JP2010274171A

JP2010274171A - 公転・自転撹拌機

Info

Publication number: JP2010274171A
Application number: JP2009127423A
Authority: JP
Inventors: Tetsudo Nagayama; 徹道長山; Mitsugi Kawabata; 貢川端; Tetsuro Araki; 鐵郎荒木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2010-12-09

Abstract

【課題】比較的簡単な構成で公転及び自転を確実に行うばかりか公転及び自転をそれぞれ別々に制御可能であり、また、回転負荷が大きくなく操作性や保守などにも優れ、駆動源が一定の回転であっても自転速度を変化させることが可能な公転・自転撹拌機を提供する。
【解決手段】基体に軸支した公転軸に固着されて水平面内で回転する回転体と、その回転体の回転中心から半径方向に距離を置いた位置に前記回転体の回転中心方向に傾斜した中心軸を中心に自転する撹拌容器を支持する公転・自転撹拌機において、公転軸が中空であるとともに前記公転軸に差し込まれた中心軸の上方突出端に円錐体が備えられ、撹拌容器と円錐体との間に回転体に支持された支軸に回転ローラが軸着された伝動部材が配置され、回転ローラが円錐体と撹拌容器とに接触して撹拌容器が自転するものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、撹拌容器を公転ならびに自転させて生じる複合遠心力を利用した公転・自転撹拌機に関するものである。

従来、撹拌容器の公転および自転の合成遠心力を利用して撹拌容器内で混練、粉砕、分離、脱泡、脱水、着色等の加工を行うために用いられる公転・自転撹拌機が知られており、例えば特開昭６１−２９０９４６号公報、実公平５−３２１１０号公報などに提示されている。

ところが、前記公報に提示されている従来の公転・自転撹拌機は、駆動モータより回転体に公転力を付与し、遊星歯車や伝動ベルト等を介して、回転体に軸着された撹拌容器を自転させるものである。そのため、高い精度や耐久性が必要であり高価で複雑な機構が必要であるばかりか公転および自転の回転数が一定であることから利用できる範囲が限られるという問題があった。

また、公転及び自転を別々に制御可能な公転・自転撹拌機が例えば特開平１０−４３５６７号公報に提示されているが、これらは公転用及び自転用にそれぞれ専用の駆動源（モーター）を備えたものであり、価格が高くなるばかりか自転用の駆動源により回転体の重量が嵩み回転が安定しないばかりか回転体も嵩み基体も堅牢な構造にしなければならない。

そこで、比較的簡単な構成で公転及び自転を別々に制御可能な公転・自転撹拌機が特開平８−２４３３７１号公報に提示されている。この公転・自転撹拌機は、図７に示すように、中空軸としたモ−タ１ａの回転軸２ａに水平に撹拌容器取付用のア−ム３ａを取付け、ア−ム３ａに回転可能に脱泡撹拌又は遠心分離すべき溶液等の試料を収容する撹拌容器４ａを装着し、回転軸１ａの内部に固定軸５ａをその先端部を突出させて収装すると共に先端部にクラッチ６ａを介在させて截頭円錐形状等のロ−ラ７ａをクラッチ６ａの切換により固定または回転自在に取付けて、前記ロ−ラ７ａを固定状態にし前記撹拌容器４ａをロ−ラ７ａに接触させたものである。

しかしながら、この公報に提示されている公転・自転撹拌機は、截頭円錐形状等のロ−ラ７ａを撹拌容器４ａに接触させて自転させるものであり、必然的に公転方向と自転方向とが同一方向になり充分な混合効果を得ることができず、用途が限られてしまうという問題がある。また、その駆動機構は回転負荷が大きいとともに截頭円錐形状等のロ−ラ７ａは表面に摩擦体を被覆したりクラッチを内蔵するなど構造が複雑で保守や修理が困難であり、また、使用時に截頭円錐形状等のロ−ラ７ａと撹拌容器４ａとが遠心力により離れることもあり図８に示すように重錘８ａを付ける必要あり、さらに、撹拌容器４ａにおける自転の回転数は一定であることから少しでも回転数を変化させる必要がある場合にも駆動源を電気的に制御することになりそのための設備が必要であるなどの問題点がある。

特開昭６１−２９０９４６号公報実公平５−３２１１０号公報特開平１０−４３５６７号公報特開平８−２４３３７１号公報

本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、比較的簡単な構成で公転及び自転を確実に行うばかりか公転及び自転をそれぞれ別々に制御可能であり、また、回転負荷が大きくなく操作性や保守などにも優れ、駆動源が一定の回転であっても自転速度を変化させることが可能な公転・自転撹拌機を提供するものである。

前記課題を解決するためになされた本発明は、基体に軸支した公転軸に固着されて水平面内で回転する回転体と、その回転体の回転中心から半径方向に距離を置いた位置に前記回転体の回転中心方向に傾斜した中心軸を中心に自転する撹拌容器を支持する公転・自転撹拌機において、前記公転軸が中空であるとともに前記公転軸に差し込まれた中心軸の上方突出端に円錐体が備えられ、前記撹拌容器と前記円錐体との間に前記回転体に支持された支軸に回転ローラが軸着された伝動部材が配置され、前記回転ローラが前記円錐体と前記撹拌容器とに接触して前記撹拌容器が自転することを特徴とする。

また、本発明において、前記円錐体が上下方向へ所定の範囲で移動可能に且つ上方へ向けて付勢されており前記円錐体と回転ローラとが圧接した状態に接することにより円錐体からの駆動力が回転ローラ更には撹拌容器へと確実に伝達され、前記伝動部材を形成する回転ローラが弾性体により形成されている場合にはさらに摩擦力が増加するばかりか制振並びに防音効果も発揮する。

さらに、伝動部材の固定位置が軸線方向に移動可能で且つ交換可能な場合には、伝動部材の固定位置が軸線方向に変化させることにより駆動源を制御することなしに自転速度だけを変化させることができ、前記円錐体の固定位置が変化可能で且つ交換可能であれば径の異なる回転ローラに変更することで撹拌容器の径も変えることもできる。

さらにまた、前記公転軸に駆動源が連結されているとともに前記円錐体を軸着している中心軸の下方にその回転を制御するクラッチ機構が配置されており、このクラッチ機構を開閉して中心軸を回転させまたは回転を停止させることにより撹拌容器の自転を制御することができ、１つの駆動源で公転と自転を制御することができるが、前記クラッチ機構を設けずに公転軸と中心軸とにそれぞれ異なる駆動源が連結されているとともに前記各駆動源を個別に制御する場合には公転または自転を個別に制御することもできる。

本発明によれば、比較的簡単な構成で公転及び自転を伴う撹拌を確実に行うばかりか公転及び自転をそれぞれ別々に制御可能であり、特に、公転と自転とが逆回転であることから充分な混練や混合が可能であり、また、回転負荷が大きくなく操作性や保守などにも優れ、駆動源が一定の回転であっても自転速度を変化させることが可能である。

本発明の実施の形態を示す一部を断面とした正面図。図１の縦断面図。図１に示した実施の形態の平面図。図１に示した実施の形態の側面図。図１に示した実施の形態のクラッチ機構を示すものであり、（ａ）は接続した状態の縦断面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）は切断した状態の縦断面図、（ｄ）はその底面図。本発明の異なる実施の形態を示す縦断面図。従来例を示す説明図。図７に示した従来例の使用状態を示す説明図。

図１乃至図５は本発明の好ましい実施の形態を示すものであり、例えば箱状の基体１の頂面１１に立設した縦方向に延びる軸受け１２に中空の公転軸２が軸支されており、その上部には頂面を開口しているとともに底面が細長矩形状を呈する箱状の回転体３がその中心において固着されている。

そして、前記回転体３の回転中心から半径方向に距離を置いた位置には回転体３の回転中心軸（公転軸）Ｘ方向に傾斜した中心軸Ｙ，Ｙを中心に自転する撹拌容器４，４がを支持されている。

また、前記公転軸２の前記基体１内の部分には基体１内に配置した駆動源（モータ）５の駆動軸５１に固着したプーリ５２に対向してプーリ２１が固着されており、これらのプーリ５２，２１にベルト５３が巻掛けられて駆動源（モータ）５により回転体３が回転（公転）する。

さらに、前記公転軸２の中空部２２には中心軸６が回転可能に差し込まれているとともに、前記中心軸６の前記回転体３の上方突出端に円錐体７が止めねじ６１により固定されて備えられいる。特に本実施の形態では円錐体７はガイドピン７１にガイドされて所定の範囲において上下方向に移動可能に且つ内装された弾発コイルばね７２により上方へ向けて付勢されている。尚、前記円錐体７の傾斜面７３は前記撹拌容器４の傾斜と等しい傾斜を有しており、必要であれば表面に摩擦部材を付設する。

前記回転体３には前記円錐体７と撹拌容器４との間に伝動部材８が配置されている。この伝動部材８は回転体３に前記撹拌容器４と等しい傾斜に支持され支軸８１とこの支軸８１に軸着された回転ローラ８２から構成され、回転ローラ８２は表面にゴム材等の弾性材８３が被覆されており、回転ローラ８２が円錐体７と撹拌容器４とに接触しており、円錐体７の回転が制動状態にあるときに回転体が公転すると円錐体７の接触部を回転ローラー８２が転動回転して撹拌容器４，４が自転を行い、円錐体７の回転が非制動状態（自由に回転可能な状態）にあるときに回転体３が公転したとしても接触している回転ローラー８２が接触抵抗により円錐体７が連動して回転する為、撹拌容器４，４の自転は停止する。

特に、本実施の形態では、図２に示すように公転軸２と中心軸６との間にクラッチ機構９が備えられている。このクラッチ機構９は、基体１に付設した基部１３に中心軸６方向に進退可能に配置した操作部材９１と中心軸６に固着した外周面に係止突起９２を突設した係止部材９３とからなり、操作部材９１を進退操作してその先端を係止部材９３の係止突起９２に係脱するものであり、簡単な構成で確実に機能し、さらに電気的な駆動制御も可能であるが、円錐体７を軸着した中心軸の回転を制御可能なものであればよく他の構成であってもよいことはいうまでもない。

以上の構成を有する本実施の形態は、撹拌容器４，４内に直接或いは試料を収容した容器を挿入し（図示せず）、撹拌処理を行う場合には前記クラッチ機構９を接続した状態として駆動源４を駆動させて公転軸２を回転させると回転体３が公転すると同時に円錐体７に圧接している回転ローラ８２が円錐体７の傾斜面に沿って回転するので撹拌容器４，４が自転し、撹拌が行われる。

このとき、本実施の形態では、撹拌容器４，４が回転ローラ８２を介して公転する円錐体７に圧接しているので、撹拌容器４，４の自転方向が公転方向と逆回転となり混合、混練効果が大きい。また、円錐体７は弾発コイルばね７２により上方へ向けて付勢されているとともに、回転ローラ８２は表面にゴム材等の弾性材８３が被覆されていることから滑ることなく確実に圧接して自転を行う。

また、前記クラッチ機構を切断することにより前述の如く自転が停止して回転体３の公転だけが行われ撹拌容器４，４に遠心力だけが作用するので脱泡処理などをすることができる。

また、前記伝動部材８の固定位置が軸線方向に移動可能である場合には回転ローラ８２の円錐体７の外周面への接触高さ位置が変化するので駆動速度を変化させることなしに自転速度を変化させることができるので高価な電気的な制御機器が不要であり、伝動部材８の固定位置が変更可能で且つ交換可能である場合には回転ローラ８２の異なる伝動部材８に変更することで複数種類の径を有する（容量の異なる）撹拌容器４，４に対応することが可能で使い勝手がよくなるとともに基本的な部分を共通化することができるので生産の面でもきわめて有利である。

図５は本発明の異なる実施の形態を示すものであり、全体の構成は前記図１乃至図４に示した実施の形態とほぼ同様であるが、前記クラッチ機構９を備えておらず、公転用の駆動源５に加えて中心軸６を個別に回転させるための駆動源４１を併設したものである。

本実施の形態によれば、公転用と自転用にそれぞれ備えた駆動源４，４１を制御することにより公転、自転のＯＮ／ＯＦＦ操作並びに各回転速度を自由に変化させることができるので所望の条件を簡単な操作で且つ迅速に選択することができる。

１基体、２公転軸、３回転体、４撹拌容器、６中心軸、７円錐体、８伝動部材、９クラッチ機構、８１支軸、８２回転ローラ、４１駆動源

Claims

基体に軸支した公転軸に固着されて水平面内で回転する回転体と、その回転体の回転中心から半径方向に距離を置いた位置に前記回転体の回転中心方向に傾斜した中心軸を中心に自転する撹拌容器を支持する公転・自転撹拌機において、前記公転軸が中空であるとともに前記公転軸に差し込まれた中心軸の上方突出端に円錐体が備えられ、前記撹拌容器と前記円錐体との間に前記回転体に支持された支軸に回転ローラが軸着された伝動部材が配置され、前記回転ローラが前記円錐体と前記撹拌容器とに接触して前記撹拌容器が自転することを特徴とする公転・自転撹拌機。
前記円錐体が上下方向へ所定の範囲で移動可能に且つ上方へ向けて付勢されており前記円錐体と回転ローラとが圧接した状態に接することを特徴とする請求項１記載の公転・自転撹拌機。
前記伝動部材を形成する回転ローラが弾性体により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の公転・自転撹拌機。
前記伝動部材の固定位置が軸線方向に移動可能で且つ伝動部材が交換可能であることを特徴とする請求項１，２または３記載の公転・自転撹拌機。
前記公転軸に駆動源が連結されているとともに前記中心軸の下方にクラッチ機構が配置されており、前記公転軸が回転しているときに前記クラッチを開閉して前記中心軸を回転させまたは回転を停止させることにより撹拌容器の自転を制御することを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の公転・自転撹拌機。
前記公転軸と中心軸とにそれぞれ異なる駆動源が連結されているとともに前記各駆動源を個別に制御して公転または自転を個別に制御することを特徴とする請求項１，２，３または４に記載の公転・自転撹拌機。