JP4818049B2 - 混合装置 - Google Patents

Description

本発明は例えば内装工事、塗装工事等で下地調整を目的としたパテ施工のためのパテや、壁装材を貼着するためのペースト状接着剤等を調整するための混合装置に関するものである。

本出願人は、例えば内装工事、塗装工場等で下地調整を目的としたパテ施工のためのパテを撹拌混合する混合装置を既に提案している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この混合装置は、パテと水等の被混合物を内部に保持した混合容器を水平に回転させる回転テーブルと、撹拌羽根を一端部に保持した逆Ｕ字状の撹拌具の他端部を装着する揺動軸とを備える。

揺動軸は一定角度範囲で揺動して撹拌羽根を容器内に配置した撹拌具に水平面内の揺動運動を与え、混合容器内の被混合物を回転テーブルによる容器回転と撹拌具揺動との相対運動によって容器内の被混合物を撹拌混合するものである。
実開平７−２４４３３号公報 特開平８−２５７３８４号公報

これらの混合装置は、内装工事、塗装工場等で下地調整を目的としたパテ施工で用いられるため、施工現場まで搬送して、その現場で混合すべき材料を混練する。そのため、現場まで搬送するに当たり、軽量化が求められているものであった。しかしながら、駆動源であるモータの回転力を減速し必要なトルクを得るために減速ギアモジュールとしてのギアヘッドで回転テーブルと撹拌羽根とに伝達していたために、ギアヘッドの重量が加わり、装置自体が重くならざるを得ないものであった。

また、パテ等の混練物は大量に混練されるとその混練物を使い切る前に固まることがあり、少量ずつ混練することが理想である。そのため、装置自体の小型化を行うためには、小型のギアヘッドを採用する必要がある。しかしながら、小型のギアヘッドではモータの回転数に応じて混練に必要な撹拌羽根の揺動トルクを達成するためには、多数のギアを用いなければならなくなり、重量が低減できず、価格も高くならざるを得ない。

更に、ギアヘッドは多数のギアを組み合わせているため、１つのギアの噛み込みがおかしくなった場合には、ギアヘッドを取り外し、問題のギアを交換するか、ギアヘッド自体を取り替える必要があり、メンテナンスが難しい問題もあった。

本発明は、メンテナンスが容易であり、装置自体を軽量化・小型化することができ、しかも安価に提供することのできる混合装置を得ることを目的とする。また、軽量化に伴う回転テーブルの軸のブレを低減することのできる混合装置を得ることを目的とする。

請求項１に記載された発明に係る混合装置は、原動機を備えた本体と、この本体上で混合すべき材料を収容した容器を着脱自在に保持する回転テーブルと、前記原動機の回転力を伝達して回転テーブルを回動させる回転伝達手段と、前記原動機に由来する回転力を揺動運動に変換する揺動伝達手段と、この揺動伝達手段によって本体側で一定の角度範囲で揺動する揺動軸と、前記回転テーブル上に保持された容器内に一端部が位置するように他端部で揺動軸に着脱自在に取付けられた略逆Ｕ字の撹拌具とを備え、容器内の材料を回転テーブルによる容器の回転運動と撹拌具の揺動運動との相対運動によって撹拌混合する混合装置において、
前記回転伝達手段として、原動機の駆動軸に取付けられたピニオンと、前記回転テーブルの下面側外周に沿って形成された袴片の内側壁面に形成された前記ピニオンと噛合する内歯車である大径ギアと、この大径ギアと一体で回転する前記回転テーブルの回転軸とを備え、
前記揺動伝達手段として、前記回転テーブルの回転軸と一体で回転する小径ギアと、この小径ギアに噛合して回転すると共に偏心した位置で連結棒の一端と連結するクランクギアと、前記揺動軸に対して固定されると共に揺動軸に対して偏心した位置で連結棒の他端と連結するレバー部材とを備え、
前記大径ギアが樹脂製又はセラミック製としたことを特徴とするものである。

請求項２に記載された発明に係る混合装置は、請求項１に記載のピニオン、小径ギア、クランクギアの何れか１つ以上を樹脂製又はセラミック製の材質を含むことを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明に係る混合装置は、請求項１又は２に記載の回転テーブルの本体側底面に前記回転テーブルの回転軸と同心円状に突設された１つ以上のガイド突起と、前記本体側に設けられた前記ガイド突起の立ち上がり側壁に当接従動する１つ以上の従動子とを備えたことを特徴とするものである。

本発明は、メンテナンスが容易であり、装置自体を軽量化・小型化することができ、しかも安価に提供することができる。また、軽量化に伴う回転テーブルの軸のブレを低減することができるという効果がある。

本発明は、原動機を備えた本体と、この本体上で混合すべき材料を収容した容器を着脱自在に保持する回転テーブルと、前記原動機の回転力を伝達して回転テーブルを回動させる回転伝達手段と、前記原動機に由来する回転力を揺動運動に変換する揺動伝達手段と、この揺動伝達手段によって本体側で一定の角度範囲で揺動する揺動軸と、前記回転テーブル上に保持された容器内に一端部が位置するように他端部で揺動軸に着脱自在に取付けられた略逆Ｕ字の撹拌具とを備え、容器内の材料を回転テーブルによる容器の回転運動と撹拌具の揺動運動との相対運動によって撹拌混合する混合装置である。

本発明では、前記回転伝達手段として、原動機の駆動軸に取付けられたピニオンと、前記回転テーブルの下面側に該テーブルと同心円状に形成された前記ピニオンと噛合する大径ギアと、この大径ギアと一体で回転する前記回転テーブルの回転軸とを備え、前記揺動伝達手段として、前記回転テーブルの回転軸と一体で回転する小径ギアと、この小径ギアに噛合して回転すると共に偏心した位置で連結棒の一端と連結するクランクギアと、前記揺動軸に対して固定されると共に揺動軸に対して偏心した位置で連結棒の他端と連結するレバー部材とを備えるため、ギアの交換も容易となり、メンテナンスが容易であり、装置自体を軽量化・小型化することができ、しかも安価に提供することができる。

即ち、本発明では、駆動軸に取付けられたピニオンによって大径ギアで回転テーブルを回動させるため、ピニオンと大径ギアとのギア比を選択することにより、原動機の回転力を減速して必要なトルクを得るための減速ギアモジュールとしてのギアヘッドは必要なく、重く高価なギアヘッドを用いないため、軽量化・小型化が図れ、しかも安価に製造することができる。また、多数のギアを組み合わせて１つにしたギアヘッドを用いておらず、１つのギアの噛み込みがおかしくなった場合にも容易にその箇所が判り、ギア交換も容易となるため、メンテナンスが容易となる。

本発明の回転伝達手段は、ピニオンと回転テーブル下面側に配した大径ギアとが噛合して、原動機の駆動軸から直接伝達することにより大きな減速比を得て回転テーブルを回動させるものであればよい。例えば、大径ギアの軸が、ピニオンを駆動する駆動軸と平行に配されるものとしては、平歯車、内歯車、はすば歯車等を用いることができる。また、大径ギアの軸が、駆動軸のピニオンと交差するものとしては、かさ歯車を原動機の配置を工夫して用いることができる。その他にも、ワームギア等も用いることができるが、機構が簡略化されている平行軸の歯車がメンテナンス等の点で有利であり、更に、回転テーブル上には液体を含む混合すべき材料を収容した容器が保持されるため、駆動軸が外から隠れる内歯車が好ましい。

本発明の揺動伝達手段は、回転テーブルの回転軸より駆動力を得て、略逆Ｕ字の撹拌具を取付けた揺動軸を一定の角度範囲で揺動するものであれよく、代表的な揺動伝達機構として、所謂「クランク・レバー機構」を用いることができる。即ち、回転テーブルの回転軸と一体で回転する小径ギアと、この小径ギアに噛合して回転すると共に偏心した位置で連結棒の一端と連結するクランクギアとによって、連結棒を駆動する。この場合の小径ギアとしては、揺動軸が回転テーブルの回転軸と平行であるため、回転軸と平行に配されるものがよい。例えば、平歯車やはすば歯車等を用いることができる。クランクギアは、自身のギアの回動軸に対して偏心した位置で連結棒の一端と連結するものであればよく、歯車上に連結せずに歯車の回動軸に固定されたクランクアームと連結される場合も含む。連結棒は他端で揺動軸に対して固定されたレバー部材と連結される。

尚、回転伝達手段によって得られた回転テーブルの回転運動と、揺動伝達手段によって得られた揺動運動とは連動しており、回転運動の周期と前記揺動運動の周期とを異ならせることにより、回転テーブル上に保持された容器内に一端部が位置された撹拌具は、容器内のほぼ全面に対して攪拌具の動作端が振れることとなるため、撹拌残しが無く、均一に混合できる。具体的には、回転軸と一体で回転する小径ギアの歯数と、クランクギアの歯数とを異ならせて相違する歯数比とすればよい。

本発明の撹拌具としては、異なる周期で回転運動と揺動運動との相対運動によって、容器内に収容された混合すべき材料が均一に撹拌されるものであればよい。好ましい例としては、容器の上方より底面まで延在するヘラ状の形状を有し、一定の角度範囲で揺動する際に容器の側壁に衝突することなく、数回の揺動運動の間に回転運動する容器内に撹拌具が通過していない領域（撹拌残り）がないものが挙げられる。具体的な撹拌具は、揺動運動面に対して垂直な立て板部と、揺動運動面に対して傾斜した傾斜板部とを備え、これら立て板部と傾斜板部とが、折曲面で連続して形成された外観を備える。

本発明では、好ましくは、前記ピニオン、大径ギア、小径ギア、クランクギアの何れか１つ以上を樹脂製又はセラミック製の材質を含むことにより、より軽量化が図れると共に、安価に製造することができる。即ち、前記ピニオン、大径ギア、小径ギア、クランクギアは充分な強度を得られるのであれば、全て金属製である必要はない。即ち、互いに噛合する歯車部のみを金属製として他の部分を樹脂製又はセラミック製とすることができる。

樹脂製の歯車としては、ポリアミド樹脂等のものが強度的にも優れ、自己潤滑性があり、騒音を減少させ、軽量で耐蝕性に優れている。セラミックス製の歯車としてはアルミナセラミックス等を用いて軽量化することができるが、樹脂製の歯車が圧倒的に安価である。

本発明の大径ギアは回転テーブルと一体で回転するため、回転テーブル（大径ギア）の回転軸の同軸度が重要になる。そのため、好ましくは、回転テーブルの本体側底面にこの回転テーブルの回転軸と同心円状に突設された１つ以上のガイド突起と、本体側に設けられたガイド突起の立ち上がり側壁に当接従動する１つ以上の従動子とを備える。これにより、経年劣化に伴って回転軸の同軸度が多少ずれても１つ以上の従動子によって同軸度の変化を解消することができる。

本発明のガイド突起としては、回転テーブルの本体側に対向した面に回転テーブルの回転軸に対して同心円状に突設される。従って、回転テーブルと一体とした大径ギアが本体側に表出している場合には、ガイド突起は大径ギアに形成してもよい。

本発明の従動子としては、ガイド突起の立ち上がり側壁に当接従動するものであればよい。従動子の位置はガイド突起に当接従動した際に回転テーブル（大径ギア）の回転軸の同軸度がズレないような本体の位置に配される。従って、好ましくは、少なくとも３つ以上相違した位置に三角形を形成するように配して、正確な同軸度を得る。また、ガイド突起についても複数同心円状に配すれば、同じ円上のガイド突起の側壁に当接従動する必要はない。尚、従動子としては、ガイド突起の立ち上がり側壁に当接従動する際に摩擦を極力少なくするために好ましくはベアリングを介して本体に配置される。

以上のように、高価で重量のあるギアヘッドを用いない構成であるため、軽量化が達成でき、しかも安価に製造することができる。また、構造がシンプルであるため、メンテナンスも容易となり、ギア等を金属よりも安価で軽量な樹脂製にすることも可能であり、軽量化、低価格化に寄与する。更に、同軸度についてもガイド突起と従動子とを用いることにより、経年劣化に伴って回転軸の同軸度が多少ずれても同軸度の変化を解消することができる等の効果を奏する。

図１は本発明の混合装置の一実施例の平面からの構成を示す説明図である。図２は図１の正面からの構成を示す説明図である。図３は図１の駆動系の構成を示す説明図である。図に示す通り、本実施例の混合装置１０は、モータ１１を内部に備えた本体１２と、この本体１２上で混合すべき材料を収容する破線で示した容器１３と、この容器１３を着脱自在に保持する保持具を備えた回転テーブル１４と、保持された容器１３内に一端部が位置するように取付けられた略逆Ｕ字の撹拌具１６とから構成される。

容器１３は、回転テーブル１４の上面には外周に沿って形成された立ち上がり枠１５と、容器１３の底部外周壁を固着する図示していない係着具とによって回転テーブル１４の上面に保持される。撹拌具１６の一端部は撹拌羽根部１７を備え、他端部は図示していない保持具によって揺動軸２１に着脱自在に取付けられる。撹拌羽根部１７は垂直な立て板部１８と、水平面に対して傾斜した傾斜板部１９とを備え、これら立て板部１８と傾斜板部１９とが、折曲面２０で連続して形成された外観を備える。

モータ１１の駆動軸２２の先端にはピニオン２３が取付けられており、このピニオン２３は、回転テーブル１４の下面側外周に沿って形成された袴片２４の内側壁面に形成された大径ギアとしての内歯車２５に噛合される。ピニオン２３の回動により、噛合した内歯車２５に伝達され、回転軸２６を中心にして内歯車２５とこれと一体化した回転テーブル１４が回転する。

回転テーブル１４の下面には袴片２４の下端縁部を含めて３本の同心円状のガイド突起２７が形成されている。これら３本のガイド突起２７の立ち上がり側壁に対して、当接従動する３つの従動子２８が設けられている。１つの従動子２８は、モータ１１の駆動軸２２にボールベアリングを介して装着されており、その外径は最外周の袴片２４の内側壁面とその内側のガイド突起２７の立ち上がり片外側壁との距離よりも若干小さく、何れかの立ち上がり片側壁に当接従動する。

他の２つの従動子２８は本体正面に突設された突設軸２９の各々にボールベアリングを介して装着されており、最外周から３つめのガイド突起２７の立ち上がり片外側壁に当接従動する。これら３つの従動子２８により、経年劣化に伴って回転軸の同軸度が多少ずれても同軸度の変化を解消することができる。

回転テーブル１４の回転は回転テーブル１４と一体に回転する小径ギア３０からこれに噛合するクランクギア３１に伝達される。尚、回転テーブル１４（小径ギア３０）の回転軸２６及びクランクギア３１の回転軸３２の各々は本体１２の内部に形成された各々の軸受部３３，３４に対して上下２つのボールベアリング３５を介して回動自在に取付けられている。

クランクギア３１の回転軸３２に対して偏心した位置に連結棒３６の一端が連結されている。尚、連結棒３６は板状であり、駆動に伴って変動する際に隣接するモータ１１に衝突しないように湾曲した平面形状をしている。連結棒３６の他端部は揺動軸２１に対して固定されると共に揺動軸２１に対して偏心した位置でレバー部材３７に連結されている。

図４は図３の動作を示す説明図である。ａ図〜ｄ図に示す通り、略逆Ｕ字の撹拌具を取付けた揺動軸２１を一定の角度範囲で揺動する機構としては、回転テーブル１４の回転に伴って回転する小径ギア３０が回転する。この回転に伴いこれに噛合するクランクギア３１も回転する。クランクギア３１は偏心して一端を連結した連結棒３２を駆動する。連結棒３２は他端で揺動軸に対して固定されたレバー部材３７と連結される。

尚、回転テーブル１４の回転運動と、揺動軸２１による揺動運動とは連動しており、小径ギア３０の歯数と、クランクギア３１の歯数とを異ならせて相違する歯数比としているため、回転運動の周期と前記揺動運動の周期とが異なり、容器１３内に一端部が位置された撹拌羽根部１７は、容器１３内のほぼ全面に対して振れることとなり、撹拌残しが無く、均一に混合できる。

本発明の混合装置の一実施例の平面からの構成を示す説明図である。 図１の正面からの構成を示す説明図である。 図１の駆動系の構成を示す説明図である。 図３の動作を示す説明図である。

符号の説明

１０…混合装置、
１１…モータ、
１２…本体、
１３…容器、
１４…回転テーブル、
１５…立ち上がり枠、
１６…撹拌具、
１７…撹拌羽根部、
１８…立て板部、
１９…傾斜板部、
２０…折曲面、
２１…揺動軸、
２２…駆動軸、
２３…ピニオン、
２４…袴片、
２５…内歯車、
２６…回転軸、
２７…ガイド突起、
２８…従動子、
２９…突設軸、
３０…小径ギア、
３１…クランクギア、
３２…回転軸、
３３…軸受部、
３４…軸受部、
３５…ボールベアリング、
３６…連結棒、
３７…レバー部材、

Claims (3)

1. 原動機を備えた本体と、
   この本体上で混合すべき材料を収容した容器を着脱自在に保持する円板状の回転テーブルと、
   前記原動機の回転力を伝達して回転テーブルを回動させる回転伝達手段と、
   前記原動機に由来する回転力を揺動運動に変換する揺動伝達手段と、
   この揺動伝達手段によって本体側で一定の角度範囲で揺動する揺動軸と、
   前記回転テーブル上に保持された容器内に一端部が位置するように他端部で揺動軸に着脱自在に取付けられた略逆Ｕ字の撹拌具とを備え、
   容器内の材料を回転テーブルによる容器の回転運動と撹拌具の揺動運動との相対運動によって撹拌混合する混合装置において、
   前記回転伝達手段として、
   原動機の駆動軸に取付けられたピニオンと、
   前記回転テーブルの下面側外周に沿って形成された袴片の内側壁面に形成された前記ピニオンと噛合する内歯車である大径ギアと、
   この大径ギアと一体で回転する前記回転テーブルの回転軸とを備え、
   前記揺動伝達手段として、
   前記回転テーブルの回転軸と一体で回転する小径ギアと、
   この小径ギアに噛合して回転すると共に偏心した位置で連結棒の一端と連結するクランクギアと、
   前記揺動軸に対して固定されると共に揺動軸に対して偏心した位置で連結棒の他端と連結するレバー部材とを備え、
   前記大径ギアが樹脂製又はセラミック製としたことを特徴とする混合装置。
2. 前記ピニオン、小径ギア、クランクギアの何れか１つ以上を樹脂製又はセラミック製としたことを特徴とする請求項１に記載の混合装置。
3. 前記回転テーブルの本体側底面に前記回転テーブルの回転軸と同心円状に突設された１つ以上のガイド突起と、
   前記本体側に設けられた前記ガイド突起の立ち上がり側壁に当接従動する１つ以上の従動子とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の混合装置。

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