(57)【要約】【課題】分配及び分散の少なくとも一方の度合いが向上した混練機を提供する。【解決手段】混練機が提供される。前記混練機は、材料が供給されるチャンバーと、前記チャンバー内に設置され、前記チャンバー内で前記材料を混練するための混練翼を有し、軸周りに回転するローターとを備える。前記混練翼は、前記チャンバーの内壁面と対面するチップ部を有する。前記チップ部には、前記ローターの径方向に窪んだ凹部及び前記ローターの径方向に突出した凸部の少なくとも一方が形成される。【選択図】図４
2019166667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料が供給されるチャンバーと、
前記チャンバー内に設置され、前記チャンバー内で前記材料を混練するための混練翼を有し、軸周りに回転するローターと、
を備え、
前記混練翼は、前記チャンバーの内壁面と対面するチップ部を有し、
前記チップ部には、前記ローターの径方向に窪んだ凹部及び前記ローターの径方向に突出した凸部の少なくとも一方が形成される、
混練機。
【請求項２】
前記チップ部は、前記チャンバーの内壁面に概ね平行な端面を有し、
前記端面には、前記凹部としての溝が形成される、
請求項１に記載の混練機。
【請求項３】
前記溝の幅が前記端面の幅に対して占める割合は、７０％以下である、
請求項２に記載の混練機。
【請求項４】
前記溝の幅が前記端面の幅に対して占める割合は、３０％以上である、
請求項２又は３に記載の混練機。
【請求項５】
前記チップ部には、少なくとも前記凹部が形成され、
前記チップ部の前記ローターの径方向の最外点を基準とした前記凹部の深さは、前記凹部の幅の５０％以上である、
請求項１から４のいずれかに記載の混練機。
【請求項６】
前記チップ部には、少なくとも前記凹部が形成され、
前記チップ部の前記ローターの径方向の最外点を基準とした前記凹部の深さは、前記凹部の幅の１５０％以下である、
請求項１から５のいずれかに記載の混練機。
【請求項７】
材料が供給されるチャンバーと、前記チャンバー内に設置され、前記チャンバー内で前記材料を混練するための混練翼を有し、軸周りに回転するローターとを備える混練機を用意するステップと、
前記混練翼における前記チャンバーの内壁面と対面するチップ部に、前記ローターの径方向に窪んだ凹部及び前記ローターの径方向に突出した凸部の少なくとも一方を形成するステップと、
を含む、混練機の製造方法。
【請求項８】
前記凹部及び前記凸部の少なくとも一方を形成する前記ステップは、前記チップ部に切削により前記凹部を形成するステップを含む、
請求項７に記載の混練機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムやプラスチック等の材料を混練する混練機及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ゴムやプラスチック等の材料を混練させるために、混練機が用いられる。混練機は、２種類以上の材料を混合し、混合した材料を全体的に均質化する。２種類以上の材料の混練状態を評価する指標には、分配と分散の度合いがある。分配とは、混練される２種類以上の材料の分布の面から混練状態を評価するもので、各材料が全体の中で均一に分布するほど混練状態が良いとされる。分散とは、被混練材料が分断される細かさの面から評価するもので、材料の分断が微細なほど混練状態が良いとされる。例えば、特許文献１は、１対のローターを備える密閉式混練機についての発明を開示している。特許文献１では、ローターの中心に冷却媒体が循環する空間を設けるとともに、ローターの翼のチップ部（先端部）を除く表面に複数の凹部を設ける。複数の凹部は、ローターの回転方向と交差する方向に設けられる。特許文献１では、これによって分配及び分散の度合いを向上させ、温度制御をより効率的に行うことができることが記載されている。また、特許文献２は、ローターをその軸周りで平面状態に展開した展開面上における混練翼の配置を工夫することにより、分配及び分散の度合いを向上させることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３８８２４号公報
【特許文献２】特開２００２−０１１３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、分配及び分散の度合いは、混練機の性能を評価する重要な指標であり、混練機においてこれらをさらに向上させることが望まれる。
【０００５】
本発明は、分配及び分散の少なくとも一方の度合いが向上した混練機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る混練機は、材料が供給されるチャンバーと、前記チャンバー内に設置され、前記チャンバー内で前記材料を混練するための混練翼を有し、軸周りに回転するローターとを備える。前記混練翼は、前記チャンバーの内壁面と対面するチップ部を有する。前記チップ部には、前記ローターの径方向に窪んだ凹部及び前記ローターの径方向に突出した凸部の少なくとも一方が形成される。
【０００７】
本発明の第２観点に係る混練機は、第１観点に係る混練機であって、前記チップ部は、前記チャンバーの内壁面に概ね平行な端面を有する。前記端面には、前記凹部としての溝が形成される。
【０００８】
本発明の第３観点に係る混練機は、第２観点に係る混練機であって、前記溝の幅が前記端面の幅に対して占める割合は、７０％以下である。
【０００９】
本発明の第４観点に係る混練機は、第２観点又は第３観点に係る混練機であって、前記溝の幅が前記端面の幅に対して占める割合は、３０％以上である。
【００１０】
本発明の第５観点に係る混練機は、第１観点から第４観点のいずれかに係る混練機であって、前記チップ部には、少なくとも前記凹部が形成される。前記チップ部の前記ローターの径方向の最外点を基準とした前記凹部の深さは、前記凹部の幅の５０％以上である。
【００１１】
本発明の第６観点に係る混練機は、第１観点から第５観点のいずれかに係る混練機であって、前記チップ部には、少なくとも前記凹部が形成される。前記チップ部の前記ローターの径方向の最外点を基準とした前記凹部の深さは、前記凹部の幅の１５０％以下である。
【００１２】
本発明の第７観点に係る混練機の製造方法は、材料が供給されるチャンバーと、前記チャンバー内に設置され、前記チャンバー内で前記材料を混練するための混練翼を有し、軸周りに回転するローターとを備える混練機を用意するステップと、前記混練翼における前記チャンバーの内壁面と対面するチップ部に、前記ローターの径方向に窪んだ凹部及び前記ローターの径方向に突出した凸部の少なくとも一方を形成するステップとを含む。
【００１３】
本発明の第８観点に係る混練機の製造方法は、第７観点に係る混練機の製造方法であって、前記凹部及び前記凸部の少なくとも一方を形成する前記ステップは、前記チップ部に切削により前記凹部を形成するステップを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１観点から第８観点によれば、混練翼のチップ部に凹部及び凸部の少なくとも一方が形成されることで、被混練材料がチャンバー内で効率的に流動し、分配及び分散の少なくとも一方の度合いが向上した混練機が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る混練機の構成を示す断面図。
【図２】ローターの平面図。
【図３】ローターの展開面。
【図４】混練翼（第１翼）のチップ部付近の側面図。
【図５Ａ】従来のチップクリアランスにおける被混練材料の流動の様子を説明する図。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係るチップクリアランスにおける被混練材料の流動の様子を説明する図。
【図６】混練翼（第１翼）のチップ部付近の断面図。
【図７Ａ】変形例に係る混練翼のチップ部付近の断面図。
【図７Ｂ】別の変形例に係る混練翼のチップ部付近の断面図。
【図７Ｃ】さらに別の変形例に係る混練翼のチップ部付近の断面図。
【図７Ｄ】さらに別の変形例に係る混練翼のチップ部付近の断面図。
【図７Ｅ】さらに別の変形例に係る混練翼のチップ部付近の断面図。
【図８Ａ】軸方向速度のシミュレーション結果。
【図８Ｂ】周方向速度のシミュレーション結果。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る混練機及びその製造方法について説明する。
【００１７】
＜１．混練機の構成＞
図１は、混練機１の構成を示す図である。混練機１は、密閉式の混練機であり、２種類以上の材料が内部で混練される混練部３０を備える。混練機１で混練される材料の種類は特に限定されないが、材料には、例えばゴムや樹脂のような高分子材料と、シリカやカーボンのような添加剤とが含まれる。以下では、これらをまとめて被混練材料２と称する。なお、混練機１の上下方向は、図１に示すｚ軸で定義される。また、図１の紙面の奥から手前に向かう方向をｘ方向、ｘ軸及びｚ軸と直交する方向をｙ方向と定義する。以下、これらの方向を基準として説明を行う。
【００１８】
被混練材料２は、混練部３０の上方にある供給部１０から混練部３０へと供給される。供給部１０は、被混練材料２を投入するためのホッパー１１と、供給口Ｓ１を介してホッパー１１と連通する供給管１２とを備える。ホッパー１１から投入された被混練材料２は、後述するウエイト２４に押されて、供給管１２から混練部３０へと送り込まれる。
【００１９】
混練機１は、さらにシリンダ部２０を備える。シリンダ部２０は、供給部１０の上方に配置される。シリンダ部２０は、上下方向に延びる筒状のシリンダ２１の内部に、ピストン２２を備えており、ピストン２２は、棒状のロッド２３によってウエイト２４と連結されている。ピストン２２がシリンダ２１内を上下方向に運動すると、ピストン２２に従動してウエイト２４が供給管１２内を上下方向に運動する。ウエイト２４が供給管１２内を上下方向に運動することにより、供給管１２内の被混練材料２を混練部３０内へと送り込むことができる。
【００２０】
混練部３０は、供給部１０の下方に配置される。混練部３０は、被混練材料２が供給さえるチャンバー３１を備える。チャンバー３１の内部空間は、ｙ軸方向に並び、かつともにｘ軸方向に延びる２つの円柱の一部が互いに重なり合ってできたような形状であり、それぞれの円柱に対応する空間の中で２本のローター３５、３５が回転するように構成されている。チャンバー３１の上部にあるチャンバー口Ｓ２は、供給管１２とチャンバー３１内部とを連通させる。チャンバー３１は、下部にドロップドア３４を備える。ドロップドア３４は、混練作業が完了した被混練材料２が排出される排出口Ｓ３を開閉するドアである。チャンバー口Ｓ２及び排出口Ｓ３が閉じられ、チャンバー３１内の空間が密閉されることで、被混練材料２が混練される混練空間Ｋが形成される。
【００２１】
図２は、ローター３５、３５をｚ軸方向から見た平面図である。混練部３０は、チャンバー３１内に設置された一対のローター３５、３５と、円筒形状の一対のローターシャフト３７、３７とを備える。ローター３５、３５は、それぞれローターシャフト３７、３７の軸方向に組み込まれている。ローター３５、３５は、互いに同一の形状をしているが、ｘ軸方向の向きが互いに異なるように設置される。ローター３５、３５は、それぞれローターシャフト３７、３７によって、軸３６、３６を中心とした回転運動をするように構成されている。軸３６、３６は平行であり、それぞれ混練空間Ｋに含まれる互いに一部が重なり合う上述した２つの円柱状の空間の中心軸に一致し、共にｚ軸の同じ座標位置に存在する。ローター３５、３５は、軸３６、３６を回転軸として、他方のローターに対向する面が下方に移動するように回転する。つまり、ローター３５、３５の回転方向は互いに異なっており、図１に示す矢印Ｒ１、Ｒ２の方向へそれぞれ回転する。
【００２２】
各ローター３５は、チャンバー３１内で被混練材料２を混練するための複数の混練翼５を有し、これらの混練翼５は、ローター３５の周面３５Ｒから突出している。各ローター３５の複数の混練翼５は、周方向の位置が互いに異なるように配置される。なお、特に断らない限り、周方向及び径方向とは、ローター３５の軸３６を中心として定義される。また、図１に示すように、ローター３５、３５が回転するとき、互いに干渉し合うことなく、混練空間Ｋ内で互いの隙間を通過するように構成されている。
【００２３】
図３は、ローター３５、３５の展開図である。なお、ローター３５の展開図とは、軸３６を中心軸とし、ローター３５に外接する円柱の外周面を、軸３６の周りに平面状に展開した図である。各ローター３５の混練翼５は、本実施形態では、第１翼５０、第２翼５１、第３翼５２、及び第４翼５３の４つである。第１翼５０は、ローター３５のｘ軸方向の一方の端面Ａを始点として他方の端面Ｂに向かって延びている。第１翼５０の全長はローター３５の軸方向長さをＬとすると、Ｌ／２を超過する。第１翼５０は、終点に行くほど捩じれ角度が徐々に増大する混練翼である。捩じれ角度とは、ローター３５の展開図上で混練翼５と軸３６とが為す角度であり、展開図上での第１翼５０の形状は非線形である。これに対して、第２翼５１、第３翼５２、第４翼５３は、展開図上で共通した一定の捩じれ角を有する。このため、ローター３５の展開図上での第２翼５１、第３翼５２、第４翼５３の形状は線形である。第２翼５１は、第１翼５０と同じ側の端面Ａを始点として端面Ｂに向かって延び、全長はＬ／２未満である。第３翼５２は、第１翼５０とは異なるローター３５の端面Ｂと始点として端面Ａに向かって延びている。第３翼５２の全長はローター３５の軸方向長さをＬとすると、Ｌ／２を超過する。第４翼５３は第３翼５２と同じ側の端面Ｂを始点として端面Ａに向かって延び、全長はＬ／２未満である。
【００２４】
図４は、軸３６方向（ｘ軸方向）から見たときの第１翼５０の始点付近のローター３５の端面（端面Ａ）図である。第１翼５０は、ローター３５の周面３５Ｒから径方向外側に向かって略三角形状に突出する。ただし、略三角形状の先端は面になっており、第１翼５０の概ね全長に亘って端面６０が形成される。以下、この端面６０を含む、第１翼５０の径方向外側の先端部を、チップ部５０ａと呼ぶ。端面６０には、ローター３５の径方向に窪んだ凹部７０が形成され、凹部７０は、端面６０の概ね全長に亘って延びている。ｘ軸に直交する面内において、端面６０の両端Ｐ１及びＰ２（図６参照）を結ぶ線の長さを端面６０の幅とし、以下ではランド幅ＬＷとよぶ。
【００２５】
第２翼５１、第３翼５２及び第４翼５３も、周面３５Ｒから径方向外側に向かって略三角形状に突出しており、その先端にランド幅ＬＷの端面６１〜６３がそれぞれ形成される（図５Ｂ参照）。端面６１〜６３も、それぞれ第２翼５１、第３翼５２及び第４翼５３の概ね全長に亘って延びており、第２翼５１、第３翼５２及び第４翼５３は、それぞれ端面６１〜６３を含む、径方向外側の先端部であるチップ部５１ａ〜５３ａを有する。端面６１〜６３にも、それぞれ凹部７１〜７３が形成され、凹部７１〜７３は、それぞれ端面６１〜６３の概ね全長に亘って延びている。一般に、ランド幅ＬＷが狭すぎると、混練の進行が遅く、ローター３５の回転回数が多く必要となる。一方、ランド幅ＬＷが広すぎると、混練の進行が急激になり、被混練材料２が加熱しやすくなる。このため、混練翼５は、混練の材料や目的に応じて、適したランド幅ＬＷに構成される。
【００２６】
第１翼５０の端面６０は、チャンバー３１の内壁面３１ａに概ね平行に対面し、かつ、第１翼５０のうち、内壁面３１ａに最も近接する部分である。端面６０と内壁面３１ａとの間隔によって一定の幅のチップクリアランスＣが形成される。被混練材料２がチップクリアランスＣを通過するとき、被混練材料２にせん断や圧縮が加わって分散度合いが主として高められる。チップクリアランスＣの幅は、被混練材料２の種類や望まれる混練度合いに応じて、所定の値に調整される。端面６０に形成される凹部７０は、本実施形態ではＶ字状の断面形状を有する溝であり、後述するように、被混練材料２の分配度合いを向上させる。他の第２翼５１、第３翼５２、第４翼５３の端面６１〜６３も、内壁面３１ａとの隙間に同様のチップクリアランスＣを形成する。さらに、端面６１〜６３には、端面６０と同様、凹部７０と同様の断面形状を有する溝状の凹部７１〜７３がそれぞれ形成される。端面６０〜６３から最も軸３６側に奥まった部分を底部８０〜８３（図５Ｂ参照）とよぶ。底部８０〜８３は、図２の一点鎖線で示されるように、端面６０〜６３の概ね全長に亘って、端面６０〜６３の延びる方向に延びている。
【００２７】
ところで、従来技術による混練機では、図５Ａに示すように、チャンバーの内壁面３１ｂは滑らかな壁面であり、混練翼５′のチップ部５０ａ′の端面６′は凹凸の形成されない平坦な面である。従って、チャンバーの内壁面３１ｂと混練翼５′の端面６′とで形成されるチップクリアランスＣ′では、被混練材料２′の流動に対する抵抗が比較的小さく、被混練材料２′がスムーズにチップクリアランスＣ′を通過する。その結果、混練翼５′の回転速度が十分に被混練材料２′に伝達されず、混練翼５′表面における被混練材料２′の流動速度が混練翼５′の回転速度に比較して小さくなる。このため、被混練材料２′の十分な流動が促進されず、被混練材料２′が均一に混合されないことがある。また、チャンバーの内壁面３１ｂに対する被混練材料２′の流動速度が小さくなる。その結果、被混練材料２′の混練が十分な程度にまでならないことがある。
【００２８】
一方、本実施形態の混練翼５の端面６０〜６３に形成される凹部７０〜７３は、チップクリアランスＣを通過する被混練材料２の流動に対する抵抗として機能する。チップクリアランスＣを通過する被混練材料２の一部が凹部７０〜７３に入り込むことで、被混練材料２がチップクリアランスＣを通過する速度が低下する（図５Ｂ参照）。つまり、被混練材料２がチップクリアランスＣに留まる時間が長くなり、混練翼５の回転速度が被混練材料２に伝達されやすくなる。その結果、被混練材料２の流動が効率的に促進され、被混練材料２がより均一に混合される。また、チャンバー３１の内壁面３１ａに対する被混練材料２の流動速度が大きくなる。その結果、被混練材料２の混練の度合いが向上する。
【００２９】
図６は、凹部７０の断面形状を示す図である。凹部７０〜７３の断面形状は共通であるので、以下、凹部７０について説明する。凹部７０は、ｘ軸に直交する断面において端面６０の両端Ｐ１及びＰ２の中点を連結する線（中心線）Ｍを通り、端面６０の両端Ｐ１及びＰ２を結ぶ面に垂直な面ＭＰに対して実質的に対称に形成される。凹部７０と端面６０の両端Ｐ１及びＰ２を結ぶ面との境界線を第１境界６０ａ、第２境界６０ｂとよぶ。このとき、第１境界６０ａと第２境界６０ｂとの距離を、凹部７０の幅（溝幅）Ｗとする。また、ｘ軸に直交する断面においてチップ部５０ａのローター３５の径方向の最外点（本実施形態では、Ｐ１又はＰ２に一致する）を基準とした凹部７０の深さ（本実施形態では、端面６０の両端Ｐ１及びＰ２を結ぶ面を基準とした凹部７０の深さに同じ）を、Ｄとする。深さＤは、ｘ軸に直交する断面において凹部７０の表面のローター３５の径方向の最内点（本実施形態では、底部８０に一致する）を通り径方向に直交する直線と、チップ部５０ａのローター３５の径方向の最外点との距離（最外点及び／又は最内点が複数あるときは、全ての最外点と最内点との組み合わせに基づく同距離のうち最大のもの）として定義される。本実施形態では、深さＤは、底部８０から中心線Ｍまでの距離に一致する。
【００３０】
ランド幅ＬＷに対する凹部７０の溝幅Ｗの割合は、特に限定されない。しかしながら、溝幅Ｗがランド幅ＬＷに対して占める割合が大きすぎると、端面６０の摩耗が早まるため、溝幅Ｗはランド幅ＬＷの７０％以下であることが望ましい。一方、溝幅Ｗがランド幅ＬＷに対して占める割合が小さすぎると上述の効果が小さくなるため、溝幅Ｗはランド幅ＬＷの３０％以上であることが望ましい。また、深さＤの大きさも特に限定はされないが、深さＤが溝幅Ｗに対して占める割合が小さすぎると上述の効果が小さくなるため、溝幅Ｗに対して５０％以上であることが望ましい。また、深さＤは、溝幅Ｗに対して１５０％以下であることが望ましい。本実施形態では、深さＤは溝幅Ｗに対して１００％（Ｄ＝Ｗ）である。また、溝幅Ｗがランド幅ＬＷに占める割合は、５０％である。なお、以上の特徴は、凹部７０の概ね全長に亘って満たされることが好ましい。また、変形例として後述するが、端面６０には、複数の凹部７０を設けることができる。この場合、全ての凹部７０の溝幅Ｗの合計値が、上記数値範囲の溝幅Ｗの条件を満たすことが望ましい。
【００３１】
＜２．混練機の動作＞
図１に示す密閉式混練機１は、以下のように動作し、材料の混練を行う。まず、ドロップドア３４によって排出口Ｓ３が閉じられる。シリンダ２１の下部が加圧され、ウエイト２４が供給管１２内を上方に移動する。その結果、チャンバー３１の上方にあるチャンバー口Ｓ２が開放される。被混練材料２が、ホッパー１１から投入され、供給口Ｓ１を介して供給管１２内へ供給される。シリンダ２１の上部が加圧され、ウエイト２４が供給管１２内を下降し、被混練材料２をチャンバー３１内に押し込む。チャンバー口Ｓ２がウエイト２４によって閉じられ、密閉された混練空間Ｋが形成される。
【００３２】
混練空間Ｋ内でローター３５、３５が図１に示す矢印Ｒ１、Ｒ２の方向にそれぞれ回転すると、第２翼５１、第３翼５２、第４翼５３によって、ローター３５、３５の回転する方向に沿った被混練材料２の流動が生じる。また、ローター３５、３５間でも被混練材料２が流動する。さらに、被混練材料２が第１翼５０によってローター３５の軸３６方向の中心側へと押されることで、ｘ軸方向の流動が生じる。第１翼５０から回転方向の後方へ流れた一部の被混練材料２は、第２翼５１によって受け止められ、ローター３５の軸３６方向の中心側へと戻される。同様に、第３翼５２から回転方向の後方へと流れた一部の被混練材料２は、第４翼５３によって受け止められ、ローター３５の軸３６方向の中心側へと戻される。その結果、被混練材料２の混合が促進され、分配の程度が高まる。一方、被混練材料２がチップクリアランスＣを通過するときにせん断が与えられ、分散の程度が高まる。
【００３３】
混練作業が所定の時間行われると、ドロップドア３４が排出口Ｓ３を開放し、混練済みの被混練材料２が混練機１の外部に排出される。
【００３４】
＜３．混練機の製造方法＞
以上のような混練機１の製造方法について説明する。まず、混練翼５の端面６０〜６３に凹部７０〜７３が形成されておらず、端面６０〜６３が概ね平坦である点以外は、上記実施形態と同様の混練機を用意する。そして、用意された混練機の混練翼５の端面６０〜６３に、凹部７０〜７３を形成する。このとき、変形例として後述される図７Ａ〜図７Ｅに示すように、凹部７０〜７３に代えて又は加えて、凸部を形成してもよい。端面６０〜６３に対しこのような凹凸加工を施す方法としては、ディスクグラインダー等の各種工作機械を用いてチップ部５０ａ〜５３ａを切削する方法があり、その他、端面６０〜６３に対し適当な材料で肉盛り溶接を施す方法も考えられる。このような凹凸加工により、混練機１が製造される。
【００３５】
以上の混練機の製造方法は、混練機の初期生産時に実施することもできるし、既存の混練機の混練翼の端面が摩耗した場合においても実施することができる。後者の場合、摩耗した混練機の混練性能を回復させ、再使用することが可能になる。
【００３６】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
【００３７】
＜４−１＞
ローターの形状は、上記実施形態の形状に限定されず、適宜変更が可能である。また、ローターが有する混練翼の数も、上記実施形態に限定されない。また、一対のローターは同一の形状であっても、それぞれ異なる形状であっても良い。さらに、一対のローターが回転する方向は、同一方向であっても良く、異方向であっても良い。
【００３８】
＜４−２＞
上記実施形態では、全ての混練翼の端面に凹部が形成されたが、一部の混練翼の端面にのみ凹部が形成されてもよい。その場合は、第１翼５０や第３翼５２等、全長がローター３５の全長Ｌの１／２を超える混練翼に凹部が形成されることが望ましい。
【００３９】
＜４−３＞
上記実施形態では、混練翼の端面の概ね全長に亘って凹部が連続的に形成されたが、端面の全長に亘って部分的に形成されてもよく、その場合、凹部が連続しない形態で、間欠的に形成されてもよい。
【００４０】
＜４−４＞
上記実施形態では、Ｖ字状の溝形状の凹部が構成されたが、被混練材料の流動に対する適度な抵抗となるような態様であれば、チップクリアランスとの兼ね合いを考慮しつつ種々の態様で凹部を実現することができる。また、チップ部には、凹部に代えて又は加えて、ローターの径方向に突出した凸部が形成されてもよい。例えば、図７Ａ〜図７Ｅに示すような態様も考えられる。また、混練翼の端面に加え、チャンバー３１の内壁面３１ａに同様の凹部及び凸部の少なくとも一方を形成することにより、さらに分配及び／又は分散の度合いを向上させることができる。上記実施形態では、１つの端面に対して１つの凹部が形成されたが、１つの端面に複数の凹部が並行するように形成されてもよいし、複数の凸部が並行するように形成されてもよいし、１つ以上の凹部と１つの以上の凸部が並行するように形成されてもよい。
【実施例】
【００４１】
株式会社神戸製鋼所製のバンバリーミキサー「MIXTRON BB ミキサ」（ローター４ＷＮ）を比較例に係る混練機とし、これに後述するとおり凹部を形成したものを本発明の実施例に係る混練機として、両混練機の混練空間における被混練材料の流動をＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ）解析し、両混練機の性能を比較した。混練の性能評価は、被混練材料の流動の観点から行い、流動がより促進されていれば混練性能が向上したと評価した。流動の促進の程度は、混練翼表面における被混練材料（ゴム材料）の軸方向の速度Ｖｃ及び周方向の速度Ｖｒから評価した。
【００４２】
１対のローター４ＷＮは、それぞれ４つの混練翼を有しており、ローター同士は互いに軸方向の向きが異なって配置される。ローターは、全長がローターの軸方向全長Ｌの半分よりも長い第１翼及び第３翼と、全長がローターの軸方向全長Ｌの半分よりも短い第２翼と第４翼とをそれぞれ有する。回転の向きは図１に示す回転方向と同様である。実施例のモデルでは、ローター４ＷＮの混練翼全ての端面に同一の大きさのＶ字状の溝を形成し、凹部を形成した。凹部は、端面の全長に亘って連続的に形成された。また、凹部の断面形状は、図６に示すとおりであり、溝幅Ｗはランド幅ＬＷの５０％（Ｗ＝ＬＷ／２）、深さＤは溝幅Ｗの１００％（Ｄ＝Ｗ）とした。一方、比較例のモデルでは、混練翼の端面全体が平坦であり、凹部または凸部のいずれも有さないため、Ｗ＝０かつＤ＝０とした。
【００４３】
流動解析にはＳｉｅｍｅｎｓ  ＰＬＭ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ社の汎用の流体解析ソフトウェアであるＳＴＡＲ−ＣＣＭ＋を用いた。ゴム材料の偏在による影響をなくすため、ローターの体積を除くチャンバーの体積に対して、１００％の体積のゴム材料が充填されているとした。ゴム材料は、圧力によって密度が変化しない非圧縮性流体としてモデル化した。また、支配方程式（運動方程式、質量保存式、エネルギー方程式）は、本出願人の特許第５５１４２３６号に記載されている通りとした。
【００４４】
以上の条件に基づいて、ある時刻におけるローターの回転軸方向の中心（ローターの端面からの距離がＬ／２の位置）におけるローターの表面のゴム材料の速度Ｖｃ及びＶｒを算出した。軸方向の中心を通る断面では、全長がＬ／２より長い第１翼及び第３翼のみがローター周面上に現れる。ローターの表面上の周方向位置は、回転軸を中心とした角度[rad]で表現する。このとき、軸方向速度Ｖｃ及び周方向速度Ｖｒは、それぞれ図８Ａ及び図８Ｂに示すグラフのようになった。グラフでは、実線が実施例、破線が比較例を表している。図８Ａでは、実施例の速度Ｖｃの絶対値が周方向位置の概ね全体に亘って比較例を上回り、軸方向へのゴム材料の流動が促進されていることが分かる。図８Ｂでは、実施例の速度Ｖｒが周方向位置の全体に亘って比較例を上回っており、ローターの回転方向へのゴム材料の流動も促進されていることが分かる。
【符号の説明】
【００４５】
１  混練機
２  被混練材料
５  混練翼
３１  チャンバー
３１ａ  チャンバー内壁面
３５，３５  一対のローター
３５Ｒ  ローター周面
３６，３６  軸
５０  第１翼
５１  第２翼
５２  第３翼
５３  第４翼
５０ａ〜５３ａ  チップ部
６０〜６３  端面
７０〜７３  凹部
Ｃ  チップクリアランス
Ｄ  凹部の深さ
Ｋ  混練空間
Ｌ  ローターの全長
ＬＷ  ランド幅
Ｗ  凹部の幅
Ｒ１、Ｒ２  一対のローターの回転方向
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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