特許 7590912 押出装置およびノズルの着脱方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-19

(45)【発行日】2024-11-27

(54)【発明の名称】押出装置およびノズルの着脱方法

(51)【国際特許分類】

   B29B 7/60 20060101AFI20241120BHJP

   B29B 7/94 20060101ALI20241120BHJP

   B29C 48/29 20190101ALI20241120BHJP

   F16J 15/08 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

B29B7/60

B29B7/94

B29C48/29

F16J15/08 K

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021074615

(22)【出願日】2021-04-27

(65)【公開番号】P2022168922

(43)【公開日】2022-11-09

【審査請求日】2023-12-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三原 哲生

(72)【発明者】

【氏名】藤田 玲生

【審査官】羽鳥 公一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－００９３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６１３９０３８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１３－１９５１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１１８１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０７８１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０５０６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１０５７２７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｂ ７／００－１１／１４

Ｂ２９Ｂ １３／００－１５／０６

Ｂ２９Ｃ ３１／００－３１／１０

Ｂ２９Ｃ ３７／００－３７／０４

Ｂ２９Ｃ ４８／００－４８／９６

Ｂ２９Ｃ ７１／００－７１／０２

Ｆ１６Ｊ １５／００－１５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

以下を含む押出装置：
シリンダ；
前記シリンダに取り付けられた液体供給用のノズル；および
前記シリンダに内蔵され、前記シリンダに供給された樹脂材料と前記ノズルから前記シリンダに供給された液体とを混練するためのスクリュ、
ここで、前記ノズルは、第１の円筒部と、前記第１の円筒部よりも外径が大きい第２の円筒部と、前記第１の円筒部と前記第２の円筒部との間に配置された窪み部と、を有し、
前記第１の円筒部は、前記第２の円筒部よりも、前記ノズルの先端側に位置し、
前記窪み部は、前記第１の円筒部の側面に対して、外径が小さくなるように窪んでおり、
前記ノズルは、前記窪み部をシール部材が囲んだ状態で、前記シリンダに取り付けられており、
前記シリンダの開口部に前記ノズルの一部が挿入され、
前記開口部は、第２開口部と、前記第２開口部と連通し、かつ前記第２開口部よりも小さな開口径を有する第３開口部と、前記第２開口部と前記第３開口部との境界に位置する第１段差面と、を含み、
前記ノズルの前記第２の円筒部は、前記第２開口部内に配置され、
前記ノズルの前記第１の円筒部は、前記第３開口部内に配置され、
前記ノズルの前記窪み部を前記シール部材が囲んでおり、
前記ノズルと前記第１段差面との間に、前記シール部材が介在している。

【請求項2】

請求項１記載の押出装置において、
前記シール部材は、金属材料からなる、押出装置。

【請求項3】

請求項１または２記載の押出装置において、
前記シール部材は、環状の部材であり、前記シール部材の第１開口部内に前記窪み部が位置し、
前記シール部材の前記第１開口部は、前記第１の円筒部が通過できないような形状および寸法を有している、押出装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の押出装置において、
前記シール部材の内径は、前記第１の円筒部の外径よりも小さい、押出装置。

【請求項5】

以下の工程を含む、ノズルの着脱方法：
（ａ）液体供給用のノズルを用意する工程；
（ｂ）押出装置のシリンダに前記ノズルを取り付ける工程；および
（ｃ）前記シリンダから前記ノズルを取り外す工程、
ここで、前記（ａ）工程で用意された前記ノズルは、第１の円筒部と、前記第１の円筒部よりも外径が大きい第２の円筒部と、前記第１の円筒部と前記第２の円筒部との間に配置された窪み部と、を有し、
前記第１の円筒部は、前記第２の円筒部よりも、前記ノズルの先端側に位置し、
前記窪み部は、前記第１の円筒部の側面に対して、外径が小さくなるように窪んでおり、
前記（ｂ）工程では、前記ノズルは、前記窪み部をシール部材が囲んだ状態で、前記シリンダに取り付けられ、
前記（ｂ）工程では、
前記シリンダの開口部に前記ノズルの一部が挿入され、
前記開口部は、第２開口部と、前記第２開口部と連通し、かつ前記第２開口部よりも小さな開口径を有する第３開口部と、前記第２開口部と前記第３開口部との境界に位置する第１段差面と、を含み、
前記ノズルの前記第２の円筒部は、前記第２開口部内に配置され、
前記ノズルの前記第１の円筒部は、前記第３開口部内に配置され、
前記ノズルと前記第１段差面との間に、前記シール部材が介在する。

【請求項6】

請求項５記載のノズルの着脱方法において、
前記シール部材は、金属材料からなる、ノズルの着脱方法。

【請求項7】

請求項５または６記載のノズルの着脱方法において、
前記（ｃ）工程では、前記ノズルは、前記窪み部を前記シール部材が囲んだ状態で、前記シリンダから取り外される、ノズルの着脱方法。

【請求項8】

請求項７記載のノズルの着脱方法において、
前記シール部材は、環状の部材であり、
前記（ｂ）工程で前記ノズルが前記シリンダに取り付けられた後は、前記シール部材の第１開口部内に前記窪み部が位置し、前記シール部材の前記第１開口部は、前記第１の円筒部が通過できないような形状および寸法を有している、ノズルの着脱方法。

【請求項9】

請求項８記載のノズルの着脱方法において、
前記（ｂ）工程で前記ノズルが前記シリンダに取り付けられる前は、前記シール部材の前記第１開口部は、前記第１の円筒部が通過できるような形状および寸法を有している、ノズルの着脱方法。

【請求項10】

請求項９記載のノズルの着脱方法において、
前記（ｂ）工程では、前記シール部材は、内径が小さくなるように変形する、ノズルの着脱方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、押出装置、ノズルおよびノズルの着脱方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１６－７８１９号公報（特許文献１）には、押出機を備えるストランド製造装置に関する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－７８１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

押出装置から押し出される樹脂を用いて樹脂製品、例えば樹脂ペレットを製造することができる。この際、押出装置のシリンダ内に樹脂材料を供給し、シリンダに内蔵されているスクリュにより、その樹脂材料を混練、搬送するが、シリンダに添加剤のような液体を供給する場合がある。その場合、液体添加用のノズルを押出装置のシリンダに取り付けて置き、そのノズルから、シリンダ内に添加剤のような液体を供給することができる。

【0005】

このノズルを押出装置のシリンダに取り付ける際には、液漏れを防ぐために、シール部材を用いるが、清掃などのためにノズルを押出装置のシリンダから取り外す際に、使用済みのシール部材が押出装置のシリンダ側に残ってしまう場合がある。使用済みのシール部材が押出装置のシリンダ側に残ってしまうと、再度ノズルを押出装置のシリンダに取り付ける際に、使用済みのシール部材が邪魔になるため、押出装置のシリンダ側に残ったシール部材を取り除く必要がある。しかしながら、押出装置のシリンダ側に残ったシール部材は、取り除きにくい。このため、押出装置のシリンダ側に残ったシール部材を取り除く作業は、手間がかかるので、押出装置の管理を行いにくくし、樹脂製品の製造コストを増加させる虞がある。また、押出装置の稼働率の低下を招く虞もある。

【0006】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施の形態によれば、押出装置は、シリンダと、前記シリンダに取り付けられた液体供給用のノズルと、を含む。前記ノズルは、第１の円筒部と、前記第１の円筒部よりも外径が大きい第２の円筒部と、前記第１の円筒部と前記第２の円筒部との間に配置された窪み部と、を有する。前記第１の円筒部は、前記第２の円筒部よりも、前記ノズルの先端側に位置する。前記ノズルは、前記窪み部をシール部材が囲んだ状態で、前記シリンダに取り付けられている。

【発明の効果】

【0008】

一実施の形態によれば、ノズルを押出装置のシリンダから取り外す際に、シール部材が押出装置のシリンダ側に残ってしまうことを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施の形態の押出装置を示す説明図である。

【図2】一実施の形態の押出装置の要部断面図である。

【図3】一実施の形態のノズルの断面図である。

【図4】図３のノズルの先端部の平面図である。

【図5】図３のノズルの先端部の側面図である。

【図6】図３のノズルの先端部の断面図である。

【図7】図２の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。

【図8】押出装置のシリンダにノズルを取り付ける様子を示す断面図である。

【図9】環状のシール部材を示す平面図である。

【図10】環状のシール部材を示す平面図である。

【図11】押出装置のシリンダからノズルを取り外す様子を示す断面図である。

【図12】検討例のノズルの先端部を示す断面図である。

【図13】シリンダに検討例のノズルを取り付けた場合の押出装置の要部断面図である。

【図14】押出装置のシリンダに検討例のノズルを取り付ける様子を示す断面図である。

【図15】押出装置のシリンダから検討例のノズルを取り外す様子を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

【0011】

（実施の形態）
＜押出装置の構成例について＞
図１は、本実施の形態の押出装置１を示す説明図（側面図）である。図２は、本実施の形態の押出装置１の要部断面図であり、シリンダ２にノズル７が取り付けられた位置の近傍領域の断面図が示されている。

【0012】

まず、図１および図２を参照して、押出装置（押出機、樹脂押出機）１の概略構成について説明する。図１に示される押出装置１は、シリンダ（バレル）２と、シリンダ２内に回転可能（回転自在）に配置されたスクリュ３と、シリンダ２内のスクリュ３を回転させるための回転駆動機構４と、シリンダ２の上流側（後端側）に配置されたホッパ（樹脂材料投入部、樹脂材料供給部）５と、シリンダ２の下流側先端に取り付けられたダイ（金型）６と、を有している。ホッパ５は、シリンダ２の上面に接続されており、ホッパ５を介してシリンダ２内に樹脂材料（原料樹脂）を供給できるようになっている。シリンダ２は、ヒータなどの図示しない温度調整手段（温度調節機構）によって、温度制御される。

【0013】

なお、シリンダ２およびスクリュ３に関して「下流側」および「上流側」と称する場合、「下流側」とは、シリンダ２内の樹脂の流れの下流側を意味し、「上流側」とは、シリンダ２内の樹脂の流れの上流側を意味する。このため、シリンダ２およびスクリュ３において、シリンダ２の先端に近い側が下流側であり、シリンダ２の先端から遠い側（すなわちホッパ５に近い側）が上流側である。なお、シリンダ２の先端は、シリンダ２において、樹脂が押し出される側の端部に対応しており、従ってダイ６が接続された側の端部に対応している。

【0014】

シリンダ２の内部には、２本のスクリュ３が回転可能（回転自在）に挿入されて内蔵されている。このため、押出装置１は、二軸押出装置（二軸押出機）とみなすこともできる。シリンダ２内において、２本のスクリュ３は、互いに噛み合うように配置されて回転する。シリンダ２の延在方向（長手方向、軸方向）と、シリンダ２内のスクリュ３の延在方向（長手方向、軸方向）とは、同じであり、ここではＸ方向である。

【0015】

本実施の形態では、シリンダ２内のスクリュ３の数が２本の場合について説明しているが、他の形態として、シリンダ２内のスクリュ３の数を１本とすることもできる。しかしながら、シリンダ２内のスクリュ３の数を２本とした場合には、空間容積を大きくとれるため、同一スクリュ口径の場合、単軸（スクリュ３が１本）よりも二軸（スクリュ３が２本）の方が原料の供給能力を高くすることができる。

【0016】

シリンダ２は、複数のシリンダブロックからなり、それら複数のシリンダブロックは、上流側から下流側に向かう方向（Ｘ方向）に配列して連結されている。このため、シリンダ２は、上流側から下流側に向かう方向に延在している。シリンダ２を構成する複数のシリンダブロックのうち、ホッパ５が接続されるシリンダブロックは、その上面に開口部（樹脂供給口）を有し、その開口部に連通するようにホッパ５が接続されている。これにより、ホッパ５に投入した樹脂材料は、シリンダブロック（ホッパ５が接続されたシリンダブロック）の上面の開口部（樹脂供給口）からシリンダブロック内に供給されるようになっている。

【0017】

本実施の形態の押出装置１は、シリンダ２内に添加剤のような液体を供給（注入）するためのノズル（液体添加用ノズル、液添ノズル、液体注入用ノズル、注入ノズル）７を、更に有している。

【0018】

ノズル７からシリンダ２内に供給する液体は、必要に応じて様々な液体を適用することができる。押出装置１を用いて製造する樹脂製品の種類などに応じて、ノズル７からシリンダ２内に供給する液体を選択することができる。ノズル７からシリンダ２内に供給する液体として、例えば、フィラーが分散媒（溶媒）に分散（混合）されたフィラー分散液を用いることもできる。ノズル７からシリンダ２内に供給（注入）された液体は、シリンダ２内において、回転するスクリュ３により樹脂材料と混練（混合）される。ノズル７からシリンダ２内にフィラー分散液を供給した場合は、シリンダ２内において、回転するスクリュ３により樹脂材料とフィラー分散液とが混練（混合）されことにより、樹脂材料中にフィラーが分散された状態になる。フィラー分散液に含まれる分残媒は、シリンダ２内でガス化して、後述するガス排出部から、シリンダ２外に排出することができる。

【0019】

ノズル７は、シリンダ２に取り付けられおり、具体的には、シリンダ２の上面側に取り付けられている。また、シリンダ２において、ノズル７が取り付けられた位置は、ホッパ５が接続された位置よりも、下流側に位置している。すなわち、シリンダ２において、ノズル７が取り付けられたシリンダブロックは、ホッパ５が接続されたシリンダブロックよりも、下流側に位置している。

【0020】

シリンダ２を構成する複数のシリンダブロックのうち、ノズル７が取り付けられるシリンダブロックは、その上面に開口部１１を有し、その開口部１１に、ノズル７の一部（先端側の一部）が挿入されている。これにより、ノズル７から、シリンダブロック（ノズル７が取り付けられたシリンダブロック）の上面の開口部１１を介してシリンダブロック内に液体が供給されるようになっている。シリンダ２において、ノズル７からの液体供給用の開口部１１は、ホッパ５が接続された開口部（樹脂供給口）よりも下流側に位置している。

【0021】

また、シリンダ２は、シリンダ２内で発生したガスをシリンダ２外へ排出するガス排出部を有することもできる。これにより、ホッパ５からシリンダ２内に供給された樹脂材料やノズル７からシリンダ２内に供給された液体に起因してシリンダ２内でガスが発生した場合には、シリンダ２のガス排出部から、シリンダ２外にガスを排出することができる。

【0022】

ダイ６は、押出装置１のシリンダ２から押し出されてくる溶融樹脂を、所定の断面形状（例えば紐状）に成形して吐出するように機能することができる。このため、ダイ６は、押出成形用のダイ（ダイス、金型）である。

【0023】

なお、本願において、「溶融」とは、熱で溶かす場合に限定されず、溶剤などで溶かす場合も含むものとする。このため、加熱により樹脂を溶かした場合だけでなく、溶剤で樹脂を溶かした場合や、マイクロ波により樹脂を溶かした場合なども、「溶融樹脂」に含まれ得る。また、液状樹脂も、「溶融樹脂」に含まれ得る。

【0024】

次に、図１および図２に示される押出装置１の動作の概略について説明する。

【0025】

ホッパ５からシリンダ２内に樹脂材料（原料樹脂、熱可塑性樹脂）が供給され、ノズル７からシリンダ２内に添加剤などの液体（以下、「液体添加剤」と称する）が供給される。ホッパ５からシリンダ２内に供給された樹脂材料は、シリンダ２内でスクリュ３の回転により前方へ送られながら溶融される。そして、ノズル７からシリンダ２内に液体添加剤が供給されるため、樹脂材料（溶融樹脂）とノズル７から供給された液体添加剤とが、スクリュ３の回転により混練されながらシリンダ２内を更に前方に送られる。樹脂材料（溶融樹脂）とノズル７から供給された液体添加剤との混練物は、シリンダ２の先端に取り付けられたダイ６から押し出される（吐出される）。シリンダ２内において、液体添加剤が気化することにより発生したガスは、シリンダ２のガス排出部からシリンダ２外に排出することができる。

【0026】

ダイ６から押し出された樹脂材料により、樹脂製品が製造される。例えば、樹脂材料（溶融樹脂）は、ダイ６で紐状に成形されてダイ６からストランド（樹脂ストランド）として押し出され、切断装置（カッタ）で切断されることにより、樹脂製品としてペレット（樹脂ペレット）が製造される。

【0027】

このため、押出装置１を用いて樹脂製品（例えば樹脂ペレット）を製造する工程は、ホッパ５からシリンダ２内に樹脂材料を供給する工程と、ノズル７からシリンダ２内に液体（液体添加剤）を供給する工程と、液体を供給する工程の後にシリンダ２内のスクリュ３によって樹脂材料と液体（液体添加剤）とを混練する工程と、混練工程の後にシリンダ２の外に樹脂材料を押し出す工程と、を有する。

【0028】

＜ノズル７について＞
次に、本実施の形態の押出装置1のシリンダ２に取り付けられたノズル７の構成について、上記図２および図３～図７を参照して説明する。図３は、本実施の形態で用いられているノズル７の断面図である。図４は、ノズル７の先端部の平面図であり、図５は、ノズル７の先端部の側面図であり、図６は、ノズル７の先端部の断面図である。図６は、図４のＡ－Ａ線の位置での断面図にほぼ対応している。図７は、上記図２の一部を拡大して示す部分拡大断面図であり、シリンダ２の開口部１１に挿入されたノズル７の先端部の近傍領域が示されている。

【0029】

図２～図７に示されるように、ノズル７は、吐出孔２１と、液体供給部２２と、空洞部（中空部）２３と、を有している。ノズル７の吐出孔２１は、ノズル７の先端に位置する。ノズル７において、空洞部２３と吐出孔２１とは連通している（空間的につながっている）。また、液体供給部２２は、ノズル７の空洞部２３と接続されており、液体供給部２２からノズル７の空洞部２３に液体（液体添加剤）を供給できるようになっている。

【0030】

また、ノズル７の空洞部２３内には、ピストン（棒状部材）２４が配置されている。ノズル７の空洞部２３内において、ピストン２４は上下動可能であるが、ピストン２４には、バネ部材２５により、ピストン２４を下方（ノズル７の先端側）に押す力（押圧力）が付与されるようになっている。また、ピストン２４の上部側面と空洞部２３の内壁との間にＯリング（シール部材）２６が配置されている。このため、液体供給部２２から空洞部２３に供給された液体が、Ｏリング２６を越えてＯリング２６よりも上方側に漏れ出ることを防止することができる。液体供給部２２には、例えば、液体供給用のポンプ（プランジャーポンプ、ここでは図示せず）が接続されている。

【0031】

次に、ノズル７の動作の概略について説明する。

【0032】

液体供給用のポンプ（ここでは図示せず）から液体供給部２２に液体添加剤（液体）が供給され、液体供給部２２からノズル７の空洞部２３内に液体添加剤が注入（供給）される。図３では、液体供給用のポンプから液体供給部２２に供給される液体添加剤を矢印２７で模式的に示してある。ノズル７の空洞部２３への液体添加剤の注入圧力が低い状態では、バネ部材２５により、ピストン２４を下方に押す力（押圧力）がピストン２４に付与されることにより、ピストン２４の先端部が吐出孔２１に押し付けられるため、ピストン２４の先端部が吐出孔２１を塞ぐ。この状態では、ノズル７の吐出孔２１から液体添加剤は吐出されない。しかしながら、ノズル７の空洞部２３への液体添加剤の注入圧力が高くなると、その注入圧力が、バネ部材２５がピストン２４を下方に押す力（押圧力）を上回るため、ピストン２４は上方に移動し、ピストン２４の先端部が吐出孔２１から離れるので、ピストン２４の先端部が吐出孔２１を塞いでいない状態になる。この状態では、ノズル７の空洞部２３内の液体添加剤が、吐出孔２１から吐出されることになる。図３では、吐出孔２１から吐出される液体添加剤を、矢印２８で模式的に示してある。ノズル７の吐出孔２１から吐出された液体添加剤は、シリンダ２の開口部１１（図２参照）を通じてシリンダ２内（すなわちシリンダ２内の搬送空間）に供給される。一方、ノズル７の空洞部２３内の液体添加剤が吐出孔２１から吐出されることにより、ノズル７の空洞部２３への液体添加剤の注入圧力が低くなると、その注入圧力は、バネ部材２５がピストン２４を下方に押す力（押圧力）を下回るため、ピストン２４は下方に移動し、ピストン２４の先端部が吐出孔２１に押し付けられ、ピストン２４の先端部が吐出孔２１を塞いだ状態になる。このようにして、液体添加剤の注入圧力が、バネ部材２５がピストン２４を下方に押す力（押圧力）を上回ったときだけ、ノズル７の空洞部２３内の液体添加剤を吐出孔２１から吐出させることができる。

【0033】

次に、シリンダ２にノズル７が取り付けられた状態について説明する。

【0034】

シリンダ２の開口部１１に、ノズル７の一部（先端側の一部）が挿入されている。なお、ノズル７の先端側とは、吐出孔２１が形成されている側（すなわち液体添加剤を吐出する側）に対応している。ノズル７の先端部は、直径（外径、外周の直径）Ｄ２を有する円筒部３２と、直径Ｄ１よりも小さな直径（外径、外周の直径）Ｄ１を有する円筒部３１と、円筒部３１と円筒部３２との間に配置された窪み部３３と、を有している。円筒部３１は、円筒部３２よりも、ノズル７の先端側に位置している。より特定的には、円筒部３１は、ノズル７の最先端の部分を構成しており、円筒部３１の吐出孔２１から、液体添加剤が吐出される。円筒部３２と円筒部３１とは、窪み部３３を介して連結されている。円筒部３１の直径Ｄ１は、円筒部３２の直径Ｄ２よりも小さい（すなわちＤ１＜Ｄ２）。窪み部３３は、円筒部３１の側面に対して、外径（外周の直径）が小さくなるように窪んでいる。

【0035】

ここで、シリンダ２にノズル７を取り付けている状態において、ノズル７の延在方向をＺ方向と称することとする。ノズル７は、上記図１のように、シリンダ２の上面側に取り付けられている（従って開口部１１はシリンダ２の上面側に設けられている）ことが好ましいが、その場合は、ノズル７の延在方向であるＺ方向は、上下方向である。また、図２、図３、図５～図７においては、上下方向がＺ方向に対応し、図４においては、紙面に垂直な方向がＺ方向に対応している。

【0036】

本実施の形態で特徴的なのは、円筒部３１と、円筒部３１よりも外径が大きい円筒部３２との間に、円筒部３１の側面に対して外径が小さくなるように窪んだ窪み部（溝部、ネック部）３３を設けていることである。すなわち、円筒部３１と円筒部３２との間に窪み部３３が介在しており、円筒部３１と円筒部３２とは、窪み部３３を介して連結されている。Ｚ方向において、円筒部３１と窪み部３３と円筒部３２とが、順に並んでおり、このうち、円筒部３１がノズル７の最も先端側に位置している。円筒部３１と円筒部３２とは、窪み部３３を介して一体的に連結されていることが好ましい。窪み部３３は、窪み部３３の直径（外径）Ｄ３が円筒部３１の直径（外径）Ｄ１よりも小さくなるように、円筒部３１の側面（外表面）に対して窪んでいる。このため、窪み部３３の直径Ｄ３は、円筒部３１の直径Ｄ１よりも小さい（すなわちＤ１＞Ｄ３）。なお、各直径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５は、Ｚ方向に略垂直な面でみたときの直径に対応している。

【0037】

また、図５～図７の場合は、窪み部３３の側面（外表面）は、Ｚ方向における中央付近で窪み部３３の直径（外径）が最小となり、Ｚ方向における両端側で窪み部３３の直径（外径）が大きくなるような曲面である場合が示されている。他の形態として、窪み部３３が、円筒部３１の直径Ｄ１よりも小さな直径Ｄ３を有する円筒形状を有する場合もあり得るが、その場合は、窪み部３３の直径Ｄ３は、Ｚ方向の位置によらず、ほぼ一定となる。

【0038】

上述のように、円筒部３２の直径Ｄ２は、円筒部３１の直径Ｄ１よりも大きく、かつ、窪み部３３の直径Ｄ３よりも大きい（すなわちＤ２＞Ｄ１かつＤ２＞Ｄ３）。このため、円筒部３２のＺ方向における端部（窪み部３３を介して円筒部３１に連結される側の端部）には、段差面（段差、端面）３４が形成されている。段差面３４は、Ｚ方向に略垂直な面であり、円筒部３２の側面と窪み部３３とをつないでいる。

【0039】

ノズル７は、窪み部３３を環状のシール部材３６が囲んだ状態で、シリンダ２に取り付けられている。

【0040】

シリンダ２の開口部１１は、Ｚ方向に延在しているが、直径（開口径）Ｄ５を有する部分（以下、開口部１１ｂと称す）と、開口部１１ｂとＺ方向に連通（隣接）し、かつ、直径Ｄ５よりも小さな直径（開口径）Ｄ４を有する部分（以下、開口部１１ａと称す）と、を有している。開口部１１ａと開口部１１ｂとは、それぞれ円形状の平面形状を有しており、開口部１１ａの中心軸と開口部１１ｂの中心軸とは互いに一致し、中心軸の軸方向は、Ｚ方向である。開口部１１ａと開口部１１ｂとは、Ｚ方向において隣接して連通しているが、開口部１１ａと開口部１１ｂとのうち、開口部１１ａがシリンダ２の内部（搬送空間）に近い側に位置し、開口部１１ｂがシリンダ２の内部（搬送空間）から遠い側（従ってシリンダ２の外部に近い側）に位置している。開口部１１ａの直径（開口径）Ｄ４は、開口部１１ｂの直径（開口径）Ｄ５よりも小さい（すなわちＤ４＜Ｄ５）。

【0041】

なお、シリンダ２（シリンダブロック）において、スクリュ３が貫通し、回転するスクリュ３により搬送される樹脂材料が通過する空間を、シリンダ２（シリンダブロック）の搬送空間と称することとする。

【0042】

上述のように、開口部１１ａの直径Ｄ４は、開口部１１ｂのＤ５よりも小さい（すなわちＤ４＜Ｄ５）ため、開口部１１ａと開口部１１ｂとの間（境界）には、段差面（段差、端面）１１ｃが形成されている。段差面１１ｃは、開口部１１の延在方向（中心軸方向、Ｚ方向）に略垂直な面であり、開口部１１ａの内壁面と開口部１１ｂの内壁面とをつないでいる。

【0043】

このため、開口部１１は、開口部１１ｂと、開口部１１ｂと連通し、かつ開口部１１ｂよりも小さな開口径を有する開口部１１ａと、開口部１１ｂと開口部１１ａとの境界に位置する段差面１１ｃと、を含んでいる。

【0044】

シリンダ２の開口部１１にノズル７の一部が挿入（配置）されているが、ノズル７の円筒部３１は、開口部１１のうちの開口部１１ａ内に配置され、円筒部３２は、開口部１１のうちの開口部１１ｂ内に配置されている。

【0045】

円筒部３１の直径Ｄ１は、開口部１１ａの直径Ｄ４と同じかそれよりも小さい。このため、開口部１１のうちの開口部１１ａに、ノズル７の円筒部３１は配置（挿入）され得る。一方、円筒部３２の直径Ｄ２は、開口部１１ａの直径Ｄ４よりも大きく、かつ、開口部１１ｂの直径Ｄ５と同じかそれよりも小さい。このため、開口部１１のうちの開口部１１ｂには、ノズル７の円筒部３２は配置（挿入）され得るが、開口部１１のうちの開口部１１ａには、ノズル７の円筒部３２は配置（挿入）されない。

【0046】

ノズル７の段差面３４は、開口部１１の段差面１１ｃに対向しているが、ノズル７の段差面３４と開口部１１の段差面１１ｃとの間には、シール部材（ガスケット）３６が介在している。シール部材３６は、好ましくは金属材料からなり、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、またはステンレス鋼などからなる。シール部材３６は、環状（リング状）の部材であり、ノズル７の窪み部３３を囲んでいる。すなわち、環状のシール部材３６の開口部内に、ノズル７の窪み部３３が位置している。環状のシール部材３６の開口部の内壁は、好ましくは、ノズル７の窪み部３３と接している。

【0047】

環状のシール部材３６の上面は、ノズル７の段差面３４と接触（密着）し、環状のシール部材３６の下面は、開口部１１の段差面１１ｃと接触（密着）している。これにより、ノズル７の吐出孔２１から液体添加剤を吐出した際に、開口部１１においてシール部材３６よりも上方側に液体添加剤（吐出孔２１から吐出された液体添加剤）が漏れ出てしまうのを防止することができる。

【0048】

ノズル７がシリンダ２に取り付けられた状態では、環状のシール部材３６の開口部は、ノズル７の円筒部３１が通過できないような形状および寸法を有している。具体的には、環状のシール部材３６の開口部の直径（すなわち環状のシール部材３６の内径）は、ノズル７の円筒部３１の直径（外径）Ｄ１よりも小さくなっている。

【0049】

＜ノズル７の着脱について＞
次に、押出装置１のシリンダ２に対するノズル７の着脱法について説明する。図８は、押出装置１のシリンダ２にノズル７を取り付ける様子を示す断面図である。図９および図１０は、環状のシール部材３６を示す平面図であるが、図９には、押出装置１のシリンダ２にノズル７を取り付ける前の段階におけるシール部材３６が示され、図１０には、押出装置１のシリンダ２にノズル７を取り付けた後の段階におけるシール部材３６が示されている。図９および図１０は、平面図であるが、図面を見やすくするために、シール部材３６にハッチングを付してある。図１１は、押出装置１のシリンダ２からノズル７を取り外す様子を示す断面図である。

【0050】

押出装置１のシリンダ２にノズル７を取り付ける工程について説明する。

【0051】

まず、ノズル７と環状のシール部材３６とを用意する。ノズル７をシリンダ２に取り付ける前は、環状のシール部材３６の開口部の直径（すなわち環状のシール部材３６の内径Ｄ６）は、ノズル７の円筒部３１の直径Ｄ１と同じか、それよりも大きい（但し、ノズル７の円筒部３２の直径Ｄ２よりも小さい）。このため、ノズル７をシリンダ２に取り付ける前は、環状のシール部材３６の開口部は、ノズル７の円筒部３１が通過できるような形状および寸法を有している。

【0052】

それから、図８に示されるように、シリンダ２の開口部１１にノズル７を挿入する（より特定的にはノズル７の先端側の一部を挿入する）。これにより、ノズル７の円筒部３１と窪み部３３と円筒部３２とは、シリンダ２の開口部１１内に挿入（配置）されることになる。ノズル７の円筒部３１は、開口部１１のうちの開口部１１ａに配置（収容）され、ノズル７の円筒部３２は、開口部１１のうちの開口部１１ｂに配置（収容）される。シリンダ２の開口部１１にノズル７を挿入する際には、環状のシール部材３６をノズル７の円筒部３１に通した状態で、シリンダ２の開口部１１にノズル７を挿入する。このため、シリンダ２の開口部１１に、ノズル７の先端側の一部を挿入すると、ノズル７の段差面３４と開口部１１の段差面１１ｃとの間に、環状のシール部材３６が介在する。

【0053】

そして、ノズル７をシリンダ２に対して、固定部材（例えばネジまたはボルトなど）を用いて固定する。この際、ノズル７に対して、ノズル７がシリンダ２側に押し付けられるような力を付与することにより、環状のシール部材３６は、上記図７に示されるように、ノズル７の段差面３４と開口部１１の段差面１１ｃとに挟まれて押しつぶされることにより変形する。具体的には、環状のシール部材３６は、ノズル７の段差面３４と開口部１１の段差面１１ｃとに挟まれて押しつぶされることにより、シール部材３６の厚み（Ｚ方向の寸法）が減少し、開口部１１の段差面１１ｃに略平行な方向にシール部材３６が押し広げられるように、変形する。すなわち、環状のシール部材３６は、シール部材３６の外径（外周の直径）が大きくなり、シール部材３６の内径（内周の直径、すなわちシール部材３６の開口部の直径）Ｄ６が小さくなるように、変形する（図１０および図１１参照）。これにより、上記図７に示されるように、環状のシール部材３６は、窪み部３３に入り込み、シール部材３６の開口部の直径（すなわちシール部材３６の内径Ｄ６）がノズル７の円筒部３１の直径Ｄ１よりも小さくなるように変形する。このため、ノズル７をシリンダ２に取り付けた状態（図７の状態）では、窪み部３３をシール部材３６が囲んでおり、環状のシール部材３６の開口部は、ノズル７の円筒部３１が通過できないような形状および寸法を有し、具体的には、環状のシール部材３６の開口部の直径（すなわち環状のシール部材３６の内径Ｄ６）は、ノズル７の円筒部３１の直径Ｄ１よりも小さくなる。

【0054】

このようにして、押出装置１のシリンダ２にノズル７を取り付けることができる。

【0055】

押出装置１のシリンダ２にノズル７を取り付けた状態では、ノズル７の段差面３４と開口部１１の段差面１１ｃとの間に環状のシール部材３６が介在し、環状のシール部材３６の上面がノズル７の段差面３４と接触（密着）し、環状のシール部材３６の下面が開口部１１の段差面１１ｃと接触（密着）した状態になっている。これにより、押出装置１の動作時において、ノズル７の吐出孔２１から液体添加剤を吐出した際に、シリンダ２の開口部１１においてシール部材３６よりも上方側に液体添加剤（吐出孔２１から吐出された液体添加剤）が漏れ出てしまうのを防止することができる。

【0056】

ノズル７をシリンダ２に取り付けた状態で、上記図１および図２を参照して説明したように押出装置１を動作させて、樹脂製品を製造することができる。

【0057】

次に、押出装置１のシリンダ２からノズル７を取り外す工程について説明する。例えば、ノズル７の清掃を行う場合などに、押出装置１のシリンダ２からノズル７を取り外す。

【0058】

まず、固定部材によりノズル７をシリンダ２に対して固定することを解除する。それから、図１１に示されるように、シリンダ２の開口部１１からノズル７を引き抜く。この際、環状のシール部材３６がノズル７の窪み部３３を囲んだままの状態で、シリンダ２の開口部１１からノズル７が引き抜かれる。このため、シリンダ２の開口部１１からノズル７を引き抜くと、図１１に示されるように、環状のシール部材３６は、シリンダ２の開口部１１内に残存せず、窪み部３３を囲んだ状態でノズル７と一緒に開口部１１の外部に引き抜かれる。

【0059】

このようにして、押出装置１のシリンダ２からノズル７を取り外すことができる。このため、ノズル７は、窪み部３３をシール部材３６が囲んだ状態で、シリンダ２から取り外される。押出装置１のシリンダ２からノズル７を取り外した後、ノズル７の窪み部３３を囲むシール部材３６は、例えば切断するなどして、ノズル７から取り外すことができる。

【0060】

また、シリンダ２からノズル７を取り外して清掃した後に、ノズル７を再度シリンダ２に取り付ける際には、新たなシール部材３６を使用する。その新たなシール部材３６の開口部は、シリンダ２にノズル７を取り付ける前の段階では、ノズル７の円筒部３１が通過できるような形状および寸法を有している。

【0061】

＜検討例について＞
図１２は、本発明者が検討した検討例のノズル１０７の先端部を示す断面図であり、上記図６に相当するものである。図１３は、シリンダ２に検討例のノズル１０７を取り付けた場合の押出装置の要部断面図であり、シリンダ２の開口部１１に挿入された検討例のノズル１０７の先端部の近傍領域が示されている。

【0062】

図１２および図１３に示される検討例のノズル１０７は、窪み部３３が設けられていない点が、本実施の形態のノズル７と相違している。すなわち、検討例のノズル１０７は、円筒部１３１（本実施の形態の円筒部３１に相当）と、円筒部１３１よりも大きな外径を有する円筒部１３２（本実施の形態の円筒部３２に相当）とをＺ方向において連続的に有しており、円筒部１３１と円筒部１３２とは直接的に連結されている。このため、検討例のノズル１０７においては、円筒部１３１と円筒部１３２との間に、窪み部３３に相当するものは設けられていない。検討例のノズル１０７において、円筒部３２と円筒部３１との境界に形成された段差面１３４（本実施の形態の段差面３４に相当）は、Ｚ方向に略垂直な面であり、円筒部１３２の側面と円筒部１３１の側面とをつないでいる。

【0063】

シリンダ２の開口部１１にノズル１０７の一部が挿入されており、ノズル１０７の円筒部１３１は、開口部１１のうちの開口部１１ａに配置され、円筒部１３２は、開口部１１のうちの開口部１１ｂに配置されている。ノズル１０７の段差面１３４と開口部１１の段差面１１ｃとの間には、金属製の環状のシール部材１３６（本実施の形態のシール部材３６に相当）が介在しており、この環状のシール部材１３６は、ノズル１０７の円筒部１３１を囲んでいる。このため、環状のシール部材１３６は、ノズル１０７の円筒部１３１が通過できるような形状および寸法を有しており、具体的には、環状のシール部材１３６の開口部の直径（すなわち環状のシール部材１３６の内径）は、ノズル１０７の円筒部１３１の外径と同じかそれよりも大きくなっている。

【0064】

環状のシール部材１３６の上面は、ノズル１０７の段差面１３４と接触（密着）し、環状のシール部材１３６の下面は、開口部１１の段差面１１ｃと接触（密着）している。これにより、ノズル１０７の吐出孔１２１から液体添加剤を吐出した際に、開口部１１においてシール部材１３６よりも上方側に液体添加剤が漏れ出てしまうのを防止することができる。

【0065】

次に、検討例のノズル１０７の着脱について説明する。図１４は、押出装置のシリンダ２にノズル１０７を取り付ける様子を示す断面図である。図１５は、押出装置のシリンダ２からノズル１０７を取り外す様子を示す断面図である。

【0066】

まず、押出装置のシリンダ２にノズル１０７を取り付ける工程について説明する。

【0067】

ノズル１０７と環状のシール部材１３６とを用意する。ノズル１０７をシリンダ２に取り付ける前は、環状のシール部材１３６の開口部の直径（すなわち環状のシール部材１３６の内径）は、ノズル１０７の円筒部１３１の直径と同じか、それよりも大きい（但し、ノズル１０７の円筒部３２の直径よりも小さい）。このため、ノズル１０７をシリンダ２に取り付ける前は、環状のシール部材１３６の開口部は、ノズル１０７の円筒部１３１が通過できるような形状および寸法を有している。

【0068】

それから、図１４に示されるように、環状のシール部材１３６をノズル１０７の円筒部１３１に通した状態で、シリンダ２の開口部１１にノズル１０７の先端側の一部を挿入する。ノズル１０７の円筒部１３１は、開口部１１のうちの開口部１１ａに配置され、ノズル１０７の円筒部１３２は、開口部１１のうちの開口部１１ｂに配置され、ノズル１０７の段差面１３４と開口部１１の段差面１１ｃとの間に、環状のシール部材１３６が介在する。そして、ノズル１０７をシリンダ２に対して、固定部材（例えばネジまたはボルトなど）を用いて固定する。この際、ノズル１０７に対して、ノズル１０７がシリンダ２に押し付けられるような力を付与することにより、上記図１３に示されるように、環状のシール部材１３６は、ノズル１０７の段差面１３４と開口部１１の段差面１１ｃとに挟まれて押しつぶされることにより変形する。しかしながら、検討例のノズル１０７は窪み部３３に相当するものを有していないため、環状のシール部材１３６が押しつぶされて変形したとしても、環状のシール部材１３６はノズル１０７の円筒部１３１を囲んでいるため、環状のシール部材１３６の開口部の直径は、ノズル１０７の円筒部１３１の直径よりも小さくはならない。このため、ノズル１０７をシリンダ２に取り付けた状態（上記図１３の状態）でも、環状のシール部材１３６の開口部は、ノズル１０７の円筒部１３１が通過できるような形状および寸法を有している。

【0069】

このようにして、押出装置１のシリンダ２にノズル１０７を取り付けることができる。

【0070】

次に、押出装置のシリンダ２からノズル１０７を取り外す工程について説明する。

【0071】

まず、固定部材によりノズル１０７をシリンダ２に対して固定することを解除する。それから、図１５に示されるように、シリンダ２の開口部１１からノズル１０７を引き抜く。この際、シリンダ２の開口部１１からノズル１０７が引き抜かれても、環状のシール部材１３６がシリンダ２の開口部１１内に残存する虞がある。なぜなら、ノズル１０７をシリンダ２に取り付けた状態では、環状のシール部材１３６の開口部は、ノズル１０７の円筒部１３１が通過できるような形状および寸法を有しているため、シリンダ２の開口部１１からノズル１０７を引き抜いた際に、ノズル１０７の円筒部１３１が環状のシール部材１３６の開口部から抜けてしまう可能性があるからである。その場合、シール部材１３６がノズル１０７と一緒にシリンダ２の開口部１１から引き抜かれずに、シリンダ２の開口部１１内に残存することになる。

【0072】

このようにして、押出装置１のシリンダ２からノズル１０７を取り外すことができるが、環状のシール部材１３６がシリンダ２の開口部１１内に残存してしまうと、不具合が生じ得る。例えば、ノズル１０７を清掃した後に、ノズル１０７を再度シリンダ２に取り付けるためには、シリンダ２の開口部１１内に残存するシール部材１３６をシリンダ２の開口部１１の外部に取り出しておくことが必要であるが、シリンダ２の開口部１１から環状のシール部材１３６のみを取る出すことは容易ではない。シリンダ２からノズル１０７を取り外した後に、シリンダ２の開口部１１から環状のシール部材１３６のみを取る出すことは、作業効率を低下させ、押出装置１の稼働率を低下させる虞がある。また、押出装置１の管理も行いにくくなる。

【0073】

このため、シリンダ２からノズル１０７を取り外す際に、シリンダ２の開口部１１内にシール部材１３６が残存することは、防ぐことが望ましい。

【0074】

＜検討例に対する本実施の形態の優位性について＞
それに対して、本実施の形態では、ノズル７は、円筒部３１と、円筒部３１よりも外径が大きい円筒部３２との間に、円筒部３１の側面に対して外径小さくなるように窪んだ窪み部３３を有している。そして、ノズル７は、窪み部３３をシール部材３６が囲んだ状態で、シリンダ２に取り付けられている。

【0075】

これにより、シリンダ２からノズル７を取り外す際に、窪み部３３をシール部材３６が囲んだ状態のままで、ノズル７をシリンダ２から取り外すことができるため、シール部材３６がシリンダ２側に残ってしまうのを防止することができる。

【0076】

すなわち、ノズル７をシリンダ２に取り付ける前は、環状のシール部材３６の開口部は、ノズル７の円筒部３１が通過できるような形状および寸法を有していても、ノズル７をシリンダ２に取り付けた際に、環状のシール部材３６が押しつぶされて変形することにより、環状のシール部材３６は、窪み部３３に入り込むことができる。これにより、ノズル７をシリンダ２に取り付けた状態では、環状のシール部材３６はノズル７の窪み部３３を囲んでおり、環状のシール部材３６の開口部は、ノズル７の円筒部３１が通過できないような形状および寸法を有することができる。具体的には、ノズル７をシリンダ２に取り付けた状態では、環状のシール部材３６の開口部の直径（シール部材３６の内径Ｄ６）は、ノズル７の円筒部３１の直径Ｄ１よりも小さくなる。

【0077】

このため、シリンダ２からノズル７を取り外す場合には、シリンダ２の開口部１１からノズル７を引き抜くと、環状のシール部材３６は、シリンダ２の開口部１１内に残存せず、窪み部３３を囲んだ状態でノズル７と一緒に開口部１１の外部に引き抜かれることになる。なぜなら、環状のシール部材３６はノズル７の窪み部３３を囲んでおり、環状のシール部材３６の開口部は、ノズル７の円筒部３１が通過できないような形状および寸法を有しているため、シリンダ２の開口部１１からノズル７を引き抜く際に、環状のシール部材３６はノズル７の円筒部３１から抜けることができず、ノズル７と一緒にシール部材３６も開口部１１の外部に引き抜かれるからである。

【0078】

これにより、押出装置１のシリンダ２からノズル７を取り外す際に、環状のシール部材３６がシリンダ２の開口部１１内に残存してしまうことを防止することができる。このため、シリンダ２からノズル７を取り外す際にシール部材３６がシリンダ２側に残存した場合に生じ得る不具合を防止することができる。例えば、シリンダ２からノズル７を取り外した後に、シリンダ２の開口部１１から環状のシール部材３６を取る出す作業が不要となる。このため、作業効率が向上し、押出装置の稼働率を向上させることができる。また、押出装置１の管理も行いやすくなる。従って、樹脂製品の製造コストを低減することができる。

【0079】

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【0080】

例えば、本実施の形態では、シリンダ２の開口部１１にノズル７の先端側の一部を挿入する場合について説明した。他の形態として、シリンダ２（シリンダブロック）にアダプタのような金属部材を取り付け、そのアダプタに開口部１１を設けておき、その開口部１１にノズル７の先端側の一部を挿入することもできる。この場合、アダプタ（金属部材）に形成された開口部１１は、シリンダ２の搬送空間（またはその搬送空間とつながった開口部）と連通している。このような場合、シリンダ２に取り付けられたアダプタ（金属部材）も、シリンダ２の一部とみなすことができる。従って、シリンダ本体部の開口部１１にノズル７の先端側の一部が挿入されている場合も、シリンダ本体部に取り付けられたアダプタ（金属部材）の開口部１１にノズル７の先端側の一部が挿入されている場合も、いずれも、シリンダ２の開口部１１にノズル７の先端側の一部が挿入されていると、みなすことができる。

【符号の説明】

【0081】

１ 押出装置
２ シリンダ
３ スクリュ
４ 回転駆動機構
５ ホッパ
６ ダイ
７ ノズル
１１，１１ａ，１１ｂ 開口部
１１ｃ 段差面
２１，１２１ 吐出孔
２２ 液体供給部
２３ 空洞部
２４ ピストン
２５ バネ部材
２６ Ｏリング
３１，３２，１３１，１３２ 円筒部
３３ 窪み部
３４，１３４ 段差面
３６，１３６ シール部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】