JP5675123B2

JP5675123B2 - フローティングウエイト昇降ガイド装置を備えた混練機

Info

Publication number: JP5675123B2
Application number: JP2010021512A
Authority: JP
Inventors: 薫高山; 匠平小山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2030-02-02
Also published as: JP2011156797A

Description

本発明は、密封式の混練機においてフローティングウエイトをガイドしながら昇降するフローティングウエイト昇降ガイド装置を備えた混練機に関し、とくに、液圧シリンダに連結されたフローティングウエイトが被混練物が投入されるホッパー内を昇降する際に、フローティングウエイトをスムーズに昇降させることができるフローティングウエイト昇降ガイド装置を備えた混練機に関する。

密封式混練機においては、混練室内で混練中の被混練材にウエイト（フローティングウエイト）を作用させながら混練することが行われているが、そのような密封式混練機では、フローティングウエイトを引き上げた状態で混練室内に被混練材を投入した後に、フローティングウエイトを降下させて混練を行うためのフローティングウエイトの昇降機構が備えられている。
このフローティングウエイトの昇降機構として、従来から空気圧シリンダを用いたものが知られているが（特許文献１）、空気圧シリンダを用いたものでは、フローティングウエイトの昇降時に大量の空気を放出するため、騒音を伴いエネルギー損失が大きいなどの問題がある。

そこで、この問題を解決するため空気圧シリンダ機構に代えて油圧シリンダを用いた密封式混練機が提案されている（特許文献２）。
しかしながら、提案された混練機は、混練室直上に配置された一本の油圧シリンダを昇降させることでフローティングウエイトを昇降させる構造であるため、シリンダからの油漏れがあると、それが混練室内に進入する虞があるだけではなく、油圧シリンダの回りにエアシリンダを並置した複雑な構造であり、保守のためのコストも掛かると云う点でなお改良の余地があった。

他方、油圧シリンダを混練室直上に配置させないようにして、上記問題を解決した密封式混練機のウエイト装置も提案されている（特許文献３）。
図５Ａはこのウエイト装置の要部を示す正面図であり、図５Ｂは、そのコネクティングビームとピストンロッドとの連結部分の拡大図である。このウエイト装置は、混練機本体の混練室に向けて押圧可能に昇降されるフローティングウエイト１０６と、前記フローティングウエイト１０６に連結され、このフローティングウエイト１０６の昇降方向に延びるステム１１３と、前記ステム１１３の上端に一体化され、このステム１１３とでＴ字形状を形成するコネクティングビーム１１４と、前記ステム１１３の中心から等距離にあるコネクティングビーム１１４の両端であって、前記フローティングウエイト１０６に向かって平行配置され前記混練機本体に固定される一対の液圧シリンダ１１５を備え、前記ステム１１３を、前記混練機本体に装着されたガイドブッシュ１１２により隙間を有して摺動自在にガイドすると共に、前記各液圧シリンダ１１５を、前記ステム１１３の中心から等距離にあるコネクティングビーム１１４の両端に配置される連結手段１３０により、前記ステム１１３の延びる方向と直交する水平方向のみに前記ガイドブッシュ１１２の隙間以上の移動を許容して前記コネクティングビーム１１４の両端に連結している。

ここで用いられている上記連結手段１３０は、コネクティングビーム１１４の両端に固定された筒状の第１連結部材１３１の段付き孔１３３（１３４、１３５）の段部に、同様に筒状で液圧シリンダ１１５のロッド１１９先端が挿入固定された第２連結部材１３２のフランジ１３８を係合して構成されており、両筒状部間に管状の隙間１３９が形成され、第１連結部材１３１が第２連結部材１３２に対して、水平方向に滑る（ずれる）ようになっている。

つまり、このウエイト装置は、ホッパー１１１の上端を閉塞する蓋体１１６の中央筒部１１６Ａ内に嵌め込まれたガイドブッシュ１１２のステム１１３との隙間ｔ_１を、液圧シリンダ１１５とコネクティングビーム（トップビーム）１１４と連結手段１３０の隙間Ｔよりも大きくとることで、各液圧シリンダ１１５が同期しないで作動しても、コネクティングビーム１１４とステム１１３を強制的にＴ字型状を保った状態で下降させることで、ステム１１３が傾くことがなく、ガイド部材を異常磨耗させることがないようにしている。また、コネクティングビーム１１４又は各液圧シリンダ１１５の水平方向の移動により、各液圧シリンダ１１５が動かなくなったり、各液圧シリンダ１１５の構成部品の損傷が発生するのを防止して、各液圧シリンダをスムーズに作動させることができるとされている。

しかしながら、この密封式混練機のウエイト装置は、そのコネクティングビーム１１４と液圧シリンダ１１５との連結部の構造が上述のように複雑であるため、修理や保守のために分解するのに時間を要し、従って、なおコストが掛かりかつ修理などに時間を要するという問題がある。
また、実際には、第１及び第２の連結手段１３１、１３２間に収容したグリースが減少すると、フローティングウエイト１０６が水平方向に動くことにより、摺動部分が磨耗し、それによってステム１１３が傾き、極端な場合はステム１１３を折損させる虞れがある。また、グリースが減少しなくとも、上記摺動部分には磨耗が発生するため、磨耗が進めば同じ問題が生じる虞がある。

特開昭５７−７２３８号公報特開昭６３−１７００８号公報特開平１０−２１１６１６号公報

本発明は、上記従来の問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、液圧シリンダを用いた密封式の混練機において、軸部材（ラムシャフト）の傾きを確実に規制してフローティングウエイトをスムーズに昇降出来るようにすると共に、分解を容易にしてメンテナンスコストを低減することである。

本発明は、混練機内において昇降される混練室の押圧部材となるフローティングウエイトと、前記フローティングウエイトに連結され前記昇降方向に延びた軸部材と、中央部で前記軸部材の上端に直交状に連結されたトップビームと、前記トップビームの両端部にそれぞれ連結された一対の液圧シリンダの駆動部と、混練機の機体に立設され昇降する前記トップビームをガイドする一対のガイド部材と、を有し、前記液圧シリンダの駆動部と前記トップビームとの連結は、ピンで連結されており、前記一対のガイド部材の上端部は、機体に固定した一対の支柱で支持された天板に固定されており、一対の支柱を結ぶ線に対して交差するように配置された前記トップビームの中央部には、前記軸部材のヘッド部分が、その左右側には前記一対のガイド部材が、そのさらに左右外側には前記トップビームと連結された前記一対の液圧シリンダの駆動部が一直線上に配置されていることを特徴とするフローティングウエイト昇降ガイド装置を備えた混練機である。

本発明によれば、ラムシャフトの傾きを規制してフローティングウエイトをスムーズに昇降出来る。したがって、ラムシャフトの折損等の不具合が発生することなく、また分解が容易であるためメンテナンスコストを低減することもできる。

図１Ａは、本実施形態の混練機のフローティングウエイト昇降ガイド装置の正面図、図１Ｂは、その側面図である。本実施形態の混練機のフローティングウエイト昇降ガイド装置の平面図であり、天板と共にトップビームを透視して示す図である。図１の支持板の近傍を拡大して示した拡大図である。図３におけるトップビームとビストンロッドとの連結部分の拡大図である。従来のウエイト装置の要部を示す正面図である。図５Ａのコネクティングビームとピストンロッドとの連結部分の拡大図である。

本発明のフローティングウエイト昇降ガイド装置を備えた混練機の１実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図１Ａは、本実施形態の混練機のフローティングウエイト昇降ガイド装置の正面図、図１Ｂはその側面図、図２はその平面図である。
図１Ａにおいて、混練機１のフローティングウエイト昇降ガイド装置は、下部に被混練物を混練する混練室１０を備えたチャンバ１２と、混練室１０に続くホッパー１４内に例えばゴム材料の被混練物を投入する投入部１６と、混練物を投入後に混練室１０の上部に着座して混練中の被混練物を抑えるフローティングウエイト１８と、混練室１０の下部の混練した被混練物を排出するための排出口２０を閉鎖する図示しないドロップドアと、を備えている。

ホッパー１４の投入部１６に投入された被混練物を導入する投入口には、この投入口を閉鎖するための前ドア２２及び例えばピストン・シリンダ機構からなる前ドア用の開閉駆動装置２４が、図示のように前ドア２２とチャンバ１２との間に取り付けられている。
図１Ｂ中、左右一対の液圧シリンダ、ここでは油圧シリンダ３０の上下動するピストンに連結されたその駆動部であるピストンロッド３２の上端は、トップビーム３４に取り付けられている。フローティングウエイト１８は、上端がトップビーム３４の中央部に取り付けられ昇降方向に延びた軸部材であるラムシャフト３６の下端に取り付けられ、一対の油圧シリンダ３０のピストンロッド３２によりトップビーム３４、ラムシャフト３６を介して昇降するようになっている。

上記油圧シリンダ３０の上部はトップビーム３４の下方に設けた支持板４０に取り付けられており、その下部はフリーであっても、或いは下部支持板に取り付けてもよい。上記支持板４０には、その中央部にラムシャフト３６が貫通する貫通孔４５（図３）が、またその中央部上面には同様にラムシャフト３６が貫通する貫通孔４７（図３）を備えたホッパー１４の蓋体４６が取り付けられている。

図１Ｂにおいて、上記支持板４０の上記蓋体４６の取り付け位置よりも左右外側部分には、トップビーム３４の貫通孔３５を貫通して延び、トップビーム３４が昇降する際にガイドとなるガイド部材、例えばガイドロッド５０が立設されており、そのガイドロッド５０の上端部は天板５２に固定されている。
上記天板５２は、上記支持板４０におけるガイドロッド５０の立設位置の近傍外側に立設された一対の支柱５４で支持されている。

図２は、本実施形態の混練機１のフローティングウエイト昇降ガイド装置の拡大平面図であって、ここでは、天板５２と共にトップビーム３４が透視して示されている。一対の支柱５４は図示のように天板５２の対角線に近い位置に配置されている。また、一対の支柱５４を結ぶ線に対して交差するように配置されたトップビーム３４の中央部には、ラムシャフト３６のヘッド部分（ラムヘッド）３８が、その左右側には一対のガイドロッド５０が、そのさらに左右外側にはトップビーム３４と連結されたピストンロッド３２が、ここでは左上から右下に向かって一直線上に配置されている。

図３は、図１の上記支持板４０の近傍を拡大して示した拡大図である。
図示のように、上記支持板４０の中央部にラムシャフト３６が貫通する貫通孔４５が設けられていると共に、その中央部上面の蓋体４６にもその中央にラムシャフト３６が貫通する貫通孔４７が設けられている。また、上記それぞれの貫通孔４５、４７にはラムシャフト３６のガイド面となる内周面を備えたガイドブッシュ４５ａ、４７ａが配置されている。また、一対のガイドロッド５０は、それぞれ上記支持板４０に設けた取付穴４１に挿入されると共に取付金具４３で立設固定されている。

トップビーム３４の貫通孔３５内にも上記ガイドブッシュと同様ガイドブッシュ３５ａが配置されており、また、トップビーム３４とピストンロッド３２との連結は、ピンの着脱で連結及び解除が可能なピン結合によるものとし、例えば、図４に示すようにトップビーム側に設けたクレビス３３と、ピストンロッド３２側に設けた連結片３７とをピン３９で結合した構造とすることが好ましい。このような構成を採ることにより、ピン３９の着脱により両者を容易に連結及び分離が可能である。なお、この構造は、ピストンロッド３２側をクレビスとし、トップビーム３４側を連結片にしても同じである。

次に、以上で説明したフローティングウエイト昇降ガイド装置の動作を説明する。
ゴム材料などの被混練材を混練するに先だって、まず、図１の混練室１０の排出口２０に図示しないドロップドアを装着すると共に、図示しない油圧システムにより、油圧シリンダ３０のピストン（図示せず）の下側シリンダ室内に加圧油を導入するとともに、ピストンの上側室内から油を排出することで、ピストンしたがってピストンに一体に連結されたピストンロッド３２を上昇させる。
ピストンロッド３２が上昇すると、ピストンロッド３２側の連結片３７とクレビス３３及びピン３９で連結されたトップビーム３４がガイドロッド５０にガイドされてスムーズに上昇する。

トップビーム３４が上昇すると、これと一体に連結されたラムシャフト３６は、上記支持板４０及び蓋体４６の貫通孔４７中を通って上方に引き上げられ、ラムシャフト３６の下端に取り付けたフローティングウエイト１８を上方に所定の待機位置まで引き上げ、その位置で停止する。

この状態において、投入部１６から被混練物をホッパー１４内に投入すると、投入された被混練物は混練室１０内に落下し、その後、上記とは逆の工程を得て、フローティングウエイト１８は、混練室１０の上部に混練物の押さえとして着座させる。その後、混練室１０内の図示しない互いに逆回転する一対のロータにより被混練物であるゴム材料の混練が行われ、混練が終了すると図示しないドロップドアを外して混練物を排出口２０から落下させて取り出す。

このフローティングウエイト１８の昇降において、上記一対のシリンダ・ピストン機構を同期して動作させることが理想であるが、実際には僅かに同期から外れることがある。その場合、仮にガイドロッド５０が無い場合には、トップビーム３４は僅かに傾き、その傾きによって上記支持板４０と蓋体４６を貫通するラムシャフト３６が比較的大きく傾くため、ラムシャフト３６は昇降時に上記ガイドブッシュ４５ａ、４７ａに当たり大きな曲げ応力を受ける結果、極端な場合折損することがある。

これに対し、本実施形態では上記一対のガイドロッド５０を設け、ガイドロッド５０によりトップビーム３４の昇降を案内するようにしたため、仮に上記一対のシリンダ・ピストン機構の動作が同期しないでピストンロッド３２が下降した場合、トップビーム３４が僅かに傾くと、ガイドロッド５０がトップビーム３４の貫通孔３５内のガイドブッシュ３５ａに当接して摺動するので、ガイドロッド５０が曲げ応力を吸収し、また、若干であるがシリンダも左右に揺動するため、トップビーム３４、したがってラムシャフト３６が大きく傾くことはない。
加えて、ガイドロッド５０がトップビーム３４を支えるので、トップビーム３４の重量がラムシャフト３６のみに作用することもない。
したがって、昇降中にラムシャフト３６が上記支持板４０及び蓋体４６の貫通孔４５及び４７のガイドブッシュ４５ａ、４７ａに当たることがなく、曲げ応力が作用することもない。

また、本実施形態においては、トップビーム３４とピストンロッド３２の接合部は、クレビスとピンとにより接合しているため、保守や修理のために分解する場合には、単にピンを抜くだけでよく、特許文献３に記載されたウエイト装置において、段部で係合し互いに嵌合した円筒状をなすその第１及び第２の連結手段を外す場合に比して遙かに容易に分解が可能である。

本実施形態においては、図３に示したように、ラムシャフト３６のヘッド部分（ラムヘッド）、一対のガイドロッド５０、トップビーム３４と連結されたピストンロッド３２が一直線上に配置されているため、製作し易く互いの位置精度も向上する。
なお、上記実施形態では、シリンダを固定してピストンロッドをその駆動部としているが、逆にピストンロッドを固定してシリンダを昇降させて上記駆動部とすることも可能である。

１０・・・混練室、１２・・・チャンバ、１４・・・ホッパー、１６・・・投入部、１８・・・フローティングウエイト、２０・・・排出口、２２・・・前ドア、２４・・・前ドア用の開閉駆動装置、３０・・・油圧シリンダ、３２・・・ピストンロッド、３３・・・クレビス、３４・・・トップビーム、３５・・・貫通孔、３６・・・ラムシャフト、３７・・・連結片、３９・・・ピン、４０・・・支持板、４１・・・取付穴、４３・・・取付金具、４５・・・貫通孔、４６・・・蓋体、４７・・・貫通孔、５０・・・ガイドロッド、５２・・・天板、５４・・・支柱。

Claims

混練機内において昇降される混練室の押圧部材となるフローティングウエイトと、前記フローティングウエイトに連結され前記昇降方向に延びた軸部材と、中央部で前記軸部材の上端に直交状に連結されたトップビームと、前記トップビームの両端部にそれぞれ連結された一対の液圧シリンダの駆動部と、混練機の機体に立設され昇降する前記トップビームをガイドする一対のガイド部材と、を有し、
前記液圧シリンダの駆動部と前記トップビームとの連結は、ピンで連結されており、
前記一対のガイド部材の上端部は、機体に固定した一対の支柱で支持された天板に固定されており、一対の支柱を結ぶ線に対して交差するように配置された前記トップビームの中央部には、前記軸部材のヘッド部分が、その左右側には前記一対のガイド部材が、そのさらに左右外側には前記トップビームと連結された前記一対の液圧シリンダの駆動部が一直線上に配置されていることを特徴とするフローティングウエイト昇降ガイド装置を備えた混練機。
請求項１に記載されたフローティングウエイト昇降ガイド装置を備えた混練機において、
前記液圧シリンダの駆動部と前記トップビームとの連結は、クレビスとピンからなるクレビス構造であることを特徴とするフローティングウエイト昇降ガイド装置を備えた混練機。
請求項１または２に記載されたフローティングウエイト昇降ガイド装置を備えた混練機において、
前記液圧シリンダは、混練機の機体に取り付けた支持板に取り付けられ、前記支持板の液圧シリンダ取付部の内側には前記ガイド部材が立設されており、かつ、その中央部には前記軸部材が貫通する貫通孔が設けられていることを特徴とするフローティングウエイト昇降ガイド装置を備えた混練機。