JPH07178334A - 自動調液攪拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数種の液剤を所望の比率で混合して必要と
する調合液を一貫的に高能率に自動調製することがで
き、しかも調製する調合液が変更する必要があるときに
は混合容器を取り替えるだけで調製を続行することが可
能な構造のシンプルで小型化も可能な自動調液混合装置
を提供すること。 【構成】 混合すべき複数種の液剤を別々の液送路を通
し電子計量して順々に所望比率で正確に取り出し、コン
トローラーで設定した設定値に基いて適速で必要な時間
だけ攪拌して目的とする調合液を調製して、収容槽に圧
送する手段を採用した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動調液攪拌装置、更
に詳しくは、混合すべき複数種の液剤の重量をコントロ
ーラに設定しすれば混合容器への液剤の計量送込、攪
拌、調合液の収容槽への送出を制御して必要とする調合
液を適量、自動的に迅速に調液することができる簡易に
して安価な装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり、ラミネート加工やコーテ
ィング加工、注入成形におけるキャスティング・レジン
(casting resin）、印刷インクなどの調製加工プロセス
には、複数種の液剤（例えば、合成樹脂液、希釈液、硬
化液など）を一定の割合で混合する工程が含まれるので
あり、硬化剤を使用する場合には一回に多量の調合液を
仕込んでおくと、時間の経過と共に硬化剤の反応が進ん
で性状が変化して品質不良の原因になったり、使用不能
の状態になったりする。そこで、調合液を調製するとき
には、通常は性状変化が起こらない範囲の比較的少量を
反復的に調合するという方法が採られる。

【０００３】しかして、従来、そのような液剤を混合し
て調合液を製する場合には、調合すべき各液剤の量を計
って別々の容器に準備したうえ、これらの液剤を順番に
混合容器に移し、攪拌機で均一に混合して調合液を作っ
ていたのであるが、計量ミスによる調合不良、有機溶剤
使用による労働衛生上の問題があるのに加えて、容器か
ら容器への移替えによる液剤の目減りも大きく、また、
その作業自体も非常に面倒で改善の必要があった。

【０００４】ところで、本件出願人は、嘗て特開平４-7
6422号公報に示す「液体の定量取り出し方法」を提案し
ている。この方法は、取り出される複数種の液体の量を
電子計量器で捕捉し、各液が所定量に達したところで当
該液に係るバルブを閉塞して次なる種類の液体を取り出
して各液を必要分ずつ取り出してゆこうとするものであ
る。しかして、この方法を利用すれば、一見、後は混合
するだけで所要の調合液が得られるように思えよう。

【０００５】しかしながら、先に提案した複数種類の液
体を必要とする量ずつ取り出すのには非常に有効である
が、取り出した液体を当該計量容器の中でそのまゝ攪拌
して調合液に調製するのには適しておらず、一端別の混
合容器に移し替えて攪拌する必要がある。もし、其処で
攪拌したなら一種類の調合液を調製する毎に当該計量容
器を洗浄しなければならず、多種類の調合液を調製する
ときには大変に面倒で非能率的だからである。

【０００６】

【解決すべき技術的課題】本発明は、複数種の液剤を混
合して調合液を調製する場合の従来技術に前述のごとき
不便があったことに鑑みて為されたもので、複数種の液
剤を所望の比率で混合して目的とする調合液を一貫して
自動的に高能率で調製することができる新規な自動調液
混合装置を提供することを技術的課題とする。

【０００７】また、本発明の他の技術的課題は、目的と
する調合液が変わるときには混合容器を取り替えて簡易
に調合液の調製を続けることができる自動調液混合装置
を提供するにある。

【０００８】さらに、本発明の他の技術的課題は、構造
がシンプルで装置全体もコンパクトな移動タイプにも構
成することができる自動調液混合装置を提供するにあ
る。

【０００９】

【課題解決のために採用した手段】本発明者が上記技術
的課題を解決するために採用した手段を、添附図面を参
照して説明すれば、次のとおりである。

【００１０】即ち、本発明は、混合すべき液剤Ｍ₁ ・ Ｍ
₂ ・・・・Ｍ_n の種数に応じ、各液剤を各別に送る複数の液
送路１₁ ・ 1₂・・・・１_n と；これら液送路から送入される
前記各液剤を収容する器体であって、収容液剤の重量増
加を測定する電子天秤３上に取外し自在に載置された混
合容器４と；前記液送路1₁・1₂・・・・１_n の各々に介在さ
れており、入力される液送制御信号に基き必要とされる
液量を汲み出して圧送する制御ポンプ５₁ ・ ５₂ ・・・・５
_n と；入力される回転指令信号に基づき前記混合容器４
を所要の速度で必要とする混合時間に亘り回転せしめる
制御モーター６と；前記混合容器４内に挿入されたバッ
フルプレート７と；混合容器４と調合液収容槽８との間
に配設され、排出制御ポンプ９の駆動により混合容器４
で混合調液された調合液Ｆを前記収容槽８に送出する調
合液取出パイプ10と；前記電子天秤３から送致される重
量信号を演算処理して混合容器４内の液重量を求積可能
であるとともに、混合すべき各液剤の量、混合条件、排
出条件を各々設定して入力する設定器11を備えており、
入力設定された条件値と前記液重量値とに基いて各液剤
に係る制御ポンプ５₁ ・５₂ ・・・・５_n には液送制御信
号、前記制御モーター６には回転指令信号、および排出
制御ポンプ９には排出制御信号を送致せしめるコントロ
ーラー12；といった手段を自動調液攪拌装置として連関
統合することによって前述の技術的課題を解決した点に
要旨がある。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を添附図面に示す実施例に基い
て、更に詳しく説明する。なお、図１は本発明の実施例
である自動調液攪拌装置の全体的構成を概略的にまとめ
た回路ブロック図、図２は本実施例の外観を表わしたイ
メージ図である。

【００１２】図１および図２において、符号１₁・１₂・
１₃はパイプから成る３本の液送路である。これらの液
送路１₁・１₂・１₃は、液剤Ｍ₁ ・Ｍ₂ ・液剤Ｍ₃ を収
容せる材料缶Ｃ_1、Ｃ_2、およびＣ₃ と後述の混合容器との
間に繋がっており、混合容器側の端部には電磁バルブ11
ａ・11ｂおよび11ｃが装着してあり、また液送路１₁・
１₂・１₃の各々には制御ポンプ 5₁ ・ 5₂ ・ 5₃ が配設し
てあって、後述のコントローラーからの液送制御信号が
前記電磁バルブの何れかと、それに連なる前記制御ポン
プの何れかに入力されるならば、材料缶Ｃ₁ ・Ｃ₂ ・Ｃ
₃ の何れかより該当する液剤がくみ出されて混合容器に
圧送されることになる。ちなみに、本実施例装置におい
て処理する第１液剤Ｍ₁ は合成樹脂液、第２液剤Ｍ₂ は
溶剤、第３液剤Ｍ₃ は前記合成樹脂液を常温硬化せしめ
る硬化剤を対象としている。

【００１３】次に、符号２で指示するものはターンテー
ブル、符号３はロードセルから成る電子天秤であり、符
号４は有底円筒形の混合容器である。混合容器４は、前
記ターンテーブル２の上に取外し自在に載置してあり、
このターンテーブル２の下側に離合可能にロードセル電
子天秤３が配設してある。即ち、ターンテーブル３の下
側には、前記電子天秤３とは別にテーブル昇降シリンダ
ー31を設置してあり、ターンテーブル３を回転させると
きには前記昇降シリンダー31が伸長してターンテーブル
３と一緒に混合容器４を上昇させる一方、混合容器４内
に送入された液剤の重量を測定するときには前記昇降シ
リンダー31が縮小してターンテーブル２から離れ、代わ
ってロードセル電子天秤３が重量を支えることになり、
当該電子天秤３は其処に加わる荷重に比例した値の重量
信号を出力する。本実施例では、電子天秤３から出力さ
れた重量信号は、一旦、増幅器31に入力して其処で増幅
され後述のコントローラーに送致される。なお、昇降シ
リンダー31の伸縮動作は、後述のコントローラーから出
力されるテーブル昇降制御信号によって適時制御される
ことになる。

【００１４】また、符号６で指示するものは制御モータ
ー（サーボモーター）であり、この制御モーター６の出
力軸に連結された水平カップリング61、前記制御モータ
ー６から伝達される回転を一定比率で減速して垂直方向
に出力する減速機62、この減速機62から出力される回転
を回転軸64に伝達する垂直カップリング63である。そし
て、回転軸64の上端は上記ターンテーブル２の裏面にク
ラッチ機構65を介して連繋されている。このクラッチ機
構65は、上記したターンテーブル昇降シリンダー31が縮
小したとき、回転軸64とターンテーブル２との接触関係
を遮断する働きを為すものであり、ターンテーブル２お
よびその上に加わる全荷重をロードセル電子天秤３が正
確に測定して重量信号として出力する。なお、本実施例
におけるクラッチ機構65は、ターンテーブル２の裏面に
設けたインターバル・ボス21と回転軸64の上端の欠取形
状とによって構成されており、前記昇降シリンダー31が
縮小状態にあるときに、回転軸64を若干正逆に回転させ
ると前記インターバル・ボス21と回転軸64の上端の欠取
部とが無くなって回転軸64はニュートラル状態になり、
ターンテーブル２およびその上に加わる荷重を正しくロ
ードセル電子天秤３が検出することになる。この場合、
前記クラッチ機構65の遮断動作に必要となる回転軸64の
回転は、後述のコントローラーが回転指令信号の一種と
して出力する指令に基いて制御モーター６が動作するこ
とにより生起される。

【００１５】また、符号７で指示するものはバッフルプ
レートであり、図示例では混合容器４の内周面に近接す
るごとき平板櫂形の金属板が挿入設置されている。本実
施例では、このバッフルプレートの支軸71はパイプ状に
なっており、このパイプ状支軸71の下端が吸込口71ａと
なっており、また同支軸71の上端71ｂは後述の調合液取
出パイプに連通させてある。なお、このバッフルプレー
ト７は、着脱自在になっており、混合容器４を交換する
ときには取り外せるようになっている。

【００１６】また、符号８で指示するものは調合液収容
槽であり、液面センサー81が内装してある。この液面セ
ンサー81は、当該調合液収容槽８に収容されている調合
液Ｆの液位を検出して液位信号として後述のコントロー
ラーに送致するものである。

【００１７】しかして、上記調合液収容槽８とバッフル
プレート７のパイプ状支軸71の上端71ｂとの間には調合
液取出パイプ10が配設してあり、この取出パイプ10に介
設された排出制御ポンプ９の駆動によって混合容器４の
中で調製された調合液が収容槽８に圧送されることにな
る。この場合において、排出制御ポンプ９の駆動は、後
述のコントローラーから送致される排出制御信号により
制御される。

【００１８】次に、符号12で指示するものは、コンピュ
ーターを内蔵したコントローラーであり、キーボード式
の設定器11を備える。そして、この設定器11によりコン
トローラー12に混合すべき液剤の量、混合条件、排出条
件を各々設定入力でき、調製目的となる調合液および当
該調製に使用される液剤の種類に応じて必要な条件がコ
ントローラー12に指令することができるのである。

【００１９】しかして、上記コントローラー12は上記ロ
ードセル電子天秤３が出力する重量信号に基いて混合容
器４内に注入される各液剤Ｍ₁ 、Ｍ₂ 、およびＭ₃ の重
量を演算処理する機能を有すると共に、その結果得られ
た演算値と上記コントローラー12に設定入力された設定
条件に基いて、制御ポンプ５₁ ・ 5₂ ・ 5₃ および電磁バ
ルブ11ａ・11ｂおよび11ｃには液送制御制御信号を送致
し、その指令に従って材料缶Ｃ₁ ・Ｃ₂ ・Ｃ₃ の何れか
より該当する液剤Ｍ₁ またはＭ₂ もしくはＭ₃が汲み出
されて混合容器４に各液剤が所定の重量に達するまで圧
送されることになり、これらの液剤Ｍ₁ ・Ｍ₂ およびＭ
₃ が所定の重量分だけ混合容器４内に充填されたなら
ば、コントローラー12は制御モーター６に回転指令信号
を送致して設定された先に条件設定された回転速度で設
定時間に亘りターンテーブル２および混合容器４を回転
せしめる。このとき、混合容器４が回転しても当該容器
４内の液中に挿入されたバッフルプレート７は静止して
いるので、混合容器４に充填された液剤Ｍ₁ ・Ｍ₂ ・Ｍ
₃ に対してバッフルプレート７が抵抗となって乱流が生
じ、これら各液剤が均一に混合されることになる。

【００２０】かくして、設定された混合時間が経過した
ならば、制御モーター６は停止してターンテーブル２が
停止し、次いでコントローラー12は排出制御ポンプ９に
排出制御信号を送致することになる。そして、排出制御
ポンプ９が駆動すると、パイプ状支軸下端の吸込口71ａ
から調合液が汲み出されて調合液収容槽８に液送充填さ
れることになる。なお、本実施例においては、調合液収
容槽８には液面センサー81が内装してあって調合液Ｆの
液位を検出し液位信号としてコントローラー12に送致す
る構成が採られており、常時、収容槽８内の液量をコン
トローラー12が監視するようになっている。

【００２１】〔実 験 例〕上記実施例装置を使用し
て、次の液剤の混合処理の実験をしたところ、以下のよ
うな結果が得られた。 ＜液剤について＞ 粘度 密度 配合比 配合重 液送時間 ポリエステルポリオール 2,000cp 0.90 100% 8.547kg 60 sec. 4.4'−ジフェニルメタン ジイソシアネート 3,000cp 1.01 24% 2.051kg 15 sec. 酢酸エチル 0.92cp 0.82 110% 9.402kg 55 sec. なお、上記の液剤は主材、の液剤は硬化剤、の液
剤は溶剤である。

【００２２】この実験では、まず混合容器４に溶剤であ
る酢酸エチルを計送し、ついで主材であるポリエステル
ポリオールを計送し、そして、硬化剤である4.4'−ジフ
ェニルメタンジイソシアネートを計送するといった順序
で液送し、次に当該混合容器４を回転させることによっ
て各液剤の混合を実行した。本実験においては、混合容
器４を６秒の時間内にソフトに加速しながら 120rpm に
まで増速させたところバッフルプレート７が攪拌作用を
発揮し、120秒で攪拌が十分に完了した。なお、実験環境
は気温が５℃、湿度70% であり、使用された制御ポンプ
５₁ ・ 5₂・５₃は何れも、ダイアフラムポンプ（TD-20A
T)で駆動エア圧力は 4.5kg/cm²のものであった。

【００２３】しかして、上記のようにして混合調製され
た調合液Ｆは、粘度が90cp、密度が0.92、重量が20kgで
あり、これを排出制御ポンプ９にて液送したところ混合
容器４から調合液収容槽８まで（距離:1ｍ）を60秒にて
液送を完了した。ちなみに、実験では、液剤Ｍ₁ ・Ｍ₂
およびＭ₃ の液送時間と調合液の液送時間を合計すると
152秒、計量制御ロスタイム 25 秒、攪拌時間 120秒
で、合計すると、20kgの１バッチを処理するのに 297秒
（約５分）という短時間で処理できたのである。

【００２４】本願明細書に具体的に開示する実施例は概
ね上記のように構成されるが、本発明は前述の実施例に
限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記
載内において種々の設計変更が可能であることは言うま
でもなく、例えば前述の実施例においては混合容器４を
電子天秤３上に配設されたターンテーブル２上に載置し
て回転させる構成について図解したが、重量信号をコン
トローラー12に送致できるようにしておきさえすれば、
電子天秤３をターンテーブル２上に載せて電子天秤３と
一緒に混合容器４を回転させる構成を採用することも可
能であり、このような設計変更は、本発明の技術的範囲
に当然に属する。

【００２５】また、本発明においては、電子天秤３上で
混合容器４を回転させる機構として図３に示す方式を採
ることも可能であり、この場合には混合容器４の口部周
縁にプラスチック製歯車環Ｇを脱着自在に被冠させる一
方、制御モーター６によって回転されるドライブ歯車Ｄ
を前記歯車環４に噛合させるという機構が採られる。そ
して、かゝる設計変更も、本発明の技術的範囲に属する
ことは明らかである。ちなみに、図３において、符号14
はローラー回転盤であって、ドライブ歯車Ｄが回転して
歯車環Ｇに回転力が伝達されたとき、歯車環Ｇの被冠し
た混合容器４が当該筒心軸を中心に回転する摩擦抵抗を
低減せしめる機能を分担している。

【００２６】なおまた、本発明においては、当該装置の
主要部分（即ち、電子天秤３、混合容器４、駆動機構
部、バッフルプレート７、コントローラ12など）を図２
に示すようにコンパクトな形態に統合して台車13上に搭
載し、移動可能に構成することも可能であり、さらにバ
ッフルプレート７に捩れ部を設けて攪拌効果を高めると
いった形状変更も自由であり、これらの設計変更は何れ
も、本発明の技術的範囲に属するものである。

【００２７】

【発明の効果】以上実施例を挙げて説明したとおり、本
発明の自動調液攪拌装置にあっては、混合すべき複数種
の液剤を別々の液送路を通し電子計量して順々に所望の
比率で混合容器に正確に取り出し、コントローラーで入
力設定した設定値に基いて適速で必要な時間だけ攪拌混
合して必要とする調合液を調製する巧みな構成を採用し
ているので、調合液を一貫して自動的に高能率で調製す
ることが可能である。

【００２８】また、本発明にあっては、混合容器が取外
し自在に設置してあるので、目的とする調合液が変更す
るときには混合容器を取り替えることによって、容器洗
浄といった待ち時間を要せずに簡単に調合液の調製を続
行することが可能となる。

【００２９】さらに、本発明装置は、構造がシンプルで
装置全体をコンパクトな形態に統合することができるの
で、台車や自走ワゴンに搭載することによって、移動タ
イプにも構成でき、材料や作業現場に本発明装置を出動
させて其処で調製を行うことも可能となり、生産性の向
上に大いに寄与することができる。

【００３０】このように本発明装置によれば、従来能率
の低かった液剤の混合調製作業を大幅に効率化できるう
えに、その構成は極めて簡素で故障も少なくて、しかも
安価に製作できるなど、実用的にも経済的にも多くのメ
リットがが得られのであり、注入成形を行う際のラミネ
ート加工やコーティング加工に用いる加工液の調製、あ
るいはキャスティング・レジンや印刷インクの調製な
ど、液剤の調合を必要とする業界に広く役立てることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である自動調液攪拌装置の全体
的構成を概略的にまとめた回路ブロック図である。

【図２】本実施例の外観を表わしたイメージ図である。

【図３】本発明における混合容器の回転機構を例示した
部分的な機構説明図である。

【符号の説明】

１₁ ・１₂ ・・・・１_n 液送路 ２ ターンテーブル ３ 電子天秤 ４ 混合容器 ５₁ ・５₂ ・・・・５_n 制御ポンプ ６ 制御モーター ７ バッフルプレート ８ 調合液収容槽 ９ 排出制御ポンプ 10 調合液取出パイプ 11 設定器 12 コントローラー 13 台車 14 ローラー回転盤 Ｃ₁ ・Ｃ₂ ・Ｃ₃ 材料缶 Ｄ ドライブ歯車 Ｆ 調合液 Ｇ プラスチック製歯車環 Ｍ₁ ・Ｍ₂ ・・・・Ｍ_n 液剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 光広 福井県坂井郡金津町北９ 轟産業株式会社 商品開発センター内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 混合すべき液剤Ｍ₁ ・ Ｍ₂ ・・・・Ｍ_n の種
   数に応じ、各液剤を各別に送る複数の液送路１₁ ・ 1₂・・
   ・・１_n と；これら液送路から送入される前記各液剤を収
   容する器体であって、収容液剤の重量増加を測定する電
   子天秤３上に取外し自在に載置された混合容器４と；前
   記液送路1₁・1₂・・・・１_n の各々に介在されており、入力
   される液送制御信号に基き必要とされる液量を汲み出し
   て圧送する制御ポンプ５₁ ・ ５₂ ・・・・５_n と；入力され
   る回転指令信号に基づき前記混合容器４を所要の速度で
   必要とする混合時間に亘り回転せしめる制御モーター６
   と；前記混合容器４内に挿入されたバッフルプレート７
   と；混合容器４と調合液収容槽８との間に配設され、排
   出制御ポンプ９の駆動により混合容器４で混合調液され
   た調合液Ｆを前記収容槽８に送出する調合液取出パイプ
   10と；前記電子天秤３から送致される重量信号を演算処
   理して混合容器４内の液重量を求積可能であるととも
   に、混合すべき各液剤の量、混合条件、排出条件を各々
   設定して入力する設定器11を備えており、入力設定され
   た条件値と前記液重量値とに基いて各液剤に係る制御ポ
   ンプ５₁ ・５₂ ・・・・５_n には液送制御信号、前記制御モ
   ーター６には回転指令信号、および排出制御ポンプ９に
   は排出制御信号を送致せしめるコントローラー12とを含
   むことを特徴とする自動調液攪拌装置。
2. 【請求項２】 混合容器４を回転させる手段が電子天秤
   ３上に配設されたターンテーブル２であり、このターン
   テーブル２の回転軸を制御モーター６が回転せしめる請
   求項１記載の、自動調液攪拌装置。
3. 【請求項３】 混合容器４が、ターンテーブル２上に配
   設された電子天秤３上に載置されており、ターンテーブ
   ル２が制御モーター６によって回転されることにより、
   混合容器４が回転する請求項１記載の、自動調液攪拌装
   置。
4. 【請求項４】 電子天秤３の上に混合容器４が底面にて
   スピン自由に載置してあり、この混合容器４の口部周縁
   に歯車が設けられている一方、この歯車にはドライブ歯
   車が噛合されており、同ドライブ歯車が制御モーター６
   で回転されることによって混合容器４が電子天秤３の上
   で回転する請求項１記載の、自動調液攪拌装置。
5. 【請求項５】 混合容器４の口部周縁の歯車が当該混合
   容器４に脱着自在に装着されるプラスチック製歯車環で
   あり、電子天秤４上に載置される混合容器４が交換され
   る毎に取替え可能である請求項４記載の、自動調液攪拌
   装置。
6. 【請求項６】 バッフルプレート７の支軸71がパイプに
   なって調合液取出パイプ10に連通しており、このパイプ
   状支軸71の下端が調合液の吸込口71ａとして機能する請
   求項１〜５の何れか一つに記載の、自動調液攪拌装置。
7. 【請求項７】 バッフルプレート７に捩れ部が設けられ
   ている請求項１〜６の何れか一つに記載の、自動調液攪
   拌装置。