(57)【要約】【課題】軸線方向の長さを短縮して小形化を図ることができるフィルタ反転式の遠心分離機を提供する。【解決手段】ドラム１の開口部を閉じる際の位置である閉位置とドラムの開口方向の前方に設定された開位置との間を変位するドラム蓋３を、ドラム内に設定された初期位置とドラム蓋の開位置の手前に設定された最終前進位置との間を変位するケーキ押出板２に対してドラム１の軸線方向に相対的に変位し得るように設け、ドラム蓋３を停止させた状態でもケーキ押出板２をドラムの軸線方向に変位させ得るようにする。ドラム蓋３及びケーキ押出板２がそれぞれ開位置及び最終前進位置にあるときのドラム蓋３とケーキ押出板２との間の距離をドラム蓋及びケーキ押出板がそれぞれ閉位置及び初期位置にあるときのドラム蓋とケーキ押出板との間の距離未満になるようにドラム蓋の開位置を設定する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過孔を有する周壁部と該周壁部の軸線方向の一端を閉じる底壁部と前記周壁部の軸線方向の他端に形成された開口部とを有して前記周壁部の軸線を中心軸線としたドラムと、前記ドラムの中心軸線を回転中心として前記ドラムを回転駆動するドラム駆動装置と、前記ドラムの開口部を閉じる際の位置である閉位置と前記ドラムの外方に設定された開位置との間を前記ドラムとともに回転しながら前記ドラムの中心軸線に沿って変位し得るように設けられたドラム蓋と、前記ドラム内の前記底壁部に近接した位置に設定された初期位置と前記ドラム蓋の開位置の手前に設定された最終前進位置との間を前記ドラムとともに回転しながら前記ドラムの中心軸線に沿って変位し得るように設けられたケーキ押出板と、前記ドラム蓋及びケーキ押出板を前記ドラムの軸線方向に駆動するリニア駆動装置と、前記ドラムの開口部の内側に一端が固定されるとともに他端が前記ケーキ押出板の外周部に固定されて前記ケーキ押出板が前記初期位置にあるときに前記ドラムの周壁部の内周面を覆った状態で配置され、前記ケーキ押出板が前記初期位置から最終前進位置に変位する過程で反転させられるフィルタとを備えたフィルタ反転式の遠心分離機において、
前記ドラム蓋は、前記ケーキ押出板に対して前記ドラムの軸線方向に相対的に変位し得るように設けられていて、前記ドラム蓋を停止させた状態でも前記ケーキ押出板を前記ドラムの軸線方向に変位させ得るように構成され、
前記ドラム蓋及びケーキ押出板がそれぞれ前記開位置及び最終前進位置にあるときの前記ドラム蓋とケーキ押出板との間の距離が、前記ドラム蓋及びケーキ押出板がそれぞれ前記閉位置及び初期位置にあるときの前記ドラム蓋とケーキ押出板との間の距離未満になるように前記ドラム蓋の開位置が設定されていること、
を特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
前記ケーキ押出板を最終前進位置まで変位させたときに、前記ケーキ押出板又は前記ケーキ押出板に一体化されている部分の前記ドラム蓋側の端部が前記ドラム蓋又は前記ドラム蓋に一体化されている部分に接した状態で配置されるように、ドラム蓋の開位置及びケーキ押出板の最終前進位置が設定されている請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項３】
前記ドラム駆動装置は、中心軸線を前記ドラムの中心軸線に一致させた状態で回転自在に設けられて一端が前記ドラムの底壁部に結合された主軸と、前記主軸を前記ドラムとともに回転させる回転駆動機構とを備え、
前記リニア駆動装置は、前記ドラムと中心軸線を共有した状態で、かつ前記主軸内を軸線方向に貫通した状態で設けられて先端が前記ケーキ押出板に結合され、前記主軸に対しては軸線方向に沿った相対変位のみが許容されたスラスト軸と、前記スラスト軸を前記主軸の軸線方向に駆動するスラスト軸駆動機構と、前記ドラムの内側に前記ドラムと中心軸線を共有した状態で設けられて前記スラスト軸にスライド自在に支持された可動支持部材と、前記ケーキ押出板をスライド自在に貫通して前記ドラムの中心軸線と平行に延びるように設けられ、一端及び他端がぞれぞれ前記ドラム蓋及び前記可動支持部材に固定されて前記ドラム蓋及び前記可動支持部材と共に前記ドラムの軸線方向に変位する複数のドラム蓋支持軸と、前記ドラム蓋が前記開位置を越えて変位するのを阻止するストッパ機構とを備えていること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の遠心分離機。
【請求項４】
前記ドラム蓋支持軸の少なくとも一つは中空に形成されて、一端が前記ドラムの底壁部に固定されたガイド軸が中空に形成されたドラム蓋支持軸の中空部内にスライド自在に嵌合され、
前記ストッパ機構は、前記ガイド軸に形成されたストッパ係合部と、前記ドラムの径方向に沿って前記ガイド軸側に向かう方向と前記ガイド軸から離れる方向とに変位し得るように変位の方向が規制された状態で前記可動支持部材にスライド自在に支持されたストッパと、前記ストッパを前記ガイド軸側に付勢するバネとを備えていて、前記ドラム蓋が前記開位置の手前に位置している間は前記ストッパが前記ガイド軸のストッパ係合部以外の部分に接した状態を保持して前記ドラム蓋支持軸が前記ドラム蓋とともに前記ドラムの軸線方向に変位するのを許容し、前記ドラム蓋が前記ドラムの開口部から離れる方向に変位する過程で前記開位置に達したときに前記ストッパが前記ガイド軸に設けられたストッパ係合部に係合して前記ドラム蓋支持軸及びドラム蓋が前記ドラムの底壁部から離れる方向に変位するのを阻止するように構成されていること、
を特徴とする請求項３に記載の遠心分離機。
【請求項５】
前記スラスト軸が前記ケーキ押出板を初期位置から最終前進位置に向けて変位させる過程で、前記ドラム蓋が前記閉位置から開位置に変位するまでの間前記可動支持部材と前記スラスト軸との間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを阻止するべく前記可動支持部材を前記スラスト軸に仮固定し、前記ドラム蓋が前記開位置に達した後は前記可動支持部材と前記スラスト軸との間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを許容するべく前記可動支持部材の前記スラスト軸に対する仮固定を解除するように構成された可動支持部材仮止め機構が前記スラスト軸と可動支持部材との間に設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の遠心分離機。
【請求項６】
前記可動支持部材仮止め機構は、前記スラスト軸の径方向に変位自在な可動子と該可動子を前記スラスト軸側に付勢するバネとを有して前記可動支持部材側に固定された第１のプランジャと、前記第１のプランジャの可動子を嵌合させるために前記スラスト軸側に設けられた凹部とを備えて、前記第１のプランジャの可動子が前記凹部に嵌合しているときに前記可動支持部材を前記スラスト軸に仮固定し、前記第１のプランジャの可動子が前記凹部から離脱しているときに前記可動支持部材の仮固定を解除して前記可動支持部材とスラスト軸との間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを許容するように構成されている請求項５に記載の遠心分離機。
【請求項７】
前記ドラム内に原液を供給する給液パイプが、前記ドラムと中心軸線を共有した状態で、かつ前記ドラム蓋を貫通した状態で設けられ、
前記ドラム蓋は前記給液パイプの外周をスライドしつつ前記閉位置と開位置との間を変位するように設けられ、
前記ドラム蓋が前記開位置にあるときに前記ドラム蓋と前記給液パイプとの間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを阻止するべく前記ドラム蓋を前記給液パイプに仮固定し、前記ケーキ押出板が前記最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程で前記ケーキ押出板が前記可動支持部材に接して前記可動支持部材を前記ドラムの底壁部側に押したときに前記ドラム蓋の給液パイプへの仮固定を解除するように構成されたドラム蓋仮止め機構が設けられている請求項３ないし６の何れか一つに記載の遠心分離機。
【請求項８】
前記ドラム蓋仮止め機構は、前記給液パイプの径方向に変位自在な可動子と該可動子を給液パイプ側に付勢するバネとを備えた第２のプランジャと、前記第２のプランジャの可動子を嵌合させるために前記給液パイプの周方向に伸びるようにして前記給液パイプ側に設けられた溝部とを備えて、前記第２のプランジャの可動子が前記溝部に嵌合しているときに前記ドラム蓋を前記給液パイプに仮固定し、前記第２のプランジャの可動子が前記溝部から離脱しているときに前記ドラム蓋の仮固定を解除して前記ドラム蓋と前記給液パイプとの間に前記給液パイプの軸線方向に沿った相対変位が生じるのを許容するように構成されている請求項７に記載の遠心分離機。
【請求項９】
前記ドラム内に原液を供給する給液パイプが、前記ドラムと中心軸線を共有した状態で、かつ前記ドラム蓋を貫通した状態で設けられ、
前記ドラム蓋は前記給液パイプの外周をスライドしつつ前記閉位置と開位置との間を変位するように設けられ、
前記ドラム蓋が前記開位置に達したときに前記ドラム蓋に接して前記ドラム蓋が前記開位置を越えて前記ドラムから離れる方向に変位するのを阻止するストッパが前記給液パイプに固定されていること、
を特徴とする請求項３に記載の遠心分離機。
【請求項１０】
前記ドラム蓋が前記開位置にあるとき及び前記ケーキ押出板が前記最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程で前記可動支持部材に接するまでの間前記ドラム蓋を前記開位置に保持するために前記ドラム蓋を前記給液パイプに仮固定し、前記ケーキ押出板が前記最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程で前記可動支持部材に接して前記可動支持部材を前記ドラムの底壁部側に押した際に前記ドラム蓋が前記閉位置に向けて変位するのを許容するために前記ドラム蓋の給液パイプへの仮固定を解除するように構成されたドラム蓋仮止め機構が前記ドラム蓋と前記給液パイプとの間に設けられていること、
を特徴とする請求項９に記載の遠心分離機。
【請求項１１】
前記ドラム蓋仮止め機構は、前記給液パイプの径方向に変位自在な可動子と該可動子を前記給液パイプ側又はドラム蓋側に付勢するバネとを備えて前記ドラム蓋側又は給液パイプ側に固定された第２のプランジャと、前記第２のプランジャの可動子を嵌合させるために前記給液パイプの周方向に伸びるようにして前記ドラム蓋側又は給液パイプ側に設けられた溝部とを備えて、前記ドラム蓋が前記開位置にあるときに前記第２のプランジャの可動子が前記溝部に嵌合して前記ドラム蓋を前記給液パイプに仮固定し、前記ケーキ押出板が前記最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程で前記可動支持部材に接して前記可動支持部材を前記ドラムの底壁部側に押した際に前記第２のプランジャの可動子が前記溝部から離脱して前記ドラム蓋の仮固定を解除するように構成されている請求項１０に記載の遠心分離機。
【請求項１２】
前記給液パイプは、前記ドラム蓋とともに回転するように設けられている請求項７ないし１１の何れか一つに記載の遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心力を利用して原液を液分とケーキ分とに分離する固液分離処理を行う遠心分離機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離機は、周壁部に透過孔を有するドラムと、ドラムの周壁部の内側に配置されるフィルタと、ドラムを高速で回転させる回転駆動装置とを備えている。固液分離処理を行う際には、高速で回転しているドラム内に原液を供給して、ドラムの回転に伴って生じる遠心力により、原液を液分とケーキ（固形物）分とに分離する。分離された液分は、フィルタとドラムの周壁部に設けられた透過孔とを通して外部に排出され、フィルタの内側にケーキが堆積していく。ケーキの厚みが規定の厚みに達した段階でドラム内への原液の供給を停止させ、ドラムを一定時間回転させることにより、ケーキからの脱液を十分に行わせる。その後、フィルタの内側に形成されたケーキをドラム外に排出して回収する。
【０００３】
遠心分離機においては、ドラム内に形成されたケーキを回収する際に、フィルタに付着した状態で残留するケーキを極力少なくして、ケーキを効率よく回収することが必要とされる。そのために種々の形式の遠心分離機が提案されているが、その一つとして、特許文献１や特許文献２に示されているようなフィルタ反転式の遠心分離機が知られている。フィルタ反転式の遠心分離機は下記のように構成されている。
【０００４】
ドラムは、透過孔を有する周壁部と、該周壁部の軸線方向の一端を閉じる底壁部と、周壁部の軸線方向の他端に形成された開口部とを有しており、ドラムの底壁部がドラム駆動装置の主軸に取り付けられる。ドラムの開口部を開閉するため、ドラムとともに回転しながらドラムの軸線方向に変位するドラム蓋が設けられる。このドラム蓋は、ドラムの開口部を閉じる際の位置である閉位置とドラムの外方に設定された開位置との間をドラムの中心軸線に沿って変位させられる。
【０００５】
またドラムの底壁部に近接した位置に設定された初期位置とドラム蓋の開位置の手前に設定された最終前進位置との間をドラムとともに回転しながらドラムの中心軸線に沿って変位するケーキ押出板が設けられる。ドラム蓋とケーキ押出板との間は、閉位置にあるドラム蓋と初期位置にあるケーキ押出板との間の距離に相当する長さを有する連結バーにより連結されている。ドラム蓋及びケーキ押出板をドラムの軸線方向に変位させるためにリニア駆動装置が設けられ、この駆動装置により、連結バーで連結されたドラム蓋及びケーキ押出板が、相互間の距離を一定に保った状態でドラムの軸線方向に変位させられる。
【０００６】
フィルタは、布などの可撓性を有する材料により、ほぼ円筒状（円筒状ないしは円錐台状）の形態をとり得るように形成されている。フィルタは、その一端をケーキ押出板の外周部に固定し、他端をドラムの開口部の内側に固定した状態で設けられていて、ケーキ押出板がドラム内の初期位置に配置されているときに、ほぼ円筒状の形態をとってドラムの周壁部の内周面を覆った状態で配置される。フィルタは可撓性を有するため、ケーキ押出板を初期位置から最終前進位置に向けて変位させると、ケーキ押出板の変位に伴って反転されて（折り返されて）いき、ケーキ押出板が最終前進位置に達したときには、フィルタが完全に反転されて（裏返しにされて）、ドラムの開口部の前方に配置されたケーキ押出板とドラムの開口部との間に張り渡された状態にされる。
【０００７】
フィルタ反転式の遠心分離機により固液分離処理を行う際には、ドラムの底壁部に近接した位置に設定された初期位置にケーキ押出板を配置した状態で、ドラムを高速回転させ、ドラム内に原液を供給する。ドラムの回転に伴って生じる遠心力により原液を液分とケーキ分とに分離し，分離した液分をフィルタとドラムの周壁部の透過孔とを通して排出させて、フィルタの内側にケーキを堆積させる。フィルタの内側に所定量のケーキが堆積したところで原液の供給を停止させ、ケーキの脱液を行った後、ドラムの回転を維持した状態で、ドラム蓋及びケーキ押出板をそれぞれ開位置及び最終前進位置に向けて変位させる。ケーキ押出板の前進により、フィルタの内側に堆積しているケーキを押してドラムの開口部から外部に排出させるとともに、フィルタを反転させて行く。ケーキ押出板を最終前進位置まで変位させると、フィルタが完全に反転されて（裏返しにされて）ケーキ押出板とドラムの開口部との間に張り渡された状態になる。この状態でドラムの回転に伴って生じる遠心力によりフィルタに付着しているケーキを脱落させる。
【０００８】
上記のように、フィルタ反転式の遠心分離機によれば、ドラム内に形成されたケーキをケーキ押出板により押し出すとともに、フィルタを反転させて、フィルタに付着しているケーキを遠心力により脱落させるため、フィルタに付着して残留するケーキの量を少なくして、ケーキを効率よく回収することができる。
【０００９】
従来のフィルタ反転式遠心分離機においては、ケーキ押出板とドラム蓋とが連結バーにより相互に連結されていて、ドラム内に形成されたケーキを回収する際に、ケーキ押出板とドラム蓋とが相互間の距離を一定に保った状態でドラムの軸線方向に変位させられる。そのため、従来のこの種の遠心分離機では、ドラムの開口部の前方でケーキ押出板及びドラム蓋をドラムとともに回転させるために、ドラムの開口部の前方に少なくともドラムの深さのほぼ２倍の長さを有するスペースを確保しておく必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１７７８２１号公報
【特許文献２】特表２００６−５２０２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、従来のフィルタ反転式遠心分離機においては、ドラムの開口部の前方に少なくともドラムの深さのほぼ２倍の長さを有するスペースを確保しておく必要があったため、ドラムの軸線方向に測った遠心分離機の寸法が著しく長くなって、遠心分離機が大型になるという問題があった。
【００１２】
また従来のフィルタ反転式遠心分離機では、ドラム蓋がケーキ押出板に長い連結棒を介して連結されていて、ドラムを回転させながらケーキ押出板を最終前進位置まで前進させた際に、質量が大きいドラム蓋がケーキ押出板から前方に大きく離れた位置でドラムとともに回転させられるため、フィルタを反転させてフィルタに付着したケーキを回収する際に、ドラム蓋と連結棒とからなる構造体が大きく振動して騒音が発生したり、当該構造体の寿命が短くなったりするという問題もあった。
【００１３】
本発明の目的は、ドラム蓋の開位置を従来よりもドラム側に寄った位置に設定することができるようにして、ケーキ回収時にドラムの前方でドラム蓋及びケーキ押出板を回転させるためにドラムの前方に確保しておく必要があるスペースを縮小して小形化を図ることを可能にしたフィルタ反転式遠心分離機を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、ケーキ押出板を最終前進位置まで前進させた際にケーキ押出板及びドラム蓋を含む構造体がドラムの軸線方向に占める寸法を縮小して、フィルタを反転させてケーキを回収する際に大きな振動が生じるのを防ぐことができるようにしたフィルタ反転式の遠心分離機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、透過孔を有する周壁部と該周壁部の軸線方向の一端を閉じる底壁部と前記周壁部の軸線方向の他端に形成された開口部とを有して前記周壁部の軸線を中心軸線としたドラムと、前記ドラムの中心軸線を回転中心として前記ドラムを回転駆動するドラム駆動装置と、前記ドラムの開口部を閉じる際の位置である閉位置と前記ドラムの外方に設定された開位置との間を前記ドラムとともに回転しながら前記ドラムの中心軸線に沿って変位し得るように設けられたドラム蓋と、前記ドラム内の前記底壁部に近接した位置に設定された初期位置と前記ドラム蓋の開位置の手前に設定された最終前進位置との間を前記ドラムとともに回転しながら前記ドラムの中心軸線に沿って変位し得るように設けられたケーキ押出板と、前記ドラム蓋及びケーキ押出板を前記ドラムの軸線方向に駆動するリニア駆動装置と、前記ドラムの開口部の内側に一端が固定されるとともに他端が前記ケーキ押出板の外周部に固定されて前記ケーキ押出板が前記初期位置にあるときに前記ドラムの周壁部の内周面を覆った状態で配置され、前記ケーキ押出板が前記初期位置から最終前進位置に変位する過程で反転させられるフィルタとを備えたフィルタ反転式の遠心分離機を対象とする。
【００１６】
本明細書には、前記の目的を達成するために、少なくとも以下に示す第１ないし第１２の発明が開示される。
＜第１の発明＞
第１の発明においては、ドラム蓋が、ケーキ押出板に対してドラムの軸線方向に相対的に変位し得るように設けられていて、ドラム蓋を停止させた状態でもケーキ押出板をドラムの軸線方向に変位させ得るように構成され、ドラム蓋及びケーキ押出板がそれぞれ開位置及び最終前進位置にあるときのドラム蓋とケーキ押出板との間の距離が、ドラム蓋及びケーキ押出板がそれぞれ閉位置及び初期位置にあるときのドラム蓋とケーキ押出板との間の距離未満になるようにドラム蓋の開位置が設定される。
【００１７】
上記のように、ドラム蓋をケーキ押出板に対してドラムの軸線方向に相対的に変位させ得るように設けて、ドラム蓋を停止させた状態でもケーキ押出板をドラムの軸線方向に変位させ得るように構成しておくと、ドラム蓋の開位置をケーキ押出板の最終前進位置に近づけることができるため、ケーキ回収時にドラムの前方でドラム蓋及びケーキ押出板を回転させるためにドラムの前方に確保しておく必要があるスペースを縮小して、フィルタ反転式遠心分離機の小形化を図ることができる。
【００１８】
また上記のように構成しておくと、ケーキ押出板を最終前進位置まで前進させてフィルタを反転させた際にドラム蓋とケーキ押出板との間の距離を短縮することができ、ドラム蓋をケーキ押出板に接近させた状態でドラム蓋及びケーキ押出板を回転させることができるため、フィルタを反転させてケーキを回収する際に生じる機械的振動を抑制することができる。
【００１９】
＜第２の発明＞
第２の発明は第１の発明に適用されるもので、本発明においては、ケーキ押出板を最終前進位置まで変位させたときに、ケーキ押出板又はケーキ押出板に一体化されている部分のドラム蓋側の端部がドラム蓋又はドラム蓋に一体化されている部分に接した状態で配置されるように、ドラム蓋の開位置及びケーキ押出板の最終前進位置が設定される。
【００２０】
上記のようにドラム蓋の開位置及びケーキ押出板の最終前進位置を設定しておくと、ケーキ押出板を最終前進位置まで前進させた際にケーキ押出板及びドラム蓋がドラムの軸線方向に占める寸法を大幅に縮小することができる。
【００２１】
＜第３の発明＞
本明細書に開示された第３の発明は、第１の発明または第２の発明に適用される。本発明においては、ドラム駆動装置が、中心軸線をドラムの中心軸線に一致させた状態で回転自在に設けられて一端がドラムの底壁部に結合された主軸と、主軸をドラムとともに回転させる回転駆動機構とを備えている。
【００２２】
またリニア駆動装置は、ドラムと中心軸線を共有した状態で、かつ前記主軸内を軸線方向に貫通した状態で設けられて先端がケーキ押出板に結合され、主軸に対しては軸線方向に沿った相対変位のみが許容されたスラスト軸と、スラスト軸を主軸の軸線方向に駆動するスラスト軸駆動機構と、ドラムの内側にドラムと中心軸線を共有した状態で設けられてスラスト軸にスライド自在に支持された可動支持部材と、ケーキ押出板をスライド自在に貫通してドラムの中心軸線と平行に延びるように設けられ、一端及び他端がぞれぞれドラム蓋及び可動支持部材に固定されてドラム蓋及び可動支持部材と共にドラムの軸線方向に変位する複数のドラム蓋支持軸と、ドラム蓋が開位置を越えて変位するのを阻止するストッパ機構とを備えている。
【００２３】
＜第４の発明＞
本明細書に開示された第４の発明は、第３の発明に適用される。本発明においては、ドラム蓋支持軸の少なくとも一つが中空に形成されて、一端がドラムの底壁部に固定されたガイド軸が中空に形成されたドラム蓋支持軸の中空部内にスライド自在に嵌合される。またストッパ機構は、ガイド軸に形成されたストッパ係合部と、ドラムの径方向に沿ってガイド軸側に向かう方向とガイド軸から離れる方向とに変位し得るように変位の方向が規制された状態で可動支持部材にスライド自在に支持されたストッパと、ストッパをガイド軸側に付勢するバネとを備えていて、ドラム蓋が開位置の手前に位置している間はストッパがガイド軸のストッパ係合部以外の部分に接した状態を保持してドラム蓋支持軸がドラム蓋とともにドラムの軸線方向に変位するのを許容し、ドラム蓋がドラムの開口部から離れる方向に変位する過程で開位置に達したときにストッパがガイド軸に設けられたストッパ係合部に係合してドラム蓋支持軸及びドラム蓋がドラムの底壁部から離れる方向に変位するのを阻止するように構成されている。
【００２４】
＜第５の発明＞
本明細書に開示された第５の発明は、第３の発明又は第４の発明に適用される。本発明においては、スラスト軸がケーキ押出板を初期位置から最終前進位置に向けて変位させる過程で、ドラム蓋が閉位置から開位置に変位するまでの間可動支持部材とスラスト軸との間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを阻止するべく可動支持部材をスラスト軸に仮固定し、ドラム蓋が開位置に達した後は可動支持部材とスラスト軸との間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを許容するべく可動支持部材のスラスト軸に対する仮固定を解除するように構成された可動支持部材仮止め機構がスラスト軸と可動支持部材との間に設けられている。
【００２５】
上記のように構成しておくと、スラスト軸を駆動して初期位置にあるケーキ押出板を最終前進位置に向けて変位させる際に、スラスト軸により可動支持部材を駆動してドラム蓋をケーキ押出板と共に変位させることができ、ドラム蓋が開位置に達した後は、ケーキ押出板のみを変位させて最終前進位置に到達させることができる。
【００２６】
＜第６の発明＞
第６の発明は第５の発明に適用されるもので、本発明においては、可動支持部材仮止め機構が、スラスト軸の径方向に変位自在な可動子と該可動子をスラスト軸側に付勢するバネとを有して可動支持部材側に固定された第１のプランジャと、第１のプランジャの可動子を嵌合させるためにスラスト軸側に設けられた凹部とを備えて、第１のプランジャの可動子が前記凹部に嵌合しているときに可動支持部材をスラスト軸に仮固定し、第１のプランジャの可動子が凹部から離脱しているときに可動支持部材の仮固定を解除して可動支持部材とスラスト軸との間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを許容するように構成されている。
【００２７】
＜第７の発明＞
第７の発明は第３ないし第６の発明の発明の何れかに適用される。本発明においては、ドラム内に原液を供給する給液パイプが、ドラムと中心軸線を共有した状態で、かつドラム蓋を貫通した状態で設けられる。またドラム蓋は、給液パイプの外周をスライドしつつ前記閉位置と開位置との間を変位するように設けられていて、ドラム蓋が開位置にあるときにドラム蓋と給液パイプとの間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを阻止するべくドラム蓋を給液パイプに仮固定し、ケーキ押出板が最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程でケーキ押出板が可動支持部材に接して可動支持部材をドラムの底壁部側に押したときにドラム蓋の給液パイプへの仮固定を解除するように構成されたドラム蓋仮止め機構が設けられている。
【００２８】
上記のようにドラム蓋仮止め機構を設けておくと、ケーキ押出板を初期位置に向けて変位させてフィルタを反転前の状態に復帰させる際に、ドラム蓋がケーキ押出板に接近した状態でケーキ押出板とともにドラム側に変位してフィルタに干渉するのを防ぐことができるため、フィルタの復帰を円滑に行わせることができる。
【００２９】
＜第８の発明＞
第８の発明は、第７の発明に適用される。本発明においては、ドラム蓋仮止め機構が給液パイプの径方向に変位自在な可動子と該可動子を給液パイプ側に付勢するバネとを備えた第２のプランジャと、第２のプランジャの可動子を嵌合させるために給液パイプの周方向に伸びるようにして給液パイプ側に設けられた溝部とを備えていて、第２のプランジャの可動子が前記溝部に嵌合しているときにドラム蓋を給液パイプに仮固定し、第２のプランジャの可動子が前記溝部から離脱しているときにドラム蓋の仮固定を解除してドラム蓋と給液パイプとの間に給液パイプの軸線方向に沿った相対変位が生じるのを許容するように構成されている。
【００３０】
＜第９の発明＞
第９の発明は第３の発明に適用されるもので、本発明においては、ドラム内に原液を供給する給液パイプが、ドラムと中心軸線を共有した状態で、かつドラム蓋を貫通した状態で設けられる。またドラム蓋は給液パイプの外周をスライドしつつ閉位置と開位置との間を変位するように設けられ、ドラム蓋が開位置に達したときにドラム蓋に接してドラム蓋が開位置を越えてドラムから離れる方向に変位するのを阻止するストッパが給液パイプに固定される。
【００３１】
本発明のように構成すると、ドラム蓋が開位置を越えて変位するのを防止するストッパ機構を構成するためにドラム蓋支持軸を中空に形成して、該ドラム蓋支軸の中空部内にガイド軸を嵌合させる必要がないため、本発明に係る遠心分離機の構造の簡素化を図ることができる。
【００３２】
＜第１０の発明＞
第１０の発明は第９の発明に適用されるもので、本発明においては、ドラム蓋が開位置にあるとき及びケーキ押出板が最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程で可動支持部材に接するまでの間ドラム蓋を前記開位置に保持するためにドラム蓋を給液パイプに仮固定し、ケーキ押出板が最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程で可動支持部材に接して可動支持部材をドラムの底壁部側に押した際にドラム蓋が閉位置に向けて変位するのを許容するためにドラム蓋の給液パイプへの仮固定を解除するように構成されたドラム蓋仮止め機構がドラム蓋と前記給液パイプとの間に設けられる。
【００３３】
＜第１１の発明＞
第１１の発明は、第１０の発明に適用される。本発明においては、ドラム蓋仮止め機構が、給液パイプの径方向に変位自在な可動子と該可動子を前記給液パイプ側又はドラム蓋側に付勢するバネとを備えてドラム蓋側又は給液パイプ側に固定された第２のプランジャと、第２のプランジャの可動子を嵌合させるために給液パイプの周方向に伸びるようにしてドラム蓋側又は給液パイプ側に設けられた溝部とを備えて、ドラム蓋が開位置にあるときに第２のプランジャの可動子が前記溝部に嵌合してドラム蓋を給液パイプに仮固定し、ケーキ押出板が最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程で可動支持部材に接して可動支持部材をドラムの底壁部側に押した際に第２のプランジャの可動子が前記溝部から離脱してドラム蓋の仮固定を解除するように構成される。
【００３４】
＜第１２の発明＞
第１２の発明は、第７ないし第１１の発明の何れかに適用されるもので、本発明においては、給液パイプが、ドラム蓋とともに回転するように設けられる。
【００３５】
本発明に係る遠心分離機においては、ケーキ押出板を初期位置から最終前進位置に向けて変位させる過程で、ドラム蓋をケーキ押出板により押すことによってもドラム蓋を開位置まで変位させることができる。またドラム内のケーキを回収する際には、ケーキ押出板を最終前進位置に向けて変位させる過程で、ケーキ押出板がドラムから押し出すケーキによりドラム蓋を押して該ドラム蓋を開位置に向けて変位させることもできる。従って、可動支持部材仮止め機構を設けてスラスト軸から可動支持部材を介してドラム軸支持軸に駆動力を与える構成をとらなくても、ドラム蓋を開位置まで変位させることは可能である。従って、本発明において、可動支持部材仮止め機構を設けることは好ましい要件ではあるが必須の要件ではない。
【００３６】
またケーキ押出板を最終前進位置から初期位置に向けて変位させる過程で、ドラム蓋がケーキ押出板に接近した状態でケーキ押出板に追従して閉位置に向けて変位してもフィルタの復帰動作に支障を来さない場合には、ドラム蓋仮止め機構を省略することができる。従って、ドラム蓋支持機構を設けることも好ましい要件ではあるが必須の要件ではない。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明によれば、ドラム蓋をケーキ押出板に対してドラムの軸線方向に相対的に変位させ得るように設けて、ドラム蓋及びケーキ押出板がそれぞれ開位置及び最終前進位置にあるときのドラム蓋とケーキ押出板との間の距離を、ドラム蓋及びケーキ押出板がそれぞれ閉位置及び初期位置にあるときのドラム蓋とケーキ押出板との間の距離未満になるようにドラム蓋の開位置を設定したので、ケーキ回収時にドラムの前方でドラム蓋及びケーキ押出板を回転させるためにドラムの前方に確保しておく必要があるスペースを縮小して、フィルタ反転式遠心分離機の小形化を図ることができる。
【００３８】
また本発明によれば、ケーキ押出板を最終前進位置まで前進させてフィルタを反転させた際にドラム蓋をケーキ押出板に近い位置に配置することができ、ドラム蓋をケーキ押出板の近くに配置した状態でドラム蓋及びケーキ押出板を回転させることができるため、フィルタを反転させてケーキを回収する際に生じる機械的振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明に係る遠心分離機の一実施形態の全体的な構造を示した断面図である。
【図２】図２は本発明に係る遠心分離機の一実施形態において、ドラム蓋及びケーキ押出板がそれぞれ閉位置及び初期位置にある状態を示した要部の断面図である。
【図３】図３は本発明に係る遠心分離機の一実施形態において、ドラム蓋が開位置に達した状態を示した要部の断面図である。
【図４】図３は本発明に係る遠心分離機の一実施形態において、ドラム蓋が開位置に停止し、ケーキ押出板が最終前進位置に達した状態を示した要部の断面図である。
【図５】図５は本発明に係る遠心分離機の他の実施形態を示した要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１ないし図４は本発明に係る遠心分離機の第１の実施形態を示したもので、図１は本実施形態の遠心分離機を垂直面に沿って断面してその全体的な構成を示した断面図である。図１において、１は透過孔を有する周壁部１０１と該周壁部の軸線方向の一端を閉じる底壁部１０２と周壁部１０１の軸線方向の他端に形成された開口部１０３とを有して周壁部１０１の軸線を中心軸線として回転させられるドラム、２はドラム１内の底壁部１０２に近接した位置に設定された初期位置とドラムの前方（図１において左方向）に設定された最終前進位置との間をドラム１とともに回転しながらドラムの中心軸線に沿って変位するケーキ押出板、３はドラム１の開口部を開閉するために、ドラム１とともに回転しながらドラム１の開口部を閉じる際の位置である閉位置とドラム１の前方に設定された開位置との間をドラム１の中心軸線に沿って変位するドラム蓋、４は布などの可撓性を有するフィルタ材料により筒状に形成されて、ドラム１の内周に添わせた状態で、一端及び他端がそれぞれドラム１の開口部側の端部の内側及びケーキ押出板２の外周部に固定された可撓性フィルタである。
【００４１】
また５はドラム１と、ケーキ押出板２とドラム蓋３とを駆動する駆動装置である。この駆動装置は、回転自在に設けられて一端がドラム１の底壁部１０２に結合された主軸５０１と、主軸１を回転駆動してドラム１を回転させるドラム駆動装置と、主軸５０１の内側にスラスト自在に設けられて先端がケーキ押出板２に連結されたスラスト軸５０２と、スラスト軸５０２を駆動してケーキ押出板２及びドラム蓋３をドラム１の軸線方向に直線駆動するリニア駆動装置とを備えている。
【００４２】
また６は駆動装置５を覆うカバー、７はドラム１を収容するドラム収納用ケーシング、８はケーシング７の前端部に固定された前カバーであり、前カバー８の内側にケーキ排出室が構成されている。前カバー８の下部にはケーキ排出シュート８Ａが設けられている。また９は中心軸線をドラム１の中心軸線に一致させた状態で設けられてドラム１と共に回転させられる給液パイプである。
【００４３】
給液パイプ９は、その軸線方向の一端が、前カバー８の前端の壁部に取り付けられたロータリジョイント１０の回転側のジョイントに接続されることにより前カバー８に回転自在に支持されている。給液パイプ９はその先端がドラム１の開口端寄りの部分の内側に達する長さを有しており、図２に示すようにドラム蓋３が閉位置にあってドラム１の開口部を閉じているときに、給液パイプ９の先端がドラム蓋３を貫通してドラム１内に開口した状態になるように、給液パイプ９の先端位置が設定されている。
【００４４】
ロータリジョイント１０の固定側ジョイントは前カバー８に固定されていて、この固定側のジョイントに原液供給パイプ１１の一端が接続されている。原液供給パイプ１１の他端は原液供給源に接続されていて、原液供給源から供給される原液が原液供給パイプ１１とロータリジョイント１０と給液パイプ９とを通してドラム１内に供給されるようになっている。
【００４５】
ドラム１と、駆動装置５と、駆動装置５の主要部を覆うカバー６と、ケーシング７とを支持するためにフレーム１２が設けられている。フレーム１２は、設置面Ｓ上に配置されたベースＢと、水平な板面を有し、ベースＢの上に固定された板状のベースフレーム１３と、ベースフレーム１３と板面が直交するように配置されてベースフレーム１３に下端が溶接等により固定された主フレーム１４とを有している。
【００４６】
主フレーム１４は、ベースフレーム１３の前端から垂直上方に起立した前側壁部１４Ａと、ベースフレーム１３の幅方向（図１の紙面と直交する方向）の両端から垂直上方に起立した一対の側壁部１４Ｂ，１４Ｂとにより、横断面がコの字形を呈するように構成されている。駆動装置５の主要部を覆うカバー６はフレーム１２に固定されており、フレーム１２とカバー６とにより、駆動装置５の主要部を収容するハウジングが構成されている。主フレーム１４の側壁部１４Ｂ，１４Ｂには、駆動装置５の保守点検等を行う際に用いる開口部や、該開口部を開閉する扉等が適宜設けられるが、これらの図示は省略されている。
【００４７】
主フレーム１４の前側壁部１４Ａの前方にはドラム１を収容する円筒状のケーシング７がその軸線を水平方向に向けた状態で配置され、該ケーシング７の一端に設けられたフランジ７ａが主フレームの前側壁部１４Ａに固定されている。ドラム１を収容したケーシング７の他端に前面カバー８が取り付けられ、この前面カバー８内にケーキ回収室が形成されている。前面カバー８の下部には、ケーキ排出用シュート８Ａが設けられ、ドラム内から回収されたケーキがケーキ排出用シュート８Ａを通して外部に排出されるようになっている。ケーシング７の下部には、排液管７ａが接続され、ドラム１の周壁部に設けられた透過孔から排出された液分が排液管７ａを通して外部に排出される。
【００４８】
以下各部の構成を詳細に説明する。
＜ドラム回りの構成＞
（１）ドラム
図２ないし図４に示されているように、ドラム１は、多数の透過孔ｈを有する周壁部１０１と、周壁部１０１の軸線方向の一端を閉じる底壁部１０２と、周壁部１０１の軸線方向の他端に形成された開口部１０３とを有して、周壁部１０１の軸線を中心軸線とした公知のものである。ドラム１の底壁部１０２の中央寄りの部分にはドラムの開口方向と逆の方向に突出した円錐台状の突出部１０２ａが形成され、この突出部１０２ａの中央部に設けられた平板部が主軸５０１の先端にボルト等により固定されている。ドラム１内に形成されたケーキの排出と後記するフィルタ４の反転とを容易にするため、ドラム１の周壁部１０１には、ドラムの底壁部１０２から開口部１０３側に向かうに従って徐々に径が大きくなっていく向きのテーパが付けられている。
【００４９】
またドラム１の底壁部１０２の突出部１０２ａの中央部に設けられた平坦部を貫通させて、スラスト軸５０２を貫通させるための孔部１０２ｂが形成されている。スラスト軸５０２は主軸５０１内を貫通した状態で設けられていて、ドラム１及び主軸５０１とともに回転しながら、主軸５０１の軸線に沿ってドラム１の開口方向（図２ないし図４において左方向）に変位する前進運動と、ドラム１の開口方向と反対方向（図２ないし図４において右方向）に変位する後退運動とを行う。
【００５０】
ドラム１の周壁部の開口部１０３側の端部には、外側に突出したフランジ部１０４が形成されている。フランジ部１０４の内周寄りの部分及び外周寄りの部分にはそれぞれドラム１の開口方向に向いた段部１０４ａ及び１０４ｂが形成され、段部１０４ａにリング状のフィルタ保持板１０５が嵌合されている。またドラム１の開口方向に向いたフランジ部１０４の端面にリング状のフィルタ押え板１０６が当接されている。フィルタ押え板１０６の内径側の部分及び外径側の部分にそれぞれ、ドラム１の周壁部１０１と反対側（ドラムの開口方向）に突出した環状の突出部１０６ａ及びドラム１の周壁部１０１側に突出した環状の突出部１０６ｂが形成され、外径側の突出部１０６ｂがドラムの周壁部のフランジ部１０４の外周部に形成された段部１０４ｂに嵌合されている。
【００５１】
フィルタ保持板１０５はドラムの内周に添わせて配置されたフィルタ４の一端をフランジ部１０４の段部１０４ａとの間に挟んだ状態で、ボルト等の固定手段によりフランジ部１０４に着脱可能な状態で固定される。またフィルタ押え板１０６は、フィルタ４の一端をフィルタ保持板１０５との間に挟持した状態で、ボルト等の図示しない固定手段により、ドラムのフランジ部１０４に対して着脱可能な状態で固定される。
【００５２】
ドラム１の周壁部１０１の内側には、周壁部１０１の内周面を直接覆う環状の硬質フィルタ１０７が配置されている。フィルタ１０７は、微細な透過孔を多数有する金属板等からなっていて、ドラム１の周壁部１０１の内周に形成された浅い凹部に嵌合されて保持されている。ドラム１の周壁部１０１の開口部側の端部の外周には、周壁部１０１の透過孔ｈを通して外部の排出される液分がドラムの開口部側に飛散して、前カバー８内に侵入するのを防ぐために傘状のガイド板１０８が取り付けられている。
【００５３】
（２）ケーキ押出板
ケーキ押出板２は、円形な輪郭形状を有する金属板からなっていて、ドラム１内に設定された初期位置（図２に示した位置）と、ドラム１の開口方向の前方に位置させて前面カバー８内（ケーキ回収室内）に設定された最終前進位置（図４に示した位置）との間を変位させられる。ケーキ押出板２の最終前進位置は、図４に示すようにフィルタ４を完全に反転させるために必要な位置に設定される。
【００５４】
ケーキ押出板２は、図２及び図３に示したようにドラム１内に配置されているときに、その外周面２ａとドラムの周壁部１０１の内周面との間に周方向に沿って均一な隙間が形成されるように、その外径寸法が設定されている。ケーキ押出板２の中央寄りの部分に、ドラム１の開口方向に突出した円錐台状の突出部２ｂが形成され、この突出部の中央部に形成された平板部を貫通させて、後記する駆動装置５のスラスト軸５０２を貫通させるための孔部２ｃが形成されている。孔部２ｃを貫通したスラスト軸５０２の端部に形成された外フランジ５０２ａがケーキ押出板２の中央寄りの部分にボルトで締結されることにより、ケーキ押出板２がスラスト軸５０２に連結されている。従ってケーキ押出板２は、スラスト軸５０２により直接駆動されて、初期位置（図２に示す位置）と最終前進位置（図４に示す位置）との間を変位させられる。
【００５５】
ケーキ押出板２の外周寄りの部分には、ドラム１の開口方向に向いた段部２ｄが形成され、この段部２ｄにリング状のフィルタ押え板２０１が嵌合されている。フィルタ押え板２０１は、ドラムの内周に添わせて配置された筒状のフィルタ４の他端を段部２ｄとの間に挟持した状態で、ボルト等の固定手段により、ケーキ押出板２に対して着脱が可能な状態で固定される。
【００５６】
（３）ドラム蓋
ドラム蓋３は、ドラム１の周壁部１０１の内径よりも大きい外径を有する円板からなっていて、その外周寄りの部分には、ドラム１の開口方向に突出した環状の突出部が形成されることにより肉厚部３０１が形成され、この肉厚部３０１にドラム１側に向いた段部３０２が形成されている。ドラム蓋３の肉厚部３０１に形成された段部３０２は、フィルタ押え板１０６に設けられた環状の突出部１０６ａを嵌合させ得るように形成されていて、ドラム蓋３の段部３０２にフィルタ押え板１０６の突出部１０６ａを嵌合させた状態にしたときに、ドラム１の開口部１０３が閉じられるようになっている。
【００５７】
ドラム蓋３の段部３０２の内面には、ドラム蓋３の段部３０２にフィルタ押え板１０６の突出部１０６ａを嵌合させてドラム１の開口部を閉じた状態にしたときに、ドラム内に存在する液分がドラム蓋３とフィルタ押え板１０６との間から外部に漏れるのを防ぐためのシール材が設けられている。ドラム蓋３の中心部には給液パイプ９を貫通させる孔３０５が形成され、この孔３０５の内周には、給液パイプ９の外周に摺動接触するリング状のベアリング部材３０６が固定されている。ベアリング部材３０６は、ポリテトラフルオロエチレンなどの摩擦抵抗が小さい樹脂材料からなっていて、ドラム蓋３と給液パイプ９との間に軸線方向の相対変位が生じる際及び周方向の相対変位が生じる際にそれぞれスラスト軸受及びラジアル軸受として機能すると共に、ドラム蓋３と給液パイプ９との間から液分が漏れるのを防ぐシール材としても機能する。
【００５８】
従来のフィルタ反転式遠心分離機では、ドラム蓋２とケーキ押出板２とが連結バーを介して連結されていて、ドラム蓋２とケーキ押出板２とが常に一体になってドラムの軸線方向に変位するように構成されていたが、本実施形態では、ドラム蓋２が、ケーキ押出板２に対してドラム１の軸線方向に相対的に変位し得るように設けられて、ドラム蓋３を停止させた状態でもケーキ押出板２をドラム１の軸線方向に変位させ得るように構成されている。
【００５９】
ドラム蓋３は、ドラム１の開口部１０３を閉じる際の位置である閉位置（図２に示した位置）と、ドラム１の外方に設定された開位置（図３及び図４に示した位置）との間を、ドラム１とともに回転しながらドラム１の中心軸線に沿って変位し得るように設けられる。ドラム蓋３の開位置は、前面カバー８内に設定される。ケーキ押出板２の最終前進位置は、前面カバー８内で、図４に示したようにフィルタ４を完全に反転させて裏返した状態にするために必要な位置に設定する必要がある。ドラム蓋３の開位置は、ケーキ押出板２の最終前進位置よりも更に前方の位置に設定する必要があるが、本発明においては、遠心分離機を小形に構成するため、図４に示したようにドラム蓋３及びケーキ押出板２がそれぞれ開位置及び最終前進位置にあるときのドラム蓋３とケーキ押出板２との間の距離が、図２に示したようにドラム蓋３及びケーキ押出板２がそれぞれ閉位置及び初期位置にあるときのドラム蓋３とケーキ押出板２との間の距離未満になるように、ドラム蓋３の開位置が設定される。
【００６０】
遠心分離機の軸線方向寸法をできるだけ縮小するためには、図４に示したようにケーキ押出板２を最終前進位置まで変位させたときに、ケーキ押出板２又はケーキ押出板２に一体化されている部分のドラム蓋側の端部（図示の例ではスラスト軸５０２の先端部）がドラム蓋３又はドラム蓋３に一体化されている部分に接した状態になるように、ドラム蓋３の開位置及びケーキ押出板２の最終前進位置を設定しておくのが好ましい。
【００６１】
＜駆動装置の構成＞
次に図１を参照して、ドラム１とケーキ押出板２とドラム蓋３とを駆動する駆動装置５の構成について説明する。駆動装置５は、ドラムの中心軸線を回転中心としてドラムを回転駆動するドラム駆動装置と、ドラム蓋３及びケーキ押出板２をドラム１とともに回転させながらドラム１の軸線方向に駆動するリニア駆動装置とを備えている。以下これらの駆動装置について説明する。
【００６２】
（１）ドラム駆動装置
ドラム駆動装置は、ドラム１に結合された主軸５０１と、主軸５０１を回転駆動する回転駆動機構とにより構成される。図示の例では、ベースフレーム３に支柱５１１，５１１を介して軸受装置５１２が支持され、この軸受装置の軸線方向の一端が主フレーム１４の前側壁部１４Ａに結合されている。軸受け装置５１２には軸受け５１３及び５１４が設けられており、これらの軸受けにより、中空の主軸５０１がその中心軸線を横方向（水平方向）に向けた状態で回転自在に支持されている。主軸５０１の軸線方向の一端は主フレーム１４の前側壁部１４Ａに設けられた孔を通して、前側壁部１４Ａの前方に配置されたドラム１の底壁部１０２に結合され、主軸５０１の軸線方向の他端は軸受け装置５１２の軸線方向の他端から外部に導出されている。主軸５０１の軸線方向の一端及び他端をそれぞれ主軸５０１の前端及び後端とする。
【００６３】
ベースフレーム１３には主軸駆動用モータ５２０が支持され、軸受け装置５１２の他端から導出された主軸５０１の後端部に取り付けられた歯付きプーリ５２１と、主軸駆動用モータ５２０の回転軸に取り付けられた歯付きプーリ５２２とにタイミングベルト５２３が巻き掛けされている。主軸５０１と、モータ５２０と、歯付きプーリ５２１及び５２２と、タイミングベルト５２３とにより、ドラム１をその中心軸線を回転中心として回転駆動するドラム駆動装置５２５が構成されている。
【００６４】
（２）リニア駆動装置
リニア駆動装置は、ドラム１と中心軸線を共有した状態で、かつ主軸５０１内を軸線方向に貫通した状態で設けられて先端がケーキ押出板に結合され、前記主軸に対しては軸線方向に沿った相対変位のみが許容されたスラスト軸５０２と、スラスト軸５０２を主軸５０１の軸線方向に駆動するスラスト軸駆動機構と、ドラム１の内側にドラムと中心軸線を共有した状態で設けられてスラスト軸５０２にスライド自在に支持された可動支持部材２５と、ケーキ押出板２をスライド自在に貫通してドラム１の中心軸線と平行に延びるように設けられ、一端及び他端がぞれぞれドラム蓋３及び可動支持部材２５に固定されてドラム蓋３及び可動支持部材２５と共にドラムの軸線方向に変位する複数のドラム蓋支持軸２０と、ドラム蓋３が開位置を越えて変位するのを阻止するストッパ機構とを備えている。また本実施形態では、ドラム蓋３を閉位置から開位置に変位させる過程で可動支持部材２５をスラスト軸とともに変位させるために、ドラム蓋３が開位置に到達するまでの間可動支持部材２５をスラスト軸５０２に仮固定しておく可動支持部材仮止め機構と、最終前進位置にあるケーキ押出板２を初期位置に向けて変位させる過程で、ドラム蓋３がケーキ押出板２に接近した状態でケーキ押出板２に追従して変位するのを防ぐために、ケーキ押出板２が可動支持部材２５に接するまでの間ドラム蓋３を給液パイプに仮固定しておくドラム蓋仮止め機構とが設けられる。以下これらの各部について説明する。
【００６５】
（２．１）スラスト軸
スラスト軸５０２は、主軸５０１の中空部内にスライド自在に挿入されている。スラスト軸５０２と主軸５０１との間に許容される相対変位を両軸の軸線方向に沿った変位のみに限定するために、主軸５０１の一部に該主軸の軸線方向に伸びるスロット５３０が形成され、スラスト軸５０２に固定されたキー５３１がスロット５３０にスライド自在に嵌合されている。主軸５０１の前端側及び後端側にそれぞれ配置されたスラスト軸５０２の一端及び他端をそれぞれスラスト軸５０２の前端及び後端とする。
【００６６】
スラスト軸５０２の前端は、主軸５０１の前端から前方に（ドラム側に）突出して、ドラム１の底壁部１０２に形成された孔１０２ｂ（図２参照）を通してドラム１内に導入されている。ドラム１の底壁部１０２に形成された孔１０２ｂの内周面とスラスト軸５０２との間には、スラスト軸受５３２と、ドラム内に供給された原液がスラスト軸５０２と主軸５０１との間に侵入するのを防ぐシール部材５３３とが配置されている。
【００６７】
（２．２）スラスト軸駆動機構
スラスト軸５０２の後端にはナット５３５が、その中心軸線をスラスト軸５０２の中心軸線に一致させた状態で固定されている。スラスト軸５０２の軸心部には、ナット５３５側に開口部を有し、ナット５３５と反対側の端部が閉鎖された第１の孔５０２ｂと、ドラム１側の端部に開口部を有し、ドラム１と反対側の端部が閉鎖された第２の孔５０２ｃとが形成され、ナット５３５に螺合されたねじ棒５３６が第１の孔５０２ｂに挿入されている。第２の孔５０２ｃは、スラスト軸５０２が前進していく過程で図３及び図４に示すように給液パイプ９を受け入れるために設けられたもので、その内部には、耐蝕性を有し、摩擦抵抗が小さい樹脂材料からなる保護チューブ５４０（図２ないし図４参照）が嵌合されている。
【００６８】
ネジ棒５３６は、その後端部側にネジが設けられていない軸部５３６ａを有し、この軸部が、ベースフレーム３に支柱５３７を介して支持されたフレーム５３８に固定された筒状部材５３９を貫通して外部に導出されている。ネジ棒５３６の軸部５３６ａにはスプラインを形成する歯部５３６ｂが形成され、筒状部材５３９の内周に回転自在に支持された歯付きプーリ５４０のボス部の内周に形成された歯部が歯部５３６ｂに噛み合わされることにより、ネジ棒５３６と歯付きプーリ５４０とがスプライン結合されている。
【００６９】
フレーム５３８にはスラスト軸駆動用モータ５４１が固定され、このモー５４１の出力軸に歯付きプーリ５４２が取り付けられている。歯付きプーリ５４２と、ネジ棒５３６にスプライン結合された歯付きプーリ５４０とにタイミングベルト５４３が巻き掛けされ、モータ５４１の回転がベルト５４３を介してネジ棒５３６に伝達されるようになっている。
【００７０】
歯付きプーリ５４０を貫通してドラム１と反対側に導出されたネジ棒５３６の端部にボルト５４５によりフランジ板５４６が固定され、フランジ板５４６と歯付きプーリ５４０との間に、ネジ棒５３６の軸線方向に並べた状態でネジ棒５３６に嵌合された多数の皿バネ５４７が配置されている。皿バネ５４７はネジ棒５３６の軸線方向に圧縮された状態で設けられていて、皿バネ５４７によりネジ棒５３６とスラスト軸５０２とがドラム１の開口方向と反対方向に（図１において右方向に）付勢されている。皿バネ５４７は、ドラム蓋３が閉位置に配置された際に、スラスト軸５０２とケーキ押出板２とドラム蓋支持軸２０とを介してドラム蓋３をドラム１側に付勢して、ドラム蓋３を閉位置に確実に保持する作用をする。
【００７１】
図示の例では、ナット５３５と、ネジ棒５３６と、モータ５４１と、プーリ５４０及び５４２と、ベルト５４３とにより、スラスト軸５０２を主軸５０１に対して前進及び後退させるように駆動するスラスト軸駆動機構５５０が構成されている。
【００７２】
（２．３）スラスト軸駆動機構の動作
図示の駆動装置５において、モータ５２０及び５４１のうち、モータ５２０のみを駆動したとすると、モータ５２０の回転により、主軸５０１が回転させられ、主軸５０２にキー５３１を介して結合されたスラスト軸５０２が主軸５０１とともに回転させられる。スラスト軸５０２が回転することにより、該スラスト軸とともにナット５３５も回転し、該ナット５３５に螺合されているネジ棒５３６も回転させられる。ネジ棒５３６の回転は、プーリ５４０とベルト５４３とを通してプーリ５４２に伝達されるため、モータ５４１の回転軸が回転させられる。この状態では、モータ５４１がモータ５２０の負荷となっており、モータ５４１の回転軸がモータ５２０により回転させられる。このように、モータ５４１がモータ５２０により回転させられる状態では、ネジ棒５３６がナット５３５及びスラスト軸５０２と一緒に回転し、ネジ棒５３６とナッ５３５との間には相対的な回転が生じないため、スラスト軸５０２は主軸９に対してスラスト運動を行わない。
【００７３】
これに対し、モータ５２０を停止させた状態で、モータ５４１を駆動すると、ネジ棒５３６がナット５３５に対して相対的に回転するため、モータ５４１の回転方向に応じてナット５３５が前進または後退し、ナット５３５に固定されているスラスト軸５０２がナット５３５の前進及び後退に伴って前進または後退する。
【００７４】
モータ５２０及び５４１が同時に駆動された時には、主軸５０１の回転速度とネジ棒５３６の回転速度との差に応じて、ネジ棒５３６がナット５３５に対して相対的に回転し、ネジ棒５３６のナット５３５に対する回転方向に応じて、スラスト軸５０２が前進または後退する。このときスラスト軸５０２の変位速度は、ネジ棒５３６の回転速度と主軸５０１の回転速度との差に比例する。従って、ネジ棒５３６の回転速度を主軸５０１の回転速度よりも高くしたり、低くしたりすることにより、スラスト軸５０２を前進又は後退させることができる。
【００７５】
（２．４）ドラム蓋の支持構造
ドラム蓋３は、ドラム１の中心軸線に沿ってケーキ押出板２に対して相対的に変位し得るように設けられる。本実施形態では、ドラム蓋３をドラム１の中心軸線に沿ってケーキ押出板２に対して相対的に変位させることができるようにするため、ドラム１の中心軸線の周囲に複数のドラム蓋支持軸２０が等角度間隔で配置され、各ドラム蓋支持軸２０の一端がドラム蓋３に固定されている。本実施形態では、合計６本のドラム蓋支持軸２０がドラムの中心軸線の周囲に６０度間隔で配置されている。
【００７６】
本実施形態では各ドラム蓋支持軸２０が、中空に（管状に）形成されていて、各ドラム蓋支持軸２０の軸線方向の一端寄りの部分の外周に雄ネジ部２０ａが形成され、各ドラム蓋支持軸２０のネジ部２０ａの基部に隣接する位置に環状の固定金具２１が溶接等により固定されている。６本のドラム蓋支持軸２０の一端をドラム蓋３に固定するため、ドラムの中心軸線の周囲に等角度間隔で並ぶ６個の貫通孔３０６がドラム蓋３を貫通させた状態で設けられ、各貫通孔３０６に各ドラム蓋支持軸２０の一端が挿入されている。各ドラム蓋支持軸２０のドラム蓋３から外側に突出した部分の外周に設けられたネジ部２０ａにナット２２が螺合され、各ドラム蓋支持軸２０に固定された固定金具２１をドラム蓋３の内面に当接させた状態でナット２２が締め付けられることにより、各ドラム蓋支持軸２０の軸線方向の一端がドラム蓋３に締結されている。
【００７７】
各ドラム蓋支持軸２０とケーキ押出板２との間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを許容するため、ケーキ押出板２に各ドラム蓋支持軸２０をゆるく貫通させる孔部２ｅが形成され、孔部２ｅの内周に固定されたスラスト軸受２３が各ドラム蓋支持軸２０にスライド自在に接触させられている。
【００７８】
また６本のドラム蓋支持軸２０のそれぞれの他端側をスラスト軸５０２に対して支持するために、スラスト軸５０２の外周にスライド自在に支持された可動支持部材２５が６本のドラム蓋支持軸２０に対して共通に設けられ、この可動支持部材２５に６本のドラム蓋支持軸２０の他端が固定されている。
【００７９】
図示の可動支持部材２５は、円形の輪郭形状を有するディスク状の金属部材からなっていて、その中央部にスラスト軸５０２をゆるく貫通させる孔部２５ａを有し、孔部２５ａの周囲に、６本のドラム蓋支持軸２０の他端をそれぞれ圧力嵌めする６個の孔部２５ｂを有している。
【００８０】
可動支持部材２５は、各孔部２５ｂに対応するドラム蓋支持軸２０の他端を圧力嵌めした状態で、その中央の孔部２５ａの内周に固定されたスラスト軸受２６を、孔部２５ａを貫通させたスラスト軸５０２の外周に接触させることによりスラスト軸５０２の外周にスライド自在に支持されている。ドラム蓋３は、ドラム蓋支持軸２０と可動支持部材２５とを介してスラスト軸５０２に支持されている。
【００８１】
（２．５）ストッパ機構
ドラム蓋３が設定された開位置（図３及び図４に示した位置）を越えてドラム１の前方（ドラム１から離れる方向）に変位するのを阻止するためにストッパ機構が設けられる。本実施形態では、ストッパ機構を構成するために、各ドラム蓋支持軸２０の中空部内にドラム１の中心軸線と平行に伸びるガイド軸２７がスライド自在に嵌合され、各ガイド軸２７の一端がドラム１の底壁部１０２に固定されている。図示の例では、各ガイド軸２７の一端に雄ネジ部２７ａが設けられていて、該雄ネジ部２７ａがドラム１の底壁部１０２に設けられたネジ孔に螺合されることにより各ガイド軸２７がドラムの底壁部１０２に固定されている。
【００８２】
また可動支持部材２５の外周寄りの部分と、可動支持部材２５に固定されたドラム蓋支持軸２０とを貫通させた孔に、中心軸線をドラム１の径方向に向けた筒体２８が嵌着され、この筒体２８内にピストン状のストッパ２９がスライド自在に嵌合されている。ストッパ２９は、ドラム１の径方向に沿って、ガイド軸２７側に向かう方向とガイド軸２７から離れる方向とに変位し得るように変位方向が規制された状態で可動支持部材２５に支持されていて、筒体２８内に設けられたバネ３０により、各ストッパ２９がガイド軸２７側に付勢されている。またガイド棒２７の先端寄りの部分の外径が縮小されることにより、ガイド棒２７の先端寄りの部分にストッパ係合部２７ｂが形成されている。
【００８３】
本実施形態では、先端寄りの部分にストッパ係合部２７ｂが形成されて、ドラム蓋支持軸２０内にスライド自在に嵌合されたガイド軸２７と、ドラム１の径方向に沿ってガイド軸２７側に向かう方向とガイド軸２７から離れる方向とに変位し得るように変位の方向が規制された状態で可動支持部材２５にスライド自在に支持されたストッパ２９と、ストッパ２９をガイド軸２７側に付勢するバネ３０とにより、ドラム蓋３が設定された開位置を越えて変位するのを阻止するストッパ機構が構成されている。
【００８４】
上記のようにストッパ機構を構成しておくと、ドラム蓋３がドラム１の開口部から離れる方向に変位していく過程で設定された開位置の手前に位置している間は、ストッパ２９がガイド軸２７のストッパ係合部２７ｂ以外の部分に接した状態を保持して、ドラム蓋支持軸２０がドラム蓋３とともにドラムの軸線方向に変位するのを許容するが、図３に示したようにドラム蓋３が設定された開位置に達すると、ストッパ２９がガイド軸２７に設けられたストッパ係合部２７ｂに係合してドラム蓋支持軸２０及びドラム蓋３がドラムの底壁部１０２から離れる方向に変位するのを阻止するため、ドラム蓋３が設定された開位置を越えて更に前方に変位するのを阻止することができる。
【００８５】
なお本実施形態において、６本のドラム蓋支持軸２０のすべてに対して筒体２８内に支持されてバネ３０で付勢されたストッパ２９を設けてストッパ機構を構成してもよいが、一部のドラム支持軸２０（例えば一つ置きに配置された３本のドラム支持軸）のみに対してストッパ２９を設けてストッパ機構を構成し、他のドラム支持軸２０には単にガイド軸２７を嵌合させるだけの構造にすることもできる。
【００８６】
（２．６）可動支持部材仮止め機構
可動支持部材仮止め機構は、スラスト軸５０２がケーキ押出板２を初期位置から最終前進位置に向けて変位させる過程で、ドラム蓋３が閉位置から開位置に変位するまでの間可動支持部材２５とスラスト軸５０２との間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを阻止するべく可動支持部材２５をスラスト軸５０２に仮固定し、ドラム蓋３が開位置に達した後は可動支持部材２５とスラスト軸５０２との間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを許容するべく可動支持部材２５のスラスト軸５０２に対する仮固定を解除する機構である。
【００８７】
本実施形態では、可動支持部材２５に取り付けられた第１のプランジャ４１と、この第１のプランジャの可動子を嵌合させるためにスラスト軸５０２側に設けられた凹部４４とにより、可動支持部材仮止め機構が構成されている。図示の例では、スラスト軸５０２の径方向に伸びていて一端がスラスト軸５０２側に開口した中空部が可動支持部材２５に形成されていて、この中空部内に、第１のプランジャ４１が組み込まれている。第１のプランジャ４１は、スラスト軸５０２の径方向に変位自在に設けられて先端がスラスト軸５０２に接触させられた可動子４２と、可動子４２をスラスト軸５０２側に付勢するバネ４３とを備えた公知のものである。第１のプランジャ４１の可動子４２としてはピンやボールが用いられるが、図示の例では先端に丸味が付けられたピンが可動子４２として用いられている。
【００８８】
スラスト軸５０２の先端部寄りの部分には、第１のプランジャ４１の可動子４２の先端を嵌合させる凹部４４が形成されており、可動支持部材２５がケーキ押出板２に接した状態で配置されているときに第１のプランジャ４１の可動子４２が凹部４４に嵌合して、可動支持部材２５をスラスト軸５０２に仮固定するようになっている。
【００８９】
なお本明細書において、可動支持部材２５をスラスト軸５０２に仮固定するとは、可動支持部材２５とスラスト軸５０２との間に軸線方向に沿った相対変位が生じるのを一時的に（解除可能な状態で）阻止することを意味する。可動支持部材２５は、スラスト軸５０２に仮固定されている間、スラスト軸５０２とともに回転しながら、スラスト軸５０２とともにドラムの軸線方向に変位させられる。
【００９０】
スラスト軸５０２がケーキ押出板２を最終前進位置に向けて変位させる過程で、ストッパ機構により、ドラム蓋３の変位が阻止されるまでの間は、第１のプランジャ４１の可動子４２と第１の凹部４４との嵌合により可動支持部材２５がスラスト軸５０２に仮固定されている（可動支持部材２５とスラスト軸５０２との間に軸線方向に沿った相対変位が生じることがないようにされている）ため、スラスト軸５０２の変位に伴って可動支持部材２５も変位し、この可動支持部材の変位によりドラム蓋３が開位置に向けて変位させられる。
【００９１】
ドラム蓋３が開位置に達すると、前述のストッパ機構が働いてドラム蓋３の変位が阻止されるため可動支持部材２５の変位も阻止される。可動支持部材２５の変位が阻止されると、スラスト軸５０２から第１のプランジャ４１の可動子４２に与えられる力により可動子４２が凹部４４から離脱させられるため、可動支持部材２５のスラスト軸への仮固定が解除され、スラスト軸５０２と可動支持部材２５との間に軸線方向の相対変位が生じるのが許容されるようになる。従ってスラスト軸５０２は、ドラム蓋３が設定された開位置に停止させられ、可動支持部材２５が停止させられた後も前進を続けて、ケーキ押出板２を最終前進位置まで変位させる。
【００９２】
本実施形態では、第１のプランジャ４１と凹部４４とにより、可動支持部材仮止め機構が構成されている。この可動支持部材仮止め機構においては、ドラム１の軸線方向に沿った可動支持部材２５の変位が許容されている状態でスラスト軸５０２がドラムの軸線方向に駆動された際に、プランジャ４１の可動子４２が凹部４４と嵌合した状態を維持し、ドラム１の軸線方向に沿った可動支持部材２５の変位が阻止された状態でスラスト軸５０２がドラムの軸線方向に駆動された際に、スラスト軸５０２からプランジャ４１の可動子４２に作用する力により可動子４２が凹部４４から外されるように、プランジャ４１の可動子４２を付勢するバネ４３の付勢力が設定される。
【００９３】
ストッパ機構によりドラム蓋３及び可動支持部材２５の変位が阻止された際に第１のプランジャの可動子４２を第１の凹部４４から離脱させるためにスラスト軸５０２から第１のプランジャの可動子４２に与える力を適宜に調整することができるようにするため、バネ４３の付勢力を調整する手段（図示せず。）を設けておくのが好ましい。また第１のプランジャ４１は複数個設けて、該複数のプランジャをスラスト軸５０２の周囲に等角度間隔で並ぶように配置しておくのが好ましい。
【００９４】
（２．７）ドラム蓋仮止め機構
ドラム蓋仮止め機構は、ドラム蓋３が開位置にあるとき及びケーキ押出板２が最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程で可動支持部材２５に接するまでの間ドラム蓋３を開位置に保持するためにドラム蓋を給液パイプ９に仮固定し、ケーキ押出板２が最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程で可動支持部材２５に接して可動支持部材２５をドラム１の底壁部１０２側に押した際にドラム蓋３が閉位置に向けて変位するのを許容するためにドラム蓋３の給液パイプ９への仮固定を解除する機構である。ケーキ押出板２が最終前進位置から初期位置に向けて変位する過程で可動支持部材２５に接するまでの間ドラム蓋３を開位置に保持するのは、図４に示されているように反転されたフィルタ４をドラム１内に戻す動作を円滑に行わせるためである。
【００９５】
本実施形態では、ドラム蓋仮止め機構が、給液パイプ９の径方向に変位自在な可動子と該可動子を給液パイプ９側に付勢するバネとを備えた第２のプランジャ４５と、第２のプランジャ４５の可動子を嵌合させるために給液パイプ９の周方向に伸びるようにして給液パイプ側に設けられた溝部４９とにより構成されている。図示の例では、ドラム蓋３の中心部寄りの部分の外側に、第２のプランジャ４５が取り付けられている。第２のプランジャ４５は、可動子４６と、可動子４６を付勢するバネ４７とをケーシング４８内に収容して、可動子４６の先端をケーシング４８の先端から突出させた構造を有する公知のものである。可動子４６は先端に丸味が付けられたピンでもよく、ボール（球体）でもよいが、図示の例では可動子４６としてボールが用いられている。第２のプランジャ４５は、その可動子４６の先端（ケーシング４８から外部の突出した部分）を給液パイプ９側に向けた状態でドラム蓋３に取り付けられていて、その可動子４６の先端が給液パイプ９に接触させられている。給液パイプ９の外周には、ドラム蓋３が開位置（図３及び図４に示した位置）にあるときに第２のプランジャ４５の可動子４６の先端を嵌合させる溝部４９が形成されている。ドラム蓋３が開位置にあるときに給液パイプ９とドラム蓋３とがそれぞれの回転方向に対して如何なる位置関係にある場合でも、可動子４５を溝部４９に嵌合させることができるようにするため、溝部４９は、給液パイプ９の周方向に連続的に伸びるように設けられている。第２のプランジャ４５も複数個設けて、該複数の第２のプランジャを給液パイプ９の周囲に等角度間隔で配置しておくのが好ましい。
【００９６】
本実施形態で用いるドラム蓋仮止め機構においては、スラスト軸５０２が後退運動（図４において右方向へ移動する運動）を行って、ケーキ押出板２を最終前進位置（図４に示した位置）から初期位置（図２に示した位置）に向けて後退させる過程で、図３に示すようにケーキ押出板２が可動支持部材２５に接するまでの間第２のプランジャ４５の可動子４６の先端が溝部４９に嵌合した状態を保持してドラム蓋３を開位置に留まらせ、図３に示すようにケーキ押出板２が可動支持部材２５に接して、可動支持部材２５をドラム１の底壁部１０２側に押した際に、第２のプランジャ４５の可動子４６が溝部４９から外れて、ドラム蓋３の閉位置側への変位を開始させるように、第２のプランジャ４５の可動子４６を付勢するバネ４７の付勢力が設定される。
【００９７】
実際の遠心分離機には、ドラム１やケーシング７内及び前カバー８内等を洗浄する洗浄装置などの付属部品が更に設けられるがこれらについての説明は省略する。
【００９８】
＜リニア駆動装置の動作＞
上記のように構成して、図２に示すようにドラム蓋３及びケーキ押出板２がそれぞれ閉位置及び初期位置にある状態でスラスト軸５０２を前進させる（図２において左方に変位させる）と、スラスト軸５０２により直接駆動されるケーキ押出板２が最終前進位置に向けて変位すると同時に、可動支持部材２５がケーキ押出板２に追従して変位するため、可動支持部材２５にドラム蓋支持軸２０を介して接続されているドラム蓋３が開位置に向けて変位する。ケーキ押出板２の変位に伴ってフィルタ４が反転させられる。  
【００９９】
ドラム蓋３が図３に示す開位置に達すると、ストッパ２９がストッパ係合部２７ｂに係合してドラム蓋３の変位を阻止するため、ドラム蓋３が開位置に停止させられる。ドラム蓋３が開位置で停止した後更にスラスト軸５０２を前進させると、スラスト軸５０２の先端に結合されているケーキ押出板２が、停止しているドラム蓋３に向かって変位して図４に示す最終前進位置に到達し、フィルタ４が完全に反転して裏返しにされた状態になる。この間ドラム蓋３は開位置に停止したままの状態に保持される。
【０１００】
なお図３は、ドラム１内にケーキが存在しない状態でケーキ押出板２をドラム１の開口方向に移動させた状態を示している。ドラム１内にケーキが存在しない状態でドラム蓋３及びケーキ押出板２をドラム１の開口方向に移動させた場合には、ケーキ押出板２がドラム１の開口部まで移動する過程で図３に示すようにフィルタ４がドラム１内で折り返されるが、実際にドラム１内に原液を供給して固液分離処理を行った後にドラム１内に形成されたケーキを回収する際には、ドラム蓋３が開位置に向けて移動していく過程でフィルタ４の内側に堆積しているケーキＣ（図２参照）がケーキ押出板２によりドラム外に押し出され、ドラム外に押し出されるケーキＣとともにフィルタ４もドラム外に押し出されるため、フィルタ４はドラム１の外側で折り返されていくことになる。
【０１０１】
遠心分離機の軸線方向寸法をできるだけ短くするため、図４に示すように、ケーキ押出板２を最終前進位置まで変位させたときに、ケーキ押出板２に一体化されて該ケーキ押出板とともに変位する部分のドラム蓋３側の端部（図示の例ではスラスト軸５０２の先端の外フランジ５０２ａ及び軸受２３の端部）がドラム蓋２又はドラム蓋２に一体化されている部分に接した状態になるように、ドラム蓋３の開位置及びケーキ押出板２の最終前進位置を設定しておくのが好ましい。
【０１０２】
ケーキ押出板２が最終前進位置に達したときにスラスト軸５０２の前進動作を停止させる。ケーキ押出板２が最終前進位置に達したときにスラスト軸５０２の前進を停止させるには、例えば、ケーキ押出板２が最終前進位置に達した時に検出動作を行う位置検出手段を設けて、この位置検出手段が検出動作を行った時にスラスト軸駆動機構によるスラスト軸の駆動を停止させるようにすればよい。ケーキ押出板２が最終前進位置に達した時に検出動作を行う位置検出手段としては、例えば、ケーキ押出板２が最終前進位置に達した時にケーキ押出板２又はケーキ押出板とともに変位をする適宜の部材に係合して検出動作を行うリミットスイッチを用いることができる。ケーキ押出板２を最終前進位置まで変位させたときに、ケーキ押出板２に一体化されている部分がドラム蓋２又はドラム蓋２に一体化されている部分に接した状態になるように、ドラム蓋３の開位置及びケーキ押出板２の最終前進位置を設定する場合には、ケーキ押出板２に一体化されている部分がドラム蓋２又はドラム蓋２に一体化されている部分に接したときに動作するように設けられたリミットスイッチを上記位置検出手段として用いることができる。
【０１０３】
固液分離処理を終了し、ドラム内のケーキを排出した後、ケーキ押出板２及びドラム蓋３をそれぞれ初期位置及び閉位置に戻し、フィルタ４をドラム内に戻す際には、図４に示したように、ケーキ押出板２及びドラム蓋３がそれぞれ最終前進位置及び開位置にある状態からスラスト軸５０２を後退させる。ドラム蓋仮止め機構によりドラム蓋３が開位置に仮固定されているため、スラスト軸５０２を後退させると、最初はドラム蓋３が開位置に留まった状態で、ケーキ押出板２のみがドラム１側に移動していき、フィルタ４をドラム１内に戻していく。ケーキ押出板２が初期位置に向けて変位して、フィルタ４をドラム１内に戻していく過程では、ドラム蓋３が開位置に留まっていて、フィルタ４に干渉することがないため、フィルタ４をドラム内に戻す動作を円滑に行わせることができる。
【０１０４】
図３に示したように、ケーキ押出板２が可動支持部材２５に接して、可動支持部材２５をドラム１の底壁部側に押すと、第２のプランジャ４５の可動子４６が溝部４９から外されるため、ドラム蓋３の給液パイプへの仮固定が解除されて、ドラム蓋３及び可動支持部材２５がドラム１の底壁部側に変位し得るようになる。従って、スラスト軸５０２の変位に伴って、ドラム蓋３、ケーキ押出板２及び可動支持部材２５がドラムの底壁部側に移動させられ、図２に示すよう、ドラム蓋３及びケーキ押出板２がそれぞれ閉位置及び初期位置に復帰させられる。
【０１０５】
＜固液分離処理を行う際の動作＞
次に、上記の実施形態の遠心分離機を用いて固液分離処理を行う際の動作について説明する。原液を液分とケーキ分とに分離する固液分離処理を行う際には、ドラム蓋３を閉位置に位置させ、ケーキ押出板２を初期位置に位置させた状態で、主軸５０１をスラスト軸５０２とともに高速回転させ、ドラム１、ケーキ押出板２及びドラム蓋３を高速回転させる。このときベアリング部材３０６とスラスト軸５０２との間の摩擦によってスラスト軸５０２から給液パイプ９に伝達されるトルクにより給液パイプ９が回転させられる。給液パイプ９は、最終的にはドラム１同じ回転速度で回転させられる。
【０１０６】
ドラム１、ケーキ押出板２及びドラム蓋３を給液パイプ９とともに高速回転させた状態で、給液パイプ９を通してドラム１内に原液を供給する。高速回転しているドラム１内に原液を供給すると、遠心力により原液が液分とケーキ分とに分離され、液分はフィルタ４とドラムの周壁部１０１に設けられた透過孔ｈとを通してドラム外に排出されるため、ドラム１の周壁部１０１の内側に配置されたフィルタ９の内側にケーキＣ（図２参照）が層をなして堆積していく。
【０１０７】
給液パイプ９を通してドラム１内に所定量の原液を供給したところで原液の供給を停止させ、ドラム１を高速回転させた状態を一定時間の間維持して、ケーキ内に含まれる液分をドラム外に排出する脱液工程を行う。脱液工程が終了した後、給液パイプ９を通してドラム内に洗浄液を供給してケーキを洗浄する洗浄工程を行い、洗浄液を離脱させる脱液工程を行う。次いで必要に応じてケーキを乾燥する乾燥工程を行った後、ドラム１内のケーキを回収するケーキ回収工程を行う。
【０１０８】
ケーキ回収工程では、ドラム１及びスラスト軸５０２を回転させた状態で、スラスト軸５０２を前進させ、このスラスト軸の変位に伴って、スラスト軸の前端に直結されているケーキ押出板２を前面カバー８内に設定された最終前進位置に向けて変位させる。最終前進位置に向けて変位するケーキ押出板２によりドラム内のケーキを押してドラム１の開口部から前面カバー８内に排出させ、ケーキ排出シュート８Ａから外部に排出させる。
【０１０９】
またスラスト軸５０２の変位に伴って変位させられる可動支持部材２５によってドラム蓋３を押すことにより、又はケーキ押出板２により押し出されるケーキによってドラム蓋３を押すことにより、ドラム蓋３を開位置に向けて変位させる。ドラム蓋３は、前面カバー８内に設定された開位置（図３に示した位置）に達したところでストッパ機構によりその変位が阻止されるため、設定された開位置に保持される。ドラム蓋３が開位置で停止した後もスラスト軸５０２を前進させて、ケーキ押出板２を前面カバー８内に設定された最終前進位置（図４に示す位置）まで変位させ、フィルタ４を完全に反転させた状態にする。この状態でドラム１の回転によって生じる遠心力によりフィルタ４に付着しているケーキを前面カバー８内にふるい落とす。
【０１１０】
ケーキ回収工程を終了した後、図示しない洗浄液噴射ノズルからケーキが付着していた各部に洗浄液を吹き付けて各部の洗浄を行う。各部の洗浄が終了した後、スラスト軸５０２を後退させて、ケーキ押出板２をドラム１の底壁部１０２側に後退させ、ケーキ押出板２が可動支持部材２５に接して該可動支持部材２５をドラムの底壁部側に押したときにドラム蓋仮止め機構を構成している第２のプランジャ４５の可動子４６を溝部４９から外してドラム蓋３の仮固定を解除する。このようにしてドラム蓋３の仮固定を解除してドラム蓋３がケーキ押出板２に対して相対的に変位し得る状態にした後、スラスト軸５０２によりケーキ押出板２と可動支持部材２５とをドラム１の底壁部１０２側に移動させて、ドラム蓋３を閉位置に到達させ、ケーキ押出板２を初期位置に到達させる。
【０１１１】
上記の実施形態のように構成すると、ドラム蓋３及びケーキ押出板２がそれぞれ開位置及び最終前進位置にあるときのドラム蓋とケーキ押出板との間の距離を、ドラム蓋３及びケーキ押出板２がそれぞれ閉位置及び初期位置にあるときのドラム蓋とケーキ押出板との間の距離未満になるようにドラム蓋の開位置を設定することができるため、ケーキ回収時にドラム１の前方でドラム蓋及びケーキ押出板を回転させるために前面カバー８内に確保しておく必要があるスペースを縮小して、フィルタ反転式遠心分離機の小形化を図ることができる。
【０１１２】
また上記のように構成すると、ケーキ押出板２を最終前進位置まで前進させてフィルタ４を反転させた際にドラム蓋３をケーキ押出板２に近い位置に配置することができ、ドラム蓋３をケーキ押出板２に接近させた状態でドラム蓋３及びケーキ押出板２を回転させることができるため、フィルタ４を反転させてケーキを回収する際に生じる機械的振動を抑制することができる。従ってフィルタ反転式遠心分離機の動作音の低減を図ることができるだけでなく、ケーキ回収時に生じる振動によりドラム蓋及びケーキ押出板を含む構造体の機械的な寿命が短くなるのを防ぐことができる。
【０１１３】
＜本発明の他の実施形態＞
上記の実施形態では、一端がドラムの底壁部１０２に固定されたガイド軸２７をドラム蓋支持軸２０の中空部内にスライド自在に嵌合させておいて、ガイド軸２７に形成されたストッパ係合部２７ｂと、ドラム１の径方向に沿ってガイド軸２７側に向かう方向とガイド軸２７から離れる方向とに変位し得るように変位の方向が規制された状態で可動支持部材２５にスライド自在に支持されたストッパ２９と、ストッパ２９をガイド軸２７側に付勢するバネとによりドラム蓋３が開位置を越えてドラムの底壁部から離れる方向に変位するのを阻止するストッパ機構を構成したが、本発明は、ストッパ機構を上記の実施形態のように構成する場合に限定されない。
【０１１４】
例えば、図５に示したように、ドラム蓋３が設定された開位置に達したときにドラム蓋３に接してドラム蓋３が開位置を越えてドラムから離れる方向に変位するのを阻止するストッパ５０を給液パイプ９に固定することによりストッパ機構を構成するようにしてもよい。
【０１１５】
図５に示した実施形態では、ストッパ５０が、給液パイプ９の外周に嵌合されたリング状の部材からなっていて、該リング状のストッパ５０が、開位置にあるドラム蓋３の外側面（ドラム１の開口部と反対側の面）に接するように位置決めされて、適宜の手段により給液パイプ９に対して固定されている。
【０１１６】
また図５に示した実施形態では、第２のプランジャ４５がドラム蓋３の外側面に取り付けられ、第２のプランジャ４５の可動子４６を嵌合させる溝部４９が、給液パイプ９の外周ではなく、ストッパ５０の外周に形成されている。
【０１１７】
本実施形態では、図２ないし図４に示した実施形態で必要としたガイド軸２７が省略されていて、ドラム蓋支持軸２０が中実に形成され、該ドラム蓋支持軸２０の一端及び他端がそれぞれドラム蓋３及び可動支持部材２５に固定されている。可動支持部材２５にはストッパ２９が取り付けられておらず、第１のプランジャ４１のみが取り付けられている。図５に示した実施形態のその他の構成は図２ないし図４に示した実施形態と同様である。
【０１１８】
本実施形態のように構成すれば、図２ないし図４に示した実施形態のようにガイド軸２７及びストッパ２９を設けてストッパ機構を構成する必要がないので、構造の簡素化を図ることができる。
【０１１９】
＜変形例＞
図５に示した例では、第２のプランジャ４５をドラム蓋３に取り付け、第２のプランジャ４５の可動子４６を嵌合させる溝部４９をストッパ５０の外周に形成しているが、本発明はこのように第２のプランジャ４５及び溝部４９を設ける場合に限定されない。例えば、ストッパ５０に第２のプランジャ４５を上向きにして取り付け、ストッパ５０を同心的に取り囲む環状部材をドラム蓋３の外側面に固定して、この環状部材の内周に、第２のプランジャ４５の可動子を嵌合させる溝部４９を形成するようにしても良い。
【０１２０】
上記の各実施形態では、最終前進位置にあるケーキ押出板２を初期位置に戻す際に、ケーキ押出板２が可動支持部材２５に接するまでの間、ドラム蓋３を開位置に留めておくために、ドラム蓋３と給液パイプ９との間に第２のプランジャ４５と、第２のプランジャ４５の可動子を嵌合させる溝部４９とを有するドラム蓋仮止め機構を設けたが、ケーキ押出板２を初期位置に戻す際に、ドラム蓋３がケーキ押出板２に追従して変位してもフィルタ４を円滑にドラム内に戻すことができる場合には、ドラム蓋仮止め機構を省略することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１  ドラム
１０１  ドラムの周壁部
１０２  ドラムの底壁部
１０３  ドラムの開口部
２  ケーキ押出板
３  ドラム蓋
４  フィルタ
５  ドラム、ドラム蓋及びケーキ押出板を駆動する駆動装置
５０１  主軸
５０２  スラスト軸
５２０  主軸駆動用モータ
５２５  ドラム駆動装置
５３５  ナット
５３６  ネジ棒
５４１  スラスト軸駆動用モータ
５５０  スラスト軸駆動機構
７  ケーシング
８  前面カバー
９  給液パイプ
１０  ロータリジョイント
２０  ドラム蓋支持軸
２５  可動支持部材
２６  スラスト軸受
２７  ガイド軸
２７ａ  ストッパ係合部
２９  ストッパ
４１  第１のプランジャ
４２  可動子
４３  バネ
４４  可動子４２を嵌合させる凹部
４５  第２のプランジャ
４６  可動子
４７  バネ
４９  可動子４６を嵌合させる溝部
５０  ストッパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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