(57)【要約】  【課題】粉砕機の回転刃を駆動するかご形誘導電動機の回転数を、被粉砕材を粉砕する時は所定回転数で定速運転を行い、粉砕しない時は所定回転数より低い回転数で可変速運転を行うことにより、消費電力の無駄を無くす。  【解決手段】粉砕機の回転刃を駆動するかご形誘導電動機１と、その負荷電流を検出する負荷電流検出器４から出力される負荷電流と予め設定した設定電流を比較する電流比較器５と、かご形誘導電動機１の回転速度を切換える切換コントローラ６とから構成したものであり、インバータコントローラ３で可変速運転している時に、負荷電流が設定電流より大きければ瞬時に定速運転コントローラ２による定速運転に切換え、定速運転コントローラ２で定速運転している時に、負荷電流が設定電流より小さければ所定時間後インバータコントローラ３による可変速運転に切換えることにより消費電力の無駄を削減する。【選択図】図１
2006150244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕機本体の粉砕室に供給された被粉砕材を粉砕するための回転刃を駆動するかご形誘導電動機と、
前記かご形誘導電動機を商用電源を用いて所定回転数で定速運転させる定速運転コントローラと、
前記かご形誘導電動機を前記所定回転数より低い回転数で可変速運転させるインバータコントローラと、
前記かご形誘導電動機の負荷電流を検出する負荷電流検出器と、
前記負荷電流検出器により検出された負荷電流と予め設定した設定電流とを比較する電流比較器と、
前記定速運転コントローラにより前記かご形誘導電動機を定速運転している時に、前記負荷電流が前記設定電流より小さくなれば、所定時間後に前記インバータコントローラによる運転に切換え、前記インバータコントローラにより前記かご形誘導電動機を可変速運転している時に、前記負荷電流が前記設定電流より大きくなれば、瞬時に前記定速運転コントローラによる運転に切換える切換コントローラとを備えた粉砕機の駆動制御装置。
【請求項２】
粉砕機本体の粉砕室に供給された被粉砕材を粉砕するための回転刃を駆動するかご形誘導電動機を有する粉砕機の駆動制御方法であって、
前記かご形誘導電動機を商用電源を用いて所定回転数で定速運転している時に、前記かご形誘導電動機の負荷電流が設定電流より小さくなれば、所定時間後に前記所定回転数より低い回転数での可変速運転に切換え、前記かご形誘導電動機を前記所定回転数より低い回転数で可変速運転している時に、前記かご形誘導電動機の負荷電流が前記設定電流より大きくなれば、瞬時に商用電源を用いた前記所定回転数での定速運転に切換える粉砕機の駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に省エネルギーを目的としたスプルー・ランナーや不良成形品等の被粉砕材を粉砕する粉砕機の駆動制御装置と駆動制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術は、（イ）粉砕機本体の上部に被粉砕材の供給口を形成し、供給口と連通する粉砕室に回転刃を回転可能に設置するとともに、粉砕機本体側に固定刃を固定し、回転刃と固定刃の下方位置において回転刃の下部外周を覆うスクリーンを設置し、供給口へ供給された被粉砕材を回転刃と固定刃にて粉砕し、一定粒径以下になった被粉砕材をスクリーンの網目から排出されるものや、（ロ）１台の粉砕機で被粉砕材を再利用するために細かい粒径に粉砕できる機能をもつ粉砕軸を備えた仕上粉砕機と、被粉砕材を廃棄するために粗い粒径に粉砕できる機能をもつ粗砕軸を備えた粗粉砕機を備えたものが知られている。
【０００３】
なお、粉砕軸と粗砕軸はひとつのかご形誘導電動機に連結するとともに粉砕軸と粗砕軸に設けた粉砕刃は互いに異なる形状からなるものである。
【０００４】
しかしながら、（イ）の粉砕機では被粉砕材を異なる粒径に粉砕したい場合、被粉砕材の形状や種類に応じて異なる回転刃を取替えて使用しなければならず、回転刃を取替える作業に手間取るとともに面倒であった。
【０００５】
また、（ロ）の粉砕機では被粉砕材を異なる粒径に粉砕したい場合、かご形誘導電動機に粉砕軸と粗砕軸の２つの回転軸を連結する必要や、両軸の回転数が同一であるため両軸にそれぞれ異なる形状の回転刃に取替えなけならず、回転刃を取替える作業に手間取るとともに面倒であった。
【０００６】
そこで、インバータを用いてかご形誘導電動機により駆動されるひとつの回転刃の回転数を任意に変更することによって、被粉砕材の形状や大きさや硬さや種類等に応じて適切な粒径に粉砕できるばかりでなく、回転刃は複数でなくひとつでよいため、構成部品の省略化ができる粉砕機の駆動制御方法が近年提案されている。
【０００７】
即ち、この駆動制御方法によれば、インバータによってかご形誘導電動機の回転刃の回転数がきめ細かく自由に設定できるため、被粉砕材の形状や大きさや硬さや種類等に応じて、回転刃の回転数を最適条件に選択するだけで、被破砕材を適切な粒径に簡単に粉砕することや、かご形電動機の回転軸や回転刃はひとつでよいため構成部品の省略化ができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図６は、特許文献１に記載された従来の粉砕機の駆動制御装置の縦断面図である。
【０００９】
図６に示すように、この例では、粉砕機は内部の粉砕室８に回転刃９を水平方向に設けた粉砕機本体７と、回転刃９を回転軸１０を介して回転する駆動用かご形誘導電動機１と、粉砕機本体７とかご形誘導電動機１とを設置してボルトやナットまたは溶接等で固定した架台１１とから構成されている。
【００１０】
なお、粉砕機本体７は、ホッパー状に形成され、そのホッパー状の粉砕室８の上部には粉砕すべき被粉砕材（図示せず）を供給するための供給口１２と、粉砕室８の下部には回転刃９と、粉砕室８の最下部には排出口１３からなる。
【００１１】
また、回転軸１０は、粉砕機本体７の左右のフランジ１４，１５、かご形誘導電動機１の左右のフランジ１６，１７、かご形誘導電動機１の左側のフランジ１８、及び中空軸受１９に貫挿されており、かご形誘導電動機１により回転軸１０がギヤ機構を介して回転する。
【００１２】
また、かご形誘導電動機１はモータフランジ１６，１７に固定される。図中の符号２０，２１，２２，２３で示すものは軸受であり、図中の符号２４，２５，２６で示すものはシールフランジである。
【００１３】
また、被粉砕材を粉砕するものとして、図示されていないが公知の固定刃が設けられている。
【００１４】
これにより、かご形誘導電動機１を駆動することにより回転刃が回転し、被粉砕材を粉砕することができる。
【００１５】
図７は、特許文献１に記載された従来の粉砕機の駆動制御装置の電気回路図である。
【００１６】
図７に示すように、この例では、主電源３０と、ブレーカ３１と、かご形誘導電動機１の周波数を変更することによって、回転数を変更するインバータコントローラ３と、負荷の異常による定常電流の増加を検出することによって回路を開き、かご形誘導電動機１を保護するサーマルリレー３２と、電源の結線の誤りを検知してかご形誘導電動機１の逆転を防止する逆転防止リレー３３と、逆転防止リレー３３が検知した場合はインバータコントローラ３を作動しない接点３４と、運転停止スイッチ３５から構成されている。
【００１７】
これにより、回転刃の回転数の変更はインバータコントローラ３によりかご形誘導電動機１の回転数を変更することによって行うことができる。
【００１８】
以上により、かご形誘導電動機１により駆動する回転刃の回転数がきめ細かく自由に設定できるため、被粉砕材の形状や大きさや硬さや種類等に応じて、回転刃の回転数を最適条件に選択するだけで、被破砕材を適切な粒径に簡単に粉砕することや、かご形誘導電動機１の回転軸や回転刃はひとつでよいため構成部品の省略化ができる。
【特許文献１】特開２０００−７０７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記従来の構成では、被粉砕材の形状や大きさや硬さや種類等によって、かご形誘導電動機１の負荷の異常による定常電流の増加が数秒間のみ発生しても、例えば、インバータコントローラ３はインバータ定格電流の１５０％までしか電流出力できないため、数秒間であってもインバータコントローラ３内部の過負荷保護機能が動作し出力が停止してしまい、回転刃と固定刃の間に被粉砕材が噛み込み粉砕できないという課題や、被粉砕材を粉砕していない場合でもかご形誘導電動機１は駆動しているため、消費電力の無駄が生じるという課題を有していた。
【００２０】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、負荷の異常による定常電流の増加が数秒間ならば問題なく運転することができ、また、負荷電流が設定電流より小さくなる場合は、消費電力の無駄を削減する粉砕機の駆動制御装置および駆動制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明は、粉砕機本体の粉砕室に供給された被粉砕材を粉砕するための回転刃を駆動するかご形誘導電動機を有する粉砕機の駆動制御において、前記かご形誘導電動機を商用電源を用いて所定回転数で定速運転している時に、前記かご形誘導電動機の負荷電流が設定電流より小さくなれば、所定時間後に前記所定回転数より低い回転数での可変速運転に切換え、前記かご形誘導電動機を前記所定回転数より低い回転数で可変速運転している時に、前記かご形誘導電動機の負荷電流が前記設定電流より大きくなれば、瞬時に商用電源を用いた前記所定回転数での定速運転に切換えるのである。
【００２２】
これにより、負荷電流が設定電流より大きくなる場合は、商用電源を用いた定速運転コントローラによる運転を行い、かご形誘導電動機の負荷の異常による定常電流の増加が数秒間ならば問題なく定速運転することができる。また、負荷電流が設定電流より小さくなる場合は、所定回転数より低い回転数で可変速運転させるので、消費電力の無駄を削減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の射出成形機の粉砕機の駆動制御装置および駆動制御方法によれば、被粉砕材を粉砕している場合、被粉砕材の形状や大きさや硬さや種類等によるかご形誘導電動機の負荷の異常によって、定常電流が増加してもが数秒間ならば問題なく運転することができる。また、被粉砕材を粉砕していない場合、消費電力の無駄を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
請求項１に記載の粉砕機の駆動制御装置の発明は、粉砕機本体の粉砕室に供給された被粉砕材を粉砕するための回転刃を駆動するかご形誘導電動機と、前記かご形誘導電動機を商用電源を用いて所定回転数で定速運転させる定速運転コントローラと、前記かご形誘導電動機を前記所定回転数より低い回転数で可変速運転させるインバータコントローラと、前記かご形誘導電動機の負荷電流を検出する負荷電流検出器と、前記負荷電流検出器により検出された負荷電流と予め設定した設定電流とを比較する電流比較器と、前記定速運転コントローラにより前記かご形誘導電動機を定速運転している時に、前記負荷電流が前記設定電流より小さくなれば、所定時間後に前記インバータコントローラによる運転に切換え、前記インバータコントローラにより前記かご形誘導電動機を可変速運転している時に、前記負荷電流が前記設定電流より大きくなれば、瞬時に前記定速運転コントローラによる運転に切換える切換コントローラとを備えたものである。
【００２５】
これによって、被粉砕材を粉砕している場合、かご形誘導電動機は商用電源を用いた定速運転をしているので被粉砕材の形状や大きさや硬さや種類等によるかご形誘導電動機にかかる負荷の異常によって、定常電流が増加してもが数秒間ならば問題なく定速運転することができる。また、被粉砕材を粉砕していない場合、かご形誘導電動機は所定回転数より低い回転数で可変速運転をしているの消費電力の無駄を削減することができる。
【００２６】
また、請求項２に記載の粉砕機の駆動制御方法の発明は、粉砕機本体の粉砕室に供給された被粉砕材を粉砕するための回転刃を駆動するかご形誘導電動機を有する粉砕機の駆動制御方法であって、前記かご形誘導電動機を商用電源を用いて所定回転数で定速運転している時に、前記かご形誘導電動機の負荷電流が設定電流より小さくなれば、所定時間後に前記所定回転数より低い回転数での可変速運転に切換え、前記かご形誘導電動機を前記所定回転数より低い回転数で可変速運転している時に、前記かご形誘導電動機の負荷電流が前記設定電流より大きくなれば、瞬時に商用電源を用いた前記所定回転数での定速運転に切換えるのである。
【００２７】
これによって、被粉砕材を粉砕している場合、かご形誘導電動機は商用電源を用いた定速運転をしているので被粉砕材の形状や大きさや硬さや種類等によるかご形誘導電動機にかかる負荷の異常によって、定常電流が増加してもが数秒間ならば問題なく定速運転することができる。また、被粉砕材を粉砕していない場合、かご形誘導電動機は所定回転数より低い回転数で可変速運転をしているの消費電力の無駄を削減することができる。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における粉砕機の駆動制御装置のシステムブロック図、図２は同実施の形態の粉砕機の駆動制御方法のフローチャート、図３は同実施の形態のかご形誘導電動機を可変速運転している時に、かご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器の設定電流より大きい場合の時間と負荷電流と運転状態の関係を示す特性図、図４は同実施の形態のかご形誘導電動機を定速運転している時に、かご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器の設定電流より小さい場合の時間と負荷電流と運転状態の関係を示す特性図、図５は同実施の形態の駆動制御装置と従来の駆動制御装置の消費電力を比較した特性図である。
【００３０】
図１において、定速運転コントローラ２は商用電源を用い、かご形誘導電動機１を所定回転数で定速運転する。インバータコントローラ３は、所定回転数より低い回転数で可変速運転する。負荷電流検出器４はかご形誘導電動機１の負荷電流を時々刻々と検出する。電流比較器５は負荷電流検出器４から出力される負荷電流と予め設定した設定電流とを比較する。
【００３１】
切換コントローラ６は、インバータコントローラ３によりかご形誘導電動機１を可変速運転している時に、負荷電流が設定電流より大きくなれば、瞬時に定速運転コントローラ２による運転に切換え、定速運転コントローラ２によりかご形誘導電動機１を定速運転している時に、負荷電流が設定電流より小さくなれば、所定時間後にインバータコントローラ３による運転に切換える。
【００３２】
かご形誘導電動機１と定速運転コントローラ２、かご形誘導電動機１とインバータコントローラ３、定速運転コントローラ２は負荷電流検出器４を介して切換コントローラ６、インバータコントローラ３は負荷電流検出器４を介して切換コントローラ６、負荷電流検出器４と電流比較器５、電流比較器５と切換コントローラ６は電気的に夫々接続されている。
【００３３】
本実施の形態の粉砕機の駆動制御装置は、図７に示された従来の粉砕機の駆動制御装置の電気回路図の構成に、さらにかご形誘導電動機１を所定回転数で定速運転させる定速運転コントローラ２と、かご形誘導電動機１の負荷電流を時々刻々と検出する負荷電流検出器４と、負荷電流検出器４から出力される負荷電流と予め設定した設定電流とを比較する電流比較器５と、インバータコントローラ３によりかご形誘導電動機１を可変速運転している時に、負荷電流が設定電流より大きくなれば、瞬時に定速運転コントローラ２による運転に切換え、定速運転コントローラ２によりかご形誘導電動機１を定速運転している時に、負荷電流が設定電流より小さくなれば、所定時間後にインバータコントローラ３による運転に切換える切換コントローラ６を設けたものである。
【００３４】
以上のように構成された粉砕機の駆動制御装置について、以下その動作、作用を図２、図３、図４を参照して説明する。
【００３５】
図２のＳＴＥＰ５０として、回転刃を回転させるかご形誘導電動機の運転ボタンを押し、運転が開始してＳＴＥＰ５０が終了し、ＳＴＥＰ５１へ入る。
【００３６】
ＳＴＥＰ５１は、切換コントローラより、かご形誘導電動機をインバータコントローラによる所定回転数より低い回転数で運転してＳＴＥＰ５１が終了し、ＳＴＥＰ５２へ入る。
【００３７】
ＳＴＥＰ５２は、負荷電流検出器より検出したかご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器に設定した設定電流より大きければ、ＳＴＥＰ５２が終了し、ＳＴＥＰ５３へ入る。
【００３８】
ＳＴＥＰ５３は、切換コントローラより、かご形誘導電動機を定速運転コントローラによる定速運転に切換えてＳＴＥＰ５３が終了し、ＳＴＥＰ５４へ入る。
【００３９】
ＳＴＥＰ５４は、タイマによる定速運転時間の計数を開始してＳＴＥＰ５４が終了し、ＳＴＥＰ５５へ入る。
【００４０】
ＳＴＥＰ５５は、タイマによる計数した定速運転時間がタイマ設定時間以上になれば、ＳＴＥＰ５５が終了し、ＳＴＥＰ５１へ入る。また、タイマによる計数した定速運転時間がタイマ設定時間より小さければ、ＳＴＥＰ５５が終了し、ＳＴＥＰ５６へ入る。
【００４１】
ＳＴＥＰ５６は、負荷電流検出器より検出したかご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器に設定した設定電流より小さければ、ＳＴＥＰ５６が終了し、ＳＴＥＰ５４へ入る。また、負荷電流検出器より検出したかご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器に設定した設定電流より大きければ、ＳＴＥＰ５６が終了し、ＳＴＥＰ５７へ入る。
【００４２】
ＳＴＥＰ５７は、タイマによる定速運転時間をゼロクリアしてＳＴＥＰ５７が終了し、ＳＴＥＰ５４へ入る。
【００４３】
次に、かご形誘導電動機を可速運転している時に、かご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器の設定電流より大きい場合の時間と負荷電流の関係と運転状態について説明する。
【００４４】
図３において、かご形誘導電動機を可速運転している時に、被粉砕材が粉砕機本体の粉砕室に供給された場合、粉砕する回転刃に負荷がかかるので駆動しているかご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器に設定された設定電流より大きくなるので、これを検知して瞬時に切換コントローラより、かご形誘導電動機を定速運転コントローラによる定速運転に切換える例を示す。
【００４５】
次に、かご形誘導電動機を定速運転している時に、かご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器の設定電流より小さい場合の時間と負荷電流の関係と運転状態について説明する。
【００４６】
図４において、かご形誘導電動機を定速運転している時に、被粉砕材が粉砕機本体の粉砕室に供給されない場合、粉砕する回転刃の負荷が小さいので駆動しているかご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器に設定された設定電流より小さくなるので、これを検知してタイマで設定した所定時間のあいだ負荷電流が設定電流より小さければ、切換コントローラより、かご形誘導電動機をインバータコントローラによる所定回転数以下で回転する可変速運転に切換える例を示す。
【００４７】
以上のことから、被粉砕材を粉砕している場合、かご形誘導電動機は商用電源を用いた定速運転をしているので被粉砕材の形状や大きさや硬さや種類等によるかご形誘導電動機にかかる負荷の異常によって、定常電流が増加してもが数秒間ならば問題なく運転することができる。また、被粉砕材を粉砕していない場合、かご形誘導電動機は所定回転数より低い回転数で可変速運転をしているの消費電力の無駄を削減することができる。
【００４８】
従来の粉砕機の駆動制御装置と本発明の粉砕機の駆動制御装置の消費電力の比較を図４に示すと、明らかに大幅な電力節約ができ、ハッチング部分の面積が節約されたことになり、従来の駆動制御装置の消費電力１．４ｋＷｈに対し、本発明の駆動制御装置の消費電力は０．８ｋＷｈとなり、従来比約４０．０％の消費電力の削減となったことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかる粉砕機の駆動制御装置および駆動制御方法は、かご形誘導電動機の負荷電流を検出することによって、重負荷と判断した時は商用電源を用いた所定回転数の定速運転を行い、軽負荷と判断した時はインバータコントローラを用いた所定回転数より低い回転数で可変速運転を行い、消費電力の無駄を削減するので、負荷変動が大きい駆動装置の省エネルギーの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態における粉砕機の駆動制御装置のシステムブロック図
【図２】同実施の形態の粉砕機の駆動制御方法のフローチャート
【図３】同実施の形態のかご形誘導電動機を可変速運転している時に、かご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器の設定電流より大きく変化した場合の時間と負荷電流と運転状態の関係を示す特性図
【図４】同実施の形態のかご形誘導電動機を定速運転している時に、かご形誘導電動機の負荷電流が電流比較器の設定電流より小さく変化した場合の時間と負荷電流と運転状態の関係を示す特性図
【図５】同実施の形態の駆動制御装置と従来の駆動制御装置の消費電力を比較した特性図
【図６】従来の粉砕機の駆動制御装置の縦断面図
【図７】従来の粉砕機の駆動制御装置の電気回路図
【符号の説明】
【００５１】
１  かご形誘導電動機
２  定速運転コントローラ
３  インバータコントローラ
４  負荷電流検出器
５  電流比較器
６  切換コントローラ
【図１】
2006150244.tif 000003
【図２】
2006150244.tif 000004
【図３】
2006150244.tif 000005
【図４】
2006150244.tif 000006
【図５】
2006150244.tif 000007
【図６】
2006150244.tif 000008
【図７】
2006150244.tif 000009