JP6734628B2

JP6734628B2 - 攪拌装置

Info

Publication number: JP6734628B2
Application number: JP2015037021A
Authority: JP
Inventors: 宜之溝▲辺▼; 義典小松; 昌弘細谷
Original assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: JP2016159188A

Description

本発明は、収容対象を収容可能な収容容器を保持する保持部と、前記保持部を自転軸を中心に自転させる自転部と、前記保持部を自転軸と異なる公転軸を中心に公転させる公転部とを備える攪拌装置に関する。

液体状の被処理物を収容した容器を自転及び公転、即ち遊星回転させることにより、脱泡等の処理を行う攪拌・脱泡装置が開示されている。このような装置では、例えば、終点を決定するために、内部の状況の視認による観察が必要となる場合がある。また、時間により終点を決定する場合であっても、処理中における被処理物の発泡状況等の内部状況を把握しておくことが必要となる場合がある。

特開平６−７１１１０号公報

しかしながら、容器を遊星回転させる装置において、容器の内部を視認する場合、遊星回転を停止し、容器を開いて内部を観察することになるため、時間の延長、作業工数の増大等の問題が生じる虞がある。また、処理後であっても、処理中における内部状況を把握することができないという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、容器の内部を撮影する撮影部を備えることにより、駆動中の容器内部を観察可能な攪拌装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本願記載の攪拌装置は、収容対象を収容可能な収容容器を保持する保持部と、前記保持部を自転軸を中心に自転させる自転部と、前記保持部を自転軸と異なる公転軸を中心に公転させる公転部とを備える攪拌装置であって、前記収容容器の開口部を開閉する蓋体と、前記蓋体に取り付けられ、前記蓋体と共に回転し、前記収容容器内の前記収容対象の状況を撮影する撮影部と、前記撮影部の撮影に基づき生成される画像情報を、画像情報に基づく画像を表示可能な表示装置へ無線送信する送信部とを備え、前記送信部が送信する画像情報は、攪拌中の前記収容容器内の前記収容対象を前記表示装置に実時間で表示可能であることを特徴とする。

更に、本願記載の攪拌装置は、収容対象を収容可能な収容容器を保持する保持部と、前記保持部を自転軸を中心に自転させる自転部と、前記保持部を自転軸と異なる公転軸を中心に公転させる公転部とを備える攪拌装置であって、前記収容容器の内部を撮影する撮影部と、前記収容容器の開口部を開閉する蓋体と、前記蓋体に取り付けられた前記収容容器の内部を照らす照明部とを備え、前記照明部は、前記収容容器と共に回転する。

また、本願記載の攪拌装置において、前記撮影部は、撮影用のレンズを有し、前記レンズの光軸は、前記自転軸と略一致することを特徴とする。

また、本願記載の攪拌装置において、前記撮影部の撮影に基づき生成される画像情報を記録する記録部を更に備えることを特徴とする。

また、本願記載の攪拌装置は、前記撮影部の重心は、略自転軸上に位置することを特徴とする。

本願記載の攪拌装置等は、収容容器の内部を撮影する撮影部を備えることにより、駆動中における収容容器の内部を観察することが可能である等、優れた効果を奏する。

本願記載の攪拌装置の要部の一例を示す側断面図である。本願記載の収容容器及び撮影装置の側断面の一例を模式的に示す説明図である。本願記載の攪拌装置が備える撮影装置の制御系統の構成例を概略的に示すブロック図である。本願記載の攪拌装置が備える撮影装置及び照明装置の構成例を概略的に示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について詳述する。なお、以下の実施形態は、本発明を具現化した一例であって、本発明の技術範囲を限定する性格のものではない。

＜攪拌装置１＞
図１は、本願記載の攪拌装置１の要部の一例を示す側断面図である。図１は、本願記載の攪拌装置１の要部として可動部分を例示している。攪拌装置１は、液体状の被処理物を収容対象として収容容器２に収容し、収容対象に対する攪拌、脱泡等の各種処理を行う。収容対象は、例えば、一若しくは複数種の液体、又はこのような液体及び固体の混合物であり、攪拌の対象となる多種の物が該当する。攪拌装置１は、収容対象を収容可能な収容容器２をそれぞれ収容する複数の保持部１０を備えており、収容容器２は、保持部１０により、着脱自在に保持されている。収容容器２は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ:High Density Polyethylene）等の樹脂を成形してなる容器であり、上方が開口した有底円筒状をなし、開口部は、蓋体２０による開閉が可能である。また、蓋体２０には、収容容器２の内部を動画又は静止画として撮影するための撮影装置（撮影部）３が配設されている。

収容容器２をそれぞれ保持する複数の保持部１０は、攪拌装置１の中心に配設された固定軸１１にベアリングを介して嵌入され、略水平方向へ放射状に延びるアーム体１２の先端部にそれぞれ配設されている。アーム体１２の先端部は、固定軸１１側へ向けて若干反り返っているため、アーム体１２は、全体として断面視略Ｙ字状をなしている。このため、各収容容器２は、保持部１０にて保持することにより、開口部が上方から固定軸１１側に向けて傾くように配置される。

各保持部１０は、アーム体１２の略先端に回転自在に軸支された円柱状をなす支軸１３に固定されており、支軸１３の回転に伴い自転する。支軸１３の回転軸となる中心軸と、保持部１０に収納している収容容器２の中心軸とは略直線上に位置している。このため、収容容器２と収容容器２を保持する保持部１０とは、支軸１３及び収容容器２の中心軸を自転軸Ａ１として自転することになる。なお、収容容器２の中心軸と自転軸Ａ１とは必ずしも一致していなくても良い。

アーム体１２は、固定軸１１により回転自在に軸支されており、固定軸１１の下端部には歯が周回するように公転用歯車１４が固着している。アーム体１２において、公転用歯車１４の上方には、ベアリングを介して一対の駆動用プーリー１５ａが外嵌しており、駆動用プーリー１５ａの下端側には、保持部１０を自転させる駆動力を中継する中継歯車１６が一体的に固定されている。

公転用歯車１４は、図示しない駆動用モータに連結された駆動用歯車１７と歯合している。また、駆動用歯車１７には、固定軸１１に対して反対側の位置に、中継歯車１６に歯合する自転用歯車１８が連設されている。

自転用歯車１８には、制御用のパウダーブレーキ１９が連結されている。そして、パウダーブレーキ１９に印可する電圧を高くすると、自転用歯車１８の回転数が段階的に低下し、これにより、公転用歯車１４に固着するアーム体１２の回転数に対して、自転用歯車１８の回転数が低下する。また、パウダーブレーキ１９に印可する電圧を低くすると、自転用歯車１８の回転数が段階的に上昇し、これにより、公転用歯車１４に固着するアーム体１２の回転数に対して、自転用歯車１８の回転数が上昇する。

保持部１０に固定された支軸１３には、自転用プーリー１５ｂが外嵌しており、自転用プーリー１５ｂと駆動用プーリー１５ａとの間にはベルト体１５ｃが架設されている。

以上のように構成された攪拌装置１の動作について概要を説明する。駆動用モータを駆動することにより、駆動用歯車１７は回転する。駆動用歯車１７が回転することにより、アーム体１２が回転する。即ち、保持部１０は、固定軸１１の中心軸を公転軸Ａ２とし、公転軸Ａ２を中心に公転する。

また、アーム体１２が回転することにより、歯合している中継歯車１６は、自転用歯車１８を回転させながら、アーム体１２に従って回転する。自転用歯車１８が回転することにより、自転用歯車１８に一体的に設けられている駆動用プーリー１５ａもアーム体１２に従って回転する。このような状態において、パウダーブレーキ１９に印可する電圧を調整することにより、保持部１０の自転軸Ａ１を中心とした自転を制御することができる。

自転の制御について説明する。パウダーブレーキ１９に印可する電圧が０の場合、自転用歯車１８は制動がかからず自由に回転するため、駆動用プーリー１５ａと自転用プーリー１５ｂとの間に架設されたベルト体１５ｃは回転駆動しない状態となる。このような状態の場合、保持部１０は公転軸Ａ２を中心とした公転のみを行う。

パウダーブレーキ１９に印可する電圧を高くすることにより、自転用歯車１８に制動がかかって回転数が低下し、アーム体１２の回転数に比して自転用歯車１８に歯合する中継歯車１６の回転数が低下する。また、中継歯車１６に一体的に設けられた駆動用プーリー１５ａの回転数が低下する。そして、アーム体１２の回転数に比して低下した回転数がベルト体１５を介して自転用プーリー１５ｂに伝達されることにより、保持部１０は自転軸Ａ１を中心とした自転を行う。

以上のように、自転用歯車１８、パウダーブレーキ１９、駆動用プーリー１５ａ、自転用プーリー１５ｂ、ベルト体１５ｃ等の各種部材は、保持部１０を支軸１３（自転軸Ａ１）を中心に自転させる自転部として機能する。また、公転用歯車１４、アーム体１２等の各種部材は、保持部１０を自転軸Ａ１と異なる固定軸１１（公転軸Ａ２）を中心に公転させる公転部として機能する。即ち、攪拌装置１は、収容対象を収容可能な収容容器２と、収容容器２を保持する保持部１０と、保持部１０を自転軸Ａ１を中心に自転させる自転部と、保持部１０を公転軸Ａ２を中心に公転させる公転部とを備えている。収容容器２を保持部１０により保持して自転及び公転、即ち、遊星回転させることにより、収容容器２内に収容された収容対象の攪拌効率を向上させることが可能となる。

＜収容容器２及び撮影装置３＞
図２は、本願記載の収容容器２及び撮影装置３の側断面の一例を模式的に示す説明図である。前述の様に収容容器２は、上方が開口した有底円筒状をなし、開口部は、蓋体２０による開閉が可能である。蓋体２０の裏側には、収容容器２の内部を撮影する撮影部である撮影装置３が蓋体２０に固定された状態で配設されている。撮影装置３は、撮影用のレンズ３０を有し、レンズ３０の周囲を囲むようにして収容容器２の内部を照らす照明部３１が配設されている。

撮影用のレンズ３０は、円板状をなす一或いは複数の凸レンズ、又は凸レンズと凹レンズとを組み合わせた部材である。レンズ３０は、撮影装置３が収容容器２の内部を上方から撮影すべく配設されており、撮影装置３は、収容容器２と共に自転及び公転する。レンズ３０の光軸は、収容容器２の自転に係る自転軸Ａ１と略一致している。ここで光軸と自転軸Ａ１とが略一致とは、自転軸Ａ１と光軸とが完全に一致している場合だけで無く、若干のズレが生じている場合も含むことを示している。蓋体２０に固定されたレンズ３０の光軸が自転軸Ａ１と略一致することにより、収容容器２内に収容された収容対象Ｓを動画撮影する場合、自転による動きが打ち消され、公転による動きのみとなるため、撮影された動画の動きが単純化し、視認し易くなる。また、撮影装置３の重心は、収容容器２の自転軸Ａ１と略一致している。ここで重心と自転軸Ａ１とが略一致とは、重心と自転軸Ａ１とが完全に一致している場合だけで無く、若干のズレが生じている場合も含むことを示している。撮影装置３の重心が自転軸Ａ１と略一致することにより、収容容器２及び撮影装置３の自転が安定する。

照明部３１は、レンズ３０の周囲に配設された環状をなし、例えば白色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を用いて構成されている。なお、照明部３１は、収容対象Ｓの撮影に際し、十分な照度を与えるための部材であるため、収容対象を照らすことが可能であれば、例えば、一又は複数のドーム型のＬＥＤを用いて構成する等、適宜設計することが可能であり、また、配設場所も蓋体２０に限定するものではない。さらに、照明部３１から照射される光は可視光に限るものではなく、例えば、紫外光を照射するようにしても良く、その場合、紫外光を検知して撮影可能なように撮影装置３を構成しても良い。

なお、図２の模式図において、収容対象Ｓの液面の側断面が自転軸Ａ１を対称軸とした線対称となっていないのは、遊星回転する収容容器２に収容された収容対象Ｓには、自転による遠心力だけでなく、公転による遠心力も働くからである。

＜撮影装置３の内部構成＞
次に撮影装置３の制御系統の構成について説明する。図３は、本願記載の攪拌装置１が備える撮影装置３の制御系統の構成例を概略的に示すブロック図である。撮影装置３は、装置全体を制御するマイコン（Micro Controller）等の制御部３２、前述したレンズ３０及び照明部３１、撮像素子３３、記録部３４、電源部３５等の各種構成を備え、制御部３２により、これらの各種構成を制御する。

撮像素子３３は、ＣＣＤイメージセンサ等の半導体素子を用いて構成される回路であり、レンズ３０により集光された光を電気信号に変換する。即ち、半導体素子を用いて構成される撮像素子３３は、レンズ３０により集光された光に基づき収容容器２の内部を撮影する。

記録部３４は、着脱可能なフラッシュメモリ等の記録媒体３４ａにアクセスし、情報の記録及び読み取りを行う回路である。

電源部３５は、ボタン型電池等の電池３５ａを保持し、電池３５ａからの電力を撮影装置３内の各種回路に供給する回路である。

このように構成された撮影装置３では、電源部３５から供給される電力により作動する制御部３２の制御により、撮像素子３３にて光から変換された電気信号に基づいて、静止画、動画等の画像を示す画像情報が生成される。そして、制御部３２は、生成した画像情報を、記録部３４にて記録媒体３４ａに記録する。画像情報が記録された記録媒体３４ａは、撮影装置３から取り外すことが可能である。撮影装置３から取り外した記録媒体３４ａに記録された画像情報は、記録媒体３４ａに対する読み取り機能、画像情報に基づく動画等の画像を表示する機能等の各種機能を備えるコンピュータ等の表示装置（図示せず）を用いることにより、動画として表示することが可能である。即ち、表示装置は、記録媒体３４ａから画像情報を読み取り、読み取った画像情報に基づく静止画、動画等の画像を表示する。そして、担当者は、表示された画像から攪拌装置１の収容容器２内の収容対象Ｓの状況を視認により観測することができる。

このように、攪拌装置１は、駆動中の攪拌装置１の収容容器２内の収容対象Ｓの状況を記録し、観測することが可能となる。なお、収容対象Ｓを照らす照明部３１は、撮影装置３と異なる装置として構成することも可能であり、また、撮影装置３にて撮影された収容対象Ｓの内部は、実時間で観測可能なように構成することも可能である。次に、このような撮影装置３等の装置の構成の変形例について説明する。

図４は、本願記載の攪拌装置１が備える撮影装置３及び照明装置４の構成例を概略的に示すブロック図である。図４では、レンズ３０を備える撮影装置３と、照明部４０を備える照明装置４と異なる装置とし、また、収容対象の内部に対する実時間での観測を可能とした構成例を示している。なお、照明装置４における照明部４０は、前述の構成例における照明部３１と実質的に同様の機能を有しており、また、外観においても同様に構成することが可能である。

図４に例示した構成例において、撮影装置３は、制御部３２、レンズ３０、撮像素子３３、電源部３５及び電池３５ａの他、通信部（送信部）３６を備えている。通信部３６は、外部の装置と各種情報を送受信することが可能な回路であり、例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers ）８０２．１５．４等の無線通信規格に準拠するノードとして機能する。

照明装置４は、照明部４０の他、電源部４１等の構成を備えており、電源部４１は、電池４１ａからの電力を照明部４０へ供給する。照明装置４は、撮影装置３の起動状況に関係なく、照明部４０により、収容容器２内部を照らすことができる。

このように構成された撮影装置３において、制御部３２は、撮像素子３３により、収容容器２の内部を撮影し、撮影に基づき生成される画像情報を、通信部３６の送信部としての機能により、外部の装置へ無線送信する。無線送信される画像情報は、無線通信規格上のノードとして機能する通信部３６と無線通信する機能、画像情報に基づく動画等の画像を表示する機能等の各種機能を備えるコンピュータ等の表示装置（図示せず）を用いることにより、動画として表示することが可能である。即ち、表示装置は、撮影装置３から送信された画像情報を受信し、受信した画像情報に基づく動画等の画像を表示する。そして、担当者は、表示された画像から攪拌装置１の収容容器２内の収容対象の状況を視認により実時間で観測することができる。

以上詳述した如く、本願記載の攪拌装置１は、収容容器２の内部を撮影することにより、処理後に又は処理中に収容容器２の内部を観察することができる。よって、例えば、攪拌、脱泡等の処理における終点を決定し、処理状況の確認等の様々な用途に適用することができる。そして、例えば、処理中における実時間での処理の終点の決定に適用する場合には、攪拌装置１の駆動の停止、内部の確認等の作業を不要とすることも可能であるので、処理時間の短縮、作業工数の削減等の効果を奏する。

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の色々な形態で実施することが可能である。そのため、かかる実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。

例えば、上記実施形態では、収容容器２の内部を上方から撮影すべく蓋体２０の裏側に撮影装置３を配設する構成を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、収容容器２の内部を下方から撮影すべく収容容器２の内底部に配設するようにしても良い。また、内底部に配設する場合であっても、レンズ３０の光軸と自転軸Ａ１とが略一致するように配設することが望ましいが、必ずしもこの限りではない。

さらに、収容容器２の内部に撮影装置３を配設するのではなく、例えば、蓋体２０に内部を視認可能な窓部を設け、蓋体２０の外側に撮影装置３を配設し、撮影装置３のレンズ３０を窓部と対応する位置に配置して、外側から撮影するように構成することも可能である。蓋体２０の外側に撮影装置３を配設する場合には、収容対象Ｓが撮影装置３に触れることを防止することができるので、撮影装置３の寿命の延伸を見込むことができる。そして、撮影装置３は、収容容器２に必ずしも固定されている必要はなく、撮影装置３と収容容器２とが離隔して配置されていても、撮影装置３と収容容器２とが共通する自転軸Ａ１を中心に共に回転するように取り付けられていれば良い。また、蓋体２０が透明な部材で作成されている場合や、蓋体２０を必要としない場合（収容容器２を開放状態で駆動させる場合）は、撮影装置３が保持部１０に保持され、収容容器２と共に回転するように取り付ければよい。

１攪拌装置
２収容容器
２０蓋体
３撮影装置（撮影部）
３０レンズ
３１照明部
３３撮像素子
３４記録部
３４ａ記録媒体
３６通信部
４照明装置
Ａ１自転軸
Ａ２公転軸
Ｓ収容対象

Claims

収容対象を収容可能な収容容器を保持する保持部と、前記保持部を自転軸を中心に自転させる自転部と、前記保持部を自転軸と異なる公転軸を中心に公転させる公転部とを備える攪拌装置であって、
前記収容容器の開口部を開閉する蓋体と、
前記蓋体に取り付けられ、前記蓋体と共に回転し、前記収容容器内の前記収容対象の状況を撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影に基づき生成される画像情報を、画像情報に基づく画像を表示可能な表示装置へ無線送信する送信部と
を備え、
前記送信部が送信する画像情報は、攪拌中の前記収容容器内の前記収容対象を前記表示装置に実時間で表示可能である
ことを特徴とする攪拌装置。
収容対象を収容可能な収容容器を保持する保持部と、前記保持部を自転軸を中心に自転させる自転部と、前記保持部を自転軸と異なる公転軸を中心に公転させる公転部とを備える攪拌装置であって、
前記収容容器の内部を撮影する撮影部と、
前記収容容器の開口部を開閉する蓋体と、
前記蓋体に取り付けられた前記収容容器の内部を照らす照明部と
を備え、
前記照明部は、前記収容容器と共に回転する
ことを特徴とする攪拌装置。
請求項１又は請求項２に記載の攪拌装置であって、
前記撮影部は、撮影用のレンズを有し、
前記レンズの光軸は、前記自転軸と略一致する
ことを特徴とする攪拌装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の攪拌装置であって、
前記撮影部の撮影に基づき生成される画像情報を記録する記録部を更に備える
ことを特徴とする攪拌装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の攪拌装置であって、
前記撮影部の重心は、略自転軸上に位置する
ことを特徴とする攪拌装置。