JP3896449B2

JP3896449B2 - 攪拌脱泡装置

Info

Publication number: JP3896449B2
Application number: JP10156398A
Authority: JP
Inventors: 弘重石井
Original assignee: Thinky Corp
Current assignee: Thinky Corp
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2018-04-13
Also published as: JPH11290668A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、公転機構および自転機構を介して収納容器を公転および自転させ、その収納容器に収納されている被混練材料を攪拌および脱泡させる装置に係り、特に、攪拌および脱泡の作業を真空雰囲気内で行う攪拌脱泡装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半田ペースト、歯科用印象材料、塗料または粉末状の薬剤などのような被混練材料は、収納容器に収納した状態で容器ホルダに保持し、公転機構および自転機構を備える攪拌脱泡装置により攪拌脱泡されることが知られている。
【０００３】
この種の攪拌脱泡装置では、収納容器の公転によって収納容器内の被混練材料に遠心力が働き、その遠心力で被混練材料が容器の内壁に押圧されて脱泡され、さらに、収納容器の自転により収納容器内の被混練材料が攪拌される。そして、前記収納容器の自転軸を公転軸よりに所定角度傾斜させた状態とすることで、被混練材料の攪拌混練および脱泡作用が一層促進されることが知られている。なお、被混練材料の攪拌脱泡では、その収納容器を揺動機構により揺動させて公転および自転させる構成のものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の攪拌脱泡装置では、以下のような問題点が存在していた。
【０００５】
▲１▼ 攪拌脱泡装置は、被混練材料の攪拌脱泡作業を行う場合に、さらなる作業時間の短縮が望まれており、短時間で確実に攪拌脱泡作業ができるような構成の装置が望まれていた。
【０００６】
▲２▼ 攪拌脱泡装置は、被混練材料の攪拌脱泡作業を、空気中で行っているため、光学用に使用する樹脂などの極めて高度な脱泡精度を要求される部材には使用することは困難であり、脱泡作業の効率をさらに向上させるための構成が望まれていた。また、光学用に使用する樹脂の脱泡作業を行う場合は、従来、脱泡を強制的に行う脱泡材を樹脂の中に入れて行うため、樹脂の成分が劣化することになり不都合であった。
【０００７】
▲３▼ 攪拌脱泡装置は、被混練材料の攪拌脱泡作業をプロペラ式の攪拌機を使用し、真空雰囲気中で行う構成も考えられるが、プロペラ式の攪拌機を使用する構成では短時間で確実な攪拌脱泡作業ができないため、公転機構および自転機構を使用し、被混練材料の収納容器が真空雰囲気内に設置され、公転ならびに自転をしている状態で、短時間で確実に攪拌脱泡作業を行うことが望まれていた。
【０００８】
▲４▼ 攪拌脱泡装置は、公転機構および自転機構を備える構成の既存の装置に、後から取り付けられ攪拌脱泡作業を効率良く的確に行える構成の装置が望まれていた。
【０００９】
この発明は、上記問題点に鑑み創案されたものであり、被混練材料の収納容器を公転および自転させながら、攪拌脱泡作業を短時間で行うと共に、精度の高い脱泡作業を行うことができ、かつ、既存の攪拌脱泡装置にも使用することができる攪拌脱泡装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、攪拌および脱泡を行う被混練材料を収納容器に収納し、その収納容器を自転機構および公転機構を介して自転および公転させながら攪拌および脱泡を行う攪拌脱泡装置において、前記収納容器を保持する容器ホルダに設置した状態でその収納容器内を密閉する押さえ蓋と、この押さえ蓋に設けたフレキシブル吸引ホースと、このフレキシブル吸引ホースを回動自在に支持する取付部と、この取付部に設けた吸引ホースと、この吸引ホースに接続した真空ポンプと、この真空ポンプにより真空吸引する経路中に設けたバルブとから構成される攪拌脱泡装置として構成した。
【００１１】
また、前記被混練材料の収納容器内からフレキシブル吸引ホースを介して接続する取付部までの経路中にフィルタを設ける構成としても良い。
【００１２】
そして、前記攪拌脱泡装置の所定位置を被混練材料の攪拌あるいは脱泡状態を視認手段により視認できるように構成すると都合が良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図１は、攪拌脱泡装置の参考例を示す要部の原理図、図２は、他の参考例の攪拌脱泡装置の要部を示す原理図、図３は、この発明の形態の攪拌脱泡装置の要部を示す原理図である。
【００１６】
図１で示すように、攪拌脱泡装置１はその本体格納ケース２内を真空状態にする真空吸引機構１０を備えている。前記本体格納ケース２は、ケース蓋部３ａがオーリングなどのシールリング３ｂにより密閉できるように構成されている。
【００１７】
そして前記攪拌脱泡装置１は、被混練材料Ｗが収納された収納容器４を保持する容器ホルダ５と、この容器ホルダ５を自転させる自転機構７と、この自転機構７が設けられる回転体８と、この回転体８を公転軸を中心に回転させる公転機構６と、前記回転体８の容器ホルダ５とは反対側に設けたバランサー９とから構成されている。また、前記収納容器４は、図面では容器蓋４ａを有し、その容器蓋４ａに貫通孔を形成した構成としている。なお、公転機構６および自転機構７の構成については例えば、特開平１０−４３５６８号や、実公平５−３２１１０号などの公知の技術が使用される。
【００１８】
一方、真空吸引機構１０は、前記ケース蓋部３ａに設けた取付部１１と、この取付部１１に接続する吸引ホース１２と、この吸引ホース１２に設けた真空吸引ポンプ１３と、この真空吸引ポンプ１３で真空吸引する吸引経路中に設けた真空度の計測値を表示する表示部１４および真空状態を解除するバルブ１５とを備えている。
【００１９】
なお、前記公転機構６で使用される駆動モータや電気系統などの駆動部およびそれに関連する部材には、真空雰囲気中であっても適切に作動できる構成のものが使用されている。
【００２０】
したがって、真空吸引機構１０を作動させて本体格納ケース２内を真空状態にして攪拌脱泡装置１を作動させたときの作用を説明する。
【００２１】
はじめに、本体格納ケース２のケース蓋部３ａを取り除き、樹脂などの被混練材料Ｗが収納された収納容器４を容器ホルダ５に配置する。つぎに、ケース蓋部３ａで本体格納ケース２の開口部分を塞ぎ、真空吸引機構１０を作動させると共に攪拌脱泡装置１を作動させる。
【００２２】
真空吸引機構１０が作動すると真空吸引ポンプ１３が吸引ホース１２を介して本体格納ケース２内の空気を吸引排気することで収納容器４内も真空雰囲気となる。このとき、本体格納ケース２内の真空状態は１Ｔｏｒｒ以下になるようにすることで足りる。なお、収納容器４に容器蓋４ａを取り付けるときは、貫通孔を形成する構成としているが、被混練材料Ｗの材質や量によっては、容器蓋４ａを必ず取り付ける必要はない。
【００２３】
一方、攪拌脱泡装置１を作動させると、収納容器４内の被混練材料Ｗは、自転機構７により容器ホルダ５が自転することで自転すると共に、公転機構６により回転体８を回転させることで公転させている。なお、公転速度は２０００〔回転／分〕までは速度を調整でき、その公転速度の３分の１、２分の１あるいは１対１など自転機構７の構成により自転速度は自在に調整することが可能である。
【００２４】
そして、本体格納ケース２内が所定の真空雰囲気に到達すると自転および公転している収納容器４内の被混練材料Ｗの内部に含まれている気泡の抜ける速度および精度が向上し、被混練材料Ｗは確実に攪拌されることは勿論のことほとんど完全に気泡の除去を行うことが可能となる。その後、バルブ１５（エアブレイクバルブ）を開放することにより、本体格納ケース２内を大気圧とし、ケース蓋部３ａを取り外して収納容器４を取り出す。
【００２５】
なお、前記構成の装置では、真空雰囲気中に公転機構および自転機構の駆動源である駆動モータなどが配置されることから、真空雰囲気内で作動しても影響されない部材や機材が必要になることや、また、真空雰囲気を作る空間が広いことから真空雰囲気に到達するまでの時間がかかり、それらの不都合を解消することが望まれる。そのため、図２で示すような構成の装置であればさらに優れている。なお前記装置と同じ構成の部材は同じ符号を付して説明を省略する。
【００２６】
すなわち、公転機構６（自転機構７）の駆動源である駆動モータ６ａが真空雰囲気内にならないように本体格納ケース２の内部を真空室Ａと大気室Ｂに気密に区切る気密板１８を備えている。前記気密板１８は、回転軸シール１９を介して設けられている。前記回転軸シール１９は、公転機構６の回転駆動部６ｂの内側および外側の位置に取り付けられ、真空室Ａ側の真空雰囲気を気密に保ち、かつ回転駆動部６ｂが回転自在になるように設けられている。なお、公転機構６および自転機構７の構成については例えば、特開平１０−４３５６８号や、実公平５−３２１１０号などの公知の技術が使用される。また、真空吸引機構１０は、図１で説明した構成と同様である。
【００２７】
したがって、気密板１８で区切られる上部側、すなわち吸引ホース１２が開口する真空室Ａが真空雰囲気となり、下部側の大気室Ｂが大気圧となるため、公転機構６の駆動源である駆動モータ６ａは、通常の構成の部材を使用しても発熱の拡散が可能となり焼き切れるなどの不都合は生じることはない。また、同様に駆動伝達上、真空雰囲気中で特別な構造をする必要がある部材の使用を最小限にできるため都合が良い。
【００２８】
なお、図１および図２で説明した真空吸引機構１０は、本体格納ケース２の内部（あるいは真空室Ａの内部）に配置し、吸引ホース１２の開口部を本体格納ケース２の内部に開口するように構成しても構わない。そして、吸引した空気は本体格納ケース２の外部に排出する排出口（図示せず）を設け、表示部１４およびバルブ１５はケース蓋部３ａに設ける構成とすると都合が良い。
【００２９】
また、図２で示す前記構成の装置でも真空雰囲気を作る空間が広いため、さらに小さな空間の真空雰囲気内で公転機構および自転機構を使用して被混練材料の攪拌脱泡作業を行う構成の装置として、つぎに示すような構成の装置を示す。なお、上記装置の構成と同じ部材は、同じ符号を付して説明する。
【００３０】
図３で示すように、真空吸引する範囲を最小限の領域である被混練材料Ｗの収納容器４側に真空雰囲気を作る構成としている。すなわち、真空吸引機構１０の取付部２１にフレキシブル吸引ホース１６を介して容器ホルダ２５の内部を真空吸引する構成としている。
【００３１】
攪拌脱泡装置２０の容器ホルダ２５は、押さえ蓋部２５ａと、この押さえ蓋部２５ａの中心側に設けた前記フレキシブル吸引ホース１６の固定取付部２５ｃと、前記押さえ蓋部２５ａの下部周縁側に当接して密閉するシールリング２５ｂから構成されている。なお、前記固定取付部２５ｃの位置には、フィルタ１７が取り付けられている。前記フィルタ１７は、複数の貫通孔が形成された発砲材などにより構成されており、被混練材料Ｗの比重または密度が小さな材料のときに真空吸引ポンプ側に吸引されないように設置されるものである。
【００３２】
一方、真空吸引機構３０は、真空吸引ポンプ１３、真空度を計測して表示する表示部１４と、バルブ１５と、吸引ホース１２と、この吸引ホース１２が接続される本体格納ケース２のケース取付部３の位置に設けた取付部２１と、この取付部２１に前記フレキシブル吸引ホース１６を回動自在に保持する回動支持部２２（ロータリージョイント）と、この回動支持部２２および前記固定取付部２５ｃに接続されるフレキシブル吸引ホース１６（ナイロンホース）とから構成されている。そして、前記回動支持部２２は、図３の一点鎖線で示す公転軸の中心に回転中心が配置されると都合が良い。さらに、前記フレキシブル吸引ホース１６は、高速回転動作中もその吸引経路が確保できる強度を備えた構成としている。
【００３３】
なお、収納容器４の自転機構７および公転機構６は、駆動ベルトまたはギヤ機構、駆動モータなどを使用し、さらに、回転体８およびバランサー９などは、すでに公知となっている技術が使用されている。また、収納容器４は、公転、自転ならびに揺動機構（図示せず）により揺動される構成であっても収納容器４内の真空雰囲気を作りだすことに支障なく使用することができる。
【００３４】
したがって、攪拌脱泡装置２０を作動させる場合は、はじめに、被混練材料Ｗを収納した収納容器４を容器ホルダ２５の内部に設置する。つぎに、すでにフレキシブル吸引ホース１６が取り付けられている押さえ蓋部２５ａをシールリング２５ｂを介して容器ホルダ２５に設置する。
【００３５】
そして、公転機構６および自転機構７を作動させると共に、真空吸引機構３０を作動させると、収納容器４は自転すると共に公転し、それと同時に、容器ホルダ２５の収納容器４内は、容積が小さいことからすぐに１Ｔｏｒｒ（以下）の真空雰囲気となる。そのため、被混練材料Ｗは真空雰囲気中で自転および公転することになり、攪拌されながら気泡の除去作業が行われる。なお、容器ホルダ２５は、公転機構６および自転機構７により２０００〔回転／分〕前後で公転しながら、７００〔回転／分〕前後（公転の１／３の速度）で自転することになるが、フレキシブル吸引ホース１６は、回動支持部２２に回動自在に支持されているため、公転自転する状態でも適切に真空吸引作業を行うことが可能となる。
【００３６】
そして、真空雰囲気中で脱泡作業が行われることから、被混練材料Ｗの内部に存在する気泡をほぼ完全に近い状態で除去することができ、光学用に使用されるような精密性を要求される部材にも適用して使用できることや、粘度の高いエポキシ樹脂などの今まで脱泡しにくかった部材でも短時間で適切に攪拌すると共に気泡の除去をすることが可能となる。
【００３７】
なお、収納容器の攪拌脱泡作業が終了すると、バルブ１５を開放して押さえ蓋部２５ａを開口可能な状態として、押さえ蓋部２５ａを容器ホルダ２５から外して収納容器４を取り出す。前記バルブ１５は、真空吸引ポンプ１３から容器ホルダ２５までの真空吸引を行う経路中であればどの位置に配置しても良く、例えば、押さえ蓋部２５ａの位置に設ける構成としても良い。また、一か所だけでなく、真空吸引ポンプ１３の近傍、取付部２１の位置、押さえ蓋部２５ａの位置など複数箇所に設ける構成としても構わない。
【００３８】
さらに、前記収納容器４内の被混練材料Ｗの攪拌あるいは脱泡状態が視認できるように、本体格納ケース２あるいは押さえ蓋部２５ａの一部または全部を光透過部材で形成する構成とすると都合が良い。そして、前記収納容器４内の状態を観察する場合は、回転同期式の光源部４０および撮影カメラ４１からなる視認手段４２を設けて、撮影した映像をモニターを介して観察する構成とすることで、より収納容器４内部の状態が的確に判断できる構成とする。なお、収納容器４の内部を観察する場合は、視認手段として操作している作業者の目視検査が可能であれば目視検査で行っても良く、その場合は撮影カメラ４１は使用せず、作業者の目が視認手段４２となる。また、撮影カメラ４１を使用する場合は、その設置位置は本体格納ケース２内外のどちらでも良い。そして、撮影カメラ４１は、連続撮影が可能な構成のものであっても構わない。前記構成の視認手段４２は、図１および図２に示す装置でも適用して使用できることは勿論である。
【００３９】
そして、フィルタ１７を固定取付部２５ｃに取り付けた状態で真空吸引作業を行う場合は、真空吸引する勢いがそのフィルタ１７により緩和されるため、被混練材料Ｗの密度あるは比重が小さなものでも、被混練材料Ｗが吸引動作により舞い上がったり、あるいは、真空吸引ポンプ１３側に引き込まれることはない。なお、フィルタ１７の設置位置は、収納容器４の内部で、被混練材料Ｗの攪拌および脱泡作業の妨げにならない位置に設けることや、収納容器４の内部からフレキシブル吸引ホース１６を介して接続する回動支持部２２の経路中であればどの位置に設置しても良い。また、フィルタ１７の設置位置は、図面では一か所に設置した状態を示しているが、複数箇所であっても良い。
もちろん、被混練材料Ｗの密度または比重が大きなものや、粘度を有する材料であれば、フィルタ１７を設置する必要はない。
【００４０】
なお、前記フレキシブル吸引ホース１６は、その先端の固定取付部２５ｃの位置でも回動自在になるように構成しても良い。すなわち、固定取付部２５ｃの外側にその固定取付部２５ｃに沿って回転する回転部（図示せず）を設け、その回転部にフレキシブル吸引ホース１６を保持するように構成するなど、フレキシブル吸引ホース１６の一端と他端の何方か一方を回動自在に接続するか、または、その両方を回動自在に接続する構成としても良い。
【００４１】
また、押さえ蓋部２５ａに設けたフレキシブル吸引ホース１６は、収納容器４に蓋部（図示せず）を設けた場合は、その蓋部に設ける構成としても良い。さらに、攪拌脱泡を行う収納容器４を複数同時に処理する場合は、フレキシブル吸引ホースの取付部の構成を、二股あるいは三股に取り付けられる構成とし対応すると都合が良い。
【００４２】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので以下に示す優れた効果を奏する。
▲１▼ 攪拌脱泡装置は、攪拌脱泡作業を行う場合に、真空雰囲気内で行うため、被混練材料に含まれる気泡の除去を短時間でほぼ完全に行うことができる。そのため、光学用に使用する樹脂など精密分野に使用される部材の混練脱泡作業を行って使用することが可能となる。
【００４３】
▲２▼ 真空吸引機構を備える攪拌脱泡装置は、気密板で真空室側と大気室側に区切るため、真空で作動するための機械的な構成は容器ホルダ側だけで良く、特に駆動源である駆動モータなどに特別な構成を使用することがないため都合が良い。また、真空吸引する容積が本体格納ケースの半分程度となることから、短時間で真空雰囲気を形成でき、さらに、真空吸引ポンプの本体格納ケース全体を引くものと比べると容量も小さなもので良く、装置全体の構成も小型化できる。
【００４４】
▲３▼ 真空吸引機構を備える攪拌脱泡装置は、容器ホルダ内の空気を真空吸引する構成としているため、真空雰囲気を短時間で作り出すことが可能となり、攪拌脱泡作業を最短時間で的確に行うことができる。また、真空吸引する容積が小さいことから、真空で作動するための機械的な構成は容器ホルダ内だけで良く都合が良い。さらに、真空吸引ポンプの容量も小さなもので良く、装置全体の構成も小型化できる。
【００４５】
▲４▼ 真空吸引機構を備える攪拌脱泡装置は、その本体格納ケースおよび容器ホルダの一部または全部に被混練材料の状態を観察できる透視部を有する構成としているため、被混練材料の攪拌および脱泡作業の状態を的確に判断できる。
【００４６】
▲５▼ 真空吸引機構を備える攪拌脱泡装置は、その容器ホルダ内を真空雰囲気にする構成としているため、既存の攪拌脱泡装置に後から真空吸引機構を設けて使用することができる。
【００４７】
▲６▼ 真空吸引機構を備える攪拌脱泡装置は、収納容器内からフレキシブル吸引ホースを介して接続する取付部までの経路中にフィルタを備えているため、被混練材料の比重や密度が小さな部材であっても適切に短時間で攪拌脱泡作業を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】攪拌脱泡装置の参考例を示す要部の原理図である。
【図２】攪拌脱泡装置の他の参考例を示す要部の原理図である。
【図３】この発明の攪拌脱泡装置の要部の原理図である。
【符号の説明】
１攪拌脱泡装置
２本体格納ケース
３ケース取付部
４収納容器
４ａ容器蓋
５容器ホルダ
６公転機構
６ａ駆動モータ
６ｂ回転駆動部
７自転機構
８回転体
９バランサー
１０真空吸引機構
１１取付部
１２吸引ホース
１３真空吸引ポンプ
１４表示部
１５バルブ
１６フレキシブル吸引ホース
１７フィルタ
１８気密板
１９回転軸シール
２０攪拌脱泡装置
２１取付部
２２回動支持部
２５容器ホルダ
２５ａ押さえ蓋部
２５ｂシールリング
３０真空吸引機構
４０光源部
４１撮影カメラ
４２視認手段
Ａ真空室
Ｂ大気室
Ｗ被混練材料

Claims

攪拌および脱泡を行う被混練材料を収納容器に収納し、その収納容器を自転機構および公転機構を介して自転および公転させながら攪拌および脱泡を行う攪拌脱泡装置において、
前記収納容器を保持する容器ホルダに設置した状態でその収納容器内を密閉する押さえ蓋と、この押さえ蓋に設けたフレキシブル吸引ホースと、このフレキシブル吸引ホースを回動自在に支持する取付部と、この取付部に設けた吸引ホースと、この吸引ホースに接続した真空ポンプと、この真空ポンプにより真空吸引する経路中に設けたバルブとから構成されることを特徴とする攪拌脱泡装置。
前記被混練材料の収納容器内からフレキシブル吸引ホースを介して接続する取付部までの経路中にフィルタを設けたことを特徴とする請求項１に記載の攪拌脱泡装置。
前記被混練材料の攪拌あるいは脱泡状態を視認手段により視認できるように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の攪拌脱泡装置。