JP2013043115A - 攪拌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】収納容器の自転・公転時において、収納容器内に収納した被攪拌物がこぼれ難く、しかも収納容器内に多くの被攪拌物を仕込むことができる攪拌装置を提供する。
【解決手段】被攪拌物２を収納するための収納容器３を備える。収納容器３を公転させると共に自転させる攪拌装置である。収納容器３の公転の開始に応じて、収納容器３の投入口１２が上を向く状態から公転中心１１側の斜め上方を向く状態にまで収納容器３を傾ける機構を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、被攪拌物を収納する収納容器を公転させると共に自転させる攪拌装置に関する。

特許文献１には、被攪拌物を入れる容器を公転しながら自転させて混練する混練装置が開示されている。

特開平１０−４３５６６号公報

ところで、特許文献１の混練装置における容器はその上部が公転軸側に位置するように傾けられており、容器の自転・公転時に容器内に入れた被攪拌物がこぼれ難くなっている。しかし、このように容器が傾いていると、被攪拌物の仕込み量が少なくなる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、収納容器の自転・公転時において、収納容器内に収納した被攪拌物がこぼれ難く、しかも収納容器内に多くの被攪拌物を仕込むことができる攪拌装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の攪拌装置は、被攪拌物を収納するための収納容器を備え、この収納容器を公転させると共に自転させる攪拌装置であって、前記収納容器の公転の開始に応じて、前記収納容器の前記被攪拌物を投入するための投入口が上を向く状態から公転中心側の斜め上方を向く状態にまで前記収納容器を傾ける機構を備えたことを特徴とする。

また、前記収納容器の公転の停止に応じて、前記投入口が前記公転中心側の斜め上方を向く状態から前記上方を向く状態にまで収納容器を戻す機構を備えることが好ましい。

本発明にあっては、収納容器の自転・公転時において、収納容器内に収納した被攪拌物がこぼれ難くなる。また、収納容器内に多くの被攪拌物を仕込むことが可能になる。

第一実施形態の攪拌装置を示す説明図であり、（ａ）は攪拌前の状態、（ｂ）は攪拌時の状態、（ｃ）は攪拌後の状態である。 収納容器に被攪拌物を投入した状態を示す説明図である。 第二実施形態の攪拌装置を示す説明図であり、（ａ）は攪拌前の状態、（ｂ）は攪拌時の状態、（ｃ）は攪拌後の状態である。 比較例１及び比較例２における攪拌装置を示す説明図であり、（ａ）は攪拌前の状態、（ｂ）は攪拌時の状態、（ｃ）は攪拌後の状態である。

以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。

（第一実施形態）
図１に示す第一実施形態の攪拌装置１は、被攪拌物２を収納した収納容器３を公転させると共に自転させることで、収納容器３内の被攪拌物２を攪拌するものである。

攪拌装置１は、公転軸５、棒６、アーム支持部７、アーム９、容器ホルダー８、及び収納容器３を備えている。

公転軸５は軸方向が鉛直であり、図示しないモーター等で構成される公転用駆動手段の駆動により図１（ｂ）の矢印Ａ１に示すようにその軸心を中心に回転させることができる。

棒６は水平な直線状に形成されており、その中間部には公転軸５が連結されている。棒６は、前記公転用駆動手段を駆動して公転軸５を回転することで、公転軸５を中心に水平面で回転させることができる。

棒６の両端部にはアーム支持部７が設けられている。各アーム支持部７は棒６に対して回動自在に連結されている。この回動は図１における紙面厚み方向と平行な、すなわち、水平で棒６と直交する回動中心線１０を中心になされる。

各アーム支持部７にはアーム９が吊り下げられている。各アーム９はその上端部をアーム支持部７に回転自在に連結することで、アーム９に吊り下げられている。各アーム支持部７には図示しないモーター等で構成される自転用駆動手段が設けられており、各アーム支持部７に設けられたアーム９は、前記自転用駆動手段を駆動することでアーム支持部７を中心に回転する。このアーム９の回転中心線１５はアーム支持部７の中心を通ると共に水平面に対して交差する。

容器ホルダー８は上方に開口する容器状に形成されており、各アーム９の下端部に連結されている。各容器ホルダー８の内側には収納容器３が出し入れ可能に収納されており、各収納容器３は容器ホルダー８に対して着脱自在になっている。

各容器ホルダー８で保持される収納容器３は上方に開口しており、その上面には被攪拌物２を収納容器３内に投入するための投入口１２が形成されている。各収納容器３の中心線１３は対応するアーム９の回転中心線１５と一致しており、自転用駆動手段によりアーム９を回転したときにはアーム９の回転中心線１５を中心に回転（自転）する。なお、収納容器３は有底円筒状に形成されたものであるが、収納容器３の形状はこれに限定されるものではない。

前記攪拌装置１を用いて被攪拌物２を攪拌するには、まず、図２に示すように容器ホルダー８から取り外した収納容器３に、投入口１２から減容性材料からなる被攪拌物２を投入する。投入される減容性材料としては、例えば粒子径の異なる有機あるいは無機粉体、有機フィラー、破砕品、天然繊維、合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維等の繊維類、パルプ類、マイクロバルーン、発泡性樹脂、あるいはこれらに液体を混合した混合物等が挙げられる。なお、被攪拌物２は減容性材料に限られるものではなく、非減容性材料であってもよい。

次に図１（ａ）に示すように前記被攪拌物２を投入した収納容器３を対応する容器ホルダー８に上方から挿入する。このように攪拌前において収納容器３が容器ホルダー８で保持された状態では、収納容器３、被攪拌物２、容器ホルダー８、及びアーム９の重みにより、アーム９の回転中心線１５は鉛直になり、収納容器３の投入口１２は真上を向く。なお、前記収納容器３を容器ホルダー８で保持する前の状態においても、容器ホルダー８やアーム９の重みにより、アーム９の回転中心線１５は鉛直になる。

そして、前記公転用駆動手段を駆動して棒６を公転軸５を中心に回転すると共に、前記自転用駆動手段を駆動して各アーム９を対応するアーム支持部７を中心に回転する。前記公転用駆動手段による棒６の回転に伴い、棒６の両側に設けられた収納容器３は、公転軸５を中心に棒６よりも下方で略水平に公転する。すなわち、本実施形態では公転軸５の中心軸線が収納容器３の公転中心線１１となる。同時に前記自転用駆動手段による各アーム９の回転により、収納容器３は対応するアーム９の回転中心線１５を中心に自転する。すなわち、本実施形態ではアーム９の回転中心線１５が収納容器３の自転中心線４となる。このように収納容器３が自転・公転することで、収納容器３内に収納した被攪拌物２は攪拌される。

前記収納容器３の公転が開始すると、収納容器３やアーム９には遠心力が働き、この遠心力により各アーム支持部７は棒６に対して回動して、各アーム９は下側が遠心側に位置するように傾いていく。このため収納容器３は、公転の開始から公転速度が一定となるまでは、図１（ｂ）の矢印Ａ３に示すように投入口１２が上を向く状態から公転中心側の斜め上方を向く状態になるように徐々に傾いていく。すなわち、本実施形態の収納容器３は、アーム支持部７を棒６に対して回動自在に取り付けたことにより、公転の開始に応じて投入口１２が上を向く状態から公転中心側の斜め上方を向く状態となるまで傾くようになっている。従って、収納容器３の公転時には、収納容器３内の被攪拌物２が公転に伴う遠心力によって収納容器３の底部側に押し付けられて減容されることとなる。

前記公転用駆動手段を停止して棒６の回転を停止すると共に、前記自転用駆動手段を停止して各アーム９の回転を停止することにより、攪拌は終了する。前記収納容器３の公転が停止するときには、収納容器３やアーム９に加わる遠心力は徐々に小さくなっていくので、アーム９は回動中心線１０を中心にして公転中心側に回動し、最終的にはアーム９の回転中心線１５は鉛直になる。従って、収納容器３は投入口１２が公転中心側の斜め上方を向く状態から上を向く状態となるように図１（ｃ）の矢印Ａ４に示す方向に回動する。すなわち、本実施形態における収納容器３は、アーム支持部７を棒６に対して回動自在に取り付けたことにより、公転の停止に応じて投入口１２が公転中心側の斜め上方を向く状態から上方を向く状態となるまで戻るようになっている。

上記攪拌の終了後、収納容器３は容器ホルダー８から取り出され、この後、収納容器３内の攪拌後の被攪拌物２が取り出される。

以上説明した攪拌装置１は、収納容器３の公転の開始に応じて、投入口１２が上を向く状態から公転中心側の斜め上方を向く状態にまで収納容器３を傾ける機構（本実施形態における棒６に対して回動自在に取り付けたアーム支持部７）を備えている。このため、攪拌前において収納容器３を容器ホルダー８にセットした状態では、収納容器３の投入口１２を上方に向けて収納容器３内に仕込んだ被攪拌物２をこぼれ難い状態にすることができる。また、この場合、投入口１２が上方を向くので、収納容器３に多くの被攪拌物２を仕込むことが可能になる。また、攪拌時には収納容器３が公転することによって被攪拌物２に遠心力が加わり、収納容器３から被攪拌物２がこぼれる恐れがある。しかし、この攪拌時には、前記機構によって収納容器３の公転に伴い収納容器３が自動的に投入口１２を上を向けた状態から公転中心側の斜め上方を向けた状態まで傾くため、前記攪拌時においても収納容器３内の被攪拌物２はこぼれ難くなっている。

また、本実施形態の攪拌装置１は、収納容器３の公転の停止に応じて、投入口１２が公転中心側の斜め上方を向く状態から前記上方を向く状態にまで収納容器３を戻す機構（本実施形態における棒６に対して回動自在に取り付けたアーム支持部７）を備えている。このため、被攪拌物２の攪拌が終了して収納容器３の公転が停止すると、前記機構により収納容器３は投入口１２が公転中心側の斜め上方を向く状態から前記上方を向く状態にまで自動的に戻る。従って、攪拌後においても収納容器３内の被攪拌物２はこぼれ難くなる。

（第二実施形態）
次に第二実施形態について説明する。なお、以下の第二実施形態の説明では、第一実施形態と同一の構成については同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。

図３に示す第二実施形態の攪拌装置１は、収納容器３を棒６よりも上方で略水平に公転させるものであり、公転軸５、棒６、自転軸１６、容器ホルダー８、及び収納容器３を備えている。

公転軸５は第一実施形態と同様に図示しないモーター等で構成される公転用駆動手段により図３（ｂ）の矢印Ｂ１に示すようにその軸心を中心に回転する。

自転軸１６は棒６の両端部に設けられている。各自転軸１６はその中間部が棒６に対して回動自在に連結されている。この回動は、第一実施形態におけるアーム支持部７と同様に、図３における紙面厚み方向と平行な回動中心線１０、すなわち、水平で棒６と直交する回動中心線１０を中心になされる。各自転軸１６の一端部には重り１７が設けられている。

各自転軸１６の重り１７と反対側の端部には、容器ホルダー８の底部に設けられた連結部１８が回動自在に連結されている。各容器ホルダー８は対応する自転軸１６に設けられた図示しないモーター等で構成される自転用駆動手段により図３（ｂ）の矢印Ｂ２に示すように自転軸１６を中心に回転する。すなわち、容器ホルダー８の回転軸線１９は自転軸１６の軸心と一致している。

各容器ホルダー８で保持された収納容器３は、その中心線１３が対応する容器ホルダー８の回転軸線１９と一致しており、自転用駆動手段により容器ホルダー８を回転したときには容器ホルダー８の回転軸線１９を中心に回転（自転）する。

次に本実施形態の攪拌装置１を用いて被攪拌物２を攪拌する例につき説明する。まず、第一実施形態と同様に容器ホルダー８から取り外した収納容器３に投入口１２から減容性材料からなる被攪拌物２を投入する。

次に図３（ａ）に示すように前記被攪拌物２を投入した収納容器３を対応する容器ホルダー８に取り付ける。このように攪拌前において収納容器３が容器ホルダー８に取り付けられた状態では、重り１７の重みにより、自転軸１６が鉛直になって、収納容器３が上、重り１７が下に配置され、収納容器３の投入口１２は真上を向く。なお、前記収納容器３を容器ホルダー８に取り付ける前の状態においても、重り１７の重みにより、アーム９の回転中心線１５は鉛直になる。

そして、前記公転用駆動手段を駆動して棒６を公転軸５を中心に回転すると共に、前記自転用駆動手段を駆動して各容器ホルダー８を対応する自転軸１６を中心に回転する。前記公転用駆動手段による棒６の回転に伴い、棒６の両側に設けられた収納容器３は、公転軸５を中心に棒６よりも上方で略水平に公転する。同時に前記自転用駆動手段による各容器ホルダー８の回転により、収納容器３は対応する容器ホルダー８の回転軸線１９を中心に自転する。すなわち、本実施形態では容器ホルダー８の回転軸線１９が収納容器３の自転中心線４となる。

前記収納容器３の公転が開始すると、重り１７には遠心力が働き、この遠心力により各自転軸１６は棒６に対して回動して、各自転軸１６は下側が遠心側に位置するように傾いていく。このため収納容器３は、公転の開始から公転速度が一定となるまでは、図３（ｂ）の矢印Ｂ３に示すように投入口１２が上を向く状態から公転中心側の斜め上方を向く状態になるように徐々に傾いていく。すなわち、本実施形態の収納容器３は、下端部に重り１７を設けた自転軸１６を棒６に対して回動自在に取り付けたことにより、公転の開始に応じて投入口１２が上を向く状態から公転中心側の斜め上方を向く状態となるまで傾くようになっている。

前記公転用駆動手段を停止して棒６の回転を停止すると共に、前記自転用駆動手段を停止して各容器ホルダー８の回転を停止することにより、攪拌は終了する。前記収納容器３の公転が停止するときには、重り１７に加わる遠心力は徐々に小さくなっていくので、各自転軸１６は回動中心線１０を中心にして公転中心側に回動し、最終的には自転軸１６は鉛直になる。従って、収納容器３は投入口１２が公転中心側の斜め上方を向く状態から上を向く状態となるように図３（ｃ）の矢印Ｂ４に示す方向に回動する。すなわち、本実施形態における収納容器３は、下端部に重り１７を設けた自転軸１６を棒６に対して回動自在に取り付けたことにより、公転の停止に応じて投入口１２が公転中心側の斜め上方を向く状態から上方を向く状態となるまで戻るようになっている。

このように本実施形態の攪拌装置１も、収納容器３の公転の開始に応じて、投入口１２が上を向く状態から公転中心側の斜め上方を向く状態にまで収納容器３を傾ける機構（本実施形態における棒６に対して回動自在に取り付けた自転軸１６）を備えている。また、収納容器３の公転の停止に応じて、投入口１２が公転中心側の斜め上方を向く状態から前記上方を向く状態にまで収納容器３を戻す機構（本実施形態における棒６に対して回動自在に取り付けた自転軸１６）を備えている。このため、第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、本実施形態では、容器ホルダー８の底部から下方に突出した連結部１８に自転軸１６の端部を連結しており、容器ホルダー８の上方には容器ホルダー８から収納容器３を出し入れするにあたって邪魔になる部材が存在しない。このため、被攪拌物２が収納された収納容器３を容器ホルダー８から出し入れしやすくなっている。

なお、前記各実施形態では、収納容器３の公転・公転停止に伴う遠心力の増減を利用して、収納容器３を公転の開始に応じて傾けたり、収納容器３の公転の停止に応じて元に戻したりした。しかし、この機構は限定されるものではなく、モーター等からなる駆動手段で構成しても構わない。

（実施例１）
第一実施形態に示した攪拌装置１を用いて、被攪拌物２を攪拌した。収納容器３は容量１．１リットルのものを用い、この収納容器３に、被攪拌物２として、ガラス繊維９０ｇ、エポキシ樹脂１００ｇを仕込んだところ、攪拌前の被攪拌物２の体積は０．８リットルになった。攪拌後、被攪拌物２の体積は０．１５リットルとなっていた。一連の攪拌作業において収納容器３から被攪拌物２がこぼれることはなかった。

（実施例２）
第二実施形態に示した攪拌装置１を用いて、被攪拌物２を攪拌した。収納容器３は容量１．１リットルのものを用い、この収納容器３に、被攪拌物２として、ガラス繊維９０ｇ、エポキシ樹脂１００ｇを仕込んだところ、攪拌前の被攪拌物２の体積は０．８リットルになった。攪拌後、被攪拌物２の体積は０．１５リットルとなっていた。一連の攪拌作業において収納容器３から被攪拌物２がこぼれることはなかった。

（比較例１）
図４に示す攪拌装置２０を用いて、被攪拌物２を攪拌した。攪拌装置２０は、第二実施形態の攪拌装置１における自転軸１６を棒６に固定したものであり、自転軸１６は鉛直方向に対して４５°傾いている。収納容器３は容量１．１リットルのものを用い、この収納容器３に、被攪拌物２として、ガラス繊維６０ｇ、エポキシ樹脂１００ｇを仕込んだところ、攪拌前の被攪拌物２の体積は０．５５リットルになった。攪拌後、被攪拌物２の体積は０．１４リットルとなっていた。一連の攪拌作業において収納容器３から被攪拌物２がこぼれることはなかったが、被攪拌物２の仕込み量は実施例１や実施例２と比較して少なかった。

（比較例２）
図４に示す攪拌装置２０を用いて、被攪拌物２を攪拌した。収納容器３は容量１．１リットルのものを用い、この収納容器３に、被攪拌物２として、ガラス繊維６５ｇ、エポキシ樹脂１００ｇを仕込んだところ、攪拌前の被攪拌物２の体積は０．６リットルになった。この際、被攪拌物２は収納容器３からこぼれた。

２ 被攪拌物
３ 収納容器
１２ 投入口

Claims (2)

1. 被攪拌物を収納するための収納容器を備え、この収納容器を公転させると共に自転させる攪拌装置であって、前記収納容器の公転の開始に応じて、前記収納容器の前記被攪拌物を投入するための投入口が上を向く状態から公転中心側の斜め上方を向く状態にまで前記収納容器を傾ける機構を備えたことを特徴とする攪拌装置。
2. 前記収納容器の公転の停止に応じて、前記投入口が前記公転中心側の斜め上方を向く状態から前記上方を向く状態にまで収納容器を戻す機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。

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