(57)【要約】  材料の閉塞又は品質低下を防止して最適な状態で材料の空気輸送を行うことができる材料輸送装置（１００）及び材料輸送方法を提供する。  交流電源の周波数を変換するインバータ（１３）と、インバータ（１３）で駆動される電動機（１２）を有する吸引空気源（１０）とを備え、材料を輸送するための配管（５）を介して吸引空気源（１０）により材料を空気輸送する材料輸送装置（１００）であって、インバータ（１３）の出力に関する物理量を検出する物理量検出部（５１）と、物理量検出部（５１）で検出した物理量に基づき、吸引空気源（１０）による風量又は風速を制御する制御部（５０）とを備える。
2014155655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の周波数を変換するインバータと、該インバータで駆動される電動機を有する吸引空気源とを備え、材料を輸送するための配管を介して前記吸引空気源により材料を空気輸送する材料輸送装置であって、  前記インバータの出力に関する物理量を検出する物理量検出部と、  該物理量検出部で検出した物理量に基づき、前記吸引空気源による風量又は風速を制御する制御部と  を備えることを特徴とする材料輸送装置。
【請求項２】
前記物理量検出部は、  前記電動機のトルク、電流又は電力の少なくとも１つを検出するようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の材料輸送装置。
【請求項３】
前記制御部は、  前記インバータが変換する周波数を制御して前記吸引空気源による風量又は風速を制御するようにしてあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の材料輸送装置。
【請求項４】
前記物理量検出部で検出した物理量に基づいて前記吸引空気源による圧力を算出する圧力算出部と、  該圧力算出部で算出した圧力及び前記吸引空気源の圧力と風量との関係を示す圧力風量特性に基づいて、前記吸引空気源による風量又は風速を算出する風量算出部と  を備え、  前記制御部は、  前記風量算出部で算出した風量又は風速が所要の範囲になるように前記インバータが変換する周波数を制御するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の材料輸送装置。
【請求項５】
前記風量算出部で算出した風量又は風速を表示する風量表示部を備えることを特徴とする請求項４に記載の材料輸送装置。
【請求項６】
前記圧力算出部で算出した圧力を表示する圧力表示部を備えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の材料輸送装置。
【請求項７】
材料収容器を回転させて材料を供給する材料供給部と、  交流電源の周波数を変換し、変換した周波数に応じて前記材料収容器の回転数を調整する材料供給インバータと、  材料の混入比を所要の範囲内にすべく、前記吸引空気源による風量又は風速に応じて前記材料供給インバータが変換する周波数を制御して材料の供給量を制御する供給量制御部と  を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の材料輸送装置。
【請求項８】
前記物理量検出部で検出した物理量が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定部を備え、  前記供給量制御部は、  前記判定部で前記物理量が所定の閾値以上である場合、前記材料供給インバータが変換する周波数を下げて材料の供給量を減らすようにしてあることを特徴とする請求項７に記載の材料輸送装置。
【請求項９】
前記判定部で前記物理量が所定の閾値以上である場合、その旨を報知する報知部を備えることを特徴とする請求項８に記載の材料輸送装置。
【請求項１０】
材料の消費量を算出する消費量算出部を備え、  前記供給量制御部は、  前記消費量算出部で算出した消費量に応じて前記材料供給インバータが変換する周波数を制御して材料の供給量を制御するようにしてあることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の材料輸送装置。
【請求項１１】
前記制御部は、  材料の混入比を所要の範囲内にすべく、材料の供給量に応じて前記インバータが変換する周波数を制御して前記吸引空気源による風量又は風速を制御するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の材料輸送装置。
【請求項１２】
前記制御部は、  前記吸引空気源による風量又は風速を所要の範囲内にすべく、材料の供給量に応じて前記インバータが変換する周波数を制御するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の材料輸送装置。
【請求項１３】
前記配管を介して輸送された材料を捕集して収容する収容部と、  該収容部の異なる位置に設けられ、材料の供給開始時点を検出するための第１検出部及び材料の供給停止時点を検出するための第２検出部と  を備え、  前記消費量算出部は、  前記供給開始時点と供給停止時点との時間差及び前記収容部の前記第１検出部及び第２検出部間の材料収容量に基づいて材料の消費量を算出するようにしてあることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の材料輸送装置。
【請求項１４】
交流電源の周波数を変換するインバータと、該インバータで駆動される電動機を有する吸引空気源とを備え、材料を輸送するための配管を介して前記吸引空気源により材料を空気輸送する材料輸送装置による材料輸送方法であって、  前記インバータの出力に関する物理量を検出するステップと、  検出された物理量に基づき、前記吸引空気源による風量又は風速を制御するステップと  を含むことを特徴とする材料輸送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、交流電源の周波数を変換するインバータと、インバータで駆動される電動機を有する吸引空気源とを備え、材料を輸送するための配管を介して吸引空気源により材料を空気輸送する材料輸送装置及び材料輸送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、材料供給元から空気輸送された材料（例えば、粉粒体材料）を捕集器などで捕集して収容し、捕集器の排出口に設けられた投入管又は貯留タンクなどを介して空気輸送された材料を成形機等へ供給する材料輸送装置が実用化されている。【０００３】  このような材料輸送装置は、例えば、材料ホッパーと乾燥機との間に材料元バルブを設け、成形機に接続された捕集器と乾燥機との間を配管で連結してある。そして、捕集器に設けられた吸引ブロアにより吸引される空気で材料を搬送させることにより、乾燥機から捕集器へ吸引輸送する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  材料（例えば、粉粒体材料）を空気輸送する場合、配管内の風速が遅いと材料が配管内で閉塞する。逆に配管内の風速が速いと配管内で材料が擦れることにより材料にスネーキング又はひげが発生し、材料の品質が低下する。また、空気輸送する材料の種類が変わることにより、材料の比重などが変わり、配管抵抗又は圧力が変化し、材料の閉塞が生じる場合もある。また、材料の消費量に応じて材料の供給量を変えることにより、混入比（単位空気当たりの材料輸送量）が変化し、配管内の風速又は圧力が変化し、安定的に空気輸送を行うことができない事態も生じる。このため、従来の空気輸送においては、空気輸送する材料の変更の都度、あるいは材料の消費量の変更の都度、手動で吸引空気源（例えば、ポンプ、ブロアなど）の出力を調整して配管内の風量（又は風速）、あるいは圧力などを計測して所要の空気輸送状態にする必要があった。【０００６】  本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、材料の閉塞又は品質低下を防止して最適な状態で材料の空気輸送を行うことができる材料輸送装置及び材料輸送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】
【０００７】  第１発明に係る材料輸送装置は、交流電源の周波数を変換するインバータと、該インバータで駆動される電動機を有する吸引空気源とを備え、材料を輸送するための配管を介して前記吸引空気源により材料を空気輸送する材料輸送装置であって、前記インバータの出力に関する物理量を検出する物理量検出部と、該物理量検出部で検出した物理量に基づき、前記吸引空気源による風量又は風速を制御する制御部とを備えることを特徴とする。【０００８】  第２発明に係る材料輸送装置は、第１発明において、前記物理量検出部は、前記電動機のトルク、電流又は電力の少なくとも１つを検出するようにしてあることを特徴とする。【０００９】  第３発明に係る材料輸送装置は、第１発明又は第２発明において、前記制御部は、前記インバータが変換する周波数を制御して前記吸引空気源による風量又は風速を制御するようにしてあることを特徴とする。【００１０】  第４発明に係る材料輸送装置は、第１発明乃至第３発明のいずれか１つにおいて、前記物理量検出部で検出した物理量に基づいて前記吸引空気源による圧力を算出する圧力算出部と、該圧力算出部で算出した圧力及び前記吸引空気源の圧力と風量との関係を示す圧力風量特性に基づいて、前記吸引空気源による風量又は風速を算出する風量算出部とを備え、前記制御部は、前記風量算出部で算出した風量又は風速が所要の範囲になるように前記インバータが変換する周波数を制御するようにしてあることを特徴とする。【００１１】  第５発明に係る材料輸送装置は、第４発明において、前記風量算出部で算出した風量又は風速を表示する風量表示部を備えることを特徴とする。【００１２】  第６発明に係る材料輸送装置は、第４発明又は第５発明において、前記圧力算出部で算出した圧力を表示する圧力表示部を備えることを特徴とする。【００１３】  第７発明に係る材料輸送装置は、第１発明乃至第６発明のいずれか１つにおいて、材料収容器を回転させて材料を供給する材料供給部と、交流電源の周波数を変換し、変換した周波数に応じて前記材料収容器の回転数を調整する材料供給インバータと、材料の混入比を所要の範囲内にすべく、前記吸引空気源による風量又は風速に応じて前記材料供給インバータが変換する周波数を制御して材料の供給量を制御する供給量制御部とを備えることを特徴とする。【００１４】  第８発明に係る材料輸送装置は、第７発明において、前記物理量検出部で検出した物理量が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定部を備え、前記供給量制御部は、前記判定部で前記物理量が所定の閾値以上である場合、前記材料供給インバータが変換する周波数を下げて材料の供給量を減らすようにしてあることを特徴とする。【００１５】  第９発明に係る材料輸送装置は、第８発明において、前記判定部で前記物理量が所定の閾値以上である場合、その旨を報知する報知部を備えることを特徴とする。【００１６】  第１０発明に係る材料輸送装置は、第７発明乃至第９発明のいずれか１つにおいて、材料の消費量を算出する消費量算出部を備え、前記供給量制御部は、前記消費量算出部で算出した消費量に応じて前記材料供給インバータが変換する周波数を制御して材料の供給量を制御するようにしてあること���特徴とする。【００１７】  第１１発明に係る材料輸送装置は、第１発明乃至第１０発明のいずれか１つにおいて、前記制御部は、材料の混入比を所要の範囲内にすべく、材料の供給量に応じて前記インバータが変換する周波数を制御して前記吸引空気源による風量又は風速を制御するようにしてあることを特徴とする。【００１８】  第１２発明に係る材料輸送装置は、第１発明乃至第１０発明のいずれか１つにおいて、前記制御部は、前記吸引空気源による風量又は風速を所要の範囲内にすべく、材料の供給量に応じて前記インバータが変換する周波数を制御するようにしてあることを特徴とする。【００１９】  第１３発明に係る材料輸送装置は、第１０発明乃至第１２発明のいずれか１つにおいて、前記配管を介して輸送された材料を捕集して収容する収容部と、該収容部の異なる位置に設けられ、材料の供給開始時点を検出するための第１検出部及び材料の供給停止時点を検出するための第２検出部とを備え、前記消費量算出部は、前記供給開始時点と供給停止時点との時間差及び前記収容部の前記第１検出部及び第２検出部間の材料収容量に基づいて材料の消費量を算出するようにしてあることを特徴とする。【００２０】  第１４発明に係る材料輸送方法は、交流電源の周波数を変換するインバータと、該インバータで駆動される電動機を有する吸引空気源とを備え、材料を輸送するための配管を介して前記吸引空気源により材料を空気輸送する材料輸送装置による材料輸送方法であって、前記インバータの出力に関する物理量を検出するステップと、検出された物理量に基づき、前記吸引空気源による風量又は風速を制御するステップとを含むことを特徴とする。【００２１】  第１発明及び第１４発明にあっては、物理量検出部は、インバータの出力に関する物理量を検出する。インバータの出力に関する物理量は、例えば、電動機のトルクであり、電動機のトルクに変換することができる電流、負荷電流又は電動機の出力電力なども含めることができる。物理量検出部は、インバータの内部に設けてもよく、あるいは電動機側にセンサを設けて検出してもよい。【００２２】  制御部は、物理量検出部で検出した物理量に基づき、吸引空気源による風量又は風速を制御する。なお、風量をＱ、風速をＳ、配管の内径をｄとすると、Ｓ＝Ｑ／（π×ｄ2 ／４）で表すことができる。電動機のトルクと配管内の圧力又は配管抵抗とは比例する関係にある。また、吸引空気源の圧力と風量との関係を示す圧力風量特性は、予め求めておくことができる。また、配管内の風量は、吸引空気源の電動機の回転軸の回転数、すなわちインバータが変換する周波数と比例する関係にある。インバータの周波数を上下すべく制御することにより、吸引空気源の圧力風量特性上で配管内の風量を最適な値にすることが可能となる。これにより、風量又は風速が遅すぎる状態、あるいは速すぎる状態を防止して、材料の閉塞又は品質低下を防止して最適な状態で材料の空気輸送を行うことができる。【００２３】  第２発明にあっては、物理量検出部は、電動機のトルク、電流又は電力（出力電力）の少なくとも１つを検出する。これにより、物理量検出部で検出した電動機のトルク、電流又は電力を用いて、インバータが変換する周波数��制御するためのフィードバックを行うことができる。【００２４】  第３発明にあっては、制御部は、インバータが変換する周波数を制御して吸引空気源による風量又は風速を制御する。吸引空気源の電動機の回転軸の回転速度と吸引空気源による風量との間には、風量が回転速度に比例する関係がある。電動機の回転軸の回転速度はインバータが変換する周波数に比例するので、吸引空気源による風量又は風速は、インバータが変換する周波数に比例する。従って、インバータの周波数を制御することにより、風量又は風速を制御することができ、同時に吸引空気源の圧力風量特性に応じて空気の圧力（負圧）を制御することができる。【００２５】  第４発明にあっては、圧力算出部は、物理量検出部で検出した物理量に基づいて吸引空気源による圧力を算出する。検出した物理量を、例えば、電動機のトルクをＴとし、吸引空気源による圧力をＰとすると、Ｐ＝ｃ×Ｔ＋ｄという式により圧力を算出することができる。なお、定数ｃ、ｄは、吸引空気源の仕様等により決定される。風量算出部は、算出した圧力及び吸引空気源の圧力と風量との関係を示す圧力風量特性に基づいて、吸引空気源による風量又は風速を算出する。なお、吸引空気源の圧力風量特性は、吸引空気源の電動機の回転数に応じて異なる。したがって、回転数に応じた圧力風量特性上の圧力値と風量値とを対応付けて記録しておくか、あるいは圧力風量特性を表す式（近似式を含む）により、圧力から風量を算出してもよい。【００２６】  制御部は、算出した風量又は風速が所要の範囲になるようにインバータが変換する周波数を制御する。すなわち、材料の閉塞及び材料の品質低下を生じさせない最適な風量又は風速の所要の範囲を予め設定しておくことにより、制御部は、算出した風量又は風速が所要の範囲になるようにインバータが変換する周波数を制御する。これにより、材料の閉塞又は品質低下を防止して最適な状態で材料の空気輸送を行うことができる。【００２７】  第５発明にあっては、風量表示部は、風量算出部で算出した風量又は風速を表示する。これにより、配管に風速計又は風量計を設ける必要がなくなる。【００２８】  第６発明にあっては、圧力表示部は、圧力算出部で算出した圧力を表示する。これにより、配管に圧力計を設ける必要がなくなる。また、圧力計を用いることによる圧力計測の誤差がなく、正確に空気の圧力を求めることができる。【００２９】  第７発明にあっては、材料供給部は、材料収容器を回転させて材料を供給する。材料供給部は、例えば、ロータリーバルブを備えた材料収容タンクなどで構成される。すなわち、材料供給部は、例えば、複数の材料収容器を適宜に配置し、電動機の回転軸が回転することにより、所定量の材料が収容された材料収容器が順番に回転し、所定位置で材料収容器に収容された材料が配管へ排出させるように構成してある。そして、材料供給インバータは、変換した周波数に応じて電動機の回転軸の回転数を変えることにより、材料収容器の回転数を調整して材料の供給量を調整することができる。【００３０】  供給量制御部は、材料の混入比を所要の範囲内にすべく、吸引空気源による風量又は風速に応じて材料供給インバータが変換する周波数を制御して材料の供���量を制御する。混入比は、単位空気当たりどれだけの材料を輸送できるかを示す値である。単位時間当たりの材料の供給量をＷ、風量をＱとすると、混入比μは、μ＝ｋ×Ｗ／Ｑで表すことができる。ｋは定数である。例えば、材料の閉塞及び品質低下を生じさせない最適な風量Ｑで制御している場合に、混入比μが所要の範囲よりも小さいときには、材料供給インバータの周波数を上げて材料の供給量Ｗを増加させることにより、混入比μを所要の範囲内にする。また、混入比μが所要の範囲よりも大きいときには、材料供給インバータの周波数を下げて材料の供給量Ｗを減少させることにより、混入比μを所要の範囲内にする。これにより、材料の閉塞及び品質低下を生じさせない最適な風量Ｑで制御しつつ所要の材料を供給することができる。【００３１】  第８発明にあっては、判定部は、検出した物理量が所定の閾値以上であるか否かを判定する。物理量は、例えば、電動機のトルクである。供給量制御部は、判定部で物理量が所定の閾値以上である場合、例えば、トルクがトルク閾値以上である場合、材料供給インバータが変換する周波数を下げて材料の供給量を減らす。例えば、空気輸送する材料の比重が重い場合、あるいは空気輸送する材料の輸送量が多すぎる場合、配管抵抗が大きくなり、検出した電動機のトルクが大きくなりトルク閾値以上となる。そこで、配管抵抗を下げるべく、材料供給インバータが変換する周波数を下げて材料の供給量を減らす。これにより、混入比μを小さくして、材料密度が高くなり過ぎた状態を防止し、配管抵抗を下げた状態で材料を空気輸送することができる。【００３２】  また、トルクがトルク閾値以上となった場合でも、材料の供給量を少なくしてトルクが閾値以上とならないように制御することができるので、電流を遮断するサーマルリレー、あるいは圧力を下げるための安全弁などの、従来では必要としていた吸引空気源の保護装置が動作しないようにすることができる。また、トルクが閾値以上とならないように制御することができるので、吸引空気源の電動機の出力を最大限で使用することができ、従来のような余裕を見込んだ必要以上の定格容量の電動機又は吸引空気源を設ける必要がなく、省電力を図ることができる。【００３３】  第９発明にあっては、報知部は、判定部で物理量が所定の閾値以上である場合、その旨を報知する。これにより、仮に電動機のトルクがトルク閾値以上になった場合でも、その状態を速やかに検知することができる。【００３４】  第１０発明にあっては、消費量算出部は、材料の消費量を算出する。材料の消費量とは、例えば、成形機などの処理能力であり、単位時間当たりにどれだけの材料を消費するかを示すものである。供給量制御部は、消費量算出部で算出した消費量に応じて材料供給インバータが変換する周波数を制御して材料の供給量を制御する。これにより、成形機などの後工程での材料要求の変更があった場合でも、要求変更に応じた材料を空気輸送することができる。【００３５】  第１１発明にあっては、制御部は、材料の混入比を所要の範囲内にすべく、材料の供給量に応じてインバータが変換する周波数を制御して吸引空気源による風量又は風速を制御する。混入比μが所要の範囲内になるように維持しつつ、後工程（例えば、成形機）での材料要求に応じて、材料の供給量Ｗが増加した場合には、インバータが変換する周波数を上げて吸引空気源による風量又は風速を上げる。また、後工程（例えば、成形機）での材料要求に応じて、材料の供給量Ｗが減少した場合には、インバータが変換する周波数を下げて吸引空気源による風量又は風速を下げて、混入比μが所要の範囲内になるように維持する。これにより、後工程の要求変化に合わせて材料の空気輸送能力を変更した場合でも、設定した混入比を維持することができる。【００３６】  第１２発明にあっては、制御部は、吸引空気源による風量又は風速を所要の範囲内にすべく、材料の供給量に応じてインバータが変換する周波数を制御する。後工程（例えば、成形機）での材料要求に応じて、材料の供給量Ｗが増加又は減少した場合でも、インバータが変換する周波数を制御して吸引空気源による風量又は風速が所要の範囲内になるように維持する。これにより、後工程の要求変化に合わせて材料の空気輸送能力を変更した場合でも、設定した風量又は風速を維持することができる。【００３７】  第１３発明にあっては、配管を介して輸送された材料を捕集して収容する収容部と、収容部の異なる位置に設けられ、材料の供給開始時点を検出するための第１検出部及び材料の供給停止時点を検出するための第２検出部とを備える。収容部は、例えば、捕集器であり、第１検出部及び第２検出部は、それぞれ捕集器の下部に設けたレベル計及び上部に設けたレベル計である。例えば、捕集器に接続された成形機で材料を使用する場合、捕集器内の材料レベルが少なくなり、材料のレベルが下部のレベル計（第１検出部）の検出位置に達すると材料の供給開始要求信号が出力される。また、材料が空気輸送されて、材料のレベルが上部のレベル計（第２検出部）の検出位置に達すると材料の供給停止要求信号が出力される。供給開始時点ｔ１と供給停止時点ｔ２との時間差をΔｔとし、収容部の第１検出部及び第２検出部間の材料収容量をＹとすると、材料の消費量は、Ｙ／Δｔで算出することができる。これにより、簡便な構成により、後工程での材料の処理能力、すなわち消費量を算出することができる。
【発明の効果】
【００３８】  本発明によれば、材料の閉塞又は品質低下を防止して最適な状態で材料の空気輸送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態の材料輸送装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】吸引空気源の圧力風量特性の一例を示す模式図である。
【図３】吸引空気源の風量と回転数の特性の一例を示す模式図である。
【図４】本実施の形態のインバータ制御されたモータの出力特性の一例を示す説明図である。
【図５】吸引空気源による風量とインバータの周波数との関係の一例を示す模式図である。
【図６】吸引空気源による圧力と風量との関係の一例を示す模式図である。
【図７】インバータ制御されたモータのトルク曲線の一例を示す模式図である。
【図８】インバータ制御されたモータのトルク曲線の一例を示す模式図である。
【図９】吸引空気源による風量とインバータの周波数との関係の他の例を示す模式図である。
【図１０】吸引空気源による圧力と風量との関係の他の例を示す模式図である。
【図１１】インバータ制御されたモータのトルク曲線の他の例を示す模式図である。
【図１２】インバータ制御されたモータのトルク曲線の他の例を示す模式図である。
【図１３】モータのトルク比と吸引空気源による圧力との関係の一例を示す説明図である。
【図１４】空気輸送の輸送形態の一例を示す説明図である。
【図１５】吸引空気源の種類による圧力風量特性の違いの一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】  以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の材料輸送装置１００の構成の一例を示す説明図である。図１に示すように、材料輸送装置１００は、材料供給インバータとしてのインバータ１、モータ２、材料タンク３、ロータリーバルブ４、収容部としての捕集器６、吸引空気源１０、インバータ１３、制御部５０などを備える。吸引空気源１０は、ポンプ１１及び電動機としてのモータ１２を有する。また、材料タンク３、モータ２及び材料収容器としてのロータリーバルブ４は、材料供給部を構成する。また、材料タンク３の下方に設けられたロータリーバルブ４の排出口と捕集器６との間は、材料（例えば、粉粒体材料）を空気輸送するための配管５を連結してある。また、捕集器６の排出口には成形機９を設けている。
【００４１】  また、捕集器６の下部には、材料の供給開始時点を検出するための第１検出部としてのレベル計８を設けてあり、捕集器６の上部には、材料の供給停止時点を検出するための第２検出部としてのレベル計７を設けてある。
【００４２】  制御部５０は、インバータ１３の出力に関する物理量を検出する物理量検出部５１、吸引空気源１０による風量又は風速を制御する制御部としての第１制御部５２、材料の供給量を制御する供給量制御部としての第２制御部５３、所定の情報を記憶する記憶部５４、吸引空気源１０による圧力を算出する圧力算出部５５、吸引空気源１０による風量又は風速を算出する風量算出部５６、物理量検出部５１で検出した物理量が所定の閾値以上であるか否かを判定する判定部５７、成形機９での材料の消費量、すなわち成形機９の処理能力を算出する消費量算出部５８などを備える。また、制御部５０には、設定部６１及び表示部６２を接続してある。
【００４３】  ロータリーバルブ４は、例えば、複数の材料収容器（不図示）を適宜に配置し、モータ２の回転軸が回転することにより、材料タンク３から所定量の材料が材料収容器に収容され、材料が収容された材料収容器が順番に回転し、所定位置で材料収容器に収容された材料が配管５へ排出させるように構成してある。
【００４４】  インバータ１は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚなどの商用電源から供給される交流電源の周波数（基底周波数）を変換し、変換した周波数の交流電圧をモータ２へ出力する。そして、インバータ１は、変換した周波数に応じてモータ２の回転軸の回転数を変えることにより、ロータリーバルブ４の材料収容器の回転数を調整して材料の供給量を調整することができる。
【００４５】  ロータリーバルブ４から配管５へ供給された材料は、吸引空気源１０による吸引力により配管５を通じて捕集器６へ空気輸送される。すなわち、吸引空気源１０は、負圧により配管５内に空気の流れを発生し、空気の流れに乗って材料が配管５内を輸送される。空気輸送された材料は、捕集器６内のフィルタ（図中、破線で示す部材）で材料と空気に分離され、分離された材料は捕集器６内に収容されるとともに、分離された空気は、吸引空気源１０を介して外部へ排気される。なお、捕集器６で分離された空気に含まれる微粉は、不図示の微粉フィルタで捕獲され、微粉が除去された空気が排気される。また、捕集器６に収容された材料は、後工程としての成形機９で消費される。
【００４６】  成形機９で消費される材料は、成形品の種類に応じて様々なものが使用され、例えば、比重の異なる材料又は物性の異なる材料などが空気輸送される。
【００４７】  インバータ１３は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚなどの商用電源から供給される交流電源の周波数（基底周波数）を変換し、変換した周波数の交流電圧を吸引空気源１０のポンプ１１のモータ１２へ出力する。
【００４８】  ポンプ１１は、いわゆる真空ポンプであり、所要の負圧又は真空度合に応じて、種々のものを使用することができる。所要の負圧は、例えば、−２０ｋＰａ〜−７０ｋＰａ程度であり、負圧に応じて、高真空ポンプ、普通の真空ポンプ、低真空ポンプを使用することができる。また、負圧よりも風量を重視する場合には、ポンプ１１に代えてブロアを用いることもできる。すなわち、吸引空気源１０は、真空ポンプ又はブロアを具備する。
【００４９】  物理量検出部５１は、インバータ１３の出力に関する物理量を検出する。インバータ１３の出力に関する物理量は、例えば、モータ１２のトルク、電流（例えば、トルク電流）又は出力電力（電力）などである。なお、トルクには、実際のトルクを定格トルク（モータ１２の固有の一定値）で除算した値であるトルク比（無次元化したもの）も含む。本実施の形態では、モータ１２のトルクには、モータ１２のトルクに変換することができる電流（トルク電流、負荷電流など）又はモータ１２の出力電力なども含めることができるものとする。すなわち、モータ１２のトルクとは、モータ１２のトルクだけでなく、モータ１２のトルク電流、負荷電流又はモータ１２の出力電力も含めることができるものとする。
【００５０】  物理量検出部５１は、モータ１２へ出力する出力電流によりモータ１２のトルクを取得することができる。より具体的には、インバータ１３の出力電流は、モータ１２のトルクに応じたトルク電流（有効電流）成分とトルクに寄与しない無効電流成分との合計であるので、出力電流から無効電流成分を減算したトルク電流に基づいてモータ１２のトルクを求めることができる。
【００５１】  物理量検出部５１でモータ１２のトルク、電流（例えば、トルク電流）又は電力（出力電力）の少なくとも１つを検出することにより、インバータ１３が変換する周波数を制御するためのフィードバックを行うことができる。
【００５２】  なお、物理量検出部５１はインバータ１３の内部のセンサ（不図示）で物理量を検出する構成でもよく、あるいは、インバータ１３とモータ１２との間にセンサ１４を設け、インバータ１３の外部に設けられたセンサ１４で物理量を検出するようにしてもよい。すなわち、物理量検出部５１は、インバータ１３の内部に設けてもよく、あるいはモータ１２側にセンサ１４を設けて検出してもよい。
【００５３】  インバータ１３が変換する周波数とモータ１２の回転軸の回転数（「回転速度」とも称する）との関係は、Ｖｆ＝１２０×Ｆ／Ｓで表すことができる。ここで、Ｖｆはモータ１２の回転軸の回転数で、Ｓはモータ１２の極数で、Ｆはインバータ１３の周波数である。例えば、モータ１２が４極であり、インバータ１３の周波数Ｆが５０Ｈｚの場合、モータ１２の回転軸の回転数Ｖｆは１５００ｒｐｍとなり、インバータ１３の周波数Ｆが６０Ｈｚの場合、モータ１２の回転軸の回転数Ｖｆは１８００ｒｐｍとなる。
【００５４】  第１制御部５２は、物理量検出部５１で検出した物理量に基づき、吸引空気源１０による風量又は風速を制御する。なお、配管５内を移動する空気の風量をＱ、風速をＳ、配管の内径をｄとすると、Ｓ＝Ｑ／（π×ｄ2 ／４）で表すことができる。また、モータ１２のトルクと配管５内の圧力又は配管抵抗とは比例する関係にある。また、吸引空気源１０の圧力（負圧）と風量との関係を示す圧力風量特性は、予め求めておくことができる。また、配管５内の風量Ｑは、吸引空気源１０のモータ１２の回転軸の回転数、すなわちインバータ１３が変換する周波数と比例する関係にある。これにより、インバータ１３が変換する周波数を上下すべく制御することにより、吸引空気源１０の圧力風量特性上で配管５内の風量を最適な値にすることが可能となる。これにより、配管５内の風量又は風速が遅すぎる状態、あるいは速すぎる状態を防止して、材料の閉塞を防止するとともに、材料にスネーキング又はひげが発生することを防止して品質低下を防ぎ、最適な状態で材料の空気輸送を行うことができる。
【００５５】  図２は吸引空気源１０の圧力風量特性の一例を示す模式図である。図２において、横軸は風量（Ｎｍ3 ／ｍｉｎ）を示し、縦軸は圧力（−ｋＰａ）を示す。吸引空気源１０のポンプ１１（真空ポンプ）により配管５内の真空度合が高くなると配管５内には負圧となって配管５内の空気が吸引される。吸引空気源１０の圧力は、配管抵抗と同等である。図２に示すように、配管抵抗が大きくなると、すなわち圧力が高くなると風量は減少する。
【００５６】  また、吸引空気源１０の圧力風量特性は、吸引空気源１０のモータ１２の回転軸の回転数に応じて変化する。図２に示すように、モータ１２の回転軸の回転数が、Ｖｆａ、Ｖｆｂ、Ｖｆｃと高くなるにつれて、圧力風量特性を表す曲線は原点から離れて、圧力及び風量がより大きな値となるように変化する。なお、図２に示す圧力風量特性の曲線は模式的表したものであり、実際の圧力風量特性を示す曲線は、吸引空気源１０で使用するポンプ１１又はブロアの種類に応じて異なる。すなわち、圧力風量特性を示す曲線は、図２に例示するものに限定されるものではない。
【００５７】  吸引空気源１０の圧力風量特性は予め計測して求めておき、圧力風量特性上の圧力値及び風量値を記憶部５４に記憶しておくことができる。これにより、圧力が解れば風量を求めることができる。あるいは、吸引空気源１０の圧力風量特性を表す式（近似式も含む）を求めておき、当該式を用いて、圧力から風量を演算により算出してもよく、あるいは風量から圧力を演算により算出することもできる。
【００５８】  図３は吸引空気源１０の風量と回転数の特性の一例を示す模式図である。図３において、横軸はモータ１２の回転軸の回転数（γｐｍ）を示し、縦軸は風量（Ｎｍ3 ／ｍｉｎ）を示す。図３に示すように、吸引空気源１０による風量は、モータ１２の回転軸の回転数、すなわちインバータ１３が変換する周波数と比例する関係にある。すなわち、モータ１２の回転軸の回転数Ｖｆと、吸引空気源１０による風量Ｑとの間には、風量Ｑが回転数Ｖｆに比例する関係（Ｑ∝Ｖｆ）がある。
【００５９】  また、吸引空気源１０の風量と回転数の特性は、配管抵抗、すなわち配管５内の圧力（負圧）に応じて変化する。図３に示すように、吸引空気源１０による圧力が、Ｐａ、Ｐｂと大きく（高く）なるにつれて、風量と回転数の特性を表す直線（近似直線、すなわち直線に近似させた特性も含む）は、図中において下方に位置するようになる。なお、図３に示す風量と回転数の関係を示す直線は模式的に表したものであり、実際の風量と回転数の特性を示す直線は、吸引空気源１０で使用するポンプ１１又はブロアの種類に応じて異なる。すなわち、風量と回転数の特性を示す直線又は近似直線は、図３に例示するものに限定されるものではない。また、圧力の大小による風量と回転数の特性の違いも模式的に表したものであり、図３の例に限定されるものではない。
【００６０】  図３から解るように、吸引空気源１０による風量を増加させるためには、インバータ１２の周波数を高くすべく制御し、吸引空気源１０による風量を減少させるためには、インバータ１２の周波数を低くすべく制御すればよい。
【００６１】  上述のように、第１制御部５２は、インバータ１３が変換する周波数を制御して吸引空気源１０による風量又は風速を制御する。吸引空気源１０のモータ１２の回転軸の回転速度と吸引空気源１０による風量との間には、風量が回転速度に比例する関係がある。モータ１２の回転軸の回転速度はインバータ１３が変換する周波数に比例するので、吸引空気源１０による風量又は風速は、インバータ１３が変換する周波数に比例する。従って、インバータ１３の周波数を制御することにより、風量又は風速を制御することができ、同時に吸引空気源１０の圧力風量特性に応じて空気の圧力（負圧）を制御することができる。
【００６２】  図４は本実施の形態のインバータ制御されたモータの出力特性の一例を示す説明図である。図４において、横軸はインバータ１３の周波数を示し、縦軸はモータ１２のトルク（出力トルク）及び出力電力を示す。図４に示すように、インバータ１３の周波数が基底周波数(例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ)を境にしてモータ１２の出力特性が変わる。基底周波数以下では、定トルク特性となり、基底回転数以上では定出力特性となる。
【００６３】  図４中、実線で示すモータ１２のトルク曲線（トルク特性）のように、モータ１２のトルクは、定トルク領域では一定となり、定出力領域ではインバータ１３の周波数が大きくなるにつれて徐々に小さくなる。定出力領域におけるモータ３１のトルク曲線上ではモータの出力電力が一定となる。
【００６４】  また、図４中、破線で示すモータ１２の電力曲線（出力電力特性）のように、モータ１２の出力電力は、定トルク領域ではインバータ１３の周波数が大きくなるにつれて徐々に大きくなり、定出力領域では一定となる。定出力領域ではインバータ１３の周波数が大きくなるにつれて徐々に小さくなる。定トルク領域におけるモータ１２の電力曲線上ではモータ１２のトルクが一定となる。
【００６５】  圧力算出部５５は、物理量検出部５１で検出した物理量に基づいて吸引空気源１０による圧力を算出する。検出した物理量として、例えば、モータ１２のトルクＴとし、吸引空気源１０による圧力をＰとすると、Ｐ＝ｃ×Ｔ＋ｄという式により圧力を算出することができる。なお、定数ｃ、ｄは、吸引空気源１０の仕様等により決定される。
【００６６】  風量算出部５６は、圧力算出部５５で算出した圧力及び吸引空気源１０の圧力と風量との関係を示す圧力風量特性に基づいて、吸引空気源１０による風量を算出する。圧力風量特性は、前述のように、記憶部５４に記憶してもよく、あるいは圧力風量特性を表す関係式を定めておけばよい。また、風量算出部５６は、風量Ｑ、風速Ｓ及び配管５の内径ｄとの間の関係式、Ｓ＝Ｑ／（π×ｄ2 ／４）を用いて、算出した風量から風速を算出することができる。
【００６７】  材料の空気輸送が正常に行われているかを管理する上で重要な１つのパラメータは、配管５内の風速（又は風量）である。材料の特性又は比重などにも依存するが、配管５内で材料が閉塞することなく、かつ材料が配管５内で擦れて品質劣化しないようにするためには、所要の風速として、例えば、２０ｍ／ｓ〜２４ｍ／ｓの範囲にする必要がある。また、配管５の内径ｄが解れば所要の風量も求めることができる。
【００６８】  第１制御部５２は、風量算出部５６で算出した風量又は風速が所要の範囲になるようにインバータ１３が変換する周波数を制御する。すなわち、材料の閉塞及び材料の品質低下を生じさせない最適な風量又は風速の所要の範囲を予め設定しておくことにより、第１制御部５２は、風量算出部５６で算出した風量又は風速が所要の範囲になるようにインバータ１３が変換する周波数を制御する。これにより、材料の閉塞又は品質低下を防止して最適な状態で材料の空気輸送を行うことができる。
【００６９】  次に、配管５内の風量又は風速を最適な範囲に制御する方法について具体的に説明する。まず、材料の変更、あるいは後工程である成形機９での材料消費量の変更などの要因により配管５内の風量（風速）が所要の範囲を超えたため、風量（風速）を下げる場合について説明する。
【００７０】  図５は吸引空気源１０による風量とインバータ１３の周波数との関係の一例を示す模式図であり、図６は吸引空気源１０による圧力と風量との関係の一例を示す模式図であり、図７はインバータ制御されたモータ１２のトルク曲線の一例を示す模式図である。図５において、符号Ａで示す点、すなわちインバータ１３の周波数がＦａ、風量がＱ１、圧力がＰ１で材料の空気輸送が行われていたとする。そして、所要の風量をＱｍとする。なお、ここでは、所要の風量を簡便のためＱｍとするが、上限と下限とで画定された範囲を所要の範囲とすることができる。なお、図５に例示する直線上の数値の一例としては、例えば、圧力が−１４ｋＰａ、モータの出力が１ｋＷのとき、周波数が６０Ｈｚのときの風速は１１ｍ／ｓであり、周波数が７５Ｈｚのときの風速は３２ｍ／ｓであるが、これに限定されるものではない。
【００７１】  また、図５の符号Ａで示す運転状態は、図６において、符号Ａで示す点で表すことができる。すなわち、インバータ１３の周波数（モータ１２の回転軸の回転数に対応）がＦａのときの圧力風量特性上の圧力がＰ１、風量がＱ１の点で示す状態で運転されている。
【００７２】  また、図５の符号Ａで示す運転状態は、図７において、例えば、符号Ａで示す点で表すことができる。すなわち、インバータ１３の周波数がＦａであり、圧力Ｐ１に対応するトルクＴ１で示す状態で運転されている。
【００７３】  図５に示すように、風量Ｑ１（＞Ｑｍ）で運転している状態から風量を所要の風量Ｑｍにするため、インバータ１３の周波数をＦａからＦｍへΔＦだけ下げる。これにより、運転状態は符号Ｍで示す点、すなわちインバータ１３の周波数がＦｍであり、風量がＱｍの状態へ移行する。
【００７４】  インバータ１３の周波数をＦａからＦｍへ下げることにより、吸引空気源１０の圧力及び風量は、図６に示すように、周波数Ｆａに対応する圧力風量特性から周波数Ｆｍに対応する圧力風量特性上に移る。そして、周波数Ｆａに対応する圧力風量特性上の符号Ａで示す風量Ｑ１での運転状態は、周波数Ｆｍに対応する圧力風量特性上の符号Ｍで示す風量Ｑｍでの運転状態となる。このとき、圧力（配管抵抗）は、圧力Ｐ１から圧力Ｐ１′へ下がることになる。
【００７５】  インバータ１３の周波数をＦａからＦｍへ下げることにより、風量をＱ１からＱｍへ下げることができるが、同時に圧力がＰ１からＰ１′へ下がるため、図５に示すように、符号Ｍで示す運転状態は、圧力Ｐ１′での風量と回転数（周波数）との関係を示す直線上にある。
【００７６】  また、図７に示すように、インバータ１３の周波数をＦａからＦｍへ下げることにより、圧力がＰ１からＰ１′へ下がるため、圧力に比例するモータ１２のトルクもＴ１からＴ１′へ下がることになる。図７に示すモータのトルク曲線は、例えば、モータ１２の使用範囲であって最大の能力で使用することができるトルク曲線（例えば、定格１００％時など）である。なお、モータ１２のトルク曲線は、最大限の能力を発揮する場合のトルク曲線に限定されるものではなく、定格の９５％又は９０％でもよく、あるいは、定格を超えた１０５％、１１０％などでもよい。予め所要の風量で運転したときにトルク曲線上でモータ１２を使用するようにすれば、モータ１２を最大能力で使用することが可能となる。
【００７７】  図７の例では、インバータ制御されたモータ１２の運転状態は、いわゆる定出力領域であったが、これに限定されるものでない。図８はインバータ制御されたモータ１２のトルク曲線の一例を示す模式図である。図８の例では、インバータ制御されたモータ１２の運転状態は、いわゆる定トルク領域である。この場合も、インバータ１３の周波数をＦａからＦｍへ下げることにより、圧力がＰ１からＰ１′へ下がるため、圧力に比例するモータ１２のトルクもＴ１からＴ１′へ下がることになる。
【００７８】  次に、材料の変更、あるいは後工程である成形機９での材料消費量の変更などの要因により配管５内の風量（風速）が所要の範囲を下回ったため、風量（風速）を上げる場合について説明する。
【００７９】  図９は吸引空気源１０による風量とインバータ１３の周波数との関係の他の例を示す模式図であり、図１０は吸引空気源１０による圧力と風量との関係の他の例を示す模式図であり、図１１はインバータ制御されたモータ１２のトルク曲線の他の例を示す模式図である。図９において、符号Ｂで示す点、すなわちインバータ１３の周波数がＦｂ、風量がＱ２、圧力がＰ２で材料の空気輸送が行われていたとする。そして、所要の風量をＱｍとする。なお、ここでは、所要の風量を簡便のためＱｍとするが、上限と下限とで画定された範囲を所要の範囲とすることができる。
【００８０】  また、図９の符号Ｂで示す運転状態は、図１０において、符号Ｂで示す点で表すことができる。すなわち、インバータ１３の周波数（モータ１２の回転軸の回転数に対応）がＦｂのときの圧力風量特性上の圧力がＰ２、風量がＱ２の点で示す状態で運転されている。
【００８１】  また、図９の符号Ｂで示す運転状態は、図１１において、例えば、符号Ｂで示す点で表すことができる。すなわち、インバータ１３の周波数がＦｂであり、圧力Ｐ２に対応するトルクＴ２で示す状態で運転されている。
【００８２】  図９に示すように、風量Ｑ２（＜Ｑｍ）で運転している状態から風量を所要の風量Ｑｍにするため、インバータ１３の周波数をＦｂからＦｍへΔＦだけ上げる。これにより、運転状態は符号Ｍで示す点、すなわちインバータ１３の周波数がＦｍであり、風量がＱｍの状態へ移行する。
【００８３】  インバータ１３の周波数をＦｂからＦｍへ上げることにより、吸引空気源１０の圧力及び風量は、図１０に示すように、周波数Ｆｂに対応する圧力風量特性から周波数Ｆｍに対応する圧力風量特性上に移る。そして、周波数Ｆｂに対応する圧力風量特性上の符号Ｂで示す風量Ｑ２での運転状態は、周波数Ｆｍに対応する圧力風量特性上の符号Ｍで示す風量Ｑｍでの運転状態となる。このとき、圧力（配管抵抗）は、圧力Ｐ２から圧力Ｐ２′へ上がることになる。
【００８４】  インバータ１３の周波数をＦｂからＦｍへ上げることにより、風量をＱ２からＱｍへ上げることができるが、同時に圧力がＰ２からＰ２′へ上がるため、図９に示すように、符号Ｍで示す運転状態は、圧力Ｐ２′での風量と回転数（周波数）との関係を示す直線上にある。
【００８５】  また、図１１に示すように、インバータ１３の周波数をＦｂからＦｍへ上がることにより、圧力がＰ２からＰ２′へ上がるため、圧力に比例するモータ１２のトルクもＴ２からＴ２′へ上がることになる。図１１に示すモータのトルク曲線も図７と同様に、例えば、モータ１２の使用範囲であって最大の能力で使用することができるトルク曲線（例えば、定格１００％時など）である。なお、モータ１２のトルク曲線は、最大限の能力を発揮する場合のトルク曲線に限定されるものではなく、定格の９５％又は９０％でもよく、あるいは、定格を超えた１０５％、１１０％などでもよい。予め所要の風量で運転したときにトルク曲線上でモータ１２を使用するようにすれば、モータ１２を最大能力で使用することが可能となる。
【００８６】  図１１の例では、インバータ制御されたモータ１２の運転状態は、いわゆる定出力領域であったが、これに限定されるものでない。図１２はインバータ制御されたモータ１２のトルク曲線の他の例を示す模式図である。図１２の例では、インバータ制御されたモータ１２の運転状態は、いわゆる定トルク領域である。この場合も、インバータ１３の周波数をＦｂからＦｍへ上げることにより、圧力がＰ２からＰ２′へ上がるため、圧力に比例するモータ１２のトルクもＴ２からＴ２′へ上がることになる。
【００８７】  次に、本実施の形態の吸引空気源１０による圧力及び風量の表示について説明する。
【００８８】  図１３はモータ１２のトルク比と吸引空気源１０による圧力との関係の一例を示す説明図である。トルク比は、実際のトルクを定格トルク（モータ１２の固有の一定値）で除算したものであり、トルクに換算することができる。吸引空気源１０による圧力Ｐと、モータ１２のトルク比Ｒ又はトルクＴとは比例する関係にある。例えば、Ｐ＝ｃ×Ｒ＋ｄ、あるいはＰ＝ｃ×Ｔ＋ｄと表すことができる。図１３の直線は、Ｐ＝ｃ×Ｒ＋ｄの関係を図示したものである。なお、定数ｃ、ｄは、ポンプ１１、モータ１２等の仕様等により決定される。
【００８９】  図１３の例では、トルク比がα１のときに圧力が−２０ｋＰａであり、トルク比がα２のときに圧力が−８０ｋＰａとなる吸引空気源の例を示している。トルク比α１、α２は、ポンプ１１、モータ１２等の仕様等により決定される。また、ポンプの種類によっては、圧力の範囲は、図１３のように、−２０ｋＰａ〜−８０ｋＰａのように大きな範囲ではなく、例えば、−２０ｋＰａ〜−４０ｋＰａのような範囲のものでもよい。また、圧力とトルク比又はトルクの関係は、図１３の例に限定されるものではない。例えば、モータの出力を１ｋＷ時において、トルク比が１００のときの圧力を−７ｋＰａとし、トルク比が１２０のときの圧力を−１５ｋＰａなどとすることができる。
【００９０】  記憶部５４は、図１３に例示したような、モータ１２のトルク比又はトルクと吸引空気源１０による圧力との関係を示す関係式上の複数の点での圧力値とトルク比又はトルク値とを対応付けて記憶している。圧力算出部５５は、図１３に例示した関係式又は数値データを用いて、検出したトルクから吸引空気源１０による圧力を算出することができる。
【００９１】  表示部６２は、例えば、液晶パネルなどを有し、圧力表示部としての機能を有し、圧力算出部５５で算出した圧力を表示する。これにより、配管等の所要に箇所に圧力計を設ける必要がなくなる。また、圧力計を用いることによる圧力計測の誤差がなく、正確に空気の圧力を求めることができる。
【００９２】  また、表示部６２は、風量表示部としての機能を有し、風量算出部５６で算出した風量又は風速を表示する。これにより、配管に風速計又は風量計を設ける必要がなくなる。
【００９３】  設定部６１は、風速、風量、混入比、材料の供給量（例えば、単位時間当たりの材料の重量など）などのパラメータを設定することができる。
【００９４】  次に、材料の供給側の制御について説明する。第２制御部５３は、供給量制御部としての機能を有し、材料の混入比を所要の範囲内にすべく、吸引空気源１０による風量又は風速に応じてインバータ１が変換する周波数を制御して材料の供給量を制御する。
【００９５】  混入比は、単位空気当たりどれだけの材料を輸送できるかを示す値であり、単位時間当たりの空気の重量に対する材料の重量の割合を示す。例えば、単位時間当たりの材料の供給量をＷ、風量をＱとすると、混入比μは、μ＝ｋ×Ｗ／Ｑで表すことができる。ｋは定数である。
【００９６】  材料の閉塞及び品質低下を生じさせない最適な風量Ｑで制御している場合に、混入比μが所要の範囲（例えば、μ＝４〜８）よりも小さいときには、インバータ１の周波数を上げて材料の供給量Ｗを増加させることにより、混入比μを所要の範囲内にする。また、混入比μが所要の範囲よりも大きいときには、インバータ１の周波数を下げて材料の供給量Ｗを減少させることにより、混入比μを所要の範囲内にする。これにより、材料の閉塞及び品質低下を生じさせない最適な風量Ｑで制御しつつ所要の材料を供給することができる。
【００９７】  次に、吸引空気源の大きさ（定格容量）又は種類に応じて、混入比又は風速（風量）の設定範囲を設ける方法について説明する。
【００９８】  図１４は空気輸送の輸送形態の一例を示す説明図である。図１４に示すように、材料の空気輸送の輸送形態には、一例として、通常輸送（浮遊輸送ともいう）及びプラグ輸送などがある。通常輸送は、材料が空気中を浮遊した状態で連続して流れていく輸送形態である。一方、プラグ輸送は、配管内で材料が不連続な状態で塊となり、材料の塊が配管内で一時的に停止し、圧力が増加した時点で停止していた材料の塊が配管内を流れていく輸送形態である。
【００９９】  図１４に示すように、通常輸送の場合、例えば、所要の混入比は４〜８であり、所要の風速は２０ｍ／ｓ〜２４ｍ／ｓであり、このとき圧力は−３０ｋＰａ〜−４０ｋＰａとなる。また、プラグ輸送の場合、例えば、所要の混入比は２０〜４０であり、所要の風速は１０ｍ／ｓ〜１５ｍ／ｓであり、このとき圧力は−２０ｋＰａ〜−７０ｋＰａとなる。なお、これらの数値は一例であって、これに限定されるものではない。
【０１００】  図１５は吸引空気源の種類による圧力風量特性の違いの一例を示す模式図である。吸引空気源がポンプ（例えば、真空ポンプ）を備える場合には、当該吸引空気源の圧力風量特性は、図１５に示すように、圧力が比較的高く、風量は比較的小さい。一方、吸引空気源がブロアを備える場合には、当該吸引空気源の圧力風量特性は、図１５に示すように、圧力が比較的低く、風量は比較的大きい。このように、吸引空気源の種類に応じて設定する風量又は風圧が異なり、材料の供給量が変化すれば、混入比も変わってくる。そこで、風量又は風速、混入比を所要の範囲に設定した状態で運転することが重要となってくる。
【０１０１】  まず、混入比が所要の範囲内になるように設定部６１で設定する場合について説明する。第１制御部５２は、材料の混入比を所要の範囲内にすべく、材料の供給量に応じてインバータ１３が変換する周波数を制御して吸引空気源１０による風量又は風速を制御する。例えば、後工程（例えば、成形機）での材料要求に応じて、材料の供給量Ｗが増加した場合には、インバータ１３が変換する周波数を上げて吸引空気源１０による風量又は風速を上げることにより、混入比μが所要の範囲内になるように維持する。混入比μは、前述のとおり、混入比μ＝供給量Ｗ／風量Ｑであるので、供給量Ｗが増加した分だけ風量Ｑを増やすことにより、混入比μを一定にすることができる。
【０１０２】  また、後工程（例えば、成形機）での材料要求に応じて、材料の供給量Ｗが減少した場合には、インバータ１３が変換する周波数を下げて吸引空気源１０による風量又は風速を下げて、混入比μが所要の範囲内になるように維持する。これにより、後工程の要求変化に合わせて材料の空気輸送能力を変更した場合でも、設定した混入比を維持することができる。
【０１０３】  次に、風速又は風量が所要の範囲内になるように設定部６１で設定する場合について説明する。第１制御部５２は、吸引空気源１０による風量又は風速を所要の範囲内にすべく、材料の供給量に応じてインバータ１３が変換する周波数を制御する。後工程（例えば、成形機）での材料要求に応じて、材料の供給量Ｗが増加又は減少した場合でも、インバータ１３が変換する周波数を制御して吸引空気源１０による風量又は風速が所要の範囲内になるように維持する。これにより、後工程の要求変化に合わせて材料の空気輸送能力を変更した場合でも、設定した風量又は風速を維持することができる。
【０１０４】  判定部５７は、物理量検出部５１で検出した物理量が所定の閾値以上であるか否かを判定する。物理量は、例えば、モータ１２のトルクである。
【０１０５】  第２制御部５３は、判定部５７で物理量が所定の閾値以上であると判定した場合、例えば、トルクがトルク閾値以上であると判定した場合、インバータ１が変換する周波数を下げて材料の供給量を減らす。例えば、空気輸送する材料の比重が重い場合、あるいは空気輸送する材料の輸送量が多すぎる場合、配管抵抗が大きくなり、モータ１２のトルクが大きくなりトルク閾値以上となる。そこで、配管抵抗を下げるべく、インバータ１が変換する周波数を下げて材料の供給量を減らす。これにより、風量又は風速を維持したまま、混入比μを小さくして、材料密度が高くなり過ぎた状態を防止し、配管抵抗を下げた状態で材料を空気輸送することができる。また、配管内での材料の閉塞を防止することができる。
【０１０６】  また、トルクがトルク閾値以上となった場合でも、材料の供給量を少なくしてトルクが閾値以上とならないように制御することができるので、電流を遮断するサーマルリレー、あるいは圧力を下げるための安全弁などの、従来では必要としていた吸引空気源の保護装置が動作しないようにすることができる。また、トルクが閾値以上とならないように制御することができるので、吸引空気源の電動機の出力を最大限で使用することができ、従来のような余裕を見込んだ必要以上の定格容量の電動機又は吸引空気源を設ける必要がなく、省電力を図ることができる。
【０１０７】  表示部６２は、ブザー、スピーカなどの音声出力機能を有し、報知部として機能する。表示部６２は、判定部５７で物理量が所定の閾値以上である場合、その旨を文字等で表示、又は音声で出力する。これにより、仮にモータ１２のトルクがトルク閾値以上になった場合でも、その状態を速やかに検知することができる。また、モータ１２のトルクが許容値を越えた場合、材料輸送装置の運転を停止させてもよい。
【０１０８】  消費量算出部５８は、材料の消費量を算出する。材料の消費量とは、例えば、成形機９などの処理能力であり、単位時間当たりにどれだけの材料を消費するかを示すものである。
【０１０９】  第２制御部５３は、消費量算出部５８で算出した消費量に応じてインバータ１が変換する周波数を制御して材料の供給量を制御する。これにより、成形機９などの後工程での材料要求の変更があった場合でも、要求変更に応じた材料を空気輸送することができる。したがって、成形機の能力に応じて材料を供給することができる。
【０１１０】  また、材料の消費量は次のようにして算出することができる。すなわち、捕集器６に接続された成形機９で材料を使用する場合、捕集器６内の材料レベルが少なくなり、材料のレベルが下部のレベル計８（第１検出部）の検出位置に達すると材料の供給開始要求信号が出力される。また、材料が空気輸送されて、材料のレベルが上部のレベル計７（第２検出部）の検出位置に達すると材料の供給停止要求信号が出力される。供給開始時点ｔ１と供給停止時点ｔ２との時間差をΔｔとし、捕集器６のレベル計７、８間の材料収容量をＹとすると、材料の消費量は、Ｙ／Δｔで算出することができる。これにより、簡便な構成により、後工程での材料の処理能力、すなわち消費量を算出することができる。
【０１１１】  上述の実施の形態では、配管内の風速又は風量を自動的に所要の範囲内にすることができるので、材料の種類に関わらず、配管内での材料の閉塞を防止し、また配管内で材料が擦れることにより発生するスネーキング又はひげを防止して材料の品質低下を防ぐことができる。また、材料の消費量に応じて材料の供給量を変えた場合でも、混入比を所要の範囲に維持することができ、配管内の風速又は圧力も所要の範囲にすることができ、安定的に空気輸送を行うことができる。また、空気輸送する材料の変更の都度、あるいは材料の消費量の変更の都度、手動で吸引空気源（例えば、ポンプ、ブロアなど）の出力を調整して配管内の風量（又は風速）、あるいは圧力などを計測して所要の空気輸送状態にするなどの作業が不要となる。また、成形機の能力に応じて材料を供給することができる。
【０１１２】  本実施の形態では、材料供給部としてロータリーバルブを備える構成であったが、これに限定されるものではなく、材料の供給量（時間当たりの材料の重量）を制御することができる構成のものであれば適宜の装置を用いることができる。
【符号の説明】
【０１１３】  １  インバータ（材料供給インバータ）  ２  モータ（材料供給部）  ３  材料タンク（材料供給部）  ４  ロータリーバルブ（材料供給部、材料収容器）  ５  配管  ６  捕集器  ７  レベル計（第２検出部）  ８  レベル計（第１検出部）  ９  成形機  １０  吸引空気源  １１  ポンプ  １２  モータ  １３  インバータ  ５０  制御部  ５１  物理量検出部  ５２  第１制御部（制御部）  ５３  第２制御部（供給量制御部）  ５４  記憶部  ５５  圧力算出部  ５６  風量算出部  ５７  判定部  ５８  消費量算出部  ６１  設定部  ６２  表示部（風量表示部、圧力表示部、報知部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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