JPH0412179A - 原料搬送用ポンプの自己診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は原料が貯留されたタンクと、同原料を加工する
加工機との間に設けられ、前記タンクから原料を加工機
へ搬送するポンプに係り、詳しくは、リーク等によりポ
ンプ効率が低下した時に、その低下状態を把握すること
のできる原料搬送用ポンプの自己診断装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来、例えばポリウレタンからなる製品を成形する方法
の一つとして反応射出成形法がある。この方法では第３
図に示すように、ポリウレタンの原料であるポリオール
とポリイソシアネートとが各々タンク５１　（図では一
方のみ図示）内に貯留されている。これらの原料は原料
搬送用ポンプ５４により配管５２を介してミキシングヘ
ッド５３へ搬送され、このミキシングヘッド５３で混合
されて成形用金型（図示しない）内へ高圧注入される。

ポンプ５４には調整ハンドル５５が回転可能に取付けら
れている。また、ポンプ５４とミキシングヘッド５３と
の間の配管５２途中には流量計５６が配設されている。

そして、ポリウレタン製品の成形に際し、流量計５６を
見ながら調整ハンドル５５を操作して原料搬送量を調整
している。

ところで、ポンプ５４を長期間にわたって使用すると、
その構成部品が次第に磨耗する。この磨耗によりポンプ
５４内部でリークか生じ、これが原因となってポンプ効
率が低下することがある。

そのため、従来は例えば成形作業開始時に調整ハンドル
５５を操作することで、ポンプ効率の低下に基つく原料
搬送量減少を補うようにしている。

しかし、υ−りの程度がひどくポンプ効率が著しく低下
した場合には、調整ハンドル５５を最大位置まで回転さ
せても、ポンプ効率低下に基づく原料搬送量の減少を補
いきれず、原料の搬送量を所定値にすることができない
事態が発生する。このようになると、原料供給量が不足
し不良品が製造されることになるので、このポンプを使
用することはできず交換する必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記従来技術においては、ポンプ５４の効率
がどの程度まで低下しているかを管理する手段が特に設
けられていない。そのため、ポンプ５４の交換時期を判
断するには、前述のように調整ハンドル５５を最大位置
まで回転させ、この時の原料搬送量が所定の値を満足し
ているか否かを見て行うしかなく、調整ハンドル５５が
中間位置にある時に、ポンプ効率がどの程度低下してい
るかを把握することができない。従って、このことが原
因となってポンプ５４の交換時期が本来行うべき交換時
期よりも遅れ、その遅れた分だけ不良品が発生するおそ
れがあった。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的はポンプ効率がどの程度低下しているかが
即座にわかり、ポンプの交換時期を早期に、かつ的確に
把握することができ、ひいては原料搬送量不足による不
良品の発生を未然に防止することが可能な原料搬送用ポ
ンプの自己診断装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ そこで、前記目的を達成するために本発明は、原料が貯
留されたタンクと、同原料を加工する加工機との間に設
けられ、タンクから原料を加工機へ搬送するポンプと、
前記ポンプに設けられ、同ポンプにおける原料搬送量を
調整するための搬送量調整手段と、前記ポンプと加工機
との間の配管途中に設けられ、同ポンプから加工機へ供
給される原料の流量を検出する流量計と、前記搬送量調
整手段の操作量を検出する操作量検出手段と、前記ポン
プの最大効率か発揮される時の搬送量調整手段の操作量
に対応する原料搬送量と、同ポンプの許容下限効率とな
った時の搬送量調整手段の操作量に対応する原料搬送量
とが予め記憶された記憶手段と、前記流量計によるその
時の原料搬送量と、前記記憶手段にて記憶された搬送量
調整手段の操作量に対応する原料搬送量とに基づき、そ
の時のポンプの効率低下状態を算出する効率低下状態算
出手段と、前記効率低下状態算出手段による算出結果を
表示する表示手段とを備えた原料搬送用ポンプの自己診
断装置をその要旨とするものである。

［作用］ ポンプが作動されると、タンク内に貯留された原料が配
管を介して加工機へ搬送される。この配管内を流通する
原料の流量は搬送量調整手段で調整することができ、そ
の操作量は操作量検出手段で検出される。また、実際に
搬送される原料の流量は、前記ポンプと加工機との間の
配管途中に設けられた流量計にて検出される。

この時、効率低下状態算出手段は前記流量計によるその
時の原料搬送量と、記憶手段にて記憶された搬送量調整
手段の操作量に対応する原料搬送量とに基づき、その時
のポンプの効率低下状態を算出する。この算出結果は表
示手段によって表示される。

このため、作業者は前記表示結果を見ることで、ポンプ
の最大効率が発揮される時、及びポンプの許容下限効率
となった時に対し、その時のポンプの効率がどの程度で
あるかを把握することが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を第１．　２図に従
って説明する。

第１図は本実施例の原料搬送用ポンプの自己診断装置の
概略構成を示す図であり、タンクｌ内にはポリウレタン
製品の原料であるポリオール成分及びポリイソシアネー
ト成分（図では一方のみ図示）が貯留されている。この
タンクｌは、配管２を介し加工機としてのミキシングヘ
ッド３に接続されている。配管２の途中には、モータＭ
により駆動される斜板式、可変容量型ピストンポンプ（
以下、単にポンプという）４が設けられており、このポ
ンプによりタンクｌ内の原料が吸入・吐出され、配管２
を介してミキシングヘッド３へ搬送されるようになって
いる。なお、前記２種類の原料がミキシングヘッド３に
供給されると、ここで両原料が混合されて成形用金型（
図示しない）へ高圧で射出される。

ポンプ４には搬送量調整手段としての調整ハンドル５が
回転可能に設けられており、この調整ハンドル５を手動
で回転操作することによって、ポンプ４の原料搬送量を
調整することが可能である。

調整ハンドル５は、例えばこれを時計回り方向へ回転さ
せることにより原料の搬送量を減少させ、その逆の反時
計回り方向へ回転させることにより同搬送量を増加させ
ることができる。本実施例では、時計回り方向の最も端
まで回転させた時の調整ハンドル５の位置を最小位置、
反時計回り方向の最も端まで回転させた時の調整ハンド
ル５の位置を最小位置とし、最小位置にある調整ハンド
ル５を１２２回転せると最大位置へ至り、反対に最大位
置にある調整ハンドル５を１２２回転せると最小位置へ
至るようになっている。

前記調整ハンドル５の回転軸６には、その回転操作量を
検出する操作量検出手段としてのロータリーエンコーダ
７が装着されている。ロータリーエンコーダ７は前記調
整ハンドル５の回転操作にともない、その回転軸６の回
転量に応じた信号（パルス）をカウンタ８に出力するよ
うになっている。本実施例では前記回転軸６が１回転す
ると、ロータリーエンコーダ７は１０００個のパルスを
出力する。そして、カウンタ８は調整ハンドル５が最小
位置にある時を基準（０）とし、回転軸６の回転にとも
ない前記ロータリーエンコーダ７からの信号数（パルス
数）を計数する。従って、調整ハンドル５の操作量はパ
ルス数で表されることになり、同調整ハンドル５が最小
位置にある時はパルス数が０で、回転が進むにつれてこ
の数が増加し、最大位置まで回転されるとパルス数は１
２０００となる。

前記ポンプ４とミキシングヘッド３との間の配管２途中
には、同ポンプ４によりミキシングヘッド３へ搬送され
る原料の流量を検出し、かつその検出値を表示する流量
計９と、同原料の圧力を検出し、かつその検出値−を表
示する圧力計１０とが設けられている。そして、これら
の流量計９、圧力計１０及び前記カウンタ８は記憶手段
及び効率低下状態算出手段としてのマイクロコンピュー
タ（以下、単にマイコンという）１１の入力側に接続さ
れている。このマイコン１１の出力側には表示手段とし
ての表示器１２、警告灯１３、ブザー１４、及びポンプ
駆動用モータＭが接続されており、これらはマイコン１
１から出力される制御信号により駆動制御される。

第２図は、ロータリーエンコーダ７によって検出された
調整ハンドル５の操作量（パルス数）Ｘと、流量計９に
よって検出された実際の流量（１秒あたりに流量計９を
通過する原料の重量）ｙとの関係を示す図であり、これ
らの関係は前記マイコン１１に予め記憶されている。図
中の実線は、ポンプ４の最大効率が発揮される時の調整
ハンドル５の操作量と、流量計９にて検出される実際の
原料の流量との関係を示し、リークが発生していない新
品のポンプ４を用い実測して求めたものである。ここで
、ポンプ４の効率とはポンプの出力と入力との比のこと
である。前記調整ハンドル５の操作量Ｘと原料の流量ｙ
とは直線的に関係付けられ、 ｙ”＝ａ　ｘ　　　　　・・・・・・（１）で表される
。

また、第２図の一点鎖線は、ポンプ４の効率が許容下限
効率となった時、すなわち、ポンプ４を交換しなければ
ならなくなった時の調整ハンドル５の操作量と、流量計
９にて検出される実際の流量との関係を示している。こ
こで許容下限効率になった時とは、調整ハンドル５を最
大位置（１２０００）まで回転させても規定の流量（１
５０ｇ／　Ｓ　）にならない時である。従って、調整ハ
ンドル５の操作量と原料の流量との関係は原点と（Ｘ　
ＴＶ）　−（１２０００，１５０）とを通る直線ｙ＝ｂ
ｘ　　　　　・・・・・・　（２）で表される。（２）
式における傾きｂは（１）式における傾きａよりも小さ
い。

そして、マイコン１１はロータリーエンコーダ７にて検
出される調整ハンドル５の操作量Ｘ１と、流量計９にて
検出されるその時の原料の流量ｙ１とを取り込むと、 で表されるポンプ４の効率低下状態Ｃを算出する。

この効率低下状態Ｃは、ポンプ４の最大効率が発揮され
る時の状態を１００、ポンプ４の許容下限効率となった
時の状態を０とした場合、その時のポンプ４の効率低下
状態がどの程度であるかを示す値である。そして、マイ
コン１１は前記（３）式に基づいて効率低下状態Ｃを算
出すると、この値を表示器Ｉ２で表示するようになって
いる。

また、マイコン１１には原料が配管２を流通する時の圧
力の許容上限値が予め定められている。

この値は、ポリウレタン製品の成形作業に支障をきたさ
ない最も高い圧力値であり、実測により求めたものであ
る。マイコン１１は前記圧力計１０にて検出されるその
時の圧力と、前記許容上限値とを比較するようになって
いる。そして、マイコンＩＩは前記（３）式に基づいて
算出した値がＯになるか、あるいは圧力計１０による検
出値が許容上限値よりも高（なった時には、警告灯１３
を点灯させるとともにブザー１４を作動させ、さらには
前記ポンプ４駆動用モータＭの作動を停止するための制
御信号を出力するようになっている。

次に、前記のように構成された本実施例の作用及び効果
について説明する。

モータＭの電源が投入されるとポンプ４が駆動され、同
ポンプ４によりタンク１内の原料が配管２を介して吸入
・吐出され、ミキシングヘッド３に搬送される。原料搬
送時には、ポンプ４の調整ハンドル５の操作量に応じた
信号かロータリーエンコーダ７からカウンタ８に出力さ
れる。カウンタ８はロータリーエンコーダ７からの信号
数（パルス数）を計数する。また、原料搬送時には、流
量計９にて原料の流量が検出されるとともに、圧力計１
０にて原料流通時の圧力が検出される。

マイコン１１は前記カウンタ８からのパルス数Ｘ　ｌ　
、流量計９からの流量ｙ１、圧力計ｌＯからの圧力を取
り込むと、前記（３）式に基づきポンプ４の効率低下状
態Ｃを算出し、その値を表示器１２で表示させる。その
ため、作業者はこの表示器１２を見ることで、ポンプ４
の効率かどの程度低下したかを確認することができる。

従って、調整ハンドル５５を最大位置まで回転し、この
時の原料搬送量が所定の値を満足しているか否かを見な
ければならなかった従来技術とは異なり、本実施例では
調整ハンドル５がどの位置にあっても、常にリークの有
無や程度をおおまかに判断することができる。このため
、ポンプ４の交換時期か的確にわかり、交換作業のため
の新しいポンプの準備等を滞りなく行うことができる等
、すばやい対処が可能となる。

前記（３）式に基づいて算出した効率低下状態Ｃが０よ
りも大きい場合には、マイコン１１は、調整ハンドル５
を回転操作することで流量を規定値にすることが可能で
あると判断し、警告灯１３及びブザー１４を作動させず
、引き続きモータＭを駆動させるための制御信号を出力
する。

ところで、長期間にわたる使用によりポンプ４内部にお
けるリークが進行し、前記効率低下状態Ｃが０になると
、マイコン１１は調整ハンドル５を最大位置まで回転し
ても流量を規定値にできないと判断する。そして、マイ
コン１１は警告灯１３を点灯させるとともにブザー１４
を駆動させ、さらにはポンプ４のモータＭを停止させる
ための信号を出力する。従って、ポンプ４が使用不能と
なり、交換する必要があることを作業者は即座に知るこ
とができる。また、ミキシングヘッド３への原料の供給
が停止されるので、不良の発生を未然に防止することが
できる。

なお、本実施例ではミキシングヘッド３に原料が詰まっ
た場合にも、これを早期に発見することができる。すな
わち、原料搬送時の圧力は圧力計１０によって検出され
ており、マイコン１１はその検出値と予め定められた許
容上限値とを比較している。そして、圧力計１０にて検
出された値が許容上限値よりも高くなると、マイコン１
１はミキシングヘッド３で詰まりが発生したと判断し、
前記警告灯１３及びブザー１４を作動させるための制御
信号を出力する。従って、この場合にも作業者はミキシ
ングヘッド３の異常を即座に知ることができる。

本発明は前記実施例の構成に限定されるものではなく、
例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範囲で任
意に変更してもよい。

（１）前記実施例では、ポンプ４の効率低下状態Ｃが０
以上であっても流量が規定値よりも少なくなる場合があ
る。そこで、製品の種類に応じ、良品を製造するための
流量の下限値を複数設定するとともに、その複数の下限
値のうちの一つを選択できる選択スイッチを設け、流量
計９にて検出される流量が選択された下限値よりも少な
くなった時に、警告灯１３やブザー１４が作動するよう
にしてもよい。

このようにすれば、流量不足に基づく不良品の発生を未
然に防止できるばかりでな（、警告灯１３ヤフサー１４
の作動が停止するまで調整ハンドル５を回転すれば、流
量計９を見ないでも流量を下限値以上となるよう調整す
ることができる。

（２）効率低下状態Ｃが０になった時に、成形用金型を
含む成形機全体の作動を停止するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の自己診断装置によれば、原
料の搬送量低下に基づくポンプの交換時期を、調整ハン
ドルを最大位置まで回転操作することなく早期に、かつ
的確に知ることができ、ひいては原料搬送量不足による
不良品の発生を未然に防止することが可能になるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明を具体化した一実施例を示し、第１
図は原料搬送用ポンプの自己診断装置の概略構成を示す
図、第２図はハンドル操作量と流量との関係を示す図、
第３図は従来技術の概略構成を示す図である。 １・・・タンク、２・・・配管、３・・・加工機として
のミキシングヘッド、４・・・ポンプ、５・・・搬送量
調整手段としての調整ハンドル、７・・・操作量検出手
段としてのロータリーエンコーダ、９・・・流量計、１
１・・・記憶手段及び効率低下状態算出手段としてのマ
イコン、１２・・・表示手段としての表示器。 特許出願人　　　豊田合成株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原料が貯留されたタンク（１）と、同原料を加工す
   る加工機（３）との間に設けられ、タンク（１）から原
   料を加工機（３）へ搬送するポンプ（４）と、 前記ポンプ（４）に設けられ、同ポンプ（４）における
   原料搬送量を調整するための搬送量調整手段（５）と、 前記ポンプ（４）と加工機（３）との間の配管（２）途
   中に設けられ、同ポンプ（４）から加工機（３）へ供給
   される原料の流量を検出する流量計（９）と、 前記搬送量調整手段（５）の操作量を検出する操作量検
   出手段（７）と、 前記ポンプ（４）の最大効率が発揮される時の搬送量調
   整手段（５）の操作量に対応する原料搬送量と、同ポン
   プ（４）の許容下限効率となった時の搬送量調整手段（
   ５）の操作量に対応する原料搬送量とが予め記憶された
   記憶手段（１１）と、前記流量計（９）によるその時の
   原料搬送量と、前記記憶手段（１１）にて記憶された搬
   送量調整手段（５）の操作量に対応する原料搬送量とに
   基づき、その時のポンプ（４）の効率低下状態を算出す
   る効率低下状態算出手段（１１）と、 前記効率低下状態算出手段（１１）による算出結果を表
   示する表示手段（１２）と を備えたことを特徴とする原料搬送用ポンプの自己診断
   装置。