(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内に配置される攪拌翼と；この攪拌翼の回転軸に接続された流体圧モータと；この流体圧モータに流体供給路を介して接続された流体圧縮機と；前記タンクが載置される載置台と；を備え、前記流体圧モータを駆動源として攪拌翼を回転させてタンク内に収容された液体を攪拌可能な攪拌装置において、
前記載置台が、天板とこの天板を下方から支える支柱とを含んで構成され、更に前記支柱の少なくとも一部に、圧縮荷重によって長さが変わるスプリングが使用される一方、
前記天板または支柱の可動部に対し、スプリングの直線運動を機械的に回転運動に変換して伝達する動力伝達機構が接続されると共に、この動力伝達機構が、前記流体圧モータの流体供給路に設けられた流量調整弁に接続されて、前記スプリングの直線運動に連動して流量調整弁が開閉操作されることを特徴とする攪拌装置。
【請求項２】
流量調整弁としてニードルバルブが使用されると共に、流体供給路の流量調整弁の上流側に圧力調整弁が設けられていることを特徴とする請求項１記載の攪拌装置。
【請求項３】
動力伝達機構が、非可動部に一端が固定された引張りバネと；この引張りバネの他端部と、天板または支柱の可動部に両端がそれぞれ固定された、チェーンまたはベルトから成る第一伝動部材と；この第一伝動部材が装着された、ギアまたはプーリから成る第一回転部材と；この第一回転部材と同軸に設けられた、ギアまたはプーリから成る第二回転部材と；流量調整弁の回転操作部に設けられた、前記第二回転部材と同種の第三回転部材と；前記第二回転部材と第三回転部材の間に掛け渡された、チェーンまたはベルトから成る第二伝動部材と；から構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の攪拌装置。
【請求項４】
載置台の支柱が、スプリングと、ガイドシャフトまたはガイドレールとから構成されると共に、前記ガイドシャフトまたはガイドレールに対して天板が鉛直方向にスライド自在に装着されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の攪拌装置。
【請求項５】
載置台の支柱に天板の最下限または最上限の位置を決めるストッパー機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料等の各種液体の攪拌に用いられる攪拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、各種液体を攪拌する際には、電気モータ式の攪拌装置が使用されることが多いが、この種の攪拌装置は、可燃性のガスや粉体が漏出する虞れのある工場等において、電気による火花や高温化によって爆発や火災等の事故を起こす危険があるだけでなく、電気供給路の断線や停電により稼働が停止してしまう問題がある。
【０００３】
また従来においては、防爆を目的としてエアモータを攪拌装置に使用する技術も公知となっているが(例えば、特許文献１〜３参照)、これらの従来技術は、タンク内の液量を計測する重量計にロードセル式或いは電磁式の電子天秤を使用していたため、爆発事故等の原因となり得る重量計に防爆ケースや防爆装置を付設する必要があった。
【０００４】
しかも、上記攪拌装置は、タンク内の液量変化に応じて攪拌翼の回転数やトルクを調節するために重量計を使用していたが、重量計からエアモータの電子制御部に計測データを電気信号として出力して処理していたため、エアモータの制御系全体に防爆装置を設ける必要があり、安全性を確保するための設備コストが高く付き易かった。
【０００５】
また上記特許文献３に係る技術においては、重量計やエアモータの制御系が故障した際に作業員だけで修理作業を行うことが難しいだけでなく、エアモータの制御方法として、複数に分岐させたエア供給路の電磁バルブを選択的に開閉する方法を採用していたため、エアモータへのエア供給量を段階的に粗く調節することしかできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５９−１１５４２９号公報
【特許文献２】実開昭６１−１７１５２４号公報
【特許文献３】ＷＯ２０１３／０９８９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題を解決することを課題としており、要約すると爆発や火災等の事故を防止することができ、また高額な防爆設備も不要で、電気供給路の断線や停電等による稼働停止の問題も生じ難く、しかも、攪拌翼の回転数やトルクの調節をタンク内の液量変化に応じて緻密に調節できる攪拌装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決する手段として、タンクＴ内に配置される攪拌翼１と；この攪拌翼１の回転軸11に接続された流体圧モータ２と；この流体圧モータ２に流体供給路Ｓを介して接続された流体圧縮機３と；前記タンクＴが載置される載置台４と；を備え、前記流体圧モータ２を駆動源として攪拌翼１を回転させてタンクＴ内に収容された液体Ｌを攪拌可能な攪拌装置において、前記載置台４を、天板41とこの天板41を下方から支える支柱42とを含んで構成した。更に前記支柱42の少なくとも一部に、圧縮荷重によって長さが変わるスプリング42aを使用する一方、前記天板41または支柱42の可動部に対し、スプリング42aの直線運動を機械的に回転運動に変換して伝達する動力伝達機構５を接続すると共に、この動力伝達機構５を、前記流体圧モータ２の流体供給路Ｓに設けられた流量調整弁Ｖ1に接続して、前記スプリング42aの直線運動に連動して流量調整弁Ｖ1が開閉操作されるように構成した。
【０００９】
また上記流量調整弁Ｖ1に関しては、流体供給量の緻密な調節を行うためにニードルバルブを使用するのが好ましく、また流体供給路Ｓには、高粘度の液体Ｌから低粘度の塗料Ｌまで容易に対応できるようにするために流量調整弁Ｖ1の上流側に圧力調整弁Ｖ2を設けるのが好ましい。
【００１０】
また上記動力伝達機構５に関しては、非可動部に一端が固定された引張りバネ51と；この引張りバネ51の他端部と、天板41または支柱42の可動部に両端がそれぞれ固定された、チェーンまたはベルトから成る第一伝動部材52と；この第一伝動部材52が装着された、ギアまたはプーリから成る第一回転部材53と；この第一回転部材53と同軸に設けられた、ギアまたはプーリから成る第二回転部材54と；流量調整弁Ｖ1の回転操作部に設けられた、前記第二回転部材54と同種の第三回転部材55と；前記第二回転部材54と第三回転部材55の間に掛け渡された、チェーンまたはベルトから成る第二伝動部材56と；から構成することで、増速機構または減速機構を含む動力伝達機構５をシンプルに構成できる。
【００１１】
また上記載置台４の支柱42に関しては、スプリング42aと、ガイドシャフト42bまたはガイドレールとから構成すると共に、前記ガイドシャフト42bまたはガイドレールに対して天板41が鉛直方向にスライド自在に装着することで、ガイドシャフト42bまたはガイドレールに沿って天板41を安定した状態で上下動させることができる。
【００１２】
また上記載置台４の支柱42には、天板41の最下限または最上限の位置を決めるストッパー機構42cを設けることで、タンクＴ内の液量が所定量を上回る場合または下回る場合に流体供給量を一定にすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、攪拌装置にタンクの載置台を設けると共に、この載置台の支柱にスプリングを使用し、更に載置台の可動部と流体供給路の流量調整弁に、直線運動を機械的に回転運動に変換して伝達する動力伝達機構を接続して、スプリングの直線運動に連動して流量調整弁が開閉操作されるように構成しているため、流体圧モータへの流体供給量をタンク内の液量変化に応じて自動的に調節できる。
【００１４】
しかも、本発明では、上記流量調整弁の開閉操作によって流体供給量の増減を連続的に調節できるようにしているため、従来の電磁バルブを用いた段階的な調節方法よりも攪拌翼の回転数やトルクをタンク内の液量に合わせて緻密に調節できる。
【００１５】
また本発明では、電子天秤や電子制御部等の電子機器を使わずに流体供給量の調節を行えるようにしているため、爆発等の事故が起きる心配もなく、また防爆装置等の設備も不要となるため、設備コストも抑えられる。また本発明の動力伝達機構は、機械要素の組み合わせであるため、故障時の修理も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態の攪拌装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態の攪拌装置の載置台を示す概略図である。
【図３】本発明の第一実施形態の攪拌装置の構成を示す空気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
『第一実施形態』
本発明の第一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。なお図中、符号１で指示するものは、攪拌翼であり、符号２で指示するものは、流体圧モータである。また符号３で指示するものは、流体圧縮機であり、符号４で指示するものは、載置台である。また符号５で指示するものは、動力伝達機構であり、符号Ａで指示するものは、攪拌装置である。
【００１８】
「攪拌装置の構成」
[１]攪拌装置の基本構成について
まず攪拌装置Ａの基本構成について説明する。本実施形態では、図１〜図３に示すように、攪拌翼１の回転軸11を駆動源となる流体圧モータ２に接続し、更にこの流体圧モータ２を、流体供給路Ｓを介して流体圧縮機３に接続している。また液体Ｌを収容したタンクＴを載せる載置台４を設け、この載置台４を、タンクＴを載せる天板41とこの天板41を下方から支える支柱42とから構成している。
【００１９】
更に上記載置台４の支柱42に関しては、圧縮荷重によって長さが変わるスプリング42aを使用している。そして、上記載置台４の天板41に対し、スプリング42aの直線運動を機械的に回転運動に変換して伝達する動力伝達機構５の入力側を接続し、動力伝達機構５の出力側を、流体圧モータ２の流体供給路Ｓに設けられた流量調整弁Ｖ1に接続して攪拌装置Ａ全体を構成している。
【００２０】
[２]攪拌装置の使用方法について
次に上記攪拌装置Ａの使用方法について説明する。まず塗料等の液体Ｌを収容したタンクＴを載置台４の天板41上に載せ、攪拌翼１をタンクＴ内の液体Ｌに浸漬した状態で配置する。そして、回転軸11が接続された流体圧モータ２の駆動により攪拌翼１を所定速度で回転させて、タンクＴ内の液体Ｌを攪拌する。
【００２１】
更に上記攪拌中にタンクＴ内の液量が増減した場合には、載置台４のスプリング42aが伸縮して、このスプリング42aの直線運動が動力伝達機構５を介して流量調整弁Ｖ1に回転運動として伝達される。そして、スプリング42aの直線運動に連動して流量調整弁Ｖ1が開閉操作されることで、流体圧モータ２への流体供給量が自動調節される。
【００２２】
具体的に説明すると、攪拌中にタンクＴ内の液体Ｌを使用して液量が減少した場合、載置台４のスプリング42aに対する圧縮荷重は小さくなるため、図２(a)に示すようにスプリング42aが伸びて天板41の位置は上昇する。この天板41の上昇に連動して流量調整弁Ｖ1の回転操作部が閉方向に回転することで、流体供給量が減少して流体圧モータ２の出力が下がり、攪拌翼１の回転速度(またはトルク)が低下する。
【００２３】
一方、上記攪拌時において、タンクＴ内に液体Ｌを注入して液量が増加した場合、載置台４のスプリング42aに対する圧縮荷重は大きくなるため、図２(b)に示すようにスプリング42aが縮んで天板41の位置は降下する。この天板41の降下に連動して流量調整弁Ｖ1の回転操作部が開方向に回転することで、流体供給量が増加して流体圧モータ２の出力が上がり、攪拌翼１の回転速度(またはトルク)が増加する。
【００２４】
上記のようにタンクＴ内の液体Ｌの増減に応じて攪拌翼１の回転速度(またはトルク)を自動的に調節することができるため、タンクＴ内の液量が多いときには攪拌翼１の回転速度を充分に高めて液体Ｌの攪拌不足を防止することができる。また液体Ｌの量が少ないときには攪拌翼１の回転速度が過剰にならないように適度に抑えることができるため、過剰な回転による気泡混入等の問題を防止できる。
【００２５】
[３]攪拌翼について
次に上記攪拌装置Ａの各構成要素について説明する。まず上記攪拌翼１については、本実施形態では図１に示すように回転軸11にプロペラ翼を備えたものを使用しているが、攪拌翼１の種類はタンクＴに収容する液体Ｌの種類や攪拌方法に合わせて自由に変更することができ、例えば、プロペラ翼以外のタービン翼やパドル翼、アンカー翼、リボン翼等を攪拌翼１として使用することもできる。
【００２６】
[４]流体圧モータについて
また上記流体圧モータ２に関しては、本実施形態では空気圧で駆動させるエアモータを使用しているが、流体圧で駆動させるモータであればエアモータ以外のものを使用することもでき、例えば、油圧で駆動させる油圧モータを使用することもできる。但し、防爆の面では、エアモータを流体圧モータ２として使用することが好ましい。
【００２７】
[５]流体圧縮機について
また上記流体圧縮機３に関しては、本実施形態ではエアモータに空気を圧送するエアコンプレッサを使用しているが、流体圧モータに油圧モータを使用する場合には、作動油を圧送する油圧ポンプを使用することもできる。但し、防爆の観点からは、エアコンプレッサを流体圧モータ２として使用することが好ましい。
【００２８】
[６]流体供給路について
[6-1]流用調整弁
また上記流体供給路Ｓに設ける流量調整弁Ｖ1に関しては、本実施形態では流体供給量の緻密な調節を行えるニードルバルブを使用しているが、用途に応じて他のバルブを使用することもでき、例えば、ニードルバルブ以外のグローブバルブやボールバルブ、ゲートバルブ、バタフライバルブ、ダイヤフラムバルブ等を使用することもできる。
【００２９】
[6-2]圧力調整弁
また本実施形態では、図１及び図２に示すように、上記流体供給路Ｓの流量調整弁Ｖ1の上流側に圧力調整弁Ｖ2(レギュレータ)を設けている。これにより、圧力調整弁Ｖ2で流体圧縮機１から流体圧モータ２に供給される流体圧力を広範囲にわたって調節できるため、高粘度の液体Ｌから低粘度の塗料Ｌまで容易に対応できる。
【００３０】
[７]載置台について
[7-1]天板
また上記載置台４の天板41に関しては、本実施形態では四隅にスライドブッシュ付きの貫通孔を備えた金属製の平板を使用しているが、天板41の材質や形状は、タンクＴを安定して載置できる形態であれば自由に変更できる。また天板41の上下スライド機構にガイドレールを使用する場合には、貫通孔のない形態を採用することもできる(詳しくは後述する)。
【００３１】
[7-2]支柱
また上記載置台４の支柱42に関しては、本実施形態では図１及び図２に示すようにスプリング42aにコイルスプリングを使用し、このコイルスプリングをガイドシャフト42bの外周に装着した状態で、天板41のスライドブッシュにガイドシャフト42bを挿通している。なおコイルスプリングについては、タンクＴ内に収容する液体Ｌの最大重量や重量変化に対して必要な伸縮量に応じて適宜変更できる。
【００３２】
また上記支柱42に関しては、スプリング42aが支柱42全体を構成する形態であっても、支柱42の一部(例えば、中間部や下部等)にスプリング42aを使用する形態であってもよい。また上記支柱42に用いるスプリング42aとしては、コイルスプリング以外にも板バネやゴム材料等の弾性部材を使用することができ、またゴム材料と空気圧を利用したエアスプリング等を使用することもできる。
【００３３】
[7-3]天板の上下スライド機構
また本実施形態では、上記ガイドシャフト42bとスライドブッシュを使用して、ガイドシャフト42bに沿って天板41が安定した状態で上下動するようにしている。具体的には、天板41の四隅にガイドシャフト42b・42b…を設け、その内、対角線に配置される一対のガイドシャフト42b・42bのみにスプリング42aを装着して、四本のガイドシャフト42b・42b…に沿って天板41が水平状態を保ったまま昇降するようにしている。
【００３４】
なお上記天板41の上下スライド機構としては、天板41を鉛直方向にスライド自在に装着できるガイドレールを使用することもでき、ガイドレールを使用する場合には、天板41に貫通孔を設けずにガイドレールを天板41の外周に外付けすることもできる。また上記ガイドシャフト42bやガイドレールの配置や本数に関しては、天板41の形状やサイズに合わせて自由に変更できる。
【００３５】
[7-4]ストッパー機構
また本実施形態では、図１及び図２に示すように、上記載置台４の支柱42に、天板41の最下限または最上限の位置を決めるストッパー機構42cを設けている。具体的には、上記４本のガイドシャフト42b・42b…の内、スプリング42aが装着されていないガイドシャフト42bの中間部にリング部材を固定し、このリング部材を下側のストッパー機構42cとして天板41の最下限の位置を決めている。一方、上記ガイドシャフト42b・42b…の上端にもリング部材を固定し、このリング部材を上側のストッパー機構42cとして天板41の最上限の位置を決めている。
【００３６】
これにより、タンクＴ内の液量が所定量を上回った場合に、または下回った場合に天板41の移動を停止させることができるため、流量調整弁Ｖ1の開閉状態を維持して流体供給量を一定に保つことができる。また上記ストッパー機構42cについては、ピン留めやボルト・ナットなどの手段によりガイドシャフト42bに対する上下の固定位置を調節することもできる。またストッパー機構42cに関しては、リング部材以外の構成を採用することもでき、またストッパー機構42を天板41に設けることもできる。
【００３７】
[８]動力伝達機構について
[8-1]動力伝達機構の基本構成
次に上記動力伝達機構５について説明する。本実施形態では、図１及び図２に示す動力伝達機構５を、載置台４の可動部に接続されてスプリング41aの直線運動を回転運動に変換する機構と、この変換された回転運動の速度を調節して流量調節弁Ｖ1の回転操作部に伝える機構とから構成している。以下、各機構について具体的に説明する。
【００３８】
[8-2]直線運動から回転運動への変換機構
まず上記直線運動を回転運動に変換する機構については、ガイドシャフト42b(スプリング42a無し)の中間部に固定されたリング部材(ストッパー機構42c)に引張りバネ51の一端を接続し、更にこの引張りバネ51の他端部と天板41の下面にチェーンから成る第一伝動部材52の両端部をそれぞれ接続して、スプロケットから成る第一回転部材53に第一伝動部材52を装着している。
【００３９】
上記の構成により、タンクＴ内の液量が増減した際、支柱42のスプリング42aが伸縮して載置台４の天板41が昇降し、更にその天板41の昇降に連動して第一伝動部材52が引張りバネ51を伸縮させつつ移動することにより、第一伝動部材52が装着された第一回転部材53を正逆方向に回転させることができる。
【００４０】
[8-3]回転運動の速度を調節する機構
次に上記回転運動の速度を調節する機構については、上記第一回転部材53と同軸にスプロケットから成る第二回転部材54を設けると共に、流量調整弁Ｖ1の回転操作部にスプロケットから成る第三回転部材55を設け、更に第二回転部材54と第三回転部材55の間にチェーンから成る第二伝動部材56を掛け渡した状態で装着している。
【００４１】
上記の構成により、第一回転部材53、第二回転部材54及び第三回転部材53のギア比によって第一回転部材53の回転速度を増大することができ、更に第一回転部材53の回転運動を、第二回転部材54、第三回転部材55及び第二伝動部材56によって増大させた回転速度を流量調整弁Ｖ1の回転操作部に伝えることができる。このように本実施形態では、増速機構を含む動力伝達機構をシンプルに構成している。なお本実施形態の増速機構は、ギア比によって減速機構とすることもできる。
【００４２】
[8-4]引張りバネや第一伝動部材の固定位置の変更例
次に上記動力伝達機構５の変更例について説明する。上記引張りバネ51の固定位置に関しては、本実施形態ではガイドシャフト42bに一端を固定しているが、非可動部であれば他の場所に固定することもできる。また上記第一伝動部材52の固定位置に関しても、本実施形態では天板41の下面に固定しているが、スプリング42aの伸縮運動に応じて可動する部位であれば、他の場所に固定することもできる。
【００４３】
[8-5]回転部材と伝動部材の変更例
また上記回転部材(第一回転部材53、第二回転部材54、第三回転部材55)に関しては、本実施形態ではスプロケットを使用しているが、スプロケット以外のギアやプーリを使用することもできる。但し、上記第二回転部材54と第三回転部材55に関しては、同種のものを使用する必要がある。また上記伝動部材(第一伝動部材52、第二伝動部材56)に関しても、本実施形態ではチェーンを使用しているが、チェーン以外のタイミングベルトや平ベルト、Ｖベルト等を使用することもできる。
【００４４】
[8-6]動力伝達機構のその他の変更例
また上記動力伝達機構５に関しては、スプリング42aの直線運動を回転運動に変換して流量調整弁Ｖ1の回転操作部に伝達できる機構であれば、チェーン・スプロケットやベルト・プーリ以外の構造(例えば、ピストン・クランク機構やカム機構、スコッチ・ヨーク機構、ラックアンドピニオン機構、リンク機構、滑車を利用した機構など)を採用することもできる。またこれらの機構に、回転運動の回転速度を上昇させる増速機構や、回転速度を低下させる減速機構を加えることもできる。
【符号の説明】
【００４５】
１  攪拌翼
11  回転軸
２  流体圧モータ
３  流体圧縮機
４  載置台
41  天板
41a  スライドブッシュ
42  支柱
42a  スプリング
42b  ガイドシャフト
42c  ストッパー機構
５  動力伝達機構
51  引張りバネ
52  第一伝動部材
53  第一回転部材
54  第二回転部材
55  第三回転部材
56  第二伝動部材
Ａ  攪拌装置
Ｔ  タンク
Ｌ  液体
Ｓ  流体供給路
Ｖ1  流量調整弁
Ｖ2  圧力調整弁
【要約】
【課題】  爆発や火災等の事故を防止することができ、また高額な防爆設備も不要で、電気供給路の断線や停電等による稼働停止の問題も生じ難く、しかも、攪拌翼の回転数やトルクの調節をタンク内の液量変化に応じて緻密に調節できる攪拌装置を提供すること。
【解決手段】  タンクを載置する載置台４を、天板41とこの天板41を下方から支える支柱42とを含んで構成し、更に前記支柱42の少なくとも一部に、圧縮荷重によって長さが変わるスプリング42aを使用する一方、前記天板41または支柱42の可動部に対し、スプリング42aの直線運動を機械的に回転運動に変換して伝達する動力伝達機構５を接続すると共に、この動力伝達機構５を、前記流体圧モータ２の流体供給路Ｓに設けられた流量調整弁Ｖ1に接続して、前記スプリング42aの直線運動に連動して流量調整弁Ｖ1が開閉操作されるように構成した。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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