(57)【要約】【課題】被押出材の流速分布のばらつきを縮小できる押出機を提供する。【解決手段】溶融したゴムが内部に供給されるシリンダバレル１０と、シリンダバレル１０内部で駆動され、シリンダバレル１０内部に供給されたゴムをシリンダバレル１０の一端側に押し出すスクリュー２０と、シリンダバレル１０一端側に設けられたストレーナ５０と、ストレーナ５０に対して積層的に配置された冷却プレート６１を含み、複数の貫通孔６０ｈが形成されたブレーカプレート６０とを備える押出機において、冷却プレート６１よりも小さい分配板６３を対向配置し、中央側の貫通孔６０ｈが外周側の貫通孔６０ｈよりも深くなるように構成する。【選択図】図１
2006205418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被押出材が内部に供給されるシリンダバレル（１０）と、
前記シリンダバレル（１０）内部で駆動され、前記シリンダバレル（１０）内部に供給された前記被押出材を前記シリンダバレル（１０）の一端側に押し出す押出手段（２０）と、
前記シリンダバレル（１０）の前記一端側に設けられたストレーナ（５０）と、
前記ストレーナ（５０）に対して積層的に配置されたプレート（６１、６２、６３）を有し、当該プレート（６１、６２、６３）を貫通する複数の貫通孔（６１ｈ、６２ｈ、６３ｈ）により複数の被押出材通過孔（６０ｈ）が形成されたブレーカプレート（６０）と、
を備え、
前記ブレーカプレート（６０）は、前記複数の被押出材通過孔（６０ｈ）のうち中央側の被押出材通過孔（６０ｈ）が外周側の被押出材通過孔（６０ｈ）よりも深くなるように、前記複数の被押出材通過孔（６０ｈ）が設けられている範囲において中央側が外周側よりも厚く構成されている
押出機。
【請求項２】
前記ブレーカプレート（６０）は、前記積層的に配置されたプレートとして構成された、前記ストレーナ（５０）の被押出材流出側に配置され、前記ストレーナ（５０）を通過した前記被押出材を冷却可能な冷却プレート（６１）を備えた請求項１に記載の押出機。
【請求項３】
前記冷却プレート（６１）の内部には冷却材が通過する冷却通路（６１ｄ）が設けられている請求項２に記載の押出機。
【請求項４】
前記ブレーカプレートは、前記積層的に配置されたプレートとして構成された、
第１のプレート（６１）と、
前記第１のプレート（６１）の前記ストレーナ（５０）とは反対側に対向配置された第２のプレート（６３）と、
を備え、
前記第２のプレート（６３）は、前記第１のプレート（６１）の前記複数の貫通孔（６１ｈ）の配置領域（６１ａ）よりも小さい面積に形成され、当該領域（６１ａ）の中央側に配置され、前記第２のプレート（６３）の前記複数の貫通孔（６３ｈ）は前記第１のプレートの前記複数の貫通孔（６１ｈ）のうち中央側の一部の貫通孔（６１ｈ）に連なる
請求項１〜３のいずれか１項に記載の押出機。
【請求項５】
前記ブレーカプレート（６０）は、前記積層的に配置されたプレートとして構成された、
第１のプレート（６１）と、
前記第１のプレート（６１）の前記ストレーナ（５０）とは反対側に対向配置された第２のプレート（６３）と、
を備え、
前記第２のプレート（６３）は前記第１のプレート（６１）とは反対側に突状に形成されている
請求項１〜４のいずれか１項に記載の押出機。
【請求項６】
前記第１のプレート（６１）の前記複数の貫通孔（６１ｈ）は一定間隔で配列され、
前記第２のプレート（６３）は、前記第１のプレート（６１）の前記複数の貫通孔（６１ｈ）のいずれかに挿通されたねじ手段（８２）により前記第１のプレート（６１）に対して固定されている
請求項４又は５に記載の押出機。
【請求項７】
前記ブレーカプレート（６０）は、前記積層的に配置されたプレートとして構成された、前記ストレーナ（５０）の被押出材流入側に配置された前プレート（６２）を備え、
前記前プレート（６２）は、前記複数の被押出材通過孔（６０ｈ）が設けられる範囲のうち中央側の範囲が外周側の範囲より厚くなるように、前記複数の被押出材通過孔（６０ｈ）が設けられる範囲において前記被押出材流入側に突状に形成されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の押出機。
【請求項８】
前記シリンダバレル（１０）は、
内部空間の断面積が一定のシリンダ本体部（１１）と、
前記シリンダ本体部（１１）に連続し、内部空間の断面積が前記シリンダ本体部から前記ストレーナ（５０）側に向かって大きくなるヘッド部（１２）と、
を備え、
前記複数の被押出材通過孔（６０ｈ）は前記シリンダ本体部（１１）の内部空間の断面よりも広い範囲に亘って設けられ、
前記ブレーカプレート（５０）は、前記シリンダ本体部（１１）の内部空間の断面に含まれる範囲と、当該断面よりも外周側の範囲との間において、前記被押出材の流入面及び流出面のうち少なくともいずれか一方に段差が設けられ、前記複数の被押出材通過孔（６０ｈ）のうち中央側の被押出材通過孔（６０ｈ）が外周側の被押出材通過孔（６０ｈ）よりも深くなるように構成されている
請求項１〜７のいずれか１項に記載の押出機。
【請求項９】
前記シリンダバレル（１０）は、
内部空間の断面積が一定のシリンダ本体部（１１）と、
前記シリンダ本体部（１１）に挿通されて、前記シリンダ本体部（１１）に対する回転により前記被押出材を押出可能なスクリュー（２０）と、
を備え、
前記スクリューは、軸部（２０ａ）と、当該軸部に対して螺旋状に配置されたフライト部（２０ｂ）とを有し、
前記被押出材通過孔（６０ｈ）は、被押出材がブレーカプレート（６０）を通過可能な断面積が、前記シリンダ本体部（１１）の内部空間の断面積から前記軸部（２０ａ）の断面積を除した面積よりも大きくなるように設定されている
請求項１〜８のいずれか１項に記載の押出機。
【請求項１０】
ストレーナ（５０）に対して積層的に配置されるプレート（６１、６２、６３）を有し、当該プレートを貫通する複数の貫通孔（６１ｈ、６２ｈ、６３ｈ）により複数の被押出材通過孔（６０ｈ）が形成されたブレーカプレート（６０）であって、
前記複数の被押出材通過孔（６０ｈ）のうち中央側の被押出材通過孔（６０ｈ）が外周側の被押出材通過孔（６０ｈ）よりも深くなるように、前記複数の被押出材通過孔（６０ｈ）が設けられている範囲において中央側が外周側よりも厚く構成されているブレーカプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融したゴム等の材料を押し出す押出機及び当該押出機に設けられるブレーカプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
材料（被押出材）を濾過するストレーナを材料の圧力に抗して支持するブレーカプレートが知られている（例えば特許文献１）。特許文献１では、ストレーナの材料流出側に対向配置された冷却プレート（ブレーカプレート）の内部に冷却水の流路を設け、ストレーナを通過した材料を冷却可能とする技術が開示されている。
【０００３】
なお、ブレーカプレートに関する技術ではないが、プラスチック加工に用いられるスクリュー押出機においてダイ内の流速分布及び温度分布を均一にすることを目的として、ダイの手前に配置される整流板の中央に凹部を設ける技術が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−９７１４号公報
【特許文献２】実開昭５９−６８９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ブレーカプレートの近傍における材料の流速分布は、シリンダバレル側壁の粘性摩擦抵抗やブレーカプレートからの圧力抵抗等の材料に作用する種々の作用力により、シリンダバレルの径方向において不均一になる。そして、流速分布が不均一であると、種々の不都合を生じる。例えば、流速差が大きい場合には、流速の大きい位置においてストレーナに大きな負荷がかかることになり、ストレーナの破損を招くおそれがある。また、特許文献１の押出機のようにブレーカプレートで冷却する場合には、流速の遅い外周側を通過する材料は中央側を通過する材料よりも冷却されることになり、熱履歴にばらつきが生じ、さらには、外周側を通過する材料は中央側を通過する材料よりも冷却されて粘度が高くなることから、流速差が拡大する。
【０００５】
本発明の目的は、被押出材の流速分布のばらつきを少なくできる押出機及びブレーカプレートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の押出機は、被押出材が内部に供給されるシリンダバレルと、前記シリンダバレル内部で駆動され、前記シリンダバレル内部に供給された前記被押出材を前記シリンダバレルの一端側に押し出す押出手段と、前記シリンダバレルの前記一端側に設けられたストレーナと、前記ストレーナに対して積層的に配置されたプレートを有し、当該プレートを貫通する複数の貫通孔により複数の被押出材通過孔が形成されたブレーカプレートと、を備え、前記ブレーカプレートは、前記複数の被押出材通過孔のうち中央側の被押出材通過孔が外周側の被押出材通過孔よりも深くなるように、前記複数の被押出材通過孔が設けられている範囲において中央側が外周側よりも厚く構成されている。
【０００７】
好適には、前記ブレーカプレートは、前記積層的に配置されたプレートとして構成された、前記ストレーナの被押出材流出側に配置され、前記ストレーナを通過した前記被押出材を冷却可能な冷却プレートを備える。
【０００８】
好適には、前記冷却プレートの内部には冷却材が通過する冷却通路が設けられている。
【０００９】
好適には、前記ブレーカプレートは、前記積層的に配置されたプレートとして構成された、第１のプレートと、前記第１のプレートの前記ストレーナとは反対側に対向配置された第２のプレートと、を備え、前記第２のプレートは、前記第１のプレートの前記複数の貫通孔の配置領域よりも小さい面積に形成され、当該領域の中央側に配置され、前記第２のプレートの前記複数の貫通孔は前記第１のプレートの前記複数の貫通孔のうち中央側の一部の貫通孔に連なる。
【００１０】
好適には、前記ブレーカプレートは、前記積層的に配置されたプレートとして構成された、第１のプレートと、前記第１のプレートの前記ストレーナとは反対側に対向配置された第２のプレートと、を備え、前記第２のプレートは前記第１のプレートとは反対側に突状に形成されている。
【００１１】
好適には、前記第１のプレートの前記複数の貫通孔は一定間隔で配列され、前記第２のプレートは、前記第１のプレートの前記複数の貫通孔のいずれかに挿通されたねじ手段により前記第１のプレートに対して固定されている。
【００１２】
好適には、前記ブレーカプレートは、前記積層的に配置されたプレートとして構成された、前記ストレーナの被押出材流入側に配置された前プレートを備え、前記前プレートは、前記複数の被押出材通過孔が設けられる範囲のうち中央側の範囲が外周側の範囲より厚くなるように、前記複数の被押出材通過孔が設けられる範囲において前記被押出材流入側に突状に形成されている。
【００１３】
好適には、前記シリンダバレルは、内部空間の断面積が一定のシリンダ本体部と、前記シリンダ本体部に連続し、内部空間の断面積が前記シリンダ本体部から前記ストレーナ側に向かって大きくなるヘッド部と、を備え、前記複数の被押出材通過孔は前記シリンダ本体部の内部空間の断面よりも広い範囲に亘って設けられ、前記ブレーカプレートは、前記シリンダ本体部の内部空間の断面に含まれる範囲と、当該断面よりも外周側の範囲との間において、前記被押出材の流入面及び流出面のうち少なくともいずれか一方に段差が設けられ、前記複数の被押出材通過孔のうち中央側の被押出材通過孔が外周側の被押出材通過孔よりも深くなるように構成されている。
【００１４】
本発明のブレーカプレートは、ストレーナに対して積層的に配置されるプレートを有し、当該プレートを貫通する複数の貫通孔により複数の被押出材通過孔が形成されたブレーカプレートであって、前記複数の被押出材通過孔のうち中央側の被押出材通過孔が外周側の被押出材通過孔よりも深くなるように、前記複数の被押出材通過孔が設けられている範囲において中央側が外周側よりも厚く構成されている。
【００１５】
好適には、前記シリンダバレルは、内部空間の断面積が一定のシリンダ本体部と、前記シリンダ本体部に挿通されて、前記シリンダ本体部に対する回転により前記被押出材を押出可能なスクリューと、を備え、前記スクリューは、軸部と、当該軸部に対して螺旋状に配置されたフライト部とを有し、前記被押出材通過孔は、被押出材がブレーカプレートを通過可能な断面積が、前記シリンダ本体部の内部空間の断面積から前記軸部の断面積を除した面積よりも大きくなるように設定されている
【００１６】
なお、特許請求の範囲の符号は、理解を容易にするために、本発明の実施形態の符号を付したものであり、本発明の構成を限定するものではない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被押出材の流速分布のばらつきを少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
第１の実施形態
図１は本発明を適用した第１の実施形態に係る押出機１の全体構成の概略を示す断面図である。押出機１は、例えば被押出材としてのゴム（生地）を押し出して、流動するゴムから異物を除去する装置として構成され、いわゆるストレーナ工程において利用されるものである。なお、押出機１を利用するストレーナ工程は、例えば、ゴムに充填剤を加えて混練する混練工程とゴムに架橋剤や促進剤を加えて混練する促入工程との間において、あるいは促入工程の後に行われる。
【００１９】
押出機１は、内部にゴムが供給されるシリンダバレル１０と、シリンダバレル１０内部のゴムを押し出す押出手段としてのスクリュー２０と、スクリュー２０を回転駆動する駆動部３０と、シリンダバレル１０の一端側に設けられたストレーナ５０及びブレーカプレート６０と、ブレーカプレート６０に冷却材を供給する冷却材供給部７０と、駆動部３０及び冷却材供給部７０の動作を制御する制御装置８０とを備えている。
【００２０】
シリンダバレル１０は、内部空間の断面積が一定のシリンダ本体１１と、シリンダ本体１１のストレーナ５０側に連続し、押出圧力やゴムの吐出量を規定するための所定形状の内部空間を有するヘッド部１２とを備えている。
【００２１】
シリンダ本体１１は、円筒状に形成され、側部にはゴムを供給するための供給口が設けられている。供給口には例えばホッパ１５が接続されている。スクリュー２０は、軸部２０ａと、軸部２０ａの周囲に螺旋状に突出するフライト部２０ｂとを備えており、シリンダバレル１０に挿通されてシリンダ本体１１内で回転可能である。駆動部３０は例えばモーターを含んで構成され、制御装置８０によって制御されることにより、適宜な回転速度でスクリュー２０を回転駆動可能である。
【００２２】
図２は、ヘッド部１２を拡大して示す断面図である。ヘッド部１２は、その内部空間がシリンダ本体１１の内部空間に連続するとともに、シリンダ本体１１からブレーカプレート６０へ向かって断面積が大きくなるように形成されている。具体的には、ヘッド部１２の内部空間は断面円形に形成され、シリンダ本体１１との接合部はシリンダ本体１１の内径と同一の内径に設定され、ブレーカプレート６０側に向かって徐々に拡径している。
【００２３】
ストレーナ５０は、ゴムを濾過するためのメッシュを有する薄板状に形成されており、例えば、メッシュの大きさや形状等の異なる金網を複数枚重ねて構成される。ストレーナ５０は、ヘッド部１２の内部空間のストレーナ５０側の断面よりもやや広い大きさに形成されている。
【００２４】
ブレーカプレート６０は、ストレーナ５０のゴム流出側に対向配置される冷却プレート（第１のプレート）６１と、ストレーナ５０のゴム流入側に対向配置される前プレート６２と、冷却プレート６１のゴム流出側に対向配置される分配板（第２のプレート）６３とを備えている。ブレーカプレート６０は、冷却プレート６１及び前プレート６２によりストレーナ５０を挟み込むことによりストレーナを保持している。
【００２５】
ブレーカプレート６０には、ゴムが流入する流入面６０ｉからゴムが流出する流出面６０ｏまでブレーカプレート６０を貫通する貫通孔（被押出材通過孔）６０ｈが複数設けられている。貫通孔６０ｈは、後述する冷却プレート６１、前プレート６２、分配板６３を貫通する貫通孔が連なることにより形成され、シリンダ本体１１の内部空間の断面よりも広い範囲に配置されている。
【００２６】
貫通孔６０ｈの開口面積は生産効率の向上の観点から比較的大きくすることが望ましい。具体的には、貫通孔６０ｈの開口面積（被押出材がブレーカプレートを通過可能な断面積）をＳ１、シリンダ本体１１の内部空間の断面積からスクリュー２０の軸部２０ａの断面積を除した面積（被押出材がシリンダ本体を通過可能な断面積）をＳ２、開口率をＳ１／Ｓ２とした場合に、開口率が１．０よりも大きく設定されることが望ましい。
【００２７】
開口率を１．０よりも大きくすると、被押出材は、シリンダ本体１１内を移動している際の圧力よりも低い圧力で貫通孔６０ｈを通過することになり、ストレーナ５０が被押出材から受ける圧力は軽減される。つまり、一般にブレーカプレートの吐出量は生産効率を高くするためにストレーナが破損しない範囲で大きくすることが望ましいところ、開口率を１．０よりも大きくすることでストレーナの負担を軽減しつつ、スクリュー２０の回転速度を比較的高くし、吐出量を増加させることができる。ただし、開口率を大きくし過ぎると、ブレーカプレートの強度低下等の不都合も生じるため、例えば開口率を１．０〜１．５に、より具体的には、開口率を１．３程度に設定することが望ましい。
【００２８】
なお、冷却プレート６１及び前プレート６２との固定、冷却プレート６１及び前プレート６２のヘッド部１２への固定は適宜な方法で行ってよい。例えば、冷却プレート６１に前プレート６２が嵌合する凹部を設け、当該凹部とヘッド部１２とにより前プレート６２を挟みつつ、冷却プレート６１をヘッド部１２に対して固定することにより、冷却プレート６１と前プレート６２とを固定してもよいし、ネジなどの固定手段により冷却プレート６１と前プレート６２とを固定してもよい。挟持具８１（図５（ｂ）参照）により冷却プレート６１とヘッド部１２とを固定してもよいし、冷却プレート６１をネジによってヘッド部１２に固定してもよい。
【００２９】
図１に示すように、冷却材供給部７０は、後述する冷却プレート６１の冷却通路６１ｄに冷却材が流れるように、冷却材を所定圧力で冷却通路６１ｄに供給する。冷却材供給部７０は、例えば、冷却通路６１ｄの上流側に接続される上流側通路７２と、冷却通路６１ｄの下流側に接続される下流側通路７３と、下流側通路７３に設けられ、冷却材の流量及び圧力を調整するポンプ７１とを備えている。上流側通路７２及び下流側通路７３は冷却材供給源に接続されている。冷却材供給源は、例えば所定圧力で冷却材が流れる配管７４であり、上流側通路７２は下流側通路７３よりも上流側に接続されている。なお、冷却材は、シリンダバレル１０内のゴムの温度よりも低いものであればよく、例えばシリンダバレル１０内のゴムよりも温度の低い水（冷却水）を用いてよい。
【００３０】
以上の概略構成を有する押出機の基本的な動作を説明する。
【００３１】
制御装置８０は所定の目標回転数でスクリュー２０を回転させるように駆動部３０を駆動制御する。そしてホッパ１５を介して混練されたゴム（生地）がシリンダ本体１１に供給される。シリンダ本体１１に供給されたゴムはスクリュー２０のフライト２０ｂによってシリンダ本体１１内をヘッド部１２側に押し出されて流動する。ヘッド部１２側へ押し出されたゴムは、さらにブレーカプレート６０へ向かって押し出される。この際、ヘッド部１２の内部空間は拡径していることから、ゴムは圧力を低くしながら、換言すれば、膨張しながらブレーカプレート６０に向かって押し出される。そして、ブレーカプレート６０の貫通孔６０ｈを通過するとともに、ストレーナ５０を通過し濾過される。なお、ブレーカプレート６０は、濾過されるゴムを整流する効果も有している。
【００３２】
ホッパ１５から供給されたゴムの温度は、ゴムがシリンダバレル１０内を移動する際に上昇する。この温度上昇はスクリュー２０の回転数が高いほど、すなわち、吐出量が大きいほど温度が上昇する。なお、ゴムの温度上昇は、ゴムがフライトから繰り返し大きな剪断力を受けて発熱するためと考えられている。温度が所定値よりも高くなると、ゴムの架橋反応（スコーチ）が生じる等の不都合を生じる。そこで、押出機１は冷却プレート６１によりゴムを冷却する。具体的には以下のような動作を行う。
【００３３】
制御装置８０は、適宜な時期に、例えば上述の駆動部３０の駆動開始と略同時に冷却材が所定の流量で冷却プレート６１を流れるようにポンプ７１の制御を開始する。これにより、ブレーカプレート６０の貫通孔６０ｈを通過するゴムは、ストレーナ５０を通過した後に冷却プレート６１により冷却される。
【００３４】
押出機１によるゴムの冷却は、シリンダバレル１０に供給されるゴムの材質やストレーナ５０の枚数等の各種の構成に基づく条件に応じて、ゴムの温度等の押出機１に係る各種の状態が所定の目標値に維持されるように行われる。例えば、制御装置８０は、シリンダバレル１０の内部の温度、スクリュー回転数、冷却材温度、冷却材流量の少なくともいずれか一つが目標値に維持されるように押出機１を制御する。従って、押出機１は、いずれも図示は省略するが、シリンダバレル１０の温度を検出するセンサ、駆動部３０の回転数を検出するセンサ、冷却材の温度を検出するセンサ、冷却材の流量を検出するセンサ等の各種センサの少なくともいずれか一つを含み、これらの検出値に基づいて各種制御対象の制御を行ってよい。また、制御対象として、駆動部３０及びポンプ７１の他にも、冷却材の温度を調整する温度調整手段やシリンダバレル１０の温度を調整する温度調整手段を含んでいてもよい。
【００３５】
以下ではブレーカプレートの詳細を説明する。
図３は、冷却プレート６１の詳細を示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【００３６】
冷却プレート６１は、略円板状に形成され、材料を通過させるための材料通過部６１ａと、その外周側に設けられ、冷却プレート６１のヘッド部１２への固定等に利用される外周部６１ｂとを有している。材料通過部６１ａは、ゴムが流入する流入面６１ｉ、ゴムが流出する流出面６１ｏとも平面状に形成され、一定の厚さに形成されている。材料通過部６１ａには、ゴムが通過する貫通孔６１ｈが複数形成されている。なお、貫通孔６１ｈはブレーカプレート６０の貫通孔６０ｈの流出側部分又は中間部分を形成する。
【００３７】
貫通孔６１ｈの大きさ、形状、配置は押出機１の対象とする被押出材の材質等の諸条件に応じて適宜に設定してよい。例えば、図３では、各貫通孔６１ｈは、断面円形に形成され、略一定の断面積で材料通過部６１ａを貫通するように形成されている。また、複数の貫通孔６１ｈは互いに同一の断面積で、互いに平行に、シリンダバレル１０の軸方向に延びるように形成されている。複数の貫通孔６１ｈは全体として略円形になるように配置されるとともに、複数の貫通孔６１ｈは縦横に整列するように配列されている。
【００３８】
冷却プレート６１には、冷却材が通過する冷却通路６１ｄが設けられている。冷却通路６１ｄの大きさ、形状、配置は、要求される冷却効果等の諸条件に応じて適宜に設定してよい。例えば、図３では、冷却通路６１ｄは、上流側通路７２（図１参照）に接続される流入側通路６１ｅと、下流側通路７３（図１参照）に接続される流出側通路６１ｆと、流入側通路６１ｅ及び流出側通路６１ｆを連通する複数の貫通孔間通路６１ｇとを備えている。
【００３９】
流入側通路６１ｅ及び流出側通路６１ｆは、平面視において貫通孔６１ｈの配置された領域を挟むように設けられ、貫通孔間通路６１ｇは貫通孔６１ｈ間に配置される。流入側通路６１ｅ、流出側通路６１ｆはそれぞれ弧状に形成され、貫通孔間通路６１ｇに比較して断面積が大きく設定されている。貫通孔間通路６１ｇは、縦横に配列された貫通孔の列間を通過する直線状の通路に形成されている。また、貫通孔間通路６１ｇは、冷却プレート６１の厚さ方向にも複数（図３（ｂ）では２本ずつ）並列に配置されている。
【００４０】
冷却材供給部７０（図１参照）により流入側通路６１ｅに冷却材を供給するとともに、流出側通路６１ｆから冷却材を排出することにより、貫通孔間通路６１ｇに冷却材が流れ、ストレーナ５０を通過した後のゴムが冷却される。
【００４１】
図４は、前プレート６２の詳細を示す図であり、図４（ａ）はゴムの流入側から見た図（背面図）、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図、図４（ｃ）はゴムの流出側から見た図（正面図）である。
【００４２】
前プレート６２は、略円板状に形成され、材料を通過させるための材料通過部６２ａと、その外周側に設けられ、前プレート６２のヘッド部１２への固定等に利用される外周部６２ｂとを有している。材料通過部６２ａには、ゴムが通過する貫通孔６２ｈが複数形成されている。なお、貫通孔６２ｈは、ブレーカプレート６０の貫通孔６０ｈの流入側部分を形成する。
【００４３】
材料通過部６２ａは、中央側の貫通孔６２ｈが外周側の貫通孔６２ｈよりも深くなるように、突状に形成されている。具体的には、材料通過部６２ａは、ゴムの流入する流入面６２ｉが中央側ほどゴムの流入側（シリンダ本体１１側）に突出するように球面状に形成され、ゴムの流出する流出面６２ｏが平面状に形成されており、中央側ほど厚くなるように形成されている。
【００４４】
貫通孔６２ｈの大きさ、形状、配置は押出機１の対象とする被押出材の材質等の諸条件に応じて適宜に設定してよい。ただし、貫通孔６２ｈは冷却プレート６１の貫通孔６１ｈと同軸上に配置される。従って、図４では、図３の貫通孔６１ｈと同様に、複数の貫通孔６２ｈは全体として略円形になるように配置されるとともに、複数の貫通孔６２ｈは縦横に整列するように配列されている。
【００４５】
また、各貫通孔６２ｈは、断面円形に形成され、流入側から流出側へ徐々に縮径しつつ延び、流出側では冷却プレート６１の貫通孔６１ｈと同等の径で断面積一定となっている。これにより貫通孔６２ｈへ流入して貫通孔６１ｈから流出するゴムの流れは整流され、不必要なゴムの抵抗は減少する。なお、貫通孔６２ｈをテーパ状とせずに、断面積一定としてもよい。
【００４６】
図５は、分配板６３を冷却プレート６１に取り付けた状態で示す図であり、図５（ａ）はゴムの流出側からみた図（正面図）であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【００４７】
分配板６３は、冷却プレート６１の材料通過部６１ａよりも狭く形成されるとともに、材料通過部６１ａの中央側に配置されている。また、略全面に冷却プレート６１の貫通孔６１ｈと同軸上に配置される複数の貫通孔が設けられている。従って、ストレーナ５０のゴム流出側には、ゴムの通過する貫通孔として、冷却プレート６１の貫通孔６１ｈと分配板６３貫通孔６３ｈとが連なって形成される貫通孔と、その周囲に位置する貫通孔６１ｈとが配置されることになる。
【００４８】
具体的には、分配板６３はシリンダ本体１１の内部空間の断面と略同等、あるいは当該断面より小さい面積、又はスクリュー２０の軸部２０ａの断面と同等に形成されている。従って、分配板６３により、ブレーカプレートの流出面６０ｏには、シリンダ本体１１の内部空間の断面に含まれる範囲と、当該断面よりも外周側の範囲との間において段差が設けられることになる。
【００４９】
分配板６３は、中央側の貫通孔６３ｈが外周側の貫通孔６３ｈよりも深くなるように、突状に形成されている。具体的には、分配板６３は、ゴムの流入する流入面６３ｉが平面状に形成されており、ゴムの流出する流出面６３ｏが中央側ほどゴムの流出側に突出するように球面状に形成され、中央側ほど厚くなるように形成されている。
【００５０】
貫通孔６３ｈの大きさ、形状、配置は押出機１の対象とする被押出材の材質等の諸条件に応じて適宜に設定してよい。例えば、貫通孔６３ｈは、冷却プレート６１の貫通孔６１ｈと同一の断面形状、断面積であって、一定の断面積で分配板６３を貫通する。なお、分配板６３は正面から見て略矩形状に形成され、矩形の縁部の方向と貫通孔６３ｈの配列方向とを同一方向としている。これにより矩形の縁部により貫通孔６１ｈが遮られないようにしている。
【００５１】
分配板６３は、ボルト８２及びナット８３により冷却プレート６１に対して固定されている。分配板６３の複数の貫通孔６３ｈが配置されるべき位置のうち、所定位置においては、貫通孔６３ｈの代わりにボルト８２を挿通するための貫通孔６３ａが設けられている。所定位置は、例えば矩形の分配板の四隅の位置である。分配板６３の流出面６３ｏは、貫通孔６３ａの周囲においては流入面６３ｉと平行になるように形成されている。ボルト８２は貫通孔６３ａと同軸上に配置された冷却プレート６１の貫通孔６１ｈに冷却プレート６１の流入面６１ｉ側から挿通され、貫通孔６３ａから突出する。そしてボルト８２とナット８３は分配板６３の流出側において螺合される。
【００５２】
ねじを挿通する貫通孔６３ａは、ボルト８２やナット８３の大きさ等の各種条件に応じて適宜な大きさとしてよい。例えば図５では、ゴムの通過する貫通孔６３ｈよりも小さく形成することにより、ボルト８２及びナット８３を比較的小さくし、ナット８３が周囲の貫通孔６３ｈを遮らないようにしている。なお、貫通孔６３ｈをそのままボルト８２を挿通するための貫通孔として利用してもよい。
【００５３】
以上の第１の実施形態によれば、ブレーカプレート６０の貫通孔６０ｈは、外周側のものよりも中央側のものが深く形成されているから、中央側の貫通孔６０ｈの深さを外周側の貫通孔６０ｈと同一とした場合に比較して、中央側の貫通孔６０ｈの抵抗を大きくすることができ、中央側の貫通孔６０ｈを通過するゴムの速度を減じ、ブレーカプレート６０の径方向における速度分布のばらつきを縮小することができる。また、これにより冷却プレート６１によるゴムの冷却効果の径方向におけるばらつきも縮小され、熱履歴の均一化が図られる。
【００５４】
分配板６３を設けることにより中央側の貫通孔６０ｈを外周側の貫通孔６０ｈよりも深くしているから、冷却プレート６１を設計変更することなく、容易に中央側の貫通孔６０ｈを外周側の貫通孔６０ｈよりも深くでき、また、被押出材の材質等の各種条件の変化に応じて適宜に深さを調整することも容易となる。分配板６３を突状に形成することにより、分配板６３が配置された範囲内においても、中央側の貫通孔６０ｈを外周側の貫通孔６０ｈよりも深くできる。
【００５５】
前プレート６２を流入側に突状にしていることから、中央側の貫通孔６０ｈを外周側の貫通孔６０ｈよりも深くすることによる速度分布のばらつき縮小に加え、流入面６０ｉ（６２ｉ）によりシリンダ本体１１から外周側の貫通孔６０ｈへ被押出材の流れを整流することができ、さらに速度分布のばらつきが縮小する。
【００５６】
第２の実施形態
第２の実施形態の押出機は、第１の実施形態の押出機と同様にシリンダバレル１０、スクリュー２０、シリンダバレル１０の一端側に設けられるブレーカプレートを有している。ただし、ブレーカプレートの構成が第１の実施形態と相違する。図６は第２の実施形態の押出機のブレーカプレート９０を示す断面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については第１の実施形態と同一の符号を付す。
【００５７】
ブレーカプレート９０は、ストレーナ５０を挟むように対向配置された冷却プレート６１及び前プレート９１を備え、ゴムが流入する流入面９０ｉからゴムが流出する流出面９０ｏまでブレーカプレート９０を貫通する貫通孔９０ｈが複数設けられている。なお、ブレーカプレート９０は、分配板６３を備えておらず、貫通孔９０ｈは、冷却プレート６１の貫通孔６１ｈ及び前プレート９１の貫通孔６１ｈが連なることにより形成されている。
【００５８】
なお、ヘッド部１２と冷却プレート６１との間には断熱材９２が設けられている。これにより冷却プレート６１によるシリンダバレル１０の温度低下が抑制される。断熱材には、例えば被押出材よりも溶融温度の高いゴムや樹脂を利用してよい。
【００５９】
図７は前プレート９１の詳細を示す図であり、図７（ａ）はゴムの流入側から見た図（背面図）、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶ−Ｖ線における断面図である。
【００６０】
前プレート９１は、略円板状に形成され、材料を通過させるための材料通過部９１ａと、その外周側に設けられ、前プレート９１のヘッド部１２への固定等に利用される外周部９１ｂとを有している。材料通過部９１ａには貫通孔９１ｈが複数形成されている。
【００６１】
材料通過部９１ａは、中央側の貫通孔９１ｈが外周側の貫通孔９１ｈよりも深くなるように、突状に形成されている。具体的には、材料通過部６２ａの流出面９１ｏは平面状に形成される一方で、材料通過部６２ａの流入面９１ｉ側には中央側が外周側よりも高くなるように段差が設けられており、材料通過部６２ａは厚肉部９１ｃと、厚肉部９１ｃよりも薄い薄肉部９１ｄとを有している。
【００６２】
厚肉部９１ｃはシリンダ本体１１の断面と略同等に形成されている。換言すれば、上述の段差は、シリンダ本体１１の内部空間の断面に含まれる範囲と、当該断面よりも外周側の範囲との間に設けられている。
【００６３】
厚肉部９１ｃ及び薄肉部９１ｄはそれぞれ略一定の厚さに形成されている。ただし、厚肉部９１ｃの外周側では、貫通孔９１ｈの一列分に相当する幅で面取りがなされ、面取り部９１ｅが形成されている。なお、面取りはなくてもよい。
【００６４】
貫通孔９１ｈの大きさ、形状、配置は押出機の対象とする被押出材の材質等の諸条件に応じて適宜に設定してよい。例えば、図７に示すように、流速差を縮小するために、外周側ほどゴムが流れやすくしてもよい。具体的には以下の通りである。
【００６５】
複数の貫通孔９１ｈは、厚肉部９１ｃの面取りがなされていない範囲に配置された貫通孔９１ｊと、面取り部９１ｅに配置された貫通孔９１ｋと、薄肉部９１ｄのうち、所定方向（例えば上下方向）において対向する領域に配置された貫通孔９１ｌと、当該所定方向と直交する方向において対向する領域に配置された貫通孔９１ｍとを含んでいる。
【００６６】
貫通孔９１ｊは、冷却プレート６１の貫通孔６１ｈと同軸上に配置されている。また、貫通孔９１ｊは、断面円形に形成され、流入側から流出側へ徐々に縮径しつつ延び、流出側では冷却プレート６１の貫通孔６１ｈと同等又は小さい径で断面積一定となっている。
【００６７】
貫通孔９１ｋは、貫通孔９１ｊと略同様の形状、大きさに形成されている。ただし、流入面９１ｉが面取りされていることなどから、テーパ状となる部分は貫通孔９１ｋよりも浅く、流出面９１ｉ側の開口面積も貫通孔９１ｋの開口面積よりも小さい。
【００６８】
貫通孔９１ｌは、冷却プレート６１の外周側の複数の貫通孔６１ｈに亘って延びるように、断面が長円状に形成されている。具体的には、貫通孔９１ｌの長円の長軸は貫通孔６１ｈの略複数個分に相当する長さに設定され、短軸は貫通孔６１ｈの略１個分に相当する長さに設定されている。貫通孔９１ｌは、流入側から流出側へ徐々に縮径しつつ延び、流出側では断面積一定となっている。短軸方向の長さは、流出面９１ｏ側において冷却プレート６１の貫通孔６１ｈの直径よりも大きく、また、流入面９１ｉ側において貫通孔９１ｋの流入面９１ｉ側の直径よりも大きい。
【００６９】
貫通孔９１ｍは、冷却プレート６１の貫通孔６１ｈと同軸上に配置されている。また、貫通孔９１ｍは、断面円形に形成され、流入側から流出側へ徐々に縮径しつつ延び、流出側では断面積一定となっている。貫通孔９１ｍの径は、流出面９１ｏ側において冷却プレート６１の貫通孔６１ｈの径よりも大きく、また、流入面９１ｉ側において貫通孔９１ｋの流入面９１ｉ側の径よりも大きい。
【００７０】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【実施例１】
【００７１】
第１の実施形態の押出機の実施例について説明する。各種の設定値を表１に示す。
【表１】
2006205418.tif 000003
【００７２】
ブレーカプレート６０の貫通孔６０ｈ及び分配板６３の貫通孔６３ｈの配列は図５と同様である。すなわち、貫通孔６０ｈについては、縦横（１０×１４）に配列されるとともに、全体として円形に配列されており、全部で１０８個の配置位置がある。そのうち４個は分配板６３の固定に利用されており、１０４個の貫通孔６０ｈが設けられている。また、貫通孔６３ｈは縦横（６×８）に配列されるとともに、全体として矩形に配置され、全部で４８個の配置位置がある。そのうち４個は分配板６３の固定に利用されており、４４個の貫通孔６３ｈが設けられている。貫通孔６０ｈはテーパ状に形成された部分を含むが、表１では最小値を示している。具体的には冷却プレート６１の貫通孔６１ｈのストレーナ５０側の直径を示している。
【００７３】
図８は、本実施例の押出機によりゴム（生地）を押し出した場合のブレーカプレート６０の流出面６０ｏにおける吐出量及び生地温度の径方向の分布を示している。図８の横軸は径方向の位置（ｍｍ）を示し、縦軸は、１個の貫通孔６０ｈからの単位時間当たりの吐出量（ｋｇ／ｈ）及び生地温度（°Ｃ）を示している。図８において、実線Ｌ１は上述の第１の実施形態の実施例における吐出量を、実線Ｌ２は当該実施例から分配板６３を取り外した場合の吐出量を、点線Ｌ３は第１の実施形態の実施例におけるブレーカプレート６０から押し出されたゴムの温度を、点線Ｌ４は当該実施例から分配板６３を取り外した場合のブレーカプレートから押し出されたゴムの温度を示す。なお、分配板６３を取り外した場合の貫通孔６０ｈは全部で１０８個である。また、分配板６３を取り外したものも、前プレート６２が流入側に突状に形成されることによりブレーカプレート６０の中央側が厚く構成されているから、本発明に含まれる。
【００７４】
実線Ｌ２で示すように、分配板６３が設けられていない場合には、半径４０ｍｍ以下の範囲における吐出量と、半径６０ｍｍ以上の範囲における吐出量との間には比較的大きな差が生じている。半径６０ｍｍは、スクリュー２０の軸部２０ａの外周の位置である。しかし、実線Ｌ１で示すように、分配板６３が設けられることにより、この差が縮小している。また、点線Ｌ１で示すように分配板６３を設けた場合には、点線Ｌ２で示す分配板６３を取り外した場合に比較して冷却効果が向上している。
【実施例２】
【００７５】
第２の実施形態の押出機の実施例について説明する。各種の設定値を表２に示す。
【表２】
2006205418.tif 000004
【００７６】
図９（ａ）は、本実施例の押出機によりゴムを押し出した場合のブレーカプレート９０の流出面９０ｏにおけるゴム（生地）の流速分布を示す。図９（ａ）の横軸は径方向の位置（ｍｍ）を示し、縦軸は、ゴムの流速（ｍｍ／ｓ）を示している。図９（ａ）において、実線Ｌ１１は上述の第２の実施形態の実施例における流速を示している。点線Ｌ２は前プレートを流入側に突状に形成したものの中央側と外周側との間に段差を設けず（第１の実施形態の前プレート６２参照）、突部の高さも第２の実施形態の実施例よりも低くした場合の流速を示している。なお、流速が点線Ｌ２で示される押出機も、前プレートが突状に形成されることによりブレーカプレートの中央が外周側よりも厚く形成されているから、本発明に含まれる。
【００７７】
実線Ｌ１及びＬ２で示すように、前プレート９１に段差を設けるとともに中央部の高さをより高くすることにより流速分布のばらつきがより小さくなっている。
【００７８】
図９（ｂ）は本実施例の押出機においてブレーカプレート９０から押し出されたゴムの温度分布を示している。図９（ａ）の横軸はブレーカプレート９０の径方向の位置（ｍｍ）を示し、縦軸は、ゴムの温度（°Ｃ）を示している。実線Ｌ１３は本実施例におけるゴムの温度を示しており、実線Ｌ１４は冷却水を流さない場合のゴムの温度を示している。なお、冷却水を流していないとしても、ブレーカプレートの中央が外周側よりも厚く形成されているから、本発明に含まれる。
【００７９】
図９（ｂ）に示すように、本実施例では、冷却水を流さない場合に比較して約３０°Ｃのゴムの冷却効果が得られる。
【００８０】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。
【００８１】
被押出材は、流動性を有する材料であればよく、ゴムに限定されない。例えば、溶融した樹脂であってもよい。押出手段は、シリンダバレル内の被押出材をストレーナへ向けて押し出すものであればよく、スクリューに限定されない。例えば、シリンダバレル内を摺動するプランジャであってもよい。
【００８２】
ブレーカプレートは、ストレーナに対向するプレートを少なくとも一つ含んでいればよい。例えば、前プレート及び分配板を設けずに冷却プレートのみでブレーカプレートを構成してもよい。
【００８３】
被押出材通過孔は、ブレーカプレートの流入面から流出面までの全体の深さにおいて、中央側の被押出材通過孔が外周側の被押出材通過孔よりも深く形成されればよい。従って、ブレーカプレートに含まれる各プレートのうち、いずれのプレートの貫通孔によって中央側の被押出材通過孔が外周側の被押出材通過孔よりも深く形成されるようにしてもよいし、ブレーカプレートに含まれる一部のプレートにおいて、外周側の貫通孔が中央側の貫通孔よりも深くなっていてもよい。例えば、分配板を設けずに、冷却プレート自体を流出側に突状に形成することにより、中央側の被押出材通過孔を外周側の被押出材通過孔よりも深く形成してもよい。
【００８４】
第２のプレート（分配板）の平面形状は、貫通孔の配列等の各種の条件に応じて適宜に設定してよく、矩形に限定されない。例えば円形でもよい。また、第２のプレートは、中央側の被押出材通過孔を外周側の被押出材通過孔よりも深くすることに寄与すればよく、第１のプレート（冷却プレート）の貫通孔の配置領域と同等の大きさに形成し、かつ、中央側が厚い突状に形成してもよいし、第１のプレートの貫通孔の配置領域よりも小さく形成し、かつ、平板状に形成してもよい。また、第１及び第２のプレートは適宜な方法で固定してよく、貫通孔に挿通されるネジ手段によるものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】第１の実施形態の押出機の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の押出機のヘッド部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１の押出機のブレーカプレートに含まれる冷却プレートを示す図である。
【図４】図１の押出機のブレーカプレートに含まれる前プレートを示す図である。
【図５】図１の押出機のブレーカプレートに含まれる分配板を示す図である。
【図６】第２の実施形態の押出機のブレーカプレートを示す断面図である。
【図７】図６のブレーカプレートに含まれる前プレートを示す図である。
【図８】第１の実施形態の実施例の効果を示す図である。
【図９】第２の実施形態の実施例の効果を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１…押出機、１０…シリンダバレル、２０…押出手段、５０…ストレーナ、６０…ブレーカプレート、６０ｈ…被押出材通過孔。
【図１】
2006205418.tif 000005
【図２】
2006205418.tif 000006
【図３】
2006205418.tif 000007
【図４】
2006205418.tif 000008
【図５】
2006205418.tif 000009
【図６】
2006205418.tif 000010
【図７】
2006205418.tif 000011
【図８】
2006205418.tif 000012
【図９】
2006205418.tif 000013