密閉式混練機、および密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法
【課題】運転中においても摩耗部材（消耗部材）の摩耗具合の把握が容易な密閉式混練機を提供する。
【解決手段】混練室４ａに貫挿される混練ロータ２のロータ端面に固設された回転側シール部材９と、混練ロータ２のロータ軸７を回転自在に貫挿する固定側シール部材１０と、固定側シール部材１０を回転側シール部材９に圧接するべく固定側シール部材１０をロータ端面方向に付勢する押圧力付与機構２９とを備えるダストストップ装置を具備してなる密閉式混練機１である。ここで、上記押圧力付与機構２９は、固定側シール部材１０をロータ端面方向に付勢する油圧シリンダ２３と、油圧シリンダ２３に取り付けられ油圧シリンダ２３の変位を検出するリニアセンサ２６とを有している。また、密閉式混練機１の機外には、リニアセンサ２６からの検出値に応じた固定側シール部材１０押圧時の変位情報を表示する表示器２７が設けられている。
【解決手段】混練室４ａに貫挿される混練ロータ２のロータ端面に固設された回転側シール部材９と、混練ロータ２のロータ軸７を回転自在に貫挿する固定側シール部材１０と、固定側シール部材１０を回転側シール部材９に圧接するべく固定側シール部材１０をロータ端面方向に付勢する押圧力付与機構２９とを備えるダストストップ装置を具備してなる密閉式混練機１である。ここで、上記押圧力付与機構２９は、固定側シール部材１０をロータ端面方向に付勢する油圧シリンダ２３と、油圧シリンダ２３に取り付けられ油圧シリンダ２３の変位を検出するリニアセンサ２６とを有している。また、密閉式混練機１の機外には、リニアセンサ２６からの検出値に応じた固定側シール部材１０押圧時の変位情報を表示する表示器２７が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練材料の漏洩を防止するダストストップ装置を備えた密閉式混練機に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉式混練機は、その混練室に圧入されたゴムやプラスチックなどの混練材料を当該混練室内に設けられたロータにより混練し、所望の混練状態となった混練物を外部に排出する機械である。ここで、通常、密閉式混練機には、そのロータ端部から混練室の外部へ混練材料が漏れ出さないようにするためのシール機構が設けられている。
【０００３】
このシール機構は、例えば、特許文献１に示されるように、ロータの軸方向において圧接されることで混練材料の外部への漏洩を防止するシール部材を有する。そして、当該シール部材は、ロータの端面に固設された回転側シール部材と、ロータ軸に貫挿するダストストップリング端面に固設された固定側シール部材とからなり、相互に摺動することで摩耗していく消耗部材である。ここで、特許文献１においては、これらシール部材のいずれか一方を、グラファイトや１／２以下のカーボン短繊維を充填した樹脂コンパウンドからなる材料を用いて形成している。これにより、摺動面の摩擦係数を低い値に抑えて、消耗部材であるシール部材の発熱や摩耗を抑えている。
【０００４】
また、密閉式混練機におけるシール機構に関する技術としては、特許文献２に記載されたものもある。特許文献２に記載された技術は、上記固定側シール部材に相当する摩擦摩耗材が端面に固設された第１スリーブを、ロータ軸の回転数よりも低い回転数でロータ回転方向に回転させることにより、シール部材同士の摺動速度を下げてシール部材の発熱や摩耗を抑えようとするものである。
【０００５】
また、特許文献３に記載されたようなシール機構に関する技術もある。特許文献３に記載された技術は、混練室内の圧力を測定し、測定した圧力の値に対応させて、液圧シリンダを有する調整手段により、シール圧力（カラーリングに対するシールリングの付勢力）を適切に調整するという技術である。混練末期など混練室内が低圧の場合にはシール圧力を低くすることで、シール部材の寿命を長くすることができる。
【０００６】
【特許文献１】特許第３６２０９４４号公報
【特許文献２】特開平１０−１５１３３３号公報
【特許文献３】実開平６−３２０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１〜３に記載された技術は、いずれも消耗部材であるシール部材の摩耗を防止して、その寿命を長くしようとするものである。しかしながら、これらシール部材は、あくまで消耗部材であり、少しずつ摩耗していきいずれ寿命に達する（使用限界がくる）部材である。一方、これらシール部材のシール部（摺動部）を混練作業中にオペレータが確認するには、作業場所から離れているため確認しにくく、かつシール部材の摩耗量を把握するにしても数ｍｍというその摩耗量を確認しなければならない。さらに、シール部材の周辺には機械加工部が少なく、したがい、シール部材周辺の機械加工部を基準とした摩耗量の確認はし難い。また、当該機械加工部を基準とした摩耗量を計測しようにも混練作業中に行うことは実質的に不可能である。これらの理由により、ダスト（混練材料）が漏れはじめてから交換などの対応をすることがよくある。
【０００８】
ここで、シール部（摺動部）からダスト（混練材料）が漏れはじめると、摺動面の相手側部品にダメージがでるだけでなく、漏れた混練材料によってその周辺にある配管や温度センサが破損してしまうことも懸念され、より大きなダメージとなる。また、漏れた混練材料の廃棄も必要となる。漏れ量が多い場合には、混練機まわりの掃除も必要となり作業効率が低下する。さらに、交換部品を有していない場合などは、その製作にも時間を要するので、混練機を運転できなくなる期間が発生し生産にも大きな影響がでる。以上説明したように、消耗部材であるシール部材の寿命を長くする技術だけでなく、シール部材の摩耗具合を把握するための技術も必要であった。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、密閉式混練機の運転中においても摩耗部材（消耗部材）の摩耗具合の把握が容易な密閉式混練機を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、混練室に貫挿されるロータのロータ端面に固設されて当該ロータと一体に回転する回転側シール部材と、前記ロータのロータ軸を回転自在に貫挿するリング状の固定側シール部材と、前記固定側シール部材を前記回転側シール部材に圧接するべく当該固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する押圧力付与機構とを備え、両シール部材を圧接して当接面の間でダストストップを構成するダストストップ装置を備えた密閉式混練機において、前記押圧力付与機構は、前記固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢するリニアアクチュエータと、前記リニアアクチュエータに取り付けられ、当該リニアアクチュエータの変位を検出するリニアセンサと、を有し、前記密閉式混練機の機外に設けられ、前記リニアセンサからの検出値に応じた固定側シール部材押圧時の変位情報を表示する表示装置を具備してなる密閉式混練機を提供する。
【００１１】
この構成によると、密閉式混練機の機外に離れて設けられた表示装置に、固定側シール部材押圧時のリニアセンサからの検出値に応じた変位情報（例えば、リニアアクチュエータのストローク情報）を表示させることができるので、運転中の固定側シール部材変位の把握、換言すれば、摩耗部材の摩耗具合の把握を容易に行うことができる。また、密閉式混練機の運転中に摩耗部材の摩耗具合の点検を行うことができるので、ロータ端部から混練材料が漏れはじめる前に摩耗部材の交換時期（寿命）到来を知ることができる。なお、摩耗部材の摩耗具合を表示装置でモニタリングしておくことで、使用限界を過ぎて摩耗部材を使用し続けることを防止でき、混練材料の漏洩による周辺設備の破損（周辺配管や温度センサなど）を未然に防止することができる。
【００１２】
また本発明において、前記検出値と予め設定した設定値とを比較して当該検出値が当該設定値に到達したときにアラームを出すアラーム手段を備えていることが好ましい。
【００１３】
この構成によると、交換時期や使用限界に相当する検出値を設定値としておくことで、当該摩耗部材の交換時期到来や使用限界到来によりアラームを出すことができ、当該アラームにより摩耗部材の摩耗具合の把握をより確実に行うことができる。
【００１４】
さらに本発明において、前記アラーム手段は、前記設定値を少なくとも２段階に設定可能であることが好ましい。
【００１５】
この構成によると、摩耗部材が使用限界に達したときにアラームを出すことによる機械保護だけでなく、摩耗部材が交換時期（使用限界よりも前）に達したことを知らせる事前アラームを出すことができ、その結果、摩耗部材製作などの準備期間の確保、摩耗部材交換工事の計画などができるようになる。
【００１６】
さらに本発明において、前記アラームは、前記表示装置に表示されることが好ましい。
【００１７】
この構成によると、摩耗部材の摩耗具合の把握と、その摩耗の程度が交換時期や使用限界に達しているかの判断とを容易に行うことができる。
【００１８】
さらに本発明において、前記表示装置は、前記変位情報の表示方法を変更することにより、前記アラームの表示が行われるように構成されていることが好ましい。
【００１９】
この構成によると、摩耗部材の摩耗具合の把握と、その摩耗の程度が交換時期や使用限界に達しているかの判断とを容易かつ同時に行うことができる。
【００２０】
また本発明は、その第２の態様によれば、混練室に貫挿されるロータのロータ端面に固設されて当該ロータと一体に回転する回転側シール部材と、前記ロータのロータ軸を回転自在に貫挿するリング状の固定側シール部材と、前記固定側シール部材を前記回転側シール部材に圧接するべく当該固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する押圧力付与機構とを備え、両シール部材を圧接して当接面の間でダストストップを構成するダストストップ装置を備えた密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法であって、前記押圧力付与機構のリニアアクチュエータに取り付けられたリニアセンサにより、前記固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する当該リニアアクチュエータの変位を検出する検出工程と、前記密閉式混練機の機外に設けられた表示装置により、前記リニアセンサからの検出値に応じた固定側シール部材押圧時の変位情報を表示する表示工程と、を備える密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法を提供する。
【００２１】
この構成によると、密閉式混練機の機外に離れて設けられた表示装置に、固定側シール部材押圧時のリニアセンサからの検出値に応じた変位情報（例えば、リニアアクチュエータのストローク情報）を表示させることで、運転中の固定側シール部材変位の把握、換言すれば、摩耗部材の摩耗具合の把握を容易に行うことができる。また、密閉式混練機の運転中に摩耗部材の摩耗具合の点検を行うことができるので、ロータ端部から混練材料が漏れはじめる前に摩耗部材の交換時期（寿命）到来を知ることができる。なお、摩耗部材の摩耗具合を表示装置でモニタリングしておくことで、使用限界を過ぎて摩耗部材を使用し続けることを防止でき、混練材料の漏洩による周辺設備の破損（周辺配管や温度センサなど）を未然に防止することができる。
【００２２】
また本発明において、前記検出値と予め設定した設定値とを比較して当該検出値が当該設定値に到達したときにアラームを出すアラーム発報工程を備えることが好ましい。
【００２３】
この構成によると、交換時期や使用限界に相当する摩耗部材の値を設定値としておくことで、当該摩耗部材の交換時期到来や使用限界到来によりアラームが出され、当該アラームにより摩耗部材の摩耗具合の把握をより確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態に係る密閉式混練機１のダストストップ装置部分の正面図である。図２は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図３は、図２のＡ部詳細図である。また、図４は、本発明の一実施形態に係る密閉式混練機１の断面図である。
【００２５】
（密閉式混練機の構成）
まず、主に図４を参照しつつ本発明の一実施形態に係る密閉式混練機１の構成について説明する。図４に示すように、密閉型混練機１は、一対の混練ロータ（ロータ）２・２と、これら混練ロータ２・２を回転自在に収容する中空状のケーシング３とを有している。ケーシング３には、ケーシング３を介して混練物を冷却あるいは昇温させる媒体流通機構（不図示）が設けられている。一方、ケーシング３の内面壁は、縦断面まゆ型形状に形成されており、このケーシング３の側面にエンドプレート８が接合されることによって（図２参照）、左右一対の混練室４ａ・４ａからなるチャンバ４を形成するようになっている。
【００２６】
また、ケーシング３の上側中央部には、ゴムやプラスチックなどの混練材料をチャンバ４に投入する投入口３ａが形成されている。そして投入口３ａには、チャンバ４に投入された混練材料を圧入するフローティングウエイト５が昇降可能に設けられている。一方、チャンバ４の下側中央部には、所望の混練状態となった混練物を外部に排出できるように、排出口３ｂが形成されているとともに、この排出口３ｂを開閉するドロップドア６が設けられている。そして、これらフローティングウエイト５およびドロップドア６は、混練時にケーシング３に密接することによって、チャンバ４の内壁面の一部を構成するようになっている。
【００２７】
（ダストストップ装置）
次に、密閉式混練機１のダストストップ装置について説明する。ダストストップ装置は、チャンバ４に圧入され混練されている混練材料が、混練ロータ２端部から混練室４ａの外部へダストとして漏れ出さないようにするための装置である。図１〜３に示すように、このダストストップ装置は、混練ロータ２の端面２ｂに固設された回転側シール部材９と、混練ロータ２のロータ軸７を回転自在に貫挿する固定側シール部材１０と、固定側シール部材１０を回転側シール部材９に圧接するべく固定側シール部材１０を混練ロータ２の端面２ｂ方向に付勢する押圧力付与機構２９とを有している。
【００２８】
（回転側シール部材）
密閉式混練機１の混練室４ａ・４ａには、上述の混練ロータ２・２がそれぞれ貫挿されている。各混練ロータ２・２は、図２および３に示すように、両端部のロータ径がロータ端面２ｂで最大となるように拡径されており（拡径部２ａ）、ロータ端面２ｂの内周側には、拡径部２ａのロータ径よりも小さなシャフト径のロータ軸７が突設されている。一方、ロータ端面２ｂには、２分割可能なリング状の回転側シール部材９が固設されている。ここで、混練ロータ端面２ｂには、円周状に凹部が形成され、回転側シール部材９は当該凹部に固設されている。また、回転側シール部材９は、断面Ｌ字状のシール部材本体９ａと、その後端（ロータ軸７側）に固設されたリング状の摺動部材９ｂとからなる。そして、回転側シール部材９は、その内周側から外周側に向かってリング状のカラー１１で押されてロータ端面２ｂに固設されている。なお、この押し付け力は、ボルト１２の締め込みによって生じる。また、回転側シール部材９は、混練ロータ２と一体に回転する部材である。
【００２９】
（固定側シール部材）
固定側シール部材１０は、２分割可能なリング状の部材であり、その内周側にロータ軸７が回転自在に貫挿されている。上述の回転側シール部材９が回転するのに対し、当該固定側シール部材１０は回転しない。また、固定側シール部材１０は、リング状のシール部材本体１０ａと、その先端（混練ロータ２側）に固設されたリング状の摺動部材１０ｂとからなる。ここで、固定側シール部材１０のシール部材本体１０ａは、混練物や潤滑油を外部に漏洩させないように、その混練ロータ２側においてシールリング１４を介してエンドプレート８に液密状態に嵌合されている。さらに、シール部材本体１０ａには、その後端側において冷却水路１５が周方向に形成されているとともに、潤滑油路１７が軸方向に形成されている。そして、冷却水路１５および潤滑油路１７には、冷却水配管１６および潤滑油配管１８がそれぞれ接続されており、冷却水路１５は、冷却水配管１６を介して冷却水が流入されることにより固定側シール部材１０を冷却するようになっている。一方、潤滑油路１７は、摺動部材１０ｂに形成された貫通孔に連通されており、潤滑油配管１８を介して潤滑油が流入されることにより摺動部材１０ｂと回転側シール部材９の摺動部材９ｂとの当接面間に潤滑油を供給するようになっている。
【００３０】
ここで、回転側シール部材９の摺動部材９ｂ、および固定側シール部材１０の摺動部材１０ｂは、例えば、硬質肉盛金属により形成されている。なお、摺動部材９ｂおよび摺動部材１０ｂに適用できる材料としては、各種鋼、銅合金の他、セラミックスや焼結カーボンなどの油含浸していない材料、砲金や鋳鉄、焼結金属などの油含浸金属を挙げることができる。
【００３１】
また、エンドプレート８にはプロセス油路１９が形成されている。このプロセス油路１９にはプロセス油配管１３が接続されており、当該プロセス油路１９を介して、チャンバ４内に混入しても混練物の品質に悪影響を及ぼさないプロセス油を、摺動部材９ｂおよび摺動部材１０ｂの当接面間に供給するようになっている。なお、プロセス油としては、主にアロマ系、ナフテン系などの鉱物油を用いることができる。また、塩化ビニル樹脂などの混練の際には、プロセス油としてＤＯＰに代表される合成可塑剤が用いられる。また、小型の混練機のように当接面間の摺動速度が低いものでは、プロセス油を必要としないものもあり、この場合には、プロセス油路１９が設けられていないこともある。
【００３２】
（押圧力付与機構）
次に、押圧力付与機構２９について説明する。押圧力付与機構２９は、油圧シリンダ２３と、油圧シリンダ２３に取り付けられたリニアセンサ２６と、油圧シリンダ２３が一方の端部に取り付けられたヨーク２０とを有している。
【００３３】
（リニアアクチュエータ）
油圧シリンダ２３は、シリンダ本体２４と、ピストンロッド２５とを有し、シリンダ本体２４のヘッド側室２３ａに油が給排されることで、ピストンロッド２５が直線運動するリニアアクチュエータである。なお、リニアアクチュエータとは、直線運動するアクチュエータのことをいい、油圧シリンダ２３に限られることはない。また、作動源は、油圧に限られず他の液体であってもよいし、空圧シリンダを用いることもできる。
【００３４】
また、ピストンロッド２５の先端は、円柱状のロッドエンドガイド２７の一方の端部に嵌められている。このロッドエンドガイド２７の他方の端部からはロッドエンドガイド２７に対してバネ２８が挿入されており、ロッドエンドガイド２７は、エンドプレート８に対して、バネ２８を介して接触している。
【００３５】
（リニアセンサ）
リニアセンサは、リニアアクチュエータの直線運動の動作距離を測定するセンサである。本実施の形態におけるリニアセンサ２６は、油圧シリンダ２３のピストンロッド２５のストローク（ピストンの位置）を検出するためのセンサであり、油圧シリンダ２３のヘッド側に取り付けられている。リニアセンサ２６としては、例えば、磁歪式変位センサを用いることができる。磁歪式変位センサは、ヴィーデマン効果（Wiedemann効果）による磁歪現象を応用した変位センサであり、ロッド状のセンサプローブに沿って非接触で移動するマグネットがプローブ内部の磁歪線の上にねじり歪を発生させ、その歪みの伝播時間を測定することでマグネットの絶対位置を高精度に検出する。なお、リニアセンサとしては、ワイヤー式のセンサやレーザー式のセンサなども利用できる。
【００３６】
（ヨーク）
ヨーク２０は、油圧シリンダ２３の作動力を、固定側シール部材１０に伝えるための板材であり、一方の端部に油圧シリンダ２３が取り付けられ、二股に分かれた他方の端部にはそれぞれヨークピン２１が取り付けられている。また、ヨーク２０の二股に分かれる部分（ヨーク２０のほぼ中心部分）にはヨーク鋲２２が貫挿され、このヨーク鋲２２を支点としてヨーク２０は揺動する（ヨーク機構）。また、ヨーク鋲２２はエンドプレート８に固設されており、ヨーク鋲２２でヨーク２０は支持されている。また、２つのヨークピン２１の先端部は、固定側シール部材１０のロータ軸７側端面に形成された穴にそれぞれ嵌められている。
【００３７】
ここで、固定側シール部材１０は、ヨーク２０の二股に分かれた端部にそれぞれ取り付けられたヨークピン２１により、その回転が防止される。なお、油圧シリンダ２３により、ヨーク２０を介してヨークピン２１が固定側シール部材１０に押し付けられることによって、固定側シール部材１０の回転はより確実に防止される。
【００３８】
（表示装置）
図２に示したように、リニアセンサ２６には、表示器２７（表示装置）が電気的に（出力ケーブルを介して）接続されている。表示器２７は、リニアセンサ２６からの出力信号を取り込み、リニアセンサ２６の検出値に応じた固定側シール部材１０押圧時の変位情報を表示するものである。表示器２７は、遠隔表示（押圧力付与機構２９から離れた位置での表示）が可能なものであって、密閉式混練機１の傍らに設置されている操作盤などに組み込まれる。また、密閉式混練機１の傍らに設置されている操作盤の運転モニター画面や、密閉式混練機１とは離れた場所に設置されている集中管理システムの操作端末画面自体を、検出値に応じた固定側シール部材１０押圧時の変位情報を表示する表示装置としてもよい。なお、前記したように、図２は図１のＢ−Ｂ断面図であるが、表示器２７の図示に関しては断面図となっておらず、当該表示器２７がリニアセンサ２６に結線されていることを模式的に示しているのみである。
【００３９】
ここで、検出値に応じた固定側シール部材１０押圧時の変位情報とは、油圧シリンダ２３のピストンロッド２５の押圧時の位置（検出値）そのものでもあってもよいし、ピストンロッド２５の初期位置からの変化量であってもよいし、検出値又はピストンロッド２５の初期位置からの変化量をヨーク機構のレバー比（油圧シリンダ２３−ヨーク鋲２２間の距離と、ヨーク鋲２２−ヨークピン２１間の距離との比）に応じた固定側シール部材１０の位置又はその変化量（変位）に変換したものであってもよい。また、固定側シール部材１０押圧時の変位情報を表示装置に表示する方法は、数値表示でもよいし、数値に対応するグラフ表示でもよい。
【００４０】
（ダストストップ）
次に、密閉型混練機１の動作を通じてダストストップ装置の動作を説明する。まず、押付力付与機構２９の油圧シリンダ２３により、ヨーク２０およびヨークピン２１を介して固定側シール部材１０を混練ロータ２の端面２ｂ方向に付勢し、固定側シール部材１０の摺動部材１０ｂを、回転側シール部材９の摺動部材９ｂに所定の押圧力で圧接させる。このとき、端がエンドプレート８に当接するバネ２８は、固定側シール部材１０の摺動部材１０ｂが上記摺動部材９ｂに圧接した状態を保つように、混練ロータ２の軸方向の微少な動きにヨーク２０を追従させる役割をする。
【００４１】
次に、本実施形態に係る密閉型混練機１の作用について説明する。図４に示すように、ケーシング３にドロップドア６を密接させた状態でフローティングウエイト５をケーシング３から離隔させることによって、チャンバ４の上面を開口する。そして、この開口からゴムやプラスチック、充填剤などの混練材料をチャンバ４内に装填した後、フローティングウエイト５をケーシング３に密接させてチャンバ４に圧入する。また、この圧入に前後してケーシング３の外壁面に接合された冷却配管に冷却水を流動させ、ケーシング３を介してチャンバ４内の混練材料を冷却するとともに、図３に示すように、冷却水路１５に冷却水を流動させ、固定側シール部材１０を冷却する。
【００４２】
次に、混練ロータ２・２を互いに逆方向に回転させながら各混練材料を投入し、剪断および分散しながら所望の混練状態の混練物となるように混練を開始する。各混練ロータ２・２が回転すると、回転側シール部材９が混練ロータ２と共に回転するため、回転側シール部材９の摺動部材９ｂと固定側シール部材１０の摺動部材１０ｂとが混練ロータ２の回転数に応じた速度で摺動する。そして、油圧シリンダ２３による押圧力に比例した摩擦力が両摺動部材９ｂ・１０ｂの当接面間に発生し、両摺動部材リング９ｂ・１０ｂが発熱し磨耗していくことになる。このとき、潤滑油が僅かに混入しても品質的に問題を生じない混練物の場合には、潤滑油路１７を介して、少量の潤滑油を両摺動部材リング９ｂ・１０ｂの当接面間に供給する。これにより、両摺動部材リング９ｂ・１０ｂの当接面間の摩擦係数を低減させるとともに両摺動部材リング９ｂ・１０ｂを冷却して、両摺動部材リング９ｂ・１０ｂの発熱および摩耗を抑制する。
【００４３】
上記のようにして両摺動部材リング９ｂ・１０ｂを圧接させながら混練ロータ２を回転させると、混練物がケーシング３やエンドプレート８などで構成されるチャンバ４（混練室４ａ）の内壁面に押圧されることによって、図３に示した混練ロータ２の拡径部２ａとエンドプレート８との隙間に混練物の一部が進入する。この際、回転側シール部材９の摺動部材９ｂには、固定側シール部材１０の摺動部材１０ｂが所定の押圧力で圧接されており、エンドプレート８には、固定側シール部材１０のシール部材本体１０ａがシールリング１４を介して密接されている。したがって、混練ロータ２の拡径部２ａとエンドプレート８との隙間が両摺動部材リング９ｂ・１０ｂの圧接とシールリング１４とで封止された状態になっているため、この隙間に混練物が進入しても外部に漏出することはなく、混練物は、チャンバ４内において良好な品質でもって混練されることになる。
【００４４】
このようにして、混練ロータ２と一体に回転する回転側シール部材９の当接面と、この当接面に対して所定の押圧力で圧接される固定側シール部材１０の当接面との間、およびシールリング１４でダストストップを構成する。
【００４５】
（シール部材位置監視方法）
次に、シール部材位置監視方法について説明する。
【００４６】
（検出工程）
まず、両摺動部材リング９ｂ・１０ｂを圧接させながら混練ロータ２を回転させているとき、油圧シリンダ２３のヘッド側に取り付けられたリニアセンサ２６により、固定側シール部材１０を混練ロータ２の端面２ｂ方向に押圧している油圧シリンダ２３のピストンロッド２５のストローク（ピストンの位置）を検出する。
【００４７】
（表示工程）
次に、リニアセンサ２６による検出値に応じた固定側シール部材１０の変位情報を表示器２７に表示する。ここで、検出値に応じた固定側シール部材１０の変位情報とは、前記したように、油圧シリンダ２３のピストンロッド２５の押圧時の位置（検出値）そのものでもあってもよいし、ピストンロッド２５の初期位置からの変化量であってもよいし、検出値又はピストンロッド２５の初期位置からの変化量をヨーク機構のレバー比（油圧シリンダ２３−ヨーク鋲２２間の距離と、ヨーク鋲２２−ヨークピン２１間の距離との比）に応じた固定側シール部材１０の位置又はその変化量（変位）に変換したものであってもよい。これにより、固定側シール部材１０が、初期の位置から摩耗分だけ混練ロータ２の端面２ｂ方向に押し込まれた量、すなわち、摺動部材リング９ｂ・１０ｂの合計の厚みを把握することができる。ここで、摺動部材リング１０ｂよりも摺動部材９ｂのほうが摩耗しにくい材料からなる場合には、摺動部材１０ｂの厚みを把握することになるし、摺動部材リング９ｂよりも摺動部材１０ｂのほうが摩耗しにくい材料からなる場合には、摺動部材９ｂの厚みを把握することになる。通常、摺動部材９ｂおよび摺動部材１０ｂのうちのいずれか一方を磨耗しにくい部材とし、他方を摩耗しやすい（磨耗しにくい一方に比して摩耗しやすい）部材とする。
【００４８】
（アラーム発報工程）
次に、リニアセンサ２６からの検出値と、表示器２７に予め設定した設定値とを比較して当該検出値が当該設定値に到達したときにアラーム（警報）を出す。このアラームは、表示器２７に組み込まれたアラーム手段であってもよいし、表示器２７とは別途設けられた警報を発するアラーム手段であってもよい。また、アラーム（警報）は、表示器２７などに表示される警報表示であってもよいし、警報装置から発せられる警報音であってもよい。警報表示は、警告文字の表示、警報ランプの点灯、表示器に表示された固定側シール部材１０の変位情報の表示形態の変更、表示画面の背景色の変更などにより行うことができる。警報音に関しては、サイレン音や警鐘音などを発生する発振回路を用いて警報音を発してもよいし、メモリに記憶された警報音の出力波形を読み込んで、スピーカを用いて警報音を発してもよい。
【００４９】
このようにして、固定側シール部材１０押圧時のリニアセンサ２６からの検出値に応じた変位情報を表示器２７に表示させることで、運転中の固定側シール部材１０変位（位置又はその変化量）の把握、換言すれば、摩耗部材である摺動部材１０ｂや摺動部材９ｂの摩耗具合の把握を容易に行うことができる。また、オペレータが作業場を離れることなく摩耗具合の把握を行うことができる。また、密閉式混練機１の運転中に摩耗部材の摩耗具合の点検を行うことができるので、混練ロータ２端部から混練材料が漏れはじめる前に摩耗部材の交換時期（寿命）到来を知ることができる。なお、摩耗部材の摩耗具合を表示器２７でモニタリングしておくことで、使用限界を過ぎて摩耗部材を使用し続けることを防止でき、混練材料の漏洩による周辺設備の破損（周辺配管や温度センサなど）を未然に防止することができる。
【００５０】
また、摩耗データ検出値（リニアセンサの検出値）のログデータに基づいて摩耗部材の寿命を予測するためのソフトウェアを入れた演算装置（不図示）を、密閉式混練機１の傍らに設置されている操作盤や、集中管理システムの操作端末などに組み込み、この演算装置でリニアセンサ２６からの出力信号を演算あるいは解析すれば、摩耗部材である摺動部材１０ｂや摺動部材９ｂの寿命予測も可能となる。
【００５１】
また、摺動部材１０ｂ（または摺動部材９ｂ）の交換時期や使用限界に相当する値を表示器２７などで設定値としておくことで、当該摩耗部材の交換時期到来や使用限界到来によりアラームが出され、当該アラームにより摩耗部材の摩耗具合の把握をより確実に行うことができる。
【００５２】
ここで、前記したアラーム手段は、警報の設定値を少なくとも２段階に設定可能であることが好ましい。ここで、例えば１段階目の警報設定値は、摩耗部材が交換時期（使用限界よりも前）に達したことを知らせるためのものであり、例えば２段階目の警報設定値は、摩耗部材が使用限界に達したことを知らせるためのものである。これにより、摩耗部材が使用限界に達したときにアラームを出すことによる機械保護だけでなく、摩耗部材が交換時期に達したことを知らせる事前アラームを出すことができ、摩耗部材製作などの準備期間の確保、摩耗部材交換工事の計画などができるようになる。
【００５３】
また、アラームが表示器２７に表示されるように、表示器２７が構成されていることが好ましい。固定側シール部材１０の変位情報を表示する表示器２７に、アラームが表示されるようにしておくことで、オペレータは表示器２７を監視することのみで、摩耗部材の摩耗具合の把握と、その摩耗の程度が交換時期や使用限界に達しているかの判断とを行うことができる。
【００５４】
さらに、表示器２７は、固定側シール部材１０の変位情報の表示方法を変更することにより、表示器２７にアラームの表示が行われるように構成されていることが好ましい。ここで、固定側シール部材１０の変位情報の表示方法を変更することによるアラームの表示は、例えば、表示器２７に表示されている固定側シール部材１０の変位情報（数値表示、グラフ表示）の点滅、色の反転、色彩の変更（全体的な変更や部分的な変更）、あるいはこれらの組み合わせなどによって行われる。これにより、摩耗部材の摩耗具合の把握と、その摩耗の程度が交換時期や使用限界に達しているかの判断とを、オペレータは目線を変えることなく容易かつ同時に行うことができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る密閉式混練機のダストストップ装置部分の正面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図２のＡ部詳細図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る密閉式混練機の断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：密閉式混練機
２：混練ロータ
２ｂ：ロータ端面
４：チャンバ
４ａ：混練室
７：ロータ軸
８：エンドプレート
９：回転側シール部材
１０：固定側シール部材
２３：油圧シリンダ（リニアアクチュエータ）
２６：リニアセンサ
２７：表示器（表示装置）
２９：押圧力付与機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練材料の漏洩を防止するダストストップ装置を備えた密閉式混練機に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉式混練機は、その混練室に圧入されたゴムやプラスチックなどの混練材料を当該混練室内に設けられたロータにより混練し、所望の混練状態となった混練物を外部に排出する機械である。ここで、通常、密閉式混練機には、そのロータ端部から混練室の外部へ混練材料が漏れ出さないようにするためのシール機構が設けられている。
【０００３】
このシール機構は、例えば、特許文献１に示されるように、ロータの軸方向において圧接されることで混練材料の外部への漏洩を防止するシール部材を有する。そして、当該シール部材は、ロータの端面に固設された回転側シール部材と、ロータ軸に貫挿するダストストップリング端面に固設された固定側シール部材とからなり、相互に摺動することで摩耗していく消耗部材である。ここで、特許文献１においては、これらシール部材のいずれか一方を、グラファイトや１／２以下のカーボン短繊維を充填した樹脂コンパウンドからなる材料を用いて形成している。これにより、摺動面の摩擦係数を低い値に抑えて、消耗部材であるシール部材の発熱や摩耗を抑えている。
【０００４】
また、密閉式混練機におけるシール機構に関する技術としては、特許文献２に記載されたものもある。特許文献２に記載された技術は、上記固定側シール部材に相当する摩擦摩耗材が端面に固設された第１スリーブを、ロータ軸の回転数よりも低い回転数でロータ回転方向に回転させることにより、シール部材同士の摺動速度を下げてシール部材の発熱や摩耗を抑えようとするものである。
【０００５】
また、特許文献３に記載されたようなシール機構に関する技術もある。特許文献３に記載された技術は、混練室内の圧力を測定し、測定した圧力の値に対応させて、液圧シリンダを有する調整手段により、シール圧力（カラーリングに対するシールリングの付勢力）を適切に調整するという技術である。混練末期など混練室内が低圧の場合にはシール圧力を低くすることで、シール部材の寿命を長くすることができる。
【０００６】
【特許文献１】特許第３６２０９４４号公報
【特許文献２】特開平１０−１５１３３３号公報
【特許文献３】実開平６−３２０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献１〜３に記載された技術は、いずれも消耗部材であるシール部材の摩耗を防止して、その寿命を長くしようとするものである。しかしながら、これらシール部材は、あくまで消耗部材であり、少しずつ摩耗していきいずれ寿命に達する（使用限界がくる）部材である。一方、これらシール部材のシール部（摺動部）を混練作業中にオペレータが確認するには、作業場所から離れているため確認しにくく、かつシール部材の摩耗量を把握するにしても数ｍｍというその摩耗量を確認しなければならない。さらに、シール部材の周辺には機械加工部が少なく、したがい、シール部材周辺の機械加工部を基準とした摩耗量の確認はし難い。また、当該機械加工部を基準とした摩耗量を計測しようにも混練作業中に行うことは実質的に不可能である。これらの理由により、ダスト（混練材料）が漏れはじめてから交換などの対応をすることがよくある。
【０００８】
ここで、シール部（摺動部）からダスト（混練材料）が漏れはじめると、摺動面の相手側部品にダメージがでるだけでなく、漏れた混練材料によってその周辺にある配管や温度センサが破損してしまうことも懸念され、より大きなダメージとなる。また、漏れた混練材料の廃棄も必要となる。漏れ量が多い場合には、混練機まわりの掃除も必要となり作業効率が低下する。さらに、交換部品を有していない場合などは、その製作にも時間を要するので、混練機を運転できなくなる期間が発生し生産にも大きな影響がでる。以上説明したように、消耗部材であるシール部材の寿命を長くする技術だけでなく、シール部材の摩耗具合を把握するための技術も必要であった。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、密閉式混練機の運転中においても摩耗部材（消耗部材）の摩耗具合の把握が容易な密閉式混練機を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、混練室に貫挿されるロータのロータ端面に固設されて当該ロータと一体に回転する回転側シール部材と、前記ロータのロータ軸を回転自在に貫挿するリング状の固定側シール部材と、前記固定側シール部材を前記回転側シール部材に圧接するべく当該固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する押圧力付与機構とを備え、両シール部材を圧接して当接面の間でダストストップを構成するダストストップ装置を備えた密閉式混練機において、前記押圧力付与機構は、前記固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢するリニアアクチュエータと、前記リニアアクチュエータに取り付けられ、当該リニアアクチュエータの変位を検出するリニアセンサと、を有し、前記密閉式混練機の機外に設けられ、前記リニアセンサからの検出値に応じた固定側シール部材押圧時の変位情報を表示する表示装置を具備してなる密閉式混練機を提供する。
【００１１】
この構成によると、密閉式混練機の機外に離れて設けられた表示装置に、固定側シール部材押圧時のリニアセンサからの検出値に応じた変位情報（例えば、リニアアクチュエータのストローク情報）を表示させることができるので、運転中の固定側シール部材変位の把握、換言すれば、摩耗部材の摩耗具合の把握を容易に行うことができる。また、密閉式混練機の運転中に摩耗部材の摩耗具合の点検を行うことができるので、ロータ端部から混練材料が漏れはじめる前に摩耗部材の交換時期（寿命）到来を知ることができる。なお、摩耗部材の摩耗具合を表示装置でモニタリングしておくことで、使用限界を過ぎて摩耗部材を使用し続けることを防止でき、混練材料の漏洩による周辺設備の破損（周辺配管や温度センサなど）を未然に防止することができる。
【００１２】
また本発明において、前記検出値と予め設定した設定値とを比較して当該検出値が当該設定値に到達したときにアラームを出すアラーム手段を備えていることが好ましい。
【００１３】
この構成によると、交換時期や使用限界に相当する検出値を設定値としておくことで、当該摩耗部材の交換時期到来や使用限界到来によりアラームを出すことができ、当該アラームにより摩耗部材の摩耗具合の把握をより確実に行うことができる。
【００１４】
さらに本発明において、前記アラーム手段は、前記設定値を少なくとも２段階に設定可能であることが好ましい。
【００１５】
この構成によると、摩耗部材が使用限界に達したときにアラームを出すことによる機械保護だけでなく、摩耗部材が交換時期（使用限界よりも前）に達したことを知らせる事前アラームを出すことができ、その結果、摩耗部材製作などの準備期間の確保、摩耗部材交換工事の計画などができるようになる。
【００１６】
さらに本発明において、前記アラームは、前記表示装置に表示されることが好ましい。
【００１７】
この構成によると、摩耗部材の摩耗具合の把握と、その摩耗の程度が交換時期や使用限界に達しているかの判断とを容易に行うことができる。
【００１８】
さらに本発明において、前記表示装置は、前記変位情報の表示方法を変更することにより、前記アラームの表示が行われるように構成されていることが好ましい。
【００１９】
この構成によると、摩耗部材の摩耗具合の把握と、その摩耗の程度が交換時期や使用限界に達しているかの判断とを容易かつ同時に行うことができる。
【００２０】
また本発明は、その第２の態様によれば、混練室に貫挿されるロータのロータ端面に固設されて当該ロータと一体に回転する回転側シール部材と、前記ロータのロータ軸を回転自在に貫挿するリング状の固定側シール部材と、前記固定側シール部材を前記回転側シール部材に圧接するべく当該固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する押圧力付与機構とを備え、両シール部材を圧接して当接面の間でダストストップを構成するダストストップ装置を備えた密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法であって、前記押圧力付与機構のリニアアクチュエータに取り付けられたリニアセンサにより、前記固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する当該リニアアクチュエータの変位を検出する検出工程と、前記密閉式混練機の機外に設けられた表示装置により、前記リニアセンサからの検出値に応じた固定側シール部材押圧時の変位情報を表示する表示工程と、を備える密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法を提供する。
【００２１】
この構成によると、密閉式混練機の機外に離れて設けられた表示装置に、固定側シール部材押圧時のリニアセンサからの検出値に応じた変位情報（例えば、リニアアクチュエータのストローク情報）を表示させることで、運転中の固定側シール部材変位の把握、換言すれば、摩耗部材の摩耗具合の把握を容易に行うことができる。また、密閉式混練機の運転中に摩耗部材の摩耗具合の点検を行うことができるので、ロータ端部から混練材料が漏れはじめる前に摩耗部材の交換時期（寿命）到来を知ることができる。なお、摩耗部材の摩耗具合を表示装置でモニタリングしておくことで、使用限界を過ぎて摩耗部材を使用し続けることを防止でき、混練材料の漏洩による周辺設備の破損（周辺配管や温度センサなど）を未然に防止することができる。
【００２２】
また本発明において、前記検出値と予め設定した設定値とを比較して当該検出値が当該設定値に到達したときにアラームを出すアラーム発報工程を備えることが好ましい。
【００２３】
この構成によると、交換時期や使用限界に相当する摩耗部材の値を設定値としておくことで、当該摩耗部材の交換時期到来や使用限界到来によりアラームが出され、当該アラームにより摩耗部材の摩耗具合の把握をより確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。ここで、図１は、本発明の一実施形態に係る密閉式混練機１のダストストップ装置部分の正面図である。図２は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図３は、図２のＡ部詳細図である。また、図４は、本発明の一実施形態に係る密閉式混練機１の断面図である。
【００２５】
（密閉式混練機の構成）
まず、主に図４を参照しつつ本発明の一実施形態に係る密閉式混練機１の構成について説明する。図４に示すように、密閉型混練機１は、一対の混練ロータ（ロータ）２・２と、これら混練ロータ２・２を回転自在に収容する中空状のケーシング３とを有している。ケーシング３には、ケーシング３を介して混練物を冷却あるいは昇温させる媒体流通機構（不図示）が設けられている。一方、ケーシング３の内面壁は、縦断面まゆ型形状に形成されており、このケーシング３の側面にエンドプレート８が接合されることによって（図２参照）、左右一対の混練室４ａ・４ａからなるチャンバ４を形成するようになっている。
【００２６】
また、ケーシング３の上側中央部には、ゴムやプラスチックなどの混練材料をチャンバ４に投入する投入口３ａが形成されている。そして投入口３ａには、チャンバ４に投入された混練材料を圧入するフローティングウエイト５が昇降可能に設けられている。一方、チャンバ４の下側中央部には、所望の混練状態となった混練物を外部に排出できるように、排出口３ｂが形成されているとともに、この排出口３ｂを開閉するドロップドア６が設けられている。そして、これらフローティングウエイト５およびドロップドア６は、混練時にケーシング３に密接することによって、チャンバ４の内壁面の一部を構成するようになっている。
【００２７】
（ダストストップ装置）
次に、密閉式混練機１のダストストップ装置について説明する。ダストストップ装置は、チャンバ４に圧入され混練されている混練材料が、混練ロータ２端部から混練室４ａの外部へダストとして漏れ出さないようにするための装置である。図１〜３に示すように、このダストストップ装置は、混練ロータ２の端面２ｂに固設された回転側シール部材９と、混練ロータ２のロータ軸７を回転自在に貫挿する固定側シール部材１０と、固定側シール部材１０を回転側シール部材９に圧接するべく固定側シール部材１０を混練ロータ２の端面２ｂ方向に付勢する押圧力付与機構２９とを有している。
【００２８】
（回転側シール部材）
密閉式混練機１の混練室４ａ・４ａには、上述の混練ロータ２・２がそれぞれ貫挿されている。各混練ロータ２・２は、図２および３に示すように、両端部のロータ径がロータ端面２ｂで最大となるように拡径されており（拡径部２ａ）、ロータ端面２ｂの内周側には、拡径部２ａのロータ径よりも小さなシャフト径のロータ軸７が突設されている。一方、ロータ端面２ｂには、２分割可能なリング状の回転側シール部材９が固設されている。ここで、混練ロータ端面２ｂには、円周状に凹部が形成され、回転側シール部材９は当該凹部に固設されている。また、回転側シール部材９は、断面Ｌ字状のシール部材本体９ａと、その後端（ロータ軸７側）に固設されたリング状の摺動部材９ｂとからなる。そして、回転側シール部材９は、その内周側から外周側に向かってリング状のカラー１１で押されてロータ端面２ｂに固設されている。なお、この押し付け力は、ボルト１２の締め込みによって生じる。また、回転側シール部材９は、混練ロータ２と一体に回転する部材である。
【００２９】
（固定側シール部材）
固定側シール部材１０は、２分割可能なリング状の部材であり、その内周側にロータ軸７が回転自在に貫挿されている。上述の回転側シール部材９が回転するのに対し、当該固定側シール部材１０は回転しない。また、固定側シール部材１０は、リング状のシール部材本体１０ａと、その先端（混練ロータ２側）に固設されたリング状の摺動部材１０ｂとからなる。ここで、固定側シール部材１０のシール部材本体１０ａは、混練物や潤滑油を外部に漏洩させないように、その混練ロータ２側においてシールリング１４を介してエンドプレート８に液密状態に嵌合されている。さらに、シール部材本体１０ａには、その後端側において冷却水路１５が周方向に形成されているとともに、潤滑油路１７が軸方向に形成されている。そして、冷却水路１５および潤滑油路１７には、冷却水配管１６および潤滑油配管１８がそれぞれ接続されており、冷却水路１５は、冷却水配管１６を介して冷却水が流入されることにより固定側シール部材１０を冷却するようになっている。一方、潤滑油路１７は、摺動部材１０ｂに形成された貫通孔に連通されており、潤滑油配管１８を介して潤滑油が流入されることにより摺動部材１０ｂと回転側シール部材９の摺動部材９ｂとの当接面間に潤滑油を供給するようになっている。
【００３０】
ここで、回転側シール部材９の摺動部材９ｂ、および固定側シール部材１０の摺動部材１０ｂは、例えば、硬質肉盛金属により形成されている。なお、摺動部材９ｂおよび摺動部材１０ｂに適用できる材料としては、各種鋼、銅合金の他、セラミックスや焼結カーボンなどの油含浸していない材料、砲金や鋳鉄、焼結金属などの油含浸金属を挙げることができる。
【００３１】
また、エンドプレート８にはプロセス油路１９が形成されている。このプロセス油路１９にはプロセス油配管１３が接続されており、当該プロセス油路１９を介して、チャンバ４内に混入しても混練物の品質に悪影響を及ぼさないプロセス油を、摺動部材９ｂおよび摺動部材１０ｂの当接面間に供給するようになっている。なお、プロセス油としては、主にアロマ系、ナフテン系などの鉱物油を用いることができる。また、塩化ビニル樹脂などの混練の際には、プロセス油としてＤＯＰに代表される合成可塑剤が用いられる。また、小型の混練機のように当接面間の摺動速度が低いものでは、プロセス油を必要としないものもあり、この場合には、プロセス油路１９が設けられていないこともある。
【００３２】
（押圧力付与機構）
次に、押圧力付与機構２９について説明する。押圧力付与機構２９は、油圧シリンダ２３と、油圧シリンダ２３に取り付けられたリニアセンサ２６と、油圧シリンダ２３が一方の端部に取り付けられたヨーク２０とを有している。
【００３３】
（リニアアクチュエータ）
油圧シリンダ２３は、シリンダ本体２４と、ピストンロッド２５とを有し、シリンダ本体２４のヘッド側室２３ａに油が給排されることで、ピストンロッド２５が直線運動するリニアアクチュエータである。なお、リニアアクチュエータとは、直線運動するアクチュエータのことをいい、油圧シリンダ２３に限られることはない。また、作動源は、油圧に限られず他の液体であってもよいし、空圧シリンダを用いることもできる。
【００３４】
また、ピストンロッド２５の先端は、円柱状のロッドエンドガイド２７の一方の端部に嵌められている。このロッドエンドガイド２７の他方の端部からはロッドエンドガイド２７に対してバネ２８が挿入されており、ロッドエンドガイド２７は、エンドプレート８に対して、バネ２８を介して接触している。
【００３５】
（リニアセンサ）
リニアセンサは、リニアアクチュエータの直線運動の動作距離を測定するセンサである。本実施の形態におけるリニアセンサ２６は、油圧シリンダ２３のピストンロッド２５のストローク（ピストンの位置）を検出するためのセンサであり、油圧シリンダ２３のヘッド側に取り付けられている。リニアセンサ２６としては、例えば、磁歪式変位センサを用いることができる。磁歪式変位センサは、ヴィーデマン効果（Wiedemann効果）による磁歪現象を応用した変位センサであり、ロッド状のセンサプローブに沿って非接触で移動するマグネットがプローブ内部の磁歪線の上にねじり歪を発生させ、その歪みの伝播時間を測定することでマグネットの絶対位置を高精度に検出する。なお、リニアセンサとしては、ワイヤー式のセンサやレーザー式のセンサなども利用できる。
【００３６】
（ヨーク）
ヨーク２０は、油圧シリンダ２３の作動力を、固定側シール部材１０に伝えるための板材であり、一方の端部に油圧シリンダ２３が取り付けられ、二股に分かれた他方の端部にはそれぞれヨークピン２１が取り付けられている。また、ヨーク２０の二股に分かれる部分（ヨーク２０のほぼ中心部分）にはヨーク鋲２２が貫挿され、このヨーク鋲２２を支点としてヨーク２０は揺動する（ヨーク機構）。また、ヨーク鋲２２はエンドプレート８に固設されており、ヨーク鋲２２でヨーク２０は支持されている。また、２つのヨークピン２１の先端部は、固定側シール部材１０のロータ軸７側端面に形成された穴にそれぞれ嵌められている。
【００３７】
ここで、固定側シール部材１０は、ヨーク２０の二股に分かれた端部にそれぞれ取り付けられたヨークピン２１により、その回転が防止される。なお、油圧シリンダ２３により、ヨーク２０を介してヨークピン２１が固定側シール部材１０に押し付けられることによって、固定側シール部材１０の回転はより確実に防止される。
【００３８】
（表示装置）
図２に示したように、リニアセンサ２６には、表示器２７（表示装置）が電気的に（出力ケーブルを介して）接続されている。表示器２７は、リニアセンサ２６からの出力信号を取り込み、リニアセンサ２６の検出値に応じた固定側シール部材１０押圧時の変位情報を表示するものである。表示器２７は、遠隔表示（押圧力付与機構２９から離れた位置での表示）が可能なものであって、密閉式混練機１の傍らに設置されている操作盤などに組み込まれる。また、密閉式混練機１の傍らに設置されている操作盤の運転モニター画面や、密閉式混練機１とは離れた場所に設置されている集中管理システムの操作端末画面自体を、検出値に応じた固定側シール部材１０押圧時の変位情報を表示する表示装置としてもよい。なお、前記したように、図２は図１のＢ−Ｂ断面図であるが、表示器２７の図示に関しては断面図となっておらず、当該表示器２７がリニアセンサ２６に結線されていることを模式的に示しているのみである。
【００３９】
ここで、検出値に応じた固定側シール部材１０押圧時の変位情報とは、油圧シリンダ２３のピストンロッド２５の押圧時の位置（検出値）そのものでもあってもよいし、ピストンロッド２５の初期位置からの変化量であってもよいし、検出値又はピストンロッド２５の初期位置からの変化量をヨーク機構のレバー比（油圧シリンダ２３−ヨーク鋲２２間の距離と、ヨーク鋲２２−ヨークピン２１間の距離との比）に応じた固定側シール部材１０の位置又はその変化量（変位）に変換したものであってもよい。また、固定側シール部材１０押圧時の変位情報を表示装置に表示する方法は、数値表示でもよいし、数値に対応するグラフ表示でもよい。
【００４０】
（ダストストップ）
次に、密閉型混練機１の動作を通じてダストストップ装置の動作を説明する。まず、押付力付与機構２９の油圧シリンダ２３により、ヨーク２０およびヨークピン２１を介して固定側シール部材１０を混練ロータ２の端面２ｂ方向に付勢し、固定側シール部材１０の摺動部材１０ｂを、回転側シール部材９の摺動部材９ｂに所定の押圧力で圧接させる。このとき、端がエンドプレート８に当接するバネ２８は、固定側シール部材１０の摺動部材１０ｂが上記摺動部材９ｂに圧接した状態を保つように、混練ロータ２の軸方向の微少な動きにヨーク２０を追従させる役割をする。
【００４１】
次に、本実施形態に係る密閉型混練機１の作用について説明する。図４に示すように、ケーシング３にドロップドア６を密接させた状態でフローティングウエイト５をケーシング３から離隔させることによって、チャンバ４の上面を開口する。そして、この開口からゴムやプラスチック、充填剤などの混練材料をチャンバ４内に装填した後、フローティングウエイト５をケーシング３に密接させてチャンバ４に圧入する。また、この圧入に前後してケーシング３の外壁面に接合された冷却配管に冷却水を流動させ、ケーシング３を介してチャンバ４内の混練材料を冷却するとともに、図３に示すように、冷却水路１５に冷却水を流動させ、固定側シール部材１０を冷却する。
【００４２】
次に、混練ロータ２・２を互いに逆方向に回転させながら各混練材料を投入し、剪断および分散しながら所望の混練状態の混練物となるように混練を開始する。各混練ロータ２・２が回転すると、回転側シール部材９が混練ロータ２と共に回転するため、回転側シール部材９の摺動部材９ｂと固定側シール部材１０の摺動部材１０ｂとが混練ロータ２の回転数に応じた速度で摺動する。そして、油圧シリンダ２３による押圧力に比例した摩擦力が両摺動部材９ｂ・１０ｂの当接面間に発生し、両摺動部材リング９ｂ・１０ｂが発熱し磨耗していくことになる。このとき、潤滑油が僅かに混入しても品質的に問題を生じない混練物の場合には、潤滑油路１７を介して、少量の潤滑油を両摺動部材リング９ｂ・１０ｂの当接面間に供給する。これにより、両摺動部材リング９ｂ・１０ｂの当接面間の摩擦係数を低減させるとともに両摺動部材リング９ｂ・１０ｂを冷却して、両摺動部材リング９ｂ・１０ｂの発熱および摩耗を抑制する。
【００４３】
上記のようにして両摺動部材リング９ｂ・１０ｂを圧接させながら混練ロータ２を回転させると、混練物がケーシング３やエンドプレート８などで構成されるチャンバ４（混練室４ａ）の内壁面に押圧されることによって、図３に示した混練ロータ２の拡径部２ａとエンドプレート８との隙間に混練物の一部が進入する。この際、回転側シール部材９の摺動部材９ｂには、固定側シール部材１０の摺動部材１０ｂが所定の押圧力で圧接されており、エンドプレート８には、固定側シール部材１０のシール部材本体１０ａがシールリング１４を介して密接されている。したがって、混練ロータ２の拡径部２ａとエンドプレート８との隙間が両摺動部材リング９ｂ・１０ｂの圧接とシールリング１４とで封止された状態になっているため、この隙間に混練物が進入しても外部に漏出することはなく、混練物は、チャンバ４内において良好な品質でもって混練されることになる。
【００４４】
このようにして、混練ロータ２と一体に回転する回転側シール部材９の当接面と、この当接面に対して所定の押圧力で圧接される固定側シール部材１０の当接面との間、およびシールリング１４でダストストップを構成する。
【００４５】
（シール部材位置監視方法）
次に、シール部材位置監視方法について説明する。
【００４６】
（検出工程）
まず、両摺動部材リング９ｂ・１０ｂを圧接させながら混練ロータ２を回転させているとき、油圧シリンダ２３のヘッド側に取り付けられたリニアセンサ２６により、固定側シール部材１０を混練ロータ２の端面２ｂ方向に押圧している油圧シリンダ２３のピストンロッド２５のストローク（ピストンの位置）を検出する。
【００４７】
（表示工程）
次に、リニアセンサ２６による検出値に応じた固定側シール部材１０の変位情報を表示器２７に表示する。ここで、検出値に応じた固定側シール部材１０の変位情報とは、前記したように、油圧シリンダ２３のピストンロッド２５の押圧時の位置（検出値）そのものでもあってもよいし、ピストンロッド２５の初期位置からの変化量であってもよいし、検出値又はピストンロッド２５の初期位置からの変化量をヨーク機構のレバー比（油圧シリンダ２３−ヨーク鋲２２間の距離と、ヨーク鋲２２−ヨークピン２１間の距離との比）に応じた固定側シール部材１０の位置又はその変化量（変位）に変換したものであってもよい。これにより、固定側シール部材１０が、初期の位置から摩耗分だけ混練ロータ２の端面２ｂ方向に押し込まれた量、すなわち、摺動部材リング９ｂ・１０ｂの合計の厚みを把握することができる。ここで、摺動部材リング１０ｂよりも摺動部材９ｂのほうが摩耗しにくい材料からなる場合には、摺動部材１０ｂの厚みを把握することになるし、摺動部材リング９ｂよりも摺動部材１０ｂのほうが摩耗しにくい材料からなる場合には、摺動部材９ｂの厚みを把握することになる。通常、摺動部材９ｂおよび摺動部材１０ｂのうちのいずれか一方を磨耗しにくい部材とし、他方を摩耗しやすい（磨耗しにくい一方に比して摩耗しやすい）部材とする。
【００４８】
（アラーム発報工程）
次に、リニアセンサ２６からの検出値と、表示器２７に予め設定した設定値とを比較して当該検出値が当該設定値に到達したときにアラーム（警報）を出す。このアラームは、表示器２７に組み込まれたアラーム手段であってもよいし、表示器２７とは別途設けられた警報を発するアラーム手段であってもよい。また、アラーム（警報）は、表示器２７などに表示される警報表示であってもよいし、警報装置から発せられる警報音であってもよい。警報表示は、警告文字の表示、警報ランプの点灯、表示器に表示された固定側シール部材１０の変位情報の表示形態の変更、表示画面の背景色の変更などにより行うことができる。警報音に関しては、サイレン音や警鐘音などを発生する発振回路を用いて警報音を発してもよいし、メモリに記憶された警報音の出力波形を読み込んで、スピーカを用いて警報音を発してもよい。
【００４９】
このようにして、固定側シール部材１０押圧時のリニアセンサ２６からの検出値に応じた変位情報を表示器２７に表示させることで、運転中の固定側シール部材１０変位（位置又はその変化量）の把握、換言すれば、摩耗部材である摺動部材１０ｂや摺動部材９ｂの摩耗具合の把握を容易に行うことができる。また、オペレータが作業場を離れることなく摩耗具合の把握を行うことができる。また、密閉式混練機１の運転中に摩耗部材の摩耗具合の点検を行うことができるので、混練ロータ２端部から混練材料が漏れはじめる前に摩耗部材の交換時期（寿命）到来を知ることができる。なお、摩耗部材の摩耗具合を表示器２７でモニタリングしておくことで、使用限界を過ぎて摩耗部材を使用し続けることを防止でき、混練材料の漏洩による周辺設備の破損（周辺配管や温度センサなど）を未然に防止することができる。
【００５０】
また、摩耗データ検出値（リニアセンサの検出値）のログデータに基づいて摩耗部材の寿命を予測するためのソフトウェアを入れた演算装置（不図示）を、密閉式混練機１の傍らに設置されている操作盤や、集中管理システムの操作端末などに組み込み、この演算装置でリニアセンサ２６からの出力信号を演算あるいは解析すれば、摩耗部材である摺動部材１０ｂや摺動部材９ｂの寿命予測も可能となる。
【００５１】
また、摺動部材１０ｂ（または摺動部材９ｂ）の交換時期や使用限界に相当する値を表示器２７などで設定値としておくことで、当該摩耗部材の交換時期到来や使用限界到来によりアラームが出され、当該アラームにより摩耗部材の摩耗具合の把握をより確実に行うことができる。
【００５２】
ここで、前記したアラーム手段は、警報の設定値を少なくとも２段階に設定可能であることが好ましい。ここで、例えば１段階目の警報設定値は、摩耗部材が交換時期（使用限界よりも前）に達したことを知らせるためのものであり、例えば２段階目の警報設定値は、摩耗部材が使用限界に達したことを知らせるためのものである。これにより、摩耗部材が使用限界に達したときにアラームを出すことによる機械保護だけでなく、摩耗部材が交換時期に達したことを知らせる事前アラームを出すことができ、摩耗部材製作などの準備期間の確保、摩耗部材交換工事の計画などができるようになる。
【００５３】
また、アラームが表示器２７に表示されるように、表示器２７が構成されていることが好ましい。固定側シール部材１０の変位情報を表示する表示器２７に、アラームが表示されるようにしておくことで、オペレータは表示器２７を監視することのみで、摩耗部材の摩耗具合の把握と、その摩耗の程度が交換時期や使用限界に達しているかの判断とを行うことができる。
【００５４】
さらに、表示器２７は、固定側シール部材１０の変位情報の表示方法を変更することにより、表示器２７にアラームの表示が行われるように構成されていることが好ましい。ここで、固定側シール部材１０の変位情報の表示方法を変更することによるアラームの表示は、例えば、表示器２７に表示されている固定側シール部材１０の変位情報（数値表示、グラフ表示）の点滅、色の反転、色彩の変更（全体的な変更や部分的な変更）、あるいはこれらの組み合わせなどによって行われる。これにより、摩耗部材の摩耗具合の把握と、その摩耗の程度が交換時期や使用限界に達しているかの判断とを、オペレータは目線を変えることなく容易かつ同時に行うことができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る密閉式混練機のダストストップ装置部分の正面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図２のＡ部詳細図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る密閉式混練機の断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：密閉式混練機
２：混練ロータ
２ｂ：ロータ端面
４：チャンバ
４ａ：混練室
７：ロータ軸
８：エンドプレート
９：回転側シール部材
１０：固定側シール部材
２３：油圧シリンダ（リニアアクチュエータ）
２６：リニアセンサ
２７：表示器（表示装置）
２９：押圧力付与機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混練室に貫挿されるロータのロータ端面に固設されて当該ロータと一体に回転する回転側シール部材と、前記ロータのロータ軸を回転自在に貫挿するリング状の固定側シール部材と、前記固定側シール部材を前記回転側シール部材に圧接するべく当該固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する押圧力付与機構とを備え、両シール部材を圧接して当接面の間でダストストップを構成するダストストップ装置を備えた密閉式混練機において、
前記押圧力付与機構は、
前記固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢するリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータに取り付けられ、当該リニアアクチュエータの変位を検出するリニアセンサと、を有し、
前記密閉式混練機の機外に設けられ、前記リニアセンサからの検出値に応じた固定側シール部材押圧時の変位情報を表示する表示装置を具備してなることを特徴とする、密閉式混練機。
【請求項２】
前記検出値と予め設定した設定値とを比較して当該検出値が当該設定値に到達したときにアラームを出すアラーム手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の密閉式混練機。
【請求項３】
前記アラーム手段は、前記設定値を少なくとも２段階に設定可能であることを特徴とする、請求項２に記載の密閉式混練機。
【請求項４】
前記アラームは、前記表示装置に表示されることを特徴とする、請求項２または３に記載の密閉式混練機。
【請求項５】
前記表示装置は、前記変位情報の表示方法を変更することにより、前記アラームの表示が行われるように構成されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の密閉式混練機。
【請求項６】
混練室に貫挿されるロータのロータ端面に固設されて当該ロータと一体に回転する回転側シール部材と、前記ロータのロータ軸を回転自在に貫挿するリング状の固定側シール部材と、前記固定側シール部材を前記回転側シール部材に圧接するべく当該固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する押圧力付与機構とを備え、両シール部材を圧接して当接面の間でダストストップを構成するダストストップ装置を備えた密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法であって、
前記押圧力付与機構のリニアアクチュエータに取り付けられたリニアセンサにより、前記固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する当該リニアアクチュエータの変位を検出する検出工程と、
前記密閉式混練機の機外に設けられた表示装置により、前記リニアセンサからの検出値に応じた固定側シール部材押圧時の変位情報を表示する表示工程と、
を備えることを特徴とする、密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法。
【請求項７】
前記検出値と予め設定した設定値とを比較して当該検出値が当該設定値に到達したときにアラームを出すアラーム発報工程を備えることを特徴とする、請求項６に記載の密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法。
【請求項１】
混練室に貫挿されるロータのロータ端面に固設されて当該ロータと一体に回転する回転側シール部材と、前記ロータのロータ軸を回転自在に貫挿するリング状の固定側シール部材と、前記固定側シール部材を前記回転側シール部材に圧接するべく当該固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する押圧力付与機構とを備え、両シール部材を圧接して当接面の間でダストストップを構成するダストストップ装置を備えた密閉式混練機において、
前記押圧力付与機構は、
前記固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢するリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータに取り付けられ、当該リニアアクチュエータの変位を検出するリニアセンサと、を有し、
前記密閉式混練機の機外に設けられ、前記リニアセンサからの検出値に応じた固定側シール部材押圧時の変位情報を表示する表示装置を具備してなることを特徴とする、密閉式混練機。
【請求項２】
前記検出値と予め設定した設定値とを比較して当該検出値が当該設定値に到達したときにアラームを出すアラーム手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の密閉式混練機。
【請求項３】
前記アラーム手段は、前記設定値を少なくとも２段階に設定可能であることを特徴とする、請求項２に記載の密閉式混練機。
【請求項４】
前記アラームは、前記表示装置に表示されることを特徴とする、請求項２または３に記載の密閉式混練機。
【請求項５】
前記表示装置は、前記変位情報の表示方法を変更することにより、前記アラームの表示が行われるように構成されていることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の密閉式混練機。
【請求項６】
混練室に貫挿されるロータのロータ端面に固設されて当該ロータと一体に回転する回転側シール部材と、前記ロータのロータ軸を回転自在に貫挿するリング状の固定側シール部材と、前記固定側シール部材を前記回転側シール部材に圧接するべく当該固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する押圧力付与機構とを備え、両シール部材を圧接して当接面の間でダストストップを構成するダストストップ装置を備えた密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法であって、
前記押圧力付与機構のリニアアクチュエータに取り付けられたリニアセンサにより、前記固定側シール部材を前記ロータ端面方向に付勢する当該リニアアクチュエータの変位を検出する検出工程と、
前記密閉式混練機の機外に設けられた表示装置により、前記リニアセンサからの検出値に応じた固定側シール部材押圧時の変位情報を表示する表示工程と、
を備えることを特徴とする、密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法。
【請求項７】
前記検出値と予め設定した設定値とを比較して当該検出値が当該設定値に到達したときにアラームを出すアラーム発報工程を備えることを特徴とする、請求項６に記載の密閉式混練機の固定側シール部材位置監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１６２６８９（Ｐ２０１０−１６２６８９Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４１７９（Ｐ２００９−４１７９）
【出願日】平成２１年１月１３日（２００９．１．１３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１３日（２００９．１．１３）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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