(57)【要約】【課題】断面形状がＷ型の二双の胴体内に、互いに９０度位相をずらして逆方向へ回転する混練軸を備えた双腕式混練機において、前記混練軸の軸方向での排出量の偏りを防止でき、かつ加熱や冷却のための構造を簡単なものとする。【解決手段】双胴式胴体の下部に設けられた排出用開口部に、当該排出用開口部に臨む表面が断面凸状の曲面として形成され、内部に冷却媒体、加熱媒体又は加熱用ヒータを導入できる空間部を備えた弁体を前記混練軸と平行に回転可能に設けるとともに、該弁体を開口部に当接する方向及び開口部から離れる方向に移動させる移動手段と、該弁体を前記混練軸と平行に回転させる回転手段とを設けた。【選択図】        図１
2004313927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状がＷ型の二双の胴体内に、互いに９０度位相をずらして逆方向へ回転する混練軸を備えた双腕式混練機において、前記胴体の下部に設けられた排出用開口部に、当該排出用開口部に臨む表面が断面凸状の曲面として形成され、内部に冷却用もしくは加熱用の媒体又は加熱用ヒータを導入できる空間部を備えた弁体を前記混練軸と平行に回転可能に設けるとともに、該弁体を開口部に当接する方向及び開口部から離れる方向に移動させる弁体移動手段と、該弁体を前記混練軸と平行に回転させる回転手段とを設けたことを特徴とする双腕式混練機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面形状がＷ型の双腕式混練機（ニーダー）に設けられている排出用開口部を閉塞するための弁体の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
断面形状がＷ型の二双の胴体内に軸支され、互いに９０度位相をずらして逆方向へ回転する混練軸に混練翼を設けた双腕式混練機がゴム、プラスチック等の混練に使用されている。この種の混練機の底部には、混練済の材料を排出するための開口部が設けられており、該排出用開口部には、開閉自在な弁体が設けられている。
【０００３】
上記排出用開口部を開閉する弁体としては、種々の構造のものがあり、例えば、大容量の混練機の場合は、材料の排出量が多くなるので、開口部も大きく形成し、この部分に混練軸に沿ってシリンダ等でスライドさせられる弁体を設けたものが知られている。しかしながら、このような軸方向に沿ってスライドする構造の弁体（排出ゲート）を設けたものは、開き始めに多量の材料が排出され、開き終りに近づくにつれて排出量が少なくなる結果、混練機の軸方向に沿って排出量の偏りが生じるという問題点がある。また、スライドのためのシリンダとしてストロークの長いシリンダや、レールが必要となるため、構造的に複雑となるという問題点もある。
【０００４】
上記スライド式の弁体の問題点を改良するものとして、二軸式ミキサの混練槽の底部中央に混練軸に沿って排出口を開口するとともに、該排出口を閉塞する断面山形の排出ゲートを設け、この排出ゲートをその山形の頂点より側方に偏った位置で混練軸に沿わせて二つに分割し、頂点を含む部分を大ゲート、他方の部分を小ゲートとし、これら両ゲートを排出口の両側縁にそれぞれ回動自在に設けた二軸式ミキサが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２４６０７号公報
【０００６】
上記特許文献１に記載の二軸式ミキサは、混練軸に沿って分割した大ゲートと小ゲートからなる排出ゲートを排出口の側縁部を中心として回転させることにより開閉するので、材料を排出するとき、ゲートを混練軸の軸方向に対して均一な開度で開くことができ、混練軸の軸方向に対する排出量の偏りが少なくてすむほか、排出時にはまず小ゲートを開いて材料の排出を開始し、ついで大ゲートを開いて排出することにより、運搬車の荷台に与える衝撃を緩和することができるとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、材料を加熱又は冷却しながら混練する場合に、装置だけでなくゲートも加熱又は冷却する必要があるが、上記特許文献１に記載の装置のように２分割したゲートでは、加熱や冷却のための構造が複雑となり、装置の値段が高くなるという問題があるほか、耐久性にも問題が生じるおそれがあった。そこで本発明は、混練軸の軸方向での排出量の偏りを防止でき、かつ加熱や冷却のための構造を簡単なものとすることのできる混練機を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本発明に係る双腕式混練機は、断面形状がＷ型の二双の胴体内に、互いに９０度位相をずらして逆方向へ回転する混練軸を備えた双腕式混練機において、前記胴体の下部に設けられた排出用開口部に、当該排出用開口部に臨む表面が断面凸状の曲面として形成され、内部に冷却用もしくは加熱用の媒体又は加熱用ヒータを導入できる空間部を備えた弁体を前記混練軸と平行に回転可能に設けるとともに、該弁体を開口部に当接する方向及び開口部から離れる方向に移動させる弁体移動手段と、該弁体を前記混練軸と平行に回転させる回転手段とを設けたことを特徴としている。
【０００９】
この双腕式混練機は、混練軸と平行な軸を中心に弁体を回転させることができるとともに、排出用開口部に対し該弁体を移動させることができるもので、混練時には当該弁体を開口部に押し付けて該開口部を閉塞し、排出時には、弁体を開口部から離れる方向に若干移動させて回転させることにより、開口部を開くことができる。弁体は、回転軸と平行に回転するので、軸方向における排出量の偏りを少なくすることができる。また、弁体は一つの部材として形成された一体型の弁体であるから、内部に冷却媒体、加熱媒体又は加熱用ヒータを導入する空間部を設ける構造を簡単なものとすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に表された本発明の実施形態に基づいて、本発明をより具体的に説明する。
【００１１】
図は、本発明の双腕式混練機の１例を表すもので、この混練機１は、断面形状が概略Ｗ型の胴体（混練層）２を備え、その内部に、互いに９０度位相をずらして逆方向へ回転する一対の混練軸３，３が平行に設けられている。混練軸３，３には、原料を混練するための混練混練翼４がそれぞれ設けられている。混練軸３は、モータを内蔵する駆動部５の回転出力軸にギヤーカップリング７を介して連結されている。図中の９は、回転翼に冷却媒体又は加熱媒体を導入するための通路となる空間部である。なお、必要に応じて、この空間部９に加熱用ヒータを配設できるように設計することも可能である。
【００１２】
この混練機１の胴体２の底部には、その軸方向中央部に、所定長さ（Ｌ）の排出用開口部１０が混練軸３，３に沿って形成されている。また、この排出用開口部１０は、双胴式の胴体２の幅方向中央部に、Ｗ型を呈する両側の胴部に等しく開口するように設けられている。
【００１３】
上記排出用開口部１０の下側には、該開口部を閉塞するための弁体（ゲート）１５が設けられている。弁体１５は、開口部１０に臨む表面が円弧状の凸状曲面１５ａとして形成された断面扇形となっており、基部が軸１７によって支持されている。図示例では、弁体の表面が断面円弧状に形成されているが、混練翼４の外周に沿う山形に形成してもよい。
【００１４】
軸１７は、左側の軸１７ａと右側の軸１７ｂとに２分割されており、それぞれの端部が弁体１５の左右の端部に固着されている。また、軸１７ａ，１７ｂは同心の軸として形成されていて、その中間部は、若干上下動可能な軸受け２０，２０によってそれぞれ支承されている。なお、図１の左側の軸１７ａは、上記軸受け２０とは別の上下動可能な軸受け２０’によっても支承されている。
【００１５】
上記軸１７ａの端部には、半径方向に突出するアーム２５の端部に取り付けたリング２６が回転自在に取り付けられており、該アーム２５の反対側の端部には、開閉用油圧シリンダ３０のロッドが連結されている。シリンダ３０は、別設の架台上に軸３１によって上下回動自在に支持されている。このシリンダ３０を伸縮させることにより、弁体１５を軸１７の軸心回りに回転させ、排出用開口部１０を開閉することができる。
【００１６】
一方、反対側の軸１７ｂの端部には、弁体１５の開度を検出するセンサ（例えばロータリーエンコーダ）３３が自在継手３４を介して接続されている。軸１７ｂの回転角度をこのセンサ３３で検出することにより、弁体１５の開度を知ることができる。
【００１７】
前記軸１７ａ，１７ｂの軸受け２０，２０は、それぞれベース３５上に設けた縦方向のアクチュエータであるシリンダ３７，３７によって支持されていて、このシリンダ３７を伸縮させることにより、軸１７ａ，１７ｂが上下に若干上下動するようになっている。この直線的移動量は、数ｍｍで十分である。弁体１５で開口部１０を閉塞するときは、弁体１５の円弧状表面を排出口１０に向けた状態で、上記シリンダ３７，３７を伸長させ、該弁体１５を開口部の縁部に押し付ける。また、開口部１０を開くときは、シリンダ３７，３７を収縮させて弁体１５を数ｍｍ下向きに移動させ、開口縁部から離すことができる。なお、軸１７ａ，１７ｂを上下移動させるアクチュエータとしては、上記シリンダ３７の代わりに、例えばねじ棒を回転させることにより直線運動をさせるねじ式アクチュエータ等、他の適当なアクチュエータを採用することもできる。
【００１８】
図示例の弁体１５には、前述のとおり、冷却媒体である水を流通させることのできる空間部９が設けられている。この空間部９は、図示例では平面視においてジグザグ状の流通路として形成されている。また、軸１７ａには、前記空間部９に連通する２本の流通路４２，４３が軸方向に沿って設けられている。一方の流通路４２は冷却媒体を導入する導入孔であり、他方の流通路４３は弁体内を循環した冷却媒体を排出する排出孔である。軸１７ａの端部にはロータリージョイント４５が取り付けてあり、これに前記流通路４２，４３に連通する導入用ホース４６及び排出用ホース４７がそれぞれ接続されている。
【００１９】
次に、この混練機を用いて原料の混練を行う場合について説明する。この混練機の使用に際しては、開口部１０を弁体１５で閉塞した状態で、回転軸３，３を回転させ、胴体２の上方の開口部（投入口）２ａから原料を投入する。この原料は、回転軸３，３によって混練される。この間必要に応じて回転軸及び弁体１５内に冷却媒体例えば水を流通させる。
【００２０】
混練が終了して原料を排出するときは、前記シリンダ３７，３７を収縮させて弁体１５を若干（例えば３ｍｍ程度）下降させ、開口部１０から引き離した後、開閉用シリンダ３０を伸長させて弁体を図３の矢印方向に回転させる。すると開口部１０が開いて、内部の原料が落下排出される。弁体１５は、混練軸３に沿って所定長さに設けられており、該混練軸に平行に回転するので、軸方向における排出量の偏りは生じない。また、弁体１５を一旦下降させ、回転させて開口部を開くので、排出がある程度徐々に行われることになり、排出時の衝撃を緩和することができる。
【００２１】
原料を排出して再度開口部１０を閉塞するときは、シリンダ３０を収縮させて弁体１５をその凸状表面が開口部１０に臨むように回転させ、ついでシリンダ３７，３７を伸長させて弁体１５を開口部１０の周縁部に押し付ける。これにより、開口部１０が完全に閉塞されるのである。
【００２２】
この双腕式混練機１は、胴体２の底部に設けられた排出用の開口部１０を一つの部材として形成された弁体１５によって開閉するものであるから、構造的に簡単である。また、弁体１５が一体として形成されているので、その内部に冷却用又は加熱用の媒体を導入する構造を簡単なものとすることができる。さらに、弁体１５を回転以外に若干上下動させることができるので、開閉時に回転させるとき、該弁体が開口部１０の周縁部に接触することを避けることが可能であり、円滑な回転動作を確保できるのみならず、弁体と胴体底部との摺動による傷等の発生を防止することもできる。
【００２３】
なお、以上の説明では、弁体内に冷却媒体例えば水を導入して冷却する例について説明したが、冷却媒体の代わりに加熱媒体例えば熱湯を導入することも可能であり、さらには弁体内に電気ヒータを導入してより高温に加熱することも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係る双腕式混練機は、一体型に形成された弁体が、混練軸と平行な軸回りに回転可能であるとともに、上下動可能であるから、胴体底部に設けられた排出用開口部の開閉動作を円滑に行うことができ、軸方向における排出量の偏りも生じないものとなった。また、弁体が一つの部材として形成されているので、その内部に冷却媒体、加熱媒体、加熱用ヒータ等を導入する構造を簡単なものとすることができ、特に付着性を有する原料等の混練に適したものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の双腕式混練機の縦断面図である。
【図２】そのＡ−Ａ矢視図である。
【図３】その左側面図である。
【図４】弁体の平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１              双腕式混練機
２              胴体
３              混練軸
５              駆動部
１０              排出用開口部
１５              弁体
１７              軸
２０              軸受け
３０              開閉用シリンダ
３７              シリンダ
【図１】
2004313927.tif 000003
【図２】
2004313927.tif 000004
【図３】
2004313927.tif 000005
【図４】
2004313927.tif 000006