<第1実施形態>
 以下、本発明の第1実施形態を図面に基づき 説明する。

 図1に模式的に示されるように、第1実施� �態の混練度調整装置1は同方向回転噛合型の2 軸押出機2(以降、単に押出機2ということがあ る)に設けられている。この押出機2は、本発� ��の混練処理設備の概念に含まれるものであ� ��。押出機2は、内部が空洞のバレル3と、こ� �空洞なバレル3内に軸方向に沿って挿入され� ��一対の混練スクリュ4,4とを有している。押� ��機2では、混練スクリュ4,4がバレル3内で回� �することによって、材料が混練されつつ下� �側に送られる。

 なお、以降の説明において、図1の紙面の 左側を押出機2を説明する際の上流側とし、� �1の紙面の右側を下流側とする。また、混練� ��クリュ4の回転軸に沿った方向を押出機2を� �明する際の軸方向と呼び、この軸方向は図1� ��紙面の左右方向と一致する。さらに、軸方� ��と垂直な方向を軸垂直方向と呼ぶ。

 バレル3は、軸方向に沿って長い筒状に形 成されている。バレル3の内部には軸方向に� �って長いめがね孔状の空洞部5が形成されて� ��り、この空洞部5には一対の混練スクリュ4� �4が回転自在に挿入されている。

 バレル3は、軸方向において上流側の位置 に材料供給口6を有しており、この材料供給� �6を通じて材料を空洞部5に供給可能となって いる。バレル3には電気ヒータや加熱した油� �用いた加熱装置(図示略)が備えられており、 材料供給口6を通じて空洞部5に供給された材� ��はこの加熱装置により加熱されて溶融状態� ��たは半溶融状態にされる。

 混練スクリュ4は、バレル3の空洞部5に挿� ��されるとともに左右一対で設けられている� ��それぞれの混練スクリュ4は、軸方向に長い スプライン軸(図示略)を有しており、このス� ��ライン軸により混練スクリュ4を構成する複 数のセグメント部材が串刺し状に固定されて いる。

 混練スクリュ4を構成するセグメント部材 には様々な種類のものがあり、混練スクリュ 4では複数種のセグメント部材を組み合わせ� �ことによって、材料を送る送り部7、材料を� ��練する混練部8、及び混練された材料を下流 側に送る押出部9などが混練スクリュ4の軸方� ��のそれぞれ所定の範囲に形成されている。� ��お、本実施形態の混練スクリュ4は、上流側 から順に送り部7、混練部8、及び押出部9を1� �ずつ有している。

 送り部7は、軸方向に配設された複数のス クリュセグメント10によって構成されている� ��スクリュセグメント10は、軸方向に螺旋状� �捩れたスクリュフライトを備えており、当� �スクリュセグメント10の回転に伴ってこのス クリュフライトが回転することによって材料 を上流側から下流側へ送る。

 混練部8は、軸方向に配設された複数(本� �施形態では3個)のロータセグメント11によっ� ��構成されている。これらのロータセグメン� ��11は、いずれも軸方向に螺旋状に捩れた混� �用フライト12を複数(本実施形態では2条)有し ている。当該混練部8の回転に伴って混練用� �ライト12が回転することにより、材料が混練 用フライト12のチップ部とバレル3の内壁面と の間のチップクリアランスを通過し、それに よって材料が剪断(混練)されるようになって� ��る。なお、本実施形態では、材料を下流側� ��送る方向のプラスの捩れ角を有するロータ� ��グメント11のみによって構成された混練部8� ��例示したが、混練部8を複数のニーディング ディスクセグメントによって構成したり、ロ ータセグメント11とニーディングディスクセ� ��メントの双方によって構成したりすること� ��できる。また、混練部8には、捩れ角が0や� �イナスの混練用フライトを有するロータセ� �メントを付加することもできる。

 押出部9は、送り部7と同様に螺旋状に捩� �たスクリュフライトを備えたスクリュセグ� �ント10を複数有しており、これら複数のスク リュセグメント10は軸方向に並んで配設され� ��いる。そして、押出部9のスクリュセグメン ト10は、下流に位置するものほどセグメント� ��が小さくなっている。このため、押出部9で は、下流側に行くほど材料の移動速度(送り� �度)を低くして材料に加圧できるようになっ� ��いる。

 次に、混練度調整装置1について説明する 。

 図2に示すように、本実施形態の混練度調 整装置1は、混練部8の下流側で、かつ、当該� ��練部8に隣接した位置に設けられている。

 混練度調整装置1は、混練スクリュ4に備� �られた円筒セグメント13の外周面15に対向す� ��ゲート部材14の対向面20をその円筒セグメン ト13の外周面15に対して近接離反させること� �よりゲート部材14の対向面20と円筒セグメン� ��13の外周面15との間に形成される流路の面積 を変化させ、それによって材料の混練度を調 整する。そして、本実施形態の混練度調整装 置1では、円筒セグメント13の外周面15とゲー� ��部材14の対向面20とに、前記流路を屈曲した 形状に形成する凸凹部が相対するように設け られている。

 具体的には、混練度調整装置1は、ゲート 部材14と、駆動機構19とを備えており、混練� �クリュ4は、混練部8と押出部9との間に円筒� �グメント13を備えている。

 円筒セグメント13は、混練スクリュ4と同� ��の円筒形状に形成されているとともに、そ� ��上流側に位置する混練部8のロータセグメン ト11や下流側に位置する押出部9のスクリュセ グメント10に比べて小径に形成されている。� ��筒セグメント13の外周面15は、軸方向と垂直 な断面が混練スクリュ4の回転軸を中心とす� �円形状となるように形成されている。この� �周面15には、後に詳細に説明する凹部16が形� ��されている。

 ゲート部材14は、板状に形成されている� �ともに、軸垂直方向に(図2では上下に)相対� �て一対設けられている。ゲート部材14は、バ レル3に軸垂直方向に貫通するように形成さ� �た案内孔に挿通されており、当該ゲート部� �14は、この案内孔に沿って可動自在となって いる。案内孔には、バレル3のうち軸垂直方� �において混練スクリュ4に対して一方側の位� ��に形成された第1の案内孔17と、バレル3のう ち軸垂直方向において混練スクリュ4に対し� �他方側の位置に形成された第2の案内孔18と� �ある。そして、ゲート部材14には、第1の案� �孔17に取り付けられる第1のゲート部材14aと� �第2の案内孔18に取り付けられる第2のゲート� ��材14bとがある。

 これらのゲート部材14a,14bには、図1に示� �ように駆動機構19が接続されている。駆動機 構19は、電動モータからなる駆動部と、上側� ��ア機構と、下側ギア機構と、伝達機構と、� ��側ねじ機構19aと、下側ねじ機構19bとを有し� ��いる。駆動部の電動モータは、水平方向に� ��びる回転軸部を有しており、この回転軸部� ��、上側ギア機構に接続されているとともに� ��伝達機構を介して下側ギア機構に接続され� ��いる。上側ギア機構には、上側ねじ機構19a� ��接続されており、この上側ねじ機構19aは、� ��1のゲート部材14aの上部に取り付けられてい る。また、下側ギア機構には、下側ねじ機構 19bが接続されており、この下側ねじ機構19bは 、第2のゲート部材14bの下部に取り付けられ� �いる。そして、駆動部の駆動によって回転� �る回転軸部の水平軸回りの回転力は、上側� �ア機構によって垂直軸回りの回転力に変換� �れた後、上側ねじ機構19aに付与され、この� �側ねじ機構19aは、その付与された回転力に� �り第1のゲート部材14aを上下(軸垂直方向)に� �動させる。一方、前記回転軸部の水平軸回� �の回転力は、伝達機構を介して下側ギア機� �にも伝達される。この下側ギア機構に伝達� �れた回転力は、当該下側ギア機構によって� �直軸回りの回転力に変換された後、下側ね� �機構19bに付与され、この下側ねじ機構19bは� �その付与された回転力により第2のゲート部� ��14bを上下(軸垂直方向)に移動させる。

 このように駆動機構19により各ゲート部� �14a,14bが軸垂直方向に動かされることによっ� ��、円筒セグメント13の外周面15に対して、こ れに対向する一対のゲート部材14a,14bの対向� �20がそれぞれ近接・離反するようになってい る。すなわち、図2において第1のゲート部材1 4aの下端側及び第2のゲート部材14bの上端側に 、円筒セグメント13の外周面15に対向する対� �面20がそれぞれ形成されている。この両ゲー ト部材14a,14bの各対向面20は、両ゲート部材14a ,14bが円筒セグメント13に最も近接したときに 、軸方向と垂直な断面が混練スクリュ4の回� �軸を中心とした円弧状となる形状に形成さ� �ている。そして、両ゲート部材14a,14bの各対� ��面20は、両ゲート部材14a,14bが互いに接近す� ��方向へ移動するのに合わせて円筒セグメン� ��13の外周面15にそれぞれ近接する一方、両ゲ ート部材14a,14bが互いに離反する方向へ移動� �るのに合わせて円筒セグメント13の外周面15� ��ら離反する。

 それゆえ、ゲート部材14の対向面20と円筒 セグメント13の外周面15との間に形成される� �リアランスδは、円筒セグメント13に対する� ��ート部材14の近接・離反の度合いに応じて� �化し、同時にクリアランスδによって形成さ れる材料の流路の面積、すなわち流路の軸方 向と垂直な方向の断面積も変化する。なお、 上述のクリアランスδは、ゲート部材14と円� �セグメント13との金属接触を防止するため、 スクリュ径Dの1%以上に設定されている。

 従って、ゲート部材14の対向面20が円筒セ グメント13の外周面15に最も近接した状態(以� ��、ゲート閉状態という)では、クリアランス δが最小値になる。クリアランスδが最小値� �なると流路抵抗が上がり、材料が下流に流� �にくくなる。その結果、混練部8による材料� ��混練が進み、材料の混練度が高くなる。一� ��、ゲート部材14の対向面20が円筒セグメント 13の外周面15から最も離反した状態(以下、ゲ� ��ト開状態という)では、前記近接状態とは逆 にクリアランスδが大きくなる。この状態で� ��、材料が滞留せずに下流へ流れ、材料の混� ��度も低くなる。

 このようにして、混練度調整装置1では、 ゲート部材14を円筒セグメント13に近接・離� �させることにより上述したクリアランスδを 変化させて材料の通過する流路の面積を変化 させ、それによって材料の混練度を調整して いる。

 ところで、混練度調整装置1では、従来の 混練度調整機構よりもゲート閉状態のときの 材料の混練度を高くするために、ゲート部材 14の対向面20と円筒セグメント13の外周面15と� ��間に形成される材料の流路が、これら対向� ��20と外周面15とに相対する凸凹部が形成され ることによって屈曲状に形成されている。

 より具体的には、本実施形態では、円筒� ��グメント13の外周面15に混練スクリュ4の回� �軸回りに環状に凹んだ凹部16が形成されてい ると共にゲート部材14の対向面20には前記凹� �16に相対する位置に凸部21が形成されており� ��ゲート閉状態のときに凹部16の中に凸部21が 入り込んで両者の間に軸方向に対して屈曲し た流路が形成される。

 このようにすれば、前記流路において材� ��が蛇行して流れ、その結果、材料が軸方向� ��直線的に流れる場合に比べて流路抵抗を高� ��ることができる。

 凹部16は、円筒セグメント13の外周面15の� ��部(本実施形態の場合は軸方向の中央部)が� �垂直方向において窪んだものである。凹部16 は、混練スクリュ4の回転軸回りに環状に形� �されている。換言すれば、凹部16は、円筒セ グメント14の外周面15の周方向の全域に亘っ� �形成されている。そして、本実施形態では� �凹部16は円筒セグメント13の周方向に連続し� ��環状溝として形成されている。

 図2に示すように、凹部16は、円筒セグメ� ��ト13の外周面15と平行な底面22を備えている� ��この底面22の上流側と下流側とには、側面23 がそれぞれ形成されている。この一対の側面 23,23は、軸方向に対して略垂直な平面状にそ� ��ぞれ形成されている。

 凸部21は、ゲート部材14の対向面20の軸方� ��の一部が軸垂直方向において突出したもの� ��ある。この凸部21は、ゲート部材14の対向面 20が円筒セグメント13の外周面15に近接したと きに凹部16の中に入り込むことが可能な形状� ��有している。具体的には、本実施形態では� ��凸部21は、対向面20の周方向に連続した鍔状 に形成されている。なお、凸部21が鍔状に形� ��されるとは、周方向に亘って連続した鍔と� ��て形成される場合だけでなく、複数の突起� ��スリットを介して周方向に並んで形成され� ��いる場合をも含む意味である。ただし、こ� ��場合、ゲート閉状態のときにスリットが形� ��する流路の開口面積の和が、前記凹部16及� �前記凸部21が設けられていない場合のゲート 閉状態のときの流路の面積よりも小さくなる ように前記複数の突起及びスリットが形成さ れている。

 図2に示すように、凸部21は、上述した円� ��セグメント13の凹部16よりも軸方向長さが短 いとともに、軸方向において凹部16に対応し� ��位置に設けられており、凹部16に嵌め込み� �能となっている。

 また、図2に示すように、凸部21は、凹部1 6の底面22と平行な突端面24を備えており、ゲ� ��ト閉状態ではこの突端面24が凹部16の底面22� ��ら一定の距離をあけるようになっている。� ��の突端面24と底面22との間の隙間は、ゲート 部材14と円筒セグメント13との金属接触を防� �するためにスクリュ径の1%~3%の大きさに設定 されている。ゲート閉状態では、この隙間を 材料が軸方向に沿って流れる。すなわち、こ の隙間により凹部16と凸部21との間における� �料の第1流路が形成される。

 また、図2に示すように、凸部21は、突端� ��24の上流側と下流側とにそれぞれ隣接して� �けられた凸部側面25を備えている。この一対 の凸部側面25,25は、軸方向に対してそれぞれ� ��直に形成されている。この各凸部側面25は� �凹部16の対応する各側面23と平行に形成され� ��おり、その対応する側面23からスクリュ径� �1%~5%に相当する一定間隔をあけてそれぞれ配 設されている。それゆえ、ゲート閉状態のと きには、凹部16の各側面23と対応する凸部側� �25との間に軸垂直方向に隙間がそれぞれ形成 され、これらの隙間が凹部16と凸部21との間� �おける材料の第2流路を形成する。

 上述した第1流路と第2流路とは、形成方� �が互いに直交している。そのため、第1流路� ��第2流路とを交互に経由して流れる材料は、 全体として軸方向に対して屈曲した経路を通 過することになり、軸方向に沿って材料が直 線的に流れる場合よりも流路抵抗が大きくな る。

 凸部21の突出高さ、すなわち突端面24が対 向面20のうち凸部21を除く部分から軸垂直方� �に離れている距離は、ゲート部材14が円筒セ グメント13に最も近接したときのゲート部材1 4と円筒セグメント13との間のクリアランスδ� ��すなわちクリアランスδの最小値よりも大� �い値に設定されている。本実施形態の場合� �は、クリアランスδの最小値はスクリュ径の 1%~3%の値であり、凸部21の突出高さは、その� �リアランスδの最小値よりも大きな値、具体 的にはスクリュ径の2%~5%の値に設定されてい� ��。これにより、ゲート閉状態のときに凸部2 1の突端面24が円筒セグメント13の外周面15を� �えて凹部16の中に入り込むようになる。これ に起因して、材料が凸部21と凹部16との間を� �方向に沿って直線的に通り抜けることが防� �され、材料が凸部21を迂回するように確実に 蛇行して流れるようになる。その結果、流路 抵抗を大きくすることが可能となる。

 次に、本実施形態の混練度調整方法につ� ��て説明する。

 本実施形態の混練度調整方法は、以下の� ��りに行われる。

 まず、図1及び図2に示すように、送り部7� ��ら送られてきた材料は、送り部7の下流側に 設けられた混練部8によって混練される。そ� �て、この混練の際に、混練度調整装置1によ� ��混練度の調整が行われる。

 混練度を高くしたい場合には、ゲート部� ��14の対向面20を円筒セグメント13の外周面15� �近接させる、すなわちゲート閉状態にする� �このとき、ゲート部材14の対向面20と円筒セ� ��メント13の外周面15との間に上述したクリア ランスδが形成される。このクリアランスδ� �、軸方向に沿って形成された外周面15と対向 面20との間に形成されているため、材料は、� ��のクリアランスδ内を軸方向に沿って直線� �に流れる。そして、凸部21まで流れてきた材 料は、上述のように凸部21の突出高さがクリ� ��ランスδ以上に設定されているため、凸部� �面25に衝突する。その後、材料は、第2流路� �第1流路、第2流路の順番でそれらの流路を蛇 行するように流れる。このため、材料がクリ アランスδに沿って軸方向に直線的に流れる� ��合よりも流路抵抗が大きくなる。そして、� ��のことに起因して材料が混練部8に滞って下 流側に流れ難くなり、その結果、材料の混練 度が高くなる。

 一方、混練度を低くしたい場合は、ゲー� ��部材14の対向面20を円筒セグメント13の外周� ��15から離反させてゲート開状態にする。こ� �ゲート開状態では、ゲート部材14をその対向 面20がバレル3の内周面とほぼ面一になる位置 まで後退させる。このとき、ゲート部材14の� ��向面20から凸部21がバレル3の内側に向かっ� �突出しているため、その凸部21によって流路 面積が若干小さくなる。しかし、ゲート部材 14が円筒セグメント13から離反している状態� �あっては、凸部21による流路面積の減少分は 全体の流路面積に対して僅かであり、そのた め、ゲート部材14の対向面20に凸部21が設けら れていても材料の混練度に実質的な影響が及 ぶことは殆どない。それゆえ、本実施形態の 混練度調整装置1において、材料の混練度の� �限は、材料が軸方向に沿って直線的に流れ� �場合と殆ど変わらない。

 以上のように、ゲート閉状態では、材料� ��軸方向に蛇行して流れて、軸方向に沿って� ��料が直線的に流れる場合に比べて材料の混� ��度が高くなる一方、ゲート開状態では、材� ��の混練度は軸方向に沿って材料が直線的に� ��れる場合と殆ど変わらない。それゆえ、本� ��施形態の混練度調整装置1では、混練度の調 整範囲を広くすることが可能となる。

 <第2実施形態>
 次に、図3を参照して第2実施形態の混練度� �整装置1について説明する。

 第2実施形態の混練度調整装置1が第1実施� ��態と異なる点は、凸部21がゲート部材14に軸 方向に並んで複数形成されているとともに、 凹部16が円筒セグメント13に軸方向に並んで� �数形成されている点にある。

 すなわち、第2実施形態のゲート部材14の� ��向面20には軸方向に複数(本実施形態では2個 )の凸部21が並んで形成され、円筒セグメント 13の外周面15には複数の凸部21に対応して凹部 16が同数形成されている。

 このように凸部21及び凹部16をそれぞれ複 数設けることによって、ゲート部材14の対向� ��20と円筒セグメント13の外周面15との間に形� ��される材料の流路が第1実施形態よりも激し く蛇行することになる。その結果、流路抵抗 を第1実施形態よりも増加させることが可能� �なり、材料の混練度をより広い範囲に亘っ� �調整することが可能となる。

 なお、第2実施形態の混練度調整装置1に� �ける上記以外の構成は第1実施形態と同様で� ��る。よって、上記以外の構成については説� ��を省略する。

 <第3実施形態>
 次に、図4を参照して、第3実施形態の混練� �調整装置1について説明する。

 第3実施形態の混練度調整装置1が第1実施� ��態と異なる点は、凸部21が形成されている� �材と、凹部16が形成されている部材とが第1� �施形態の場合と逆になっている点にある。

 すなわち、第3実施形態の混練度調整装置 1では、凸部21が円筒セグメント13の外周面15� �形成されており、凹部16がゲート部材14の対� ��面20に形成されている。この凹部16は、ゲー ト部材14の対向面20において凸部21に対応した 軸方向位置に配置されている。

 なお、第3実施形態の混練度調整装置1に� �ける上記以外の構成及び作用効果は第1実施� ��態と同様である。よって、上記以外の構成� ��ついては説明を省略する。