JP2007261185A - 造粒装置用切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、造粒装置のカッタユニットの移動手段によりカッタ軸を移動させることにより、カッタ刃の偏摩耗を防止して長寿命化することを目的とする。
【解決手段】本発明の造粒装置用切断装置は、混練押出機のスクリュによりダイ(21)のノズル孔(21a)から押出される樹脂を造粒装置(10)で切断するようにした構成において、造粒装置(10)のカッタホルダ(15)を回転駆動するカッタ軸(14)が移動手段(40,40A)により軸直角方向へ移動可能にした構成である。
【選択図】図２

Description

本発明は、造粒装置用切断装置に関し、特に、カッタ刃を有するカッタ軸を移動手段により軸直角方向へ移動させることにより、ノズル孔から押出される樹脂を空中切断するカッタ刃の位置をずらし、カッタ刃の寿命を延ばすようにするための新規な改良に関する。

一般に、合成反応により大量生産される合成樹脂原料は、そのままの性状で直ちに成形品の原材料として使用されることは稀であり、通常、成形製品が要求する機械的特性に合わせて粘土粉末、ガラス繊維等の無機材料が混練され、性状の改善が図られている。比較的少容量のこのような合成樹脂原料の性状改善用装置として、スクリュ式二軸混練押出機とその先端のダイから紐（ストランド）状に押出される原料を空中切断する造粒装置とから構成される造粒装置用切断装置がある。

このような造粒装置用切断装置において、従来から使用されている造粒装置として図９から図１１で示されるように、例えば、特許文献１〜３に示される構成のものがある。すなわち、図９から図１１において符号１５で示されるものは、図示しない造粒装置を構成するカッタホルダである。カッタホルダ１５は長尺の厚板状部材であり、その中央を貫通するカッタ軸１４に固定連結されている。このカッタホルダ１５の長尺方向両端部には、カッタ刃１６が設けられている。

図９から図１１において、符号２１で示されるものは、図示しないスクリュ式二軸混練押出機の先端に設けられたダイであり、このダイ２１には、複数箇の貫通孔すなわちノズル孔２１ａが形成され、ダイ表面２１ｂにおいて水平方向に直線的に列となって配置されている。前記カッタ刃１６は、少なくとも直線的に配置された全てのノズル孔２１ａの配置長以上の長さに構成され、ダイ表面２１ｂに沿って移動する場合、全てのノズル孔２１ａの開口部を通過するように配置されている。また、前記カッタホルダ１５が前記カッタ軸１４の周りに旋回することにより、カッタホルダ１５の両端部に組付けられた前記カッタ刃１６が、交互に、ダイ２１のダイ表面２１ｂに所定の押付け力で押付けられた状態で摺動可能なように配置構成されている。

以上のように構成された造粒装置用切断装置において、合成樹脂原料が以下のように造粒される。すなわち、造粒装置の回転駆動により、カッタ軸１４が回転し、カッタ軸１４の周りにカッタホルダ１５が旋回し、カッタホルダ１５の両端部に組付けられたカッタ刃１６がダイ２１のダイ表面２１ｂに沿って摺動する。他方、スクリュ式二軸混練押出機において溶融混練された合成樹脂原料がダイ２１のノズル孔２１ａを経てダイ表面２１ｂに紐状の樹脂として押出される。押出された樹脂５０は、図１２のように、適宜の時間間隔すなわちカッタホルダ１５の旋回速度でダイ表面２１ｂに沿って摺動する２枚又は４枚のカッタ刃１６により切断されペレット５０ａとして造粒される。

特開２００４−３５８６９２号公報 実開平２−１１２３２４号公報 特開平１１−１２９２４４号公報

従来の造粒装置用切断装置は以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、図１３及び図１４に示されるように、カッタホルダがカッタ軸の周りに旋回することにより、カッタホルダの両端部に組付けられたカッタ刃はその同じ箇所が旋回のたびにダイ表面の同じノズル孔の位置を通過する。その結果、ノズル孔を通過する部分Ａのみが摩耗して切れ味が鈍化し、ノズル孔以外を通過する部分Ｂは摩耗せず（摺動による摩耗を除く）、鋭利な刃先状態を維持している。切れ味が鈍化してカッタ刃は、混練押出造粒装置の運転を停止して新品と交換し、廃棄される。従って、カッタ刃は、このような状態で交換され廃棄されているため、運転時間を延ばすことが困難であった。

本発明による造粒装置用切断装置は、混練押出機のスクリュによりダイのノズル孔から押出される樹脂を造粒装置で切断するようにした造粒装置用切断装置において、前記造粒装置のカッタホルダを回転駆動するカッタ軸が移動手段により軸直角方向へ移動可能にした構成であり、また、前記造粒装置は、溝を有するスライドベースと、カッタ刃が設けられた前記カッタ軸を回転可能に支持すると共に前記溝内を直線移動可能なスライド駆動突起を有するカッタユニットと、前記スライドベースに回転自在に保持され前記スライド駆動突起のメネジ部に螺合する駆動ボルトと、からなり、前記移動手段は前記溝、前記スライド駆動突起、前記メネジ部及び前記駆動ボルトにより構成され、前記駆動ボルトの回転により前記カッタ軸がカッタ軸の軸直角方向へ往復移動可能にした構成であり、また、前記駆動ボルトには、ハンドルが設けられている構成であり、また、前記移動手段は、前記カッタ軸のカッタ軸の外周に設けられその外周の外周軸芯と内孔の内孔軸芯とが偏芯して構成される円筒形状の偏芯スリーブと、前記偏芯スリーブをその内側で回転自在に保持するためのカッタユニットのハウジングとよりなり、前記偏芯スリーブの回転により前記カッタ軸が前記カッタ軸の軸直角方向へ往復移動可能にした構成であり、また、前記偏芯スリーブに設けられた回転ハンドルは、前記ハウジングの切欠部から外方へ突出している構成であり、また、前記ダイの各ノズル孔前の前記樹脂の流路において、前記スクリュの回転方向に前記流路を変化させるために、前記各ノズル孔の列方向を前記ダイの０°位置から前記スクリュの回転方向に沿って回転した位置に配設した構成である。

本発明による造粒装置用切断装置は以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、造粒装置のカッタホルダを回転駆動するカッタ軸が軸直角方向へ移動可能に構成されていることにより、カッタ刃の刃幅方向の移動が可能となり、カッタ刃におけるダイのノズル孔の通過位置を変更できる。その結果、カッタ刃は、刃幅方向において均等かつ万編にダイのノズル孔を通過させることが可能になり、均等に摩耗し、摩耗寿命が改善され、生産性が改善される。

本発明は、カッタ刃を有するカッタ軸を移動手段により軸直角方向へ移動させることにより、ノズル孔から押出される樹脂を空中切断するカッタ刃の位置をずらし、カッタ刃の寿命を延ばすようにした造粒装置用切断装置を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による造粒装置用切断装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
造粒装置１０は、スライドベース１１およびこのスライドベース１１上を直線移動可能な状態に設けられたカッタユニット１２により構成されている。このカッタユニット１２はハウジング１３、このハウジング１３を貫通して挿入され回転可能に支持されているカッタ軸１４、カッタ軸１４の一端に固定連結されたカッタホルダ１５、このカッタホルダ１５に設けられたカッタ刃１６、カッタ軸１４の他端に固定連結されたプーリ１７、このカッタユニット１２を移動させるための移動手段４０により構成されている。以上のように構成される造粒装置１０は、図示しないスクリュ式二軸混練押出機の先端部のダイ２１のダイ表面２１ｂに対し、カッタ軸１４が鉛直状態に位置し、カッタ刃１６がダイ表面２１ｂに沿って摺動可能に構成されている。

前記スライドベース１１は、中央部の溝１１ａを有する溝状台座部材である。前記ハウジング１３は、貫通孔１３ａを有する厚肉円筒部材であり、その下部に、貫通孔１３ａと直交する方向にメネジ部１３ｄを有し前記溝１１ａ内を移動するように構成され下方へ突出するスライド駆動突起１３ｃが形成されている。このスライド駆動突起１３ｃのメネジ部１３ｄには、後述する駆動ボルト１９ａが螺合されている。
前記駆動ボルト１９ａの長手方向（軸方向）は前記カッタ軸１４の軸方向と直交しており、この駆動ボルト１９ａの端部に設けられたハンドル１９ｂを介してこの駆動ボルト１９ａを回転させることにより、カッタユニット１２及びカッタ軸１４をその軸方向と直交する方向に図１及び図３で示すＳ１からＳ２間の距離で往復移動することができるように構成されている。
尚、前述の溝１１ａ、スライド駆動突起１３ｃ、メネジ部１３ｄ及び駆動ボルト１９ａにより、前述の往復移動のための移動手段４０を構成している。

図１では、ハウジング１３のメネジ部１３ｄと駆動ボルト１９ａとの螺合結合がハンドル１９ｂを人手により操作される場合を示しているが、ハンドル１９ｂに代えて、制御機能を備えた回転駆動装置を駆動ボルト１９ａに連結して構成することもできる。

前記カッタ軸１４は、軸部材であり、前記ハウジング１３の貫通孔１３ａに回転可能に挿入され、両端が突出され一端には前記カッタホルダ１５が固定され、他端部には前記プーリ１７が固定されている。

前記プーリ１７には、図示しない回転駆動装置が図示しない駆動ベルトにより連結され、カッタ軸１４の回転により、カッタホルダ１５及びカッタ刃１６が回転されるように構成されている。

次に、動作について述べる。まず、図１から図３に示す造粒装置用切断装置において、合成樹脂原料が以下のように造粒される。すなわち、造粒装置１０の回転駆動により、カッタ軸１４が回転し、このカッタ軸１４の周りにカッタホルダ１５が旋回し、カッタ刃１６ダイ２１のダイ表面２１ｂに沿って摺動する。他方、スクリュ式二軸混練押出機において溶融混練された合成樹脂原料がダイ２１のノズル孔２１ａを経てダイ表面２１ｂに紐状に押出される。押出された合成樹脂原料からなる樹脂５０は、適宜の時間間隔でダイ表面２１ｂに沿って摺動する複数のカッタ刃１６により切断されペレット造粒される。

運転開始後の適宜の時間後、ハンドル１９ｂを所定角度、例えば右回転する。この回転操作により、駆動ボルト１９ａがメネジ部１３ｄを介してハウジング１３すなわちカッタユニット１２が図３の右方向すなわちカッタ軸１４の右側軸直角方向へ所定距離移動する。その結果、カッタ軸１４、カッタホルダ１５およびカッタ刃１６がダイ２１のダイ表面２１ｂに沿って右方向へ所定距離移動する。従って、カッタ刃１６がダイ２１のノズル孔２１ａを通過する刃幅方向の位置すなわち切断位置が所定距離移動する。この操作を適宜の時間間隔で繰返すことにより、カッタ刃１６が順次右方向へ所定距離ずつ移動する。

前記ハンドル１９ｂを右回転する操作を繰り返し、移動距離がカッタ刃１６の限界距離Ｓ２の端部まで達すると、その後は、ハンドル１９ｂを所定角度、逆方向へ回転すなわち左回転する。同様にしてハンドル１９ｂの左回転操作を繰返すことにより、カッタ刃１６が左方向へ移動して限界距離Ｓ２を引返し、さらに限界距離Ｓ１まで移動する。以下、この操作を繰返す。

図４及び図５に本発明による造粒装置１０における移動手段４０の他の実施の形態を示す。図４及び図５において、符号１３で示されるものは図１における前記カッタユニット１２を構成するハウジングであり、同様に符号１４で示すものはカッタ軸である。このカッタ軸１４はハウジング１３の貫通孔１３ａに円筒形状の偏芯スリーブ１４ａを介して貫通して挿入されている。前記偏芯スリーブ１４ａは、前記ハウジング１３の貫通孔１３ａに滑動可能に挿入され、内孔５２にカッタ軸１４を滑動可能に挿入していると共に、外周５４の外周軸芯５１と内孔５２の内孔軸芯５３とが偏芯量Ｓ３偏芯して構成されている。前記ハウジング１３には筒状部の一部に切欠き部１３ｅが形成され、偏芯スリーブ１４ａに固定連結されたハンドル１４ｂが切欠き部１３ｅを通して外部へ突出している。造粒装置１０のその他の部分は、前述の図２及び図３の移動手段４０を除いた構造で構成されており、図５の構成における移動手段４０Ａは、偏芯スリーブ１４ａとハウジング１３よりなり、偏芯スリーブ１４ａの回転によりカッタ軸１４がこのカッタ軸１４の軸直角方向へ往復移動可能に構成されている。尚、前記カッタ軸１４のカッタ軸外周１４Ａと前記内孔５２とは回転できる隙間を残してほぼ同一である。すなわち、この偏芯スリーブ１４ａは、図５にも示されているように、断面でみると、一部の肉厚が他よりも厚く、偏肉筒体で構成されている。

図５に示すように構成された造粒装置用切断装置において、合成樹脂原料が以下のように造粒される。すなわち、回転ハンドル１４ｂを適宜の時間間隔で適宜の角度の回転操作をして前記偏芯スリーブ１４ａを回転することにより、カッタ軸１４の軸芯がカッタユニット１２のハウジング１３の軸芯に対して変位し、軸直角方向すなわち矢印下の方向へ順次移動する。以下、図１に示す実施の形態の場合と同様に作用する。

図６に本発明による混練押出造粒装置のスクリュ式二軸混練押出機における他の実施の形態を示す。図６において、スクリュ式二軸混練押出機の先端部に設けられた前記ダイ２１において、一列に並んで配置された前記ノズル孔２１ａが、図６の場合は０°位置７０すなわち縦に、図７の場合は、縦から角度α傾斜して構成されている。すなわち、造粒装置１０のカッタ刃１６の旋回方向において、前記ダイ２１の全てのノズル孔２１ａが相互に離間することなく直径方向に沿って重なり合うように配置されている。

また、図８のように、前記ダイ２１の各ノズル孔２１ａ前の樹脂の流路（図示せず）において、スクリュ８０の回転方向に前記流路を変化させるために、各ノズル孔２１ａの列方向をダイの縦（鉛直方向）すなわち０°位置７０からスクリュの回転方向に沿って回転した位置に配設していることによって、樹脂の流路での滞溜を防止するように構成されている。

本発明による造粒装置用切断装置におけるカッタホルダを示す構成図である。 本発明による造粒装置を示す正面図である。 図２の断面図である。 図１の他の形態を示すカッタホルダの構成図である。 図２の他の形態を示す断面図である。 図２のカッタ刃の移動を示す説明図である。 ダイのノズル孔を示す説明図である。 ダイのノズル孔の他の形態を示す説明図である。 従来のカッタホルダを示す構成図である。 図９の要部の拡大断面図である。 図９の他のカッタホルダを示す構成図である。 図１１の要部の拡大断面図である。 従来のカッタ刃の摩耗状態を示す説明図である。 図１３の断面図である。

符号の説明

１０ 造粒装置
１１ スライドベース
１１ａ 溝
１２ カッタユニット
１３ ハウジング
１３ａ 貫通孔
１３ｃ スライド駆動突起
１３ｄ メネジ部
１３ｅ 切欠き部
１４ カッタ軸
１４ａ 偏芯スリーブ
１４ｂ 回転ハンドル
１５ カッタホルダ
１６ カッタ刃
１７ プーリ
１９ａ 駆動ボルト
１９ｂ ハンドル
２１ ダイ
２１ａ ノズル孔
２１ｂ ダイ表面
Ｓ１ 限界距離
Ｓ２ 限界距離
Ｓ３ 偏芯量

Claims (6)

1. 混練押出機のスクリュ(80)によりダイ(21)のノズル孔(21a)から押出される樹脂(50)を造粒装置(10)で切断するようにした造粒装置用切断装置において、前記造粒装置(10)のカッタホルダ(15)を回転駆動するカッタ軸(14)が移動手段(40,40A)により軸直角方向へ移動可能に構成されていることを特徴とする造粒装置用切断装置。
2. 前記造粒装置(10)は、溝(11a)を有するスライドベース(11)と、カッタ刃(16)が設けられた前記カッタ軸(14)を回転可能に支持すると共に前記溝(11a)内を直線移動可能なスライド駆動突起(13c)を有するカッタユニット(12)と、前記スライドベース(11)に回転自在に保持され前記スライド駆動突起(13c)のメネジ部(13d)に螺合する駆動ボルト(19a)と、からなり、前記移動手段(40)は前記溝(11a)、前記スライド駆動突起(13c)、前記メネジ部(13d)及び前記駆動ボルト(19a)により構成され、前記駆動ボルト(19a)の回転により前記カッタ軸(14)がカッタ軸(14)の軸直角方向へ往復移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の造粒装置用切断装置。
3. 前記駆動ボルト(19a)には、ハンドル(19b)が設けられていることを特徴とする請求項２記載の造粒装置用切断装置。
4. 前記移動手段(40A)は、前記カッタ軸(14)のカッタ軸の外周(14A)に設けられその外周の外周軸芯(51)と内孔(52)の内孔軸芯(53)とが偏芯して構成される円筒形状の偏芯スリーブ(14a)と、前記偏芯スリーブ(14a)をその内側で回転自在に保持するためのカッタユニット(12)のハウジング(13)とよりなり、前記偏芯スリーブ(14a)の回転により前記カッタ軸(14)が前記カッタ軸(14)の軸直角方向へ往復移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の造粒装置用切断装置。
5. 前記偏芯スリーブ(14a)に設けられた回転ハンドル(14b)は、前記ハウジング(13)の切欠部(13e)から外方へ突出していることを特徴とする請求項４記載の造粒装置用切断装置。
6. 前記ダイ(21)の各ノズル孔(21a)前の前記樹脂(50)の流路において、前記スクリュ(80)の回転方向に前記流路を変化させるために、前記各ノズル孔(21a)の列方向を前記ダイの０°位置(70)から前記スクリュ(80)の回転方向に沿って回転した位置に配設したことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の造粒装置用切断装置。

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