(57)【要約】【課題】内圧による材料の漏れが生じにくく、構造が簡略化されうる押出装置の提供。【解決手段】本発明の押出装置２は、本体４及びヘッド主部６を備えている。本体４は、スクリュー８と、吐出口１０と、吐出面１２とを有している。ヘッド主部６は、材料が流れる流路２２と、この流路２２の入口が設けられた入口面２４と、この流路２２の出口が設けられた出口面２６とを有している。入口面２４と出口面２６との面接触により、流路２２と吐出口１０とが連結されている。流路２２が、一体部材を貫通してなる貫通孔４０である。入口面２４と出口面２６との間隔は、上側から下側に向かって徐々に狭くなっている。入口面２４と出口面２６とに面接触する受け面４４も、上側から下側に向かって徐々に狭くなっている。ヘッド主部６に、上方から下方へ向かう力が与えられると、この力により、上記面接触の面圧が高められる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド主部と、このヘッド主部に面接触する受け面とを有し、
上記ヘッド主部が、材料が流れる流路と、この流路の入口が設けられた入口面と、この流路の出口が設けられた出口面とを有し、
上記受け面が、材料の吐出口が設けられた吐出面を有し、
上記入口面と上記吐出面との面接触により、上記流路と上記吐出口とが連結され、
上記流路が、一体部材を貫通してなる貫通孔を含み、
上記入口面と出口面との間隔が一方側から他方側に向かって徐々に狭くされており、
上記受け面は、上記入口面と出口面とに面接触するとともに、一方側から他方側に向かって徐々に狭くされており、
上記ヘッド主部に、一方側から他方側へ向かう力が与えられると、この力により、上記面接触の面圧が高められるように構成されている請求項１に記載の押出装置。
【請求項２】
上記ヘッド主部は、複数の分割体からなり、
これらの分割体のそれぞれが、上記流路の一部である部分流路を有し、
この部分流路が、一体部材を貫通してなる貫通孔であり、
上記分割体同士の面接触により、上記部分流路同士が連結され、
上記力により、上記分割体同士の面接触の面圧が高められるように構成されている請求項１に記載の押出装置。
【請求項３】
上記入口面と上記出口面との間隔が上側から下側へ向かって徐々に狭くされており、
上記受け面も、上側から下側に向かって徐々に狭くされており、
上記ヘッド主部に、上側から下側へ向かう力が与えられると、この力により、上記面接触の面圧が高められるように構成されている請求項１又は２に記載の押出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムや樹脂等の材料を押し出す押出装置は、ヘッドを備えている。ヘッドは、材料が流れる流路を備えている。流路の断面形状は、徐々に変化する。流路を流れる間に、材料の断面形状を変化させることができる。
【０００３】
流路内の清掃や流路の加工を容易とするため、開閉式のヘッド主部が採用されている。特開２０００−４３１１５公報には、上下開閉式のヘッド主部が開示されている。ヘッド主部が開かれると、流路が開放される。この開放により、流路の清掃が容易となる。
【０００４】
材料が流路を通過する際に、内圧が作用する。この内圧により、ヘッドを開く方向の力が作用する。僅かでもヘッドが開けば、微小な隙間から材料が洩れる。押出装置では、材料の漏れを抑制する必要がある。
【０００５】
特開２００６−６９０１８公報は、シェルクランプ手段を備えた押出装置を開示する。このシェルクランプ手段により、材料の漏れが効果的に抑制されうる。
【特許文献１】特開２０００−４３１１５公報
【特許文献２】特開２００６−６９０１８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記シェルクランプ手段は、ヘッドの全体を取り囲むように設けられている。このようなシェルクランプ手段は、ヘッドの大型化に対応しにくい。
【０００７】
上下開閉式のヘッドにおいては、ヘッドの左右両端部のそれぞれに、ヘッドが閉じる方向の力を付与する押圧手段を設けることができる。この押圧手段として、例えば、楔状部材及びこの楔状部材を挿入する油圧機構が例示される。外部支持体とヘッドとの間の隙間に楔状部材が挿入されることにより、ヘッドを閉じる方向の力が付与されうる。この押圧手段は、左右両端部にのみ設けられるので、ヘッドの大型化に対応しやすい。この押圧手段により、内圧による材料の漏れが抑制されうる。
【０００８】
しかしこの場合、左右両端部にのみ押圧手段が設けられているため、ヘッドの左右方向中央部には、ヘッドを閉じる方向の力が伝達されにくいという欠点を有する。ヘッドを充分に閉じるためには、大きな力が必要となる。大きな力を付与するための押圧手段は大型化する。大型化した押圧手段は、コストの上昇を招く。更に、大型化した押圧手段により、ヘッドの開閉に要する時間が長くなる。サイズ変更の際には、ヘッドが開閉される。ヘッドの開閉に要する時間が長くなると、押出装置の停止時間も長くなる。停止時間が長くなると、生産性が低下する。
【０００９】
本発明の目的は、内圧による材料の漏れが生じにくく、構造が簡略化されうる押出装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の押出装置は、ヘッド主部と、このヘッド主部に面接触する受け面とを有している。上記ヘッド主部は、材料が流れる流路と、この流路の入口が設けられた入口面と、この流路の出口が設けられた出口面とを有している。上記受け面は、材料の吐出口が設けられた吐出面を有している。上記入口面と上記吐出面との面接触により、上記流路と上記吐出口とが連結されている。上記流路は、一体部材を貫通してなる貫通孔を含む。上記入口面と出口面との間隔は、一方側から他方側に向かって徐々に狭くされている。受け面は、上記入口面と出口面とに面接触している。上記受け面は、一方側から他方側に向かって徐々に狭くされている。この押出装置は、上記ヘッド主部に一方側から他方側へ向かう力が与えられると、この力により、上記面接触の面圧が高められるように構成されている。
【００１１】
好ましくは、上記ヘッド主部は、複数の分割体からなる。これらの分割体のそれぞれは、上記流路の一部である部分流路を有している。この部分流路は、一体部材を貫通してなる貫通孔である。上記分割体同士の面接触により、上記部分流路同士が連結されている。この押出装置は、上記力により、上記分割体同士の面接触の面圧が高められるように構成されている。
【００１２】
好ましくは、上記入口面と上記出口面との間隔が上側から下側へ向かって徐々に狭くされている。上記受け面も、上側から下側に向かって徐々に狭くされている。この押出装置は、上記ヘッド主部に、上側から下側へ向かう力が与えられると、この力により、上記面接触の面圧が高められるように構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
この押出装置では、内圧に起因する材料の漏れが、一体部材により効果的に抑制されうる。この押出装置は、少ない力で、材料の漏れを効果的に抑制しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る押出装置２を示す正面図であり、図２は図１のII−II線に沿った断面図である。図３は、図２からヘッド主部のみを抽出した断面図である。図４は、押出装置２を上方から見た平面図である。押出装置２において、押し出される材料はゴムである。押出装置２は、ゴム用の押出装置である。押出装置２は、未加硫のゴムを押し出す。押出装置２は、未加硫のゴムをシート状に成形しうる。押出装置２により成形されたゴムは、例えばタイヤのトレッド用とされうる。押出装置２により成形されたゴムは、例えばタイヤのサイドウォール用とされうる。
【００１６】
押出装置２は、本体４と、ヘッド主部６と、収容部７とを有する。本体４は、送り機構としてのスクリュー８と、材料の吐出口１０と、この吐出口１０が設けられた吐出面１２と、本体流路１４とを有する。スクリュー８は、材料を強制的に送りうる。吐出面１２は、平面である。同一の吐出面１２に、複数の吐出口１０が設けられている。送り機構８は、本体流路１４の内部に設けられている。収容部７は、ヘッド主部６を収容している。収容部７の内面はヘッド主部６と面接触している。図４では、スクリュー８の記載が省略されている。
【００１７】
収容部７の上方は、開口している。収容部７の上方開口９から、ヘッド主部６の出し入れが行われる。ヘッド主部６は、着脱可能である。ヘッド主部６の着脱は、容易である。ヘッド主部６の取り替えに要する時間は短い。よって、ヘッド主部６を取り替える際における押出装置２の停止時間は、短縮されうる。この停止時間の短縮は、押出工程の生産性を高める。
【００１８】
吐出口１０は、２個設けられている。本体流路１４は２本である。スクリュー８は２個である。１本の本体流路１４につき、１個のスクリュー８が設けられている。３本以上の本体流路と、３個以上のスクリューとを有する押出装置であってもよい。
【００１９】
ヘッド主部６は、ゴムが流れる流路２２と、入口面２４と、出口面２６とを有する。入口面２４には、流路２２の入口２８が設けられている。出口面２６には、流路２２の出口３０が設けられている。入口面２４は、上記吐出面１２と面接触している。この面接触により、流路２２と吐出口１０とが連結されている。この面接触により、流路２２と本体流路１４とが連結されている。吐出面１２は、収容部７の内面の一部を構成している。
【００２０】
図示は省略されているが、ヘッド主部６の出口側には、出口部材が取り付けられる。押出装置２は、出口部材を取り付けるための取り付け部２７を有している。本願の図面においては、出口部材は取り付けられていない。出口部材は、例えばプリフォーマー及び／又はダイプレートである。出口部材も、流路を有している。出口部材により、押し出されたゴムの最終的な形状が決定される。押出装置２は、出口部材をヘッド主部６に対して押しつけるための押圧部３４とを有する。ヘッド主部６と出口部材とは、面接触している。この面接触により、出口部材の流路と流路２２とが連結される。この面接触の面圧は、押圧部３４により高められている。    
【００２１】
ヘッド主部６は、複数の分割体３６よりなる。複数の分割体３６が重ねられることにより、ヘッド主部６が構成されている。本実施形態では、ヘッド主部６は、４枚の分割体３６が重ねられてなる。分割体３６は、プレート状である。分割体３６は、金属よりなる。
【００２２】
分割体３６のそれぞれは、部分流路３８を有する。この部分流路３８は、流路２２の一部である。分割体３６同士の面接触により、部分流路３８同士が連結されている。部分流路３８の連結により、実質的に段差のない流路２２が形成されている。部分流路３８同士の境界において段差を有する流路２２であってもよい。
【００２３】
部分流路３８は、一体部材を貫通してなる貫通孔４０である。本実施形態において、一体部材は、金属製のプレートである。本実施形態では、分割体３６が一体部材である。一体部材として、一体成形された金属、一体成形された金属の一部、溶接されてなる金属等が例示される。流路２２も、一体部材を貫通してなる貫通孔４２である。貫通孔４２は、貫通孔４０の集合である。流路２２は、貫通孔４０の集合である。
【００２４】
なお、ヘッド主部６の全体が一体部材でもよい。
【００２５】
ヘッド主部６は、受け面４４により支持されている。受け面４４は、収容部７の内面の一部である。ヘッド主部６は、受け面４４に面接触している。受け面４４は、入口側の受け面４６と、出口側の受け面４８とを有する。ヘッド主部６の入口面２４は、受け面４６と面接触している。この面接触により、本体流路１４と流路２２とが連結されている。ヘッド主部６の出口面２６は、受け面４８と面接触している。受け面４６は平面である。受け面４６は、鉛直方向に対して傾斜している。受け面４８は平面である。受け面４８は、鉛直方向に延在している。
【００２６】
ヘッド主部６は、実質的に、受け面４６及び受け面４８のみによって支持されている。ヘッド主部６の他方側（下側）の面４９は、あらゆるものに対して接触していない。面４９の他方側（下側）には、隙間ｓが存在する。
【００２７】
本実施形態では、本体４が受け面４６を有している。本体４とヘッド主部６との間に、流路を備えた別部材が介在していてもよい。この場合、この別部材が受け面を構成する。
【００２８】
図２及び図３が示すように、４つの分割体３６は、吐出面１２側から順に、入口分割体５０、中間分割体５２、５４及び出口分割体５６である。入口分割体５０が、受け面４６と面接触している。出口分割体５６が、受け面４８と面接触している。ヘッド主部６の入口面２４は、入口分割体５０により構成されている。ヘッド主部６の出口面２６は、出口分割体５６により構成されている。
【００２９】
図５及び図６は、出口分割体５６を示す。出口分割体５６は、入口面５８と出口面６０とを有する。出口面６０は、ヘッド主部６の出口面２６である。図５は、入口面５８側から見た図である。図６は、出口面６０側から見た図である。出口分割体５６は、全体として平板状である。出口分割体５６は、２つの貫通孔４２を有する。上側の貫通孔４２は、上側の流路２２の一部である。下側の貫通孔４２は、下側の流路２２の一部である。貫通孔４２の断面形状は、徐々に変化している。
【００３０】
図７及び図８は、流路２２の断面形状の変化を示している。図７は、上側の流路２２の断面形状の変化を示している。図８は、下側の流路２２の断面形状の変化を示している。図７及び図８において、（ａ）は入口分割体５０の入口面における貫通孔４２の形状であり、（ｂ）は入口分割体５０の出口面及び中間分割体５２の入口面における貫通孔４２の形状であり、（ｃ）は中間分割体５２の出口面及び中間分割体５４の入口面における貫通孔４２の形状であり、（ｄ）は中間分割体５４の出口面及び出口分割体５６の入口面における貫通孔４２の形状であり、（ｅ）は出口分割体５６の出口面における貫通孔４２の形状である。流路２２の断面形状は、連続的に変化している。流路２２の内面は、実質的に滑らかに連続している。
【００３１】
中間分割体５２、５４の構造は、貫通孔４２の形状を除き出口分割体５６と同様である。入口分割体５０は、厚みが一定でない。入口分割体５０は、上方から下方に向かって徐々に薄くなる肉厚変化部を有する。入口分割体５０の入口面６２は、ヘッド主部６の入口面２４である。
【００３２】
図２及び図３が示すように、入口面２４は鉛直方向に対して平行であり、出口面２６は鉛直方向に対して傾斜している。この結果、入口面２４と出口面２６との間隔は、一方側から他方側に向かって徐々に狭くなっている。本実施形態では、入口面２４と出口面２６との間隔は、上側から下側に向かって徐々に狭くなっている。
【００３３】
受け面４４の形状は、入口面２４及び出口面２６に対応している。受け面４６は、入口面２４に沿っている。受け面４８は、出口面２６に沿っている。受け面４４は、一方側から他方側に向かって徐々に狭くなるように構成されている。換言すれば、受け面４６と受け面４８との間隔は、一方側から他方側に向かって徐々に狭くなるように構成されている。本実施形態では、受け面４４は、上側から下側に向かって徐々に狭くなるように構成されている。換言すれば、受け面４６と受け面４８との間隔は、上側から下側に向かって徐々に狭くなるように構成されている。
【００３４】
押出装置２は、力発生機構を有している。力発生機構の図示は、省略されている。力発生機構は特に限定されない。力発生機構として、油圧ピストン等の油圧機構が例示される。力発生機構は、ヘッド主部６に対して押圧力又は引張力を付与する。力発生機構は、例えばヘッド主部６の上面５８を下方に向かって押す。力発生機構は、例えばヘッド主部６を下方へと引っ張る。
【００３５】
力発生機構の他の例として、ボルト等の締結部材を用いた機構が例示される。この機構は、例えば、ヘッド主部６と、収容部７の底部６０（図２参照）との間に架け渡されたボルトである。このボルトを締めることにより、ヘッド主部６が底部６０側に引っ張られる。このボルトにより、ヘッド主部６は下方へ引っ張られる。
【００３６】
このような力発生機構により、ヘッド主部６には、例えば上方から下方へと向かう力Ｆ１が与えられる。この力Ｆ１のベクトルが、図２に図示されている。力Ｆ１は、入口側の受け面４６に対して垂直な方向の成分Ｓ１（図示省略）を有する。この力成分Ｓ１が与えられたヘッド主部６は、入口側の受け面４６を押す。この反作用により、ヘッド主部６の入口面２４は、受け面４６から垂直抗力Ｆ２を受ける（図２参照）。力成分Ｓ１及び垂直抗力Ｆ２により、受け面４６（吐出面１２）と入口面２４との間において、面接触の面圧が高められる。これにより、受け面４６（吐出面１２）と入口面２４との境界におけるゴムの漏れが抑制される。
【００３７】
なお、力発生機構は、他方側（下側）から一方側（上側）へと向かう成分を有する力Ｆ３をヘッド主部６に対して与えうるのが好ましい（図２参照）。この力Ｆ３により、ヘッド主部６の取り外しが容易とされうる。
【００３８】
図３において符合ｋ１で示されるのは、分割体３６同士の接触面である。垂直抗力Ｆ２は、接触面ｋ１に対して垂直な成分Ｓ２（図示しない）を有する。この力成分Ｓ２により、接触面ｋ１における面接触の面圧が高められている。これにより、接触面ｋ１におけるゴムの漏れが抑制される。
【００３９】
前述したように、本実施形態では、出口側の受け面４８は、収容部７の内面である。他の形態として、出口側の受け面４８が、上記出口部材により形成されていてもよい。この場合、上記垂直抗力Ｆ２が、出口部材と出口面２６との間において、面接触の面圧を高める。なお、受け面４８は、収容部７の内面でなくてもよい。収容部７の内面と出口面２６との間に、流路を有する別部材が介在していてもよい。
【００４０】
ゴムを押し出すためには、高い圧力が必要となる。ゴム用の押出装置において、流路には大きな内圧が作用する。この内圧により、境界面からのゴム漏れが生じやすい。本発明は、境界面における面圧を効果的に高め、漏れを効果的に抑制する。
【００４１】
前述した従来の開閉式ヘッドでは、流路に作用する内圧が、ヘッドを開ける方向に作用しやすい。この内圧に対抗するため、従来の開閉式ヘッドでは、ヘッドを閉じるために多大な力が必要とされる。この多大な力を供給するため、大型クランプや大型の油圧設備などの大型設備が必要となる。この大型設備は、押出装置の製造コストを増大させる。更に、この大型設備は、操作に時間がかかる。更に、従来の開閉式ヘッドが大型化された場合、ヘッドを閉じるための力をヘッドの全体に行き渡らせることは、困難である。従来の開閉式ヘッドは、特に大型化された場合に漏れの問題が顕在化しやすい。
【００４２】
内圧による力は、材料（ゴム）の流れ方向の成分Ｓ３と、流れ方向に対して直交する成分Ｓ４とに分けられる。力成分Ｓ３は、ゴムを流すための推進力となる。一方、力成分Ｓ４は、流路２２を拡張する方向に作用する。前述した従来の開閉式ヘッドでは、力成分Ｓ４がヘッドを開ける方向に作用しやすい。
【００４３】
上記押出装置２では、流路２２が、一体部材を貫通してなる貫通孔４２である。この一体部材は、流路２２に作用する力成分Ｓ４を効率的に受け止める。
【００４４】
前述したように、ヘッド主部６は、複数の分割体３６に分割されている。分割体３６同士の接触面ｋ１の延在方向は、流路２２の流れ方向に対して角度を有している。よって、上記力成分Ｓ４は、分割体３６同士を引き離す方向に作用しにくい。
【００４５】
図３において符合θ１で示されるのは、流路２２の内面に直交する方向Ｖ１と接触面ｋ１との成す角度である。接触面ｋ１からのゴム漏れを抑制する観点から、角度θ１は、７０度（degree）以下が好ましく、６０度以下がより好ましく、５０度以下がより好ましく、４０度以下が特に好ましい。方向Ｖ１と接触面ｋ１とは、平行でもよい。なお、角度θ１は、流路２２の内面上の各点において定められうる。
【００４６】
前述したように、上記入口面２４と出口面２６との間隔は、一方側から他方側に向かって徐々に狭くなる。これに対応して、受け面４４も、一方側から他方側に向かって徐々に狭くなる。徐々に狭くなる方向は、限定されない。上記実施形態では、上記入口面２４と出口面２６との間隔は、上側から下側に向かって徐々に狭くなる。この場合、ヘッド主部６を上方から出し入れすることができ、ヘッド主部６の交換が極めて容易となる。更にこの場合、ヘッド主部６に作用する重力が、上記力Ｆ１と同様に作用しうる。ヘッド主部６に作用する重力により、ゴムの漏れが効果的に防止されうる。
【００４７】
図３において両矢印θ２で示されるのは、入口面２４と出口面２６とのなす角度である。ヘッド主部の取り外しを容易とする観点から、角度θは、３度（degree）以上が好ましく、５度以上がより好ましく、７度以上がより好ましく、８．５度以上が特に好ましい。より少ない力で面接触の面圧を高め、材料の漏れを効率的に抑える観点から、角度θは、３０度以下が好ましく、２０度以下がより好ましく、１５度以下がより好ましく、１０度以下が特に好ましい。
【００４８】
図３において両矢印θ３で示されるのは、入口面２４の鉛直方向に対する傾斜角度である。ヘッド主部の取り外しを容易とする観点から、角度θ３は、３度（degree）以上が好ましく、５度以上がより好ましく、７度以上がより好ましく、８．５度以上が特に好ましい。より少ない力で面接触の面圧を高め、材料の漏れを効率的に抑える観点から、角度θ３は、３０度以下が好ましく、２０度以下がより好ましく、１５度以下がより好ましく、１０度以下が特に好ましい。
【００４９】
ヘッド主部６は、分割されなくてもよいし、分割されてもよい。ヘッド主部６の分割数は、特に限定されない。ヘッド主部６の分割数が少ないほど、接触面ｋ１からの材料漏れの可能性は少なくなる。一方、ヘッド主部６の分割数が多いほど、分割体３６の重量が減少する。この重量の減少により、ヘッド主部６の取り扱いが容易とされうる。更に、ヘッド主部６の分割数が多いほど、分割体３６の厚みが少なくされうる。分割体３６の厚みが少ないほど、部分流路３８の加工が容易となる。分割体３６の厚みが少なくなれば、部分流路３８を機械によりミーリング加工することが容易となる。ヘッド主部６の分割数は、ヘッド主部６の大きさ、流される材料の特性、内圧、部分流路３８の加工の容易性等を総合的に考慮して決定されうる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、あらゆる押出装置に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る押出装置の正面図である。
【図２】図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】図３は、図２からヘッド主部のみを抜き出した図である。
【図４】図４は、図１の押出装置を上方から見た図である。
【図５】図５は、分割体を入口側から見た図である。
【図６】図６は、分割体を出口側から見た図である。
【図７】図７は、流路の断面形状を示す図である。
【図８】図８は、流路の断面形状を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
２・・・押出装置
４・・・本体
６・・・ヘッド主部
８・・・スクリュー
１０・・・吐出口
１２・・・吐出面
１４・・・本体流路
２２・・・流路
２４・・・ヘッド主部の入口面
２６・・・ヘッド主部の出口面
３６・・・分割体
３８・・・部分流路
４０・・・貫通孔
４２・・・貫通孔
４４・・・受け面
４６・・・入口側の受け面
４８・・・出口側の受け面
５０・・・入口分割体
５２・・・中間分割体
５４・・・中間分割体
５６・・・出口分割体
【図１】
2008168482.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008168482.tif 000007
【図６】
2008168482.tif 000008
【図７】
2008168482.tif 000009
【図８】
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