特開 2024-33819 液体吐出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024033819

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】液体吐出装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 1/32 20060101AFI20240306BHJP

【ＦＩ】

F16K1/32 Z

F16K1/32 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022137666

(22)【出願日】2022-08-31

(71)【出願人】

【識別番号】517304705

【氏名又は名称】株式会社コスにじゅういち

(74)【代理人】

【識別番号】100087398

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 勝文

(74)【代理人】

【識別番号】100128783

【弁理士】

【氏名又は名称】井出 真

(74)【代理人】

【識別番号】100128473

【弁理士】

【氏名又は名称】須澤 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100160886

【弁理士】

【氏名又は名称】久松 洋輔

(72)【発明者】

【氏名】飯尾 逸史

【テーマコード（参考）】

3H052

【Ｆターム（参考）】

3H052AA01

3H052BA22

3H052CD02

3H052CD09

3H052DA01

3H052EA02

3H052EA16

(57)【要約】

【課題】 ロアディスク及びアッパーディスクの対向する箇所に摩耗痕が発生したとき、この摩耗痕に流体が集中して流れることを抑制する。
【解決手段】 液体吐出装置（２００）は、液体供給装置（１００）から加圧供給される液体を吐出させる。液体吐出装置（２００）は、ロアディスク（２１９）及びアッパーディスク（２１７）と、アッパーディスク回転機構と、を備える。ロアディスク（２１９）及びアッパーディスク（２１７）は、互いに対向する位置に配置されており、液体を流通させるクリアランスを形成する。アッパーディスク回転機構は、ロアディスク（２１９）に対して、上記対向する方向に延びる軸の周りでアッパーディスク（２１７）を回転させる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体供給装置から加圧供給される液体を吐出させる液体吐出装置であって、
互いに対向する位置に配置されており、前記液体を流通させるクリアランスを形成するロアディスク及びアッパーディスクと、
前記ロアディスクに対して、前記対向する方向に延びる軸の周りで前記アッパーディスクを回転させるアッパーディスク回転機構と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。

【請求項2】

前記アッパーディスク回転機構は、
前記アッパーディスクの外周面に嵌合し、前記アッパーディスクの回転軸を回転中心とするウォームホイールと、
前記ウォームホイールと噛み合い、前記ウォームホイールを介して前記アッパーディスクを回転させるウォームと、を有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。

【請求項3】

前記アッパーディスクを回転可能にガイドするガイド部材と、
前記ウォームホイールを回転可能に保持するとともに、前記ガイド部材とともに前記ウォームホイールを挟む保持部材と、をさらに備え、
前記アッパーディスクの先端部は、前記ウォームホイールから前記ロアディスクに向かって突出していることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。

【請求項4】

前記アッパーディスクは、前記ロアディスクに近づく方向及び前記ロアディスクから離れる方向に移動可能であり、
前記アッパーディスクの外周面には、前記アッパーディスクの回転軸方向に延びるキー溝が形成されており、
前記ウォームホイールの内周面には、前記キー溝と係合するキー部材が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体を加圧して吐出させる液体吐出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載のように、液体吐出装置は、液体供給装置から加圧供給される液体を所定の圧力で吐出させ、均質バルブを構成するアッパーディスクとロアディスクとの間のクリアランスに液体を流通させて該液体内の粒子の均質化を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６８３７２４８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

高圧式ホモゲナイザーの液体吐出装置は、円環状のロアディスクに対して円柱状のアッパーディスクが所定のクリアランスを開けて対向配置されており、クリアランスに高圧の液体が高速で通過する。このとき、図７に示すように、アッパーディスク及びロアディスクの各ディスク表面（液体の通過面）には、液体に含まれる粒子によって摩耗痕（切り欠き等、図７の点線で囲った領域）が発生する。

【0005】

従来から、均質バルブに発生する摩耗痕は、均質機能（分散、乳化機能）の低下を招くことが知られており、技術的な課題となっていた。具体的には、摩耗痕が発生すると当該箇所に液体の流れが集中して圧力が低下し、所定の均質機能を発揮できなくなる。特に、摩耗痕が発生した箇所に液体の流れが集中した状態が続くと、摩耗痕が拡大し（摩耗痕の領域がさらに拡大したり、切り欠きの深さが大きくなったり）、所定の均質機能を発揮できなくなるまでのスパンが短くなる。

【0006】

このような摩耗痕による均質機能の低下に対し、均質バルブ（アッパーディスク、ロアディスク）の部品交換メンテナンスを行っているが、当該交換メンテナンスは、液体吐出装置の稼働時間、すなわち、ホモゲナイザーの稼働時間の減少に繋がる。さらには、上述したように、摩耗痕が発生した箇所に液体の流れが集中した状態が続くことで、所定の均質機能を発揮できなくなるまでのスパンが短くなるため、均質バルブの部品交換頻度が高くなり、稼働時間がさらに減少する。

【0007】

そこで、本発明の目的は、ロアディスク及びアッパーディスクにおいて、互いに対向する箇所に摩耗痕が発生したとき、これらの摩耗痕が対向している箇所に流体が集中して流れることを抑制できる液体吐出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、液体供給装置から加圧供給される液体を吐出させる液体吐出装置であり、ロアディスク及びアッパーディスクと、アッパーディスク回転機構とを備える。ロアディスク及びアッパーディスクは、互いに対向する位置に配置されており、液体を流通させるクリアランスを形成する。アッパーディスク回転機構は、ロアディスクに対して、上記対向する方向に延びる軸の周りでアッパーディスクを回転させる。

【0009】

アッパーディスク回転機構では、ウォームホイール及びウォームを用いることができる。ウォームホイールは、アッパーディスクの外周面に嵌合し、アッパーディスクの回転軸を回転中心とする。ウォームは、ウォームホイールと噛み合い、ウォームホイールを介してアッパーディスクを回転させる。

【0010】

液体吐出装置には、ガイド部材及び保持部材を設けることができる。ガイド部材は、アッパーディスクを回転可能にガイドする。保持部材は、ウォームホイールを回転可能に保持するとともに、ガイド部材とともにウォームホイールを挟む。ここで、アッパーディスクの先端部は、ウォームホイールからロアディスクに向かって突出している。

【0011】

アッパーディスクは、ロアディスクに近づく方向及びロアディスクから離れる方向に移動させることができる。ここで、アッパーディスクの外周面には、アッパーディスクの回転軸方向に延びるキー溝を形成することができる。そして、ウォームホイールの内周面には、キー溝と係合するキー部材を設けることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ロアディスク及びアッパーディスクにおいて、互いに対向する箇所に摩耗痕が発生したとき、ロアディスクに対してアッパーディスクを回転させることにより、対向する一対の摩耗痕の位相をずらすことができる。これにより、一対の摩耗痕が対向している箇所に流体が集中して流れることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態である液体供給装置の内部構造を示す概略図である。

【図2】実施形態である液体吐出装置の内部構造を示す概略図（ウェッジの長手方向図）である。

【図3】実施形態である液体吐出装置の内部構造を示す概略図（ウェッジの断面方向図）である。

【図4】実施形態において、アッパーディスク回転機構を互いに異なる方向から見たときの拡大図である。

【図5】実施形態のアッパーディスク回転機構の構成概略図である。

【図6】実施形態のアッパーディスク回転機構により、摩耗痕の位相をずらす態様を説明するための図である。

【図7】摩耗痕の発生態様の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本実施形態について、図面を参照して説明する。液体吐出装置２００は、液体供給装置１００と共に、液体内の粒子の均質化を行う高圧式ホモゲナイザー（ホモジナイザー）を構成する装置である。

【0015】

（液体供給装置１００の構造）
図１に示す液体供給装置１００は、後述する液体吐出装置２００に液体を供給するものである。液体供給装置１００の構造について、図１を用いて説明する。図１は、液体供給装置１００の内部構造を示す概略図である。なお、液体供給装置１００の構造は、図１に示す構造に限るものではなく、液体吐出装置２００に液体を供給できる構造であればよい。

【0016】

液体供給装置１００は、一対のプランジャ駆動機構１０１を有し、各プランジャ駆動機構１０１は、プランジャ１０２を矢印Ｄｐ１の方向又は矢印Ｄｐ２の方向に移動させる。プランジャ駆動機構１０１は、プランジャ１０２を駆動するための駆動力を発生する動力源（モータ等、不図示）と、駆動源からの駆動力をプランジャ１０２に伝達する伝達機構（不図示）とを有する。

【0017】

プランジャ１０２の先端部１０２ａは、加圧シリンダ１０３の加圧室１０３ａに挿入されている。プランジャ１０２の外周面と加圧室１０３ａの内壁面との間には、シーリング部材１０４が配置されている。

【0018】

加圧シリンダ１０３は、液体を吸い込むための吸込口１０３ｂを有しており、吸込口１０３ｂには、配管（不図示）を介して、液体を収容するタンク（不図示）が接続されている。これにより、タンク内の液体は、配管を介して吸込口１０３ｂに移動することができる。吸込口１０３ｂにはチェック弁１０５が設けられており、吸込口１０３ｂは、連絡通路１０３ｃを介して加圧室１０３ａにつながっている。これにより、吸込口１０３ｂから吸い込まれた液体を、連絡通路１０３ｃを介して加圧室１０３ａに導くことができる。チェック弁１０５を設けることにより、液体は、吸込口１０３ｂから加圧室１０３ａに向かう方向にのみ移動する。

【0019】

加圧シリンダ１０３は、液体を送り出すための送出口１０３ｄを有しており、送出口１０３ｄは、連絡通路１０３ｅを介して加圧室１０３ａにつながっている。これにより、加圧室１０３ａ内の液体は、連絡通路１０３ｅを移動して送出口１０３ｄに導かれる。送出口１０３ｄにはチェック弁１０７が設けられており、液体は、連絡通路１０３ｅから送出口１０３ｄの外部に向かう方向にのみ移動する。

【0020】

一対の加圧シリンダ１０３には、合流管１０６が接続されている。合流管１０６は、２つの吸込口１０６ａを有する。一方の吸込口１０６ａは、一方の加圧シリンダ１０３の送出口１０３ｄと接続されており、他方の吸込口１０６ａは、他方の加圧シリンダ１０３の送出口１０３ｄと接続されている。合流管１０６は、図２及び図３に示す液体吐出装置２００に接続されており、合流管１０６から液体吐出装置２００に液体が供給される。

【0021】

（液体供給装置１００の動作）
上述した液体供給装置１００の動作について、以下に説明する。

【0022】

加圧室１０３ａに液体が収容されているとき、プランジャ１０２が矢印Ｄｐ１の方向に移動することにより、加圧室１０３ａ内の液体が圧縮されて加圧室１０３ａ内の圧力が上昇する。これにより、加圧された液体を加圧室１０３ａから液体吐出装置２００に供給することができる。加圧室１０３ａから液体が送り出された後、プランジャ１０２が矢印Ｄｐ２の方向に移動することにより、このプランジャ１０２の移動に伴う吸引力によって、吸込口１０３ｂに供給されている液体が、連絡通路１０３ｃを移動して加圧室１０３ａに移動する。これにより、加圧室１０３ａに液体を収容させることができる。

【0023】

プランジャ１０２が矢印Ｄｐ１及び矢印Ｄｐ２の方向に移動することにより、加圧室１０３ａに液体を吸い込む工程（吸込工程という）と、加圧室１０３ａから液体を送り出して液体吐出装置２００に液体を供給する工程（供給工程という）とを交互に行うことができる。ここで、２つのプランジャ１０２のうち、一方のプランジャ１０２において吸込工程が行われているとき、他方のプランジャ１０２では供給工程が行われる。これにより、２つのプランジャ１０２から交互に液体吐出装置２００に液体を供給することができる。

【0024】

（液体吐出装置２００の構造）
図２及び図３に示す液体吐出装置２００は、液体供給装置１００から供給された液体を所定の圧力で吐出させるものである。液体吐出装置２００の構造について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、液体吐出装置２００の内部構造を示す概略図であり、図３は、図２に示す矢印Ｄｓの方向から液体吐出装置２００を見たときにおける、液体吐出装置２００の内部構造を示す概略図である。

【0025】

合流管１０６は、液体吐出装置２００と接続されている。合流管１０６には、合流管１０６内を移動する液体の圧力を検出するための圧力センサ３０１が設けられている。圧力センサ３０１によって検出された圧力は、コントローラ３０２に送信される。図２に示す点線は、電気的な接続を意味する。コントローラ３０２は、圧力センサ３０１によって検出された圧力が予め設定された目標圧力となるようにモータ２０１を駆動する。目標圧力は、固定値であってもよいし、上限圧力及び下限圧力によって規定される所定範囲の圧力であってもよい。モータ２０１の駆動方法については、後述する。

【0026】

モータ２０１の出力軸２０１ａには駆動プーリ２０２が固定されており、駆動プーリ２０２は、出力軸２０１ａの回転に伴って回転する。タイミングベルト２０３は、駆動プーリ２０２及び従動プーリ２０４に掛けられており、駆動プーリ２０２の回転力を従動プーリ２０４に伝達する。従動プーリ２０４は、ボールスクリュー２０５の一端部に固定されており、ボールスクリュー２０５を矢印Ｒの方向に回転させる。ボールスクリュー２０５は、ベアリング２０６によって回転可能に支持されている。

【0027】

なお、モータ２０１の回転力をボールスクリュー２０５に伝達する機構は、図２に示す機構に限るものではない。すなわち、モータ２０１の回転力をボールスクリュー２０５に伝達してボールスクリュー２０５を回転させることができればよく、回転力を伝達するための公知の機構を適宜採用することができる。ここで、モータ２０１の回転力をボールスクリュー２０５に伝達する機構には、ギヤ等によって構成された減速機構を含めることができる。

【0028】

ボールスクリュー２０５は、ボールスプライン２０７と係合しており、ボールスクリュー２０５及びボールスプライン２０７の係合部分によって、ボールスクリュー２０５の回転運動がボールスプライン２０７の直進運動（矢印Ｄｌの方向の移動）に変換される。

【0029】

ボールスプライン２０７の先端部にはウェッジ２０８が接続されており、ウェッジ２０８は、ボールスプライン２０７と共に移動する。具体的には、ウェッジ２０８は、矢印Ｄｈの方向に移動する。図３に示すように、ウェッジ２０８の長手方向（図２の左右方向）と直交する断面の形状は十字状に形成されており、ウェッジ２０８は、上面２０８ａ、下面２０８ｂ及び一対の側面２０８ｃを有する。上面２０８ａ及び一対の側面２０８ｃのそれぞれは、ウェッジ２０８の移動方向（矢印Ｄｈの方向）と略平行に延びており、平坦な面で構成されている。

【0030】

下面２０８ｂは、ウェッジ２０８の移動方向（矢印Ｄｈの方向）に対して傾斜するテーパ面で構成されている。具体的には、ウェッジ２０８の基端部（ボールスプライン２０７との接続部分）において、下面２０８ｂ及び上面２０８ａの間の距離（図２の上下方向の長さ）が最も大きくなっている。また、ウェッジ２０８の先端部（基端部とは反対側の端部）において、下面２０８ｂ及び上面２０８ａの間の距離（図２の上下方向の長さ）が最も小さくなっている。そして、ウェッジ２０８の基端部から先端部に向かうにつれて、下面２０８ｂ及び上面２０８ａの間の距離が連続的に小さくなっている。

【0031】

図３に示すように、ウェッジ２０８の上面２０８ａ及び一対の側面２０８ｃのそれぞれにはローラ軸受２０９ａが接触しており、ウェッジ２０８の下面２０８ｂにはローラ軸受２０９ｂが接触している。これにより、ウェッジ２０８は、ローラ軸受２０９ａ，２０９ｂによって支持されながら、矢印Ｄｈの方向に移動することができる。３つのローラ軸受２０９ａは、装置本体２１０に固定されており、ローラ軸受け２０９ｂは、装置本体２１０に対して図２又は図３の上下方向に移動可能である。ローラ軸受２０９ａ，２０９ｂを用いることにより、ウェッジ２０８及びローラ軸受２０９ａ，２０９ｂの接触部分における摩擦抵抗を低減することができる。

【0032】

図２に示すように、ウェッジ２０８は装置本体２１０を貫通可能であり、ウェッジ２０８の先端部分（図２の一点鎖線で示す部分）は装置本体２１０から突出することがある。ここで、装置本体２１０から突出したウェッジ２０８の先端部分を覆うためのカバー２１１が装置本体２１０に取り付けられている。

【0033】

ローラ軸受２０９ｂの下端面には、スプリング２１２の上端面が接触しており、スプリング２１２の下端面には、スプラインナット２１３の上端面が接触している。スプリング２１２は、図２又は図３の上下方向で圧縮された状態において、ローラ軸受２０９ｂ及びスプラインナット２１３の間に配置されて支持されている。これにより、ローラ軸受２０９ｂ及びスプラインナット２１３の間には、図２又は図３の上下方向において、ローラ軸受２０９ｂ及びスプラインナット２１３を引き離す付勢力が発生する。スプラインナット２１３の下端面は、スプリング２１２の付勢力を受けてナット押さえ部材２１４に押しつけられる。

【0034】

スプラインナット２１３の内周面は、スプラインシャフト２１５の外周面と係合しており、スプラインナット２１３は、図２又は図３の上下方向においてスプラインシャフト２１５を移動可能に支持する。スプラインシャフト２１５の上端面は、ローラ軸受２０９ｂの下端面と接触している。後述するようにローラ軸受２０９ｂが図２又は図３の下方向に移動したとき、ローラ軸受２０９ｂは、スプリング２１２の付勢力に抗してスプラインシャフト２１５を図２又は図３の下方向に押しつける。ここで、スプラインシャフト２１５は、ローラ軸受２０９ｂの移動に応じて移動する。

【0035】

スプラインシャフト２１５は穴部２１５ａを有しており、穴部２１５ａは、スプラインシャフト２１５の下端面から図２又は図３の上方向（スプラインシャフト２１５の移動方向）に延びている。穴部２１５ａには、受けシャフト２１６が固定されており、受けシャフト２１６は、スプラインシャフト２１５と共に移動する。

【0036】

受けシャフト２１６の下端面には、アッパーディスク２１７の基端部（言い換えれば、上端部）が連結している。後述するように、アッパーディスク２１７は図２又は図３の上下方向に延びる軸の周りで回転可能であり、受けシャフト２１６は、アッパーディスク２１７を軸周りに回転可能に支持する。また、アッパーディスク２１７は、受けシャフト２１６と共に図２又は図３の上下方向に移動する。アッパーディスク２１７の外周面にはガイド部材２１８が設けられており、ガイド部材２１８は、アッパーディスク２１７を図２又は図３の上下方向、すなわち、アッパーディスク２１７の軸方向にガイドする。

【0037】

アッパーディスク２１７の先端部（言い換えれば、下端部）よりも下方には、液体が移動するスペースＳが形成されている。このスペースＳは、主に、装置本体２１０、アッパーディスク２１７、ロアディスク２１９及びインパクトリング２２０によって囲まれたスペースである。ロアディスク２１９の下端面は、ディスクサポート２２１によって支持されている。

【0038】

ロアディスク２１９、ディスクサポート２２１及び装置本体２１０には、スペースＳに液体を導くための連絡通路２２２が設けられている。連絡通路２２２は、上述した合流管１０６に接続されている。一方、図３に示すように、スペースＳには連絡通路２２３が接続されており、連絡通路２２３は、スペースＳから排出された液体を排出管２２４に導く。排出管２２４からは、所定圧力の液体が吐出される。

【0039】

（液体吐出装置２００の動作）
液体吐出装置２００では、モータ２０１を駆動してアッパーディスク２１７を移動させることにより、アッパーディスク２１７及びロアディスク２１９の間のクリアランス（以下、「バルブ開度」という）を調整して、液体吐出装置２００から吐出する液体の圧力を上述した目標圧力となるように調整する。上述したように、モータ２０１を回転させると、ボールスクリュー２０５が矢印Ｒの方向に回転することにより、ボールスプライン２０７が矢印Ｄｌの方向に移動するとともに、ウェッジ２０８が矢印Ｄｈの方向に移動する。

【0040】

上述したように、ウェッジ２０８は、ローラ軸受２０９ｂ、スプラインシャフト２１５及び受けシャフト２１６を介して、アッパーディスク２１７に連結されている。ここで、ローラ軸受２０９ｂがウェッジ２０８の下面（テーパ面）２０８ｂに接触する位置に応じて、アッパーディスク２１７の位置を変位させることができる。下面（テーパ面）２０８ｂのテーパ角は、ウェッジ２０８の移動量に応じたアッパーディスク２１７の移動量を考慮して適宜決めることができる。

【0041】

ローラ軸受２０９ｂが下面（テーパ面）２０８ｂに接触している場合において、例えば、ウェッジ２０８が移動すると、下面（テーパ面）２０８ｂがローラ軸受２０９ｂを下方に押し込むことにより、アッパーディスク２１７がロアディスク２１９に近づく方向に移動することができる。アッパーディスク２１７がロアディスク２１９に近づくことにより、バルブ開度が狭くなり、液体吐出装置２００から吐出される液体の圧力を上昇させることができる。ウェッジ２０８の移動方向を逆向きに移動させると、アッパーディスク２１７がロアディスク２１９から遠ざかり、バルブ開度が広がり、液体吐出装置２００から吐出される液体の圧力を低下させることができる。

【0042】

このように、ウェッジ２０８の下面（テーパ面）２０８ｂに対するローラ軸受２０９ｂの接触位置を変化させることにより、ロアディスク２１９に対するアッパーディスク２１７の位置、言い換えれば、バルブ開度を調整することができる。

【0043】

上述のバルブ開度の調整は、コントローラ３０２によって行われる。圧力センサ３０１によって検出された圧力が上述した目標圧力よりも低いとき、コントローラ３０２は、モータ２０１を駆動してアッパーディスク２１７をロアディスク２１９に近づく方向に移動させることにより、液体吐出装置２００から吐出される液体の圧力を上昇させる。これにより、液体吐出装置２００から吐出される液体の圧力を目標圧力に到達させることができる。

【0044】

一方、圧力センサ３０１によって検出された圧力が上述した目標圧力よりも高いとき、コントローラ３０２は、モータ２０１を駆動してアッパーディスク２１７をロアディスク２１９から離れる方向に移動させることにより、液体吐出装置２００から吐出される液体の圧力を低下させる。これにより、液体吐出装置２００から吐出される液体の圧力を目標圧力に到達させることができる。

【0045】

なお、本実施形態のバルブ開度の調整機構は、ウェッジ２０８の下面（テーパ面）２０８ｂに対するローラ軸受２０９ｂの接触位置を変化させる態様を一例に説明したが、これに限るものではない。空気圧を変化させるエアシリンダを利用した機構や、電動アクチュエータを利用した機構、または、エアシリンダの代わりに、例えば、特許６７１４２２９号に記載のような液体を利用した機構（例えば、油圧機構）であってもよい。

【0046】

（アッパーディスク回転機構の構成及び動作）
上述のように、アッパーディスク２１７とロアディスク２１９は、液体内の粒子を均質化する均質バルブを構成する。アッパーディスク２１７がロアディスク２１９に対して移動することにより、アッパーディスク２１７とロアディスク２１９の間のクリアランスが調整可能となる。クリアランスに液体を流通させて該液体内の粒子の均質化を行うと共に、クリアランス（すなわち、バルブ開度）を調整することにより、所定の均質機能を発揮させることができる。

【0047】

例えば、乳化処理や破砕処理を行うことができる。乳化処理では、脂肪球を含む液体がアッパーディスク２１７及びロアディスク２１９の間のクリアランスを通過するときに、脂肪球が破壊されて微小の脂肪球を生成することができる。破砕処理では、例えば、原料繊維を含む液体がアッパーディスク２１７及びロアディスク２１９の間のクリアランスを通過するときに、原料繊維を破壊して微小繊維を生成することができる。

【0048】

このとき、上述のように、アッパーディスク２１７とロアディスク２１９の間のクリアランスにおいて、液体が通過する各ディスク２１７，２１９の通過面２１７Ａ，２１９Ａに摩耗痕が発生することがある。摩耗痕の発生は、粒子が通過面２１７Ａ，２１９Ａに接触して疵が形成されることが要因である。さらには、アッパーディスク２１７がロアディスク２１９に対して移動する構造では、クリアランスが均一になりにくいことがあり、このクリアランスのばらつきによって摩耗痕が発生する要因になる。これは、アッパーディスク２１７及びロアディスク２１９の位置精度を高めてもクリアランスのばらつきを完全に無くすことは難しく、液体の流れが集中する箇所が発生してしまうことがある。そして、液体の流れが集中してしまうと、摩耗痕が発生しやすくなる。

【0049】

そこで、本実施形態の液体吐出装置２００は、アッパーディスク２１７を軸周りに回転させるアッパーディスク回転機構を備える。図４は、アッパーディスク回転機構の拡大図であり、図４の左図は、アッパーディスク２１７を一方向から見たときの図（図２に示す断面に相当する）であり、図４の右図は、左図の左方向（図２に示す矢印Ｄｓの方向）からアッパーディスク２１７を見たときの図（図３に示す断面に相当する）である。図５は、アッパーディスク回転機構の構成概略図であり、アッパーディスク２１７の軸方向から見たときの図である。

【0050】

まず、図２，３に示すように、アッパーディスク２１７の基端部は、受けシャフト２１６の下端面に連結されており、受けシャフト２１６は、アッパーディスク２１７を軸周りに回転可能に支持している。アッパーディスク２１７の外周面にはガイド部材２１８が設けられている。

【0051】

ガイド部材２１８は、アッパーディスク２１７の軸方向への移動をガイドするとともに、アッパーディスク２１７を軸周りに回転可能にガイドする。ガイド部材２１８及びスペースＳの間には、ウォームホイール２３１が設けられている。ウォームホイール２３１は、アッパーディスク２１７の外周面に嵌合し、アッパーディスク２１７の軸を回転中心とする歯車である。

【0052】

ウォームホイール２３１の周囲には、保持部材２３３が設けられ、保持部材２３３は、アッパーディスク２１７に嵌合したウォームホイール２３１を回転可能に保持する。ウォームホイール２３１は、ガイド部材２１８と保持部材２３３とに挟まれ、ウォームホイール２３１からアッパーディスク２１７の先端部がロアディスク２１９に向かって突出している。

【0053】

アッパーディスク２１７とガイド部材２１８の間、ガイド部材２１８とウォームホイール２３１の間、保持部材２３３と装置本体２１０の間は、それぞれシールされており、スペースＳの水密性が保たれている。

【0054】

図５に示すように、ウォーム２３２は、筒状のねじ歯車であり、ウォームホイール２３１と噛み合い、ウォームホイール２３１を介してアッパーディスク２１７を回転させる。ウォーム２３２は、ベアリングによって回転可能に支持されており、歯車を構成するウォーム本体２３２ａの一端には、回転軸２３２ｂが延設されている。回転軸２３２ｂの一端部には、ウォーム２３２を回転させるためのハンドル２３２ｃが連結されている。ウォーム本体２３２ａ及び回転軸２３２ｂは、アッパーディスク２１７の軸と直交する方向に設けられており、ウォーム２３２（ウォーム本体２３２ａ及び回転軸２３２ｂ）の回転は、ウォーム本体２３２ａ及びウォームホイール２３１の噛み合いによって、アッパーディスク２１７の軸周りの回転へと変換される。

【0055】

装置本体２１０には、ウォーム２３２が設置されるスペースが設けられると共に（不図示）、回転軸２３２ｂが装置本体２１０の外側に延設され、回転軸２３２ｂにハンドル２３２ｃが取り付けられる。なお、本実施形態では、ウォームホイール２３１及びウォーム２３２で構成されるアッパーディスク回転機構の駆動方式として、ハンドル２３２ｃを用いて手動で回転させる態様を一例に説明したが、これに限らず、例えば、モータ等の回転駆動装置を回転軸２３２ｂに連結してアッパーディスク回転機構を駆動させてもよい。モータ等の回転駆動装置でアッパーディスク２１７を回転させる場合、例えば、遠隔からアッパーディスク２１７の回転操作を行うことも可能である。

【0056】

アッパーディスク２１７とウォームホイール２３１は、キー部材２３４を用いて嵌合しており、アッパーディスク２１７の外周面にキー溝２１７ａが形成されている。キー溝２１７ａは、アッパーディスク２１７の軸方向に延びる溝であり、キー部材２３４の一部を構成する頂部２３４ａがキー溝２１７ａに係合する。キー部材２３４の頂部２３４ａは、図４の左図に示すように、キー溝２１７ａの側面と面接触しており、ウォームホイール２３１の回転をアッパーディスク２１７に伝達する。キー溝２１７ａがアッパーディスク２１７の軸方向に延びていることにより、上述したバルブ開度の調整時におけるアッパーディスク２１７の移動を許容する。

【0057】

ウォームホイール２３１は、所定の厚さを有しており、アッパーディスク２１７が挿通する挿通孔２３１ａの内周面には、当該内周面からウォームホイール２３１の径方向外側に向かって穿孔されたキー挿入孔２３１ｂが設けられている。キー部材２３４は、アッパーディスク２１７のキー溝２１７ａに嵌合する頂部２３４ａから延設され、キー挿入孔２３１ｂに挿入される挿入キー２３４ｂが設けられている。図４に示すように、キー溝２１７ａは、アッパーディスク２１７の軸対称（対角）に２箇所設けられ、これに対応してウォームホイール２３１にも軸対称に２つのキー挿入孔２３１ｂが形成されている。

【0058】

ウォームホイール２３１の各キー挿入孔２３１ｂにキー部材２３４の挿入キー２３４ｂを挿入し、アッパーディスク２１７のキー溝２１７ａに、挿通孔２３１ａの内周面から突出する頂部２３４ａを係合させることで、アッパーディスク２１７にウォームホイール２３１を回転自在に連結することができる。

【0059】

図６は、本実施形態のアッパーディスク回転機構によって摩耗痕の位相をずらす態様を説明するための図である。

【0060】

摩耗痕は、アッパーディスク２１７及びロアディスク２１９のクリアランスを液体が通過する際に液体に含まれる粒子によって形成され、アッパーディスク２１７及びロアディスク２１９のうち、互いに向かい合う任意の領域に形成される。すなわち、アッパーディスク２１７及びロアディスク２１９の各通過面２１７Ａ，２１９Ａにおいて、摩耗痕が対となって形成される。

【0061】

このように通過面２１７Ａ，２１９Ａにおいて対となる摩耗痕が形成されると、この対の摩耗痕に液体の流れが集中することにより、クリアランスの全体に亘って均等に液体が流れにくくなり、圧力が低下する箇所が生じてしまい、所定の均質機能を発揮することができない。

【0062】

ロアディスク２１９に対してアッパーディスク２１７を軸周りに回転させると、ロアディスク２１９に形成された摩耗痕の箇所と、アッパーディスク２１７に形成された摩耗痕の箇所とをアッパーディスク２１７の回転方向にずらすことができる。つまり、アッパーディスク２１７に形成された摩耗痕を、ロアディスク２１９のうち、摩耗痕が形成されていない領域と向い合せることができる。また、ロアディスク２１９に形成された摩耗痕を、アッパーディスク２１７のうち、摩耗痕が形成されていない領域と向い合せることができる。

【0063】

これにより、各通過面２１７Ａ，２１９Ａにおいて対となって形成された摩耗痕に液体の流れが集中することを抑制することができる。また、対向する一対の摩耗痕に液体の流れが集中することを避け、液体の流れを分散させやすくなる。したがって、摩耗痕が発生した状態であっても、アッパーディスク２１７及びロアディスク２１９のクリアランスにおける液体の流れを均等な状態に近づけて、液体吐出装置２００を稼働し続けることができ、液体吐出装置２００の稼働効率が低下することを抑制できる。また、摩耗による部品（アッパーディスク２１７やロアディスク２１９）の交換周期を延長することができ、ランニングコストを低減させることができる。

【0064】

なお、アッパーディスク２１７を回転させるタイミングは、適宜決めることができる。例えば、アッパーディスク２１７の回転操作は、均質バルブが加圧状態ではないとき（例えば、液体吐出装置２００の運転休止中）に行ったり、所定の運転時間が経過したときに行ったりすることができる。また、圧力センサ３０１によって検出される液体の圧力挙動を考慮して、アッパーディスク２１７の回転操作を行うタイミングを決めることができる。さらに、液体吐出装置２００の動作中において、アッパーディスク２１７を任意の極低速の回転速度で回転させ続けることもできる。

【0065】

一方、本実施形態は、アッパーディスク２１７を上下方向に移動させてクリアランスを調整するようにしているが、アッパーディスク２１７を上下方向に移動させずに、クリアランスが固定された構造であっても、本発明を適用することができる。クリアランスが固定された場合であっても、粒子が通過面２１７Ａ，２１９Ａに接触して摩耗痕が発生することがあるため、ロアディスク２１９に対してアッパーディスク２１７を回転させることの意義がある。

【符号の説明】

【0066】

１００：液体供給装置、２００：液体吐出装置、２０１：モータ、
２０５：ボールスクリュー、２０７：ボールスプライン、２０８：ウェッジ、
２０９ａ，２０９ｂ：ローラ軸受、２１２：スプリング、２１３：スプラインナット、
２１５：スプラインシャフト、２１６：受けシャフト、２１７：アッパーディスク、
２１７Ａ：通過面、２１７ａ：キー溝、２１８：ガイド部材、２１９：ロアディスク、
２１９Ａ：通過面、２３１：ウォームホイール、２３１ａ：挿通孔、
２３１ｂ：キー挿入孔、２３２：ウォーム、２３３：保持部材、２３４：キー部材、
２３４ａ：頂部、２３４ｂ：挿入キー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】