(57)【要約】【課題】本発明は、スクリュを内設したシリンダの後部に設けられた減速機のスラストベアリングを介して受けるスクリュのスラスト荷重を荷重変換器で受けることにより、樹脂材料の種類を問わずスラスト荷重値の測定を可能とすることを目的とする。【解決手段】本発明による押出機先端圧力測定方法及び装置は、スクリュ(22)を有するシリンダ(2A)の後部に減速ギア機構(23)を設け、このスクリュ(22)に減速歯車群(24)を介して設けられた直動軸(25)にスラストベアリング(27)を介して荷重変換器(28)を配設し、前記スクリュ(22)にかかるスラスト荷重(S)を荷重変換器(28)で測定する方法と構成である。【選択図】図１
2011148205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ(2A)内に回転自在に設けられたスクリュ(22)と、前記シリンダ(2A)の後端(2B)に設けられ前記スクリュ(22)を回転駆動するための減速ギア機構(23)と、前記減速ギア機構(23)に接続され前記減速ギア機構(23)を駆動するためのモータ(2b)と、前記減速ギア機構(23)の後部(23Aa)に設けられると共に前記スクリュ(22)に直接又は間接的に接して軸方向に直動する直動軸(25)と、前記減速ギア機構(23)の後部(23Aa)に設けられ前記直動軸(25)を直動自在に支持するためのスラストベアリング(27)と、前記スラストベアリング(27)の後部に配設され前記直動軸(25)の端部と接する荷重変換器(28)と、を用い、
前記スクリュ(22)に付加されるスラスト荷重(S)を前記直動軸(25)を介して前記荷重変換器(28)により測定することを特徴とする押出機先端圧力測定方法。
【請求項２】
前記減速ギア機構(23)の減速器ギア機構ケーシング(23A)と一体に形成されて突出する筒状又はカップ状のケース体(26)内に、前記スラストベアリング(27)及び荷重変換器(28)が設けられていることを特徴とする請求項１記載の押出機先端圧力測定方法。
【請求項３】
シリンダ(2A)内に回転自在に設けられたスクリュ(22)と、前記シリンダ(2A)の後端(2B)に設けられ前記スクリュ(22)を回転駆動するための減速ギア機構(23)と、前記減速ギア機構(23)に接続され前記減速ギア機構(23)を駆動するためのモータ(2b)と、前記減速ギア機構(23)の後部(23Aa)に設けられると共に前記スクリュ(22)に直接又は間接的に接して軸方向に直動する直動軸(25)と、前記減速ギア機構(23)の後部(23Aa)に設けられ前記直動軸(25)を直動自在に支持するためのスラストベアリング(27)と、前記スラストベアリング(27)の後部に配設され前記直動軸(25)の端部と接する荷重変換器(28)と、よりなり、
前記スクリュ(22)に付加されるスラスト荷重(S)を前記直動軸(25)を介して前記荷重変換器(28)により測定することを特徴とする押出機先端圧力測定装置。
【請求項４】
前記減速ギア機構(23)の減速器ギア機構ケーシング(23A)と一体に形成されて突出する筒状又はカップ状のケース体(26)内に、前記スラストベアリング(27)及び荷重変換器(28)が設けられていることを特徴とする請求項３記載の押出機先端圧力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出機先端圧力測定方法及び装置に関し、特に、スクリュを内設したシリンダの後部に設けられた減速機のスラストベアリングを介して受けるスクリュのスラスト荷重を荷重変換器で受けることにより、樹脂材料の種類を問わずスラスト荷重値の測定を可能とするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられいたこの種の押出機先端圧力測定方法としては、例えば、特許文献１及び２の構成を挙げることができ、ここでは、特許文献１の構成を図２及び図３と共に説明する。
【０００３】
図３において、符号１で示されるものは押出装置であり、この押出装置１はスクリュ式押出機２、ダイバータバルブ３、連結管４、ギアポンプ５、濾過装置６及び造粒装置７を上流から下流へ順次連結して構成されている。
【０００４】
前記スクリュ式押出機２はシリンダ２Ａ内にスクリュ片端支持で構成され、図示しないスクリュが減速機２ａを介して駆動モータ２ｂに連結されている。このシリンダ２Ａの上流側端部には、シリンダ２Ａ内へ合成樹脂原料を供給するホッパ２ｃが設けられている。前記ギアポンプ５には図示しないギアポンプ用駆動装置、前記造粒装置７には図示しない造粒装置用駆動装置がそれぞれ独立して回転駆動可能に設けられ、前記濾過装置６には濾過用スクリーンを交換するための図示しない駆動装置が設けられている。また、スクリュ式押出機２の先端の吐出端１０には第１圧力計測点Ａとして、シリンダ先端内の流路圧力を計測して計測値を図示しない制御装置へ伝送可能な第１圧力伝送器８が設けられ、前記連結管４にはギアポンプ５の吸入端１１すなわちギアポンプ５のギア５Ａの直前の第２圧力計測点Ｂとして、連結管４内の流路圧力を計測して計測値を図示しない制御装置へ伝送可能な第２圧力伝送器９が設けられている。
【０００５】
以上のように構成された押出装置１において、合成樹脂原料は以下のように加工処理される。すなわち、スクリュ式押出機２のスクリュが減速機２ａを介して駆動モータ２ｂにより回転駆動され、ギアポンプ５が駆動され、造粒装置７がそれぞれ所定条件により運転されている状態で、スクリュ式押出機２において、その上流部のホッパ２ｃからシリンダ２Ａ内へ合成樹脂原料が連続的に供給される。この合成樹脂原料は、スクリュ式押出機２により溶融混練され、ダイバータバルブ３および連結管４を経てギアポンプ５へ押出され、ギアポンプ５により昇圧され、濾過装置６により不純物を除去され、造粒装置７によりペレット状の樹脂材料に加工される。
【０００６】
このような押出装置１の連続した工程による加工処理において、第１圧力伝送器８及び第２圧力伝送器９により、それぞれ第１圧力計測点Ａ及び第２圧力計測点Ｂにおける流路内の溶融樹脂圧力Ｐａ及びＰｂが計測され、この計測圧力が図示しない制御装置へ伝送され、図４に示すように、ギアポンプ５の直前の圧力予測点Ｓの圧力が予測され、予測圧力がギア５Ａ直前を溶融樹脂原料で充満させるためのギア直前設定樹脂圧力Ｐｓになるように、ギアポンプ５の運転が制御され、ギアポンプ５の回転数が制御される。また、図４では３つの測定結果が樹脂圧力勾配として示されているが、何れの場合も、ギア直前設定樹脂圧力Ｐｓとなるように前記制御装置によって制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３５４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の押出機先端圧力測定方法及び装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、通常の硬度を有する樹脂材料を混練して押出した場合には、圧力伝送器の測定部は樹脂圧力を正常に測定することができるが、非常に硬度の高い材料を押出機により混練した場合、圧力伝送器の測定部が直接材料に接触するため、摩耗してしまい、測定が不可能となってしまうことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による押出機先端圧力測定方法は、シリンダ内に回転自在に設けられたスクリュと、前記シリンダの後端に設けられ前記スクリュを回転駆動するための減速ギア機構と、前記減速ギア機構に接続され前記減速ギア機構を駆動するためのモータと、前記減速ギア機構の後部に設けられると共に前記スクリュに直接又は間接的に接して軸方向に直動する直動軸と、前記減速ギア機構の後部に設けられ前記直動軸を直動自在に支持するためのスラストベアリングと、前記スラストベアリングの後部に配設され前記直動軸の端部と接する荷重変換器と、を用い、前記スクリュに付加されるスラスト荷重を前記直動軸を介して前記荷重変換器により測定する方法であり、また、前記減速ギア機構の減速ギア機構ケーシングと一体に形成されて突出する筒状又はカップ状のケース体内に、前記スラストベアリング及び荷重変換器が設けられている方法であり、また、本発明による押出機先端圧力測定装置は、シリンダ内に回転自在に設けられたスクリュと、前記シリンダの後端に設けられ前記スクリュを回転駆動するための減速ギア機構と、前記減速ギア機構に接続され前記減速ギア機構を駆動するためのモータと、前記減速ギア機構の後部に設けられると共に前記スクリュに直接又は間接的に接して軸方向に直動する直動軸と、前記減速ギア機構の後部に設けられ前記直動軸を直動自在に支持するためのスラストベアリングと、前記スラストベアリングの後部に配設され前記直動軸の端部と接する荷重変換器と、よりなり、
前記スクリュに付加されるスラスト荷重を前記直動軸を介して前記荷重変換器により測定する構成であり、また、前記減速ギア機構の減速ギア機構ケーシングと一体に形成されて突出する筒状又はカップ状のケース体内に、前記スラストベアリング及び荷重変換器が設けられている構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による押出機先端圧力測定方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、シリンダ内に回転自在に設けられたスクリュと、前記シリンダの後端に設けられ前記スクリュを回転駆動するための減速ギア機構と、前記減速ギア機構に接続され前記減速ギア機構を駆動するためのモータと、前記減速ギア機構の後部に設けられると共に前記スクリュに直接又は間接的に接して軸方向に直動する直動軸と、前記減速ギア機構の後部に設けられ前記直動軸を直動自在に支持するためのスラストベアリングと、前記スラストベアリングの後部に配設され前記直動軸の端部と接する荷重変換器と、を用い、前記スクリュに付加されるスラスト荷重を前記直動軸を介して前記荷重変換器により測定することにより、従来用いていたシリンダの先端内の圧力測定装置をなくすことができると共に、減速装置に設けた荷重変換器によってスクリュのスラスト荷重を測定し、得られた測定荷重値により樹脂圧力を換算することができ、従来は不可能となっていた硬度の高い樹脂材料についても、荷重変換器が直接樹脂材料に接することがないため、樹脂の硬軟及び種類に関係なく樹脂圧力を正確に測定することができる。
さらに、減速ギア機構の減速ギア機構ケーシングと一体に形成されて突出する筒状又はカップ状のケース体内に、前記スラストベアリング及び荷重変換器が設けられていることにより、荷重変換器は外部との接触を極めて少なくすることができ、耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による押出機先端圧力測定方法及び装置を示す概略平面構成図である。
【図２】図１の下面から見た場合の概略拡大断面図である。
【図３】従来の押出機先端圧力測定方法及び装置を示す構成図である。
【図４】図３における溶融合成樹脂原料圧力線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、スクリュを内設したシリンダの後部に設けられた減速機のスラストベアリングを介して受けるスクリュのスラスト荷重をロードセルで受けることにより、樹脂材料の種類を問わずスラスト荷重値の測定を可能とする押出機先端圧力測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１３】
以下、図面と共に本発明による押出機先端圧力測定方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図１及び図２において、符号１で示されるものは、押出機１を構成するためのシリンダ２Ａであり、このシリンダ２Ａには樹脂原料を供給するためのホッパー２０が設けられている。
【００１４】
前記シリンダ２Ａ内の内腔２１内には、一対のスクリュ２２が互いに噛み合い又は非噛み合い状態で内設され、前述の二軸の構成のみに限らず、図示しない一軸構成も適用することができる。
前記シリンダ２Ａの後端２Ｂ側には、周知の減速ギア機構２３を有する減速装置２ａが設けられ、この減速ギア機構２３の減速ギア機構ケーシング２３Ａが前記後端２Ｂに接続されている。
【００１５】
前記減速ギア機構２３内には前記モータ２ｂの回転を減速してスクリュ２２を回転するための減速歯車群２４が設けられており、この減速ギア機構２３の後部２３Ａから後方へ突出する直動軸２５が直動自在に設けられている。
【００１６】
前記スクリュ２２の後端は、前記減速歯車群２４を介して回転されると共に、図示しない周知の接続部材（例えば、回転を伝達せずにストロークのみを伝えるジョイント等からなる）を介して前記直動軸２５に接し、スクリュ２２が溶融樹脂によるスラスト荷重を受けた場合に前記直動軸２５をスクリュ２２が付勢して直動させるように構成されている。尚、この場合、スクリュ２２の直動を許容できるように、減速歯車群２４の歯車は、周知のように、軸方向に長い歯を用いる必要がある。
従って、前記スクリュ２２の後端と直動軸２５とは、前記接続部材を用いた間接的な構成と、この接続部材を用いないでグリス等によりスクリュ２２の端面と直動軸２５の端面とを直接接触させることも可能である。
尚、前述の直動軸２５は、図示した一対の二軸スクリュ構成に限らず、一軸の単軸スクリュ構成として一軸の直動軸２５を用いる構成とすることもできる。
【００１７】
前記減速ギア機構２３の減速ギア機構ケーシング２３Ａの後部２３Ａａには、この減速ギア機構ケーシング２３Ａと一体でかつ筒状又はカップ状に突出して形成されたケース体２６が形成され、このケース体２６内には、スラストベアリング２７及びロードセンサである荷重変換器２８が直列状に内設されており、前記直動軸２５の径小軸２５ａがスラストベアリング２７を貫通して前記荷重変換器２８に当接して軸方向に付勢するように構成されている。
【００１８】
次に、動作について述べる。前述の構成において、前記シリンダ２Ａを図示しないヒータによって予め加熱し、所定の温度に到達した段階で前記ホッパー２０からシリンダ２Ａ内に樹脂原料を供給すると、すでに、モータ２ｂ及び減速装置２ａを介してスクリュ２２が回転状態であるため、シリンダ２Ａ内の樹脂原料は溶融攪拌されつつ、シリンダ２Ａの先端に設けられたダイス（図示せず）側に搬送されて、このダイスから造粒機（図示せず）側へストランドとして吐出されるが、この際、スクリュ２２は混練しシリンダ２Ａ内に滞留している溶融樹脂によって圧力すなわちスラスト荷重Ｓを受け、同時に減速装置２ａすなわち減速ギア機構にこのスラスト荷重Ｓが加わる。
【００１９】
前述の場合、このスラスト荷重Ｓは、前記直動軸２５を経てスラストベアリング２７に伝わり、このスラストベアリング２７の直動側に結合している前記径小軸２５ａが荷重変換器２８を付勢するため、この荷重変換器２８からスラスト荷重Ｓに応じた荷重値２８ａが出力される。
前記荷重値２８ａを圧力に変換することにより、シリンダ２Ａ内の溶融樹脂の樹脂圧力の値を得ることができ、この圧力の値を用いてモータ２ｂの回転を制御し、溶融混練の状態を制御することができる。
従って、本発明による押出機先端圧力測定方法においては、溶融混練するための樹脂の種類に関係なくスラスト荷重Ｓに基づく圧力測定を確実に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明による押出機先端圧力測定方法及び装置は、単軸、二軸押出機の他に、射出及び中空成形機のシリンダにも適用が可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１    押出機
Ｓ    スラスト荷重
２Ａ    シリンダ
２Ｂ    後端
２ａ    減速装置
２ｂ    モータ
２０    ホッパー
２１    内腔
２２    スクリュ
２３    減速ギア機構
２３Ａ    減速ギア機構ケーシング
２３Ａａ    後部
２４    減速歯車群
２５    直動軸
２５ａ    径小軸
２６    ケース体
２７    スラストベアリング
２８    荷重変換器
２８ａ    荷重値
【図１】
2011148205.tif 000003
【図２】
2011148205.tif 000004
【図３】
2011148205.tif 000005
【図４】
2011148205.tif 000006