JP2008119603A - 撹拌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】公転と共に自転する遊星運動のできる簡素な撹拌装置を提供する。
【解決手段】公転用電動機２を駆動することにより、回転保持器４に取り付けられた容器ホルダ６が回転軸２ａを中心として回転し、取付アダプタ７、混練容器８に遠心力が働き、下方が持ち上るように傾斜する。混練容器が或る傾斜角度まで傾斜すると、取付アダプタの角部が自転用電動機１１により回転している回転板１２に接触することにより、混練容器は自転運動し、公転と共に自転を行う所謂遊星運動をする。
【選択図】図６

Description

本発明は、混練容器内に液体状、粉体状、ゲル状等の工業材料や培養液を収容し、機械的に撹拌を行う撹拌装置に関するものである。

従来の撹拌装置としては、特許文献１のように公転用と自転用の複数個の電動機を用いて、混練容器は公転と共に自転をする遊星運動を行うものが知られている。

また特許文献２、３では、１個の電動機を用いて公転力を利用して自転を行っている。

特開平１０−４３５６７号公報 特開平８−３３２３６７号公報 特開昭６１−２９０９４６号公報

しかし、特許文献１においては公転用電動機以外に、容器ごとに自転用電動機を必要とするため、装置が大掛かりとなり、自転用電動機への給電も難しい。

また、特許文献２、３では、１個の電動機を用いて公転及び自転を行っているが、公転軸から自転軸への回転力の伝達機構が複雑となり、耐久性にも問題がある。

本発明の目的は、上述の課題を解決し、公転と共に自転する遊星運動がなされると共に、公転速度、自転速度を独自に変更できる小型で安価な撹拌装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る撹拌装置の技術的特徴は、公転用電動機により鉛直軸方向の公転軸を中心に回転駆動する回転保持器と、該回転保持器に対し水平軸を中心に傾動自在に取り付けた容器ホルダと、該容器ホルダに直接又は取付アダプタを介して回転可能に取り付ける円筒状の混練容器と、前記容器ホルダの上方に上下方向に移動可能に配置した上下動駆動部と、該上下動駆動部の下端に取り付け自転用電動機により回転する回転板とから成り、公転中に前記取付アダプタ又は混練容器の一部に前記回転板を接触させることにより、前記混練容器に公転による回転運動に自転による回転運動を加えることにある。

本発明に係る撹拌装置によれば、容器の公転は公転用電動機で行い、自転は混練容器の上方に設け、混練容器に回転を与える回転板を制御することにより行うと共に、この回転板の停止、正転、逆転を制御することにより、自転の回転速度、方向を可変でき、遠心力の大きさを制御することができる。また、混練容器に対する回転板の相対的な高さを調整することにより、撹拌中の混練容器の傾斜角度を調整することもできる。また、撹拌中に回転板を上下動させることにより、混練容器の傾斜角度の可変ができ、撹拌時の流動をより広範囲に、効率良く短時間に行うことが可能となる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施例の撹拌装置の斜視図、図２は側面図を示している。撹拌装置の底板１上には公転用電動機２が配置されていると共に、支柱３が立設されている。この公転用電動機２上には、回転軸２ａを介して図３に示すような回転保持器４が回転自在に取り付けられている。この回転保持器４の側面には孔部４ａが設けられ、ピン５により回転自在に２つの環状の容器ホルダ６が傾動自在に取り付けられ、この容器ホルダ６に取付アダプタ７を介して混練容器８が取り付けられている。

図４は容器ホルダ６及びこの容器ホルダ６に取り付ける取付アダプタ７、混練容器８の分解斜視図を示している。取付アダプタ７は容器ホルダ６にベアリング９を介して回転自在に取り付けられており、容器ホルダ６にはベアリング９を保持するためにフランジ６ａと、容器ホルダ６にピン５を挿通するピン孔部６ｂが穿けられている。

また、取付アダプタ７の上端の開口部周縁には、ベアリング９に係止するためのフランジ部７ａが形成され、このフランジ部７ａの周囲の角部に滑り止め用のゴム材等の弾性部材を付設されている。そして、取付アダプタ７内には開閉自在なキャップ８ａを備えた混練容器８を装着するようにされている。

この混練容器８は有底の円筒体であり、上部にキャップ８ａが例えば螺合により取り付けられている。なお、取付アダプタ７の混練容器８を付加した重心は、ピン孔部６ｂよりも十分に下方にあるため、静止時には図１に示すように取付アダプタ７は容器ホルダ６、ピン５を介して回転保持器４から吊り下げられている。

また支柱３には、この支柱３に沿って上下に駆動する上下動駆動部１０が取り付けられ、この上下動駆動部１０には自転用電動機１１が設けられ、回転軸１１ａの下端に回転板１２が取り付けられている。そして、この回転板１２の底面には、耐摩耗性を有する板材１３が張り付けられている。

この撹拌装置を使用する際には、２つの混練容器８内にそれぞれ撹拌すべき材料を入れてキャップ８ａにより密封した後に、図１、図２に示すように混練容器８を取付アダプタ７内にそれぞれ固定する。

図５は取付アダプタ７に２つの混練容器８をセットし、上下動駆動部１０、回転板１２を降下させた状態の側面図を示している。なお、混練容器８と回転板１２との間の間隔を調整することにより、混練容器８を公転させた際の遠心力により混練容器８が傾斜し、回転板１２に接触することにより決定する傾斜角度を調整することができる。

図６は撹拌時の側面図を示し、公転用電動機２を駆動することにより、回転保持器４が回転軸２ａを中心として回転し、回転保持器４に取り付けられた容器ホルダ６に遠心力が作用し、ピン５を中心として、取付アダプタ７、混練容器８の下方が持ち上るように徐々に傾斜する。そして、混練容器８が或る傾斜角度まで傾斜すると、取付アダプタ７の角部の弾性部材が回転板１２に接触する。

回転板１２は自転用電動機１１により回転しているので、取付アダプタ７が回転板１２に接触することにより、混練容器８は取付アダプタ７と共にベアリング９を介して容器ホルダ６に対して自転運動をする。なお、この際の公転速度は公転用電動機２を制御することにより調整でき、自転速度は自転用電動機１１の回転数或いは回転板１２の降下位置を調整することにより、取付アダプタ７の角部が回転板１２上に接触する半径が変化するので調整をすることができる。

混練容器８は取付アダプタ７の回転板１２の板材１３に対する摩擦抵抗により回転を始め自転する。なお、取付アダプタ７が板材１３と接触する角部は、取付アダプタ７の傾斜角度が変化しても十分な滑り抵抗が得られるように、予め丸く面取りをしておくことが望ましい。

このように、公転用電動機２と自転用電動機１１を同時に駆動することにより、混練容器８は自転運動と公転運動を同時に行う所謂遊星運動を行うことができる。混練容器８が遊星運動をすることにより、混練容器８の内部の材料には、公転による遠心力と自転による遠心力とが作用し、材料の撹拌による混練がなされると共に、材料に内在する気泡の混練容器８の空間内への放出が促進される。

また、取付アダプタ７に混練容器８内の材料を加温するための加熱装置或いは冷却するための冷却装置を取り付けることもできる。更に、混練容器８に弁を取り付けて内圧を調整することにより、内部を減圧して材料の発泡を促進したり、加圧した状態で混練容器８を撹拌することも可能である。

撹拌装置の停止に際しては、公転用電動機２、自転用電動機１１への電源を断にし、上下動駆動部１０により自転用電動機１１を上方に持ち上げることにより、取付アダプタ７、混練容器８に加わる遠心力がなくなり、これらの傾斜が戻る。そして、取付アダプタ７、混練容器８は図１に示すように、ピン５により吊り下げられた状態に復帰し、この状態において取付アダプタ７から混練容器８を取り出す。

なお、本実施例では、混練容器８を取付アダプタ７を介してベアリング９に取り付けたが、取付アダプタ７を使用せずに、混練容器８を直接にベアリング９に回転自在に取り付けてもよい。この場合には、混練容器８に取付アダプタ７のフランジ部７ａと同様の機能を有するフランジ部を設けることが好ましい。

更には、本実施例では２個の混練容器８について説明したが、混練容器８の数は２個に限ることはない。

このように本実施例における撹拌装置は、混練容器８の公転速度、自転速度、傾斜角度のパラメータを独立して設定することができ、撹拌の自由度を向上させることができる。

図７は実施例２の説明図である。実施例１においては、撹拌中には上下動駆動部１０は駆動せずに撹拌を行ったが、本実施例２においては実施例１と同様に公転、自転を同時に行うと共に、更に撹拌中に上下動駆動部１０により回転板１２を上下に昇降させることにより、取付アダプタ７、混練容器８の傾斜角度を揺動させることができる。

このように、混練容器８の揺動運動も加えることにより、更に材料の撹拌性能を向上させることができる。

図８は実施例３の説明図である。本実施例３においては、実施例１、２のように混練容器８内の材料を撹拌するのではなく、混練容器８内の材料中に含まれる気泡を取り除く脱泡を行うことを目的としている。上下動駆動部１０を駆動し自転板１２を十分に上方に持ち上げた後に、公転用電動機２を高速に回転させることにより、取付アダプタ７、混練容器８には強い遠心力が働き、ほぼ水平な状態となる。これにより混練容器８内の材料は遠心力により、混練容器８内の底部に移動することにより、材料中の気泡が脱泡し易くなる。

実施例１の撹拌装置の斜視図である。 撹拌装置の側面図である。 回転保持器の斜視図である。 容器ホルダ等の分解斜視図である。 撹拌前の撹拌装置の側面図である。 撹拌中の撹拌装置の側面図である。 実施例２の撹拌中に上下動駆動部により混練容器を揺動している状態の撹拌装置の側面図である。 実施例３の脱泡モードの撹拌装置の側面図である。

符号の説明

１ 底板
２ 公転用電動機
３ 支柱
４ 回転保持器
５ ピン
６ 容器ホルダ
７ 取付アダプタ
８ 混練容器
８ａ キャップ
９ ベアリング
１０ 上下動駆動部
１１ 自転用電動機
１２ 回転板
１３ 板材

Claims (6)

1. 公転用電動機により鉛直軸方向の公転軸を中心に回転駆動する回転保持器と、該回転保持器に対し水平軸を中心に傾動自在に取り付けた容器ホルダと、該容器ホルダに直接又は取付アダプタを介して回転可能に取り付ける円筒状の混練容器と、前記容器ホルダの上方に上下方向に移動可能に配置した上下動駆動部と、該上下動駆動部の下端に取り付け自転用電動機により回転する回転板とから成り、公転中に前記取付アダプタ又は混練容器の一部に前記回転板を接触させることにより、前記混練容器に公転による回転運動に自転による回転運動を加えることを特徴とする撹拌装置。
2. 前記取付アダプタ又は混練容器は前記容器ホルダにベアリングを介して回転自在に取り付けるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の撹拌装置。
3. 前記回転板は前記上下動駆動部により前記混練容器に対する相対的な高さ位置を変え、前記混練容器の前記公転軸に対する傾斜角を可変することを特徴とする請求項２に記載の撹拌装置。
4. 前記上下動駆動部は前記公転用電動機、前記自転用電動機の回転駆動中に昇降可能としたことを特徴とする請求項１に記載の撹拌装置。
5. 前記混練容器は複数個を個別に取り付け可能とした請求項１に記載の撹拌装置。
6. 前記混練容器を加温する加熱手段又は冷却する冷却手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撹拌装置。

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