密閉式混練機
【課題】混練機本体１に連設され被混練物が投入されるホッパー１１内に、油圧シリンダ１５・１５により昇降自在にされたフローティングウェイト６を備える密閉式混練機において、煩雑な作業を必要とすることなくフローティングウェイト６の停止位置を変更可能な構成を提供する。
【解決手段】フローティングウェイト６の昇降位置を連続的に検出可能なリニアスケール４０と、フローティングウェイト６の昇降位置を設定する位置設定器５１と、リニアスケール４０の位置検出信号及び位置設定器５１の設定値に基づき前記フローティングウェイト６の昇降位置を制御する制御装置５０と、を備える。この制御装置５０は、前記位置検出信号が位置設定値に一致したときに、電磁方向切換弁２５に停止信号を送って油圧シリンダ１５・１５の動作を停止させる。
【解決手段】フローティングウェイト６の昇降位置を連続的に検出可能なリニアスケール４０と、フローティングウェイト６の昇降位置を設定する位置設定器５１と、リニアスケール４０の位置検出信号及び位置設定器５１の設定値に基づき前記フローティングウェイト６の昇降位置を制御する制御装置５０と、を備える。この制御装置５０は、前記位置検出信号が位置設定値に一致したときに、電磁方向切換弁２５に停止信号を送って油圧シリンダ１５・１５の動作を停止させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被混練物を混練室内で混練する密閉式混練機に関し、特に、被混練物を混練室に押し込むためのフローティングウェイトを昇降させる構成の密閉式混練機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の密閉式混練機は例えば特許文献１に開示されており、この特許文献１では、フローティングウェイトを下降させて混練室側へ押し込むための油圧シリンダを設けるとともに、油圧側と空圧側との間で圧力変換する空油圧変換器を混練機本体とは別置に設け、前記油圧シリンダの油圧側と空油圧変換器の油圧側とを接続した構成となっている。この密閉式混練器は、空油圧変換器のエア圧によってウェイトにクッション機能を適度に発揮させながら、フローティングウェイトを下降させることで被混練物を徐々に混練室内に導き、被混練物をスムーズに混練することができる。
【０００３】
また上記の密閉式混練機は、前記の油圧シリンダの進退を切り換える電磁方向切換弁と、昇降されるフローティングウェイトの移動を監視するＯＮ／ＯＦＦ式のリミットスイッチが設けられており、ウェイトが下限位置に達するとリミットスイッチからの信号に応じて電磁方向切換弁を切り換え、ウェイトの下降を停止するように構成されている。
【特許文献１】特開平９−２０６５８１号公報（図１、段落番号００２３、等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような密閉式混練機においては、近年の被混練物材料の多様化等の事情により、ウェイト位置を様々な位置で固定して混練したり、押込み時や混練時にウェイトの押付け圧を任意に制御したりする新しい混練方法のニーズが強くなってきている。
【０００５】
しかしながら特許文献１の密閉式混練機では、リミットスイッチからのＯＮ／ＯＦＦ信号でフローティングウェイトの位置を検出しているために、ウェイト位置を変更するためにはリミットスイッチの位置を変更しなければならず、その手間が煩雑であった。
【０００６】
また、上記の密閉式混練機においては、密閉式混練機の周囲に空油圧変換器を設置しなければならず、大きな設置スペースが必要となっていた。また、上記の密閉式混練機では、空油圧変換器の空圧側へのエア供給を変化させることでウェイトの押付け圧を変更させることは理論上可能であるものの、ウェイト押付け圧を大きく変化させる制御を行おうとすると大容量のエアの給排が必要となり、圧力変化にも時間が掛かってしまうので、所定の混練時間内に圧力制御を行うことは事実上困難であった。
【０００７】
また、密閉式混練機としてはエアシリンダによりフローティングウェイトを下降させるタイプのものも従来から知られているが、大きなエアシリンダが必要となって、設備コスト及びスペース上の観点から改善の余地があった。また、ウェイトの昇降のために大容量のエアが必要となってしまい、ランニングコストが増大し、省エネルギ上の観点からも好ましいといえなかった。更には、圧縮流体であるエアを使用しての位置制御であるので、ウェイトの位置を良好な精度で様々な位置に制御することは困難であり、また、上記の特許文献１と同様に、所定の混練時間内にウェイトの押付け圧を大きく変化させる制御も困難であった。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００９】
本発明の観点によれば、以下のように構成する、密閉式混練機が提供される。混練機本体に連設され被混練物が投入されるホッパー内に、油圧シリンダにより昇降自在にされたフローティングウェイトを備える。前記フローティングウェイトの昇降位置を連続的に検出可能な位置検出装置と、前記フローティングウェイトの昇降位置を設定する位置設定手段と、前記位置検出装置の位置検出信号及び前記位置設定手段の設定値に基づき前記フローティングウェイトの昇降位置を制御する位置制御装置と、を備える。前記位置制御装置は、前記位置検出信号が前記位置設定値に一致したときに前記油圧シリンダの動作を停止させるべく停止信号を出力するように構成する。
【００１０】
これにより、フローティングウェイトが任意の設定位置に到達したことを位置検出装置で検出し、これに基づいて油圧シリンダの動作を停止させてフローティングウェイトを停止させることができる。従って、混練室の容量を変更すべくフローティングウェイトの停止位置を変更したい場合でも、位置設定手段による設定だけで済み、（特許文献１でのリミットスイッチの取付位置の変更といった）煩雑な作業を省略することができる。また、油圧シリンダの動作停止によりフローティングウェイトの停止を実現しているため、前述したエアシリンダによる構成に比べてフローティングウェイトの位置制御の精度も良好で、設備スペース及びコストも低減でき、省エネルギな構成とすることができる。
【００１１】
前記の密閉式混練機においては、前記位置設定手段は、フローティングウェイトの昇降位置の設定値を複数設定することが可能に構成されていることが好ましい。
【００１２】
これにより、混練時におけるフローティングウェイトの位置の切換を極めて容易に行うことができる。
【００１３】
前記の密閉式混練機においては、前記位置設定手段は、所定の運転条件に応じてフローティングウェイトの昇降位置の設定値を複数設定することが可能に構成されていることが好ましい。
【００１４】
これにより、混練時におけるフローティングウェイトの位置を様々な運転条件に応じて容易に切り換えることができ、様々な混練方法にキメ細かく柔軟に対応することができる。
【００１５】
前記の密閉式混練機においては、前記停止信号により油圧シリンダへの圧油の供給を停止させて前記油圧シリンダの動作を停止させる切換弁を備えていることが好ましい。
【００１６】
これにより、特別な停止機構を設けることなく簡素な構成で、フローティングウェイトの設定位置での停止を実現することができる。
【００１７】
前記の密閉式混練機においては、以下のように構成することが好ましい。前記油圧シリンダのフローティングウェイト加圧側に作用する圧油の圧力を検出する圧力センサと、前記油圧シリンダのフローティングウェイト加圧側に作用する圧油の圧力を設定する圧力設定器と、油圧源から油圧シリンダへ供給される圧油をタンク側へ逃がす遠隔作動リリーフ弁と、前記圧力センサの圧力検出信号及び圧力設定手段の圧力設定値に基づき前記遠隔作動リリーフ弁を制御する圧力制御装置と、を備える。この圧力制御装置は、前記圧力検出信号と前記圧力設定値とを一致させるように前記遠隔作動リリーフ弁への指令信号を出力するように構成されている。
【００１８】
これにより、前記特許文献１の空油圧変換器を有する構成と異なり、リリーフ弁のリリーフ圧の調整でフローティングウェイトの押付け圧を変更できるから、大きな圧力変更を伴うウェイト押付け圧の制御も素早く行うことができる。また、フローティングウェイトの位置変更（のみ）を通じてウェイト押付け圧制御を行う構成に比べ、ウェイト押付け圧を直接的に応答性良く制御することができる。
【００１９】
前記の密閉式混練機においては、前記圧力設定手段は、所定の運転条件に応じて圧力の設定値を複数設定することが可能に構成されていることが好ましい。
【００２０】
これにより、混練時におけるウェイト押付け圧を様々な運転条件に応じて容易に切り換えることができ、様々な混練方法に柔軟にキメ細かく対応することができる。
【００２１】
前記の密閉式混練機においては、前記油圧シリンダの油圧源としての油圧ポンプを駆動するモータを可変速モータとすることが好ましい。
【００２２】
これにより、更にキメ細かく、ウェイトの移動速度及び圧油の上昇時間を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の一実施形態に係る密閉式混練機の全体構成の例を、図１を参照して説明する。図１は密閉式混練機の全体構成を示す一部断面図である。
【００２４】
図１に全体構成を示される密閉式混練機Ｘは例えばゴムや樹脂等の被混練物を混練するためのものであって、内部に混練室９を有する混練機本体としてのチャンバー１と、混練室９内の被混練物を混練する混練用ロータ４と、混練室９内に被混練物を所定の圧力をもって押し込むためのフローティングウェイト６と、を主要な構成として備えている。
【００２５】
チャンバー１内には、２つの円形を横に並べて互いに一部接続した形状の断面を有する混練室９が形成されている。この混練室９の横方向中央部分の上部には供給口７が形成され、下部には排出口３が形成される。上側の供給口には前記フローティングウェイト６が配置され、下側の排出口３にはドロップドア２のドアトップ２ａが配置される。混練室９は、前記チャンバー１の内壁、前記フローティングウェイト６の下部、ドロップドア２のドアトップ２ａによって、前記の形状を呈するように密閉状に区画形成される。
【００２６】
チャンバー１の上部には前記供給口７に接続させてホッパー１１が設けられ、このホッパー１１は被混練物の投入口１０を備えている。一方、チャンバー１の下部に配設されたドロップドア２は、前記排出口３の閉鎖／開放をドア開閉機構８によって切り換えることが可能に構成されている。これにより、混練時は排出口３を閉鎖する一方、混練終了後は排出口３を開いて混練室９内の被混練物を排出することができる。
【００２７】
また、密閉式混練機Ｘはラッチ５を備えており、このラッチ５は、混練時はドロップドア２をチャンバー１側に突き上げて被混練物の混練中の混練室９内の密閉性を保持する一方、混練終了後は、ラッチ５はドロップドア２から退避されてドロップドア２を開放可能にする構成となっている。
【００２８】
前記混練室９内には回転する２本のロータ４が配置されており、各ロータ４は図示しない駆動モータにより回転駆動される。各ロータ４は前記駆動モータにより混練室９の内壁を掃くように回転駆動され、投入口１０からホッパー１１（混練機本体）に投入されてフローティングウェイト６の下降で供給口７から混練室９内に押し込まれるゴムや樹脂等を混練する。
【００２９】
前記ホッパー１１内には前記フローティングウェイト６が配置され、このフローティングウェイト６は上下方向に摺動自在とされている。フローティングウェイト６はロッド（軸部材）１３を介して、ウェイト装置Ｙの一部を構成するコネクティングビーム１４と一体的に連結されている。ウェイト装置Ｙはフローティングウェイト６の上下移動や被混練物に対する押付け圧の調整を行うためのものであり、コネクティングビーム１４にフローティングウェイト６を一体化するとともに２つの油圧シリンダ１５・１５を連結して構成されている。２つの油圧シリンダ１５・１５は被混練物の投入口１０を避けるように、ホッパー１１を間に挟むように配置されている。
【００３０】
次に、ウェイト装置Ｙの具体的な構成について説明する。図１および図２において、ウェイト装置Ｙは、その中央部に前記ロッド１３をＴ字状に一体的に固着したコネクティングビーム１４と、このコネクティングビーム１４の両端に連結される２つの油圧シリンダ１５・１５と、を主要な構成として備えている。
【００３１】
図２に示すように、前記２つの油圧シリンダ１５・１５は複動シリンダに構成されており、それぞれのシリンダ本体１７内のシリンダ室にはピストン１８が摺動自在に設置されている。上記シリンダ室の内部空間は、上記ピストン１８によって２つの油圧室Ａ・Ｂに区画されている。２つの油圧室Ａ・Ｂのうち一方の油圧室Ｂは、フローティングウェイト６を下降させて被混練物を押し込む方向の油圧力を発生させるものであり、フローティングウェイト加圧側の圧力室となっている。他方の油圧室Ａは、フローティングウェイト６を上昇させる方向の油圧力を発生させる圧力室である。これら油圧室Ａ・Ｂには一例として図２に示すように、前記ウェイト装置Ｙの一部を構成する油圧回路が接続されている。
【００３２】
前記ピストン１８には、シリンダ本体１７から伸退される可動ロッド１９が連結されている。この可動ロッド１９はシリンダ本体１７から上方へ延出し、前記コネクティングビーム１４の両端にそれぞれ連結されている。
【００３３】
前記油圧シリンダ１５の適宜位置には位置センサとしてのリニアスケール４０が設けられている。このリニアスケール４０は、油圧シリンダ１５の可動ロッド１９に設置された磁気スケールを読み取るアブソリュート型の磁気センサとして構成されており、可動ロッド１９の位置（ひいては、フローティングウェイト６の位置）を連続的かつ無段階的に検出することが可能に構成されている。このリニアスケール４０で読み取られたフローティングウェイト６のリニア位置の信号は、ウェイト装置Ｙの制御装置５０へ送信される。
【００３４】
この構成で、各油圧シリンダ１５において油圧室Ａへ圧油を供給すると、可動ロッド１９が上方へ伸張してコネクティングビーム１４を上昇させ、これによりフローティングウェイト６がホッパー１１内を上昇する。一方、油圧室Ｂへ圧油を供給すると、可動ロッド１９は下方へ退避してコネクティングビーム１４を下降させ、これによりフローティングウェイト６は混練室９へ向かって下降する。
【００３５】
次に、図２を参照して油圧回路を説明する。この油圧回路は、駆動モータ２４により駆動されて圧油タンク２０から作動油を吸引して供給管路２２に吐出する油圧ポンプ（油圧源）２３と、フローティングウェイト６の上昇／下降／停止を切り換えるための電磁方向切換弁２５と、を有している。この駆動モータ２４は、インバータ制御で駆動される可変速モータとされている。
【００３６】
前記供給管路２２には、当該供給管路２２の圧力を連続的かつ無段階に遠隔制御可能な、パイロット作動型リリーフ弁（遠隔作動リリーフ弁）４２が接続されている。このパイロット作動型リリーフ弁４２のパイロット部のソレノイドに対しては、制御装置５０からの圧力信号（指令信号）がアンプ５３によって増幅され入力される。この構成で、制御装置５０から圧力信号が入力されると、その電流値に応じた吸引力が前記ソレノイドに生じて弁体を押圧し、リリーフ弁４２のリリーフ圧力を変更することができる。
【００３７】
前記供給管路２２は、以下に説明する電磁方向切換弁２５のＰポートに接続される。なお、この供給管路２２には逆流防止のためのチェック弁３８が備えられている。
【００３８】
前記電磁方向切換弁２５は、前記供給管路２２に接続されるＰポート、圧油タンク２０に接続されるＴポート、及び、前記２つの油圧シリンダ１５・１５の油圧室Ａ・Ｂにそれぞれ接続されるＡポート及びＢポートを有しており、制御装置５０が作動信号を送ってソレノイドを励磁／消磁することで、その弁体を各々の位置に切換可能とされている。
【００３９】
電磁方向切換弁２５のＰポートには、前記供給管路２２が前述のとおり接続される。また、Ａポートには前記２つの油圧シリンダ１５・１５の油圧室Ａが作動管路２６を介して接続され、Ｂポートには同様に油圧シリンダ１５・１５の油圧室Ｂが作動管路２７を介して接続される。
【００４０】
電磁方向切換弁２５のＡポートに接続される作動管路２６には、パイロットチェック弁３３が配置されている。このパイロットチェック弁３３は、通常時は油圧シリンダ１５・１５から電磁方向切換弁２５へ向かう流れを阻止する一方、それと逆方向の流れを許容するように構成されている。ただし、このパイロットチェック弁３３のパイロット管路がＢポート側の作動管路２７に接続されており、当該作動管路２７の圧力が上昇すると上記パイロットチェック弁３３が強制開弁されて、油圧シリンダ１５・１５から電磁方向切換弁２５へ向かう流れを許容するようになっている。
【００４１】
また、電磁方向切換弁２５のＢポートに接続される作動管路２７には、パイロットチェック弁３１が配置されている。このパイロットチェック弁３１は前記のパイロットチェック弁３３と同様に、通常時は油圧シリンダ１５・１５から電磁方向切換弁２５へ向かう流れを阻止する一方、それと逆方向の流れを許容するように構成されている。ただし、このパイロットチェック弁３１のパイロット管路がＡポート側の作動管路２６に接続されており、当該作動管路２６の圧力が上昇すると上記パイロットチェック弁３１が強制開弁されて、油圧シリンダ１５・１５から電磁方向切換弁２５へ向かう流れを許容するようになっている。
【００４２】
更に、作動管路２７にはリリーフ弁３２が接続されている。このリリーフ弁３２は、通常時には弁バネによって、作動管路２７と圧油タンク２０との間を遮断する位置とされている。一方、作動管路２７の圧力が異常上昇したときには、作動管路２７から導入されるパイロット圧が弁体を弁バネに抗して押すことで、作動管路２７と圧油タンク２０とを連通し、圧油を逃がすように構成されている。
【００４３】
また作動管路２７には、当該作動管路２７の圧力（ひいては、所謂ラム圧）を測定する圧力センサ３４が接続され、この圧力センサ３４の検出した圧力信号はウェイト装置Ｙの制御装置５０に対し入力されるようになっている。更に前記作動管路２７には、高圧の窒素ガスを封入したピストン式のアキュムレータ３５が接続されており、当該作動管路２７の圧力変動を吸収・緩衝できるように構成されている。
【００４４】
ウェイト装置Ｙの制御装置５０は、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭやタイマ回路等を備えるとともに、密閉式混練機Ｘの運転状況を監視するための各種センサ（前記圧力センサ３４を含む）が接続されている。また、この制御装置５０には位置設定器（位置設定手段）５１と圧力設定器（圧力設定手段）５２とが電気的に接続されている。この位置設定器５１は例えばテンキー等を備えており、フローティングウェイト６の位置をテンキーから入力して設定することができる。また圧力設定器５２も同様に、フローティングウェイト６の圧力をテンキーから入力して設定することができる。
【００４５】
本実施形態では位置設定器５１は、様々な運転条件（例えば、所定時間毎、所定圧力毎、所定バレル温度、所定冷却水温度、所定混練材料温度等、様々な運転条件ないし運転状況が考えられる）に応じて、前述のフローティングウェイト６の停止位置の設定値を複数設定可能に構成されている。同様に圧力設定器５２も、上記と同じ様々な運転条件に応じて、フローティングウェイト６の押付け圧を複数設定可能に構成されている。これら設定器５１・５２により設定された複数の設定値は、制御装置５０のＲＡＭ等（記憶手段）に記憶され、運転条件に従って適宜読み出されて使用される。
【００４６】
以上の構成においてフローティングウェイト６を上昇させる場合、油圧回路の駆動モータ２４を駆動して油圧ポンプ２３から供給管路２２に作動油を吐出させるとともに、前記制御装置５０は上昇信号を電磁方向切換弁２５に送って当該電磁方向切換弁２５を切り換えて、ＡポートをＰポートに接続し、ＢポートをＴポートに接続する。すると、Ｐポートから作動管路２６に供給された圧油はパイロットチェック弁３３を通過して、２つの油圧シリンダ１５・１５の油圧室Ａへ供給される。こうしてピストン１８及び可動ロッド１９が上方へ移動し、フローティングウェイト６が上昇する。ピストン１８の上昇によって反対側の油圧室Ｂの圧油はシリンダ本体１７から作動管路２７へ排出され、排出された圧油は、強制開弁されるパイロットチェック弁３１を通過して、電磁方向切換弁２５のＢポートからＴポートを経由して圧油タンク２０へ戻される。
【００４７】
フローティングウェイト６が上限近傍まで上昇した状態が図２に示され、この状態で投入口１０から被混練物が投入された後、フローティングウェイト６の下降動作が以下のように行われる。即ち、前記制御装置５０は下降信号を電磁方向切換弁２５へ送って当該電磁方向切換弁２５を切り換え、ＡポートをＴポートに接続し、ＢポートをＰポートに接続する。すると、Ｐポートから作動管路２７へ供給された圧油はパイロットチェック弁３１を通過し、２つの油圧シリンダ１５・１５の油圧室Ｂへ供給される。こうしてピストン１８及び可動ロッド１９が下方へ移動し、フローティングウェイト６が下降する。ピストン１８の上昇によって反対側の油圧室Ａの圧油はシリンダ本体１７から作動管路２６へ排出され、強制開弁されるパイロットチェック弁３３を通過した後、圧油は電磁方向切換弁２５のＡポートからＴポートを経由して圧油タンク２０へ戻される。
【００４８】
以上のように、電磁方向切換弁２５がＡポート−Ｔポート間、Ｂポート−Ｐポート間をそれぞれ接続し、各油圧シリンダ１５の油圧室Ｂ（加圧側の油圧室）に圧油を供給して可動ロッド１９をシリンダ本体１７内に退避させ、この可動ロッド１９にコネクティングビーム１４及びロッド１３を介して連結されたフローティングウェイト６によって、混練室９内に被混練物を適度の押付け力をもって押し込む（押圧する）。こうして、混練室９内で回転するロータ４・４によって、被混練物の混練が行われる。
【００４９】
ここで混練室９内の前記ロータ４・４は、被混練物の一部を混練室９内に導くとともに、残りを混練室９外に押し上げるように回転するため、フローティングウェイト６はこの押上げ力を受けて僅かに上昇しようとする。しかしながら、加圧側の油圧室Ｂに接続された作動管路２７にはアキュムレータ３５が接続されているため、フローティングウェイト６は上記の押上げを緩衝的に受け止めることができる（クッション作用）。このようにクッション機能を発揮させつつフローティングウェイト６を下降させることで、被混練物を徐々に混練室９内に導き、ロータ４の回転により混練することができる。
【００５０】
また、上記のフローティングウェイト６の下降中においては、フローティング加圧側の油圧室Ｂの圧力が前記作動管路２７の圧力として圧力センサ３４により刻々と検出されており、この圧力信号が前記制御装置５０へ入力されている。そして制御装置５０は、前記圧力センサ３４の検出圧力が前記圧力設定器５２での設定圧力に応じた圧力となるように、パイロット作動型リリーフ弁４２に指令信号をアンプ５３を介して送る。この結果、供給管路２２の圧力変更を通じてフローティングウェイト６の被混練物に対する押付け圧を容易に素早く変更することができる。
【００５１】
更に、上記のフローティングウェイト６の下降動作の間、前記リニアスケール４０の検出する位置信号が、前記制御装置５０へ刻々と入力されている。そして、リニアスケール４０で検出した位置が予め位置設定器５１で設定された位置と等しくなると、制御装置５０は電磁方向切換弁２５へ停止信号を送って当該電磁方向切換弁２５をクローズ位置へ切り換え、Ａポート及びＢポートをブロックする。この結果、油圧シリンダ１５の油圧室Ａ・Ｂに対する圧油の給排が停止されるので、フローティングウェイト６を位置設定器５１で設定された位置で正確に停止させることができる。
【００５２】
以上に示すように、本実施形態の密閉式混練機Ｘは、チャンバー１に連設され被混練物が投入されるホッパー１１内に、油圧シリンダ１５・１５により昇降自在にされたフローティングウェイト６を備える。そして、前記フローティングウェイト６の昇降位置を連続的に検出可能なリニアスケール４０と、前記フローティングウェイト６の昇降位置を設定する位置設定器５１と、前記リニアスケール４０の位置検出信号及び前記位置設定器５１の設定値に基づき前記フローティングウェイト６の昇降位置を制御する制御装置５０と、を備える。前記制御装置５０は、リニアスケール４０が出力する位置検出信号が位置設定器５１による設定値に一致したときに、油圧シリンダ１５・１５の動作を停止させるべく、停止信号を出力する。
【００５３】
これにより、フローティングウェイト６が任意の設定位置に到達したことをリニアスケール４０で検出し、これに基づいて油圧シリンダ１５の動作を停止させることができる。従って、例えば混練室９の容量を変更すべくフローティングウェイト６の停止位置を変更したい場合でも、位置設定器５１による設定だけで済み、（特許文献１でのリミットスイッチの取付位置の変更といった）煩雑な作業を省略することができる。言い換えれば、フローティングウェイト６の昇降位置を極めて高い自由度をもって設定することができる。
【００５４】
また、油圧シリンダ１５の動作停止によりフローティングウェイト６の停止を実現しているため、従来技術のエアシリンダによる構成に比べ、フローティングウェイト６の位置制御の精度も良好である。また、大掛かりな構成の空油圧変換器を設置する必要もないため、既存の油圧シリンダ式の密閉式混練機への適用も容易である。
【００５５】
また、本実施形態の密閉式混練機Ｘは、前記位置設定器５１により複数の昇降位置を設定することが可能に構成されている。従って、混練時におけるフローティングウェイト６の位置の切換を極めて容易とすることができる。また、前記複数の昇降位置は、所定の運転条件に応じて設定することが可能に構成されている。従って、混練時におけるフローティングウェイト６の位置を様々な運転条件に応じて容易に切り換えることができ、様々な混練方法に柔軟に対応することができる。例えば、混練の進行状況や被混練物の材料等に応じてフローティングウェイト６の昇降位置のキメ細かなパターンを実現でき、また、その昇降位置の制御パターンも極めて容易に変更することができる。
【００５６】
また、本実施形態の密閉式混練機Ｘは、制御装置５０からの停止信号により油圧シリンダ１５・１５への圧油の供給を停止させて前記油圧シリンダ１５・１５の動作を停止させる電磁方向切換弁２５を備えている。従って、特別な停止装置を設けることなく、簡素な構成でフローティングウェイト６の設定位置での停止を実現することができる。
【００５７】
そして、本実施形態の密閉式混練機Ｘは、油圧シリンダ１５・１５のフローティングウェイト６加圧側（フローティングウェイト６を下降させる側）に作用する圧油の圧力を検出する圧力センサ３４と、前記油圧シリンダ１５のフローティングウェイト加圧側に作用する圧油の圧力を設定する圧力設定器５２と、油圧ポンプ２３から油圧シリンダ１５・１５へ供給する圧油を圧油タンク２０側へ逃がすパイロット作動型のリリーフ弁４２と、を備える。そして前記制御装置５０は、前記圧力検出信号と前記圧力設定値とを一致させるように前記パイロット作動型リリーフ弁への指令信号を出力するように構成されている。従って、前述の特許文献１の空油圧変換器を有する構成と異なり、リリーフ弁４２のリリーフ圧の調整でフローティングウェイト６の押付け圧を変更できるから、大きな圧力変更を伴うウェイト押付け圧の制御も素早く行うことができる。
【００５８】
また、エア供給圧を変化させてウェイト押付け圧制御を行う構成に比べ、ウェイト押付け圧を直接的に応答性良く制御することができる。また、パイロット作動型のリリーフ弁４２によりウェイト押付け圧を遠隔操作することが可能で、現場でのウェイト押付け圧の確認や圧力調整の作業が不要となり、管理コストを大幅に抑制することができる。
【００５９】
更に、本実施形態の密閉式混練機Ｘにおいては、前記圧力設定器５２は、圧力を所定の運転条件に応じて変更すべく複数設定可能に構成されている。従って、混練時におけるウェイト押付け圧を様々な運転条件に応じて容易に切り換えることができ、様々な混練方法に柔軟に対応することができる。例えば、混練の進行状況や被混練物の材料等に応じて押付け圧のキメ細かな制御パターンを実現でき、また、その押付け圧の制御パターンも極めて容易に変更することができる。
【００６０】
また、本実施形態の密閉式混練機Ｘでは、フローティングウェイト加圧側（作動管路２７）にはアキュムレータ３５が接続されている。これにより、フローティングウェイト６の下降時の所謂クッション作用をコンパクトかつ低コストな構成で付与することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、前記油圧ポンプ２３の駆動モータ２４が、インバータ制御式の可変速モータとされている。従って、駆動モータ２４を制御装置５０からの駆動信号により変速制御することにより、更にキメ細かく、フローティングウェイト６の移動速度及び圧油の上昇時間を調整することができる。
【００６２】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、以上の構成は例えば以下のように変更して実施することができる。
【００６３】
制御装置５０からの停止信号を電磁方向切換弁２５に入力し、弁体をクローズ位置に切り換えることで油圧シリンダ１５・１５を停止させる構成に代えて、前記ロッド１３に機械的なロック機構（図２の符号４５）を設け、このロック機構４５に対し前記制御装置５０からの停止信号を入力することで、油圧シリンダ１５やフローティングウェイト６を停止する構成に変更することができる。この機械的なロック機構４５の例としては図３の要部平面断面図に示すように、上下移動不能に設けられるとともにロッド１３を挟持可能な一対のブレーキ部材６１・６２と、この一対のブレーキ部材６１・６２がロッド１３を締め付ける方向に付勢力を加える締付バネ６３と、油圧が供給されることにより上記締付バネ６３の付勢力に抗して前記一対のブレーキ部材６１・６２を締付解除方向に駆動可能な油圧シリンダ６４と、制御装置５０からの停止信号が入力されることにより前記油圧シリンダ６４の圧油を排出するように切り換えられる図略の電磁弁と、を備える構成が考えられる。また、この機械的なロック機構４５を、前記ロッド１３ではなく可動ロッド１９に備える構成に変更することもできる。
【００６４】
位置センサ（位置検出装置）としてのリニアスケール４０は、上述した磁力式のものに代えて、例えば超音波式のものや光学式のもの等に変更することができる。あるいは、ロータリエンコーダ又はポテンショメータ等の回転式センサと、可動ロッド１９の直線運動を回転運動に変換する機構とを組み合わせたもの等に変更することができる。
【００６５】
前記実施形態において前記リニアスケール４０は可動ロッド１９の進出量を検出することでフローティングウェイト６の昇降位置を取得しているが、これを、コネクティングビーム１４やロッド１３の位置を検出することでフローティングウェイト６の昇降位置を取得する構成に変更することができる。
【００６６】
前記の窒素を封入したタイプのアキュムレータ３５に代えて、ウェイトの位置エネルギに変換するタイプや、スプリングの弾性エネルギに変換するタイプ等、任意の油圧アキュムレータに変更することができる。
【００６７】
前記実施形態においては、制御装置５０からの停止信号により電磁方向切換弁２５が切り換わることで、油圧シリンダ１５・１５への圧油の供給を停止させていたが、これを、別の方法で油圧シリンダ１５・１５への圧油供給を停止させる構成に変更することができる。
【００６８】
前記実施形態では、前記駆動モータ２４をインバータ制御式の可変速モータとしたが、他の方式の可変速モータに変更することができる。
【００６９】
前記実施形態において、パイロット作動型リリーフ弁４２を用いて圧力制御を行う場合、フローティングウェイト６の押付け圧を、上述のクッション作用を奏するように制御することができる。なお、この場合は、リリーフ弁をシリンダ押付力を調整できる位置に配置し、アキュムレータ３５を省略することができる。例えば、図４に示すような構成としてもよい。すなわち、図４の油圧回路に示すように、図２の油圧回路からアキュムレータ３５を省略する場合、パイロットチェック弁３１を省略し、さらに、パイロット作動型リリーフ弁４２をチェック弁３８の電磁方向切換弁２５側の供給管路２２に接続する構成としてもよい。
【００７０】
あるいは上記の実施形態において、パイロット作動型リリーフ弁４２を、リリーフ圧力を遠隔操作不能な通常のリリーフ弁とし、フローティングウェイト６の位置制御のみを行う構成に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】密閉式混練機の全体構成を示す一部断面図。
【図２】密閉式混練機の油圧ウェイト装置の構成を示す油圧回路図。
【図３】変形例における機械的なロック機構の構成を示す要部平面図。
【図４】密閉式混練機の油圧ウェイト装置の他の構成を示す油圧回路図
【符号の説明】
【００７２】
１ チャンバー（混練機本体）
６ フローティングウェイト
９ 混練室
１１ ホッパー
１５ 油圧シリンダ
２５ 電磁方向切換弁（切換弁）
４０ リニアスケール（位置検出装置）
４２ パイロット作動型リリーフ弁（遠隔作動リリーフ弁）
５０ 制御装置（位置制御装置、圧力制御装置）
５１ 位置設定器（位置設定手段）
５２ 圧力設定器（圧力設定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被混練物を混練室内で混練する密閉式混練機に関し、特に、被混練物を混練室に押し込むためのフローティングウェイトを昇降させる構成の密閉式混練機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の密閉式混練機は例えば特許文献１に開示されており、この特許文献１では、フローティングウェイトを下降させて混練室側へ押し込むための油圧シリンダを設けるとともに、油圧側と空圧側との間で圧力変換する空油圧変換器を混練機本体とは別置に設け、前記油圧シリンダの油圧側と空油圧変換器の油圧側とを接続した構成となっている。この密閉式混練器は、空油圧変換器のエア圧によってウェイトにクッション機能を適度に発揮させながら、フローティングウェイトを下降させることで被混練物を徐々に混練室内に導き、被混練物をスムーズに混練することができる。
【０００３】
また上記の密閉式混練機は、前記の油圧シリンダの進退を切り換える電磁方向切換弁と、昇降されるフローティングウェイトの移動を監視するＯＮ／ＯＦＦ式のリミットスイッチが設けられており、ウェイトが下限位置に達するとリミットスイッチからの信号に応じて電磁方向切換弁を切り換え、ウェイトの下降を停止するように構成されている。
【特許文献１】特開平９−２０６５８１号公報（図１、段落番号００２３、等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような密閉式混練機においては、近年の被混練物材料の多様化等の事情により、ウェイト位置を様々な位置で固定して混練したり、押込み時や混練時にウェイトの押付け圧を任意に制御したりする新しい混練方法のニーズが強くなってきている。
【０００５】
しかしながら特許文献１の密閉式混練機では、リミットスイッチからのＯＮ／ＯＦＦ信号でフローティングウェイトの位置を検出しているために、ウェイト位置を変更するためにはリミットスイッチの位置を変更しなければならず、その手間が煩雑であった。
【０００６】
また、上記の密閉式混練機においては、密閉式混練機の周囲に空油圧変換器を設置しなければならず、大きな設置スペースが必要となっていた。また、上記の密閉式混練機では、空油圧変換器の空圧側へのエア供給を変化させることでウェイトの押付け圧を変更させることは理論上可能であるものの、ウェイト押付け圧を大きく変化させる制御を行おうとすると大容量のエアの給排が必要となり、圧力変化にも時間が掛かってしまうので、所定の混練時間内に圧力制御を行うことは事実上困難であった。
【０００７】
また、密閉式混練機としてはエアシリンダによりフローティングウェイトを下降させるタイプのものも従来から知られているが、大きなエアシリンダが必要となって、設備コスト及びスペース上の観点から改善の余地があった。また、ウェイトの昇降のために大容量のエアが必要となってしまい、ランニングコストが増大し、省エネルギ上の観点からも好ましいといえなかった。更には、圧縮流体であるエアを使用しての位置制御であるので、ウェイトの位置を良好な精度で様々な位置に制御することは困難であり、また、上記の特許文献１と同様に、所定の混練時間内にウェイトの押付け圧を大きく変化させる制御も困難であった。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００９】
本発明の観点によれば、以下のように構成する、密閉式混練機が提供される。混練機本体に連設され被混練物が投入されるホッパー内に、油圧シリンダにより昇降自在にされたフローティングウェイトを備える。前記フローティングウェイトの昇降位置を連続的に検出可能な位置検出装置と、前記フローティングウェイトの昇降位置を設定する位置設定手段と、前記位置検出装置の位置検出信号及び前記位置設定手段の設定値に基づき前記フローティングウェイトの昇降位置を制御する位置制御装置と、を備える。前記位置制御装置は、前記位置検出信号が前記位置設定値に一致したときに前記油圧シリンダの動作を停止させるべく停止信号を出力するように構成する。
【００１０】
これにより、フローティングウェイトが任意の設定位置に到達したことを位置検出装置で検出し、これに基づいて油圧シリンダの動作を停止させてフローティングウェイトを停止させることができる。従って、混練室の容量を変更すべくフローティングウェイトの停止位置を変更したい場合でも、位置設定手段による設定だけで済み、（特許文献１でのリミットスイッチの取付位置の変更といった）煩雑な作業を省略することができる。また、油圧シリンダの動作停止によりフローティングウェイトの停止を実現しているため、前述したエアシリンダによる構成に比べてフローティングウェイトの位置制御の精度も良好で、設備スペース及びコストも低減でき、省エネルギな構成とすることができる。
【００１１】
前記の密閉式混練機においては、前記位置設定手段は、フローティングウェイトの昇降位置の設定値を複数設定することが可能に構成されていることが好ましい。
【００１２】
これにより、混練時におけるフローティングウェイトの位置の切換を極めて容易に行うことができる。
【００１３】
前記の密閉式混練機においては、前記位置設定手段は、所定の運転条件に応じてフローティングウェイトの昇降位置の設定値を複数設定することが可能に構成されていることが好ましい。
【００１４】
これにより、混練時におけるフローティングウェイトの位置を様々な運転条件に応じて容易に切り換えることができ、様々な混練方法にキメ細かく柔軟に対応することができる。
【００１５】
前記の密閉式混練機においては、前記停止信号により油圧シリンダへの圧油の供給を停止させて前記油圧シリンダの動作を停止させる切換弁を備えていることが好ましい。
【００１６】
これにより、特別な停止機構を設けることなく簡素な構成で、フローティングウェイトの設定位置での停止を実現することができる。
【００１７】
前記の密閉式混練機においては、以下のように構成することが好ましい。前記油圧シリンダのフローティングウェイト加圧側に作用する圧油の圧力を検出する圧力センサと、前記油圧シリンダのフローティングウェイト加圧側に作用する圧油の圧力を設定する圧力設定器と、油圧源から油圧シリンダへ供給される圧油をタンク側へ逃がす遠隔作動リリーフ弁と、前記圧力センサの圧力検出信号及び圧力設定手段の圧力設定値に基づき前記遠隔作動リリーフ弁を制御する圧力制御装置と、を備える。この圧力制御装置は、前記圧力検出信号と前記圧力設定値とを一致させるように前記遠隔作動リリーフ弁への指令信号を出力するように構成されている。
【００１８】
これにより、前記特許文献１の空油圧変換器を有する構成と異なり、リリーフ弁のリリーフ圧の調整でフローティングウェイトの押付け圧を変更できるから、大きな圧力変更を伴うウェイト押付け圧の制御も素早く行うことができる。また、フローティングウェイトの位置変更（のみ）を通じてウェイト押付け圧制御を行う構成に比べ、ウェイト押付け圧を直接的に応答性良く制御することができる。
【００１９】
前記の密閉式混練機においては、前記圧力設定手段は、所定の運転条件に応じて圧力の設定値を複数設定することが可能に構成されていることが好ましい。
【００２０】
これにより、混練時におけるウェイト押付け圧を様々な運転条件に応じて容易に切り換えることができ、様々な混練方法に柔軟にキメ細かく対応することができる。
【００２１】
前記の密閉式混練機においては、前記油圧シリンダの油圧源としての油圧ポンプを駆動するモータを可変速モータとすることが好ましい。
【００２２】
これにより、更にキメ細かく、ウェイトの移動速度及び圧油の上昇時間を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の一実施形態に係る密閉式混練機の全体構成の例を、図１を参照して説明する。図１は密閉式混練機の全体構成を示す一部断面図である。
【００２４】
図１に全体構成を示される密閉式混練機Ｘは例えばゴムや樹脂等の被混練物を混練するためのものであって、内部に混練室９を有する混練機本体としてのチャンバー１と、混練室９内の被混練物を混練する混練用ロータ４と、混練室９内に被混練物を所定の圧力をもって押し込むためのフローティングウェイト６と、を主要な構成として備えている。
【００２５】
チャンバー１内には、２つの円形を横に並べて互いに一部接続した形状の断面を有する混練室９が形成されている。この混練室９の横方向中央部分の上部には供給口７が形成され、下部には排出口３が形成される。上側の供給口には前記フローティングウェイト６が配置され、下側の排出口３にはドロップドア２のドアトップ２ａが配置される。混練室９は、前記チャンバー１の内壁、前記フローティングウェイト６の下部、ドロップドア２のドアトップ２ａによって、前記の形状を呈するように密閉状に区画形成される。
【００２６】
チャンバー１の上部には前記供給口７に接続させてホッパー１１が設けられ、このホッパー１１は被混練物の投入口１０を備えている。一方、チャンバー１の下部に配設されたドロップドア２は、前記排出口３の閉鎖／開放をドア開閉機構８によって切り換えることが可能に構成されている。これにより、混練時は排出口３を閉鎖する一方、混練終了後は排出口３を開いて混練室９内の被混練物を排出することができる。
【００２７】
また、密閉式混練機Ｘはラッチ５を備えており、このラッチ５は、混練時はドロップドア２をチャンバー１側に突き上げて被混練物の混練中の混練室９内の密閉性を保持する一方、混練終了後は、ラッチ５はドロップドア２から退避されてドロップドア２を開放可能にする構成となっている。
【００２８】
前記混練室９内には回転する２本のロータ４が配置されており、各ロータ４は図示しない駆動モータにより回転駆動される。各ロータ４は前記駆動モータにより混練室９の内壁を掃くように回転駆動され、投入口１０からホッパー１１（混練機本体）に投入されてフローティングウェイト６の下降で供給口７から混練室９内に押し込まれるゴムや樹脂等を混練する。
【００２９】
前記ホッパー１１内には前記フローティングウェイト６が配置され、このフローティングウェイト６は上下方向に摺動自在とされている。フローティングウェイト６はロッド（軸部材）１３を介して、ウェイト装置Ｙの一部を構成するコネクティングビーム１４と一体的に連結されている。ウェイト装置Ｙはフローティングウェイト６の上下移動や被混練物に対する押付け圧の調整を行うためのものであり、コネクティングビーム１４にフローティングウェイト６を一体化するとともに２つの油圧シリンダ１５・１５を連結して構成されている。２つの油圧シリンダ１５・１５は被混練物の投入口１０を避けるように、ホッパー１１を間に挟むように配置されている。
【００３０】
次に、ウェイト装置Ｙの具体的な構成について説明する。図１および図２において、ウェイト装置Ｙは、その中央部に前記ロッド１３をＴ字状に一体的に固着したコネクティングビーム１４と、このコネクティングビーム１４の両端に連結される２つの油圧シリンダ１５・１５と、を主要な構成として備えている。
【００３１】
図２に示すように、前記２つの油圧シリンダ１５・１５は複動シリンダに構成されており、それぞれのシリンダ本体１７内のシリンダ室にはピストン１８が摺動自在に設置されている。上記シリンダ室の内部空間は、上記ピストン１８によって２つの油圧室Ａ・Ｂに区画されている。２つの油圧室Ａ・Ｂのうち一方の油圧室Ｂは、フローティングウェイト６を下降させて被混練物を押し込む方向の油圧力を発生させるものであり、フローティングウェイト加圧側の圧力室となっている。他方の油圧室Ａは、フローティングウェイト６を上昇させる方向の油圧力を発生させる圧力室である。これら油圧室Ａ・Ｂには一例として図２に示すように、前記ウェイト装置Ｙの一部を構成する油圧回路が接続されている。
【００３２】
前記ピストン１８には、シリンダ本体１７から伸退される可動ロッド１９が連結されている。この可動ロッド１９はシリンダ本体１７から上方へ延出し、前記コネクティングビーム１４の両端にそれぞれ連結されている。
【００３３】
前記油圧シリンダ１５の適宜位置には位置センサとしてのリニアスケール４０が設けられている。このリニアスケール４０は、油圧シリンダ１５の可動ロッド１９に設置された磁気スケールを読み取るアブソリュート型の磁気センサとして構成されており、可動ロッド１９の位置（ひいては、フローティングウェイト６の位置）を連続的かつ無段階的に検出することが可能に構成されている。このリニアスケール４０で読み取られたフローティングウェイト６のリニア位置の信号は、ウェイト装置Ｙの制御装置５０へ送信される。
【００３４】
この構成で、各油圧シリンダ１５において油圧室Ａへ圧油を供給すると、可動ロッド１９が上方へ伸張してコネクティングビーム１４を上昇させ、これによりフローティングウェイト６がホッパー１１内を上昇する。一方、油圧室Ｂへ圧油を供給すると、可動ロッド１９は下方へ退避してコネクティングビーム１４を下降させ、これによりフローティングウェイト６は混練室９へ向かって下降する。
【００３５】
次に、図２を参照して油圧回路を説明する。この油圧回路は、駆動モータ２４により駆動されて圧油タンク２０から作動油を吸引して供給管路２２に吐出する油圧ポンプ（油圧源）２３と、フローティングウェイト６の上昇／下降／停止を切り換えるための電磁方向切換弁２５と、を有している。この駆動モータ２４は、インバータ制御で駆動される可変速モータとされている。
【００３６】
前記供給管路２２には、当該供給管路２２の圧力を連続的かつ無段階に遠隔制御可能な、パイロット作動型リリーフ弁（遠隔作動リリーフ弁）４２が接続されている。このパイロット作動型リリーフ弁４２のパイロット部のソレノイドに対しては、制御装置５０からの圧力信号（指令信号）がアンプ５３によって増幅され入力される。この構成で、制御装置５０から圧力信号が入力されると、その電流値に応じた吸引力が前記ソレノイドに生じて弁体を押圧し、リリーフ弁４２のリリーフ圧力を変更することができる。
【００３７】
前記供給管路２２は、以下に説明する電磁方向切換弁２５のＰポートに接続される。なお、この供給管路２２には逆流防止のためのチェック弁３８が備えられている。
【００３８】
前記電磁方向切換弁２５は、前記供給管路２２に接続されるＰポート、圧油タンク２０に接続されるＴポート、及び、前記２つの油圧シリンダ１５・１５の油圧室Ａ・Ｂにそれぞれ接続されるＡポート及びＢポートを有しており、制御装置５０が作動信号を送ってソレノイドを励磁／消磁することで、その弁体を各々の位置に切換可能とされている。
【００３９】
電磁方向切換弁２５のＰポートには、前記供給管路２２が前述のとおり接続される。また、Ａポートには前記２つの油圧シリンダ１５・１５の油圧室Ａが作動管路２６を介して接続され、Ｂポートには同様に油圧シリンダ１５・１５の油圧室Ｂが作動管路２７を介して接続される。
【００４０】
電磁方向切換弁２５のＡポートに接続される作動管路２６には、パイロットチェック弁３３が配置されている。このパイロットチェック弁３３は、通常時は油圧シリンダ１５・１５から電磁方向切換弁２５へ向かう流れを阻止する一方、それと逆方向の流れを許容するように構成されている。ただし、このパイロットチェック弁３３のパイロット管路がＢポート側の作動管路２７に接続されており、当該作動管路２７の圧力が上昇すると上記パイロットチェック弁３３が強制開弁されて、油圧シリンダ１５・１５から電磁方向切換弁２５へ向かう流れを許容するようになっている。
【００４１】
また、電磁方向切換弁２５のＢポートに接続される作動管路２７には、パイロットチェック弁３１が配置されている。このパイロットチェック弁３１は前記のパイロットチェック弁３３と同様に、通常時は油圧シリンダ１５・１５から電磁方向切換弁２５へ向かう流れを阻止する一方、それと逆方向の流れを許容するように構成されている。ただし、このパイロットチェック弁３１のパイロット管路がＡポート側の作動管路２６に接続されており、当該作動管路２６の圧力が上昇すると上記パイロットチェック弁３１が強制開弁されて、油圧シリンダ１５・１５から電磁方向切換弁２５へ向かう流れを許容するようになっている。
【００４２】
更に、作動管路２７にはリリーフ弁３２が接続されている。このリリーフ弁３２は、通常時には弁バネによって、作動管路２７と圧油タンク２０との間を遮断する位置とされている。一方、作動管路２７の圧力が異常上昇したときには、作動管路２７から導入されるパイロット圧が弁体を弁バネに抗して押すことで、作動管路２７と圧油タンク２０とを連通し、圧油を逃がすように構成されている。
【００４３】
また作動管路２７には、当該作動管路２７の圧力（ひいては、所謂ラム圧）を測定する圧力センサ３４が接続され、この圧力センサ３４の検出した圧力信号はウェイト装置Ｙの制御装置５０に対し入力されるようになっている。更に前記作動管路２７には、高圧の窒素ガスを封入したピストン式のアキュムレータ３５が接続されており、当該作動管路２７の圧力変動を吸収・緩衝できるように構成されている。
【００４４】
ウェイト装置Ｙの制御装置５０は、ＣＰＵやＲＯＭやＲＡＭやタイマ回路等を備えるとともに、密閉式混練機Ｘの運転状況を監視するための各種センサ（前記圧力センサ３４を含む）が接続されている。また、この制御装置５０には位置設定器（位置設定手段）５１と圧力設定器（圧力設定手段）５２とが電気的に接続されている。この位置設定器５１は例えばテンキー等を備えており、フローティングウェイト６の位置をテンキーから入力して設定することができる。また圧力設定器５２も同様に、フローティングウェイト６の圧力をテンキーから入力して設定することができる。
【００４５】
本実施形態では位置設定器５１は、様々な運転条件（例えば、所定時間毎、所定圧力毎、所定バレル温度、所定冷却水温度、所定混練材料温度等、様々な運転条件ないし運転状況が考えられる）に応じて、前述のフローティングウェイト６の停止位置の設定値を複数設定可能に構成されている。同様に圧力設定器５２も、上記と同じ様々な運転条件に応じて、フローティングウェイト６の押付け圧を複数設定可能に構成されている。これら設定器５１・５２により設定された複数の設定値は、制御装置５０のＲＡＭ等（記憶手段）に記憶され、運転条件に従って適宜読み出されて使用される。
【００４６】
以上の構成においてフローティングウェイト６を上昇させる場合、油圧回路の駆動モータ２４を駆動して油圧ポンプ２３から供給管路２２に作動油を吐出させるとともに、前記制御装置５０は上昇信号を電磁方向切換弁２５に送って当該電磁方向切換弁２５を切り換えて、ＡポートをＰポートに接続し、ＢポートをＴポートに接続する。すると、Ｐポートから作動管路２６に供給された圧油はパイロットチェック弁３３を通過して、２つの油圧シリンダ１５・１５の油圧室Ａへ供給される。こうしてピストン１８及び可動ロッド１９が上方へ移動し、フローティングウェイト６が上昇する。ピストン１８の上昇によって反対側の油圧室Ｂの圧油はシリンダ本体１７から作動管路２７へ排出され、排出された圧油は、強制開弁されるパイロットチェック弁３１を通過して、電磁方向切換弁２５のＢポートからＴポートを経由して圧油タンク２０へ戻される。
【００４７】
フローティングウェイト６が上限近傍まで上昇した状態が図２に示され、この状態で投入口１０から被混練物が投入された後、フローティングウェイト６の下降動作が以下のように行われる。即ち、前記制御装置５０は下降信号を電磁方向切換弁２５へ送って当該電磁方向切換弁２５を切り換え、ＡポートをＴポートに接続し、ＢポートをＰポートに接続する。すると、Ｐポートから作動管路２７へ供給された圧油はパイロットチェック弁３１を通過し、２つの油圧シリンダ１５・１５の油圧室Ｂへ供給される。こうしてピストン１８及び可動ロッド１９が下方へ移動し、フローティングウェイト６が下降する。ピストン１８の上昇によって反対側の油圧室Ａの圧油はシリンダ本体１７から作動管路２６へ排出され、強制開弁されるパイロットチェック弁３３を通過した後、圧油は電磁方向切換弁２５のＡポートからＴポートを経由して圧油タンク２０へ戻される。
【００４８】
以上のように、電磁方向切換弁２５がＡポート−Ｔポート間、Ｂポート−Ｐポート間をそれぞれ接続し、各油圧シリンダ１５の油圧室Ｂ（加圧側の油圧室）に圧油を供給して可動ロッド１９をシリンダ本体１７内に退避させ、この可動ロッド１９にコネクティングビーム１４及びロッド１３を介して連結されたフローティングウェイト６によって、混練室９内に被混練物を適度の押付け力をもって押し込む（押圧する）。こうして、混練室９内で回転するロータ４・４によって、被混練物の混練が行われる。
【００４９】
ここで混練室９内の前記ロータ４・４は、被混練物の一部を混練室９内に導くとともに、残りを混練室９外に押し上げるように回転するため、フローティングウェイト６はこの押上げ力を受けて僅かに上昇しようとする。しかしながら、加圧側の油圧室Ｂに接続された作動管路２７にはアキュムレータ３５が接続されているため、フローティングウェイト６は上記の押上げを緩衝的に受け止めることができる（クッション作用）。このようにクッション機能を発揮させつつフローティングウェイト６を下降させることで、被混練物を徐々に混練室９内に導き、ロータ４の回転により混練することができる。
【００５０】
また、上記のフローティングウェイト６の下降中においては、フローティング加圧側の油圧室Ｂの圧力が前記作動管路２７の圧力として圧力センサ３４により刻々と検出されており、この圧力信号が前記制御装置５０へ入力されている。そして制御装置５０は、前記圧力センサ３４の検出圧力が前記圧力設定器５２での設定圧力に応じた圧力となるように、パイロット作動型リリーフ弁４２に指令信号をアンプ５３を介して送る。この結果、供給管路２２の圧力変更を通じてフローティングウェイト６の被混練物に対する押付け圧を容易に素早く変更することができる。
【００５１】
更に、上記のフローティングウェイト６の下降動作の間、前記リニアスケール４０の検出する位置信号が、前記制御装置５０へ刻々と入力されている。そして、リニアスケール４０で検出した位置が予め位置設定器５１で設定された位置と等しくなると、制御装置５０は電磁方向切換弁２５へ停止信号を送って当該電磁方向切換弁２５をクローズ位置へ切り換え、Ａポート及びＢポートをブロックする。この結果、油圧シリンダ１５の油圧室Ａ・Ｂに対する圧油の給排が停止されるので、フローティングウェイト６を位置設定器５１で設定された位置で正確に停止させることができる。
【００５２】
以上に示すように、本実施形態の密閉式混練機Ｘは、チャンバー１に連設され被混練物が投入されるホッパー１１内に、油圧シリンダ１５・１５により昇降自在にされたフローティングウェイト６を備える。そして、前記フローティングウェイト６の昇降位置を連続的に検出可能なリニアスケール４０と、前記フローティングウェイト６の昇降位置を設定する位置設定器５１と、前記リニアスケール４０の位置検出信号及び前記位置設定器５１の設定値に基づき前記フローティングウェイト６の昇降位置を制御する制御装置５０と、を備える。前記制御装置５０は、リニアスケール４０が出力する位置検出信号が位置設定器５１による設定値に一致したときに、油圧シリンダ１５・１５の動作を停止させるべく、停止信号を出力する。
【００５３】
これにより、フローティングウェイト６が任意の設定位置に到達したことをリニアスケール４０で検出し、これに基づいて油圧シリンダ１５の動作を停止させることができる。従って、例えば混練室９の容量を変更すべくフローティングウェイト６の停止位置を変更したい場合でも、位置設定器５１による設定だけで済み、（特許文献１でのリミットスイッチの取付位置の変更といった）煩雑な作業を省略することができる。言い換えれば、フローティングウェイト６の昇降位置を極めて高い自由度をもって設定することができる。
【００５４】
また、油圧シリンダ１５の動作停止によりフローティングウェイト６の停止を実現しているため、従来技術のエアシリンダによる構成に比べ、フローティングウェイト６の位置制御の精度も良好である。また、大掛かりな構成の空油圧変換器を設置する必要もないため、既存の油圧シリンダ式の密閉式混練機への適用も容易である。
【００５５】
また、本実施形態の密閉式混練機Ｘは、前記位置設定器５１により複数の昇降位置を設定することが可能に構成されている。従って、混練時におけるフローティングウェイト６の位置の切換を極めて容易とすることができる。また、前記複数の昇降位置は、所定の運転条件に応じて設定することが可能に構成されている。従って、混練時におけるフローティングウェイト６の位置を様々な運転条件に応じて容易に切り換えることができ、様々な混練方法に柔軟に対応することができる。例えば、混練の進行状況や被混練物の材料等に応じてフローティングウェイト６の昇降位置のキメ細かなパターンを実現でき、また、その昇降位置の制御パターンも極めて容易に変更することができる。
【００５６】
また、本実施形態の密閉式混練機Ｘは、制御装置５０からの停止信号により油圧シリンダ１５・１５への圧油の供給を停止させて前記油圧シリンダ１５・１５の動作を停止させる電磁方向切換弁２５を備えている。従って、特別な停止装置を設けることなく、簡素な構成でフローティングウェイト６の設定位置での停止を実現することができる。
【００５７】
そして、本実施形態の密閉式混練機Ｘは、油圧シリンダ１５・１５のフローティングウェイト６加圧側（フローティングウェイト６を下降させる側）に作用する圧油の圧力を検出する圧力センサ３４と、前記油圧シリンダ１５のフローティングウェイト加圧側に作用する圧油の圧力を設定する圧力設定器５２と、油圧ポンプ２３から油圧シリンダ１５・１５へ供給する圧油を圧油タンク２０側へ逃がすパイロット作動型のリリーフ弁４２と、を備える。そして前記制御装置５０は、前記圧力検出信号と前記圧力設定値とを一致させるように前記パイロット作動型リリーフ弁への指令信号を出力するように構成されている。従って、前述の特許文献１の空油圧変換器を有する構成と異なり、リリーフ弁４２のリリーフ圧の調整でフローティングウェイト６の押付け圧を変更できるから、大きな圧力変更を伴うウェイト押付け圧の制御も素早く行うことができる。
【００５８】
また、エア供給圧を変化させてウェイト押付け圧制御を行う構成に比べ、ウェイト押付け圧を直接的に応答性良く制御することができる。また、パイロット作動型のリリーフ弁４２によりウェイト押付け圧を遠隔操作することが可能で、現場でのウェイト押付け圧の確認や圧力調整の作業が不要となり、管理コストを大幅に抑制することができる。
【００５９】
更に、本実施形態の密閉式混練機Ｘにおいては、前記圧力設定器５２は、圧力を所定の運転条件に応じて変更すべく複数設定可能に構成されている。従って、混練時におけるウェイト押付け圧を様々な運転条件に応じて容易に切り換えることができ、様々な混練方法に柔軟に対応することができる。例えば、混練の進行状況や被混練物の材料等に応じて押付け圧のキメ細かな制御パターンを実現でき、また、その押付け圧の制御パターンも極めて容易に変更することができる。
【００６０】
また、本実施形態の密閉式混練機Ｘでは、フローティングウェイト加圧側（作動管路２７）にはアキュムレータ３５が接続されている。これにより、フローティングウェイト６の下降時の所謂クッション作用をコンパクトかつ低コストな構成で付与することができる。
【００６１】
また、本実施形態では、前記油圧ポンプ２３の駆動モータ２４が、インバータ制御式の可変速モータとされている。従って、駆動モータ２４を制御装置５０からの駆動信号により変速制御することにより、更にキメ細かく、フローティングウェイト６の移動速度及び圧油の上昇時間を調整することができる。
【００６２】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、以上の構成は例えば以下のように変更して実施することができる。
【００６３】
制御装置５０からの停止信号を電磁方向切換弁２５に入力し、弁体をクローズ位置に切り換えることで油圧シリンダ１５・１５を停止させる構成に代えて、前記ロッド１３に機械的なロック機構（図２の符号４５）を設け、このロック機構４５に対し前記制御装置５０からの停止信号を入力することで、油圧シリンダ１５やフローティングウェイト６を停止する構成に変更することができる。この機械的なロック機構４５の例としては図３の要部平面断面図に示すように、上下移動不能に設けられるとともにロッド１３を挟持可能な一対のブレーキ部材６１・６２と、この一対のブレーキ部材６１・６２がロッド１３を締め付ける方向に付勢力を加える締付バネ６３と、油圧が供給されることにより上記締付バネ６３の付勢力に抗して前記一対のブレーキ部材６１・６２を締付解除方向に駆動可能な油圧シリンダ６４と、制御装置５０からの停止信号が入力されることにより前記油圧シリンダ６４の圧油を排出するように切り換えられる図略の電磁弁と、を備える構成が考えられる。また、この機械的なロック機構４５を、前記ロッド１３ではなく可動ロッド１９に備える構成に変更することもできる。
【００６４】
位置センサ（位置検出装置）としてのリニアスケール４０は、上述した磁力式のものに代えて、例えば超音波式のものや光学式のもの等に変更することができる。あるいは、ロータリエンコーダ又はポテンショメータ等の回転式センサと、可動ロッド１９の直線運動を回転運動に変換する機構とを組み合わせたもの等に変更することができる。
【００６５】
前記実施形態において前記リニアスケール４０は可動ロッド１９の進出量を検出することでフローティングウェイト６の昇降位置を取得しているが、これを、コネクティングビーム１４やロッド１３の位置を検出することでフローティングウェイト６の昇降位置を取得する構成に変更することができる。
【００６６】
前記の窒素を封入したタイプのアキュムレータ３５に代えて、ウェイトの位置エネルギに変換するタイプや、スプリングの弾性エネルギに変換するタイプ等、任意の油圧アキュムレータに変更することができる。
【００６７】
前記実施形態においては、制御装置５０からの停止信号により電磁方向切換弁２５が切り換わることで、油圧シリンダ１５・１５への圧油の供給を停止させていたが、これを、別の方法で油圧シリンダ１５・１５への圧油供給を停止させる構成に変更することができる。
【００６８】
前記実施形態では、前記駆動モータ２４をインバータ制御式の可変速モータとしたが、他の方式の可変速モータに変更することができる。
【００６９】
前記実施形態において、パイロット作動型リリーフ弁４２を用いて圧力制御を行う場合、フローティングウェイト６の押付け圧を、上述のクッション作用を奏するように制御することができる。なお、この場合は、リリーフ弁をシリンダ押付力を調整できる位置に配置し、アキュムレータ３５を省略することができる。例えば、図４に示すような構成としてもよい。すなわち、図４の油圧回路に示すように、図２の油圧回路からアキュムレータ３５を省略する場合、パイロットチェック弁３１を省略し、さらに、パイロット作動型リリーフ弁４２をチェック弁３８の電磁方向切換弁２５側の供給管路２２に接続する構成としてもよい。
【００７０】
あるいは上記の実施形態において、パイロット作動型リリーフ弁４２を、リリーフ圧力を遠隔操作不能な通常のリリーフ弁とし、フローティングウェイト６の位置制御のみを行う構成に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】密閉式混練機の全体構成を示す一部断面図。
【図２】密閉式混練機の油圧ウェイト装置の構成を示す油圧回路図。
【図３】変形例における機械的なロック機構の構成を示す要部平面図。
【図４】密閉式混練機の油圧ウェイト装置の他の構成を示す油圧回路図
【符号の説明】
【００７２】
１ チャンバー（混練機本体）
６ フローティングウェイト
９ 混練室
１１ ホッパー
１５ 油圧シリンダ
２５ 電磁方向切換弁（切換弁）
４０ リニアスケール（位置検出装置）
４２ パイロット作動型リリーフ弁（遠隔作動リリーフ弁）
５０ 制御装置（位置制御装置、圧力制御装置）
５１ 位置設定器（位置設定手段）
５２ 圧力設定器（圧力設定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混練機本体に連設され被混練物が投入されるホッパー内に、油圧シリンダにより昇降自在にされたフローティングウェイトを備える密閉式混練機において、
前記フローティングウェイトの昇降位置を連続的に検出可能な位置検出装置と、
前記フローティングウェイトの昇降位置を設定する位置設定手段と、
前記位置検出装置の位置検出信号及び前記位置設定手段の設定値に基づき前記フローティングウェイトの昇降位置を制御する位置制御装置と、を備え、
前記位置制御装置は、前記位置検出信号が前記位置設定値に一致したときに前記油圧シリンダの動作を停止させるべく停止信号を出力するように構成したことを特徴とする、密閉式混練機。
【請求項２】
請求項１に記載の密閉式混練機であって、
前記位置設定手段は、フローティングウェイトの昇降位置の設定値を複数設定することが可能に構成されていることを特徴とする密閉式混練機。
【請求項３】
請求項２に記載の密閉式混練機であって、
前記位置設定手段は、所定の運転条件に応じてフローティングウェイトの昇降位置の設定値を複数設定することが可能に構成されていることを特徴とする密閉式混練機。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の密閉式混練機であって、
前記停止信号により油圧シリンダへの圧油の供給を停止させて前記油圧シリンダの動作を停止させる切換弁を備えていることを特徴とする密閉式混練機。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の密閉式混練機であって、
前記油圧シリンダのフローティングウェイト加圧側に作用する圧油の圧力を検出する圧力センサと、
前記油圧シリンダのフローティングウェイト加圧側に作用する圧油の圧力を設定する圧力設定手段と、
油圧源から油圧シリンダへ供給される圧油をタンク側へ逃がす遠隔作動リリーフ弁と、
前記圧力センサの圧力検出信号及び圧力設定手段の圧力設定値に基づき前記遠隔作動リリーフ弁を制御する圧力制御装置と、を備え、
この圧力制御装置は、前記圧力検出信号と前記圧力設定値とを一致させるように前記遠隔作動リリーフ弁への指令信号を出力するように構成されていることを特徴とする、密閉式混練機。
【請求項６】
請求項５に記載の密閉式混練機であって、
前記圧力設定手段は、所定の運転条件に応じて圧力の設定値を複数設定することが可能に構成されていることを特徴とする密閉式混練機。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の密閉式混練機であって、
前記油圧シリンダの油圧源としての油圧ポンプを駆動するモータを可変速モータとしたことを特徴とする密閉式混練機。
【請求項１】
混練機本体に連設され被混練物が投入されるホッパー内に、油圧シリンダにより昇降自在にされたフローティングウェイトを備える密閉式混練機において、
前記フローティングウェイトの昇降位置を連続的に検出可能な位置検出装置と、
前記フローティングウェイトの昇降位置を設定する位置設定手段と、
前記位置検出装置の位置検出信号及び前記位置設定手段の設定値に基づき前記フローティングウェイトの昇降位置を制御する位置制御装置と、を備え、
前記位置制御装置は、前記位置検出信号が前記位置設定値に一致したときに前記油圧シリンダの動作を停止させるべく停止信号を出力するように構成したことを特徴とする、密閉式混練機。
【請求項２】
請求項１に記載の密閉式混練機であって、
前記位置設定手段は、フローティングウェイトの昇降位置の設定値を複数設定することが可能に構成されていることを特徴とする密閉式混練機。
【請求項３】
請求項２に記載の密閉式混練機であって、
前記位置設定手段は、所定の運転条件に応じてフローティングウェイトの昇降位置の設定値を複数設定することが可能に構成されていることを特徴とする密閉式混練機。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の密閉式混練機であって、
前記停止信号により油圧シリンダへの圧油の供給を停止させて前記油圧シリンダの動作を停止させる切換弁を備えていることを特徴とする密閉式混練機。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の密閉式混練機であって、
前記油圧シリンダのフローティングウェイト加圧側に作用する圧油の圧力を検出する圧力センサと、
前記油圧シリンダのフローティングウェイト加圧側に作用する圧油の圧力を設定する圧力設定手段と、
油圧源から油圧シリンダへ供給される圧油をタンク側へ逃がす遠隔作動リリーフ弁と、
前記圧力センサの圧力検出信号及び圧力設定手段の圧力設定値に基づき前記遠隔作動リリーフ弁を制御する圧力制御装置と、を備え、
この圧力制御装置は、前記圧力検出信号と前記圧力設定値とを一致させるように前記遠隔作動リリーフ弁への指令信号を出力するように構成されていることを特徴とする、密閉式混練機。
【請求項６】
請求項５に記載の密閉式混練機であって、
前記圧力設定手段は、所定の運転条件に応じて圧力の設定値を複数設定することが可能に構成されていることを特徴とする密閉式混練機。
【請求項７】
請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の密閉式混練機であって、
前記油圧シリンダの油圧源としての油圧ポンプを駆動するモータを可変速モータとしたことを特徴とする密閉式混練機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−５４８２４（Ｐ２００７−５４８２４Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８６００９（Ｐ２００６−１８６００９）
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【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１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]