JP4582625B2 - ゴム混合比切替装置及びゴム押出機 - Google Patents

Description

本発明は、複数種類のゴムの混合及び非混合を可能にするゴム混合比切替装置、及びそれを備えたゴム押出機に関する。

従来、複数種類のゴムの混合及び非混合を可能にする装置としては、図５に示すように、それぞれ異なる種類のゴムＡ，Ｂの流路を形成するゴム輸送管１１，１２に開閉バルブ１４Ａ，１４Ｂを設けると共に下流端で合流させて１本のゴム輸送管１３を形成する。そして、開閉バルブ１４Ａ，１４Ｂの開閉を制御することにより、ゴム輸送管１３に流れるゴムの種類をＡのみ、Ｂのみ、又はＡとＢとの混合（以下、Ａ＋Ｂと記載する）の何れかに設定する。

しかしながら、この従来装置では、ゴムの種類毎に開閉バルブが必要であるため、ゴムの種類が多くなればなる程、多くの開閉バルブが必要となり、その取付スペースも必要であるため装置が大型化する。

そこで、一つの開閉バルブにより複数種類のゴムの混合及び非混合を可能にする装置が特許文献１に開示されている。このゴム押出機２１は、図６に示すように、ゴムＡ，Ｂをそれぞれ供給するためのホッパ口２２Ａ，２２Ｂ、ホッパ口２２Ａ，２２Ｂに供給されたゴムＡ，Ｂを可塑化するスクリュー２３Ａ，２３Ｂ、及び可塑化されたゴムＡ，Ｂを混合比を変化させて混合する仕切弁２４とを備えている。

仕切弁２４はシリンダ２７を有し、シリンダ２７内の下部に仕切板２８により半分に仕切られゴムＡ，Ｂを通過させるチャンバー２９Ａ，２９Ｂを設けるとともに、チャンバー２９Ａ，２９Ｂの出口でゴムＡ，Ｂのそれぞれの流路２５Ａ、２５Ｂの開口面積を制御するロータリ弁体２６を備えており、ロータリ弁体２６を図示しない駆動モータ等でシリンダ２７の中心軸回りに回動させることにより、ゴムＡ，Ｂの総量を一定にしながらこれらの混合比を無段階に変化させることができる。ゴムＡ，Ｂは流路２５Ａ、２５Ｂの出口で合流し、ロータリ弁体２６に取り付けられら複数の邪魔板３２により規制された流路３１を通過する途中で混ざり合い、仕切弁２４から出たあと、リボン状ゴムの出口となる図示しない口金に導かれる。

ここで、シリンダ２７の内周面とロータリ弁体２６とに囲まれる空間は、可塑化されたゴムＡとＢとを混合するミキシング部を構成する。また、ロータリ弁体２６の回動角度の制御により混合比の制御が可能であり、その可動範囲の限界まで回動させることにより、一方の流路２５Ａもしくは２５Ｂを完全に閉止することができる。
特開２００４−２１６７２５号公報（図３）

しかしながら、前記特許文献１に記載された仕切弁２４では、仕切板２８によりゴムＡ，Ｂを個別に通過させるチャンバー２９Ａ，２９Ｂを設けているため、構成が複雑であり、部品点数が多く、かつシリンダ２７の容積が大きくなるという問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、複数種類のゴムの混合及び非混合を行う機構の単純化、部品点数の削減、及び小型化を実現することである。

請求項１に係る発明は、それぞれ異なる種類のゴムを導入する複数のゴム導入口とゴム導出口とが外周面の異なる周方向位置に配置されたシリンダと、該シリンダ内において該シリンダの中心軸方向に延設され、該シリンダの中心軸の回りに回転する回転弁を備え、該回転弁は、その回転角度に応じて、前記シリンダの内面と該回転弁とにより仕切られた同一空間に対向する前記ゴム導出口に対する前記ゴム導入口の組合せを変化させるとともに、該組合せの全てについて該同一空間に対向するゴム導出口及びゴム導入口を全開状態とし、前記回転弁は前記中心軸から離れた位置に配置されており、前記シリンダの内面と前記回転弁の前記中心軸側の面とにより仕切られる空間に前記ゴム導入口及びゴム導出口を対向させ、前記回転弁は前記シリンダに内接する円柱を前記中心軸から離れ、かつ前記中心軸に平行な平面で切断した形状を有し、前記シリンダの中心軸から前記回転弁の平面迄の距離が前記ゴム導入口及びゴム導出口の半径以上であることを特徴とするゴム混合比切替装置である。
請求項２に係る発明は、それぞれ異なる種類のゴムを導入する複数のゴム導入口とゴム導出口とが外周面の異なる周方向位置に配置されたシリンダと、該シリンダ内において、該シリンダの中心軸方向に延設され、該シリンダの中心軸の回りに回転する回転弁を備え、該回転弁は、その回転角度に応じて、前記シリンダの内面と該回転弁とにより仕切られた同一空間に対向する前記ゴム導出口に対する前記ゴム導入口の組合せを変化させるとともに、該組合せの全てについて該同一空間に対向するゴム導出口及びゴム導入口を全開状態とし、前記回転弁は前記中心軸から離れた位置に配置されており、前記シリンダの内面と前記回転弁の前記中心軸側の面とにより仕切られる空間に前記ゴム導入口及びゴム導出口を対向させ、前記回転弁は前記シリンダに内接する円柱を前記中心軸から離れ、かつ前記中心軸に平行な互いに近接した２つの平面によりスライスした形状を有し、前記シリンダの中心軸から前記回転弁の２つの平面のうち、前記中心軸に近い方の平面迄の距離が前記ゴム導入口及びゴム導出口の半径以上であることを特徴とするゴム混合比切替装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のゴム混合比切替装置において、二つの前記ゴム導入口が対向して配置されており、前記ゴム導出口が該二つのゴム導入口の中間に配置されていることを特徴とするゴム混合比切替装置である。
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のゴム混合比切替装置と、それぞれ異なる種類のゴムを可塑化する複数のゴム可塑化手段と、前記ゴム可塑化手段で可塑化されたゴムを前記ゴム混合比切替装置のゴム導入口へ供給する手段とを備えたことを特徴とするゴム押出機である。

本発明によれば、複数のゴム導入口及びゴム導出口がシリンダの外周面（側面）に配置され、シリンダの中心軸の回りに回転する回転弁がシリンダ内に設けられており、回転弁の回転角度に応じてシリンダと回転弁とにより仕切られた同一空間に対向するゴム導出口に対するゴム導入口との組合せを変化させることにより、導入されたゴムを混合し、又は混合せずに１種類を選択して導出するので、複数種類のゴムを個別に通過させるチャンバー及びそのための仕切板が不要となり、装置構成の単純化及び小型化、並びに部品点数の削減ができる。また、ゴム導出口に対するゴム導入口との組合せの全てについて同一空間に対向するゴム導出口及びゴム導入口を全開状態とするので、ゴムの流れは回転弁に妨げられることなく、スムーズにシリンダ内に導入され、シリンダ外に導出される。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係るゴム混合比切替装置の構成を説明するための図であり、図２は図１における回転弁の斜視図である。本実施形態は、２種類のゴムＡ，Ｂを導入し、Ａ＋Ｂを導出（図１（ａ））、Ａのみ導出（図１（ｂ））、Ｂのみ導出（図１（ｃ））の切替を可能にしたものである。

図１に示すように、本実施形態に係るゴム混合比切替装置は、筐体１と、筐体１内に配置されたシリンダ２と、ゴムＡをシリンダ２内に導入するためのゴム導入管３と、ゴムＢをシリンダ２内に導入するためのゴム導入管４と、ゴムＡ又はゴムＢ又はゴムＡ＋Ｂを導出するためのゴム導出管５とを備えている。ゴム導入管３，４はシリンダ２の対向する位置、即ちシリンダ２の中心軸Ｐ方向の同じ高さであり、かつ外周面の周方向に１８０°離れた位置に接続されている。また、ゴム導出管５はゴム導入管３，４の中間位置、即ちシリンダ２の中心軸方向の同じ高さであり、かつ外周面の周方向に９０°離れた位置に接続されている。

筐体１の前面（図１では下端に記載）には、ゴム導入管３，４のそれぞれの上流側の開口部３ａ，４ａが露出し、筐体１の後面にはゴム導出管５の下流側の開口部５ａが露出している。また、ゴム導入管３，４の下流端はシリンダ２の側面（外周面）に接続されてシリンダ２内に連通しており、その接続部に開口部３ｂ，４ｂを形成している。さらに、ゴム導出管５の上流端はシリンダ２の側面に接続されてシリンダ２内に連通しており、その接続部に開口部５ｂを形成している。ゴム導入管３，４及びゴム導出管５は、断面が同じ半径を有する円形である。本実施形態に係るゴム混合比切替装置は、図５と同様なゴム押出機を構成する装置の一つであり、ゴム導入管３，４の開口部３ａ，４ａには、図５に示すホッパ口２２Ａ，２２Ｂ及びスクリュー２３Ａ，２３Ｂと同様な装置が接続される。

シリンダ２内には、シリンダ２の中心軸Ｐの回りを回転可能な回転弁６が配置されている。図１及び図２に示すように、回転弁６は、シリンダ２に内接する円柱をシリンダ２の中心軸Ｐから離れ、かつ中心軸Ｐに平行な平面で切断した形状を有しており、上端及び下端には、回転弁６を図示されていない回転手段で回転させるための円板７，８を設け、円板７，８の中心には回転軸９，１０を取り付けた。ここで、シリンダ２の中心軸Ｐ（＝回転軸９，１０の中心）から回転弁６の平面６ａ迄の距離は、ゴム導入管３，４及びゴム導出管５の半径以上に設定すればよいが、ここでは半径と同じ値に設定した。また、円板７，８はシリンダ２内の上端部及び下端部に設け、シリンダ２に内接するように構成した。

次に、以上の構成を有するゴム混合比切替装置の動作について、ゴムＡ＋Ｂを導出する場合、ゴムＡのみを導出する場合、及びゴムＢのみを導出する場合の順に説明する。

ゴムＡ＋Ｂを導出する場合は、回転弁６を図１（ａ）に示す角度で停止させる。ゴムＡ，Ｂは、それぞれゴム導入管３，４の開口部３ａ，４ａから管内に入り、開口部３ｂ，４ｂからシリンダ２内に導入される。このとき、シリンダ２の中心軸Ｐから回転弁６の平面６ａ迄の距離とゴム導入管３，４の半径とが同じであるから、回転弁６の時計回り方向の側端とゴム導入管３の開口部３ｂの反時計回り方向の端との位置が同じになり、回転弁６の反時計回り方向の側端とゴム導入管４の開口部４ｂの時計回り方向の端との位置が同じになることで、開口部３ｂ及び開口部４ｂが完全に開いた全開状態となる。このため、ゴムＡ，Ｂの流れは回転弁６に妨げられることなく、スムーズにシリンダ２内に導入される。シリンダ２内に導入されたゴムＡ，Ｂは互いに衝突することより混合され、ゴム導出管５から外部へ押し出される。

ゴムＡのみを導出する場合は、図１（ｂ）に示すように、回転弁６を図１（ａ）から反時計回りに９０°回転させた角度で停止させる。ゴムＡは、ゴム導入管３の開口部３ａから管内に入り、開口部３ｂからシリンダ２内に導入されるが、ゴムＢは、ゴム導入管４の開口部４ｂが回転弁６の外周面により閉鎖されているため、シリンダ２内に導入されない。シリンダ２内に導入されたゴムＡはゴム導出管５から外部へ押し出される。このとき、シリンダ２の中心軸Ｐから回転弁６の平面６ａ迄の距離とゴム導出管５の半径とが同じであるから、回転弁６の反時計回り方向の端とゴム導出管５の開口部５ｂの時計回り方向の端との位置が同じになることで、開口部５ｂが完全に開いた全開状態となる。このため、ゴムＡの流れは回転弁６に妨げられることなく、スムーズにシリンダ２の外に導出される。

ゴムＢのみを導出する場合は、図１（ｃ）に示すように、回転弁６を図１（ａ）から時計回りに９０°回転させた角度で停止させる。ゴムＢは、ゴム導入管４の開口部４ａから管内に入り、開口部４ｂからシリンダ２内に導入されるが、ゴムＡは、ゴム導入管３の開口部３ｂが回転弁６の外周面により閉鎖されているため、シリンダ２内に導入されない。シリンダ２内に導入されたゴムＢはゴム導出管５から外部へ押し出される。このとき、シリンダ２の中心軸Ｐから回転弁６の平面６ａ迄の距離とゴム導出管５の半径とが同じであるから、回転弁６の時計回り方向の端とゴム導出管５の開口部５ｂの反時計回り方向の端との位置が同じになることで、開口部５ｂが完全に開いた全開状態となる。このため、ゴムＢの流れは回転弁６に妨げられることなく、スムーズにシリンダ２の外に導出される。

なお、回転弁として図３の回転弁６’の形状、即ちシリンダ２に内接する円柱をシリンダ２の中心軸Ｐから離れ、かつ中心軸に平行な互いに近接した２つの平面によりスライスした形状にしてもよい。この形状は、回転弁６の外周面側を削ったともいえる。また、シリンダ２に対するゴム導入管３，４及びゴム導出管５の接続位置の変形、混合するゴムの種類の数の増加も可能である。

［第２の実施形態］
図４は本発明の第２の実施形態に係るゴム混合比切替装置の構成を説明するための図である。ここで、図４（ａ）はシリンダの中心軸方向の断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＸ−Ｘ方向の断面図である。図４において、図１と対応する構成要素には、図１で使用した符号を付した。

本実施形態では、ゴム導入口３，４及びゴム導出口５がシリンダ２の外周面上で中心軸に平行な線上に一列に並んで配置されている。また、シリンダ２内に配置された回転弁６は、回転軸６ｃと、それぞれ回転軸６ｃの外周面に配置された弁体６ｄ，６ｅとを備えている。弁体６ｄ，６ｅは、それぞれゴム導入口３，４開口部３ｂ，４ｂと対応する軸方向位置であり、かつ互いに１８０°異なる回転方向位置に取り付けられている。また、弁体６ｄ，６ｅは、回転軸６ｃの回転角度に応じて、（１）弁体６ｄがゴム導入口３の開口部３ｂを閉鎖し、弁体６ｅがゴム導入口４の開口部４ｂを開放する状態、又は（２）弁体６ｄがゴム導入口３の開口部３ｂを開放し、弁体６ｅがゴム導入口４の開口部４ｂを閉鎖する状態、又は（３）弁体６ｄがゴム導入口３の開口部３ｂを開放し、弁体６ｅがゴム導入口４の開口部４ｂを開放する状態のいずれかになる（図４は（１）の状態を示す）。

次に、以上の構成を有するゴム混合比切替装置の動作について、ゴムＢのみを導出する場合、ゴムＡのみを導出する場合、及びＡ＋Ｂを導出する場合の順に説明する。

ゴムＢのみを導出する場合は、回転弁６を図４に示す角度で停止させる。ゴムＢは、ゴム導入管４の開口部４ａから管内に入り、開口部４ｂからシリンダ２内に導入されるが、ゴムＡは、ゴム導入管３の開口部３ｂが回転弁６の弁体６ｄ外周面により閉鎖されているため、シリンダ２内に導入されない。シリンダ２内に導入されたゴムＢはゴム導出管５から外部へ押し出される。

ゴムＡのみを導出する場合は、回転弁６を図４に示す角度でから１８０°回転させた角度で停止させる。ゴムＡは、ゴム導入管３の開口部３ａから管内に入り、開口部３ｂからシリンダ２内に導入されるが、ゴムＢは、ゴム導入管４の開口部４ｂが回転弁６の弁体６ｅ外周面により閉鎖されているため、シリンダ２内に導入されない。シリンダ２内に導入されたゴムＡはゴム導出管５から外部へ押し出される。

ゴムＡ＋Ｂを導出する場合は、回転弁６を図４に示す角度から９０°回転させた角度で停止させる。ゴムＡはゴム導入管３の開口部３ａから管内に入り、開口部３ｂからシリンダ２内に導入され、ゴムＢはゴム導入管４の開口部４ａから管内に入り、開口部４ｂからシリンダ２内に導入される。シリンダ２内に導入されたゴムＡ及びＢは混合されて、ゴム導出管５から外部へ押し出される。

本発明の第１の実施形態に係るゴム混合比切替装置の構成を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態における回転弁の斜視図である。 本発明の第１の実施形態における回転弁の変形例の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係るゴム混合比切替装置の構成を説明するための図である。 複数種類のゴムの混合及び非混合を可能にする従来装置の構成を示す図である。 一つの開閉バルブにより複数種類のゴムの混合及び非混合を可能にする従来装置の構成を示す図である。

符号の説明

２・・・シリンダ、３，４・・・ゴム導入管、５・・・ゴム導出管、６，６’・・・回転弁。

Claims (4)

1. それぞれ異なる種類のゴムを導入する複数のゴム導入口とゴム導出口とが外周面の異なる周方向位置に配置されたシリンダと、該シリンダ内において該シリンダの中心軸方向に延設され、該シリンダの中心軸の回りに回転する回転弁を備え、
   該回転弁は、その回転角度に応じて、前記シリンダの内面と該回転弁とにより仕切られた同一空間に対向する前記ゴム導出口に対する前記ゴム導入口の組合せを変化させるとともに、該組合せの全てについて該同一空間に対向するゴム導出口及びゴム導入口を全開状態とし、
   前記回転弁は前記中心軸から離れた位置に配置されており、前記シリンダの内面と前記回転弁の前記中心軸側の面とにより仕切られる空間に前記ゴム導入口及びゴム導出口を対向させ、
   前記回転弁は前記シリンダに内接する円柱を前記中心軸から離れ、かつ前記中心軸に平行な平面で切断した形状を有し、
   前記シリンダの中心軸から前記回転弁の平面迄の距離が前記ゴム導入口及びゴム導出口の半径以上である
   ことを特徴とするゴム混合比切替装置。
2. それぞれ異なる種類のゴムを導入する複数のゴム導入口とゴム導出口とが外周面の異なる周方向位置に配置されたシリンダと、該シリンダ内において、該シリンダの中心軸方向に延設され、該シリンダの中心軸の回りに回転する回転弁を備え、
   該回転弁は、その回転角度に応じて、前記シリンダの内面と該回転弁とにより仕切られた同一空間に対向する前記ゴム導出口に対する前記ゴム導入口の組合せを変化させるとともに、該組合せの全てについて該同一空間に対向するゴム導出口及びゴム導入口を全開状態とし、
   前記回転弁は前記中心軸から離れた位置に配置されており、前記シリンダの内面と前記回転弁の前記中心軸側の面とにより仕切られる空間に前記ゴム導入口及びゴム導出口を対向させ、
   前記回転弁は前記シリンダに内接する円柱を前記中心軸から離れ、かつ前記中心軸に平行な互いに近接した２つの平面によりスライスした形状を有し、
   前記シリンダの中心軸から前記回転弁の２つの平面のうち、前記中心軸に近い方の平面迄の距離が前記ゴム導入口及びゴム導出口の半径以上である
   ことを特徴とするゴム混合比切替装置。
3. 請求項１又は２記載のゴム混合比切替装置において、
   二つの前記ゴム導入口が対向して配置されており、前記ゴム導出口が該二つのゴム導入口の中間に配置されていることを特徴とするゴム混合比切替装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のゴム混合比切替装置と、それぞれ異なる種類のゴムを可塑化する複数のゴム可塑化手段と、前記ゴム可塑化手段で可塑化されたゴムを前記ゴム混合比切替装置のゴム導入口へ供給する手段とを備えたことを特徴とするゴム押出機。

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