JP2000000511A

JP2000000511A - 電動形カ―トリッジ分配装置

Info

Publication number: JP2000000511A
Application number: JP11135665A
Authority: JP
Inventors: Wilhelm A Keller; アーケラーヴィルヘルム
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2000-01-07
Also published as: EP0956908A1; US6168052B1

Abstract

(57)【要約】【課題】従来技術の欠点を解消でき、優れた作動安全
性およびメインテナンス容易性ならびに高い信頼性が得
られかつ比較的低コストで製造できる電動形分配装置を
提供すること。【解決手段】電気機械駆動装置において、電気駆動装
置が駆動ねじ（６、８）を介してスラスト板（７、９）
に作用し、カートリッジ（Ａ、Ｂ）から材料を分配す
る。駆動ねじ（６、８）は、軸線方向に静止しておりか
つスラスト板（７、９）を支持するスライド（２９）と
協働する。スライドおよび駆動ねじを収容する駆動要素
（６、８；７、９；１０〜１８；３１、３２）は、カー
トリッジスペース（２１）からシールされた態様で分離
されている。２つの駆動ねじに作用する異なる力は、低
摩擦ベアリング（１４、１５）上の転がり摩擦によって
支持されて、スライド（２９、３４）上にいかなる傾動
力も発生させない。この構成は、高価な長手方向ガイド
およびこれらのシーリングを必要としない。駆動要素
は、カートリッジ等の残余の装置部品からシールされた
態様で容易に分離される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機械駆動装置
が、駆動ねじ(drive screw)を有する前進ユニットに作
用し、各駆動ねじがスラスト板に作用して少なくとも１
つのカートリッジから材料を分配する構成の電動形分配
装置に関する。より詳しくは、本発明は、多成分配合物
の分配装置内に機械構造ユニットとして挿入される前進
ユニット、並びに該前進ユニットの電気駆動装置に関す
る。分配装置は、ミキシング装置を介してカートリッジ
内に充填された種々の材料を絞り出し、かつ混合物を一
定量で分配するのに使用される。

【０００２】

【従来の技術】電動形分配装置は、同一出願人に係る米
国特許第5,203,476 号および第5,464,128 号から既に知
られている。これらの装置は、本質的に、駆動ねじ軸が
スライド（該スライドには２つのスラストロッドが固定
されている）を前進させ、材料の分配は、対応するカー
トリッジ内に押し込まれる２つのカートリッジピストン
により行なわれる。

【０００３】欧州特許第0,492,413 号に開示された他の
既知の装置では、スライドの送り前進は、横方向に配置
された２つのチェーンにより（他の場合には、歯付きラ
ックにより）行なわれる。

【０００４】これらの既知の装置には基本的な欠点があ
る。異なる分配比で発生される異なる反力が、高トルク
でスラストロッドに負荷し、かつスライドおよび必要な
ガイド要素に重要な詰まり(jamming)摩擦および変形力
を引き起こす。また、これらの装置は製造コストが高く
かつ潤滑およびシールが困難である。

【０００５】他の場合、例えば米国特許第4,180,187 号
の場合には、高分配力のため潤滑しなければならない駆
動ねじは直接カートリッジ内に導入され、これらの駆動
要素は汚染され易く、また、分配すべき材料により汚染
する場合にはユーザが洗浄するのは困難でありかつ実施
不可能である。スライドがチェーンにより軸線方向に移
動される場合には、高い減速比を有する伝導装置を必要
とし、また、減圧ストローク（relieving stroke) およ
び後退ストローク時に駆動ユニットを係合解除するため
の非常にコストが嵩む高トルク磁石カップリングを必要
とするという本質的な欠点がある。

【０００６】既知の電動形分配装置では、前進装置が欠
点を示しているだけでなく、電気駆動装置も欠点を示し
ている。カートリッジのような容器内に入れられた配合
物をミキシング装置（例えば静的ミキサ）を通して絞り
出すには、高い圧力を加えなければならず、従って、カ
ートリッジ（一般に合成材料で作られている）がこの負
荷を受けて膨張する。このカートリッジ圧力は、分配が
完了したときに瞬時に減圧されなくてはならない。なぜ
ならば、減圧しなければ、配合物が、ミキサからの流出
（いわゆるアフターフロー）を続けるからである。この
アフターフローを防止するため、前進要素は、分配スト
ロークの直後に小さい減圧ストロークを形成することが
許容される。更に必要とされることは、この駆動ユニッ
トの後退運動（この後退運動は、カートリッジ交換のた
めに必要である。）、および部分的に空になったカート
リッジ内への前進要素の導入が、まさしくその分配スト
ロークよりかなり速く生じるようにすることである。

【０００７】上記米国特許第5,203,476 号は、トグルジ
ョイントを用いて駆動軸の機械的軸線方向変位により減
圧ストロークを行なう点で、上記問題を考慮に入れてい
る。これも、上記米国特許第5,464,128 号によれば、高
速後退運動並びに減圧ストロークが、第２モータおよび
対応する磁気カップリングにより行なわれる。

【０００８】また、上記欧州特許第0,492,413 号から、
或るカートリッジの減圧および手動後退ストロークを可
能にするため、磁気カップリングを用いて、前進駆動装
置をチェーン駆動形スラストスライドから係合解除させ
ることが知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術から出発
して、本発明の第１の目的は、上記欠点を解消できる前
進装置を備えた電動形分配装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、優れた作動安全性およびメインテ
ナンス容易性が得られかつ比較的低コストで製造できる
このような装置を提供することにある。

【００１０】また、上記従来技術から出発して、本発明
の他の目的は、上記重大な欠点を解消すること、および
低コストで製造でき、極く僅かなスペースのみで済み、
かつ高い信頼性およびメインテナンス容易性を有する分
配装置用の電気機械駆動装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、上記種類の
電動形分配装置であって、駆動ねじが、軸線方向に静止
した態様で取り付けられておりかつスラスト板を支持す
るスライドと協働し、駆動ねじおよびスライドに配置さ
れた他の前進要素が、カートリッジスペースから空間的
にかつシールされた態様で分離されていることを特徴と
する電動形分配装置により達成される。

【００１２】上記他の目的は、電気機械駆動装置が、低
速前進運動および減圧ストロークを行なわせるための第
１モータと、高速後退運動および高速前進運動を行なわ
せるための第２モータとを有する構成の電動形分配装置
であって、高負荷前進および減圧ストローク用にギアモ
ータが使用され、低負荷高速後退運動および前進運動用
に第２モータが使用され、駆動ねじに連結された主軸
が、低速前進ストロークおよび減圧ストローク中にギア
モータに永久的に連結されることを特徴とする電動形分
配装置により達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を示す添
付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。

【００１４】図１は、分配装置のフレーム１を前面すな
わちカートリッジ側から見たものであり、カートリッジ
Ａはピストン２を備え、カートリッジＢはそのピストン
３を備えている。フレーム１は、駆動側すなわち後方に
後部閉鎖壁４を、カートリッジ側に前壁５を有し、駆動
装置は、これらの両フレーム部品内にジャーナル支持さ
れ(journalled)かつ案内される。前進ユニットは、カー
トリッジＡのための第１スラスト板７を支持する第１駆
動ねじ６と、カートリッジＢのための第２スラスト板９
を支持する第２駆動ねじ８とを収容している。両駆動ね
じは軸線方向に固定して配置されている。すなわち、両
駆動ねじは、後部閉鎖壁４内で、それぞれ、支持ブシュ
１２、１３上で、スラスト面１０、１１により軸線方向
および半径方向にジャーナル支持されており、支持ブシ
ュ１２、１３は、それぞれボールベアリングまたはスラ
ストベアリング１４、１５上に作用する。

【００１５】両駆動ねじ６、８は、これらの前端部が、
それぞれガイドピストン１６、１７上で半径方向にジャ
ーナル支持されており、ガイドピストン１６、１７はラ
ムチューブ１８、１９内にジャーナル支持されている。
ラムチューブ１８、１９は、共通のガイドブリッジ２０
により壁５内で案内される。

【００１６】カートリッジスペース２１が、シーリング
要素２３により駆動スペース２２に対してシールされて
いる。両駆動ねじ６、８は、軸２７上のチェーンホイー
ル２８により駆動されるチェーン２６を介して、チェー
ンホイール２４、２５により同期駆動される（例えば、
図３）。

【００１７】この運動によりスライド２９が前進され
る。スライド２９はブリッジ３０からなり、該ブリッジ
３０は、２つのねじソケット３１、３２と、ラムチュー
ブ１８、１９と、スラスト板７、９とを有する。スラス
ト板７、９は、カートリッジピストンを介して分配すべ
き媒体を、ミキサ内に（およびミキサを通して）絞り出
す。カートリッジＡ側のブリッジおよびスラスト板は、
スラスト圧力がラムチューブにより完全に支配されるよ
うに、連結ロッドおよびねじにより螺着される。カート
リッジＢ側のラムチューブは、ブリッジに螺着または押
しあてられる。図示のラムチューブの直径が異なるのは
分配比が異なるためであるが、両ラムチューブは同じ直
径にすることもできる。

【００１８】例えば、１：１〜５：１またはこれより大
きい幾つかの分配比に対し、同じスライドを使用でき
る。スラスト板のみをカートリッジ直径に適合させれば
よい。異なる分配比およびカートリッジ直径は、異なる
分配力を必要とする。これらの力は、各側が独立して、
捩り抵抗フレームによって、駆動ねじおよびねじソケッ
ト上の転がり摩擦により支持される。従って、通常使用
されているスライドのコストが嵩む長手方向ガイド（こ
れらは、摩擦、傾動、潤滑およびシール上の問題を有し
ている）は、もはや不要である。特別な長所は、大きな
軸線方向力のため良い潤滑を必要とする駆動ねじおよび
ねじソケットが、駆動手段、電子デバイスおよびカート
リッジスペース等の残余の装置ユニットから全体的に分
離されかつシールされることである。

【００１９】図４〜図６は、図１〜図３に示した第１実
施形態と同様の実施形態を示し、同一または類似の部品
には同じ参照番号が使用されている。第１実施形態とは
異なり、駆動ねじ６、８は、フレーム１に直接固定され
たベアリング３３、３３Ａ、３３Ｂに前方からジャーナ
ル支持されており、これは図５および図６に特に良く示
されている。スライド３４は、連結ブリッジ３５と、ス
ラスト板７、９が螺着されるスラストピース３５Ａ、３
５Ｂとの一体部品として形成されている。支持体３３
Ａ、３３Ｂを通すことができるように、スライドすなわ
ちそれぞれのスラストピース３５Ａ、３５Ｂの下方領域
は開放していなければならない。

【００２０】上記前進ユニットは、電気駆動装置の特別
な実施に拘束されることはない。

【００２１】図７は、本発明の分配装置の全体を示す概
略断面図である。上記前進ユニットの構成要素とは、カ
ートリッジピストン３を備えたカートリッジＢの前方か
らこのカートリッジＢにミキサ３７が取り付けられてい
る点で異なっている。

【００２２】フレーム１にフランジ取り付けされたギア
モータＭ１がウォームギア対３９を駆動する。該ウォー
ムギア対３９は、第１チェーンホイール４０と、主軸す
なわち駆動軸２７上で自由回転できる第２チェーンホイ
ール４１とを付勢する。第２チェーンホイール４１は駆
動ピン４２を支持しているが、このピン以外の、カム等
の同様な他のカップリング手段を設けることもできる。
主軸２７上には、第２チェーンホイール４１のほかに、
半径方向にクサビ止めされておりかつ軸線方向に変位可
能なシフトスリーブ４３がジャーナル支持されている。
図８において、第２チェーンホイール４１の駆動ピン４
２は、シフトスリーブ４３の対応ボア４４内に係合して
いる。別の構成として駆動ピンまたは駆動カムをシフト
スリーブ４３に取り付けて、チェーンホイールの対応ボ
ア内に係合させることもできる。チェーンホイールとシ
フトスリーブとの間の更に別の連結要素または制御要素
を考えることもできる。

【００２３】シフトスリーブ４３が図８に示すように係
合されると、主軸２７はチェーンホイール４１の回転速
度で駆動される。かくして、主軸２７にクサビ止めされ
たチェーンホイール２８が、別のチェーンホイール２
４、２５を介して２つの駆動ねじ６、８を駆動し、従っ
てスライド２５または３４がそれぞれ前進される。この
電気駆動装置は、１つのみまたは幾つかの駆動ねじでも
随意に付勢できる。

【００２４】主軸２７は更に、フレーム１に対して回転
しないように固定されかつ軸線方向に変位できない支持
体４５を有している。この支持体４５は電磁石４６を支
持しており、該電磁石４６のアーマチャ４７は、シフト
スリーブにジャーナル支持されたスライダ４８に連結さ
れている。磁石が付勢されると、シフトスリーブがその
係合位置（図８）から非係合位置（図７）へと変位さ
れ、減圧ストロークおよび高速前進ストローク中にこの
位置を維持する。スライダ４８はシフトスリーブ４３の
端部のディスク４９に当接し、これにより、スライダ４
８は、長さ方向には変位できるが回転することはできな
い。

【００２５】シフトスリーブ４３は、主軸２７上に配置
された押圧ばね５０により負荷されている。ばね５０は
電磁石４６が除勢されると、シフトスリーブ４３をその
係合位置（図８）に押しやる。

【００２６】図７に示す実施形態では、支持体４５は、
ギアモータＭ１よりかなり小さい第２モータＭ２を支持
している。モータＭ２と主軸２７との間には歯付きベル
ト用ギア５１が取り付けられている。ここに、歯車伝動
機構を使用することもできる。

【００２７】各前進ストロークには自動的に減圧ストロ
ークが続くので、カートリッジ圧力はもはやスライド２
９に作用せず、抵抗無くして高速後退ストロークが始動
される。このストロークは、前方スイッチ５４（図９）
が閉じられると自動的に実行される。これにより、電磁
石およびモータＭ２がオンに切り換えられ、主軸２７が
歯付きベルト用ギア５１により駆動され、かつ、駆動ね
じ６、８従ってスライド２９がチェーンホイール２８、
２４、２５により付勢される。後退ストロークが完了す
ると、後方スイッチ５５が付勢されかつモータＭ２およ
び電磁石が除勢される。

【００２８】次に、押圧ばね５０が第２チェーンホイー
ル４１に対してシフトスリーブを押し付け、駆動ピンの
半径方向位置と対応ボアとが一直線上に整合するやいな
や、係合が行なわれる。これは、ギアモータＭ１が新し
い分配ストロークについてスイッチ・オンされると行な
われ、ギアモータＭ１は、係合運動を容易にするため、
連結が行なわれるまで低速ギアで回転する。

【００２９】既知の解決方法とは異なり、減圧ストロー
クは、前進モータの回転速度を増大させることにより行
なわれるのであって、後退ストロークモータにより行な
うのではない。低速での高トルクは、前進運動および減
圧ストロークの開始のごく早い時（例えば、駆動ねじの
戻り運動の最初の１ｍｍ）の間に必要とされる。なぜな
らば、駆動ねじには依然として大きな負荷が作用してい
るからである。これに対し、後退ストロークおよび高速
前進運動は、低トルクでの高速を必要とする。

【００３０】この構成、すなわち高トルクでの比較的低
速の駆動および低トルクでの比較的高速の駆動への駆動
装置の分割は、特別に適合する２つの適当なモータの使
用を可能にしかつ高トルクでのカップリングのコストを
節約する。カップリングを作動させることなく、前進ス
トロークの終了後に減圧ストロークが開始されるという
事実は、実用上特に重要である。また、本発明の構成
は、装置の部品に過大負荷を及ぼすことがない作動誤差
の場合（例えば、閉塞ミキサまたは他の硬質障害物に抗
して前進を開始しようと試みる場合）に高速前進運動を
停止させることができる。

【００３１】図９には、図１に関連して上述した要素に
加え、幾つかの作動部品が示されている。キー５２を押
すと分配が開始され、キー５２から手を離すと減圧スト
ロークが開始される。減圧ストロークの期間を短く維持
するため、ギアモータＭ１は始動フェーズの間（例え
ば、減圧ストロークの最初の１ｍｍ）に低速高トルクに
制御され、次の２〜３ｍｍの間により高速（従って低ト
ルク）に制御される。キー５３が押し下げられると、前
述のように、電気機械式カップリングを付勢しかつ後退
モータＭ２をスイッチ・オンすることにより、後退運動
が開始される。

【００３２】前方スイッチ５４は、カートリッジの内容
物が完全に分配されたことを表示し、後退運動を自動的
に開始させる。後方スイッチ５５は後退運動を停止さ
せ、かつパイロットランプ５６を点灯させることによ
り、空になったカートリッジを交換すべきことを表示す
る。光電バリヤ６０（図７）を備えたスキャナディスク
５９は、異なる制御、例えばクラッシュ停止時またはミ
キサが硬質製品を収容したときのモータのスイッチ・オ
フおよび分配すべき材料の種々の粘度に調節することを
行なうことを可能にする。

【００３３】図７には更に、覗き窓５７を備えたレベル
インジケータが示されており、スライド２９または３４
に固定されたランプ５８がスケールに沿って案内され、
これにより、カートリッジ（単一または複数）の充填レ
ベルが表示される。

【００３４】本願明細書の説明から理解されるように、
本発明の多成分配合物の分配装置用電気駆動ユニット
は、一方では、高トルクかつ低速での前進ストロークと
減圧ストロークとの間で鋭い分離、および他方では、か
なりの低トルクかつ高速での高速後退および高速前進運
動が導入されるように設計されている。これにより、高
トルクのものは非常に高価な磁石カップリングの代わり
に、分配ストロークおよび減圧ストローク中に付勢する
必要がない低コスト機械カップリングの使用が可能にな
り、この結果、各分配ストローク時に作動される既知の
装置とは異なり、カップリングがカートリッジの交換時
のみに作動されるため、作動ノイズおよび摩耗の問題は
殆ど問題にならなくなる。

【００３５】開示したチェーンホイールおよびチェーン
の代わりに、他の歯付き伝導要素を使用できる。例え
ば、特に、高い軸速度すなわち高速後退運動および高速
前進運動が行なわれる場合および作動ノイズを低減させ
る場合には歯付きベルト用ホイールおよび歯付きベルト
を使用できる。

【００３６】以上説明した電気駆動装置は、上記前進ユ
ニットを有する装置に特に有効であるが、駆動装置は、
他の前進ユニットを備えた装置または１つまたは幾つか
のシリンダを備えたカートリッジに使用することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】分配装置における本発明の前進ユニットの第１
実施形態を示す図３のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図４】図１の実施形態の変更態様であり、図６のＩＶ
−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

【図７】電気駆動装置を備えた本発明の分配装置の一実
施形態を示す、図９のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図で
ある。

【図８】図７の電気駆動装置が別の位置にあるところを
示す部分拡大詳細図である。

【図９】本発明による分配装置を示す他の詳細図であ
る。

【符号の説明】

６第１駆動ねじ７第１スラス
ト板８第２駆動ねじ９第２スラス
ト板１８、１９ラムチューブ３１、３２ね
じソケット３７ミキサ４６電磁石４８スライダＡ、ＢカートリッジＭ１、Ｍ２モ
ータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気機械駆動装置が、駆動ねじ（６、
８）を有する前進ユニットに作用し、各駆動ねじ（６、
８）がスラスト板（７、９）に作用して少なくとも１つ
のカートリッジ（Ａ、Ｂ）から材料を分配する構成の電
動形分配装置において、駆動ねじ（６、８）が、軸線方
向に静止した態様で取り付けられておりかつスラスト板
（７、９）を支持するスライド（２９、３４）と協働
し、該駆動ねじ（６、８）および該スライド（２９、３
４）に配置された他の前進要素（１０〜１９、３１、３
２）が、カートリッジスペース（２１）から空間的にお
よびシールされた態様で分離されていることを特徴とす
る電動形分配装置。
【請求項２】電気機械駆動装置が、低速前進運動およ
び減圧ストロークを行なわせるための第１モータと、高
速後退運動および高速前進運動を行なわせるための第２
モータとを有する構成の電動形分配装置において、高負
荷前進ストロークおよび減圧ストローク用にギアモータ
（Ｍ１）が使用され、低負荷高速後退運動および前進運
動用に第２モータ（Ｍ２）が使用され、駆動ねじ（６、
８）に連結された主軸（２７）が、低速前進ストローク
および減圧ストローク中に、カップリング（４２、４
３、４４）によりギアモータ（Ｍ１）に永久的に連結さ
れていることを特徴とする電動形分配装置。
【請求項３】前記カップリング（４３、４４）は、電
磁石（４６）により作動されるスライダ（４８）により
係合解除されて、減圧ストロークの後にギアモータ（Ｍ
１）の連結を解除しかつ第２モータ（Ｍ２）をスイッチ
・オンして高速後退または高速前進させ、該スライダ
（４８）はカップリングを再係合させるための押圧ばね
（５０）により負荷されており、前記カップリングの再
係合中にギアモータ（Ｍ１）を短時間の間低速ギアに切
り換えるための電気回路が更に設けられていることを特
徴とする請求項２に記載の電動形分配装置。
【請求項４】前記駆動ねじ（６、８）は、フレーム
（１、４）の後端部において支持ブシュ（１２、１３）
上のスラスト面（１０、１１）を介して半径方向および
軸線方向にジャーナル支持され、支持ブシュ（１２、１
３）は、ボールベアリングまたは圧力ベアリング（１
４、１５）上にジャーナル支持され、該駆動ねじ（６、
８）は、ねじソケット（３１、３２）を介してスライド
（２９、３４）の連結ブリッジ（３０）に作用すること
を特徴とする請求項１または２に記載の電動形分配装
置。
【請求項５】前記駆動ねじ（６、８）は、これらの後
端部に作用する駆動装置（２４、２８）により駆動され
かつ該駆動ねじ（６、８）を同期駆動するように設計さ
れていることを特徴とする請求項１または２に記載の電
動形分配装置。
【請求項６】前記駆動ねじ（６、８）は前部がガイド
ピストン（１６、１７）にジャーナル支持され、該ガイ
ドピストン（１６、１７）はスライドのラムチューブ
（１８、１９）にジャーナル支持され、該ラムチューブ
（１８、１９）の前部はガイドブリッジ（２０）を介し
てフレーム壁（５）内で案内されかつ後部が該ブリッジ
（３０）に連結され、スライドがスラスト板（７、
９）、ラムチューブ（１８、１９）およびブリッジ（３
０）により形成されていることを特徴とする請求項４ま
たは５に記載の電動形分配装置。
【請求項７】前記駆動ねじ（６、８）の前端部は、フ
レーム（１）に固定された支持体（３３、３３Ａ、３３
Ｂ）にジャーナル支持され、スライド（３４）は、連結
ブリッジ（３５）を介して、スラストピース（３５Ａ、
３５Ｂ）およびこれに螺着されたスラスト板（７、９）
と一緒に一体に形成され、該スラストピースは、その全
長に亘って、支持体（３３、３３Ａ、３３Ｂ）の通路を
有していることを特徴とする請求項４または５に記載の
電動形分配装置。
【請求項８】前記ギアモータ（Ｍ１）は、ギア（３
９）および２つの伝導ホイール（４０、４１）を介して
主軸（２７）に連結され、第２ホイール（４１）は主軸
（２７）上で自由に回転できかつカップリング要素（４
２）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電
動形分配装置。
【請求項９】前記第２モータ（Ｍ２）は減速ギア（５
１）を介して主軸（２７）に連結されていることを特徴
とする請求項１に記載の電動形分配装置。
【請求項１０】前記カートリッジ（Ａ、Ｂ）の直径
比、従ってスラスト板（７、９）の直径比は１：１であ
るか、１：１とは異なることを特徴とする請求項１また
は２に記載の電動形分配装置。