(57)【要約】【課題】大掛かりな設備構成とすることなくコンパクトな構成にでき、それでいて各種成分の所定量の送給を自動化可能とし、成分配合を変更する際にも、異種成分の混入を確実に少なくできる自動混合弁およびこれを備えたタンクを提供する。【解決手段】一端に開口部１Ａを有すると共に複数の液状成分導入口１ａ〜１ｄを設けた筒状のバルブハウジング１と、このバルブハウジング１に収納されてバルブハウジング１内を摺動可能な切り換えバルブ本体２と、この切り換えバルブ本体２に接続されて、切り換えバルブ本体２を前後動可能にするエアーシリンダー３と、このエアーシリンダー３を構成する駆動軸５と接続されて、切り換えバルブ本体２を駆動軸５周りに旋回させる旋回手段６とを有する。切り換えバルブ本体２が、複数の液状成分導入口１ａ〜１ｄから導入される液状成分を個別に開口部１Ａに排出可能な経路２ａを形成している自動混合弁。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有すると共に複数の液状成分導入口を設けた筒状のバルブハウジングと、このバルブハウジングに収納されてバルブハウジング内を摺動可能な切り換えバルブ本体と、この切り換えバルブ本体に接続されて、切り換えバルブ本体を前後動可能にする前後動駆動手段と、この前後動駆動手段を構成する駆動軸と接続されて、前記切り換えバルブ本体を駆動軸周りに旋回させる旋回手段とを有していて、前記切り換えバルブ本体が、複数の前記液状成分導入口から導入される液状成分を個別に前記開口部に排出可能な経路を形成している自動混合弁。
【請求項２】
前記切り換えバルブ本体に形成されている経路が、前記切り換えバルブ本体の外周面の一部が切り欠かれて、１種類の液状成分導入口と前記バルブハウジングの開口部とを結ぶようになっていると共に、前記前後動駆動手段がエアーシリンダーである請求項１記載の自動混合弁。
【請求項３】
請求項１又は２記載の自動混合弁の１又は複数個を取り付けたタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動混合弁およびこれを備えたタンクに関し、詳しくは、硬質ポリウレタン発泡原液などの各種成分の所定量の送給を自動化可能にする自動混合弁およびこれを備えたタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種建築構造材や、産業用断熱外壁などとして硬質ポリウレタンフォームパネルが多用されている。この硬質ポリウレタンフォームパネルを製造する場合、上下面材の間に硬質ポリウレタンフォームを発泡させてサンドイッチ状にしたラミネートパネルに成形されるが、連続式の製造ラインでサンドイッチ状にしてから所定長さに裁断して製造する方法と、予め配置された型内の下面材上に硬質ポリウレタン発泡原液を注入した後、上面材をラミネートするバッチ式で製造する方法とがある（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
いずれの場合も、硬質ポリウレタン発泡原液となるポリオール成分とイソシアネート成分を、ミキシングヘッドから吐出直前に所定の割合に均一混合し、この混合液を下面材上に吐出した後、上面材を被覆し、所定厚みの形状に保持し冷却固化して、上下両面材の間に硬質ポリウレタンフォームを配置した硬質ポリウレタンフォームパネルを製造する。
【０００４】
これらポリオール成分やイソシアネート成分も多種類の有効成分が所定割合だけ配合されて構成されており、これらをミキシングヘッドに送給する前にも各種有効成分の所定量を配合して、均一混合する必要がある。
【０００５】
そこで、各種成分の所定量をタンクに投入した後、撹拌機にて十分に撹拌し、この均一撹拌された混合液をミキシングヘッドに送給して吐出する。その場合、混合成分が多種類であると、タンクへの配管数は多くなり、しかもそれぞれの配管に供給量を調整するバルブが取り付けられているため、全体として、かなり大掛かりな設備構成とならざるをえない。
【０００６】
更に、各種成分を所定量だけ投入して混合する工程を自動化すべく、複数の液状成分の配管を共用し、自動バルブを兼用して使用するようにすると、成分配合を切り換える際に、異種成分が混入して品質上の問題を生じるため、配管あるいはバルブ内の清掃を、吐出する毎に十分に行う必要があり、多大な労力を要する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１４５５５８号公報
【特許文献２】特開２００５−２１９３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、大掛かりな設備構成とすることなくコンパクトな構成にでき、それでいて各種成分の所定量の送給を自動化可能とし、成分配合を変更する際にも、異種成分の混入を確実に少なくできる自動混合弁およびこれを備えたタンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る自動混合弁の特徴構成は、一端に開口部を有すると共に複数の液状成分導入口を設けた筒状のバルブハウジングと、このバルブハウジングに収納されてバルブハウジング内を摺動可能な切り換えバルブ本体と、この切り換えバルブ本体に接続されて、切り換えバルブ本体を前後動可能にする前後動駆動手段と、この前後動駆動手段を構成する駆動軸と接続されて、前記切り換えバルブ本体を駆動軸周りに旋回させる旋回手段とを有していて、前記切り換えバルブ本体が、複数の前記液状成分導入口から導入される液状成分を個別に前記開口部に排出可能な経路を形成していることにある。
【００１０】
この構成によれば、大掛かりな設備構成とすることなく、切り換えバルブ本体を回転駆動させることにより、複数の液状成分を個別に順次排出することができ、しかも、排出する毎に前後動駆動手段を作動させて切り換えバルブ本体を前後動させることにより、バルブハウジング内の液状成分を排出できるので、バルブハウジング内に液状成分を残留するのを確実に抑えることができる。のみならず、液状成分の定量供給や前後動駆動手段の前後動、あるいは旋回手段による旋回駆動などは自動化が容易となる。なお、本明細書において液状成分とは、液体のみならず固液混合体などの流体を含む概念として用いる。
【００１１】
その結果、大掛かりな設備構成とすることなくコンパクトな構成にでき、それでいて各種成分の所定量の送給を自動化可能とし、成分配合を変更する際にも、異種成分の混入を確実に少なくできる自動混合弁およびこれを備えたタンクを提供することができた。
【００１２】
前記切り換えバルブ本体に形成されている経路が、前記切り換えバルブ本体の外周面の一部が切り欠かれて、１種類の液状成分導入口と前記バルブハウジングの開口部とを結ぶようになっていると共に、前記前後動駆動手段がエアーシリンダーであることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、成分配合を切り換えて変更する際にも、異種成分の混入を一層確実に少なくでき、しかも切り換えバルブ本体の加工が容易であり、製造コストを低減できると共に、前後動駆動手段としてエアーシリンダーを用いると前後動範囲を大きくでき、切り換えバルブ本体の前後動により、一層確実にバルブハウジング内の残留成分を排出できる。
【００１４】
更に、本発明にかかるタンクの特徴構成は、請求項１又は２記載の自動混合弁の１又は複数個を取り付けたことにある。
【００１５】
この構成によれば、大掛かりな設備構成とすることなくコンパクトな構成にでき、それでいて各種成分の所定量の送給を自動化可能とし、成分配合を変更する際にも、異種成分の混入を確実に少なくできる自動混合弁を備えたタンクを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る自動混合弁の概略横断面構造であり、図２（イ）、（ロ）は図１のII−II断面構造を示す。
【００１７】
この自動混合弁は、図１に示すように、液状成分を混合するタンクの液状成分受入口（図示略）に接続可能になっていて、一端に開口部１Ａを有する筒状をしたバルブハウジング１と、このバルブハウジング１に収納され内周面に摺動可能に摺接している、棒状をしたロッド式の切り換えバルブ本体２と、この切り換えバルブ本体２の後端側に接続されて、切り換えバルブ本体２を前後動可能にするエアシリンダー（前後動駆動手段に相当）３と、このエアシリンダー３を構成する駆動軸５と接続されて、この駆動軸５を旋回させることにより、切り換えバルブ本体２を駆動軸５の周りに旋回させる旋回用モーターを内蔵した旋回手段６と、等を備えて構成されている。
【００１８】
バルブハウジング１の外周面には、その長さ方向中間箇所に、液状成分を導入すべく導入口１ａ〜１ｄが円周方向に４箇所、略等間隔で形成されていて、それぞれの導入口１ａ〜１ｄには、液状成分供給源（図示略）と接続している配管４ａ〜４ｄが溶接などの方法により取り付けられている。このように、本実施形態の場合、４種類の液状成分Ａ〜Ｄが順次導入可能になっているが、もとより導入口の数はこれに限定されるものではなく、２〜３箇所あるいは、５箇所以上設けてもよい。なお、図番１Ｂは、タンクに形成されたフランジ（図示略）との接続を容易にするためのフランジである。
【００１９】
切り換えバルブ本体２は、図１、２にその断面構造を示すように、その外周面が回転可能にバルブハウジング１の内周面に摺接していると共に、外周面の一部が切り欠かれていて、４種類の成分の内、１種類の導入口１ａとバルブハウジング１の開口部１Ａとを結ぶ経路２ａを形成している。そして、旋回用モーターの旋回動作によって、４種類の液状成分の導入口に対して、順次連通するように切り換えられるようになっている。
【００２０】
その場合、液状成分の１をタンクに排出した後、排出した液状成分の一部が経路２ａ内に残留することがあるので、エアシリンダー３の駆動軸５を前方へ駆動することにより、これと接続している切り換えバルブ本体２を前方に押し出し、液状成分を確実にタンク側に押し出した後、エアシリンダー３の駆動軸５を後退させるようにする。このようにすれば、切り換えバルブ本体２とバルブハウジング１の内周面との間に形成されている経路２ａ内の液状成分は、略確実に排出されることになる。
【００２１】
図２（イ）は、液状成分Ａを、経路２ａを介してタンク内に導入する状態を示す。液状成分Ａの導入が終わると、エアシリンダー３の駆動軸５を前方へ駆動して切り換えバルブ本体２を前方に押し出し、液状成分Ａを経路２ａから確実に排出する。
【００２２】
ついで、旋回手段６の旋回用モーターを用いて切り換えバルブ本体２を略９０°旋回させ、次の液状成分Ｂを導入する。かかる動作を繰り返す。そして、図２（ロ）は、旋回用モーターを用いて切り換えバルブ本体２を旋回させ、液状成分Ｄを導入する状態になっていることを示す。
【００２３】
具体例として、硬質ポリウレタン発泡原液として用いられるポリオール成分を例に上げれば、ポリオール化合物、触媒、難燃剤、発泡剤などが用途に応じて、それぞれ複数種から選択して配合、混合される。Ａ〜Ｄ成分として、例えば、複数のポリオール化合物が供給される例を挙げることができる。もとより、本実施形態の自動混合弁の複数個をタンクに取り付けることにより、所定成分の全てを送給するようにすることができる。
【００２４】
このように、本実施形態に示す自動混合弁の場合、大掛かりな構造にすることなく、４成分を順次タンク内に送給させることができ、しかも各成分の送給が混合、完了した後に、バルブハウジング１内の液状成分を排出するようにしているので、バルブハウジング１内の経路２ａ中に液状成分が滞留することを防止して、所定の液状成分が所定量通りにタンクへ送給され、切り換え時に残留液が次のポリオール成分などの組成物に不純物として混入することが防止され、安定した品質の組成物を製造できる。もとより、バルブハウジング１内の経路２ａ中で液状成分どうしの反応が進行するといった弊害も確実に防止できる。
【００２５】
のみならず、本自動混合弁を構成するエアシリンダー３と、このエアシリンダー３の駆動軸５を旋回させる旋回用モーターを内蔵した旋回手段６などは、別に設けた制御機構によりその駆動を容易に自動化でき、作業者の労力を軽減できて、高い作業効率を達成できる。
【００２６】
〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態では、液状成分を導入する経路２ａの断面を、円柱状の切り換えバルブ本体２の一部を半月様に切り欠いた構造としたが、経路２ａの断面はこれに限定されるものではなく、図３に示すように、略Ｌ形に切り欠いた断面形状２ａ’としてもよい。これによっても、図２に示した切り換えバルブ本体２と同様な効果がられる。このように、経路の断面は、所定液状成分のみを確実にタンク側に送給できれば、他の形状であってもよい。
（２）上記実施形態では、前後動駆動手段としてエアーシリンダーを用いた例を示したが、切り換えバルブ本体の前後動を可能にする機構であれば、他の機構を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、他成分を順次混合して所定の混合液体を調合するような場合に広く利用でき、上記した硬質ポリウレタンフォームパネルを製造する場合に限定して利用されるものではなく、各種化学工業、食品工業、医薬品工業、ＩＣなど電子機器製造業の他、各種製造業に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動混合弁の概略部分横断面図
【図２】図1のII−II断面図
【図３】本発明の別実施形態に係る自動混合弁の図２と同様な断面図
【符号の説明】
【００２９】
１          バルブハウジング
１Ａ        開口部
１ａ，１ｂ  液状成分導入口
１ｃ，１ｄ  液状成分導入口
２          切り換えバルブ本体
２ａ        経路
３          前後動駆動手段（エアーシリンダー）
５          駆動軸
６          旋回手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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