JP4013635B2 - 圧力容器内への回転力伝達装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無菌コーヒー豆粉砕機等の圧力容器内への回転力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平１１−２２９３０５公報に記載されているように、圧力容器の一部と電動モータが配置された非加圧状態の外部とを隔壁で遮断し、外部には円周方向に配置された複数の永久磁石を備える回転駆動円板をこの隔壁の一方側に近接して配置し、この回転駆動円板の回転軸を電動モータに接続する一方、圧力容器内には、前記回転駆動円板の永久磁石に対応するようにして、円周方向に配置された複数の逆極性の永久磁石を備える回転被駆動円板を、この隔壁の他方側に近接して配置し、この回転被駆動円板の被回転軸を、回転力伝達対象物に接続した圧力容器内への回転力伝達装置が開示されている。
【０００３】
この回転力伝達装置においては、電動モータを駆動して回転駆動円板を回転駆動すると、回転駆動円板の永久磁石と回転被駆動円板の永久磁石間の吸引力によって隔壁を介して回転被駆動円板が回転し、電動モータからの回転力を回転力伝達対象物に伝達する。このマグネットカップリングによって、回転駆動円板と回転被駆動円板との間に機械的な接続構成を必要とすることなく電動モータの回転力を回転力伝達対象物に伝達することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来の圧力容器内への回転力伝達装置においては、圧力容器内部と非加圧状態の外部との間に圧力差が存在するため、隔壁を充分な厚さの耐圧隔壁として構成しないと、隔壁がこの圧力差によって変形し不都合を生じるが、隔壁を充分な厚さにすると、回転駆動円板の永久磁石と回転被駆動円板の永久磁石間の距離が大きくなり、充分に強い回転力を伝達できないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の回転力伝達装置の問題点に鑑みなされたものであって、隔壁の変形を生じることなく、充分な回転力を伝達することができる圧力容器への回転力伝達装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の圧力容器内への回転力伝達手段は、
圧力容器と、
該圧力容器の一部と隔壁を介して隣接する圧力調整室と、
該圧力調整室内において該隔壁の一方側に近接して配置され、円周方向に配置された複数の永久磁石を備える回転駆動円板と、一端が該回転駆動円板の中心に固定され他端が駆動源に接続された回転駆動軸を備える駆動体と、
該圧力容器内において該隔壁の他方側に近接して配置され、該回転駆動円板の永久磁石に対応するようにして円周方向に配置された複数の永久磁石を備える回転被駆動円板と、一端が該回転被駆動円板の中心に固定され他端が回転力伝達対象物に接続された回転被駆動軸を備える被駆動体と、
該隔壁の変形量、または該圧力容器内の圧力、または該圧力容器内と該圧力調整室内の圧力差を検出し、この検出値に基づいて、該隔壁が変形しないように該圧力調整室内の圧力を調整する圧力制御機構とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の一側面において、該圧力容器内の圧力は、蒸気によって形成され、該圧力調整室内の圧力は空気によって形成される。
【０００８】
本発明の他の側面において、該圧力制御機構は、該隔壁の変形量を測定する距離センサを備える。
【０００９】
本発明の他の側面において、圧力容器は無菌コーヒー豆粉砕機の圧力容器である。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、圧力容器の外部に圧力容器の一部と隔壁を介して隣接する圧力調整室を設けるとともに、圧力容器内の圧力または圧力容器内と圧力調整室内の圧力差を検出し、この検出値に基づいて、隔壁が変形しないように圧力調整室内の圧力を調整する圧力制御機構を設けることにより、隔壁の厚さを薄く設定しても隔壁の変形が生じないので、回転駆動円板の永久磁石と回転被駆動円板の永久磁石の間の距離を小さくすることができ、充分に強い回転力を伝達することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明を無菌コーヒー豆粉砕機に適用した例を模式的に示す断面図、図２は回転伝達装置を拡大して模式的に示す断面図、図３は永久磁石の配置例を示す図である。
【００１２】
図１および図２において、無菌コーヒー豆粉砕機１は、圧力容器２と圧力調整室３を備えている。圧力容器２の外方に突出する円筒形の回転被駆動体ハウジング４と圧力調整室３はステンレススチール製の隔壁５を介して隣接するように配置されており、ハウジング４のフランジ４ａと圧力調整室３のフランジ３ａは隔壁５を介して円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト・ナット６によって相互に気密に締結されている。
【００１３】
回転力伝達機構３４（図２に詳細を示す）は、圧力調整室３内において、隔壁５の一方側に近接して配置され円周方向に配置された複数の永久磁石７を備える回転駆動円板８と、一端が回転駆動円板８の中心に固定され他端が駆動源である電動モータ９（図１）に接続された回転駆動軸１０を備える駆動体１１を備えている。また回転力伝達機構３４は、圧力容器２のハウジング４内において隔壁５の他方側に近接して配置され、回転駆動円板８の永久磁石７に対応するようにして円周方向に配置された複数の永久磁石１２を備える回転被駆動円板１３と、一端が回転被駆動円板１３の中心に固定され他端が回転力伝達対象物であるコーヒー豆粉砕用駆動ローラ１４（図１）に接続された回転被駆動軸１５を備える被駆動体１６を備えている。永久磁石７と永久磁石１２はその一方がＳ極、他方がＮ極として構成されており、回転駆動円板８および回転被駆動円板１３の円周方向に所定の間隔をおいて複数個ずつ配設されている。永久磁石７、１２の配置の1例を図３に示す。
【００１４】
圧力容器２の頂部にはコーヒー豆投入口３６が開口しており、低部には粉砕されたコーヒーの排出口１７が開口している。コーヒー豆粉砕用駆動ローラ１４の図１中背面側には駆動ローラ１４と係合する被駆動ローラ（図示せず）が配置されており、コーヒー豆投入口３６から投入されたコーヒー豆は回転駆動される両粉砕ローラによって粉砕されてコーヒー排出口１７から排出される。
【００１５】
圧力容器２内を初期滅菌するため、加圧蒸気源１８から蒸気供給弁１９および給気口２０を介して圧力容器２内に加圧蒸気を供給する。一例として、加圧蒸気の圧力は０．１５ＭＰａ、初期滅菌条件は１２５℃、１５分程度が好ましい。加圧蒸気は初期滅菌後は排気口２１から排気弁２２を介して排気される。
【００１６】
圧力容器２の初期滅菌の間、圧力調整室３には加圧空気供給源２３からの加圧空気（室温ないし４０℃程度）が空気供給弁２４を介して供給される。初期滅菌終了時に圧力調整室３内の加圧空気は排気弁２５を介して排気口２６から排気される。
【００１７】
回転力伝達装置３４は、さらに、圧力容器２内の圧力、または圧力容器２内と圧力調整室３内の圧力差を検出し、この検出値に基づいて、隔壁５が変形しないように圧力調整室３内の圧力を調整する圧力制御機構を備える。図示の実施形態において、この圧力制御機構は距離センサ２７（図２）を備えている。
【００１８】
距離センサ２７としては渦電流センサ等の近接センサを使用することができる。距離センサ２７はは回転駆動円板８の中央部において隔壁５の表面から１〜５ｍｍ程度離間して配置されており、その出力送出線８は回転駆動軸１０の中空部１０ａを貫通して圧力コントローラ（図１）に伸びている。距離センサ２７は、圧力容器２の初期滅菌に際し、隔壁５が圧力容器２内の加圧蒸気による熱膨張と加圧により凸形に変形した場合その変形量（距離）を検出し、その検出値を圧力コントローラ２９に伝達する。圧力コントローラ２９はこの検出値に応じて隔壁５の変形を是正するための信号を空気供給弁２４に送出し、空気供給弁２４を開いて空気供給源２３から常温ないし４０℃程度の空気を圧力調整室３に給送し圧力調整室３内の圧力を常圧から所定の圧力まで高めることにより隔壁５の変形を是正する。
【００１９】
初期滅菌が終了し、圧力容器２内の加圧蒸気が排気されて圧力容器2内が常圧となった時、距離センサ２７はこの隔壁の変化を検出して検出値を送出し、圧力コントローラ２９はこの検出値に応答して空気供給弁２４を閉じ排気弁２５を開いて圧力調整室３内の空気を排気し、圧力調整室３内の圧力を常圧に戻す。
【００２０】
上記実施形態においては圧力容器２内の圧力は蒸気によって形成され、圧力調整室３内の圧力は空気によって形成されているが、圧力調整室３内の圧力も蒸気によって形成するようにしてもよい。ただし、蒸気を使用する場合は永久磁石として耐熱性磁石を使用しなければならないが、耐熱性磁石は非耐熱性磁石に比べて結合力が小さいので、大きな回転力を必要とする場合は、圧力調整室３内の圧力を空気によって形成することが望ましい。
【００２１】
また、上記実施形態は、無菌コーヒー豆粉砕機に係るものであるので、圧力容器２内の圧力を加熱滅菌用の蒸気によって形成しているが、加熱滅菌を必要としない場合は、圧力容器２内の圧力を空気によって形成してもよい。また、必要に応じ圧力容器２、圧力調整室３内の圧力を蒸気、空気以外の気体、例えばオゾン、窒素ガス等によって形成してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、圧力容器の外部に圧力容器の一部と隔壁を介して隣接する圧力調整室を設けるとともに、圧力容器内の圧力または圧力容器内と圧力調整室内の圧力差を検出し、この検出値に基づいて、隔壁が変形しないように圧力調整室内の圧力を調整する圧力制御機構を設けることにより、隔壁の厚さを薄く設定しても隔壁の変形が生じないので、回転駆動円板の永久磁石と回転被駆動円板の永久磁石の間の距離を小さくすることができ、充分に強い回転力を伝達することができる。したがって、隔壁の変形を生じることなく充分な回転力を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施形態を模式的に示す断面図である。
【図２】 回転力伝達装置の拡大断面図である。
【図３】 永久磁石の配置例を示す図である。
【符号の説明】
２ 圧力容器
３ 圧力調整室
５ 隔壁
８ 回転駆動円板
９ 電動モータ（駆動源）
１０ 回転駆動軸
１１ 駆動体
１３ 回転被駆動円板
１４ コーヒー豆粉砕用駆動ローラ（回転力伝達対象物）
１５ 回転被駆動軸
１６ 被駆動体
２７ 距離センサ

Claims (4)

1. 圧力容器と、
   該圧力容器の一部と隔壁を介して隣接する圧力調整室と、
   該圧力調整室内において該隔壁の一方側に近接して配置され、円周方向に配置された複数の永久磁石を備える回転駆動円板と、一端が該回転駆動円板の中心に固定され他端が駆動源に接続された回転駆動軸を備える駆動体と、
   該圧力容器内において該隔壁の他方側に近接して配置され、該回転駆動円板の永久磁石に対応するようにして円周方向に配置された複数の永久磁石を備える回転被駆動円板と、一端が該回転被駆動円板の中心に固定され他端が回転力伝達対象物に接続された回転被駆動軸を備える被駆動体と、
   該隔壁の変形量、または該圧力容器内の圧力、または該圧力容器内と該圧力調整室内の圧力差を検出し、この検出値に基づいて、該隔壁が変形しないように該圧力調整室内の圧力を調整する圧力制御機構とを備えることを特徴とする圧力容器内への回転力伝達装置。
2. 該圧力容器内の圧力は、蒸気によって形成され、該圧力調整室内の圧力は空気によって形成されることを特徴とする請求項１記載の圧力容器内への回転力伝達装置。
3. 該圧力制御機構は、該隔壁の変形量を測定する距離センサを備えることを特徴とする請求項１または２記載の圧力容器内への回転力伝達装置。
4. 該圧力容器は無菌コーヒー豆粉砕機の圧力容器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の圧力容器内への回転力伝達装置。

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