JPWO2015198903A1 - ブリケットマシン - Google Patents

Abstract

【課題】 ブリケットマシンにおけるロードセルについて、固定方法を簡略化させて部品点数を減らすことで、設置工数が少なく、設置空間が小さい、ブリケットマシンにおけるロードセルを提供することを目的とする。【解決手段】 ブリケットマシンにおけるロードセル（３２）は、ブリケットを圧縮成形する一対のロールの内、第二ロール（１２）を固定する第二ロール軸を軸支する可動側軸受ユニット（１７）と、油圧シリンダ（３１）におけるシリンダロッド（５１）との間に位置しており、ロードセル（３２）の中心とシリンダロッド（５１）の軸心は同一軸上にあることを特徴とする。

Description

本発明は、ブリケットを製造するためのブリケットマシンに関する。

従来、ブリケットマシンにおいて、ブリケットを形成するための一対のロールに対する圧力を加えるために油圧シリンダが用いられ、油圧シリンダの、一対のロールに対する圧力を測定するためにロードセル（押圧測定器）が用いられることがある。そして、ロードセルが油圧シリンダに対し、一対のロールの反対側に配置されているブリケットマシンが公知にされている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５４−１２６６７４

しかしながら、特許文献１のブリケットマシンにおけるロードセルは、ブリケットマシン本体に固着するロードセル取付具により連結しているため、ロードセルの設置空間が大きくなってしまう。また、ロードセル全体の重量が重くなってしまう。

本発明では、上記問題に鑑みて成されたもので、固定方法を簡略化させて部品点数を減らすことで、設置工数が少なく、設置空間が小さい、ロードセルを備えるブリケットマシンを提供することを目的とする。

第１の発明のブリケットマシンは、第一ロール軸に固定される第一ロールと、第二ロール軸に固定され、前記第一ロールと平行に配置されると共に、前記第一ロールと協動して原料を加圧固化してブリケットを圧縮成形する第二ロールと、前記第一ロール軸及び前記第二ロール軸に回転駆動力を発生させる駆動部と、前記第一ロール軸を軸支する固定側軸受ユニットと、前記第二ロール軸を軸支すると共に、前記固定側軸受ユニットに対して前記第一ロールの回転軸に直交する方向に接近および離隔可能な可動側軸受ユニットと、前記第一ロールと前記第二ロールの間に発生する圧力を検出するロードセルと、前記第二ロールの回転中心の直交方向をシリンダロッドの軸方向としており、前記可動側軸受ユニットに対して押圧力を発生する油圧シリンダと、前記第一ロール及び前記第二ロールの近傍の上方に配置されるホッパと、前記ホッパ内に設けられ、前記第一ロールと前記第二ロールの接近部上方で回転をすることで前記ホッパ内の原料を前記第一ロールと前記第二ロールとの間に供給するフィーダスクリュと、前記フィーダスクリュを回転させる減速機付モータと、前記ロードセルによる圧力検出値の増減に応じて、前記フィーダスクリュの回転数が減増されるように、前記減速機付モータを制御するフィーダ制御部と、を備えるブリケットマシンにおいて、前記ロードセルは、前記可動側軸受ユニットと前記シリンダロッドの間に位置しており、前記ロードセルの中心と前記シリンダロッドの軸心は同一軸上にあることを特徴とする。

このブリケットマシンによれば、ロードセルは従来使用されていなかった空間である可動側軸受ユニットと油圧シリンダにおけるシリンダヘッドとの間に位置しているため、設置空間を小さくすることができる。また、特許文献１に記載されているロードセル取付具と比較して、取付けのために要する部材が簡略的なものであるため、ロードセル全体の重量を軽くすることができる。

第２の発明のブリケットマシンは、第１の発明のブリケットマシンにおいて、前記ロードセルが、前記可動側軸受ユニットと前記油圧シリンダとの間に設けられているシリンダフレームに、移動可能に設けられていることを特徴とする。

第３の発明のブリケットマシンは、第２の発明のブリケットマシンにおいて、前記ロードセルの一方の端面に固定される固定用部材と、前記シリンダフレームに設けられ、前記固定用部材を配置することができる枠が形成されているロードセルカバーと、を備えており、前記ロードセルカバーに可動性を持たせるように、前記固定用部材を前記ロードセルカバーとの間に間隔を開けるように配置させて設けることを特徴とする。

このブリケットマシンによれば、簡便な構造で安価に、ロードセルをシリンダフレームに対して水平方向に、移動可能に設けることができる。

第４の発明のブリケットマシンは、第３の発明のブリケットマシンにおいて、前記シリンダフレームに設けられ、前記ロードセルの前記シリンダフレームに対する高さを調整する高さ調整機構と、を備えており、前記ロードセルを前記高さ調整機構に当接させることで、前記ロードセルを前記シリンダフレームに移動可能に設けることを特徴とする。

第５の発明のブリケットマシンは、第１の発明のブリケットマシンにおいて、前記駆動部と前記減速機付モータとを制御する制御盤を備えることを特徴とする。

第６の発明のブリケットマシンは、第５の発明のブリケットマシンにおいて、前記制御盤にタッチパネルを備えており、前記タッチパネルを操作することで、前記駆動部と前記減速機付モータとを制御することを特徴とする。

このブリケットマシンによれば、駆動部と減速機付モータを操作する際、タッチパネルによって各種設定や異常等の情報が視覚的に判り、操作しやすいため、作業性の向上に繋がる。

本発明の一実施形態に係るブリケットマシンの正面図である。 本発明の一実施形態に係るブリケットマシンの側面図である。 図２に示されるカバー内部と、駆動部と、第一ロールと、第二ロールとのＡ−Ａ線矢視図である。 本発明の一実施形態に係る第一ロールと、第二ロールと、固定側軸受ユニットと、可動側軸受ユニットと、油圧シリンダと、ロードセルとの位置関係を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る制御盤における盤面の一例を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る油圧シリンダを作動させる機器を示した模式図である。

本発明のブリケットマシンの実施形態の一例を実施形態として、図面を参照して説明する。以下の説明において上下左右方向は特に断りのない限り図中における方向を指す。なお、本発明は本実施形態の構成に限られず、必要に応じて適宜変更することができる。

図１及び図２に示されるように、本発明の一実施形態に係るブリケットマシン０１は、第一ロール１１、第二ロール１２、駆動部１５、ホッパ１８、及び、フィーダスクリュ１９を備えている。

図３に示されるように、第一ロール１１及び第二ロール１２は、それぞれ輪状に形成されており、互いの回転軸線Ｌ１及びＬ２が平行になるように配置されている。また、第一ロール１１及び第二ロール１２の各々の外周面には、複数の凹状のポケット（図示せず）がそれぞれ形成されている。そして第一ロール１１に形成されたポケットと、第二ロール１２に形成されたポケットとは、各外周面における周方向に整合する位置に形成されている。

図３に示されるように、駆動部１５には、出力軸２４が設けられている。また、出力軸２４の一端には、この出力軸２４よりも大径の第一ロール軸１３が、同軸一体に連結している。

第一ロール軸１３には、駆動部１５側から順に、各々直径が異なる、段部１３ａと、段部１３ｂと、段部１３ｃと、段部１３ｄとを有している。本実施形態では、段部１３ａと段部１３ｃの径は、段部１３ｂの径よりも小さい。また、段部１３ｄの径は段部１３ｃの径よりも小さい。

第二ロール軸１４も第一ロール軸１３と同様の構成をとっており、駆動部１５側から順に、各々直径が異なる、段部１４ａと、段部１４ｂと、段部１４ｃと、段部１４ｄとを有している。本実施形態では、段部１４ａと段部１４ｃの径は、段部１４ｂの径よりも小さい。また、段部１４ｄの径は段部１４ｃの径よりも小さい。

第一ロール１１は、図３に示されるように、第一ロール軸１３の段部１３ｄに、段部１３ｃと段部１３ｄとの境目に第一ロール１１の端面が接触するように組付けられる。

第二ロール１２も第一ロール１１と同様の構成をとっており、第二ロール軸１４の段部１４ｄに、段部１４ｃと段部１４ｄとの境目に第二ロール１２の端面が接触するように組付けられる。

図２に示されるように、ブリケットマシン０１には、ブリケットマシン０１の外枠を構成するカバー２１を備えている。カバー２１の内側には、第一ロール軸１３を支持する一対の第一軸受２５を備えた固定側軸受ユニット１６が設けられている。２つの第一軸受２５の内、１つは段部１３ａに設けられ、他の１つは第一軸受２５の端面が段部１３ｂと段部１３ｃとの境目に接触するように設けられる。

また、カバー２１の内側には、第二ロール軸１４を支持する一対の第二軸受２６を備えた可動側軸受ユニット１７が設けられている。２つの第二軸受２６の内、１つは段部１４ａに設けられ、他の１つは第二軸受２６の端面が段部１４ｂと段部１４ｃとの境目に接触するように設けられる。

図３に示されるように、可動側軸受ユニット１７は、固定側軸受ユニット１６に対して、第一ロール１１の回転軸に直交する方向に接近及び離隔可能に設けられている。固定側軸受ユニット１６と可動側軸受ユニット１７との間には、クリアランス調整用スペーサ（図示せず）が設けられている。これにより、第一ロール１１と第二ロール１２との間にクリアランスが形成される。

ホッパ１８は、図１に示されるように、第一ロール１１及び第二ロール１２の上方に配置されており、フィーダスクリュ１９は、ホッパ１８内に設けられている。また、フィーダスクリュ１９の上部には、減速機付モータ２３が設けられている。減速機付モータ２３とフィーダスクリュ１９は、図示しない連結手段によって連結されており、減速機付モータ２３から発生した回転駆動力がフィーダスクリュ１９に伝達されるようになっている。

第一ロール軸１３における段部１３ａには、第一歯車２９が設けられる。第一歯車２９の端面は段部１３ａと段部１３ｂとの境目に接触している。また、第二ロール軸１４における段部１４ａには、第二歯車３０が設けられる。第二歯車３０の端面は段部１４ａと段部１４ｂとの境目に接触している。そして、第一歯車２９と第二歯車３０とは双方の歯部が互いに係合される。

図４に示されるように、可動側軸受ユニット１７に対する固定側軸受ユニット１６の反対側には、油圧シリンダ３１が配置されている。また、油圧シリンダ３１は、第二ロール１２の回転中心の直交方向を軸方向として配置されると共に、シリンダロッド５１を有している。さらに、可動側軸受ユニット１７とシリンダロッド５１との間には、ロードセル３２が配置されている。ロードセル３２の中心とシリンダロッド５１の軸心は同一軸状にある。シリンダロッド５１が作動されることで、可動側軸受ユニット１７が固定側軸受ユニット１６側へ押されて、第一ロール１１と第二ロール１２との間に圧力が作用するようになっている。この際、ロードセル３２によって、第一ロール１１と第二ロール１２との間の圧力が検出される。また、ロードセル３２からの出力信号は、加算器（図示せず）及び増幅器（図示せず）を介して、制御盤２０（図５）におけるフィーダ制御部（図示せず）に入力される。本実施形態では、固定用部材５６がロードセル３２の一方の端面に固定されている。

図４に示されるように、可動側軸受ユニット１７と油圧シリンダ３１との間には、シリンダフレーム５４が設けられており、シリンダフレーム５４にはロードセル３２が、シリンダロッド５１の軸方向に対して移動可能に設けられている。ロードセル３２の油圧シリンダ３１側の面は、ロードセル３２と直接シリンダロッド５１が接離可能に当接されている。また、ロードセル３２の可動側軸受ユニット１７側の面は固定用部材５６を有しており、固定用部材５６と可動側軸受ユニット１７が接離可能に当接されている。本実施形態では、図４に示されるように、固定用部材５６を配置することができる枠を形成しているロードセルカバー５５が、シリンダフレーム５４に設けられている。さらに、ロードセル３２のシリンダフレーム５４に対する高さを調整する高さ調整機構５７が、シリンダフレーム５４に設けられている。前記ロードセルカバー５５に可動性を持たせるように、固定用部材５６をロードセルカバー５５との間に間隔を開けて配置させることで、ロードセル３２をシリンダフレーム５４に対して水平方向に移動可能に設けることができる。

図６に示されるように、油圧シリンダ３１には、作動油の供給量を弁開度等により決定するバルブ３６が接続されている。また、バルブ３６は、作動油が貯蔵されている手動油圧ポンプ３５を、管路５２で接続する。本実施形態では、バルブ３６と管路５２とは、着脱可能に接続されている。そして、手動油圧ポンプ３５はレバー３７を備えており、レバー３７を手動で上下に往復させることで作動油を油圧シリンダ３１に供給する構成を有する。

制御盤２０は、駆動制御部（図示せず）と、フィーダ制御部（図示せず）と、を備えている。駆動制御部は駆動部１５と電気的に接続されており、フィーダ制御部は減速機付モータ２３と電気的に接続されている。

また、制御盤２０は、複数の制御ボタン３３と、タッチパネル３４を備えている。制御ボタン３３とタッチパネル３４は、駆動制御部とフィーダ制御部に、電気的に接続されている。駆動部１５と減速機付モータ２３は、制御ボタン３３とタッチパネル３４を操作することにより、制御することができる。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

このブリケットマシン０１では、駆動部１５が駆動されると、駆動部１５の回転駆動力がまず、第一ロール軸１３に伝達される。そして第一ロール軸１３に設けられている第一歯車２９と第二ロール軸１４に設けられている第二歯車３０は係合しているため、第一ロール軸１３の回転駆動力は第二ロール軸１４に伝達され、互いに反対方向に回転する。また、この状態で、減速機付モータ２３が回転されると、減速機付モータ２３から発生された回転力がフィーダスクリュ１９に伝達されてフィーダスクリュ１９が回転され、ホッパ１８内の原料がフィーダスクリュ１９から第一ロール１１と第二ロール１２との間に押し込まれる。そして、第一ロール１１及び第二ロール１２の各々の外周面に形成されたポケットが協動して原料を加圧固化することで、ブリケットが圧縮形成される。

油圧シリンダ３１は、手動油圧ポンプ３５から供給される作動油によって作動する。油圧シリンダ３１におけるシリンダロッド５１に、可動側軸受ユニット１７を押圧させるには、次の操作を行う。まず、図６に示されるように手動油圧ポンプ３５とバルブ３６とを、管路５２であるホースによって接続する。次に、バルブ３６を開き、レバー３７を手動で上下に往復させる。以上の操作により、手動油圧ポンプ３５内に貯蔵されている作動油が、油圧シリンダ３１に送り込まれて、シリンダロッド５１が可動側軸受ユニット１７側方向に移動する。これにより、シリンダロッド５１がロードセル３２を介して、可動側軸受ユニット１７を押圧する。ここで、バルブ３６を閉じることで、手動油圧ポンプ３５及びホースを外しても、油圧によりシリンダロッド５１が可動側軸受ユニット１７を押圧する力は維持される。本実施形態において、ブリケットマシン０１を作動する時、手動油圧ポンプ３５及び管路５２であるホースはバルブ３６から外される。

油圧シリンダ３１におけるシリンダロッド５１が、可動側軸受ユニット１７を押圧している力を解放するには、次の操作を行う。まず、図６に示されるように手動油圧ポンプ３５とバルブ３６とを、管路５２であるホースによって接続する。次に、バルブ３６を開く。以上の操作により、油圧シリンダ３１に送り込まれた作動油が手動油圧ポンプ３５内に戻るため、シリンダロッド５１が可動側軸受ユニット１７を押圧している力を解放することができる。

第一ロール１１及び第二ロール１２の間に原料が供給され、第一ロール１１及び第二ロール１２間に押圧力が作用されると、シリンダロッド５１と可動側軸受ユニット１７との間に作用する圧力がロードセル３２にて検出される。この圧力に応じた信号は、加算器及び増幅器を介して制御盤２０におけるフィーダ制御部に入力される。

フィーダ制御部では、ロードセル３２による圧力検出値が予め規定された範囲内か否かが判断される。圧力検出値が予め規定された範囲内である場合には、フィーダスクリュ１９の回転数がそのままに維持される。

一方、圧力検出値が予め規定された範囲外である場合である場合には、フィーダ制御部において、圧力検出値が予め規定された範囲よりも大きいか小さいかが判断される。そして、圧力検出値が予め規定された範囲よりも大きい場合には、フィーダスクリュ１９の回転数が減少されるように、減速機付モータ２３が制御される。一方、圧力検出値が予め規定された範囲よりも小さい場合には、フィーダスクリュ１９の回転数が増加されるように、減速機付モータ２３が制御される。

なお、仮に、第一ロール１１及び第二ロール１２間に異物が混入し、第一ロール１１及び第二ロール１２間に異常な押圧力が作用した場合には、この衝撃が可動側軸受ユニット１７及びロードセル３２を通じてシリンダロッド５１に伝達される。そして、シリンダロッド５１が油圧による抵抗力に抗して移動されることにより、その衝撃は吸収される。

駆動部１５と減速機付モータ２３の操作は、制御盤２０に備えられているタッチパネル３４によって行うことができる。タッチパネル３４による操作は、手動運転である。ここで手動運転とは、後述する、駆動部１５と、減速機付モータ２３との各操作を、作業者がタッチパネル３４で行うことである。

駆動部１５の操作は、駆動制御部に電気的に接続されているタッチパネル３４で行うことができる。駆動部１５の操作として具体的には、起動と、停止と、回転速度の増減等である。

減速機付モータ２３の操作は、フィーダ制御部に電気的に接続されているタッチパネル３４で行うことができる。減速機付モータの操作として具体的には、起動と、停止と、回転速度の増減等である。

また、駆動部１５と減速機付モータ２３の操作は、制御ボタン３３で行ってもよい。制御ボタン３３による操作は、自動運転である。ここで自動運転とは、予め駆動部１５と減速機付モータ２３について上述の操作項目をタッチパネル３４にて設定を行い、その設定を基にして起動又は停止させることである。制御ボタン３３における起動ボタン（図示せず）を押すことで、上述した設定どおりに駆動部１５と減速機付モータ２３を起動させ、制御ボタン３３における停止ボタン（図示せず）を押すことで、上述した設定どおりに駆動部１５と減速機付モータ２３とを停止させる。

さらに、制御盤２０によって操作される上述した機器に異常が発生した場合、機器は自動的に停止するように設定されている。同時に、タッチパネル３４に、機器に異常が発生したこと、及び、機器を自動的に停止したことが表示される。

このブリケットマシン０１によれば、従来技術と比べて、ロードセル３２の設置空間を小さくすることができる。ロードセル３２をブリケットマシン０１に連結させるとき、取付具を必要としないため、ブリケットマシン０１の総重量を軽くすることができる。

また、このブリケットマシン０１によれば、駆動部１５と減速機付モータ２３を操作する際、制御ボタン３３とタッチパネル３４によって、起動と停止と各種設定等を操作することができる。特にタッチパネル３４は、各種設定や異常等の情報が視覚的に判り、操作しやすいため、作業性の向上に顕著に繋がる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものではなく、上記以外にも、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

この出願は、日本国で２０１４年６月２３日に出願された特願２０１４−１２７８８０号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は上述の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語(例えば、「等」)の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

０１ ブリケットマシン
１１ 第一ロール
１２ 第二ロール
１３ 第一ロール軸
１４ 第二ロール軸
１５ 駆動部
１６ 固定側軸受ユニット
１７ 可動側軸受ユニット
１８ ホッパ
１９ フィーダスクリュ
２０ 制御盤
２１ カバー
２３ 減速機付モータ
２４ 出力軸
２５ 第一軸受
２６ 第二軸受
２９ 第一歯車
３０ 第二歯車
３１ 油圧シリンダ
３２ ロードセル
３３ 制御ボタン
３４ タッチパネル
３５ 手動油圧ポンプ
３６ バルブ
３７ レバー
５１ シリンダロッド
５２ 管路
５４ シリンダフレーム
５５ ロードセルカバー
５６ 固定用部材
５７ 高さ調整機構

Claims (6)

1. 第一ロール軸に固定される第一ロールと、
   第二ロール軸に固定され、前記第一ロールと平行に配置されると共に、前記第一ロールと協動して原料を加圧固化してブリケットを圧縮成形する第二ロールと、
   前記第一ロール軸及び前記第二ロール軸に回転駆動力を発生させる駆動部と、
   前記第一ロール軸を軸支する固定側軸受ユニットと、
   前記第二ロール軸を軸支すると共に、前記固定側軸受ユニットに対して前記第一ロールの回転軸に直交する方向に接近および離隔可能な可動側軸受ユニットと、
   前記第一ロールと前記第二ロールの間に発生する圧力を検出するロードセルと、
   前記第二ロールの回転中心の直交方向をシリンダロッドの軸方向としており、前記可動側軸受ユニットに対して押圧力を発生する油圧シリンダと、
   前記第一ロール及び前記第二ロールの近傍の上方に配置されるホッパと、
   前記ホッパ内に設けられ、前記第一ロールと前記第二ロールの接近部上方で回転をすることで前記ホッパ内の原料を前記第一ロールと前記第二ロールとの間に供給するフィーダスクリュと、
   前記フィーダスクリュを回転させる減速機付モータと、
   前記ロードセルによる圧力検出値の増減に応じて、前記フィーダスクリュの回転数が減増されるように、前記減速機付モータを制御するフィーダ制御部と、
   を備えるブリケットマシンにおいて、
   前記ロードセルは、前記可動側軸受ユニットと前記シリンダロッドの間に位置しており、前記ロードセルの中心と前記シリンダロッドの軸心は同一軸上にあることを特徴とするブリケットマシン。
2. 前記ロードセルは、前記可動側軸受ユニットと前記油圧シリンダとの間に設けられているシリンダフレームに、移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のブリケットマシン。
3. 前記ロードセルの一方の端面に固定される固定用部材と、
   前記シリンダフレームに設けられ、前記固定用部材を配置することができる枠が形成されているロードセルカバーと、を備えており、
   前記固定用部材を前記ロードセルカバーに可動性を持たせるように、前記ロードセルカバーとの間に間隔を開けて配置させて設けることを特徴とする請求項２に記載のブリケットマシン。
4. 前記シリンダフレームに設けられ、前記ロードセルの前記シリンダフレームに対する高さを調整する高さ調整機構と、を備えており、
   前記ロードセルを前記高さ調整機構に当接させることで、前記ロードセルを前記シリンダフレームに移動可能に設けることを特徴とする請求項３に記載のブリケットマシン。
5. 前記駆動部と前記減速機付モータとを制御する制御盤を備えることを特徴とする請求項１に記載のブリケットマシン。
6. 前記制御盤にタッチパネルを備えており、
   前記タッチパネルを操作することで、前記駆動部と前記減速機付モータとを制御することを特徴とする請求項５に記載のブリケットマシン。

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