特開 2024-154676 押出ヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024154676

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】押出ヘッド

(51)【国際特許分類】

   B29C 48/34 20190101AFI20241024BHJP

   B29C 48/325 20190101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

B29C48/34

B29C48/325

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023068636

(22)【出願日】2023-04-19

(71)【出願人】

【識別番号】000212728

【氏名又は名称】中田エンヂニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(74)【代理人】

【識別番号】100206586

【弁理士】

【氏名又は名称】市田 哲

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 忠資

【テーマコード（参考）】

4F207

【Ｆターム（参考）】

4F207AA45

4F207AD15

4F207AG08

4F207AJ08

4F207KA01

4F207KA17

4F207KB18

4F207KL58

4F207KL76

4F207KL77

4F207KL80

4F207KM15

(57)【要約】

【課題】 メンテナンス性に優れ、メンテナンス後の調整時間も短縮可能な押出ヘッドを提供する。
【解決手段】 可塑性を有するゴム材料Ｇを管状体Ｇ１として押し出すための押出ヘッド１である。管状体Ｇ１の外周形状を形成するための開口部２ａを有するダイ２と、管状体Ｇ１の内周形状を形成するためのテーパー部３ａとテーパー部３ａの軸方向の反対側に設けられた第１ネジ部３ｂとを有するスピンドル３と、スピンドル３を軸方向にのみ移動可能に支持する支持部４ａと、開口部２ａとテーパー部３ａとの間の距離を調整するための調整機構５とを含む。調整機構５は、第１ネジ部３ｂにネジ結合された第２ネジ部６ａを有する第１歯車６と、第１歯車６に噛み合う第２歯車７と、第２歯車７を回転させるための駆動部８とを含む。第２歯車７は、第１歯車６に噛み合う第１位置Ｐ１と、第１歯車６から離隔した第２位置Ｐ２とに移動可能に構成されている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可塑性を有するゴム材料を管状体として押し出すための押出ヘッドであって、
前記管状体の外周形状を形成するための開口部を有するダイと、
前記管状体の内周形状を形成するためのテーパー部と前記テーパー部の軸方向の反対側に設けられた第１ネジ部とを有するスピンドルと、
前記スピンドルを軸方向にのみ移動可能に支持する支持部と、
前記開口部と前記テーパー部との間の距離を調整するための調整機構とを含み、
前記調整機構は、前記第１ネジ部にネジ結合された第２ネジ部を有する第１歯車と、前記第１歯車に噛み合う第２歯車と、前記第２歯車を回転させるための駆動部とを含み、
前記第２歯車は、前記第１歯車に噛み合う第１位置と、前記第１歯車から離隔した第２位置とに移動可能に構成されている、
押出ヘッド。

【請求項2】

前記第１歯車及び前記第２歯車は、それぞれ、傘歯車である、請求項１に記載の押出ヘッド。

【請求項3】

前記第２歯車は、前記第１位置と前記第２位置との間を旋回移動可能に構成されている、請求項１に記載の押出ヘッド。

【請求項4】

前記第２歯車は、前記第１位置と前記第２位置との間を直線移動可能に構成されている、請求項１に記載の押出ヘッド。

【請求項5】

前記調整機構は、前記第２歯車の前記第１位置を規定する位置決め手段を含む、請求項１に記載の押出ヘッド。

【請求項6】

前記第１歯車を間接的に支持する第１部材と、前記第２歯車を間接的に支持する第２部材とを含み、
前記位置決め手段は、前記第１部材及び前記第２部材の一方に形成されたテーパー孔部と、前記第１部材及び前記第２部材の他方に形成され、かつ、前記テーパー孔部に接触可能なテーパー突部とを含む、請求項５に記載の押出ヘッド。

【請求項7】

前記位置決め手段は、少なくとも２本の位置決めピンを含む、請求項５に記載の押出ヘッド。

【請求項8】

前記スピンドルは、前記スピンドルを貫通する中空部を有する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の押出ヘッド。

【請求項9】

前記調整機構は、前記開口部の軸心位置に対する前記テーパー部の軸心位置を調整するための調心手段を有する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の押出ヘッド。

【請求項10】

前記調心手段は、前記ダイに設けられた駆動モータと、前記開口部を介して前記駆動モータと対向する位置に設けられた弾性部材とを含む、請求項９に記載の押出ヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可塑性を有するゴム材料を管状体として押し出すための押出ヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、可塑性を有するゴム材料を管状体として押し出すための押出ヘッド、いわゆるクロスヘッドが種々知られている。例えば、下記特許文献１は、ダイスの中心とクロスヘッドの中心との位置決めを行う調芯機構を有することで振れ精度を向上し得る押出し機を提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２９０３６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の押出ヘッドは、構造が複雑であり、メンテナンスに多大な時間を要するとともに、メンテナンス後の調整作業にも多大な時間を要するという問題があった。

【0005】

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、メンテナンス性に優れ、メンテナンス後の調整時間も短縮可能な押出ヘッド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】

【0006】

本発明は、可塑性を有するゴム材料を管状体として押し出すための押出ヘッドであって、前記管状体の外周形状を形成するための開口部を有するダイと、前記管状体の内周形状を形成するためのテーパー部と前記テーパー部の軸方向の反対側に設けられた第１ネジ部とを有するスピンドルと、前記スピンドルを軸方向にのみ移動可能に支持する支持部と、前記開口部と前記テーパー部との間の距離を調整するための調整機構とを含み、前記調整機構は、前記第１ネジ部にネジ結合された第２ネジ部を有する第１歯車と、前記第１歯車に噛み合う第２歯車と、前記第２歯車を回転させるための駆動部とを含み、前記第２歯車は、前記第１歯車に噛み合う第１位置と、前記第１歯車から離隔した第２位置とに移動可能に構成されている、押出ヘッドである。

【発明の効果】

【0007】

本発明の押出ヘッドは、上述の構成を備えることにより、メンテナンス性に優れており、メンテナンス後の調整時間も短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の押出ヘッドの一実施形態を示す断面模式図である。

【図2】第２歯車が第２位置に移動した状態の押出ヘッドの断面模式図である。

【図3】調整機構を上流側から見た断面模式図である。

【図4】第２の実施形態の調整機構の断面模式図である。

【図5】第３の実施形態の調整機構の断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１は、本実施形態の押出ヘッド１を示す断面模式図である。図１に示されるように、本実施形態の押出ヘッド１は、可塑性を有するゴム材料Ｇを管状体Ｇ１として押し出すためのものである。

【0010】

本実施形態の押出ヘッド１は、管状体Ｇ１の外周形状を形成するためのダイ２と、管状体Ｇ１の内周形状を形成するためのスピンドル３とを含んでいる。本実施形態のダイ２は、管状体Ｇ１の外周形状を形成するための開口部２ａを有している。本実施形態のスピンドル３は、管状体Ｇ１の内周形状を形成するためのテーパー部３ａと、テーパー部３ａの軸方向の反対側に設けられた第１ネジ部３ｂとを有している。

【0011】

押出ヘッド１は、例えば、スピンドル３の径方向の外側に配されたアタッチメント４を含んでいる。アタッチメント４は、スピンドル３を軸方向にのみ移動可能に支持する支持部４ａを有するのが望ましい。このような支持部４ａは、スピンドル３が軸周りに回転することを抑制することができ、第１ネジ部３ｂに回転方向の力が作用したときにも、スピンドル３を軸方向に移動させることができる。

【0012】

本実施形態の押出ヘッド１は、開口部２ａとテーパー部３ａとの間の距離Ｌを調整するための調整機構５を含んでいる。このような調整機構５は、管状体Ｇ１の厚さｔを容易に調整することができる。

【0013】

本実施形態の調整機構５は、第１ネジ部３ｂにネジ結合された第２ネジ部６ａを有する第１歯車６と、第１歯車６に噛み合う第２歯車７と、第２歯車７を回転させるための駆動部８とを含んでいる。このような調整機構５は、駆動部８を回転させることで、第２歯車７を介して第１歯車６を回転させ、第２ネジ部６ａと第１ネジ部３ｂとのネジ結合によりスピンドル３を軸方向に移動させることができ、管状体Ｇ１の厚さｔを容易に調整することができる。

【0014】

図２は、第２歯車７が第２位置Ｐ２に移動した状態の押出ヘッド１の断面模式図である。図１及び図２に示されるように、本実施形態の第２歯車７は、第１歯車６に噛み合う第１位置Ｐ１と、第１歯車６から離隔した第２位置Ｐ２とに移動可能に構成されている。このような第２歯車７は、第１歯車６やスピンドル３を分解時に第１歯車６から離隔させることができ、メンテナンス作業を容易にすることができる。

【0015】

また、このような調整機構５は、メンテナンス後に第２歯車７を第１位置Ｐ１に移動させ、スピンドル３の軸方向の位置を調整するだけで押出作業を再開できるので、メンテナンス後の調整時間を短縮することができる。このため、本実施形態の押出ヘッド１は、メンテナンス性に優れており、メンテナンス後の調整時間も短縮することができる。

【0016】

より好ましい態様として、押出ヘッド１は、アタッチメント４を支持するベース９を含んでいる。ベース９には、ゴム材料Ｇを投入するための投入口９ａが設けられるのが望ましい。ベース９とアタッチメント４との境界部には、例えば、ゴム材料Ｇを流すための流路（図示省略）が設けられている。なお、ゴム材料Ｇの流路を別に確保できる場合、ベース９は、例えば、アタッチメント４と一体構造であってもよい。

【0017】

本実施形態のスピンドル３は、スピンドル３を貫通する中空部３ｃを有している。中空部３ｃには、例えば、管状体Ｇ１の芯金Ｃを軸方向の上流側Ｕから下流側Ｄに向けて移動可能に貫通させることができる。

【0018】

本実施形態の押出ヘッド１は、スピンドル３の上流側Ｕから中空部３ｃに芯金Ｃが差し込まれ、下流側Ｄのダイ２で芯金Ｃの周囲にゴム材料Ｇを管状体Ｇ１として被覆している。このような押出ヘッド１は、芯金Ｃの周囲にスムーズにゴム材料Ｇを被覆することができる。なお、芯金Ｃは、例えば、ワイヤであってもよい。また、管状体Ｇ１は、例えば、芯金Ｃがない中空の管状体Ｇ１であってもよい。

【0019】

調整機構５は、ダイ２の開口部２ａの軸心位置に対するスピンドル３のテーパー部３ａの軸心位置を調整するための調心手段１０を有するのが望ましい。このような調整機構５は、第１歯車６、第２歯車７及び駆動部８により、管状体Ｇ１の全体の厚さｔを調整することができ、調心手段１０により、管状体Ｇ１の周方向の厚さｔのバラつきを調整することができる。

【0020】

本実施形態の調心手段１０は、ダイ２に設けられた駆動モータ１０ａと、開口部２ａを介して駆動モータ１０ａと対向する位置に設けられた弾性部材１０ｂとを含んでいる。調心手段１０は、例えば、２つの駆動モータ１０ａと２つの弾性部材１０ｂとを含んでいる。２つの駆動モータ１０ａは、互いに直交する方向に配置されるのが望ましい。

【0021】

このような調心手段１０は、図示省略のセンサにより管状体Ｇ１の厚さｔを検出して駆動モータ１０ａを駆動することで、常に管状体Ｇ１の厚さｔが一定になるように自動的に調整することができる。なお、調心手段１０は、例えば、ダイ２の周囲に配された複数の調心ボルトによる手動調整であってもよい。

【0022】

駆動モータ１０ａは、例えば、ステッピングモータやサーボモータ、ギヤードモータ等から適宜採用される。弾性部材１０ｂは、例えば、複数の皿バネが好適に採用される。調心手段１０は、例えば、弾性部材１０ｂ側に図示省略の位置センサを設けて、駆動モータ１０ａをフィードバック制御するようにしてもよい。このような調心手段１０は、自動調芯による振れ精度を向上させることができる。

【0023】

調整機構５の第１歯車６及び第２歯車７は、それぞれ、傘歯車であるのが望ましい。本実施形態の第１歯車６及び第２歯車７は、それぞれの軸方向が互いに直交する方向に配置されている。このような調整機構５は、第２歯車７の移動により、第１歯車６やスピンドル３を分解するためのスペースを大きく確保することができ、メンテナンス性を更に向上させることができる。

【0024】

第１歯車６と第２歯車７とは、歯数が同一であるのが望ましい。このような調整機構５は、スピンドル３の軸方向の位置調整が容易であり、メンテナンス後の調整作業をより効率化することができ、メンテナンス後の調整時間も短縮することができる。なお、第１歯車６及び第２歯車７は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、平歯車やはすば歯車であってもよい。

【0025】

本実施形態の第２歯車７は、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間を旋回移動可能に構成されている。このような調整機構５は、第２歯車７の移動が容易であり、メンテナンス性を向上させることに役立つ。

【0026】

調整機構５は、第２歯車７の第１位置Ｐ１を規定する位置決め手段１１を含むのが望ましい。このような調整機構５は、第１歯車６と第２歯車７との噛み合い調整が容易であり、メンテナンス後の調整時間を短縮することができる。

【0027】

押出ヘッド１は、例えば、第１歯車６を間接的に支持する第１部材１２と、第２歯車７を間接的に支持する第２部材１３とを含んでいる。第１部材１２は、例えば、ベース９、アタッチメント４及びスピンドル３を介して第１歯車６を支持している。第２部材１３は、例えば、駆動部８を介して第２歯車７を支持している。このような第１部材１２及び第２部材１３は、簡易な構成で、第２歯車７を移動させることに役立つ。

【0028】

位置決め手段１１は、第１部材１２及び第２部材１３の一方、本実施形態では第１部材１２に形成されたテーパー孔部１２ａと、第１部材１２及び第２部材１３の他方、本実施形態では第２部材１３に形成されたテーパー突部１３ａとを含んでいる。テーパー突部１３ａは、テーパー孔部１２ａに全体が接触可能な形状であるのが望ましい。このような位置決め手段１１は、旋回移動する第２歯車７の第１位置Ｐ１を確実に規定することができる。

【0029】

図３は、調整機構５を上流側Ｕから見た断面模式図である。図３に示されるように、本実施形態の調整機構５は、第２歯車７を第１位置Ｐ１で固定するロック手段１４を含んでいる。ロック手段１４は、例えば、第１部材１２と第２部材１３とを固定する複数のロックボルト１４ａを含んでいる。このような調整機構５は、簡易な構成で、第２歯車７を第１位置Ｐ１に確実に固定することができる。

【0030】

ロックボルト１４ａは、その一端が第１部材１２又は第２部材１３、本実施形態では、第２部材１３に揺動自在に固着されている。調整機構５は、例えば、二点鎖線で示されるように、ロックボルト１４ａを第１部材１２から離隔させた状態で、第２歯車７を移動させることができる。このようなロック手段１４は、固定、解除作業が容易であり、メンテナンス性を向上させることに役立ち、コストパフォーマンスにも優れている。

【0031】

図４は、第２の実施形態の調整機構２０の断面模式図である。上述の実施形態と同一の要素には、同一の符号が付され、その説明が省略される。図４に示されるように、第２の実施形態の調整機構２０は、上述の調整機構５と同様、スピンドル３（図１に示す）にネジ結合された第１歯車６と、第１歯車６に噛み合う第２歯車７と、第２歯車７を回転させるための駆動部８とを含んでいる。

【0032】

第１歯車６は、上述の実施形態と同様、第１部材２１により間接的に支持されるのが望ましい。第２の実施形態の第２歯車７は、上述の実施形態と同様、第２部材２２により間接的に支持されている。このような第１部材２１及び第２部材２２は、簡易な構成で、第２歯車７を移動させることに役立つ。

【0033】

第２の実施形態の調整機構２０の第２歯車７は、第１歯車６に噛み合う第１位置Ｐ１と、第１歯車６から離隔した第２位置Ｐ２（図示省略）との間を直線移動可能に構成されている。調整機構２０は、例えば、第２歯車７を直線移動させるためのガイド手段２３を含んでいる。

【0034】

ガイド手段２３は、リニアガイドであるのが望ましい。ガイド手段２３は、例えば、第１部材２１に取り付けられたレール部２３ａと、第２部材２２に取り付けられたガイド部２３ｂとを含んでいる。このような調整機構２０は、第２歯車７を精度よく直線移動させることができる。

【0035】

第２の実施形態の調整機構２０は、上述の調整機構５と同様、第２歯車７の第１位置Ｐ１を規定する位置決め手段２４を含んでいる。位置決め手段２４は、例えば、第１部材２１に形成された位置決め孔２４ａと、位置決め孔２４ａに差し込み可能な位置決めピン２４ｂを含んでいる。

【0036】

位置決め手段２４は、少なくとも２本、第２の実施形態では２本の位置決めピン２４ｂを含んでいる。このような位置決め手段２４は、直線移動する第２歯車７の第１位置Ｐ１を確実に規定することができる。

【0037】

第２の実施形態の調整機構２０は、上述の調整機構５と同様、第２歯車７を第１位置Ｐ１で固定するロック手段１４（図３に示す）を含んでいる。このような調整機構２０は、簡易な構成で、第２歯車７を第１位置Ｐ１に確実に固定することができる。

【0038】

図５は、第３の実施形態の調整機構３０の断面模式図である。上述の実施形態と同一の要素には、同一の符号が付され、その説明が省略される。図５に示されるように、第３の実施形態の調整機構３０は、上述の調整機構５と同様、スピンドル３（図１に示す）にネジ結合された第１歯車６と、第１歯車６に噛み合う第２歯車７と、第２歯車７を回転させるための駆動部８とを含んでいる。

【0039】

第１歯車６は、上述の実施形態と同様、第１部材３１により間接的に支持されるのが望ましい。第３の実施形態の第２歯車７は、上述の実施形態と同様、第２部材３２により間接的に支持されている。このような第１部材３１及び第２部材３２は、簡易な構成で、第２歯車７を移動させることに役立つ。

【0040】

第３の実施形態の調整機構３０の第２歯車７は、上述の調整機構２０と同様、第１歯車６に噛み合う第１位置Ｐ１と、第１歯車６から離隔した第２位置Ｐ２（図示省略）との間を直線移動可能に構成されている。第３の実施形態の調整機構３０は、上述の調整機構２０と同様、第２歯車７を直線移動させるためのガイド手段２３を含んでいる。

【0041】

第３の実施形態の調整機構３０は、上述の調整機構５と同様、第２歯車７の第１位置Ｐ１を規定する位置決め手段３３を含んでいる。位置決め手段３３は、例えば、第１部材２１に形成された固定シャフト３３ａと、固定シャフト３３ａに接するボールブッシュ３３ｂを含んでいる。

【0042】

位置決め手段３３は、少なくとも２本、第３の実施形態では２本の固定シャフト３３ａを含んでいる。このような位置決め手段３３は、直線移動する第２歯車７の第１位置Ｐ１を確実に規定することができる。

【0043】

第３の実施形態の調整機構３０は、上述の調整機構５と同様、第２歯車７を第１位置Ｐ１で固定するロック手段１４（図１に示す）を含んでいる。このような調整機構３０は、簡易な構成で、第２歯車７を第１位置Ｐ１に確実に固定することができる。

【0044】

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施され得る。

【0045】

［付記］
本発明は、次のとおりである。

【0046】

［本発明１］
可塑性を有するゴム材料を管状体として押し出すための押出ヘッドであって、
前記管状体の外周形状を形成するための開口部を有するダイと、
前記管状体の内周形状を形成するためのテーパー部と前記テーパー部の軸方向の反対側に設けられた第１ネジ部とを有するスピンドルと、
前記スピンドルを軸方向にのみ移動可能に支持する支持部と、
前記開口部と前記テーパー部との間の距離を調整するための調整機構とを含み、
前記調整機構は、前記第１ネジ部にネジ結合された第２ネジ部を有する第１歯車と、前記第１歯車に噛み合う第２歯車と、前記第２歯車を回転させるための駆動部とを含み、
前記第２歯車は、前記第１歯車に噛み合う第１位置と、前記第１歯車から離隔した第２位置とに移動可能に構成されている、
押出ヘッド。

【0047】

［本発明２］
前記第１歯車及び前記第２歯車は、それぞれ、傘歯車である、本発明１に記載の押出ヘッド。

【0048】

［本発明３］
前記第２歯車は、前記第１位置と前記第２位置との間を旋回移動可能に構成されている、本発明１に記載の押出ヘッド。

【0049】

［本発明４］
前記第２歯車は、前記第１位置と前記第２位置との間を直線移動可能に構成されている、本発明１に記載の押出ヘッド。

【0050】

［本発明５］
前記調整機構は、前記第２歯車の前記第１位置を規定する位置決め手段を含む、本発明１に記載の押出ヘッド。

【0051】

［本発明６］
前記第１歯車を間接的に支持する第１部材と、前記第２歯車を間接的に支持する第２部材とを含み、
前記位置決め手段は、前記第１部材及び前記第２部材の一方に形成されたテーパー孔部と、前記第１部材及び前記第２部材の他方に形成され、かつ、前記テーパー孔部に接触可能なテーパー突部とを含む、本発明５に記載の押出ヘッド。

【0052】

［本発明７］
前記位置決め手段は、少なくとも２本の位置決めピンを含む、本発明５に記載の押出ヘッド。

【0053】

［本発明８］
前記スピンドルは、前記スピンドルを貫通する中空部を有する、本発明１ないし７のいずれか１項に記載の押出ヘッド。

【0054】

［本発明９］
前記調整機構は、前記開口部の軸心位置に対する前記テーパー部の軸心位置を調整するための調心手段を有する、本発明１ないし７のいずれか１項に記載の押出ヘッド。

【0055】

［本発明１０］
前記調心手段は、前記ダイに設けられた駆動モータと、前記開口部を介して前記駆動モータと対向する位置に設けられた弾性部材とを含む、本発明９に記載の押出ヘッド。

【符号の説明】

【0056】

１ 押出ヘッド
２ ダイ
２ａ 開口部
３ スピンドル
３ａ テーパー部
３ｂ 第１ネジ部
４ａ 支持部
５ 調整機構
６ 第１歯車
６ａ 第２ネジ部
７ 第２歯車
８ 駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】