(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上述したペレタイザでは、水室内をメンテナンスする場合を考えて、水室部とダイプレート部とは互いに離間可能とされている。そのため、特許文献1のペレタイザでは、ダイプレート部と水室部とが互いに連結した位置から分離しないように、ダイプレート部と水室部とを連結位置でロックする機械的なロック機構が設けられている。また、特許文献1のペレタイザには、水室部に設けられたカッター刃が所定の力でダイプレート部に押し付けられるように、水室部とダイプレート部とを両者が互いに引き寄せ合うように押動する油圧式のクランプ機構が設けられている。
【0006】
なお、水室内をメンテナンスする際には、クランプ機構により加わっていた押し付け力をゼロにし、その後、ロック機構を解錠状態にする。このようにすれば、水室部をカッター軸、カップリング、モータなどと一緒にレールに案内された台車などに載せてダイプレート部から離間させることができ、水室部とダイプレート部との間に作業スペースが確保され、水室内をメンテナンスすることも十分に可能となる。
【0007】
しかしながら、上述した特許文献1のペレタイザに設けられる油圧式のクランプ機構は、メンテナンス時以外は、水室内の水圧や樹脂圧力などの外力によって離間しないように、ダイプレート部及び水室部の一方を、他方側に向けて常時押動し続ける必要がある。つまり、クランプ機構に用いられる油圧の加圧源には油圧ポンプなどが用いられているので、油圧ポンプの連続運転が必要となり、ペレタイザのランニングコストが高騰しやすくなる。
【0008】
また、クランプ機構に油圧シリンダなどを用いると、油圧シリンダにはある程度の油漏れや油圧低下などが付随するため、油漏れや油圧低下などを頻繁に監視しておく必要があり、ペレタイザの装置構成が複雑なものとなりやすい。
さらに、クランプ機構に油圧を用いると、周方向に複数ある油圧シリンダに加える油圧が何らかの原因で変動した場合には、ダイプレート部に対するカッター刃の押し付け力が不均一になり、ダイプレート部に対するカッター刃の当たり方が変化して、ペレットの品質に影響が出る可能性もある。
【0009】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、油漏れや油圧低下などの監視が不要となり且つ安定した力でダイプレート部と水室部とを締結する技術を備えることで、品質が安定したペレットを安価な製造コストで製造することができるペレタイザ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】
【0010】
上記課題を解決するため、本発明のペレタイザは以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明のペレタイザは、樹脂材料が押し出されるダイプレート部と、このダイプレート部から押し出された樹脂材料を水中で冷却しつつカッティングする水室部とを備えたペレタイザにおいて、前記水室部とダイプレート部とは、いずれか一方が他方に対して接離可能とされており、前記ダイプレート部と水室部とを連結位置でロックするロック機構と、前記ロック機構により連結位置にロックされたダイプレート部と水室部とを互いに引き寄せる磁力を発生させるクランプ機構とが設けられて
おり、前記ロック機構は、前記水室部側からダイプレート部側へ向って突出するロッドと、前記ダイプレート部側に設けられると共に前記連結位置においてロッドの先端に嵌合可能とされたロック部材と、を有しており、前記クランプ機構は、前記ロッドの先端に設けられた電磁石と、前記ロック部材とを有し、且つ前記電磁石の磁力により、前記ロッドとロック部材とを引き寄せる構成とされていて、前記ロッドおよびロック部材は前記水室部の外周に沿って配備されると共に、前記ロッドおよびロック部材が前記ロック機構とクランプ機構との双方に共通して用いられていることを特徴とする。
【0011】
なお、好ましくは、前記クランプ機構は、前記ダイプレート部と水室部とのいずれか一方に設けられ
ているとよい。
なお、好ましくは、
前記ロッドおよびロック部材はその複数組が周方向に一定の間隔をあけるようにして配備され、前記クランプ機構は、前記水室部の外周に沿って複数の電磁石を備えているとよい。
なお、好ましくは、前記電磁石は、発生する磁力を調整可能となっているとよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明のペレタイザによれば、油漏れや油圧低下などの監視が不要となり且つ安定した力でダイプレート部と水室部とを締結することができるようになるため、品質が安定したペレットを安価な製造コストで製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
[第1実施形態]
以下、本発明に係るペレタイザ1の第1実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図1に示すように、第1実施形態のペレタイザ1は、樹脂材料が押し出されるダイプレート2aと、そのダイプレート2aに接続され、ダイプレート2aを保持するダイホルダ2bとにより一体的に構成されるダイプレート部2を備えている。また、第1実施形態のペレタイザ1は、そのダイプレート2aから押し出された樹脂材料を水中で冷却しつつカッティングするための水室3cがその内部に形成されてなる水室ハウジング3aと、その水室ハウジング3aに接続され、水室ハウジング3aを保持する駆動部3bとにより一体的に構成される水室部3を備えている。なお、水室部3とダイプレート部2とは、いずれか一方または両方が水平方向に移動可能とされており、互いに近接、離反自在とされている。また、このペレタイザ1には、ダイプレート部2と水室部3とを連結位置でロックするロック機構4と、ロック機構4により連結位置にロックされたダイプレート部2と水室部3とを互いに引き寄せる磁力を発生させるクランプ機構5とが設けられている。
【0015】
まず、第1実施形態のペレタイザ1を構成するダイプレート部2、水室部3、ロック機構4、クランプ機構5について説明する。
ダイプレート部2は、溶融した樹脂材料を細い棒状に押し出すものであり、連続混練機などのような混練設備の下流側に配備されている。このダイプレート部2に、混練設備で混練された樹脂材料が直接供給されている。
【0016】
本実施形態のダイプレート部2は、支持フレーム6を用いて基礎に接続されている。なお、ダイプレート部2は、支持フレーム6に固定されて水平方向に移動しない構成ではなく、熱膨張を考慮して、ダイプレート部2は固定された支持フレーム6に対して所定の距離(例えば10mm程度)だけ水平方向に移動可能に構成されている。ダイプレート部2の側面のうち、水室部3側を向く側面の中央には、上下方向に沿って切り立った垂直の押出面8が形成されている。この押出面8の表面には、後述する押出孔7が複数形成されている。また、この押出面8の外周側には、押出面8を全周に亘って囲むように円環状のダイ側側壁部9が形成されている。このダイ側側壁部9を水室部3の水室側側壁部10(詳細は後述)に面状態で衝合させることで、ダイプレート部2は水室部3の水室3c内を水密に閉鎖できるようになっており、水室部3の水室3c内を冷却水が循環可能な閉塞空間として利用できるようになっている。
【0017】
また、押出孔7からは、溶融状態の樹脂材料が水室部3の水室3c内に押し出される。このようにして水室3c内に押し出された樹脂材料は、水室3cの冷却水で冷却されると共に水室3c内に収容されたナイフホルダ11の先端に設けられたカッター刃(ナイフ)12で所望の長さにカッティングされてペレットとして回収される。
水室部3は、上述したダイプレート部2の押出孔7から押し出された樹脂材料を数mm程度の短尺片にカッティングしつつ冷却し、切断され冷却された樹脂材料の短尺片をペレットとして回収するものである。この水室部3は、底面に車輪13を備えており、車輪13を転動させることで基礎に対して水平方向に移動可能(ダイプレート部2に対して接離可能)とされている。
【0018】
また、ダイプレート部2側を向く水室部3の側面は凹状に凹んだ水室3cとされており、この凹状に凹んだ水室3cには押出面8に押し付けられて樹脂材料をカッティングするカッター刃12が設けられている。また、水室3cの外周側には、上述したダイプレート部2のダイ側側壁部9に面状態で衝合して、水室3c内を水密に保持可能な水室側側壁部10が円環状に形成されており、上述したダイ側側壁部9に対して面状態で接触可能となっている。
【0019】
具体的には、水室3cは、上述したダイ側側壁部9と水室側側壁部10とを隙間無く密着させることで、開口が閉鎖可能とされている。また、水室3cの内部には冷却水が循環されている。この水室3cには、図示しない冷却水供給管や冷却水排出管が接続されており、冷却水供給管を通じて水室3c中に冷却水を供給すると共に、冷却水中で冷却された樹脂材料をペレットとして水室3c内から回収できるようになっている。
【0020】
また、この円環状の水室側側壁部10の外周側には、径外側に向かって庇状に突出したフランジ部14が形成されている。フランジ部14は、水室3cの開口の外周に沿って径外側に庇状に張り出した部分である。このフランジ部14には、後述するロック機構4のロッド15が貫通状に支持されている。
さらに、水室部3には、この水室部3の内部を水平方向に貫通するように回転軸部16(カッター軸)が設けられている。この回転軸部16は、水平方向を向く軸回りに自由に回転できるようになっており、ダイプレート側の軸端は水室3c内に達している。この水室3c内に位置する回転軸部16の軸端にはナイフホルダ11が形成されている。ナイフホルダ11は、フランジ状に形成されており、その軸径は駆動部3bからダイプレート2aに近づくにつれて大きくなっている。また、このフランジ状とされたナイフホルダ11の端面は、上下方向に沿って切り立った垂直面となっており、その端面にカッター刃12の刃先が対向し、且つ、そのカッター刃12の刃先が回転軸部16の軸心に対して垂直となるように、言い換えれば刃先を軸垂直方向に向けて、取り付けられている。また、この回転軸部16の軸は駆動部3bの内部でベアリングなどを用いて回転自在に支持されている。そして、回転軸部16の軸はカップリング20を介してモータ(ドライブハウジング21内のモータ)に接続されている。すなわち、モータ(ドライブハウジング21内のモータ)などを用いて回転軸部16は回転自在とされている。
【0021】
つまり、回転軸部16を水平方向を向く軸回りに回転させると、回転軸部16の先端のナイフホルダ11に取り付けられたカッター刃12も回転し、回転するカッター刃12が冷却水中でダイプレート部2の押出孔7から押し出された樹脂材料をカッティングすることで、ペレットが所望の長さにカッティングされる。
なお、このような水室3c内での樹脂材料のカッティングは、水室部3のカッター刃12をダイプレート部2に押し付けた状態でカッター刃12を回転させるものであるため、ダイプレート部2に対して水室部3を一定の力で密着させておく必要があり、そのため上述したロック機構4やクランプ機構5が設けられる。
【0022】
ロック機構4は、ダイプレート部2に対して水室部3が離反しないように固定するものであり、ダイプレート部2と水室部3とを連結位置でロックする構成とされている。本実施形態のロック機構4には、水室部3に設けられた棒状のロッド15(
図1においてグレーで示された部分)に、ダイプレート部2のロック部材17(
図1において斜線で示された部分)を嵌合させる構成が採用されている。このロッド15とロッド15を固定するロック部材17とは、水室部3の外周に沿って複数組(図例では4組)設けられており、
図3に示すようにそれぞれのロッド15は周方向に一定の間隔をあけるようにして配備されている。このように周方向に一定の間隔をあけてロッド15を均等に配置すれば、水室部3とダイプレート部2とを周方向に均等な力で連結固定できるようになっている。
【0023】
ロック機構4のロッド15は、本実施形態では水室3c側に設けられており、ダイプレート部2に設けられたロック部材17によりロック可能とされている。このロッド15は、いずれも水室部3の移動方向(前後方向、近接離反方向)に沿って配備されており、それぞれが互いに平行となるように取り付けられている。また、ロッド15は、水室部3からダイプレート部2側に向かって突出するように伸びており、その突端には後述する電磁石18が埋め込み状態で取り付けられている。また、ロッド15の長手方向の中途側は上述した水室部3のフランジ部14に貫通状態で固定されており、ロッド15は水室部3と一体に移動可能とされている。
【0024】
ロック機構4のロック部材17は、本実施形態ではダイプレート部2側に設けられており、ダイプレート部2のロッド15に嵌合してロッド15の移動を規制可能とされている。このようなロック部材17は、ロック機構4に採用される嵌合構造によってさまざまな形状を採用しうるが、例えば、ロッド15の外周面に溝部や穴部を径方向に沿って形成しておき、この溝部や穴部に対して棒状、板状、先端二股状のロック部材17を径外側から挿し込むことでロッド15の移動を規制するような構成を採用することができる。
【0025】
このロック部材17は、ロック部材17のさらに外側に配備されたロック用シリンダ19を用いて径方向に移動自在となっており、径方向に移動することでロッド15に嵌合したり嵌合が外れたりする構成となっている。例えば、
図2(b)に示すようにロック用シリンダ19を用いてロック部材17を径外側に移動させれば、ロッド15に対するロック部材17の嵌合が外れて、ロッド15をダイプレート部2から水室部3の方向に向かって引き抜くことが可能となり、ダイプレート部2と水室部3とを連結位置から分離させることが可能となる。一方、
図2(b)に示すものとは逆の方向(径内側)にロック用シリンダ19を用いてロック部材17を移動させれば、ロック部材17がロッド15に嵌合してロッド15の移動が規制されるようになり、ダイプレート部2と水室部3とを連結位置に移動しないように固定(位置決め)することが可能となる。
【0026】
上述したロック機構4を用いればロック部材17によりロッド15の水平方向移動が規制され、ダイプレート部2に対して水室部3を密着状態に保持することができる。なお、ロック機構4はダイプレート部2と水室部3とを引き寄せる力(引力)を調整するものではなく、本発明のペレタイザ1では次に示すクランプ機構5を用いてこの引力を調整している。
【0027】
クランプ機構5は、ロック機構4により連結位置にロックされたダイプレート部2と水室部3との間に磁力を発生させるものであり、ダイプレート部2と水室部3とを互いに引き寄せる引力、言い換えれば、両者を密着させる力を発生させるものである。具体的には、このクランプ機構5は、ダイプレート部2と水室部3とのいずれか一方に設けられて、他方との間に磁力を発生させる電磁石18を備えている。本実施形態のクランプ機構5は、水室部3に設けられる複数のロッド15の先端にそれぞれ電磁石18を有しており、水室部3の外周に沿って複数の電磁石18を備えることで周方向に均等に引力を発生できるようになっている。
【0028】
また、それぞれの電磁石18には、図示は省略するが、電磁石18に電流を供給する配線ケーブルが設けられている。これらの配線ケーブルを介してそれぞれの電磁石18に供給される電流は変更可能とされており、電流を変更することで電磁石18で発生する磁力を調整したり、ダイプレート部2と水室部3との接触面圧を変化させることも可能となっている。
【0029】
つまり、上述した電磁石18に電流を送って電磁石18に磁力を発生させる。このロッド15の先端に対向するダイプレート部2は、一般に鉄鋼のような部材(例えば鉄などの強磁性体)で形成されているため、ロッド15の先端に設けられた電磁石18がダイプレート部2を引き寄せ、両者の間に引力が発生する。その結果、水室部3がダイプレート部2に引き寄せられて、ダイプレート部2と水室部3とを互いに引き寄せる引力を発生できるようになる。
【0030】
上述したクランプ機構5で発生する磁力を用いてダイプレート部2に対する水室部3の引力を調整すれば、油圧シリンダなどを用いていないので油漏れや油圧低下などの監視が不要となり、品質が安定したペレットを安価な製造コストで製造することができる。
例えば、
図5(a)及び
図5(b)に示すように、油圧を用いたクランプ機構105を採用した場合、油圧を用いる限りは油漏れや油圧低下などが多少は発生するため、油漏れや油圧低下などの監視が必要となり、ペレタイザ101の装置構成が複雑なものとなる。
【0031】
また、油圧を用いてダイプレート部102に対するカッター刃112の押し付け力を調整する場合、油圧シリンダ120の一部で油圧が変動すると押し付け力も不均一となり、品質が安定したペレットを加工することが困難になる場合がある。
しかし、本実施形態のように磁力を用いてダイプレート部2に対する水室部3の引力を調整すれば、高圧の油圧を加える必要が無くなり、油漏れや油圧低下などの監視も不要となるので、装置構成が簡単なものになる。また、引力を磁力により調整する方式であれば、油圧のように引力が変動することもない。そのため、ダイプレート部2に対するカッター刃12の押し付け力を安定させることが可能となり、品質が安定したペレットを加工することができるようになる。
【0032】
次に、本発明のペレタイザ1においてダイプレート部2と水室部3とを分離したり連結したりする方法、言い換えれば本発明の締結方法について説明する。
まず、
図2(a)を〜
図2(c)を用いて、ダイプレート部2から水室部3を分離する方法について説明する。
図2(a)に示すような状態(ロック状態)にあるダイプレート部2から水室部3を分離するに際しては、まず、電力ケーブルを介して電磁石18に供給されている電流の供給を遮断する。そうすると、電磁石18で発生していた磁力が消滅し、磁力の消滅に伴って水室部3とダイプレート部2との間の引力もなくなる。次に、ロック機構4をロック状態から非ロック状態にする。つまり、
図2(b)に示すように、ロック用シリンダ19を用いてロッド15の先端に嵌合しているロック部材17を径外側に移動させる。そうすると、ロック部材17がロッド15から外れ、ロッド15を自由に伸縮させることが可能となり、連結位置にあるダイプレート部2と水室部3とを引き離し方向に離反(分離)させることが可能となる。
【0033】
その結果、
図2(c)に示すように、基礎などに設けられたレールに沿って水室部3を水平に移動することが可能となり、ダイプレート部2から水室部3を分離して水室内などをメンテナンスするための作業スペースを確保することも可能となる。
一方、ダイプレート部2と水室部3とを連結するに際しては、まず基礎などに設けられたレールに沿って水室部3を水平に移動し、水室部3をダイプレート部2に密着させる。そして、ロック用シリンダ19を用いてロック部材17を径外側から径内側に移動させる。そうすれば、ロック部材17がロッド15の先端に嵌合し、ロック機構4のロッド15の移動が規制され、ダイプレート部2と水室部3とを連結位置に固定することが可能となる。次に、電力ケーブルを介して電磁石18に電流を供給すれば電磁石18で磁力が発生し、発生した磁力を用いて水室部3をダイプレート部2に押し付けることが可能となる。その結果、運転を再開する際には、ダイプレート部2と水室部3とを容易に連結することが可能となる。
【0034】
このようにロック機構4をロック状態にした上で、電磁石18に供給される電流を変化させれば、電磁石18で発生する磁力、言い換えればクランプ機構5で発生しているダイプレート部2に対する水室部3の引力を調整して、品質が安定したペレットを加工することができるようになる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態のペレタイザ1について説明する。
【0035】
図4(a)に示すように、第2実施形態のペレタイザ1は、第1実施形態のようにロッド15の先端に電磁石18を備えたものではなく、ダイプレート部2の側面に対向する水室部3の側面、言い換えれば水室3cの周囲にリング状の電磁石18を埋め込み状に配設したものとなっている。
すなわち、
図4(b)に示すように、第2実施形態のペレタイザ1に設けられる電磁石18は、ダイプレート側から見た場合に水室3cの周囲を取り囲む円環状となっている。また、この円環状の電磁石18に対応したダイプレート部2の側面は、電磁石18との間に磁力を形成可能な鋼鉄または永久磁石のような部材とされている。
【0036】
第2実施形態のペレタイザ1では、水室部3の側面に埋め込み状に配置された円環状の電磁石18が、ダイプレート部2の側面との間に両者を引き寄せる磁力を発生させるため、第1実施形態と同様に油漏れや油圧低下などの監視が不要で、品質が安定したペレットを安価な製造コストで製造できるといった作用効果を発揮させることができる。
また、電磁石18を円環状に配置すれば、ダイプレート部2と水室部3とが引き合う箇所が複数の点ではなく、周方向に連続した面となり、両部材の間に均等な接合力を発生させることが可能となる。
【0037】
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。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。