸孔部２７とで形成されるようにしてある。
【００１２】
そして回転駆動軸３にスクリュー１及びパドル２を固定して取り付けるにあたっては、まず、回転駆動軸３の前部軸部２５の角軸部２５ａに中心孔９を被挿して複数枚のパドル２をはめ込むと共に、スクリュー１の中心孔８の角孔部２６と丸孔部２７をそれぞれ回転駆動軸３の前部軸部２５の角軸部２５ａと丸軸部２５ｂに被挿してはめ込み、図１に示すように、スクリュー１の先端面から突出する回転駆動軸３の丸軸部２５ｂに円筒状のスリーブ２８を被挿する。スリーブ２８の先端部の内周には係止鍔片２９が設けてあり、この係止鍔片２９の内周に押さえボルト３０を通し、係止鍔片２９に押さえボルト３０を係止させると共に、回転駆動軸３の先端面に設けた雌ねじ穴３１に押さえボルト３０を螺合する。このように雌ねじ穴３１に押さえボルト３０を螺合することによって、スリーブ２８の端面をスクリュー１の端面に押圧させ、スリーブ２８と混練スクリュー部２４との間にスクリュー１とパドル２を挟圧して、回転駆動軸３にスクリュー１及びパドル２を固定することができるものである。従って、この逆の手順でスリーブ２８を回転駆動軸３から外すことによって、スクリュー１やパドル２を回転駆動軸３から取り外し、スクリュー１やパドル２の取替え等を行なうことができるものである。
【００１３】
図５は軸受け部材５を構成するベアリング５ａの一例を示すものであり、一対の半円形のインナーケース３２ａ，３２ｂと、一対の半円形のベアリング保持体３３ａ，３３ｂと、一対の半円形のアウターケース３４ａ，３４ｂとを具備して二つ割り構造に形成してある。各インナーケース３２ａ，３２ｂの外周には二組みの半円形の締め付けリング３５ａ，３５ｂを被せて設けてあり、一方の締め付けリング３５ｂに設けた穴３６を通したボルト（図示省略）を他方の締め付けリング３５ａに設けたねじ穴５５に螺合することによって、一対のインナーケース３２ａ，３２ｂをリング状に結合させるようにしてある。またベアリング保持体３３ａ，３３ｂは半円板状の保持板５６に所定間隔でローラ３８を取り付けて形成されるものであり、一対のベアリング保持体３３ａ，３３ｂはクリップ等で結合することができるようにしてある。さらにアウターケース３４ａ，３４ｂは断面形状をコ字形に形成してある。そして上記のように二組の半円形の締め付けリング３５ａ，３５ｂをインナーケース３２ａ，３２ｂの外周に装着することによって、インナーケース３２ａ，３２ｂの外周面にガイド溝３７が形成されるものであり、このガイド溝３７に一対のベアリング保持体３３ａ，３３ｂをはめ込むと共に、ベアリング保持体３３ａ，３３ｂの外側に被せてガイド溝３７に一対の半円形のアウターケース３４ａ，３４ｂをはめ込んで取り付けることによって、上下に二分割することができるベアリング５ａを組み立てることができるものである。
【００１４】
このベアリング５ａで形成される軸受け部材５は回転駆動軸３の先端部のスリーブ２８の外周にインナーケース３２ａ，３２ｂを嵌合させることによって取り付けるようにしてある。またベアリング５ａの外周には、ゴム等の弾性材で形成されるＯリング６が嵌めてある。そしてスクリュー１及びパドル２をバレル４内に納めて一対の回転駆動軸３をバレル４に通し、各回転駆動軸３の先端部のスリーブ２８をバレル４の先端部の通し孔２１から前方へ突出させてある。各スリーブ２８の先部は上穴４４ａと下穴４４ｂによって軸受けケーシング７に形成される穴に通してあり、スリーブ２８の先端部の外周に取り付けたベアリング５ａは上穴４４ａと下穴４４ｂに設けた軸受け部材固定穴４５ａ，４５ｂにはめ込んである。ここで、ベアリング５ａの外周に嵌めたＯリング６が軸受け部材固定穴４５ａ，４５ｂの内周に圧接されるように、ベアリング５ａは軸受け部材固定穴４５ａ，４５ｂにはめ込まれるようにしてあり、回転駆動軸３の先端はベアリング５ａを介して軸受けケーシング７によって軸支されるようにしてある。
【００１５】
上記のようにして形成される二軸の混練押出機にあって、電動機１７で回転駆動軸３を回転駆動することによって、投入口１８からバレル４の後部内に供給された成形材料を混練スクリュー部２４やパドル２、スクリュー１で混練しつつバレル４内を前方へ送り、そして混練された成形材料は、バレル４の前端の通孔２１の下部の排出部２２から図１の矢印のように吐出させるようにしてある。
【００１６】
そしてこのものにあって、フィラーを８０％以上の高充填率で配合したアミノ系樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などの高粘度の熱硬化性樹脂成形材料を混練する際に、回転駆動軸３の回転にブレが発生しても、回転駆動軸３のこのブレはＯリング６が弾性変形することで吸収されるものであり、応力をＯリング６で分散させて回転駆動軸３に軸折れが発生することを防ぐことができるものである。
【００１７】
次に、スクリュー１やパドル２を交換等するために、混練押出機を分解するにあたっては、まず止めボルト４６を外して軸受けケーシング７の下ケーシング７ｂを取り外す。下ケーシング７ｂを取り外すと、ベアリング５ａの下半分が露出するので、ベアリング５ａの外周に嵌めたＯリング６の下半分をずらしてＯリング６の下半分をベアリング５ａの外周から外す。そして下のアウターケース３４ｂとベアリング保持体３３ｂを外し、さらに下のインナーケース３２ｂを外してベアリング５ａの下半分を分解し、回転駆動軸３のスリーブ２８からベアリング５ａの下半分を取り外す。この後に、止めボルト１９を外してバレル開閉機で上バレル４ａを上方へ開くことによってバレル４内のスクリュー１やパドル２、回転駆動軸３をオープンにする。このように上バレル４ａを上方へ開く際に軸受けケーシング７の上ケーシング７ａも上方へ持ち上げられるので、上ケーシング７ａと共に、上のアウターケース３４ａ、ベアリング保持体３３ａ、インナーケース３２ａ及びＯリング６が回転駆動軸３のスリーブ２８から取り外される。これらの上のアウターケース３４ａ、ベアリング保持体３３ａ、インナーケース３２ａ及びＯリング６は上ケーシング７ａから回収される。このようにベアリング５ａを二つ割りに分解して回転駆動軸３からベアリング５ａを容易に取り外すことができるものであり、混練押出機の分解が容易になるものである。
【００１８】
尚、上記の実施の形態では、軸受け部材５としてベアリング５ａを用いるようにしたが、軸受け部材５として図６のようなリング状の含油メタル５ｂを用いるようにしてもよい。この場合、含油メタル５ｂは母線に沿って上下に２分割構造に形成してある。
また、上記のように、回転駆動軸３の前部軸部２５には断面が多角形の角軸部２５ａが設けてあり、この角軸部２５ａの各角部は凸角部１０となっているが、この凸角部１０には面取りを施して図７（ａ）のように半径０．５〜２ｍｍ程度のアールを形成してある。一方、スクリュー１の中心孔８の角孔部２６やパドル２の中心孔９は角孔に形成してあり、各角部は凹角部８ａ，９ａとなっているが、この凹角部８ａ，９ａには図８（ａ）（ｂ）のように半径０．５〜２ｍｍ程度のアールを形成してある。このように回転駆動軸３の前部軸部２５の凸角部１０や、スクリュー１やパドル２の中心孔８，９の凹角部８ａ，９ａをアールに形成することによって、高馬力で回転駆動軸３を回転駆動して混練を開始する際に、回転駆動軸３の凸角部１０や、スクリュー１やパドル２の凹角部８ａ，９ａに応力が集中することを防いで、回転駆動軸３に折れが発生したり、スクリュー１やパドル２に割れが発生したりすることを防ぐことができるものである。
【００１９】
尚、図７（ｂ）のように回転駆動軸３にキー４９を設けて角軸部２５ａを形成する場合は、キー４９の凸角部１０には面取りを施して半径０．５〜２ｍｍ程度のアールを形成するものである。また図８（ｃ）のように、パドル２の中心孔８の開口縁５０にも面取りを施して半径０．５〜１ｍｍ程度のアールを形成するのが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】
上記のように本発明は、外周にスクリュー及びパドルを取り付けた回転駆動軸をバレル内に通して配設すると共にバレルの先端から回転駆動軸の先端部を突出させ、回転駆動軸の先端部の外周に２分割構造の軸受け部材を取り付けると共に軸受け部材の外周にＯリングを取り付け、バレルの先端に前方へ突出させて設けた軸受けケーシングを２分割構造に形成し、軸受けケーシング内に軸受け部材を固定して軸受け部材を介して回転駆動軸の先端部を軸受けケーシングに軸支するようにしたので、混練の際に回転駆動軸の回転にブレが発生しても、このブレはＯリングの弾性変形で吸収することができ、応力をＯリングで分散させて回転駆動軸に軸折れが発生することを防ぐことができるものであり、また軸受けケーシングを分割すると共に軸受け部材を分割することによって回転駆動軸から軸受け部材を容易に取り外すことができるものであり、混練押出機の分解を容易におこなうことができるものである。
【００２１】
また、スクリュー及びパドルの中心孔の内周に凹角部を設けると共に回転駆動軸の外周に凸角部を設け、スクリュー及びパドルの中心孔に回転駆動軸を挿通して凹角部と凸角部を噛み合わせることによって回転駆動軸の外周にスクリュー及びパドルを取り付け、凹角部と凸角部の少なくとも一方をアールを設けて形成するようにしたので、回転駆動軸の凸角部や、スクリューやパドルの凹角部に応力が集中することを防ぐことができ、回転駆動軸に折れが発生したり、スクリューやパドルに割れが発生したりすることを防止することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す一部の正面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例を示す一部の斜視図である。
【図３】押出混練機の全体を示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例における回転駆動軸とスクリューとパドルを示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例におけるベアリングの分解斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態における軸受け部材の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態の一例におけるスクリューを示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ一部の拡大した斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態の一例におけるパドルを示すものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は一部の拡大した斜視図、（ｃ）は一部の拡大した断面図である。
【符号の説明】
１  スクリュー
２  パドル
３  回転駆動軸
４  バレル
５  軸受け部材
６  Ｏリング
７  軸受けケーシング
８  中心孔
９  中心孔
８ａ  凹角部
９ａ  凹角部
１０  凸角部
【図１】
0003663813.tif 000002
【図２】
0003663813.tif 000003
【図３】
0003663813.tif 000004
【図４】
0003663813.tif 000005
【図５】
0003663813.tif 000006
【図６】
0003663813.tif 000007
【図７】
0003663813.tif 000008
【図８】
0003663813.tif 000009