特開 2024-67688 混合吐出装置

(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】P2024067688

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】混合吐出装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 27/07 20220101AFI20240510BHJP

   B29B 7/74 20060101ALI20240510BHJP

   B01F 35/75 20220101ALI20240510BHJP

   B01F 23/43 20220101ALI20240510BHJP

   B01F 35/30 20220101ALI20240510BHJP

   B01F 27/053 20220101ALI20240510BHJP

   B01F 35/51 20220101ALI20240510BHJP

   B01F 27/116 20220101ALI20240510BHJP

   B01F 27/94 20220101ALI20240510BHJP

   B01F 101/36 20220101ALN20240510BHJP

【ＦＩ】

B01F27/07

B29B7/74

B01F35/75

B01F23/43

B01F35/30

B01F27/053

B01F35/51

B01F27/116

B01F27/94

B01F101:36

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022177947

(22)【出願日】2022-11-07

(71)【出願人】

【識別番号】391050145

【氏名又は名称】日本ソセー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094190

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 清路

(74)【代理人】

【識別番号】100151644

【弁理士】

【氏名又は名称】平岩 康幸

(74)【代理人】

【識別番号】100151127

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 勝雅

(72)【発明者】

【氏名】森川 議博

【テーマコード（参考）】

4F201

4G035

4G037

4G078

【Ｆターム（参考）】

4F201AC05

4F201BA01

4F201BC02

4F201BC31

4F201BC38

4F201BK14

4F201BK33

4F201BK62

4F201BK73

4G035AB38

4G035AE13

4G035AE17

4G037AA12

4G037DA01

4G037EA04

4G078AA06

4G078AA13

4G078AA16

4G078AB20

4G078BA05

4G078CA01

4G078CA15

4G078DA30

4G078EA10

(57)【要約】

【課題】使い捨てタイプのダイナミックミキサーを採用する形態において、吐出口での液だれを抑制することができる簡易且つ安価な構造の混合吐出装置を提供する。
【解決手段】本混合吐出装置１は、回転可能なミキシングシャフト５を有する本体２と、本体に着脱可能に取り付けられるミキサー３と、を備え、ミキサーはケース２１とローター２２とを有し、ローターには挿通孔３１が形成されており、挿通孔には、ミキシングシャフトの挿通によりミキシングシャフトに設けられた係合部１２が係合可能な被係合部３２が設けられており、ローターは、係合部と被係合部の係合によりミキシングシャフトと一体に回転可能である。そして、ミキシングシャフトの先端部には弁体１１が設けられ、ケースの底部には弁座２５が設けられており、ミキシングシャフトは、弁体が弁座から離間して吐出口２４を開放する開放位置Ａと、弁体が弁座に着座して吐出口を閉鎖する閉鎖位置Ｂと、の間で軸方向に移動可能に設けられている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数種の液体材料を混合して吐出する混合吐出装置であって、
回転可能なミキシングシャフトを有する本体と、
前記本体に着脱可能に取り付けられるミキサーと、を備え、
前記ミキサーは、底部に吐出口が形成されたケースと、前記ケース内に収容されるローターと、を有し、
前記ローターには、前記ミキシングシャフトが挿通可能な挿通孔が形成されており、
前記挿通孔には、前記ミキシングシャフトの挿通により前記ミキシングシャフトに設けられた係合部が係合可能な被係合部が設けられており、
前記ローターは、前記係合部と前記被係合部の係合により前記ミキシングシャフトと一体に回転可能であり、
前記ミキシングシャフトの先端部には弁体が設けられており、
前記ケースの底部には、前記弁体が着座可能な弁座が設けられており、
前記ミキシングシャフトは、前記弁体が前記弁座から離間して前記吐出口を開放する開放位置と、前記弁体が前記弁座に着座して前記吐出口を閉鎖する閉鎖位置と、の間で軸方向に移動可能に設けられていることを特徴とする混合吐出装置。

【請求項2】

前記ローターは、前記係合部と前記被係合部の係合により前記ミキシングシャフトと一体に軸方向に移動可能である請求項１に記載の混合吐出装置。

【請求項3】

前記ミキサーは、前記ケースの上部開口を塞ぐ塞ぎ部材を有し、
前記ケースの外周部には、前記ケースと前記塞ぎ部材で囲まれたミキシング室内に液体材料を流入させる流入口が設けられている請求項１又は２に記載の混合吐出装置。

【請求項4】

前記ケース、前記ローター及び塞ぎ部材は合成樹脂製である請求項３に記載の混合吐出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、混合吐出装置に関し、更に詳しくは、複数種の液体材料を混合して吐出する混合吐出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の混合吐出装置として、複数種の液体材料を混合して吐出するものが一般に知られている（例えば特許文献１、２参照）。これら特許文献１、２には、ダイナミックミキサー（回転式ミキサー）の底部に吐出口を開閉するバルブ機構を設け、ミキサーの作動停止時にバルブ機構により吐出口を閉鎖することで、ミキサー内の液体材料が吐出口から落下すること（即ち液だれ）を抑制する技術が記載されている。

【0003】

ここで、ミキサーとして、ミキシングシャフト等を備える本体に着脱可能に取り付けられる使い捨てタイプ（ディスポーサブル）のものを採用することがある（例えば特許文献３参照）。この使い捨てタイプのミキサーによると、使用後のミキサーの洗浄作業を不要としてメンテナンス性を高めることができる。しかしながら、上記の液だれ抑制用のバルブ機構を備えるダイナミックミキサーを使い捨てタイプとすると、部品点数が多く複雑で高価な構造となってしまう。特にミキサーの交換毎にバルブ機構（弁体及び弁座）を廃棄することとなり、ランニングコストが高くなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１８－５２９５４４号公報

【特許文献2】特開平０７－１７１４６４号公報

【特許文献3】特開２０００－０９４４３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、使い捨てタイプのダイナミックミキサーを採用する形態において、吐出口での液だれを抑制することができる簡易且つ安価な構造の混合吐出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は以下の通りである。
１．複数種の液体材料を混合して吐出する混合吐出装置であって、
回転可能なミキシングシャフトを有する本体と、
前記本体に着脱可能に取り付けられるミキサーと、を備え、
前記ミキサーは、底部に吐出口が形成されたケースと、前記ケース内に収容されるローターと、を有し、
前記ローターには、前記ミキシングシャフトが挿通可能な挿通孔が形成されており、
前記挿通孔には、前記ミキシングシャフトの挿通により前記ミキシングシャフトに設けられた係合部が係合可能な被係合部が設けられており、
前記ローターは、前記係合部と前記被係合部の係合により前記ミキシングシャフトと一体に回転可能であり、
前記ミキシングシャフトの先端部には弁体が設けられており、
前記ケースの底部には、前記弁体が着座可能な弁座が設けられており、
前記ミキシングシャフトは、前記弁体が前記弁座から離間して前記吐出口を開放する開放位置と、前記弁体が前記弁座に着座して前記吐出口を閉鎖する閉鎖位置と、の間で軸方向に移動可能に設けられていることを特徴とする混合吐出装置。
２．前記ローターは、前記係合部と前記被係合部の係合により前記ミキシングシャフトと一体に軸方向に移動可能である上記１．に記載の混合吐出装置。
３．前記ミキサーは、前記ケースの上部開口を塞ぐ塞ぎ部材を有し、
前記ケースの外周部には、前記ケースと前記塞ぎ部材で囲まれたミキシング室内に液体材料を流入させる流入口が設けられている上記１．又は２．に記載の混合吐出装置。
４．前記ケース、前記ローター及び塞ぎ部材は合成樹脂製である上記３．に記載の混合吐出装置。

【発明の効果】

【0007】

本発明の混合吐出装置によると、本体に着脱可能に取り付けられ且つミキシングシャフトと一体に回転可能なローターを有するミキサー、即ち使い捨てタイプのダイナミックミキサーを採用することで、使用後のミキサーの洗浄作業を不要としてメンテナンス性を高め得るとともに、洗浄廃液が出ず有機溶剤ヒュームによる作業環境の悪化もない。また、ミキサーの作動停止時にミキシングシャフトを開放位置から閉鎖位置に移動させることで弁体が弁座に着座して吐出口が閉鎖されるため、吐出口での液だれを抑制することができる。さらに、ミキシングシャフトの先端部に弁体を設け、ミキサーのケースの底部に弁座を設け、ミキサーの交換に際して弁体を再使用するようにしたので、ミキサーの部品点数を低減して簡易且つ安価な構造にできる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。

【図1】実施形態に係る混合吐出装置の説明図であり、（ａ）は全体の斜視図を示し、（ｂ）は要部の分解斜視図を示す。

【図2】混合吐出装置の一部を断面とした正面図である。

【図3】実施形態に係るミキサーの説明図であり、（ａ）はミキシングシャフトが挿通された状態の断面図を示し、（ｂ）は（ａ）の分解状態を示す。

【図4】ミキサー（ミキシングシャフトの挿通状態）の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の下方から見た斜視図を示し、（ｃ）は（ａ）の上方から見た斜視図を示す。

【図5】ミキサー（ミキシングシャフトの非挿通状態）の断面図であり、（ｂ）は（ａ）の下方から見た斜視図を示し、（ｃ）は（ａ）の上方から見た斜視図を示す。

【図6】混合吐出装置の作用説明図であり、（ａ）はミキサーの作動状態を示し、（ｂ）はミキサーの作動停止状態を示し、（ｃ）は本体からミキサーを取り外す途中の状態を示す。

【図7】他の形態に係るミキサーの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

【0010】

以下、図面を用いて実施形態により本発明を具体的に説明する。なお、本実施例では、本発明に係る「混合吐出装置」として、主剤と硬化剤の２種類の液体材料を混合して二液性接着剤（ウレタン、エポキシ、シリコーン等）を吐出する混合吐出装置（塗布機）を例示する。

【0011】

本実施形態に係る混合吐出装置１は、図１及び図２に示すように、回転可能なミキシングシャフト５を有する本体２と、本体２に着脱可能に取り付けられるミキサー３と、を備えている。この本体２は、ミキシングシャフト５と、ミキシングシャフト５を軸回りに回転させるモーター６と、ミキシングシャフト５を軸方向に移動させる移動機構７と、を有している。さらに、本体２は、モーター６及び移動機構７を支持するベース８を有している（図２参照）。このベース８は、下部ベース８ａと、支柱９を介して下部ベース８ａの上方に配置される上部ベース８ｂと、を有している。

【0012】

ミキシングシャフト５は金属製である。このミキシングシャフト５の先端部には、後述する弁座２５に着座可能な弁体１１が設けられている。この弁体１１はニードル状に形成されている。また、ミキシングシャフト５には、後述する被係合部３２と係合する係合部１２が設けられている。この係合部１２は、ミキシングシャフト５の軸方向と直交する断面形状が正多角形（具体的に正六角形）に形成されている。さらに、ミキシングシャフト５の係合部１２と軸方向に連なる部分は、軸方向と直交する断面形状が円形に形成されている。なお、ミキシングシャフト５の材質は特に限定されず、例えばセラミック製であってもよい。さらに、弁体１１としては、ニードル状の他に半球状等に形成されたものを採用してもよい。

【0013】

モーター６は、上部ベース８ｂ上に取り付けられている。また、モーター６の駆動軸６ａは、ミキシングシャフト５の軸方向の移動を許容するカップリング１３を介してミキシングシャフト５と連結されている。このカップリング１３は、駆動軸６ａに取り付けられた回転体１３ａと、ミキシングシャフト５に取り付けられた回転体１３ｂと、を有している。これらの回転体１３ａ、１３ｂのうちの一方には複数のスライド軸１４が設けられており、他方にはスライド軸１４が挿通可能なブッシュ１５が設けられている。

【0014】

移動機構７は、ミキシングシャフト５を、弁体１１が弁座２５から離間して吐出口２４を開放する開放位置Ａ（図６（ａ）参照）と、弁体１１が弁座２５に着座して吐出口２４を閉鎖する閉鎖位置Ｂ（図６（ｂ）参照）と、の間で軸方向に移動させる。この移動機構７は、ミキシングシャフト５の軸方向に移動不能に設けられ且つミキシングシャフト５を回転自在に支持する軸受１７（具体的に深溝玉軸受）と、軸受１７を軸方向に移動させるシリンダ装置１８（具体的にエアシリンダ装置）と、を有している。このシリンダ装置１８は上部ベース８ｂ上に取り付けられている。さらに、シリンダ装置１８のピストンロッド１８ａには、軸受１７を軸方向から挟持する挟持部１９が設けられている。

【0015】

なお、移動機構７としては、シリンダ装置１８の代わりにボールネジ装置等を有するものを採用してもよい。また、複数のシリンダ装置１８を有するものを採用してもよい。さらに、複数の軸受１７を有するものを採用してもよい。

【0016】

ミキサー３は、図３～図５に示すように、底部に吐出口２４が形成されたケース２１と、ケース２１内に収容されるローター２２と、を有している。さらに、ミキサー３は、ケース２１の上部開口を塞ぐ塞ぎ部材２３を有している。

【0017】

ケース２１は合成樹脂製である。このケース２１は、上端を開口した有底筒状に形成されている。このケース２１の底部の中央には、下方に向かってノズル状の吐出口２４が突設されている。また、ケース２１の底部（具体的に吐出口２４の直上の部位）には、ミキシングシャフト５の弁体１１が着座可能な弁座２５（バルブシート）が設けられている。

【0018】

ケース２１の外周部には、ケース２１と塞ぎ部材２３で囲まれたミキシング室Ｓ内に液体材料を流入させる流入口２６が設けられている。この流入口２６にバルブ２７の注入口２７ａが挿脱されることで、ケース２１（即ちミキサー３）が本体２（即ちベース８）に着脱可能に取り付けられる（図２参照）。ただし、ケース２１としては、係止、ネジ止め、圧入等により本体２に着脱可能に取り付けられるものを採用してもよい。

【0019】

なお、バルブ２７には、ディスペンサーシステムとも呼ばれる液を圧送する機構（例えば加圧エアで液を押し出すタイプ、ポンプを利用したタイプ等）により液体材料が供給され、バルブ２７の開閉動作により流入口２６に対して液体材料が供給及び供給停止される。また、注入口２７ａは、バルブ２７の本体に対してアクチュエータ（図示省略）によりミキシングシャフト５の軸方向と直交する方向（水平方向）に移動可能に設けられている（図６参照）。ただし、バルブ２７としては、注入口２７ａを含み全体が水平方向に移動可能に設けられるものを採用してもよい。

【0020】

ローター２２は合成樹脂製である。このローター２２は、その軸心がケースの軸心と略一致するようにケースのミキシング室に収容されている。また、ローター２２には、ミキシングシャフト５が挿通可能な挿通孔３１（中心孔）が形成されている。この挿通孔３１には、ミキシングシャフト５の挿通により係合部１２が係合可能な被係合部３２が設けられている。この被係合部３２は、係合部１２と対応してミキシングシャフト５の軸方向と直交する断面形状が正多角形（具体的に正六角形）に形成されている。また、挿通孔３１には、ミキシングシャフト５における係合部１２と弁体１１の間の部分を支持する支持部３３が設けられている。この支持部３３は、ミキシングシャフト５の軸方向と直交する断面形状が円形に形成されている。さらに、ローター２２には、放射状に広がる撹拌羽根３４が軸方向に沿って複数設けられている。なお、係合部１２及び被係合部３２としては、断面全体が多角形状である形態の他に、スプライン連結、キー連結等をなすように断面の少なくも一部が多角形状である形態を採用してもよい。

【0021】

ここで、ローター２２は、係合部１２と被係合部３２の係合によりミキシングシャフト５と一体に回転可能である。さらに、ローター２２は、係合部１２と被係合部３２の係合によりミキシングシャフト５と一体に軸方向に移動可能である。さらに、係合部１２と被係合部３２の係合によりローター２２の挿通孔３１とミキシングシャフト５の外周面との間の液体材料の通過が規制される。

【0022】

なお、ローター２２及びミキシングシャフト５としては、液体材料の粘度に関わらず一体に軸方向に移動する形態であってもよいし、液体材料の粘度が所定値以下の場合に一体に軸方向に移動し且つ液体材料の粘度が所定値より大きい場合に一体に軸方向に移動しない形態であってもよい。さらに、液体材料の粘度に関わらず一体に軸方向に移動しない形態を採用してもよい。

【0023】

塞ぎ部材２３は合成樹脂製である。この塞ぎ部材２３は、ケース２１の上部開口を塞ぐようにケース２１内に挿嵌されている。また、塞ぎ部材２３の中心部には、ミキシングシャフト５が挿通可能な挿通孔３７が形成されている。この挿通孔３７には、ミキシングシャフト５との間をシールするシール部材３８が装着される凹部３９が設けられている。なお、塞ぎ部材２３は、係止、ネジ止め、圧入、接着等によりケース２１に取り付けられる。さらに、塞ぎ部材２３の形状は特に限定されず、例えば軸シール手段の機能を補助するように複雑な形状（上面側形状）をしていてもよい。

【0024】

次に、上記構成の混合吐出装置１の作用効果について説明する。ミキサー３の作動時（即ちモーター６の駆動時）には、図６（ａ）に示すように、ミキシングシャフト５は開放位置Ａに位置され、弁体１１が弁座２５から離間して吐出口２４が開放されている。そして、ミキシングシャフト５及びローター２２の一体回転によってミキシング室Ｓ内において流入口２６から流入される液体材料が混合されて吐出口２４から吐出される。

【0025】

一方、ミキサー３の作動停止時（即ちモーター６の駆動停止時）には、図６（ｂ）に示すように、移動機構７により開放位置Ａのミキシングシャフト５が閉塞位置Ｂに移動（下降）され、弁体１１が弁座２５に着座して吐出口２４が閉鎖される。その後、ミキサーを再作動させる際には、移動機構７により閉鎖位置Ｂのミキシングシャフト５が開放位置Ａに移動（上昇）されて吐出口２４が開放される。

【0026】

また、ミキサー３の交換時には、図６（ｃ）に示すように、注入口２７ａの水平移動により流入口２６から注入口２７を抜き出し、その状態より本体２からミキサー３を取り外す。このとき、本体２側のミキシングシャフト５からローター２２が抜き出され、弁体１１は本体２側に残されて再使用されることとなる。

【0027】

以上より、本実施形態の混合吐出装置１によると、回転可能なミキシングシャフト５を有する本体２と、本体２に着脱可能に取り付けられるミキサー３と、を備え、ミキサー３は、底部に吐出口２４が形成されたケース２１と、ケース２１内に収容されるローター２２と、を有し、ローター２２には、ミキシングシャフト５が挿通可能な挿通孔３１が形成されており、挿通孔３１には、ミキシングシャフト５の挿通によりミキシングシャフト５に設けられた係合部１２が係合可能な被係合部３２が設けられており、ローター２２は、係合部１２と被係合部３２の係合によりミキシングシャフト５と一体に回転可能である。そして、ミキシングシャフト５の先端部には弁体１１が設けられており、ケース２１の底部には、弁体１１が着座可能な弁座２５が設けられており、ミキシングシャフト５は、弁体１１が弁座２５から離間して吐出口２４を開放する開放位置Ａと、弁体１１が弁座２５に着座して吐出口２４を閉鎖する閉鎖位置Ｂと、の間で軸方向に移動可能に設けられている。
これにより、本体２に着脱可能に取り付けられ且つミキシングシャフト５と一体に回転可能なローター２２を有するミキサー３、即ち使い捨てタイプのダイナミックミキサー３を採用することで、使用後のミキサー３の洗浄作業を不要としてメンテナンス性を高め得るとともに、洗浄廃液が出ず有機溶剤ヒュームによる作業環境の悪化もない。また、ミキサー３の作動停止時にミキシングシャフト５を開放位置Ａから閉鎖位置Ｂに移動させることで弁体１１が弁座２５に着座して吐出口２４が閉鎖されるため、吐出口２４での液だれを抑制することができる。さらに、ミキシングシャフト５の先端部に弁体１１を設け、ミキサー３のケース２１の底部に弁座２５を設け、ミキサー３の交換に際して弁体１１を再使用するようにしたので、ミキサー３の部品点数を低減して簡易且つ安価な構造にできる。

【0028】

また、本実施形態では、ローター２２は、係合部１２と被係合部３２の係合によりミキシングシャフト５と一体に軸方向に移動可能である。これにより、ローター２２の挿通孔３１とミキシングシャフト５の外周面との間の摺動による摩耗を防止でき、ミキサー３の長期使用においても両者３１、５の間での液体材料の通過を規制できる。

【0029】

また、本実施形態では、ミキサー３は、ケース２１の上部開口を塞ぐ塞ぎ部材２３を有し、ケース２１の外周部には、ケース２１と塞ぎ部材２３で囲まれたミキシング室Ｓ内に液体材料を流入させる流入口２６が設けられている。これにより、液体材料の注入経路を簡素化でき、ミキサー３を更に簡易且つ安価な構造にできる。特に、本実施形態では、流入口２６に対する注入口２７ａの挿脱により本体２にケース２１（即ちミキサー３）を着脱可能としたので、ミキサー３を更に簡易且つ安価な構造にできる。

【0030】

さらに、本実施形態では、ケース２１、ローター２２及び塞ぎ部材２３は合成樹脂製である。これにより、ミキサー３を更に簡易且つ安価な構造にできる。

【0031】

尚、本発明においては、上記実施形態に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更することができる。すなわち、上記実施形態において、例えば図７に示すように、ローター２２の挿通孔３１にミキシングシャフト５の外周面との間をシールするシール部材４１を設けるようにしてもよい。この場合、ローター２２は、係合部１２と被係合部３２の係合に加えて、シール部材４１の押圧力よりミキシングシャフト５と一体に軸方向に移動可能とされる。

【0032】

また、上記実施形態では、ケース２１に流入口２６を設ける形態を例示したが、これに限定されず、例えば塞ぎ部材２３に流入口２６を設ける形態としてもよい。

【0033】

さらに、上記実施形態では、２種類の液体材料を混合して吐出する混合吐出装置１を例示したが、これに限定されず、例えば３種類以上の液体材料を混合して吐出する混合吐出装置１としてもよい。

【0034】

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明は、自動車部品、各種センサー、家電基板などの生産工程において、複数種の液体材料を混合して吐出する技術として広く利用される。

【符号の説明】

【0036】

１；混合吐出装置、２；本体、３；ミキサー、５；ミキシングシャフト、１１；弁体、１２；係合部、２１；ケース、２２；ローター、２３；塞ぎ部材、２４；吐出口、２５；弁座、２６；流入口、３１；挿通孔、３２；被係合部、Ａ；開放位置、Ｂ；閉鎖位置、Ｓ；ミキシング室。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】