JPH0929086A - 混練装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器内の流動性材料の撹拌、脱泡等を効果的
に行なうことができると共に、構成が簡素で信頼性及び
耐久性に優れた混練装置を提供する。 【解決手段】 回転体４は上下方向に延びる公転軸３を
介してベース体１に回転可能に取り付けられる。揺動支
持体１３は回転体に対し公転軸と直交する軸線と平行な
揺動軸１４，１５を介して揺動可能に取り付けられる。
流動性を有する材料を収容した容器１７を保持する容器
ホルダ１８は、揺動支持体に対し揺動軸と直交し且つ略
上下方向に延びる自転軸１６を介して回転可能に取り付
けられる。公転駆動モータ５は公転軸を介して回転体を
回転駆動することにより容器を容器ホルダと共に公転軸
の周りに公転させる。揺動支持体上に取り付けられた自
転駆動モータ１９は、自転軸を回転駆動することにより
容器を容器ホルダと共にその公転軌道上で自転させる。
容器ホルダは揺動軸に連結された揺動機構３１により揺
動支持体と共に公転軸と平行な軸線に対し揺動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半田ペース
ト、歯科用印象材料、油脂、樹脂、染料、顔料等のよう
な流動性を有する材料の撹拌、混練、脱泡等を行うこと
ができる混練装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半田ペースト、歯科用印象材料等のよう
な被練和材料を収容した容器を公転させながらその公転
軌道上で公転軸と平行な軸線の周りに自転させるように
構成した混練装置が従来から用いられている。この種の
混練装置においては、容器の公転によって容器内の被練
和材料に遠心力が働き、その遠心力で被練和材料が容器
の内壁に押圧され、その押圧力で被練和材料に内在する
気泡が外部に放出されるとともに、容器の自転により容
器内の被練和材料が撹拌され混練される。

【０００３】実公平５−３２１１０号公報には本発明者
が提案した混練装置が開示されている。この混練装置に
おいては、容器の自転軸が公転軸側に約４５゜傾斜して
いるので、遠心力による押圧力が傾斜した容器内壁に作
用し、押圧力の分力が容器内壁の下方へと作用する。し
たがって、容器の自転による作用力と相まって被練和材
料の撹拌及び脱泡が促進される。

【０００４】しかし、容器の傾斜角度が一定であるた
め、容器内の被練和材料の撹拌及び脱泡を更に促進する
には限界がある。また、混合及び脱泡の促進機能を発揮
させるためには容器の傾斜角度を大きくし且つ容器内に
収容される被練和材料を少量にする必要がある。また、
容器を自転させる駆動系に容器の傾斜角度に対応した角
度を付ける必要があるので、公転軸に連動させて容器を
自転させる自転駆動系の場合、この駆動系に無理な負荷
が加わり易く、耐久性に難点がある。

【０００５】上記の問題を解消すべく、本発明者は実願
平５−６７６２３号において、容器の自転軸を揺動させ
ながら容器を公転及び自転させる混練装置を提案した。
この混練装置においては、この混練装置においては、容
器の公転及び自転中に容器の自転軸を揺動させるので、
容器内の被練和材料に対し撹拌及び脱泡を効果的に促進
させることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記実願平５−６７６
２３号においては、容器を揺動させながら公転及び自転
させるための駆動機構として、容易の公転機構、自転機
構及び揺動機構を共通の駆動モータで駆動する構成と、
各々個別に駆動モータで駆動する構成が開示されている
が、何れの場合も、公転駆動される回転体に対し公転軸
と平行に配設された自転駆動用シャフトと容器と一緒に
揺動する被動シャフトとを自在継手を介して連結してい
るため、加工精度及び耐久性の優れた高価な自在継手が
必要となる。

【０００７】したがって、本発明の目的は、容器内の流
動性材料の撹拌、脱泡等を効果的に行なうことができる
と共に、構成が簡素で信頼性及び耐久性に優れた混練装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、上下方向に延びる公転軸を
介してベース体に回転可能に取り付けられた回転体と、
該回転体に対し公転軸と直交する軸線と平行な揺動軸を
介して揺動可能に取り付けられた揺動支持体と、該揺動
支持体に対し揺動軸と直交し且つ略上下方向に延びる自
転軸を介して回転可能に取り付けられ、流動性を有する
材料を収容した容器を保持する容器ホルダと、公転軸を
介して回転体を回転駆動することにより容器を容器ホル
ダと共に公転軸の周りに公転させる公転駆動モータと、
揺動支持体上に取り付けられ、自転軸を回転駆動するこ
とにより容器を容器ホルダと共にその公転軌道上で自転
させる自転駆動モータと、揺動軸を介して揺動支持体を
回転体に対し揺動させることにより容器ホルダの自転軸
を公転軸と平行な軸線に対し揺動させる揺動機構と、を
備えた混練装置を提供する。

【０００９】上記構成の混練装置においては、容器ホル
ダに保持された容器を公転させながらその公転軌道上で
自転させることができるので、容器内の材料には容器の
公転による遠心力と自転による遠心力が働く。そして、
公転による遠心力は自転による遠心力よりも大きいの
で、容器内の材料は主として容器の公転による遠心力に
より容器の内壁に押され、この押圧力によって材料の脱
泡が促進される。また、容器の公転による遠心力の作用
方向に対し自転による遠心力の作用方向が常に各方向に
変化するので容器内の材料の撹拌、混合等が促進され
る。そしてさらに、容器ホルダの自転軸を揺動機構によ
り公転軸と平行な軸線に対し揺動させながら容器を容器
ホルダと共に自転および公転させることができるので、
容器の内壁に対する材料の遠心力の作用方向が容器の揺
動に伴って変化し、特に容器が公転軸と平行な軸線に対
し公転軸の半径方向内方に揺動したときと半径方向外方
に揺動したときとでは容器の内壁に対する公転遠心力の
垂直方向の分力の作用方向が逆になる。その結果、公転
による遠心力と自転による遠心力の作用方向の関係がよ
り複雑に変化するので、容器内に多量の材料を収容した
場合であっても、容器内の材料の撹拌、脱泡等を効果的
に行うことができる。

【００１０】しかも、容器ホルダを公転駆動モータとは
独立した自転駆動モータにより自転駆動することができ
るので、両モータによる公転及び自転の速度、オン・オ
フ等を各々任意に制御することができる。したがって、
例えば、容器の形状或いは容器内の材料の量や材料の比
重、粘度等の特性に応じて容器ホルダの公転と自転の速
度比を調整することにより、容器内の材料の撹拌、脱泡
等を効果的に行うことができる。また、容器の公転を停
止させる前に容器の自転を停止させるようにすれば、容
器内の材料に容器の公転による遠心力を発生させたま
ま、材料の撹拌作用を減衰させることができるので、脱
泡性能が向上することとなる。

【００１１】さらに、自転軸を介して容器ホルダを自転
駆動する自転駆動モータは容器ホルダと共に揺動支持体
に取り付けられて揺動支持体と一緒に揺動するので、自
転駆動モータと容器ホルダとの間の動力伝達機構に自在
継手を必要としない。したがって、自転駆動系の構成が
簡素となり、その信頼性及び耐久性が向上する。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の混
練装置において、揺動機構を駆動する揺動駆動モータが
回転体に取り付けられていることを特徴とする。

【００１３】上記構成の混練装置においては、容器ホル
ダを揺動させる揺動機構を公転駆動モータ及び自転駆動
モータとは独立した揺動駆動モータにより駆動すること
ができるので、公転や自転の速度とは独立して揺動の速
度、オン・オフ等を任意に制御することができる。した
がって、容器の形状或いは容器内の材料の量や材料の比
重、粘度等の特性に応じて容器ホルダの公転、自転及び
揺動の速度比を調整することにより、容器内の材料の撹
拌、脱泡等を一層効果的に行うことができる。また、公
転、自転及び揺動による混練の最終段階において容器の
上部が公転軸側に最も傾斜した角度のとき容器の揺動を
停止させることにより、容器内の材料を容器の底部側に
集めることができるので、容器の上蓋への材料の付着を
減ずることができる。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載の混
練装置において、回転体には公転軸に対し揺動支持体を
支持する揺動軸と対称的に配置された揺動軸を介してバ
ランスウェイトが揺動可能に取り付けられ、揺動機構
は、両揺動軸を介して容器ホルダとバランスウェイトを
公転軸に対しそれぞれ互いに対称的に揺動させるように
揺動支持体とバランスウェイトとに連結されていること
を特徴とする。

【００１５】上記構成の混練装置においては、容器ホル
ダと対称に揺動するバランスウェイトによって回転体に
おける重量の動的バランスを保つことができるので、回
転中の振動をより小さくすることができる。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１記載の混
練装置において、公転駆動モータがサーボモータである
ことを特徴とする。

【００１７】上記構成の混練装置においては、公転駆動
モータをサーボモータとしたことにより、特に、停止時
における容器公転速度の立下がり特性を精密に設定する
ことができるので、停止時のブレーキショック等で容器
内に不必要な発砲が生じることを防止できる。したがっ
て、脱泡性能が向上する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施例につき説明する。

【００１９】図１から図５までは本発明の一実施形態を
示したものであり、図１は混練装置の概略縦断面図、図
２は混練装置の図１中Ａ−Ａ線矢視断面図、図３は混練
装置の自転機構を示す要部概略平面図、図４は混練装置
の揺動機構を示す要部概略正面図、図５は混練装置にお
ける容器ホルダの公転、自転及び揺動運動の制御の一例
を示すグラフである。

【００２０】これらの図を参照すると、混練装置は、ベ
ース体１と、このベース体１の中央部にベアリング２
（図３参照）を介して回転自在に支持されて上下方向に
延びる公転軸３と、この公転軸３の上部に固定された回
転体４とを有している。ベース体１の下面には公転駆動
モータ５が取り付けられており、公転駆動モータ５のモ
ータ軸６は公転軸３に対し同軸に連結されている。好ま
しくは公転駆動モータ５はサーボモータからなる。

【００２１】図１に示すように、ベース体１はその周囲
に放射状に配設された複数本の引張ばね７によってケー
シング８の内側面に弾性的に支持されており、また、公
転駆動モータ５の底部は公転軸３及びモータ軸６の軸線
の延長線上に配置された弾性部材９を介してケーシング
８の内底部に弾性支持されている。弾性部材９としては
例えばゴム体、コイルばね等或いは空気減衰型防振ゴム
（エアダンパー）を用いることができる。

【００２２】図２に示すように、回転体４は平行な２枚
の側板１０，１１と両側板１０，１１の底部中央間を繋
ぐ底板１２とからなる。回転体４の両側板１０，１１間
には揺動支持体１３が配置されており、この揺動支持体
１３の両側部にはそれぞれ回転体４に対し公転軸３と直
交する軸線と平行な一対の揺動軸１４，１５が互いに同
軸に突設されて回転体４に回転可能に支持されており、
揺動支持体１３は回転体４に対し両揺動軸１４，１５を
介して揺動可能に取り付けられている。

【００２３】図１及び図２に示すように、揺動支持体１
３には揺動軸１４，１５と直交し且つ略上下方向に延び
る自転軸１６が回転可能に支持されており、この自転軸
１６の上端部には被練和材料等の流動性材料を収容する
円筒状の容器１７を自転軸１６と同軸に保持する容器ホ
ルダ１８が固設されている。すなわち、容器ホルダ１７
は揺動支持体１３に対し自転軸１６を介して回転可能に
取り付けられている。したがって、回転体４が公転駆動
モータ５により回転駆動されるとき、容器ホルダ１８は
揺動支持体１３と共に公転軸３の周りに公転される。容
器１７は容器ホルダ１８に着脱自在に装着されており、
ケーシング８の上蓋８ａを開けてケーシング８の上方よ
り出し入れすることができる。

【００２４】揺動支持体１３には動力伝達機構２０を介
して自転軸１６を回転駆動する自転駆動モータ１９が横
向きに取り付けられている。図１，２，３に示すよう
に、図示実施形態においては、動力伝達機構２０は自転
駆動モータ１９のモータ軸２１に取り付けられた傘歯車
２２と、この傘歯車２２と噛合する傘歯車２３と、この
傘歯車２３の下に該傘歯車２３と同軸且つ一体に設けら
れた平歯車２４と、この平歯車２４と噛合する平歯車２
５と、この平歯車２５の下に該平歯車２５と同軸且つ一
体に設けられたプーリー２６と、自転軸１６に取り付け
られたプーリー２７と、両プーリー２６，２７に掛け渡
されたタイミングベルト２８とからなる。歯車２３，２
４は支軸２９を介して、また歯車２５及びプーリー２６
は支軸３０を介してそれぞれ揺動支持体１３に回転可能
に支持されている。したがって、自転駆動モータ１９で
動力伝達機構２０を介して自転軸１６を回転駆動するこ
とにより、容器ホルダ１８に保持された容器１７を自転
軸１６を中心としてその公転軌道上で自転させることが
できる。

【００２５】図１，２，４に示すように、回転体４には
さらに揺動支持体１３を回転体４に対し揺動させること
により自転軸１６を公転軸３と平行な軸線に対し揺動さ
せる揺動機構３１が設けられており、さらに回転体４に
はこの揺動機構３１を駆動する揺動駆動モータ３２が取
り付けられている。揺動機構３１は、回転体４の側板１
０に回転可能に支持されて公転軸３に対し直角に延びる
揺動駆動軸３３を有し、揺動駆動軸３３は側板１０の内
側で揺動駆動モータ３２のモータ軸に連結されている。
また、側板１０の外側で揺動駆動軸３３の先端に取り付
けられた回転板３４の周縁近傍には揺動駆動軸３３と平
行にピン３５が取り付けられている。このピン３５には
クランク杆３６の上端が回転可能に連結されている。一
方、側板１０には揺動駆動軸３３の下方で上下方向に延
びるガイド溝３７が形成されており、クランク杆３６の
下端は、ガイド溝３７により上下方向に案内された支軸
３８に回転可能に連結されている。そして、この支軸３
８には連杆３９の一端が回転可能に連結されており、連
杆３９の他端は、側板１０の外側で揺動軸１４の先端に
取り付けられた揺動杆４０の上端にピン４１を介して回
転可能に連結されている。したがって、揺動駆動モータ
３２で揺動機構３１の揺動駆動軸３３を回転駆動するこ
とにより、揺動軸１６を介して揺動支持体１３を揺動さ
せることができ、これにより容器１７及び容器ホルダ１
８を揺動支持体１３と共に揺動させることができる。

【００２６】さらに、回転体４の側板１０には公転軸３
に対し揺動支持体１３を支持する揺動軸１６と対称的に
配置された揺動軸４２が回転可能に支持されており、こ
の揺動軸４２にはバランスウェイト４３が固設されてい
る。そして揺動機構３１の支軸３８には連杆４４の一端
が回転可能に連結されており、連杆４４の他端は、側板
１０の外側で揺動軸４２の先端に取り付けられた揺動杆
４５の上端にピン４６を介して回転可能に連結されてい
る。したがって、揺動駆動モータ３２で揺動機構３１の
揺動駆動軸３３を回転駆動することにより、容器ホルダ
１７とバランスウェイト４３とを公転軸３に対し対称的
に揺動させることができる。

【００２７】図１，２に示すように、回転体４の側板１
０，１１の上端部に取り付けられた支持板４７には非接
触形給電コネクタ４８が公転軸３と同軸に取り付けられ
ており、自転駆動モータ１９と揺動駆動モータ３２には
この非接触形給電コネクタ４８を介してベース体１上か
ら給電が行われるように構成されている。

【００２８】上記構成を有する混練装置においては、上
述したように、公転駆動モータ５で公転軸３を回転駆動
すると、揺動支持体１３に自転軸１６及び容器ホルダ１
８を介して保持されている容器１７が公転軸３の周りに
公転する。また、自転駆動モータ１９で動力伝達機構２
０を介して自転軸１６を回転駆動すると、容器１７が容
器ホルダ１８と共にその公転軌道上で自転する。さら
に、容器１７は揺動駆動モータ３２で揺動機構３１を駆
動することにより、容器ホルダ１８と共にバランスウェ
イト４３と対称的に揺動させることができる。したがっ
て、３つのモータ５，１９，３２を起動することによ
り、容器１７を揺動させながら公転及び自転させること
ができる。

【００２９】このように、容器１７は公転軸３の周りに
公転しながら自転するので、容器１７の内部の被練和材
料（図示省略）には公転による遠心力と自転による遠心
力とが作用する。そして、そして、公転による遠心力は
自転による遠心力よりも大きいので、容器１７内の被練
和材料は主として容器１７の公転による遠心力により容
器１７の内周壁に押され、この押圧力によって被練和材
料に内在する気泡の放出が促進される。また、容器１７
の公転による遠心力の作用方向に対し自転による遠心力
の作用方向が常に各方向に変化するので容器１７内の被
練和材料の攪拌による混練が促進される。特に、容器１
７が公転軸３と平行な軸線に対して公転軸３の半径方向
内方及び外方に揺動しながら自転及び公転するので、遠
心力による押圧力の作用方向が容器１７の揺動に伴って
変化し、特に容器１７が公転軸３と平行な軸線に対し公
転軸３の半径方向内方に揺動したときと半径方向外方に
揺動したときとでは容器１７の内周壁に対する公転遠心
力の垂直方向の分力の作用方向が逆になる。その結果、
公転による遠心力と自転による遠心力の作用方向の関係
がより複雑に変化するので、容器１７内に多量の被練和
材料を収容した場合であっても、被練和材料の脱泡及び
攪拌をより一層効果的に促進することができる。

【００３０】しかも、容器ホルダ１８を公転駆動モータ
５とは独立した自転駆動モータ１９により自転駆動する
ことができるので、両モータ５，１９による公転及び自
転の速度、オン・オフ等を各々任意に制御することがで
きる。したがって、例えば、容器１７の形状或いは容器
１７内の被練和材料の量や材料の比重、粘度等の特性に
応じて容器ホルダ１８の公転と自転の速度比を調整する
ことにより、容器１７内の材料の撹拌、脱泡等を効果的
に行うことができる。また、図５に例示するように、容
器１７の公転を停止させる前に容器１７の自転を停止さ
せるようにすれば、容器１７内の材料に容器１７の公転
による遠心力を発生させたまま、材料の撹拌作用を減衰
させることができるので、脱泡性能が向上することとな
る。

【００３１】さらに、自転軸１６を介して容器ホルダ１
８自転駆動する自転駆動モータ１９は容器ホルダ１８と
共に揺動支持体１３に取り付けられて揺動支持体１３と
一緒に揺動するので、自転駆動モータ１９と容器ホルダ
１８との間の動力伝達機構２０に自在継手を必要としな
い。したがって、自転駆動系の構成が簡素となり、その
信頼性及び耐久性が向上する。

【００３２】また、容器ホルダ１８を揺動させる揺動機
構が公転駆動モータ５及び自転駆動モータ１９とは独立
した揺動駆動モータ３２により駆動されるので、公転や
自転の速度とは独立して揺動の速度、オン・オフ等を任
意に制御することができる。したがって、容器１７の形
状或いは容器１７内の材料の量や材料の比重、粘度等の
特性に応じて容器ホルダ１８の公転、自転及び揺動の速
度比を調整することにより、容器１７内の材料の撹拌、
脱泡等を一層効果的に行うことができる。また、図５に
例示するように、公転、自転及び揺動による混練の最終
段階において、容器１７の公転を停止させる前に容器１
７の上部が公転軸３側に最も傾斜した角度のとき容器１
７の揺動を停止させることにより、容器１７内の材料を
容器１７の底部側に寄せることができるので、容器１７
の上蓋１７ａへの材料の付着を減ずることができる。

【００３３】さらに、容器ホルダ１８と対称に揺動する
バランスウェイト４３によって回転動作中の回転体４に
おける重量の動的バランスを保つことができるので、回
転中の振動をより小さくすることができる。

【００３４】また、公転駆動モータ５がサーボモータで
あるので、特に、停止時における容器１７の公転速度の
立下がり特性を精密に設定することができるので、停止
時のブレーキショック等で容器１７内に不必要な発砲が
生じることを防止できる。したがって、脱泡性能が一層
向上する。

【００３５】さらに、図示実施形態においては、自転駆
動モータ１９と揺動駆動モータ３２は回転体４の回転中
心部付近に配置されているので、モータ１９，３２等の
重量が回転体４の回転バランスに及ぼす影響を最小限に
抑えることができる。

【００３６】以上、図示実施形態につき説明したが、本
発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、例
えば、自転駆動モータ１９と自転軸１６とを連結する動
力伝達機構２０にはプーリ及びベルトの代わりに歯車列
のみを採用してもよく、また、自転駆動モータ１９のモ
ータ軸と自転軸１６とを直結してもよい。

【００３７】さらに、図示実施形態においては、容器１
７は自転軸１６及び容器ホルダ１８と共に公転軸３と平
行な軸線に対し公転軸の半径方向内方及び外方に同角度
ずつ対称に揺動するものとなっているが、容器１７の揺
動角度は任意に変更することができ、また、公転軸３と
平行な軸線に対し公転軸の半径方向内方又は外方にのみ
揺動させることも可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜４記載の発明によれば、容器内の流動性材料の撹
拌、脱泡等を効果的に行なうことができると共に、構成
が簡素で信頼性及び耐久性に優れた混練装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施形態を示す混練装置の概
略縦断面図である。

【図２】図１に示す混練装置の図１中Ａ−Ａ線矢視断面
図である。

【図３】図１に示す混練装置の自転駆動モータと自転軸
との間の動力伝達機構を示す要部概略平面図である。

【図４】図１に示す混練装置の揺動機構を示す要部概略
正面図である。

【図５】図１に示す混練装置における容器ホルダの公
転、自転及び揺動運動の制御の一例を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ ベース体 ３ 公転軸 ４ 回転体 ５ 公転駆動モータ １３ 揺動支持体 １４，１５ 揺動軸 １６ 自転軸 １７ 容器 １８ 容器ホルダ １９ 自転駆動モータ ２０ 動力伝達機構 ３１ 揺動機構 ３２ 揺動駆動モータ ４２ 揺動軸 ４３ バランスウェイト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向に延びる公転軸を介してベース
   体に回転可能に取り付けられた回転体と、該回転体に対
   し公転軸と直交する軸線と平行な揺動軸を介して揺動可
   能に取り付けられた揺動支持体と、該揺動支持体に対し
   揺動軸と直交し且つ略上下方向に延びる自転軸を介して
   回転可能に取り付けられ、流動性を有する材料を収容し
   た容器を保持する容器ホルダと、公転軸を介して回転体
   を回転駆動することにより容器を容器ホルダと共に公転
   軸の周りに公転させる公転駆動モータと、揺動支持体上
   に取り付けられ、自転軸を回転駆動することにより容器
   を容器ホルダと共にその公転軌道上で自転させる自転駆
   動モータと、揺動軸を介して揺動支持体を回転体に対し
   揺動させることにより容器ホルダの自転軸を公転軸と平
   行な軸線に対し揺動させる揺動機構と、を備えたことを
   特徴とする混練装置。
2. 【請求項２】 揺動機構を駆動する揺動駆動モータが回
   転体に取り付けられていることを特徴とする請求項１記
   載の混練装置。
3. 【請求項３】 回転体には公転軸に対し揺動支持体を支
   持する揺動軸と対称的に配置された揺動軸を介してバラ
   ンスウェイトが揺動可能に取り付けられ、揺動機構は、
   両揺動軸を介して容器ホルダとバランスウェイトをそれ
   ぞれ公転軸に対し互いに対称的に揺動させるように揺動
   支持体とバランスウェイトとに連結されていることを特
   徴とする請求項１記載の混練装置。
4. 【請求項４】 公転駆動モータがサーボモータであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の混練装置。