(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、
前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第１翼と、前記脱気口よりも下流側の第２翼とを含み、
前記第１翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
前記第２翼は、前記グラデーション領域の最大のリード角よりも大きいリード角を有することを特徴とするゴム押出装置。
【請求項２】
未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、
前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第１翼と、前記脱気口よりも下流側の第２翼とを含み、
前記第１翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
前記第２翼は、前記第１翼の最大のリード角よりも大きいリード角を有することを特徴とするゴム押出装置。
【請求項３】
未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、
前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第１翼と、前記脱気口よりも下流側の第２翼とを含み、
前記第１翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
前記グラデーション領域の押出方向下流の端部から前記脱気口の押出方向上流の端部までのスクリュー軸方向の距離は、前記グラデーション領域のスクリュー軸方向の長さよりも小さいことを特徴とするゴム押出装置。
【請求項４】
未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
前記スクリュー軸は、軸本体と、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼とを具えており、
前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第１翼と、前記脱気口よりも下流側の第２翼とを含み、
前記第１翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
前記グラデーション領域の押出方向下流の端部から前記脱気口の押出方向上流の端部までのスクリュー軸方向の距離は、前記軸本体の直径よりも小さいことを特徴とするゴム押出装置。
【請求項５】
未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、
前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第１翼と、前記脱気口よりも下流側の第２翼とを含み、
前記第１翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
前記グラデーション領域の押出方向下流の端部から前記脱気口の押出方向上流の端部までのスクリュー軸方向の距離は、前記螺旋翼の直径よりも小さいことを特徴とするゴム押出装置。
【請求項６】
未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、
ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、
前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、
前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、
前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第１翼と、前記脱気口よりも下流側の第２翼とを含み、
前記第１翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含み、
前記グラデーション領域の押出方向下流の端部から前記脱気口の押出方向上流の端部までのスクリュー軸方向の距離は、前記脱気口のスクリュー軸方向の長さよりも小さいことを特徴とするゴム押出装置。
【請求項７】
前記グラデーション領域は、スクリュー軸方向において、前記第１翼の全範囲を形成している請求項１乃至６のいずれかに記載のゴム押出装置。
【請求項８】
前記グラデーション領域は、前記リード角が連続的に変化する請求項１乃至７のいずれかに記載のゴム押出装置。
【請求項９】
前記グラデーション領域は、前記リード角が段階的に変化する請求項１乃至８のいずれかに記載のゴム押出装置。
【請求項１０】
前記グラデーション領域において、前記第１翼をスクリューの軸方向に貫通する少なくとも１つの第１溝が形成され、
前記第１溝は、前記投入口に向って溝断面が漸増する拡張部を含む請求項１乃至９のいずれかに記載のゴム押出装置。
【請求項１１】
前記拡張部は、前記第１溝の前記投入口側の端部に設けられている請求項１０記載のゴム押出装置。
【請求項１２】
前記グラデーション領域において、前記第１翼のスクリュー軸方向で対向する翼表面間を連結する少なくとも一つの連結片をさらに含み、
前記連結片には、該連結片をスクリュー軸方向と交差する向きに貫通する少なくとも一つの第２溝が形成されている請求項１乃至１１のいずれかに記載のゴム押出装置。
【請求項１３】
前記第２溝は、前記第１翼の前記リード角にほぼ等しい角度で傾斜している請求項１２記載のゴム押出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴム押出装置にあっては、ケーシングに未加硫ゴムから脱気するための脱気口が設けられている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１では、脱気後の移送速度を脱気前の移送速度よりも速くしたゴム押出装置が開示されている。また、同ゴム押出装置では、脱気口の直前で、軸方向に対向するスクリュー翼を連結する連結片を設けて未加硫ゴムの流路を縮小することにより、ゴムの充填性を高め、ゴムが脱気口から排出されることが防止されている（同文献の段落「００１４」、「００１５」参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８６３３９２号公報
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に示されるゴム押出装置にあっては、連結片の手前で流路が急激に縮小されるため、未加硫ゴムの流動抵抗が大きくなるため、ゴムの吐出量が低下し、生産性が悪化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ケーシング内でのゴムの充填性を高めつつ、生産性の悪化を抑制できるゴム押出装置を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、未加硫ゴムを押し出すためのゴム押出装置であって、ケーシングと、前記ケーシングの内部に収容されたスクリュー軸とを含み、前記ケーシングは、前記未加硫ゴムを前記ケーシング内部に投入するための投入口と、前記未加硫ゴムを吐出するための吐出口と、これらの間に位置しかつ真空装置に連結された脱気口とを含み、前記スクリュー軸は、前記ケーシング内の前記未加硫ゴムを前記吐出口に向かって混練しながら押し出す螺旋翼を具えており、前記螺旋翼は、前記脱気口よりも上流側の第１翼と、前記脱気口よりも下流側の第２翼とを含み、前記第１翼は、少なくとも前記脱気口の直前部分において、リード角が漸減するグラデーション領域を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記第２翼は、前記グラデーション領域の最大のリード角よりも大きいリード角を有することが望ましい。
【０００９】
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記第２翼は、前記第１翼の最大のリード角よりも大きいリード角を有することが望ましい。
【００１０】
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記グラデーション領域は、スクリュー軸方向において、前記第１翼の全範囲を形成していることが望ましい。
【００１１】
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記グラデーション領域は、前記リード角が連続的に変化することが望ましい。
【００１２】
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記グラデーション領域は、前記リード角が段階的に変化することが望ましい。
【００１３】
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記グラデーション領域において、前記第１翼をスクリューの軸方向に貫通する少なくとも１つの第１溝が形成され、前記第１溝は、前記投入口に向って溝断面が漸増する拡張部を含むことが望ましい。
【００１４】
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記拡張部は、前記第１溝の前記投入口側の端部に設けられていることが望ましい。
【００１５】
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記グラデーション領域において、前記第１翼のスクリュー軸方向で対向する翼表面間を連結する少なくとも一つの連結片をさらに含み、前記連結片には、該連結片をスクリュー軸方向と交差する向きに貫通する少なくとも一つの第２溝が形成されていることが望ましい。
【００１６】
本発明に係る前記ゴム押出装置において、前記第２溝は、前記第１翼の前記リード角にほぼ等しい角度で傾斜していることが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のゴム押出装置では、脱気口よりも上流側でのスクリュー軸の第１翼が、脱気口の直前部分でリード角が漸減するグラデーション領域を有するので、ゴムの吐出量を維持しつつ、上記グラデーション領域でゴムの充填性が徐々に高められる。これにより、ケーシング内でのゴムの充填性と生産性との両立を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のゴム押出装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のグラデーション領域を拡大して示す断面図である。
【図３】図２の脱気口の近傍でのスクリュー軸を示す斜視図である。
【図４】図３の第１翼の一部を拡大して示すスクリュー軸の側面図である。
【図５】図３の連結片を示すスクリュー軸の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態のゴム押出装置１の断面図である。図１に示されるように、本実施形態のゴム押出装置１は、ケーシング２と、ケーシング２の内部に収容されたスクリュー軸３とを含んで構成されている。ケーシング２の下流側には、ギヤポンプ７が設けられている。
【００２０】
ケーシング２は、未加硫ゴムＧをケーシング２内部に投入するための投入口２１と、未加硫ゴムＧを吐出するための吐出口２２と、これらの間に位置しかつ真空装置（図示せず）に連結された脱気口２３とを含んでいる。
【００２１】
スクリュー軸３は、軸本体３１と、軸本体３１からスクリュー軸３の径方向外側に突出する螺旋翼３２とを具える。螺旋翼３２は、スクリュー軸３の軸方向にずれながら周方向に連続して形成されている。螺旋翼３２は、ケーシング２内の未加硫ゴムＧを吐出口２２に向かって混練しながら押し出す。吐出口２２から吐出された未加硫ゴムＧは、ギヤポンプ７に供給される。
【００２２】
螺旋翼３２は、脱気口２３よりも上流側の第１翼４１と、脱気口２３よりも下流側の第２翼４２とを含んでいる。第１翼４１の下流側端部は、第２翼４２の上流側端部連続して形成されている。これにより、第１翼４１と第２翼４２とが、スクリュー軸３の軸方向に連続する一つの螺旋翼３２を構成する。
【００２３】
第１翼４１は、少なくとも脱気口２３の直前部分２４において、リード角θ１が変化するグラデーション領域４１Ａを含む。
【００２４】
図２は、グラデーション領域４１Ａでのゴム押出装置１の断面図である。グラデーション領域４１Ａでは、投入口２１から脱気口２３に向って第１翼４１のリード角αが漸減する。第１翼４１のリード角αが漸減すると、スクリュー軸３の軸方向に対向する第１翼４１のピッチすなわち未加硫ゴムＧの流路断面も漸減する。従って、グラデーション領域４１Ａでの急激な流路の縮小が回避され、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの吐出量が容易に確保されうる。また、グラデーション領域４１Ａでの流路が緩やかに縮小されることに伴い、グラデーション領域４１Ａを通過する未加硫ゴムＧの充填性が徐々に高められ、脱気口２３の直前部分２４で未加硫ゴムＧが十分に充填される。これにより、ケーシング２内での未加硫ゴムＧの充填性と生産性との両立を図ることが可能となる。
【００２５】
本実施形態では、図１に示されるように、第２翼４２のリード角βは、一定である。そして、図２に示されるように、第２翼４２のリード角βは、グラデーション領域４１Ａでの第１翼４１の最大のリード角α１よりも大きいのが望ましい。これにより、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの押出速度が高められ、ギヤポンプ７への未加硫ゴムＧの供給量が十分に確保される。また、脱気口２３の直前部分２４での未加硫ゴムＧの充填性が高められる。
【００２６】
さらに、第２翼４２のリード角βは、第１翼４１の最大のリード角α２よりも大きいのが望ましい。これにより、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの押出速度がさらに高められ、ギヤポンプ７への未加硫ゴムＧの供給量が十分かつ容易に確保されうる。また、脱気口２３の直前部分２４での未加硫ゴムＧの充填性が容易に高められる。
【００２７】
第２翼４２のリード角βは、脱気口２３から吐出口２２に向って漸増するように構成されていてもよい。これにより、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの押出速度がさらに高められ、ギヤポンプ７への未加硫ゴムＧの供給量が十分かつ容易に確保されうる。
【００２８】
グラデーション領域４１Ａは、スクリュー軸３の軸方向において、第１翼４１の全範囲、すなわち脱気口２３よりも上流側の全範囲を形成しているのが望ましい。これにより、第１翼４１のリード角αが緩やかに漸減し、グラデーション領域４１Ａでの流路の縮小が一層緩やかとなり、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの吐出量が容易に確保されうる。
【００２９】
グラデーション領域４１Ａでは、第１翼４１のリード角αが連続的に変化するのが望ましい。これにより、第１翼４１のリード角αが緩やかに漸減し、グラデーション領域４１Ａでの流路の縮小が一層緩やかとなる。
【００３０】
グラデーション領域４１Ａでは、第１翼４１のリード角αが段階的に変化する形態であってもよい。このようなスクリュー軸３は、設計及び製造が容易であり、ゴム押出装置１のコストダウンを容易に図ることができる。
【００３１】
図３は、脱気口２３の近傍でのスクリュー軸３を示している。グラデーション領域４１Ａの第１翼４１には、少なくとも１つの第１溝４５が形成されているのが望ましい。第１溝４５は、第１翼４１をスクリュー軸３の軸方向に貫通する。
【００３２】
第１翼４１に第１溝４５が形成されていることにより、未加硫ゴムＧの一部が第１溝４５を通過し、グラデーション領域４１Ａでの未加硫ゴムＧの流動抵抗が低下し、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの吐出量が一層容易に確保されうる。また、軸本体３１、スクリュー軸３の軸方向に対向する第１翼４１及びケーシング２の内壁によって囲まれた流路Ｒを通過する未加硫ゴムＧと第１溝４５を通過する未加硫ゴムＧとの間に発生するせん断変形によって、良好な混練が得られる。さらに、第１溝４５を通過した未加硫ゴムＧが下流側の未加硫ゴムＧと混練されるので、未加硫ゴムＧの混練が一層良好となる。
【００３３】
第１溝４５の断面は、上記流路Ｒの断面よりも小さいので、第１溝４５を通過する未加硫ゴムＧの速度は、上記流路Ｒを通過する未加硫ゴムＧの速度よりも大きくなる。従って、第１溝４５には、拡張部４６が形成されているのが望ましい。拡張部４６は、投入口２１に向って溝断面が漸増するように形成されている。第１溝４５に拡張部４６が形成されることにより、第１溝４５に流れ込む未加硫ゴムＧの流動抵抗がより一層低下し（すなわち第１溝４５での圧力損失が低減され）、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの吐出量が一層容易に確保されうる。
【００３４】
図４は、第１溝４５を拡大して示している。拡張部４６において溝中心線を挟んで対向する溝縁の角θは、６０゜〜９０゜が望ましい。上記角θが６０゜未満の場合、第１溝４５に占める高せん断負荷領域（拡張部４６以外の領域）が短くなり、圧力損失の低減は見込めても、第１溝４５を通過する際に達成される高せん断変形、高せん断発熱が得られなくなるおそれがある。一方、上記角θが９０゜を超える場合、第１溝４５に拡張部４６を設けることによる圧力損失の低減効果が限定的となる。
【００３５】
拡張部４６は、第１溝４５の投入口２１側の端部、すなわち、第１溝４５の上流側に設けられているのが望ましい。このような拡張部４６により、上記流路Ｒから第１溝４５に未加硫ゴムＧが流れ込みやすくなり、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの吐出量が一層容易に確保されうる。
【００３６】
拡張部４６と第１溝４５との交差部分４６ａの角は、丸められていてもよい。これにより、拡張部４６から第１溝４５に未加硫ゴムＧが流れ込みやすくなり、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの吐出量が一層容易に確保されうる。
【００３７】
図３に示されるように、グラデーション領域４１Ａには、少なくとも一つの連結片４７が設けられているのが望ましい。連結片４７は、第１翼４１のスクリュー軸３の軸方向で対向する翼表面間を連結する。連結片４７は、スクリュー軸３の軸方向に沿って形成されている。連結片４７は、軸本体３１から上記流路Ｒに突出して形成されている。従って、上記流路Ｒを流れる未加硫ゴムＧが連結片４７によってせき止められ、上記流路Ｒの上流側の未加硫ゴムＧの圧力が高められる。これにより、脱気口２３の直前部分２４での未加硫ゴムＧの充填性が容易に高められると共に、上記流路Ｒから第１溝４５に未加硫ゴムＧが流れ込みやすくなり、未加硫ゴムＧの混練が一層良好となる。
【００３８】
連結片４７は、複数設けられていてもよい。この場合、各連結片４７の突出高さが上記流路Ｒの下流側に向って漸増するのが望ましい。これにより、脱気口２３の直前部分２４での未加硫ゴムＧの充填性が容易に高められる。
【００３９】
図５は、連結片４７を示している。連結片４７には、少なくとも一つの第２溝４８が形成されているのが望ましい。第２溝４８は、連結片４７をスクリュー軸３の軸方向と交差する向き（すなわち、連結片４７の厚さ方向）に貫通する。
【００４０】
連結片４７に第２溝４８が形成されていることにより、連結片４７によってせき止めらた未加硫ゴムＧの一部が第２溝４８を通過する。これにより、脱気口２３の直前部分２４での未加硫ゴムＧの充填性を維持しつつ、未加硫ゴムＧの流動抵抗が低減され、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの吐出量が容易に確保されうる。
【００４１】
第２溝４８は、連結片４７の両端の第１翼４１のリード角αにほぼ等しい角度で傾斜しているのが望ましい。連結片４７の両端の第１翼４１のリード角αが異なる場合、その平均角度で傾斜しているのが望ましい。これにより、上記流路Ｒを通過する未加硫ゴムＧの一部が第２溝４８を円滑に通過するので、未加硫ゴムＧの流動抵抗が低減され、吐出口２２からの未加硫ゴムＧの吐出量が容易に確保されうる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。
【符号の説明】
【００４３】
１    ゴム押出装置
２    ケーシング
３    スクリュー軸
２１    投入口
２２    吐出口
２３    脱気口
３２    螺旋翼
４１    第１翼
４１Ａ  グラデーション領域
４２    第２翼
α    リード角
Ｇ    未加硫ゴム
【図１】
0006736972.tif 000002
【図２】
0006736972.tif 000003
【図３】
0006736972.tif 000004
【図４】
0006736972.tif 000005
【図５】
0006736972.tif 000006