【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム製品を押出し成形する際のロット替えにおいて、押出しヘッド内に残存するゴム量を大巾に減じうる押出しヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一定断面形状のゴム製品を押出し成形するものとして、図６示すように、ゴム押出機ａの前端に、ダイプレートｂを有する押出しヘッドｃを連結した押出し成形装置が広く知られており、該押出しヘッドｃには、前記ゴム押出機ａ前端の押出し口ａ１と前記ダイプレートｂの成形口ｂ１との間を滑らかに継ぐゴム流過用の案内流路ｄ１が形成されている。
【０００３】
この案内流路ｄ１には、
▲１▼ ゴム押出機ａからのゴムを、成形口ｂ１から滞留させずに連続的に押し出す：
▲２▼ 成形口ｂ１から押出されたゴムの断面形状を安定化させる：
という目的があり、そのために案内流路ｄ１の押出し方向の長さＬ０をある程度確保することが要求される。 すなわち、前記長さＬ０が短いと、ゴムに内部応力が残留してしまい、成形口ｂ１から押出された後もこの内部応力によって断面形状が変化するなど、高精度の品質を安定してうることができなくなってしまう。
【０００４】
他方、押出し成形では、異なる材質や断面形状のゴム製品を製造する所謂ロット替えが頻繁に行われるが、このとき、投入するゴムの材質を違えたり或いはダイプレートｂを取替えたりするために、ロット替え前のゴムを押出し成形装置から出し切ってしまうことが必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、押出し成形装置では、ゴム押出し機ａのスクリュー軸ａ２によって押出し力が付与されるため、ゴムの後端がスクリュー軸の先端を通り過ぎた時点で押出し力は喪失してしまう。 その結果、案内流路ｄ１には、その容積相当のゴムが残存することとなる。 この残存ゴムは、処分用ゴムとして取出され、廃棄する以外に、例えば他のゴムと混ぜ合わせて再使用したりもするが、不純物となってゴム成分を変化させるなど品質低下の原因となる。
【０００６】
従って、この処分用ゴムの発生をできるだけ抑えるために、前記案内流路ｄ１の流路容積を減じることが望まれているが、この案内流路ｄ１は、前記押出し口ａ１の直径と、成形口ｂ１の形状（サイズを含む）と、前記長さＬ０とで略決定されるため、その流路容積を減じることは極めて困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、案内流路の内壁面に点接触して着座する所定形状の中子を、案内流路内に着脱自在に配することを基本として、案内流路における前記▲１▼、▲２▼の目的を達成しながらその流路容積を低減でき、ロット替えに際して発生する処分用ゴムを大巾に削減しうる押出しヘッドの提供を目的としている。
【０００８】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、スクリュー軸により押出し口からゴムを押出すゴム押出し機に後端が連結されるヘッド本体と、このヘッド本体の前端に取付き前記押出し口からのゴムを成形して吐出する成形口を有するダイプレートとを具えた押出しヘッドであって、前記押出し口と成形口とを結びかつ成形口に向かって断面積を漸減する案内流路内に中子を配するとともに、この中子は、前記案内流路の内壁面に着座する接触部分を有する中央部と、その前後に設けられ幅が前後に向かって漸減する前後の先細状部とを具え、かつ前記中子は前記接触部分での前記案内流路の内壁面との点接触と、中子後端の前記スクリュー軸の前端部での接触による保持とにより、該中子は着脱時在に前記案内流路に配置されたことを特徴としている。
【０００９】
また請求項２の発明では、前記中子は、その前端から前記成形口までの距離Ｌａを、前記成形口から前記スクリュー軸の前端までの距離Ｌ０の１／５倍〜１／３倍であることを特徴としている。
【００１０】
また請求項３の発明では、前記中子は、後の先細状部の中子中心線に対する角度αを１５〜３０゜としたことを特徴としている。
【００１１】
また請求項４の発明では、前記中子は、その前の先細状部の前端から中央部までの距離Ｌｃを中子の全長Ｌｂの１／４〜１／３倍としたことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
図１において、押出しヘッド１は、スクリュー軸２により押出し口３からゴムを押出すゴム押出し機４に後端が連結されるヘッド本体５と、このヘッド本体５の前端に取付き前記押出し口３からのゴムを成形して吐出する成形口６を有するダイプレート７とを具えている。
【００１４】
なお前記ゴム押出し機４は、前記スクリュー軸２を収納しかつゴム投入口９が形成されたシリンダ１０を具え、電動機Ｍにより前記スクリュー軸２を駆動させることによって、投入されるゴムを混練しながらシリンダ１０前端で開口する押出し口３から押出す周知の構造を有している。
【００１５】
又前記ヘッド本体５は、前記シリンダ１０前端に後端が連結されるブロック状をなし、その内部には、前記押出し口３と成形口６との間を滑らかに継ぐ案内流路１１を形成している。
【００１６】
このとき、前記成形口６は、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、生産されるゴム製品の断面形状に実質的に一致する断面形状をなし、又ゴム押出し機４としては、その押出し口３の断面積３Ｓが、前記成形口６の断面積６Ｓよりも大きいサイズのものが使用される。 従って、前記案内流路１１は、成形口６に向かって断面積ＳＡが、本例では、略一定の割合で漸減し、ゴムを絞るように前方（押出し方向）に向かって押進させる。
【００１７】
なお図２（Ａ）〜（Ｃ）には、成形口６の縦幅（高さに相当）Ｈが押出し口３の直径Ｄよりも小、かつ成形口６の横幅Ｗが前記直径Ｄよりも大とした横拡幅タイプの案内流路１１の場合の正面図、側部断面図、および上部断面図を夫々示している。 しかし案内流路１１としては、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、縦幅Ｈが直径Ｄよりも小、かつ横幅Ｗが直径Ｄと略同一とした横同幅タイプ、或いは図４に示すように、縦幅Ｈが直径Ｄよりも小、かつ横幅Ｗが直径Ｄよりも小とした縮幅タイプであってもよい。
【００１８】
次に、本願の押出しヘッド１では、前記案内流路１１内に、その流路容積を減少させる中子１２を着脱自在に配置することに特徴の一つを有している。
【００１９】
該中子１２は、図２（Ｂ）、（Ｃ）に代表して示すように、前記案内流路１１の内壁面１１Ｓに着座する接触部分１３を有する中央部１２Ｍと、その前後に設けられ幅が前後に向かって、本例では、略一定の割合で漸減する前後の先細状部１２Ｆ、１２Ｒとを具え、スクリュー軸２と略同心に配されている。 なお前記「幅」とは縦幅と横幅とを含み、従って、前記中央部１２Ｍは、中子１２のうち断面積が実質的に最大の部位として形成される。
【００２０】
なおこの中子１２では、本例の如く、各部位における断面形状を互いに略相似形とすることが、ゴム流れの安定化のために好ましい。 しかし、その断面形状は、例えば図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、例えば真円形や楕円形等の円形状、長方形や正方形等の四角形状、および三角形状など、種々のものが採用できる。
【００２１】
又前記中子１２の着座は、前記接触部分１３が前記内壁面１１Ｓと点接触することによって行われ、従って、接触部分１３以外の場所では、中子１２は内壁面１１Ｓから離間した浮いた状態に保たれる。 なお安定な着座のために、前記接触部分１３を３箇所以上設けることが必要であり、この接触部分１３は、前記中子１２の断面形状が三角形状、四角形状などの場合には、その頂部１６（図５（Ｂ）、（Ｃ）に示す）によって形成することができる。 また円形状の場合には、前記中央部１２Ｍの周囲に部分的に設ける突起部１７（図５（Ａ）に示す）によって形成することができる。
【００２２】
又前記中子１２は、その後端が前記スクリュー軸２の前端部２Ｅ に接触して保持され、後方への移動が阻止される。 従って、中子１２は、その後端への保持と前記着座とによって、着脱自在にかつ位置ズレすることなく案内流路１１内に安定して配置される。
【００２３】
このように、前記中子１２は、案内流路１１内に介在することにより、その流路容積を大幅に低減でき、ロット替えに際して発生する処分用ゴムを大巾に削減しうる。
【００２４】
さらに中子１２は、中央部１２Ｍの前後に先細状部１２Ｆ、１２Ｒを設けた形状をなし、かつ内壁面１１Ｓから実質的に浮いた状態で保持されるため、ゴム流れに与える影響が極めて小さく、安定したゴム流れを保証する。 しかも、案内流路１１の長さＬ０、すなわち成形口６からスクリュー軸２の前端２Ｅまでの距離Ｌ０が充分確保されるため、ゴムを成形口６から滞留させずに連続的に押出しうるとともに、成形口６から押出されたゴムの断面形状を安定化させることができる。
【００２５】
ここで、前記ゴムの滞留防止と断面形状の安定化とのために、前記中子１２は、その前端から成形口６までの距離Ｌａを、前記距離Ｌ０の１／５倍〜１／３倍、又前端から中央部１２Ｍまでの距離Ｌｃを中子１２の全長Ｌｂの１／４〜１／３倍とすることが好ましい。 なお前記距離ＬｃがＬｂ×１／４未満の時、および前記距離ＬａがＬ０×１／５未満の時、内部応力が残留しやすく成形後に変形を招くなど、断面形状の不安定化傾向となる。 逆に前記距離ＬｃがＬｂ×１／３より大、および前記距離ＬａがＬ０×１／３より大の時、中子１２の体積を充分に確保できなくなるか、或いはゴム流れの円滑性が損なわれるなどゴムが滞留を起こしやすくなってしまう。
【００２６】
又前記ゴムの滞留防止のためには、前記中子１２における、後の先細状部１２Ｒの中子中心線に対する角度αを１５〜３０゜の範囲とするのも好ましく、３０゜を越えると滞留傾向となり、又１５゜未満では中子１２の体積が過小となる。
【００２７】
又案内流路１１内でのゴム流れをより円滑に行うために、案内流路１１の断面積ＳＡから該中子の断面積ＳＢを減じた実流路断面積Ｓが、押出し口３から成形口６まで漸減する断面変化形状を有することもまた好ましい。
【００２８】
以上、本発明の特に望ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示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しうる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、ゴムを成形口から滞留させずに連続的に押出しでき、かつ成形口から押出されたゴムの断面形状を安定化させうるとともに、案内流路の流路容積を構成簡易に低減でき、ロット替えに際して発生する処分用ゴムを大巾に削減しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の押出しヘッドをゴム押出機とともに示す断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は案内流路の一例を概念的に示す正面図、側部断面図、および上部断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は案内流路の他の例を概念的に示す正面図、側部断面図、および上部断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は案内流路のさらに他の例を概念的に示す正面図、側部断面図、および上部断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、中子の中央部における断面形状を例示する、図２〜４のＩ−Ｉ線断面図である。
【図６】従来技術の問題点を説明する押出し成形装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 押出しヘッド２ スクリュー軸３ 押出し口４ ゴム押出し機５ ヘッド本体６ 成形口７ ダイプレート１１ 案内流路１１Ｓ 内壁面１２ 中子１２Ｍ 中央部１２Ｆ、１２Ｒ 前後の先細状部１３ 接触部分