KR101237592B1 - 교반·탈포 장치 - Google Patents

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히로시 토쿠나가
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미츠보시 고교 가부시키가이샤
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Abstract

용기 외주부의 탄성체의 탈락·절단을 방지할 수 있고, 용기의 공전·자전 속도를 보다 고속화하는 것이 가능한 교반·탈포 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
해결 수단으로서, 이 교반·탈포 장치(1)는, 용기(2)의 자전 수단·공전 수단을 구비하고, 용기(2) 내의 재료의 교반·탈포를 행하는 장치에 있어서, 용기(2)를 지지하는 용기 홀더(11)와, 용기 홀더(11)를 자전 가능하게 지지하여 공전시키는 공전 암(12)과, 공전 암(12)의 구동 수단(3)과, 내주부가 모든 용기 홀더(11)의 외주부(11A)와 맞닿도록 배설된 고리형상의 아우터 링(13)을 구비하고, 용기 홀더(11)는 자전축이 소정의 각도(θ)를 이룸과 함께, 오목형상 홈(14) 내에 감설된 수지 탄성 링(31)과 아우터 링(13)의 당접면(15a)이 맞닿도록 배설되고, 오목형상 홈(14)과 아우터 링(13) 사이의 간극이, 가장 압접된 상태에서의 수지 탄성 링(31)의 지름 방향 치수의 2분의1 이하가 되도록 배설된다.

Description

교반·탈포 장치{STIR·DEAERATE DEVICE}
본 발명은, 교반·탈포 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 용기를 자전시키는 수단 및 공전시키는 수단을 구비하고, 그 용기를 회전시켜서 그 용기 내에 수용된 재료의 교반 및 탈포의 적어도 한쪽을 행하는 교반·탈포 장치에 관한 것이다.
종래로부터, 용기를 자전시키는 수단 및 공전시키는 수단을 구비하여, 용기 내에 수용된 단일 재료, 혼합 재료에 대해 교반 또는 탈포를 행하는 교반·탈포 장치가 실용화되어 있다. 당해 재료의 예로서는, 의약품, 화학재료, 식료품, 도료, 반도체 장치 재료 등의 분야에서의, 단일한 또는 혼합된 액체(유동체를 포함한다) 재료, 또는 액체 재료와 분체 재료와의 혼합 재료 등(이하, 단지 「재료」라고 한다)을 들 수 있다.
여기서, 종래의 교반·탈포 장치의 예로서, 특허 문헌 1 기재의 교반·탈포 장치(100)가 제안되어 있다(도 10 참조). 이 교반·탈포 장치(100)는, 모터(101)와, 이 모터(101)의 출력축(102)에 고정되고, 상기 출력축(102)을 중심으로 하여 수평으로 회전하는 회전 암(103)과, 상기 회전 암(103)에 이어짐과 함께, 상기 회전 암(103)의 회전에 의해 상기 출력축(102)의 주위를 공전하고, 또한 상기 모터(101)의 출력축(102)측으로 기울어진 축선(N)을 중심으로 하여 자전 가능하게 축지된 혼합조(104)와, 상기 혼합조(104)를 자전시키는 혼합조 회전 수단으로 이루어지고, 상기 혼합조 회전 수단은, 상기 혼합조(104)의 외주면(104A) 전둘레에 걸쳐서 부착된 혼합조측 고무 탄성체(105)와, 상기 혼합조(104)의 외측 모선(M)이 그리는 공전 궤도보다도 외측의 공전 궤도 전둘레에 걸쳐서 위치하고, 또한 상기 혼합조(104)의 공전시에, 상기 혼합조측 고무 탄성체(105)에 미끄러지는 일 없게 접촉하는 정위치 고무 탄성체(106)로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 혼합조(104)를 강제적으로 자전시키는 혼합조 회전 수단을 제공할 수 있다는 것이다.
특허 문헌 1 : 일본 특개평8-332367호 공보
여기서, 본원 발명자가 예의 연구를 행한 결과, 특허 문헌 1에 예시되는 교반·탈포 장치에서, 용기(예를 들면, 교반·탈포 장치(100)에서의 혼합조(104))의 공전·자전 속도가 고속이 됨에 수반하여, 고정 부재와의 맞닿음에 의해 용기를 자전시키기 위해 그 용기의 외주부에 마련된 탄성체(예를 들면, 교반·탈포 장치(100)에서의 혼합조측 고무 탄성체(105))가 용기의 소정 위치로부터 탈락하여 버리며, 또는 탈락에 기인하여 절단되어 버리고, 또는 정위치 고무 탄성체(106)가 탈락하여 버린다는 과제가 생길 수 있음을 알았다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어지고, 고정 부재와의 맞닿음에 의해 용기를 자전시키기 위해 그 용기의 외주부에 마련된 탄성체의 탈락·절단을 방지할 수 있고, 용기의 공전·자전 속도를 보다 고속화하는 하는 것이 가능한 교반·탈포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이하에 기재하는 바와 같은 해결 수단에 의해, 상기 과제를 해결한다.
이 교반·탈포 장치는, 용기를 자전시키는 수단 및 공전시키는 수단을 구비하고, 그 용기를 회전시켜서 그 용기 내에 수용된 재료의 교반 및 탈포의 적어도 한쪽을 행하는 교반·탈포 장치에 있어서, 복수의 용기를 각각 지지하는 복수의 용기 홀더와, 상기 각 용기 홀더를 자전 가능하게 지지함과 함께, 회전축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어, 그 각 용기 홀더를 그 회전축의 주위에 공전시키는 공전 부재와, 상기 공전 부재를 회전 구동하는 구동 수단과, 내주부가 모든 상기 용기 홀더의 외주부와 맞닿도록 그 용기 홀더를 둘러싸서 배설된 고리형상의 아우터 링을 구비하고, 상기 용기 홀더와 상기 아우터 링은, 그 용기 홀더의 외주부에 고리형상으로 마련된 오목형상 홈 내에 감설(嵌設)된 수지 탄성 링과, 그 아우터 링의 내주부에 마련된 당접면이 맞닿도록 배설됨과 함께 그 아우터 링 배설면에 대해 그 용기 홀더의 자전축이 소정의 각도를 이루도록 배설되고, 또한, 상기 맞닿음을 시작하는 위치로부터 상기 맞닿음을 종료하는 위치까지에 있어서의 그 용기 홀더의 오목형상 홈과 그 아우터 링과의 사이의 간극이, 그 아우터 링과의 맞닿음에 의해 가장 압접된 상태에서의 상기 수지 탄성 링의 지름 방향 치수의 2분의1 이하가 되도록 배설되어 있고, 상기 용기 홀더는, 상기 공전 부재의 공전에 의해, 상기 회전축의 주위에 공전하고 또한 상기 아우터 링으로부터 받는 마찰력에 의해 자전하는 것을 요건으로 한다.
본 발명에 의하면, 고정 부재와의 맞닿음에 의해 용기를 자전시키기 위해 그 용기의 외주부에 마련된 탄성체의 탈락·절단을 방지할 수 있고, 용기의 공전·자전 속도를 보다 고속화하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치의 예를 도시하는 개략도.
도 2는 도 1의 교반·탈포 장치의 일부를 확대한 사시도.
도 3은 도 1의 교반·탈포 장치의 일부를 확대한 개략도.
도 4는 도 1의 교반·탈포 장치에서의 수지 탄성 링의 아우터 링에의 맞닿음 상태를 도시하는 도면.
도 5는 도 1의 교반·탈포 장치의 용기의 예를 도시하는 개략도.
도 6은 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치의 예를 도시하는 개략도.
도 7은 도 6의 교반·탈포 장치의 일부를 확대한 사시도.
도 8은 도 6의 교반·탈포 장치의 일부를 확대한 개략도.
도 9는 도 6의 교반·탈포 장치에서의 수지 탄성 링의 아우터 링에의 맞닿음 상태를 도시하는 도면.
도 10은 종래의 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치의 예를 도시하는 개략도.
(제 1의 실시 형태)
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 관해 상세히 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제 1의 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치(1)의 예를 도시하는 정면 단면도(개략도)이고, 도 2는, 그 일부를 확대한 사시도(개략도)이다. 또한, 각 실시 형태를 설명하기 위한 전 도면에서, 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 반복하는 설명은 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면의 간소화를 위해, 일부의 볼트·너트류에 관해서는 도시를 생략하고 있다.
이 교반·탈포 장치(1)는, 용기를 자전시키는 수단 및 공전시키는 수단을 구비하고, 당해 용기를 자전 및 공전시킴에 의해 당해 용기 내에 수용된 단일 재료·혼합 재료의 교반 및 탈포의 적어도 한쪽(이하, 단지 「교반·탈포」라고 기재한다)을 행하기 위한 장치이다.
본 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 교반·탈포되는 각종 재료를 수용 가능한 복수의 용기(2)와, 복수의 용기(2)를 각각 지지하는 복수의 용기 홀더(11)와, 각 용기 홀더(11)를 자전 가능하게 지지함과 함께, 회전축(12a)을 중심으로 회전 가능하게 마련되어, 각 용기 홀더(11)를 회전축(12a)의 주위에 공전시키는 공전 부재(12)와, 내주부(13A)가 모든 용기 홀더(11)의 외주부(11A)와 맞닿도록 전 용기 홀더(11)를 둘러싸고 공전 부재(12)의 공전면과 평행하게 배설된 고리형상의 아우터 링(13)과, 공전 부재(12)를 회전 구동하는 구동 수단(본 실시 형태에서는, 모터)(3)과, 이들을 제어하는 제어부(도시생략)를 구비한다.
본 실시 형태에서는, 용기 홀더(11)와 당해 용기 홀더(11)에 지지된 용기(2), 공전 부재(12) 및 아우터 링(13)이 케이스(20)의 내부에 배설된다. 그리고, 구조 재료로서, 일반 구조 재료(금속 재료, 수지 재료)가 사용되고, 특히 한정되는 것이 아니지만(다른 구성에 관해서도 마찬가지), 강도 부재에는 두랄루민 등을 사용하면 알맞다.
또한, 본 실시 형체에서는, 4개의 용기 홀더(11)를 둘레방향에 등간격으로(즉 회전축(12a)을 중심으로 하는 십자형상으로) 구비하여, 4개의 용기(2)를 지지할 수 있는 구조로 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니다.
상기 구성에 의하면, 공전 부재(12)가 공전할 때에, 용기 홀더(11)의 외주부(11A)와 아우터 링(13)의 내주부(13A)와의 사이의 맞닿음(상세는 후술)에 의해 생기는 마찰력에 의해, 용기 홀더(11)가 자전한다. 따라서 용기 홀더(11) 및 당해 용기 홀더(11)에 지지된 용기(2)가 공전하고 또한 자전하는 작용을 얻을 수 있다. 이에 의해, 용기(2) 내에 수용된 재료를 효과적으로 교반·탈포하는 것이 가능해진다.
특히, 본 실시 형태에서는, 공전 부재(12)의 공전 방향 즉 용기 홀더(11) 및 당해 용기 홀더(11)에 지지된 용기(2)의 공전 방향과, 용기 홀더(11) 및 당해 용기 홀더(11)에 지지된 용기(2)의 자전 방향을 역방향으로 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 용기 홀더(11)(용기(2))의 공전 방향과 자전 방향이 같은 방향인 경우와 비교하여, 용기(2) 내의 재료의 교반 효과를 현격하게 향상시키는 것이 가능해지다. 또한, 이 효과는 그리스 등의 고점도 교반 재료를 사용한 비교 실험의 결과, 실증된 것이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 용기 홀더(11)가, 그 자전축(R)이 공전 부재(12)의 공전면과 평행에 마련된 아우터 링(13)의 배설면에 대해 소정의 각도(θ)를 이루도록 배설되어 있다. 한 예로서, 40[°]≤θ≤60[°]로 설정한다. 이와 같이, 용기(2)를 소정 각도 경사시킨 상태로 지지하여 자전 및 공전을 행함에 의해, 용기(2) 내 재료의 교반·탈포 효과를 보다 한층 높일 수 있다.
또한, 용기 홀더(11)는, 외주부(11A)에서 둘레방향에 따라서 고리형상으로 마련된 지름 방향 단면의 형상이 오목형상인 오목형상 홈(14)을 갖고 있다. 또한 당해 오목형상 홈(14) 내에 맞닿음용의 탄성체로서 수지 탄성 링(31)이 감설(嵌說)되어 있다. 여기서, 오목형상 홈(14) 및 그 주변 구조의 확대도로서 도 1에 있어서 X부의 확대도(단면도)를 도 3에 도시한다.
예를 들면, 수지 탄성 링(31)으로서, 고무 재료(한 예로서, 경도 5O의 실리콘 고무가 알맞다)로 이루어지는 O링이 사용되고, 헐거움·휨·미끄러짐 등이 생기지 않도록, 축경(縮徑)하는 방향으로 소정의 장력을 발생시킨 상태에서 오목형상 홈(14) 내에 감설되어 있다.
한편, 용기(11)에 자전을 발생시키기 위한 고정 부재로서의 아우터 링(13)은, 케이스(20)에 고정되어 마련되어 있다. 예를 들면, 스텐렌스재 등을 사용하여 형성되지만, 그 밖의 금속 재료 또는 수지 재료를 사용하여 형성하여도 좋다. 본 실시 형태에서는, 아우터 링(13)은, 내주부(13A)에서 둘레방향에 따라서 고리형상으로 마련된 지름 방향 단면의 형상이 볼록형상인 볼록형상 레일(15)을 갖고 있다. 이 볼록형상 레일(15)의 두정면(head top side;15a)이 용기 홀더(11)의 외주부(11A)의 수지 탄성 링(31)과의 당접면으로서 구성된다. 당해 당접면(볼록형상 레일(15)의 두정면(15a))은, 공전 부재(12)의 공전면과 평행하게 마련된 아우터 링(13)의 배설면에 대해 소정의 각도(한 예로서, 전술한 θ와 동일 각도 또는 같은 정도의 각도로 설정하고 있다)를 갖도록 형성되어 있다.
이상과 같이, 용기 홀더(11)의 수지 탄성 링(31)과, 아우터 링(13)의 당접면(15a)이 맞닿도록 배설되어 있다. 여기서, 도 4에 수지 탄성 링(31)의 아우터 링(13)에의 맞닿음 상태를 도시한다. 동 도 4는 자전축(R)과 직교하는 수지 탄성 링(31) 배설면에서의 단면으로 도시하고 있다. 동 도 4중, 화살표(A)는 용기 홀더(11) 및 용기(2)의 공전 방향이고, 화살표(B)는 용기 홀더(11) 및 용기(2)의 자전 방향이다. 또한, C점은 용기 홀더(11)(수지 탄성 링(31))과 아우터 링(13)(당접면(15a))과의 맞닿음이 시작하는 위치이고, D점은 수지 탄성 링(31)이 가장 압접된 상태가 되는 위치이고, E점은 용기 홀더(11)(수지 탄성 링(31))과 아우터 링(13)(당접면(15a))과의 맞닿음이 종료되는 위치이다.
본 실시 형태에 특징적인 구성으로서, 용기 홀더(11)와 아우터 링(13)은, 맞닿음 시작 위치(도 4중의 C점)로부터 맞닿음 종료 위치(도 4중의 E점)까지에서의 용기 홀더(11)의 오목형상 홈(14)과 아우터 링(13)과의 사이의 간극이, 아우터 링(13)과의 맞닿음에 의해 가장 압접된 상태(도 4중의 D점)에서의 수지 탄성 링(31)의 지름 방향 치수(L1)의 2분의1 이하가 되도록 배설되어 있다. 보다 상세하게는, 맞닿음 시작 위치(도 4중의 C점)로부터 맞닿음 종료 위치(도 4중의 E점)까지에 있어서, 오목형상 홈(14)의 내주부와 볼록형상 레일(15)의 두정면(15a)으로 둘러싸여진 공간부에서 생기는 간극(F)(도 3 참조)의 치수가, L1의 2분의1을 넘지 않도록 설정된다.
이 구성에 의하면, 맞닿음 시작 위치(도 4중의 C점)로부터 맞닿음 종료 위치(도 4중의 E점)까지의 사이에서, 수지 탄성 링(31)이 압접되어 지름 방향 치수가 감소하고, 또한, 맞닿음에 의해 수지 탄성 링(31)에 축방향 분력(압동력)이 작용한 때에, 맞닿음 부재 사이(여기서는, 오목형상 홈(14)의 내주부와 볼록형상 레일(15)의 두정면(15a)으로 구성된 공간부)의 간극으로부터 밖으로 나와 버리는 것(탈락)을 방지할 수 있다. 본원 발명자의 연구의 결과, 간극(F)의 치수가, L1의 2분의1을 넘지 않는 정도의 구성으로 하는 것이 알맞음을 알았다.
또한, 맞닿을 때에 수지 탄성 링(31)에 축방향에의 분력(압동력)이 작용하는 것은, 곡률이 다른 부재끼리 즉 용기 홀더(11)(오목형상 홈(14)의 수지 탄성 링(31))과 아우터 링(13)(볼록형상 레일(15)의 두정면(15a))이 각도(여기서는 θ)를 갖고서 맞닿기 때문이다.
또한, 본원 발명자는, 종래의 교반·탈포 장치에서의 수지 탄성 링이 절단되어 버리는 과제에 관해, 맞닿음 부재 사이의 간극으로부터 탈락할 때에, 수지 탄성 링에 부하가 걸려서 절단에 이르는 것을 밝혀냈다. 따라서 상기한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치(1)에 의하면, 수지 탄성 링(31)의 탈락이 방지되는 결과, 절단의 방지도 도모할 수 있다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 용기 홀더(11)는, 수지 탄성 링(31)의 찌그러짐 여유(도 4중의 D 점에서의 찌그러짐 여유)(L2)가 지름 방향 치수의 20 내지 30[%]가 되도록 아우터 링(13)에 압접되어 배설되어 있다. 이에 의해, 수지 탄성 링(31)의 미끄러짐을 방지할 수 있고, 마찰력의 전달이 가능해진다.
예를 들면, 수지 탄성 링(31)으로서, 직경 7[㎜]의 O링을 이용하여, 찌그러짐 여유(L2)를 지름 방향 치수의 30[%] 즉 L2=2.1[㎜]로 설정하면, 가장 압접된 상태의 지름 방향 치수(L1)는, L1=4,9[㎜]가 된다. 따라서 상기한 간극(F)은, 치수가 2.45[㎜] 이하가 되도록 설정된다.
또한, 간극(F)의 치수는, 맞닿음 시작 위치(도 4중의 C점)로부터 맞닿음 종료 위치(도 4중의 E점)까지의 사이에서 변화한다. 이것은, 곡률이 다른 부재끼리 즉 용기 홀더(11)(오목형상 홈(14)의 수지 탄성 링(31))와 아우터 링(13)(볼록형상 레일(15)의 두정면(15a))이 각도(여기서는 θ)를 갖고서 맞닿고, 또한, 볼록형상 레일(15)의 두정면(15a)이 용기 홀더(11)의 오목형상 홈(14) 내에 들어가도록 구성(상세는 후술) 되어 있기 때문이다.
여기서, 본 실시 형태에 특징적인 구성으로서, 예를 들면, 도 2의 사시도에 의해 설명되는 바와 같이, 용기 홀더(11)와 아우터 링(13)은, 당해 아우터 링(13)의 둘레방향에서 수지 탄성 링(31)과 볼록형상 레일(15)의 두정면(15a)이 맞닿음을 시작하는 위치 이전부터 맞닿음을 종료하는 위치 이후까지, 당해 두정면(15a)이 용기 홀더(11)의 오목형상 홈(14) 내에 들어간 상태가 되도록 배설되어 있다. 즉, 도 4를 이용하여 위치 관계를 설명하면, 맞닿음 시작 위치(도 4중의 C점) 이전(자전 방향의 후방측)에서, 볼록형상 레일(15)의 두정면(15a)이 용기 홀더(11)의 오목형상 홈(14) 내에 들어가는 상태가 되고, 맞닿음 종료 위치(도 4중의 E점) 이후(자전 방향의 상대편 측)에서, 볼록형상 레일(15)의 두정면(15a)이 용기 홀더(11)의 오목형상 홈(14) 내에 들어가는 상태가 해제되는 구성으로 되어 있다.
이 구성에 의하면, 맞닿음을 시작하는 위치 이전부터 맞닿음을 종료하는 위치 이후까지, 볼록형상 레일(15)의 두정면(15a)이 용기 홀더(11)의 오목형상 홈(14) 내에 들어간 상태가 되도록 부착되어 있음으로써, 맞닿음이 행하여지고 있는 구간보다도 넓은 구간에서 간극(F)의 치수를 소정치 이하로 설정할 수 있기 때문에, 보다 한층, 확실한 탈락·절단 방지 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치(1)는, 케이스(20) 내를 진공으로 하는 진공 펌프(6)를 구비한다. 당해 진공 펌프(6)에 의한 진공도는 적절히 설정할 수 있고, 한 예로서, 케이스(20) 내가 대기압 내지 1O[Pa] 정도의 진공 상태가 된다.
이에 의하면, 케이스(2O) 내를 진공으로 하여, 교반·탈포를 행함으로써, 보다 한층, 탈포 작용을 높이는 것이 가능해진다.
여기서, 용기(2)는 도 5에 도시하는 바와 같이, 상부에 개구부(2a)가 마련된 바닥이 있는 원통형상의 본체부(2A)와, 개구부(2a)에 감합되는 속덮개(2B)와, 그 바깥쪽에서 개구부(2a)에 나사결합되는 바깥덮개(2C)를 구비하여 구성된다.
교반·탈포를 행하는 대상물이 되는 재료는, 속덮개(2B) 및 바깥덮개(2C)를 떼어낸 상태에서, 개구부(2a)로부터 본체부(2A)에 넣어지고, 그 후 본체부(2A)에 속덮개(2B) 및 바깥덮개(2C)가 감합 및 나사결합된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 속덮개(2B) 및 바깥덮개(2C)에는, 각각 통기 구멍(2b 및 2c)이 마련되어 있지만, 적절히, 당해 통기 구멍(2b, 2c)을 생략하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 적절히, 속덮개(2B), 바깥덮개(2C)를 생략하는 구성으로 하여도 좋다.
용기(2)는, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상부가 컵형상으로 형성된 용기 홀더(11)의 개구부에, 저면측부터 진입시켜서 감입됨에 의해, 당해 용기 홀더(11)에 지지된다. 그 때에, 용기(2)의 본체부(2A)의 외주부에 마련되어 있는 돌기(2d)(본 실시 형태에서는, 2개소)가, 용기 홀더(11)에 마련된 홈(11b)에 계합된다.
이에 의하면, 용기 홀더(11)가 회전(자전)할 때에, 용기 홀더(11)에 대해 용기(2)가 둘레방향으로 회동한 것이 방지되고, 용기 홀더(11)의 회전력이 용기(2)에 전달되어, 당해 용기(2)를 회전(자전)시키는 작용을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 용기(2)와 용기 홀더(11)를 별체로 형성하고 있지만, 일체로 형성하는 구성으로 하는 것도 생각된다.
또한, 본 실시 형태에 관한 용기(2)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 내벽면(2e)에 복수의 볼록형상부(2f)를 갖는 형상에 형성된다. 이에 의하면, 재료가 수용된 용기(2)를 자전시킨 때에, 볼록형상부(2f)가 저항, 바깥쪽날(外刃) 작용이 되어 재료의 교반이 촉진되기 때문에, 보다 한층, 교반 작용을 높이는 것이 가능해진다. 단, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 볼록형상부(2f)를 마련하지 않는 구성으로 하는 것도 생각된다.
쪽, 도 1에 도시하는 바와 같이, 케이스(20)는, 본체부(21)와 당해 본체부(21)의 상부에 배설되는 덮개부(22)를 구비하여 구성된다. 또한, 덮개부(22)는, 힌지(도시생략)를 이용하여 개폐 가능하게 본체부(21)에 고정됨과 함께, 본체부(21)에 밀착 가능한 구조로 형성됨에 의해, 케이스(20) 내가 밀폐 가능해지는 구조로 형성되어 있다.
이에 의하면, 덮개부(22)를 열음(open)에 의해, 용기 홀더(11)에의 용기(2)의 착탈이 가능해진다. 한편, 덮개부(22)를 닫음에 의해, 케이스(20) 내를 진공 상태로 할 수 있고, 그 상태에서, 용기(2)를 자전 및 공전시켜서 용기(2) 내의 재료의 교반·탈포를 행하는 것이 가능해진다. 한 예로서, 덮개부(22)는, 투명한 수지 재료를 사용하여 형성된다.
공전 부재(12)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 케이스(20)의 본체부(21)를 관통하는 회전축(12a)을 가지며, 당해 회전축(12a)은 그 둘레방향으로 회전 가능하고 또한 케이스(20) 내의 진공 유지가 가능해지는 축받이(본 실시 형태에서는, 자성(磁性) 유체 축받이)(32)를 통하여 케이스(20)의 본체부(21)에 고정되어 있다. 여기서, 공전 부재(12)의 형상은, 원판형상, 암(arm)형상, 또는 그들의 조합 등으로 하는 구조가 생각된다. 본 실시 형태에서는, 용기 홀더(11)를 공전면(공전축 즉 회전축(12a)의 중심축(S)과 직교하는 면)에 대해 소정의 경사각(θ)으로 기울여서 자전 가능하게 지지하기 때문에, 공전 부재(12)는 지름 방향의 도중에 곡절부(12b)를 갖고 있다. 공전 부재(12)는, 회전(공전)에 의해 용기 홀더(11)(및 용기(2))에 원심력이 작용하면, 특히 곡절부(12b)가 공전면과 평행한 상태에 근접하도록 휘는 작용이 생긴다. 따라서 공전 부재(12)는 두랄루민 등의 고강도이며 경량인 재료를 사용하여 형성하는 것이 알맞다. 단, 이것으로 한정되는 것이 아니다.
또한, 회전축(12a)과, 모터(3)의 회전축(3a)이, 구동력 전달 수단을 통하여 연결되어 있다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 구동력 전달 수단으로서, 제 1 풀리(4a), 제 2 풀리(4b), 벨트(5)를 이용하여 구성하고 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 기어 등을 이용하여 구성하여도 좋다.
이에 의하면, 모터(3)가 작동하고, 그 회전 구동력이 구동력 전달 수단을 통하여 회전축(12a)에 전달되고, 회전축(12a)이 회전하면, 이에 수반하여 공전 부재(12)가 둘레방향으로 회전한다. 따라서 공전 부재(12)에 고정된 용기 홀더(11) 및 용기 홀더(11)에 지지된 용기(2)는, 당해 회전축(12a)의 중심축(S)을 회전 중심으로 하는 동일 평면 내의 일정 궤도상을 주회한다(공전한다). 또한, 공전 부재(12)가 공전하면, 용기 홀더(11)의 외주부(11A)와 아우터 링(13)의 내주부(13A)와의 사이의 맞닿음에 의해 생기는 마찰력에 의해, 용기 홀더(11)가 자전한다. 그 때의 공전 속도 및 자전 속도는, 재료에 응하여 적절히 설정된다.
특히, 본 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치(1)에서는, 전술한 바와 같이, 수지 탄성 링(31)에 대한 확실한 탈락·절단 방지 효과를 얻을 수 있기 때문에, 공전 속도 및 자전 속도의 고속화가 가능해진다.
본 실시 형체에서는, 아우터 링(13)에서의 볼록형상 레일(15)의 두정면(15a)의 전체 길이(즉 맞닿음부의 둘레방향 길이)가, 용기 홀더(11)의 외주부(11A)의 수지 탄성 링(31)의 전체 길이(즉 맞닿음부의 둘레방향 길이) 보다도 길어지도록 형성하고 있다.
이에 의하면, 공전 속도(회전 속도[rpm])에 대해, 자전 속도(회전 속도[rpm])를 고속화하는 것이 가능해지고, 교반 능력을 높일 수 있다.
한 예로서, 볼록형상 레일(15)의 두정면(15a)의 전체 길이를, 용기 홀더(11)의 수지 탄성 링(31)의 전체 길이의 2배로 설정하고 있다. 따라서 공전 속도가 80O[rpm]으로 설정된 경우, 레일부(13b)의 전체 길이와 볼록형상 레일(15)의 두정면(15a)의 전체 길이와의 비(여기서는 2 : 1)에 응하여, 자전 속도가 16OO[rpm]으로 설정되게 된다. 또한, 당해 공전 속도 및 자전 속도는 상한이 아니라, 더한층의 고속화도 이룰 수 있는 것이다.
또한, 공전 속도와 자전 속도를 제각기 구동 제어할 필요가 없기 때문에, 회전 구동 기구 및 제어 기구를 극히 간소하게 할 수 있다. 이에 의해, 제조 비용의 저감이 가능해지고, 고장 발생률을 저감시키는 관점에서도 알맞다.
또한, 본 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치(1)에는, 회전(공전) 속도, 회전 시간, 진공 압력 등을 설정하는 조작반(도시생략)이 마련되고, 이 조작반으로부터 제어부(도시생략)에 지령을 내림에 의해, 공전 부재(12)의 회전 속도, 회전 시간, 및 진공 펌프(6)에 의해 진공이 되는 케이스(20) 내의 압력 등이 제어된다.
또한, 전술한 바와 같이, 공전 부재(12)의 회전 속도에 응하여, 용기(2)의 자전 속도도 자동적으로 설정되기 때문에, 복잡한 제어 기구가 불필요하게 되고, 제조 비용의 저감이 달성된다.
(제 2의 실시 형태)
계속해서, 본 발명의 제 2의 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치(1)에 관해 설명한다. 제 2의 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치(1)는, 전술한 제 1의 실시 형태와 기본적인 구성은 마찬가지이지만, 특히 아우터 링(13), 오목형상 홈(14) 등의 구성에서 상위점을 갖는다. 여기서, 도 6은, 제 2의 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치(1)의 예를 도시하는 정면 단면도(개략도)이고, 도 7은, 그 일부를 확대한 사시도(개략도)이다. 또한, 오목형상 홈(14) 및 그 주변 구조의 확대도로서, 도 6에서의 Y부의 확대도(단면도)를 도 8에 도시한다. 도 9는, 수지 탄성 링(31)의 아우터 링(13)에의 맞닿음 상태를 도시하는 도면이고, 자전축(R)과 직교하는 수지 탄성 링(31) 배설면에서의 단면으로 도시하고 있다. 이하, 제 1의 실시 형태와의 상위점을 중심으로 설명한다.
본 실시 형태에서는, 아우터 링(13)은, 내주부(13A)에서 둘레방향에 따라서 고리형상으로 마련된 당접면(13a)을 갖고 있다. 이 당접면(13a)은, 내주부(13A)에 따른 곡면(추 내면) 형상으로 형성되어 있고, 용기 홀더(11)의 외주부(11A)의 수지 탄성 링(31)과의 당접면이 된다. 당해 당접면(13a)은, 전술한 제 1의 실시 형태와 마찬가지로 소정의 각도(한 예로서, 전술한 θ와 동일 각도 또는 같은 정도의 각도로 설정하고 있다)를 갖도록 형성되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 용기 홀더(11)와 아우터 링(13)은, 맞닿음 시작 위치(도 9중의 C점)로부터 맞닿음 종료 위치(도 9중의 E점)까지에 있어서의 용기 홀더(11)의 오목형상 홈(14)과 아우터 링(13) 사이의 간극이, 아우터 링(13)과의 맞닿음에 의해 가장 압접된 상태(도 9중의 D점)에서의 수지 탄성 링(31)의 지름 방향 치수(L1)의 2분의1 이하가 되도록 배설되어 있다. 보다 상세하게는, 맞닿음 시작 위치(도 9중의 C점)로부터 맞닿음 종료 위치(도 9중의 E점)까지에 있어서, 오목형상 홈(14)의 내주부와 아우터 링(13)의 당접면(13a)으로 둘러싸여진 공간부에서 생기는 간극(F)(도 8 참조)의 치수가, L1의 2분의1을 넘지 않도록 설정된다.
이 구성에 의하면, 전술한 제 1의 실시 형태와 마찬가지로, 맞닿음 시작 위치(도 9중의 C점)로부터 맞닿음 종료 위치(도 9중의 E점)까지의 사이에서, 수지 탄성 링(31)이 압접되어 지름 방향 치수가 감소하고, 또한, 맞닿음에 의해 수지 탄성 링(31)에 축방향 분력(압동력)이 작용한 때에, 맞닿음 부재 사이(여기서는, 오목형상 홈(14)의 내주부와 아우터 링(13)의 당접면(13a)으로 구성된 공간부)의 간극으로부터 밖에 나와 버리는 것(탈락)을 방지할 수 있고, 그 결과, 절단의 방지도 도모할 수 있다.
또한, 용기 홀더(11)는, 외주부(11A)에서 둘레방향에 따라서 고리형상으로 마련된 지름 방향 단면의 형상이 오목형상인 오목형상 홈(14)을 갖고 있다. 또한 당해 오목형상 홈(14) 내에 수지 탄성 링(31)이 감설되어 있다. 여기서, 본 실시 형태에 관한 용기 홀더(11)에 특징적인 구성으로서, 도 8에 도시하는 바와 같이, 오목형상 홈(14)의 상부 두정면(14a)과 아우터 링(13)의 당접면(13a)과의 간격(L3)이 상대적으로 크고, 오목형상 홈(14)의 하부 두정면(14b)과 아우터 링(13)의 당접면(13a)과의 간격(L4)이 상대적으로 작아지도록 마련되어 있다. 그리고, 동 도 8중의 간격(L3 및 L4)은, 용기 홀더(11)의 오목형상 홈(14)과 아우터 링(13)의 당접면(13a)이 가장 접근하는 위치(도 9중의 D점)에서의 간격으로서 도시하고 있다.
본 실시 형태에 관한 교반·탈포 장치(1)에서는, 공전 부재(12)의 공전 속도를 고속으로 하면, 용기 홀더(11)에 작용하는 원심력이 커지기 때문에, 공전 부재(12)가 휘어서 용기 홀더(11)가 공전면의 지름 방향 바깥쪽에 기울어지는(자전축(R)의 경사각(θ)이 커지는 방향으로 기울어지는) 작용이 생긴다. 그 결과, 특히, 용기 홀더(11)의 오목형상 홈(14)과 아우터 링(13)의 당접면(13a)이 가장 접근하는 위치(도 9중의 D점)에서, 오목형상 홈(14)의 상부 두정면(14a)과 아우터 링(13)의 당접면(13a)이 접촉하여 버린다는 과제가 생길 수 있다. 그러나, 상기한 구성을 구비함에 의해, 당해 과제의 해결이 가능해진다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 교반·탈포 장치에 의하면, 곡률이 다른 부재끼리의 각도를 갖고서 맞닿는 구성에 있어서, 맞닿음 시작 위치부터 맞닿음 종료 위치까지의 사이에서 수지 탄성 링이 압접되어 지름 방향 치수가 감소하고, 또한, 맞닿음에 의해 수지 탄성 링에 축방향 분력(압동력)이 작용한 때에, 수지 탄성 링이 맞닿음 부재 사이의 공간부에 생기는 간극으로부터 탈락하여 버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 당해 탈락을 방지할 수 있는 결과, 수지 탄성 링의 절단도 방지할 수 있다.
이와 같이, 수지 탄성 링의 탈락·절단을 방지할 수 있기 때문에, 용기 홀더(및 용기)의 공전·자전 속도를 보다 고속화하는 것이 가능해지고, 효율적인 교반·탈포 작용을 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은, 이상 설명한 실시예로 한정되는 일 없이, 본 발명을 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경 가능하다.

Claims (6)

  1. 용기를 자전시키는 수단 및 공전시키는 수단을 구비하고, 그 용기를 회전시켜서 그 용기 내에 수용된 재료의 교반 및 탈포의 적어도 한쪽을 행하는 교반·탈포 장치에 있어서,
    복수의 용기를 각각 지지하는 복수의 용기 홀더와,
    상기 각 용기 홀더를 자전 가능하게 지지함과 함께, 회전축을 중심으로 회전 가능하게 마련되어, 그 각 용기 홀더를 그 회전축의 주위에 공전시키는 공전 부재와,
    상기 공전 부재를 회전 구동하는 구동 수단과,
    내주부가 모든 상기 용기 홀더의 외주부와 맞닿도록 그 용기 홀더를 둘러싸서 배설된 고리형상의 아우터 링을 구비하고,
    상기 용기 홀더와 상기 아우터 링은, 그 용기 홀더의 외주부에 고리형상으로 마련된 오목형상 홈 내에 감설된 수지 탄성 링과, 그 아우터 링의 내주부에 마련된 당접면이 맞닿도록 배설됨과 함께 그 아우터 링 배설면에 대해 그 용기 홀더의 자전축이 소정의 각도를 이루도록 배설되고, 또한, 상기 맞닿음을 시작하는 위치로부터 상기 맞닿음을 종료하는 위치까지에 있어서의 그 용기 홀더의 오목형상 홈과 그 아우터 링과의 사이의 간극이, 그 아우터 링과의 맞닿음에 의해 가장 압접된 상태에서의 상기 수지 탄성 링의 지름 방향 치수의 2분의1 이하가 되도록 배설되어 있고,
    상기 용기 홀더는, 상기 공전 부재의 공전에 의해, 상기 회전축의 주위에 공전하고 또한 상기 아우터 링으로부터 받는 마찰력에 의해 자전하는 것을 특징으로 하는 교반·탈포 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아우터 링의 당접면은, 그 아우터 링의 내주부에 고리형상으로 마련된 볼록형상 레일의 두정면(head top side of rail)으로서 형성되고,
    상기 용기 홀더와 상기 아우터 링은, 그 아우터 링의 둘레방향에서 상기 수지 탄성 링과 상기 볼록형상 레일의 두정면이 맞닿음을 시작하는 위치 이전부터 맞닿음을 종료하는 위치 이후까지, 그 두정면이 상기 용기 홀더의 오목형상 홈 내에 들어간 상태가 되도록 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 교반·탈포 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 용기 홀더는, 상기 오목형상 홈의 상부 두정면과 상기 아우터 링의 당접면과의 간격이 상대적으로 크고, 상기 오목형상 홈의 하부 두정면과 상기 아우터 링의 당접면과의 간격이 상대적으로 작아지도록 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 교반·탈포 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기 홀더는, 상기 수지 탄성 링의 찌그러짐 여유가 지름 방향 치수의 2O 내지 3O%가 되도록 상기 아우터 링에 압접되어 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 교반·탈포 장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 용기, 상기 용기 홀더, 상기 공전 부재, 및 상기 아우터 링이 배설되는 케이스를 구비하고,
    상기 케이스는 밀폐 가능하게 형성되고,
    상기 케이스 내를 진공으로 하는 진공 펌프를 또한 구비한 것을 특징으로 하는 교반·탈포 장치.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기는, 내벽면에 하나 또는 복수의 볼록형상부를 갖는 것을 특징으로 하는 교반·탈포 장치.
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