JP4106474B2 - 遊星運動式撹拌脱泡装置 - Google Patents

Description

本発明は、被撹拌脱泡物質を入れた容器に自転運動と公転運動とを与えて、容器に入れた被撹拌脱泡物質を撹拌脱泡できるようにした遊星運動式撹拌脱泡装置に関する。

従来、接着剤の混合をはじめ粘性物質の混合は、容器内の粘性物質液体を羽根等で回転させて撹拌し、その際、発生する気泡は真空ポンプにより減圧して脱泡するのが一般的であった。しかし、このような処理では粘性物質の混合脱泡は長時間以上かかる上に、装置も大型化し高価にならざるを得なかった。１９８０年以来、特開昭５５−７０３３３号公報、特開昭６３−２９１６３５号公報等が公開され、特開平１１−１７９１８１号公報などに解説されているように、容器内の被撹拌脱泡物質に対し、容器に自転運動と公転運動とを与えれば、撹拌脱泡が容易にできることが公知になり、遊星運動式撹拌脱泡装置が出現した。しかし、この方法を利用する撹拌脱泡装置のうち、特開昭５５−７０３３３号公報、特開昭６３−２９１６３５号公報、特開２０００−１７６２６８号公報、特開２００３−２９０６４２号公報などに示すものは、公転用電動機から歯車又はベルトで伝動されて容器ホルダ及び容器が自転できるようにしているため、自転回転数が公転回転数の一定比率に制約される、伝動装置の寿命が短いなどの欠点があり、また、特開平６−７１１１０号公報などに示すものは、公転回転数と自転回転数とをそれぞれ独立的に作動できる利点があるが、容器自転用の歯車又はベルト伝動装置が複雑で広い場所を必要とする、伝動装置が高価な割に寿命が短いなどの欠点があった。
そこで、公転用電動機により回転する回転フレームに、容器ホルダーと自転用電動機を搭載し、回転フレーム上の自転用電動機に給電できるようにした特開平１０−４３５６７号公報の図４に示すものが考えられ、同公報［００３８］に記載されているように、「回転体４の底部には公転軸３に同心状に固定された同心円状を成す回転接触子２３が設けられ、さらにベアリング２の上部に位置しべ一ス１に固着された固定側接触子２４が同様の同心円状に形成し配置され、互いに回転状態にあっても摺動自在に通電部を対峙接触する回転形接触子を形成して、電力が供給されるように構成され、自転駆動モータ１１に電力を供給し、回転駆動するように構成されている。」としたが、このような装置では、公転軸３が５００ｒｐｍ以上の回転数を必要とする場合は、回転接触子２３の回転が困難と認められ実用化されなかった。
そこで本発明者は、回転フレームの高速公転にも対応して回転フレーム上の自転用電動機に給電できる給電装置を開発することに成功し、本発明を完成した。
特開昭５５−７０３３３号公報 特開昭６３−２９１６３５号公報 特開平１１−１７９１８１号公報 特開２０００−１７６２６８号公報 特開２００３−２９０６４２号公報 特開平６−７１１１０号公報 特開平１０−４３５６７号公報

本発明は、高速回転する回転フレーム上の、容器ホルダを自転するための電動機に給電できるようにした遊星運動式撹拌脱泡装置を提供するものである。
また、本発明は、容器の自転運動のための複雑な伝動機構を必要とせず、容器に対する公転運動と容器に対する自転運動とを、それぞれ自由に独立的に設定できるようにして、撹拌能力と脱泡能力とをそれぞれ向上させた遊星運動式撹拌脱泡装置を提供するものである。
さらに、本発明は、機構簡単で故障少なく、取扱容易で安価に製作できる遊星運動式撹拌脱泡装置を提供するものである。

本発明遊星運動式撹拌脱泡装置は、上記課題を達成するため、図示するように、回転フレーム２０と、回転フレーム２０に回転可能に軸支した容器ホルダ１０と、容器ホルダ１０に着脱可能に嵌着乃至係着する容器１１と、回転フレーム２０に設けられた電動機３０（以下、自転用電動機３０という）であって容器ホルダ１０の回転軸１０１に連結されたものと、回転フレーム２０の回転軸２１に電気絶縁されて取りつけられた電導性リング４１を複数個設けた電導性リング装置４０であって回転フレーム２０に配線できるようにしたものと、カーボンブラシ５１を電導性リング４１に電気接触させて外部から給電できるようにしたカーボンブラシ装置５０と、回転フレーム２０の回転軸２１に連結した電動機６０（以下、公転用電動機６０という。）とを備えてなり、容器１１に自転運動と公転運動とを与えて、容器１１に入れた被撹拌脱泡物質を撹拌脱泡できるようにしたものである。
また、本発明遊星運動式撹拌脱泡装置は、上記課題を達成するため、図示するように、電導性リング装置４０が、電気絶縁性合成樹脂円筒４２の外周面に電導性リング４１数に対応する縦溝４２１を形成して各電導性リング４１に結線した絶縁電線４１１をそれぞれ敷設し、上面４２０に立設した各接続端子４０１にそれぞれ電気接続し、絶縁電線４０２ を回転フレーム２０に配線できるようにしたものである。
また、本発明遊星運動式撹拌脱泡装置は、上記課題を達成するため、図示するように、電導性リング装置４０が、回転フレーム２０の回転軸２１に穿設した１又は２以上の横孔２１１と横孔２１１に連通した縦孔２１２を介して絶縁電線４０２を回転フレーム２０に配線できるものである。
また、本発明遊星運動式撹拌脱泡装置は、上記課題を達成するため、図示するように、カーボンブラシ装置５０が、角棒状のカーボン体５００と圧縮巻バネ５１１と電導性接触子５１３とカーボン体５００に電気結合すると共に電導性接触子５１３に電気結合した電導線５１２とからなるカーボンブラシ５１と、カーボンブラシ５１のカーボン体５００の上面と両側面を摺動可能に挿入できるようにした電気絶縁性合成樹脂５２１と、カーボン体５００の下面を摺動可能に挿入できるようにすると共に、電導性接触子５１３に電気接触した電導性金属板５２２とを、電導性リング４１数に対応した数を設けて積み重ね絶縁固着しているものを備えているものである。
本発明において、公転用電動機は、直流電動機、交流電動機いずれも使用でき、また、これらの電動機の回転数は公知の電動機回転速度制御装置で可変できるものである。
また、自転用電動機は、直流電動機、交流電動機いずれも使用でき、また、これらの電動機の回転数は公知の電動機回転速度制御装置で可変できるものである。
また、本発明において、電導性リングは、回転フレームの回転軸を高速回転させるため、電導性のよい電流密度の大きいエンドレスの銅合金製が好ましい。
また、本発明において、カーボンブラシは、電気黒鉛質、黒鉛質、金属黒鉛質、合成樹脂含浸黒鉛質等からなり、高速回転する電導性リングに常時、電気接触するため、電導性のよい電流密度の大きい銅粉、銀粉等の混入した金属黒鉛質が好ましい。

本発明装置は、高速回転できるようにした、電導性リング装置とカーボンブラシ装置を設けているので、公転回転数が高速になっても回転フレーム上の自転電動機に安定的に給電できると共に、容器に対する公転回転数や自転回転数を独立的にそれぞれ別個に自由に設定できるので、被撹拌脱泡物質の粘性に応じた撹拌と脱泡ができ、これらの物質の混合撹拌や脱泡が高精度かつ短時間に仕上げられる。
また、本発明装置は、容器の自転に必要な自転用電動機は小型で済み、容器ホルダーを自転させるための公転用電動機や自転用電動機の機械的伝導装置を必要としないので、それだけ装置全体の小型化及び軽量化ができ、また、前記機械的伝導装置がないので耐用年数も長くなる。

本発明装置は、回転フレーム、容器ホルダ、容器、自転用電動機、電導性リング装置、カーボンブラシ装置、公転用電動機及びケースからなっている。

本発明装置の実施例１が図１乃至図９に示されている。本発明実施例１に示す遊星運動式撹拌脱泡装置は、回転軸２１に取り付けられた回転フレーム２０と、回転フレーム２０にそれぞれ搭載した自転用電動機３０、容器ホルダ１０及び容器１１と、回転フレーム軸２１に設けた電導性リング装置４０と、電導性リング装置４０と電気接触するカーボンブラシ装置５０と、回転フレーム２０の回転軸２１に連結する公転用電動機６０と、ケース７０とからなっている。
回転フレーム２０は、水平部（中央部）２０１とその両端に連設された傾斜部２０２、２０２とからなり、各傾斜部２０２は、それぞれ１個の自転用電動機３０と、各自転用電動機３０の軸３１にフレキシブルカツプリング３１１を介して連結されて駆動回転される回転軸１０１を設けた容器ホルダ１０と、各容器ホルダ１０にゴム・合成樹脂硬化成形物１２を介して着脱可能に嵌着乃至係着して自転できるようにした容器１１を設けている。
電導性リング装置４０は、回転フレーム２０の回転軸２１に外嵌して固着した電気絶縁 性合成樹脂円筒４２と、円筒４２の外周面に一定間隔毎に固着したエンドレスの電導性がよく電流密度の大きい銅合金板からなる３個の電導性リング４１（１）、４１（２）、４１（３）を備えている。
円筒４２は、外周面に電導性リング４１数に対応する縦溝４２１を形成して、各電導性リング４１（１）、４１（２）、４１（３）に結線した絶縁電線４１１（１）、４１１（２）、４１１（３）を縦溝４２１（１）、４２１（２）、４２１（３）に敷設して上面４２０に立設した各接続端子４０１（１）、４０１（２）、４０１（３）に電気接続し、各 接続端子４０１（１）、４０１（２）、４０１（３）は、それぞれ、絶縁電線４０２を介 して各自転用電動機３０等にコードボックス２０３から配線されている。
上述のように、実施例１に示す電導性リング装置４０は、小型軽量容易かつ安価に製作でき、円筒４２の外周面の縦溝４２１を介して配線できるので配線が極めて簡単容易にできる。
カーボンブラシ装置５０は、前記各電導性リング４１に圧縮巻バネ５１１を介して電気接触する３個のカーボンブラシ５１が設けられて外部から給電される。
カーボンブラシ装置５０は、図５、図６、図７及び図８に示すように、角棒状のカーボン体５００（１）、５００（２）、５００（３）と圧縮巻バネ５１１（１）、５１１（２）、５１１（３）と電導性接触子５１３（１）、５１３（２）、５１３（３）とカーボン体５００（１）、５００（２）、５００（３）に電気結合すると共に、電導性接触子５１３（１）、５１３（２）、５１３（３）に電気結合した導線５１２（１）、５１２（２）、５１２（３）とからなるカーボンブラシ５１（１）、５１（２）、５１（３）と、カーボン体５００（１）、５００（２）、５００（３）の各上面と各両側面を摺動可能に挿入できるようにした電気絶縁性合成樹脂５２１（１）、５２１（２）、５２１（３）と、カーボン体５００（１）、５００（２）、５００（３）の各下面に摺動可能に挿入できるようにすると共に、接触子５１３（１）、５１３（２）、５１３（３）に電気接触できるようにした電導性金属板５２２（１）、５２２（２）、５２２（３）とからなり、電導性リング４１数に対応した数を設けて積み重ねそれぞれ絶縁固着したものである。
７３及び７４は、カーボンブラシ装置５０を保持するフレームである。なお、５２４は電気絶縁性合成樹脂板である。
カーボンブラシ５１（１）、５１（２）、５１（３）は、金属板５２２（１）、５２２（２）、５２２（３）の接続端子５２３（１）、５２３（２）、５２３（３）が外部電源に電気接続されている。
上述のように、実施例１に示すカーボンブラシ装置５０は、電導性リング４１数に対応した数のカーボンブラシ５１を積み重ね方式で形成しているので、安定性がよく、製作容易で軽量小型安価に済む。
自転用電動機３０は、カーボンブラシ装置５０と外部電源との間に電動機回転速度制御装置（図示しない）を介在させている。
公転用電動機６０は、電動機軸６１、フレキシブルカツプリング６２を介して、回転フレーム２０の回転軸２１を駆動回転するもので、電動機回転速度制御装置（図示しない）を介して、外部電源（図示しない）から給電される。
容器ホルダ１０は、自転用電動機３０により駆動回転されると共に、容器１１を嵌着乃至係着して回転できるものである。
すなわち、本実施例では、容器ホルダ１０の側壁１０２内面と容器１１の側部１１１外面との間、又は、容器ホルダ１０の側壁１０２内面及び底壁１０３内面と容器１１の側部１１１外面及び底部１１２外面との間に、シリコーンゴム、ポリウレタン樹脂その他の常温硬化形のゴム・合成樹脂液を流入させて硬化させ容器１１を容器ホルダ１０に対し着脱可能に嵌合乃至係着させたもの１２を介在させている。
ゴム・合成樹脂硬化成形物１２は、容器１１を着脱可能に嵌着乃至係着するが、着脱をさらに容易にするため、硬化成形物１２は、容器１１の側部１１１外面に接する内面１２１に１個又は複数個の小縦溝１２１１を設けている。また、ゴム・合成樹脂硬化成形物１２自体を、容器ホルダ１０から容易に着脱可能にするために、容器ホルダ１０の側壁１０２内面に接する外面１２２に１個又は複数個の小縦溝１２２１を設けている。
ケース７０は、密閉箱で蓋７４により開閉される。
各容器１１に被撹拌脱泡物質を入れて、容器ホルダ１０と共に回転できるように容器ホルダー１０内に嵌着乃至係着する。
次に、ケース７０の蓋７４をしめて、公転用電動機６０と各自転用電動機３０に対し、それぞれ電動機回転速度制御装置（図示しない）により、それぞれ予め設定した電動機回転数をダイヤル合わせして所定時間（分）運転すれば、容器１１内の被撹拌脱泡物質は、極く短時間で、容器１１の自転運動及び公転運動により、均一混合撹拌されると共に脱泡されることになる。

本発明装置の実施例２が図１０に示されている。本発明実施例２に示す遊星運動式撹拌脱泡装置は、回転軸２１に取り付けられた回転フレーム２０と、回転フレーム２０にそれぞれ搭載した自転用電動機３０、容器ホルダ１０及び容器１１と、回転フレーム軸２１に設けた電導性リング装置４０と、電導性リング装置４０と電気接触するカーボンブラシ装置５０と、回転軸２１に穿孔した回転軸配線装置２００と、回転フレーム２０の回転軸２１に連結する公転用電動機６０と、ケース７０とからなっている。
回転軸２１に取りつけられた回転フレーム２０、回転フレーム２０にそれぞれ搭載した 自転用電動機３０、容器ホルダ１０及び容器１１、回転フレーム軸２１に設けた電導性リ ング装置４０と、電導性リング装置４０と電気接触するカーボンブラシ装置５０と、回転 フレーム２０の回転軸２１に連結する公転用電動機６０と、ケース７０とは、実施例１と同じであるので、詳細説明は省略する。
回転軸装置２００は、前記回転フレーム２０を回転可能にする回転軸２１に、電導性リング装置４０の各接続端子４０１に近接した２個の穿孔された横孔（斜孔）２１１と横孔２１１に連通した縦孔２１２であって頂面２１０まで穿孔されたものとを設けると共に、電導性リング装置４０の各接続端子４０１に電気接続された絶縁電線４０２であって回転軸２１の横孔２１１及び縦孔２１２を通じて回転フレーム２０上のコードボックス２０３から自転用電動機３０等に配線されたものである。
従って、各容器１１に被撹拌脱泡物質を入れて、容器ホルダ１０に共に回転できるように嵌着乃至係着し、次に、ケース７０の蓋７４をしめて、公転用電動機６０と各自転用電動機３０に対し、電動機回転速度制御装置（図示しない）により、それぞれ予め設定した電動機回転数をダイヤル合わせして所定時間運転すれば、実施例１と同様に、容器１１内の被撹拌脱泡物質は、短時間で、容器１１の自転運動及び公転運動により、均一混合撹拌されると共に脱泡されることになる。

本発明装置は、機構簡単、小型軽量、安価に製作できる。

本発明装置の実施例を示す全体概略説明図である。 図１の電導性リング装置の説明図である。 図１の電導性リング装置の別の説明図である。 図１の電導性リング装置のさらに別の説明図である。 図１のカーボンブラシ装置の説明図である。 図１のカーボンブラシ装置の別の説明図である。 図１の電導性リング装置とカーボンブラシ装置の関係を示す説明図である。 図１の電導性リング装置とカーボンブラシ装置の関係を示す別の説明図である。 図１の容器ホルダと容器との関係を示す説明図である。 本発明装置の別の実施例を示す全体概略説明図である。

符号の説明

１０ 容器ホルダ
１０１ 容器ホルダの回転軸
１１ 容器
２０ 回転フレーム
２１ 回転フレーム軸
２００ 回転軸配線装置
２１１ 横孔
２１２ 縦孔
３０ 自転用電動機
４０ 電導性リング装置
４０１ 接続端子
４０２ 絶縁電線
４１ 電導性リング
４１１ 絶縁電線
４２ 電気絶縁性合成樹脂
４２０ 円筒上面
４２１ 円筒縦溝
５０ カーボンブラシ装置
５１ カーボンブラシ
５００ カーボン体
５１１ 圧縮巻バネ
５１２ 電導線
５１３ 電導性接触子
５２１ 電気絶縁性合成樹脂
５２２ 電導性金属板
６０ 公転用電動機
７０ ケース

Claims (4)

1. 回転フレーム（２０）と、回転フレーム（２０）に回転可能に軸支した容器ホルダ（１０ ）と、容器ホルダ（１０）に着脱可能に嵌着乃至係着する容器（１１）と、回転フレーム（２０）に設けられた電動機（３０）（以下、自転用電動機（３０）という）であって容器ホルダ（１０）の回転軸（１０１）に連結されたものと、回転フレーム（２０）の回転軸（２１）に電気絶縁されて取りつけられた電導性リング（４１）を複数個設けた電導性リング装置（４０）であって回転フレーム（２０）に配線できるようにしたものと、カーボンブラシ（５１）を電導性リング（４１）に電気接触させて外部から給電できるようにしたカーボンブラシ装置（５０）と、回転フレーム（２０）の回転軸（２１）に連結した電動機（６０）（以下、公転用電動機（６０）という。）とを備えてなり、容器（１１）に自転運動と公転運動とを与えて、容器（１１）に入れた被撹拌脱泡物質を撹拌脱泡できるようにしたことを特徴とする遊星運動式撹拌脱泡装置。
2. 電導性リング装置（４０）が、電気絶縁性合成樹脂円筒（４２）の外周面に電導性リング（４１）数に対応する縦溝（４２１）を形成して各電導性リング（４１）に結線した絶縁電線（４１１）をそれぞれ敷設し、上面（４２０）に立設した各接続端子（４０１）にそれぞれ電気接続し、回転フレーム（２０）に配線できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の遊星運動式撹拌脱泡装置。
3. 電導性リング装置（４０）が、回転フレーム（２０）の回転軸（２１）に穿設した１又は２以上の横孔（２１１）と横孔（２１１）に連通した縦孔（２１２）を介して絶縁電線（ ４０２）を回転フレーム（２０）に配線できるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の遊星運動式撹拌脱泡装置。
4. カーボンブラシ装置（５０）が、角棒状のカーボン体（５００）と圧縮巻バネ（５１１）と電導性接触子（５１３）とカーボン体（５００）に電気結合すると共に電導性接触子（ ５１３）に電気結合した電導線（５１２）とからなるカーボンブラシ（５１）と、カーボンブラシ（５１）のカーボン体（５００）の上面と両側面を摺動可能に挿入できるようにした電気絶縁性合成樹脂（５２１）と、カーボン体（５００）の下面を摺動可能に挿入できるようにすると共に、電導性接触子（５１３）に電気接触した電導性金属板（５２２）とを、電導性リング（４１）数に対応した数を設けて積み重ね絶縁固着しているものを備えていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の遊星運動式撹拌脱泡装置。

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