JP4262696B2

JP4262696B2 - シート材洗浄装置

Info

Publication number: JP4262696B2
Application number: JP2005145128A
Authority: JP
Inventors: 昭夫中西
Original assignee: 株式会社小松原
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2025-05-18
Also published as: JP2006320811A

Description

本発明は、布帛、紙、フィルムなどのシート材を洗浄するシート材洗浄装置に関する。

従来、例えば精錬、漂白、染色および捺染等の処理をした布帛や、コーティング処理をしたタルクコート紙等の洗浄に用いられるシート材洗浄装置を図６および図７に示す。図示のシート材洗浄装置Ｓ１は、例えば下記の特許文献１に記載されている。このシート材洗浄装置Ｓ１では、洗浄液（水など）が満たされた洗浄槽１内で、縦断面花びら形に形成されたドラム体２ａが水平軸心回りに回転駆動されるようになっている。このドラム体２ａは、凸部２Ａと凹部２Ｂが周方向に繰り返し形成された凹凸周壁１３を有している。そして、ドラム体２ａは、多数の通水孔４０，４０，４０，・・・が形成された多孔周壁を有する円筒状のケーシング３に囲繞されている。更に、ケーシング３は、多数の通水孔３９，３９，３９，・・・が形成された多孔周壁４Ａを有する円筒状のバスケット４に囲繞されている。ケーシング３は洗浄槽１の両側の側壁１ａ，１ｂに固定されており、バスケット４はドラム体２ａと同軸心で洗浄槽１に対して回転自在に枢支されている。

そして、洗浄槽１の側壁１ａ，１ｂの外側にはブラケット８ａ，８ｂを介して軸受９ａ，９ｂが取着されており、ドラム体２ａはその回転軸１０の両端を軸受９ａ，９ｂに枢支され、かつ、モータ（不図示）により回転駆動されるようになっている。また、側壁１ａ，１ｂから内方に向けて円筒体１１ａ，１１ｂが突設されており、円筒体１１ａ，１１ｂの内周面にケーシング３の両端が挿入され固着されている。

バスケット４の側壁１ａ側には全周にわたる補強リング１２Ａが固設されている。この補強リング１２Ａにはリング状の摺動部材１８がボルト止めされている。摺動部材１８はその内周端部が円筒体１１ａの外周凹溝２１に嵌め込まれた状態で、円筒体１１ａに対し周方向に摺動自在となっている。一方、バスケット４の側壁１ｂ側にも補強リング１２ｂが固設されている。この補強リング１２ｂにボルト止めされたリング状の摺動部材１８は円筒体１１ｂの外周面に周方向摺動自在に支持されている。そして、バスケット４の多孔周壁４Ａの、通水孔３９，３９，３９，・・・が形成されていない両端近傍部分に、洗浄液中のバスケット４に浮力を与えて摺動部材１８，１８にかかる荷重を軽減する環状中空体１５ａ，１５ｂが全周にわたって設けられている。符号の１４ａ，１４ｂは側壁１ａ，１ｂと回転軸１０との間に設けられた水漏れ防止用のメカニカルシールである。

このシート材洗浄装置Ｓ１において、ドラム体２ａの凹凸周壁１３の凸部２Ａが接近しつつある部分では洗浄液がケーシング３の通水孔４０およびバスケット４の通水孔３９から外部へ吐出され、凹凸周壁１３の凹部２Ｂが接近しつつある部分では通水孔３９，４０から内部へ吸入される。すなわち、ドラム体２ａの高速回転に伴って、洗浄液は前記のような吐出と吸入とが極めて短い周期で反復される状態で流動する（図７参照）。尚、ドラム体２ａの凸部２Ａの最外端からバスケット４の内周面までの隙間寸法はＧ２となっている。

そこで、シート材洗浄装置Ｓ１を図４のように構成して、シート材Ａを各ガイドロール７およびバスケット４に掛け渡し、搬送方向下流側に設けられた１対の絞りロール１６，１６により搬送させると、シート材Ａはこれに接する各ガイドロール７を回転させながら矢印方向に搬送され、前記のようにバスケット４から出し入れされる洗浄液Ｔの流動によって効果的に洗浄される。図４中、符号の５は洗浄槽１に常時水を供給する給水管、６はオーバーフローした水を排出する排水口である。
制御部２２はシート材Ａの搬送速度が所定となるようにモータ１７を駆動して絞りロール１６の回転速度を制御する。バスケット４はその外周面に接するシート材Ａによって連れ回りしている。

特開平８−１２０５５８号公報

ところで、ケーシング３を省略しバスケット４の内方にドラム体２ａを近づけて配置すると、凹凸周壁１３を有するドラム体２ａの高速回転により洗浄液は前記した吐出と吸入が発生するが、洗浄液の吐出と吸入の方向はドラム体２ａの軸心から半径方向に放射状に発生するものではない。その方向は、図５のように、ドラム体２ａの軸心からの半径方向と回転に伴う円周方向とのベクトル和の方向である。また、ドラム体２ａの回転が高速になる程、バスケット4はドラム体２ａの回転の影響を受け随伴トルクは強くなる。これらにより、バスケット４外周におけるシート材Ａの搬送速度が絞りロール１６における搬送速度よりも速くなるため、シート材Ａはバスケット４よりも搬送方向下流側の部位で弛み、バスケット４よりも上流側の部位で緊張する。これによって、洗浄後のシート材Ａに、シート厚みやシート強度の搬送方向のムラが生じる。そこで、高速回転するドラム体２ａからの随伴トルクの影響を防ぐため、ドラム体２ａとバスケット４との間に、ケーシング３を配備し洗浄槽１に固定していたのである。因みに、ケーシング３の働きは、吐出の時は半径方向外向きに流れる洗浄液のみを通過させ、吸入の時は半径方向軸心向きに流れる洗浄液のみを通過させるものであり、それら以外はシャットアウトさせていた。このことは、ケーシング３はドラム体２ａで発生させた振動流を弱める邪魔板の役目をすることにもなる。そのため、ケーシング３の存在自体がせっかくの洗浄力を損なわせることとなる。

一方で、本発明者による試験研究の結果、シート材Ａに対する洗浄力はドラム体２ａの凸部２Ａとバスケット４の内周面との隙間寸法に反比例することが判っている。しかしながら、上記した事情によりドラム体２ａとバスケット４の間にケーシング３を配備した分、このシート材洗浄装置Ｓ１では、ドラム体２ａの凸部２Ａとバスケット４の内周面との隙間寸法Ｇ２が大きくならざるを得ず、これにより洗浄力の向上が見込めないという問題があった。そこで、洗浄力を向上させるためには、バスケット４とケーシング３との隙間をできるだけ狭くしなければならないことから、この隙間に毛羽などのゴミが溜まりやすくなり、ゴミの除去掃除に手間がかかる。あるいはバスケット４またはケーシング３の製作に高い寸法精度が要求されて製作に手間がかかるという問題もある。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、洗浄力が高く、かつ、洗浄後のシート材にシート厚みやシート強度のムラを生じないシート材洗浄装置の提供を目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、洗浄液が収容された洗浄槽内に、周壁に多数の通水孔が形成された円筒状のバスケットを回転自在に設け、バスケット内に、凹部と凸部が周方向に繰り返し形成された凹凸周壁を有するドラム体をバスケットよりも高速で同方向に回転するように設け、回転駆動源の駆動により回転するバスケットの周壁外面に巻き付けられながら搬送されるシート材を、ドラム体の回転によりバスケット周壁の通水孔から出し入れされる洗浄液によって洗浄し、バスケットからのシート材を絞りロールにより搬送するシート材洗浄装置において、絞りロールにより搬送されるシート材の搬送速度を目標搬送速度に制御するとともにバスケットにおけるシート材の周速が絞りロールにおける目標搬送速度と等しくなるように回転駆動源の出力を制御する制御部を備え、回転駆動源とバスケットとを、回転駆動源からバスケットへの回転力伝達を可能としバスケットからの回転力伝達を止めるセルフロック機構を介して連結した構成にしてある。

また、前記構成におけるセルフロック機構が、回転駆動源に連結されたウォームと、バスケットに連結されて前記ウォームと噛合するウォームホイールとから成るものである。

本発明に係るシート材洗浄装置によれば、従来例のケーシングを省略し、ドラム体をバスケットの近くに配備したので、ドラム体の凸部とバスケットの内周面間の隙間寸法が小さくなる。従って、洗浄力を向上させることができる。また、従来例のケーシングを使用しないので、構成が簡素になりゴミが詰る問題も解消される。そして、回転駆動源とバスケットはセルフロック機構を介して連結されており、回転駆動源からバスケットへの回転力は伝達され、バスケットからの回転力は伝達されない。従って、凹凸周壁を有するドラム体が高速回転してバスケットに同方向のトルクがかかっても、該トルクによるバスケットの回転はセルフロック機構により阻止される。一方、回転駆動源からの回転駆動力はセルフロック機構を経てバスケットに伝達され、バスケットの回転速度が制御される。これにより、バスケットの外周面、シート材洗浄装置のバスケットよりも上流側部位、または下流側部位のいずこでも、シート材の搬送速度が均一になるので、洗浄後のシート厚およびシート強度にムラのない一様なシート材を得ることができる。

また、セルフロック機構としてウォームとウォームホイールを採用した場合、ウォームとウォームホイールは比較的簡素な構成であり入手が容易であるため、安価で確実に作動するセルフロック機構を備えたシート材洗浄装置を提供することができる。また、かかるウォームとウォームホイールを用いた場合は、バスケットにかかるトルクを検出するトルクセンサを用いなくて済む。

本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。ここに、図１は本発明の一実施形態に係るシート材洗浄装置の要部断面図、図２は前記シート材洗浄装置の要部を示す正断面図、図３は前記シート材洗浄装置の要部を示す部分側面図である。但し、図６および図７に示した従来のシート材洗浄装置Ｓ１と同一の構成要素には、同一の符号を付すとともにその詳細な説明を省略することがある。
各図において、この実施形態に係るシート材洗浄装置Ｓでは、９組の凸部２Ａと凹部２Ｂが周方向に交互に繰り返し形成された凹凸周壁１３を有するドラム体２がバスケット４の内方間近に配備され、従来装置Ｓ１におけるケーシング３（図６，７参照）が省略されている。この場合、ドラム体２は、凹凸周壁１３の凸部２Ａの最外位置からバスケット４の内周面までの隙間寸法がＧ１（図５参照）となる大きさに形成されている。かかる隙間寸法Ｇ１は従来装置Ｓ１における隙間寸法Ｇ２よりも大幅に小さくなっている。

そして、洗浄槽１の側壁１ａの上部に水封シール付きの軸受部２４が設けられ、ドラム体２の回転軸１０と平行に側壁１ａを貫通して配備された軸２６が軸受部２４のベアリング２５，２５に回転自在に軸支されている。側壁１ａ内における軸２６の一端側にはバスケット４の補強リング兼用歯車１２ａと噛合する歯車２７が固着され、軸２６の他端側には歯車２８が固着されている。洗浄槽１の側壁１ａの近傍に立設された支柱２９Ａの上部には、基台２９が横設されている。この基台２９上には電動モータなどに代表される回転駆動源２３とギヤボックス３０が設置されている。ギヤボックス３０には前記の軸２６と平行する軸３１が回転自在に軸支されている。軸３１はギヤボックス３０内の部位にウォームホイール３３が固着されている。軸３１の洗浄槽１側端部には、前記の歯車２８と噛合する歯車３２が固設されている。ギヤボックス３０内のウォームホイール３３下方位置には、軸３１と直交する軸３４が回転自在に軸支されている。この軸３４にウォームホイール３３と噛合するウォーム３５が固設されている。軸３４はカップリング３７を介して回転駆動源２３の駆動軸３８と連結されている。このシート材洗浄装置Ｓにおいて、上記以外の構成は図６，７に示した従来装置Ｓ１と同じ構成である。

上記のように構成された本実施形態のシート材洗浄装置Ｓは、図４に示すように、各ガイドロール７およびバスケット４に掛け渡されたシート材Ａをバスケット４および絞りロール１６の回転駆動力により矢印方向に搬送し、最高６００ｒｐｍで回転するドラム体２の凹凸周壁１３から生じた３０〜９０ヘルツの洗浄液Ｔの振動流をバスケット４の通水孔３９から出し入れしてシート材Ａを効果的に洗浄する。
その際、制御部２２はシート材Ａの搬送速度が目標搬送速度となるようにモータ１７を駆動して絞りロール１６の回転速度を制御する。同時に、制御部２２はバスケット４におけるシート材Ａの周速が絞りロール１６における目標搬送速度と等しくなるように回転駆動源２３の出力を制御する。回転駆動源２３から出力された回転駆動力はウォームホイール３３およびウォーム３５を経てバスケット４に伝達される。一方、高速回転するドラム体２から生じてバスケット４を回転させようとするトルクはセルフロック機構３６のウォームホイール３３で止められる。従って、シート材Ａの搬送速度は、バスケット４の外周面、シート材洗浄装置Ｓのバスケット４より上流側部位、または下流側部位のどこであっても均一になる（すなわち均一な力で引っ張られる）。これにより、洗浄されたシート材Ａのシート厚およびシート強度は搬送方向についてムラがなく一様となる。

すなわち、補強リング兼用歯車１２ａ、歯車２７、軸２６、歯車２８、歯車３２、および軸３１を介してバスケット４に連結された「ウォームホイール３３」と、駆動軸３８、カップリング３７、および軸３４を介して回転駆動源２３に連結された「ウォーム３５」との組合せ構成が、本実施形態に係るセルフロック機構３６である。

前記のように、このシート材洗浄装置Ｓでは、セルフロック機構３６として比較的簡素な構造で入手が容易なウォーム３５およびウォームホイール３３を使用したので、安価で確実に作動するセルフロック機構付きの装置が提供される。そして、このシート材洗浄装置Ｓでは、従来装置Ｓ１のようなケーシング３を用いることなくドラム体２の外方に直ちにバスケット４を配備したので、ドラム体２の凸部２Ａとバスケット４の内周面間の隙間Ｇ１を小さくできることから、従来装置Ｓ１と比べて洗浄力を格段に向上させることができる。また、ケーシング３を持たない分、構成が簡素で済みゴミ詰りの問題もなくなる。

尚、上記の実施形態では、バスケット４を洗浄槽１に回転自在に支持させる支持部材としてリング状の摺動部材１８を用いたが、これに替えて、例えばベアリングローラタイプの支持部材を複数用いたシート材洗浄装置であっても本発明を適用可能である。
また、長尺ネット体を２枚以上重ねたものをバスケットおよびガイドロールにかけ渡し、重ねたネット体の間に、シート材としての玄関マットなどを挟み搬送させて洗浄することも可能である。

そして、上記ではセルフロック機構としてウォームとウォームホイールの組合せ構成を採用したが、それ以外に、本発明のセルフロック機構として、バスケットにかかるトルクを検出するトルクセンサを配備し、回転駆動源とバスケットとを電磁ブレーキを介して連結した構成を採用することも可能である。かかる構成では、トルクセンサにより検出されたバスケットにかかるトルクが所定値を超えたときに、電磁ブレーキが作動してバスケットの回転を規制する。

本発明の一実施形態に係るシート材洗浄装置の正断面図である。前記シート材洗浄装置の要部を示す正断面図である。前記シート材洗浄装置の要部を示す部分側面図である。前記シート材洗浄装置の動作説明図である。前記シート材洗浄装置の動作を示す部分拡大断面図である。従来例に係るシート材洗浄装置の正断面図である。前記従来例のシート材洗浄装置の動作を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

Ｓシート材洗浄装置
Ａシート材
１洗浄槽
２ドラム体
２Ａ凸部
２Ｂ凹部
４バスケット
４Ａ多孔周壁（周壁）
１３凹凸周壁
１６絞りロール
２２制御部
２３回転駆動源
３３ウォームホイール
３５ウォーム
３６ウォームギヤ
３９通水孔
Ｇ１隙間寸法
Ｔ洗浄液

Claims

洗浄液が収容された洗浄槽内に、周壁に多数の通水孔が形成された円筒状のバスケットを回転自在に設け、バスケット内に、凹部と凸部が周方向に繰り返し形成された凹凸周壁を有するドラム体をバスケットよりも高速で同方向に回転するように設け、回転駆動源の駆動により回転するバスケットの周壁外面に巻き付けられながら搬送されるシート材を、ドラム体の回転によりバスケット周壁の通水孔から出し入れされる洗浄液によって洗浄し、バスケットからのシート材を絞りロールにより搬送するシート材洗浄装置において、
絞りロールにより搬送されるシート材の搬送速度を目標搬送速度に制御するとともにバスケットにおけるシート材の周速が絞りロールにおける目標搬送速度と等しくなるように回転駆動源の出力を制御する制御部を備え、
回転駆動源とバスケットとを、回転駆動源からバスケットへの回転力伝達を可能としバスケットからの回転力伝達を止めるセルフロック機構を介して連結したことを特徴とするシート材洗浄装置。
セルフロック機構が、回転駆動源に連結されたウォームと、バスケットに連結されて前記ウォームと噛合するウォームホイールとから成る請求項１に記載のシート材洗浄装置。