(57)【要約】【課題】容器内を加圧又は減圧する撹拌混合機での異物混入等を確実に防止する。一部部品の変更によりギヤのモジュール、公転体と自転軸との回転比、公転体及び自転軸の回転方向を変えずに公転軌道の半径を変えた撹拌混合装置のバリエーションを簡単に実現する。【解決手段】支持壁１１１に回転可能に設けられた公転体１２０と、公転体の駆動装置１３０と、装置本体に固定された第１ギヤ１４０と、上部に第１ギヤと噛み合う第２ギヤ１５１が設けられ、下部に第３ギヤ１５２が設けられた中間軸１５０と、上部に第３ギヤと噛み合う第４ギヤ１６１が設けられ、下部に撹拌具１７０が設けられる自転軸１６０と、容器１８０とを備え、自転軸を公転させ且つ自転させると共に、公転体の軸部と支持壁との間を気密的にシールし且つ公転体のハウジングと自転軸との間を気密的にシールした撹拌混合装置１００。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に貫通する貫通孔が設けられた支持壁を有する装置本体と、
上記貫通孔に嵌挿されて支持壁に対して上下に延びる回転中心軸のまわりに回転可能に設けられた軸部を有すると共に、この軸部の下側に設けられて内部にギヤ室が設けられたハウジングを有する公転体と、
装置本体に設けられ、公転体を回転させる駆動装置と、
回転中心軸が公転体の軸部の回転中心軸に一致するように公転体のギヤ室に配置され、装置本体に固定された第１ギヤと、
回転中心軸が上下に延びるように公転体のギヤ室に回転可能に設けられ、上部に第１ギヤと噛み合う第２ギヤが、下部に第３ギヤがそれぞれ回転中心軸を一致させて設けられた中間軸と、
回転中心軸が上下に延び、上部が公転体のギヤ室に配置され、下部が公転体から下方へ突き出るように公転体に回転可能に設けられ、上部に第３ギヤと噛み合う第４ギヤが回転中心軸を一致させて設けられ、下部に撹拌具が設けられる自転軸と、
支持壁の下側において自転軸を囲うように配置され、装置本体の支持壁との間で気密的にシールされた撹拌室を形成するように装置本体に設けられた容器とを備え、
駆動装置の回転駆動により、自転軸を、公転体の回転中心軸のまわりに公転させ且つ自転軸の回転中心軸のまわりに自転させるように構成すると共に、公転体の軸部と支持壁との間を気密的にシールし且つ公転体のハウジングと自転軸との間を気密的にシールするように構成した撹拌混合装置。
【請求項２】
複数の中間軸が第１ギヤを囲むように設けられており、各中間軸に対応して自転軸がそれぞれ設けられている請求項１の撹拌混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を加圧又は減圧された容器のなかで撹拌具を公転、自転させて材料を撹拌混合するようにした撹拌混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、有底筒状の容器と、この容器を塞ぐ蓋部材とをフレームに固定し、上記蓋部材の央部に開口した支持孔に公転ハブを回転自在に嵌合させ、この公転ハブに自転軸を回転自在に貫通させ、この自転軸の容器側に撹拌子を固定し、上記公転ハブ及び自転軸を公転ハブの反容器側に設けた駆動機構により回転させて上記撹拌子を容器内で公転及び自転させるように構成すると共に、上記公転ハブを上記支持孔に嵌合する公転シール部材と、上記容器内に位置する自転シール部材とに分割し、容器内に臨む上記公転シール部材と支持孔との隙間にシールリングを装着する一方、上記自転シール部材に自転軸との隙間をシールするシール構造を設けた撹拌混合装置の密封構造を開示している。この撹拌混合装置は、公転ハブを公転シール部材と自転シール部材とに分割し、自転軸のシールを充分に行えるようにしながら、最も周速の大きくなるシール箇所である上記公転シール部材の外径を可及的に細く設定できるようにしてその周速を下げ、そのシール性の向上を図り且つシールリングの寿命を延ばし、容器内を加圧又は減圧しながら撹拌する撹拌混合機の機構内部への撹拌物質の侵入及び撹拌物質への異物の混入を確実に防止している。自転軸の公転及び自転は、遊星歯車機構によって行われている。
【０００３】
特許文献２、特許文献３は、いずれも遊星歯車機構によって自転軸の公転及び自転を行うようにした撹拌混合装置を開示している。
【特許文献１】特開平１１−２８３４６号公報
【特許文献２】特公平６−２４６１４号公報
【特許文献３】特開平１１−２０７１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の撹拌混合装置の場合、遊星歯車機構の太陽ギヤを固定することで遊星ギヤに公転及び自転を行わせ、これによって遊星ギヤに直結した自転軸の下端に設けた撹拌具で容器内の材料を撹拌混合するようにしている。このような構造であるため、ギヤのモジュール、公転ハブと自転軸との回転比が決定されると、自転軸の公転軌道の半径は決まる。しかし、公転軌道の半径は、例えば材料の性質、容器の底形状その他の要因に応じて自在に変えられるようにするのが理想である。このような背景から、基本構造を踏襲しながら一部の部品の変更により、ギヤのモジュール、公転ハブと自転軸との回転比、公転ハブ及び自転軸の回転方向を変えずに公転軌道の半径を変えた撹拌混合装置のバリエーションを実現したいという要望がある。ここでギヤのモジュールを変えないのは、撹拌混合される材料に応じて最適なモジュールがあり、これよりもモジュールを大きくする例えばとギヤの騒音が大きくなり、小さくすると例えばギヤの伝達トルクが小さくなるといった不具合が出るからである。
【０００５】
本発明はこのような点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、上記公転ハブに相当する公転体に太陽ギヤ、遊星ギヤを内蔵させることで、公転体上部の外径を可及的に細くして周速を下げ、シール性の向上、シール部材の寿命向上を図り、容器内を加圧又は減圧しながら撹拌する撹拌混合機の機構内部への撹拌物質の侵入及び撹拌物質への異物の混入を確実に防止すると共に、太陽ギヤと遊星ギヤとの間に中間軸を加えることで、一部の部品の変更によりギヤのモジュール、公転体と自転軸との回転比、公転体及び自転軸の回転方向を変えずに公転軌道の半径を変えた撹拌混合装置のバリエーションを簡単に実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の撹拌混合装置は、上下に貫通する貫通孔が設けられた支持壁を有する装置本体と、上記貫通孔に嵌挿されて支持壁に対して上下に延びる回転中心軸のまわりに回転可能に設けられた軸部を有すると共に、この軸部の下側に設けられて内部にギヤ室が設けられたハウジングを有する公転体と、装置本体に設けられ、公転体を回転させる駆動装置と、回転中心軸が公転体の軸部の回転中心軸に一致するように公転体のギヤ室に配置され、装置本体に固定された第１ギヤと、回転中心軸が上下に延びるように公転体のギヤ室に回転可能に設けられ、上部に第１ギヤと噛み合う第２ギヤが、下部に第３ギヤがそれぞれ回転中心軸を一致させて設けられた中間軸と、回転中心軸が上下に延び、上部が公転体のギヤ室に配置され、下部が公転体から下方へ突き出るように公転体に回転可能に設けられ、上部に第３ギヤと噛み合う第４ギヤが回転中心軸を一致させて設けられ、下部に撹拌具が設けられる自転軸と、支持壁の下側において自転軸を囲うように配置され、装置本体の支持壁との間で気密的にシールされた撹拌室を形成するように装置本体に設けられた容器とを備え、駆動装置の回転駆動により、自転軸を、公転体の回転中心軸のまわりに公転させ且つ自転軸の回転中心軸のまわりに自転させるように構成すると共に、公転体の軸部と支持壁との間を気密的にシールし且つ公転体のハウジングと自転軸との間を気密的にシールするように構成している。
【０００７】
この撹拌混合装置の場合、公転体のギヤ室に第１ギヤ、中間軸及び第４ギヤが収容されるので、公転体上部の軸部の外径を可及的に細くすることができ、外径が細いと周速が小さいので、この公転体の軸部と支持壁との間を気密的にシールすると、シール性の向上、シール部材の寿命向上が図られ、公転体のハウジングと自転軸との間がシールされることと相俟って、容器内を加圧又は減圧しながら撹拌する撹拌混合機の機構内部への撹拌物質の侵入及び撹拌物質への異物の混入が確実に防止される。
【０００８】
また、太陽ギヤである第１ギヤと遊星ギヤである自転軸の第４ギヤとの間に中間軸を設けたので、第４ギヤの第３ギヤに対する周上の位置を変えることにより、また第１ギヤと第２ギヤとの歯数比、第３ギヤと第４ギヤとの歯数比を適切に設定して第３ギヤの歯数を変えることにより、公転体、ギヤなど一部の部品の変更で、ギヤのモジュール、公転体と自転軸との回転比、公転体及び自転軸の回転方向を変えずに公転軌道の半径を変えた撹拌混合装置のバリエーションが簡単に実現する。
【０００９】
請求項２の撹拌混合装置は、請求項１の撹拌混合装置において、複数の中間軸が第１ギヤを囲むように設けられており、各中間軸に対応して自転軸がそれぞれ設けられている。
【００１０】
このようにすれば、自転軸を複数有する多軸の撹拌混合装置において上記作用を奏することができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１により、公転体の軸部と支持壁との間のシール性の向上、シール部材の寿命向上を図ることができるので、公転体のハウジングと自転軸との間のシール性確保と相俟って、容器内を加圧又は減圧しながら撹拌する撹拌混合機の機構内部への撹拌物質の侵入及び撹拌物質への異物の混入を確実に防止することができる。また、公転体、ギヤなど一部の部品の変更によりギヤのモジュール、公転体と自転軸との回転比、公転体及び自転軸の回転方向を変えずに公転軌道の半径を変えた撹拌混合装置のバリエーションが簡単に実現する。
【００１２】
請求項２のようにすれば、多軸の撹拌混合装置において上記同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１及び図２は、本発明の第１の実施形態である撹拌混合装置１００を示す。この撹拌混合装置１００は、気密的にシールされた撹拌室のなかで撹拌具に公転、自転を行わせ、これによって材料を撹拌混合するように構成されている。撹拌室は気密性が確保されているので、ポンプ等によって気圧を上げ下げし、大気圧よりも高くし又は低くすることが可能である。
【００１４】
図１において、１１０は撹拌混合装置１００の装置本体であって、装置本体１１０には、ほぼ水平に広がる支持壁１１１が設けられている。この支持壁１１１には上下に貫通する貫通孔１１１ａが設けられている。この支持壁１１１には公転体１２０が回転可能に取付られている。公転体１２０は、軸部１２１と、この軸部１２１の下側に設けられたハウジング１２２とを備えている。軸部１２１は筒状に形成されている。軸部１２１は、支持壁１１１の貫通孔１１１ａに嵌挿されており、軸部１２１は支持壁１１１に対して、上下に延びる回転中心軸のまわりに回転可能に設けられている。ハウジング１２２の内部にはギヤ室１２２ａが設けられている。部材の回転中心軸は、その部材の回転中心を通る仮想の軸を意味している。
【００１５】
装置本体１１０には、公転体１２０を回転させる駆動装置１３０が設けられている。駆動装置は回転力を発生する装置であればよいが、ここでは電動機及び減速機により駆動装置１３０を構成している。そして、駆動装置１３０によりギヤを介して公転体１２０の軸部１２１をその回転中心軸のまわりに回転駆動するようにしている。ギヤに代えてベルト伝動その他の手段によって軸部を回転駆動してもよい。
【００１６】
図１及び図２に示すように、公転体１２０のギヤ室１２２ａには、第１ギヤ１４０が、その回転中心軸が公転体１２０の軸部１２１の回転中心軸に一致するように配置されている。第１ギヤ１４０は、装置本体１１０に固定されている。固定方法は限定しないが、ここでは第１ギヤ１４０の中心に固定した軸の上端を装置本体１１０に固定している。
【００１７】
公転体１２０のギヤ室１２２ａには中間軸１５０が、その回転中心軸が上下に延びるように且つ公転体１２０に対して回転可能に設けられている。中間軸１５０の上部には第１ギヤ１４０と噛み合う第２ギヤ１５１が、その回転中心軸を中間軸１５０の回転中心軸に一致させて設けられている。中間軸１５０の下部には、第３ギヤ１５２が、その回転中心軸を中間軸１５０の回転中心軸に一致させて設けられている。
【００１８】
公転体１２０には自転軸１６０が、回転中心軸が上下に延び、上部が公転体１２０のギヤ室１２２ａに配置され、下部が公転体１２０から下方へ突き出るように公転体１２０に対して回転可能に設けられている。自転軸１６０の上部には第３ギヤ１５２と噛み合う第４ギヤ１６１が、回転中心軸を自転軸１６０の回転中心軸に一致させて設けられている。自転軸１６０の下部には撹拌具１７０が設けられる。撹拌具１７０は自転軸１６０に対して脱着自在に設けてもよいし、直付けしてもよい。この実施形態では第１ギヤ１４０、第２ギヤ１５１、第３ギヤ１５２及び第４ギヤ１６１でモジュールが統一されており、こうすることが好ましい。しかし、少なくとも第１ギヤ１４０と第２ギヤ１５１とでモジュールを同一にし、第３ギヤ１５２と第４ギヤ１６１とでモジュールを同一にすればよい。
【００１９】
支持壁１１１の下側には自転軸１６０を囲うように容器１８０が配置されている。容器１８０は底の有るほぼ筒状に形成されている。ここでは容器１８０を上下に分割可能に構成しているが、このように２以上に分割可能としてもよいし、一体に形成してもよい。容器１８０の上端は装置本体１１０の支持壁１１１まで至るように設けられ、容器１８０と支持壁１１１との間は例えばオーリング等により気密的にシールされており、容器１８０と支持壁１１１との間で、気密的にシールされた撹拌室１９０を形成するように構成されている。
【００２０】
そして、駆動装置１３０が作動すると、駆動装置１３０の回転駆動により、公転体１２０が回転し、これによって自転軸１６０が公転体１２０の回転中心軸のまわりに公転するように構成している。また、公転体１２０の回転により、中間軸１５０が第１ギヤ１４０のまわりに公転し、第１ギヤ１４０が装置本体１１０に固定されているために中間軸１５０が回転し、この回転が自転軸１６０に伝達されて自転軸１６０が回転し、自転軸１６０が自転軸１６０の回転中心軸のまわりに自転するように構成している。
【００２１】
また、公転体１２０の軸部１２１と支持壁１１１との間が気密的にシールされている。ここでは軸部１２１と支持壁１１１との間にオイルシール１２３が設けられているが、他のシール構造を設けてもよい。さらに、公転体１２０のハウジング１２２と自転軸１６０との間が気密的にシールされている。ここではハウジング１２２と自転軸１６０との間にオイルシール１２４が設けられているが、他のシール構造を設けてもよい。
【００２２】
この撹拌混合装置１００の場合、公転体１２０のギヤ室１２２ａに第１ギヤ１４０、中間軸１５０及び第４ギヤ１６１が収容されるので、公転体上部の軸部１２１の外径を可及的に細くすることができ、外径が細いと周速が小さいので、この公転体１２０の軸部１２１と支持壁１１１との間を気密的にシールすると、シール性の向上、オイルシールその他シールリング等のシール部材の寿命向上が図られ、公転体１２０のハウジング１２２と自転軸１６０との間がシールされることと相俟って、容器１８０の内部を加圧又は減圧しながら撹拌する撹拌混合機１００の機構内部への撹拌物質の侵入及び撹拌物質への異物の混入が確実に防止される。
【００２３】
また、太陽ギヤである第１ギヤ１４０と遊星ギヤである自転軸１６０の第４ギヤ１６１との間に中間軸１５０を設けたので、第４ギヤ１６１の第３ギヤ１５２に対する周上の位置を変えることにより、公転体１２０、ギヤなど一部の部品の変更で、ギヤ１４０、１５１、１５２、１６１のモジュール、公転体１２０と自転軸１６０との回転比、公転体１２０及び自転軸１６０の回転方向を変えずに、公転軌道Ｔの半径を変えた撹拌混合装置１００のバリエーションが簡単に実現する。また、第１ギヤ１４０と第２ギヤ１５１との歯数比、第３ギヤ１５２と第４ギヤ１６１との歯数比を適切に設定して第３ギヤ１５２の歯数を変えることにより、公転体１２０、ギヤなど一部の部品の変更で、ギヤ１４０、１５１、１５２、１６１のモジュール、公転体１２０と自転軸１６０との回転比、公転体１２０及び自転軸１６０の回転方向を変えずに、公転軌道Ｔの半径を変えた撹拌混合装置１００のバリエーションが簡単に実現する。そのため、例えば材料の性質、容器の底形状その他の要因に応じて、公転軌道Ｔの半径を変えた撹拌混合装置１００のバリエーションが簡単にできる。
【００２４】
このことを詳しく説明する。図９及び図１０は遊星歯車機構を用いた比較例の撹拌混合装置を示している。この比較例の撹拌混合装置は、装置本体２１０の支持壁２１１の下側に公転体２２０を配置して、これらの間にギヤ室２２１を形成し、公転体２２０を支持壁２１１に回転可能に設け、この公転体２２０に自転軸２３０を回転可能に設け、自転軸２３０に設けた移動側ギヤ２３１を、支持壁２１１の下側に固定した内歯車よりなる固定側ギヤ２４０に噛み合わせ、駆動装置２５０により公転体２２０を回転させることで自転軸２３０を公転体２２０の回転中心軸のまわりに公転させ且つ自転軸２３０の回転中心軸まわりに自転させるように構成している。支持壁２１１の下側には容器２６０が自転軸２３０を囲うように配置され、支持壁２１１との間で気密的にシールされた撹拌室２７０を形成している。そして、公転体２２０の外周部と支持壁２１１との間が例えばオイルシール２２２によって気密的にシールされ、公転体２２０と自転軸２３０との間が例えばオイルシール２２３によって気密的にシールされている。２８０は自転軸２３０の下部に設けられた撹拌具である。このような構造であるため、移動側ギヤ２３１及び固定側ギヤ２４０のモジュールと、公転体２２０と自転軸２３０との回転比と、公転体２２０及び自転軸２３０の回転方向が決定されると、自転軸の公転軌道の半径は決まり、公転体２２０、移動側ギヤ２３１、固定側ギヤ２４０などに変更を加えるなどの簡単な方法では公転軌道の半径を変えた撹拌混合装置のバリエーションを実現することができない。
【００２５】
これに対し、第１実施形態の撹拌混合装置１００は、図７に示すように、自転軸１６０の回転中心軸は第３ギヤ１５２の周囲のどこに設定してもよい（破線の円Ｓの上のどこにでも設定できる）。そのため、第４ギヤ１６１の第３ギヤ１５２に対する周上の位置を変えることで、ギヤ１４０、１５１、１５２、１６１のモジュール、公転体１２０と自転軸１６０との回転比、公転体１２０及び自転軸１６０の回転方向を変えずに公転軌道Ｔの半径を変えた撹拌混合装置１００のバリエーションが簡単に実現する。また、図３ないし図６は、公転体１２０の回転数と公転体１２０に対する自転軸１６０の回転数との比である公転自転比がほぼ同じになり、且つ公転軌道Ｔの半径がほぼ同じになるように、第１ギヤ１４０、第２ギヤ１５１、第３ギヤ１５２及び第４ギヤ１６１の歯数を種々設定した例を示している。４つのギヤのモジュールは３．５で統一されている。第１ギヤ１４０の歯数、第２ギヤ１５１の歯数、第３ギヤ１５２の歯数、第４ギヤ１６１の歯数、公転自転比の順で列挙していくと、図３に示した第１実施例では、これらが５４枚、１５枚、１５枚、１６枚、３．３７５であり、図４に示した第２実施例では、これらが５８枚、１５枚、１５枚、１７枚、３．４１１であり、図５に示した第３実施例では、これらが４７枚、２２枚、２７枚、１７枚、３．３９３であり、図６に示した第４実施例では、これらが３５枚、１７枚、２８枚、１７枚、３．３９１である。このように第１実施形態の撹拌混合装置１００は、公転自転比がほぼ同じで且つ公転軌道Ｔの半径がほぼ同じであっても、各ギヤの歯数を種々変更することで第３ギヤ１５２の直径を変えることができる。このことから、第３ギヤ１５２の歯数を変えることで、ギヤ１４０、１５１、１５２、１６１のモジュール、公転体１２０と自転軸１６０との回転比、公転体１２０及び自転軸１６０の回転方向を変えずに公転軌道Ｔの半径を変えた撹拌混合装置１００のバリエーションが簡単に実現することがわかる。
【００２６】
図８は、第２の実施形態である撹拌混合装置１００を示す。第１の実施形態の撹拌混合装置１００は、中間軸１５０及び自転軸１６０が一対だけ設けられていたが、第２の実施形態である撹拌混合装置１００では、中間軸１５０及び自転軸１６０が二対設けられている。すなわち、二つの中間軸１５０が第１ギヤ１４０を囲むように設けられており、各中間軸１５０に対応して自転軸１６０がそれぞれ設けられている。
【００２７】
このようにすれば、自転軸１６０を複数有する多軸の撹拌混合装置１００において第１実施形態の撹拌混合装置１００と同様の作用及び効果を得ることができる。ここでは中間軸１５０及び自転軸１６０を二対としたが、三対以上設けてもよく、その場合は複数の中間軸１５０が第１ギヤ１４０を囲むように設けられ、各中間軸１５０に対応して自転軸１６０がそれぞれ設けられる。
【００２８】
本発明は、以上の実施形態の特徴を適宜組み合わせてなる実施形態を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態の撹拌混合装置の縦断面図である。
【図２】第１実施形態の撹拌混合装置の要部を示す斜視図である。容器は一部を断面している。
【図３】第１実施例の撹拌混合装置のギヤを示す平面図である。わかりやすくするため、上下に重なっているギヤも実線で表示している。一点鎖線の円は公転軌道を示す。各回転中心軸を実線で結んでいる。
【図４】第２実施例の撹拌混合装置のギヤを示す図３相当図である。
【図５】第３実施例の撹拌混合装置のギヤを示す図３相当図である。
【図６】第４実施例の撹拌混合装置のギヤを示す図３相当図である。
【図７】第１実施形態の撹拌混合装置の公転軌道を示す説明図である。
【図８】第２実施形態の撹拌混合装置の要部を示す斜視図である。容器は一部を断面している。
【図９】比較例の撹拌混合装置の縦断面図である。
【図１０】比較例の撹拌混合装置の要部を示す斜視図である。容器は一部を断面している。
【符号の説明】
【００３０】
１００  撹拌混合装置
１１０  装置本体
１１１  支持壁
１１１ａ  貫通孔
１２０  公転体
１２１  軸部
１２２  ハウジング
１２２ａ  ギヤ室
１３０  駆動装置
１４０  第１ギヤ
１５０  中間軸
１５１  第２ギヤ
１５２  第３ギヤ
１６０  自転軸
１６１  第４ギヤ
１７０  撹拌具
１８０  容器
１９０  撹拌室
【図１】
2005305369.tif 000003
【図２】
2005305369.tif 000004
【図３】
2005305369.tif 000005
【図４】
2005305369.tif 000006
【図５】
2005305369.tif 000007
【図６】
2005305369.tif 000008
【図７】
2005305369.tif 000009
【図８】
2005305369.tif 000010
【図９】
2005305369.tif 000011
【図１０】
2005305369.tif 000012