JPH0249226Y2

JPH0249226Y2 -

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Publication number: JPH0249226Y2
Application number: JP1989006392U
Authority: JP
Priority date: 1980-06-05
Filing date: 1989-01-23
Publication date: 1990-12-25
Also published as: IT8022574A0; EP0041637A1; IT1131274B; ES8203762A1; DE3163053D1; ES502726A0; JPS5733112A; JPH01137911U; BR8103523A; US4468126A; EP0041637B1

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、石けんの製造のためのペースト状
混合物のようなペースト状物質の押出しおよび精
製の操作において用いられる、ねじフイーダ（ま
たは、アルキメデスのねじ）に関するものであ
る。

［従来の技術］この型式の製品の押出しおよび精製は、通常、
金型または押出機と呼ばれる機械によつて行なわ
れる。静置されたシリンダ内で回転する螺旋状ま
たはねじフイーダによつて、製品が押出される。
こテれによつて、製品は、バー、ペレツト、細い
スパゲイ状エレメントなどのような形態で押出し
ユニツトの外へ流れ出される。

［考案が解決しようとする問題点］現在、石けん、洗剤および、それと同じような
他のプラスチツク製品の連続的な押出しに用いら
れるねじフイーダは、低い効率を有する。また、
このようなねじフイーダは、いわゆる「ポンプ作
用（pumping）」という現象にさらされる。「ポン
プ作用」は、金型の特別な操作条件下で生じる流
速（最小流速が０に近づいたとき）において高い
振動または変動を意味するものである。さらに、
このようなねじフイーダは、螺旋またはねじの複
雑な形状および寸法のために高価な構成を有す
る。従来まで用いられていたねじフイーダによつ
てもたらされる上述の欠点のために、現在まで、
単に、複雑な形状および寸法と、螺旋またはねじ
に対するかなり小さくされた傾斜角（8゜〜12゜の
範囲）とを有するねじフイーダのみが提供されて
いる。そのため、そのようなねじフイーダは、高
い製造コストと低い効率を有するものである。

そこで、この考案の目的は、現在のねじフイー
ダの上述の欠点を克服するためになされたもの
で、以下に記載されるような増大された効率を有
するねじフイーダを提供することである。

(a) 螺旋またはねじの同一毎分回転数において、
より高い生産高をもたらすこと。

(b) 同一生産高または産出高において、消費され
る動力の削減が図られるとともに、螺旋または
ねじは、より低い毎分回転数で回転されるこ
と。

この考案のもう１つの目的は、ねじフイーダが
ポンプ作用の現象を呈する操作条件下において、
一定の流速で製造し続けるという点で、上述の
「ポンプ作用」の現象を減少させることである。

この考案のさらに他の目的は、ねじフイーダの
形状および寸法を簡単にすることによつて、製造
コストを低減することである。

［問題点を解決するための手段］この考案に従つたねじフイーダは、精製のみ、
バー押出しのみ、および精製を伴うバー押出しの
うち、いずれかを行なうことが可能であり、かつ
石けんのようなペースト状物質のためのものであ
る。ねじフイーダは、シリンダと、シリンダの外
側にペースト状物質を運ぶための運搬手段とを備
えている。この運搬手段は、一定の直径を有する
コア部分と、このコア部分の上に巻かれるように
形成されたねじ山部分とを含む。ねじ山部分の形
状は、Ｈ＝（0.9〜1.8）×Ａ／（sinφ）^2/3×（L2／Ｄ）^1/3 の関係式によつて規定されることを特徴とする。
この関係式において、Ｈはねじ山の高さをミリメ
ートルの単位で表わしたもの、Ｌ２は装填ホツパ
に包含される部分を除いたシリンダの範囲内にお
ける前記ねじ山部分の長さをミリメートルの単位
で表わしたもの、Ｄは前記ねじ山の外径、φはね
じのピツチによつて形成される角度で、15゜と25゜
との間の範囲にある値を有する。ねじが精製を伴
わないバー押出しのために用いられるとき、Ａは
次の式によつて規定される。

Ａ＝（−2701.16＋853.85×1nb）^1/3 ねじがバー押出しの伴わない精製のために用い
られるとき、Ａは次の式によつて規定される。

Ａ＝（69.91＋0.0316×Ｃ）^1/3 ねじが精製を伴うバー押出しのために用いられ
るとき、Ａは次の式によつて規定される。

Ａ＝（１／−2701.16＋853.85×1nb ＋１／−69.91＋0.0316×ｃ）^-1/3 Ａが規定される上記３つの式において、ｂは押
出されたバーの断面積と同一の面積を有する円の
直径をミリメートルで表わしたもの、ｃは精製ユ
ニツトにおける自由通過面積を平方ミリメートル
で表わしたもの、1nは自然対数である。

［作用］この考案は、３つの特定的な場合、すなわち、
精製だけの場合、バー押出しだけの場合、および
バー押出しと組合わせられた精製の場合に適用さ
れるねじフイーダを提供する。そのねじフイーダ
において形成されるのじ山部分の形状は、上記３
つの特定的な場合において、限定され関係式によ
つて規定される。そのため、ペースト状物質の製
造に用いられるねじフイーダにおいて優れた効率
を有する。また、ねじフイーダが一定の流速でペ
ースト状物質を製造し続けるとき、「ポンプ作用」
の現象を減少させることができる。さらに、この
考案に従つたねじフイーダにおいては、ねじ山部
分の形状が一定の関係式によつて規定されるの
で、ねじフイーダの幾何学的な形状を単純化する
ことが可能になる。したがつて、ねじフイーダの
製造コストを低減することができる。

［実施例］この考案は、添付の図面によつて示されたよう
に、これに限定されない単なる例示によつて与え
られたいくつかの実施例を参照して、より明確に
以下に説明されるであろう。

第１図は、その中でねじフイーダが作動する機
械の典型的な組立体を１つの例示として示す図で
ある。そのような組立体は、限定されたものとし
て意図されるべきではない。それは、ねじフイー
ダが全く異なる組立体と組合わせられても作動す
ることができるからである。

第１図ａは、精製ステツプを全く有しないバー
押出装置の分解図である。このような押出しユニ
ツトは、金型から産出される連続的なバー製品を
製造するために用いられる。

第１図ｂは精製ユニツトを示す分解図である。
このような精製ユニツトは、金型から産出される
製品および／または製造ペレツト（直径に対する
長さの種々の比率を有する円筒状タブレツト）、
細いスパゲテイ状エレメントなどを精製するため
に用いられる。

第１図ｃは、精製するとともにバー押出しを行
なうための装置を示す分解図である。このような
装置は、製品を精製し、かつ同時に金型の出口に
おいて連続的なバーを製造するために用いられ
る。

第２図は、この発明のねじフイーダにおけるね
じ山部分を規定するための関係式の計算に用いら
れる幾何学的寸法を示す図である。

第３図、第４図および第５図は、上述の３つの
特定的な用途に対応した３組のねじフイーダのパ
ラメータの関係を示すグラフである。

第１図に示される組立体において、１はシリン
ダ、２はねじフイーダ、３はゲージ、４はスポー
ク部材、５はネツト、６は穿孔板、７は円錐ヘツ
ド、８は金型、９はナイフである。

さらに、第２図において、ねじフイーダの各幾
何学的寸法を示す符号は以下のとおりである。

Ｌ＝螺状線の始端から終端までの螺旋またはね
じの全長Ｌ１＝「圧縮部分」と呼ばれる螺旋またはねじ
部分の長さ。この部分は装填ホツパの下にある。
この考案においては何ら重要な部分ではない。

Ｌ２＝装填ホツパによつて包含される部分を除
いた、この機械のシリンダ内にある螺旋またはね
じ部分の長さ。この部分Ｌ２は「計量部分」と呼
ばれる。この考案のねじフイーダにおいて特徴的
な部分である。

Ｄ＝ねじ山とも呼ばれるねじの外径。

Ｈ＝計量部分において直径Ｄを有する円筒状表
面から、螺旋またはねじ本体（「ドラム」）とも呼
ばれる）の表両まで測定された螺旋ねじ山の深
さ。

Ｔ＝螺旋ピツチ。ねじを通して一定の値であ
る。

φ＝次の式によつてねじの外径Ｄを用いて計算
される、ドラムの螺旋状に対する巻上げ角。

φ＝tan_-1Ｔ／πD この考案に従つたねじフイーダにおけるねじ山
部分の形状は、次の関係式によつて規定される。

Ｈ＝（0.9〜1.8）×Ａ／（sinφ）^2/3×（L2／Ｄ）^1/3 ここで、すべての寸法はミリメートルの単位で
表わされる。Ａは押出しおよび／または精製の特
性に依存する値である。

精製を伴わないバー押出しに対しては、Ａ＝（−2701.16＋853・85×1nb）^1/3 で規定されるＡの値が用いられる。

ここで、ｂは、押出されたバーの相当直径をミ
リメートルで表わしたものである。1nは自然対
数である。

押出されたバーの相当直径は、押出されたバー
の横断面の直角断面と同じ面積の直角断面を有す
る仮想のバーの直角断面（円形）の直径である。

押出されたバーの横断面は所望の形状であれば
よく、どのような形状であつてもよい。押出され
たバーは２つ以上であつてもよい。この場合、仮
想のバーの横断面の面積は、横断面の個々の面積
の合計である。

添付のグラフにおいては、そのような相当直径
ｂは30〜80mmの範囲に限定されているが、そのよ
うな相当直径ｂはいかなる所望の値でもとること
ができる。

第１図ａに示されるようなバー押出しユニツト
は、単に表示の目的のためにあるだけである。そ
のため、計算処理の目的のためには、このユニツ
トは、押出されたバーの相当直径ｂによつてのみ
説明され得る。

単に精製だけに対しては、Ａ＝（−69.91＋0.031−×ｃ）^1/3 で規定されるＡの値が用いられる。ここで、ｃ
は、精製ユニツトに対する自由通過面積である。
この自由通過面積は、ネツト内の、または装置の
ための軸受によつて位置決めされる精製装置内の
すべての可能な閉塞から免れて、製品が装置（第
１図ｂにおけるスポーク部材４、ネツト５および
穿孔板６）を通つて通過するのに有効な面積であ
る。

第１図ｂにされるような精製ユニツトは、単に
表示の目的のためにあるだけである。そのため、
計算処理の目的のためには、このユニツトは自由
通過面積によつてのみ説明され得る。

精製を伴つたバー押出しに対しては、Ａ＝（１／−2701.16＋853.85×1nb ＋１／−69.91＋0.0316×ｃ）^-1/3 によつて規定されるＡの値が用いられる。ここ
で、ｂは押出されたバーの相当直径をミリメート
ルで表わしたものである。ｃは精製ユニツトにお
ける由通過面積（第１図ｃにおけるスポーク部材
４、ネツト５および穿孔板６を参照）を平方ミリ
メートルで表わしたものである。lnは自然対数を
示す。

押出されたバーの相当直径と自由通過面積は既
に定義されている。

第１図ｃで示されるようなバー押出しと精製と
を行なうためのユニツトは、単に表示の目的のた
めにあるだけである。そのため、計算処理の目的
のためには、このユニツトは、単に自由通感面積
と押出されたバーの相当直径とによつてのみ説明
され得る。

第３図を参照して、精製を伴わないバー押出し
に関連する式、すなわち、第１図ａで示されたユ
ニツトに対する式のパラメータが示されている。
この図は、１と６との間で変化するパラメータＬ
２／Ｄを有するフイーダにおいて、押出されたバ
ーの相当直径ｂ（mm）と、ねじ山の深さＨ（mm）と
の関係が示されている。図においては、その関係
は、バーの相当直径ｂが30mmと80mmとの間の範囲
で示されている。単なる例示として与えられたこ
の図は、ねじ角度が20゜の特別な場合に関連する
ものである。

第４図を参照して、第１図ｂに示されたユニツ
ト、すなわち、製品の精製のみを行なうユニツト
に対して、１と８との間で変化するパラメータ
L2／Ｄを有するねじフイーダにおいて、自由通
過面積ｃ（mm²）と、ねじ山の深さＨ（mm）との関係
が示されている。

この図によれば、2500mm²と30000mm²との間の自
由通過面積ｃの範囲における関係が示されてい
る。この図は、螺状線の角度が20゜の特別な場合
に関連するものである。なお、自由通過面積は以
下のように理解されるべきである。ネツトのため
の軸受によつて決定される、ネツト内のあらゆる
可能な限りの閉塞物から免れて、精製ユニツトの
製品に対して利用され得る面積が、自由通過面積
である。

第５図を参照して、第１図ｃに示された押出し
と精製とを行なうためのユニツトに対して、ねじ
山の深さＨ（mm）、バーの相当直径ｂ（mm）、および
自由通過面積ｃ（mm²）の関係が一例として示され
ている。この図においては、Ｌ２／Ｄ＝３（定
数）、ねじのための巻上げ角φ＝20゜（定数）にお
いて、バーの相当直径ｂ（mm）を30mmと80mmとの
間で変化させた場合の、ねじ山の深さＨ（mm）と
自由通過面積ｃ（mm²）との関係曲線が示されてい
る。もちろん、曲線は、Ｌ２／Ｄとφの各所望の
値に対してプロツトされることは可能である。

関係式の図示は次の範囲内で行なわれている。

(1) バーの相当直径は30mmと80mmとの間である。

(2) 精製系における通過面積は2500mm²と30000mm²
との間である。

添付されたすべての図面は単に例示のために与
えられるものであり、図示されるような特別の場
合にのみ参照される。与えられる式は、一般的な
妥当性に代わり得るものである。

［考案の効果］以上のように、この考案によれば、特定された
３つの場合、精製のみ、バー押出しのみ、および
精製を伴うバー押出しのうち、いずれかを行なう
場合において、ねじフイーダは、限定された関係
式によつて規定される形状を有するねじ山部分を
含むので、優れた生産効率を得ることが可能にな
る。また、ポンプ作用の現象を減少させることが
可能になる。さらに、ねじ山部分は所定の関係式
によつて規定されるので、ねじフイーダの幾何学
的な形状を単純化することができる。その結果、
ねじフイーダの製造コストを低減することが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、その中でねじフイーダが作動する機
械の典型的な組立体を例示する図である。特に、
第１図ａは精製ステツプを有しないバー押出し装
置を示す分解図、第１図ｂは精製ユニツトを示す
分解図、第１図ｃは特製ステツプを有するバー押
出し装置を示す分解図である。第２図は、この考
案に従つたねじフイーダを、関係式の計算におい
て用いられる幾何学的寸法とともに示す図であ
る。第３図、第４図、第５図は、特定的な３つの
異なる用途に対応する、３組のねじフイーダのパ
ラメータの関係を示すグラフである。図において、１はシリンダ、２はねじフイー
ダ、Ｌ２は螺旋またはねじ部分の長さ、Ｄはねじ
の外径、Ｈは計量部分におけるねじ山の深さ、Ｔ
は螺旋ピツチである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 精製のみ、バー押出しのみ、および精製を伴
うバー押出しのうち、いずれかを行なうことが
可能である、石けんのようなペースト状物質の
ためのねじフイーダであつて、シリンダと、前記シリンダの外側にペースト状物質を運ぶ
ための運搬手段とを備え、前記運搬手段は、一定の直径を有するコア部分と、前記コア部分の上に巻かれるように形成され
たねじ山部分とを含み、前記ねじ山部分の形状
は、Ｈ＝（0.9〜1.8）×Ａ／（sinφ）^2/3×（L2／Ｄ）^1/3 の関係式によつて規定されることを特徴とし、
Ｈは前記ねじ山の高さをミリメートルの単位で
表わしたもの、Ｌ２は装填ホツパに包含される
部分を除いたシリンダの範囲内における前記ね
じ山部分の長さをミリメートルの単位で表わし
たもの、Ｄは前記ねじ山の外径、φは前記ねじ
のピツチによつて形成される角度で、15゜と25゜
との間の範囲にある値を有し、Ａは、前記ねじが精製を伴わないバー押出しのため
に用いられるとき、Ａ＝（−2701.16＋853.85×1nb）^1/3 によつて規定され、前記ねじがカバー押出しを伴わない精製のた
めに用いられるとき、Ａ＝（−69.91＋0.0316×ｃ）^1/3 によつて規定され、前記ねじが精製を伴うバー押出しのために用
いられるとき、Ａ＝（１／−2701.16＋853.85×1nb＋１／−69.91＋0.0316×ｃ）^-1/3 によつて規定され、ｂは押出されたバーの断面積と同一の面積を
有する円の直径をミリメートルで表わしたも
の、ｃは精製ユニツトにおける自由通過面積を
平方ミリメートルで表わしたもの、1nは自然
対数である、ねじフイーダ。 (2) 前記関係式において、0.9と1.8との間で変化
する最初の定数は、1.5である、実用新案登録
請求の範囲第１項に記載のねじフイーダ。