JP2021166965A

JP2021166965A - 回転装置

Info

Publication number: JP2021166965A
Application number: JP2020071029A
Authority: JP
Inventors: 基大田中; Motohiro Tanaka; 宰杉本; Tsukasa Sugimoto
Original assignee: Dalton Corp
Current assignee: Dalton Corp
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2021-10-21
Anticipated expiration: 2040-04-10
Also published as: JP7464829B2

Abstract

【課題】二重軸の外軸にトルク計を直接的に設けて回転トルクを計測することにより、外軸に生じる回転トルクを基にして回転装置の状態を把握して制御を行うことが可能となる、回転装置を提供する。【解決手段】造粒機１は、内軸３１と内軸３１を内側に収容する中空の外軸（上側外軸３２Ｕ及び下側外軸３２Ｄ）とを備えてベース板１３に設けられる二重軸３と、ベース板１３に設けられるとともに二重軸３を回転可能に支持するケース部材２５と、ベース板１３に設けられて外軸と連結される押出羽根３３と、ベース板１３に設けられて内軸３１と連結される加圧羽根３４と、上側外軸３２Ｕ及び下側外軸３２Ｄを回転駆動させる第一のモータ４１と、内軸３１を回転駆動させる第二のモータ４２と、を備え、外軸には、外軸に発生する回転トルクを計測するトルク計（ロータ７３）が組付けられる。【選択図】図４

Description

本発明は回転装置に関し、詳細には、二重軸を用いた回転機構を有する回転装置に関する。

従来、二重軸を用いた回転機構を有する回転装置として、押出造粒機が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の回転装置（押出造粒機）は、二重軸のうち、外側駆動軸の上端部に押出羽根、内側駆動軸の上端部に加圧羽根が設けられる。そして、円筒形状のホッパーに投入された混練物を加圧羽根で加圧し、押出羽根を介してスクリーンへ誘導して造粒し、その造粒物を回転テーブルで受けるように構成されている。

特開２００４−１８８３５７号公報

前記特許文献に記載の回転装置には、上側にホッパー、スクリーン、加圧羽根、及び押出羽根を備える造粒部が設けられ、下側に二重軸を介して加圧羽根及び押出羽根を回動させる駆動部が設けられている。当該駆動部には、モータの出力軸から伝達される回動力をギヤボックスの内部で分離して、二重軸の内側駆動軸と外側駆動軸とを回転させる構成が採用されている。そして、上記の回転装置は、内軸で加圧羽根を回動させ、外軸で押出羽根を回動させるように構成されている。

上記の如く構成された回転装置においては、外軸に生じる回転トルクを直接的に計測する手段が設けられていないため、外軸に生じる回転トルクを基にして回転装置の状態を把握することが困難であった。即ち、外軸の回転トルクに基づいて回転装置の制御を行うことができなかった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、二重軸の外軸にトルク計を直接的に設けて回転トルクを計測することにより、外軸に生じる回転トルクを基にして回転装置の状態を把握して制御を行うことができる、回転装置を提供することである。

以下では、上記課題を解決するための手段を説明する。

本発明に係る回転装置は、内軸と該内軸を内側に収容する中空の外軸とを備えて構造体に設けられる二重軸と、前記構造体に設けられるとともに前記二重軸を回転可能に支持するケース部材と、前記構造体に設けられて前記外軸と連結される第一の回転体と、前記構造体に設けられて前記内軸と連結される第二の回転体と、前記外軸を回転駆動させる第一のモータと、前記内軸を回転駆動させる第二のモータと、を備える回転装置であって、前記外軸には、前記外軸に発生する回転トルクを計測するトルク計が組付けられる。

また、回転装置において、前記トルク計は、円環部を有するステータと、前記ステータの円環部の内側において前記ステータと非接触で回転する中空円筒状のロータと、を備え、前記外軸は、前記第一の回転体が連結される先端部と、前記第一のモータに連結される基端部と、に分割され、前記ロータは、内側に前記内軸が挿通された状態で、前記先端部と前記基端部との間に介挿され、前記ステータは、内側に前記ロータが挿入された姿勢で、直接的又は間接的に前記構造体に固定されることが好ましい。

また、回転装置において、前記構造体は、水平に設けられる平板状構造体であって、前記二重軸は前記平板状構造体を上下方向に貫通して設けられ、前記ケース部材は前記平板状構造体に対して位置決めされて設けられ、前記第一の回転体及び前記第二の回転体は前記平板状構造体の上側と下側とのうち何れか一方に設けられ、前記トルク計はトルク計ケースに収容され、前記第一のモータには、中空ギヤを備える減速機と、前記平板状構造体に対して前記トルク計ケースを介して連結可能な取付け部と、が設けられ、前記平板状構造体、前記トルク計ケース、及び、前記取付け部には、連結の際に前記外軸の軸心と前記中空ギヤとの軸心が一致するように位置決め可能な位置決め手段が設けられることが好ましい。

また、回転装置において、前記ケース部材の上側に設けられる円筒形状のスクリーンと、前記スクリーンの上側に設けられる筒形状のホッパーと、前記外軸の上端部に前記第一の回転体として設けられる押出羽根と、前記内軸の上端部に前記第二の回転体として設けられる加圧羽根と、を備え、前記ホッパーに投入された混錬物を、前記加圧羽根で下方に加圧しつつ、前記押出羽根で前記スクリーンに押し付けることにより造粒を行うことが好ましい。

また、回転装置において、前記ケース部材に設けられる筒形状の容器と、前記外軸の先端部に前記第一の回転体として設けられる外周撹拌羽根と、前記内軸の先端部に前記第二の回転体として設けられる撹拌羽根と、を備え、前記撹拌羽根で前記容器の中央部の液体を撹拌しつつ、前記外周撹拌羽根で前記容器の内周面近傍の液体を撹拌することが好ましい。

本発明に係る回転装置によれば、二重軸の外軸にトルク計を直接的に設けて回転トルクを計測することにより、外軸に生じる回転トルクをより正確に計測することができ、またそれを基にして回転装置の状態を把握して制御を行うことが可能となる。

一実施形態に係る回転装置を示す上方斜視図。一実施形態に係る回転装置を示す下方斜視図。一実施形態に係る回転装置を示す断面図。一実施形態に係る回転装置においてモータ等の組付構成を示した断面図。（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ別実施例に係るトルク計測部の構成を示す断面図。一実施形態に係る回転装置の制御構成を示す側面図。別実施形態に係る回転装置においてモータ等の組付構成を示した断面図。別実施形態に係る回転装置である撹拌装置を示す断面図。別実施形態に係る回転装置である混合機を示す断面図。

［押出造粒機１］
まず、図１から図６を用いて、本発明に係る回転装置の一実施形態である押出造粒機（以下、単に「造粒機」と記載する）１の概略構成について説明する。本実施形態に係る造粒機１は、筐体１１の上面に造粒部２が設けられ、筐体１１の内部に駆動部４及びトルク計測部７が設けられ、造粒部２、駆動部４、及びトルク計測部７が二重軸３を介して連結されている。

造粒機１は、図示しない混練機で練り合わせられた混練物が造粒部２に形成された上ホッパー２１から投入され、駆動部４による駆動力が二重軸３を介して造粒部２に伝達されることにより、造粒部２において混練物を造粒物に造粒する。造粒部２で造粒された造粒物は、造粒部２の排出シュート１５を介して外部に排出される。

筐体１１は造粒機１を構成する構造体である。筐体１１の下面には四隅に車輪１２が設けられる。筐体１１の上面には開口部が形成され、この開口部の一方側（図３における右側）はカバー１１ａで閉塞されている。筐体１１の開口部における他方側（図３における左側）には、造粒部２及び駆動部４を支持する矩形の板状部材であるベース板１３が水平に設けられる。

ベース板１３は本発明における平板状構造体の一実施形態である。ベース板１３における上面の四隅には、リング状の被フック部１３ａが固定されている。駆動部４のメンテナンスや交換をする場合は、造粒部２とカバー１１ａを取り外して被フック部１３ａを図示しないリフト機などのフック部材に係合させて持ち上げる。被フック部１３ａが持ち上げられるとベース板１３に連結している駆動部４も持ち上がるため、駆動部４のメンテナンスや交換が容易に出来るようになる。

［造粒部２］
ベース板１３の上側には造粒部２が設けられる。造粒部２は、テーブルカバー１４、排出シュート１５、上ホッパー２１、下ホッパー２２、スクリーンガイド２３、スクリーン２３ａ、ターンテーブル２４、ケース部材２５、押出羽根３３、及び、加圧羽根３４等を備えて構成される。以下、各構成について順に説明する。なお、造粒部２をベース板１３の下側に設ける構成としても差し支えない。この場合、造粒羽根３３を二重軸３の内軸３１で回動させ、加圧羽根３４を二重軸３の外軸で回動させることが好ましい。

ベース板１３の中央部分には、ベアリングケースであるケース部材２５が固定される。具体的には図４に示す如く、ベース板１３にはベース板１３を厚さ方向（上下方向）に貫通する被挿入孔１３ｂが開口されており、この被挿入孔１３ｂにケース部材２５の挿入部２５ａが嵌入される。これにより、ケース部材２５はベース板１３に対して位置決めされて設けられる。

ケース部材２５の上面には、円環形状のベースカラー２６及び円板形状のベースプレート２７を介してスクリーンガイド２３が連結される。ベースプレート２７の外周面とスクリーンガイド２３の内周面との間には、円筒形状のスクリーン２３ａが設けられる。スクリーン２３ａには内外を連通する多数の穴が開口されている。

スクリーン２３ａの内側には、本発明における第一の回転体である押出羽根３３が回動可能に設けられる。この押出羽根３３が回転することにより、スクリーン２３ａに混練物が押し付けられて造粒される。造粒機１においては、スクリーン２３ａの仕様（板厚や穴径）を変えることで、造粒物の粒径を調整することができる。

押出羽根３３は図４に示す如く、押出アーム部６１と押出部６２とが組み合わされて構成されている。押出アーム部６１は外軸（上側外軸３２Ｕ）の外軸上端部３２ｂに対して相対回転不能に組付けられる。これにより、押出羽根３３に外軸からの回転が伝達され、押出羽根３３がスクリーン２３ａの内側で回転可能とされる。

スクリーンガイド２３の上面（スクリーン２３ａの上側に）には、スクリーン２３ａと内径が同じ大きさである円筒形状の下ホッパー２２がスクリーンガイド２３に対して着脱可能に組付けられる。スクリーンガイド２３と下ホッパー２２との間には円環部材であるパッキンが介挿される。

下ホッパー２２の内側には、本発明における第二の回転体である加圧羽根３４が回動可能に設けられる。この加圧羽根３４が回転することにより、押出羽根３３が設けられた側である下方に混練物が加圧される。下ホッパー２２の上側には上ホッパー２１が組付けられる。上ホッパー２１の上部は上側に向かって拡径する形状に形成されており、その上端部には格子部材２１ａが載置される。造粒部２には、この上ホッパー２１及び下ホッパー２２を介して混練物が投入される。なお、上ホッパー２１、下ホッパー２２を一体的に形成したり、上ホッパー２１、下ホッパー２２、スクリーンガイド２３、及び、スクリーン２３ａを一体的に形成したりすることも可能である。

また、下ホッパー２２は必ずしもスクリーン２３ａと内径が同じ大きさである必要はなく、スクリーン２３ａより小さくても良い。また、下ホッパー２２を取り外し、スクリーンガイド２３を介して上ホッパー２１をスクリーン２３ａに直接的に取り付けることも可能である。

また、加圧羽根３４により上側に押し上げられた混練物が上方にせり上がることを防ぐため、下ホッパー２２の内周面における加圧羽根３４の上側に、せり上がり防止部を設けることもできる。せり上がり防止部は、下ホッパー２２の内周面に、下ホッパー２２よりも小径のリング状部材を備えることなどにより形成できる。

加圧羽根３４は、図４に示す如く、羽根支持部５１、羽根先端部５２、及び、掻取羽根５３が一個ずつ組み合わされるとともに二組が１８０度対向して設けられることにより構成される。羽根支持部５１は内軸３１の内軸上端部３１ｂに対して相対回転不能に連結される。これにより、加圧羽根３４に内軸３１からの回転が伝達され、加圧羽根３４が下ホッパー２２の内側で回転可能とされる。

テーブルカバー１４は円筒形状の部材であり、ベース板１３の上面においてケース部材２５の周囲を取り囲むようにして設けられる。テーブルカバー１４の内部には、ケース部材２５の上方に円環形状のターンテーブル２４が設けられる。ターンテーブル２４の内周辺とベースカラー２６の外周辺との間には小さな間隙が設けられる。

ターンテーブル２４の下面にはテーブルギヤ２４ａが組付けられ、テーブルギヤ２４ａは図示しない連結軸等によりベース板１３の下面に固定されたテーブルモータ１６と連結されている。テーブルモータ１６が駆動することにより、ターンテーブル２４がベースカラー２６の外周面に沿ってテーブルカバー１４の内側で回転する。テーブルカバー１４の内側において、ターンテーブル２４の外側には漏止パッキン１４ａが配設される。

ターンテーブル２４の上面には、スクリーン２３ａを通って生成された造粒物が落下する。テーブルカバー１４の端部（図３における左側端部）には排出シュート１５が設けられる。ターンテーブル２４の上側には、ターンテーブル２４に対して直交する姿勢で案内板１５ａが固定されている。ターンテーブル２４の上面に落下した造粒物は、ターンテーブル２４の回転に伴って案内板１５ａに案内され、排出シュート１５から排出される。

［トルク計測部７］
ベース板１３の下側にはトルク計測部７が設けられる。トルク計測部７は、トルク計ケース７１にトルク計が挿入されて構成される。トルク計は、円環部を有するステータ７２と、ステータ７２の円環部の内側においてステータ７２と非接触で回転する中空円筒状のロータ７３とを備える。換言すれば、ステータ７２は円環部の内側にロータ７３が挿入された姿勢で、ケース部材２５を介してベース板１３に固定される。以下、トルク計測部７の連結構成について、図４を用いて説明する。

トルク計ケース７１はそれぞれ円板形状の上側プレート７１ａ及び下側プレート７１ｂが、部分的に開口部を有する円筒形状の接続部７１ｃで接続された略円筒形状の部材である。上側プレート７１ａには上側プレート７１ａを厚さ方向（上下方向）に貫通する被挿入孔７１ｄが開口されており、この被挿入孔７１ｄにケース部材２５の挿入部２５ａが嵌入される。これにより、トルク計ケース７１はケース部材２５を介してベース板１３に対して位置決めされる。なお、接続部７１ｃは、トルク計ケース７１を収納可能であれば、必ずしも円筒形状である必要は無い。

トルク計ケース７１にはステータ７２及びロータ７３が挿入され、接続部７１ｃの開口部からはステータ７２の一部が外側に延出される。なお、ステータ７２が全体的にトルク計ケース７１の内部に完全に収容される構成とすることも可能である。本実施形態において、ステータ７２はねじ等の固定部材によりケース部材２５に固定される。また、ロータ７３は外軸を上下に分割した上側外軸３２Ｕと下側外軸３２Ｄとの間に介挿され、上側外軸３２Ｕ及び下側外軸３２Ｄに結合されることにより、上側外軸３２Ｕ及び下側外軸３２Ｄと一体的に回転する。

ステータ７２は、円環部の内側で回転するロータ７３に生じる回転トルクを非接触で計測することができる。このため、ステータ７２をケース部材２５以外の部材に設ける構成にすることも可能である。例えば、図５（ａ）に示す如く、ステータ７２を固定部材によりベース板１３の支持部１３Ａに取付ける構成や、図５（ｂ）に示す如く、ステータ７２を固定部材によりトルク計ケース７１に取付ける構成とすることも可能である。このように、ステータ７２は、ベース板１３に対して直接的に固定しても、ケース部材２５やトルク計ケース７１等の他の部材を介してベース板１３に間接的に固定しても良い。

上記の如く構成されたトルク計においては、ロータ７３（外軸）におけるシャフトのひずみをひずみゲージにより検出して周波数に変換する。そして、この周波数を赤外線によりロータ７３からステータ７２に送信し、ステータ７２で周波数を物理量であるトルク値に変換し、外軸に生じる回転トルクとして出力するのである。なお、ロータ７３への電源は、ステータ７２からの電磁誘導により非接触で供給される。

［駆動部４］
トルク計測部７の下側には駆動部４が設けられる。駆動部４は、第一のモータ４１と第二のモータ４２とが円板状のアダプタ４３により連結されて構成される。以下、駆動部４の連結構成について、図４を用いて説明する。

第一のモータ４１はベース板１３の下側に、トルク計測部７（具体的にはトルク計ケース７１）を介して組付けられる。第一のモータ４１は、第一の中空ギヤ４１ｅを備える減速機が内部に設けられている。第一のモータ４１の上下それぞれの側には、上側取付け部である上側フランジ４１ａと、下側取付け部である下側フランジ４１ｂと、が固定される。そして、上側フランジ４１ａがボルト及びナット等の固定部材によりトルク計ケース７１に組付けられることにより、第一のモータ４１がトルク計ケース７１に固定される。

第二のモータ４２はアダプタ４３を介して第一のモータ４１の下側に組付けられる。第二のモータ４２は、第二の中空ギヤ４２ｃを備える減速機が内部に設けられている。第二のモータ４２には、第二取付け部である第二フランジ４２ａが固定される。そして、第二フランジ４２ａがアダプタ４３を介して第一のモータ４１の下側フランジ４１ｂに組付けられることにより、第二のモータ４２が第一のモータ４１に連結される。

［二重軸３］
造粒機１において、造粒部２と駆動部４とは二重軸３を介して連結される。図４に示す如く、二重軸３は内軸３１と、内軸３１を内側に収容する中空の外軸とを備える。外軸は、先端部である上側外軸３２Ｕと、基端部である下側外軸３２Ｄと、に上下に分割され、上側外軸３２Ｕと下側外軸３２Ｄとはトルク計を構成するロータ７３により連結される。内軸３１は図４に示す如くロータ７３の内部に挿通される。換言すれば、ロータ７３は、内側に内軸３１が挿通された状態で、上側外軸３２Ｕと下側外軸３２Ｄとの間に介挿される。外軸は内軸３１よりも上下方向の長さが短く形成されている。このため、外軸における上下端（上側外軸３２Ｕの上端及び下側外軸３２Ｄの下端）は内軸３１の上下方向中途部に位置する。

二重軸３はベアリングを介してケース部材２５に回転可能に支持されることにより、ベース板１３を上下方向に貫通して設けられる。ケース部材２５の内部において、上側外軸３２Ｕの外周面には、ベアリングの上方を被覆するシールプレート３８が設けられる。

図４に示す如く、下側外軸３２Ｄの下端に形成された外軸下端部３２ａは、第一のモータ４１における第一の中空ギヤ４１ｅに連結される。一方、上側外軸３２Ｕの上端に形成された外軸上端部３２ｂは、第一の回転体である押出羽根３３に連結される。これにより、第一のモータ４１の駆動力が下側外軸３２Ｄ、ロータ７３、及び、上側外軸３２Ｕを介して押出羽根３３に伝達可能とされる。換言すれば、第一のモータ４１は、外軸を介して押出羽根３３を回転駆動させる。

上側外軸３２Ｕにおける外軸上端部３２ｂの上側には、内軸３１が挿通される円錐カラー３５が設けられる。また、円錐カラー３５の上側には内軸３１が挿通される円筒形状のカラー部材３６が設けられる。

また、図４に示す如く、内軸３１の下端に形成された内軸下端部３１ａは、第二のモータ４２における第二の中空ギヤ４２ｃに連結される。一方、内軸３１の上端に形成された内軸上端部３１ｂは、第二の回転体である加圧羽根３４に連結される。これにより、第二のモータ４２の駆動力が内軸３１を介して加圧羽根３４に伝達可能とされる。換言すれば、第二のモータ４２は、内軸３１を介して加圧羽根３４を回転駆動させる。内軸３１の内軸上端部３１ｂにはエンドキャップ３７が被せられる。

上記の如く構成された造粒機１において、混練物が造粒部２の上ホッパー２１に投入されると、第二のモータ４２が加圧羽根３４を回転駆動させ、混練物を下方に加圧する。そして、第一のモータ４１が押出羽根３３を回転駆動させ、混練物をスクリーン２３ａの穴に押し付けて通過させることにより、造粒物が生成される。生成された造粒物は回転するターンテーブル２４の上面に落下し、案内板１５ａにガイドされて排出シュート１５から排出される。

本実施形態に係る造粒機１においては、二重軸３の外軸にトルク計を直接的に設けることにより、外軸の回転トルクをより正確に計測する構成としている。具体的には、外軸を上側外軸３２Ｕと下側外軸３２Ｄとに分割し、その間にトルク計のロータ７３を一体的に介挿している。これにより、外軸に生じる回転トルクを基にして回転装置の状態を把握することができる。本実施形態においては、外軸が駆動させる押出羽根３３に生じる回転トルクを最小限の伝達ロスで計測することにより、混練物の押出造粒状態等を正確に把握することが可能となる。

また、本実施形態に係る造粒機１においては、ロータ７３を中空円筒形状とすることにより、ロータ７３の内側に内軸３１を挿通することができる。そして、ステータ７２は、内側にロータ７３が挿入された姿勢でケース部材２５に固定される。このように構成することで、造粒機１の如く二重軸３を用いて二つの回転体（押出羽根３３及び加圧羽根３４）を回転駆動する場合でも、内軸３１に影響を与えることなく、外軸に生じる回転トルクを適切に計測することを可能としている。

本実施形態に係る造粒機１においては図６に示す如く、筐体１１の外側に、造粒機１の駆動（詳細には、第一のモータ４１及び第二のモータ４２の駆動）を制御する制御装置が設けられる。造粒機１における各モータは制御装置と電気的に接続され、制御装置からの指令信号を受信することにより、各モータにおける回転駆動が制御される。また、造粒機１におけるトルク計測部７のステータ７２は制御装置と電気的に接続され、トルク計測部７で計測した外軸の回転トルクが制御装置に送信される。

制御装置は、トルク計測部７から受信した外軸の回転トルクに基づいて、各モータの回転駆動を制御することが可能となる。本実施形態に係る造粒機１においては、外軸が駆動させる押出羽根３３に生じる回転トルクに基づいて、混練物の状態等に応じた第一のモータ４１及び第二のモータ４２の回転数を調節することができる。

［位置決め手段］
本実施形態に係る造粒機１において、ベース板１３、ケース部材２５、トルク計ケース７１、及び、第一のモータ４１における上側フランジ４１ａには、互いに連結する際に、外軸の軸心と、第一のモータ４１における第一の中空ギヤ４１ｅの軸心と、が一致するように位置決め可能な位置決め手段が設けられる。

具体的には図４に示す如く、トルク計ケース７１の下面には、位置決め手段の一方として、円形の凹部である被挿入部７１ｅが形成される。一方、上側フランジ４１ａの上面には、位置決め手段の他方として、円形の凸部である上側挿入部４１ｃが形成される。そして、被挿入部７１ｅの内径と上側挿入部４１ｃの外径とが略同一になるように形成され、上側挿入部４１ｃが被挿入部７１ｅに挿入されることにより、第一のモータ４１はトルク計ケース７１に対して位置決めされる。本実施形態においては、トルク計ケース７１はケース部材２５及びベース板１３に対して位置決めされている。このため、上記の構成により、外軸の軸心と、第一のモータ４１における第一の中空ギヤ４１ｅの軸心と、が一致する。

また、本実施形態に係る造粒機１において、第一のモータ４１における下側フランジ４１ｂ、及び、第二のモータ４２における第二フランジ４２ａには、互いに連結する際に、内軸３１の軸心と、第二のモータ４２における第二の中空ギヤ４２ｃの軸心と、が一致するように位置決め可能とされる。

具体的には図４に示す如く、下側フランジ４１ｂの下面には、第二の位置決め手段として、円形の凸部である下側挿入部４１ｄが形成される。一方、第二フランジ４２ａの上面には、同じく第二の位置決め手段として、円形の凸部である第二挿入部４２ｂが形成される。また、第二の位置決め手段の一つであるアダプタ４３の上面には円形の凹部である被挿入部４３ａが形成され、中央部には円形の貫通孔４３ｂが開口される。

そして、下側挿入部４１ｄが被挿入部４３ａに挿入され、第二挿入部４２ｂが貫通孔４３ｂに挿入されることにより、第二のモータ４２はアダプタ４３、第一のモータ４１を介してベース板１３に対して位置決めされる。これにより、内軸３１の軸心と、第二のモータ４２における第二の中空ギヤ４２ｃの軸心と、が一致する。

本実施形態に係る造粒機１においては上記の如く、平板状の構造体であるベース板１３及びケース部材２５に対して、トルク計ケース７１を介して二個のモータ４１・４２を位置決めすることができる。これにより、二重軸３の中心（内軸３１及び外軸の軸心）と各モータ４１・４２の軸心との位置合わせ（芯出し）を容易に行うことができる。

このように、本実施形態に係る造粒機１においては、ベース板１３及びケース部材２５に対して、トルク計ケースを介した二個のモータ４１・４２の連結構成を簡素化し、二重軸３の中心とそれぞれのモータ４１・４２の中心との位置合わせを容易にすることにより、造粒機１の修理やメンテナンス等を行う際の現場での作業を簡素化することが可能となる。特に、造粒機１のように、他の場所に搬送して修理やメンテナンスを行うことが難しい回転装置において、本実施形態の如く平板状構造体と二個のモータとの連結構成を簡素化する構成は好適となる。

更に、造粒機１におけるトルク計測に際して、軸心を正確に合わせないと造粒機１の稼動時に軸のひずみがトルク（ノイズ）としてトルク計のデータに現れてしまう。このため、本実施形態に係る造粒機１のように、平板状構造体であるベース板１３と二個のモータ４１・４２との連結構成の位置あわせ（芯出し）が容易且つ確実に行える構成は好適なものとなる。

［別実施形態］
造粒機１においては、図７に示す別実施形態の如く、第一のモータ４１と第二のモータ４２との間に第二トルク計測部８を設けることも可能である。第二トルク計測部８は、トルク計測部７と同様に、トルク計ケース８１にトルク計が挿入されて構成される。トルク計は、円環部を有するステータ８２と、ステータ８２の円環部の内側においてステータ８２と非接触で回転する円筒状のロータ８３とを備える。

トルク計ケース８１はそれぞれ円板形状の上側プレート８１ａ及び下側プレート８１ｂが、部分的に開口部を有する円筒形状の接続部８１ｃで接続された略円筒形状の部材である。上側プレート８１ａには円形の凹部である被挿入部８１ｄが形成されており、この被挿入部８１ｄに下側フランジ４１ｂの挿入部が嵌入される。これにより、トルク計ケース８１は第一のモータ４１に対して位置決めされる。

トルク計ケース８１にはステータ８２及びロータ８３が挿入される。本実施形態において、ステータ８２はトルク計ケース８１の上側プレート８１ａに固定される。また、ロータ８３は内軸を上下に分割した上側内軸３１Ｕと下側内軸３１Ｄとの間に介挿され、上側内軸３１Ｕ及び下側内軸３１Ｄに結合されることにより、上側内軸３１Ｕ及び下側内軸３１Ｄと一体的に回転する。ステータ８２は、円環部の内側で回転するロータ８３に生じる回転トルクを非接触で計測することができる。

上記の如く構成されたトルク計においては、ロータ８３（内軸）におけるシャフトのひずみをひずみゲージにより検出して周波数に変換する。そして、この周波数を赤外線によりロータ８３からステータ８２に送信し、ステータ８２で周波数を物理量であるトルク値に変換し、内軸に生じる回転トルクとして出力するのである。

本実施形態においては、二重軸３の外軸だけでなく、内軸にもトルク計を設ける構成としている。具体的には、内軸を上側内軸３１Ｕと下側内軸３１Ｄとに分割し、その間にトルク計のロータ８３を一体的に介挿している。これにより、内軸に生じる回転トルクを直接測定することができ、より正確に回転装置の状態を把握することができる。本実施形態においては、内軸が駆動させる加圧羽根３４に生じる回転トルクを計測することにより、混練物の状態等を把握することが可能となる。

また、本実施形態において、第二トルク計測部８のステータ８２を制御装置と電気的に接続し、第二トルク計測部８で計測した内軸の回転トルクを制御装置に送信することもできる。この場合、制御装置は外軸の回転トルクだけではなく、第二トルク計測部８から受信した内軸の回転トルクに基づいて、各モータの回転駆動を制御することが可能となる。本実施形態に係る造粒機１においては、内軸が駆動させる加圧羽根３４に生じる回転トルクに基づいて、混練物の状態等に応じた第一のモータ４１及び第二のモータ４２の回転数を調節することができる。

［別実施形態（撹拌装置）］
本発明に係る回転装置は本実施形態である造粒機１のみに適用されるのではなく、二重軸を用いた回転装置全般に適用することが可能である。例えば図８に示す如く、回転装置の別実施形態である撹拌装置１０１に本発明を適用することができる。

本実施形態に係る撹拌装置１０１は、撹拌部１０２における容器１２０の内部に貯留された液体Ｌを撹拌する装置である。撹拌装置１０１は、内軸１３１と内軸１３１を内側に収容する中空の外軸（上側外軸１３２Ｕ及び下側外軸１３２Ｄ）とを備える二重軸と、二重軸を回転可能に支持するベアリングケースであるケース部材１２５と、下側外軸１３２Ｄの下端部と連結される第一の回転体である外周撹拌羽根１３３と、内軸１３１の下端部と連結される第二の回転体である撹拌羽根１３４と、上側外軸１３２Ｕ及び下側外軸１３２Ｄを回転駆動させる第一のモータ１４１と、内軸１３１を回転駆動させる第二のモータ１４２と、を備える。そして、撹拌装置１０１は、撹拌羽根１３４で容器１２０の中央部の液体Ｌを撹拌しつつ、外周撹拌羽根１３３で容器１２０の内周面近傍の液体Ｌを撹拌する。

また、外軸には外軸に発生する回転トルクを計測するトルク計測部１０７が設けられる。トルク計測部１０７は、上側外軸１３２Ｕと下側外軸１３２Ｄとの間に介挿される中空のロータ１７３と、ステータ１７２と、を備え、トルク計ケース１７１に収容される。

上記の如く構成された撹拌装置１０１においても、二重軸の外軸にトルク計を設け、ロータ１７３の内部に内軸１３１を挿通することにより、外軸に生じる回転トルクに基づいて撹拌装置１０１の状態を把握することができる。具体的には、事前に外軸の回転トルクと粘度との関係を比較計測しておく事で、液体の粘度をリアルタイムで計測・監視しながら制御装置による撹拌制御を行うことが可能となる。

既存のインライン式粘度計では、内部の液体を一旦撹拌容器の系外へ取り出して測定するか、容器内の撹拌羽根との接触の無い部分へ粘度計を差し込んで粘度測定を行っている。しかし、何れも局所的な測定であり、容器内の全体の粘度を測定しているとは言えない。容器をジャケット等で加温する場合は、容器内と測定部に温度差が生じ、正確な粘度の測定が困難となる。

本実施形態に係る撹拌装置１０１によれば、容器１２０の内部全体を撹拌しながら撹拌トルク値（≒粘度）を計測する事が可能であり、計測値を容器ジャケットの温度や、中心軸の回転速度へフィードバックすることにより、粘度による混合終点の制御や、一定の粘度を保った混合運転が可能となる。また、ブレードの位置を容器の中心方向へ近づけることで、タンクの内側も含めた容器全体の粘度を測定する事が可能となる。

撹拌装置１０１においては、撹拌羽根１３４を駆動する電動機の負荷を利用することでも、ある程度の粘度の推測が可能であるが、本実施形態は実際の液体の撹拌トルクを計測するため、電動機容量に依存せず、真の粘度に近い測定結果を得ることが出来る。

［別実施形態（混合機）］
また、図９に示す如く、本発明に係る回転装置を別実施形態である混合機２０１に適用することができる。本実施形態に係る混合機２０１は、混合部２０２における容器２２０の内部に投入された粉体Ｐを撹拌する装置である。混合機２０１は、内軸（上側内軸２３１Ｕ及び下側内軸２３１Ｄ）と、上側内軸２３１Ｕを内側に収容する中空の外軸（上側外軸２３２Ｕ及び下側外軸２３２Ｄ）とを備える二重軸と、二重軸を回転可能に支持するベアリングケースであるケース部材２２５と、上側外軸２３２Ｕの上端部と連結される第一の回転体である底部撹拌羽根２３３と、上側内軸２３１Ｕの上端部と連結される第二の回転体であるセンター撹拌羽根２３４と、上側外軸２３２Ｕ及び下側外軸２３２Ｄを回転駆動させる第一のモータ２４１と、上側内軸２３１Ｕ及び下側内軸２３１Ｄを回転駆動させる第二のモータ２４２と、を備える。そして、混合機２０１は、センター撹拌羽根２３４で容器２２０の中央部の粉体Ｐを撹拌しつつ、底部撹拌羽根２３３で容器２２０の底部の粉体Ｐを撹拌する。

また、外軸には外軸に発生する回転トルクを計測する第一トルク計測部２０７が設けられる。第一トルク計測部２０７は、上側外軸２３２Ｕと下側外軸２３２Ｄとの間に介挿される中空のロータ２７３と、ステータ２７２と、を備え、トルク計ケース２７１に収容される。

また、内軸には内軸に発生する回転トルクを計測する第二トルク計測部２０８が設けられる。第二トルク計測部２０８は、上側内軸２３１Ｕと下側内軸２３１Ｄとの間に介挿されるロータ２８３と、ステータ２８２と、を備え、トルク計ケース２８１に収容される。

上記の如く構成された混合機２０１においては、二重軸の外軸と内軸とのそれぞれにトルク計を設けることにより、外軸と内軸に生じる回転トルクに基づいて混合機２０１の内部の状態を把握することができる。即ち、本実施形態に係る混合機２０１によれば、容器２２０の内部全体で粉体Ｐを混合しながら内軸及び外軸に生じる撹拌トルク値を計測することができ、計測値をモータ２４１・２４２の回転速度へフィードバックすることが可能となる。

１押出造粒機（回転装置）
２造粒部３二重軸
４駆動部７トルク計測部
８第二トルク計測部
１１筐体１１ａカバー
１２車輪１３ベース板（構造体）
１３ａ被フック部１３ｂ被挿入孔
１４テーブルカバー１４ａ漏止パッキン
１５排出シュート１５ａ案内板
１６テーブルモータ２１上ホッパー
２１ａ格子部材２２下ホッパー
２３スクリーンガイド２３ａスクリーン
２４ターンテーブル２４ａテーブルギヤ
２５ケース部材２５ａ挿入部
２６ベースカラー２７ベースプレート
３１内軸３１ａ内軸下端部
３１ｂ内軸上端部３１Ｕ上側内軸
３１Ｄ下側内軸３２Ｕ上側外軸
３２Ｄ下側外軸３２ａ外軸下端部
３２ｂ外軸上端部３３押出羽根（第一の回転体）
３４加圧羽根（第二の回転体）
３５円錐カラー３６カラー部材
３７エンドキャップ３８シールプレート
４１第一のモータ４１ａ上側フランジ
４１ｂ下側フランジ４１ｃ上側挿入部
４１ｅ第一の中空ギヤ４２第二のモータ
４２ａ第二フランジ４２ｃ第二の中空ギヤ
４３アダプタ
５１羽根支持部５２羽根先端部
５３掻取羽根
６１押出アーム部６２押出部
７１トルク計ケース７１ａ上側プレート
７１ｂ下側プレート７１ｃ接続部
７１ｄ被挿入孔７１ｅ被挿入部
７２ステータ７３ロータ
８１トルク計ケース８１ａ上側プレート
８１ｂ下側プレート８１ｃ接続部
８１ｄ被挿入部８１ｅ被挿入孔
８２ステータ８３ロータ
１０１撹拌装置（回転装置）１０２撹拌部
１０７トルク計測部１２０容器
１２５ケース部材１３１内軸
１３２Ｕ上側外軸１３２Ｄ下側外軸
１３３外周撹拌羽根１３４撹拌羽根
１４１第一のモータ１４２第二のモータ
１７１トルク計ケース１７２ステータ
１７３ロータＬ液体
２０１混合機（回転装置）２０２混合部
２０７第一トルク計測部２０８第二トルク計測部
２２０容器２２５ケース部材
２３１Ｕ上側内軸２３１Ｄ下側内軸
２３２Ｕ上側外軸２３２Ｄ下側外軸
２３３底部撹拌羽根２３４センター撹拌羽根
２４１第一のモータ２４２第二のモータ
２７１トルク計ケース２７２ステータ
２７３ロータ２８１トルク計ケース
２８２ステータ２８３ロータ
Ｐ粉体

Claims

内軸と該内軸を内側に収容する中空の外軸とを備えて構造体に設けられる二重軸と、
前記構造体に設けられるとともに前記二重軸を回転可能に支持するケース部材と、
前記構造体に設けられて前記外軸と連結される第一の回転体と、
前記構造体に設けられて前記内軸と連結される第二の回転体と、
前記外軸を回転駆動させる第一のモータと、
前記内軸を回転駆動させる第二のモータと、を備える回転装置であって、
前記外軸には、前記外軸に発生する回転トルクを計測するトルク計が組付けられる、回転装置。
前記トルク計は、円環部を有するステータと、前記ステータの円環部の内側において前記ステータと非接触で回転する中空円筒状のロータと、を備え、
前記外軸は、前記第一の回転体が連結される先端部と、前記第一のモータに連結される基端部と、に分割され、
前記ロータは、内側に前記内軸が挿通された状態で、前記先端部と前記基端部との間に介挿され、
前記ステータは、内側に前記ロータが挿入された姿勢で、直接的又は間接的に前記構造体に固定される、請求項１に記載の回転装置。
前記構造体は、水平に設けられる平板状構造体であって、
前記二重軸は前記平板状構造体を上下方向に貫通して設けられ、
前記ケース部材は前記平板状構造体に対して位置決めされて設けられ、
前記第一の回転体及び前記第二の回転体は前記平板状構造体の上側と下側とのうち何れか一方に設けられ、
前記トルク計はトルク計ケースに収容され、
前記第一のモータには、中空ギヤを備える減速機と、前記平板状構造体に対して前記トルク計ケースを介して連結可能な取付け部と、が設けられ、
前記平板状構造体、前記トルク計ケース、及び、前記取付け部には、連結の際に前記外軸の軸心と前記中空ギヤとの軸心が一致するように位置決め可能な位置決め手段が設けられる、請求項１又は請求項２に記載の回転装置。
前記ケース部材の上側に設けられる円筒形状のスクリーンと、前記スクリーンの上側に設けられる筒形状のホッパーと、前記外軸の上端部に前記第一の回転体として設けられる押出羽根と、前記内軸の上端部に前記第二の回転体として設けられる加圧羽根と、を備え、前記ホッパーに投入された混錬物を、前記加圧羽根で下方に加圧しつつ、前記押出羽根で前記スクリーンに押し付けることにより造粒を行う、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の回転装置。
前記ケース部材に設けられる筒形状の容器と、前記外軸の先端部に前記第一の回転体として設けられる外周撹拌羽根と、前記内軸の先端部に前記第二の回転体として設けられる撹拌羽根と、を備え、前記撹拌羽根で前記容器の中央部の液体を撹拌しつつ、前記外周撹拌羽根で前記容器の内周面近傍の液体を撹拌する、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の回転装置。