(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュ部に設けられた混練スクリュを駆動回転させる主電動機に対して起動用減速機を介して動力伝達可能に設けられていると共に当該主電動機とは別に前記混練スクリュを駆動回転させる起動用電動機と、
前記主電動機と起動用電動機との間で動力伝達を自動的に切断するクラッチ部と、
前記クラッチ部で動力伝達が切断されなかった場合に前記主電動機を停止させる保護手段と、
を備えていることを特徴とする混練押出機の起動装置。
【請求項２】
前記保護手段は、前記クラッチ部と起動用電動機との間の動力伝達部材の回転速度を検出する速度検出部と、当該速度検出部により検出される前記動力伝達部材の回転速度に基づき前記主電動機を停止させる制御部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の混練押出機の起動装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記速度検出部により検出された前記動力伝達部材の回転速度が予め定められた回転速度を超えたか否かを判定する速度判定部を備え、当該速度判定部において前記検出された回転速度が予め定められた回転速度を超えたと判定された場合に前記主電動機を停止させる構成とされている
ことを特徴とする請求項２に記載の混練押出機の起動装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えたか否かを判定する時間判定部と、
前記時間判定部において前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えたと判定された場合に、前記速度検出部により検出された前記動力伝達部材の回転速度に基づいて前記クラッチ部で動力伝達が切断されたか否かを判断する切断判定部と、
前記切断判定部において前記切断が検知されていないと判断された場合に前記主電動機を停止させる構成とされている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の混練押出機の起動装置。
【請求項５】
前記保護手段は、前記クラッチ部による動力伝達の切断動作を検知する切断検知部を備えており、
前記制御部は、前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えても前記切断検知部で前記切断動作が検知されない場合に前記主電動機を停止させる構成とされている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の混練押出機の起動装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えたか否かを判定する時間判定部と、
前記時間判定部において前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えたと判定された場合に、前記切断検知部で前記切断動作が検知されているか否かを判断する接続判定部と、
前記接続判定部において前記切断動作が検知されていないと判断された場合に前記主電動機を停止させる構成とされている
ことを特徴とする請求項５に記載の混練押出機の起動装置。
【請求項７】
前記クラッチ部が爪型クラッチであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の混練押出機の起動装置。
【請求項８】
前記クラッチ部がオーバーランニングクラッチであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の混練押出機の起動装置。
【請求項９】
前記起動用電動機は、前記主電動機の動力軸を介して前記混練スクリュを駆動回転させる構成となっていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の混練押出機の起動装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の起動装置を有することを特徴とする混練押出機。
【請求項１１】
混練押出機のスクリュ部に設けられた混練スクリュを駆動回転させる主電動機を起動する際に、
前記主電動機と該主電動機に起動用減速機を介して動力伝達可能な起動用電動機との間の動力伝達を自動的に切断可能なクラッチ部により両者を接続し、
前記主電動機とは別に設けられた起動用電動機によって前記混練スクリュが回転可能であることを確認した後に前記主電動機を起動し、
前記クラッチ部によって動力伝達の切断が正常に行われているか否かを判断し、
前記動力伝達の切断が正常に行われていないと判断された場合に、前記主電動機を停止させる
ことを特徴とする混練押出機の起動方法。
【請求項１２】
前記クラッチ部と起動用電動機との間の動力伝達部の回転速度が予め定められた回転速度を超えた場合に、前記動力伝達の切断が正常に行われていないと判断することを特徴とする請求項１１に記載の混練押出機の起動方法。
【請求項１３】
前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間に達した場合に、前記動力伝達の切断が正常に行われていないと判断することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の混練押出機の起動方法。
【請求項１４】
前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えても、前記主電動機と起動用電動機との間に設けられたクラッチ部で動力伝達の切断動作が行われていない場合に、前記動力伝達の切断が正常に行われていないと判断することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の混練押出機の起動方法。
【請求項１５】
前記主電動機を起動する前に、前記主電動機とは別に設けられた起動用電動機によって、前記クラッチ部及び前記主電動機の動力軸を介して前記混練スクリュを予め加速することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載の混練押出機の起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混練押出機の起動装置、混練押出機、及び混練押出機の起動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、２軸押出機や連続混練機などの混練押出機においては、バレル内に母材となる高分子樹脂のペレットや粉体状の添加物を供給し、バレル内に挿通された一対の混練スクリュによって両者を混練しながら下流側へ送ることで、プラスチックコンパウンド等の複合樹脂材料が製造されている。
混練押出機では、一対の混練スクリュが減速機（主減速機）を介して大出力の主電動機に接続されており、動力（トルク）を減速機で２分してそれぞれの混練スクリュに伝達する機構になっている。
【０００３】
ところで、混練すべき材料が十分に溶解していない状態で主電動機を回転させると、混練スクリュに過大な負荷がかかり、混練押出機や主電動機が破損する原因となる。それゆえ、混練押出機には、例えば特許文献１に示すように、主電動機を起動させる前に混練スクリュを微速で駆動回転させて押出機内部の樹脂が溶融していることや混練押出機内部に異常負荷となるものがないことを確認する樹脂排出用装置が設けられている（例えば、特許文献１の図１の１４、１５、１９参照）。
上述のような樹脂排出用装置を用いた起動方法は、主電動機とは別に設けられた電動機により混練スクリュを駆動回転させ、混練スクリュに過負荷がかかっていないことが確認できた後に、電動機を止めて起動装置と混練押出機との動力伝達をクラッチ部で遮断し、主電動機で混練スクリュを起動させるものである。
【０００４】
また、電動機等の破損を防止するためのクラッチ部の安全装置として、特許文献２に示すように主電動機を起動した時のインターロックを、クラッチ部のレバー操作と共に行うようにしたものがある。
【特許文献１】特開２００８−３０４４２号公報
【特許文献２】特開２００２−１２０２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の樹脂排出用装置では、主電動機より小型の電動機を停止させて主電動機の動力軸の回転が停止してからでなければ、クラッチ部の入切が行えない構造となっている。そして、これらの操作は手動作業で行われる。また、特許文献２の安全装置では、主電動機のインターロックについても手動作業が必要となっている。それゆえ、混練押出機を起動させるためには、多くの時間や労力がかかり、作業性が良くない。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、混練押出機の起動時の作業性が改善され、クラッチ部で動力伝達が切断されなかった場合にも小型の電動機の破損を防止することができ、起動操作を短時間で且つ作業性良く行うことができる起動装置及び混練押出機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】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の混練押出機の起動装置は次の技術的手段を講じている。すなわち、本発明の混練押出機の起動装置は、スクリュ部に設けられた混練スクリュを駆動回転させる主電動機に対して起動用減速機を介して動力伝達可能に設けられていると共に当該主電動機とは別に前記混練スクリュを駆動回転させる起動用電動機と、前記主電動機と起動用電動機との間で動力伝達を自動的に切断するクラッチ部と、前記クラッチ部で動力伝達が切断されなかった場合に前記主電動機を停止させる保護手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明者らは、混練押出機の起動操作を短時間で且つ作業性良く行えるように、起動用電動機と主電動機との間で動力伝達を自動的に切断するクラッチ部（例えば、ワンウェイクラッチ）を用いることを考えた。そして、クラッチ部によって動力伝達が切断できない事態が生じても、主電動機を停止させる保護手段を設けていれば、起動用電動機の破損が確実に防止され動力伝達の自動的な切断も可能となることを知見して、本発明を完成するに至ったのである。
なお、前記保護手段は、前記クラッチ部と起動用電動機との間の動力伝達部材の回転速度を検出する速度検出部と、当該速度検出部により検出される前記動力伝達部材の回転速度に基づき前記主電動機を停止させる制御部と、を備えているのが好ましい。
【０００８】
また、前記制御部は、前記速度検出部により検出された前記動力伝達部材の回転速度が予め定められた回転速度を超えたか否かを判定する速度判定部と、当該速度判定部において前記検出された回転速度が予め定められた回転速度を超えたと判定された場合に前記主電動機を停止させる構成とされているのが好ましい。
また、前記制御部は、前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えたか否かを判定する時間判定部と、
前記時間判定部において前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えたと判定された場合に、前記速度検出部により検出された前記動力伝達部材の回転速度に基づいて前記クラッチ部で動力伝達が切断されたか否かを判断する切断判定部と、
前記切断判定部において前記切断が検知されていないと判断された場合に前記主電動機を停止させる構成とされていても良い。
【０００９】
一方、前記保護手段が、前記クラッチ部による動力伝達の切断動作を検知する切断検知部を備えている場合には、前記制御部は、前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えても前記切断検知部で前記切断動作が検知されない場合に前記主電動機を停止させる構成とすることもできる。
そして、その場合には、前記制御部は、前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えたか否かを判定する時間判定部と、前記時間判定部において前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えたと判定された場合に、前記切断検知部で前記切断動作が検知されているか否かを判断する接続判定部と、前記接続判定部において前記切断動作が検知されていないと判断された場合に前記主電動機を停止させる構成とされているのが好ましい。
【００１０】
さらに、上述したクラッチ部には爪型クラッチやオーバーランニングクラッチを用いることができ、前記起動用電動機は前記主電動機の動力軸を介して記混練スクリュを駆動回転させる構成とすることもできる。
そして、上述した起動装置が設けられた混練押出機では、起動操作を短時間で且つ作業性良く行うことができる。
一方、本発明の混練押出機の起動方法は、混練押出機のスクリュ部に設けられた混練スクリュを駆動回転させる主電動機を起動する際に、前記主電動機と該主電動機に起動用減速機を介して動力伝達可能な起動用電動機との間の動力伝達を自動的に切断可能なクラッチ部により両者を接続し、前記主電動機とは別に設けられた起動用電動機によって前記混練スクリュが回転可能であることを確認した後に前記主電動機を起動し、前記クラッチ部によって動力伝達の切断が正常に行われているか否かを判断し、前記動力伝達の切断が正常に行われていないと判断された場合に、前記主電動機を停止させることを特徴とするものである。
【００１１】
この方法においては、前記クラッチ部と起動用電動機との間の動力伝達部の回転速度が予め定められた回転速度を超えた場合に、前記動力伝達の切断が正常に行われていないと判断することができる。
また、前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間に達した場合に、前記動力伝達の切断が正常に行われていないと判断することもできる。
さらに、前記主電動機の起動からの時間が予め定められた時間を超えても、前記主電動機と起動用電動機との間に設けられたクラッチ部で動力伝達の切断動作が行われていない場合に、前記動力伝達の切断が正常に行われていないと判断することもできる。
【００１２】
そして、前記主電動機を起動する前に、前記主電動機とは別に設けられた起動用電動機によって、前記クラッチ部及び前記主電動機の動力軸を介して前記混練スクリュを予め加速しても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の混練押出機の起動装置、混練押出機、及び混練押出機の起動方法においては、混練押出機の起動時の作業性が改善され、クラッチ部で動力伝達が切断されなかった場合にも小型の電動機の破損を防止することができ、起動操作を短時間で且つ作業性良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の混練押出機の起動装置の第１実施形態を図面に基づき以下に説明する。
［第１実施形態］
図１に示されるように、第１実施形態の起動装置１は混練押出機２に設けられている。混練押出機２は、動力（回転駆動力）を発生させる主電動機３と、主電動機３の動力により回転する混練スクリュ４、４を一対有するスクリュ部５と、主電動機３の動力を２つに分けて一対の混練スクリュ４、４にそれぞれ伝達する主減速機６とを備えている。
なお、以降の説明において、図１の紙面の左側を混練押出機２を説明する際の下流側とし、紙面の右側を上流側とする。また、図１の紙面の左右方向を混練押出機２を説明する際の軸方向とする。
【００１５】
主電動機３は、一対の混練スクリュ４、４を駆動回転させるものである。主電動機３は、軸方向に沿って主電動機３の両側に伸びる動力軸７を有しており、動力軸７の下流側には主減速機６が接続されており、上流側には起動装置１が接続されている。
主減速機６は、主電動機３とスクリュ部５との間に設けられている。主減速機６は、動力軸７を介して入力された主電動機３の動力を減速して２つに分配し、スクリュ部５の混練スクリュ４、４にそれぞれ出力する構成となっている。
スクリュ部５は、空洞状のバレル（図示略）と、このバレルの内部を軸方向に沿って挿通するように設けられた一対の混練スクリュ４、４とを備えている。混練スクリュ４は、スクリュセグメントやロータセグメントなどの各種セグメントを複数有している。各混練スクリュ４、４は、主減速機６を介して２分配された主電動機３の動力により駆動回転されるようになっており、スクリュセグメントやロータセグメントなどを回転させてバレル内に供給された材料を混練しつつ下流側へ送っている。
【００１６】
本発明の起動装置１は、主電動機３とこの主電動機３に起動用減速機１１を介して動力伝達可能な起動用電動機８との間の動力伝達を自動的に切断可能なクラッチ部９により両者を接続し、主電動機３とは別に設けられた起動用電動機８を用いて、混練スクリュ４が回転可能であることを確認した後に主電動機３を起動し、クラッチ部９によって主電動機３と起動用電動機８間の動力伝達の切断が正常に行われているか否かを判断し、動力伝達の切断が正常に行われていないと判断された場合に、主電動機３を停止させるものであり、クラッチ部９で動力伝達が切断されなかった場合には主電動機３を保護手段１０を用いて停止させるものである。
【００１７】
起動装置１は、大別すると、起動用電動機８と、クラッチ部９と、保護手段１０と、起動用減速機１１とを有している。
起動用電動機８は、主電動機３とは別に主電動機３の動力軸７を介して混練スクリュ４を駆動回転させるものである。起動用電動機８は、定格出力が主電動機３より小さいモータである。起動用電動機８により発生した動力はこの起動用電動機８の動力伝達軸１２を介して起動用減速機１１に伝達される。
起動用減速機１１は、起動用電動機８とクラッチ部９との間に設けられており、起動用電動機８から出力された回転速度を減速すると同時に動力を増幅してクラッチ部９に伝達している。起動用減速機１１を介して混練スクリュ４に伝達される起動用電動機８の動力によって、主電動機３の起動前に混練スクリュ４をゆっくりと回転（例えば、主電動機３を用いて混練スクリュ４を混練押出機２の定格回転数で回転させた場合の０．８〜５％に相当する回転数で回転）させることで混練スクリュ４が回転可能な状態であるか確認することができる。
【００１８】
起動用減速機１１は、主電動機３を起動させる前に予め混練スクリュ４を所定速度まで加速させる際に用いても良い。この場合、起動用減速機１１は、主電動機３の起動前にゆっくりと回転させるための減速部と、主電動機３の起動前に所定回転数（例えば、主電動機３を用いて混練スクリュ４を混練押出機２の定格回転数で回転させた場合の４０％以上に相当する回転数で回転）まで加速させるための減速部と、何れかの減速部を選択可能にとする切替部とを備えるように構成してもよい。なお、このときのクラッチ部９としては、後述する爪型クラッチを好適に用いることができる。
このような２段階の減速部と切替部とを備えることにより、可変速の起動用電動機を用いなくとも、微速回転と高速回転までの加速を行うことができる。また、主電動機３を起動させる前に予め混練スクリュ４を所定速度まで加速させることにより、主電動機３の始動電流を下げることができる。
【００１９】
クラッチ部９は、主電動機３で駆動回転させた際に主電動機３の動力軸７の回転速度が、起動用減速機１１の出力軸の回転速度を超えた場合に、動力伝達を自動的に切断する爪型クラッチや、所定回転数に達するとトルク伝達されないオーバーランニング状態になるオーバーランニングクラッチのように、主電動機３と起動用電動機８との間の動力伝達を自動的に切断することができるクラッチである。クラッチ部９が爪型クラッチである場合は、互いに相対する一対のクラッチ板１３、１４を上流側と下流側とに備えており、上流側のクラッチ板１３が起動用減速機１１に、また下流側のクラッチ板１４が主電動機３に連結されている。また、上流側のクラッチ板１３は軸方向に移動自在となっている。
【００２０】
詳しくは、図２に示されるように、一対のクラッチ板１３、１４には、互いに対向し合う面に爪部１５、１６が複数備えられている。上流側のクラッチ板１３には爪部１５が回転方向に沿って一定の間隔をあけて複数設けられており、それぞれの爪部１５にはクラッチ板１３の回転方向に面する側に垂直面１７と反回転方向に面する側に傾斜面１８とが形成されている。
下流側のクラッチ板１４には隣り合う爪部１５の間に嵌り込むように爪部１６が一定の間隔をあけて複数設けられている。この爪部１６は、上流側の爪部１５とは対称に、回転方向に面する側に傾斜面２０と反回転方向に面する側に垂直面１９とが形成されている。
【００２１】
上流側のクラッチ板１３と下流側のクラッチ板１４とを重ね合わせると、上流側のクラッチ板１３の回転速度が速い場合は垂直面１７、１９同士が接するように、逆に下流側のクラッチ板１４の回転速度が速くなるに伴い傾斜面１８、２０同士が面で接するように爪部１５と爪部１６とが回転方向に沿って並ぶようになっている。
クラッチ部９は、クラッチ板１３の移動に合わせて揺動するレバー２１が設けられている。レバー２１は、上下方向に沿って長尺に形成されており、下端を中心として揺動自在に設けられている。レバー２１は、上流側のクラッチ板１３を手動でも移動させること（トルク伝達可能な連結状態へ爪部１５を手動操作で復帰させること）ができるよう上下方向の中途部で上流側のクラッチ板１３に連結されており、クラッチ板１３の軸方向移動に合わせて揺動可能とされている。
【００２２】
クラッチ部９では、主電動機３が回転していないときに起動用電動機８を起動し、主電動機３の動力軸７が起動用電動機８の動力により回転している場合には、上流側の爪部１５の垂直面１７が下流側の爪部１６の垂直面１９に面係合し、起動用電動機８の動力がクラッチ部９を介して主電動機３に伝達される。しかし、主電動機３の動力軸７が主電動機３の動力により高速回転するようになると、上流側の爪部１５の傾斜面１８が下流側の爪部１６の傾斜面２０に面係合するようになる。
その結果、傾斜した面同士で生じる滑りに伴い上流側のクラッチ板１３が軸方向に動き、クラッチ板１３とクラッチ板１４とが機械的に離反する。クラッチ板１３、１４が互いに離反すると、レバー２１が上流側に向かって揺動すると同時に爪部１５と爪部１６との係合（噛み合い）が外れ、起動用電動機８と主電動機３との間の動力の伝達が自動的に切断される。
【００２３】
一方、クラッチ部９を接続状態にするには、レバー２１を下流側に向かって揺動し、上流側のクラッチ板１３を下流側のクラッチ板１４に接近させる。クラッチ板１３とクラッチ板１４とが接近すると、爪部１５、１６同士が噛み合って起動用電動機８から主電動機３への動力伝達が可能となる。
なお、クラッチ部９としてオーバーランニングクラッチ２８を用いる場合は、レバー操作は不要であり、トルク伝達可能な状態へも自動復帰することができる。
保護手段１０は、クラッチ部９で動力伝達が切断されなかった場合に主電動機３を停止させるものである。すなわち、保護手段１０は、動力伝達の切断が正常に行われているか否かを判断し、動力伝達の切断が正常に行われていないと判断された場合に主電動機３を停止させるものである。
【００２４】
保護手段１０は、本実施形態においては、起動用電動機８の動力伝達軸１２の回転速度Ｒを検出する速度検出部２２と、速度検出部２２により検出された動力伝達軸１２の回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒ0に到達した場合に主電動機３を停止させる制御部２３と、を備えている。
速度検出部２２は、起動用電動機８とクラッチ部９との間の動力伝達部に設けられて動力伝達部材（例えば、起動用電動機８と起動用減速機１１間の動力伝達部材である動力伝達軸１２）の回転速度Ｒを検出するセンサである。速度検出部２２で検出された動力伝達部材の回転速度Ｒは信号として制御部２３に送られる。
【００２５】
制御部２３は、速度検出部２２により検出された動力伝達部材の回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒ0に到達したか否かを判定する速度判定部２４と、速度判定部２４において回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒ0に到達したと判断された場合に主電動機３を停止させる指示部２５と、を備えている。具体的には、制御部２３はコンピュータ又はシーケンサ（ＰＬＣ：プログラマブルロジックコントローラ）で構成される。
速度判定部２４は、速度検出部２２で検出された回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒ0に到達したかどうかを判定している。回転速度Ｒ0は、起動用電動機８が破損せずに回転できる上限の回転速度以下であればよく、本実施形態の場合は通常運転時の回転速度の１１０％とされている。
【００２６】
指示部２５は、速度判定部２４で回転速度Ｒが回転速度Ｒ0に到達していると判定されると、主電動機３を停止するようになっている。
図３を用いて、第１実施形態の混練押出機の起動方法について説明する。第１実施形態の起動方法はＳ３１〜Ｓ３６に従って行われる。
まず、クラッチ部９を接続状態とし、主電動機３が起動していない状態で起動用電動機８を起動する［Ｓ３１］。
起動用電動機８を起動すると、起動用電動機８の動力が起動用減速機１１を介して主電動機３の動力軸７に伝達する。そして、主電動機３の動力軸７及び主減速機６が起動用電動機８により回転し、混練スクリュ４がゆっくりと回転させられる。このとき、主電動機３を起動することなく混練スクリュ４が回転可能であることを確認する［Ｓ３２］。
【００２７】
次に、起動用電動機８を回転又は停止させた状態で主電動機３を起動させる［Ｓ３３］。
主電動機３の回転数が上昇すると、やがて主電動機３の動力軸７の回転速度が、起動用減速機１１の出力軸の回転速度以上となる。このとき、クラッチ部９が起動用電動機８と主電動機３との間の動力伝達を自動的に切断する。
次に、保護手段１０ではクラッチ部９が起動用電動機８と主電動機３との間の動力伝達を切断しているかどうかの確認が行われる。この確認は、クラッチ部９と起動用電動機８との間に設けられる速度検出部２２で動力伝達部材（本例では動力伝達軸１２）の回転速度Ｒを検出し、検出された回転速度Ｒを速度判定部２４に送り、速度判定部２４で回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒ0に到達したかどうかを判定することで行われる［Ｓ３４］。
【００２８】
クラッチ部９での動力伝達の切断が正常に行われた場合には、回転速度Ｒが回転速度Ｒ0を超えることはない。それゆえ、回転速度Ｒが回転速度Ｒ0を超えない場合には、クラッチ部９での動力伝達の切断が正常に行われたと判断し、起動用電動機８が起動した状態である場合はその回転を停止させる［Ｓ３５］。
一方、クラッチ部９での動力伝達の切断が正常に行われなかった場合には、主電動機３により起動用電動機８が強制回転させられ、回転速度Ｒが回転速度Ｒ0に到達することになる。それゆえ、回転速度Ｒが回転速度Ｒ0に到達した場合には、クラッチ部９での動力伝達の切断が正常に行われなかったと判断し、主電動機３を即座に停止させる［Ｓ３６］。
［第２実施形態］
次に、本発明の起動装置１及び起動方法の第２実施形態を説明する。
【００２９】
図４に示されるように、第２実施形態の起動装置１が第１実施形態と異なっている点は、第１実施形態において説明した速度検出部（第１速度検出部）２２に加えて、第２速度検出部３１が速度検出部として新たに設けられている点である。そして、第２実施形態の保護手段１０は、主電動機３の起動からの時間Ｔが予め定められた時間Ｔ0に到達した際に、第２速度検出部３１により検出されたクラッチ部９前後での回転速度（回転速度差ΔＲ）に基づいてクラッチ部９で動力伝達の切断が検知されない場合に主電動機を停止させるように構成されている。なお、第２実施形態の起動装置１におけるその他構成及び作用効果については、第１実施形態と同様である。
【００３０】
第２速度検出部３１は、クラッチ部９の前後の動力伝達部に設けられてクラッチ部９の前後での動力伝達部材の回転速度差ΔＲを検出するセンサである。第２速度検出部３１は、クラッチ部９と起動用減速機１１との間に設けられた速度検出器３１Ａと、クラッチ部９と主電動機３との間に設けられた速度検出器３１Ｂとで構成されている。第２速度検出部３１では、速度検出器３１Ｂで検出された動力伝達部材の回転速度から速度検出器３１Ａで検出された動力伝達部材の回転速度を引いて回転速度差ΔＲを求め、この回転速度差ΔＲを信号として制御部２３に送っている。
【００３１】
なお、起動用減速機１１の減速比が分かっている場合は、速度検出器３１Ａに代えて第１速度検出部２２で検出された回転速度Ｒと起動用減速機１１の減速比とを用いて、これらから回転速度差ΔＲを算出することもできる。
第２実施形態の制御部２３は、主電動機３の起動からの時間Ｔが予め定められた時間Ｔ0を超えたか否かを判定する時間判定部２７と、時間判定部２７において主電動機３の起動からの時間Ｔが予め定められた時間Ｔ0を超えたと判定された場合に、第２速度検出部３１（速度検出部）により検出された動力伝達部材の回転速度（回転速度差ΔＲ）に基づいてクラッチ部９で動力伝達が切断されたか否かを判断する切断判定部３２と、切断判定部３２において切断が検知されていないと判断された場合に主電動機３を停止させる構成とされている。
【００３２】
時間判定部２７は、主電動機３の起動からの時間Ｔが予め定められた時間Ｔ0に到達したか否かを判断するものである。時間Ｔ0は、主電動機３が起動してから動力伝達部材（本例では動力伝達軸１２）の回転速度Ｒが所定速度になる（回転速度Ｒ0まで加速する）までの時間とされており、モータの種類、スクリュ径、被混練材料の種類又は混練条件に応じて適宜設定することができる。
切断判定部３２は、時間判定部２７において主電動機３の起動からの時間Ｔが予め定められた時間Ｔ0に到達したと判断された場合に、第２速度検出部３１により検出された動力伝達部材の回転速度（回転速度差ΔＲ）に基づいてクラッチ部９で動力伝達が切断されたか否かを判断するものである。切断判定部３２ではΔＲ（３１Ｂの検出速度−３１Ａの検出速度）が正の値の場合又はΔＲ（３１Ａの検出速度−３１Ｂの検出速度）が負の場合にクラッチ部９で動力伝達が切断されたと判断され、ΔＲがゼロの場合にクラッチ部９で動力伝達が切断されなかったと判断される。
切断が検知されていないと判断された場合には、切断判定部３２から指示部２５に信号が出力され、指示部２５が主電動機３を即座に停止させる。
【００３３】
なお、第２実施形態の起動装置１は、第１実施形態で説明したように第１速度検出部２２で検出された回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒ0に到達した場合にも主電動機３を停止する構成とすることができる。この場合、図４の二点鎖線で示すように制御部２３に速度判定部２４を設け、速度判定部２４の信号を指示部２５に入力する構成とすることで、速度判定部２４と切断判定部３２とのいずれかからの信号で主電動機３を停止させることもできる。
図５を用いて、第２実施形態の混練押出機２の起動方法、具体的には制御部２３での信号の流れについて説明する。
【００３４】
第２実施形態の起動方法はＳ５１〜Ｓ５９に従って行われる。
まず、Ｓ５１及びＳ５２は、第１実施形態の起動方法におけるＳ３１及びＳ３２と同様に行われる。
第２実施形態の起動方法では、主電動機３を起動させると同時に、時間判定部２７で時間Ｔの計測が開始される［Ｓ５３］。
そして、第１実施形態の起動方法と同じように主電動機３の回転数が上昇し、クラッチ部９が起動用電動機８と主電動機３との間の動力伝達を自動的に切断する。
【００３５】
ところで、主電動機３を起動してもクラッチ部９で動力切断が行われる回転速度に到達するまでには一定の時間が必要となる。そこで、次に主電動機３の起動からの時間Ｔが予め定められた時間Ｔ0に到達しているかどうかの判定が行われる［Ｓ５４］。ここで、時間Ｔが時間Ｔ0に到達していないと判定された場合には、時間Ｔを更新し［Ｓ５５］、Ｓ５４に戻って時間Ｔ0に到達するまで時間判定を繰り返し行う。
時間Ｔが時間Ｔ0に到達していると判定された場合には、第２速度検出部３１により検出された動力伝達部材の回転速度（回転速度差ΔＲ）に基づいてクラッチ部９が起動用電動機８と主電動機３との間の動力伝達を切断しているかどうかの確認が切断判定部３２で行われる［Ｓ５６］。
この確認は、ΔＲ（３１Ｂの検出速度−３１Ａの検出速度）が正の場合又はΔＲ（３１Ａの検出速度−３１Ｂの検出速度）が負の場合に動力伝達が切断されたと判断され、ΔＲがゼロの場合に動力伝達が切断されていないと判断される。
【００３６】
クラッチ部９での動力伝達の切断が正常に行われたと判断された場合には、時間Ｔをリセット［Ｓ５７］した後、起動用電動機８が起動した状態である場合にはそれを停止させる［Ｓ５８］。
一方、クラッチ部９での動力伝達の切断が正常に行われていないと判断された場合には、主電動機３を停止させる［Ｓ５９］。
なお、第２実施形態の起動装置１及び起動方法においては、以下に示すように速度判定部２４と切断判定部３２とのいずれかからの信号で主電動機３を停止させることもできる。
【００３７】
図６に示すように、上述のような起動方法においては、まずＳ５１〜Ｓ５３までの処理と同様にして主電動機３の起動し、時間判定部２７での時間Ｔの計測が開始される。そして、次に第１速度検出部２２で検出された回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒ0に到達したか否かの判定が速度判定部２４で行われる［Ｓ７０］。
回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒ0に到達している場合は、直ちに主電動機３を停止し［Ｓ６９］、回転速度Ｒ0に到達していない場合にはＳ６４からＳ６８までの動作がＳ５４〜Ｓ５８と同様に行われる。
［第３実施形態］
次に、本発明の起動装置１及び起動方法の第３実施形態を説明する。
【００３８】
図７に示されるように、第３実施形態の起動装置１が第１実施形態と異なっている点は、保護手段１０が、主電動機３の起動からの時間Ｔが予め定められた時間Ｔ0に到達しても、クラッチ部９で動力伝達の切断動作が検知されない場合に主電動機３を停止させるように構成されている点である。なお、第３実施形態の起動装置１におけるその他構成及び作用効果については、第１実施形態と同様である。
切断検知部２６は、クラッチ部９での動力伝達の切断が正常に行われたか否かを検知するものである。切断検知部２６は、クラッチ部９のレバー２１の切断動作から切断が正常に行われたか否かを検知しており、レバー２１の位置を検知する一対のリミットスイッチで構成されている。切断検知部２６では、レバー２１の位置が上流側にあることをリミットスイッチで検出している場合に、クラッチ部９で動力伝達が行われている（接続状態である）と判断している。一方、レバー２１の位置が下流側にあることをリミットスイッチで検出している場合には、クラッチ部９で動力伝達が切断されている（切断状態である）と判断している。切断検知部２６では、レバー２１の位置が動力切断側（下流側）にあるときに切断信号Ｃが制御部２３に出力される。
【００３９】
第３実施形態の制御部２３は、クラッチ部９と起動用電動機８との間に設けられる速度検出部２２により検出される動力伝達部材（本例では動力伝達軸１２）の回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒ0に到達した場合だけでなく、主電動機３の起動からの時間Ｔが予め定められた時間Ｔ0に到達しても切断検知部２６で切断動作が検知されない場合にも主電動機３を停止させるものである。制御部２３は、第１実施形態の制御部２３で説明した速度判定部２４と指示部２５に加えて、時間判定部２７と、接続判定部３０とを備えている。
【００４０】
接続判定部３０は、時間判定部２７において主電動機３の起動からの時間Ｔが予め定められた時間Ｔ0に到達したと判断された場合に、切断検知部２６で切断動作が検知されているか否かを判断するものである。接続判定部３０において切断動作が検知されていないと判断された場合には、接続判定部３０から指示部２５に信号が出力され、指示部２５が主電動機３を即座に停止させる構成となっている。
図８を用いて、第３実施形態の混練押出機２の起動方法、具体的には制御部２３での信号の流れについて説明する。
【００４１】
第３実施形態の起動方法はＳ８１〜Ｓ８９に従って行われる。なお、Ｓ８１〜Ｓ８５の手順は、第２実施形態の起動方法におけるＳ５１〜Ｓ５５と同様に行われるため、説明を省略する。
第３実施形態の起動方法では、クラッチ部９での動力伝達の切断は接続判定部３０で行われる。接続判定部３０では、切断検知部２６からの切断信号Ｃが入力されたかどうかの判断が行われる。切断信号Ｃが接続判定部３０に入力された場合にはクラッチ部９での動力伝達の切断が正常に行われたと判断され、入力されていない場合は切断が正常に行われていないと判断される［Ｓ８６］。
クラッチ部９での動力伝達の切断が正常に行われたと判断された場合は、時間Ｔをリセット［Ｓ８７］した後、起動用電動機８を停止させる［Ｓ８８］。
一方、クラッチ部９での動力伝達の切断が正常に行われていないと判断された場合には、即座に主電動機３を停止させる［Ｓ８９］
なお、第３実施形態の起動方法に、第１実施形態で説明したクラッチ部９と起動用電動機８との間の動力伝達部材（動力伝達軸１２）の回転速度Ｒに関する判断を加えることもできる。この場合、時間判定部２７において主電動機３の起動からの時間Ｔが予め定められた時間Ｔ0に到達したと判断した際に、上述した接続判定部３０によるクラッチ部９での動力伝達の切断動作に関する判断だけでなく、速度判定部２４による動力伝達部材（本例では動力伝達軸１２）での回転速度に関する判断でも主電動機３を停止させるように、制御部２３を構成することもできる。この場合は、回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒ0に到達したとの判断又はクラッチ部９での動力伝達の切断動作が検知されていないとの判断のいずれか一方でも判断されれば、指示部２５が主電動機３を即座に停止させる。
［第４実施形態］
次に、本発明の起動装置１及び起動方法の第４実施形態を説明する。
【００４２】
図９に示されるように、第４実施形態の起動装置１が第１実施形態と異なっている点は、クラッチ部９にオーバーランニングクラッチ２８が用いられている点である。なお、第４実施形態の起動装置１におけるその他構成及び作用効果については、第１実施形態と同様である。
オーバーランニングクラッチ２８は、公知のものを用いることができる。例えば外輪体１３Ａと内輪体１４Ａの間に所定速度に達すると（所定遠心力が作用すると）トルク伝達状態からオーバーランニング状態に機械的に切り替える切替構造２９を備えている。切替構造２９は、外輪体１３Ａ、内輪体１４Ａが所定方向に回転するときの回転速度に応じた遠心力によって係止姿勢と非係止姿勢とに機械的に切替可能となっている。それゆえ、動力軸７の動力源が起動用電動機８から主電動機３に切り替わり所定速度に達すると、切替構造２９が遠心力によって係止姿勢から非係止姿勢に変化し、外輪体１３Ａ、内輪体１４Ａの連結が自動的に外れる。
【００４３】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。
例えば、上述した実施形態は２軸押出機のものであったが、本発明の起動装置１は単軸または３軸以上の押出機や連続混練機にも用いることができる。
なお、上述した実施形態では、クラッチ部９として電気的な制御を行うことなく機械的に作動する爪型クラッチ又はオーバーランニングクラッチ２８を例示したが、本発明の起動装置１には爪型クラッチやオーバーランニングクラッチ２８以外のワンウェイクラッチを用いることもできる。
【００４４】
また、上述した実施形態では、起動用電動機８の回転速度Ｒを監視して主電動機３を停止させる保護手段１０、及び起動用電動機８の回転速度Ｒの監視と、クラッチ部９の切断動作の有無との双方で主電動機３を停止させる保護手段１０を例示した。しかし、例えばクラッチ部９の切断動作の有無だけで主電動機３を停止させる保護手段１０を設けることもできる。
上述した実施形態では、主電動機３に高出力用モータを用いていたが、主電動機３は高出力用モータに限定されるものではない。例えば、主電動機３に低出力用モータを用いることもできる。
上述した実施形態における図示例では、起動用電動機８の出力が起動用減速機１１とクラッチ９と主電動機３とを順に介して混練スクリュ４に伝達されるように配置したものを記載しているが、スクリュ部５に設けられた混練スクリュ４を駆動回転させる主電動機３に対して起動用減速機１１を介して動力伝達可能に設けられている起動用電動機８と、主電動機３と起動用電動機８との間で動力伝達を自動的に切断するクラッチ部９とを備えた構成であれば、各機器の具体的配置は上記の配置に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１実施形態の起動装置を備えた混練押出機の正面図である。
【図２】クラッチ部の正面図及び断面図である。
【図３】第１実施形態の起動方法における運転手順を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態の起動装置を備えた混練押出機の正面図である。
【図５】第２実施形態の起動方法における運転手順を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態の起動方法において回転速度による保護を併用した場合の運転手順を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態の起動装置を備えた混練押出機の正面図である。
【図８】第３実施形態の起動方法における運転手順を示すフローチャートである。
【図９】第４実施形態の起動装置を備えた混練押出機の正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  起動装置
２  混練押出機
３  主電動機
５  スクリュ部
４  混練スクリュ
６  主減速機
７  動力軸
８  起動用電動機
９  クラッチ部
１０  保護手段
１１  起動用減速機
１２  動力伝達軸
１３  上流側のクラッチ板
１３Ａ外輪体
１４  下流側のクラッチ板
１４Ａ内輪体
１５  上流側の爪部
１６  下流側の爪部
１７  上流側の爪部の垂直面
１８  上流側の爪部の傾斜面
１９  下流側の爪部の垂直面
２０  下流側の爪部の傾斜面
２１  レバー
２２  速度検出部（第１速度検出部）
２３  制御部
２４  速度判定部
２５  指示部
２６  切断検知部
２７  時間判定部
２８  オーバーランニングクラッチ
２９  切替構造
３０  接続判定部
３１  第２速度検出部
３１Ａ速度検出器
３１Ｂ速度検出器
３２  切断判定部
Ｃ  切断信号
Ｒ  回転速度
Ｒ0 回転速度
Ｔ  時間
Ｔ0 予め定められた時間
【図１】
0005215006.tif 000002
【図２】
0005215006.tif 000003
【図３】
0005215006.tif 000004
【図４】
0005215006.tif 000005
【図５】
0005215006.tif 000006
【図６】
0005215006.tif 000007
【図７】
0005215006.tif 000008
【図８】
0005215006.tif 000009
【図９】
0005215006.tif 000010