JP2016077312A - 攪拌羽根および歯科技工用攪拌装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、棒体又は棒体を曲折した形状の攪拌具を回転させることにより、攪拌容器内に収容された被攪拌材料を攪拌する歯科技工用攪拌装置が開示されている。
また、特許文献2には、複数の貫通穴が左右翼に段違いに交互に設けられた攪拌翼を回転させることにより、攪拌容器内に収容された被攪拌材料を攪拌する歯科技工用攪拌装置が開示されている。
本発明は、攪拌容器内の被攪拌材料が少量である場合に、攪拌後の被攪拌材料にムラが生じることを抑制することを目的とする。
ここで、前記2つの辺部を連結する連結部をさらに有し、当該連結部は前記第2縁部に接続されることを特徴とすることができる。
また、前記周縁部は、前記第1縁部と前記第2縁部とを接続する第3縁部をさらに有し、当該第2縁部の幅が当該第3縁部の幅と比較して狭いことを特徴とすることができる。
ここで、前記攪拌羽根は、前記攪拌容器の前記側面に沿って延びる側縁部と、当該攪拌容器の前記底面に沿って延びる下縁部とを有し、当該下縁部の幅は、当該側縁部の幅と比較して狭いことを特徴とすることができる。
また、前記攪拌羽根は、前記攪拌容器の前記底面に沿って延びる下縁部と、前記下縁部に対向する上縁部と、前記下縁部と前記上縁部との間に設けられ、当該下縁部側から当該上縁部側に向かうに従い互いの距離が大きくなるように延びる2つの辺部とを備えることを特徴とすることができる。
さらに、前記攪拌容器の前記底面と対向して設けられ、当該攪拌容器の開口を塞ぐ蓋部をさらに有し、前記蓋部と前記攪拌羽根との距離は、前記攪拌容器の前記側面と当該攪拌羽根との距離と比較して大きいことを特徴とすることができる。
(攪拌装置1の構成について)
図1は、本実施の形態が適用される攪拌装置1の全体構成を示す図である。また、図2は、本実施の形態が適用される攪拌装置1の内部構造を示す図であり、後述する筐体13を取り外した状態の攪拌装置1を示した図である。また、図3は、本実施の形態が適用される攪拌装置1を後述する攪拌軸11の回転軸方向に沿って切断した断面図である。また、図4は、本実施の形態が適用される攪拌装置1の制御ブロックを示した図である。
本実施の形態の攪拌装置1は、歯科技工用攪拌装置の一例であって、例えば歯科において用いられる埋没材、印象材、石膏等の被攪拌材料を攪拌・混練するために用いられる。
図1に示すように、本実施の形態が適用される攪拌装置1は、被攪拌材料を攪拌・混練する攪拌部2と、攪拌部2が取り付けられる装置本体部3とを有している。本実施の形態の攪拌装置1では、攪拌部2は、装置本体部3に対して取り付け・取り外しが可能に構成されている。そして、攪拌部2は、装置本体部3に取り付けられた状態で、被攪拌材料を攪拌・混練する。
また、図3に示すように、蓋部40のうち攪拌容器30に対向する部分には、パッキン41が設けられている。これにより、攪拌容器30の開口に蓋部40が取り付けられることで、攪拌容器30と蓋部40との間が密閉される。
さらに、蓋部40には、蓋部40を厚さ方向に貫通する貫通孔42が設けられている。
また、攪拌部2は、攪拌軸11の下部に取り付けられ、攪拌容器30に収容された被攪拌材料を攪拌する平板状の攪拌羽根50を有する。なお、攪拌羽根50の形状については、後段にて詳細に説明する。
また、装置本体部3は、攪拌部2の嵌合部12が嵌合する軸受部23を有する。軸受部23は、吸着部20の中央部に設けられる。
さらに、装置本体部3は、軸受部23に嵌合した嵌合部12を介して、攪拌部2の攪拌軸を回転駆動する攪拌モータ24を有する。
また、装置本体部3は、プログラム制御されたCPUにより構成され攪拌装置1の各部の制御を行う制御部90を有する。
続いて、本実施の形態の攪拌羽根50の形状について説明する。図5は、本実施の形態が適用される攪拌羽根50の形状の一例を示した図である。図5は、攪拌羽根50を、攪拌軸11の回転軸方向と直交する方向から見た正面図に対応する。
図5に示すように、本実施の形態の攪拌羽根50は、全体として平板状の形状を有している。また、攪拌羽根50は、上述した攪拌軸11の下端が取り付けられる取り付け部58を有する。さらに、攪拌羽根50は、取り付け部58に接続され攪拌軸11の回転軸方向に沿った平面上に延び、所定の空間を囲む周縁部51と、周縁部51の内側に設けられ周縁部51に囲まれる空間を仕切る仕切部52とを有する。
なお、以下の説明において、攪拌軸11の回転軸を単に「回転軸」と呼ぶことがある。図5においては、攪拌軸11の回転軸を一点鎖線で示している。
図5に示すように、本実施の形態では、それぞれの側縁部511、上縁部512および下縁部513は、直線状に延びた形状を有している。
このように、本実施の形態の攪拌羽根50は、第1接続部514および第2接続部515により四隅が湾曲した形状を有している。これにより、例えば攪拌羽根50の四隅がとがっているような場合と比較して、攪拌終了後に攪拌羽根50に付着した付着物を攪拌羽根50から取り除きやすくなる。
本実施の形態の仕切部52では、連結部522は、攪拌軸11の回転軸上に設けられる。また、連結部522は、周縁部51の下縁部513に隣接して設けられる。
そして、本実施の形態の仕切部52では、それぞれの辺部521は、回転軸に対して傾斜して設けられている。それぞれの辺部521は、連結部522に連結される下端から上縁部512に接続される上端に向かうに従い、側縁部511に近づくように回転軸に対して傾斜している。これにより、本実施の形態の仕切部52では、対向する辺部521同士の間隔が、下縁部513側から上縁部512側に向かうに従い大きくなっている。言い換えると、本実施の形態の仕切部52は、全体としてV字状の形状を有している。
詳細については後述するが、下縁部513の幅D2および側縁部511の幅D1がこのような関係を有することで、例えば攪拌容器30内に収容される被攪拌材料の量が少ない場合であっても、被攪拌材料の攪拌・混合が不十分になることが抑制される。
これにより、辺部521の幅D3が下縁部513の幅D2よりも小さい場合と比較して、攪拌羽根50を回転させた場合に仕切部52に被攪拌材料が当たりやすくなる。この結果、本構成を採用しない場合と比較して、被攪拌材料を効果的に攪拌・混合することができる。
攪拌羽根50を構成する材料としては、例えばステンレス等の金属材料や、ポリエチレン等の樹脂材料が挙げられる。強度や耐食性等を考慮すると、攪拌羽根50の材料としてステンレスを用いることが好ましい。
続いて、本実施の形態の攪拌容器30の形状について説明する。図6は、本実施の形態が適用される攪拌部2の構成を示した図である。図6では、装置本体部3(図1参照)に取り付けた状態の攪拌部2を示しており、回転軸方向に沿って切断した攪拌容器30の断面が表れている。
上述したように、本実施の形態の攪拌容器30は、有底円筒形状を有している。具体的に説明すると、図6に示すように、攪拌容器30は、円筒状の側面31と円形状の底面32とを有する。また、攪拌容器30は、側面31と底面32との間に、曲面からなり側面31と底面32とを接続する接続面33を有する。
続いて、本実施の形態の攪拌部2における攪拌羽根50と攪拌容器30、蓋部40との関係について説明する。
図6に示すように、本実施の形態の攪拌部2では、攪拌羽根50は、攪拌容器30の内壁面に対して予め定めた間隙を有するように配置される。具体的に説明すると、攪拌部2では、攪拌羽根50の側縁部511が、攪拌容器30の側面31に間隙を介して対向している。また、攪拌羽根50の下縁部513が、攪拌容器30の底面32に間隙を介して対向している。さらに、攪拌羽根50の第2接続部515が、攪拌容器30の接続面33に間隙を介して対向している。
さらにまた、攪拌羽根50の上縁部512が、蓋部40に所定の間隙を介して対向している。
詳細については後述するが、下縁部513と底面32との距離T2および側縁部511と側面31との距離T1がこのような関係を有することで、例えば攪拌容器30内に収容される被攪拌材料の量が少ない場合であっても、被攪拌材料の攪拌・混合が不十分になることが抑制される。
側縁部511と側面31との距離T1が3mmよりも大きいと、攪拌羽根50を回転させた場合に被攪拌材料が側縁部511と側面31との間隙を通って攪拌容器30の上方に舞い上がりやすい。この場合、被攪拌材料の攪拌・混合が不十分になるおそれがある。
また、側縁部511と側面31との距離が1mmよりも小さいと、攪拌羽根50を回転させた場合に側縁部511と側面31との間隙を通過する被攪拌材料の量が少なくなり、被攪拌材料の流動性が低下する。この場合、被攪拌材料の攪拌・混合が不十分になるおそれがある。
下縁部513と底面32との距離T2が過度に大きい場合、例えば攪拌容器30に収容される被攪拌材料の量が少ない場合に、下縁部513と被攪拌材料とが当たりにくくなり、被攪拌材料の攪拌・混合が不十分になるおそれがある。
また、下縁部513と底面32との距離T2が過度に小さい場合、攪拌羽根50を回転させた場合に下縁部513と底面32とが接触し、攪拌羽根50の回転が妨げられたり、攪拌羽根50が破損したりするおそれがある。
続いて、本実施の形態の操作パネル60について説明する。図7は、本実施の形態が適用される操作パネル60の一例を示した図である。
本実施の形態の操作パネル60は、図7に示すように、時間表示部61と、攪拌部2の攪拌容器30内の減圧状態を表示する状態表示部62とを有する。また、操作パネル60は、攪拌部2における攪拌時間を設定するための時間設定部63を有する。さらに、操作パネル60は、攪拌部2における攪拌の開始および停止を行う場合にユーザにより押圧される攪拌開始/停止ボタン64を有する。さらにまた、操作パネル60は、攪拌部2での減圧を停止し装置本体部3から攪拌部2を取り外す際にユーザにより押圧されるリリースボタン65を有する。
なお、状態表示部62による状態表示については、攪拌装置1による攪拌動作と併せて後段にて詳細に説明する。
なお、時間設定部63による攪拌時間の設定操作に関しては、後段にて詳述する。
続いて、本実施の形態の攪拌装置1で行われる攪拌動作について説明する。図8−1、図8−2は、本実施の形態の攪拌装置1において制御部90により行われる制御を示したフローチャートである。
まず、攪拌装置1において被攪拌材料を攪拌する際には、攪拌容器30に被攪拌材料を収容した状態で、ユーザにより攪拌部2が装置本体部3の吸着部20に取り付けられる。具体的には、ユーザにより吸着部20に設けられた軸受部23に対して、攪拌部2の嵌合部12に押し込まれ、嵌め合わされる。
また、軸受部23に嵌合部12が嵌め合わされるのに伴い、攪拌部2の蓋部40が吸着部20に押し付けられる。これにより、蓋部40の上面と、吸着部20のOリング21とが接触する。また、蓋部40の上面によって、吸着部20に設けられた検知スイッチ22が押される。
本実施の形態では、攪拌容器30に収容された被攪拌材料を予備攪拌した後に、攪拌部2を装置本体部3に取り付けることが好ましい。ここで、予備攪拌とは、例えばユーザが手動で嵌合部12を介して攪拌軸11を回転させることで、攪拌装置1にて攪拌動作を行う前に被攪拌材料を予め混合させることをいう。
予備攪拌は、攪拌容器30に収容された被攪拌材料を、攪拌部2とは別体のヘラ等で混合することにより行ってもよい。
具体的に説明すると、真空発生器29による減圧が開始されると、攪拌容器30内の空気が貫通孔42を通り、吸気管25を介して真空発生器29に吸入される。これにより、攪拌容器30の内部空間、および蓋部40と吸着部20との間に形成される空間が減圧される。この結果、蓋部40が吸着部20に吸着され、攪拌部2全体が装置本体部3に取り付けられる。本実施の形態では、攪拌部2が吸着部20に吸着されることで、ユーザが攪拌部2を把持しない場合であっても、攪拌部2が装置本体部3に取り付けられた状態が維持される。
なお、蓋部40の上面により検知スイッチ22が押されない場合(ステップ101にてNO)には、制御部90は、検知スイッチ22が押されるまで待機する。
そして、制御部90は、ステップ103にて取得した攪拌容器30内の圧力Pを、予め定めた第1圧力値P1と比較する(ステップ104)。ここで、第1圧力値P1は、例えば、吸着部20に対して攪拌部2を吸着するために必要となる圧力値とすることができる。第1圧力値P1は、例えば−60kPaとすることができる。
さらに、攪拌装置1が第1状態にある場合、制御部90は、操作パネル60における攪拌開始/停止ボタン64の機能を制限する(ステップ106)。具体的には、制御部90は、ユーザにより攪拌開始/停止ボタン64が押圧された場合であっても、攪拌モータ24による攪拌軸11の回転駆動が開始されないように設定する。
ここで第3状態とは、例えば、攪拌容器30内が十分に減圧された状態である。
続いて、制御部90は、操作パネル60の攪拌開始/停止ボタン64が押圧されたか否かを判定する(ステップ110)。
攪拌開始/停止ボタン64が押圧された場合(ステップ110にてYES)、制御部90は、攪拌モータ24により攪拌軸11を予め定めた方向に回転させる(ステップ111)。これにより、攪拌容器30内で攪拌羽根50が回転し、被攪拌材料の攪拌が開始される。
本実施の形態の攪拌装置1では、攪拌モータ24による攪拌軸11の回転速度は、例えば300rpm〜500rpmの範囲とすることができる。
なお、攪拌開始/停止ボタン64が押圧されない場合(ステップ110にてNO)には、制御部90は、攪拌開始/停止ボタン64が押圧されるまで待機する。
ここで、本実施の形態の攪拌装置1では、操作パネル60における時間設定部63の第1時間設定ボタン631、第2時間設定ボタン632および第3時間設定ボタン633のそれぞれに対応して、攪拌を行う時間が制御部90にて記憶されている。そして、攪拌開始/停止ボタン64が押圧される前に予め第1時間設定ボタン631、第2時間設定ボタン632および第3時間設定ボタン633のいずれかがユーザに押圧されることで、攪拌装置1では、押圧されたボタンに対応する時間が攪拌時間として設定される。なお、時間設定部63による攪拌時間の設定については後述する。
そして、制御部90は、ステップ112にて予め定めた攪拌時間が経過したと判定した場合(ステップ112にてYES)、またはステップ113にて攪拌開始/停止ボタン64が再度押圧されたと判定した場合(ステップ113にてYES)、攪拌モータ24による攪拌軸11の回転駆動を停止する(ステップ114)。
なお、制御部90は、ステップ113にて攪拌開始/停止ボタン64が押圧されていないと判定した場合には、ステップ112に戻り、処理を継続する。
なお、本実施の形態の制御部90は、攪拌モータ24による攪拌軸11の回転が行われている最中は、リリースボタン65の機能を制限している。すなわち、攪拌軸11が回転している際には、ユーザによりリリースボタン65が押圧された場合であっても、真空発生器29による吸気の停止動作が行われないようになっている。これにより、例えば攪拌羽根50が回転している状態で装置本体部3から攪拌部2が取り外されることが抑制される。
一方、リリースボタン65が押圧されていないと判定した場合(ステップ115にてNO)、制御部90は、リリースボタン65が押圧されるまで待機する。
これに対し、本実施の形態の攪拌装置1では、上述したように、攪拌容器30内の減圧状態を操作パネル60の状態表示部62にて表示するとともに、攪拌容器30内の減圧状態に応じて攪拌動作を行っている。
これにより、例えばユーザが攪拌装置1を使用しようとした場合に、攪拌装置1が突然使用不能となることが抑制される。
また、攪拌装置1が第1状態、第2状態および第3状態の何れの状態であるかを、例えばそれぞれの状態で異なる警告音を発生させることによりユーザに提示してもよい。
続いて、本実施の形態の攪拌装置1において、攪拌時間を設定・変更する操作について説明する。なお、以下の説明では、操作パネル60の時間設定部63における第1時間設定ボタン631がユーザにより押圧された場合について説明するが、第2時間設定ボタン632および第3時間設定ボタン633が押圧された場合も同様の制御が行われる。
図9は、本実施の形態の攪拌装置1において制御部90により行われる攪拌時間の設定時間を変更する制御について示したフローチャートである。
操作パネル60の第1時間設定ボタン631が押圧されたと判定した場合(ステップ201にてYES)、制御部90は、第1時間設定ボタン631に対応して攪拌時間として設定されている時間を、時間表示部61に表示する(ステップ202)。
なお、第1時間設定ボタン631が押圧されない場合(ステップ201にてNO)には、制御部90は、押圧されるまで待機する。
そして、第1時間設定ボタン631の押圧時間Sが設定時間S1に到達した場合(ステップ203にてYES)、言い換えると、第1時間設定ボタン631が設定時間S1以上、長押しされた場合、制御部90は、攪拌時間を変更するモードに移行する。
具体的には、制御部90は、時間表示部61に表示される時間を順次変化させる(ステップ204)。例えば、制御部90は、時間表示部61に表示される時間を、60→65→70→75→…のように、5秒単位で順次増加させる。
以上より、攪拌時間の設定時間を変更するための処理を終了する。
したがって、例えばユーザが攪拌部2(図1参照)や他の道具等を持っている状態であっても容易に攪拌時間を設定・変更する操作を行うことができ、攪拌装置1の利便性が向上する。
続いて、上述した攪拌動作において攪拌羽根50により被攪拌材料を攪拌している際の、攪拌羽根50と被攪拌材料との関係について説明する。図10(a)〜(b)は、攪拌動作中の攪拌部2の状態を示した図である。図10(a)は、攪拌容器30内に攪拌容器30の容積の70%程度の被攪拌材料Mを収容した場合の攪拌部2の状態を示している。また図10(b)は、図10(a)に示した例と比較して少量の被攪拌材料Mを収容した場合の攪拌部2の状態を示している。
攪拌羽根50の仕切部52がこのような形状を有することで、被攪拌材料Mの液面が遠心力により変化した場合でも、攪拌羽根50の仕切部52が被攪拌材料Mを通過しやすくなり、被攪拌材料Mの攪拌を効果的に行うことができる。具体的には、被攪拌材料Mを構成する粉末材料と液体材料とが混合、練和され、被攪拌材料Mのムラの発生が抑制される。
さらに、攪拌羽根50の仕切部52がこのような形状を有することで、攪拌羽根50により被攪拌材料Mを攪拌した場合に、被攪拌材料Mに混入する気泡を低減することができる。
上述したように、本実施の形態では、攪拌羽根50における仕切部52の連結部522が、攪拌羽根50の下縁部513側であって回転軸上に設けられている。
したがって、攪拌容器30に収容される被攪拌材料Mが少量である場合であっても、攪拌羽根50を回転させた場合に、攪拌羽根50の仕切部52が被攪拌材料Mを通過しやすくなり、被攪拌材料Mの攪拌・混合を効果的に行うことができる。
例えば、図11(a)に示すように、攪拌羽根50の仕切部52は、辺部521の上端が上縁部512ではなく側縁部511に接続された形状であってもよい。また、例えば、図11(b)に示すように、連結部522が上縁部512と下縁部513との間に設けられるとともに、連結部522から下縁部513に向かって延びる延伸部523をさらに有する形状であってもよい。
Claims (8)
- 歯科技工用攪拌装置において回転しながら被攪拌材料を攪拌する攪拌羽根であって、
回転軸が接続される第1縁部と、当該第1縁部に対向する第2縁部とを有し、当該回転軸に平行な面において所定の領域を囲む周縁部と、
前記周縁部の前記第2縁部側から前記第1縁部側に向かうに従い互いの距離が大きくなるように延びる2つの辺部と
を備える攪拌羽根。 - 前記2つの辺部を連結する連結部をさらに有し、当該連結部は前記第2縁部に接続されることを特徴とする請求項1に記載の攪拌羽根。
- 前記周縁部は、前記第1縁部と前記第2縁部とを接続する第3縁部をさらに有し、当該第2縁部の幅が当該第3縁部の幅と比較して狭いことを特徴とする請求項1に記載の攪拌羽根。
- 歯科技工用攪拌装置において、底面と当該底面の周囲から上方に延びる側面とを有する攪拌容器に収容された被攪拌材料を回転しながら攪拌する攪拌羽根であって、
前記攪拌容器の前記側面に沿って延びる側縁部と、
前記攪拌容器の前記底面に沿って延び、前記側縁部と比較して幅が狭い下縁部と
を備える攪拌羽根。 - 底面と当該底面の周囲から上方に延びる側面とを有し、当該側面と当該底面とに囲まれる空間に被攪拌材料を収容する攪拌容器と、
前記攪拌容器に収容された被攪拌材料を回転しながら攪拌する攪拌羽根とを有し、
前記攪拌容器の前記底面と前記攪拌羽根との距離は、当該攪拌容器の前記側面と当該攪拌羽根との距離と比較して小さいことを特徴とする歯科技工用攪拌装置。 - 前記攪拌羽根は、前記攪拌容器の前記側面に沿って延びる側縁部と、当該攪拌容器の前記底面に沿って延びる下縁部とを有し、当該下縁部の幅は、当該側縁部の幅と比較して狭いことを特徴とする請求項5に記載の歯科技工用攪拌装置。
- 前記攪拌羽根は、
前記攪拌容器の前記底面に沿って延びる下縁部と、
前記下縁部に対向する上縁部と、
前記下縁部と前記上縁部との間に設けられ、当該下縁部側から当該上縁部側に向かうに従い互いの距離が大きくなるように延びる2つの辺部と
を備えることを特徴とする請求項5に記載の歯科技工用攪拌装置。 - 前記攪拌容器の前記底面と対向して設けられ、当該攪拌容器の開口を塞ぐ蓋部をさらに有し、
前記蓋部と前記攪拌羽根との距離は、前記攪拌容器の前記側面と当該攪拌羽根との距離と比較して大きいことを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の歯科技工用攪拌装置。
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