搅拌机及搅拌控制方法

专利名称：搅拌机及搅拌控制方法
技术领域：
本发明涉及通过使具备搅拌翼的一对转子旋转来对被搅拌物进行搅 拌的搅拌机及搅拌控制方法。
背景技术：
以往，作为具备搅拌翼的一对转子在搅拌室内向不同方向旋转而对 橡胶等原料进行搅拌的装置使用搅拌机。该搅拌机被构成为，通过减速 机构使定速马达的旋转力减速，将被减速的旋转力通过一对连接齿轮(connecting gear)分配给一对输出轴，并从一对输出轴向一对搅拌转 子传递。专利文献1中公开了一种密闭式搅拌机的搅拌控制方法，对与被搅 拌物的物理性质直接相关的控制要素分别独立地控制，以使被搅拌物的 温度追踪设定温度。根据该密闭式搅拌机的搅拌控制方法，可以根据被 搅拌物的物理性质进行最佳的冷却、加压或搅拌。另外，在专利文献2中公开了一种检测搅拌时的转矩或温度上升的 曲线并自动地对转子转速进行控制的搅拌机。根据该搅拌机，能够高效 搅拌被搅拌物。并且，在专利文献3中公开了一种不仅可以减小密闭式搅拌机整体 的配置空间，而且可实现整体成本降低的密闭式搅拌机。根据该密闭式 搅拌机，与以往相比不仅会减少配置空间，还能够实现密闭式搅拌机整 体的小型化。但是，在专利文献1 专利文献3的任意一个之中，由于在通过搅拌 机进行被搅拌物的搅拌时，都利用一个驱动马达使一对搅拌转子旋转， 所以，在使一对搅拌转子的转速大幅变化的情况下，存在着驱动马达的 驱动效率降低的课题。即，由于在被搅拌物的处理工序中，转速根据用 途而大大不同，所以，有时会对驱动马达施加过大的负载。专利文献l:特开平11一57445号公报专利文献2:特开昭58—98215号公报专利文献3:特许3474712号公报
发明内容本发明的目的在于，提供一种不仅将马达的驱动功率维持得高、而 且能够容易地与各种用途下的既定转速对应的搅拌机及搅拌控制方法。第一发明的搅拌机是在搅拌室内对被搅拌物进行搅拌的搅拌机，该 搅拌机包括两端被支承地设置且能够向不同方向旋转的一对搅拌转子、 以一定的转速进行恒定运转的定速马达，能够以任意的转速进行运转的 变速马达、和能够将定速马达的动力及变速马达的动力传递给一对搅拌 转子的行星齿轮式变速器，行星齿轮式变速器包括传递定速马达的动 力的太阳齿轮；传递变速马达的动力的内齿齿轮；与太阳齿轮及内齿齿 轮啮合的行星齿轮；对行星齿轮的动力进行传递的齿轮保持器；将从齿 轮保持器传递来的动力分为两部分，并相互啮合而向不同方向旋转的一 对连接齿轮；和设置在一对连接齿轮的每一个上，且与一对搅拌转子连 接，将由一对连接齿轮分为两部分后的动力输出给一对搅拌转子的一对 动力输出轴。在第一发明的搅拌机中，定速马达以恒定的转速旋转，变速马达以 任意的转速旋转。通过行星齿轮式变速器的太阳齿轮、行星齿轮、内齿 齿轮及齿轮保持器的动作，向一对搅拌转子赋予与定速马达和变速马达 的差动转速对应的转速。该情况下，通过根据被搅拌物的处理工序而在定速马达的基础上使 变速马达工作，可以容易地使一对搅拌转子的转速变化。由此，能够容 易地搅拌被搅拌物。艮口，在通过利用定速马达及变速马达，根据处理工序使一对搅拌转 子的转速变化时，只改变变速马达的转速即可，所以，不仅可降低向两 个马达的负载，而且还能够以与马达对应的最佳转速使一对搅拌转子旋 转。结果，可以将马达自身的驱动效率维持得高，从而能够长时间使用 定速马达及变速马达。第二发明的搅拌控制方法，是一种并用以一定的转速进行恒定运转 的定速马达和能够以任意的转速进行运转的变速马达，使两端被支承且 能够在搅拌室内互相沿不同方向旋转地设置的一对搅拌转子旋转，从而 对被搅拌物的搅拌进行控制的搅拌控制方法，其中，通过切换前述定速 马达的驱动的接通和断开、以及变更前述变速马达转速，来对前述搅拌
转子的转速进行控制。在第二发明的搅拌控制方法中，对定速马达的驱动的接通和断开进行切换，并且根据被搅拌物的物理性质及/或物理性质变化来变更变速马 达的转速。该情况下，可根据被搅拌物的物理性质预先决定搅拌工序，根据被 搅拌物的物理性质变化恰当地搅拌被搅拌物。并且，通过根据被搅拌物的处理工序，在定速马达的基础上控制变 速马达，可以容易地控制一对搅拌转子的转速。即，在通过利用定速马 达及变速马达，根据处理工序使一对搅拌转子的转速变化时，只控制变 速马达的转速即可，所以，不仅可降低向两个马达的负载，而且，能够 以与马达对应的最佳转速使一对搅拌转子旋转，因此，可防止马达自身 的效率降低。结果，还能够长时间使用定速马达及变速马达。


图1是表示第一实施方式的密闭式搅拌机的一个例子的示意构成图。图2是图1的A—A线剖视图，用于说明图1的可变传递机构及差动 行星齿轮机构的配置的一个例子。图3是表示密闭式搅拌机的输出与搅拌的转速之间的关系的图。 图4是表示第二实施方式的密闭式搅拌机的一个例子的示意构成图。 图5是表示第三实施方式的密闭式搅拌机的一个例子的示意构成图。 图6是表示第四实施方式的密闭式搅拌机的一个例子的示意构成图。 图7是表示第五实施方式的密闭式搅拌机的一个例子的示意构成图。
具体实施方式
下面，作为本发明的实施方式对将本发明应用于密闭式搅拌机的情 况进行说明。其中，本发明的适用范围不限定于密闭式據拌机，还可以 应用于其他任意的搅拌机。例如，也能够应用于连续式搅拌机。 (第一实施方式)图1是表示第一实施方式的密闭式搅拌机100的一个例子的示意构 成图。图1所示的密闭式搅拌机100主要包括定速马达10、变速马达20、 差动行星机构(行星齿轮式变速器)30、搅拌机90及控制装置200。
差动行星机构30—体包括可变速侧制动器39、可变速侧动力传递 机构40、差动行星齿轮机构50及分配机构60，挽拌机90包括一对搅拌 转子91、 92及检测装置201。搅拌转子91、 92分别具有送出搅拌翼及回 行搅拌翼。下面，与动作一同对密闭式搅拌机IOO的详细构造进行说明。在定速马达10上设置有能够对定速马达10的旋转进行传递的定速 马达的输出轴SIO、及能够使定速马达10的旋转停止的定速侧制动器轴 S19。定速马达的输出轴S10经由连接耦合器C10与定速被驱动轴Sll连 接。定速被驱动轴Sll上设置有后述的太阳齿轮53,定速被驱动轴Sll 能够与太阳齿轮53 —同旋转。在定速侧制动器轴S19上设置有定速侧制 动器19。另外，在一体形成输出轴SlO和定速被驱动轴Sll的情况下， 不需要连接耦合器CIO。在密闭式搅拌机100动作时，控制装置200对定速马达10及变速马 达20赋予接通和断开的指示。通过定速马达10根据控制装置200的指 示而工作，使得太阳齿轮53旋转，通过定速侧制动器19的动作使得定 速侧制动器轴S19的旋转停止、定速马达10的旋转停止。另一方面，在变速马达20上设置有能够对变速马达20的旋转进行 传递的变速马达的输出轴S20。变速马达的输出轴S20经由连接耦合器 C20与可变速被驱动轴S21连接。可变速被驱动轴S21上设置有动力传递 齿轮41及可变速侧制动器39。另外，在一体形成输出轴S20和可变速被 驱动轴S21的情况下，不需要连接耦合器C20。与定速马达10同样，通过变速马达20根据控制装置200的指示而 工作，使得动力传递齿轮41旋转，通过可变速侧制动器39的动作使得 可变速被驱动轴S21的旋转停止、变速马达20的旋转被停止。差动行星机构30的可变速侧动力传递机构40包括动力传递齿轮41 及动力传递齿轮42。设置在可变速被驱动轴S21上的动力传递齿轮41 被设置成与动力传递齿轮42啮合(参照图2)。差动行星齿轮机构50 包括内齿齿轮54、多行星齿轮52、行星齿轮驱动部(齿轮保持器) 52L、太阳齿轮53、和设置在内齿齿轮54的外周的外齿及与该外齿啮合 的动力传递齿轮51。可变速侧动力传递机构40的动力传递齿轮42、和差动行星齿轮机构 50的动力传递齿轮51按照一体旋转的方式被设置在动力传递轴S22上。7在差动行星齿轮机构50的内齿齿轮54的内周侧设置有太阳齿轮53，按 照与该太阳齿轮53及内齿齿轮54的内齿啮合的方式设置有多个行星齿 轮52。在本实施方式中，使用了三个行星齿轮52。另外，该行星齿轮52 的个数不限定于三个，可以为其他任意的个数。而且，多个行星齿轮52分别通过行星齿轮驱动部52L而连接设置， 通过行星齿轮52的移动，行星齿轮驱动部52L以与太阳齿轮53的旋转 中心同心的方式旋转。并且，太阳齿轮53基于定速马达10的工作而旋转，并且，内齿齿 轮54基于变速马达20的工作并经由动力传递齿轮41 、动力传递齿轮42 及动力传递齿轮51而旋转，由此，使得太阳齿轮53和内齿齿轮54以不 同的转速旋转。行星齿轮52 —边根据太阳齿轮53与内齿齿轮54的旋转差自转一边 绕太阳齿轮53公转，行星齿轮驱动部52L对应行星齿轮52的公转而旋 转。因此，即使在使定速马达IO匀速旋转或停止的情况下，通过使变速 马达20的转速变化，也能够改变行星齿轮52的转速，从而可容易地使 行星齿轮驱动部52L的转速变化。而且，行星齿轮驱动部52L与对来自差动行星齿轮机构50的驱动力 进行传递的驱动轴S55连接设置，在驱动轴S55上设置有分配机构60的 连接齿轮61 。分配机构60的连接齿轮61被设置成与连接齿轮62啮合。 分配驱动轴S62与连接齿轮62连接设置，反向旋转轴S92经由连接耦合 器C92与分配驱动轴S62连接。分配驱动轴S61与连接齿轮61连接设置， 正向旋转轴S91经由连接耦合器C91与分配驱动轴S61连接。因此，通过行星齿轮驱动部52L的旋转，分配机构60的连接齿轮61 经由驱动轴S55而沿R方向旋转，连接齿轮62沿着与连接齿轮61相反 的一R方向旋转。另外，由于分配驱动轴S61及分配驱动轴S62基于分配 机构60的工作而沿不同的方向旋转，所以，正向旋转轴S91及反向旋转 轴S92沿相互不同的方向旋转。此外，驱动轴S55和分配驱动轴S61或 S62可以设为非分割的一根轴。在搅拌机90中设置有具有正向旋转轴S91的搅拌转子91、和具有 反向旋转轴S92的搅拌转子92。这些搅拌转子91、 92被设置成旋转轴 S91、 S92相互并列，各旋转轴S91、 S92，两端部能够轴旋转地被支承。搅拌转子91中设置有由能够从正向旋转轴S91的一端侧向另一端侧移送被搅拌物的螺旋构成的送出搅拌翼、及由能够从正向旋转轴S91的另一端侧向一端侧移送被搅拌物的螺旋构成的送出搅拌翼，搅拌转子92中设置有由能够从反向旋转轴S92的一端侧向另一端侧移送被搅拌 物的螺旋构成的送出搅拌翼、及由能够从反向旋转轴S92的另一端侧向 一端侧移送被搅拌物的螺旋构成的回行搅拌翼。由此，在搅拌机90内能 够以少的能量消耗对被搅拌物赋予高的剪切作用，从而可以使各种聚合 物及填充材料、添加物等均匀地混合熔融分散。另外，在上述说明中，控制装置200使定速马达10及变速马达20 两台马达工作，但不限定于此，控制装置200可以使定速马达10起动工 作，且使变速马达20的转速变为任意；或者也可以使定速马达10的工 作停止，且使变速马达20的转速变为任意。接着，图2是图1的A—A线剖视图，用于说明图1的可变速侧动力 传递机构40及差动行星齿轮机构50的配置的一个例子。如图2所示，设置有太阳齿轮53的定速被驱动轴S11 (未图示)沿 水平方向延伸，动力传递齿轮51、动力传递齿轮42、动力传递齿轮41 及可变速被驱动轴S21相对该定速被驱动轴Sll配置在上下方向。另外， 图2所示的各构成的配置只是一个例子，本发明不限定于此。在图2中，在太阳齿轮53的周围设置有三个行星齿轮52,沿着内齿 齿轮54的内齿被等间隔设置。而且，在密闭式搅拌机IOO的差动行星机 构30的高度方向，不沿着铅垂方向将太阳齿轮53、动力传递齿轮42及 动力传递齿轮41配置成一列，而将可变速侧动力传递机构40相对太阳 齿轮53配置在斜上方或斜下方，由此可实现密闭式搅拌机100的节省空 间化。另外，如果对可变速侧动力传递机构40按照不从内齿齿轮54的最 外周向直径方向外侧露出的方式进行配置，则可以使密闭式搅拌机100 的差动行星机构30的设置面积(基底部结构(foot pattern))最小。图3是表示密闭式搅拌机100的输出与搅拌的转速之间的关系的一 个例子的图。纵轴表示输出(kW),横轴表示转速(rpm)。如图3所示，在输出从0kW到1000kW的范围A内，通过仅使变速马 达20工作，搅拌转子91、 92能够以转速0rpm到20rpm的任意转速进行 运转。接着，在输出为2000kW处，通过仅使定速马达10工作，搅拌转子 91、 92能够以转速40rpm运转。另外，在输出从2000kW到3000kW的范 围C内，通过一边使定速马达IO工作、 一边使变速马达20工作，搅拌 转子91 、 92能够以从转速40rpm到60rpm的任意转速进行运转。在前述的运转方法中，变速马达20以搅拌转子转速比仅是定速马达 10的情况下增高的方向的旋转方向工作。如果将变速马达20的旋转方向 设为与其相反的方向，则搅拌转子转速能够在比仅是定速马达10的情况 下变低的方向进行调整。如果将该方法应用于图3的例子，则基于仅是 定速马达10的工作，搅拌转子91、 92以转速40rpm运转，相对于此， 通过使变速马达20向反方向旋转，能够在0 一20rpm的范围调整转子 转速，因此，能够以从20rpm到40rpm的任意转速使搅拌转子91、 92运 转。在以上所述的第一实施方式的密闭式搅拌机100中，由定速马达10 使搅拌机90的分别具备送出搅拌翼及回行搅拌翼的一对搅拌转子91 、 92 旋转，并利用检测装置201检测被搅拌物的温度，控制装置200根据该 检测信息对变速马达20的转速进行控制，由此，能够以最佳的状态进行 被搅袢物的搅拌。另外，检测信息不限定于搅拌机90内的被搅拌物的温 度等特性，可以包含搅拌机的冷却水温度、马达动力或它们的变化率等。具体而言，控制装置200预先决定被搅拌物成为既定品质的设定温 度，由检测装置201对密闭式搅拌装置100内的被搅拌物的温度和设定 温度进行比较，在被搅拌物的温度低的情况下，使变速马达20的旋转加 速，使被搅拌物的温度升高。另一方面，在被搅拌物的温度高的情况下， 使变速马达20的旋转减慢，降低被搅拌物的温度。迸而，根据被搅拌物等的检测信息或处理工序，除了定速马达10之 外还使变速马达20工作，从而可容易地使一对搅拌转子91、 92的转速 变化。由此，可根据被搅拌物的物理性质对被搅拌物进行搅拌。例如，被搅拌物的搅拌中具有各种处理工序。因此，控制装置200 根据处理工序或搅拌中被搅拌物的状态进行以下的控制。具体而言，在进行母炼胶(master batching)处理工序(例如碳混 入工序)或终炼胶(final mixing)处理工序(例如加硫剂混入工序) 等的情况下，需要以特定的转速使一对搅拌转子91、 92运转。这样，在 想要进行以特定的转速使搅拌机的转子旋转的运转时，控制装置200将 定速马达IO控制为以恒定状态的转速(一定转速)旋转，并将变速马达 20控制为从0在可变速范围内以任意的一定转速旋转。而且，在想要进行以与被搅拌物的状态对应的转速使搅拌机的转子 旋转的运转(例如根据被搅拌物的温度进行控制)的情况下，或者想要 防止过负载运转(例如基于被搅拌物的温度进行控制)的情况下，需要 一边根据被搅拌物的温度或温度变化使一对搅拌转子91 、92的转速变动， 一边进行控制。该情况下，控制装置200将定速马达10控制成以恒定的 转速旋转，将变速马达20变动控制成从0在可变速范围内以期望的转速 旋转。并且，在密闭式搅拌机排出被搅拌物时或起动其他的搅拌机时，有 时需要使一对搅拌转子91、 92低负载旋转。在该情况下，控制装置200 将定速马达10控制成停止旋转，仅将变速马达20控制成从0在可变速 范围内以任意的转速使一对搅拌转子91、 92旋转。艮P，在根据处理工序使转速变化的情况下，如图3所示，由于只要 控制变速马达20的转速即可，所以，不仅可降低对两个马达的负载，而 且能够以与两个马达对应的最佳转速使一对搅拌转子91 、 92旋转。结果， 可以防止马达自身的效率降低，还能够长期使用定速马达10及变速马达 20。而且，由于一对搅拌转子91、92分别具有送出搅拌翼及回行搅拌翼， 所以，能够以少的能量消耗对被搅拌物赋予高的剪切作用，从而可使不 同种类的聚合物及填充材料、添加物等均匀地混合熔融分散。并且，由于定速被驱动轴Sll和可变速被驱动轴S21被相对地上下 配置，所以，与定速被驱动轴Sll和可变速被驱动轴S21被沿水平方向 并列配置的情况相比，可减小密闭式搅拌机100的设置面积(基底部结 构)。另外，与定速被驱动轴Sll和可变速被驱动轴S21被配置成沿铅 垂方向延伸的情况相比，可以降低密闭式搅拌机100的高度。 (第二实施方式)接着，参照附图对第二实施方式的密闭式搅拌机100a进行说明。第 二实施方式的密闭式搅拌机100a与第一实施方式的密闭式搅拌机100的 不同点如下所述。图4是表示第二实施方式的密闭式搅拌机100a的一个例子的示意构 成图。如图4所示，密闭式搅拌机100a替代密闭式搅拌机100的差动行星
机构30而包括差动行星机构30a。差动行星机构30a在差动行星机构30 的构成中进而具有泵动力分配机构70及行星齿轮机构80a而且，密闭式搅拌机100a替代变速马达20而具备液压马达20a,包 括液压控制装置25、泵24、配管P1及P2。对于从控制装置200向液压 控制装置25的动作指示将在后面叙述。下面，对密闭式搅拌机100a的动作进行说明。由控制装置200对定速马达IO赋予工作指示。其中，在第二实施方 式中，控制装置200不对液压马达ZOa赋予工作指示。在由控制装置200 对定速马达10赋予了工作指示的情况下，定速马达10的定速马达输出 轴S10的旋转，经由连接耦合器C10被赋予给定速被驱动轴Sli，使得泵 动力分配机构70的连接齿轮71旋转。通过连接齿轮71旋转使得连接齿 轮72旋转，经由动力传递轴S23、连接耦合器C24及泵驱动轴S24向泵 24传递驱动力。泵24被泵驱动轴S24的驱动力驱动。结果，经由配管 Pl提高了液压控制装置25的液压。接着，控制装置200根据来自检测装置201的检测信息，进行是否 对液压控制装置25赋予工作指示的判定。另外，检测信息不限定于搅拌 机90内的被搅拌物温度等的特性，包括搅拌机的冷却水温度、马达动力 或它们的变化率等。在控制装置200根据检测信息对液压控制装置25赋予了工作指示的 情况下，液压控制装置25将设置于内部的流量调节阀敞开，经由配管P2 向液压马达20a供给既定量的液压。由此，液压马达20a根据被供给的 液压量以既定的转速旋转。行星齿轮52根据基于定速马达10的太阳齿轮53的旋转与基于液压 马达20a的内齿齿轮54的旋转的旋转差而旋转，从行星齿轮驱动部52L 向驱动轴S55传递既定的旋转力。而且，既定的旋转力被传递给行星齿 轮机构80，经由在太阳齿轮81的周围设置的行星齿轮82，旋转力传递 给行星齿轮驱动部82L，传递给行星齿轮驱动部82L的旋转力被传递给与 行星齿轮驱动部82L连接设置的驱动轴S85，经由分配机构60的连接齿 轮61、 62传递给分配驱动轴S61、 S62。另外，驱动轴S85和分配驱动轴 S61也可以设为非分割的一根轴。如上所述，在第二实施方式的密闭式搅拌机100a中，通过对液压控 制装置Z5的流量调整阀的幵度进行调整，可容易地调整液压马达20a的
转速。而且，由于通过使用定速马达10的动力可提高液压，所以，不需要其他的液压泵驱动装置，从而可实现密闭式搅拌机1003构成的简化或节省空间化。另外，在本实施方式中采用了液压马达20a,但不限定于此，也可以 使用可变容量型液压马达，使用了泵24，但不限定于此，可以使用其他 任意的泵，例如可变容量型液压泵。此外，也可以通过在配管P2等适当的位置夹设止回阀，或设置单方 向旋转型液压马达来防止压力油的逆流，而在液压回路上附加单向离合 器机构。(第三实施方式)接着，参照附图对第三实施方式的密闭式搅拌机100b进行说明。第 三实施方式的密闭式搅拌机l(X)b与第一实施方式的密闭式搅拌机100不 同之处如下所述。图5是表示第三实施方式的密闭式搅拌机lOOb的一个例子的示意构 成图。如图5所示，密闭式搅拌机100b替代差动行星机构30而单独包 括差动行星机构30b、连接耦合器C30、动力传递轴S56及分配减速机构 30c。第三实施方式所涉及的密闭式搅拌机100b的差动行星机构30b具 有第一实施方式所涉及的密闭式搅拌机100的差动行星机构30的可变 速侧动力传递机构40及差动行星齿轮机构50。而且，从驱动轴S55经由连接耦合器C30及动力传递轴S56向分配 减速机构30c传递旋转力。分配减速机构30c包括减速机构65及分配机构60。来自动力传递轴 S56的旋转力被赋予给减速机构65的减速齿轮66，传递给减速齿轮67。 减速齿轮67的旋转力经由动力传递轴S67而赋予给连接齿轮62，并且分 配给连接齿轮61，传递到分配驱动轴S61、 S62。另外，动力传递轴S67 和分配驱动轴S62也可设定为非分割的一根轴。如上所述，在第三实施方式的密闭式搅拌机100b中，将与第二实施 方式的密闭式搅拌机100a相比结构复杂的差动行星机构30a，分割成差 动行星机构30b和分配减速机构30c,由此可削减密闭式搅拌机100b的 制造成本并提高维护管理的容易性。 (第四实施方式)
接着，参照附图对第四实施方式的密闭式搅拌机100c进行说明。第 四实施方式的密闭式搅拌机100c与第三实施方式的密闭式搅拌机100b 的不同点如下所述。图6是表示第四实施方式的密闭式搅拌机100c的一个例子的示意构 成图。如图6所示，密闭式搅拌机100c替代第三实施方式的密闭式搅拌机 100b的连接耦合器C30，将差动行星机构30b的驱动轴S55及分配减速 机构30c的动力传递轴S56直接连接。如图6所示，由于来自差动行星机构30b的旋转力不经由连接耦合 器C30地传递给分配减速机构30c，所以，与图5的密闭式搅拌机100b 相比可减小设置面积，而且，还能够削减连接耦合器C30的成本。并且，分配减速机构30c也可以不是使驱动轴S55的旋转力变速或 减速的设备。例如，可由作为等速的动力传递机构的.链条及链轮或齿 轮等构成减速机构65，并将来自差动行星机构30b的输出直接传递给分 配机构60。另外，也可以通过链条或齿轮构成变速或减速的结构。由此，可具有自由度地布置从差动行星机构30b到搅拌机90的配置。 (第五实施方式)接着，参照附图对第五实施方式的密闭式搅拌机100d进行说明。第 五实施方式的密闭式搅拌机100d与第四实施方式的密闭式搅拌机100c 的不同之处如下所述。图7是表示第五实施方式的密闭式搅拌机100d的一个例子的示意构 成图。如图7所示，密闭式搅拌机100d将第四实施方式的密闭式搅拌机 100c的差动行星机构30b及分配减速机构30c —体化。对于该密闭式搅拌机100d而言，由于不经由连接耦合器C30地将来 自差动行星机构30b的旋转力传递给分配减速机构30c，所以，与图5 的密闭式搅拌机100b相比可缩小设置面积，而且，能够实现连接耦合器 C30的成本削减。在上述第一至第五实施方式中，搅拌机90相当于搅拌室， 一对搅拌 转子91、92相当于一对搅拌转子，密闭式搅拌机100、 100a、 100b、 100" 100d相当于搅拌机，定速马达10相当于定速马达，变速马达20相当于 变速马达，差动行星齿轮机构50相当于行星齿轮式变速器，太阳齿轮53
相当于太阳齿轮，内齿齿轮54相当于内齿齿轮，行星齿轮52相当于行 星齿轮，行星齿轮驱动部52L相当亍齿轮保持器，分配机构60相当于一 对连接齿轮，分配驱动轴S6Z及分配驱动轴S61相当于一对动力输出轴， 可变速被驱动轴S21相当于可变速输出轴，定速被驱动轴SH相当于定 速输出轴，动力传递轴S22相当于齿轮轴，液压马达20a相当于液压马 达及可变容量型液压马达，泵24相当于液压泵，液压控制机构25相当 于流量调整阀，检测装置201相当于检测装置，控制装置200相当于控 制装置。本发明记载为上述的优选的第一至第五实施方式，但本发明不限定 于此。应该理解为可通过不脱离本发明范围的各种实施方式另外进行实 施。并且，在本实施方式中对本发明的构成产生的作用及效果进行了论 述，但这些作用及效果只是一个例子，不对本发明进行限定。如以上所说明那样，第一发明的搅拌机是在搅拌室内对被搅拌物进 行搅拌的搅拌机，该搅拌机包括两端被支承地设置且能够向不同方向 旋转的一对搅拌转子、以一定的转速进行恒定运转的定速马达、能够以 任意的转速进行运转的变速马达、和能够将定速马达的动力及变速马达 的动力传递给一对搅拌转子的行星齿轮式变速器，行星齿轮式变速器包 括传递定速马达的动力的太阳齿轮；传递变速马达的动力的内齿齿轮； 与太阳齿轮及内齿齿轮啮合的行星齿轮；对行星齿轮的动力进行传递的 齿轮保持器；将从齿轮保持器传递来的动力分为两部分，并相互啮合而 向不同方向旋转的一对连接齿轮；和设置在一对连接齿轮的每一个上， 且与一对搅拌转子连接，将由一对连接齿轮分为两部分后的动力输出给 一对搅拌转子的一对动力输出轴。在第一发明的搅拌机中，定速马达以恒定的转速旋转，变速马达以 任意的转速旋转。通过行星齿轮式变速器的太阳齿轮、行星齿轮、内齿 齿轮及齿轮保持器的动作，可向一对搅拌转子赋予与定速马达和变速马 达的差动转速对应的转速。该情况下，通过根据被搅拌物的处理工序而在定速马达的基础上使 变速马达工作，可以容易地使一对搅拌转子的转速变化。由此，能够容 易地搅拌被搅拌物。即，在通过利用定速马达及变速马达，根据处理工序使一对搅拌转 子的转速变化时，只改变变速马达的转速即可，所以，不仅可降低向两
个马达的负载，而且还能够以与马达对应的最佳转速使一对搅拌转子旋 转。结果，可以将马达自身,J驱动效率维持得高，能够长时间使用定速 马达及变速马达。本发明优选为 一对搅拌转子分别具有两端能够轴旋转地被支承的 旋转轴，这些旋转轴被设置成相互并列，在各搅拌转子上设置有具有能 够从前述旋转轴的一端侧向另一端侧移送被搅拌物的螺旋翼的送出搅拌 翼、及具有能够从前述旋转轴的另一端侧向一端侧移送被搅拌物的螺旋 翼的回行搅拌翼。该情况下，由于一对搅拌转子分别具有送出搅拌翼及回行搅拌翼， 且一对搅拌转子的送出搅拌翼及回行搅拌翼对置，所以，能够以少的能 量消耗对被搅拌物赋予高的剪切作用，从而可使不同种类的聚合物及填 充材料.添加物等均匀地混合熔融分散。本发明优选为与定速马达连接设置有定速输出轴，用以传递定速 马达的动力，与变速马达连接设置有可变速输出轴，用以传递变速马达 的动力，定速输出轴及可变速输出轴相对上下地被配置。该情况下，由于定速输出轴和可变速输出轴被相对地上下配置，所 以，和定速输出轴与可变速输出轴在水平方向被并列配置的情况相比较， 可以减少搅拌机的设置面积(基底部结构)。而且，和定速输出轴与可 变速输出轴配置在铅垂方向的情况相比，可减小搅拌机的高度。本发明优选为与定速马达连接设置有定速输出轴，用以传递定速 马达的动力，经由可变速输出轴与变速马达连接设置有齿轮轴，用以传 递变速马达的动力，定速输出轴及齿轮轴相对上下地被配置。该情况下，由于定速输出轴和与可变速输出轴连接设置的齿轮轴被 相对地上下配置，所以，与定速输出轴和齿轮轴沿水平方向并列配置的 情况相比，可以减少搅拌机的设置面积(基底部结构)。另外，与定速 输出轴和齿轮轴被设置于铅垂方向的情况相比，可以降低搅拌机的高度。本发明优选为，变速马达包括基于压力油进行驱动的液压马达； 基于定速马达的动力向液压马达供给压力油的液压泵；和夹设在液压马 达与液压泵之间，对来自液压泵的压力油供给的流量进行调整的流量调 整阀。该情况下，可以通过调整流量调整阀的开度来容易地调整变速马达 的转速。另外，由于通过利用定速马达的动力可提高液压，所以，不需
要其他的液压泵驱动装置，能够实现搅拌机的节省空间化。本发明优选为，变速马达包括根据压力油的量可变地进行驱动的 可变容量型液压马达；和基于定速马达的动力向可变容量液压马达供给 压力油的液压泵。该情况下，可变容量型液压马达的转速，通过改变从液压泵输送的 压力油向马达的流入量而变化。本发明优选为，搅拌机还包括对被搅拌物的温度进行检测的检测 装置；和对前述由检测装置检测到的温度和预先设定的设定温度进行比 较，在检测温度低的情况下使前述变速马达的转速上升，在检测温度高 的情况下使前述变速马达的转速下降的控制装置。该情况下，由于通过检测装置检测出被搅拌物的温度，并且控制装 置根据该检测信息对变速马达的转速迸行控制，所以，可进一步以最佳 的状态进行被搅拌物的搅拌。即，搅拌时被搅拌物的设定温度预先被设 定，以便被搅拌物可成为所期望的品质，按照由检测装置检测到的温度 接近预先设定的设定温度的方式进行控制。例如，在由检测装置检测到 的温度比预先设定的设定温度低时，控制装置进行控制，以便使变速马 达的转速增加、使被搅拌物的温度升高；在由检测装置检测到的温度比 预先设定的设定温度高时，控制装置进行控制，以便使变速马达的转速 降低，使被搅拌物的温度下降。由此.，可以使被搅拌物的品质成为期望 的品质。本发明优选为前述控制装置还控制前述定速马达的驱动的接通和 断开。该情况下，通过还对定速马达的驱动的接通和断开进行控制，可容 易地将搅拌转子切换为低旋转和高旋转，从而能够与各种被搅拌物的处 理工序对应。第二发明的搅拌控制方法，是一种并用以一定的转速进行恒定运转 的定速马达和能够以任意的转速进行运转的变速马达，使两端被支承且 能够在搅拌室内互相沿不同方向旋转地设置的一对搅拌转子旋转，从而 对被搅拌物的搅拌进行控制的搅拌控制方法，其中，通过切换前述定速 马达的驱动的接通和断开、以及变更前述变速马达转速，来对前述搅拌 转子的转速进行控制。在第二发明的搅拌控制方法中，对定速马达的驱动的接通和断开进
行切换，并且根据被搅拌物的物理性质及/或物理性质变化来变更变速马 达的转速。该情况下，可根据被搅拌物的物理性质预先决定搅拌工序，根据被 搅拌物的物理性质变化恰当地搅拌被搅拌物。并且，通过根据被搅拌物的处理工序而在定速马达的基础上控制变 速马达，可以容易地控制一对搅拌转子的转速。即，在通过利用定速马 达及变速马达，根据处理工序使一对搅拌转子的转速变化时，只控制变 速马达的转速即可，所以，不仅可降低向两个马达的负载，而且，能够 以与马达对应的最佳转速使一对搅拌转子旋转，因此，可防止马达自身 的效率降低。结果，还能够长时间使甩定速马达及变速马达。具体而言，可进行以一定的转速使定速马达旋转、同时以一定的转速使变速马达也旋转的搅拌控制方法；以一定的转速使定速马达旋 转.同时以既定的转速使变速马达变动并旋转的搅拌控制方法；和使 定速马达停止、使变速马达以任意的转速旋转的搅拌控制方法等。
权利要求
1、一种搅拌机，在搅拌室内对被搅拌物进行搅拌，其特征在于，包括两端被支承地设置且能够向不同方向旋转的一对搅拌转子、以一定的转速进行恒定运转的定速马达、能够以任意的转速进行运转的变速马达、和能够将前述定速马达的动力及前述变速马达的动力传递给前述一对搅拌转子的行星齿轮式变速器，前述行星齿轮式变速器包括传递前述定速马达的动力的太阳齿轮；传递前述变速马达的动力的内齿齿轮；与前述太阳齿轮及前述内齿齿轮啮合的行星齿轮；对来自前述行星齿轮的动力进行传递的齿轮保持器；将从前述齿轮保持器传递来的动力分为两部分，并相互啮合而向不同方向旋转的一对连接齿轮；和设置在前述一对连接齿轮的每一个上，且与前述一对搅拌转子连接，将前述由一对连接齿轮分为两部分后的动力输出给前述一对搅拌转子的一对动力输出轴。
2、 根据权利要求l所述的搅拌机，其特征在于， 前述一对搅拌转子分别具有两端能够轴旋转地被支承的旋转轴，这些旋转轴被设置成相互并列，在各搅拌转子上设置有具有能够从前述旋转轴的一端侧向另一端侧 移送被搅拌物的螺旋翼的送出搅拌翼、及具有能够从前述旋转轴的另一 端侧向一端侧移送被搅拌物的螺旋翼的回行搅拌翼。
3、 根据权利要求l所述的搅拌机，其特征在于， 与前述定速马达连接设置有定速输出轴，用以传递前述定速马达的动力，与前述变速马达连接设置有可变速输出轴，用以传递前述变速马达 的动力，前述定速输出轴及前述可变速输出轴相对上下地被配置。
4.根据权利要求1所述的搅拌机，其特征在于， 与前述定速马达连接设置有定速输出轴，用以传递前述定速马达的 动力，经由可变速输出轴与前述变速马达连接设置有齿轮轴，用以传递前 述变速马达的动力，前述定速输出轴及前述齿轮轴相对上下地被配置。
5、 根据权利要求l所述的搅拌机，其特征在于， 前述变速马达包括 基于压力油进行驱动的液压马达；基于前述定速马达的动力向前述液压马达供给压力油的液压泵；和 夹设在前述液压马达与前述液压泵之间，对来自前述液压泵的压力 油供给的流量进行调整的流量调整阀。
6、 根据权利要求l所述的搅拌机，其特征在于， 前述变速马达包括根据压力油的量可变地进行驱动的可变容量型液压马达；和 基于前述定速马达的动力向前述可变容量型液压马达供给压力油的 液压泵。
7、 根据权利要求l所述的搅拌机，其特征在于，还包括 对前述被搅拌物的温度进行检测的检测装置；和 对前述由检测装置检测到的温度和预先设定的设定温度进行比较，在检测温度低的情况下使前述变速马达的转速上升，在检测温度高的情 况下使前述变速马达的转速下降的控制装置。
8、 根据权利要求7所述的搅拌机，其特征在于， 前述控制装置还控制前述定速马达的驱动的接通和断开。
9、 一种搅拌控制方法，其特征在于，并用以一定的转速进行恒定运 转的定速马达和能够以任意的转速进行运转的变速马达，使两端被支承 且能够在搅拌室内互相沿不同方向旋转地设置的一对搅拌转子旋转，从 而对被搅拌物的搅拌进行控制，其中，通过切换前述定速马达的驱动的接通和断开、以及变更前述变速马 达转速，来对前述搅拌转子的转速进行控制。
全文摘要
本发明的目的在于，提供一种可将马达的驱动效率维持得高且能够容易地与各种用途下的既定转速对应的搅拌机及搅拌控制方法。定速马达以恒定的转速旋转，变速马达以任意的转速旋转。通过行星齿轮式变速器的太阳齿轮、行星齿轮、内齿齿轮及齿轮保持器的动作，将定速马达和变速马达的差动转速作为转速而传递并赋予给一对搅拌转子。
文档编号B29B7/18GK101132849SQ20068000665
公开日2008年2月27日 申请日期2006年1月18日 优先权日2005年3月2日
发明者上村达哉 申请人:株式会社神户制钢所