JP4291913B2

JP4291913B2 - Mixing and stirring device

Info

Publication number: JP4291913B2
Application number: JP10161299A
Authority: JP
Inventors: 明久木村; 功師岡; 洋行佐藤; 洋一大場; 山大岩佐
Original assignee: 株式会社アサヒ化学研究所
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: JP2000246082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混合攪拌装置に係り、特に粉体と液体又は複数の液体、あるいは比重差によって内容物が沈降している液状混合物等の被処理物を均一に混練又は攪拌混合したり、液体中の気泡を除去したりするために、被処理物を容器に入れ該容器を容器ホルダに固定した上で比較的高速で公転及び自転させる方式を用い、かつ該容器ホルダを公転させるアームの下側に遊星歯車駆動機構の歯車やモータ等を配置することで、運転中の潤滑油等の異物の容器ホルダや攪拌槽内面への飛散を防止して内部をきれいに保つことができるようにし、更に遊星歯車と容器ホルダの自転軸とを自在継手を用いて連結して、容器ホルダの自転速度を周期的に変化させて不等速自転による加速度が与えられるようにし、しかもこの加速度をも必要に応じて可変とした、極めて混合攪拌能力の優れた混合攪拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液状流動性物質の攪拌混合には、容器内に回転翼あるいは上下振動翼などの攪拌翼を入れて混合攪拌する方法や、外部より超音波を与える方法、そして容器自身を振動させる方法等が一般的であった。
【０００３】
また最近では、被処理物を容器に入れ、その容器を公転させながら自転させる混合攪拌装置（以下、自・公転混合攪拌装置と略称する。）が提案され（例えば特開昭６１−２９０９４６号）、攪拌翼を用いなくとも効率良く液状流動性物質の攪拌混合・脱泡を行うことができるものが提供されている。
【０００４】
この自・公転混合攪拌装置は、攪拌翼を用いないので、攪拌翼の出入れに伴う異物の混入を防ぐことができ、特にエレクトロニクス関連で使用される高純度厚膜ペースト（銀ペースト、銅ペースト、カーボンペースト、誘電体ペーストなど）などの製造やそれらペーストの使用前処理用として最適な混合、攪拌、そして脱泡等を行う混合攪拌装置として注目されている。
【０００５】
そして従来の自・公転混合攪拌装置においては、自転運動と公転運動をどのように行うかについていくつかの提案がなされている。例えば、特開昭６１−２９０９４６号では、遊星歯車を使用して静止軸を中心として容器ホルダが公転しながら自転するような構造となっており、バランス（釣合せ重量）は固定である。
【０００６】
この方法では、同一容器でも液状流動性物質の比重が異なると、重量が大幅に変化して、容器内の重量の変動に耐えないので、種々の液状流動性物質を混合攪拌することができず汎用性に劣る。また微妙なバランス調整ができないので、公転速度を数１００ｒｐｍ以上の回転速度に上げることが困難であるという欠点を有していた。また容器の自転を遊星歯車で駆動しており、しかも歯車が斜めに配置されているので、歯車に給油されたグリース類が遠心力で上部に飛び散って攪拌槽内面や環境を汚染する問題があった。
【０００７】
また特開昭６３−２９１６３５号では、ベルト駆動で主軸を回転させ、該主軸の回転をベルトで容器に伝える構造を有し、油の飛び散りは防止できる。しかし回転のバランスを全く取ることがない構造となっており、３０〜１２０ｒｐｍ程度の公転回転数で動くようにしか設計されていない。当然のことながら、公転回転数をこれ以上上げると、バランスウェイトがないため、大きな振動を起こし装置が破壊するおそれがあった。
【０００８】
特開平６−７１１１０号では、自転と公転とを別々のモータで行わせ、公転軸から歯車でバランス用回転体を接続した構造となっている。この方法では比較的バランスが取りやすく高速公転が可能と推定されるが、動力の伝達がすべて歯車であることに加え、容器より上部にこれらの歯車が配置されるので、歯車からの潤滑油等の飛散が不可避であるという欠点があった。
【０００９】
そして従来の混合攪拌装置では、基本的に容器の自転速度が一定となるように設計されており、該自転速度に周期的な変化を与えて不等速自転による加速度が与えられるようにすれば、コリオリの加速度に更に別の加速度が加わるので、より効率よく混合攪拌を行うことができるにもかかわらず、このような装置は一般に提供されていなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、攪拌槽内で被処理物を収容した容器を公転させながら自転させて被処理物を均等な混合状態にまで攪拌する混合攪拌装置において、容器を収容固定する複数の容器ホルダと、該容器ホルダを軸支し回転に伴って該容器ホルダを公転させるアームと、該アームを回転させると共に容器ホルダを公転及び自転させる駆動機構とを備え、アームの下側にすべての駆動機構を配置することによって、重心を下げて高速で安定な運転を可能にすると共に潤滑油等の異物が容器ホルダ及び攪拌槽内面に飛散しないようにすることであり、またこれによって容器ホルダ及び攪拌槽の内部をきれいに保つことができるようにすると共に、被処理物に異物が混入しないようにすることである。
【００１１】
また他の目的は、上記構成においてアームを回転させると共に容器ホルダを公転及び自転させる遊星歯車駆動機構を備え、遊星歯車の自転に伴って回転駆動される軸と、容器ホルダの自転軸とを自在継手を用いて連結することによって、容器ホルダの自転軸がアームの回転軸に対して傾斜した状態でも容器ホルダが自転できるようにすることであり、またこれによって装置の簡易化及び小型、軽量化を図ることである。
【００１２】
更に他の目的は、上記構成により容器ホルダの自転速度を周期的に変化させて不等速自転による加速度が与えられるようにすることによって、コリオリの加速度に加えて不等速自転による加速度を用いてより効率よく被処理物を混合攪拌又は脱泡できるようにすることである。
【００１３】
また他の目的は、上記構成により自在継手の取付け角度を調整可能にして容器ホルダの不等速自転による加速度の大きさを可変とすることによって、混合し易い被処理物の場合には加速度を小さくし、混合しにくい被処理物の場合には加速度を大きくできるようにする等、被処理物の性質に合わせて最適な混合、攪拌条件が得られるようにすることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
要するに本発明（請求項１）は、攪拌槽内で被処理物を収容した容器を公転させながら自転させて被処理物を均等な混合状態にまで攪拌する混合攪拌装置において、容器を収容固定する複数の容器ホルダと、該容器ホルダを軸支し回転に伴って該容器ホルダを公転させるアームと、該アームを回転させると共に容器ホルダを公転及び自転させる遊星歯車駆動機構とを備え、アームの下側に該遊星歯車駆動機構のすべての歯車とモータを配置して潤滑油等の異物が容器ホルダ及び攪拌槽内面に飛散しないように構成すると共に、遊星歯車の自転に伴って回転駆動される軸と、容器ホルダの自転軸とを複数の自在継手を夫々直列に用いて連結し、容器ホルダの自転速度を周期的に変化させて不等速自転による加速度が与えられるように構成したことを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明（請求項２）は、攪拌槽内で被処理物を収容した容器を公転させながら自転させて被処理物を均等な混合状態にまで攪拌する混合攪拌装置において、容器を収容固定する複数の容器ホルダと、該容器ホルダを軸支し回転に伴って該容器ホルダを公転させるアームと、該アームを回転させると共に容器ホルダを公転及び自転させる遊星歯車駆動機構とを備え、アームの下側に該遊星歯車駆動機構のすべての歯車とモータを配置して潤滑油等の異物が容器ホルダ及び攪拌槽内面に飛散しないように構成すると共に、遊星歯車の自転に伴って巻掛け伝動部材を介して回転駆動される軸と、容器ホルダの自転軸とを複数の自在継手を直列に用いて連結し、かつ該自在継手の取付け角度を調整可能にして容器ホルダの自転速度を周期的に変化させて不等速自転による加速度が与えられかつ該加速度の大きさを可変に構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明（請求項３）は、攪拌槽内で被処理物を収容した容器を公転させながら自転させて被処理物を均等な混合状態にまで攪拌する混合攪拌装置において、容器を収容固定する複数の容器ホルダと、該容器ホルダを軸支し回転に伴って該容器ホルダを公転させるアームと、該アームを回転させると共に容器ホルダを公転及び自転させる遊星歯車駆動機構とを備え、アームの下側に該遊星歯車駆動機構のすべての歯車とモータを配置して潤滑油等の異物が容器ホルダ及び攪拌槽内面に飛散しないように構成すると共に、遊星歯車の自転に伴って回転駆動される軸と、容器ホルダの自転軸とをかさ歯車と複数の自在継手を直列に用いて連結し、かつ該自在継手の取付け角度を調整可能にして容器ホルダの自転速度を周期的に変化させて不等速自転による加速度が与えられかつ該加速度の大きさを可変に構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発明の第１実施例に係る混合攪拌装置１は、図１から図５において、本体２と、操作盤３と、容器ホルダ４と、アーム５と、駆動機構の一例たる遊星歯車駆動機構６と、モータ８とを備えている。
【００２１】
本体２は、混合攪拌装置１の筐体であって、例えば板金加工製である。該本体２内に攪拌槽９と、容器ホルダ４と、アーム５と、遊星歯車駆動機構６と、モータ８等が収納されている。
【００２２】
本体２の上面２ａには、被処理物１０を入れた容器１１を攪拌槽９内の容器ホルダ４に取付け又は取外しするための開口部２ｂが円形に形成されており、該開口部２ｂの直径は、攪拌槽９の内径よりもやや小さくなっている。開口部２ｂを円形としたのは、混合攪拌装置１の停止時に容器ホルダ４がいかなる位置に停止していても、容器１１の取付け及び取外しを容易に行うことができるようにするためである。
【００２３】
本体２には、混合攪拌装置１の運転時に安全のため開口部２ｂを覆うカバー１２が、例えば３個の蝶番１３を介して取り付けられている。該カバー１２の上面１２ａには把手１２ｂが取り付けられ、下面１２ｃにはカバー１２が閉じていることを検知して混合攪拌装置１を運転可能な状態に切り替えるセンサ２ｃのための、例えば２個のドグ１２ｄと、混合攪拌装置１の運転時にカバー１２が不用意に開くことを防止するためのフック１２ｅとが取り付けられている。
【００２４】
本体２の上面２ａにはドグ１２ｄを検知するセンサ２ｃが該ドグ１２ｄと同数だけ配設され、またカバー１２のフック１２ｅが貫通する穴２ｄが形成されている。
【００２５】
操作盤３は、混合攪拌装置１の操作に必要なスイッチや表示器等を整列状態で配設したものであって、本体２に取り付けられている。スイッチ類としては電源スイッチ３ａと、スタートボタン３ｂと、ストップボタン３ｃと、回転数設定ダイヤル３ｄと、運転時間設定用のタイマと３ｅ、非常停止ボタン３ｆとが配設され、表示器類としては運転ランプ３ｇと、回転異常ランプ３ｈと、バランス異常ランプ３ｉと、回転数表示器３ｊとが夫々配設されている。
【００２６】
容器ホルダ４は、容器１１を収容固定するためのものであって、図２、図３及び図５に示すように、容器１１がちょうど収まる程度の内径を持った筒部４ａの下面４ｂに自転軸４ｃを取り付け、筒部４ａの側面４ｄに蝶番４ｅを介して容器１１を押さえるための押え金具４ｆを取り付け、蝶番４ｅの反対側の側面４ｄに押え金具４ｆを固定するための固定金具４ｇを取り付けて構成されており、アーム５には、例えば２個の容器ホルダ４が軸支されている。
【００２７】
容器１１は、被処理物１０を収容するためのものであって、図２及び図５に示すように、外筒１１ａ内の内容器１１ｂに被処理物１０を密封してから外筒１１ａに蓋１１ｃを被せ、この状態で容器ホルダに取り付ける構造になっている。また容器１１の外筒１１ａには、足１１ｄが例えば４本形成されており、容器１１を容器ホルダに取り付けるときに該足１１ｄを容器ホルダ４の穴４ｉに差し込むようにしておくことによって、容器１１の空回りを防止できるようになっている。
【００２８】
アーム５は、容器ホルダ４を軸支し、回転に伴って該容器ホルダ４を公転させるためのものであって、軽量で慣性モーメントの小さな例えばアルミニウム製である。アーム５の長手方向の中央の下面５ａには軸５ｂが、ねじ５ｃによって固定されており、また軸５ｂから等距離の例えば２箇所には軸受取付け穴５ｄが形成され、遊星歯車６１を軸支するための軸受６２が夫々例えば２個ずつ取り付けられている。
【００２９】
軸受取付け穴５ｄは、カバー５ｅによって覆われ、軸受６２が露出しないようになっている。これは軸受６２への異物の付着を防止すると共に該軸受６２からのグリースの飛散を防止するためである。
【００３０】
アーム５の両方の端部５ｆには、同じ形状のブラケット５ｇが、夫々例えば１つずつねじ５ｈによって固定されている。ブラケット５ｇには、アーム５の上側に位置しアーム５から、例えば４０度傾斜した斜板５ｉが固定され、またアーム５の下側に位置しアーム５と平行な水平板５ｊがねじ５ｍにより固定されている。
【００３１】
斜板５ｉには、容器ホルダ４の自転軸４ｃを軸支する軸ケース１５が固定され、該軸ケース１５内には、軸受１６が組み込まれている。容器ホルダ４の自転軸４ｃは、軸受１６に組み込まれてナット４ｈによって固定されているので、容器ホルダ４は垂直状態から４０度傾斜した状態でアーム５に軸支された状態となっている。
【００３２】
水平板５ｊには、軸６３を垂直に軸支する軸ケース１８が固定され、該軸ケース１８内には軸受１９が組み込まれている。軸６３は、軸受１９に組み込まれて垂直に軸支されている。また軸６３には、遊星歯車６１の軸６１ａからの回転を巻掛け伝動部材６４を介して伝えるためのプーリ６３ａが取り付けられている。
【００３３】
遊星歯車６１の自転に伴って回転駆動される軸６３と、容器ホルダ４の自転軸４ｃとは、例えば２つの自在継手２０を夫々直列に用いて連結されている。これは、自在継手の特性として、図６に示すように、角度α１と角度α２とを等しくすれば軸６３の角速度ω１と容器ホルダ４の自転軸４ｃの角速度ω２とが等しくなるからであり、また故意に角度α１と角度α２とを異なる大きさにすれば、図７に示すように、容器ホルダ４の自転速度を周期的に変化させて不等速自転による加速度を与えることができるからである。角度α１及び角度α２の調整は、ナット２０ａ及び２０ｂを弛めて、自在継手２０全体を夫々の軸に対して摺動させて行うように構成されている。
【００３４】
アーム５の軸５ｂは、軸ケース２１内の軸受２２にナット２３により固定されて、垂直に支持されており、また該軸５ｂには、図２及び図５に示すように、ドグ板２４が取り付けられており、センサ２５によりアーム５の回転数が測定でき、該回転数が回転数表示器３ｊに表示されるようになっている。
【００３５】
遊星歯車駆動機構６は、アーム５を回転させると共に容器ホルダ４を公転及び自転させるためのものであって、図２及び図３に示すように、アーム５と同軸になるように軸ケース２１にねじ６５により固定された太陽歯車６６と、アーム５の回転によって太陽歯車６６のまわりをかみ合い接触しながら公転する遊星歯車６１とで構成されている。軸ケース２１は、ベース２６に固定され、該ベース２６は、本体２に固定されている。
【００３６】
遊星歯車６１の軸６１ａは、アーム５の軸受６２に軸支されており、また軸６１ａにはプーリ６１ｂがねじ６１ｃにより取り付けられ、該プーリ６１ｂと軸６３のプーリ６３ａとは巻掛け伝動部材６４によって回転が伝達されるようになっている。遊星歯車６１の材質には、例えばエンジニアリングプラスチックを用いており、これは潤滑剤であるグリース等の塗布を不要にして、攪拌槽９内の汚染を防止するためである。
【００３７】
モータ８は、アーム５を回転させるためのものであって、ベース２６に固定されており、モータ軸８ａに取り付けられたプーリ８ｂから巻掛け伝動部材２８を介して、アーム５の軸５ｂに取り付けられたプーリ５ｋに動力を伝えるようになっている。
【００３８】
遊星歯車駆動機構６のすべての歯車６１及び６６とモータ８は、図２に示すように、アーム５の下側に配置されており、潤滑油等の異物が容器ホルダ４及び攪拌槽９の内面９ａに飛散せず、また重心が低く安定した運転が可能となっている。
【００３９】
混合攪拌装置１において、アーム５の回転数と、容器ホルダ４の自転／公転の比を決定するにあたり、液状エポキシ樹脂１００ｇに銅粉２００ｇ（いずれも図示せず）を混合する試験を行い、目視により混合状態を判定した結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表１において、×は容器１１の底に銅粉が未分散の粉末状態で残っていることを示し、△は未分散銅粉はないものの均一性がないことを示し、○は均一分散していることを示している。
【００４２】
この実験結果より、アーム５の回転数は５００ｒｐｍ以上必要であり、また容器ホルダ４の自転／公転の比は、１／５から１／２の範囲とすることが好ましいことが判明したので、混合攪拌装置１においては、アーム５の回転数は６００〜７００ｒｐｍを常用域にすると共に、容器ホルダ４の自転速度と公転速度との比は、１／５から１／２の範囲となるようにしている。
【００４３】
本発明の第２実施例に係る混合攪拌装置３２は、図８において、容器ホルダ４と、アーム３５と、駆動機構の一例たる遊星歯車駆動機構３６と、モータ３８及び３９とを備え、遊星歯車６１の自転に伴って回転駆動される軸６３と、容器ホルダ４の自転軸４ｃとをかさ歯車２９ａと複数の自在継手２０を直列に用いて連結している。
【００４４】
かさ歯車２９ａは、ベベルギヤボックス２９に内蔵されており、該ベベルギヤボックス２９によって原動軸２９ｂの回転は９０度方向が異なる従動軸２９ｃに伝えられ、更に該従動軸２９ｃに連結された容器ホルダ４の自転軸４ｃへ回転が伝達されるようになっている。
【００４５】
アーム３５の両方の端部３５ｆは、例えば４０度上側に傾斜した形状になっており、この斜面部３５ｉの上側に容器ホルダ４が軸支され、下側にベベルギヤボックス２９が取り付けられている。
【００４６】
アーム３５の下側には、コラム３５ｃを挾むように水平板３５ｊが取り付けられており、該水平板３５ｊの下側に例えば容器ホルダ４の数に対応した２つの遊星歯車６１と、２つの軸６３が軸支されている。
【００４７】
遊星歯車６１の回転は、軸６１ａに取り付けられたプーリ６１ｂから巻掛け伝動部材６４を介して軸６３のプーリ６３ａへ伝わるようになっており、該軸６３は例えば２つの直列な自在継手２０によってベベルギヤボックス２９の原動軸２９ｂへ連結されている。自在継手２０の角度調整等は、第１実施例と同様である。
【００４８】
コラム３５ｃの延長上には軸３５ｂが取り付けられており、該軸３５ｂは太陽歯車６８が取り付けられている軸６９の同軸心上に配設され、太陽歯車６８と軸６９を貫通して軸ケース７０によって軸支されている。軸３５ｂにはプーリ３５ｋが取り付けられ、モータ３８のプーリ３８ａから巻掛け伝動部材７１を介して回転が伝わるようになっている。
【００４９】
軸６９は、ベース７２に取り付けられた軸受７３によって軸支され、アーム３５の軸３５ｂの回転とは無関係にに回動自在となっている。また軸６９には、太陽歯車６８とプーリ６９ａが取り付けられており、太陽歯車６８は遊星歯車６１と噛合し、プーリ６９ａとモータ３９のプーリ３９ａには巻掛け伝動部材７４が巻き掛けられ、容器ホルダ４の自転回転数をモータ３９によって制御することが可能となっている。
【００５０】
本実施例においても、遊星歯車駆動機構３６のすべての歯車６１及び６８とモータ３８及び３９はアーム３５の下側に配置されている。図示していないその他の部分は第１実施例と同様である。
【００５１】
本発明の第３実施例に係る混合攪拌装置３３では、図９に示すように、第２実施例で用いている水平板３５ｊは用いず、アーム３５の下面３５ａに容器ホルダ４の数に対応した例えば２個のベベルギヤボックス４０を取り付け、該ベベルギヤボックス４０の原動軸４０ｂに遊星歯車６１を取り付け、水平に配置されている従動軸４０ｃにカップリング４１を介して軸受箱４２で軸支される軸４３を連結し、該軸４３とベベルギヤボックス２９の原動軸２９ｂとを、例えば２個を直列にした自在継手２０によって連結している。ベベルギヤボックス４０には、かさ歯車４０ａが内蔵されている。
【００５２】
図９に図示した他の部分は、第２実施例と同様であり、図示しない部分は第１実施例と同様であるので、図示の同一部分には図面に同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５３】
本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まず本発明の第１実施例に係る混合撹拌装置１の作用について説明する。図１、図４及び図５において、被処理物１０を容器１１に入れ、該容器１１を足１１ｄが容器ホルダ４の穴４ｉに入るように容器ホルダ４に取り付けて、押え金具４ｆと固定金具４ｇによってしっかりと固定し、カバー１２を閉じる。
【００５４】
電源スイッチ３ａを押した後スタートボタン３ｂを押せば、カバー１２が閉じた状態であることをセンサ２ｃが検知し、カバー１２のフック１２ｅがロックされて運転が開始される。混合撹拌装置１の運転はタイマ３ｅにより設定した時間だけ運転が行われる。
【００５５】
運転が開始されると、モータ８が矢印Ａ方向に回転し、巻掛け伝動部材２８によってその回転がアーム５の軸５ｂに伝わり、該アーム５が矢印Ｂ方向に回転する。アーム５が回転することにより、容器ホルダ４も矢印Ｂ方向に公転する。このとき遊星歯車６１が太陽歯車６６のまわりをかみ合い接触しながら矢印Ｃ方向に公転すると共に矢印Ｄ方向に自転し、この自転が巻掛け伝動部材６４を介して軸６３に伝わり、該軸６３を矢印Ｅ方向に回転させる。軸６３の回転は自在継手２０を伝わり、容器ホルダ４を矢印Ｆ方向に自転させるので、被処理物１０は、公転による公転半径方向の加速度（遠心力）、公転と自転によるコリオリの加速度及び不等速自転による加速度等を受けながら矢印Ｇ方向に混合される。
【００５６】
アーム５の公転の回転数は、センサ２５により常に計測され、回転数表示器３ｊに表示されるので、該回転数表示器３ｊを見ながら回転数設定ダイヤル３ｄを回して、常用回転数である６００〜７００ｒｐｍに合わせる。
【００５７】
このときの自在継手２０による容器ホルダ４の回転角速度の変化について説明すると、図６において、角度α１＝α２であれば角速度ω１＝ω２となり、容器ホルダ４の回転速度は一定となる。この状態でも被処理物１０の混合攪拌は可能であるが、角度α１≠α２とすることにより図７に示すような周期的な角速度変化、即ち不等速自転による加速度を与えることができ、これによって極めて効率的な混合攪拌が可能となる。被処理物１０の種類に応じて角度α１及びα２を調整することにより、容器ホルダ４に生ずる不等速自転による加速度の大きさを変えることができる。
【００５８】
次に本発明の第２実施例に係る混合撹拌装置３２の作用について説明する。図８において、モータ３８が回転すると、巻掛け伝動部材７１によってその回転がアーム３５の軸３５ｂに伝わり、該アーム３５が回転して容器ホルダ４が公転する。このとき遊星歯車６１が太陽歯車６８のまわりをかみ合い接触しながら公転及び自転し、この自転が巻掛け伝動部材６４を介して軸６３に伝わり、該軸６３を回転させる。
【００５９】
軸６３の回転は自在継手２０を伝わり、ベベルギヤボックス２９によって回転方向が９０度変換された後容器ホルダ４を自転させるので、被処理物１０は遠心力等を受けながら混合される。なお本実施例においては、太陽歯車６６が固定されている第１実施例とは異なり、モータ３９を回転させることにより、軸６９と共に太陽歯車６８を回転させることができ、容器ホルダの自転回転数を太陽歯車と遊星歯車の歯数比に依存せずに制御することが可能である。
【００６０】
自在継手２０がもたらす容器ホルダ４の自転速度の変化については、第１実施例と同様であるので、ここでは省略する。
【００６１】
次に本発明の第３実施例に係る混合撹拌装置３３の作用について説明する。図９において、モータ３８が回転すると、巻掛け伝動部材７１によってその回転がアーム３５の軸３５ｂに伝わり、該アーム３５が回転して容器ホルダ４が公転する。このとき遊星歯車６１が太陽歯車６８のまわりをかみ合い接触しながら公転及び自転し、この自転がベベルギヤボックス４０に伝わり、回転方向を９０度変換された後軸４３を回転させる。軸４３の回転は自在継手２０を伝わり、ベベルギヤボックス２９によって回転方向を再度９０度変換された後容器ホルダ４を自転させ、被処理物１０は効率的に混合される。
【００６２】
自在継手２０がもたらす容器ホルダ４の自転速度の変化については、第１実施例と同様であり、モータ３９による容器ホルダの自転回転数の制御については、第２実施例の同様であるので、ここでは省略する。
【００６３】
いずれの実施例においても、アーム５の下側にすべての遊星歯車駆動機構６を配置し、遊星歯車６１には潤滑が不要なエンジニアリングプラスチックを用いているので、低重心による高速で安定な運転が可能であり、また潤滑油等の異物が容器ホルダ及び攪拌槽内面に飛散することがなく、攪拌槽９の内面９ａはきれいな状態に保たれる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明は、上記のように攪拌槽内で被処理物を収容した容器を公転させながら自転させて被処理物を均等な混合状態にまで攪拌する混合攪拌装置において、容器を収容固定する複数の容器ホルダと、該容器ホルダを軸支し回転に伴って該容器ホルダを公転させるアームと、該アームを回転させると共に容器ホルダを公転及び自転させる駆動機構とを備え、アームの下側にすべての駆動機構を配置したので、重心を下げて高速で安定な運転を可能にし得ると共に潤滑油等の異物が容器ホルダ及び攪拌槽内面に飛散しないようにすることができ、またこの結果容器ホルダ及び攪拌槽の内部をきれいに保つことができると共に、被処理物に異物が混入しないようにすることができる効果がある。
【００６５】
また上記構成においてアームを回転させると共に容器ホルダを公転及び自転させる遊星歯車駆動機構を備え、遊星歯車の自転に伴って回転駆動される軸と、容器ホルダの自転軸とを自在継手を用いて連結したので、容器ホルダの自転軸がアームの回転軸に対して傾斜した状態でも容器ホルダが自転でき、またこの結果装置の簡易化及び小型・軽量化を図ることができる効果がある。
【００６６】
更には、上記構成により容器ホルダの自転速度を周期的に変化させて不等速自転による加速度が与えられるため、公転及び自転のみで発生するコリオリの加速度に加えて不等速自転による加速度を用いてより効率よく被処理物を混合攪拌又は脱泡できるという効果がある。
【００６７】
また上記構成により自在継手の取付け角度を調整可能にして容器ホルダの不等速自転による加速度の大きさを可変にしたので、混合し易い被処理物の場合には加速度を小さくし、混合しにくい被処理物の場合には加速度を大きくできるようにする等、被処理物の性質に合わせて最適な混合・攪拌条件が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１から図５は、本発明の第１実施例に係り、図１は混合撹拌装置の斜視図でる。
【図２】アームと、容器ホルダと、遊星歯車駆動機構と、モータの構造を示す部分縦断面側面図である。
【図３】アームと、容器ホルダと、遊星歯車駆動機構と、モータの構造を示す部分破断斜視図である。
【図４】アームの回転に伴う遊星歯車の公転と容器ホルダの公転及び自転の状態を示す部分横断面平面図である。
【図５】アームの回転に伴う遊星歯車の公転と容器ホルダの公転及び自転の状態、並びに被処理物が混合されている状態を示す部分縦断面側面図である。
【図６】直列に連結された２つの自在継手の傾斜角を示すスケルトン図である。
【図７】自在継手の傾斜角が異なる場合の理論計算に基づく周期的な角速度比の変化と回転角との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施例に係る混合攪拌装置のアームと、容器ホルダと、遊星歯車駆動機構と、モータの構造を示す部分縦断面側面図である。
【図９】本発明の第３実施例に係る混合攪拌装置のアームと、容器ホルダと、遊星歯車駆動機構と、モータの構造を示す側面図である。
【符号の説明】
１混合攪拌装置
４容器ホルダ
４ｃ自転軸
５アーム
６駆動機構の一例たる遊星歯車駆動機構
８モータ
９攪拌槽
９ａ内面
１０被処理物
１１容器
２０自在継手
２９ａかさ歯車
３２混合攪拌装置
３３混合攪拌装置
３５アーム
３６遊星歯車駆動機構
３８モータ
３９モータ
４０ａかさ歯車
６１歯車の一例たる遊星歯車
６３軸
６４巻掛け伝動部材
６６歯車の一例たる太陽歯車
６８歯車の一例たる太陽歯車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mixing and stirring device, and in particular, a powder and a liquid or a plurality of liquids, or an object to be treated such as a liquid mixture in which contents are settled due to a difference in specific gravity, is uniformly kneaded or stirred and mixed. In order to remove bubbles in the container, use a method in which the object to be processed is put in a container and the container is fixed to the container holder and then revolves and rotates at a relatively high speed, and the lower side of the arm that revolves the container holder The planetary gear drive mechanism gears, motors, etc. are arranged on the inside to prevent the foreign matter such as lubricating oil during operation from scattering to the container holder and the inner surface of the stirring tank, and to keep the inside clean. The planetary gear and the rotation axis of the container holder are connected using a universal joint so that the rotation speed of the container holder is periodically changed to give acceleration due to non-uniform rotation, and this acceleration is also necessary. Variable according to And relates to excellent mixing and stirring apparatus of very mixed and stirred capacity.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, stirring and mixing of a liquid fluid substance is performed by mixing and stirring a stirring blade such as a rotary blade or vertical vibration blade in a container, by applying an ultrasonic wave from the outside, and shaking the container itself. Move The method etc. which were were common.
[0003]
Recently, a mixing and stirring device (hereinafter abbreviated as a self-revolving mixing and stirring device) that puts an object to be processed into a container and rotates while revolving the container has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-290946). There is provided a liquid fluid substance that can be efficiently mixed and defoamed without using a stirring blade.
[0004]
This self-revolving mixing stirrer does not use a stirring blade, so it can prevent foreign matter from entering and exiting the stirring blade, especially high purity thick film paste (silver paste, copper paste) used in electronics. , Carbon paste, dielectric paste, etc.), and as a mixing and stirring device for performing optimum mixing, stirring, defoaming and the like for pre-use treatment of these pastes.
[0005]
And in the conventional auto-revolution mixing stirrer, some proposals are made about how to perform autorotation and revolution. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-290946, a planetary gear is used to rotate the container holder while revolving around a stationary shaft, and the balance (balance weight) is fixed.
[0006]
In this method, if the specific gravity of the liquid flowable material is different even in the same container, the weight changes greatly and it cannot withstand fluctuations in the weight in the container, so it is impossible to mix and stir various liquid flowable materials. Inferior in versatility. Also delicate balance adjustment Can Therefore, it has a drawback that it is difficult to increase the revolution speed to several hundred rpm or higher. In addition, the rotation of the container is driven by a planetary gear, and the gears are arranged obliquely, so that the grease supplied to the gears scatters upward due to centrifugal force and contaminates the inner surface of the agitation tank and the environment. there were.
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-291635 has a structure in which a main shaft is rotated by a belt drive and the rotation of the main shaft is transmitted to a container by a belt, so that oil splatter can be prevented. However, it has a structure that does not balance the rotation at all, and is designed only to move at a revolution speed of about 30 to 120 rpm. As a matter of course, when the revolution speed is further increased, there is no balance weight, so that there is a possibility that the apparatus is broken due to a large vibration.
[0008]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-71110 has a structure in which rotation and revolution are performed by separate motors, and a balance rotating body is connected by a gear from the revolution shaft. Although it is estimated that this method is relatively well balanced and capable of high-speed revolutions, the transmission of power is all gears, and these gears are arranged above the container, so lubricating oil from gears, etc. There was a drawback that the scattering of was inevitable.
[0009]
The conventional mixing and stirring device is basically designed so that the rotation speed of the container is constant, and if the rotation speed is given a periodic change so that acceleration due to nonuniform rotation is given. Since another acceleration is added to the Coriolis acceleration, mixing and stirring can be performed more efficiently, but such an apparatus has not been generally provided.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to eliminate the above-described disadvantages of the prior art, and the object of the present invention is to rotate the container containing the object to be processed in the stirring tank while rotating the object to be processed. In a mixing and stirring device that stirs to an evenly mixed state, a plurality of container holders for accommodating and fixing the container, an arm that pivotally supports the container holder and revolves the container holder as it rotates, and rotates the arm And a drive mechanism that revolves and rotates the container holder, and by arranging all the drive mechanisms below the arm, the center of gravity is lowered to enable high-speed and stable operation, and foreign matters such as lubricating oil can be removed from the container holder. In addition, the inside of the container holder and the stirring tank can be kept clean and foreign matter is mixed into the object to be processed. It is to so no.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a planetary gear drive mechanism that rotates the arm and revolves and rotates the container holder in the above-described configuration, and freely rotates the shaft that is rotated as the planetary gear rotates and the rotation axis of the container holder. By connecting with a joint, the container holder can be rotated even when the rotation axis of the container holder is inclined with respect to the rotation axis of the arm. This also simplifies the apparatus and reduces the size and weight. It is to plan.
[0012]
Still another object of the present invention is to use the acceleration due to the inconstant speed rotation in addition to the Coriolis acceleration by periodically changing the rotation speed of the container holder by the above configuration so that the acceleration due to the inconstant speed rotation is given. In other words, the object to be treated can be mixed and stirred or degassed more efficiently.
[0013]
Another object of the present invention is to adjust the mounting angle of the universal joint by the above configuration and to change the magnitude of the acceleration due to the inconstant rotation of the container holder, thereby increasing the acceleration in the case of a workpiece to be mixed easily. In the case of an object to be processed that is small and difficult to mix, it is possible to obtain optimum mixing and stirring conditions in accordance with the properties of the object to be processed, such as increasing the acceleration.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
[0017]
in short The present invention (claims) 1 ) Is a mixing and stirring device for rotating the container containing the object to be processed in the stirring tank while revolving and stirring the object to be evenly mixed, and a plurality of container holders for storing and fixing the container, An arm that pivotally supports the container holder and revolves the container holder as it rotates, and a planetary gear drive mechanism that revolves and rotates the container holder while rotating the arm, and the planetary gear drive mechanism below the arm All the gears and motors are arranged so that foreign matter such as lubricating oil is not scattered on the inner surface of the container holder and the stirring tank, and the shaft that is rotationally driven as the planetary gear rotates, and the rotation of the container holder The shaft is connected to each other using a plurality of universal joints in series, and the rotation speed of the container holder is periodically changed to provide acceleration due to non-uniform rotation.
[0018]
The present invention (claims) 2 ) Is a mixing and stirring device for rotating the container containing the object to be processed in the stirring tank while revolving and stirring the object to be evenly mixed, and a plurality of container holders for storing and fixing the container, An arm that pivotally supports the container holder and revolves the container holder as it rotates, and a planetary gear drive mechanism that revolves and rotates the container holder while rotating the arm, and the planetary gear drive mechanism below the arm All the gears and motors are arranged so that foreign matter such as lubricating oil is not scattered on the inner surface of the container holder and the stirring tank, and is driven to rotate through the winding transmission member as the planetary gear rotates. The shaft and the rotation axis of the container holder are connected using a plurality of universal joints in series, and the mounting angle of the universal joint can be adjusted to change the rotation speed of the container holder periodically to rotate at an infinite speed. By It is characterized in that the acceleration is variably configure obtained and the acceleration magnitude given.
[0019]
The present invention (claims) 3 ) Is a mixing and stirring device for rotating the container containing the object to be processed in the stirring tank while revolving and stirring the object to be evenly mixed, and a plurality of container holders for storing and fixing the container, An arm that pivotally supports the container holder and revolves the container holder as it rotates, and a planetary gear drive mechanism that revolves and rotates the container holder while rotating the arm, and the planetary gear drive mechanism below the arm All the gears and motors are arranged so that foreign matter such as lubricating oil is not scattered on the inner surface of the container holder and the stirring tank, and the shaft that is rotationally driven as the planetary gear rotates, and the rotation of the container holder The shaft is connected using a bevel gear and a plurality of universal joints in series, and the mounting angle of the universal joint can be adjusted to periodically change the rotation speed of the container holder, thereby giving acceleration due to non-uniform rotation. It is and is characterized in that the magnitude of the acceleration of variably configured.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. A mixing and agitating apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention includes a main body 2, an operation panel 3, a container holder 4, an arm 5, and a planetary gear drive mechanism 6 as an example of a drive mechanism in FIGS. And a motor 8.
[0021]
The main body 2 is a casing of the mixing and agitating device 1 and is made of, for example, a sheet metal processing. In the main body 2, a stirring tank 9, a container holder 4, and an arm 5 The planetary gear drive mechanism 6 and the motor 8 are housed.
[0022]
On the upper surface 2a of the main body 2, an opening 2b for attaching or removing the container 11 containing the workpiece 10 to or from the container holder 4 in the stirring tank 9 is formed in a circular shape, and the diameter of the opening 2b Is slightly smaller than the inner diameter of the stirring tank 9. The reason why the opening 2b is circular is that the container 11 can be easily attached and detached regardless of the position of the container holder 4 when the mixing and stirring apparatus 1 is stopped.
[0023]
A cover 12 that covers the opening 2b for safety during operation of the mixing and stirring device 1 is attached to the main body 2 via, for example, three hinges 13. A handle 12b is attached to the upper surface 12a of the cover 12, and for example, two sensors 2c for detecting that the cover 12 is closed and switching the mixing and agitating device 1 to an operable state are provided on the lower surface 12c. A dog 12d and a hook 12e for preventing the cover 12 from being inadvertently opened during operation of the mixing and stirring device 1 are attached.
[0024]
The upper surface 2a of the main body 2 is provided with the same number of sensors 2c that detect the dogs 12d as the dogs 12d, and a hole 2d through which the hook 12e of the cover 12 passes.
[0025]
The operation panel 3 is provided with switches, indicators, and the like necessary for the operation of the mixing and stirring device 1 in an aligned state, and is attached to the main body 2. As switches, a power switch 3a, a start button 3b, a stop button 3c, a rotation speed setting dial 3d, a timer 3e for operating time setting, and an emergency stop button 3f are arranged. An operation lamp 3g, a rotation abnormality lamp 3h, a balance abnormality lamp 3i, and a rotation speed indicator 3j are provided.
[0026]
The container holder 4 is for accommodating and fixing the container 11, and as shown in FIGS. 2, 3 and 5, the container holder 4 rotates on the lower surface 4b of the cylindrical portion 4a having an inner diameter just enough to accommodate the container 11. A shaft 4c is attached, and a presser fitting 4f for holding the container 11 through a hinge 4e is attached to the side surface 4d of the cylindrical portion 4a, and a fixing bracket 4g for fixing the presser fitting 4f to the side surface 4d opposite to the hinge 4e. For example, two container holders 4 are pivotally supported on the arm 5.
[0027]
The container 11 is for accommodating the workpiece 10 and, as shown in FIGS. 2 and 5, the workpiece 10 is sealed in the inner container 11b in the outer cylinder 11a and then the outer cylinder 11a. The cover 11c is covered and attached to the container holder in this state. Further, for example, four legs 11d are formed on the outer cylinder 11a of the container 11, and when the container 11 is attached to the container holder, the legs 11d are inserted into the holes 4i of the container holder 4 so that the container 11 11 idle rotation can be prevented.
[0028]
The arm 5 supports the container holder 4 and revolves the container holder 4 as it rotates, and is made of, for example, aluminum that is lightweight and has a small moment of inertia. A shaft 5b is fixed to the lower surface 5a at the center in the longitudinal direction of the arm 5 by a screw 5c, and bearing mounting holes 5d are formed at, for example, two locations equidistant from the shaft 5b. For example, two bearings 62 are attached to each other.
[0029]
The bearing mounting hole 5d is covered with a cover 5e so that the bearing 62 is not exposed. This is for preventing foreign matter from adhering to the bearing 62 and preventing splashing of grease from the bearing 62.
[0030]
A bracket 5g having the same shape is fixed to both ends 5f of the arm 5 by screws 5h, for example, one by one. For example, a swash plate 5i positioned at an upper side of the arm 5 and inclined by 40 degrees from the arm 5 is fixed to the bracket 5g, and a horizontal plate 5j positioned at the lower side of the arm 5 and parallel to the arm 5 is fixed by a screw 5m. Has been.
[0031]
A shaft case 15 that supports the rotation shaft 4 c of the container holder 4 is fixed to the swash plate 5 i, and a bearing 16 is incorporated in the shaft case 15. Since the rotating shaft 4c of the container holder 4 is incorporated in the bearing 16 and is fixed by the nut 4h, the container holder 4 is pivotally supported by the arm 5 in a state inclined by 40 degrees from the vertical state.
[0032]
A shaft case 18 that vertically supports the shaft 63 is fixed to the horizontal plate 5j, and a bearing 19 is incorporated in the shaft case 18. The shaft 63 is incorporated in the bearing 19 and is vertically supported. A pulley 63 a for transmitting the rotation of the planetary gear 61 from the shaft 61 a via the transmission member 64 is attached to the shaft 63.
[0033]
The shaft 63 that is rotationally driven with the rotation of the planetary gear 61 and the rotation shaft 4c of the container holder 4 are connected using, for example, two universal joints 20 in series. This is because, as a characteristic of the universal joint, as shown in FIG. 6, if the angle α1 and the angle α2 are equal, the angular velocity ω1 of the shaft 63 and the angular velocity ω2 of the rotation shaft 4c of the container holder 4 become equal. Further, if the angle α1 and the angle α2 are intentionally made different from each other, as shown in FIG. 7, the rotation speed of the container holder 4 can be periodically changed to give acceleration due to non-uniform rotation. is there. Adjustment of the angle α1 and the angle α2 is performed by loosening the nuts 20a and 20b and sliding the entire universal joint 20 with respect to the respective shafts.
[0034]
The shaft 5b of the arm 5 is fixed to a bearing 22 in the shaft case 21 by a nut 23 and is supported vertically, and a dog plate 24 is provided on the shaft 5b as shown in FIGS. The rotation speed of the arm 5 can be measured by the sensor 25, and the rotation speed is displayed on the rotation speed display 3j.
[0035]
The planetary gear drive mechanism 6 rotates the arm 5 and revolves and rotates the container holder 4. As shown in FIGS. 2 and 3, the planetary gear drive mechanism 6 is attached to the shaft case 21 so as to be coaxial with the arm 5. A sun gear 66 fixed by a screw 65 and a planetary gear 61 that revolves around the sun gear 66 in meshing contact with the rotation of the arm 5. The shaft case 21 is fixed to the base 26, and the base 26 is fixed to the main body 2.
[0036]
The shaft 61a of the planetary gear 61 is pivotally supported by a bearing 62 of the arm 5, and a pulley 61b is attached to the shaft 61a by a screw 61c. The pulley 61b and the pulley 63a of the shaft 63 are wound around a transmission member 64. The rotation is transmitted by. As the material of the planetary gear 61, for example, engineering plastic is used. This is because the application of grease or the like as a lubricant is not required, and contamination in the agitation tank 9 is prevented.
[0037]
The motor 8 is for rotating the arm 5 and is fixed to the base 26. The motor 8 is attached to the shaft 5b of the arm 5 from a pulley 8b attached to the motor shaft 8a via a winding transmission member 28. The power is transmitted to the pulley 5k.
[0038]
As shown in FIG. 2, all the

gears

61 and 66 and the motor 8 of the planetary gear drive mechanism 6 are arranged on the lower side of the arm 5, and foreign matters such as lubricating oil are placed on the inner surfaces of the container holder 4 and the stirring tank 9. 9a is not scattered, and the center of gravity is low and stable operation is possible.
[0039]
In the mixing and stirring device 1, in order to determine the rotation speed of the arm 5 and the rotation / revolution ratio of the container holder 4, a test for mixing 200 g of copper powder (none of which is shown) with 100 g of liquid epoxy resin was performed. Table 1 shows the result of the determination of the mixed state.
[0040]
[Table 1]

[0041]
In Table 1, x indicates that the copper powder remains in an undispersed powder state at the bottom of the container 11, Δ indicates that there is no undispersed copper powder, but there is no uniformity, and ○ indicates that the powder is uniformly dispersed. It shows that.
[0042]
From this experimental result, it was found that the rotation speed of the arm 5 needs to be 500 rpm or more, and the rotation / revolution ratio of the container holder 4 is preferably in the range of 1/5 to 1/2. In the stirrer 1, the rotation speed of the arm 5 is 600 to 700 rpm, and the ratio between the rotation speed and the revolution speed of the container holder 4 is in the range of 1/5 to 1/2. Yes.
[0043]
In FIG. 8, the mixing and agitating device 32 according to the second embodiment of the present invention includes a container holder 4, an arm 35, a planetary gear drive mechanism 36 as an example of a drive mechanism, and

motors

38 and 39. A shaft 63 that is rotationally driven with the rotation of 61 and the rotation shaft 4c of the container holder 4 are connected using a bevel gear 29a and a plurality of universal joints 20 in series.
[0044]
The bevel gear 29a is built in the bevel gear box 29, and the rotation of the driving shaft 29b is transmitted to the driven shaft 29c whose direction is different by 90 degrees by the bevel gear box 29, and further, the container holder 4 connected to the driven shaft 29c. The rotation is transmitted to the rotation shaft 4c.
[0045]
Both end portions 35f of the arm 35 are inclined, for example, 40 degrees upward, the container holder 4 is pivotally supported on the upper side of the inclined surface portion 35i, and the bevel gear box 29 is attached on the lower side.
[0046]
A horizontal plate 35j is attached to the lower side of the arm 35 so as to sandwich the column 35c, and two planetary gears 61 corresponding to, for example, the number of container holders 4 and two shafts 63 are provided on the lower side of the horizontal plate 35j. Is supported.
[0047]
The rotation of the planetary gear 61 is transmitted from the pulley 61b attached to the shaft 61a to the pulley 63a of the shaft 63 via the winding transmission member 64, and the shaft 63 is connected by, for example, two serial universal joints 20 The bevel gear box 29 is connected to a driving shaft 29b. The angle adjustment of the universal joint 20 is the same as in the first embodiment.
[0048]
A shaft 35b is mounted on the extension of the column 35c. The shaft 35b is disposed on the same axis as the shaft 69 to which the sun gear 68 is mounted. 70 is pivotally supported. A pulley 35k is attached to the shaft 35b, and the rotation is transmitted from the pulley 38a of the motor 38 via the winding transmission member 71.
[0049]
The shaft 69 is pivotally supported by a bearing 73 attached to the base 72, and is rotatable independently of the rotation of the shaft 35b of the arm 35. Further, a sun gear 68 and a pulley 69a are attached to the shaft 69. The sun gear 68 meshes with the planetary gear 61, and a winding transmission member 74 is wound around the pulley 69a and the pulley 39a of the motor 39. The rotation speed of the holder 4 can be controlled by the motor 39.
[0050]
Also in this embodiment, all the

gears

61 and 68 and the

motors

38 and 39 of the planetary gear drive mechanism 36 are disposed below the arm 35. Other parts not shown are the same as in the first embodiment.
[0051]
In the mixing and agitating apparatus 33 according to the third embodiment of the present invention, as shown in FIG. 9, the horizontal plate 35j used in the second embodiment is not used, and the lower surface 35a of the arm 35 corresponds to the number of container holders 4. For example, two bevel gear boxes 40 are attached, a planetary gear 61 is attached to a driving shaft 40b of the bevel gear box 40, and is supported by a bearing box 42 via a coupling 41 on a horizontally driven shaft 40c. The shaft 43 is connected, and the shaft 43 and the driving shaft 29b of the bevel gear box 29 are connected by, for example, a universal joint 20 in which two are connected in series. A bevel gear 40 a is built in the bevel gear box 40.
[0052]
The other parts shown in FIG. 9 are the same as those in the second embodiment, and the parts not shown in the figure are the same as those in the first embodiment. Description is omitted.
[0053]
The present invention is configured as described above, and the operation thereof will be described below. First, the operation of the mixing and stirring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. 1, 4 and 5, the workpiece 10 is placed in the container 11, and the container 11 is attached to the container holder 4 so that the foot 11 d enters the hole 4 i of the container holder 4. Secure with 4g and close the cover 12.
[0054]
If the start button 3b is pressed after pressing the power switch 3a, the sensor 2c detects that the cover 12 is closed, the hook 12e of the cover 12 is locked, and the operation is started. The mixing and stirring apparatus 1 is operated for a time set by the timer 3e.
[0055]
When the operation is started, the motor 8 rotates in the direction of the arrow A, the rotation is transmitted to the shaft 5b of the arm 5 by the winding transmission member 28, and the arm 5 rotates in the direction of the arrow B. As the arm 5 rotates, the container holder 4 also revolves in the arrow B direction. At this time, the planetary gear 61 revolves in the direction of the arrow C while meshing and contacting around the sun gear 66 and rotates in the direction of the arrow D. This rotation is transmitted to the shaft 63 via the winding transmission member 64, and Rotate in the direction of arrow E. The rotation of the shaft 63 is transmitted through the universal joint 20 and causes the container holder 4 to rotate in the direction of arrow F. It is mixed in the direction of arrow G while receiving acceleration or the like due to constant speed rotation.
[0056]
Since the revolution speed of the arm 5 is always measured by the sensor 25 and displayed on the revolution speed indicator 3j, the revolution speed setting dial 3d is turned while looking at the revolution speed indicator 3j, so that the revolution speed is the normal revolution speed. Set to 600-700 rpm.
[0057]
The change in the rotational angular velocity of the container holder 4 by the universal joint 20 at this time will be described. In FIG. 6, if the angle α1 = α2, the angular velocity ω1 = ω2, and the rotational speed of the container holder 4 is constant. Even in this state, the mixing and stirring of the workpiece 10 is possible. However, by setting the angle α1 ≠ α2, the periodic angular velocity change as shown in FIG. Enables extremely efficient mixing and stirring. By adjusting the angles α <b> 1 and α <b> 2 according to the type of the object to be processed 10, the magnitude of acceleration caused by the inconstant speed rotation generated in the container holder 4 can be changed.
[0058]
Next, the operation of the mixing and stirring device 32 according to the second embodiment of the present invention will be described. In FIG. 8, when the motor 38 rotates, the winding transmission member 71 transmits the rotation to the shaft 35 b of the arm 35, and the arm 35 rotates and the container holder 4 revolves. At this time, the planetary gear 61 revolves and rotates while meshing around the sun gear 68, and this rotation is transmitted to the shaft 63 via the winding transmission member 64 to rotate the shaft 63.
[0059]
Since the rotation of the shaft 63 is transmitted through the universal joint 20 and the container holder 4 is rotated after the rotation direction is changed by 90 degrees by the bevel gear box 29, the workpiece 10 is mixed while receiving centrifugal force or the like. In this embodiment, unlike the first embodiment in which the sun gear 66 is fixed, the sun gear 68 can be rotated together with the shaft 69 by rotating the motor 39, and the rotation speed of the container holder is rotated. Can be controlled without depending on the gear ratio between the sun gear and the planetary gear.
[0060]
Since the change in the rotation speed of the container holder 4 caused by the universal joint 20 is the same as that in the first embodiment, it is omitted here.
[0061]
Next, the operation of the mixing and stirring device 33 according to the third embodiment of the present invention will be described. In FIG. 9, when the motor 38 rotates, the winding transmission member 71 transmits the rotation to the shaft 35b of the arm 35, and the arm 35 rotates and the container holder 4 revolves. At this time, the planetary gear 61 revolves and rotates while meshing around the sun gear 68, and this rotation is transmitted to the bevel gear box 40 to rotate the rear shaft 43 whose rotation direction has been converted by 90 degrees. The rotation of the shaft 43 is transmitted through the universal joint 20, the rotation direction is again changed by 90 degrees by the bevel gear box 29, the container holder 4 is rotated, and the workpiece 10 is efficiently mixed.
[0062]
The change in the rotation speed of the container holder 4 caused by the universal joint 20 is the same as in the first embodiment, and the control of the rotation speed of the container holder by the motor 39 is the same as in the second embodiment. I will omit it.
[0063]
In any of the embodiments, since all the planetary gear drive mechanisms 6 are arranged below the arm 5 and the planetary gear 61 is made of engineering plastic that does not require lubrication, high speed and stable operation with a low center of gravity is possible. This is possible, and foreign matter such as lubricating oil is not scattered on the inner surface of the container holder and the stirring tank, and the inner surface 9a of the stirring tank 9 is kept clean.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a mixing and agitating device that revolves a container containing an object to be processed in an agitation tank and stirs the object to be processed in an evenly mixed state. A container holder, an arm that pivotally supports the container holder and revolves the container holder as it rotates, and a drive mechanism that revolves and rotates the container holder while rotating the arm. Since the drive mechanism is arranged, the center of gravity can be lowered to enable stable operation at high speed, and foreign matters such as lubricating oil can be prevented from scattering on the inner surface of the container holder and the stirring tank. There is an effect that the inside of the agitation tank can be kept clean and foreign matters can be prevented from being mixed into the workpiece.
[0065]
Further, in the above configuration, a planetary gear drive mechanism for rotating the arm and rotating and rotating the container holder is provided, and a shaft driven to rotate along with the rotation of the planetary gear and the rotation shaft of the container holder are connected using a universal joint. Therefore, the container holder can be rotated even when the rotation axis of the container holder is inclined with respect to the rotation axis of the arm. As a result, there is an effect that the apparatus can be simplified and reduced in size and weight.
[0066]
Furthermore, since the rotation speed of the container holder is periodically changed to give acceleration due to non-uniform rotation, the above configuration uses acceleration due to non-uniform rotation in addition to Coriolis acceleration generated only by revolution and rotation. Thus, there is an effect that the workpiece can be mixed and stirred or degassed more efficiently.
[0067]
Also, the mounting angle of the universal joint can be adjusted by the above configuration, and the magnitude of acceleration due to the inconstant speed rotation of the container holder is made variable. In the case of an object to be processed, there is an effect that optimum mixing / stirring conditions can be obtained in accordance with the properties of the object to be processed, such as increasing acceleration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 to FIG. 5 relate to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a perspective view of a mixing and stirring apparatus.
FIG. 2 is a partial longitudinal cross-sectional side view showing structures of an arm, a container holder, a planetary gear drive mechanism, and a motor.
FIG. 3 is a partially broken perspective view showing structures of an arm, a container holder, a planetary gear drive mechanism, and a motor.
FIG. 4 is a partial cross-sectional plan view showing the state of planetary gear revolution, container holder revolution and rotation associated with the rotation of an arm.
FIG. 5 is a partial longitudinal cross-sectional side view showing the state of revolution of a planetary gear, the revolution and rotation of a container holder accompanying the rotation of an arm, and a state in which a workpiece is mixed.
FIG. 6 is a skeleton diagram showing inclination angles of two universal joints connected in series.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a periodic angular velocity ratio change and a rotation angle based on a theoretical calculation when the inclination angles of the universal joints are different.
FIG. 8 is a partial longitudinal cross-sectional side view showing structures of an arm, a container holder, a planetary gear drive mechanism, and a motor of a mixing and agitating apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view showing structures of an arm, a container holder, a planetary gear drive mechanism, and a motor of a mixing and agitating apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Mixing and stirring device
4 Container holder
4c Rotating shaft
5 arm
6 Planetary gear drive mechanism as an example of drive mechanism
8 Motor
9 Mixing tank
9a Inner surface
10 Workpiece
11 containers
20 universal joints
29a Bevel gear
32 Mixing and stirring device
33 Mixing and stirring device
35 arms
36 Planetary gear drive mechanism
38 motor
39 Motor
40a Bevel gear
61 Planetary gear as an example of gear
63 axes
64 winding transmission member
66 Sun gear as an example of gear
68 Sun gear as an example of gear

Claims

攪拌槽内で被処理物を収容した容器を公転させながら自転させて前記被処理物を均等な混合状態にまで攪拌する混合攪拌装置において、前記容器を収容固定する複数の容器ホルダと、該容器ホルダを軸支し回転に伴って該容器ホルダを公転させるアームと、該アームを回転させると共に前記容器ホルダを公転及び自転させる遊星歯車駆動機構とを備え、前記アームの下側に該遊星歯車駆動機構のすべての歯車とモータを配置して潤滑油等の異物が前記容器ホルダ及び前記攪拌槽内面に飛散しないように構成すると共に、遊星歯車の自転に伴って回転駆動される軸と、前記容器ホルダの自転軸とを複数の自在継手を夫々直列に用いて連結し、前記容器ホルダの自転速度を周期的に変化させて不等速自転による加速度が与えられるように構成したことを特徴とする混合攪拌装置。 In a mixing and stirring device for rotating the container containing the object to be processed in the stirring tank while revolving and stirring the object to be evenly mixed, a plurality of container holders for storing and fixing the container, and the container An arm that pivotally supports the holder and revolves the container holder as it rotates, and a planetary gear drive mechanism that revolves and rotates the container holder while rotating the arm, and drives the planetary gear below the arm. All the gears and motors of the mechanism are arranged so that foreign matter such as lubricating oil does not scatter on the inner surface of the container holder and the stirring tank, and the shaft is rotationally driven as the planetary gear rotates. The rotation axis of the container holder is connected to each other using a plurality of universal joints in series, and the rotation speed of the container holder is periodically changed to provide acceleration due to nonuniform rotation. Mixing and stirring apparatus, wherein the door.

攪拌槽内で被処理物を収容した容器を公転させながら自転させて前記被処理物を均等な混合状態にまで攪拌する混合攪拌装置において、前記容器を収容固定する複数の容器ホルダと、該容器ホルダを軸支し回転に伴って該容器ホルダを公転させるアームと、該アームを回転させると共に前記容器ホルダを公転及び自転させる遊星歯車駆動機構とを備え、前記アームの下側に該遊星歯車駆動機構のすべての歯車とモータを配置して潤滑油等の異物が前記容器ホルダ及び前記攪拌槽内面に飛散しないように構成すると共に、遊星歯車の自転に伴って巻掛け伝動部材を介して回転駆動される軸と、前記容器ホルダの自転軸とを複数の自在継手を直列に用いて連結し、かつ該自在継手の取付け角度を調整可能にして前記容器ホルダの自転速度を周期的に変化させて不等速自転による加速度が与えられかつ該加速度の大きさを可変に構成したことを特徴とする混合攪拌装置。 In a mixing and stirring device for rotating the container containing the object to be processed in the stirring tank while revolving and stirring the object to be evenly mixed, a plurality of container holders for storing and fixing the container, and the container An arm that pivotally supports the holder and revolves the container holder as it rotates, and a planetary gear drive mechanism that revolves and rotates the container holder while rotating the arm, and drives the planetary gear below the arm. All gears and motors of the mechanism are arranged so that foreign matters such as lubricating oil do not scatter on the inner surface of the container holder and the stirring tank, and rotate via a winding transmission member as the planetary gear rotates. The driven shaft and the rotation axis of the container holder are connected using a plurality of universal joints in series, and the rotation angle of the container holder is periodically adjusted by adjusting the mounting angle of the universal joint. Mixing and stirring apparatus, characterized in that the acceleration is variably configure the size of the given and the acceleration due to non-uniform speed rotation was varied.

攪拌槽内で被処理物を収容した容器を公転させながら自転させて前記被処理物を均等な混合状態にまで攪拌する混合攪拌装置において、前記容器を収容固定する複数の容器ホルダと、該容器ホルダを軸支し回転に伴って該容器ホルダを公転させるアームと、該アームを回転させると共に前記容器ホルダを公転及び自転させる遊星歯車駆動機構とを備え、前記アームの下側に該遊星歯車駆動機構のすべての歯車とモータを配置して潤滑油等の異物が前記容器ホルダ及び前記攪拌槽内面に飛散しないように構成すると共に、遊星歯車の自転に伴って回転駆動される軸と、前記容器ホルダの自転軸とをかさ歯車と複数の自在継手を直列に用いて連結し、かつ該自在継手の取付け角度を調整可能にして前記容器ホルダの自転速度を周期的に変化させて不等速自転による加速度が与えられかつ該加速度の大きさを可変に構成したことを特徴とする混合攪拌装置。 In a mixing and stirring device for rotating the container containing the object to be processed in the stirring tank while revolving and stirring the object to be evenly mixed, a plurality of container holders for storing and fixing the container, and the container An arm that pivotally supports the holder and revolves the container holder as it rotates, and a planetary gear drive mechanism that revolves and rotates the container holder while rotating the arm, and drives the planetary gear below the arm. All the gears and motors of the mechanism are arranged so that foreign matter such as lubricating oil does not scatter on the inner surface of the container holder and the stirring tank, and the shaft is rotationally driven as the planetary gear rotates, The rotation axis of the container holder is periodically changed by connecting the rotation axis of the container holder using a bevel gear and a plurality of universal joints in series and adjusting the mounting angle of the universal joint. Mixing and stirring apparatus, characterized in that the acceleration due to constant speed rotation is variably configure obtained and the acceleration magnitude given.