JP4354573B2

JP4354573B2 - 缶体洗浄装置

Info

Publication number: JP4354573B2
Application number: JP14308499A
Authority: JP
Inventors: 一郎稗苗; 博義徳本; 隆竹内; 幸明永田
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2019-05-24
Also published as: JP2000325905A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重合缶や反応缶等の缶体の内部を洗浄する缶体洗浄装置に関するものであり、特にノズルの移動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学、石油、薬品工場等で使用される重合缶、反応缶、発酵槽等の缶体内部を洗浄する缶体洗浄装置において、缶内の隅々まで洗浄するためにノズルを移動させながら洗浄する必要がある。このようなノズルの移動機構としては、洗浄液の水圧だけでノズルを取り付けたシリンダーが伸縮する水圧シリンダー式ランスを備えた缶体洗浄装置や、１段スクリュー式ランスを備えた缶体洗浄装置が一般的に知られている。
【０００３】
水圧シリンダー式ランスの洗浄装置は、図６に示すように、シリンダ２０３内をノズル２０５を取り付けたピストン２０１が軸方向に移動可能となっており、シリンダ２０３のロッドカバー２０７側から洗浄液を導入してシリンダ２０３内を洗浄液で充満させることにより、洗浄液がノズル２０５に供給されて噴射されるようになっている。ピストン２０１の移動は、洗浄液タンクとシリンダ上部との流路に設けられたＶ１バルブとＶ２バルブとの開閉動作により行われる。即ち、図６（ａ）に示すように、ロッドカバー２０７側から洗浄液を導入した状態で、Ｖ１バルブを開き、Ｖ２バルブを閉じて、タンクからピストン上部へ洗浄液を送る。このとき、ピストン上面に対する押圧力は、下面に対する押圧力よりもロッドの断面積分だけ大きいので、ピストン２０１は下方へ伸びこれによりノズル２０５が下方に移動する。
【０００４】
逆に、図６（ｂ）に示すように、Ｖ１バルブを閉じ、Ｖ２バルブを開けると、ピストン上部の洗浄液がシリンダ外部へ出ていき、このためピストン下面に対する押圧力が上面に対する押圧力より大きくなり、ピストン２０１は縮んでノズル２０５は上方へ移動する。
【０００５】
また、ピストン２０１の移動速度の調整は、洗浄液の流路に設けられた流量調整弁Ｎ１及びＮ２により行われる。流量調整弁Ｎ１及びＮ２を絞ることによりシリンダ上部に流出入する洗浄液の単位時間当たりの流量が少なくなるため、ピストン２０１の移動速度は遅くなり、逆に流量調整弁Ｎ１及びＮ２を開放するとピストン２０１の移動速度は速くなる。
【０００６】
一方、１段スクリュー式ランスは、１段のランスを上下移動することによりノズルの移動と回転とを同時に行うものである。
【０００７】
また、これら従来の缶体洗浄装置の供給ホースの送り機構は、図７（ａ）に示すように、ホースリール３０７に供給ホース３２５を巻回し、供給ホース３２５を洗浄装置の構体外部に固定配置されたガイドローラ３２９を介して内側ランス３０５に接続している。このような従来の缶体洗浄装置では、内側ランス３０５を下方に軸方向移動してノズルを重合缶内部に挿入する場合には、図７（ｂ）に示すように、供給ホース３２５を内側ランス３０５の移動距離と等しい長さ分だけホースリール３０７により送り込むことが必要となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の伸縮ランスを有する缶体洗浄装置は、ランスが伸縮可能なため、小型化でき、かつ種々のサイズの重合缶内部を洗浄することができる点で優れているが、次のような問題点がある。
【０００９】
まず、水圧シリンダー式ランスの缶体洗浄装置では、バルブの開閉動作の切り替えによってランス（ピストン）の伸縮制御を行うため、液圧回路の構成部材が多くなり、制御方法も煩雑になる。このため、洗浄作業中にバルブの作動不良が生じやすく、安定した洗浄作業を行うことができないという問題がある。
【００１０】
特に、洗浄液が例えば５０ＭＰａ以上の高圧の場合には、バルブから洗浄液が漏れたり、圧力シール部材が摩耗したり、バルブが損傷する等の危険性がある。また、ランス各部位に高圧がかかるため、装置自体の損傷や早期摩耗の危険性がある。このため、このような水圧シリンダー式ランスの缶体洗浄装置では、装置自体の大型化や各部位の肉厚を厚くする等の高圧化対策や、バルブの高圧化対策が必要になるという問題がある。
【００１１】
更に、ランスの伸縮速度の制御は、流量調整弁の絞込みにより洗浄液の流量を調節することにより行われるため、大雑把な制御はできても、微速制御は困難である。このため、伸縮速度の変動が起きやすく、これによる洗浄むらを生じやすいという問題がある。
【００１２】
一方、１段スクリュー式ランスの缶体洗浄装置は、ランスが１段式のため、重合缶のサイズによってはランスを十分に伸ばすことができず、缶内上部のスペースの有無により取り付け不可能になるという問題点がある。
【００１３】
装置のコンパクト化を図るため、多段ランスを伸縮させてノズルを移動する方式の装置がある。しかし、複数のランスに軸方向移動を行わせるため駆動源を複数用いた場合には却って装置が過大となってしまう。特に、多段ランスを最大長まで伸ばした場合に高圧水を供給するホースがその分長くなるため、ホースを巻回しておくためのホースリールが必要となってしまう。
【００１４】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ノズルの移動制御が容易で安定した洗浄作業を行える缶体洗浄装置を提供することを主な目的とする。また、本発明の別の目的は、ノズルの移動速度の調整が容易で均一な洗浄効果を得ることができる缶体洗浄装置を提供することである。本発明の別の目的は、高圧の洗浄液を使用した場合にも故障、損傷を防止できる缶体洗浄装置を提供することである。本発明の別の目的は、種々のサイズのタンクにも取付可能な缶体洗浄装置を提供することである。本発明の別の目的は、装置のコンパクト化を図ることができる缶体洗浄装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、高圧水を噴射するノズルと、回転駆動手段と、該ノズルを上下移動させる移動機構と、ノズルに高圧水を供給する供給手段とを有する缶体洗浄装置であって、前記移動機構は、入れ子構造で同軸配置され、互いに軸方向相対移動可能な複数の筒体と、前記複数の筒体の入れ子構造を形成している外側と内側の筒体同士の間の各々に軸方向に亘り介在配置され、回転により内側の筒体を外側の筒体に対して軸方向相対移動させる複数の送りネジ機構と、回転駆動手段による回転を、前記複数の送りネジ機構の夫々に伝達する回転伝達機構と、を備え、前記ノズルは、最も内側の筒体の先端に装着されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明は、入れ子構造で同軸配置され、互いに軸方向相対移動可能な複数の筒体を利用したいわゆる多段ランスの伸縮によりノズルを移動させる移動機構を有する缶体洗浄装置である。即ち、本発明の複数の筒体は、いわゆる伸縮式ランスを構成するものであり、多段ランス、即ち複数の筒体を最も縮めた状態では軸方向長さが短くなるので、大きなサイズのタンクから小さなサイズのタンクに至るまでの種々のタンクに本発明を適用することが可能である。尚、本発明では複数の筒体を用いて多段式にしていればよく、２段式、３段式等の段数は問わない。
【００１７】
本発明においてノズルを移動させるには、回転駆動手段を駆動し、その回転を回転伝達機構によって複数の送りネジ機構に伝達して各送りネジ機構を回転させる。各送りネジ機構は、複数の筒体の間に軸方向に亘り介在配置され、回転により内側の筒体を外側の筒体に対して軸方向相対移動させる。ここで、「内側の筒体」とは送りネジ機構の位置から筒体の軸心に向かって最も近い位置にある筒体をいい、「外側の筒体」とは送りネジ機構の位置から軸心と反対方向に向かって最も近い位置にある筒体をいう。このため、送りネジ機構の回転によって夫々の内側の筒体が同時に各外側の筒体に対して軸方向に相対移動し、これにより複数の筒体は伸縮動作を行う。そして、ノズルはこれら複数の筒体の、最も内側の筒体に装着されているので、複数の筒体の伸縮動作によってノズルが上下移動する。
【００１８】
本発明では、このようにノズルの移動を回転駆動手段の駆動、回転伝達機構、送りネジ機構及び複数の筒体の伸縮動作のみによって行っている。また、ノズルの移動方向も送りネジ機構の回転方向、即ち回転駆動手段の回転方向によって定められる。言い換えれば、本発明では洗浄液の供給手段とノズルの移動機構とが互いに独立しておりノズルの移動に洗浄液の圧力を用いることはないため、ノズルの上昇下降の際にバルブの切換が必要な従来の水圧シリンダー式ランスの缶体洗浄装置と比較して、供給手段の液圧回路も簡易なもので済む。このため、液圧回路等の作動不良等も生じることはなく安定した洗浄作業を行うことが可能となる。
【００１９】
また、本発明では液圧回路等の供給手段とノズルの移動機構とが独立しているため、５０ＭＰａ以上の高圧水を用いた場合でも、筒体が高圧水の圧力による加重の影響を受けることはない。このため、高圧水からの加重による筒体への影響やバルブからの漏れ、圧力シール部材の摩耗等の不具合が生じることもなく、高圧水の圧力の影響を受ける従来の水圧シリンダー式ランスの缶体洗浄装置に比較して、バルブ、ノズル又は筒体等の装置部品の損傷を防止することができ、高圧に耐えうるものとなる。また、高圧ホースから漏れが生じることもあるが、この場合には高圧ホースのみを変更すれば良いため超高圧化への対応が容易に行える。
【００２０】
更に、本発明では、回転伝達機構によって回転駆動手段の回転が送りネジ機構に伝達され、送りネジ機構の回転により筒体が軸方向相対移動を行うので、回転駆動手段の回転速度を調整することで、各筒体の軸方向移動の速度（即ち、ノズルの移動速度）の調整をすることができる。このため、洗浄液の流量制御でノズルの移動速度を制御する従来の水圧シリンダー式ランスの缶体洗浄装置に比べて、ノズルの移動速度の微調整が容易にでき、移動速度調整の不具合による洗浄むらも生じることがなく、均一した洗浄効果を得られる。
【００２１】
本発明では、送りネジ機構が各筒体の間に介在配置されているので、送りネジ機構が最も内側の筒体内のガスと隔離される。このため、送りネジ機構とガスとの接触を考慮して送りネジ機構の材質を制限する必要がない。例えば、送りネジ機構の材質として鋼材を用い、更に送りネジ機構の動作を円滑にすべく潤滑油を用いることが可能となる。
【００２２】
また、このように送りネジ機構は筒体間のみに介在するので、装置の外面は筒体のみで構成できる。即ち、送りネジ機構等の複雑な機構を構体外部に露出させる必要がないので、不要な隙間からのガス漏れを防止することができる。
【００２３】
本発明では、送りネジ機構の回転は一つの回転駆動手段から回転伝達機構によって伝達されるので、複数の筒体を共通の回転駆動手段によって同時に軸方向相対移動させることができる。このため、各筒体毎に回転駆動手段を設ける必要がなく装置のコンパクト化を図ることができる。
【００２４】
本発明の回転駆動手段としては、電動モータの他、流体圧モータを用いることもでき、その場合には、その作動流体として別系統の空圧や油圧あるいは洗浄用高圧水自体の液圧を利用することもできる。
【００２５】
本発明の回転伝達機構は、回転駆動手段の回転を複数の送りネジ機構に伝達するものであれは、その構成は特に限定されるものではない。例えば、回転伝達機構として複数のギア、キー等を設けて送りネジ機構に回転駆動手段としてのモータの回転を伝達するように構成することができる。この際、筒体の移動速度、即ちノズルの移動速度の微調整を行うため、回転伝達機構に回転速度調節機構を設けても良い。このような回転速度調整機構としては、例えば、多段変速機、無段変速機、流体圧流量調整弁装置、インバータモータ、サーボモータ等が挙げられる。
【００２６】
複数の送りネジ機構は、複数の筒体の間に軸方向に亘り介在配置され、回転により内側の筒体を外側の筒体に対して軸方向相対移動させるものであれば良く、その構成は本発明では限定しない。
【００２７】
本発明では、ノズルの位置決め及び位置調整を行う位置制御手段を更に設けることができる。本発明では、ノズルの移動を高圧水の圧力やバルブの切り替えではなく、回転駆動手段によって行うのでノズルの位置ずれは生じにくいが、回転駆動手段を制御することによりノズルの位置決めや位置調整を更に正確かつ確実に行うことが容易となる。このような位置制御手段としては、エンコーダによる位置決め制御、タイマー制御によるノズルの位置調整等が挙げられる。
【００２８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の缶体洗浄装置において、前記複数の送りネジ機構は、夫々前記筒体の軸心に対して対称な位置に配置された複数のネジ部と各ネジ部に螺合するナットとからなり、前記ネジ部の夫々は、各ネジ部の外側に位置する筒体と軸方向相対移動不可能であり、前記ナットの夫々は、各ナットの内側に位置する筒体と係合しており、前記回転伝達機構は、前記対称位置のネジ部またはナットを互いに逆方向に回転させるように前記回転を伝達するものであることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明では、複数の送りネジ機構の夫々が複数のネジ部と各ネジ部に螺合するナットとからなっている。そして、各ネジ部は外側の筒体と軸方向相対移動が不可能であり、ネジ部に螺合するナットは内側の筒体に係合している。このため、ネジ部が回転することによりその回転によってネジ部に螺合したナットがネジ部周面を上下移動する。又はナットが回転することによりナットはネジ部の周面を上下移動する。ここで、ナットは内側の筒体と係合しているので、ナットの上下移動に伴って内側の筒体は外側の筒体に対して軸方向相対移動を行う。また、このような複数のネジ部は、筒体の軸心に対して対称な位置に配置されているので、筒体の軸方向移動の案内を補助することになり、筒体が円滑に伸縮動作を行うことになる。
【００３０】
また、各ネジ部は筒体の軸心に対して互いに対称位置に配置され、かつ各ネジ部には回転伝達機構により伝達される回転が互いに逆方向に作用するので、回転による作用する力が対称位置のネジ部間で相殺され、装置の構体に不要な捩れが生じることを防止して安定した動作が保証される。
【００３１】
本発明では、回転伝達機構を回転駆動手段の回転を複数のネジ部に伝達するように構成したり、複数のナットに伝達するように構成したりすることができる他、筒体によってネジ部とナットに別々に伝達するように構成することは任意である。このように本発明では、複数のネジ部又はナットへの回転の伝達を回転伝達機構で行っているので、各ネジ部又はナットの回転を一つの回転駆動手段で共通化することができ、夫々別々の回転駆動手段を設ける必要が無く装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００３２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の缶体洗浄装置において、前記供給手段と最も内側の筒体とを接続し、高圧水をノズルに導く供給ホースと、前記供給ホースを前記供給手段から折り返して前記ノズルに案内するガイド手段と、を更に備え、前記ガイド手段は、装置構体に対して軸方向移動可能な最も外側の筒体に固定されており、前記回転伝達機構と前記複数の送りネジ機構とは、前記複数の筒体の夫々を、隣接する筒体に対する軸方向相対移動速度がほぼ等しくなるように回転するものであることを特徴とするものである。
【００３３】
本発明では、供給ホースが最も内側の筒体に接続されている。このため、筒体が上下に軸方向移動を行うとそれに追従して供給ホースも上下移動する。
【００３４】
一方、本発明では、供給ホースを供給手段から折り返してノズルに案内するガイド手段が設けられており、このガイド手段は、装置構体に対して軸方向移動可能な筒体に固定されている。ここで、「装置構体」には軸方向移動不可能な筒体も含まれる。又、「装置構体に対して軸方向移動可能な最も外側の筒体」とは、ノズルの上下移動と共に軸方向移動する筒体のうち最も外側に配置された筒体をいい、装置構体に固定され、軸方向移動不可能な筒体や軸方向移動可能であるがノズルが装着されている最も内側の筒体は含まれない。このため、ガイド手段は当該筒体の軸方向移動に追従して上下移動を行う。このため、供給ホースの折り返し湾曲部分もその形状を保ちながら軸方向移動可能な最も外側の筒体の移動に追従移動する。
【００３５】
ここで、ノズルを上下移動させるには、回転伝達機構と複数の送りネジ機構とにより複数の筒体を互いに軸方向相対移動させる必要があるが、本発明ではこの回転伝達機構と複数の送りネジ機構とが複数の筒体の夫々を、隣接する筒体に対する軸方向相対移動速度がほぼ等しくなるように回転する。ここで、「隣接する筒体に対する軸方向相対移動速度がほぼ等しくなるように」とは、送りネジ機構の外側の筒体に対する内側の筒体の相対移動速度が、外側の筒体の更にその外側の筒体に対する相対移動速度と等しいか、当該相対移動速度との差が所定の誤差範囲内であることをいう。このため、各筒体間の軸方向の相対移動距離は各筒体ともほぼ同一となる。言い換えれば、供給ホースの移動距離は常に各筒体の相対移動距離に筒体の数を乗じた距離とほぼ等しくなる。
【００３６】
このように供給ホースは一定の相対移動速度及び一定の移動距離で上下移動を行い、かつ供給ホースの折り返し部分は軸方向移動可能な最も外側の筒体の軸方向移動に追従して上下移動するので、複数の筒体の軸方向移動によりノズルが上下移動した場合でも供給ホースの折り返し部分の湾曲形状は維持される。このため供給ホースのホース長は一定長で足り、筒体の軸方向移動によって供給ホースを繰り出して長くしたり、巻き戻して短くしたりする必要はない。従って、供給ホースの繰り出し及び巻き戻しを行うホースリールが不要となり、このようなホースリールの必要な従来の缶体洗浄装置と比較して装置全体を小型化することができる。
【００３７】
本発明のガイド手段は、供給ホースを供給手段から折り返してノズルに案内し、装置構体に対して軸方向移動可能な最も外側の筒体に固定されていればその構成は特に限定されるものではない。例えばガイド手段を装置構体に対して軸方向移動可能な筒体に設けた円板形状のガイドローラを用い、このガイドローラに供給ホースを巻いて折り返すように構成する他、供給ホースを折り返して湾曲部分を形成し、その折り返し湾曲部分の下部で前記筒体に複数の球状ロールで供給ホースをノズルに案内するように構成することができる。
【００３８】
本発明の回転伝達機構と送りネジ機構とは、各筒体間の軸方向相対移動速度がほぼ等しくなるように回転するものであればその構成は特に限定されない。例えば、送りネジ機構のネジピッチを各送りネジ機構毎に変えたり、異なる径の送りネジと回転伝達機構内部の異なる歯数の歯車とを組み合わせて隣接する筒体間の相対移動速度をほぼ等しくするように構成することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態について、以下図示例とともに説明する。図１は本実施形態に係る重合缶洗浄装置の全体構成を示す断面図であり、図２はそのＡ−Ａ矢視図、図３は図１において右側面方向からの本実施形態の重合缶洗浄装置を観た場合の断面図である。
【００４０】
本実施形態の重合缶洗浄装置は、重合缶内部を洗浄するものであり、図１に示すとおり、高圧水を噴射する洗浄用ノズル２３と、洗浄用ノズル２３を上下移動するための固定ランス１，第１ランス３及び第２ランス５と、各ランスを伸縮移動させるための第１台形ネジ１３Ｌ，１３Ｒ、第１ナット１４Ｌ，１４Ｒ、第２台形ネジ１５Ｌ，１５Ｒ及び第２ナット１６Ｌ，１６Ｒと、本発明の回転駆動手段としての電動モータ７と、第１台形ネジ１３Ｌ，１３Ｒと第２台形ネジ１５Ｌ，１５Ｒとに電動モータ７の回転を伝達する歯車２１ＬＡ，２１ＬＢ，２１ＬＣ，２１ＲＡ，２１ＲＢ，２１ＲＣ，２１ＲＤ，１９が納められた回転伝達ボックス１７と、ノズル２３に高圧水を導くための供給ホース２５と、から概略構成される。
【００４１】
ここで、固定ランス１と第１ランス３と第２ランス５とは本発明の複数の筒体を構成し、第１台形ネジ１３Ｌ，１３Ｒと第１ナット１４Ｌ，１４Ｒ及び第２台形ネジ１５Ｌ，１５Ｒと第２ナット１６Ｌ，１６Ｒとは本発明の複数の送りネジ機構を構成し、回転伝達ボックス１７及び回転伝達ボックス１７内の各歯車は本発明の回転伝達機構を構成する。
【００４２】
尚、本実施形態では、重合缶内部を洗浄するものとしているが、この他、反応缶等の内部を洗浄するようにしても良い。
【００４３】
固定ランス１は構体上面１０ａと構体下面１０ｂに固定されており、このため軸方向移動が不可能になっている。このため固定ランス１は装置の構体の一部を形成している。そして固定ランス１の外面には送りネジ機構等の部材は設けられていない。また、図２に示すように、固定ランス１では後述する供給ホース２５の送り動作を可能とするため、その前壁面及び背壁面の一部から第１ランス３が露出している。
【００４４】
装置外部には電動モータ７が設けられている。また、図３に示すように第１ランス３と第２ランス５の間隙には軸方向に延在する角シャフト９が設けられている。この角シャフト９はその軸心を中心として回転可能に構成されており、更に上下に軸方向移動可能となっている。モータ７の駆動軸と角シャフト９とは角穴付き歯車３９を介してローラチェーン３７によって連結されており、このためモータ駆動軸の回転が角シャフト９に伝達され回転するようになっている。また、第２ランス５は角シャフト９上を移動可能となっており、このため角シャフト９は第２ランス５の上下移動を妨げないようになっている。
【００４５】
第１ランス３は、固定ランス１の内側に同軸に配置され、第２ランス５は更に第１ランス３の内側に同軸配置され、入れ子構造となっている。第１ランス３は固定ランス１及び第２ランス５と軸方向に相対移動可能であり、第２ランス５は第１ランス３と軸方向に相対移動可能となっている。
【００４６】
第１ランス３の上部は回転伝達ボックス１７に係止されている。このため、第１ランス３は、回転伝達ボックス１７の上下移動に伴って軸方向に移動する。
【００４７】
第２ランス５の下端には洗浄用ノズル２３が装着されており、上端には接続金具３３によって供給ホース２５が接続されている。即ち、高圧水供給部３５から供給される高圧水は、供給ホース２５、第２ランス５を通過して洗浄用ノズル２３から噴射されるようになっている。
【００４８】
また、第２ランス５と第２ナット１６Ｌ、１６Ｒとは第２ランス５の上端部で接続金具３３を介して固定されている。このため第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒが回転して第２ナット１６Ｌ、１６Ｒが第２台形ネジ周面上を上下移動するとそれに伴い第２ランス５も軸方向に上下移動するようになっている。
【００４９】
回転伝達ボックス１７は、角シャフト９に連結された歯車１９と、この歯車１９から図１及び図２の左側の第２台形ネジ１５Ｌ及び第１ナット１４Ｌにモータ７の回転を伝達するための夫々噛み合う３個の歯車２１ＬＡ，２１ＬＢ，２１ＬＣと、同図右側の第２台形ネジ１５Ｒ及び第１ナット１４Ｒにモータ７の回転を伝達するために夫々噛み合う４個の歯車２１ＲＤ，２１ＲＡ，２１ＲＢ，２１ＲＣの合計８個の歯車が設けられている。
【００５０】
歯車２１ＬＢは図２の左側第２台形ネジ１５Ｌの軸心に連結され、歯車２１ＬＣは同図左側第１ナット１４Ｌに噛み合っている。また、歯車２１ＲＢは同図右側第２台形ネジ１５Ｒの軸心に連結され、歯車２１ＲＣは同図右側第１ナット１４Ｒに噛み合っている。このため、例えばモータ７の駆動により角シャフト９が図２の時計回りに回転した場合には、歯車１９，２１ＬＡ，２１ＬＢにより左側第２台形ネジ１５Ｌが時計回りに、更に歯車２１ＬＣにより左側第１ナット１４Ｌが時計回りに回転する。一方、右側では歯車２１ＲＤが左側より１個余分に設けられているので、歯車１９，２１ＲＤ，２１ＲＡ，２１ＲＢにより右側第２台形ネジ１５Ｒが反時計回りに、更に歯車２１ＲＣにより右側第１ナット１４Ｒが反時計回りに回転する。このように左右の第１ナット１４Ｒ、１４Ｌ及び第２台形ネジ１５Ｒ，１５Ｌは夫々逆方向に同時に回転するようにモータ７の回転が伝達されるようになっている。
【００５１】
ノズル２３の移動速度、即ち第２ランス５の軸方向移動速度はモータ７の駆動軸からの回転速度を制御することにより行われる。具体的には、歯車１９を多段ギアとして他の歯車に駆動軸７の回転を切り換えて伝達すればよい。
【００５２】
第１台形ネジ１３Ｒ、１３Ｌとこれと螺合する第１ナット１４Ｒ、１４Ｌは、本発明のネジ部を構成する。第１台形ネジ１３Ｒ、１３Ｌは、第１ランス３と固定ランス１との間隙に軸方向に２本設けられている。この２本の第１台形ネジ１３Ｌ、１３Ｒの夫々は第１ランス３の軸心を中心として互いに１８０度の角度間隔で配置されている。即ち、左右２本の第１台形ネジ１３Ｌ，１３Ｒは第１ランス軸心を中心に対称な位置に配置されている。図１の右側第１台形ネジ１３Ｒは左ネジ、左側第１台形ネジ１３Ｌは右ネジと互いに逆方向のネジ山を有している。尚、左右の第１台形ネジのネジピッチは同一である。
【００５３】
各第１台形ネジ１３Ｌ，１３Ｒは、構体内部で軸方向に延びており、その上端が構体上面１０ａに、下端が構体下面１０ｂに夫々固定されている。このため、各第１台形ネジ１３Ｌ，１３Ｒは固定ランス１と相対移動不可能でかつ回転不能となっている。
【００５４】
各第１台形ネジ１３Ｌ，１３Ｒに夫々螺合する各第１ナット１４Ｌ，１４Ｒは回転伝達ボックス１７内部に配置されている。また、各第１ナット１４Ｌ，１４Ｒは回転伝達ボックス１７中の歯車２１ＬＣ、２１ＲＣと夫々係合している。このため、左側第１ナット１４Ｌには歯車１９、２１ＬＡ，２１ＬＢ，２１ＬＣをこの順で介して電動モータ７の回転が伝達され、右側第１ナット１４Ｒには歯車１９、２１ＲＤ，２１ＲＡ，２１ＲＢ，２１ＲＣをこの順で介して電動モータ７の回転が伝達される。ここで、第１台形ネジ１３Ｌ、１３Ｒは共に構体に固定され回転不可能かつ上下移動不可能となっているので、第１ナット１４Ｒ、１４Ｌは回転しながら第１台形ネジ１３Ｒ、１３Ｌ周面上を上下移動し、それに伴い回転伝達ボックス１７も構体内部を上下移動する。
【００５５】
第２台形ネジ１５Ｌ，１５Ｒとこれに夫々螺合する第２ナット１６Ｌ、１６Ｒは、本発明のネジ部を構成する。第２台形ネジ１５は、第２ランス５と第１ランス３との間隙に軸方向に２本設けられており、第１台形ネジ１３Ｌ、１３Ｒと同様に互いに第２ランス５の軸心を中心に１８０度の角度間隔で対称位置に配置されている。
【００５６】
このように本実施形態の重合缶洗浄装置では、第１台形ネジ１３Ｒ，１３Ｌが固定ランス１と第１ランス３の間、第２台形ネジ１５Ｒ，１５Ｌが第１ランス３と第２ランス５との間のみに介在配置されているで、装置の外面の殆どは固定ランス１のみで構成でき、複雑な機構を構体外部に露出させる必要がないので、不要な隙間からのガス漏れが防止されることになる。
【００５７】
また、第１台形ネジ１３Ｌ，１３Ｒと第２台形ネジ１５Ｌ，１５Ｒとが缶体内のガスと隔離される。このため、各台形ネジや各ナットをガスとの接触を考慮して材質を制限する必要がないので、各台形ネジと各ナットには鋼材を用いている。また、各台形ネジと各ナットに回転部分には潤滑油を用いている。
【００５８】
また、各第２台形ネジは構体に対して軸方向を中心に互いに逆方向に回転可能である。この２本の第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒの夫々も図１の右側第２台形ネジ１５Ｒは左ネジ、左側第２台形ネジ１５Ｌは右ネジと互いに逆方向のネジ山を有している。尚、左右の第２台形ネジ１５Ｌ，１５Ｒのネジピッチは同一である。
【００５９】
各第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒは、その上部で回転伝達ボックス１７の歯車２１ＬＢ、２１ＲＢに夫々接続されている。このため、左側第２台形ネジ１５Ｌは、歯車１９，２１ＬＡ，２１ＬＢをこの順で介して電動モータ７の回転が伝達され回転する。また右側第２台形ネジ１５Ｒは、歯車１９，２１ＲＤ，２１ＲＡ，２１ＲＢをこの順で介して電動モータ７の回転が伝達されて回転する。そして、各第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒは回転伝達ボックス１７と共に構体内部を上下に軸方向移動するようになっている。
【００６０】
各第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒに夫々螺合する第２ナット１６Ｌ、１６Ｒは第２ランス５上端の接続金具３３に固定されている。このため、各第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒが回転して第２ナット１６Ｌ、１６Ｒが第２台形ネジ周面上を上下移動するとそれに伴い第２ランス５も構体内部を上下移動するようになっている。
【００６１】
このように左右の第１台形ネジ１３Ｌ、１３Ｒ、左右の第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒは、ランス軸心に対して対称な位置に配置されているので、第１ランス３と第２ランス５の軸方向移動を案内することになり、第１ランス３と第２ランス５が円滑に伸縮動作を行う。
【００６２】
また、左右の第１ナット１４Ｌ、１４Ｒが夫々第１台形ネジ上を互いに逆方向に回転し、また左右２本の第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒも互いに逆方向に回転するので、構体に不要な捩れが生じず安定したノズルの上昇及び下降が可能となる。
【００６３】
第１台形ネジ１３Ｌ、１３Ｒと第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒの直径比、第１ナット１４Ｌ、１４Ｒと歯車２１ＬＢ、２１ＲＢの直径比及び歯数比はいずれも６：４となっている。一方、第１台形ネジ１３Ｌ、１３Ｒと第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒのネジピッチ比も６：４となっている。このため第１ナット１４Ｌ、１４Ｒの固定ランスに対する軸方向相対移動速度は、第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒに螺合する第２ナット１６Ｌ、１６Ｒの第１ランスに対する軸方向相対移動速度と等しくなる。言い換えれば、第１ランス３の固定ランスに対する上下移動の相対移動速度と、第２ランス５の第１ランス３に対する軸方向の相対移動速度は等しく、この結果、第２ランスの装置構体からの軸方向移動距離は第１ランスの装置構体からの軸方向移動距離の２倍となる。
【００６４】
供給ホース２５の一端は高圧水供給部３５に接続され、他の一端は第２ランス５に接続されている。即ち、図３に示すように、高圧水供給部３５から上方に伸びた供給ホース２５は、その途中でホース固定部２７によって洗浄装置の構体下面１０ｂに固定されている。そして、供給ホース２５は洗浄装置本体の斜め上方で下方に折り返しており、この折り返し部分３１は湾曲形状をなしている（以下、この折り返し部分を折り返し湾曲部３１という。）。折り返した供給ホース２５は、更に構体内部の回転伝達ボックスを介して第１ランス３に固定されたホースガイド２９によって構内内部に案内され、更にホース先端はホース接続金具３３によって第２ランス５に接続されている。
【００６５】
ホースガイド２９内には、供給ホース２５を周面から支持すると共に、供給ホース２５の上下移動に伴って回転する複数の球状のローラ２９ａが設けられている。このローラ２９ａは、供給ホース２５を円滑に上下移動させると共に、供給ホースを第２ランス５に導くものであり、ホースガイド２９と共に本発明のガイド手段を構成する。
【００６６】
ここで、供給ホース２５先端は第２ランス５に接続されているので、第２ランス５の上下移動に伴って供給ホース２５も上下移動する。一方、ホースガイド２９は回転伝達ボックス１７を介して第１ランス３に固定されているので、第１ランス３の上下移動に伴ってホースガイド２９も上下移動する。ここで、上述のように、第２ランス５の移動距離は、第１ランス３の移動距離のほぼ２倍であるため、ノズル２３を昇降させた場合、第２ランスの上下移動に追従して供給ホースも移動する。しかし、ホースガイド２９は第１ランス３に固定されているので、折り返し湾曲部３１はノズル２３の移動、即ち第２ランス５の移動距離の１／２の距離を第１ランス３の移動に伴って移動する。このため、折り返し湾曲部３１はその形状を維持した状態で上下移動を行うことになり、供給ホース２５の長さは一定長ですみ、ホースの繰り出しや巻き戻しを行う必要はない。このため、ホースリールを設ける必要が無く装置のコンパクト化が図られる。
【００６７】
尚、本実施形態では、ガイド手段として図３に示すような複数の小径のローラ２９ａを用いているが、図５に示すように第１ランス３又は回転伝達ボックスに固定した大径ローラ２９ｂをガイド手段として用い、この大径ローラ２９ｂによって折り返し湾曲部３１を形成させると共に、供給ホース２５を第２ランス５に導入するようにしても良い。
【００６８】
このように構成された本実施形態の重合缶洗浄装置において洗浄用ノズル２３の移動は次のように行われる。
【００６９】
まず、電動モータ７を駆動すると、角シャフト９も軸を中心に回転する。角シャフト９が時計回りに回転するものとすると、角シャフト９の回転は、上述のように歯車１９，２１ＬＡ，２１ＬＢ，２１ＬＣの順に伝達され図２の左側第１ナット１４Ｌと左側第２台形ネジ１５Ｌとを時計回りに回転させる。一方、角シャフト９の回転は、歯車１９，２１ＲＡ，２１ＲＤ，２１ＲＢ，２１ＲＣの順に伝達され同図右側第１ナット１４Ｒと右側第２台形ネジ１５Ｒとを反時計回りに回転させる。
【００７０】
以下、左側の台形ネジ及びナットと各ランスの下降動作について説明する。右側の台形ネジ及びナットについては左側の台形ネジ及びナットの回転方向が逆方向である点のみが異なるため説明を省略する。
【００７１】
第１ナット１４Ｌは第１台形ネジ１３Ｌに螺合しているので、第１ナット１４Ｌが時計回りに回転すると第１台形ネジ１３Ｌの周面上を回転しながら下降する。第１ナット１４Ｌは回転伝達ボックス１７中に設けられており、第１ランス３の上端はこの回転伝達ボックス１７と係止されているので、第１ナット１４Ｌの降下と共に第１ランス３も下降する。
【００７２】
一方、同時に第２台形ネジ１５Ｌも上述のように時計回りに回転している。第２台形ネジ１５Ｌの上端は回転伝達ボックス１７の歯車２１ＬＢに夫々連結されているので、回転伝達ボックス１７の下降と共に第２台形ネジ１５Ｌも回転しながら下降する。第２ナット１６Ｌは第２台形ネジ１５Ｌに螺合し、かつ第２ランス５に固定されているので、第２台形ネジ１５Ｌの回転によって第２ナット１６Ｌは第２台形ネジ１５Ｌに沿って下降し、これと共に第２ランス５も下降することになる。
【００７３】
このように第１ランス３と第２ランス５とは下降動作を行うが、この場合の供給ホース２５の送り動作について、図４を用いて説明する。図４（ａ）はノズル２３が下降を開始する前の状態であり、図４（ｂ）はノズル２３を第１ランス３と第２ランス５を最大に伸ばし、ノズル２３が最も下方の位置に達した状態を示す。
【００７４】
前述のように第２ランス５の第１ランス３に対する相対移動速度は、第１ランス３の固定ランス１に対する相対移動速度とほぼ同一であるので、洗浄用ノズル２３の下降動作中は常に、第２ランス５の固定ランス１に対する移動距離が第１ランス３の固定ランス１に対する移動距離のほぼ２倍となっている。このため、図４（ｂ）に示すように、ノズル２３が最も下方の位置に下降して第２ランス５が距離２Ｌを移動したときには、第１ランス３は距離Ｌを移動したことになる。このため、供給ホース２５の先端は第２ランス５に追従して距離２Ｌを移動するが、ホースガイド２９は第１ランス３に固定されているので、距離Ｌを移動する。このため、折り返し湾曲部３１も距離Ｌ分だけ移動することになり、その形状を維持した状態で下降する。
【００７５】
尚、本実施形態の重合缶洗浄装置では、２段式にランスを伸縮するようにしているが、更にランスと台形ネジ及びナット等を加えることにより３段式、４段式等、３段以上の多段式に伸縮させるようにしても良い。
【００７６】
また、本実施形態の重合缶洗浄装置では、送りネジ機構として台形ネジとこれと螺合するナットとを用いているが、この他にボールスクリュー機構を用いてランスの伸縮動作を行わせても本発明の効果は達成される。即ち、ボールスクリュー機構を用いた場合、第１台形ネジ１３Ｌ、１３Ｒの代わりに第１ネジ棒を、第２台形ネジ１５Ｌ、１５Ｒの代わりに第２ネジ棒を使用し、第１ナットの代わりに第１ネジ棒とベアリングを介して螺合する第２ナットを、第２ナットの代わりに第２ネジ棒とベアリングを介して螺合する第２ナットを使用する。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る本発明は、ノズルの移動機構が入れ子構造で同軸配置され、互いに軸方向相対移動可能な複数の筒体と、前記複数の筒体の間に軸方向に亘り介在配置され、回転により内側の筒体を外側の筒体に対して軸方向相対移動させる複数の送りネジ機構と、回転駆動手段による回転を、前記複数の送りネジ機構の夫々に伝達する回転伝達機構とを備えているので、ノズルの移動を回転駆動手段と回転伝達機構と送りネジ機構のみで実現でき、液圧回路等の作動不良等も生じることはなく安定した洗浄作業を行えるという効果がある。
【００７８】
また、ノズルの移動速度も回転駆動手段、複数の送りネジ機構のみで調整でき、移動速度の微調整が容易に行うことができ、これにより均一な洗浄効果を得ることができるという効果がある。
【００７９】
また、超高圧水を用いた場合でも、バルブや、筒体等の装置部品に圧力による加重がかかることはなく、装置部品の損傷を防止でき、また高圧ホースを変更することで超高圧化への対応も容易に可能となるという効果がある。
【００８０】
また、本発明では、送りネジ機構が各筒体の間に介在配置されているので、ガスに対する密閉性を十分に確保できる。また、送りネジ機構の材質を自由に選択したり、潤滑剤を使用でき、円滑なノズルの上昇下降動作を行えるという効果がある。
【００８１】
本発明では、複数の筒体の伸縮動作を一つの回転駆動手段で共通化できるので、装置のコンパクト化が図られるという効果がある。
【００８２】
請求項２に係る発明は、前記複数の送りネジ機構は、夫々前記筒体の軸心に対して対称な位置に配置された複数のネジ部と各ネジ部に螺合するナットとからなり、前記ネジ部の夫々は外側の筒体と軸方向相対不可能であり、前記ナットの夫々は、内側の筒体と係合しており、前記回転伝達機構は、前記対称位置のネジ部を互いに逆方向に回転させるように前記回転を伝達するものであるので、複数のネジ部が筒体の軸方向移動の案内を補助することになり、筒体が円滑に伸縮動作が得られるという効果がある。また、本発明では、装置の構体に不要な捩れが生じることを防止して安定した動作を保証できるという効果がある。
【００８３】
請求項３に係る発明は、前記供給手段と最も内側の筒体とを接続し、高圧水をノズルに導く供給ホースと、前記供給ホースを前記供給手段から折り返して前記ノズルに案内するガイド手段と、を更に備え、前記ガイド手段は、装置構体に対して軸方向移動可能な最も外側の筒体に固定されており、前記回転伝達機構と前記複数の送りネジ機構とは、前記複数の筒体の夫々を、隣接する筒体に対する軸方向相対移動速度がほぼ等しくなるように回転するので、ガイド手段が筒体の軸方向移動に追従して上下移動を行う結果、供給ホースの折り返し部分もその折り返し形状を維持した状態のまま筒体の軸方向移動に伴って上下移動して供給ホースのホース長を常に一定に維持することができる。このため、ホースリールが不要となり装置のコンパクト化が図られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る重合缶洗浄装置の移動機構の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の重合缶洗浄装置におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本実施形態に係る重合缶洗浄装置の図１における側面方向からみた断面図である。
【図４】本実施形態の供給ホースの送り状態を示す模式図である。図４（ａ）は、ノズル下降開始前の状態を示し、図４（ｂ）はノズルが最も下方位置まで下降した状態を示す模式図である。
【図５】本実施形態のホースガイドの別例を示す模式図である。
【図６】従来例としての水圧シリンダ式ランスの缶体洗浄装置の移動機構の概略構成図である。図６（ａ）は、ランスを伸ばしたときの状態図、図６（ｂ）は、ランスを縮めたときの状態図である。
【図７】従来例の缶体洗浄装置における供給ホースの送り状態を示す模式図である。図７（ａ）は、ノズル下降開始前の状態を示し、図７（ｂ）はノズルが最も下方位置まで下降した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１，３０１：固定ランス（構体）
３，３０３：第１ランス（外側ランス）
５，３０５：第２ランス（内側ランス）
７：電動モータ
９：角シャフト
１０ａ：構体上面
１０ｂ：構体下面
１３Ｌ：左側第１台形ネジ
１３Ｒ：右側第１台形ネジ
１４Ｌ：左側第１ナット
１４Ｒ：右側第１ナット
１５Ｌ：左側第２台形ネジ
１５Ｒ：右側第２台形ネジ
１６Ｌ：左側第２ナット
１６Ｒ：右側第２ナット
１７：回転伝達ボックス
１９：角穴付き歯車
２１ＬＡ，２１ＬＢ，２１ＬＣ：歯車
２１ＲＡ，２１ＲＢ，２１ＲＣ，２１ＲＤ：歯車
２３：洗浄用ノズル
２５，３２５：供給ホース
２７：供給ホース固定部
２９，３２９：ホースガイド
２９ａ：ローラ
２９ｂ：大径ローラ（ホースガイド）
３１：折り返し湾曲部
３３：接続金具
３５：高圧水供給部
３７：ローラチェーン
３９：角穴付き歯車
２０１：ピストン
２０３：シリンダ
２０５：洗浄用ノズル
２０７：ロッドカバー
３０１：固定ランス
３０７：ホースリール

Claims

高圧水を噴射するノズルと、回転駆動手段と、該ノズルを上下移動させる移動機構と、ノズルに高圧水を供給する供給手段とを有する缶体洗浄装置であって、前記移動機構は、
入れ子構造で同軸配置され、互いに軸方向相対移動可能な複数の筒体と、
前記複数の筒体の入れ子構造を形成している外側と内側の筒体同士の間の各々に軸方向に亘り介在配置され、回転により内側の筒体を外側の筒体に対して軸方向相対移動させる複数の送りネジ機構と、
回転駆動手段による回転を、前記複数の送りネジ機構の夫々に伝達する回転伝達機構と、を備え、
前記ノズルは、最も内側の筒体の先端に装着されていることを特徴とする缶体洗浄装置。
前記複数の送りネジ機構は、夫々前記筒体の軸心に対して対称な位置に配置された複数のネジ部と各ネジ部に螺合するナットとからなり、
前記ネジ部の夫々は、各ネジ部の外側に位置する筒体と軸方向相対移動不可能であり、前記ナットの夫々は、各ナットの内側に位置する筒体と係合しており、
前記回転伝達機構は、前記対称位置のネジ部またはナットを互いに逆方向に回転させるように前記回転を伝達するものであることを特徴とする請求項１に記載の缶体洗浄装置。
前記供給手段と最も内側の筒体とを接続し、高圧水をノズルに導く供給ホースと、
前記供給ホースを前記供給手段から折り返して前記ノズルに案内するガイド手段と、を更に備え、
前記ガイド手段は、装置構体に対して軸方向移動可能な最も外側の筒体に固定されており、
前記回転伝達機構と前記複数の送りネジ機構とは、前記複数の筒体の夫々を、隣接する筒体に対する軸方向相対移動速度がほぼ等しくなるように回転するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の缶体洗浄装置。