(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合材料を収容する容器を、公転軸の軸線回りに回転させながら自転及び揺動させ、混合材料の混合脱泡を行う装置において、
前記公転軸の軸線上の一点を支点として、水平面に対して上下方向に回動自在に設けた基体と、この基体の一端側に自転可能に設けた前記容器と、前記基体の他端側に設けた前記容器側に対するバランスウエイトと、前記基体に設けた前記容器またはバランスウエイトの少なくとも一方を水平面に対し上下方向に移動させる動的バランス変動機構とを備えたことを特徴とする混合脱泡装置における揺動機構。
【請求項２】
前記動的バランス変動機構は、駆動源部と、この駆動源部からの駆動力を伝達する揺動伝達手段と、この揺動伝達手段により前記支点を中心として水平面に対して上下方向に揺動する揺動アームとから構成され、前記バランスウエイトを前記揺動アームの自由端に設けたことを特徴とする請求項１に記載の混合脱泡装置における揺動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば半田ペースト、歯科用印象材料、油脂、樹脂、染料、顔料等のような流動性を有する材料（以下、混合材料という）を攪拌、混練し、同時に脱泡を行うことができる公転自転方式の混合脱泡装置における揺動機構に関する。
【０００２】
従来、混合材料を収容した容器を公転させながら自転させ、さらに、容器の自転中、容器を揺動機構により揺動させるようにした混合脱泡装置が、本願と同一発明者により提案されている（実開平７−３４９２９号、特開平９−２９０８６号）。
【０００３】
前記揺動機構は、容器とその容器を支持する各支持アームなどの周辺の機構の回転中心下部に、駆動モータなどの駆動部の駆動軸を設けており、この駆動軸からスイング駆動杆、クランク機構などの動力伝達機構を介して前記容器を揺動する構成としている。
【０００４】
したがって、前記揺動機構から駆動伝達機構を介して伝達される駆動力は、容器の公転および自転を行う周辺機構の下部側に揺動運動の中心軸を配置する構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の揺動機構では、以下のような問題点が存在していた。
▲１▼  容器の公転中、強大な遠心力が容器とその周辺機構および混合すべき混合材料に作用しているので、この強大な遠心力に逆らって、下部側に配置された揺動運動の中心軸から駆動力を容器に伝達して揺動させると、遠心力が作動しない通常の環境下における駆動力とくらべ、公転中に揺動させる駆動力はその数百倍のパワーが必要となった。
【０００６】
そのため、振動による騒音の発生や、不要な振動により気泡が混合材料に発生する場合もあった。なお、振動が大きくなることに伴って、装置全体の重量を増加させることも必要になった。
【０００７】
▲２▼  揺動機構により揺動する容器は、その揺動した軌跡が円弧であり、また、揺動機構により揺動する混合材料も上下方向に大きく移動する。そのため、容器の公転および自転を行う周辺機構の下部側から揺動運動の駆動力を伝達する構成であると、容器やその容器内の混合材料などの重心移動が複雑に絡んだ状態の回転バランスの補正が大変困難であった。
【０００８】
この発明は、上記の問題点に鑑み創案されたものであり、低振動で容器の公転自転および揺動の運転ができ、揺動機構の駆動力も小さくて済み、また、振動に起因する気泡の発生を未然に防ぐことができ、さらに、揺動機構の振動に伴う重量増加などを必要とすることなく容器を揺動させ混合材料の混合脱泡を行うことができる混合脱泡装置における揺動機構を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、混合材料を収容する容器を、公転軸の軸線回りに回転させながら自転及び揺動させ、混合材料の混合脱泡を行う装置において、前記公転軸の軸線上の一点を支点として、水平面に対して上下方向に回動自在に設けた基体と、この基体の一端側に自転可能に設けた前記容器と、前記基体の他端側に設けた前記容器側に対するバランスウエイトと、前記基体に設けた前記容器またはバランスウエイトの少なくとも一方を水平面に対し上下方向に移動させる動的バランス変動機構とを備えたことを特徴とする混合脱泡装置における揺動機構として構成した。
【００１０】
前記動的バランス変動機構は、駆動源部と、この駆動源部からの駆動力を伝達する揺動伝達手段と、この揺動伝達手段により前記支点を中心として水平面に対して上下方向に揺動する揺動アームとから構成され、前記バランスウエイトを前記揺動アームの自由端に設けた構成とすると都合が良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図１は、混合脱泡装置の要部を示す切断正面図、図２は、混合脱泡装置の要部を示す斜視図、図３は、混合脱泡装置の要部を示す平面図、図４は、図１の混合脱泡装置のＩＩ−ＩＩ線における要部の断面図、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）および図６（ａ）（ｂ）は、動的バランス変動機構の作動状態を示す原理図である。
【００１２】
図１ないし図４で示すように、混合脱泡装置１は、ケーシング２０の内部に設置される公転機構２と、この公転機構２の公転軸２ａの軸線Ｚ上の一点を支点として水平面に対して上下方向に回動自在に設けた基体４と、この基体４の一端側に設けた混合材料を収納する容器１０と、この容器１０を自転させる自転機構３と、前記基体４の他端側に設けた動的バランス変動機構５と、この動的バランス変動機構５の揺動伝達手段であるリンク機構６と、揺動アーム７と、前記揺動アーム７に設けたバランスウエイト８などから構成されている。
【００１３】
図１および図２で示すように、前記公転機構２は、防振ゴム台２ｃ上に設けた公転駆動モータ２ｂと、この公転駆動モータ２ｂからの減速した駆動力を伝達する回転軸である公転軸２ａと、この公転軸２ａの上端側に取り付けた断面コ字形の取付支持部２ｄとから構成されている。
【００１４】
そして、前記公転軸２ａの中段位置には、軸受９ａを介して円盤状のベース体９が設けられており、前記ベース体９の周縁部分には弾性部材であるスプリング９ｂを介在させて前記ケーシング２０の内壁側に支持されている。
【００１５】
前記基体４は、断面コ字形に形成され、その側面中央位置に支点としての支点軸４ａを介して前記公転軸２ａの軸線Ｚ上で、上下方向に回動するように構成されている。そして、支点軸４ａは、前記取付支持部２ｄに回動自在に支持されている。
【００１６】
図１および図２で示すように、容器１０の自転機構３は、自転駆動モータ３ａと、この自転駆動モータ３ａの減速した回転駆動を伝達する自転軸３ｂと、この自転軸３ｂの上端に設けた容器載置台３ｃとから構成されている。なお、容器載置台３ｃは容器１０が載置されると、その容器１０が自転や公転あるいは揺動されても保持されるように構成されている。
【００１７】
図１および図２で示すように、動的バランス変動機構５は、前記基体４に設けた駆動源部としての揺動用モータ５ａと、この揺動用モータ５ａから減速された回転駆動力を出力する出力軸５ｂと、この出力軸５ｂの一端側に設けたリンク機構６と、このリンク機構６により揺動する揺動アーム７とから構成されている。
【００１８】
前記リンク機構６は、前記出力軸５ｂに設けたウオームギア６ａと、このウオームギア６ａに噛合して回転するウオームホイール６ｂと、このウオームホイール６ｂにより回動するクランク軸６ｃと、このクランク軸６ｃ所定位置に折り曲げられて突出するピン部６ｄと、このピン部６ｄに回動自在に、その一端部を設けたリンク６ｅとから構成されている。そして、前記リンク６ｅの他端部は、揺動アーム７の所定位置に回動自在に取り付けられている。
【００１９】
前記揺動アーム７は、図２および図３で示すように、コ字形に形成され、その一端を支点としての前記支点軸４ａに回動自在に支持している。そして、その揺動アーム７の所定位置に、前記リンク機構６のリンク６ｅの一端が回動自在に支持している。さらに、前記揺動アーム７の自由端には、前記容器１０および自転機構３側の荷重と釣り合って前記基体４の両側の端が他の部分に接触せずにバランスが保たれるような荷重を備えるバランスウエイト８が取り付けられている。
【００２０】
なお、前記基体４は、水平状態で釣り合いがとられている必要は無く、所定角度に傾斜した状態で釣り合いがとられていても良い。そして、基体４の釣り合った状態の動的バランス変動機構５側の質量Ｍ1 と、容器１０および自転機構３側の質量Ｍ2 との公転軸２ａを中心としてＭ1 ×ｒ1 ＝Ｍ2 ×ｒ2 の関係を維持できるように設定されている。なお、ｒ1 ，ｒ2 は、公転軸２ａの中心から動的バランス変動機構５と、容器１０および自転機構３の重心までの距離を示す。
【００２１】
そのため、公転機構２により基体４を回転させると、動的バランス変動機構５に作用する遠心力Ｃ1 は、（Ｍ1 ÷ｇ）・ω2 ・ｒ1 となる。また、容器１０および自転機構３に作用する遠心力Ｃ2 は、（Ｍ2 ÷ｇ）・ω2 ・ｒ2 となり両遠心力Ｃ1 、Ｃ2 はバランスしている。なお、ｇは重力の加速度、ωは公転運動の角速度である。
【００２２】
つぎに、図５および図６を参照して動的バランス変動機構５の作動を説明する。なお、図中Ｇ1 、Ｇ2 は、動的バランス変動機構５と、容器１０および自転機構３側の質量の重心を表している。
【００２３】
はじめに、容器１０の内部に混合材料を投入し、ケーシング２０の蓋体２１を開放し、その容器１０を自転機構３の容器載置台３ｃの上に載置してその容器載置台３ｃに保持させる。そして、公転機構２を作動させると共に、自転機構３を作動させ、さらに動的バランス変動機構５を作動させる。
【００２４】
図５（ａ）で示すように、水平状態にある基体４が公転機構２の作動により公転軸２ａと同期し回転しはじめると、容器１０および自転機構３側と、動的バランス変動機構５側とに遠心力Ｃ1 、Ｃ2 がそれぞれ作用する。このとき容器１０は自転機構３により自転しながら公転軸２ａの同期し公転することになる。
【００２５】
つぎに、動的バランス変動機構５の動作が加わると、つぎのようになる。すなわち、図５（ｂ）で示すように、リンク機構６の作動によりリンク６ｅが揺動アーム７を持ち上げバランスウエイト８を所定角度θ1 傾動させると、遠心力Ｃ1 、Ｃ2 が偶力を形成する。そのため、容器１０および自転機構３側の重心Ｇ2 が上昇し、バランスを保持しようとするため、図５（ｃ）で示すように、容器１０は基体４の傾斜角度θ2 だけ傾斜する。そして、基体４が支点軸４ａを介して所定角度傾斜することで、偶力の値が減少して遠心力Ｃ1 ，Ｃ2 は、釣り合いバランスが維持される。
【００２６】
さらに、基体４が傾斜してバランスが保たれると、今度はリンク機構６の作動によりリンク６ｅが揺動アーム７を図５（ｂ）の実線の位置から仮想線の位置に降下させることで、動的バランス変動機構５側の重心Ｇ1 を下方に移動する。そのため、図５（ｃ）で示すように、傾斜していた揺動アーム７は水平な位置となり、遠心力Ｃ1 、Ｃ2 のバランスが崩れ、再び偶力が働き傾斜している容器１０および自転機構３側の重心Ｇ2 が実線の位置から仮想線の位置に移動するため、基体４が支点軸４ａを介して水平な状態となり、偶力は徐々に減少して遠心力Ｃ1 、Ｃ2 のバランスは保たれる。
【００２７】
そして、図６（ａ）で示すように、さらにリンク機構６の作動によりリンク６ｅが揺動アーム７を水平位置から下方に傾動させ、動的バランス変動機構５側の重心Ｇ1 の位置を降下させると、遠心力Ｃ1 、Ｃ2 のバランスが崩れて偶力が働く。そのため、遠心力Ｃ1 、Ｃ2 のバランスを保とうとして容器１０および自転機構３側の重心Ｇ2 が仮想線で示すように降下して基体４が、支点軸４ａを介して傾動する。そのため、図６（ｂ）で示すように容器１０は、基体４の傾斜角度θ2 と同じ傾斜角度θ2 傾斜する。
【００２８】
図６（ｂ）で示すように、リンク機構６により最下端位置まで降下したバランスウエイト８は、再びリンク機構６の作動によりリンク６ｅが揺動アーム７を水平位置に移動させることで、動的バランス変動機構５側の重心Ｇ1 の位置を水平位置に移動すると、遠心力のＣ1 、Ｃ2 のバランスが崩れ偶力が発生して容器１０および自転機構３側の重心Ｇ2 を上昇させ、基体４を支点軸４ａを介して回動させ水平状態に移動させる。そして、図５（ａ）で説明したように、さらにリンク機構６を作動させ、それら図５（ａ）（ｂ）（ｃ）図６（ａ）（ｂ）で説明した動作を連続的に行うことで、自転しながら公転している容器１０を揺動させることができる。
【００２９】
なお、前記混合脱泡装置における揺動機構では、容器を基体に一か所設ける構成としているが、基体の一端側に設ける容器およびその容器を自転させる自転機構の数は２基あるいは３基以上など複数を設置し、その重量に対応するようにバランスウエイトを設ける構成としても良い（自転機構は容器が複数のときでも一基として伝達手段を介して各容器を自転させる構成としても良い）。このように容器を複数設けることで混合材料の処理量を増やすことが可能となる。
【００３０】
また、前記基体に設けた動的バランス変動機構の揺動伝達手段としてリンク機構により揺動アームを揺動させているが、送りネジ機構を使用して揺動モータを所定タイミングで正逆方向に作動させることで揺動アームを上下に揺動する構成とすることや、シリンダ機構を使用して揺動アームを上下に揺動する構成しても良い。
【００３１】
さらに、前記公転軸の軸線上に支点軸を設ける構成としているが、公転軸の軸線からズレた位置で前記取付支持部に支点軸を設ける構成としても、容器側の重心とバランスウエイト側の重心とのバランスを調整することで釣り合いをとる構成としても良い。
【００３２】
そして、動的バランス変動機構は、揺動アームの自由端に設けたバランスウエイトの位置に容器を設置し、水平面に対して上下方向に揺動させ、基体の一端に設けた容器の位置にバランスウエイトを配置するような構成としても構わない。また、前記バランスウエイトには、基体の一端側に設けた前記容器に対応する他の容器を設置することも含まれる。したがって、前記基体の両端に容器が配置され、その内一方を動的バランス変動機構により水平面に対して上下方向に移動させる構成とすることも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので以下に示す優れた効果を奏する。
▲１▼  混合脱泡装置は、動的バランス変動機構により、バランスウエイトを傾動させ、公転している基体の遠心力のバランスを変動させることで偶力を発生させて、基体をバランスウエイトの傾動に追随させて傾動させることができるため、容器を揺動させる際の駆動力を大幅に低減することができる。
【００３４】
▲２▼  混合脱泡装置は、動的バランス変動機構を作動させることで遠心力の不釣り合いの状態が一時的に発生することで、基体を傾動させて容器を揺動しているが、遠心力の不釣り合いから起こる偶力は、基体が傾動することで直ちに解消される。したがって、運転中は、遠心力がバランスすることとなり、装置の振動を抑制することが可能となる。
【００３５】
▲３▼  混合脱泡装置は、その動的バランス変動機構の構成が簡素であるため、装置自体の重量を重くすることもなく、メンテナンスが容易となると共に、設備費および保守費を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の揺動機構を備えた混合脱泡装置の要部を示す切断正面図である。
【図２】この発明の揺動機構を備えた混合脱泡装置の要部を示す斜視図である。
【図３】この発明の揺動機構を備えた混合脱泡装置の要部を示す平面図である。
【図４】図１の混合脱泡装置のＩＩ−ＩＩ線における要部の断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、動的バランス変動機構の作動状態を示す原理図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、動的バランス変動機構の作動状態を示す原理図である。
【符号の説明】
１        混合脱泡装置
２        公転機構
２ａ      公転軸
２ｂ      公転駆動モータ
２ｃ      防振ゴム台
２ｄ      取付支持部
３        自転機構
３ａ      自転駆動モータ
３ｂ      自転軸
３ｃ      容器載置台
４        基体
４ａ      支点軸
５        動的バランス変動機構
５ａ      揺動用モータ（駆動源部）
５ｂ      出力軸
６        リンク機構（揺動伝達手段）
６ａ      ウオームギア
６ｂ      ウオームホイール
６ｃ      クランク軸
６ｄ      ピン部
６ｅ      リンク
７        揺動アーム
８        バランスウエイト
９        ベース体
９ａ      軸受
９ｂ      スプリング（弾性部材）
１０      容器
２０      ケーシング
２１      蓋体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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