JP5791303B2 - 混練装置 - Google Patents

Description

本発明は、混練室にてローターが材料を混練し、混練時にフローティングウエイトが材料を押さえ付ける混練装置に関するものである。

密閉式混練装置（インターナルミキサー）は、ホッパー（本体部）にローターが内蔵された混練室を有し、混練室にて材料を混練する。ここで、混練される材料は自動車用タイヤなどの各種ゴム製品の原料である。混練時に混練室内の材料を押さえ付けるため、混練装置にはフローティングウエイトが設けられる。フローティングウエイトは、液圧シリンダーの駆動によって昇降する。

液圧シリンダーは、ヘッド側がホッパーに接続され、ロッド側がコネクティングビームに接続される。コネクティングビームは、ホッパーの上方に設けられ、昇降方向に対して略垂直方向に架けられた横架部材である。コネクティングビームには、液圧シリンダーのほか、下端にフローティングウエイトが固定された軸部材が接続される。よって、液圧シリンダーが駆動することによって、コネクティングビームおよび軸部材の昇降とともに、フローティングウエイトが昇降する。

材料の混練時、材料に接触するフローティングウエイトの動きに応じて、軸部材の移動が生じる。したがって、軸部材の移動によって、コネクティングビームを介して液圧シリンダーが曲げ力を受けないようにする必要がある。特許文献１では、フローティングウエイトをスムーズに昇降させつつ、軸部材を案内するガイド部材の異常磨耗を防止する技術が開示されている。ガイド部材はホッパー上面に装着された部材である。

特許第３４７４７２５号公報

ところで、特許文献１の技術は、液圧シリンダーのロッドとコネクティングビームの連結部における隙間が、軸部材とガイド部材の隙間以上になるようにしている。しかし、混練装置の運転による磨耗によって、軸部材とガイド部材の隙間が広がり、液圧シリンダーのロッドとコネクティングビームの連結部における隙間以上になった場合、液圧シリンダーに曲げ力が作用することになる。また、コネクティングビームの傾斜によるコネクティングビームの移動量が、液圧シリンダーのロッドとコネクティングビームの連結部における隙間以上になった場合も、液圧シリンダーに曲げ力が作用することになる。その結果、液圧シリンダーがスムーズに作動しなくなったり、液圧シリンダーの構成部品が損傷したりするという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フローティングウエイトの動きやフローティングウエイトに作用する力に関わらず、液圧シリンダーをスムーズに作動させ、液圧シリンダーの損傷を防止することが可能な混練装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の混練装置は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る混練装置は、混練室を内部に有する本体部と、混練室内の材料を押圧するフローティングウエイトと、その一端がフローティングウエイトに固定され軸方向に移動可能な軸部材と、中間部にて軸部材の他端側に固定されたコネクティングビームと、その一端側にてコネクティングビームの両端部側とそれぞれ接続されつつ、他端側にて本体部とそれぞれ接続されており、コネクティングビームを軸部材の軸方向に移動させる２本のシリンダーと、コネクティングビームの両端部側と各シリンダーとの接続部分にそれぞれ設けられ、該接続部分を中心にしてシリンダーを少なくとも２軸周りに回動自在にさせる第１の接続部とを備える。

この発明によれば、本体部は混練室を内部に有しており、フローティングウエイトが混練室内の材料を押圧する。混練室内の材料は、混練室に設けられるローターなどによって混練される際、フローティングウエイトによって押さえ付けられる。フローティングウエイトには軸部材の一端が固定されており、フローティングウエイトは軸部材とともに軸方向に移動可能である。軸部材の他端側は、コネクティングビームの中間部にて、コネクティングビームと固定される。

コネクティングビームは、例えば軸部材の軸方向に対して垂直方向に延設された部材である。コネクティングビームの端部側は、シリンダーの一端側と接続される。シリンダーは、他端側にて本体部と接続されており、本体部に対してコネクティングビームを軸部材の軸方向に移動させる。したがって、軸部材およびフローティングウエイトも、シリンダーによって軸部材の軸方向に移動する。

また、コネクティングビームとシリンダーとの接続部分には、第１の接続部が設けられており、第１の接続部によってシリンダーは接続部分を中心にして少なくとも２軸周りに回動自在である。したがって、混練時、フローティングウエイトに上下左右前後など様々な方向に力が作用し、そのあらゆる方向の力が、軸部材やコネクティングビームを介してシリンダーに伝達されたとしても、コネクティングビームとシリンダーとの接続部分にてシリンダーはあらゆる角度方向に傾斜可能である。その結果、シリンダーに曲げ力が作用することを防止できる。

上記発明において、本体部とシリンダーとの接続部分に設けられ、該接続部分を中心にしてシリンダーを少なくとも２軸周りに回動自在にさせる第２の接続部をさらに備えてもよい。

この発明によれば、コネクティングビームとシリンダーとの接続部分には、第２の接続部が設けられており、第２の接続部によってシリンダーは接続部分を中心にして少なくとも２軸周りに回動自在である。したがって、混練時、フローティングウエイトに上下左右前後など様々な方向に力が作用し、そのあらゆる方向の力が、軸部材やコネクティングビームを介してシリンダーに伝達されたとしても、本体部とシリンダーとの接続部分にてシリンダーはあらゆる角度方向に傾斜可能である。その結果、シリンダーに曲げ力が作用することを防止できる。

上記発明において、本体部に設けられ、軸部材の軸方向に対して平行な軸を有するガイドロッドをさらに備え、コネクティングビームには、ガイドロッドが貫通する貫通穴が形成され、該貫通穴を介してコネクティングビームがガイドロッドに沿って軸部材の軸方向に移動してもよい。

この発明によれば、本体部にガイドロッドが設けられ、ガイドロッドは、コネクティングビームに形成された貫通穴を貫通する。ガイドロッドは、軸部材の軸方向に対して平行な軸を有することから、貫通穴を介してコネクティングビームがガイドロッドに沿って移動すると、コネクティングビームの移動方向は軸部材の軸方向となる。その結果、軸部材はコネクティングビームと共に傾くことなく軸方向に移動でき、フローティングウエイトをスムーズに移動させることができる。

本発明によれば、フローティングウエイトの動きやフローティングウエイトに作用する力に関わらず、液圧シリンダーをスムーズに作動させ、液圧シリンダーの損傷を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る混練装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る混練装置を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 スライド部を示す部分拡大断面図である。 第１の接続部を示す正面図である。 図５のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 図５のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。 第２の接続部を示す側面図である。 図８のＤ−Ｄ線で切断した断面図である。 第２の接続部を示す正面図である。

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態に係る混練装置１の構成について説明する。

混練装置１は、密閉式混練装置（インターナルミキサー）であり、ホッパー１２の下部にローター６が内蔵された混練室５を有し、混練室５にて材料を混練する。ここで、混練される材料は自動車用タイヤなどの各種ゴム製品の原料である。

ホッパー１２は内部が空洞であり、側面には材料を投入するための開閉可能な投入口４が設けられる。ホッパー１２の側面は、液圧シリンダー３のヘッド側が固定され、ホッパー１２の側面に沿って液圧シリンダー３が設置される。

混練装置１は、フローティングウエイト１５と、軸部材１４と、コネクティングビーム７と、液圧シリンダー３と、ガイドロッド２等を有する。本実施形態では、コネクティングビーム７とガイドロッド２が互いにスライドする部分をスライド部８といい、コネクティングビーム７と液圧シリンダー３との接続部分を第１の接続部９といい、ホッパー１２と液圧シリンダー３との接続部分を第２の接続部１０という。

フローティングウエイト１５は、ホッパー１２内部であって、混練室５の上部に設けられる。フローティングウエイト１５の下面は、材料に接触し、上面は軸部材１４と接続されている。フローティングウエイト１５は、混練室５内の材料がローター６によって混練される際、混練室５内の材料を上部から押さえ付ける。したがって、材料の混練時、フローティングウエイト１５は、上下左右前後など様々な方向の力を受ける。フローティングウエイト１５は、軸部材１４の移動に伴って昇降可能である。

軸部材１４は、軸方向がホッパー１２の鉛直方向と同一になるようにホッパー１２内部に設けられ、上端側がホッパー上面１１を貫通している。軸部材１４は、下端がフローティングウエイト１５と接続されて、フローティングウエイト１５を支持する。また、軸部材１４は、上端側がホッパー上面１１よりも上方でコネクティングビーム７と接続される。軸部材１４は、コネクティングビーム７の移動に伴って軸方向に昇降可能である。

ガイド部材１３は、ホッパー上面１１の外面側に設けられ、ガイド部材１３には軸部材１４が貫通する貫通穴が形成される。軸部材１４は、ガイド部材１３の貫通穴の内周壁に沿ってスライドする。

コネクティングビーム７は、例えば軸部材１４の軸方向に対して垂直方向に延設される一方向に長い横架材である。コネクティングビーム７は、中間部が軸部材１４の上端側と接続され、両端部側がそれぞれ液圧シリンダー３と接続される。また、コネクティングビーム７には、ガイドロッド２が貫通する貫通穴が形成される。

ガイドロッド２は、棒状部材であって、下端部がホッパー上面１１に設けられる。ガイドロッド２は、例えば２本設置され、それぞれ軸方向が軸部材１４の軸方向に対して平行になるように設けられる。ガイドロッド２は、コネクティングビーム７に形成された貫通穴を貫通する。ガイドロッド２は、軸部材１４の軸方向に対して平行な軸を有することから、貫通穴を介してコネクティングビーム７がガイドロッド２に沿って移動すると、コネクティングビーム７の移動方向は軸部材１４の軸方向となる。

液圧シリンダー３は、シリンダーの一例であり、例えば油圧シリンダーである。液圧シリンダー３は、ホッパー１２の側面に沿って、例えば２箇所に設けられる。液圧シリンダー３は、上端側のピストンロッドがコネクティングビーム７と接続され、下端側、すなわちピストンロッドが出ていないヘッド側がホッパー１２の側面と接続される。液圧シリンダー３は、駆動することによって、ホッパー１２に対してコネクティングビーム７を昇降させる。すなわち、コネクティングビーム７は軸部材１４の軸方向に移動し、コネクティングビーム７に接続された軸部材１４および軸部材１４に固定されたフローティングウエイト１５も軸部材１４の軸方向に移動する。

次に、図４を参照して、スライド部８について説明する。
スライド部８は、ホッパー上面１１に固定されたガイドロッド２と、ガイドロッド２が貫通する、コネクティングビーム７に設けられた貫通穴１７からなる。貫通穴１７の軸方向は、フローティングウエイト１５の昇降方向に対して平行になるように設けられている。貫通穴１７には、ガイドブッシュ１６が挿入され、コネクティングビーム７は、ガイドブッシュ１６を介してガイドロッド２に沿って摺動する。その結果、コネクティングビーム７がホッパー上面１１の上方にて昇降するとき、コネクティングビーム７は、２本のガイドロッド２によって、ガイドロッド２の軸方向に対して垂直方向に保たれる。

次に、図５〜図７を参照して、第１の接続部９について説明する。
第１の接続部９は、コネクティングビーム７と液圧シリンダー３との接続部分である。第１の接続部９は、コネクティングビーム７と液圧シリンダー３との接続部分を中心にして、液圧シリンダー３を少なくとも２軸周りに回動させる。

第１の接続部９は、例えば、図５〜図７に示すような構成を有する。すなわち、シリンダー３のピストンロッド先端に連結ブラケット２０が設けられ、連結ブラケット２０は、コネクティングビーム７に設けられた溝内に挿入される。そして、連結ブラケット２０に設置された球面軸受１８と、コネクティングビーム７の両方にピン１９が貫通する。

この構成によって、コネクティングビーム７と液圧シリンダー３とが互いに接続される。また、コネクティングビーム７と液圧シリンダー３との接続部分に球面軸受１８を使用することによって、単なる１軸周りのヒンジ結合による回転だけでなく、液圧シリンダー３を様々な角度方向に移動させることが可能になる。

次に、図８〜図１０を参照して、第２の接続部１０について説明する。
第２の接続部１０は、ホッパー１２と液圧シリンダー３との接続部分である。第２の接続部１０は、ホッパー１２と液圧シリンダー３との接続部分を中心にして、液圧シリンダー３を少なくとも２軸周りに回動させる。

第２の接続部１０は、例えば、図８〜図１０に示すような構成を有する。すなわち、ホッパー１２にピン２４を支持する二つの支持ブラケット２１が互いに対向して設置される。ピン２４は、ホッパー１２の側面に対して平行になるように支持ブラケット２１に固定されている。また、アダプター材２２，２５が二つの支持ブラケット２１間に設置される。そして、アダプター材２２，２５が４辺を構成することによって、枠部材であるアダプターが構成される。アダプター材２２にはピン２４が貫通する貫通穴２３が形成され、アダプター材２５にはピン２８が貫通する貫通穴２６が形成される。そして、アダプター２２，２５からなるアダプター内にはピン２８を有する支持部２７が設置される。ピン２８は、ホッパー１２の側面に対して垂直になるように支持部２７に固定されている。支持部２７は、液圧シリンダー３のヘッド側を収容しつつ液圧シリンダー３を支持する。なお、支持部２７およびピン２８の構造は、液体シリンダー３にトラニオンを設置することで実現してもよい。

この構成によって、ホッパー１２と液圧シリンダー３が互いに接続される。また、ホッパー１２と液圧シリンダー３との接続部分に、互いに直交する二つのピン２４，２８を設けて、アダプター材２２，２５からなるアダプターと支持部２７とによって、液圧シリンダー３を２軸周りに回動可能にすることによって、単なる１軸周りのヒンジ結合による回転だけでなく、液圧シリンダー３を様々な角度方向に移動させることが可能になる。

次に、本実施形態に係る混練装置１の作用効果について説明する。
混練装置１は、運転による摩耗のため、軸部材１４とガイド部材１３の隙間が広がった場合や、コネクティングビーム７の傾斜によるコネクティングビーム７の移動量が大きくなった場合に、液圧シリンダー３に曲げ力が作用する可能性がある。

一方、本実施形態によれば、液圧シリンダー３のピストンロッド先端の第１の接続部９において、球面軸受を用いることによって、液圧シリンダー３のピストンロッドが様々な角度方向に移動可能になる。また、液圧シリンダー３のヘッド側の第２の接続部１０において、互いに直交する二つのピン２４，２８を用いることによって、液圧シリンダー３のピストンロッド側の動きに追従して、液圧シリンダー３のヘッド側が様々な角度方向に移動可能になる。

したがって、混練時、フローティングウエイト１５に上下左右前後など様々な方向に力が作用し、そのあらゆる方向の力が、軸部材１４やコネクティングビーム７を介して液圧シリンダー３に伝達されたとしても、第１の接続部９や第２の接続部１０によって液圧シリンダー３はあらゆる角度方向に傾斜可能である。その結果、本実施形態の混練装置１は液圧シリンダー３に曲げ力が作用することを防止できる。そして、液圧シリンダー３の構成部品の損傷を防止して、液圧シリンダー３をスムーズに作動させることができる。

また、ホッパー上面１１に複数のガイドロッド２を設置し、コネクティングビーム７に形成された貫通穴１７のガイドブッシュ１６と、ガイドロッド２が互いに摺動することによって、コネクティングビーム７がガイドロッド２に沿って昇降する。その結果、複数設けられた液圧シリンダー３が同期しないで作動し、コネクティングビーム７の傾斜が生ずる可能性がある場合でも、強制的にコネクティングビーム７をホッパー１２の鉛直方向に対して水平に保つことができる。その結果、コネクティングビーム７に連結された軸部材１４は傾かないで、かつ軸部材１４が摺動するガイド部材１３を異常摩耗させないで、フローティングウエイト１５をスムーズに昇降させることができる。

１ 混練装置
２ ガイドロッド
３ 液圧シリンダー（シリンダー）
４ 投入口
５ 混練室
６ ローター
７ コネクティングビーム
８ スライド部
９ 第１の接続部
１０ 第２の接続部
１１ ホッパー上面
１２ ホッパー（本体部）
１３ ガイド部材
１４ 軸部材
１５ フローティングウエイト
１６ ガイドブッシュ
１７ 貫通穴
１８ 球面軸受
１９ ピン
２０ 連結ブラケット
２１ 支持ブラケット
２２，２５ アダプター材
２３，２６ 貫通穴
２４，２８ ピン
２７ 支持部

Claims (3)

1. 混練室を内部に有する本体部と、
   前記混練室内の材料を押圧するフローティングウエイトと、
   その一端が前記フローティングウエイトに固定され軸方向に移動可能な軸部材と、
   中間部にて前記軸部材の他端側に固定されたコネクティングビームと、
   その一端側にて前記コネクティングビームの両端部側とそれぞれ接続されつつ、他端側にて前記本体部とそれぞれ接続されており、前記コネクティングビームを前記軸部材の軸方向に移動させる２本のシリンダーと、
   前記コネクティングビームの両端部側と各前記シリンダーとの接続部分にそれぞれ設けられ、該接続部分を中心にして前記シリンダーを少なくとも２軸周りに回動自在にさせる第１の接続部と、
   を備える混練装置。
2. 前記本体部と前記シリンダーとの接続部分に設けられ、該接続部分を中心にして前記シリンダーを少なくとも２軸周りに回動自在にさせる第２の接続部をさらに備える請求項１に記載の混練装置。
3. 前記本体部に設けられ、前記軸部材の軸方向に対して平行な軸を有するガイドロッドをさらに備え、
   前記コネクティングビームには、前記ガイドロッドが貫通する貫通穴が形成され、該貫通穴を介して前記コネクティングビームが前記ガイドロッドに沿って前記軸部材の軸方向に移動する請求項１又は２に記載の混練装置。

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