JP6969078B2 - 撹拌システム - Google Patents

Description

本発明は、撹拌羽根を備えた移動タンクにより、移動タンク内の内容物を撹拌する撹拌システムに関する。

従来、密閉されたタンク内において複数種類の液体を貯留し、それらの液体を撹拌する撹拌システムが知られている。特に少量多品種が要求される撹拌システムでは、特許文献１のように駆動モータと撹拌羽根を備えた複数の移動タンクを準備して対応している。また、タンクの撹拌装置として、特許文献２のように撹拌羽根が取付けられた撹拌軸が軸支されたタンクと駆動モータを別体とし、撹拌軸と駆動モータの出力軸とをマグネットクラッチにより接続可能とした構成も知られている。

特許第４０５００７３号公報 特開２００１−３５３４３２号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、複数の移動タンクそれぞれに駆動モータと撹拌羽根が設けられており、移動タンクが高価になるとともに、重量も重くなるという問題があった。また特許文献２のタンクを移動可能として特許文献１のような撹拌システムに採用するとしても、撹拌軸と駆動モータとを接続する作業を行わなければならず、また複数準備する移動タンクには製造誤差が発生するため、全ての移動タンクに設けられた撹拌軸と駆動モータとの接続作業を自動化することは難しく、全てを手作業で行うと作業が煩雑になるという問題があった。

本発明は、移動タンクに設けられた撹拌軸と駆動モータとの接続作業を簡単かつ正確に行うことができる撹拌システムを提供することを目的としている。

本発明に係る撹拌システムは、撹拌羽根が取付けられた撹拌軸が軸支された移動タンクと、撹拌軸と接続する駆動モータが設けられた支持枠と、移動タンクを駆動モータに対して相対的に昇降させる昇降機構とを備え、駆動モータの下端と攪拌軸の上端にそれぞれ磁気カップリングを設け、移動タンクを駆動モータの下方に位置させて、駆動モータに対して移動タンクを相対的に上昇させることにより、攪拌軸の上端に設けられた磁気カップリングと駆動モータの下端に設けられた磁気カップリングとを接続させた状態で、駆動モータにより攪拌軸を回転させて、移動タンク内に貯留している内容物を撹拌羽根によって撹拌する撹拌システムであって、駆動モータは支持枠に対して昇降可能に取付けられ、昇降機構は、駆動モータを支持枠から相対的に上昇させてから昇降動作を停止することを特徴としている。

本発明は、駆動モータが支持枠から所定量離れたことを検出するセンサが設けられ、昇降機構がセンサの信号に基づいて昇降動作を停止するように構成されてもよい。また本発明は、昇降機構が、移動タンクを支持枠に対して相対的に一定量だけ上昇させて、駆動モータを支持枠から相対的に上昇させるように構成されてもよい。

さらに本発明は、移動タンクに位置決め部が取付けられ、昇降機構に位置決め部と係合する係合部が設けられ、昇降機構が係合部を位置決め部に係合させた状態で、移動タンクを支持枠に対して相対的に昇降させるように構成されてもよい。

本発明によれば、移動タンクに設けられた撹拌軸と駆動モータとの接続作業を簡単かつ正確に行うことができる撹拌システムを得ることができる。

本発明の第１実施形態である撹拌システムが設けられる製造プラントの配置を示す図である。 移動タンクの構成を示す断面図である。 撹拌ステーションの構成を示す側面図である。 移動タンクを示す平面図である。 昇降機構によって移動タンクを昇降させる動作を示す図である。 駆動モータの支持枠に対する取付け構造を示す側面図である。 下側磁気カップリングが上側磁気カップリングに当接して駆動モータが持ち上げられた状態を示す側面図である。 第２実施形態における撹拌システムの構成を示す側面図である。 支持枠に対する駆動モータの上昇量が変動する例を示す図である。

以下、図示された実施形態を参照して本発明の撹拌システムを説明する。
図１は本発明の第１実施形態である撹拌システムが設けられる製造プラントの配置を示している。移動タンク１０は充填ステーションＡにおいて、例えば２種類の液体を充填され、撹拌ステーションＢへ移送される。撹拌ステーションＢには、後述するように駆動モータが設けられており、移動タンク１０に設けられた撹拌軸は駆動モータによって回転駆動され、これにより移動タンク１０内の液体は、撹拌軸に取付けられた撹拌羽根によって撹拌される。

図２は移動タンク１０の構成を示している。移動タンク１０は円筒状の密閉容器であり、その中心部には撹拌軸１１が軸心周りに回転自在に軸支され、撹拌軸１１の下端には撹拌羽根１２が取付けられる。撹拌軸１１の上部は移動タンク１０から突出し、撹拌軸１１の上端には下側磁気カップリング１３が設けられる。移動タンク１０の底部には、移動タンク１０内に貯留された内容物を排出するためのバルブ１４が設けられる。

移動タンク１０の外壁面の下部には４本の脚部材２０が固定される。各脚部材２０の下端には車輪２１が設けられている。移動タンク１０の外壁面には手すり２２が設けられ、作業員は手すり２２を把持して移動タンク１０を所望の位置まで移動させることができる。

各脚部材２０の所定の高さ位置にはそれぞれ、取付け部材２３を介して位置決めブシュ（位置決め部）２４が取付けられる。各取付け部材２３は移動タンク１０の軸心側に向かって延び、各位置決めブシュ２４は移動タンク１０の下方に位置している。各位置決めブシュ２４には、後述する係合ピンが係合する係合孔２５が形成される。

図３は撹拌ステーションＢの構成を示している。支持枠３０は鉛直方向に延びる４本の支持脚３１と各支持脚３１の上端を連結する水平支持部材３２とを有し、水平支持部材３２には駆動モータ４０が設けられる。支持脚３１の下端は床面Ｃに固定され、移動タンク１０の車輪２１が係合可能な車輪ガイド３３が設けられる。

各支持脚３１の間の床面Ｃには昇降機構５０が設けられる。昇降機構５０は移動タンク１０を支持枠３０に対して相対的に昇降させるもので、昇降機構５０の上面には、移動タンク１０の位置決めブシュ２４の係合孔２５に係合する係合ピン（係合部）５１が設けられる。

図４（ａ）、（ｂ）は移動タンク１０を上から見た図である。図４（ａ）は移動タンク１０が撹拌ステーションＢに配置される前の状態を示し、図４（ｂ）は移動タンク１０が撹拌ステーションＢに配置された状態を示している。

位置決めブシュ２４が取付けられる取付け部材２３は、一対の脚部材２０を連結して水平に延びる支持部材２６に固定される。図において左側に位置する支持部材２６には、後述するストッパに係合可能な係合部材２７が設けられる。係合部材２７は上から見て台形を呈する板部材であり、図４（ｂ）に示されるように、撹拌ステーションＢに配置された状態において、一対のストッパ２８の間に係合する。これらのストッパ２８は、支持枠３０の一対の支持脚３１の間に設けられたストッパ支持部材２９に固定される。なお図４（ｂ）の状態において、右上と左下に位置する位置決めブシュ２４の係合孔２５の真下には、昇降機構５０の係合ピン５１（図３参照）が位置している。

図５（ａ）、（ｂ）は昇降機構５０によって移動タンク１０を昇降させる動作を示している。図５（ａ）は、移動タンク１０が撹拌ステーションＢに搬入されて昇降機構５０の上方に位置する状態を示し、図５（ｂ）は、昇降機構５０が作動して移動タンク１０を昇降させる状態を示している。

移動タンク１０は撹拌ステーションＢにおいて、車輪２１が車輪ガイド３３により案内されて搬入され、係合部材２７がストッパ２８に係合した状態（図５（ａ）参照）で停止する。この状態において、位置決めブシュ２４の係合孔２５の真下には、昇降機構５０の係合ピン５１が位置している。係合ピン５１は支持台５２の上面に突設され、支持台５２は油圧シリンダ５３によって昇降駆動される。すなわち支持台５２は、係合ピン５１を位置決めブシュ２４の係合孔２５に係合させた状態で、位置決めブシュ２４の下面を支持し、移動タンク１０を支持枠３０に対して相対的に昇降させる。この昇降動作において、係合部材２７はストッパ２８との係合状態を維持しつつ昇降する。

図６を参照して駆動モータ４０の支持枠３０（図３参照）に対する取付け構造を説明する。駆動モータ４０は支持枠３０の水平支持部材３２に対して昇降可能に設けられる。すなわち駆動モータ４０に固定された上側支持板４１は水平支持部材３２に取付けられた下側支持板３４に対して昇降可能である。具体的には、上側支持板４１に形成された孔４２が下側支持板３４に立設された案内軸３５に嵌合しており、上側支持板４１は下側支持板３４と、案内軸３５の上端に設けられた鍔部３６との間において昇降可能である。

駆動モータ４０の出力軸に固定された上側磁気カップリング４３は下側支持板３４を貫通し、これよりも下方へ突出して撹拌軸１１の下側磁気カップリング１３（図２参照）に接続可能である。これらの磁気カップリング１３、４３が接続した状態、すなわち撹拌軸１１と駆動モータ４０が接続した状態において、駆動モータ４０が駆動されると、撹拌軸１１と撹拌羽根１２（図２参照）が回転し、移動タンク１０内に貯留された内容物が撹拌される。

水平支持部材３２にはセンサ取付け部材３７が固定され、センサ取付け部材３７の上端にはレーザーセンサ３８が設けられる。レーザーセンサ３８は、駆動モータ４０が設けられた上側支持板４１の上面までの距離が所定値以下であることを検出できる。この所定値とは、上側支持板４１が下側支持板３４に対して実質的に上昇したと判断できる値、つまり撹拌軸１１の下側磁気カップリング１３と駆動モータ４０の上側磁気カップリング４３とが当接したと判断できる値（例えば数ミリ程度）である。

図７は、下側磁気カップリング１３が上側磁気カップリング４３に当接して駆動モータ４０が持ち上げられた状態を示している。すなわち、この状態では、上側支持板４１の下面と下側支持板３４の上面との間に実質的に隙間Ｇが形成され、下側磁気カップリング１３と上側磁気カップリング４３が接続したことがレーザーセンサ３８によって確認される。このときレーザーセンサ３８は図示しない制御ユニットに信号を出力し、この信号に基づき、油圧シリンダ５３が作動を停止して移動タンク１０の上昇動作が停止する。

以上のように本実施形態では、昇降機構５０が作動して移動タンク１０を持ち上げ、昇降機構５０はレーザーセンサ３８が上記所定値を検出するまで駆動される。この所定値が検出されると、撹拌軸１１と駆動モータ４０が接続したと見做され、駆動モータ４０によって撹拌羽根１２が回転される。

したがって本実施形態によれば、移動タンク１０に設けられた撹拌軸１１と駆動モータ４０との接続作業を簡単かつ正確に行うことができ、作業員が微調整等の面倒な作業を行う必要がない。

しかも、下側磁気カップリング１３が上側磁気カップリング４３に当接して駆動モータ４０を支持枠３０から相対的に上昇させた状態をレーザーセンサ３８によって検出するので、移動タンク１０に製造誤差があっても、全ての移動タンク１０に対して確実に接続作業を行うことが可能になる。

なお、上記実施形態では移動タンク１０が昇降機構５０によって昇降駆動される構成が採用されているが、これに代えて、支持枠３０の駆動モータ４０を支持する部分が昇降するように構成することもできる。

また駆動モータ４０の上昇量を検出するセンサとして、レーザーセンサ以外のセンサ、例えば近接センサや接触式のポテンショメータ等を採用してもよい。さらに駆動モータ４０の回転を撹拌軸１１に伝達する機構としては磁気カップリング以外の構成を採用することができ、撹拌軸１１と駆動モータ４０の出力軸とを当接させた後にメカ的にクランプさせて接続させてもよい。

次に図８、９を参照して第２実施形態を説明する。
図８は昇降機構５０によって移動タンク１０が上昇している状態を示している。本実施形態では、移動タンク１０は最下位置から一定量だけ上昇するように構成され、この上昇量は、移動タンク１０の下側磁気カップリング１３が駆動モータ４０の上側磁気カップリング４３の下面に確実に当接する大きさに定められる。このような構成によれば、レーザーセンサ等のように駆動モータ４０の上昇量を検出するセンサを設けなくても、移動タンク１０の下側磁気カップリング１３と駆動モータ４０の上側磁気カップリング４３を確実に当接させることができる。

第１実施形態では、レーザーセンサ３８によって、駆動モータ４０が所定の高さ位置まで上昇することを検出し、下側磁気カップリング１３と上側磁気カップリング４３を接続させているが、第２実施形態は、レーザーセンサ３８等のセンサを用いるのではなく、駆動モータ４０が支持枠３０に対して必ず上昇するよう、移動タンク１０を常に一定量だけ上昇させるように構成されている。すなわち第１実施形態では、支持枠３０に対する駆動モータ４０の上昇量は常に一定で、移動タンク１０の上昇量が変動するが、第２実施形態では、移動タンク１０の上昇量は常に一定であり、移動タンク１０の下側磁気カップリング１３の高さに応じて、図９（ａ）、（ｂ）に示すように支持枠３０に対する駆動モータ４０の上昇量が変動する。

１０ 移動タンク
１１ 撹拌軸
３０ 支持枠
３８ レーザーセンサ（センサ）
４０ 駆動モータ
５０ 昇降機構

Claims (4)

1. 撹拌羽根が取付けられた撹拌軸が軸支された移動タンクと、
   前記撹拌軸と接続する駆動モータが設けられた支持枠と、
   前記移動タンクを前記駆動モータに対して相対的に昇降させる昇降機構とを備え、
   前記駆動モータの下端と前記攪拌軸の上端にそれぞれ磁気カップリングを設け、
   前記移動タンクを前記駆動モータの下方に位置させて、前記駆動モータに対して前記移動タンクを相対的に上昇させることにより、前記攪拌軸の上端に設けられた前記磁気カップリングと前記駆動モータの下端に設けられた前記磁気カップリングとを接続させた状態で、前記駆動モータにより前記攪拌軸を回転させて、前記移動タンク内に貯留している内容物を前記撹拌羽根によって撹拌する撹拌システムであって、
   前記駆動モータは前記支持枠に対して昇降可能に取付けられ、
   前記昇降機構は、前記駆動モータを前記支持枠から相対的に上昇させてから昇降動作を停止することを特徴とする撹拌システム。
2. 前記駆動モータが前記支持枠から所定量離れたことを検出するセンサが設けられ、
   前記昇降機構は、前記センサの信号に基づいて昇降動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の撹拌システム。
3. 前記昇降機構は、前記移動タンクを前記支持枠に対して相対的に一定量だけ昇降させて、前記駆動モータを前記支持枠から相対的に上昇させることを特徴とする請求項１に記載の撹拌システム。
4. 前記移動タンクに位置決め部が取付けられ、
   前記昇降機構に前記位置決め部と係合する係合部が設けられ、
   前記昇降機構は前記係合部を前記位置決め部に係合させた状態で、前記移動タンクを前記支持枠に対して相対的に昇降させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撹拌システム。

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