(57)【要約】【課題】世代の異なるスクリュを選択的に用いることが可能な仕様において、スクリュの世代を判別することで、その判別した世代に基づいて、当該スクリュを回転可能な混練装置を提供する。【解決手段】スクリュ世代判別機能付き混練装置１は、世代の異なるスクリュ２,３を選択的にセット可能であると共に、セットされたスクリュの世代を判別可能に構成されている。世代の異なるスクリュの形態は、判別部分を除いて、見かけ上、互いに同一の外観を有している。混練装置は、スクリュの判別部分に構成された判別標識４１と、判別標識を検出可能なセンサ４２と、を備え、センサの検出結果に基づいて、スクリュの世代を判別し、これにより、スクリュを回転させる。【選択図】図１
2018108700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
世代の異なるスクリュを選択的にセット可能であると共に、セットされた前記スクリュの世代を判別可能に構成されたスクリュ世代判別機能付き混練装置であって、
前記スクリュの判別部分に構成された判別標識と、
前記判別標識を検出可能なセンサと、を備え、
前記センサの検出結果に基づいて、前記スクリュの世代を判別し、これにより、前記スクリュを回転させるスクリュ世代判別機能付き混練装置。
【請求項２】
前記センサの検出結果に基づいて、前記スクリュの世代を判別可能であると共に、その判別した世代に基づいて、前記スクリュの回転状態を設定可能なコントローラと、
前記コントローラによって制御され、前記スクリュを回転可能な駆動機構と、を更に備え、
前記コントローラが前記駆動機構を制御し、これにより、前記判別した世代に基づいて設定された回転状態で、前記スクリュを回転させる請求項１に記載のスクリュ世代判別機能付き混練装置。
【請求項３】
前記判別した世代に基づいて設定された回転状態には、前記スクリュに負荷可能な許容トルクが含まれ、
前記コントローラは、前記許容トルクの範囲内で、前記スクリュを回転させる請求項２に記載のスクリュ世代判別機能付き混練装置。
【請求項４】
誤った世代の前記スクリュがセットされたとき、前記コントローラによって、そのセットされた前記スクリュを回転させない制御が行われる請求項２に記載のスクリュ世代判別機能付き混練装置。
【請求項５】
前記センサは、前記判別部分からの反射光に基づいて、当該センサから前記スクリュの外周面までの距離を計測し、
前記コントローラは、計測結果に基づいて、前記スクリュの世代を判別する請求項２に記載のスクリュ世代判別機能付き混練装置。
【請求項６】
前記スクリュの世代を報知可能な報知システムを更に備え、
前記報知システムは、セットされた前記スクリュの世代を、音、光、文字、画像などのメディアを用いて報知可能に構成されている請求項１に記載のスクリュ世代判別機能付き混練装置。
【請求項７】
前記報知システムは、前記スクリュがセットされたとき、これに同期して、そのセットされた前記スクリュの世代を、前記メディアを用いて報知する請求項６に記載のスクリュ世代判別機能付き混練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前世代の混練装置のスクリュと、新世代の混練装置のスクリュとが混在する中で、スクリュの世代を判別することで、その判別した世代に基づいて、当該スクリュを回転可能な混練装置に関する。  
ここで、例えば、混練装置（スクリュ）に対する改良が行われている履歴において、「新世代」とは、現在ないし将来の改良に係る履歴を指し、「前世代」とは、新世代以前（例えば、１世代前）の改良に係る履歴を指す。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の混練装置の一例として、同方向回転型の二軸混練装置（Co-Rotating Twin-Screw Compounder）が知られている（例えば、特許文献１参照）。二軸混練装置は、２本のスクリュと、バレルと、を有している。  
スクリュは、１本のスクリュ軸の外周に、複数のスクリュエレメントを嵌合させて組み立てられている。その組み立てられた状態において、スクリュには、螺旋状に捩じれたフライトと、谷部と、が構成されている。谷部は、フライトの相互間を窪ませて構成されている。
【０００３】
バレルには、２本のスクリュを挿通可能なシリンダと、原料の投入口と、混練物の吐出口と、が設けられている。２本のスクリュは、シリンダに挿通された状態において、互いに噛み合いながら同方向に回転可能に構成されている。  
上記した構成において、投入口からシリンダ内に原料を投入する。投入された原料は、バレルに配されたヒータ、及び、同方向に回転する２本のスクリュによって、溶融されつつ混練されて、吐出口まで搬送される。かくして、混練された溶融状態の原料（即ち、混練物）が、吐出口から連続的に吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平１１−５１２６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した二軸混練装置には、常に、生産性の向上（例えば、単位時間当たりの混練量の向上）が求められている。この場合、例えば、二軸混練装置のモデルチェンジに当たり、新世代の二軸混練装置における単位時間当たりの混練量が、前世代の二軸混練装置に比して増大していることが必須条件となる。
【０００６】
これに応える方法として、例えば、以下の２つの方法を、新世代のスクリュに施すことが想定される。  
第１方法では、スクリュのフライト頂部から谷部までの溝深さを深く（換言すると、谷部の外径を小さく）する。これにより、原料の搬送容積を大きくする。第２方法では、スクリュエレメントとスクリュ軸との嵌合部分のインボリュートスプラインの寸法を最適化させる。更に、負荷をスクリュの周方向に均一に分散させる。これにより、スクリュに負荷する回転力の許容値（即ち、許容トルク）を大きくする。
【０００７】
例えば、上記した第１方法を適用した仕様において、二軸混練装置が有するセルフクリーニング性を損ねないように２本のスクリュを配置させる。ここで、これら２本のスクリュ相互間の距離（軸間距離）について考察すると、前世代のスクリュの軸間距離と、新世代のスクリュの軸間距離とは、互いに相違する。この場合、スクリュの呼び径が互いに同一であっても、新世代の混練装置に前世代のスクリュを取り付けることは構造的にできない。かくして、第１方法を適用した仕様において、新世代の混練装置と前世代の混練装置との間で、スクリュの互換性が無くなる。
【０００８】
その一方、近年、前世代では適用できなかった金属材料（例えば、高剛性、高強度、高靱性の金属材料）が、新世代の混練装置（スクリュ）に適用できるようになった。これにより、スクリュを、バレルのシリンダに挿通し、駆動機構と連結可能にする構造寸法（例えば、スクリュの外径寸法、谷径寸法、軸間距離や入力軸の寸法、）が、前世代と同一でありながら、スクリュの許容トルクを大幅に向上させた新世代の混練装置（スクリュ）が実現されている。この場合、新世代の混練装置に前世代のスクリュを取り付けることが可能となる。
【０００９】
しかしながら、前世代のスクリュは、新世代のスクリュよりも許容トルクが低く設定されている。このため、許容トルクの低い前世代のスクリュを、新世代の二軸混練装置に取り付けて運転すると、前世代のスクリュに対して、その許容トルクを越えた回転力（トルク）が負荷されてしまう。そうなると、例えば、スクリュ軸が折損したり、或いは、当該折損によりスクリュエレメントが早期に劣化したりする虞がある。
【００１０】
本発明の目的は、世代の異なるスクリュを選択的に用いることが可能な仕様において、スクリュの世代を判別することで、その判別した世代に基づいて、当該スクリュを回転可能な混練装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、本発明のスクリュ世代判別機能付き混練装置は、世代の異なるスクリュを選択的にセット可能であると共に、セットされたスクリュの世代を判別可能に構成されている。混練装置は、スクリュの判別部分に構成された判別標識と、判別標識を検出可能なセンサと、を備え、センサの検出結果に基づいて、スクリュの世代を判別し、これにより、スクリュを回転させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、世代の異なるスクリュを選択的に用いることが可能な仕様において、スクリュの世代を判別することで、その判別した世代に基づいて、当該スクリュを回転可能な混練装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクリュ世代判別機能付き混練装置の全体の構成を概略的に示す断面図。
【図２】図１の混練装置に設けられた２本のスクリュの一部を拡大して示す斜視図。
【図３Ａ】前世代のスクリュと、新世代のスクリュとを判別する仕様を模式的に示す平面図。
【図３Ｂ】前世代のスクリュと、新世代のスクリュとを判別する他の仕様を模式的に示す平面図。
【図４】スクリュの入力軸とギヤボックスの出力軸とを連結させるカップリングの構成を示す断面図。
【図５】図４のＦ５−Ｆ５線に沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
「一実施形態」  
「スクリュ世代判別機能付き混練装置１の概要」  
図１〜図２には、本実施形態の混練装置１として、例えば、同方向回転型の二軸混練装置（Co-Rotating Twin-Screw Compounder）が示されている。二軸混練装置１は、呼び径が同一で、かつ、世代の異なるスクリュ２,３を選択的に用いることが可能な仕様において、スクリュ２,３の世代を判別可能に構成されている。二軸混練装置１は、その判別した世代に基づいて、当該スクリュ２,３を回転駆動することが可能に構成されている。
【００１５】
なお、呼び径とは、スクリュ径の代表値であって、通常、小数点以下を省いたミリ単位の概略値で表される。また、世代の異なるスクリュ２,３には、一方が新世代のスクリュで、他方が前世代のスクリュである仕様が含まれる。
【００１６】
ここで、「世代の異なるスクリュ２,３を選択的に用いることが可能な仕様」とは、例えば、二軸混練装置のモデルチェンジに当たり、新世代の二軸混練装置に対して、新世代のスクリュのみならず、前世代のスクリュもセットすることが可能な用途ないし態様を含む概念である。この場合、新世代のスクリュと前世代のスクリュは、バレルのシリンダに挿通し、駆動機構と連結可能にする構造寸法（例えば、スクリュの外径寸法、谷径寸法、軸間距離や入力軸の寸法、）が、相互に同一に構成される。かくして、新世代のスクリュと前世代のスクリュとは、構造的な互換性を有して構成される。
【００１７】
更に、スクリュの構成品のうち、少なくとも後述するスクリュ軸４,５は、前世代では適用できなかった金属材料で構成される。これにより、当該スクリュ軸４,５を備えたスクリュ２,３において、新世代のスクリュは、前世代のスクリュよりも高剛性、高強度、高靱性を有して構成される。この結果、新世代のスクリュに負荷可能な回転力（即ち、許容トルク）は、大幅に大きくなる。
【００１８】
なお、許容トルクとは、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）に機械的ないし構造的な不具合を生じさせること無く、当該スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）に負荷させることが可能なトルク（回転力）の最大値を指す。
【００１９】
「二軸混練装置１の構成」  
図１〜図２に示すように、二軸混練装置１は、２本のスクリュ２,３と、バレル６と、加熱装置７と、装置本体８と、を有している。２本のスクリュ２,３は、装置本体８に連結された状態で、バレル６に回転可能に収容されている。以下、具体的に説明する。
【００２０】
スクリュ２,３は、１本のスクリュ軸４,５の外周に、複数のスクリュエレメント２ｅ,３ｅを嵌合させて組み立てられている。スクリュ軸４,５は、細軸部Ｔ１と、太軸部Ｔ２と、入力軸Ｔ３と、を備えて構成されている。スクリュ軸４,５は、太軸部Ｔ２の両側に細軸部Ｔ１と入力軸Ｔ３とを連続させて構成されている。細軸部Ｔ１は、太軸部Ｔ２及び入力軸Ｔ３よりも長尺に構成されている。細軸部Ｔ１及び入力軸Ｔ３の直径（外径）は、太軸部Ｔ２の直径（外径）よりも小さく設定されている。
【００２１】
詳述すると、細軸部Ｔ１には、インボリュートスプライン軸が形成され、複数のスクリュエレメント２ｅ,３ｅには、インボリュートスプライン孔が形成されている。これにより、複数のスクリュエレメント２ｅ,３ｅは、細軸部Ｔ１に沿って嵌合可能に構成されている。更に、細軸部Ｔ１と太軸部Ｔ２との間には、環状の段差面Ｒｔが構成されている。段差面Ｒｔは、複数のスクリュエレメント２ｅ,３ｅを嵌合させる際のストッパとしての機能を有している。ここで、複数のスクリュエレメント２ｅ,３ｅを細軸部Ｔ１に沿って嵌合させる。このとき、スクリュエレメント２ｅ,３ｅの一端が、上記した段差面（ストッパ）Ｒｔに接触する。これにより、複数のスクリュエレメント２ｅ,３ｅを細軸部Ｔ１に沿って嵌合させたスクリュ２,３が組み立てられる。
【００２２】
このように、組み立てられた状態において、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）には、両端（先端９ａ、基端９ｂ）が規定されている。スクリュ２,３には、フライト１０と、谷部１１と、が構成されている。フライト１０は、基端９ｂ寄りの部分から先端９ａに向けて螺旋状に捩じれている。谷部１１は、フライト１０の相互間を窪ませて構成されている。
【００２３】
なお、上記した太軸部Ｔ２及び入力軸Ｔ３は、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の基端９ｂに位置付けられている。また、入力軸Ｔ３は、後述する第１カップリング２５を介して、後述する駆動機構２２に連結可能な直径（外径）に小径化されている。
【００２４】
バレル６は、複数のバレルブロック６ｐを、一方向に沿って互いに連結させて構成されている。これにより、複数のバレルブロック６ｐから成るバレル６の内部には、一方向に沿って連続するシリンダ１２が構成されている。シリンダ１２は、２本のスクリュ２,３を挿通（収容）可能に構成されている。
【００２５】
バレル６は、上記したシリンダ１２に加えて、原料の投入口１３と、混練物の吐出口１４と、を備えている。バレル６には、両端（先端６ａ、基端６ｂ）が規定されている。シリンダ１２は、バレル６の基端６ｂから先端６ａに亘って連続して構成されている。投入口１３は、バレル６の基端６ｂ寄りの部分を設けられ、シリンダ１２に連通されている。投入口１３の直下には、上記したフライト１０の基端９ｂ寄りの部分が対向されている。一方、バレル６の先端６ａ（シリンダ１２の先端）は、ヘッド１５で閉塞されている。ヘッド１５には、シリンダ１２に連通したノズル１６が構成されている。吐出口１４は、ノズル１６の先端に設けられている。
【００２６】
バレル６は、複数の支柱１７によって支持されている。複数の支柱１７は、ベース１８から立ち上げられている。支柱１７の数及び支持位置は、バレル６の長さ（即ち、バレルブロック６ｐの個数）に応じて適宜設定される。図面では一例として、バレル６は、先端６ａ寄りの２箇所が支柱１７によって支持されている。この場合、バレル６は、ベース１８上に立設された支柱１７に載置された状態に維持されている。
【００２７】
かかる状態において、バレル６は、重力方向に沿って移動不能に支持されていると同時に、水平方向に沿ってスライド可能に支持されている。そうすると、例えば、温度上昇によりバレル６が熱膨張した場合、その熱膨張に相当する分量だけ、当該バレル６を水平方向に沿ってスライドさせることができる。これにより、バレル６の熱膨張を逃がすことができる。かくして、シリンダ１２は、予め設定した姿勢（方向）に維持される。図面では一例として、シリンダ１２は、水平方向に沿った姿勢に維持されている。
【００２８】
また、バレル６の基端６ｂ寄りの部分には、シュート１９が設けられている。シュート１９には、上記した投入口１３が連通されている。シュート１９には、ホッパー２０を取り付け可能に構成されている。かかる構成において、ホッパー２０をシュート１９に取り付ける。ホッパー２０が、シュート１９を介して、投入口１３に接続される。かくして、ホッパー２０に供給された原料は、シュート１９から投入口１３を通って、シリンダ１２に投入可能となる。
【００２９】
更に、バレル６には、基端６ｂから先端６ａに亘って、加熱装置７（例えば、ヒータ）が配置されている。加熱装置（ヒータ）７は、後述するコントローラ２３によって制御可能に構成されている。かくして、加熱装置（ヒータ）７は、バレル６を加熱して、予め設定した温度に維持可能に構成されている。
【００３０】
なお、二軸混練装置１には、冷却ポンプユニット（図示しない）と、潤滑ポンプユニット（図示しない）と、が設けられている。冷却ポンプユニットと、潤滑ポンプユニットとは、後述するコントローラ２３によって制御可能に構成されている。潤滑ポンプユニットは、例えば、後述するギヤボックス２７に潤滑剤（油）を供給可能に構成されている。これにより、スクリュ２,３の回転性能を一定に維持することができる。
【００３１】
冷却ポンプユニットは、冷却水通路（図示しない）に冷却水を供給可能に構成されている。冷却水通路は、バレル６に設けられている。冷却通路は、シリンダ１２を囲むように配置されている。ここで、バレル６が設定温度を越えた場合、冷却水通路に冷却水を流してバレル６を冷却する。これにより、バレル６の温度を予め設定した温度に保持することができる。
【００３２】
装置本体８は、バレルサポート２１と、駆動機構２２と、コントローラ２３と、後述する判別ユニット２４と、を備えている。駆動機構２２は、複数のカップリング（第１カップリング２５、第２カップリング２６）と、ギヤボックス２７と、モータ２８と、を備えている。なお、ギヤボックス２７は、ベース１８に固定されている。モータ２８は、モータ台２９を介して、ベース１８に固定されている。バレルサポート２１は、その基端がギヤボックス２７の側面にボルト（締結）により固定されている。更に、バレルサポート２１の先端には、バレル６の基端６ｂがボルト（締結）により固定されている。かかる構成において、バレルサポート２１によって、バレル６は、その基端６ｂが水平方向及び垂直方向に支持されている。同時に、上記した複数の支柱１７によって、バレル６は、その先端６ａ側が垂直方向に支持されている。
【００３３】
バレルサポート２１は、挿通部２１ｐと、収容部（収容空間、収容領域）２１ｓと、を備えている。挿通部２１ｐは、バレル６の基端６ｂ（シリンダ１２）に対向した位置に設けられている。挿通部２１ｐは、バレルサポート２１を貫通させて構成されている。挿通部２１ｐは、収容部（収容空間、収容領域）２１ｓに連通している。収容部（収容空間、収容領域）２１ｓは、バレルサポート２１の内部に設けられている。収容部（収容空間、収容領域）２１ｓには、上記した第１カップリング２５、及び、後述する判別ユニット２４が配置されている。
【００３４】
ここで、２本のスクリュ２,３を、二軸混練装置１にセットする。換言すると、２本のスクリュ２,３を、シリンダ１２に挿通させて配置させる。このとき、スクリュ２,３の基端９ｂが、バレルサポート２１の挿通部２１ｐを通って、収容部（収容空間、収容領域）２１ｓに位置付けられる。上記したように、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の基端９ｂには、太軸部Ｔ２及び入力軸Ｔ３が配置されている。
【００３５】
この場合、太軸部Ｔ２及び入力軸Ｔ３が、挿通部２１ｐから収容部（収容空間、収容領域）２１ｓに亘って位置付けられる。このとき、上記した段差面（ストッパ）Ｒｔは、挿通部２１ｐの挿入端側（即ち、反収容部側）に位置付けられる。このため、上記したスクリュエレメント２ｅ,３ｅ（フライト１０）は、挿通部２１ｐの直前に亘って配置構成される。
【００３６】
また、挿通部２１ｐには、シール部（図示しない）が設けられている。シール部は、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の太軸部Ｔ２に沿って近接させて配置されている。シール部は、太軸部Ｔ２の周囲を覆うように対向させて配置されている。かくして、シール部は、シリンダ１２と、収容部（収容空間、収容領域）２１ｓとを仕切るように構成されている。
【００３７】
これにより、ホッパー２０からシリンダ１２に投入された原料が、シール部と太軸部Ｔ２との隙間から収容部（収容空間、収容領域）２１ｓに入り込むのを未然に防止することができる。この結果、後述する判別ユニット２４の判別精度（センサ４２の検出精度）を、常に一定に維持することができる。
【００３８】
一方、収容部（収容空間、収容領域）２１ｓにおいて、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の入力軸Ｔ３は、第１カップリング２５を介して、駆動機構２２（具体的には、ギヤボックス２７）に連結されている。更に、駆動機構２２において、モータ２８は、第２カップリング２６を介して、ギヤボックス２７に連結されている。かくして、スクリュ２,３は、駆動機構２２によって回転制御可能に二軸混練装置１にセットされる。なお、ギヤボックス２７は、モータ２８の回転状態（例えば、回転数、角速度）を減速可能に構成されている。
【００３９】
かかる構成において、コントローラ２３は、判別ユニット２４（後述するセンサ４２）の出力（検出結果）に基づいて、駆動機構２２（モータ２８）を制御する。このとき、コントローラ２３によって、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の回転状態（例えば、回転数、角速度）が設定される。かくして、２本のスクリュ２,３は、シリンダ１２に挿通された状態において、互いに噛み合いながら同方向に回転可能となる。
【００４０】
「カップリング２５」  
図１に示すように、第１カップリング２５は、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の入力軸Ｔ３と、ギヤボックス２７の出力軸Ｔ４とを連結可能に構成されている。その連結された状態において、入力軸Ｔ３と出力軸Ｔ４とは、共通の回転軸Ａｘに沿って、互いに同一タイミング（例えば、回転数、角速度）で回転可能となる。
【００４１】
図３〜図５に示すように、第１カップリング２５は、入力部３０と、出力部３１と、スリーブ３５と、２つの袋ナット３６と、２つの環状の止めリング３７と、を有している。なお、止めリング３７は、２つ割り可能に構成されている。
【００４２】
入力部３０は、入力軸Ｔ３に設けられている。入力部３０は、複数の凸状体３３を備えている。複数の凸状体３３は、入力軸Ｔ３の外周面に沿って周方向に等間隔で配置されている。各々の凸状体３３は、入力軸Ｔ３の外周面から突出させて構成されている。各凸状体３３は、回転軸Ａｘに沿って平行に構成されている。
【００４３】
出力部３１は、出力軸Ｔ４に設けられている（図４参照）。出力部３１は、複数の凸状体３４を備えている。複数の凸状体３４は、出力軸Ｔ４の外周面に沿って周方向に等間隔で配置されている。各々の凸状体３４は、出力軸Ｔ４の外周面から突出させて構成されている。各凸状体３４は、回転軸Ａｘに沿って平行に構成されている。
【００４４】
スリーブ３５は、中空円筒形を有している。スリーブ３５の内周面には、複数の凹状溝３８（図５参照）が設けられている。複数の凹状溝３８は、スリーブ３５の内周面に沿って周方向に等間隔で配置されている。各々の凹状溝３８は、スリーブ３５の内周面を回転軸Ａｘに沿って一部窪ませて構成されている。各凹状溝３８は、回転軸Ａｘに沿って平行に構成されている。
【００４５】
この場合、１つの凹状溝３８には、その両側から、上記した凸状体３３,３４が１つずつ挿入可能に構成されている。図４には、各凹状溝３８に対して、その両側から、凸状体３３,３４が１つずつ挿入された状態が示されている。
【００４６】
かかる構成において、入力軸Ｔ３及び出力軸Ｔ４をスリーブ３５の両側から挿入する。各凸状体３３,３４を１つずつ各凹状溝３８に挿入する。この状態で、スリーブ３５の両側に袋ナット３６を締結させる。このとき、スリーブ３５と袋ナット３６との間に、止めリング３７を介在させる。そうすると、袋ナット３６の締め付け力によって、止めリング３７が、入力軸Ｔ３及び出力軸Ｔ４に向けて押圧される。これにより、入力軸Ｔ３の入力端面Ｔ３ｓと、出力軸Ｔ４の出力端面Ｔ４ｓとが、隙間なく密着する。
【００４７】
ここで、例えば、入力軸Ｔ３及び出力軸Ｔ４に押圧力が作用したとき、入力端面Ｔ３ｓと出力端面Ｔ４ｓとが相互に支え合う。一方、入力軸Ｔ３及び出力軸Ｔ４に引っ張り力が作用したとき、入力軸Ｔ３及び出力軸Ｔ４が止めリング３７によって支持される。これにより、入力軸Ｔ３及び出力軸Ｔ４は、上記した第１カップリング２５によって、回転軸Ａｘ方向にズレたり、抜け出したりすること無く、相互に堅牢に連結される。かくして、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）は、第１カップリング２５を介して、ギヤボックス２７に連結されている。
【００４８】
「カップリング２６」  
図１に示すように、第２カップリング２６は、モータ２８の出力軸Ｔ５と、ギヤボックス２７の入力軸Ｔ６とを連結可能に構成されている。その連結された状態において、出力軸Ｔ５と入力軸Ｔ６とは、共通の回転軸（図示しない）に沿って、互いに同一タイミング（例えば、回転数、角速度）で回転可能となる。
【００４９】
第２カップリング２６には、既知のトルクリミッタ（例えば、特開平４−２６２１２４号公報参照）が搭載されている。トルクリミッタは、モータ２８からギヤボックス７２に対して、当該ギヤボックス２７の許容トルクを越えるような負荷が掛からないように構成されている。
【００５０】
かかる構成において、トルクリミッタは、ギヤボックス２７の許容トルクを越えるような負荷がかかった際、出力軸Ｔ５と入力軸Ｔ６との連結状態を切断（解除）する。なお、ギヤボックス２７の許容トルクは、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の許容トルクよりも大きく設定されている。
【００５１】
「二軸混練装置１の動作」  
例えば、世代の異なる複数のスクリュ（図示しない）の中から、互いに同一世代の２本のスクリュ２,３を選択する。その選択した２本のスクリュ２,３を、二軸混練装置１にセットする。このとき、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）は、第１カップリング２５からギヤボックス２７を介して、モータ２８と連結される。
【００５２】
ここで、二軸混練装置１の電源（図示しない）を入れる。コントローラ２３が、駆動機構２２（即ち、モータ２８）を制御する。モータ２８の回転運動が、第２カップリング２６からギヤボックス２７を経由し、第１カップリング２５を介して、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）に伝達される。伝達された回転運動によって、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）が回転する。かくして、予め設定した回転状態（例えば、回転数、角速度）で、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）を回転させることができる。
【００５３】
このとき、ホッパー２０に原料を供給する。原料は、ホッパー２０から投入口１３を通って、シリンダ１２内に投入される。投入された原料は、加熱装置（ヒータ）７、及び、同方向に回転する２本のスクリュ２,３によって、溶融されつつ混練されて、吐出口１４まで搬送される。かくして、混練された溶融状態の原料（混練物）が、吐出口１４から連続的に吐出される。
【００５４】
「スクリュ世代判別機能」  
図１〜図３に示すように、上記した二軸混練装置１には、スクリュ世代判別機能が付加されている。ここで、スクリュ世代判別機能には、駆動機構２２（モータ２８）からのトルク（回転力）がダイレクトに負荷されるスクリュ軸４,５の世代を判別する機能と共に、当該スクリュ軸４,５を備えたスクリュ２,３の世代を判別する機能が含まれる。
【００５５】
スクリュ世代判別機能の一例として、二軸混練装置１は、判別システム３９と、報知システム４０と、を備えて構築されている。判別システム３９は、世代の異なるスクリュ２,３を選択的に用いることが可能な仕様において、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の世代を判別可能に構成されている。報知システム４０は、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の世代を報知可能に構成されている。以下、具体的に説明する。
【００５６】
「判別システム３９」  
判別システム３９は、上記したコントローラ２３と、上記した判別ユニット２４と、を含めて構成可能である。判別ユニット２４は、判別標識４１と、センサ４２と、を備えている。センサ４２は、コントローラ２３によって制御されている。センサ４２は、後述する判別標識４１の仕様（例えば、判別部分におけるスクリュ軸４,５の形態（態様））を検出可能に構成されている。
【００５７】
コントローラ２３は、センサ４２の出力（即ち、検出結果）に基づいて、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の世代を判別可能に構成されている。コントローラ２３は、判別したスクリュ２,３の世代に基づいて、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の回転状態（例えば、回転数、角速度）を設定可能に構成されている。
【００５８】
この場合、判別した世代に基づいて設定された回転状態には、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）に負荷可能な上記した「許容トルク」が含まれる。これにより、コントローラ２３は、設定した回転状態（即ち、許容トルク）に基づいて、上記した駆動機構２２（モータ２８）の出力（例えば、トルク、回転力）を制御可能となる。かくして、コントローラ２３は、許容トルクの範囲内で、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）を回転させる。
【００５９】
「判別標識４１」  
世代の異なる複数のスクリュ２,３（スクリュ軸４,５）には、世代毎に異なる「判別部分」が設けられている。例えば、新世代のスクリュと前世代のスクリュとを比較すると、双方の「判別部分」が、互いに相違している。
【００６０】
この場合、後述するセンサ４２によって、「判別部分」を検出することで、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の世代を判別することができる。なお、「判別部分」は、センサ４２による定点測定可能な位置（即ち、定点測定位置）に設定されている。
【００６１】
本実施形態において、「判別部分」には、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の世代を判別可能な判別標識４１が構成されている。この場合、「判別部分」において、判別標識４１は、センサ４２からスクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の外周面までの距離として規定することができる。換言すると、判別標識４１は、「判別部分（即ち、定点測定位置）」におけるスクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の形態（態様）として規定することができる。
【００６２】
図面では一例として、上記した太軸部Ｔ２と入力軸Ｔ３の境界及びその近傍の形態（態様）、即ち、段差（くびれ）が、判別標識４１として規定されている。なお、入力軸Ｔ３の直径（外径）は、太軸部Ｔ２の直径（外径）よりも小さく設定されている。よって、太軸部Ｔ２と入力軸Ｔ３の境界及びその近傍は、「段差（くびれ）の形態（態様）」として構成される。
【００６３】
かかる構成によれば、センサ４２の定点測定位置における「段差（くびれ）の形態（態様）」を検出することで、個々のスクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の世代を判別することができる。上記したように、太軸部Ｔ２と入力軸Ｔ３との境界には、「段差（くびれ）」が位置付けられている。このため、「段差（くびれ）の形態（態様）」は、「段差（くびれ）の位置」として捉えることができる。
【００６４】
そうすると、センサ４２の定点測定位置に対する「段差（くびれ）の位置」を検出する仕様と、センサ４２の定点測定位置における「段差（くびれ）の形態（態様）」を検出する仕様とは、互いに同等の処遇となる。
【００６５】
従って、例えば、センサ４２の定点測定位置に対して、「段差（くびれ）の位置」が、スクリュ軸４,５の先端９ａ寄りに位置付けられた場合には、センサ４２から入力軸Ｔ３の外周面までの距離が、判別標識４１として検出される。この場合、新世代のスクリュ２ａ,３ａ（スクリュ軸４ａ,５ａ）であることが判別される（図３Ａ〜図３Ｂ参照）。
【００６６】
一方、例えば、センサ４２の定点測定位置に対して、「段差（くびれ）の位置」が、スクリュ軸４,５の反先端寄り（先端９ａとは反対寄り）に位置付けられた場合には、センサ４２から太軸部Ｔ２の外周面までの距離が、判別標識４１として検出される。この場合、前世代のスクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）であることが判別される（図３Ａ〜図３Ｂ参照）。
【００６７】
以上、本実施形態の判別標識４１によれば、センサ４２の定点測定位置に対する「段差（くびれ）の位置」を検出することで、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の世代を正確に判別することができる。
【００６８】
なお、世代毎に異なる「判別部分」即ち「段差（くびれ）の位置」を設定する方法は、新たなプロセスを別途に設定すること無く、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）を製造するプロセスに際し、これと同時に設定することができる。
【００６９】
例えば、旋盤の刃をスクリュ軸素材に切り込んだ状態で、当該旋盤の刃をスクリュ軸素材に沿って移動させる。このとき、旋盤の刃の移動量は、スクリュの世代毎に変化させて設定する。これにより、スクリュの世代毎に異なる「段差（くびれ）の位置」を設定することができる。かくして、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）を製造するプロセスの延長線上で、「段差（くびれ）の位置」を設定することができる。
【００７０】
「センサ４２」  
センサ４２は、バレルサポート２１の収容部（収容空間、収容領域）２１ｓにセット可能に構成されている（図１参照）。センサ４２は、判別部分（判別標識４１）における「段差（くびれ）の形態（態様）」即ち「段差（くびれ）の位置」を、光学的に定点測定可能に構成されている。
【００７１】
ここで、判別部分（判別標識４１）を検出可能なセンサとしては、例えば、１次元レーザ変位計（図３Ａ参照）、及び、２次元レーザ変位計（図３Ｂ参照）を適用することができる。これらの変位計は、市販されている既製品をそのまま利用することができる。これにより、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の世代を判別することができる。
【００７２】
図３Ａの仕様では、２つの１次元レーザ変位計をセットする。各１次元レーザ変位計から、各スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の「判別部分（判別標識４１）」に向けて、レーザ光を照射する。そうすると、「判別部分（判別標識４１）」の外周面には、円形の集光スポット４２ｐ（円形スポットとも言う）が構成される。
【００７３】
ここで、図３Ａ（ａ）に示すように、新世代のスクリュ２ａ,３ａ（スクリュ軸４ａ,５ａ）において、円形スポット４２ｐは、入力軸Ｔ３の外周面に構成される。一方、前世代のスクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）において、円形スポット４２ｐは、太軸部Ｔ２の外周面に構成される。
【００７４】
このとき、図３Ａ（ｂ）に示すように、１次元レーザ変位計は、かかる外周面からの反射光を受光する。１次元レーザ変位計は、受光した反射光に基づいて、当該センサから当該外周面までの距離を計測する。かくして、計測結果に基づいて、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の世代を判別することができる。
【００７５】
図３Ｂの仕様では、１つの２次元レーザ変位計をセットする。当該２次元レーザ変位計から、各スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の「判別部分（判別標識４１）」に向けて、レーザ光を照射する。そうすると、「判別部分（判別標識４１）」の外周面には、矩形の集光スポット４２ｐ（矩形スポットとも言う）が構成される。
【００７６】
ここで、図３Ｂ（ａ）に示すように、新世代のスクリュ２ａ,３ａ（スクリュ軸４ａ,５ａ）において、矩形スポット４２ｐは、太軸部Ｔ２よりも入力軸Ｔ３の外周面に拡張して構成される。一方、前世代のスクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）において、矩形スポット４２ｐは、入力軸Ｔ３よりも太軸部Ｔ２の外周面に拡張して構成される。
【００７７】
このとき、図３Ｂ（ｂ）に示すように、２次元レーザ変位計は、かかる外周面からの反射光を受光する。２次元レーザ変位計は、受光した反射光に基づいて、異なる波形の出力パターンを演算する。かくして、演算した出力パターンに基づいて、スクリュ２,３（スクリュ軸４,５）の世代を判別することができる。
【００７８】
なお、上記した１次元及び２次元レーザ変位計に代えて、例えば、レーザ光を用いた外径寸法測定器（即ち、透過型変位計）を用いてもよい。また、上記した１次元レーザ変位計に代えて、例えば、超音波を用いた測長器や、外周面にプローブ（probe）を接触させて測長する測長器などを用いてもよい。
【００７９】
「報知システム４０」  
報知システム４０は、判別システム３９の判別結果を報知可能に構成されている。報知システム４０には、例えば、音、光、文字、画像（動画、静止画）などの各種メディアを用いた報知方法を適用することができる。ここで、報知方法としては、上記したコントローラ２３によって、後述する２種類の処理（第１の処理、第２の処理）が実行される。
【００８０】
図面では一例として、報知システム４０は、モニタ４３と、スピーカ４４と、を有して構成されている（図１参照）。モニタ４３及びスピーカ４４は、コントローラ２３によって制御されている。モニタ４３は、例えば、光、文字、画像（動画、静止画）などのメディアによって、判別システム３９の判別結果を報知可能に構成されている。スピーカ４４は、例えば、音などのメディアによって、判別システム３９の判別結果を報知可能に構成されている。
【００８１】
「第１の処理、第２の処理」  
第１の処理は、例えば、作業者がスクリュをセットする。作業者が、「セット完了」をコントローラ２３に入力する。コントローラ２３が、そのセットされたスクリュの世代を判別する。このとき、そのセットされた当該スクリュの世代を、上記したメディアを用いて報知する。
【００８２】
第２の処理は、例えば、コントローラ２３の機能として、生産する複数の成形品についての運転条件を予め登録し、次回の運転時に、その登録した運転条件を呼び出してセットする機能を設定する。このとき、当該運転条件に、新世代のスクリュ２ａ,３ａ、及び、前世代のスクリュ２ｂ,３ｂについての運転条件を含めておく。そして、スクリュがセットされた際に呼び出された運転条件と、スクリュの世代とを照合し、相異する場合は、アラームを報知する。
【００８３】
「スクリュ世代判別機能の動作」  
本動作説明において、例えば、４本のスクリュ２ａ,３ａ,２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ａ,５ａ,４ｂ,５ｂ）を用意する。その中の２本は、新世代のスクリュ２ａ,３ａ（スクリュ軸４ａ,５ａ）である。残りの２本は、前世代のスクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）である。
【００８４】
新世代のスクリュ２ａ,３ａは、フライト１０の頂部から谷部１１までの深さ（即ち、溝深さ）が深く（換言すると、谷部の外径が小さく）設定され、かつ、高剛性化及び高強度化ないし高靱性化されたスクリュ軸４ａ,５ａを備えている。
【００８５】
これに対して、前世代のスクリュ２ｂ,３ｂは、フライト１０の頂部から谷部１１までの深さ（即ち、溝深さ）が新世代のスクリュ２ａ,３ａと同一に設定され、かつ、高剛性化及び高強度化ないし高靱性化されていないスクリュ軸４ｂ,５ｂを備えている。
【００８６】
また、スクリュ２ａ,３ａ,２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ａ,５ａ,４ｂ,５ｂ）には、世代毎に異なる「判別部分（判別標識４１）」として、「段差（くびれ）の位置」が設定されている。更に、コントローラ２３は、上記した２種類の処理（第１の処理、第２の処理）を実行することで、二軸混練装置１にセットされたスクリュの世代を判別する。
【００８７】
例えば、新世代のスクリュ２ａ,３ａ（スクリュ軸４ａ,５ａ）がセットされた状態において、コントローラ２３は、新世代に対応した許容トルクの範囲内で、当該スクリュ２ａ,３ａ（スクリュ軸４ａ,５ａ）の回転状態（例えば、回転数、角速度）を設定する。これにより、二軸混練装置１は、新世代の仕様に設定される。
【００８８】
更に、コントローラ２３は、設定した回転状態に基づいて、駆動機構２２（即ち、モータ２８）を制御する。かくして、新世代の２本のスクリュ２ａ,３ａ（スクリュ軸４ａ,５ａ）には、比較的大きなトルク（回転力）が負荷される。この結果、生産性の向上（例えば、単位時間当たりの混練量の向上）が、図られる。
【００８９】
ここで、新世代の２本のスクリュ２ａ,３ａ（スクリュ軸４ａ,５ａ）を取り外す。その後、新世代の仕様に設定されている二軸混練装置１に、他の２本のスクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）をセットする。このとき、センサ４２によって、判別部分（判別標識４１）における「段差（くびれ）の位置」が、光学的に非接触で検出される。
【００９０】
例えば、１次元レーザ変位計から照射されたレーザ光によって、太軸部Ｔ２の外周面に円形スポット４２ｐが構成された場合を想定する（図３Ａ（ａ）参照）。このとき、１次元レーザ変位計は、受光した反射光に基づいて、当該センサから太軸部Ｔ２の外周面までの距離を計測する。このときの計測結果が、１次元レーザ変位計からコントローラ２３に出力される。コントローラ２３は、そのセットされたスクリュが前世代であることを判別する。
【００９１】
続いて、コントローラ２３は、前世代に対応した許容トルクの範囲内で、当該スクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）の回転状態（例えば、回転数、角速度）を設定する。これにより、二軸混練装置１は、旧世代の仕様に設定される。
【００９２】
更に、コントローラ２３は、設定した回転状態に基づいて、駆動機構２２（即ち、モータ２８）を制御する。かくして、前世代の２本のスクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）には、比較的小さなトルク（回転力）が負荷される。この結果、当該スクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）を、安全に回転させることができる。
【００９３】
なお、上記同様に、前世代の２本のスクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）を取り外す。この後、前世代の仕様に設定された二軸混練装置１に、新世代の２本のスクリュ２ａ,３ａ（スクリュ軸４ａ,５ａ）をセットする。かくして、センサ４２及びコントローラ２３によって、二軸混練装置１は、新世代の仕様に設定される。
【００９４】
「スクリュ世代判別機能の効果」  
本実施形態のスクリュ世代判別機能によれば、新世代の仕様に設定された二軸混練装置１に対して、前世代のスクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）をセットした場合でも、当該世代に対応した許容トルクの範囲内で、スクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）を回転させることができる。
【００９５】
このとき、当該スクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）には、その許容トルクを越えたトルク（回転力）が負荷されることは無い。この結果、スクリュ軸４ｂ,５ｂが折損したり、或いは、当該折損によりスクリュエレメント２ｅ,３ｅないしスクリュ２ｂ,３ｂが早期に劣化したりしてしまうといった不具合の発生を未然に防止することができる。
【００９６】
本実施形態のスクリュ世代判別機能によれば、判別部分（判別標識４１）における「段差（くびれ）の位置」が、光学的に検出される。これにより、非接触状態で、スクリュ２ａ,３ａ,２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ａ,５ａ,４ｂ,５ｂ）の世代を間違いなく判別することができる。この結果、判別に際して、スクリュ軸４ａ,５ａ,４ｂ,５ｂが損傷したり、或いは、当該損傷によりスクリュエレメント２ｅ,３ｅないしスクリュ２ｂ,３ｂが、早期に劣化したりしてしまうといった不具合の発生を未然に防止することができる。
【００９７】
「第１変形例」  
上記したスクリュ世代判別機能において、新世代の仕様に設定された二軸混練装置１に対して、前世代のスクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）がセットされたとき、混練動作を開始させないような制御を行ってもよい。即ち、コントローラ２３によって、モータ２８を停止制御する。換言すると、前世代のスクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）を回転させない制御を行う。
【００９８】
これにより、スクリュ２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ｂ,５ｂ）に、その許容トルクを越えたトルク（回転力）が負荷されるのを未然に防止することができる。この結果、スクリュ軸４ｂ,５ｂが折損したり、或いは、当該折損によりスクリュエレメント２ｅ,３ｅないしスクリュ２ｂ,３ｂが、早期に劣化したりしてしまうといった不具合の発生を未然に防止することができる。
【００９９】
「第２変形例」  
上記したスクリュ世代判別機能の仕様では、新世代と前世代の２世代のスクリュ２ａ,３ａ,２ｂ,３ｂ（スクリュ軸４ａ,５ａ,４ｂ,５ｂ）を想定したが、これに限定されることは無い。例えば、３世代以上の複数世代のスクリュ（スクリュ軸）の世代を判別するようにしてもよい。
【０１００】
判別方法としては、２つの方法が想定される。第１の方法は、例えば、３世代分のスクリュ（スクリュ軸）がある場合、判別標識４１としての「判別部分（定点測定位置）」を軸方向に複数設定すると共に、これに対応して、センサ４２の台数を増加させればよい。第２の方法は、例えば、「判別部分（定点測定位置）」におけるスクリュ軸の太さを、太軸部Ｔ２と入力軸Ｔ３との間で複数段階に変化させればよい。
【０１０１】
「第３変形例」  
上記した一実施形態、及び、第１〜第２変形例では、混練装置１として、同方向回転型の二軸混練装置（Co-Rotating Twin-Screw Compounder）を想定したが、これに限定されることは無い。異方向回転型の二軸混練装置（Counter-Rotating Twin-Screw Compounder）にも、上記した本発明のスクリュ世代判別機能を付加可能であることは言うまでもない。  
更に、単軸の混練装置１にも、本発明のスクリュ世代判別機能を付加可能である。
【０１０２】
「第４変形例」  
上記したスクリュ世代判別機能の仕様では、センサ４２の定点測定位置に対する「段差（くびれ）の位置」を検出しているが、これに代えて、例えば、スクリュ軸４,５の太軸部Ｔ２に判別標識４１を構成してもよい。かかる判別標識４１は、スクリュ（スクリュ軸）の世代数に応じて、異なる形状に設定する。
【０１０３】
例えば、３世代のスクリュ（スクリュ軸）がある場合、互いに異なる形状の３種類の判別標識４１を、各太軸部Ｔ２に構成する。ここで、判別標識４１の形状として、太軸部Ｔ２の外周面を周方向に沿って連続的に窪ませた溝を想定する。この場合、例えば、幅寸法の異なる３種類の溝を、各太軸部Ｔ２に構成する。
【０１０４】
かかる構成において、上記した２次元レーザ変位計によって、太軸部Ｔ２における判別標識４１の溝幅を計測する。これにより、３世代のスクリュ（スクリュ軸）を判別することができる。
【０１０５】
なお、他の判別方法としては、例えば、カメラで判別標識（溝）４１を撮影する。撮像した画像データに判別処理を施す。これにより、３世代のスクリュ（スクリュ軸）を判別する。
【０１０６】
また、スクリュ軸に新たに設ける判別標識４１としては、上記した溝幅に限らず、例えば、溝の深さや本数を世代毎に変化させてもよい。更に、かかる溝以外の判別標識４１としては、例えば、「判別部分（定点測定位置）」に異なるプロファイル（湾曲面など）を付けたもの、異なるパターンを付けたもの、異なる色を付けた仕様などを適用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１…混練装置、２,３…スクリュ、４,５…スクリュ軸、６…バレル、７…加熱装置、
８…装置本体、２３…コントローラ、２４…判別ユニット、３９…判別システム、
４０…報知システム、４１…判別標識、４２…センサ、４２ｐ…集光スポット。
【図１】
2018108700.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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