(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面部に凹部を形成したロータが、ケーシング内でロータ軸を中心として回転するロータリバルブにおいて、前記ケーシングに形成された入口孔及び出口孔のいずれか一方の口部中心とロータの凹部中心が一致した状態で連通しているとき、他方の孔の口部がロータの周面部によって閉塞される構成としたことを特徴とするロータリバルブ。
【請求項２】
周面部に凹部を形成したロータが、ケーシング内でロータ軸を中心として回転するロータリバルブにおいて、前記ケーシングに形成された入口孔及び出口孔のいずれか一方の口部とロータの凹部が連通しているとき、他方の孔の口部がロータの周面部によって閉塞される構成としたことを特徴とするロータリバルブ。
【請求項３】
前記ロータが複数の凹部を有し、かつこれら凹部間の周面部距離を、ケーシングに形成された入口孔及び出口孔のロータ回転方向の口部幅より大きくした請求の範囲第１又は２項記載のロータリバルブ。
【請求項４】
前記凹部のロータ軸軸方向の幅を、ケーシングに形成された入口孔のロータ軸軸方向の口部幅より大きくした請求の範囲第１，２又は３項記載のロータリバルブ。
【請求項５】
前記凹部の少なくとも後壁を内側に膨出させた請求の範囲第１，２，３又は４項記載のロータリバルブ。
【請求項６】
前記ケーシングの入口孔口部前壁に遮蔽部材を設けた請求の範囲第１，２，３，４又は５項記載のロータリバルブ。
【請求項７】
請求の範囲第１〜６項記載のいずれかのロータリバルブを用いて成形機に材料を供給する方法において、前記ロータリバルブと前記成形機の間で前記ロータリバルブから送られてきた材料を一時貯留し、この一時貯留中に材料間及び材料中の脱気を行ない、その後、この材料を成形機に供給するとともに、成形機の材料供給孔付近から前記材料間及び材料中の脱気を重ねて行なうことを特徴とした材料供給方法。
【請求項８】
一時貯留中に行なう脱気のための吸引圧力より、成形機の材料供給孔付近から行なう脱気のための吸引圧力の方を高くした請求の範囲第７項記載の材料供給方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
［技術分野］
本発明は、入口側と出口側の間における密閉性を高めたロータリバルブ、及びこのロータリバルブを用いて材料を供給する方法に関する。
［背景技術］
化学工業，食品工業等の各種分野では、成形装置を用いて種々の成形品が製造されている。そして、近年、成形装置の小型化を図る観点から成形装置に供給する材料中及び材料間の空気を排出して供給材料の嵩密度を高め、かつ可塑化時における材料の酸化を防いで成形品の高品質化を図るため、成形装置内の真空度を高めることが提案されている。本出願人も、特開平６−１９０８９１号において、この種成形装置と方法の提案を行なっている。
この場合、成形装置への材料供給装置としては、密閉性の高いものを用いる必要があり、しかも、装置の大きさ，材料の定量供給などの点を考慮するとロータリバルブを使用することが好ましく、本出願人も先の特開平６−１９０８９１号において、ロータリバルブを用いた例を提案している。
しかしながら、現在、成形装置の材料供給用として用いられているロータリバルブは密閉性が悪いため、ロータリバルブの出口側（成形装置側）から空気を吸引して排出しても、ロータリバルブを介して空気が容易に侵入してしまい、成形装置内の真空度を思うように高めることができなかった。そのため、成形装置に供給される材料中及び材料間の空気を十分排出することができなかった。
本発明は、このような事情にかんがみてなされたものであり、密閉性が良く、成形装置における材料供給装置として用いた場合には、成形装置内を高い真空度に維持することのできるロータリバルブの提供を目的とする。
また、本発明は、ロータリバルブを形成するケーシングとロータの隙間に、材料を噛み込まないようにしたロータリバルブの提供を目的とする。
さらに、本発明は、上記ロータリバルブを用いて材料の供給を行なう場合において、材料間及び材料中の脱気を十分行なうとともに、材料の定量供給を行なえるようにした材料の供給方法の提供を目的とする。
発明の概要
［発明の開示］
本発明は、周面部に凹部を形成したロータが、ケーシング内でロータ軸を中心として回転するロータリバルブにおいて、ケーシングに形成された入口孔及び出口孔のいずれか一方の口部とロータの凹部が連通しているときに、他方の孔の口部がロータの周面部によって閉塞される構成としてあり、好ましくは、前記ロータに複数の凹部を有し、かつ、これら凹部間の周面部距離を、ケーシングに形成された入口孔及び出口孔のロータ回転方向の口部幅より大きくした構成としてある。
これにより、ロータリバルブの密閉性が高まり、例えば、真空押出成形機の材料供給装置として用いると、押出成形機内の真空度を高くでき、材料の嵩密度を高めて材料の多量供給が可能となるとともに、溶融，混練時における材料の酸化を防止して高品質の製品を得ることができる。
また、本発明は、上述したロータリバルブにおける凹部のロータ軸軸方向の幅を、ケーシングに形成された入口孔のロータ軸軸方向の口部幅より大きくした構成としてあり、好ましくは、さらに凹部の少なくとも後壁を内側に膨出させるか、ケーシングの入口孔口部前壁に遮蔽部材を設けた構成としてある。
これにより、ケーシングとロータの隙間に材料が噛み込むのを防止して、円滑な回転と、長期間にわたる高密閉性の維持を図ることができる。
さらに、これらロータリバルブを用いて成形装置に材料を供給する方法において、前記ロータリバルブと前記成形装置の間で前記ロータリバルブから送られてきた材料を一時貯留し、この一時貯留中に材料間及び材料中の脱気を行なうとともに、その後成形装置の材料供給孔付近から前記材料間及び材料中の脱気を重ねて行なう方法としてある。
これにより、成形装置へ、嵩密度が高くかつ材料間及び材料中の空気を取り除いた材料を供給できることから、多量の材料を供給できるとともに、可塑化時における材料の酸化を防ぎ高品質の成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）は本発明の好ましい第一実施形態のロータ軸径方向縦断面図、同図（Ｂ）は同じくロータ軸軸方向縦断面図である。
第２図（Ａ）〜（Ｃ）は、ロータの回転にともなう入口孔と凹部の位置関係を示し、第２図（Ａ）は入口孔と凹部前壁側の一部が連通した状態、第２図（Ｂ）は入口孔と凹部の中心が一致して連通した状態、第２図（Ｃ）は入口孔と凹部後壁側の一部が連通した状態である。
第３図（Ａ）は本発明の好ましい第二実施態様のロータ軸径方向縦断面図、同図（Ｂ）は入口孔と凹部の位置関係を示す図である。
第４図は実験の態様を示す図である。
第５図は本発明のロータリバルブを押出成形機に用いた一例の断面図である。
第６図は本発明のロータリバルブを押出成形機に用いた他の一例の断面図である。
発明の好ましい実施態様
本発明を添付の図面にしたがって、より詳細に説明する。
第１図は、本発明のロータリバルブの第一実施態様の概略断面図であり、（Ａ）はロータ軸径方向縦断面図、（Ｂ）はロータ軸軸方向縦断面図を示す。
このロータリバルブは、ケーシング１０と、このケーシング１０の内部に回転自在に収納されたロータ２０、及びこのロータ２０の中心に貫設され、かつ両軸端がケーシング１０の図示しない軸受に軸承されるとともに、外部からの動力によって回転するロータ軸３０とからなっている。
ケーシング１０の上部と下部には、入口孔１１と出口孔１２が同一軸線上に形成してある。また、ロータ２０の周面部２１には、三個の凹部２２が等間隔に形成してある。
ここで、ケーシング１０における入口孔１１及び出口孔１２と、ロータ２０における周面部２１及び凹部２２との関係は次のようになっている。
すなわち、複数の凹部２２のうち、一つの凹部（２２ａ）の中心が入口孔１１又は出口孔１２の中心と一致した状態で連通しているときには、他の凹部（２２ｂ，２２ｃ）が出口孔１２又は入口孔１１と連通しないような配置で凹部２２を形成してある。
なお、この場合、一つの凹部（２２ａ）の中心が入口孔１１又は出口孔１２の中心と一致しない状態になると、一つの凹部（２２ａ）と他の凹部（２２ｂ，２２ｃ）が同時に入口孔１１又は出口孔１２と連通する場合も生じる。
しかし、凹部２２間の周面部距離Ｌ21は、入口孔１１のロータ回転方向口部幅Ｌ11及び出口孔１２のロータ回転方向口部幅Ｌ12より大きくなっているので、入口孔１１と一の凹部（２２ａ）及び出口孔１２と他の凹部（２２ｂ又は２２ｃ）とが同時に連通したとしても、そのときの連通面積の和は、一の凹部２２（２２ａ，２２ｂ又は２２ｃ）の口部面積より広くなることがないので、ロータリバルブの密閉性が大きく低下することはない。
また、一の凹部の一部が入口孔１１又は出口孔１２と連通しているときに、他の凹部が出口孔１２又は入口孔１１と連通しないような構成とすることもでき、このようにすると、より密閉性を高めることができる。しかし、この場合は入口孔１１及び／又は出口孔１２の口部を小さくするか、凹部２２の口部を小さくする必要がある。
通常、入口孔１１及び／又は出口孔１２と凹部２２の連通面積（の和）が、凹部の口部面積より小さければ、十分な密閉性を得ることができる。
なお、ロータ２０に形成する凹部２２の数は、本実施例における三個に限られず、一個，二個又は四個以上の任意の数とすることができるが、これら任意の数の場合においても、上記した条件は必要となる。したがって、複数の凹部を設けた場合において、上記条件を維持するためには、凹部間距離を変えたり、あるいは入口孔と出口孔の相対的な位置関係を変えたりしてもよい。
また、入口孔１１のロータ軸軸方向の口部Ｗ1と凹部２２のロータ軸軸方向の幅Ｗ2は第１図（Ｂ）に示すように、入口孔１１の幅Ｗ1より凹部２２の幅Ｗ2の方が大きくなるようにしてある。
さらに、第１図（Ａ），第２図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、凹部２２の前壁（ロータの回転方向側壁面）と後壁（ロータの反回転方向側壁面）の中央部付近は凹部内側に向って膨出した形状としてある。この膨出形状は、ケーシング１０の入口孔１１の径方向断面形状と同一又は近似した形状としてある。
第２図（Ａ）〜（Ｃ）は、ロータ２０の回転にもとなう入口孔１１と凹部２２の位置関係を示し、第２図（Ａ）は入口孔１１と凹部前壁側の一部が連通した状態、第２図（Ｂ）は入口孔１１と凹部２２の中心が一致して連通した状態。第２図（Ｃ）入口孔１１と凹部後壁側の一部が連通した状態である。
これらの図からも理解できるように、入口孔１１の口部幅Ｗ１より凹部２２の幅Ｗ２を大きくし、かつ凹部２２の前壁及び後壁を膨出した形状とすると、第２図（Ａ）及び（Ｃ）の状態では、凹部２２の前壁と後壁付近における両側部容積が大きくなり、前壁及び後壁付近に供給された材料は、第２図（Ａ）及び（Ｃ）に示すように側方に拡散して凹部２２内で盛り上がることがない。したがって、盛り上がった材料の一部がロータ２０とケーシング１０の間に噛み込むことがなくなる。
また、第２図（Ｂ）の状態では、凹部２２の両側部に容積的な余裕があるので、入口孔１１から凹部２２に供給された材料は第１図（Ｂ）及び第２図（Ｂ）に示すように凹部２２の両側に拡散して、中央が盛り上がることがなく平均化される。
これにより、ロータ２０の回転を円滑に行なわしめるとともに、ケーシング１０とロータ２０間のクリアランスを最適な状態に維持し、ロータリバルブの密閉性を長期間にわたって維持する。
なお、膨出形状は、凹部２２の前壁及び後壁付近における供給材料の平均化を図れる形状であれば、必ずしも入口孔１１の径方向断面形状と同一又は近似した形状でなくてもよい。
また、ロータ２０とケーシング１０の間に材料が噛み込むのを防ぐものであるから、材料の種類、供給量等によっては、噛み込みに対する影響の少ない前壁については膨出形状を省略することもできる。
また、第３図（Ａ）（Ｂ）に示すように、入口孔１１の口部の前壁（ロータの回転方向側壁面）に材料の遮蔽部材２５を設け、凹部２２が入口孔１１から離れるときの、凹部２２の後壁側に供給される材料を制限することによっても、ケーシング１０とロータ２０間への材料の噛み込みを有効に防止することができる。
［実験結果］
第４図に示す本発明のロータリバルブについて、下記の条件で出口孔１２側の真空度の実験を行なったところ次のような結果となった。
0003704353.tif 000002
真空ポンプ：神港精機（株）製  ＳＷ１００IIＳ
Full Vacuum  ７６０ｍｍＨｇ
なお、条件１において４０ｍｍＨｇの圧力漏れがあったが、これは、主にロータリバルブのロータ軸軸受部からの漏れと思われる。
第５図は本発明のロータリバルブをプラスチック押出成形機における材料供給装置として用いた一例を示している。このような装置として用いた場合、ロータリバルブの出口孔１２とシリンダ本体４０の材料供給孔４１との間で短時間ながら材料は一時貯留し、この間に脱気孔４２から吸引ポンプ５０によって脱気が行なわれる。また、シリンダ本体４０の材料供給部付近の脱気孔４３から吸引ポンプ５１によって重ねて脱気が行なわれる。
第６図は、本発明のロータリバルブをプラスチック押出成形機における材料供給装置として用いた他の例を示している。すなわち、ロータリバルブの出口孔１２とシリンダ本体４０の材料供給孔４１との間にホッパ状の材料貯留部４４を設け、この材料貯留部４４に材料を比較的長時間一時貯留した状態で吸引ポンプ５０で脱気を行ない、かつ、材料供給孔４１付近の脱気孔４３から吸引ポンプ５１によって、重ねて脱気を行なうようにしてある。
このように、第５図及び第６図の装置を用いた材料供給方法とすると、押出成形機へは嵩密度の高い材料が送られることになり、多量の材料を効率的に可塑化できる。また、材料間及び材料中の空気を取り除いてある（押出成形機内の真空度が高い）ことから、可塑化時における材料の酸化を防ぐことが可能となり、高品質の押出成形品を得ることができる。
なお、第５図及び第６図の装置を用いた材料供給方法において、成形機の材料供給孔４１付近に設けてある脱気孔４３からの吸引圧力は、貯留部側に設けてある脱気孔４２からの吸引圧力より高くなるようにすることが好ましい。第６図に示す装置を用いた場合において、材料が粉体状のものである場合には、例えば、吸引ポンプ５０による貯留部側の吸引圧力を３００ｍｍＨｇとし、吸引ポンプ５１による材料供給孔４１付近の吸引圧力を７００ｍｍＨｇとする。
このようにすると、押出成形機のシリンダ内に存在する空気，ガス等の気体成分が貯留部側に逆流することがなくなり、材料の定量供給を妨げられることがない。また、第６図に示す装置を用いた材料の供給方法は、粉体材料の供給に実施すると特に効果的である。
産業上の利用可能性
以上のような構成からなるロータリバルブは、上記した押出成形機機、又は中空成形機，射出成形機等の各種プラスチック成形機あるいは食品成形機などにおける材料供給装置として使用することができる。
【図１】
0003704353.tif 000003
【図２】
0003704353.tif 000004
【図３】
0003704353.tif 000005
【図４】
0003704353.tif 000006
【図５】
0003704353.tif 000007
【図６】
0003704353.tif 000008