３【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／目次校

日本スピンドル技報
NO.５
０２
０
１
０
NIHON SPINDLE TECHNICAL REPORT

目 次
巻頭言 ………………………………………………………………………………………齊藤

十内

技術報告
◆ CFD を用いたパルス集塵機の解析と応用 ………………………………………………………… １

上田聡◆ マルチパルスジェット法によるバグフィルタの払い落とし効率の向上 ……………………… ４

木嶋

敬昌，夘山

貞信，鮑

力民，郁

明々，剣持

潔

◆ 省スペース型高性能パルス集塵機の稼働報告 …………………………………………………… ９

飯尾良夫◆ 内外歯加工技術の開発 ………………………………………………………………………………１
３

檜垣◆ 汎用シューマイ成形機（i・S シリーズ）の開発

孝二，谷口

真一

…………………………………………………１８
石田博昭◆ クリエコⅢの省エネ性の向上 ………………………………………………………………………２
１

泉

憲司

◆ 不燃木製学校間仕切の商品化 ………………………………………………………………………２
４

池田

潤也，松島

強

◆ タイヤ用シート製造装置の開発 ……………………………………………………………………２
８

頼金

敏昭

◆ ホモゲナイザーのバルブ内の流れと乳化効果 ……………………………………………………３
５

住友

尚志

知財報告 ……………………………………………………………………………………………………４３

３【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／目次校

NIHON SPINDLE TECHNICAL REPORT
NO.５
０２
０
１
０

CONTENTS
Message ……………………………………………………………………………………Junai SAITOTECHNICAL REPORT◆ Analysis and application of pulse jet bag filter system using CFD ……………………………… １

Akira UEDA
◆ Improving cleaning efficiency of a bag filter system using multiple jet pulses ………………… ４

Takamasa KISHIMA, Sadanobu UYAMA, Limin BAO, Mingming YU, Kiyoshi KEMMOCHI◆ Operation report of space saving pulse jet bag filter system…………………………………… ９
Yoshio IIO◆ Development of method for forming gear of both sides …………………………………………１
３

Koji HIGAKI, Shinichi TANIGUCHI◆ Development of general versatility SHAOMAI forming machine（i・S series’）…………………１
８

Hiroaki ISHIDA◆ Improvement of energy efficiency of Cle-Eco Ⅲ…………………………………………………２１
Kenji IZUMI◆ Commercialization of non-flammable wooden partitions for school ……………………………２
４

Junya IKEDA, Tsuyoshi MATSUSHIMA◆ Development of sheet preforming machine for tire manufacturers……………………………２８
Toshiaki YORIKANE◆ Study of internal flow and emulsification effect in a homogenizing valve……………………３５
Takashi SUMITOMOINTELLECTUAL PROPERTY REPORT ………………………………………………………………４３

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／巻頭言

巻

頭

初

校

藤

十

言
社

長

齊

内

平素は当社の事業にご支援とご協力を賜り、厚くお礼申し上げます。
当社の経営ビジョンには、「人と地球に優しい環境と空間を創造する」という一文があり、当社は長年の事業活動を通して、経営ビジョンの実現に取り組んでまいりました。具体的には、環境改善・省エネ・省資源を実現する技術、並びに安心・安全を実現する技術により、社会への貢献を果しております。近年の地球規模での産業の発展によって、経営ビジョンに即した社会からの要請がますま
す強くなっているため、全社を挙げて研究開発に邁進しているところです。
今回の技術報告では、それぞれの業界で高い評価をいただいている戦略商品に関する環境関連技術、並びに安心・安全関連技術について報告しております。
産業用集塵装置については、これまでの実績と解析力を駆使して、省エネ・高性能化・コンパクト化の実現と併せ、交換部品の長寿命化を実現しました。産機事業のバリフォーマについては、自動車部品業界の多様な要請に応える工法
開発力で、自動車の更なる軽量化を実現し、省エネ・省資源に貢献しました。
シューマイ成形機については、今までにない電気制御方式を採用して汎用性や生産性の向上を実現し、食生活の安心・安全に貢献しました。空調機器のクリ
エコⅢについては、湿度調節時の無駄な消費電力を抑制する新制御方式を採用
し、省エネを更に進化させました。木製学校間仕切は、従来の木製間仕切のラインアップに不燃タイプを加え、教育現場における安心・安全性に貢献しました。タイヤ用シート製造装置については、独創的なセミオープン機構を採用し、生産製品の高品質化と省エネの両立を実現しました。ホモゲナイザーについて
は、運転条件が乳化作用に与える影響について解明し、省エネを実現する最適な運転を実現しました。
また、当社は、これら技術開発成果の保護と利用を推進して企業価値の最大化を図るため、研究開発活動と一体となった知財活動を実行しております。その一例として、国内保有特許件数の推移および近年の登録特許を巻末に紹介します。
今後とも、社会に貢献する企業として最善の努力を尽くす所存ですので、引き続きご愛顧、ご指導を賜りますよう宜しくお願い申し上げます。

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／巻頭言初校【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈技術開発室〉上田３

聡

日本スピンドル技報 No.５０２０１０校（訂正なし）

技

術

報

告

CFD を用いたパルス集塵機の解析と応用
Analysis and application of pulse jet bag filter system using CFD

技術開発室

上田

聡

Akira UEDA
Abstract
The high performance of dust corrector is strongly required. But, the experiments are conductedby the computation instead of actually doing due to its difficulty. In this report, we have analyzed
pulse jet bag filter system using CFD. The results of analysis correspond with experiment. Verifying theperformance of improvement idea numerically, we confirm the effect.

への適用を前提とした CFD の概要を述べる１）．

１．はじめにパルスジェット方式においては噴射気流の風速が産業活動に伴い発生する硫黄酸化物，窒素酸化物，大きく，空気の体積変化が無視できない．そのため

煤塵，有害物質などの浮遊粒子状物質は，大気汚染

流体モデルには非定常３次元圧縮性流れを採用する．

防止法やダイオキシン類対策特別措置法などによりモデルの基礎方程式を以下に示す：

規制の対象とされている．集塵機はこのような粒子∂ρ+ ∇ ⋅ (ρu ) = 0, …………………………………!
∂t状物質を除去するために用いられている．集塵機には省エネ（低圧力損失制御）や長寿命（フィルタ破∂ (ρu )∂+ ∇ ⋅ (ρ uu) = −∇p + ∇ ⋅ τ + ρ g −ρ ui ' u j ' ,
∂t
∂x j

(

損の低減）などといった高性能化が求められており，
前者については，より効果的な捕集ダストの払い落)……………………………………………………"とし方法がパルスジェット方式において望まれていきさや現象の短時間性などによる実験の困難さゆえ∂ (ρE )+ ∇ ⋅ (ρEu ) = ∇ ⋅ (k ∇T ) − ∇ ⋅ ( pu ) + ∇ ⋅ (τu ) + ρg ⋅ u∂tに，長らく技術者の経験に頼っていた．

……………………………………………………#る．しかし，その構造の最適化については装置の大

近年，CFD（computational fluid dynamics，数値
流体力学）が急速に発達し，コストの低い方法で検ここで u は流速， ρ は密度，E は流体の持つ全エネ証ができるようになって来た．本報では CFD を用ルギである．
また装置の大きさにより，流れ場は乱流となっていた集塵機のパルスジェット式払い落とし挙動の解いる．乱流は基本的には上記の基礎方程式から導く

析を行い，性能向上に向けた検証を行った．

事ができるが，十分な解像度を得るには非常に細か

２．CFD の手法

な格子幅や時間ステップ幅を採用しなければならず，集塵機は大型のものではフィルタ長さが１０m に計算量を考えると現実的には不可能である．そのたもなる物もあり，性能の測定や実験には大きな労力

め乱流モデルを用いて微細な流れ構造をモデリングが必要である．また小さな模型による実験では，大する．乱流モデルには以下の基礎方程式で表される

きな実機で現れる現象がどこまで再現できているか

標準 k― ε モデルを採用した：疑問が残る．一方数理モデルを用い，計算機によって解析を行えば，コストや実験期間を削減しつつ，
実際の大きさの装置での実験と同等の結果が得ることができる．本報では集塵機のパルスジェット方式― １ ―∂ ( ρk )+ ∇ ⋅ ( ρuk ) = ∇ ⋅ (Γk ∇k ) + G − ρε , ……………$∂t∂ ( ρε )ε2ε+ ∇ ⋅ ( ρuε ) = ∇ ⋅ (Γε ∇ ε ) + P − ρ + C . ……%∂tkk

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聡校（訂正なし）日本スピンドル技報 No.５０２０１０

技

術

報

告

ここで k は乱流運動エネルギ， ε はその散逸率である．
上記の基礎方程式だけでは温度 T と密度 ρ の関係などが明らかでなくそのままでは解くことができない．そのため補助方程式が必要である．補助方程式には以下のものがある．
τ ij = 2 μ Dij + λδ ij

∂u k
∂xk

：

ニュートン流体のせん断応力……$
λ = −2 μ / 3：

粘性率についてのストークスの関係……%
Θ = − k∇T = − k∂T：フーリエの熱伝導則 ……&
∂x j

図１

モデル概略

図２

上部拡大図

e = cν T ：温度と比熱の関係 ……………………'

物理現象は本来連続的であるが，計算機では連続性を直接表す事ができないので，これらの基礎方程式を空間・時間について離散化しなければならない．
その基本である FTCS 法を，質量保存を表す式!に適用すると，
ρ in +1 − ρin ( ρ u )ni +1 − ( ρ u )ni −1+= 0 …………………(
Δt
2Δxとなる．このような式は式"から#に対しても立てることができる．空間を離散化し，各点に対して式(を作り連立させ，最終的に行列方程式を構成する．
これを解くことによって流れ場を求める事ができる．

３．集塵機のモデリング

件を設定した．

解析を行った集塵機モデルの概略形状を図１および図２に示す．

バルブ周囲は流れが高速かつ複雑になると予想されるため，格子を生成する際，特に高精細にする必

タンク内には２気圧の圧縮空気が入っており，タンク内のバルブ開閉によってインジェクタパイプ

要がある．本モデルでは最小セル寸法は１mm とした．

（IP）内にエアが流れる．エアはフィルタ直上に設バルブの動作の再現は，格子面が不連続となる境けたノズル穴よりフィルタ内へ流れ，フィルタに付界面をバルブ近傍に設定し，境界をまたぐ計算はセ

着した捕集ダストを払い落とす構造になっている．

ル間で補間を行うことで行った．

本解析では集塵機に通常複数設置されている IP の離散化手法は空間について２次精度風上差分，時うち１本を解析対象とし，IP 直下に１６本のフィル間について１次精度陰的法を用いた．時間ステップ

タが取り付けられた場合を想定した．また，IP か

幅は０．
１ミリ秒，総セル数は約７０万点である．

らフィルタへの吹き出しの様子を知ることが目的の

４．解析結果ため，フィルタ面は壁面として扱い，フィルタ外部の空間とダスト払い落とし現象を省略することで計算負荷の軽減を図った．

以上の手法を用いて，計算機によって流れ場を解いた．以下にその結果を示す．

流入条件としては圧縮空気タンクの側面部に圧力図３および図４は中央断面における IP およびそ境界条件（０．
２MPa）を，本体側面部に対称境界条の周辺部分の１
０
０ミリ秒後の速度場と圧力場を可視― ２ ―【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈技術開発室〉上田３

聡校（訂正なし）日本スピンドル技報 No.５０２０１０

技

術

報

告

㪉㪏㪇㩷
㪉㪍㪇㩷
⸃ᨆ⚿ᨐ
ታ㛎⚿ᨐ

㪉㪋㪇㩷

࿶ജ 㪲㫂㪧㪸㪴

㪉㪉㪇㩷
㪉㪇㪇㩷
㪈㪏㪇㩷
㪈㪍㪇㩷

図３

払い落とし時の速度分布（m/s）

㪈㪋㪇㩷
㪈㪉㪇㩷
㪈㪇㪇㩷
㪇

㪈㪇

㪉㪇

㪊㪇

㪋㪇

ᤨ㑆 㪲㫄㫊㪼㪺㪴

図５

図４

IP 内圧力挙動の比較

払い落とし時の圧力分布（Pa）

化したものである．図中の白い箇所が高速／高圧となった部分である．圧縮空気が IP 内を通り，吹出（a）現状モデル

しノズルからフィルタへ向けて噴出している様子が

図６

分かる．

（b）改善モデル

払い落とし性能向上案の速度分布

この解析結果が実機内の現象を捉えているか確認するため，同条件にて実験を行い，その結果を比較

これを改善するため，吹き出し空気がフィルタ入する．比較には最も測定がしやすい物理量として，口の中心を狙うようにノズル位置および形状を調整

IP 内の圧力変動を選択した．それらを４０ミリ秒まし，検証用モデルを作成して同様に解析を行った．

で比較したグラフを図５に示す．バルブから流れて改善したモデルでの風速分布を図６（b）に示す．

きた圧縮エアが２４ミリ秒で IP 内に達し，圧力が上改善モデルはフィルタに入るエアの流量が約５％増がっている様子が再現されている．また，解析結果

加しており，また図を見てもエアがフィルタ内に効と実験値で立ち上がり時間および最大圧力が概ね一果的に入っている事が分かる．

致しており，解析は実現象を十分再現できている事

６．まとめと今後の取り組みが分かる．

本報により，CFD による数値解析は実験の代替

５．改善案の検証となることを検証することができた．また数値実験

以上より解析を実験の代替として用いる事ができることが示された．ここでは解析による払い落とし

により効率的に払い落としが出来るノズルの最適設計を行った．

性能の向上案の検証例を示す．

今後は一層の形状最適化を実現して払い落とし性ノズルより吹き出す空気の速度分布（図３）を見

能をより向上させる．

ると，空気はノズルより斜めに吹き出し，そのため

７．参考文献フィルタの側面部に当たっており，当たっていない方の側面ではエアの逆流が起こっている．集塵機中

１）宮内敏雄，数値流体力学基礎コース，ISS 産業

央部のフィルタ１本について拡大した図（図６（a））

科学システムズ，１
９
９７をみるとそのことが良く分かる．これではフィルタ

８．関連特許上部にてエアは外へ抜けてしまい，最下部へ達する事ができない．すなわち吹き出しの効率が良くない

１）特許出願中事が分かる．

― ３ ―【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈技術開発室〉木嶋

敬昌

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校

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技

術

報

告

マルチパルスジェット法によるバグフィルタの払い落とし効率の向上
Improving cleaning efficiency of a bag filter system using multiple jet pulses

技術開発室
信州大学繊維学部

鮑

木嶋

敬昌，夘山

力民，郁

貞信

明々，剣持

潔

Takamasa KISHIMA, Sadanobu UYAMA
Limin BAO, Mingming YU, Kiyoshi KEMMOCHI
Abstract
In recent years, non-woven bag filters have been used in waste incinerators to efficiently collectdust and remove detrimental gas. However, the dust removal efficiency decreases with time until thebag filters are no longer usable. The dust adhering to the fabric is a major determinant of bag filter life.
In this paper, we suggest using multiple jet pulses that change pulse parameter only for the bag
cleaning systems of currently used dust-collection equipment. Under the same conditions, the bag
cleaning efficiency of multiple jet pulse systems exceeds that of conventional single-pulse methods.
Furthermore, the superiority and effectiveness of multiple pulse jet methods were clarified.
度の集塵処理を行ったろ布を対象として行ったもの

１．はじめにで，年間数万回集塵および払い落とし操作を行う実

パルスジェット方式によるバグフィルタの払い落機で使用されるろ布の状態と異なる．

とし効率の影響因子に関する研究報告を以下に紹介

本研究では，ろ布の長寿命化と集塵操作におけるするが，近年はほとんど見当たらない．Hindy ら１）

ランニングコスト低減を目的として，パルス時間間

は円筒型バグフィルタについて，ろ布の差圧および隔を制御して複数回連続払い落とし操作を可能とす

払い落とし時の加速度とダスト払い落とし効率の関るマルチパルスジェット方式を提案し，同一消費エ係を調べている．また，ろ布の目付はダスト払い落

ネルギー下におけるダスト払い落とし効果を検証しとし効率に大きく影響していることを報告している．

た．

Simon ら２）は円筒型バグフィルタを利用し，払い落

２．マルチパルス式粉塵払い落とし法とし効率と噴射ノズルのサイズと噴射位置がろ布の運動に与える影響を調べた．Dennis ら３）はろ布の表

集塵操作の省エネルギー化とろ布の長寿命化のた面特性がろ布の運動に与える影響に関する研究をめには，払い落としの効率の向上は重要である．特行った．これによると，堆積粉塵の払い落とし効率にろ布内部に堆積しているダストは圧力損失

はろ布の素材だけなくその表面処理状態に大きく影（ΔPci）に大きく影響するため，ここでは，ろ布内

響されるとしている．Ellenbecker ら４）は平面ろ布を部に堆積しているダストを払い落とすことに注目し用いた実験から，払い落とし効率と気流量およびろた．

布加速度の関係を調べ，気流量と加速度のいずれがマルチパルスジェット払い落し方式は，図１に示増加しても払い落とし効率が向上し，粉塵堆積量がすように，第１段階の噴射気流でろ布表面のダスト多いほど効率は急上昇していると報告している．

を払い落とし，第２段階の噴射気流をろ布が完全に

Dennis ら５）は粉塵を堆積させたろ布の衝突による払噴射前の位置に戻る前に噴射し（フィルタ内空間がい落とし実験を行って，粉塵堆積量が多く衝突加速

噴射前よりも大きい状態），ろ布内部に残留したダ度が大きいほど払い落とし効率が高いことを示してストを効果的に除去する方法である．本報告ではパいる．また，粉塵が剥離するには大きな加速度があ

ルスジェット噴射に消費する噴射気流量を多段におる程度連続して作用する必要があると報告している．

いても単段と同一となるようにして検証した．

しかし，これらの実験と解析は数回または数十回程― ４ ―【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈技術開発室〉木嶋

敬昌

３

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Filtering

校

技

Cleaning術報

告時間処理をすることで長期使用時のフィルタ内部へのダスト堆積状態を再現する６）．次に，⑬を性能評価装置に再装着し，集塵・払い落とし性能評価を実Filteru

施した．
Residual dust

本報では，ダストの供給速度は０．
０１g/sec，ろ過速度は１．
７m/min とし，ダスト分散器⑦により粒子
Firs t jet

図１をフィルタ上に均一捕集されるよう供給した．尚，

Second jet

集塵前後の圧力損失（ΔPcollect）は圧力センサー⑨とマルチパルスジェット払い落とし過程⑩を利用して測定を行った．図３に集塵・払い落とし性能評価試験結果の概略を示す．ダストの捕集が３．実験装置及び方法

進むと，圧力損失は徐々に増加する．新品ろ布では初期圧力損失（ΔPInitial）は小さいが，長時間処理を

３．
１ 評価装置および方法

実施すると，払い落とされないフィルタ内残留ダス

集塵および払い落し性能の評価法は国際標準化がトによる影響で，初期圧力損失（払い落とし後フィ進められているが，ここでは，JIS Z ８
９０
９―１（集塵ルタ差圧）（ΔPci）は高くなり，ΔPci と圧力損失の用ろ布評価方法）に概ね準拠したバグフィルタの集制御値（PControl）との差が小さくなり，頻繁に払い

塵及び払い落とし性能評価装置を試作して，使用し落とし操作をする必要性が生じる．これにより動力

た．図２（a）に装置概略を示す．試験装置は，ダス

消費が大きくなり，ろ布の機械的な耐久寿命が短く

ト供給・分散部（⑦⑧），ガス拡散部⑲・サンプル

なる．

ろ布装着部⑬，払い落とし機構部（①②③⑤⑱）おここでは，圧力損失の制御値（PControl）が１０
００Pa

よび制御・記録部から構成されている．図２（b）はに到達すると集塵操作を終了し，ダスト払い落とし

試験装置本体の外観である．

操作を行った．払い落し操作は，電磁弁⑱の開閉にまず，おもりにより張力を付与したサンプルろ布より行い，空気タンク⑤内の圧縮空気（圧力：２
０
０

（FLT４
５
０X（ポリエステル製，有効ろ過面積０．
０
３
１
４m２，

kPa）をガス拡散部に噴射する．パルスジェット噴

目付４５０g/m２）をサンプルろ布装着部⑬に取り付け

射気流によるフィルタ前後の差圧がろ布を伸長し，る．あらかじめサンプルフィルタを固定した枠（⑬）

堆積しているダストを慣性力などによりろ布から剥を性能評価装置に装着して初期圧力損失 ΔPInitial を離させることができるため，圧力損失（ΔPcollect）は測定した後，⑬をダスト付着加速装置に設置し，２４下がることとなる．尚，ここでは，３．
２に記載する

⑧
⑦
⑨

⑪

⑩
⑲

⑥

④

⑱

⑤

③

②

⑬
⑫

①

⑲
⑭
⑬

⑮ ⑯

⑰

①エアコンプレッサ ②④⑤空気タンク ③レギュレーター
⑥⑮流量メーター ⑦⑧ダスト供給・分散部⑨⑩マノメーター ⑪⑫レーザー変位計⑬バグフィルタ ⑭流量制御バルブ ⑯ブロア
⑰ダスト回収器 ⑱電磁弁 ⑲ガス拡散部

（a）
図２

（b）
集塵および払い落としテスト装置図― ５ ―【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈技術開発室〉木嶋

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技

Pressure loss: ΔPcollect

術

報

告

Control pressure value: ΔPControl

Initial pressure
loss: ΔPci
ΔPInitial
tic

tcc

tip

Dust collecting time: T
図３

集塵払い落し操作における差圧挙動

Normalマルチパルス方式（多段噴射）
・ノーマル方式（単段噴射）による集塵・払い落とし操作を１０回実施し，

tcp

これらの払い落とし後フィルタ差圧を測定した．

Multiple 0

本研究では，製鉄高炉向け集塵機を対象として，性状の類似している JIS Z ８９０１試験用粉体の８種

tfirst（関東ローム焼成品）を用いて，ダストの付着加速ts

tse cond

M ultiple 1

処理，および集塵・払い落とし性能評価を行った．
こ こ で，粉 体 密 度：２．
９〜３．
１g/cm３，６．
６〜８．
６μm

t first ts

である．また，粉体の水分に起因する付着性の払い

tseco ndMultiple 2

落し性能への影響を低減するため，前処理として，
１
３０℃２４時間粉体を乾燥し，これを使用した．さらts

tfirstに，乾燥前と後，磁製乳鉢で粉体を粉砕した．尚，
実験は恒温恒湿ルーム（２０±５℃，５０±１０％）で行っ

図４

ttsecond

マルチパルスジェット噴射時間

た．
表１

３．
２ マルチパルス噴射時間の設定

パルス噴射時間条件

tcp（s）

tfirst（s）t（s）
stsecond（s）

Normal

０．
０
７

―

―

―

ms）における空気消費質量を測定し，試験装置にMultiple０

―

０．
０
３
３

０．
０
５
０

０．
０
３
３

よる圧縮空気噴射制御時間とエア消費質量との関係

Multiple１

―

０．
０
２
０

０．
０
５
０

０．
０
４
０

を求めた．次に，電磁弁の応答時間から図４のよう

Multiple２

―

０．
０
４
０

０．
０
５
０

０．
０
２
０

JIS Z８９０
９―１に定めたパルスジェット噴射時間（５０な時間配分を選定した．表１はその詳細である．

４．実験結果および考察

射後，圧力差がおよそ１２００Pa に到達していること

図５は，ノーマルパルスジェット方式時のフィルタ
差圧挙動（ΔPp）を示している．図より，パルスジェッ

がわかる．Multiple １と Multiple ２もほぼ同様の二つ傾向を示した．

ト噴射に伴って，圧力差が急激に上昇して，およそ
１４００Pa がピーク値になっていることがわかる．

図７は，払い落し前後のフィルタ断面の観察結果を示したものである（VW―６０００，KEYENCE Co. Ltd.）．

図６は，マルチパルスジェット方式（Multiple ０）（a）は，払い落し前を，（b）は，ノーマルパルス

によるフィルタ差圧挙動（ΔPp）を示したものであジェット方式後の断面写真である．これより，払いる．これより，３
３ms の第一段階パルスジェット噴落とし操作によりろ布表面堆積したダストはほとん

射後，圧力差がおよそ９００Pa に到達し，５０ms の噴ど払い落とされたが，ろ布内部に侵入したダストは

射停止時間後，３３ms の第二段階パルスジェット噴

まだ多く残留していることがわかる．一方，
（c）は，

― ６ ―

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校

技

術

報

告

Differential Pressure (Pa)

1500
1000
500
0
50
図５

100 150 200
Time (ms)

250

300

ノーマルパルス噴射時のフィルタ差圧挙動（a）払い落し前

Differential Pressure (Pa)

1500
1000
500
0
50
図６

100 150 200
Time (ms)

250

300

マルチパルス噴射時のフィルタ差圧挙動（Multiple０）（b）ノーマルパルス払い落し後

マルチパルス（Multiple ０）の場合の断面写真である．図より，ろ布内部のダスト残留量は（b）よりも少なくなっていることがわかる．
図８は，払い落し後フィルタ差圧を比較して示したものである．これより，マルチパルスジェット方式の方が，ノーマルパルスジェット方式よりも低くなっていることがわかる．払い落とし 効 率（η＝ΔPInitial/ΔPci）に換算すると，Multiple ０では払い落とし効率が１
３．
３％向上したこととなる．Multiple １と Multiple ２でも一定程度の向上が見られるが，こ（c）マルチパルス払い落し後（Multiple０）

れらの差異に関しては，今後詳細に検討する必要が

図７

払い落し前後のフィルタ観察（FLT４
５
０X）

ある．

90

パルスジェット方式のバグフィルタ集塵装置における払い落し効率を，ろ布内部の残留ダストに着目して検証した．これより，本報で提案したマルチパ
ルスジェット方式は，現行のノーマルパルスジェッ
ト方式と比較して，１３．
３％向上することが分かり，優位性を確認できた．本報告は，現在学術誌投稿準
備中（鮑力民他）より一部抜粋した．

Initial pressure loss( Pa )

５．まとめ

75
60
45
30
15

New filter

図８

― ７ ―

NormalMultiple 0 Multiple 1 Multiple 2

払い落し後フィルタ差圧の比較

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技

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１
９
８
７,４
７―４
９.

６．参考文献４）Michael J Ellenbecker and David Leith, Dust

１）K. T. Hindy, J. Sievert and F. Löffler Influence ofremovalfrom

Non-Woven

Fabrics-Cleaning

cloth structure on operational characteristics of

Methods Need to be improved, Filtration andpulse-jetSeparation, July/ August,１
９
８
１,３
１
６―３
２
０.

cleanedfilterbags,

Environment

International, Vol.１
３,２,１
９
８
７,１
７
５―１
８
１.

５）R. Dennis, J. E. Wilder and D. L. Harmon,

２）Xavier Simon, Sandrine Chazelet, Experimental

Predicting pressure loss for pulse-jet filters, J. Air

study of pulse-jet cleaning of bag filters

Pollution Control Association, ３
１, ９, １
９
８
１, ９
８
７―

supported by rigid rings, Powder Technology,

９
９
２.

１.
Volume１
７
２,２
０
０
７,６
７―８

６）鮑 力民他，第６３回日本繊維機械学会講文集，

３）Richard Dennis, Reed W. Cass and Robert R.

２
０
１
０．

Hall, Dust Dislodgement from Woven Fabrics

７．関連特許Versus Filter Performance, Journal of the Air
Pollution Control Association, Vol.２
８, No.１,

１）特許出願中― ８ ―【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈環境システム事業部〉飯尾

３

良夫

校

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

技

術

報

告

省スペース型高性能パルス集塵機の稼働報告
Operation report of space saving pulse jet bag filter system

環境システム事業部

飯尾良夫

Yoshio IIO
Abstract
The bag filter system with long filters（１０m）is very effective because that needs a less space thanconvenient filter. High performance pulse jet bag filter system with long filters（１０m） has beendelivered to many companies. This paper reports on the good operation situations.
当社内に設置した実証機による実証実験と目標達成

１．はじめにを証明する理論的根拠を中心にした基本技術につい集塵機は，廃棄物焼却炉，製鋼工場から排出されて報告した．

る煤煙から煤塵などの有害な粒子状物質を分離する

２
０
１
０年２月より，JFE スチール株式会社西日本製装置であり，我々が産業活動をしていく上で必要不

鉄所倉敷地区殿で高炉鋳床集塵機として処理風量：

可欠な設備のひとつである．集塵機の歴史は１
８世紀

１
５
０
０
０m３／分クラスの大型集塵機２基が稼動に至り，の産業革命以降，産業・工業の発展とともに発展し，その後も，２
０
１
０年４月より新日本製鐵株式会社八幡

重力集塵，隔壁集塵，電気集塵，ろ過集塵等々目的製鐵所殿で製鋼用集塵機として処理風量：１
６
０
０
０m３

応じた集塵機が考案され採用されてきた．

／分クラスが稼動を開始し，両集塵機とも順調に稼

ろ過集塵機は，家庭で使用している掃除機をはじ動していることが確認されている．さらに今後，株めとした袋（バグ）でゴミを捕集し，空気と分離す式会社住友金属小倉殿，住友金属工業株式会社和歌る仕組みで基本技術としては非常に古典的な原理の

山製鉄所殿，および株式会社神戸製鋼所加古川製鉄装置である．廃棄物焼却においては，一時低圧損の所殿への納入・運転開始を控えている．

利点を有する電気集塵機に替わられつつあったが，排ガス中に含まれるダイオキシン類を効率よく分離

本稿では，主に実機での性能評価について報告する．

除去できることから再び見直され需要の伸びととも

３．気流解析技術の構築―実設計への展開―に進化を継続している．
ろ過集塵機はその特徴の内，分離除去する粒子状物質の適用範囲が広いこと，集塵効率が高いことが

高速ろ過，長尺ろ布，ろ布密集化などの要素開発

見直され，廃棄物焼却炉だけではなく製鋼・製鉄，は，パルスクリーニング性能やプレダスターの整流ボイラ，発電施設で使用されていた集塵機の更新を機能に依存している．しかしながら，実設計に適用

機に電気集塵機などから，ろ過集塵機に置きかえるさせるためにはケーシング内の気流を如何にコントケースもある．

ロールするかが課題となる．言い換えれば其々のユ

また各種産業界から，ろ過集塵機へのニーズの高ニット毎に性能を向上させることができても，集塵

まりに伴い，性能向上を求める要望は以前にも増し

機内の気流をコントロールできなければ，実機におて高まってきている．

いてろ布破損のトラブルを発生させてしまう危険は払拭できない．我々はユニット毎の性能を向上させ２．開発の経緯と現状

る技術だけではなく，実機設計段階での気流解析能

前報１）にて，新商品「省スペースのための１０m 長

力を十二分に取得しておく必要があると考え，解析

尺ろ布を搭載した高性能パルス集塵機」について，技術の構築に取り組んでいる．以下に実案件に案件― ９ ―【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈環境システム事業部〉飯尾

３

良夫

校

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

図１

解析モデル

技

図２

速度流線可視化による解析検証の設計段階における気流解析事例を示す．

図３

術

報

告

速度ベクトル可視化による解析検証

ろ布をご採用頂いた集塵機の第１号である．お客様

この事例は，実際に納入した集塵機における設計には１０m ろ布の適用妥当性について納得いただけ段階の解析事例である．図１に解析モデル，図２にない場合があるが，実稼動状況も実証テストと同様

解析結果の流線，図３に速度ベクトル図を示す．高良好であることを確認できた．

速ろ過，長尺ろ布，ろ布密集技術を実機に適用する

本集塵機について，その性能を以下に紹介する．

場合，従来の仕様と比べ気流の集中が発生し易くな

集塵機の基本仕様を表１，運転状況を表２に，集塵るので，実設計段階で気流解析による検証を行うこ

機外観を写真１に示す．

とにより，ろ布破損の原因になる気流の集中を改善
し信頼性の確保を行っている．

本集塵機の実運転では，一定期間定格風量を越えるろ過風速１．
７m／分の条件で運転を行い，パルス

４．１０m ろ布を搭載した高性能集塵機の稼働状況紹介現在，開発した高性能パルス集塵機は９機が順調に稼動しており，この６月に１０機になる．製作中を含めると１７機になる．これまでに納入し現在稼動している集塵機の稼動状況の内，１０m ろ布を採用している実案件の稼動事例について報告する．

４．
１ 事例１
製鉄所

JFE スチール株式会社
倉敷地区殿

西日本

鋳床集塵機

本集塵機は，処理風量１５０００m３／分の高炉鋳床用であ る．稼 動 開 始 は２０
１０年２月 か ら で あ り，１
０m
表１

写真１

表２

集塵機の基本仕様
基本仕様

集塵機外観写真

運転状況

調査項目

１

処理風量（m３／分）

１
５
０
０
０

１ 稼動開始時

２

ろ過面積（m３）９８０
０

２ 調査月日

３ ろ過風速（m／分）

１．
５
３

４ ろ布長さ（m）

２
０
１
０／０
２
２
０
１
０／０
３

２
０
１
０／０
６

３ 処理風量（m３／分）

１
５
０
０
０

１
５
０
０
０

１
０

４ ろ過風速（m／分）

１．
５
３

１．
５
３

５ ダイアフラム弁数

１５０５ 全体差圧（kPa）

１．
４

１．
４

６ ろ布本数／インジェクタパイプ

１
６

６ ろ布差圧（kPa）

０．
６

０．
６

７ ろ布総本数（本）

２
４
０
０

７ パルス周期（一巡）
（分）

２
０

２
０

８ 粒度径（μm）

３
０

８ 出口ダスト濃度＜１mg/m３――― １０ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈環境システム事業部〉飯尾３

良夫

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

表３

校

技

集塵機の基本仕様

表４

基本仕様

術

報

運転状況

調査項目

１ 処理風量（m３／分）

１
６
０
０
０

１ 稼動開始時

２
０
１
０／０
４

ろ過面積（m３）

１
１
５
５
０

２ 調査月日

２
０
１
０／０
５

２

告

処理風量（m３／分）

１
６
０
０
０

３ ろ過風速（m／分）

１．
３
９

３

４ ろ布長さ（m）

１
０

４ ろ過風速（m／分）

１．
３
９

５ ダイアフラム弁数

１７６５ 全体差圧（kPa）

１．
８

６ ろ布本数／インジェクタパイプ

１
６

６ ろ布差圧（kPa）

１．
１

７ ろ布総本数（本）

１
８
１
６

７ パルス周期（一巡）
（分）

１
１
５

８ 粒度径（μm）

１
０

８ 出口ダスト濃度

写真２＜１mg/m３

集塵機外観写真

機構の払い落とし能力はろ過速度１．
７m／分まで可んどであった．６m ろ布ではリテーナも６m を採能であることの確認ができている．今後実機におい用しており取り扱いに問題は無い．７m 程度のリても１．
７m／分のろ過速度は，気流解析による整流テーナの取り扱いは熟練者が作業する上で問題は無検証をすることで実現できる段階に至ったと言える．

かったが，天候状況で強風時などを考えるとこれ以

４．
２ 事例２
所殿

新日本製鐵株式会社 八幡製鐵

製鋼用集塵機上長いリテーナの取り扱いは不安全であるため，１０m のリテーナには実績のある２本継ぎを採用して
いる．１
０m２本継ぎの作業工数は，７m１本に対し本集塵機は，処理風量１６０００m３／分の製鋼用であろ布１本当り２割程度増加するが，集塵機１台当り

り，２０
１
０年４月から稼動している．集塵機の基本仕ろ布本数は３割減少するため，作業工数は増加しな様を表３，運転状況を表４に，集塵機の外観を写真

い．
図４に２本継ぎリテーナの取り扱い要領を示す．

２に示す．

当社社内実証機於けるろ布交換作業を写真３に，実５．１０m ろ布の交換作業性

際の据付時のろ布取り付け作業を写真４に示す．

ろ布交換時期は運転条件・状況によって異なるが，６．おわりに製鉄所施設の集塵機では一般的に２〜５年で交換している．ここでは，１０m ろ布交換作業の容易性に関して説明する．

開発した高性能集塵機について，稼働実例を紹介することができた．今後は更なる付加価値をご提供

１０m ろ布の場合，ろ布を内部で支持しているリすべく開発をすすめていく予定である．

テーナは２分割タイプを採用している．２分割タイ

７．参考文献

プのリテーナはこれまで廃棄物焼却施設などで集塵機が屋内据付の場合で屋根があるため抜き代スペー

１）飯尾良夫，省スペース型高性能パルス集塵機，

スがない施設で採用されてきた方式である．

日本スピンドル技報，２００９，No.４９，p.７―１２

これまでのろ布長さは６m から７m までがほと― １１ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈環境システム事業部〉飯尾３

良夫

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

図４

１

技

術

報

告

２本継ぎリテーナの取り扱い要領（取扱説明書より抜粋）

インジェクターチューブ取り外し後

４

校

リテーナ上段取り外し後

２

５
写真３

リテーナ取り外し中

リテーナ下段取り外し中

３

６

リテーナ上段取り外し中

リテーナ上下段取り外し完了

２本継ぎリテーナの取り扱い要領

８．関連特許１）日 本 ス ピ ン ド ル 製 造 ㈱，集 塵 装 置，特 許 第
３
４
７
７
４
２
０号，２
０
０
３―１
２―１
０

写真４

ろ布取り付け作業状況― １２ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈産機事業部〉檜垣

孝二，谷口

３

真一

校

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

技

術

報

告

内外歯加工技術の開発
Development of method for forming gear of both sides

産機事業部

檜垣

孝二，谷口

真一

Koji HIGAKI, Shinichi TANIGUCHI
Abstract
Here we would like to introduce the flow forming application for gear-rolling of both inside andoutside in the clutch drum which is one of the components in the automobile transmission unit.

１．はじめに当社産機事業部の主力機種（バリホーマ）の主要市場である自動車部品産業は大きな転換期を迎えている．一つはハイブリッド車，電気自動車を中心としたエンジン・パワートレーンの大きな革新・変化
であり，もう一つは自動車本体の需要・生産地域の主流が途上国へと変わりつつある点である．このような状況で自動車部品の多様化と改良のサイクルはますます加速しており，従来型の少品種大量生産ラ

図１

オートマチックトランスミッションの構成１）

インの継続は成り立たたなくなってきており，あらゆる顧客において生産革新が求められている．
当社も数年前に多段のオートマチックトランス

成形するためのダイスローラーと内歯成形用のマンミッション（AT）に用いられるクラッチドラムのドレルを同調回転させて加工する必要があり，この内歯スプライン成形を開発課題としてテスト加工を工法で実際に加工されている例は少ない．本開発は繰り返し，実生産機の受注を達成するまでの成果を内歯専用クラッチドラムの専用加工機に内外歯を加得た．しかし，これだけでは前述の市況変化には十工できる機能を付加することで機種の充実と販売の分対応しきれないと考え，不確実な将来予測におい拡大を最終目標とし，内外歯の加工技術を確立するて要素技術の幅を拡大し，多様化する自動車部品のことを第一の技術課題に位置付けている．ここでは，

脱プレス・脱切削へと繋げる一環として内外歯転造

主に内外歯の転造における加工テストの概要につい加工に着目した．

て報告する．

自動車の AT 構造（図１）を見ると，クラッチド

２．加工方法の概要

ラム，クラッチハブ，各種ギアと内歯または外歯を有する部品が多い．この内，用途として内歯を使用

２．
１ 歯形寸法および加工手順

するクラッチドラムの中で，①センサーとして外歯も使用する②重量軽減のため，などの理由で内外歯図２に今回試作した歯形の寸法を示す．加工手順両方が存在するものの比率が高く，このタイプはプ

は以下のとおりである（図３）．

レスまたはグローブ転造での成形に適応している．

①円盤素材をカップ状に加工する．このときは通常

一般的なフローフォーミングはローラーにより外側の R ローラーを用い，内歯が形成されないようから回転体を成形するため，内歯だけの加工には適マンドレルから少し浮かせた状態に加工する．

応しやすいが，内外歯同時の加工を行うには外歯を②ギア転造 図３の金型・治工具により内歯と外歯― １３ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈産機事業部〉檜垣

孝二，谷口

３

真一

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技

図２

歯形寸法

図３

加工手順

― １４ ―

術報告【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈産機事業部〉檜垣

孝二，谷口

３

真一

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技

術

報

告

ユニバーサルジョイント
ダイスローラー

加工終了

加工開始

金型

図４

金型・治工具配置図

図５

カップ素材

を同時に転造加工する．

３．加工結果２．
２ 内外歯加工No.３素材は板厚が厚く次工程の加工度を大きく

図４に内外歯加工における金型・治工具の配置図

することができる反面，板厚が不均一となり中央付を示す．前述のダイスローラーとマンドレルの同調

近で薄くなった．No.４素材は板厚のバラツキは小にはユニバーサルジョイントを用い，ダイスロー

さいが全体的に薄くなった．

ラーは回転軸方向と軸直角方向両方に移動可能としている．

ダイスローラーの動きについては，当初，図６（a）のように，カップの湾曲部から軸方向に直線上に動かすことを考えていたが，微妙な位相ズレのためか，

２．
３ カップ素材についてローラーの入り口付近で偏った変形が大きく，全体

前工程のカップ素材については，金型から少し浮

的にも肉の偏りが大きかった．そのため，図６（b）

かせた No.３素材，および金型にかなり押し付けたのように加工開始位置においてローラーを軸直角方

No.４素材を製作した（図５）．

向に移動させ，金型の歯形とローラーの歯形を十分に噛み合わせた後に軸方向へ移動させることとした．

― １５ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈産機事業部〉檜垣

孝二，谷口

３

真一

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校技（a）軸方向移動（b）直角＋軸方向移動
図６

ダイスローラーの動き

ビビリ痕

2.8
1.8

図７

加工結果（No.３素材）

図８

加工結果（No.４素材）― １６ ―

術報告【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈産機事業部〉檜垣

孝二，谷口

３

真一

校

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

技

表１

加工開始時のローラー動き

加工時のローラー動き

①

No.３

←
（軸方向）
のみ

←
（軸方向）
のみ

②

↓＋←
No.３
←
（軸方向）
のみ
（径方向＋軸方向）

③

No.３

同上

←
（軸方向）
のみ

④

No.３

同上

⑤

No.３

⑥

報

告

加工条件，結果

加工条件
カップ
素材

術

加工結果
主軸の回転
（正転，逆転）

歯の形，
詰まり

剥離カス

歯形が
ゆがんでいる

若干発生

発生

有

詰まりが悪い

若干発生

発生

有

正転＋逆転

詰まり具合，
少し改善

若干発生

発生

有

←
（軸方向）
のみ

正転＋
逆転（加工度増）

詰まり具合，
かなり改善

多くなった

発生

有

同上

←
（軸方向）
のみ

正転（加工度減）＋
逆転（加工度増）

詰まり具合，
少なくなった
更に改善

発生

有

No.３

↓
（径方向のみ）↓↓↓（径方向のみ）同上

良好

ほとんど無し

無し

有

⑦

No.４

↓
（径方向のみ）↓↓↓（径方向のみ）

同上

詰まりが，
少し悪い

若干発生

無し

有

⑧

No.３

正転（加工度減）＋
逆転（加工度増）

詰まり具合，
かなり良好

発生

発生

有

ビビリ痕 板厚偏肉

正転のみ

↓＋←
←
（軸方向）
のみ
（径方向＋軸方向）

図７に No.３素材による加工結果を示す．加工パス

した．今後はカップ専用の金型を準備し板厚のバ（正転，逆転）を工夫した結果，当初不完全であっラツキを抑えることとしたい．

た肉の詰まり，歯の張り具合，剥離カスなどは，か②限られた推力で歯長の大きいギアを安定加工するなり改善されたが，ローラーを移動させたことでためにダイスローラーを軸方向に移動させたが，ローラー終端の接触部が振動し，ビビリ痕となって結果，ローラーの終端が加工品にビビリ痕を残す

残ってしまっていることがわかる．また歯の断面でこととなった．ローラー終端 R を変化させるな

は向かい合う歯面の片側に厚みが偏る傾向となった．

ど対策を検討する予定である．

次に No.４素材を用いて No.３素材と同様の加工③今回に限らず，ギア転造を行った場合，向かい合を行った結果，図８に示すように肉の詰まりが悪く

う歯の面の板厚が偏ることがある．一般的には正なり歯の形状が傾斜して変形した．また向かい合う

転→逆転を繰り返すことが対処策と言われており，面の板厚の偏りについても改善されることはなかっ

今回もあらゆる組み合わせで正転→逆転を行った

た．No.４素材は，板厚バラツキは少ないものの，が，体積の偏りは最初（１パス目）の加工時に発全体的に薄く加工度が小さくなったためと考えられ生している模様で，最初のうち加工度を小さくす

る．

るなどの調整は，多少の効果はあったものの抜本

その他のケースを合わせて，加工を実施した条件

策とはならなかった．今後，主軸とローラーの同と結果を表１に示す．

調装置のバックラッシなど治工具の見直しを含めて再検討するつもりである．

４．考察と今後の展望

５．参考文献今回，自動車のトランスミッションで使用されるクラッチドラムのように歯長の大きい内外歯をフ

１）山森隆宏，雨宮泉，柴山尚士，オートマチック

ローフォーミングで加工できたが，以下のような課

トランスミッション―構造・作動・制御（自動題を残した．

車工学シリーズ），山海堂，２０
０
５①今回，板材からカップ素材の加工を同じ歯形付き

６．関連特許の金型を用いた．このため，板厚のバラツキが発生し，歯の中間部で肉の詰まりが悪い箇所が発生

１）特許出願中― １７ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈産機事業部〉石田４

博昭

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技

術

報

告

汎用シューマイ成形機（i・S シリーズ）の開発
Development of general versatility SHAOMAI forming machine（i・S series’）

産機事業部

石田

博昭

Hiroaki ISHIDA
Abstract
This machine has been developed with the key word “General versatility”. Conventional machines
have to be needed big modifications for product change as it is fully dedicated. Features of our newi・S series’ are following:１） Coping with the product change by changing only attachment parts and units,
２） Replacing the experience and intuition of veteran operators with “numerical value” formachine adjustment.

１．はじめに

２．シューマイ成形機（i・S シリーズ）の開発

食品機械分野において，成形機と呼ばれる分野がある．半固形状の具材を一定量ずつ取り出し，所定

２．
１ 業界のニーズの形状に成形を行い，商品に応じて皮で包む，ト
レーに載せる等の処理を行なう自動機である．国内

冷凍食品・チルド食品共ますますその商品性は多においては冷凍・チルド食品の普及と共に市場は拡様化・短寿命化してきており，そのニーズに対応で大したが，昨今では更新需要が主となり，比較的安きる『汎用性』を重視した成形機が求められてきて定した市場規模の商品である．一方で，今後アジアいる．また熟練オペレーターの減少や，微調整対応

地域を中心に，食文化の変化と共に市場拡大が期待の為に各動作の『見える化』『数値管理化』を求めされている．

る声も高まっている．

当社グループ企業のイズミフードマシナリはかつ

２．
２ 開発機の仕様てシューマイ成形機において国内トップシェアを誇っていたが，主力を液体系の処理装置に移行した

イズミフ ー ド マ シ ナ リ が 市 場 に 供 給 し て き た

関係で成形機分野での商品改良が滞り，近年ではシューマイ成形機は，１モーターによるカム・リン

シェアが下落していた．一方，産機事業部では自動ク機構を用いたメカ方式の機械であった．大量生産

車部品業界に多くを依存した商品構成となっており，機が求められていた時代は，唯一１分間に６０ショッ

景気変動の影響を受けにくい体質改善が求められてト×連数の生産が出来る機械として国内トップシェ

いた．

アを誇っていたが，商品改良が滞っていたのと合わ

そこで産機事業部のリソース投入により，シュー

せ業界のニーズの変化（『大量生産』⇒『大量生産＋マイ成形機の商品力を向上させ，国内シェアの拡大汎用性』）には，現有のメカ方式では対応できなくと共に，伸張する海外市場での展開を睨んだ新商品なってきた．

の開発を行なう事とした．

今 回『大 量 生 産＋汎 用 性』を 実 現 す る た め，

ここでは，２０
１０国際食品工業展『FOOMA 展』に出展したコンセプト機について報告する

シューマイ成形機を１３のユニットに分割し，計１２台のサーボモーターと電動アクチュエーターでユニッ
ト毎に駆動させる電気制御方式を採用した．シュー
マイ成形機（i・S シリーズ）コンセプト機の主仕様
を 表１に，概 観 写 真 を 図１に 示 す．尚，i・S と は― １８ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈産機事業部〉石田

４

博昭

校

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

表１

技

シューマイ成形機（i・S シリーズ）コンセプト機

主仕様

術

B

Φ３
０×２
５h

Φ４
５×３
２h

基準重量

１
６g

３
５g

連数

３連

２連

皮サイズ

□６
５mm

□８
５mm

皮送りピッチ

３
５mm

４
７．
６mm

麺帯機

２ローラ

←

A

B

麺幅６
５mm 用

麺幅８
５mm 用

ユニット名

段取替え方法告主仕様

A

対象サイズ（外径×高さ）

報

麺帯機

圧延ローラーユニット交換

ギヤポンプ

入力値変更（回転数）★

◆

入力値変更（ストローク量）★

◆

コック部品交換

３連用

２連用

ギャザリング

ユニット交換

Φ３
０用３連

Φ４
５用２連

充填ノズル

ユニット交換

Φ３
０用３連

Φ４
５用２連

ユニット交換３５mm ピッチ用

４４mm ピッチ用

３
５mm×３ピッチフィード

４４mm×２ピッチフィード

計量ピストン

皮送りユニット
入力値変更（送り量）
皮切断ユニット

ユニット交換３５mm ピッチ×３連用

４４mm ピッチ×２連用

ターンテーブル

充填部品交換

Φ３
０×３連用

５×２連用
Φ４

突き上げユニット ユニット交換

３５mm ピッチ×３連用

４４mm ピッチ×２連用

ユニット交換３５mm ピッチ×３連用

４４mm ピッチ×２連用★

◆

３５mm ピッチ×３連用

４４mm ピッチ×２連用

掻き出しユニット
入力値変更（掻き出しストローク）
P&P

ユニット交換★・◆：数値

図１

シューマイ成形機（i・S シリーズ）コンセプト機― １９ ―

概観写真

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈産機事業部〉石田４

博昭

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技Intelligent Servo-drive の略称である．

術

報

告

３．今後の予定

２．
３ 特長

６月８日から１
１日の予定で東京ビッグサイトにて①従来のメカ方式では微調整作業を経験的に行って開催された２０
１０国際食品工業展『FOOMA 展』においたが，電気制御方式（サーボモーターと電動ア

いて，イズミフードマシナリのブースに日本スピン

クチュエーター）の採用で，全て数値の変更で行

ドルグループとしてシューマイ成形機（i・S シリー

えるようになった．またこれらの変更は全て操作

ズ）コンセプト機を出展・展示し，国内外の多数の盤上のタッチパネルで簡単に行なう事が出来る．

顧客より高い関心を得る事が出来た．FOOMA 展後②現有機はサイズ，連数ごとで専用機化されており，にはお客様に本出展機をテスト機として貸し出しを仕様の変更には機械の改造が必要であったが，開行い，VOC 収集実施後，２０
１
０年度中に国内市場向

発機はサイズと連数に関わる部分をユニット交換

け i・S―T６機を市場投入する．

もしくは部品交換することで汎用性を確保した．

４．関連特許コンセプト機は Φ３０mm（１６g）と Φ４５mm（３５g）の２種類のシューマイサイズを段取り換えにより

１）特許出願中

製造可能な成形機である．

― ２０ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈空調システム事業部〉泉３

憲司

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技

術

報

告

クリエコ!の省エネ性の向上
Improvement of energy efficiency of Cle-Eco III

空調システム事業部

泉

憲司

Kenji IZUMIAbstract
New moisture control system of the clean room system Cle-Eco Ⅲ has been developed. This paper
reports the higher energy efficiency and the easiness to use.
ことに成功した（詳細は３項にて）．

１．はじめに（２）運転データのロギングが可能

クリーンルームは，安定した空気を得るために，

温度，湿度だけではなく冷凍機，電気ヒータ，加半導体から食品加工と様々な業界で多くのシステム

湿器の出力，異常履歴，各種設定値などもロギングが組まれている．熱源には過冷却，過除湿した空気を可能とした．データは USB メモリーにて簡単にを電気ヒータや加湿器を用いて再加熱，加湿し，要取り出すことが可能である．

求条件に達した温調空気を供給する方式が一般化し（３）ウィークリータイマーを標準搭載ている．このシステムのメリットは温湿度精度にあ

運転中の省エネだけでなく，運転の必要のない時

り，安定した温度，湿度が得られる特長がある一方，間帯はウィークリータイマー（図１）を使って運転冷却能力と同等のヒーターや加湿器の能力が必要と／停止を自動的に行う．曜日毎に運転時間の設定がなり，無駄な電力を消費しているケースが大半で可能なため，ラインの稼働状況に応じて省エネが可あった．しかし，最近，地球温暖化防止のための能である．

CO２ 削減がクローズアップされ，省エネが必要不可（４）LAN に接続して遠方操作が可能

欠なアイテムとなってきている．

クリエコⅢ本体に LAN を接続しパソコンに専用

当社クリーンルームシステム「クリエコⅡ」は，のソフトをインストールすると，遠方からの操作や空調設備の運転電力を大幅に削減し，独自の制御

データのロギングなどが可能となり，現場に行く手

１）（WPNSET 制 御 方 式）
で 温 度，湿 度，そ れ ぞ れ±

間を大幅に削減できる．
（図２）

１℃，±５％にコントロールすることが可能である．
しかし湿度制御を行う場合，±５％に制御されていても，省エネ性が悪くなる運転パターンがあり，更なる運転電力の削減を要求されている．
本報告では，省エネ性をクリエコⅡと比較して
１
６％カットすることに成功した新制御方式と，今までのお客様からの声を反映した新機能を追加した新製品「クリエコⅢ」の特長について説明を行う．

２．「クリエコ!」の特長（１）省エネ性を１６％向上
湿度制御時の無駄な除湿，加湿を最小限に抑え，運転電力量をクリエコⅡと比較して１
６％カットする― ２１ ―

図１

ウィークリータイマー設定画面

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈空調システム事業部〉泉３

憲司

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技

表１
測定 No

術

報

告

負荷テスト条件

顕熱負荷 潜熱負荷
風量（kW）（kW） （m３/min）

制御

No１

０

０

８
０

従来制御

No２

０

０

８
０

従来制御

No３

０

１
２

１
０
０

従来制御

No４

０

１
２

１
０
０

従来制御

No５

８

０

１
０
０

従来制御

No６

８

０

１
０
０

従来制御

No７

８

１
２

８
０

従来制御

No８

８

１
２

８
０

従来制御

No９

０

０

１
０
０

新制御

No１
０

０

０

１
０
０

新制御

No１
１

０

１
２

８
０

新制御

浄度監視用のパーティクルカウンターを本体に接続

No１
２

０

１
２

８
０

新制御

すると，さまざまなデータを監視，ロギングするこ

No１
３

８

０

８
０

新制御

とが可能となる．

No１
４

８

０

８
０

新制御

No１
５

８

１
２

１
０
０

新制御

No１
６

８

１
２

１
０
０

新制御

図２

遠方操作画面（例）（５）多点温度監視や清浄度の監視が可能
オプションにて，多点温度監視用のセンサーや清３．省エネ性向上のための新制御方式
従来のクリーンルームシステム「クリエコⅡ」で用いられている制御方式「WPNSET 制御方式」は，

ว⸘ᐔဋ䈱▫䈵䈕࿑ᓥ᧪೙ᓮ

現在の室内の負荷を検知して冷凍機の運転を最適な

ᣂ೙ᓮ

㪋㪇

状態に変化させ，自動的に温度を±１℃，湿度を±５％に制御している．
ว⸘ᐔဋ

㪊㪌

湿度の制御方法としては，設定湿度に対して一定の値を外れると，除湿量を変化させるために冷凍機の能力を変化させて湿度を調節している．それに加㪊㪇㪉㪌

えて微調整のために加湿器にて比例制御をおこなっ
㪉㪇

ている．

䊌䊈䊦ᄌᢙ㪑㩷೙ᓮ

しかし，除湿量を上げるために冷凍機の能力を上

図３

省エネテスト結果

げると湿度が下がるため，加湿器の出力が上がり湿度が設定値に安定してしまう場合がある．
この状態では無駄な運転電力量を消費することと５．実験結果（省エネの評価）なる．そこで，加湿器の出力を監視して冷凍機の運転を下げても除湿量が必要な能力を満足すると判断した場合は，自動的に冷凍機の能力を下げる制御を

前項の負荷条件においてテストを行ったところ，
下記に示す通りの結果が得られた．

考案し，テストを行った．

テスト結果としては，運転電力量の平均値として従来制御比８３．
４％（１６．
６％カット）となり，消費電４．実験内容力量の削減を確認することができた．

実験機（クリエコパック１
０馬力：ESC―１
０B，再加

６．まとめ

熱ヒータ：１
２kW，加湿器：８kW）を用いて，様々な負荷条件にて実験を行った．実験条件について表
１に示す．

今回考案した新制御を採用することにより「WPNSET 制御方式」で発生していた湿度調節時の無駄な消費電力を抑制することが可能となり，かつ― ２２ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈空調システム事業部〉泉３

憲司

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技

タッチパネルシステムの機能を向上させることにより使いやすさも向上した．
本システムは室内環境や地球環境に幅広く貢献し，産業界の多岐に利用されることが期待できるものである．

７．関連特許１）日本スピンドル製造㈱，空気調整装置における湿度制御方法，特許第４
４
８
５
４
４
７
５号

― ２３ ―

術報告【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈建材事業部〉池田

潤也

３

他１名

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技

術

報

告

不燃木製学校間仕切の商品化
Commercialization of non-flammable wooden partitions for school

池田

建材事業部

松島

㈱ ARS

潤也
強

Junya IKEDA, Tsuyoshi MATSUSHIMA
Abstract
This paper introduces about the manufacturing method of non-flammable wood and developed
non-flammable wooden partitions for school.
れており，今も尚これより優れたものは出現してい１．はじめにないと言っても過言ではない．

従来，学校に於ける教室と廊下を隔てる間仕切壁

当初この技術は安全マッチの製造に採用された．

は建築基準法施行令（１１４条）により耐火性能を要

マッチの軸木に希薄なリン酸アンモニュウム水溶液

求され，建具等を有する壁に於いては不燃材料で造を浸み込ませ，軸木の燃える速度を調整している．

られなければならないと規定されているが，建具自そして木材に濃厚なリン酸アンモニュウム水溶液を体は不燃性能を求められていなかった．

多量に浸み込ませれば，加熱時に木材は炭化し，燃当建材事業部の主力商品である木製学校間仕切は，教室と廊下を隔てる形に設置するが，壁の一部と見えて発熱することがないという事がほぼ証明されていた．

なす場合は，不燃性能を要求される為，鋼製間仕切

３．コーンカロリーメーター 機 と ガ ス
バーナーでの燃え方の違いとなり，建具として扱う場合は木製学校間仕切が採用される場合がある．しかし，その判断基準は明確でなく地方自治体の判断に委ねるところである．

「物」が燃えるということは，加えられた熱エネ

先般，日本建築行政会議１）より，建具に於いてもルギーにより，物質が化学反応を起こすという事で不燃性能を要求するとの解釈が示された．これらのある．コーンカロリーメーター機（図１）は約７００ことから，我々は法規制に合致した商品を念頭に不度の熱源からの放射熱により，試料から分解ガスを燃性能を有する木製学校間仕切の商品化に取組むこ発生させる．その分解ガスに着火源の火花（イグナととした．

イター）で点火すると炎が出る．炎は物自身ではな

不燃木材は製造設備のイニシャルコストが高いこ

く分解ガスが燃えているという事で，さらに一度着とや，強制的に不燃液を木材に注入することによる

火すると炎が着火源となり，発生し続けるガスに仕上りの悪さがこれまでの課題であったが，近年で次々と引火して燃え続ける．ガスが燃え尽きると，は浸漬含浸法が開発され，徐々に上述の問題も解決

物は炭や灰になる．一方ガスバーナーの温度は約されてきている．

１
３
００℃である．勿論，物は燃えるが，１）温度が高

ここでは，不燃木材の製造法（ARS ㈱にて実施）とこれによる不燃木製学校間仕切の紹介を行う．

過ぎる為，分解ガスが発生せず瞬時に炭化してしまう．２）輻射面積が少ない為，連続してガスが発生しないので，炎は発生し難い．等が考えられる．

２．不燃木材の歴史

火災が発生した場合，５〜１０分で室内温度はおお

不燃木材の歴史は古く，１７０年前にスウェーデン

よそ５
００℃に達する．この間，可燃物からは分解ガのベルツェウスがリン酸アンモニュウムを提案した

スが発生し，炎は燃え続ける．また，分解ガスが充のが始めと言われている．現在でもこのリン酸アン

満し，一気に発火した現象が，フラッシュオーバー

モニュウムは，弊社に限らず多くの不燃木材に使わである．コーンカロリーメーター機はこの様な火災― ２４ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈建材事業部〉池田

潤也

３

他１名

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技

図１

術

報

告

コーンカロリーメーター機

性状を再現できる，世界基準の唯一の燃焼装置であ指し，現在最も一般的な KD 材（Kiln Dried）など

る．

で用いられている．木材への強制加圧は，飽和圧をコーンカロリーメーターは，ISO―５６
６０に準拠して発生させるため注入部と非注入部のムラが起こりやおり，世界でも幅広く認知された最も優れた燃焼機

すく，表面だけの処理になってしまいがちであり，械である．勿論，日本における防火材料の燃焼試験

その為，羽目板等の比較的薄い材料の処理に用いる．

にも使われている．当社では，品質管理を目的とし

また白化現象が起こりやすいのも特徴である．

て本機を利用している．

当社で行っている浸漬方法は，製材→不燃液浸漬→乾燥→加工→仕上げであり，その他細かな作業を

４．不燃木材の製造方法

含めても６工程前後である．
その特徴として第一に乾燥材を処理しない事が挙

４．
１ 浸漬方法げられる．原理を，図４を用いて説明する．木材中

日本における不燃木材は減圧加圧機（図２）で製にある水分には，細胞の中や隙間に存在する液体の造されるのが一般的で，木材への防腐・防蟻処理で状態である「自由水」と細胞壁に組繊結合の状態でも使われている ACQ（Alkaline Copper Quaternary）

存在する「結合水」の２通りがある．浸漬含浸は製を用いて製造されている．これは減圧加圧を繰り返

材を大気圧下で不燃液に浸漬する事であり，強制的し，木材へ薬液を注入する方法である．製造過程とな圧力を加えることなく，浸透圧によって自由水としては，製材→乾燥→加工（羽目板等）→減圧→加結合水が不燃液に入れ替わる「置換」によって不燃

圧注入（図３）→乾燥→仕上げの工程があり，その木材となる．この方法は木材への浸透性が高く，水他の作業も含めるとおおよそ８前後の工程を費やす．

と置換した薬剤が硬化することによって木材の強度

ここで言う乾燥とは，温度１２０度の高温蒸気乾燥をも上がり，寸法安定も期待できる．また表面だけの

図２

加圧減圧装置

図３― ２５ ―

加圧注入

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈建材事業部〉池田

潤也

３

他１名

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

図４

校

技

浸漬含浸の原理

図５

術

報

告

不燃薬剤浸漬槽

処理ではないので，削っても，切断しても不燃性はでは，遠赤外線を使った，低温除湿乾燥を行ってい

保たれている．そして，図５に示すように加圧減圧

る．４０〜５０℃程度で乾燥を行う．低温除湿乾燥は，装置に比べ簡易な浸漬槽で不燃処理をおこない，白木の組織を壊すことなく乾燥をすることが出来，不化現象が極めて少ないのも特徴のひとつである．ま

燃木材には最も適した乾燥方法と言える．また，エた，薬剤にはホウ酸も使われているため，防蟻，防ネルギーは電気だけなので，大変エコロジーな乾燥

腐効果も兼ね備えている．当社では，杉，桧の２種方法と言える．企業にとって，エネルギーコストの類の不燃認定を取得しており，認定の材料制限も１
２

削 減 は，現 在，最 も 重 要 な 課 題 と 考 え る．NF・〜５０mm と多用途に使用出来る．

WOOD は，製造過程において，化石燃料の使用が少ないエコロジーな商品と言える．

４．
２ 乾燥

５．不燃木製学校間仕切について

現在の木材の乾燥の主流は，高温蒸気乾燥であり，
通常，KD（Kiln Dried）と呼ばれている．これは木上述の浸漬含浸法による不燃木材を採用して不燃材のリグニン成分を軟化させて，乾燥の進行で材に木製学校間仕切の開発に着手している．現在，１次引っ張りが生じたときに，材面割れを起こさないよ

試作，２次試作（図６）を終え，問題点を抽出し，うに処理する方法である．リグニンの軟化温度であ商品化に向け鋭意取組中である．課題として，１）る８５℃以上の温度で約１３時間程度蒸し，次に，乾球

不燃化による材料硬化に伴う難加工化への対応，

温度１２０℃，湿球温度９０℃で２４時間処理する．大断２）ムク材を使用することによる反りの最小化（学面のものであっても短時間で乾燥でき，蒸気を当てながら乾燥を行うので，材面のひび割れが極めて少ない等のメリットがあり，安価で安定供給が可能な方法だが，木材の細胞を破壊し，強度，耐久性への問題がある．また，高温処理をするとセルロースが糖分に変わり，耐蟻性を失うことや，エネルギー源
は石油が主であるという欠点がある．
木材にとって最も良いとされている乾燥は，AD（Air Dried，自然乾燥）と言われている．現に，人工乾燥機など無かった頃に建てられた，築１
０
０〜２
０
０
年などと言う家は，現在でも沢山残っている．しかし AD は時間の問題，材面のひび割れやムラ等の問
題がある．
（いつの間にか日本では，木材のひび割れ，若干の反り，曲がり等も不良品のように扱われるようになってしまった．
）
この間に位置するのが，低温乾燥である．㈱ ARS― ２６ ―

図６

桧，杉材による試作

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈建材事業部〉池田

潤也

３

他１名

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技

術

報

告

校間仕切の可動部（扉・障子）に大きな影響を及ぼ

文部科学省の校舎への木材使用の推奨を背景に木製

す），３）建築予算に見合う実行コストの実現，４）

学校間仕切の需要は高まってくると予測する．

不燃性能を阻害しない塗装の選定，等が挙げられる．

大都市圏では法規制により木製学校間仕切の採用

これらの課題解決には㈱ ARS との協議並びに試を見送っていたが，不燃化を実現することにより採作検証を繰り返し，業界に先駆け２
０
１
０年度１
０月の商

用機会の増加を見込んでいる．現在，首都圏を中心品化を目指している．

に需要の把握と PR 活動を行っている．

６．今後の展望７．参考文献校舎，とりわけ教室に木材を使用することにより，

１）日本建築行政会議編，建築物の防火避難規定の子供の精神安定に効果があると言う研究が示され，― ２７ ―

解説２
０
０５，第６版，ぎょうせい，２００６【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈株式会社モリヤマ〉頼金３

敏昭

日本スピンドル技報 No.５０２０１０校（訂正なし）

技

術

報

告

タイヤ用シート製造装置の開発
Development of sheet preforming machine for tire manufacturers

株式会社モリヤマ

頼金

敏昭

Toshiaki YORIKANE
Abstract
The sheet preforming machine for tire manufacturers requires significant electric power to operatecontinuously for ２
４ hours. Moreover, the kinds of silica-compound have increased recently in tire
manufacturers and have obstructed the improvement of productivity.
This manuscript introduces about the feature of the new model SPM（Sheet Preforming Machine）
developed in order to solve these problems.
機は，２４時間連続稼動のため大きな消費電力を必要

１．はじめにとする．また最近はシリカ系コンパウンドの種類のタイヤ製造プロセスにおいては，ミキサーで混練りされたゴムコンパウンドを成形工程に供給するた増加，多品種化等により，生産性向上にも難しさが出てきている．

めにシート状に予備成形される．このシート化に用当社は，タイヤ製造用 SPM 機をこれまでも数多いられる装置は２本ロール機からローラヘッド付１く提供してきたが，「タイヤ製造工程における省エ軸押出機に変遷し，自動化と環境保全が図られてきネに貢献したい」という思いから同機をさらに進化

たが，さらに生産効率を向上させ，残留ゴムの極小させた「新型 SPM（セミオープンバンク型 SPM）」

化，省エネルギー化を図るために SPM（シートプを開発した．

レフォーミングマシン）は開発された１）．SPM は，

２．開発技術の紹介

加圧型ニーダーやインターナルミキサーの下流に簡単に設置することができ，タイヤコンパウンドから

２．
１ 商品コンセプト

工業用品ゴムまで，様々なゴムコンパウンドに対応することが可能である．

当社現行型 SPM はオープンバンク方式を採用し図１に示すように，SPM のフィーダー部は，当ている．オープンバンク方式は図２に示すように，

社が独自に開発した MS 式２軸テーパースクリュー

２軸テーパースクリュー押出機とロールとの間の材を持ち，ゴムコンパウンドの噛み込みと噛み砕き機

料貯留部（バンク部）の上方が開放されており，押能が働く構造となっている．この２軸テーパースク

出機からの材料供給量とロールの圧延量の関係が変リューが異方向に回転することによって投入ゴムコ

動した場合にバンク部は緩衝機構として機能する．

ンパウンドの均一性向上を図りながら，適度に圧縮

その反面，ロールへの噛み込みが安定し難い材料にしてロールへの安定した連続供給を可能にしている．

おいては，シートの両端の形状が乱れる等の問題を加えてユニークなバンクコントロール機構とロール生じる事があった．

傾斜機構がシーティング工程の完全自動化と省エネ

これに対してクローズドバンク方式では，図２にルギー化を実現している．また１
０L ミキサー用の小示すように，バンク部上方が閉鎖されており，常に型機から６
２０L ミキサー用の超大型機まであらゆるロールに材料を押し付けながら圧延する．これによ

処理量に対応できる機種構成になっている．

りロールへの材料の噛み込みが安定し，シート幅ま近年，タイヤメーカー各社の技術進歩により，タで材料が圧延されて寸法精度が高いシートを得る事

イヤの走行時の省エネ性は著しい進歩を遂げているができる．しかし，オープンバンク方式の様な材料

が，一方，製造工程においてタイヤ用シーティング

供給量と圧延量の変動に対する緩衝機能がなく，バ― ２８ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈株式会社モリヤマ〉頼金３

敏昭

日本スピンドル技報 No.５０２０１０校（訂正なし）

技

術

報

告

䊚䉨䉰䊷

䊋䊮䉪ㇱ

䊨䊷䊦

SPM

䊁䊷䊌䊷䉴䉪䊥䊠䊷
図１

SPM 概略䉥䊷䊒䊮䊋䊮䉪ဳ䉪䊨䊷䉵䊄䊋䊮䉪ဳ䇼ਥ䈭․㐳䇽
䊶䉲䊷䊃䉣䉾䉳䈏ੂ䉏䈭䈇䊶⋭䉴䊕䊷䉴䊶䉮䊮䊌䉪䊃

ᣂဳSPM
䉶䊚䉥䊷䊒䊮䊋䊮䉪ဳਈ࿶ᯏ᭴䇼䇼ਥ䈭․㐳䇽
䊶䊶䊐䉞䊷䉻䊷ㇱ⋭㔚ജ䊶䊋䊮䉪ㇱ䈮᧚ᢱ䈏ᱷ䉌䈭䈇䊶䊶䊨䊷䊦ㇱ䈱⎕៊䊥䉴䉪䉕࿁ㆱ䇼ਥ䈭․㐳䇽
䊶䊶䉥䊷䊒䊮ဳ䈫䉪䊨䊷䉵ဳ䈱
೑ὐ䉕Ⲣว

図２

各種バンク方式の特長

ンク部の内圧が急激に高まった場合には装置を損傷

フィードバック制御機能を備えている．

する危険性がある．

２．
２ 性能検証に用いた試験装置

今回当社が開発した新型 SPM（セミオープンバ
ンク型 SPM）は，バンク部の材料を上方から一定

当社では性能検証用試験装置として，テーパースの圧力で押圧する与圧機構を設けている．この与圧

クリュー単独駆動型，セミオープンバンク型の容量機構はロールの圧延量に対して押出機からの供給量

７
５L 用新型 SPM（SPM―７
５―SO）を製作した．試験装が多くなって内圧が上昇する様な場合には与圧部材置の写真を図３に，主な仕様を表１に示す．

が上昇して内圧の上昇を防ぐことができ，逆に押出２．
３ 新型 SPM による品質向上

機からの供給量が減少した場合には与圧部材が下降してバンク内の圧力を確保してロールへの噛み込み①シートエッジの改善を安定させることができる．更に与圧部材の位置をシリカ系配合のコンパウンドはロールに噛み込み検出して所定の位置より高くなった場合には押出機

にくく，現行型 SPM でシートにしたとき，シートのスクリューを減速し，低くなった場合は加速する

エッジが乱れやすく，生産性が悪くなることがある．

― ２９ ―

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／〈株式会社モリヤマ〉頼金３

敏昭

校（訂正なし）日本スピンドル技報 No.５０２０１０

技

表１

図３

術

報

告

試験装置の主仕様

フィーダーモータ１
１kW ４P×２台

スクリュー回転数

１．
５〜１
５．
１rpm

バンク部与圧力Max.１MPa

ロールモータ５．
５kW ４P×２台

ロール回転数

１．
４〜１
３．
８m/min

ロール寸法

φ２
０
０mm×６
０
０mm

試験装置（SPM―７
５―SO）（a）与圧なし（b）与圧あり
図４

シートエッジの比較
表２

タイヤ配合ゴムの配合比率

これに対し新型 SPM はバンク部の与圧機構により，

配合材料

重量比

材料をロールへ安定して噛み込ませることができる．

天然ゴム（RSS＃３）

２
０

このためシート成形性が向上し，シートエッジの乱

SBR１
５
０
２

８
０

ISAF カーボン

２０

シリカ（ニップシール NA）

３０

アロマオイル（LPO―R）

１
０

酸化亜鉛

５

ステアリン酸

２

合計

１
６
７．
０

れを減少させることが可能になった．
図４は試験装置を使用してバンク部与圧あり／なしにおいてタイヤ配合ゴム（配合比率は表２参照）
をシート形状にしたときの比較写真である．与圧なしの場合はシート両端が不規則に乱れ，かつシート表面の凹凸が大きいのに対し，与圧ありの場合はシート両端の乱れが減少し，シート表面が滑らかになっており，与圧することによってシート品質が向上したことがわかる．

バンク部材料を押圧する与圧部材周りの隙間に材料②バンク部残留材料ゼロが侵入し滞留しやすくなり，この材料がシート成形

新型 SPM は現行型 SPM と同様に，押出機より押工程終了後もバンク部内に残留することがある．こ出された材料を下側のロールで支持する構造を採用のためバンク部内の清掃作業が必要となり，生産性した．この構造により与圧機構で押圧された材料はが悪くなる．この課題を解決するために，シート成

下側のロールに押付けられ滞留することなく圧延さ形工程中に一時的に与圧部材を開放させることによれるため，バンク部内に材料が残留することはない．

り与圧部材周辺に付着していた材料を剥がし，シー

また２．
３①で述べたように，バンク部に与圧機構

ト成形工程終了後に与圧部材周辺に残留する材料をを設置することによりシートの品質を向上させるこ無くす方法を考案した．

とが可能になるが，バンク部内の圧力が上がるため，― ３０ ―

上記を検証するために，試験装置を使用して与圧

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敏昭

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技

術

報

告

ਈ࿶ᯏ᭴

᧚ᢱི䉂ㄟ䉂ㇱ（a）現行型 SPM（b）新型 SPM
図５

ロール部の比較

部材の開放制御がない場合とある場合において，

ローズドバンク方式では材料をロールへ定量供給すシート成形工程終了後の与圧部材周辺に残留する材るために常に材料をロールに押し付けながら圧延し料の量を比較する試験を行った．与圧部材の開放制ており，常にオーバーフィード（供給過多）の状態

御がない場合は，与圧部材周辺に少量の材料（投入を維持する必要があるので，フローバック（逆流）量に対して約０．
００４％）が残留するが，開放制御がが発生し無駄なエネルギーを消費しているためであある場合は残留する材料が完全に無くなることが確る．

認された．またこのとき，与圧部材を一時開放した

新 型 SPM で は 更 な る 省 エ ネ を 目 指 し，フ ィ ーことによるシートエッジ形状の乱れは，開放時間がダースクリュー形状を変更し，現行型よりもスク

短いため発生せず，シート品質に影響を及ぼすこと

リュー大径部のフライトリード角を約２０％小さく，はない．

かつスクリュー小径部のフライトリード角を約２０％

また新型 SPM では上記制御による方法のほかに大きくした構造を採用した．

も，与圧部材の形状を工夫することにより，与圧部

図６は試験装置を使用して，現行型スクリューと材周辺の隙間に入り込む材料を少なくするのと同時

新型スクリューとのピーク電力を比較した結果であに，隙間に入り込んだ材料を排出しやすい構造を採る．このテストでは処理量を同じにしてテストを実用している．

施したところ，ピーク電力は新型スクリューの方が天然ゴムでは約２３％，タイヤ配合ゴムでは約１７％低

２．
４ 新型 SPM による省エネ効果

くなる結果が得られた．また積算電力においても，①ロールによる省エネ効果

新型スクリューの方が天然ゴムでは約２３％，タイヤ図５に示すように，新型 SPM はバンク部に与圧配合ゴムでは約２０％低くなる結果が得られた．この機構を設けたことにより，現行型 SPM よりもロー要因として，材料の噛み込みがスクリュー大径部のルへの材料の噛み込みが安定した結果，現行型 SPM

フライト先端部とケーシングとの隙間で起こるときよりもロール直径を小さくすることが可能となる．

にピーク電力が発生しており，この噛み込み部の面

また材料を上方から押圧しているため，噛み込みに積は新型スクリューの方が小さくなるからと考察す

必要な部分のロール面積が小さくなり，材料を圧延る．

するのに必要な動力は小さくなる．その結果，新型

２．
５ 新型 SPM による装置のコンパクト化

SPM のロール駆動部は現行型 SPM よりも約２０％の①ロールの小径化

省電力を実現した．
②フィーダーによる省エネ効果

上記２．
４①で述べたように，セミオープンバンク

当社製品による比較では，フィーダーの消費電力

方式により，材料を圧延するのに必要なロール駆動

はオープンバンク方式のほうがクローズドバンク方

トルクは小さくなる．このため駆動部に対する負荷式に比べて小さく，省エネ効果が高い．これは，クが低減してロール部のコンパクト化が可能となった．

― ３１ ―

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技

報

告

㪉㪇㪅㪇
⽶⩄ᶖ⾌㔚ജ䋨㫂㪮䋩⽶⩄ᶖ⾌㔚ജ䋨㫂㪮䋩

㪉㪇㪅㪇

術

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ᤨ㑆䋨㫊㪼㪺䋩
⃻ⴕဳ䉴䉪䊥䊠䊷

㪉㪇㪇

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ᤨ㑆䋨㫊㪼㪺䋩

ᣂဳ䉴䉪䊥䊠䊷

⃻ⴕဳ䉴䉪䊥䊠䊷

（a）天然ゴム図６㪈㪌㪇ᣂဳ䉴䉪䊥䊠䊷

（b）タイヤ配合ゴムスクリュー形状の違いによるピーク電力の比較⃻ⴕဳSPM䊨䊷䊦ㇱᣂဳSPM䊨䊷䊦ㇱ

図７

２NH の場合）
ロール部比較（SPM―１

例 え ば３
７
０L ミ キ サ ー 用 SPM（SPM―１
２NH）の 場法が長くなり，大きな機械設置スペースが必要と合，図７に示すように，セミオープンバンク化によなっていた．これに対し，新型 SPM ではモータ，

り，ロール部重量を現行機より約３５％の軽量化させ，減速機の小型化によりモータと減速機を共通のベッ

また大幅なコンパクト化を実現した．

ド上に設置し，これらをカップリングにて直結する②フィーダー駆動方式の変更ことが可能となる．そしてこれらを設置したベッド

現行型 SPM では２軸のテーパースクリューは１をトルクアームで受ける構造を採用することで，現台のモータ及び減速機からの動力をベベルギヤ（傘行機に比べ機械全長を約２５％，機械設置スペースを歯車）により分配して駆動していたが，新型 SPM

約３０％小さくすることができた．これは基礎工事量

ではより小容量の２台のモータ及び減速機からの動の低減につながり，タイヤメーカーにとって大きな力により同期機構を介して各々単独にスクリューをメリットとなる．

駆動している．これによりスクリューの駆動軸に対２．
６ 新型 SPM による安全対策

する負荷は分配され，軸径及びその他駆動部品もより小さいサイズに変更でき，フィーダー部のコンパクト化が可能となった．

クローズドバンク型のシート成形装置ではバンク
内の材料圧力を検出して押出機からの材料供給量を例 え ば３
７
０L ミ キ サ ー 用 SPM（SPM―１
２NH）の 場

フィードバック制御しているが，弾性を有するゴム合，図８に示すように，現行型 SPM ではモータとやプラスチックの場合はバンク内の材料は圧力分布

減速機とはユニバーサルジョイントにて連結され動のばらつきが大きく，特定の箇所の圧力検出値に基力を伝達している．このため，SPM 機械後方の寸

づいて材料供給量を制御することは困難である．

― ３２ ―

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告

ᷫㅦᯏ

䉦䉾䊒䊥䊮䉫
䊝䊷䉺⃻ⴕဳSPM䊐䉞䊷䉻䊷ㇱ䊝䊷䉺䊡䊆䊋䊷䉰䊦䉳䊢䉟䊮䊃
図８䊃䊦䉪䉝䊷䊛
ᣂဳSPM䊐䉞䊷䉻䊷ㇱ

フィーダー部比較（SPM―１
２NH の場合）

᧚ᢱ

ਈ࿶ㇱ᧚

਄ࡠ࡯࡞

図９

装置破損リスク回避試験

また，バンク部は閉鎖されており圧力の緩衝機構を未然に防止することができる．

をもたないために押出機からの材料供給を制御して上記の状態を検証するために，試験装置を使用しも制御の応答性能によってはバンク内の圧力が急激てロールを停止させた状態でフィーダーを運転し，に高まって装置の破損につながる可能性がある．

バンク内に材料が充満して高圧状態になったときに，これに対して，新型 SPM ではバンク部の与圧機

与圧部材が開放して材料がバンク上方へ排出して装構により，押出機からの供給量が過多になった場合

置破損の危険が回避できるか試験を行った．図９はには与圧部材が上昇して急激なバンク内の圧力上昇

このときの写真である．ロール停止状態でフィーを防止することができる．万一，混練による可塑化

ダー運転を行うと，バンク内の圧力が与圧部材の押が不十分な材料等によりロールが過負荷となる，ま圧力以上になり，与圧部材が材料に押されて上昇したはスリップして圧延ができなくなった場合であっ

始め圧力の上昇が抑えられる．さらに与圧部材が上ても与圧部材は上部開口部の開口端まで上昇してバ昇しバンク上部が開放状態になると，そこから材料

ンク部が開放された状態となり材料をバンク外へ排が 漏 れ 出 す．こ の 検 証 に よ り 新 型 SPM は 現 行 型

出させることができるため，異常発生時にもバンク

SPM 同様に装置の破損リスクへの対応性があるこ

内に急激な圧力上昇を生じることなく，装置の破損とが確認できた．

― ３３ ―

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３．まとめ

術

報

告

４．参考文献近年の環境問題の高まりにより，タイヤ製造工程

１）森山俊夫，「混練工程の合理化・システム化」：

においてはシリカ系コンパウンドが増加している．

ゴム用機械ガイドブック１
９８
９年版，ポスティまた２
４時間連続稼動するタイヤ用シーティング機のコーポレーション，１
９
８
８，p１
２〜１
６

省エネルギー化への取り組みが今後ますます加速す５．関連特許ると予想される．
今回当社が開発した新型 SPM は，バンク部に与１）㈱モリヤマ，粘性物質をシート状に成形する装圧機構を設け，２軸テーパースクリューを各々単独

置，特許第３
４
２
３
７
６
０号

に駆動することにより，シート品質の向上，省エネ

２）日本スピンドル製造㈱，樹脂材料の混練り・

ルギー化，そして装置のコンパクト化が可能となっシート状成形方法及びそれに用いる装置，特許た．これにより新型 SPM はタイヤ製造工程におけ

第３
５
０
０
２
５
８号

る省エネを実現できる装置として大いに期待される．

３）㈱モリヤマ，ローラヘッド押出機の制御方法，
特許第４
２
９
４
０
０
５号

― ３４ ―

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４

尚志

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校

技

術

報

告

ホモゲナイザーのバルブ内の流れと乳化効果
Study of internal flow and emulsification effect in a homogenizing valve

イズミフードマシナリ㈱住友

尚志Takashi SUMITOMO
Abstract
The homogenizer is extensively used to emulsify, disperse the products in various industrial fields
including: food, chemical, pharmaceutical and biotechnology. The homogenizer basically consists of ahigh-pressure plunger pump usually with triple plungers to minimize pressure fluctuations and ahomogenizing valve with a narrow gap. However, the flow within the homogenizing valve is notclarified theoretically. If the flow pattern within the homogenizing valve could be solved, a more
efficient and stabilized emulsification could be carried out. In this paper, the influence of shapemodification of the homogenizing valve was investigated in the emulsification effect. The experiments
using a small homogenizer are conducted. We studied the influence of the flow pattern（velocity
distributions, pressure distributions, shear stress） on the drop size distribution obtained in theexperiment, and investigated the relation between the average value of wall shear stress and theemulsification effect in the homogenizing valve. The flow patterns were investigated using acomputational fluid dynamic model of the flow in the homogenizing valve. The purpose of this paper
is to clarify the effects of differences in the shapes of valves on the results of emulsification.
は 困 難 で あ る．そ こ で，Floury ら の 研 究３）と１．はじめにNakayama の空気マイクロメータにおける流体の作

古くから圧力式乳化機は牛乳の乳化装置として長用の研究４），Phipps の高圧ホモゲナイザーによる乳時間均質な状態を保つために使用されてきた．この化液における油滴の研究５），萩原の半径流ノズルに他に乳化装置として回転式，超音波式といったもの

関する研究６）を参考に，本研究では隙間流れのレイがあるが，圧力式乳化機は，安定した乳化が得られノルズ数から隙間部分が放射状の層流であるとしたるため幅広い分野で利用されている．

計算式からバルブ隙間を算出した．さらに均質バル

しかし，Walstra は，圧力式乳化機では，せん断・ブ内の圧力・流速およびせん断応力の代表値を導い乱流・キャビテーションが同時に引き起こされ，乳た．ここで，これらの計算結果と二次元軸対称の数化に対する重要度が高いものからこれらをランク付

値シミュレーション結果を比較検討する．次に層流けすることは非常に難しいと述べている１）．近年のと仮定した計算結果の内部流動と実験で得られる乳CFD の発展にともない，Stevenson と Chen は，商化後の液滴径の関係について検討した．

用の CFD コードを用いて，圧力式ホモゲナイザー

特に本研究では，バルブ形状の一部を変更し，形の乳化部である均質バルブ全体におけるフローパ状の違いによる乳化作用への影響について明らかにターンのモデリングをおこなっている２）．また，した．また，せん断応力の平均値により乳化後の液

Floury らによって，Stansted Fluid Power 社の高圧滴径を比較し，その代表値による整理式を導出した．

均質バルブのフローパターンが研究されている３）．

２．実験装置および方法

このように均質バルブ内の流れについて研究されているが，おもに圧力の違いで検討されており，形状実験装置はホモゲナイザー（HV―０H，イズミフーの違いについてはほとんど検討されておらず，依然ドマシナリ製）を利用し，１段目の均質バルブのみ

として明らかにされていない部分がある．

で乳化する形に改造したものを使用した．ホモゲナ

均質バルブのバルブ隙間は非常に小さく，バルブ

イザーによって処理される液体は高圧プランジャー

隙間の寸法・圧力・流速を実験により測定することポンプにより均質バルブへ送液される．液体は均質― ３５ ―

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４

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技

disk parts
handle

δ
h

1

30°

0 2.5 mmx（a）Geometry
図３
ホモゲナイザー

Valve sheet

告

D

2

L

図１

報

y

electromagnetic
flow meterpressure meter

plunger pump

術（b）D ＝１mm，L＝１mm（dimensions in mm）
バルブ隙間

３．バルブ隙間における流れ

Valve

図３はバルブ隙間の概略図を示す．図３で長さ Lの部分（y１ ≦ y ≦ y２）を隙間平行部と名付ける．添
え字０，１，２，は図３に示す位置であり，それぞれバルブ入口，隙間平行部入口，隙間平行部出口を

Impact ring

図２

表す．y は中心軸から半径方向の位置を表す．また

均質バルブ

バルブ隙間 δ は隙間平行部における隙間を表す．

バルブの非常に小さな隙間を通過した後，インパク

図３（b）は，傾 斜 角 度３
０°・バ ル ブ 半 径８mm・バトリングに衝突し大気圧下へ放出される．このバル

ルブ入口半径２．
５mm・インパクトリングまでの距

ブにおいてせん断，衝突，キャビテーションなどの

離１mm・隙間平行部長さ１mm の場合を示す．本作用により液滴が微細化されて乳化現象が起こる．

研究では，インパクトリングまでの距離 D を１mm

実験装置およびバルブの概略図をそれぞれ図１，とし，バルブ半径を８mm に保った状態で隙間平行

図２に示す．

部長さ L を変更して解析および実験をおこなった．

実験方法は，モータ回転数を設定するためインバルブとバルブシートの隙間 h の式を示す．

バータの周波数を調整する．次にバルブ入口の圧力

０．
０
０
２
５m ≦ y ≦ y１ のとき

P０ が所定の圧力になるようにハンドルを回すこと

h = ( y1 − y ) tan θ + δ ……………………………!

でバルブ隙間を調整し固定する．流量７０l/h，所定
圧力（１
０，２
０，４
０，６
０，８
０MPa）で処理した液をそy１ ≦ y ≦ y２ のとき

れぞれ取り出し，粒度分布を測定した．粒度分布は

h =δ

レーザ回折式粒度分布測定装置（SALD―２
２
０
０，島津

……………………………………………"連続の式より求めたバルブとバルブシートの隙間

製作所製）により測定した．実験では流量を流量計

h における平均流速 v は，次式となる．

により測定した．
実験で使用する液体は，シリコンオイルの予備乳v=

化液と流動パラフィンの予備乳化液である．シリコ

Q…………………………………………#
2πyh

ンオイルの予備乳化液（２０℃）の密度 ρ は９９５kg/m３，

バルブ隙間の流れが層流であるとし，バルブ入口

粘度 μ は１．
６mPa・s であり，水８９wt％，シリコンオから隙間平行部の出口まで，隙間部の半径位置 y

イル１０wt％，乳化剤１wt％の混合液 で あ る．ま た，での圧力 Py を考えると，次式で表される．

界面張力 γ は１４．
１mN/m であった．流動パラフィ
ン の 予 備 乳 化 液（２０℃）の 密 度 ρは９８２kg/m３，粘度 μ は１．
５mPa・s であり，水８９wt％，流動パラフィ

０≦ y ≦０．
００２５m のときPy = P2 +

1
1
6μQ y
1
ρv2 2 − ρv0 2 + 3 ln 2 + ζ ρv12 …$
πδ
y1
2
2
2

ン１
０wt％，乳 化 剤１wt％の 混 合 液 で あ る．ま た，

０．
０
０
２
５m ≦ y ≦ y１ のとき

界面張力 γ は４．
４mN/m であった．実験の際は，乳1
16μQ y21 2
2
2
Py = P2 + ρv2 − ρvy +ln + ζ ρv1 …%
πδ 3
2
2
y1
2

化処理前の液温が２０℃になるようにし，処理後に直ちに２０℃まで冷却した．

― ３６ ―

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技

100

P0[MPa]80

Wall
Inlet boundary

Wall

Wall

x

Symmetry

図５

告

y

Wall

60
40

報

Outlet boundary

Wall

Valve gap δ is exaggerated.

L=1[mm]
L=2[mm]
L=3[mm]
L=4[mm]術

計算領域概略

20
0

図４

0

5

10

δ [μm]

15

Re =

20

ρQ
…………………………………………&
πμ y

隙間平行部でのレイノルズ数は，流量 Q と中心軸

バルブ入口圧力とバルブ隙間の関係

から半径方向の距離 y に依存し，隙間 δ には依存しない．また，隙間平行部でのレイノルズ数は，入y１ ≦ y ≦ y２ のとき
Py = P2 +口で最大となる．レイノルズ数は，隙間平行部の出

116 μQ yρv2 2 − ρvy 2 + 3 ln 2 ……………#
πδ
y
2
2

式"において隙間平行部の出口を出た後の圧力を口で約５００となり，隙間平行部の入口では，隙間平行部長さ L＝４mm の場合で約１０００となる．このためバルブ隙間では層流と仮定する．

P２＝０Pa とし，バルブ入口流速 v０ が非常に小さい

隙間平行部の流れは層流であるとし，隙間平行部

ので右辺第三項を無視できるとすると，バルブ入口

での二次元軸対称のポアズイユ流れの流速 vgap（y圧力 P０（バルブを通過する際の圧力損失）は，次軸方向の速度）は，次式となる３）．
2
3Q ⎡ ⎛ 2 x ⎞ ⎤vgap =
1−⎜⎟⎢⎥ …………………………'
4πyδ ⎣⎢ ⎝ δ ⎠ ⎦⎥式となる３）５）．
2

P0 = ζ

ρ ⎛ Q ⎞ 6μQ ⎛ y 2 ⎞ ρ ⎛ Q ⎞⎜⎟ +⎟ln⎜ ⎟ + ⎜πδ 3 ⎜⎝ y1 ⎟⎠ 2 ⎜⎝ 2πy 2δ ⎟⎠2 ⎜⎝ 2πy1δ ⎟⎠2

隙間平行部入口付近では流れがまだ十分に発達して……………………………………………………$
式$の右辺第一項は隙間平行部入口における入口損いない助走区間である．助走区間の終わる位置 yeは，次式で表される６）．

失を，第二項は隙間平行部における摩擦損失を表し，

ye = y1 +第三項は隙間平行部出口における出口損失を表している．隙間平行部へ流入する入口は，緩やかな３０°

ここで R は，次式である６）．
⎛ ρv δ ⎞ ⎛ δ ⎞R = ⎜⎜ 1 ⎟⎟ ⎜⎜ ⎟⎟ …………………………………)⎝ μ ⎠ ⎝ y1 ⎠であり，入口損失係数は ζ ＝０．
２とする２）．図４では，流量 Q を７０l/h として，式$より計算したバルブ隙間 δ と入口圧力 P０ の関係を示す．

y1 R…………………………………(
5 10

また，流速 v１ は，式!より求めた隙間平行部入口

バルブ隙間 δ は入口圧力 P０ が高いほど狭い．まの平均流速である．

た，同じ入口圧力においてバルブ隙間 δ を比較す

４．流れのシミュレーション

ると，隙間平行部長さ L が短い方がバルブ隙間 δ
は狭くなる．これはバルブ隙間の大きさが同じ場合，

流れ解析には市販コード（Fluent６．
３）を使用し，

隙間平行部長さが短い方が隙間平行部での摩擦損失

二次元軸対称流れとして定常解析を行った．本研究が小さくなるためである．

での流れ解析では，均質バルブに流入する流体は，バルブの隙間平行部（y１ ≦ y ≦ y２）は平行円板の

非圧縮性流体でかつ熱の移動を伴わないと仮定した．

ようになっており，隙間平行部での水力直径２δ を計算コードでは，質量保存および運動量保存の方程用いると，レイノルズ数 Re は，次式で表される．

式，有限体積法を用いた．本研究では解析に用いる

Re =

2 ρvδ

μ

………………………………………%

さらに式!で示す隙間平行部（h＝ δ ）での平均流

乱流モデルとして，k―εRNG モデルを使用した．
均質バルブにおける流れを二次元軸対称流れとして計算した．図５に計算領域を示す．

速 v を代入すると，隙間平行部でのレイノルズ数
Re は，次式となる．

x 軸を対称軸とし，均質バルブ入口の条件に流速を与えた．壁面における流速をゼロとし，均質バル
ブ出口の条件に大気圧を与えた．また，均質バルブ― ３７ ―

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技

100
80

200

60

150
vgap[m/s]

Py[MPa]Simulation
Equation(4),(5),(6)40

y =7mm [Eq.(10)]y =7.2mm [Eq.(10)]y =8mm [Eq.(10)]

術

報

告

y =7mm [Simulation]
y =7.2mm [Simulation]
y =8mm [Simulation]

100

20
50
0

0

1

2

3

4
5
y [mm]

6780

図６ 圧力分布０MPa）（D ＝１mm，L＝１mm，P０＝８

-0.4

-0.2

0
x/δ

0.2

0.4

図８ バルブ隙間での速度分布（D ＝１mm，L＝１mm，P０＝８
０MPa）

200
Simulation

150

図７において，バルブ隙間が非常に狭いため隙間v[m/s]

平行部で速度が大きくなる．隙間平行部で入口から100

出口に向かうにつれ徐々に速度が減少しているのは，
y 軸正方向に向かうに従い流路断面積が増えるため

50

0

である．
図８は，隙間平行部の数値シミュレーションによ024y [mm]

68

る速度分布と式#による速度分布の比較を示す．グ
ラフの縦軸は速度 vgap（y 軸方向の速度）で，横軸

図７ y 軸での速度分布（D ＝１mm，L＝１mm，P０＝８０MPa）は軸方向位置 x をバルブ隙間 δ で割り無次元化した値を示す．同図は，入口圧力 P０ ＝８０MPa におけ

入口における乱流強度は，１％とした．

る各半径方向位置での速度分布である．数値シミュ
レーションによる値は式#の値とよい一致を示し，

５．均質バルブ内の流れ

流れの傾向は捉えられている．前述のように半径方図３（b）に示す形状において，入口圧力 P０ ＝８０

向に向かうに従い流路断面積が増えるため，入口のMPa に対応する流量 Q ＝７０l/h を用いて数値シミュ

流速に比べて出口の流速が小さくなる．隙間平行部

レーションを行った．図６では，数値シミュレーの入口 y＝７mm で，数値シミュレーションによるションによる圧力分布と式!〜"より計算した圧力

値と式#による値は大きく異なる．これは，入口付分布を比較した．グラフの縦軸は隙間での圧力 Py

近では，まだ流れが十分に発達していないためであで，横軸は中心軸から半径方向の距離 y である．

る．式$より助走区間の終わる位置 ye を計算すれ

図７は，y 軸上（バルブ隙間の中央を通る）での数

ば ye≒７．
２mm となる．この位置以降では隙間平行値シミュレーションによる流速値を示す．

部の流速は放物分布となる．

図６をみれば，隙間平行部の y＝７mm から y＝８mm において圧力が低下している．これは隙間平

せん断応力の代表値として，次式で表されるせん
断応力 τw を採用した．

行部のバルブ隙間が非常に狭いことによる摩擦損失
口 y＝７mm で圧力が急に低下する．これは，図７⎛ ∂vgap ⎞3μQ⎟⎟……………………%=
πyδ 2⎝ ∂x ⎠ x=δ

の隙間平行部入口で見られる速度の急激な増加によ

これより τw は，半径方向距離 y に反比例し，バルる圧力低下に加え，入口損失の影響であると考えら

ブ隙間 δ の二乗に反比例することが分かる．隙間れる．また，バルブ入口圧力 P０（均質バルブを通平行部の壁面で受けるせん断力を求めるために隙間過するときの圧力損失）の大部分は，隙間平行部で平行部の入口から出口までのせん断応力を積分するの摩擦損失である．

と，壁面でのせん断力 Fs は，次式となる．

τ w = − μ ⎜⎜の影響であると考えられる．また，隙間平行部の入2― ３８ ―

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４

尚志

日本スピンドル技報 No.５０２０１０
800

技
200

Simulation
Equation(13)

700

校

報

告

L=1[mm]
L=2[mm]
L=3[mm]
L=4[mm]

150

600

術

τw[kPa]τw[kPa]

500
100

400
300

50

200
100
0

0

1

2

3

4
5
y [mm]

6

7

0

8

y2

6μQ

y1

δ2

( y2 − y1 ) ………………"

また，隙間平行部における壁面でのせん断応力の平均値 τave は，次式となる．

τ ave =FS
6μQ
= 2………………#22πδ ( y2 + y1 )π y2 − y1

(

1

2

3

4
5
y [mm]

678

図１
０ 壁面せん断応力と隙間平行部長さとの関係
（P０＝８
０MPa）

図９ 壁面せん断応力（D ＝１mm，L＝１mm，P０＝８
０MPa）

Fs = ∫ τ w 2πydy =

0

m

⎛d ⎞
Weτ = k ⎜ 0 ⎟ ……………………………………%⎝d ⎠式$，%より，実験と文献を参考に m＝１．
０７）として次のように仮定する．

)

図９は，壁面（x＝ δ /２）でのせん断応力のシミュ
レーション結果と式!より求めた隙間平行部の壁面せん断応力 τw の比較を示す．シミュレーション結dτδ= k before ……………………………………&
γd 32_the

こ れ よ り，乳 化 処 理 後 の 推 定 液 滴 体 面 積 平 均 径
d３２_the は，次式で表される．
d 32_the = k

果では隙間平行部入口 y＝７mm で壁面せん断応力が急激に増加し，隙間平行部に比べて大きいせん断
応力が局所的に作用している．これは，今回の計算
では入口部における急激な流れの変化を捉えるには，

隙間平行部での壁面せん断応力は小さくなる．図１
０は，隙間平行部長さ L を変更して式!より求めた
壁面せん断応力 τw を示す．図４に示すように，隙間平行部長さが短い方がバルブ隙間は狭いため，壁面せん断応力が大きい．

………………………………'

τave を代入すると，次式となる．
d 32_the = k

除く隙間平行部において，シミュレーションによる
向距離 y が大きくなると流速が小さくなるため，

τδ

ここで，せん断応力 τ に壁面せん断応力の平均値

メッシュ数が少なかったことが考えられる．入口を値と式!による値はよい一致を示す．また，半径方d before γ

πd before γδ ( y 2 + y1 )……………………(
6μQ

本研究では二種類の予備乳化液を使用し，測定した粒度分布は，一般的な体積基準の液滴径で取り扱うこととする．実験に使用した予備乳化液の液滴体
面 積 平 均 径 を，乳 化 処 理 前 の 液 滴 体 面 積 平 均 径
dbefore とする．シリコンオイルの予備乳化液は，界面張力 γ ＝１４．
１mN/m，乳化処理前の液滴体面積平均径 dbefore≒５．
６５μm であった．また，流動パラフィ
ンの予備乳化液は，界面張力 γ ＝４．
４mN/m，乳化
処理前の体面積平均径 dbefore≒６．
６４μm であった．

６．流れの乳化作用

実験結果において，隙間平行部長 さ L を１mm

ウェーバー数 Weτ は気泡や液滴が他の液体中をから４mm まで形状変更し得られた結果を，グラフ運動する場合，その境界面に働く慣性力と界面張力

中で隙間平行部長さ１mm の場合 L＝１mm，４mmの比を示す無次元数である．せん断応力 τ，界面張の場合 L＝４mm などと表記する．

力 γ ，乳化処理前の液滴径 d０，乳化処理後の液滴

図１
１は，図３
（b）に示す形状において流動パラ

径 d ，定数 k，定数 m，代表長さ l とすると，式$，

フィンの乳化実験を行った結果で，体積基準の粒度%が提案されている７）．

分布を示す．図１２はシリコンオイルの実験で，入口

Weτ =

τl
…………………………………………$
γ

圧力 P０ と実験により測定した乳化処理後のメジア
ン径（体積基準）d の関係を示す．いずれの形状に― ３９ ―

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尚志

校

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

pre-emulsification solution
10 MPa20 MPa40 MPa60 MPa80 MPa25

20

SO L=1 mm
SO L=2 mm
SO L=3 mm
SO L=4 mm

5

15

10

報

告

LP L=1 mm
LP L=2 mm
LP L=3 mm
LP L=4 mm

3
2
1

5

0
0.1

1

10

0

100

0

2

4

Droplet diameter [μm]

6
F [N]

8

10

12

s

図１
１ 液滴径分布（流動パラフィン）

図１
３ Fs と d の関係（SO；シリコンオイル，LP；流動パラフィン）
SO L=1 mm
SO L=2 mm
SO L=3 mm
SO L=4 mm
d =d32

LP L=1 mm
LP L=2 mm
LP L=3 mm
LP L=4 mm

32_the65
L=1[mm]
L=2[mm]
L=3[mm]
L=4[mm]

5
4
[μm]

4

3

d

32

3
d [μm]

術4d [μm]

Relative volume of the droplets [%]

技

2

2

1

1

0

0
0

20

40
60
P [MPa]

80

100

0

1

2

3
d

32_the

0

4

5

6

[μm]

図１
２ P０と d の関係（シリコンオイル）

図１
４ d３２＿the と d３２ の関係（SO；シリコンオイル，LP；流動パラフィン）

おいても，入口圧力 P０ を大きくすると，隙間が狭力 Fs が同じでも隙間平行部長さが異なると，メジ

くなり流速が大きくなるためメジアン径 d が小さ

アン径は大きく異なる．隙間平行部長さ L が長い

くなる．また，隙間平行部の長さ L が異なるもの

場合，隙間平行部でせん断応力を受ける距離が長く，を比較すると，同じ入口圧力 P０ において隙間平行

せん断力 Fs は大きくなる．それにも関わらずメジ

部長さ L が短い方がメジアン径 d は小さくなる．

アン径 d はそれほど小さくならない．

これは同じ入口圧力 P０ において，隙間平行部長さ

図１４は，前述の仮定に基づく式"より求めた液滴L が短い方がバルブ隙間 δ は狭く，隙間での流速も

径 d３２＿the と実験により測定した乳化処理後の体面積大きいため，メジアン径 d は小さくなると考えら

平均径 d３２ の関係を示す．グラフ中の黒塗り（SO）

れる．

がシリコンオイル，白抜き（LP）が流動パラフィ

図１３は，入口圧 力 P０ を１
０MPa〜８０MPa に 変 化 さンの結果である．式"の係数 k は，今回 k＝１８としせた実験により得られた乳化処理後のメジアン径

た．界面張力と乳化処理前の体面積平均径は，それ（体積基準）d と式!より求めた壁面でのせん断力

ぞれの液に対応する値を使って計算した．計算によFs の関係を示す．グラフ中の黒塗り（SO）がシリ

る液滴径 d３２＿the と実験による体面積平均径 d３２ は，コンオイル，白抜き（LP）が流動パラフィンの結ほぼ同じ値となっており，液滴径を隙間平行部の壁果である．せん断力 Fs が大きくなるとメジアン径

面せん断応力の平均値から予測できると考えられる．

は小さくなる．しかし，隙間平行部で受けるせん断

計算式では，隙間平行部の壁面せん断応力のみを考― ４０ ―

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尚志

校

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技

P [Pa]

術報

告P [Pa]
y

y

10 μm

x

x

図１
５ バルブ出口領域での圧力分布（D ＝１mm，L＝１mm，P０＝８
０MPa）

図１
６ 隙間平行部出口での圧力分布（D ＝１mm，L＝１mm，P０＝８
０MPa）

慮した．そのため，計算による液滴径 d３２＿the と実験（２） 隙間平行部の壁面で受けるせん断力が大きくによる体面積平均径 d３２ の間で少しのズレが生じる．

なるとメジアン径は小さくなる．しかし，隙

これは，隙間平行部入口や出口での液滴破壊の影響

間平行部で受けるせん断力が同じでも隙間平が考えられる．今回，処理液の違いの影響として界行部長さが異なると，メジアン径は大きく異面張力を含み，乳化処理後の液滴径が界面張力に比なる．

例する形の整理式で，乳化処理後の液滴径をほぼ整（３） 隙間平行部の壁面せん断応力の平均値により，理できた．

処理液の違う乳化実験から得られた体面積平隙間平行部長さが最も短い L＝１mm の場合のバ

均径が整理できた．これより処理液の違いもルブ隙間の出口領域の圧力分布を図１５に示す．出口含む乳化作用の整理式を提案できた．

噴流の左右に生じる循環流中心部の低圧域と出口噴（４） 隙間平行部の流れを層流として求めた計算結流がインパクトリングに衝突する位置での高圧域が果（圧力分布，速度分布）は，二次元軸対称見られる．また図１６は，バルブ隙間の出口領域の出のシミュレーション結果とよく一致している．

口噴流近傍を拡大し，そこでの圧力分布を示す．こ（５） バルブ隙間出口の出口噴流近傍の交互逆回転

れは，キャビテーションが発生するか否かを検討す

渦と出口循環流の中心でキャビテーションがる目的で簡易的に行った数値解析結果である．隙間

発生し，これらが乳化結果の違いに二次的に出口付近に逆回転渦の交互配列とそれらの渦中心で影響すると考えられる．

の低圧領域が見られる８）．これらのバルブ隙間出口
領域の循環渦中心およびバルブ隙間出口近傍の交互

８．記号

逆回転渦中心ではキャビテーションの発生が考えら

d：乳化処理後の液滴径［m］

れ，これらが乳化結果の違いに二次的に影響すると

d０：乳化処理前の液滴径［m］考えられる．

dbefore：乳化処理前の液滴体面積平均径［m］
d３２_the：乳化処理後の推定液滴体面積平均径［m］

７．まとめ

D

ホモゲナイザーの内部流れと乳化作用の関係を検：バルブ隙間出口からインパクトリングまでの距離（図３）［m］

証するため，本研究では，バルブ形状を変化させて

Fs：壁面でのせん断力［N］

乳化実験を行い，数値シミュレーションにより内部

h：バルブとバルブシートの隙間（図３）［m］

流れを検討した．それにより以下のことが明らかにL：隙間平行部長さ（図３）
［m］

なった．

P

：圧力［Pa］（１） 入口圧力および流量が同じ場合，隙間平行部

Py：隙間部の半径位置 y における圧力［Pa］が短い形状の方が，バルブ隙間は狭くなり，

P０：バルブを通過する際の圧力損失［Pa］

隙間平行部の流速も大きく，せん断応力が大Q：流量［m３/s］

きいので，乳化作用が大きい．

Re：レイノルズ数― ４１ ―

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４

尚志

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

校

技

術

報

告

v

：流速［m/s］

A., Analysis of a new type of high pressurevy：隙間部の半径位置 y における流速［m/s］

homogeniser. A study of the flow pattern,x：軸方向座標［m］

Chemical Engineering Science, Vol.５
９（２
０
０
４）
,

y

：半径方向座標［m］

pp.８
４
３―８
５
３.

ye

：助走区間が終わる位置［m］

δ：バルブ隙間［m］

Micrometer （３rd Report, Characteristics ofγ：界面張力［N/m］

Double-Disc Nozzle No.１, In the Case ofμ：粘度［Pa・s］

Compressibility Being Ignored）, Bulletin of JSME,ρ：密度［kg/m３］

Vol.７, No.２
８（１
９
６
４）
, pp.６
９
８―７
０
７.

τw

：壁面せん断応力［Pa］

τave：壁面せん断応力の平均値［Pa］

emulsions by a high-pressure homogenizer,

ζ：入口損失係数

Journal of Applied Physics D: Physics, Vol.８

４）Nakayama, Y., Action of the Fluid in the Air-５）Phipps, L.W., The fragmentation of oil drops in

添字

（１
９
７
５）
, pp.４
４
８―４
６
２.

０

：バルブ入口６）Hagiwara, T., Studies on the Characteristics of１：隙間平行部入口

Radial-Flow Nozzles （１st Report., Theoretical２：隙間平行部出口

Analysis of Outward Flow）, Transactions of theJapan Society of Mechanical Engineers, Vol.２
８,

９．文献

No.１
８
６（１
９
６
２）
, pp.１
３８―１
４
５,（in Japanese）.

１）Walstra, P., Formation of emulsions, In: Becher,７）Yano, T., Matsumoto, S., Hayashi, H., Kako, M.,

P（ Ed.）, Encyclopedia of Emulsion Technology:

Food Engineering Fundamental Lecture, Vol.９

Basic theory, Vol.１, Marcel Dekker, New York,

Emulsification and Dispersion, Kourin （１
９
８
８）
,

Basel（１９８
３）, pp.５
８―１
２
６.

pp.１
７
０―１
７
３,（in Japanese）.

２）Stevenson, M.J., Chen, X.D., Visualization of the８）Shakouchi, T., Jet Flow Engineering, Morikita

Flow Patterns in a High-pressure Homogenizing
Valve Using a CFD Package, Journal of FoodEngineering, Vol.３
３（１
９
９
７）
, pp.１５１―１
６５.
３）Floury, J., Bellettre, J., Legrand, J., Desrumaux,― ４２ ―

Shuppan（２００４）, pp.１６,（in Japanese）.

１０．関連特許
１）特許出願中

３【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／知的財産報告

校（訂正なし）日本スピンドル技報 No.５０２０１０

知

知的財産報告（Intellectual Property Report）◆国内保有特許の推移̬ஊཎᚩȷπ᧏ཎᚩųਖ਼ᆆ

̬ஊཎᚩ

ˑૠ




π᧏ཎᚩ



ᲪᲯ

ᲪᲰ

ᲪᲱ
࠰ࡇ

ᲪᲲ

ᲪᲳ

◆登録特許紹介（２００９年度）【産機事業部】
特許第４３８８７６２号

円筒形状の被加工材料に対する成形加工方法及びその装置【請求項１】加工用工具を取り付けた工具取付機構と、加工用工具に対向して配備される円筒形状の被加工材料を保持する保持機構とを備えた成形加工装置によって、円筒形状の被加工材料に対して成形加工を行う成形加工方法において、被加工材料に偏芯又は傾斜して芯金を挿入し、緩衝機構を具備した加工用工具を、被加工材料に押し当てな
がら、被加工材料及び芯金に対して、相対回転させながら被加工材料の軸方向に相対移動させるとともに、緩衝機構によって、成形加工中に加工用工具が被加工材料を介して芯金に当接した位置で加工用工具に過剰な押圧力が働くことを加工用工具を後退移動させることにより回避するようにして、被加工材料の軸心を、被加工材料と加工用工具とを相対回転させるときの回転軸の軸心と一致させた状態で被加工材
料を芯金に沿った形状に成形加工することを特徴とする円筒形状の被加工材料に対する成形加工方法。
特許第４３９３４７０号

絞り加工方法及びその装置【請求項１】回転する主軸先端に中空円筒状のワークを取り付け、前記ワークの内径寸法より大径寸法としたマンドレルをワークの一端側から内周部に押圧挿入することによってワークの端部を拡開させた後、絞りローラを前記ワークの外周面に当接して絞り加工を施す絞り加工方法であって、前記マンドレルを押圧挿入することによって拡開させたワークの端部に、ワークの当初の外径に沿って、絞りローラ周面にワーク周面と当接する当接部分を複数設けた絞りローラを主軸方向に移動することにより絞り加工を施すことを特徴とする絞り加工方法。

― ４３ ―

財

報

告

３

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／知的財産報告

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

特許第４３９３５４３号

校（訂正なし）

知

財

報

告

テーパ鋼管加工機【請求項１】走行駆動手段によって軸方向に移行する駆動側回転機構台に配設した把持装置により鋼管の後端を回転自在に取り付けるとともに、駆動側回転機構台をテンション側回転機構台側に移行することによって、絞り加工装置の出口側に待機させた、走行駆動手段によって軸方向に移行するテンション側回転機構台に配設した把持装置により鋼管の先端を回転自在に取り付け、鋼管を回転させながら順次移動させ、絞り加工装置の絞りローラによって鋼管にテーパ加工を施すテーパ鋼管加工機において、前記駆動側回転機
構台及びテンション側回転機構台に配設した把持装置のうち、少なくとも一方の把持装置を、鋼管の管端を挟持する内径把持体と、外径把持体とを備え、内径把持体及び外径把持体をそれぞれ押圧することによって内径把持体と外径把持体との間隔を狭める押圧手段とを備えた把持装置とし、前記テーパ加工の終了後、把持装置と鋼管との間に生じる引張力の働く方向と逆方向に回転機構台を動かしながら、前記把持装置の内径把持体及び外径把持体の押圧を解除するように押圧手段を作動させ、テーパ鋼管の一端を把持装置から取り外すように構成されたテーパ鋼管の取外構造を有することを特徴とするテーパ鋼管加工機。
特許第４４５６２０８号

スピニング加工装置【請求項１】内管及び外管の二重管から成る主軸と、前記外管の先端部に設け前記外管の軸を中心に前記外管と共に回転する第１の回転体と、該第１の回転体と平行に前記内管の先端部に設け前記内管の軸を中心に前記内管と共に回転する第２の回転体であって、前記内管の軸回りに第１の案内路及び第２の案内路を形成した第２の回転体と、該第２の回転体の前記第１の案内路及び第２の案内路に沿って夫々移動可能に、前記１の回転体に支持する第１の加工具
及び第２の加工具と、前記内管及び前記外管を同方向に回転駆動し、且つ必要に応じて前記内管と前記外管との間に回転差が生起されるように前記内管及び前記外管を相対的に回転駆動する駆動手段とを備え、前記第２の回転体が一方向に回転するとき前記第１の加工具と前記第２の加工具が相対的に逆方向に移動するように前記第１の案内路及び第２の案内路を形成し、回転不能に支持した被加工部材に対し、前記第１の加工具及び第２の加工具を公転駆動しながら、前記第１の加工具を前記第１の案内路に沿って径方向に駆動すると共に、前記第２の加工具を前記第２の案内路に沿って径方向に駆動するように構成したことを特徴とするスピニング加工装置。
【環境システム事業部】
特許第４３３６３５０号

気体輸送の制御方法及びその装置【請求項１】貯留槽から送られてきた粉粒体を蓄えるトランスポータ内に一定量の粉粒体が溜まった後、トランスポータ内の内圧を一定圧力まで上昇せしめ、ブースタノズルからの圧縮空気によって輸送管を介して粉粒体を輸送する気体輸送の制御方法において、トランスポータ内の粉粒体の量を計測す
るレベル計が、粉粒体がなくなったことを検知した場合に、貯留槽内の粉粒体の量を計測するレベル計が、所定量の粉粒体の量を検知したときには、圧縮空気の供給を止め、輸送管内に粉粒体を残存させた状態で、貯留槽に蓄えられた粉粒体をトランスポータに送り込み、トランスポータ内に一定量の粉粒体が溜まった後、トランスポータ内の内圧を一定圧力まで上昇せしめ、
ブースタノズルからの圧縮空気によって粉粒体の輸送を再開するようにし、前記貯留槽内の粉粒体の量を計測するレベル計が、所定量の粉粒体の量を検知しなかったときには、圧縮空気の供給を継続し、輸送管内に粉粒体が残存しないように、ブースタノズルからの圧縮空気によって粉粒体を送りきるよ
うにすることを特徴とする気体輸送の制御方法。

― ４４ ―

３【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／知的財産報告

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

特許第４３５０５５４号

知

配管内の結露防止方法【請求項１】電気炉から排出される排ガスを吸引し、二重構造の水冷ジャケッ
ト式とした配管ダクト等を通過して集塵機で正常空気に処理した後大気中に排出するシステムにおいて、システム停止時に、ジャケット内の水温以下の温度の空気を配管内に供給することを特徴とする配管内の結露防止方法。

特許第４３５７４９４号

バグフィルタ装置【請求項１】排ガスを濾過することにより集塵する濾布と、該濾布に下流側から圧縮空気を間欠的に噴射することにより堆積した粉塵を払い落とす噴射管と、該噴射管に圧縮空気を間欠的に供給する噴射バルブとを備えたバグフィルタ装置において、噴射管の最上流の噴射口から噴射バルブまでの区間に、噴射口から流入する排ガスを阻止する弁状体を設けたことを特徴とするバグフィルタ装置。

特許第４３５９６３０号

バグ式集塵機

【請求項１】筐体の内部を区画壁により上下に区画し、下部を含塵空気導入室、上部を浄化空気室とし、前記区画壁には多数の筒状のバグフィルタを取り付け、含塵空気をバグフィルタの下側から導入するバグ式集塵機において、前記バグ
フィルタに、バグフィルタの下端周部を覆いバグフィルタの下方にエア溜まりを形成するようにした筒体を配設したことを特徴とするバグ式集塵機。

特許第４４１７９０４号

有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置【請求項１】有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体を導入する筐体と、該筐体内に導入した有害物質が付着・吸着した固体にマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構と、筐体内に導入した有害物質が付着・吸着した固体を攪拌する回転羽根を有する攪拌機構とを備えた有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置において、前記攪拌機構の回転羽根を櫛歯状で、かつ、櫛歯の間隙の寸法を照射するマイクロ波の波長の１!
２以下に形成したことを特徴とする有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置。

【建材事業部】
特許第４２９１３４９号

校（訂正なし）框扉【請求項１】木製の竪框と横框とを備え、竪框の内側面に、横框の端部に形成した連結突部が嵌入する嵌入孔を設けた框扉において、竪框の外側面に全長に亘って形成した溝部に、金属製の補強部材を取り付けるとともに、前記横框の端部に形成した連結突部に、前記竪框との当接面にネジ穴を形成した断面コ字状の金属製の連結部材を取り付け、前記横框との接合箇所に対応する竪框及び補強部材に形成した小孔に挿通したネジを、前記嵌入孔に嵌入された連結部材に螺合することによって、竪框と横框とを接合したことを特徴とする框扉。
【請求項２】補強部材が、竪框に形成した溝部に嵌る断面コ字状部と、竪框の溝部を形成する両壁面を覆う断面 L 字状部とを備えてなることを特徴とする請求項
１記載の框扉。

― ４５ ―

財

報

告

３

【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／知的財産報告

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

特許第４３１９６３８号

知

引戸装置

【請求項１】出入り口に配置される引戸扉と、引戸枠部材と、該引戸枠部材の一側に形成され、引戸扉を収納する戸袋とからなる引戸装置において、引戸扉を、下骨、上骨及び両竪骨によって枠組みし、表面に化粧板を配設するとともに、内部に芯材を装置し、前記芯材に空気清浄化物質を装入又は塗布し、引戸扉の両竪骨に、空気流入口と空気流出口を開口し、芯材表面と化粧板の間に、前記空気流入口と空気流出口に接続する空気流通路を形成したことを特徴とする引戸装置。

【空調システム事業部】
特許第４３４０６７３号

空調装置【請求項１】空気吸入口と空気排出口とが形成された筐体と、空気吸入口の下流側に配設された冷却コイルと、冷却コイルの下流側に配設された再熱器と、空気排出口から筐体内の空気を排出する送風機とを備えた空調装置において、冷却コイルと再熱器とにより温度調整した空気の一部を取り込んで再度冷却コイルに還流させるバイパス
流路を設け、該バイパス流路に空調装置の制御盤を配設したことを特徴とする空調装置。

特許第４３７７４１８号

散水槽用カバー部材【請求項１】上向きに冷却水を供給する送水管を備えた散水槽の上部を覆う散水槽用カ
バー部材において、散水槽用カバー部材の天板の周縁から側板を、側板間に隙間が形成されないように垂設することによって、散水槽用カバー部材を下方が開口した箱状に形成し、散水槽の側壁に接しない側板の下端縁に冷却水が通過する開口部を、該側板の側縁の近傍域を除いて、形成したことを特徴とする散水槽用カバー部材。

【冷熱事業部】
特許第４４６４４２６号

校（訂正なし）パネル、パネル取付構造及び冷却塔【請求項１】パネルを取り付けるパネル取付フレームのパネル取付面と向き合うパネル本体と、このパネル本体の両側部に形成され、パネル取付面に押し当
てられる取付基部とを備え、各取付基部に掛止部を形成し、該掛止部をパネル取付面の背面側に形成したパネル固定具装着面に押し当てられるパネル固定具の本体部分からパネル取付フレームを貫通して延びるアームに設けられた係止爪によって掛け止めるようにしたパネルにおいて、各取付基部には、該取付基部に突き合わされる別体のパネルの取付基部に設けられた先端側が上向きの係止凸部又は奥側が上向きの係止凹部と係合する奥側が上向きの係止凹部又は先端側が上向きの係止凸部が形成されるとともに、該取付基部に突き合わされる
別体のパネルの取付基部に設けられた嵌合凹部又は嵌合凸部と嵌合する嵌合凸部又は嵌合凹部が形成されてなることを特徴とするパネル。

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財

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【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／知的財産報告

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

知【㈱モリヤマ】
特許第４２９３７７８号

メカニカルシール【請求項１】ケーシング側壁を貫通してケーシング外に突出する軸部のメカニカ
ルシールにおいて、軸に配設したリング状のパッキン受け部と、該パッキン受け部に摺接するリング状のパッキン押さえに固定したリング状のメカシールパッキ
ンとよりなり、前記パッキン押さえを、軸と平行な方向に伸長作動する油圧シリンダのピストンロッドの先端に装着し、油圧シリンダの伸長作動に伴ってメカ
シールパッキンをパッキン受け部に対して離れた状態から、押し当て、その状態で軸を駆動手段によって回転するように構成するとともに、ケーシング側壁に軸と平行に突出形成した複数の係止部材と、前記パッキン押さえに開口した前記係止部材が挿入される位置決め孔とからなる係止手段を配設し、前記油圧シリンダの押し側回路にアキュームレーターを組み込んだこと特徴とするメカニカルシー
ル。

特許第４２９４００５号

ローラヘッド押出機の制御方法【請求項１】バンク内に、押出材料を押し出すテーパースクリューと、前記バンク
内に押し出された押出材料を押出成形するローラヘッドとを備えたローラヘッド押出機の制御方法において、予め設定した、ローラヘッド回転速度と、該ローラヘッ
ド回転速度に対するテーパースクリュー回転速度の速度比と、該速度比のときのバ
ンク内圧力を基準にしたバンク内圧力範囲を記憶し、記憶したローラヘッド回転速
度と、該ローラヘッド回転速度に対するテーパースクリュー回転速度の比から算出したテーパースクリュー回転速度によって自動運転を開始し、バンク内圧力が、前記バンク内圧力範囲を外れたときに、ローラヘッド回転速度は一定のまま、テーパースクリュー回転速度を変更することによって、前記速度比を変更し、バンク内
圧力が、前記バンク内圧力範囲に復帰したとき、当初の速度比に戻して、押出材料
を押出成形することを特徴とするローラヘッド押出機の制御方法。

特許第４３１３３３２号

混練機【請求項１】混練材料を収容する混合槽と、該混合槽に収容された混練材料を混練する並列した２本のロータと、ロータを回転させるための駆動装置とを備
え、前記ロータの一方のロータ軸を中心に、前記混合槽を混合槽反転機構に
よって反転させて、混練済み材料を排出する混練機において、ロータ軸の正逆の回転力を混合槽反転機構に伝達する、前記ロータ軸に沿って摺動操作されるロータ軸の正逆の回転力を伝達可能な伝達部材と、混合槽の側板に前記ロータ
軸と同心状に設けた、前記伝達部材を摺動操作することによって伝達部材に噛合して従動する従動部材とからなる伝達機構を配設したことを特徴とする混練機。

特許第４３７８３３９号

校（訂正なし）混練機【請求項１】混練材料を収容する混合槽と、該混合槽に収容された混練材料を混練する並列した２本のロータと、該混合槽の上部開口部に摺動可能に挿入される加圧蓋とを備えた混練機において、加圧蓋の混合槽との摺動部を、上下複数段に区分し、下段蓋には、該下段蓋と混合槽側壁間との隙間を可及的小とするパッキンを配備し、前記上下蓋間には空気溜まりを形成したことを特徴とする混練機。

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財

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【K：】Server／日本スピンドル／技報（５０号）／知的財産報告

日本スピンドル技報 No.５０２０１０

特許第４３９３２５１号

知メカニカルシール【請求項１】ケーシング側壁を貫通してケーシング外に突出する軸部のメカニカル
シールにおいて、軸に配設したリング状のパッキン受け部と、該パッキン受け部に摺接するリング状のメカシールパッキンとからなり、該メカシールパッキンが装着されたリング状のパッキン押えを軸と平行な方向に移動可能になるように押圧手段にネジ止めによって装着し、該押圧手段の移行に伴ってメカシールパッキンがパッキン受け部と接離可能に構成するとともに、前記押圧手段を、パッキン押えから離脱させた状
態で、後部を揺動可能に枢支した押圧手段を、軸近傍位置から退避させ、パッキン押
え及びメカシールパッキンを軸に沿ってケーシング側壁から離れた位置に移動可能にしたこと特徴とするメカニカルシール。

【㈱イズミフードマシナリ】
特許第４４５８５３６号

校（訂正なし）粉体混合ポンプ【請求項１】円筒状ケーシングの内部に、攪拌翼を備えたロータを同心状に配設し、該攪拌翼の回転により、ロータの前方に設けた流入口から攪拌翼の外側に液体を導入するようにしたポンプにおいて、円板状のロータの外周部に複数の攪拌翼を突設し、該攪拌翼の外側と内側とにスリットを有する筒状のステータを配設するとともに、該内側ステータの内側を液体の流路とチャンバとに区画する仕切板を形成し、該チャンバに連通する粉体流入口をケーシングに設けたことを特徴とする粉体混合ポンプ。

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財報

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