ペレットの製造方法およびペレット製造装置
【課題】ダイスの表面の平面度が不十分でも、カッタ軸の回転速度に関係なく、カッタ刃を適切な接触面圧でダイス面に当接させることができるペレット製造装置を提供する。
【解決手段】カッタ軸（７）と、カッタホルダ（８）と、カッタホルダの外周部取り付けられているカッタアーム（１１、１１、…）と、これらのカッタアームのそれぞれに取り付けられているカッタ刃（４、４、…）とから構成する。カッタアーム（１１、１１、…）は、その軸心の周りに揺動的に回動可能である。カッタ刃（４、４、…）はカッタアームに対して垂直の軸心の周りに揺動的に回動可能である。これらにより、個々のカッタ刃（４、４、…）は独立してフレキシブルである。また、カッタ軸（７）には、該軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与する。
【解決手段】カッタ軸（７）と、カッタホルダ（８）と、カッタホルダの外周部取り付けられているカッタアーム（１１、１１、…）と、これらのカッタアームのそれぞれに取り付けられているカッタ刃（４、４、…）とから構成する。カッタアーム（１１、１１、…）は、その軸心の周りに揺動的に回動可能である。カッタ刃（４、４、…）はカッタアームに対して垂直の軸心の周りに揺動的に回動可能である。これらにより、個々のカッタ刃（４、４、…）は独立してフレキシブルである。また、カッタ軸（７）には、該軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイスから溶融樹脂をストランド状に押し出して水中で冷却し、冷却された樹脂をダイスの表面に接しながら回転するカッタ刃によって切断して、ペレットを製造するペレットの製造方法およびペレット製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂成形品の成形には、従来周知のように、安定剤、可塑剤、無機充填剤等の添加剤が混合・分散された合成樹脂材料が使用される。このような合成樹脂材料は一般にペレット化されている。ペレタイザすなわちペレット製造装置は、押出機、この押出機の先端部に設けられているダイス、ダイスに対応して設けられているカッタ装置等から構成され、カッタ装置とダイスは所定のケーシングに入れられている。そして、ケーシング内には所定の給水口から冷却用の水あるいは温水が給水されると共に、所定の排水口から排水されるようになっている。従って、押出機により各種添加剤を混合して溶融・混練した溶融樹脂を、ダイスの複数個のノズル孔からストランド状に連続的に押し出すと、樹脂は水中で冷却され、ダイスに接しながら所定速度で回転駆動されるカッタ装置で切断すると、所定の大きさのペレットが得られる。得られたペレットは排水口から水と共に排出される。このようなペレット製造装置において、カッタ刃のダイスへの当接状態は重要である。すなわち、ダイスとカッタ刃の接触面圧が低下すると、ダイスとカッタ刃の間に隙間すなわちクリアランスが生じたり、カッタ刃が適切に研磨される、いわゆるカッタ刃の再生効果がなくなる。そうすると、カッティング不良によりペレットの形状や粒径が不均一になって品質に悪影響を及ぼすことになる。また、ダイスにカッタ刃が強く押し当てられてダイスとカッタ刃の接触面圧が高くなり過ぎると、ダイスとカッタ刃が早期に摩耗してしまう。そこで、ダイスにカッタ刃を適切に当接することができる、色々なペレット製造装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０１５３２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２６５１９号公報
【特許文献３】特許第２６４２５７９号公報
【特許文献４】米国特許第５，６２４，６８８号
【特許文献５】特昭５４−１２７４６３号公報
【特許文献６】特公平０７−２０６１８号公報
【０００４】
特許文献１には、複数枚のカッタ刃を固定しているカッタホルダが、所定の継手を介してカッタ軸に連結され、カッタホルダがカッタ軸に対して所定の範囲で首振り可能になっているカッタ装置を備えたペレット製造装置が記載されている。カッタホルダはカッタ軸に対して所定の範囲で任意の方向に傾くことができるので、カッタ軸とダイスの表面の垂直度が不十分であっても、換言すると複数枚のカッタ刃からなる面とダイスの表面の平行度が不十分であっても、カッタホルダがカッタ軸に対してわずかに傾いて、複数枚のカッタ刃がダイスに適切に当接することになる。特許文献２〜４にも、カッタホルダがカッタ軸に対して所定の範囲で首振り可能に連結され、それによって特許文献１に記載のペレット製造装置と同様な効果を奏するカッタ装置を備えたペレット製造装置が記載されている。
【０００５】
特許文献５には、カッタ軸に固着されているカッタホルダと、カッタホルダに連結されている複数本のカッタアームと、それぞれのカッタアームに連結されている複数枚のカッタ刃とからなるカッタ装置を備えたペレット製造装置が記載されている。カッタホルダの外周面には、軸方向に向かう所定の深さの穴が円周方向に等間隔に複数個明けられている。これらの穴にカッタアームが挿入される。カッタアームは、断面が円の所定の長さの軸からなり、所定箇所において直角に曲げられＬ字状を呈している。そして、一方の端部がカッタホルダの穴に挿入されると共に所定のピンによって穴から抜けないようになっている。このようなカッタアームの他方の端部は、斜めの所定の角度でダイスに向かっている。一方の端部は、穴の中で所定の範囲で回転することができるので、カッタアームの他方の端部は所定の範囲で回転することができる。この回転によって他方の端部とダイスの距離が変化することになるので、ダイスの表面に凹凸があっても他方の端部に接続されているペレット刃が上下して凹凸に追随することができる。カッタ刃は、所定の長さの刃が形成されている刃部と、刃部の中央部に刃部と直角に固着されている軸部とから構成されている。この軸部が、カッタアームの他方の端部にカッタアームを延長するように接続されており、カッタアームに対して回転できるようになっている。従って、ペレット刃の刃部はカッタアームと垂直な面内で回転することができる。カッタ装置はこのように構成されているので、ダイスの表面が湾曲していてもカッタ刃はダイスの表面の湾曲に追随することができ、カッタ刃は滑らかにダイスの表面に当接することになる。
【０００６】
特許文献６には、油圧によってカッタ軸を軸方向に駆動したり、ダイスとカッタ刃の接触面圧を調節することができるカッタ装置を備えたペレット製造装置が記載されている。カッタ刃が水中で回転すると、カッタ刃の切刃、いわゆるすくい面に水流が当たって、カッタ刃はダイスに押し当てられることになる。カッタ刃が高速で回転するとカッタ刃がダイスに強く押し当てられてダイスとカッタ刃の接触面圧が高くなるが、特許文献６に記載のペレット製造装置においては、カッタ軸に軸方向の力を作用させることができるので、ダイスとカッタ刃の接触面圧を低下させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜６記載のいずれのペレット製造装置によっても、カッタ刃がダイスの表面に比較的適切に当接されるので、所望の品質のペレットを製造することはできる。しかしながら、これらのペレット製造装置には解決すべき問題点も見受けられる。例えば、特許文献１〜４のそれぞれに記載のペレット製造装置においては、複数枚のカッタ刃からなる面とダイスの表面の平面度が十分なときには、これらの面の平行度が不十分であってもカッタホルダがカッタ軸に対して傾き、カッタ刃がダイスに適切に当接することができるが、これらの面の平面度が不十分な場合には、一部のカッタ刃がダイスから浮いたり、一部のカッタ刃がダイスに過大な接触面圧で当接される。その結果、カッティング不良が生じて製造されるペレットの品質に悪影響を及ぼしたり、ダイスとカッタ刃が早期に摩耗するという問題がある。
【０００８】
特許文献５に記載のペレット製造装置にも解決すべき問題点が見受けられる。すなわち、ダイスの表面の平面度が不十分であってもカッタ刃はダイスの表面の形状に追随して当接されることになるが、カッタ刃の回転速度が変化したときの問題については格別に考慮されていない。つまり、カッタ刃が低速で回転するときには、カッタ刃のすくい面に当たる水流が少ないので、カッタ刃がダイスに押し当てられる力は弱くなる。そうすると、ダイスとカッタ刃の接触面圧が不十分になって、ダイスとカッタ刃の間にクリアランスが発生してカッタ刃の再生効果が得られなくなり、カッティング不良が生じる。また、カッタ刃が高速で回転するときには、カッタ刃のすくい面に当たる水流が多くなるので、カッタ刃がダイスに強く押し当てられ、ダイスとカッタ刃の接触面圧が過大になり、カッタ刃は早期に摩耗する。
【０００９】
特許文献６に記載のペレット製造装置によると、ダイスとカッタ刃の接触面圧が圧力媒体により制御されるので、通常は実施する上で格別問題はないが、複数枚のカッタ刃はカッタホルダに固定されていて揺動することができないので、またカッタホルダもカッタ軸に対して固定されているので、複数枚のカッタ刃からなる面とダイスの表面の平行度が不十分であったり、これらの面の平面度が不十分であると、一部のカッタ刃がダイスから浮いたり、一部のカッタ刃がダイスに過大な接触面圧で当接することもあり得る。
【００１０】
本発明は、上記したような問題点を解決したペレットの製造方法およびペレット製造装置を提供することを目的としており、具体的には、ダイスの表面の平面度が不十分であっても、あるいはダイスの表面とカッタ軸の垂直度が不十分であっても、カッタ刃を適切にダイスの表面に当接させることができ、またカッタ刃の回転速度の高低に関係なく、ダイスとカッタ刃の接触面圧を適正な範囲に維持することができるペレットの製造方法およびペレットの製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、ペレット製造装置のカッタ装置において、カッタホルダにカッタ刃を個々に揺動自在に取り付け、ダイスの表面に対してそれぞれのカッタ刃が独立して当接するようにする。また、カッタ軸を回転駆動してペレットを製造するとき、回転数に応じてカッタ軸に軸方向の力を付与して、ダイスとカッタ刃の接触面圧が適正な範囲になるように調整する。
【００１２】
かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、ダイスからストランド状に水中あるいは温水中に押し出される溶融樹脂を所定大きさに切断してペレットを製造するとき、所定速度で回転駆動されるカッタ軸と、該カッタ軸の先端部に着脱自在に取り付けられているカッタホルダとからなり、前記カッタホルダに複数枚のカッタ刃が個々に、前記ダイス側に面した前記カッタホルダの底面に平行で放射状に半径外方に延びた第１の軸心に対して揺動的に回動可能に、且つ前記第１の軸心に垂直な第２の軸心に対しても揺動的に回動可能に取り付けられているカッタ装置を使用し、このとき前記カッタ軸には該カッタ軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与するように構成される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、ダイスからストランド状に水中あるいは温水中に押し出される溶融樹脂を所定大きさに切断するカッタ装置を備えたペレット製造装置において、前記カッタ装置は、所定速度で回転駆動されるカッタ軸と、前記カッタ軸の先端部に着脱自在に取り付けられているカッタホルダと、前記カッタホルダの外周部に放射状に取り付けられている複数本のカッタアームと、これらのカッタアームのそれぞれに取り付けられている複数枚のカッタ刃と、前記カッタ軸に軸方向の力を付与する押力調整機構とからなり、前記カッタアームは前記ダイス側に面した前記カッタホルダの底面に平行で放射状に半径外方に揺動的に回動可能に所定量だけ延び、前記カッタ刃は前記カッタアームに対して垂直の軸心の周りに揺動的に回動可能であり、それによって前記複数個のカッタ刃は前記ダイスの表面の形状に追随して当接し、前記押力調整機構は、前記カッタ軸に、該カッタ軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与するように構成される。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のペレット製造装置において、前記カッタアームの揺動的な回動角の範囲が制限されるように構成される。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によると、複数枚のカッタ刃が個々に、カッタホルダの底面に平行で放射状に半径外方に延びた第１の軸心に対して揺動的に回動可能に、且つ前記第１の軸心に垂直な第２の軸心に対しても揺動的に回動可能に取り付けられているので、各カッタ刃は独立してダイスの表面の形状に追随して当接する。したがって、ダイスの表面の平面度が不十分であっても、ダイスとカッタ刃との間にクリアランスは生じない。これにより、形状的に品質の高いペレットを製造することができる。また、カッタ軸には該カッタ軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与するので、ダイスとカッタ刃の接触面圧が過小になることも過大になることもない。従って、カッタ刃は適切に研磨されると共に、早期に摩耗することもない。また、他の発明によると、カッタアームの揺動的な回動角の範囲が制限されているので、カッタ軸に軸方向の力を適切に付与して、ダイスとカッタ刃の接触面圧を適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るカッタ装置を模式的に示す図で、その（ア）はダイス側から見たカッタホルダとカッタ刃の側面図、その（イ）はカッタホルダとカッタ刃の断面図である。
【図２】本実施の形態に係るカッタ装置を構成しているカッタ刃とカッタアームを模式的に示す図で、その（ア）はカッタ刃の正面図、その（イ）はカッタ刃の側面図、その（ウ）はカッタアームの正面図、その（エ）はカッタアームの側面図、その（オ）、（カ）は（ウ）においてＢ−Ｂ、Ａ−Ａでそれぞれ切断した断面図、その（キ）は組立てられたカッタ刃とカッタアームの正面図である。
【図３】本実施の形態に係るペレット製造装置を模式的に示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るペレット製造装置において、カッタ軸の回転数に対するダイスとカッタ刃の接触面圧等の関係を示すグラフであり、その（ア）はカッタ軸の回転速度とカッタ軸に作用する推進力との関係を、その（イ）は押力調整機構によってカッタ軸に作用させる調整圧力との関係を、その（ウ）はダイスとカッタ刃の接触面圧との関係を、それぞれを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るペレット製造装置１も、図３に示されているように外形的には、従来周知のペレット製造装置と略同様に構成されている。すなわち、溶融樹脂を押し出す押出機と、押出機の先端に設けられているダイス２と、カッタ刃４、４、…が取り付けられているカッタ装置５とから構成されている。押出機は図３に示されていない。カッタ装置５は、図示されない駆動機構によって回転駆動されるカッタ軸７、このカッタ軸７の前方の端部に着脱自在に取り付けられているカッタホルダ８、カッタホルダ８に設けられている複数枚のカッタ刃４、４、…、カッタ軸７に軸方向の力を作用させてカッタ刃４、４、…がダイス２に当接する圧力すなわち接触面圧を調整する押力調整機構９等から構成されている。押力調整機構９については、後で詳しく説明する。
【００１７】
カッタホルダ８の取付部８ａの外周面には、本実施の形態では８個の取付穴１３、１３、…が円周方向に等間隔に明けられている。これらの取付穴１３、１３、…は、カッタホルダ８の底面８ｂに平行で、半径内方に向かう所定深さの取付穴である。これらの穴１３、１３、…の内周面には雌ネジが形成され、カッタアーム１１の一方の端部がネジ込まれるようになっている。また、カッタホルダ８の前面あるいは底面８ｂには、後述する固定板の取り付け用の複数個の雌ネジが形成されている。
【００１８】
カッタホルダ８の底面８ｂに取り付けられる固定板３２は、図１の（イ）に示されているように、全体として円盤状を呈し、その中心部には取付ボルト３５の挿通用の孔が、また中心部から離れた所定の位置には取付ネジ３３、３３、…用の複数個の透孔が明けられている。このような透孔が明けられている固定板３２の円周部は、カッタホルダ８側に曲げらた係止部３２Ｓが形成されている。この係止部３２Ｓは、図１の（イ）に示されているように組み立てられたとき、カッタホルダ８の外周部に位置し、その先端部は後述するカッタアームの係止面に所定の遊びをもって当接するようになっている。
【００１９】
本実施の形態においては、カッタ刃４、４、…はカッタホルダ８に、それぞれのカッタアームを介して取り付けられている。カッタホルダ８、カッタ刃４、４、…等をダイス側から見た側面図あるいは底面図が図１の（ア）に、これらを断面で示す断面図が図１の（イ）にそれぞれ示されている。そして、図２にはカッタ刃４とカッタアーム１１が示されている。これらの図によってカッタ刃４とカッタアーム１１を詳しく説明する。
【００２０】
カッタ刃４は、図２の（ア）、（イ）に示されているように、切刃１４が形成されている刃部１５と、断面形状が円形の軸部１７とから構成されている。軸部１７の先端部に、刃部１５の中央が一体的に取り付けられている。換言すると、カッタ刃４のみね１８の中央に、軸部１７がみね１８に対して垂直になるように接続されている。このように構成されているカッタ刃４は、その軸部１７によって後述するカッタアーム１１に取り付けられるようになっている。軸部１７の頭部近傍の外周面には、溝１９が形成されており、この溝１９にスナップリング３０が嵌められるようになっている。
【００２１】
カッタアーム１１は、図２の（ウ）の正面図と、（エ）の側面図とに示されているように、概略的には断面が円形の棒状あるいは円柱状を呈している。円柱状を呈しているので、屈曲した部材に比較して機械加工が容易になっている。カッタアーム１１の一方の端部２１から中央部にかけては、カッタホルダ８の取付穴１３に挿入される挿入部２２になっいる。より詳しくは、挿入部２２の外周部には雄ネジが形成され、この雄ネジが取付穴１３の内周面に形成されている雌ネジに緩くネジ込まれるようになっている。このように緩くねじ込まれるので、カッタアーム１１は取付穴１３の中で軸回転することができる。カッタアーム１１の中央部寄りには、図２の（カ）の断面図に示されているように、外周面の一部が平面状に切り落とされた形で係止面２４が形成されている。この係止面２４は、図２の（ウ）に示されているように軸方向には所定の長さを有する。カッタホルダ８の取付穴１３にカッタアーム１１を挿入あるはネジ込み、後で説明するようにカッタホルダ８に固定板３２を取り付けると、取付板３２に形成されている係止部３２Ｓによって、この係止面２４が押さえられる。これにより、カッタアーム１１の回転は規制され、取付穴１３内に止められる。また、係止面２４が係止部３２Ｓによって押さえられるので、カッタアーム１１の軸方向に回転可能な回転角の範囲は、所定の範囲に制限されることになる。従って、このカッタアーム１１に取り付けられるカッタ刃４は、ダイス２面に対して接する方向と離間する方向とに揺動することができるが、揺動できる範囲は制限されることになる。
【００２２】
カッタアーム１１の他方の端部２６の近傍は軸方向に所定長さにわたって、外周面の一部が両側から平行に切り落とされ、面２７’、２７’からなる平板部２７が形成されている。この平板部２７に、図２の（オ）に示されているように、垂直に貫通孔２８が明けられている。この貫通孔２８にカッタ刃４の軸部１７が挿入される。カッタアーム１１とカッタ刃４は、カッタ刃４の軸部１７を貫通孔２８に挿入して、図２の（キ）に示されているように、軸部１７に形成されている溝１９にスナップリング３０を嵌めることにより組み立てられる。貫通孔２８の内径は、カッタ刃４の軸部１７の外径よりもわずかに大きい。これにより、軸部１７は軸方向に回動できる。したがって、カッタ刃４はカッタアーム１１に対して垂直方向に自由に回転することができる。ところで、カッタアーム１１の係止面２４は、平板部２７の面２７’、２７’に対して所定の角度傾いているので、カッタ刃４が取り付けられているカッタアーム１１がカッタホルダ８に取り付けられると、カッタ刃４はカッタホルダ８の底面に対して所定の角度で傾斜することになる。つまり、カッタ刃４は所定の角度でダイスに当接することになる。
【００２３】
次に、カッタ刃４が取り付けられたカッタアーム１１をカッタホルダ８に取り付ける組立方法を説明する。カッタアーム１１、１１、…を、図１の（ア）、（イ）に示されているように、カッタホルダ８の取付穴１３、１３、…に所定深さまでネジ込む。このとき、カッタアーム１１、１１、…の係止面２４、２４、…が、カッタホルダ８の底面８ｂ側に向く位置で止める。カッタホルダ８の底面８ｂに固定板３２をあてがい、取付ボルト３５をカッタ軸７の先端部の雌ネジにネジ込む。また、取付ネジ３３、３３、…をカッタホルダ８にネジ込む。これにより、組立が終わる。固定板３２の係止部３２Ｓがカッタアーム１１、１１、…の係止面２４、２４、…を押さえる。したがって、カッタアーム１１、１１、…は、回転が規制され取付穴１３、１３、…から抜けることはない。また、係止段３２Ｓによって押さえられるので、取付穴１３、１３、…内におけるカッタアーム１１、１１、…の軸方向の回転Ｙ１の回動角の範囲は制限されることになる。より詳しく説明すると、カッタアーム１１、１１、…の軸方向の回転は、係止部３２Ｓが係止面２４、２４、…と離間している所定の回動範囲内においては抵抗無く回転することができるが、固定板３２はわずかに弾性変形するので、その回動範囲を超えても弾性変形に抗してわずかに回動することができる。
【００２４】
図３によって、カッタ軸７に軸方向の力を付与する押力調整機構９について説明する。押力調整機構９は、カッタ軸７の支持機構と、この支持機構に圧縮空気あるいは圧油を給排する流体給排機構とから構成されている。最初に支持機構から説明する。本実施の形態に係るカッタ装置５においては、支持機構はカッタ軸７を取り囲んでいるスリーブ３６と、このスリーブ３６を同様に取り囲んでいるハウジング３９とからなっている。カッタ軸７には所定長さの大径部７ａが形成されている。カッタ軸７はこの大径部７ａの端部の前後の２箇所において、前記スリーブの軸受部により軸支されいる。大径部７ａの前後の端部は、スリーブ３６の軸受部に接しているので、カッタ軸７はスリーブ３６に対して回転は自在であるが、スリーブ３６により軸方向への移動は規制されている。スリーブ３６の後端部寄りの外周部には、所定の幅の拡径部が形成されいる。この拡径部は、後で説明するように押力調整機構９のピストン部３７になっている。
【００２５】
ハウジング３９は、スリーブ３６が軸方向に移動可能に液密的に挿入される円筒部と、スリーブ３６のピストン部３７が同様に軸方向に移動可能に液密的に位置するシリンダ部４１とからなっている。シリンダ部４１の端部は、蓋体で封鎖されるようになっている。シリンダ部４１は、ピストン部３７によってダイス２側に位置する前方の第２のシリンダ室４５と、後方の第１のシリンダ室４４とに区画されている。第２のシリンダ室４５には圧縮された空気が、第１のシリンダ室４４には圧油が、それぞれ給排されるようになっている。第１、２のシリンダ室４４、４５に油圧あるいは空気圧を給排すると、ピストン・シリンダ部４２が作動して、ハウジング３９は固定されているので、スリーブ３６したがってカッタ軸７が軸方向の駆動され、あるいはカッタ軸７に所定の軸方向の力が付与される。前記シリンダ部４１とピストン部３７が共働して、ピストン・シリンダ部４２を構成している。
【００２６】
流体給排機構は、エア源４６、エアフィルタ４８、第１、２の減圧弁４９、５０、第１、２の切替弁５１、５２等から構成されている。第１の切替弁５１は、ＸとＹの２ポジションを採ることができ、Ｘポジションを採ると圧縮空気がハイドロコンバータ５４に供給されるようになっている。ハイドロコンバータ５４は、空気圧を油圧に変換する機器であり、ハイドロコンバータ５４の出口ポートと第１のシリンダ室４４は給排管５６によって接続されている。第１の切替弁５１がＹポジションを採ると、エア源４６から供給される圧縮空気は遮断される。あるいは、第１のシリンダ室４４から圧油が排出される。これにより、第１のシリンダ室４４の油圧は低下する。一方、第２の切替弁５２もＸ、Ｙの２ポジションを採ることができ、Ｙポジションを採るとエア源４６からの圧縮空気は遮断されると共に、第２のシリンダ室４５は大気圧に解放されることになる。第２の切替弁５２をＸポジションにすると、圧縮空気が給排管５７を経由して直接第２のシリンダ室４５に供給されることになる。給排管５６、５７には、それぞれ圧力計５８、５９が取り付けられ、空気圧あるいは油圧が適正な範囲に維持されているか否かが監視されるようになっている。
【００２７】
本実施の形態によると、図には示されていないがカッタ軸７には回転速度計が設けられ、この回転速度計で計測されるカッタ軸７の回転速度は、制御装置に入力され、そしてカッタ軸７の回転速度に応じて減圧弁４９、５０、切替弁５１、５２等が次に述べるように制御されるようになっている。
【００２８】
本実施の形態に係るペレット製造装置１の作用を説明する。押力調整機構９における、流体給排機構の第１の切替弁５１をＸポジションに、第２の切替弁５２をＹポジションにしてカッタ軸７にダイス２方向の所定の軸力を作用させる。所定の回転駆動機構によってカッタ軸７を回転駆動する。そうすると、カッタ刃４、４、…はダイス２に当接して回転する。押出機で樹脂材料を溶融してダイス２からストランド状に押し出すと、ダイス２は水中あるいは温水中に没しているので、溶融樹脂は水中で冷却される。冷却された樹脂を回転するカッタ刃４、４、…によって切断し、ペレットを得る。このとき、カッタ刃４、４、…の刃部１５の、いわゆるすくい面には水流が当たるので、カッタ刃４、４、…にはダイス２の方向に推進力が作用する。そうすると、カッタ刃４、４、…は揺動自在にカッタホルダ８に取り付けられているので、カッタ刃４、４、…はダイス２の表面の形状に追随するようにダイス２に当接することになる。また、押力調整機構９によって適切な軸方向の力がカッタ軸７に作用しているので、ダイス２とカッタ刃４、４、…の接触面圧は適正な範囲に維持される。従って、ダイス２とカッタ刃４、４、…の間にはクリアランスは生じることがなく、良好に樹脂を切断することができる。
【００２９】
カッタ軸７ので回転速度が大きくなると、あるいは大きいときは、カッタ刃４、４、…のすくい面に水流が高速で当たり、カッタ刃４、４、…に作用するダイス２の方向の推進力ｆ２が増大するが、回転速度計により計測される回転速度が制御装置に入力され、制御装置からの信号により第２の切替弁５２はＸポジションに切り替わり、第２の減圧弁で調整された圧縮空気が第２のシリンダ室４５に供給される。そうすると、カッタ軸７にはカッタ刃４、４、…をダイス２から離間しようとする軸方向の力ｆ３が作用する。ダイス２とカッタ刃４、４、…の接触面圧ｆ１は、ｆ１＝ｆ２−ｆ３で与えられるので、力ｆ３の大きさが調整され、接触面圧ｆ１は適切な圧力に維持される。カッタ軸７がさらに高速になると、カッタ刃４、４、…に作用する推進力ｆ２がさらに増大するが、第１の切替弁５１はＹポジションに切り替わり、第１のシリンダ室４４内の圧油は排出される。そうすると、カッタ軸７に作用する軸方向の力ｆ３が大きくなるので、ダイス２とカッタ刃４、４、…の接触面圧ｆ１は適正な範囲に維持される。
【００３０】
図４の（ア）のグラフに示されているように、カッタ軸７の回転速度が大きくなると、カッタ刃４、４、…に作用する推進力ｆ２は増加する。そこで、図４の（イ）に示されているように、押力調整機構９によって、カッタ軸７の回転速度に応じてカッタ軸７に作用する軸力ｆ３が変化する。そうすると、図４の（ウ）に示されているように、ダイス２とカッタ刃４、４、…の接触面圧ｆ１は、カッタ軸７の回転速度に関係なく、一定に維持される。
【００３１】
本発明の実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、押力調整機構９については、作動流体を圧油のみから構成することも、圧縮空気のみから構成することも可能であるし、特許文献６に記載の機構を適用することもできる。また、カッタホルダとカッタ刃についても変形が可能であり、特許文献５に記載のカッタホルダとカッタ刃を適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１ ペレット製造装置 ２ ダイス
４ カッタ刃 ５ カッタ装置
７ カッタ軸 ８ カッタホルダ
８ａ 取付部 ８ｂ 底面
９ 押力調整機構 １１ カッタアーム
２４ 係止面 ３２ 固定板
３２Ｓ 係止部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイスから溶融樹脂をストランド状に押し出して水中で冷却し、冷却された樹脂をダイスの表面に接しながら回転するカッタ刃によって切断して、ペレットを製造するペレットの製造方法およびペレット製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂成形品の成形には、従来周知のように、安定剤、可塑剤、無機充填剤等の添加剤が混合・分散された合成樹脂材料が使用される。このような合成樹脂材料は一般にペレット化されている。ペレタイザすなわちペレット製造装置は、押出機、この押出機の先端部に設けられているダイス、ダイスに対応して設けられているカッタ装置等から構成され、カッタ装置とダイスは所定のケーシングに入れられている。そして、ケーシング内には所定の給水口から冷却用の水あるいは温水が給水されると共に、所定の排水口から排水されるようになっている。従って、押出機により各種添加剤を混合して溶融・混練した溶融樹脂を、ダイスの複数個のノズル孔からストランド状に連続的に押し出すと、樹脂は水中で冷却され、ダイスに接しながら所定速度で回転駆動されるカッタ装置で切断すると、所定の大きさのペレットが得られる。得られたペレットは排水口から水と共に排出される。このようなペレット製造装置において、カッタ刃のダイスへの当接状態は重要である。すなわち、ダイスとカッタ刃の接触面圧が低下すると、ダイスとカッタ刃の間に隙間すなわちクリアランスが生じたり、カッタ刃が適切に研磨される、いわゆるカッタ刃の再生効果がなくなる。そうすると、カッティング不良によりペレットの形状や粒径が不均一になって品質に悪影響を及ぼすことになる。また、ダイスにカッタ刃が強く押し当てられてダイスとカッタ刃の接触面圧が高くなり過ぎると、ダイスとカッタ刃が早期に摩耗してしまう。そこで、ダイスにカッタ刃を適切に当接することができる、色々なペレット製造装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３０１５３２号公報
【特許文献２】特開２００３−３２６５１９号公報
【特許文献３】特許第２６４２５７９号公報
【特許文献４】米国特許第５，６２４，６８８号
【特許文献５】特昭５４−１２７４６３号公報
【特許文献６】特公平０７−２０６１８号公報
【０００４】
特許文献１には、複数枚のカッタ刃を固定しているカッタホルダが、所定の継手を介してカッタ軸に連結され、カッタホルダがカッタ軸に対して所定の範囲で首振り可能になっているカッタ装置を備えたペレット製造装置が記載されている。カッタホルダはカッタ軸に対して所定の範囲で任意の方向に傾くことができるので、カッタ軸とダイスの表面の垂直度が不十分であっても、換言すると複数枚のカッタ刃からなる面とダイスの表面の平行度が不十分であっても、カッタホルダがカッタ軸に対してわずかに傾いて、複数枚のカッタ刃がダイスに適切に当接することになる。特許文献２〜４にも、カッタホルダがカッタ軸に対して所定の範囲で首振り可能に連結され、それによって特許文献１に記載のペレット製造装置と同様な効果を奏するカッタ装置を備えたペレット製造装置が記載されている。
【０００５】
特許文献５には、カッタ軸に固着されているカッタホルダと、カッタホルダに連結されている複数本のカッタアームと、それぞれのカッタアームに連結されている複数枚のカッタ刃とからなるカッタ装置を備えたペレット製造装置が記載されている。カッタホルダの外周面には、軸方向に向かう所定の深さの穴が円周方向に等間隔に複数個明けられている。これらの穴にカッタアームが挿入される。カッタアームは、断面が円の所定の長さの軸からなり、所定箇所において直角に曲げられＬ字状を呈している。そして、一方の端部がカッタホルダの穴に挿入されると共に所定のピンによって穴から抜けないようになっている。このようなカッタアームの他方の端部は、斜めの所定の角度でダイスに向かっている。一方の端部は、穴の中で所定の範囲で回転することができるので、カッタアームの他方の端部は所定の範囲で回転することができる。この回転によって他方の端部とダイスの距離が変化することになるので、ダイスの表面に凹凸があっても他方の端部に接続されているペレット刃が上下して凹凸に追随することができる。カッタ刃は、所定の長さの刃が形成されている刃部と、刃部の中央部に刃部と直角に固着されている軸部とから構成されている。この軸部が、カッタアームの他方の端部にカッタアームを延長するように接続されており、カッタアームに対して回転できるようになっている。従って、ペレット刃の刃部はカッタアームと垂直な面内で回転することができる。カッタ装置はこのように構成されているので、ダイスの表面が湾曲していてもカッタ刃はダイスの表面の湾曲に追随することができ、カッタ刃は滑らかにダイスの表面に当接することになる。
【０００６】
特許文献６には、油圧によってカッタ軸を軸方向に駆動したり、ダイスとカッタ刃の接触面圧を調節することができるカッタ装置を備えたペレット製造装置が記載されている。カッタ刃が水中で回転すると、カッタ刃の切刃、いわゆるすくい面に水流が当たって、カッタ刃はダイスに押し当てられることになる。カッタ刃が高速で回転するとカッタ刃がダイスに強く押し当てられてダイスとカッタ刃の接触面圧が高くなるが、特許文献６に記載のペレット製造装置においては、カッタ軸に軸方向の力を作用させることができるので、ダイスとカッタ刃の接触面圧を低下させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜６記載のいずれのペレット製造装置によっても、カッタ刃がダイスの表面に比較的適切に当接されるので、所望の品質のペレットを製造することはできる。しかしながら、これらのペレット製造装置には解決すべき問題点も見受けられる。例えば、特許文献１〜４のそれぞれに記載のペレット製造装置においては、複数枚のカッタ刃からなる面とダイスの表面の平面度が十分なときには、これらの面の平行度が不十分であってもカッタホルダがカッタ軸に対して傾き、カッタ刃がダイスに適切に当接することができるが、これらの面の平面度が不十分な場合には、一部のカッタ刃がダイスから浮いたり、一部のカッタ刃がダイスに過大な接触面圧で当接される。その結果、カッティング不良が生じて製造されるペレットの品質に悪影響を及ぼしたり、ダイスとカッタ刃が早期に摩耗するという問題がある。
【０００８】
特許文献５に記載のペレット製造装置にも解決すべき問題点が見受けられる。すなわち、ダイスの表面の平面度が不十分であってもカッタ刃はダイスの表面の形状に追随して当接されることになるが、カッタ刃の回転速度が変化したときの問題については格別に考慮されていない。つまり、カッタ刃が低速で回転するときには、カッタ刃のすくい面に当たる水流が少ないので、カッタ刃がダイスに押し当てられる力は弱くなる。そうすると、ダイスとカッタ刃の接触面圧が不十分になって、ダイスとカッタ刃の間にクリアランスが発生してカッタ刃の再生効果が得られなくなり、カッティング不良が生じる。また、カッタ刃が高速で回転するときには、カッタ刃のすくい面に当たる水流が多くなるので、カッタ刃がダイスに強く押し当てられ、ダイスとカッタ刃の接触面圧が過大になり、カッタ刃は早期に摩耗する。
【０００９】
特許文献６に記載のペレット製造装置によると、ダイスとカッタ刃の接触面圧が圧力媒体により制御されるので、通常は実施する上で格別問題はないが、複数枚のカッタ刃はカッタホルダに固定されていて揺動することができないので、またカッタホルダもカッタ軸に対して固定されているので、複数枚のカッタ刃からなる面とダイスの表面の平行度が不十分であったり、これらの面の平面度が不十分であると、一部のカッタ刃がダイスから浮いたり、一部のカッタ刃がダイスに過大な接触面圧で当接することもあり得る。
【００１０】
本発明は、上記したような問題点を解決したペレットの製造方法およびペレット製造装置を提供することを目的としており、具体的には、ダイスの表面の平面度が不十分であっても、あるいはダイスの表面とカッタ軸の垂直度が不十分であっても、カッタ刃を適切にダイスの表面に当接させることができ、またカッタ刃の回転速度の高低に関係なく、ダイスとカッタ刃の接触面圧を適正な範囲に維持することができるペレットの製造方法およびペレットの製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、ペレット製造装置のカッタ装置において、カッタホルダにカッタ刃を個々に揺動自在に取り付け、ダイスの表面に対してそれぞれのカッタ刃が独立して当接するようにする。また、カッタ軸を回転駆動してペレットを製造するとき、回転数に応じてカッタ軸に軸方向の力を付与して、ダイスとカッタ刃の接触面圧が適正な範囲になるように調整する。
【００１２】
かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、ダイスからストランド状に水中あるいは温水中に押し出される溶融樹脂を所定大きさに切断してペレットを製造するとき、所定速度で回転駆動されるカッタ軸と、該カッタ軸の先端部に着脱自在に取り付けられているカッタホルダとからなり、前記カッタホルダに複数枚のカッタ刃が個々に、前記ダイス側に面した前記カッタホルダの底面に平行で放射状に半径外方に延びた第１の軸心に対して揺動的に回動可能に、且つ前記第１の軸心に垂直な第２の軸心に対しても揺動的に回動可能に取り付けられているカッタ装置を使用し、このとき前記カッタ軸には該カッタ軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与するように構成される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、ダイスからストランド状に水中あるいは温水中に押し出される溶融樹脂を所定大きさに切断するカッタ装置を備えたペレット製造装置において、前記カッタ装置は、所定速度で回転駆動されるカッタ軸と、前記カッタ軸の先端部に着脱自在に取り付けられているカッタホルダと、前記カッタホルダの外周部に放射状に取り付けられている複数本のカッタアームと、これらのカッタアームのそれぞれに取り付けられている複数枚のカッタ刃と、前記カッタ軸に軸方向の力を付与する押力調整機構とからなり、前記カッタアームは前記ダイス側に面した前記カッタホルダの底面に平行で放射状に半径外方に揺動的に回動可能に所定量だけ延び、前記カッタ刃は前記カッタアームに対して垂直の軸心の周りに揺動的に回動可能であり、それによって前記複数個のカッタ刃は前記ダイスの表面の形状に追随して当接し、前記押力調整機構は、前記カッタ軸に、該カッタ軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与するように構成される。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のペレット製造装置において、前記カッタアームの揺動的な回動角の範囲が制限されるように構成される。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によると、複数枚のカッタ刃が個々に、カッタホルダの底面に平行で放射状に半径外方に延びた第１の軸心に対して揺動的に回動可能に、且つ前記第１の軸心に垂直な第２の軸心に対しても揺動的に回動可能に取り付けられているので、各カッタ刃は独立してダイスの表面の形状に追随して当接する。したがって、ダイスの表面の平面度が不十分であっても、ダイスとカッタ刃との間にクリアランスは生じない。これにより、形状的に品質の高いペレットを製造することができる。また、カッタ軸には該カッタ軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与するので、ダイスとカッタ刃の接触面圧が過小になることも過大になることもない。従って、カッタ刃は適切に研磨されると共に、早期に摩耗することもない。また、他の発明によると、カッタアームの揺動的な回動角の範囲が制限されているので、カッタ軸に軸方向の力を適切に付与して、ダイスとカッタ刃の接触面圧を適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るカッタ装置を模式的に示す図で、その（ア）はダイス側から見たカッタホルダとカッタ刃の側面図、その（イ）はカッタホルダとカッタ刃の断面図である。
【図２】本実施の形態に係るカッタ装置を構成しているカッタ刃とカッタアームを模式的に示す図で、その（ア）はカッタ刃の正面図、その（イ）はカッタ刃の側面図、その（ウ）はカッタアームの正面図、その（エ）はカッタアームの側面図、その（オ）、（カ）は（ウ）においてＢ−Ｂ、Ａ−Ａでそれぞれ切断した断面図、その（キ）は組立てられたカッタ刃とカッタアームの正面図である。
【図３】本実施の形態に係るペレット製造装置を模式的に示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るペレット製造装置において、カッタ軸の回転数に対するダイスとカッタ刃の接触面圧等の関係を示すグラフであり、その（ア）はカッタ軸の回転速度とカッタ軸に作用する推進力との関係を、その（イ）は押力調整機構によってカッタ軸に作用させる調整圧力との関係を、その（ウ）はダイスとカッタ刃の接触面圧との関係を、それぞれを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るペレット製造装置１も、図３に示されているように外形的には、従来周知のペレット製造装置と略同様に構成されている。すなわち、溶融樹脂を押し出す押出機と、押出機の先端に設けられているダイス２と、カッタ刃４、４、…が取り付けられているカッタ装置５とから構成されている。押出機は図３に示されていない。カッタ装置５は、図示されない駆動機構によって回転駆動されるカッタ軸７、このカッタ軸７の前方の端部に着脱自在に取り付けられているカッタホルダ８、カッタホルダ８に設けられている複数枚のカッタ刃４、４、…、カッタ軸７に軸方向の力を作用させてカッタ刃４、４、…がダイス２に当接する圧力すなわち接触面圧を調整する押力調整機構９等から構成されている。押力調整機構９については、後で詳しく説明する。
【００１７】
カッタホルダ８の取付部８ａの外周面には、本実施の形態では８個の取付穴１３、１３、…が円周方向に等間隔に明けられている。これらの取付穴１３、１３、…は、カッタホルダ８の底面８ｂに平行で、半径内方に向かう所定深さの取付穴である。これらの穴１３、１３、…の内周面には雌ネジが形成され、カッタアーム１１の一方の端部がネジ込まれるようになっている。また、カッタホルダ８の前面あるいは底面８ｂには、後述する固定板の取り付け用の複数個の雌ネジが形成されている。
【００１８】
カッタホルダ８の底面８ｂに取り付けられる固定板３２は、図１の（イ）に示されているように、全体として円盤状を呈し、その中心部には取付ボルト３５の挿通用の孔が、また中心部から離れた所定の位置には取付ネジ３３、３３、…用の複数個の透孔が明けられている。このような透孔が明けられている固定板３２の円周部は、カッタホルダ８側に曲げらた係止部３２Ｓが形成されている。この係止部３２Ｓは、図１の（イ）に示されているように組み立てられたとき、カッタホルダ８の外周部に位置し、その先端部は後述するカッタアームの係止面に所定の遊びをもって当接するようになっている。
【００１９】
本実施の形態においては、カッタ刃４、４、…はカッタホルダ８に、それぞれのカッタアームを介して取り付けられている。カッタホルダ８、カッタ刃４、４、…等をダイス側から見た側面図あるいは底面図が図１の（ア）に、これらを断面で示す断面図が図１の（イ）にそれぞれ示されている。そして、図２にはカッタ刃４とカッタアーム１１が示されている。これらの図によってカッタ刃４とカッタアーム１１を詳しく説明する。
【００２０】
カッタ刃４は、図２の（ア）、（イ）に示されているように、切刃１４が形成されている刃部１５と、断面形状が円形の軸部１７とから構成されている。軸部１７の先端部に、刃部１５の中央が一体的に取り付けられている。換言すると、カッタ刃４のみね１８の中央に、軸部１７がみね１８に対して垂直になるように接続されている。このように構成されているカッタ刃４は、その軸部１７によって後述するカッタアーム１１に取り付けられるようになっている。軸部１７の頭部近傍の外周面には、溝１９が形成されており、この溝１９にスナップリング３０が嵌められるようになっている。
【００２１】
カッタアーム１１は、図２の（ウ）の正面図と、（エ）の側面図とに示されているように、概略的には断面が円形の棒状あるいは円柱状を呈している。円柱状を呈しているので、屈曲した部材に比較して機械加工が容易になっている。カッタアーム１１の一方の端部２１から中央部にかけては、カッタホルダ８の取付穴１３に挿入される挿入部２２になっいる。より詳しくは、挿入部２２の外周部には雄ネジが形成され、この雄ネジが取付穴１３の内周面に形成されている雌ネジに緩くネジ込まれるようになっている。このように緩くねじ込まれるので、カッタアーム１１は取付穴１３の中で軸回転することができる。カッタアーム１１の中央部寄りには、図２の（カ）の断面図に示されているように、外周面の一部が平面状に切り落とされた形で係止面２４が形成されている。この係止面２４は、図２の（ウ）に示されているように軸方向には所定の長さを有する。カッタホルダ８の取付穴１３にカッタアーム１１を挿入あるはネジ込み、後で説明するようにカッタホルダ８に固定板３２を取り付けると、取付板３２に形成されている係止部３２Ｓによって、この係止面２４が押さえられる。これにより、カッタアーム１１の回転は規制され、取付穴１３内に止められる。また、係止面２４が係止部３２Ｓによって押さえられるので、カッタアーム１１の軸方向に回転可能な回転角の範囲は、所定の範囲に制限されることになる。従って、このカッタアーム１１に取り付けられるカッタ刃４は、ダイス２面に対して接する方向と離間する方向とに揺動することができるが、揺動できる範囲は制限されることになる。
【００２２】
カッタアーム１１の他方の端部２６の近傍は軸方向に所定長さにわたって、外周面の一部が両側から平行に切り落とされ、面２７’、２７’からなる平板部２７が形成されている。この平板部２７に、図２の（オ）に示されているように、垂直に貫通孔２８が明けられている。この貫通孔２８にカッタ刃４の軸部１７が挿入される。カッタアーム１１とカッタ刃４は、カッタ刃４の軸部１７を貫通孔２８に挿入して、図２の（キ）に示されているように、軸部１７に形成されている溝１９にスナップリング３０を嵌めることにより組み立てられる。貫通孔２８の内径は、カッタ刃４の軸部１７の外径よりもわずかに大きい。これにより、軸部１７は軸方向に回動できる。したがって、カッタ刃４はカッタアーム１１に対して垂直方向に自由に回転することができる。ところで、カッタアーム１１の係止面２４は、平板部２７の面２７’、２７’に対して所定の角度傾いているので、カッタ刃４が取り付けられているカッタアーム１１がカッタホルダ８に取り付けられると、カッタ刃４はカッタホルダ８の底面に対して所定の角度で傾斜することになる。つまり、カッタ刃４は所定の角度でダイスに当接することになる。
【００２３】
次に、カッタ刃４が取り付けられたカッタアーム１１をカッタホルダ８に取り付ける組立方法を説明する。カッタアーム１１、１１、…を、図１の（ア）、（イ）に示されているように、カッタホルダ８の取付穴１３、１３、…に所定深さまでネジ込む。このとき、カッタアーム１１、１１、…の係止面２４、２４、…が、カッタホルダ８の底面８ｂ側に向く位置で止める。カッタホルダ８の底面８ｂに固定板３２をあてがい、取付ボルト３５をカッタ軸７の先端部の雌ネジにネジ込む。また、取付ネジ３３、３３、…をカッタホルダ８にネジ込む。これにより、組立が終わる。固定板３２の係止部３２Ｓがカッタアーム１１、１１、…の係止面２４、２４、…を押さえる。したがって、カッタアーム１１、１１、…は、回転が規制され取付穴１３、１３、…から抜けることはない。また、係止段３２Ｓによって押さえられるので、取付穴１３、１３、…内におけるカッタアーム１１、１１、…の軸方向の回転Ｙ１の回動角の範囲は制限されることになる。より詳しく説明すると、カッタアーム１１、１１、…の軸方向の回転は、係止部３２Ｓが係止面２４、２４、…と離間している所定の回動範囲内においては抵抗無く回転することができるが、固定板３２はわずかに弾性変形するので、その回動範囲を超えても弾性変形に抗してわずかに回動することができる。
【００２４】
図３によって、カッタ軸７に軸方向の力を付与する押力調整機構９について説明する。押力調整機構９は、カッタ軸７の支持機構と、この支持機構に圧縮空気あるいは圧油を給排する流体給排機構とから構成されている。最初に支持機構から説明する。本実施の形態に係るカッタ装置５においては、支持機構はカッタ軸７を取り囲んでいるスリーブ３６と、このスリーブ３６を同様に取り囲んでいるハウジング３９とからなっている。カッタ軸７には所定長さの大径部７ａが形成されている。カッタ軸７はこの大径部７ａの端部の前後の２箇所において、前記スリーブの軸受部により軸支されいる。大径部７ａの前後の端部は、スリーブ３６の軸受部に接しているので、カッタ軸７はスリーブ３６に対して回転は自在であるが、スリーブ３６により軸方向への移動は規制されている。スリーブ３６の後端部寄りの外周部には、所定の幅の拡径部が形成されいる。この拡径部は、後で説明するように押力調整機構９のピストン部３７になっている。
【００２５】
ハウジング３９は、スリーブ３６が軸方向に移動可能に液密的に挿入される円筒部と、スリーブ３６のピストン部３７が同様に軸方向に移動可能に液密的に位置するシリンダ部４１とからなっている。シリンダ部４１の端部は、蓋体で封鎖されるようになっている。シリンダ部４１は、ピストン部３７によってダイス２側に位置する前方の第２のシリンダ室４５と、後方の第１のシリンダ室４４とに区画されている。第２のシリンダ室４５には圧縮された空気が、第１のシリンダ室４４には圧油が、それぞれ給排されるようになっている。第１、２のシリンダ室４４、４５に油圧あるいは空気圧を給排すると、ピストン・シリンダ部４２が作動して、ハウジング３９は固定されているので、スリーブ３６したがってカッタ軸７が軸方向の駆動され、あるいはカッタ軸７に所定の軸方向の力が付与される。前記シリンダ部４１とピストン部３７が共働して、ピストン・シリンダ部４２を構成している。
【００２６】
流体給排機構は、エア源４６、エアフィルタ４８、第１、２の減圧弁４９、５０、第１、２の切替弁５１、５２等から構成されている。第１の切替弁５１は、ＸとＹの２ポジションを採ることができ、Ｘポジションを採ると圧縮空気がハイドロコンバータ５４に供給されるようになっている。ハイドロコンバータ５４は、空気圧を油圧に変換する機器であり、ハイドロコンバータ５４の出口ポートと第１のシリンダ室４４は給排管５６によって接続されている。第１の切替弁５１がＹポジションを採ると、エア源４６から供給される圧縮空気は遮断される。あるいは、第１のシリンダ室４４から圧油が排出される。これにより、第１のシリンダ室４４の油圧は低下する。一方、第２の切替弁５２もＸ、Ｙの２ポジションを採ることができ、Ｙポジションを採るとエア源４６からの圧縮空気は遮断されると共に、第２のシリンダ室４５は大気圧に解放されることになる。第２の切替弁５２をＸポジションにすると、圧縮空気が給排管５７を経由して直接第２のシリンダ室４５に供給されることになる。給排管５６、５７には、それぞれ圧力計５８、５９が取り付けられ、空気圧あるいは油圧が適正な範囲に維持されているか否かが監視されるようになっている。
【００２７】
本実施の形態によると、図には示されていないがカッタ軸７には回転速度計が設けられ、この回転速度計で計測されるカッタ軸７の回転速度は、制御装置に入力され、そしてカッタ軸７の回転速度に応じて減圧弁４９、５０、切替弁５１、５２等が次に述べるように制御されるようになっている。
【００２８】
本実施の形態に係るペレット製造装置１の作用を説明する。押力調整機構９における、流体給排機構の第１の切替弁５１をＸポジションに、第２の切替弁５２をＹポジションにしてカッタ軸７にダイス２方向の所定の軸力を作用させる。所定の回転駆動機構によってカッタ軸７を回転駆動する。そうすると、カッタ刃４、４、…はダイス２に当接して回転する。押出機で樹脂材料を溶融してダイス２からストランド状に押し出すと、ダイス２は水中あるいは温水中に没しているので、溶融樹脂は水中で冷却される。冷却された樹脂を回転するカッタ刃４、４、…によって切断し、ペレットを得る。このとき、カッタ刃４、４、…の刃部１５の、いわゆるすくい面には水流が当たるので、カッタ刃４、４、…にはダイス２の方向に推進力が作用する。そうすると、カッタ刃４、４、…は揺動自在にカッタホルダ８に取り付けられているので、カッタ刃４、４、…はダイス２の表面の形状に追随するようにダイス２に当接することになる。また、押力調整機構９によって適切な軸方向の力がカッタ軸７に作用しているので、ダイス２とカッタ刃４、４、…の接触面圧は適正な範囲に維持される。従って、ダイス２とカッタ刃４、４、…の間にはクリアランスは生じることがなく、良好に樹脂を切断することができる。
【００２９】
カッタ軸７ので回転速度が大きくなると、あるいは大きいときは、カッタ刃４、４、…のすくい面に水流が高速で当たり、カッタ刃４、４、…に作用するダイス２の方向の推進力ｆ２が増大するが、回転速度計により計測される回転速度が制御装置に入力され、制御装置からの信号により第２の切替弁５２はＸポジションに切り替わり、第２の減圧弁で調整された圧縮空気が第２のシリンダ室４５に供給される。そうすると、カッタ軸７にはカッタ刃４、４、…をダイス２から離間しようとする軸方向の力ｆ３が作用する。ダイス２とカッタ刃４、４、…の接触面圧ｆ１は、ｆ１＝ｆ２−ｆ３で与えられるので、力ｆ３の大きさが調整され、接触面圧ｆ１は適切な圧力に維持される。カッタ軸７がさらに高速になると、カッタ刃４、４、…に作用する推進力ｆ２がさらに増大するが、第１の切替弁５１はＹポジションに切り替わり、第１のシリンダ室４４内の圧油は排出される。そうすると、カッタ軸７に作用する軸方向の力ｆ３が大きくなるので、ダイス２とカッタ刃４、４、…の接触面圧ｆ１は適正な範囲に維持される。
【００３０】
図４の（ア）のグラフに示されているように、カッタ軸７の回転速度が大きくなると、カッタ刃４、４、…に作用する推進力ｆ２は増加する。そこで、図４の（イ）に示されているように、押力調整機構９によって、カッタ軸７の回転速度に応じてカッタ軸７に作用する軸力ｆ３が変化する。そうすると、図４の（ウ）に示されているように、ダイス２とカッタ刃４、４、…の接触面圧ｆ１は、カッタ軸７の回転速度に関係なく、一定に維持される。
【００３１】
本発明の実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、押力調整機構９については、作動流体を圧油のみから構成することも、圧縮空気のみから構成することも可能であるし、特許文献６に記載の機構を適用することもできる。また、カッタホルダとカッタ刃についても変形が可能であり、特許文献５に記載のカッタホルダとカッタ刃を適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１ ペレット製造装置 ２ ダイス
４ カッタ刃 ５ カッタ装置
７ カッタ軸 ８ カッタホルダ
８ａ 取付部 ８ｂ 底面
９ 押力調整機構 １１ カッタアーム
２４ 係止面 ３２ 固定板
３２Ｓ 係止部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイスからストランド状に水中あるいは温水中に押し出される溶融樹脂を所定大きさに切断してペレットを製造するとき、
所定速度で回転駆動されるカッタ軸と、該カッタ軸の先端部に着脱自在に取り付けられているカッタホルダとからなり、前記カッタホルダに複数枚のカッタ刃が個々に、前記ダイス側に面した前記カッタホルダの底面に平行で放射状に半径外方に延びた第１の軸心に対して揺動的に回動可能に、且つ前記第１の軸心に垂直な第２の軸心に対しても揺動的に回動可能に取り付けられているカッタ装置を使用し、このとき前記カッタ軸には該カッタ軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与することを特徴とするペレット製造方法。
【請求項２】
ダイスからストランド状に水中あるいは温水中に押し出される溶融樹脂を所定大きさに切断するカッタ装置を備えたペレット製造装置において、
前記カッタ装置は、所定速度で回転駆動されるカッタ軸と、前記カッタ軸の先端部に着脱自在に取り付けられているカッタホルダと、前記カッタホルダの外周部に放射状に取り付けられている複数本のカッタアームと、これらのカッタアームのそれぞれに取り付けられている複数枚のカッタ刃と、前記カッタ軸に軸方向の力を付与する押力調整機構とからなり、
前記カッタアームは前記ダイス側に面した前記カッタホルダの底面に平行で放射状に半径外方に揺動的に回動可能に所定量だけ延び、前記カッタ刃は前記カッタアームに対して垂直の軸心の周りに揺動的に回動可能であり、それによって前記複数個のカッタ刃は前記ダイスの表面の形状に追随して当接し、
前記押力調整機構は、前記カッタ軸に、該カッタ軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与するようになっていることを特徴とするペレット製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載のペレット製造装置において、前記カッタアームの揺動的な回動角の範囲が制限されているペレット製造装置。
【請求項１】
ダイスからストランド状に水中あるいは温水中に押し出される溶融樹脂を所定大きさに切断してペレットを製造するとき、
所定速度で回転駆動されるカッタ軸と、該カッタ軸の先端部に着脱自在に取り付けられているカッタホルダとからなり、前記カッタホルダに複数枚のカッタ刃が個々に、前記ダイス側に面した前記カッタホルダの底面に平行で放射状に半径外方に延びた第１の軸心に対して揺動的に回動可能に、且つ前記第１の軸心に垂直な第２の軸心に対しても揺動的に回動可能に取り付けられているカッタ装置を使用し、このとき前記カッタ軸には該カッタ軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与することを特徴とするペレット製造方法。
【請求項２】
ダイスからストランド状に水中あるいは温水中に押し出される溶融樹脂を所定大きさに切断するカッタ装置を備えたペレット製造装置において、
前記カッタ装置は、所定速度で回転駆動されるカッタ軸と、前記カッタ軸の先端部に着脱自在に取り付けられているカッタホルダと、前記カッタホルダの外周部に放射状に取り付けられている複数本のカッタアームと、これらのカッタアームのそれぞれに取り付けられている複数枚のカッタ刃と、前記カッタ軸に軸方向の力を付与する押力調整機構とからなり、
前記カッタアームは前記ダイス側に面した前記カッタホルダの底面に平行で放射状に半径外方に揺動的に回動可能に所定量だけ延び、前記カッタ刃は前記カッタアームに対して垂直の軸心の周りに揺動的に回動可能であり、それによって前記複数個のカッタ刃は前記ダイスの表面の形状に追随して当接し、
前記押力調整機構は、前記カッタ軸に、該カッタ軸の回転速度に応じた所定の軸方向の力を付与するようになっていることを特徴とするペレット製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載のペレット製造装置において、前記カッタアームの揺動的な回動角の範囲が制限されているペレット製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−６６３８７（Ｐ２０１２−６６３８７Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１０４０７（Ｐ２０１０−２１０４０７）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（０００００４２１５）株式会社日本製鋼所 (840)
【Ｆターム（参考）】
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