JP4084493B2 - 攪拌脱泡装置 - Google Patents

Description

【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，各種粉体等のような流動性を有する材料（以下「被混練物」という）を収容した容器を公転させながら自転させることにより、該被混練物の攪拌及び脱泡を行う攪拌脱泡装置に係り、特に容器の自転速度を可変できるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、被混練物を収容した容器を容器ホルダに保持して公転させながらその公転軌道上で自転させるように構成した攪拌脱泡装置が、一般に知られている。
この種の従来の装置においては、容器の公転によって容器内の被混練物に遠心力が働き、その遠心力で被混練物が容器の内壁に押圧されて脱泡され、さらに容器の自転によって容器内の被混練物が攪拌され混練される。
【０００３】
また、この種の従来の装置においては、容器の公転速度（公転数）と自転速度（自転数）の比率（以下「速比」という）は一般に固定されており、例えば公転速度１０００ｒｐｍに対して、自転速度が１０００ｒｐｍ，５００ｒｐｍ，３００ｒｐｍのいずれかに固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、公転速度を固定した場合における、被混練物の攪拌に都合の良い自転速度と、被混練物の脱泡に都合の良い自転速度とは、一般に異なることが知られている。
例えば、公転速度を１０００ｒｐｍに固定した場合において、自転速度を種々変化させた場合の被混練物の攪拌及び脱泡の状況を、表１に示す。
【０００５】
【表１】

【０００６】
表１によれば、攪拌については自転速度が速い方が都合が良く、脱泡については自転速度が遅い方が都合が良いことが分かる。
ここで、自転速度が遅い方が脱泡が良好なのは、容器をゆっくりと自転させることで、容器の内壁に押圧される被混練物の泡立ちが減るからである。ただし、自転速度を０にすると、被混練物が分離・凝縮する遠心分離状態となり、攪拌が行われなくなる。よって、脱泡については、被混練物の泡立ちが少ない範囲のゆっくりした自転速度が都合が良いことになる。
【０００７】
従って、従来の装置においては速比が固定されているため、例えば公転速度１０００ｒｐｍに対して自転速度が５００ｒｐｍで固定されている機種においては、脱泡性能が幾分か犠牲にされていたことになる。
【０００８】
一方、速比を連続的に可変できるようにしたものとしては、特開平１０−４３５６８号公報の請求項２に記載の混練装置（以下「従来の混練装置」という）が知られている。
【０００９】
この従来の混練装置は、図４に示すように、「支持体３に支持される公転駆動モータ１０１により回転駆動される公転軸２１に回転体７を取付け、回転体７の遠心側に、容器８を支持する容器ホルダ９を公転軸２１に対し傾斜した軸線の周りに自転可能に取り付けた混練装置において、容器ホルダ９には自転プーリー３２を同軸に設け、公転軸２１を挟んで容器ホルダ９と反対側の回転体７上に自転プーリー３２と同一径の自転力付与プーリー３３を設け、自転力付与プーリー３３と自転プーリー３２との間に、両プーリー間に掛け渡された丸ベルト４１を両プーリー間で屈曲させる案内プーリー３８を設け、公転軸２１の周囲に公転軸２１と同軸に配置した環状体３４を自転力付与プーリー３３と連動可能に連結するとともに、環状体３４を支持体３に支持された自転駆動モータ１０２により回転駆動するようにした」ものであり、「自転駆動モータ１０２の回転駆動力を公転軸２１と同心の環状体３４から自転力付与プーリー３３を介して自転プーリー３２に伝達することができるので、容器８を保持する容器ホルダ９を公転駆動モータ１０１による公転駆動制御とは独立して自転駆動制御することができる」という作用を奏するものである。
即ち、この従来の混練装置は、自転駆動モータ１０２の回転駆動力によって環状体３４の回転速度を連続的に変更することにより、容器８の自転速度を連続的に可変できるものである。
【００１０】
しかしながら、かかる従来の混練装置においては、公転駆動モータ１０１の他に、環状体３４の回転速度を連続的に変更するための自転駆動モータ１０２が必要であり、容器の自転速度を可変するための構成がやや複雑であるという問題があった。
一方、被混練物の攪拌に都合の良い自転速度（高速）と、被混練物の脱泡に都合の良い自転速度（低速）との間には、ある程度の隔たりがあるため、被混練物の攪拌・脱泡をともに良好に行うにあたり、従来の混練装置のように容器の自転速度を連続的に可変することは、必ずしも必要でない。
【００１１】
そこで、本発明は、簡易な構成で容器の自転速度を可変でき、容器の自転速度を連続的に可変させなくても被混練物の攪拌・脱泡がともに良好に行われる、攪拌脱泡装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するためになされたものであり、その目的は、（１）まず、『被混練物を収容した容器を公転させながら自転させることにより、該被混練物の攪拌及び脱泡を行う攪拌脱泡装置であって、一つのモータの駆動により前記容器に対し公転力及び自転力が付与され、かつ、前記容器の自転速度を多段に可変できる自転速度多段可変機構を有する』攪拌脱泡装置により実現してもよい。
【００１３】
即ち、この攪拌脱泡装置によれば、二つのモータでなく一つのモータを用いるので、構成が簡易であり、容器の自転速度を連続的ではないが多段に可変できるので、被混練物の攪拌・脱泡がともに良好に行われる。
【００１４】
また、（２）『前記自転速度多段可変機構が、被混練物の攪拌に都合の良い一又は多種類の自転速度と、被混練物の脱泡に都合の良い一又は多種類の自転速度とを、切換可能である』ものとしてもよい。
【００１５】
即ち、この攪拌脱泡装置によれば、装置の作動当初は攪拌に都合の良い自転速度（高速）で攪拌を行い、所定の時間の経過後に脱泡に都合の良い自転速度（低速）で攪拌を行うことにより、被混練物の攪拌・脱泡がともに良好に行われ、結果として前記目的が達成される。
ここで、攪拌に都合の良い自転速度と脱泡に都合の良い自転速度は、ともに一又は多種類の自転速度の内から適宜選択されうるものである。
【００１６】
また、（３）攪拌脱泡装置（例えば図１乃至図３参照）は、『支持体３に支持される一つのモータ５と、支持体３に対し回転可能に取り付けられ、モータ５から付与される駆動力により回転する公転軸２１と、公転軸２１に固定される回転体７と、回転体７の一方の遠心側に、自転軸２２を介して回転体７に対し回転可能に取り付けられる自転プーリー３２と、自転プーリー３２と同軸に設けられ、被混練物を収容する容器８を保持する容器ホルダ９と、回転体７の他方の遠心側に、プーリー軸２３を介して回転体７に対し回転可能に取り付けられ、上段プーリー３３ａと下段プーリー３３ｂとを有する自転力付与プーリー３３と、公転軸２１に対し回転可能に取り付けられる環状体３４と、自転プーリー３２と上段プーリー３３ａとの間に掛け回される無端状の第一ベルト（丸ベルト４１）と、下段プーリー３３ｂと環状体３４との間に掛け回される無端状の第二ベルト（上ベルト４２）と、を含む攪拌脱泡装置１において、環状体３４の回転速度を多段に切り換えることにより、容器８の自転速度を多段に可変できる自転速度多段可変機構を有する』ようにしてもよい。
【００１７】
即ち、この攪拌脱泡装置は、前記（１），（２）の攪拌脱泡装置を具体化したものであり、これによれば、環状体３４の回転速度を多段に切り換えることにより、容器８の自転速度を多段に可変でき、結果として前記目的が達成される。前記の混練装置と比較すると、環状体３４の回転速度を多段に切り換えうる自転速度多段可変機構を有する点に特徴がある。ここで、「自転速度多段可変機構」とは、（４）の攪拌脱泡装置の他に、環状体３４の回転速度を多段に切り換えることができるような、すべての構成を含むものであり、例えば歯車の組み合わせにより多段変速を行う歯車方式であっても良い。
【００１８】
また、（４）の攪拌脱泡装置（例えば図１乃至図３参照）は、（３）の攪拌脱泡装置において、『前記自転速度多段可変機構が、上側プーリー３４ａと下側プーリー３４ｂとを有する前記環状体３４と、公転軸２１に固定される公転プーリー３１と、支持体３に対し回転可能に取り付けられる切換軸２４と、切換軸２４に固定される上プーリー３５と、切換軸２４に対し回転可能に取り付けられ、公転プーリー３１より大径に形成される下プーリー３６と、切換軸２４における上プーリー３５と下プーリー３６との間に設けられ、一方向のみの回転力を伝達する一方向クラッチ３７と、下段プーリー３３ｂと上側プーリー３４ａとの間に掛け回される無端状の前記第二ベルト（上ベルト４２）と、下側プーリー３４ｂと上プーリー３５との間に掛け回される無端状の第三ベルト（中ベルト４３）と、下プーリー３６と公転プーリー３１との間に掛け回される無端状の第四ベルト（下ベルト４４）と、切換軸２４の停止又は回転を切り換える切換手段５０と、を含む』ものであってもよい。
【００１９】
即ち、この攪拌脱泡装置は、（３）の攪拌脱泡装置における自転速度多段可変機構を具体化したものであり、これによれば、切換手段５０により切換軸２４の回転を停止すると、自転速度が速い攪拌モードになり（例えば図２参照）、切換手段５０により切換軸２４の回転を可能とすると、自転速度が遅い脱泡モードになり（例えば図３参照）、結果として前記目的が達成される。ここで、「切換手段５０」とは、（５）の攪拌脱泡装置の他に、切換軸２４の停止又は回転を切り換えることができるような、すべての構成を含むものであり、例えばディスクブレーキやバンドブレーキ等のブレーキ手段であっても良い。
【００２０】
さらに、（５）の攪拌脱泡装置（例えば図１参照）は、（４）の攪拌脱泡装置において、『前記切換手段５０が、電磁コイル５２ｂと、電磁コイル５２ｂから突出した状態で切換軸２４に形成したキー溝２４ａに嵌合するキー５２ｄを有する可動鉄芯５２ｃと、電磁コイル５２ｂに引き込まれた状態で可動鉄芯５２ｃを吸着保持する永久磁石５２ｆと、を含むソレノイド５２である』ものである。
【００２１】
即ち、この攪拌脱泡装置は、（４）の攪拌脱泡装置における切換手段５０を具体化したものであり、これによれば、切換軸２４の停止又は回転を、電磁コイル５２ｂの作動によって出没する可動鉄芯５２ｃにより切り換えることができ、しかも、電磁コイル５２ｂに吸引された可動鉄芯５２ｃは永久磁石５２ｆに吸着保持されるので、停電時に電磁コイル５２ｂの作動が停止した場合であっても、可動鉄芯５２ｃが突出することがなく安全であり、結果として前記目的が達成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る攪拌脱泡装置における好適な実施の形態に関し、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、各軸には２０番台の符号を、各プーリーには３０番台の符号を、各ベルトには４０番台の符号を、切換手段に係る構成には５０番台の符号を、それぞれ付してある。
【００２３】
１．攪拌脱泡装置の構成
まず攪拌脱泡装置の構成に関し、主に図１を参照しつつ説明する。なお、説明の便宜上、（１）前提構成、（２）自転速度多段可変機構、（３）切換手段、（４）各プーリーの径と回転速度との関係の順に、各構成に関し説明する。
【００２４】
（１）前提構成
攪拌脱泡装置１は、有底筒状に形成された本体容器２と蓋体（図示外）とを備え、本体容器２内には、防振用の複数のばね４を介して、支持体３が水平に保持されている。
この支持体３の中央部の下面には、容器８に対し自転力及び公転力を付与する一つのモータ５が支持されている。このモータ５の回転速度は可変できるので、公転速度を高速から低速まで可変でき、攪拌脱泡装置１を様々な用途に適用することができる。
また、支持体３の中央部には、モータ５の出力軸に直結され、モータ５から付与される駆動力により回転する公転軸２１が、支持体３に対し垂直かつ回転可能に取り付けられている。なお、ここでの公転軸２１は、モータ５の出力軸と同軸に直結されているが、公転軸２１と該出力軸とを、歯車列等の減速機構を介して連結することもできる。
さらに、支持体３の他方側（図の右側）の下面には、後述する切換手段５０との重量バランスを保つためのバランスおもり６が支持されている。
【００２５】
次に、公転軸２１の上端には、回転体７が固定されている。
この回転体７の一方の遠心側（図の左側）には、自転軸２２が、公転軸２１に対し傾斜して、回転体７に対し上向きに突出し回転可能に取り付けられている。
なお、ここでの自転軸２２は、内向き姿勢で水平面に対し約４５゜の角度で傾斜しているが、この傾斜角度は、０゜（水平）〜９０゜（垂直）の範囲内の任意の角度に設定することができる。
また回転体７の他方の遠心側（図の右側）には、プーリー軸２３が、公転軸２１と平行に（即ち垂直に）、回転体７に対し下向きに突出して固定されている。
なお、自転軸２２とプーリー軸２３の中心は、公転軸２１を挟んで対称かつ等距離の位置にある。
【００２６】
ここで、自転軸２２の上端には、被混練物を収容する容器８を保持する容器ホルダ９が同軸に設けられている。また容器ホルダ９の外周面の下部には、自転プーリー３２が形成されている。即ち、自転プーリー３２は、自転軸２２を介して回転体７に対し回転可能に取り付けられている。
また、プーリー軸２３には、自転力付与プーリー３３が回転可能に取り付けられている。即ち、自転力付与プーリー３３は、プーリー軸２３を介して回転体７に対し回転可能に取り付けられている。なお自転力付与プーリー３３は、その外周面に、同一径の上段プーリー３３ａと下段プーリー３３ｂとを有する（図２及び図３参照）。
【００２７】
また、回転体７における容器ホルダ９の対称側には、容器８及び容器ホルダ９との重量バランスを保つためのバランス調整機構１０が設けられており、回転体７における略中央部には、案内プーリー３８が、紙面に直交する軸の回りに回転可能に取り付けられている。
【００２８】
一方、公転軸２１における回転体７の下側には、環状体３４が、公転軸２１に対し回転可能に取り付けられている。この環状体３４の回転速度が、後述する自転速度多段可変機構によって多段に切り換えられることにより、容器８の自転速度が多段に可変されることになる。なお環状体３４は、その外周面に、同一径の上側プーリー３４ａと下側プーリー３４ｂとを有する（図２及び図３参照）。
【００２９】
また、自転プーリー３２と上段プーリー３３ａとの間には、案内プーリー３８を介して、無端状の第一ベルトであり丸形断面を呈する丸ベルト４１が掛け回されており、下段プーリー３３ｂと上側プーリー３４ａとの間には、無端状の第二ベルトでありＶ形断面を呈する上ベルト４２が掛け回されている。
【００３０】
なお、以上に説明した前提構成は、自転駆動モータ１０２がない点を除き、「従来の混練装置」と略同様である。
【００３１】
（２）自転速度多段可変機構
自転速度多段可変機構は、環状体３４の回転速度を多段に切り換えることにより、容器８の自転速度を多段に可変するものであり、具体的には以下に説明する構成が含まれる。
【００３２】
まず、公転軸２１における環状体３４の下側には、公転プーリー３１が固定されている。
【００３３】
また、支持体３の一方側（図の左側）には、切換軸２４が、支持体３に対し垂直かつ回転可能に取り付けられている。この切換軸２４の停止又は回転が、後述する切換手段５０によって切り換えられることにより、環状体３４の回転速度が高速と低速の二段に切り換えられ、容器８の自転速度も高速（攪拌モード）と低速（脱泡モード）の二段に切り換えられる。なお、切換軸２４の下端には、後述するキー５２ｄが嵌合するキー溝２４ａが形成されている。
【００３４】
ここで、支持体３の上方に突出している切換軸２４の上側には、上プーリー３５が固定されており、その下側には、下プーリー３６が、切換軸２４に対し回転可能に取り付けられている。なお、下プーリー３６は、公転プーリー３１より大径に形成されるが、その理由及び具体例は後述する。
また、下プーリー３６の内周面と切換軸２４の外周面との間には、一方向のみの回転力を伝達する一方向クラッチ３７が設けられている。なお、一方向クラッチ３７は、切換軸２４における上プーリー３５と下プーリー３６との間に設けられていれば良い。
【００３５】
さらに、下側プーリー３４ｂと上プーリー３５との間には、無端状の第三ベルトでありＶ形断面を呈する中ベルト４３が掛け回されており、下プーリー３６と公転プーリー３１との間には、無端状の第四ベルトでありＶ形断面を呈する下ベルト４４が掛け回されている。
【００３６】
なお、以上に説明した自転速度多段可変機構は、各構成により一種の遊星減速機構をなすものである。
【００３７】
（３）切換手段
切換手段５０は、切換軸２４の停止又は回転を切り換えることにより、環状体３４の回転速度を高速と低速の二段に切り換え、容器８の自転速度を高速（攪拌モード）と低速（脱泡モード）の二段に切り換えるものであり、具体的には以下に説明する構成が含まれる。
【００３８】
まず、支持体３の一方側（図の左側）の下面には、切換軸２４を囲むように、筐体５１が支持されている。この筐体５１の周壁には、上下方向に亘り開口する長孔５１ａが穿設されており、その内周面における長孔５１ａの上部には、突設片５１ｂが設けられている。
【００３９】
また、筐体５１の内部には、ソレノイド５２が備えられている。
このソレノイド５２は、筐体５１の内周面に支持される本体ケース５２ａと、本体ケース５２ａに内装される電磁コイル５２ｂと、電磁コイル５２ｂの作動により吸引されて本体ケース５２ａ内に引き込まれる可動鉄芯５２ｃと、本体ケース５２ａに内装される永久磁石５２ｆとを含む。
可動鉄芯５２ｃの上端には、キー溝２４ａに嵌合するキー５２ｄが形成されており、その中央部には、支持軸５２ｅが貫入されている。この支持軸５２ｅが、長孔５１ａに挿通され、上向きに付勢されるばね５３を介して、突設片５１ｂに支持されている。
【００４０】
この可動鉄芯５２ｃは、常時は、ばね５３の付勢力により本体ケース５２ａから突出した状態にあり、キー５２ｄとキー溝２４ａとが嵌合して、切換軸２４の回転を停止している（図２参照）。この状態が、後述する攪拌モードである。
また可動鉄芯５２ｃは、電磁コイル５２ｂの作動時（通電時）には、電磁コイル５２ｂに吸引され、ばね５３の付勢力に抗して本体ケース５２ａに引き込まれた状態となり、キー５２ｄとキー溝２４ａとが外れて、切換軸２４の回転を可能としている（図３参照）。この状態が、後述する脱泡モードである。
さらに可動鉄芯５２ｃは、本体ケース５２ａに引き込まれた時に、永久磁石５２ｆに吸着保持される。従って、この状態において仮に停電が生じ、電磁コイル５２ｂの作動が停止したとしても、可動鉄芯５２ｃは、ばね５３の付勢力によって本体ケース５２ａから突出することがなく、安全である。
【００４１】
（４）各プーリーの径と回転速度との関係
各プーリー３１〜３６の径を、表２に示すように、それぞれＤ１〜Ｄ６（図２及び図３参照）とした場合、それらと回転速度との間には、以下のような関係が成り立つ。
【００４２】
【表２】

【００４３】
まず、前提として、自転プーリー３２の径Ｄ２と自転力付与プーリー３３の径Ｄ３，環状体３４の径Ｄ４と上プーリー３５の径Ｄ５は、回転速度を等しく伝達するために、それぞれ同一径に形成している。
【００４４】
この場合において、以上に説明した攪拌脱泡装置では、
［式１］ 自転速度＝（公転速度−環状体３４の回転速度）／速比
［式２］ 速比＝自転プーリー３２の径Ｄ２／環状体３４の径Ｄ４
という関係が成り立つ。
【００４５】
ここで、自転速度が速い攪拌モードにおいては、後述するように環状体３４は回転せず、環状体３４の回転速度は０なので、式１に代入すると、
［式３］ 自転速度＝公転速度／速比
となり、Ｄ２とＤ４との比で定まる速比によって、自転速度が決定される。
ここでは実施例として、表２に示すような径を採用しているので、速比は２．５であり、従って公転速度が２０００ｒｐｍであれば自転速度は８００ｒｐｍになる。
【００４６】
また、自転速度が遅い脱泡モードにおいては、
［式４］ 環状体３４の回転速度＝公転速度×減速比
［式５］ 減速比＝公転プーリー３１の径Ｄ１／下プーリー３６の径Ｄ６ （ただし、Ｄ１＜Ｄ６）
なので、式１に代入すると、
［式６］ 自転速度＝［公転速度×（１−減速比）］／速比
となり、Ｄ２とＤ４との比で定まる速比、及びＤ１とＤ６との比で定まる減速比によって、自転速度が決定される。かかる自転速度の決定は、遊星減速機構の原理によるものである。
ここでは実施例として、表２に示すような径を採用しているので、速比は２．５であり、減速比は１５／１６であり、従って公転速度が２０００ｒｐｍであれば自転速度は５０ｒｐｍになる。
【００４７】
２．攪拌脱泡装置の作用
次に攪拌脱泡装置の作用に関し、主に図２及び図３を参照しつつ説明する。なお、説明の便宜上、（１）攪拌モード、（２）脱泡モード、（３）実際の運転状況の順に、各作用に関し説明する。また、表２に示す実施例に係る径を有する各プーリーを備えた攪拌脱泡装置について説明するが、各プーリーの径や、さらにはモータ５の回転速度については、様々に変更できることは当然である。
なお、図２及び図３においては、自転軸２２を垂直軸として表現してある。また、同図においては、ある部材に対し回転可能に取り付けられる各軸については、各軸が隙間をもって該部材に貫入するように表現してあり、各軸を回転可能に支持する軸受については、図示を省略してある。さらに、以下においては、同図における時計回りを「右回り」、反時計回りを「左回り」と称する。
【００４８】
まず、攪拌モード及び脱泡モードにおける各構成の回転方向及び回転速度のまとめを、表３に示す。以下の説明の理解においては、同表も参照されたい。
【００４９】
【表３】

【００５０】
（１）攪拌モード（図２参照）
攪拌モードとは、攪拌脱泡装置１が、容器８に収容された被混練物の攪拌に都合の良い自転速度（例えば８００ｒｐｍ）で運転される状態を言い、後述する脱泡モードと比較して速い速度で自転が行われる。
【００５１】
まず前提として、切換手段５０により、切換軸２４の回転が停止されている。具体的には、切換軸２４のキー溝２４ａと可動鉄芯５２ｃのキー５２ｄとが嵌合している。
ここで、モータ５が左回りに２０００ｒｐｍで回転すると、公転軸２１も左回りに２０００ｒｐｍで回転する（矢印▲１▼）。
また、公転軸２１に固定される公転プーリー３１も、左回りに２０００ｒｐｍで回転する（矢印▲２▼）。
さらに、切換軸２４に対し回転可能に取り付けられる下プーリー３６が、下ベルト４４を介し左回りに１８７５ｒｐｍで回転する（矢印▲３▼）。この下プーリー３６は、公転プーリー３１より大径に形成されるので、減速比１５／１６によって減速され、公転速度よりも低い速度で回転する。
【００５２】
しかし、切換軸２４の回転は停止されているので、一方向クラッチ３７はつながらず、切換軸２４及び切換軸２４に固定される上プーリー３５は回転しない（矢印▲４▼）。
よって、公転軸２１に対し回転可能に取り付けられる環状体３４も回転しない（矢印▲５▼）。
【００５３】
一方、公転軸２１に固定される回転体７は、左回りに２０００ｒｐｍで回転する（矢印▲６▼）。同時に、自転軸２２及びプーリー軸２３も、公転軸２１を中心に左回りに２０００ｒｐｍで回転する。
すると、上ベルト４２を介して環状体３４に係合し、回転体７に対し回転可能に取り付けられる自転力付与プーリー３３は、［式３］に従い速比２．５によって減速され、右回りに８００ｒｐｍで回転する（矢印▲７▼）。即ち、自転力付与プーリー３３は、環状体３４が一回転する間に１／２．５回転する。換言すれば、自転力付与プーリー３３に付されたＡ点は、環状体３４が一回転する間にＡ１点まで移動する。
従って、回転体７に対し回転可能に取り付けられる自転プーリー３２は、丸ベルト４１を介し右回りに８００ｒｐｍで回転する（矢印▲８▼）。
【００５４】
即ち、自転プーリー３２と同軸に形成される容器ホルダ９、及び容器ホルダ９に保持される容器８は、公転軸２１を中心に左回りに公転速度２０００ｒｐｍで公転し、同時に自転軸２２を中心に右回りに自転速度８００ｒｐｍで自転する。これにより、被混練物の攪拌が良好に行われる。
【００５５】
（２）脱泡モード（図３参照）
脱泡モードとは、攪拌脱泡装置１が、容器８に収容された被混練物の脱泡に都合の良い自転速度（例えば５０ｒｐｍ）で運転される状態を言い、前記の攪拌モードと比較して遅い速度で自転が行われる。
【００５６】
まず前提として、切換手段５０により、切換軸２４の回転が可能とされている。具体的には、切換軸２４のキー溝２４ａと可動鉄芯５２ｃのキー５２ｄとが外れている。
ここで、モータ５が左回りに２０００ｒｐｍで回転すると、公転軸２１も左回りに２０００ｒｐｍで回転する（矢印▲１▼）。
また、公転軸２１に固定される公転プーリー３１も、左回りに２０００ｒｐｍで回転する（矢印▲２▼）。
さらに、切換軸２４に対し回転可能に取り付けられる下プーリー３６が、下ベルト４４を介し左回りに１８７５ｒｐｍで回転する（矢印▲３▼）。この下プーリー３６は、公転プーリー３１より大径に形成されるので、減速比１５／１６によって減速され、公転速度よりも低い速度で回転する。
【００５７】
ここで、切換軸２４の回転は可能とされているので、一方向クラッチ３７がつながって回転力が伝達され、切換軸２４及び切換軸２４に固定される上プーリー３５が、左回りに１８７５ｒｐｍで回転する（矢印▲４▼）。
よって、公転軸２１に対し回転可能に取り付けられる環状体３４も、中ベルト４３を介し左回りに１８７５ｒｐｍで回転する（矢印▲５▼）。
【００５８】
一方、公転軸２１に固定される回転体７は、左回りに２０００ｒｐｍで回転する（矢印▲６▼）。同時に、自転軸２２及びプーリー軸２３も、公転軸２１を中心に左回りに２０００ｒｐｍで回転する。
すると、上ベルト４２を介して環状体３４に係合し、回転体７に対し回転可能に取り付けられる自転力付与プーリー３３が、［式６］に従い速比２．５及び減速比１５／１６によって減速され、右回りに５０ｒｐｍで回転する（矢印▲７▼）。即ち、自転力付与プーリー３３は、環状体３４が一回転する間に１／４０回転する。換言すれば、自転力付与プーリー３３に付されたＡ点は、環状体３４が一回転する間にＡ２点まで移動する。かかる減速は、遊星減速機構の原理によるものである。
従って、回転体７に対し回転可能に取り付けられる自転プーリー３２は、丸ベルト４１を介し右回りに５０ｒｐｍで回転する（矢印▲８▼）。
【００５９】
即ち、自転プーリー３２と同軸に形成される容器ホルダ９、及び容器ホルダ９に保持される容器８は、公転軸２１を中心に左回りに公転速度２０００ｒｐｍで公転し、同時に自転軸２２を中心に右回りに自転速度５０ｒｐｍで自転する。これにより、被混練物の脱泡が良好に行われる。
【００６０】
（３）実際の運転状況
攪拌脱泡装置１は、実際には、例えば以下のように運転される。
まず、装置の作動当初において、自転速度が速い攪拌モードで運転され、主に被混練物の攪拌が行われる。
次に、所定の時間（例えば２分間）の経過後において、タイマー計時によりソレノイド５２の電磁コイル５２ｂが作動（通電）して、キー５２ｄがキー溝２４ａから外れ、自転速度が遅い脱泡モードで運転され、主に被混練物の脱泡が行われる。
その後、所定の時間（例えば３０秒間）の経過後において、装置の作動が停止され、被混練物の攪拌・脱泡がともに良好に行われた状態で作業が終了する。
【００６１】
３．その他
最後に、本発明に係る攪拌脱泡装置１と従来の混練装置との相違を、図５を参照しつつ確認する。なお、速比は２．５、公転速度は２０００ｒｐｍとして説明する。
まず、従来の混練装置は、自転駆動モータ１０２の回転駆動力によって、環状体３４の回転速度を図５に示す右下がりの直線のように連続的に変更することにより、容器８の自転速度を連続的に可変できるものである。
これに対し、本発明に係る攪拌脱泡装置１は、自転速度多段可変機構によって、環状体３４の回転速度を多段に切り換えることにより、容器８の自転速度を多段に可変できるものである。具体的には、切換手段５０によって、切換軸２４の停止と回転を切り換え、環状体３４の回転速度を図５に示す二点（０ｒｐｍの攪拌モードと１８７５ｒｐｍの脱泡モード）のように二段に変更することにより、容器８の自転速度を二段（８００ｒｐｍの攪拌モードと５０ｒｐｍの脱泡モード）に可変できるものである。
【００６２】
なお、本発明に係る攪拌脱泡装置１は、プーリーを適宜増加することにより、三段変速や四段変速というように、自転速度のさらなる多段化を図ることも可能である。この場合には、攪拌に都合の良い自転速度と脱泡に都合の良い自転速度のそれぞれを、一又は多種類とすることができる。
また、各プーリーや各ベルトに、それぞれ歯溝を形成して、回転力の伝達を確実なものとしても良く、さらに、各プーリーや各ベルトに代えて、歯車を用いても良い。
【００６３】
【発明の効果】
以上に説明したように構成した本発明に係る攪拌脱泡装置は、二つのモータでなく一つのモータを用いるので、構成が簡易であり、容器の自転速度を連続的ではないが多段に可変できるので、被混練物の攪拌・脱泡がともに良好に行われる、という顕著な効果を奏する。
【００６４】
さらに、攪拌脱泡装置が脱泡モードで作動している場合においては、自転エネルギーが公転軸に回生されることになるので、モータの負荷が軽くなり、結果として省電力化が図れる、という顕著な効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る攪拌脱泡装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】自転速度が速い攪拌モードにおける装置の動作を示す斜視図である。
【図３】自転速度が遅い脱泡モードにおける装置の動作を示す斜視図である。
【図４】従来の混練装置を示す縦断面図である。
【図５】環状体の回転速度と自転速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 攪拌脱泡装置
２ 本体容器
３ 支持体
４ ばね
５ モータ
６ バランスおもり
７ 回転体
８ 容器
９ 容器ホルダ
１０ バランス調整機構
２１ 公転軸
２２ 自転軸
２３ プーリー軸
２４ 切換軸
２４ａ キー溝
３１ 公転プーリー
３２ 自転プーリー
３３ 自転力付与プーリー
３３ａ 上段プーリー
３３ｂ 下段プーリー
３４ 環状体
３４ａ 上側プーリー
３４ｂ 下側プーリー
３５ 上プーリー
３６ 下プーリー
３７ 一方向クラッチ
３８ 案内プーリー
４１ 丸ベルト（第一ベルト）
４２ 上ベルト（第二ベルト）
４３ 中ベルト（第三ベルト）
４４ 下ベルト（第四ベルト）
５０ 切換手段
５１ 筐体
５１ａ 長孔
５１ｂ 突設片
５２ ソレノイド
５２ａ 本体ケース
５２ｂ 電磁コイル
５２ｃ 可動鉄芯
５２ｄ キー
５２ｅ 支持軸
５２ｆ 永久磁石
５３ ばね

Claims (13)

1. 支持体と、
   前記支持体に支持されるモータと
   前記支持体に対し回転可能に取り付けられ、前記モータから付与される駆動力により回転する公転軸と、
   前記公転軸の回転に伴って回転する回転体と、
   前記回転体の所定の位置に自転可能に取り付けられた、前記公転軸によって駆動される自転プーリーと、
   前記自転プーリーに固定され、前記自転プーリーと同心に自転及び公転可能な容器ホルダと、
   前記公転軸と同心軸に回転可能に構成された、上側プーリー及び下側プーリーを有する環状体と、
   前記自転プーリーと前記上側プーリーとの間で動力を伝達することによって、前記自転プーリーの自転角速度、及び、前記自転プーリーの公転角速度、並びに、前記上側プーリーの回転角速度を関連付ける上側トルク伝達機構と、
   前記公転軸と前記下側プーリーとの間で動力を伝達することによって、前記公転軸の回転角速度、及び、前記下側プーリーの回転角速度を関連付けることが可能に構成された下側トルク伝達機構と、
   を含む攪拌脱泡装置。
2. 請求項１に記載の攪拌脱泡装置において、
   前記下側トルク伝達機構は、
   前記支持体に対し回転可能に取り付けられたトルク伝達軸と、
   前記公転軸と前記トルク伝達軸との間で動力を伝達することによって、前記公転軸の回転角速度と前記トルク伝達軸の回転角速度とを関連付ける第１のトルク伝達機構と、
   前記トルク伝達軸と前記下側プーリーとの間で動力を伝達することによって、前記トルク伝達軸の回転角速度と前記下側プーリーの回転角速度とを関連付ける第２のトルク伝達機構と、
   を含む攪拌脱泡装置。
3. 請求項２に記載の攪拌脱泡装置において、
   前記第１のトルク伝達機構は、
   前記公転軸と同心軸に回転する第１のプーリーと、前記トルク伝達軸と同心軸に回転する第２のプーリーと、前記第１及び第２のプーリーに掛け回された第１のトルク伝達ベルトとを含み、
   前記第２のトルク伝達機構は、
   前記トルク伝達軸に固定されて、前記トルク伝達軸の回転に伴って回転する固定プーリーと、前記固定プーリー及び前記下側プーリーに掛け回された第２のトルク伝達ベルトとを含む攪拌脱泡装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の攪拌脱泡装置において、
   前記下側トルク伝達機構は、
   前記下側プーリーを回転させる第１の動作モード、及び、前記下側プーリーを回転させない第２の動作モードを含む複数の動作モードのいずれかで動作可能に構成されており、
   前記下側トルク伝達機構の動作モードを、前記複数の動作モードのいずれかに設定する動作モード設定機構をさらに含み、
   前記動作モード設定機構は、
   前記トルク伝達軸を回転可能に設定することによって、前記下側トルク伝達機構の動作モードを前記第１の動作モードに設定し、
   前記トルク伝達軸を回転不能に設定することによって、前記下側トルク伝達機構の動作モードを前記第２の動作モードに設定する攪拌脱泡装置。
5. 請求項４に記載の攪拌脱泡装置において、
   前記動作モード設定機構は、
   前記トルク伝達軸に接触して前記トルク伝達軸の回転を止める可動鉄芯と、
   前記可動鉄芯を、前記トルク伝達軸に接触しない第１の位置、又は、前記トルク伝達軸に接触する第２の位置で保持する可動鉄芯保持機構と、
   を含む攪拌脱泡装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の攪拌脱泡装置において、
   前記下側トルク伝達機構は、
   前記第１の動作モードにおいて、前記下側プーリーの回転角速度が前記公転軸の回転角速度よりも遅くなるように構成されている攪拌脱泡装置。
7. 請求項６に記載の攪拌脱泡装置において、
   前記固定プーリーは前記第２のプーリーよりも径が小さく、
   前記第１のプーリーと前記下側プーリーとは同じ径である攪拌脱泡装置。
8. 請求項３から請求項７のいずれかに記載の攪拌脱泡装置において、
   前記第２のプーリーは、一方向クラッチを介して、前記トルク伝達軸に取り付けられている攪拌脱泡装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の攪拌脱泡装置において、
   前記上側トルク伝達機構は、
   前記回転体の所定の位置に回転可能に取り付けられた、前記公転軸によって駆動される自転力付与プーリーと、
   前記上側プーリー及び前記自転力付与プーリーに掛け回された第１の自転力付与ベルトと、
   前記自転力付与プーリー及び前記自転プーリーに掛け回された第２の自転力付与ベルトと、を含む攪拌脱泡装置。
10. 請求項９に記載の攪拌脱泡装置において、
    前記自転力付与プーリーは、前記上側プーリーよりも径が大きい攪拌脱泡装置。
11. 請求項９又は請求項１０に記載の攪拌脱泡装置において、
    前記自転力付与プーリーと前記自転プーリーとは同じ径である攪拌脱泡装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の攪拌脱泡装置において、
    前記環状体は、前記公転軸に対して空回り可能に取り付けられている攪拌脱泡装置。
13. 請求項１から請求項１２のいずれかに記載の攪拌脱泡装置において、
    前記自転プーリーは、前記容器ホルダの側面に形成されている攪拌脱泡装置。

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