(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に材料を供給して、該材料の混合と脱泡とを行う混合脱泡装置であって、
所定の公転軸のまわりに前記容器を公転させる容器公転手段と、
前記公転軸に対して傾斜させた自転軸のまわりに、前記容器を自転させる容器自転手段と、
前記容器に材料を供給する材料供給口を、該容器が公転する軌道上に有する材料供給手段と、
前記容器に材料を供給する際には、該容器を前記材料供給口のある位置に、前記容器公転手段を用いて位置決めする位置決め手段と、
前記材料の供給後、前記容器の公転および自転を開始して、該容器内の材料の混合および脱泡を行う混合脱泡手段と
を備える混合脱泡装置。
【請求項２】
請求項１記載の混合脱泡装置であって、
前記材料供給手段を複数備えるとともに、
前記位置決め手段は、前記材料供給手段のそれぞれの材料供給口のある位置に前記容器を位置決めする手段である混合脱泡装置。
【請求項３】
請求項２記載の混合脱泡装置であって、
前記複数の材料供給手段の中の少なくとも２つの材料供給手段は、各材料供給口の各々からそれぞれの材料を、同じ位置に位置決めされた前記容器に同時に供給可能な位置に、それぞれの材料供給口を有する混合脱泡装置。
【請求項４】
請求項１記載の混合脱泡装置であって、
前記材料供給手段は、前記容器の位置決め完了を検出して前記材料の供給を開始する手段である混合脱泡装置。
【請求項５】
請求項１記載の混合脱泡装置であって、
前記混合脱泡手段は、前記材料の供給完了を検出して前記容器の公転および自転を開始する手段である混合脱泡装置。
【請求項６】
請求項１記載の混合脱泡装置であって、
前記容器を直立させて該容器の開口部を上方に向ける容器直立手段を備えるとともに、
前記材料供給手段は、前記直立した容器に上方から前記材料を供給する手段である混合脱泡装置。
【請求項７】
請求項１記載の混合脱泡装置であって、
前記自転手段は、前記容器が公転することによって同時に自転も行うように、前記容器公転手段と機械的に接続された手段である混合脱泡装置。
【請求項８】
請求項７記載の混合脱泡装置であって、
前記位置決め手段は、前記容器を公転させたときに該容器が自転しないように、前記容器公転手段と該容器自転手段との機械的な接続を切り離した状態で、前記容器の位置決めを行う手段である混合脱泡装置。
【請求項９】
請求項８記載の混合脱泡装置であって、
前記容器を直立させて該容器の開口部を上方に向ける容器直立手段を備えるとともに、
前記材料供給手段は、前記容器公転手段と前記容器自転手段との接続が切り離され、かつ前記容器が直立した状態で、該容器に上方から前記材料を供給する手段である混合脱泡装置。
【請求項１０】
請求項１記載の混合脱泡装置であって、
前記容器が公転する軌道上に設けられて、該容器に供給された前記材料中の粉体をより細かい粉体に粉砕して該粉体の粒度をそろえる分散処理を行う分散手段を備え、
前記位置決め手段は、前記容器内の材料の前記分散処理を行う際には、前記分散手段が設置された位置に該容器を位置決めする手段である混合脱泡装置。
【請求項１１】
前記分散処理中に前記容器内の材料の攪拌を行う攪拌翼を備える請求項１０記載の混合脱泡装置。
【請求項１２】
前記分散手段が設置された位置で前記容器を自転させながら、該容器内の材料の前記分散処理を行う請求項１０記載の混合脱泡装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の混合脱泡装置であって、
前記分散手段は、前記容器の材料中で超音波振動することにより該材料を分散させる手段であり、
前記分散手段あるいは前記容器の内面の少なくとも一方には、前記分散処理中に該容器を自転させることで該容器内の材料を撹拌する撹拌翼が設けられている混合脱泡装置。
【請求項１４】
請求項１０記載の混合脱泡装置であって、
少なくとも前記容器内の材料の分散処理時に、該材料の冷却を行う分散時冷却手段を備えた混合脱泡装置。
【請求項１５】
請求項１記載の混合脱泡装置であって、
前記容器とともに公転して該容器の材料の冷却を行う材料冷却手段を備えた混合脱泡装置。
【請求項１６】
請求項１記載の混合脱泡装置であって、
前記容器内の材料を該容器から直接取り出し可能な材料取出手段を備え、
前記位置決め手段は、前記容器内の材料を取り出す際には、前記材料取出手段が設置された位置に該容器を位置決めする手段である混合脱泡装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の混合脱泡装置であって、
前記材料取出手段は、前記容器内の材料に圧力を加えて該容器外部に圧送することにより、該材料を該容器内から直接取り出す手段である混合脱泡装置。
【請求項１８】
請求項１６記載の混合脱泡装置であって、
前記容器内の材料を取り出すために位置決めされた状態で、該容器の材料を撹拌可能な材料撹拌手段を備える混合脱泡装置。
【請求項１９】
前記材料撹拌手段が、前記材料取出手段と一体に構成されている請求項１８記載の混合脱泡装置。
【請求項２０】
請求項１８記載の混合脱泡装置であって、
前記材料撹拌手段は、前記容器に供給された前記材料中の粉体をより細かい粉体に粉砕して該粉体の粒度をそろえる分散処理が可能な手段である混合脱泡装置。
【請求項２１】
請求項１ないし請求項２０のいずれかに記載の混合脱泡装置であって、
前記容器の公転速度と自転速度とをそれぞれ制御可能な回転速度制御手段を備える混合脱泡装置。
【請求項２２】
請求項８記載の混合脱泡装置であって、
前記容器が直立した状態で、該容器の蓋を、該容器の上方から装脱着する蓋装脱着手段を備えるとともに、
前記材料供給手段は、前記蓋が取り外されて直立した状態の前記容器に前記材料を供給する手段であり、
前記混合脱泡手段は、前記材料の供給が完了し前記蓋が装着された後、前記容器の公転および自転を開始する手段である混合脱泡装置。
【請求項２３】
容器内に材料を供給して、該材料の混合と脱泡とを行う混合脱泡方法であって、
前記容器を公転させる所定の公転軸と、該公転軸に対して傾斜させた自転軸とを設けるとともに、
該容器に材料を供給する材料供給口を該容器が公転する軌道上に配置しておき、
前記容器に材料を供給する場合には、該容器を公転させて前記材料供給口がある位置に該容器を位置決めしてから前記材料を供給し、
前記材料の供給完了後、前記公転軸と自転軸とのまわりに前記容器を公転および自転させることによって、該容器内の材料の混合および脱泡を行う混合脱泡方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器の自転と公転とを行うことによって、容器内の材料の混合および脱泡を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の製造工程においては、複数種類の流動物あるいは粉体を均一に混合脱泡しなければならない場合がある。例えば、複数の染料あるいは顔料を混合して所望の色のペンキを製造する場合や、粘度などの特性の異なる油脂を混合して所望の特性の油脂を製造する場合などには、気泡の混入を避けながら複数の染料や油脂を均一に混合しなければならない。
【０００３】
触媒を製造（調整）する場合にも、通常、このような混合脱泡が必要となる。例えば、燃料電池用の電解質膜上の触媒は、次のようにして調整される。先ず、活性金属（白金など）を担持したカーボン粉を適当な有機溶媒中に分散させ、次いで電解質溶液を適量添加して、有機溶媒中にカーボン粉と電解質溶液とが均一に分散したペースト状の触媒溶液（スラリ）を製造する。こうして製造したスラリを電解質膜にスクリーン印刷することにより、電解質膜上に触媒層を形成する。
【０００４】
所定性能の触媒を得るためには、カーボン粉や電解質溶液が有機溶媒中に均一に分散したスラリを製造することが重要である。また、気泡が混入したスラリを用いてスクリーン印刷すると、電解質膜上に形成される触媒層に穴ができてしまうので、所定の触媒性能を得ることができない。これらの理由から、スラリを製造する場合には、カーボン粉と有機溶媒や電解質溶液とを、じゅうぶん均一に混合脱泡しておく必要がある。
【０００５】
通常、複数の液体や粉体等を混合脱泡する場合、いわゆる自転・公転式の混合脱泡装置が使用される。かかる混合脱泡装置は、次のようにして混合脱泡を行う。先ず、混合脱泡しようとする材料を容器に入れ、この容器を公転させながら同時に自転させる。容器を公転させると、遠心力の作用によって材料は容器の内壁に押しつけられる。気泡は材料に比べて軽く、遠心力の作用を受けにくいので材料の移動に取り残される傾向があり、このため、材料中に混入した気泡が次第に分離される。
【０００６】
また、かかる混合脱泡装置では、容器の自転軸は公転面に対して傾けて設けられている。このため効率よく材料を混合することが可能となっている。すなわち、自転軸を傾けるのにともなって容器の内壁も公転面（遠心力の働く方向）に対して傾斜することになるので、遠心力の作用で容器内壁に押しつけられた材料は壁に沿って流動する。この流動が容器内での材料の対流を発生させ、この対流の効果と容器の自転の効果とが相まって、非常に効率よく材料を混合することが可能となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、自転・公転式の混合脱泡装置には、容器に材料を供給する場合に、容器を混合脱泡装置から一旦脱着し、材料供給後に再び装着する必要があり、作業性が良くないという問題がある。特に、混合脱泡を行いながら複数の材料を順次供給していかなければならない場合に、材料を供給する度に容器の装脱着を行うのでは、作業性が大きく低下してしまう。更には、容器を脱着して材料を供給し、再び容器を装着して混合脱泡を開始するまでの経過時間にばらつきが生じて、製造毎の品質が不安定となる場合も生じうる。
【０００８】
もとより、容器の脱着および装着を自動機を用いて実施したり、あるいは材料の供給を自動機を用いて実施すれば、作業性を向上させたり製造品質を安定させることは可能である。しかし、材料を入れる容器の自転軸が傾いているために複雑な機構が必要となり、装置の大型化あるいは信頼性低下などといった新たな問題を生じさせる。
【０００９】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、簡便な方法を用いて自転・公転式の混合脱泡装置に材料を供給することにより、混合脱泡作業の作業性を向上させるとともに、製造品質の安定化させることを可能とする技術を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の混合脱泡装置は、次の構成を採用した。すなわち、
容器内に材料を供給して、該材料の混合と脱泡とを行う混合脱泡装置であって、
所定の公転軸のまわりに前記容器を公転させる容器公転手段と、
前記公転軸に対して傾斜させた自転軸のまわりに、前記容器を自転させる容器自転手段と、
前記容器に材料を供給する材料供給口を、該容器が公転する軌道上に有する材料供給手段と、
前記容器に材料を供給する際には、該容器を前記材料供給口のある位置に、前記容器公転手段を用いて位置決めする位置決め手段と、
前記材料の供給後、前記容器の公転および自転を開始して、該容器内の材料の混合および脱泡を行う混合脱泡手段と
を備えることを要旨とする。
【００１１】
また、上記の混合脱泡装置に対応した本発明の混合脱泡方法は、
容器内に材料を供給して、該材料の混合と脱泡とを行う混合脱泡方法であって、
前記容器を公転させる所定の公転軸と、該公転軸に対して傾斜させた自転軸とを設けるとともに、
該容器に材料を供給する材料供給口を該容器が公転する軌道上に配置しておき、
前記容器に材料を供給する場合には、該容器を公転させて前記材料供給口がある位置に該容器を位置決めしてから前記材料を供給し、
前記材料の供給完了後、前記公転軸と自転軸とのまわりに前記容器を公転および自転させることによって、該容器内の材料の混合および脱泡を行うことを要旨とする。
【００１２】
かかる混合脱泡装置および混合脱泡方法においては、容器が公転する軌道上に材料の供給口を配置しておき、該容器に材料を供給しようとする場合には、先ず、容器の公転手段を利用して、材料供給口のある位置に該容器を位置決めする。容器の位置決め後、材料供給口から材料を供給し、材料の供給を完了したら該容器の自転および公転を開始して、供給した材料の混合脱泡を行う。
【００１３】
このようにすれば、容器を混合脱泡装置の装着したまま材料を供給することができるので、材料を容易に供給することができる。その結果、混合脱泡作業の効率を向上させることができるので好適である。
【００１４】
また、容器を装着したまま材料を供給しているので、次のような効果も生じる。すなわち、材料を供給するために容器を脱着して更に装着していたのでは、脱着あるいは装着に手間取って、材料供給に要する時間がばらつく可能性がある。例えば触媒用スラリを製造する場合などでは、材料供給に要する時間がばらつくと製造品質がばらついてしまうことがある。これに対して、本発明によれば、容器を装着したまま材料を供給することができるので、材料の供給に要する時間のばらつきを抑制することができる。その結果、例えば触媒用スラリなどを製造する場合にも、製造品質を安定化させることができるので好適である。
【００１５】
また、混合脱泡する材料が毎回同じであれば、実際に混合脱泡している時間は毎回同じであると考えることができるから、材料供給に要する時間のばらつきが小さくなれば、混合脱泡を開始してから最終的に完了するまでの時間をほぼ同じにすることができる。このため、例えば、触媒用スラリの製造を開始してからスラリが完成するまでに要する時間を正確に知ることができ、製造したスラリを下流工程に搬送できる時刻を正確に予測することができるようになる。その結果、全体としての製造工程を効率化することが可能であるという効果も生じる。更に、スラリの完成時刻を正確に知ることができれば、製造したスラリが長時間放置されることをなくすことができるので、この点からも触媒用スラリの製造品質を安定化させることが可能となるので好ましい。
【００１６】
もちろん、自動機を使用して容器の脱着および装着を行えば、毎回の材料供給に要する時間のばらつきを抑制することも可能である。しかし、本発明によれば、複雑な自動機を用いることなく、材料供給に要する時間のばらつきを抑制することができるので好適である。
【００１７】
かかる混合脱泡装置においては、材料供給手段を複数備え、それぞれの材料供給口を容器の公転軌道上に複数設けるようにしても良い。そして、材料を供給する場合には、供給しようとする材料供給口のある位置に容器を位置決めして、材料を供給する。
【００１８】
こうすれば、容器を装着したまま、複数種類の材料を供給して、混合脱泡することができる。すなわち、複数種類の材料を効率的に混合脱泡することが可能となるので好ましい。
【００１９】
また、材料供給手段を複数備えている場合には、少なくとも２つの材料供給手段については、同じ位置に位置決めされた容器に同時に材料を供給可能な位置に、それぞれの材料供給口を設けるようにしても良い。
【００２０】
このように、複数の材料供給口に対して、容器の位置決め位置を共用すれば、複数種類の材料を同時に供給することができるので、材料の供給時間を短縮化することができるので好適である。また、容器の位置決め位置を共有することにより、それだけ容器の位置決め位置が少なくなるので、位置決めを簡単にすることができて好ましい。
【００２１】
かかる混合脱泡装置においては、容器の位置決め完了を検出して、材料の供給を開始するようにしても良い。材料を供給する前には、必ず材料供給口の下に容器を位置決めするので、位置決め完了を検出して材料供給を開始することで、作業を容易にするとともに、作業の効率を向上させることができて好適である。
【００２２】
また、材料の供給完了を検出して、容器の公転および自転を開始するようにしても良い。容器の公転および自転を開始する前には、必ず材料を供給しているので、材料の供給完了を検出して容器の公転および自転を開始すれば、作業を容易にすることができるとともに、作業の効率を向上させることができるので好適である。
【００２３】
かかる混合脱泡装置においては、容器の開口部を上方に向ける容器直立手段を備え、容器を直立させた状態で上方から材料を供給するようにしても良い。
【００２４】
容器を直立させて上方から材料を供給すれば、材料の供給口に対して容器の開口部が大きく開いた状態となる。その結果、材料供給が容易となるので好適である。
【００２５】
かかる混合脱泡装置においては、前記容器を公転させると、これによって該容器が同時に自転するように、容器の公転手段と自転手段とを機械的に接続しておいても良い。
【００２６】
こうすれば、容器を公転させるだけで同時に自転もすることになる。あるいは容器を自転させるだけで同時に公転もすることになる。このように、公転あるいは自転のいずれか一方のみ行うことで、容器の公転と自転とを同時に行わせることができれば、公転手段あるいは自転手段のいずれか一方を簡略化することができるので好適である。
【００２７】
かかる混合脱泡装置においては、容器を公転させたときに容器が自転しないように、容器の公転手段と自転手段との機械的な接続を切り離せるようにして、容器の位置決めを行う場合には、容器の自転手段を切り離した状態で容器を公転させて、容器の位置決めを行っても良い。
【００２８】
こうすれば、容器を公転させて位置決めを行う際に、容器が自転することなく位置決めすることができる。このため、位置決めの際の摩擦が、容器の自転に伴う摩擦分だけ少なくなるので、小さな駆動力で容器の位置決めを行うことができる。その結果、少ない駆動力で位置決めすることができることになるので、駆動機構の小型化や駆動に要するエネルギの節約が可能となり好適である。
【００２９】
かかる混合脱泡装置においては、容器の公転手段と自転手段とを切り離し、かつ容器を直立させた状態で容器の位置決めを行い、容器の上方から材料を供給するようにしても良い。
【００３０】
このように、容器を直立させて位置決めすれば、容器が傾いたまま位置決めする場合に比べて、容器を公転させたときに容器内の材料がこぼれにくくなるので好適である。更に、容器の位置決め完了後、直ちに材料を供給することができるので、作業効率を向上させることができて好ましい。
【００３１】
前述の混合脱泡装置においては、容器に供給された材料中の粉体をより細かい粉体に粉砕して粉体の粒度をそろえる分散処理を行う手段を、該容器の公転軌道上に備えておき、該容器内材料の分散処理を行う際には、該容器を前記分散手段が設置された位置に、前記位置決め手段を用いて位置決めして分散処理を行うようにしても良い。
【００３２】
このように、材料の供給された容器の位置決めを、位置決め手段を用いて行えば、分散作業を効率的に行うことが可能となるので好ましい。
【００３３】
かかる混合脱泡装置においては、攪拌翼を用いて容器内の材料を攪拌しながら分散処理を行ってもよい。容器内の材料を攪拌しながら分散処理を行えば、材料をより均一に分散させることができるので好適である。
【００３４】
かかる混合脱泡装置においては、材料の供給された前記容器を、前記分散手段が設置された位置で自転させながら分散処理を行っても良い。容器内材料の分散処理中に該容器を自転させれば、前記分散手段と該容器とが相対変位するので容器内材料を均一に分散させることが可能となって好ましい。特に、容器が自転する中心に対して偏心した位置に分散手段を設けておけば、分散手段と容器とが大きく相対変位するので、それだけ容器内の材料を均一に分散することが可能となって好ましい。
【００３５】
かかる混合脱泡装置においては、前記容器の材料中で超音波振動することにより該材料を分散させる分散手段を備え、該分散手段あるいは前記容器の内面の少なくとも一方には、前記分散処理中に該容器を自転させることで該容器内の材料を撹拌する撹拌翼を設けておいてもよい。
【００３６】
こうすれば、容器を自転させることにより容器内の材料を撹拌しながら分散処理を行うことができるので、効果的に分散処理を行うことが可能となって好適である。
【００３７】
かかる混合脱泡装置においては、少なくとも分散処理中に材料を冷却する分散時冷却手段を備えることとしても良い。
【００３８】
かかる分散時冷却手段をもちいて材料を冷却しながら分散処理を行えば、容器内材料の分散処理中に摩擦熱によって材料が加熱され、分散させた材料が二次凝集するといった弊害が生じることを回避することができる。その結果、容器内の材料を適切に分散させることができるので好適である。
【００３９】
前述の混合脱泡装置においては、容器とともに公転して、該容器内の材料の冷却を行う容器冷却手段を備えることとしても良い。
【００４０】
容器内の材料を混合する際には、摩擦熱によって材料が加熱される場合があるが、かかる容器冷却手段を用いて容器内の材料を冷却しながら混合すれば、材料が加熱されることなく適切に混合させることができるので好適である。
【００４１】
前述した混合脱泡装置においては、前記容器内の材料を該容器内から直接に取り出し可能な材料取出手段を、該容器の公転軌道上に設置することとしても良い。
【００４２】
かかる混合脱泡装置においては、容器内の材料の混合および脱泡を行った後、該容器を該材料取出手段が設置された位置に位置決めすることで、該容器内から材料を直接取り出して、次の工程に供給することができる。容器内の材料を取り出す方法としては、例えば、予め容器下部に取り出し口を設けておき、かかる取り出し口を開いて材料を取り出したり、あるいは吸引ポンプ等を用いて容器内材料を汲み出してもよい。このように、容器内から材料を直接供給すれば、混合および脱泡済みの材料を他の容器に移し替える必要がなくなるので、それだけ、不純物や異物などが混入することがなくなって好適である。また、材料を他の容器に移し替える手間が省けるので、それだけ作業効率を向上させることも可能となる。更には、次の工程への材料の供給を考慮して、材料取出手段を適切な位置に設置することにより、全体の作業を合理的にすることもできる。例えば、材料取出手段と、次の工程で使用する装置との距離を短縮した位置に設置することにより、材料の供給を容易にすることが可能となる。
【００４３】
かかる混合脱泡装置においては、前記容器内の材料に圧力を加え、容器内から材料を外部に圧送してすることによって、該容器から材料を直接取り出すこととしても良い。例えば、前記容器内に窒素ガスなどの不活性ガスを圧送したり、あるいは圧縮空気を供給して該容器内の材料に圧力を加え、この圧力で容器内の材料を外部に圧送する。
【００４４】
こうすれば、単純な機構を用いて容器内の材料を直接かつ確実に取り出すことができるので好適である。また、単純な機構を用いれば、それだけ不純物や異物などが混入するおそれがなくなるので好ましい。例えば、吸引ポンプなどの機構を用いる場合のように、ポンプ内に残留する異物が混入するおそれがなくなるので好適である。
【００４５】
更に、容器内の材料が粉体を含む場合、単純な機構を用いて容器内材料を取り出すことができれば、粉体が目詰まりするおそれが無いという利点もある。
【００４６】
かかる混合脱泡装置においては、前記容器を前記材料取出手段の位置に位置決めしたまま、該容器内の材料を撹拌可能な材料撹拌手段を設けることとしても良い。
【００４７】
こうすれば、容器内材料を撹拌しながら材料を取り出したり、あるいは材料を取り出す直前等に随時、容器内材料を撹拌することができる。その結果、容器内で材料が沈殿したり、凝集することを防いで、均一な状態に保つことができるので好適である。
【００４８】
かかる材料撹拌手段は、前記材料取り出し手段に一体に構成することとしても良い。材料取出手段と材料撹拌手段とを一体に構成すれば、該材料撹拌手段が該容器中に形成する撹拌流を、前記材料取出手段が妨げることを最小限に抑制することができる。その結果、容器内材料に粉体が含まれている場合でも、撹拌流が妨げられて流れがよどんだ部分で粉体が凝集したり、堆積したりすることが無くなるので好適である。
【００４９】
かかる混合脱泡装置においては、前記材料撹拌装置を用いて、前記容器内の材料の分散処理を行うこととしても良い。もちろん、前述した混合脱泡装置の前記分散手段が、前記材料撹拌手段を兼ねているものとしても良い。
【００５０】
前記容器内の材料を撹拌する条件を適切に変更することで、該材料の分散処理を行ったり、あるいは前記分散処理の条件を適切に変更することで、該材料の撹拌を行うことができる。こうすれば、混合脱泡装置を全体として簡素な構成にすることができるので好ましい。
【００５１】
上述のいずれの混合脱泡装置においても、容器の公転速度と自転速度とをそれぞれに制御可能としても良い。
【００５２】
容器の公転速度と自転速度とをそれぞれに制御することができれば、混合脱泡使用とする材料に合わせて、適した公転速度と自転速度とで混合脱泡することができるので好適である。
【００５３】
上述のいずれかの混合脱泡装置を用いて、燃料電池用の触媒を含む溶液の混合と脱泡とを行ってもよい。
【００５４】
燃料電池用の触媒を製造するためには、触媒を含む溶液の混合と脱泡とを行う必要があるので、かかる混合脱泡装置を用いれば触媒の製造作業を効率化することができて好適である。また、かかる混合脱泡装置を用いて触媒の製造を行えば、毎回まったく同じ条件で触媒を製造することが可能となり、その結果、触媒の製造品質を安定化させることができるので好適である。
【００５５】
また、容器を直立させて材料を供給する混合脱泡装置においては、次のようにしても良い。すなわち、容器を直立させた状態で該容器の蓋を装着あるいは脱着する手段を設けておき、容器に材料を供給する場合には、蓋が取り外されて直立している容器に上方から材料を供給する。供給した材料を混合脱泡する場合には、容器の蓋を装着してから該容器の公転および自転を開始する。
【００５６】
こうすれば、容器に蓋をして材料の混合脱泡を行うことができるので、容器内の材料がこぼれるおそれがない。そのため、一度に多くの材料を混合脱泡することが可能となるので好適である。また、容器を直立させて蓋の装着あるいは脱着を容器の上方から行えば、重力の働く方向に沿って蓋を移動させることになる。このように、重力の働く方向に蓋を移動させれば、装着あるいは脱着の途中で蓋が何かに引っかかりにくくなるので、蓋の装着および脱着が容易となって好ましい。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以上に説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下、本発明の実施を次のような順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．装置構成：
（１）混合脱泡装置１０：
（２）混合脱泡機１００：
（３）材料供給機２００：
（４）位置決め機構：
Ａ−２．混合脱泡作業の概要：
Ｂ．第２実施例：
Ｂ−１．装置構成：
（１）第２実施例の混合脱泡機１００：
（２）容器チルト：
Ｂ−２．第２実施例の混合脱泡作業の概要：
（１）混合容器の位置決め：
（２）触媒用スラリの製造作業：
Ｃ．第３実施例：
Ｃ−１．装置構成：
（１）混合容器の蓋の自動脱着機構：
（２）混合脱泡作業の自動制御機構：
Ｃ−２．第３実施例の混合脱泡作業の概要：
（１）混合容器の位置決め：
（２）触媒用スラリの製造作業：
Ｄ．第４実施例：
Ｄ−１．装置構成：
（１）第４実施例の自転機構：
（２）第４実施例のホモジナイザ（超音波式分散装置）：
Ｄ−２．第４実施例の分散処理：
Ｄ−３．変形例：
Ｅ．第５実施例：
Ｅ−１．装置構成：
Ｅ−２．混合容器の冷却作用：
Ｅ−３．変形例：
Ｆ．第６実施例：
【００５８】
Ａ．第１実施例：
Ａ−１．装置構成：
（１）混合脱泡装置１０：
図１は、第１実施例としての混合脱泡装置１０の全体構成を示した説明図である。図示するように、第１実施例の混合脱泡装置１０は、自転・公転式の混合脱泡機１００と、混合脱泡機１００に材料を供給する材料供給機２００と、制御盤３００とから構成されている。材料の混合脱泡作業を行う作業者が、制御盤３００を操作して混合脱泡機１００や材料供給機２００の動作を制御すると、混合脱泡機１００と材料供給機２０の全体は１つのシステムとしての混合脱泡装置として機能する。尚、本明細書中で混合脱泡装置１０とは、混合脱泡機１００と材料供給機２００と制御盤３００等から構成される混合脱泡システムを指すものとして、自転・公転式の混合脱泡機１００とは区別して使用する。
【００５９】
（２）混合脱泡機１００：
自転・公転式の混合脱泡機１００は、混合容器内に混合脱泡しようとする材料を入れて、容器を自転させながら、同時に公転軸の回りに円運動（公転運動）させることによって混合容器内の材料の混合脱泡を行う。混合脱泡機１００についての詳細は後述する。材料供給機２００は混合容器が公転運動する軌道に沿って設置されている。尚、図１では、材料供給機２００は混合脱泡機１００の周囲に３つのみ設置されている様子を示しているが、図１は材料供給機２００が混合脱泡機１００の周囲に設置されている様子を単に例示するものであって、材料供給機２００の数を３つに限定するものではない。第１実施例において、混合脱泡機１００に対して材料供給機２００が設置されている位置関係については後述する。
【００６０】
図１に示すように、本実施例の自転・公転式の混合脱泡機１００は、混合脱泡機の支台１００ａと、混合容器を保持する機構１００ｂと、混合容器を公転させる機構１００ｃと、混合容器を自転させる機構１００ｄと、混合容器を直立させる機構１００ｅの、大きく５つの部分から構成されている。このうち、混合容器を直立させる機構１００ｅについては、第２の実施例以降で使用する機構であるのでここでは説明を省略し、他の機構から構成される第１実施例の混合脱泡機１００について、以下に説明する。
【００６１】
図２は、自転・公転式混合脱泡機１００の正面図を示したものである。以下、図２を用いて、本実施例の混合脱泡機１００の構造を説明する。
【００６２】
支台１００ａは、形状がほぼ四角形のベース１０２と、ベースの上方に設けられたロアプレート１０４と、ベース１０２の四隅でロアプレート１０４を支える４本の支柱１０６とから構成されている。支台１００ａには、混合容器の公転機構１００ｃや自転機構１００ｄ等の、他の機構が取り付けられる。
【００６３】
混合容器の公転機構１００ｃは次のような構成となっている。ロアプレート１０４の上面中央にはセンターシャフト１１０が立設されている。このセンターシャフト１１０の中心軸が、混合容器の公転運動の回転軸（公転軸）となる。センターシャフト１１０の外周には、円筒状のアウタースリーブ１１２がセンターシャフト１１０をすっぽりと囲い込むように設けられていて、このアウタースリーブ１１２の下端には公転用プーリ１１４が取り付けられていている。またロアプレート１０４には、センターシャフト１１０の他に公転用モータ１１６が取り付けられている。公転用モータ１１６に取り付けられたプーリ１１８と、アウタースリーブ１１２の公転用プーリ１１４とは駆動ベルト１２０を介して接続されている。公転用モータ１１６が回転すると、この回転がモータのプーリ１１８および駆動ベルト１２０を介して公転用プーリ１１４に伝達され、アウタースリーブ１１２がセンターシャフト１１０を中心として回転する。アウタースリーブ１１２の上端近くにはアーム１２２が設けられていて、アーム１２２の先端部分には混合容器１３０を収納する保持器１３２が取り付けられている。従って、公転用モータ１１６が回転するとアウタースリーブ１１２が回転するので、混合容器１３０はセンターシャフト１１０を公転軸として公転運動を行うことになる。また、アウタースリーブ１１２には、混合容器１３０とは反対側に、混合容器１３０と重さのバランスを取るためバランサ１２４が設けられている。尚、本実施例では、混合容器１３０は１つのみ設けられているものとして説明しているが、混合容器を複数設けても構わない。混合容器を複数設ける場合には、センターシャフト１１０を中心としてバランスが取れるように各混合容器を配置する。こうすれば、バランサ１２４の設置は不要となる。
【００６４】
混合容器の保持機構１００ｂは、混合容器１３０を保持する容器ホルダ１３４と、容器ホルダ１３４をベアリングで回転自在に保持する保持器１３２と、摩擦プーリ１３６等から構成されている。容器ホルダ１３４と摩擦プーリ１３６とは一体に構成されている。保持器１３２は、アウタースリーブ１１２のアーム１２２に揺動可能に取り付けられている。また、保持器１３２とアーム１２２とはスプリングアーム１３８によっても接合されていて、スプリングアーム１３８は内蔵されたスプリングの作用で、混合容器１３０の開口部が上向きになるように保持器１３２を一方に押し付けている。その結果、摩擦プーリ１３６は、摩擦プーリ１３６を駆動している自転用プーリ１４０に絶えず押しつけられることになる。
【００６５】
混合容器の自転機構１００ｄは、自転用プーリ１４０と、自転用モータ１４２と、自転用モータ１４２のプーリ１４４と、プーリ１４４と自転用プーリ１４０とをつなぐ駆動ベルト１４６等から構成されている。自転用プーリ１４０と自転用モータ１４２とはアッパープレート１４８に取り付けられている。アッパープレート１４８と自転用プーリ１４０とには、アウタースリーブ１１２が貫通する大きな穴が開いており、自転用プーリ１４０はアウタースリーブ１１２を中心として回転可能となっている。自転用モータ１４２が回転すると、その回転はプーリ１４４および駆動ベルト１４６を介して自転用プーリ１４０に伝達され、自転用プーリ１４０がアウタースリーブ１１２を中心として回転する。摩擦プーリ１３６は自転用プーリ１４０の端部にスプリングアーム１３８の力で押しつけられているので、自転用プーリ１４０が回転すると摩擦プーリ１３６を介して混合容器１３０が自転することになる。
【００６６】
以上のような構成を有する混合脱泡機１００は、次のように動作する。先ず、公転用モータ１１６を回転させると、プーリ１１８，駆動ベルト１２０を介してアウタースリーブ１１２が回転し、混合容器１３０はアウタースリーブ１１２と共にセンターシャフト１１０を公転軸として公転運動を行う。混合容器１３０の公転速度は、公転用モータ１１６の回転速度と、プーリ１１８と公転用プーリ１１４とのプーリ比によって決定される。
【００６７】
摩擦プーリ１３６は自転用プーリ１４０にスプリングアーム１３８で絶えず押しつけられているから、混合容器１３０がセンターシャフト１１０を中心に公転すると、自転用プーリ１４０上を転がるようにして摩擦プーリ１３６が回転し、摩擦プーリの回転にともなって混合容器１３０が自転する。混合容器１３０の自転速度は、混合容器１３０の公転速度と自転用プーリ１４０との回転速度との速度差、および自転用プーリ１４０と摩擦プーリ１３６とのプーリ比によって決定される。例えば、混合容器１３０の公転速度と自転用プーリ１４０の回転速度とが等しければ、混合容器１３０は自転しない。しかし、自転用プーリ１４０の回転速度と公転速度とが等しくない場合には、回転速度差とプーリ比とで決まる回転速度で混合容器１３０は自転することになる。
【００６８】
また、アーム１２２が保持器１３２を揺動可能に保持している支点１２３は、保持器１３２と一体に揺動する部分（すなわち、混合容器１３０と容器ホルダ１３４と保持器１３２と摩擦プーリ１３６）の重心位置よりも下側に設定されている。このため、混合容器１３０が公転すると、遠心力の作用によって混合容器１３０は開口部が上向きとなる方向に回転しようとし、その結果、摩擦プーリ１３６は自転用プーリ１４０に押しつけられる。混合容器１３０の公転速度が大きくなるほど遠心力の作用も強くなるので、摩擦プーリ１３６は自転用プーリ１４０に一層強く押しつけられる。従って、混合容器１３０の公転速度が大きくなっても、混合容器１３０は空回りすることなく、公転速度と自転用プーリとの間の回転速度差と、摩擦プーリ１３６と自転用プーリ１４０との間のプーリ比とで決まる回転速度で自転する。
【００６９】
このように、本実施例の混合脱泡機１００は、公転用モータ１１６の回転速度を制御することによって混合容器１３０の公転速度を自由に制御することができ、自転用モータの回転速度を制御することによって混合容器１３０の自転速度を自由に制御することが可能となっている。
【００７０】
（３）材料供給機２００：
第１実施例の混合脱泡装置１０で使用されている材料供給機２００としては、粉体材料用の材料供給装置、あるいは液体材料用の通常の供給装置を使用することができる。
【００７１】
図３（ａ）は、本実施例で使用した粉体用の材料供給機２００の概要を示した説明図である。粉体用の材料供給機２００は、粉体材料を入れるホッパ２０２と、円筒状のスリーブ２０４と、スリーブの中で回転するスクリュー２０６と、スクリュー２０６を回転させるモータ２０８とから構成されている。ホッパ２０２の中に粉体材料を入れてスクリュー２０６を回転させると、スクリュー２０６の回転等に伴う振動によって、ホッパ２０２内の粉体が少しずつスリーブ２０４に落下し、落下した粉体は回転するスクリュー２０６に押し出されるようにしてスリーブ２０４内を運ばれて、スリーブ２０４の先端に設けた材料供給口２１０から混合脱泡機１００に供給される。
【００７２】
粉体材料の供給量は、スクリュー２０６の回転回数（あるいは運転時間）によって管理することができる。すなわち、スクリュー２０６の回転速度を、粉体材料がスリーブ２０４内をスムーズに搬送されるような条件に予め設定しておけば、混合脱泡機１００に供給される粉体の供給量をスクリュー２０６の回転回数によって管理することができる。
【００７３】
粉体材料の供給量を更に正確に管理するためには、重量による管理も併せて行う。すなわち、図３（ａ）に示した粉体の材料供給機２００の全体を電子天秤に載せておき、スクリュー２０６を所定回数あるいは所定時間運転することによって大まかな分量の粉体材料を供給する。その後、電子天秤で計測している重量を見ながら、をスクリュー２０６をゆっくりと回転させて少しずつ粉体を供給し、所定量の重量減少量となったら材料の供給を停止する。こうすれば、粉体材料の供給精度を更に向上させることができる。本実施例では、重量による管理も合わせて行っている。
【００７４】
液体材料については、本実施例では、図３（ｂ）に示すような定量ピストンポンプを使用している。図示するように、本実施例で使用した液体用の材料供給機２００は、シリンダ２１３と、シリンダ２１３内を摺動するピストン２１４と、ピストン２１４を駆動するアクチュエータ２１５と、材料溜まり２１２等から構成されている。材料溜まり２１２には２本の材料供給配管２１６，２１７が伸びていて、材料供給配管２１６は逆止弁２１８を介してピストン２１４の圧送室側に、また材料供給配管２１７はピストン２１４の背面室側に接続されている。シリンダ２１３の先端には、ノズル２１９が設けられている。アクチュエータ２１５を駆動してピストン２１４を後退させると、材料供給配管２１６から液体材料が圧送室内に吸い込まれる。次いで、ピストン２１４を前進させると、圧送室内の液体材料がシリンダ先端のノズル２１９から吐出される。逆止弁２１８は液体材料が液体材料配管２１６から逆流することを防いでいる。
【００７５】
一般に定量ピストンポンプは、圧送室内に気泡が混入することがなければ、ノズルから吐出される液体体積はピストンのストローク回数に正確に比例する。本実施例の定量ピストンポンプは、次のような構成となっているので圧送室内に気泡が混入することがなく、従って、ピストン２１４のストローク回数に応じて正確に液体材料を供給することが可能である。
【００７６】
図３（ｂ）に示すように、本実施例の定量ピストンポンプでは、材料供給配管２１７を通じて背面室側にも液体材料が供給されている。このため、ピストン２１４の圧送室側に気泡が入り込むことがない。なぜなら、ピストン２１４の両側は常に液体材料で満たされた状態で動作するので、ピストン２１４の摺動部が空気と接し、ここから気泡が混入することはあり得ないからである。本実施例で使用している液体用の材料供給機２００は、このように、圧送室内に気泡が入らない構造となっているので、ピストンのストローク回数に応じて、液体材料を正確な分量だけ供給することが可能である。
【００７７】
（４）位置決め機構：
図１に示したように、第１実施例の混合脱泡装置１０は、自転・公転式の混合脱泡機１００の周囲に各種の材料供給機２００が配置されており、更に、各材料供給機２００の材料供給口は混合容器１３０が公転運動する軌道上に配置されている。そのため、混合容器１３０の開口部が材料供給口の下で停止するように混合脱泡機１００の公転運動を制御することで、各種材料を混合容器１３０に極めて容易に供給することが可能となっている。以下では、本実施例の混合脱泡機１００が、公転運動を制御して混合容器１３０が停止する位置の位置決めを行う方法について簡単に説明する。
【００７８】
混合脱泡機１００の公転用モータ１１６には、いわゆる交流サーボモータが使用されており、サーボモータの回転位置を制御することによって、混合容器１３０の停止位置を位置決めしている。
【００７９】
図４は、本実施例の公転用モータ１１６で行っている制御内容を概念的に示した説明図であり、これら制御は混合脱泡装置１０の制御盤３００が行っている。公転用モータ１１６には、各相コイルを流れている電流値を検出する電流検出器３１４，３１６が装着されている。混合脱泡機１００のアウタースリーブ１１２にはエンコーダ３１２が取り付けられていて、エンコーダ３１２の出力からアウタースリーブ１１２の回転角度を検出することができる。
【００８０】
制御盤３００の中のモータコントロール部は、電源部３０２と、インバータ３０４と、電流制御部３０６と、速度制御部３０８と、位置制御部３１０等から構成されている。周知のように、交流モータは各相コイルに交流電流を流すことによって動作する同期モータである。交流同期モータの回転速度は交流電流の周波数によって決定され、発生トルクは各相コイルを流れる電流値によって決定される。本実施例のサーボモータでは、商用の交流電源を電源部３０２で直流電源に一旦変換し、変換した直流電源をインバータ３０４で所定の周波数の交流電源に変換してから公転用モータ１１６の各相コイルに印加している。こうすることで、商用電源の周波数とは無関係に、必要な周波数の交流電源をコイルに印加することが可能となる。インバータ３０４はパワートランジスタ等の半導体素子で構成されており、これら半導体素子を細かくスイッチング動作させることによって、直流電源を所定周波数の交流電源に変換する。
【００８１】
電流制御部３０６は、各相コイルに流れている電流値を電流検出器３１４、３１６を用いて検出し、各相コイルに所定の電流値が流れるようにＰＷＭ制御を行う。こうして、各相コイルに流れる電流値を制御することによって、公転用モータの発生トルクを制御することができる。
【００８２】
速度制御部３０８は、公転用モータ１１６の回転速度を検出し、検出した回転速度と速度指令値との偏差が小さくなるように、各相コイルに流すべき交流電流の周波数と電流値とを電流制御部３０６に設定する。公転用モータ１１６の回転速度と混合容器１３０の公転速度とは、プーリ１１８と公転用プーリ１１４とのプーリー比で決まる所定の対応関係が成り立っているので、公転用モータ１１６の回転速度を制御することで混合容器１３０の公転速度を制御することができる。尚、本実施例では、公転用モータ１１６の回転速度は電流検出器３１４，３１６から算出しているが、タコジェネレータやエンコーダなどの出力から求めても構わない。また、速度指令値は、制御盤３００の調整つまみを操作者が手動で合わせることで設定する。
【００８３】
位置制御部３１０は、位置指令値を受け取って速度制御部３０８を制御することによって、混合容器１３０が公転軌道上で停止する位置を制御する。位置指令値は、混合脱泡装置１０の操作者が制御盤３００上の位置決め用ボタンを押すことによって位置制御部３１０に設定される。制御盤３００上には位置決め用ボタンが複数設けられていて、各ボタンのそれぞれが、アウタースリーブ１１２の停止位置の１つ１つに対応している。
【００８４】
位置制御部３１０は位置指令値を受け取ると、速度制御部３０８を制御して公転用モータ１１６の回転速度を一定割合で減速させる。前述したように、速度制御部３０８は同時に制御盤３００からの速度指令値も受け取っているが、位置制御部３１０による制御は速度指令値による制御に優先して行われる。
【００８５】
公転用モータ１１６の回転速度が所定値以下になったら、位置制御部３１０はアウタースリーブ１１２の回転角度に基づいた制御を開始する。回転角度に基づいた制御開始の判断基準となる回転速度の所定値は、充分に小さな値に設定されている。位置制御部３１０は、エンコーダ３１２の出力からアウタースリーブ１１２の回転角度を検出し、検出した回転角度と位置指令値との偏差を算出して、アウタースリーブ１１２の角速度が偏差に比例した値となるように制御する。すなわち、アウタースリーブ１１２の回転角度が停止位置に近づくほど、ゆっくりと回転するように制御するのである。このような制御を行うことにより、アウタースリーブ１１２を指定された位置になめらかに停止させることができる。
【００８６】
図５は、上述の制御を行うことによって、混合容器１３０を公転軌道上に位置決めしている様子を示す説明図である。図５は、混合脱泡装置１０をセンターシャフト１１０の真上から見た状態を示している。図示されているように、第１実施例の混合脱泡装置１０は、混合容器１３０をＰ０〜Ｐ５の５つの位置に位置決めすることができる。図５は、混合容器１３０が位置Ｐ０に位置決めされている状態を表示している。また、図５中には、Ｐ１ないしＰ５の位置に位置決めされた混合容器１３０の位置を破線で示している。
【００８７】
位置Ｐ０は、混合容器１３０を混合脱泡装置１０に装着あるいは脱着するために位置決めする位置である。位置Ｐ１ないしＰ５は、混合脱泡しようとする材料を混合容器１３０に供給するために位置決めする位置である。位置Ｐ１ないしＰ５の近傍には、それぞれに材料供給機２２０，２２２，２２４，２２６，２２８が設置されている。各材料供給機の材料供給口は、混合容器１３０が位置Ｐ１ないしＰ５に位置決めされたときに、混合容器１３０の開口部が来るであろう位置の上方に設けられている。尚、上述の説明では便宜上、初めに混合容器１３０を位置決めする位置を決めて、その近傍の位置に各種材料供給機を設置するものとして説明しているが、逆にしても構わないのはもちろんである。すなわち、初めに材料供給機の配置を決め、材料供給機に合わせて混合容器１３０を位置決めしても構わない。いずれにしても、最終的には、混合容器１３０の開口部が材料供給機の材料供給口の下方に来るように、混合容器１３０を位置決めすることができればよい。
【００８８】
Ａ−２．混合脱泡作業の概要：
上述した第１実施例の混合脱泡装置１０を使用して混合脱泡作業を行う場合の、作業の概要について説明する。図６は、第１実施例の混合脱泡装置１０による混合脱泡作業の一例として、燃料電池の電極に使用される触媒用スラリを製造する作業の流れを示すフローチャートである。以下、図６に従って説明する。
【００８９】
混合脱泡作業を開始すると、初めに、混合脱泡機１００の保持器１３２に混合容器１３０を装着する（ステップＳ１００）。具体的には、作業者が制御盤３００上に設けられた所定の位置決め用ボタンを押すと、公転用モータ１１６が、前述した位置サーボ機能によって保持器１３２を位置Ｐ０の位置決めするので（図５参照）、位置Ｐ０に位置決めされた保持器１３２に作業者が手作業で空の混合容器１３０を装着する。
【００９０】
混合容器１３０を装着すると、各種の材料を順番に供給しながら混合脱泡していく。初めに純水を供給する（ステップＳ１０２）。具体的には次のようにして混合容器１３０に純水を供給する。先ず、制御盤３００上の所定の位置決めボタンを押すことによって、混合容器１３０を位置Ｐ１に位置決めする。混合容器１３０を位置Ｐ１に位置決めすると、容器の開口部が材料供給機２２０の材料供給口の下方に位置づけられる（図５参照）。この状態で、材料供給機２２０から純水を所定量だけ供給する。本実施例では、材料供給機２２０には定量ピストンポンプを使用している。作業者が制御盤３００上に設けられた所定のスイッチを押すと、定量ピストンポンプのピストンが所定回数だけストロークして、一定量の純水が混合容器１３０に供給される。もちろん、ギアポンプ等の他の方式の定量ポンプを適用することもできる。
【００９１】
尚、上述の例では、作業者が位置決めボタンを押して混合容器１３０を位置Ｐ１に位置決めし、位置決め完了を確認してから所定のスイッチを押して純水の供給を開始している。もっとも、位置Ｐ１に位置決めされれば純水を供給することは明らかなので、位置決めボタンを押して所定時間経過後に、純水用の材料供給機２２０のスイッチが自動的に入るようにしても構わない。あるいは、センサを設けて混合容器１３０が位置Ｐ１に位置決めされたことを検出し、検出信号を受けたら直ちに、あるいは一定時間経過後に材料供給機２２０のスイッチが入るようにしても構わない。
【００９２】
混合容器１３０に純水を供給し終わると、次は、活性金属を担持したカーボン粉を供給する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御盤３００を操作して混合容器１３０を位置Ｐ２に位置決めし、材料供給機２２２から所定量のカーボン粉を供給する。カーボン粉を供給するための材料供給機２２２としては図３に示した材料供給機を使用し、材料供給量の精度を向上させるために材料供給機２２２全体を電子天秤に載せて、カーボン粉の供給重量を管理している。
【００９３】
混合容器１３０に純水とカーボン粉とを供給すると、これら材料の撹拌を開始する（ステップＳ１０６）。すなわち、作業者が制御盤３００のつまみを操作して混合容器１３０の公転速度，自転速度，および撹拌時間を設定した後、所定のスイッチを押すと、混合容器１３０が設定速度で所定時間だけ自転と公転とを行い、容器内の純水とカーボン粉とを撹拌する。
【００９４】
尚、本実施例ではカーボン粉を供給すると、必ず混合容器１３０を撹拌するので、カーボン粉の供給完了を検出して自動的に撹拌を開始するようにしても構わない。カーボン粉の供給完了の検出には、例えば、電子天秤の出力に連動するセンサを設けても良いし、簡易的には、材料供給開始から所定時間経過した後は材料供給が完了しているものとして、経過時間によって検出しても良い。
【００９５】
純水とカーボン粉とを所定時間撹拌すると、混合容器１３０に所定量の有機溶媒を供給する（ステップＳ１０８）。具体的には、ステップＳ１０６の撹拌が終了した後、制御盤３００を操作して混合容器１３０を位置Ｐ３に位置決めし、材料供給機２２４から所定量の有機溶媒を供給する。本実施例では、有機溶媒としてエタノールを使用している。
【００９６】
有機溶媒を供給すると、次に電解質溶液を供給する（ステップＳ１１０）。すなわち、制御盤３００を操作して混合容器１３０を位置Ｐ４に位置決めし、材料供給機２２６から電解質溶液を所定量だけ供給する。本実施例では、電解質溶液としてＡｌｄｒｉｃｈ社製のナフィオン溶液を使用している。
【００９７】
有機溶媒および電解質溶液を供給すると、再び混合容器１３０を撹拌する（ステップＳ１１２）。こうして所定時間撹拌すると、純水と、活性金属を担持したカーボン粉と、有機溶媒と、電解質溶液とがほぼ均一に混ざり合った混合溶液が得られる。尚、ステップＳ１１２における自転・公転速度は、ステップＳ１０６における自転・公転速度と同一である。もちろん、制御盤３００の設定を変更すれば、撹拌する条件を変更することも可能である。
【００９８】
各種の材料がほぼ均一に混ざり合ったら、混合容器１３０を位置Ｐ５に位置決めして、分散用のビーズを所定量だけ供給する（ステップＳ１１４）。本実施例では、分散用のビーズとして直径が数ミリ前後のセラミックス製の小球を使用している。
【００９９】
ここで分散とは次のような処理をいう。例えば、ステップＳ１１２では電解質等の溶液中にカーボン粉がほぼ均一に混ざり合った混合物が得られるが、触媒用のスラリとするためにはカーボン粉の粒度を更に細かくするとともに、粒度をできるだけ均一にそろえて、十分均一に混合させる必要がある。このように、混合物中の粉体を粉砕しつつ粒度をできるだけそろえて、細かい粉体の均一な混合物を得る処理が分散処理である。
【０１００】
分散処理を行う方法の１つとして、混合物を分散用ビーズと共に十分撹拌させる方法がある。粉体の混合物をビーズとともに撹拌すると、粉体がビーズと衝突したり、あるいはビーズに押し潰されるようにして次第に粉砕され、最終的には粒度のそろった細かい粉体が得られる。分散用のビーズは、摩耗しにくいセラミックス製の小球あるいは鋼球が使用される。他の方法としては、粉体の混合物中にホモジナイザと呼ばれる超音波式分散装置を挿入して分散させる方法もある。混合物中で超音波振動を生じさせると、粉体同士が衝突しあって次第に粉砕されていくので、最終的に粒度の細かい粉体の均一な混合物が得られる。ホモジナイザを用いて分散する方法については、第４実施例として後述する。
【０１０１】
ステップＳ１１４で、混合容器１３０に分散用のビーズを所定量だけ供給すると、混合脱泡機１００の自転速度、公転速度を設定して、所定時間だけ混合脱泡を行う（ステップＳ１１６）。この処理では、分散用ビーズとともに撹拌しているので、混合容器１３０内のカーボン粉の粒度が次第に小さくなり、ペースト状の混合物となる。このような混合物には特に気泡が入りやすい。そこで、ステップＳ１１６の混合脱泡処理では、材料の分散と混合と脱泡とが両立するように、混合容器１３０の自転速度、公転速度、混合脱泡時間といった運転条件が設定される。尚、本実施例では、分散用ビーズを用いて分散処理を行っているが、ホモジナイザを用いて分散処理を行うものであっても構わない。
【０１０２】
以上のようにして所定時間の混合脱泡が終了すると、混合容器１３０内には、燃料電池の電極に使用される触媒用スラリが完成する。そこで、混合容器１３０を位置Ｐ０に位置決めして、混合容器１３０を取り外す。完成した触媒用スラリは分散用ビーズごと網にあけてビーズを分離し、触媒用スラリは下流工程に搬送して電解質膜上にスクリーン印刷する。分散用ビーズは洗浄および乾燥させた後、再び材料供給機２２８に供給して再利用する。
【０１０３】
以上、説明したように、本実施例の混合脱泡装置１０を使用すれば、混合容器１３０を混合脱泡機１００に一旦装着した後は、混合容器を装着したまま、材料の供給と撹拌とを次々と行うことによって、触媒用スラリを完成させることができる。従って、追加の材料を供給する度に混合容器１３０を混合脱泡機１００から取り外す必要がないので、作業性を大きく改善することができる。
【０１０４】
また本実施例では、混合容器１３０の位置決めも材料の供給も、制御盤３００を操作することによって行っている。このため、材料供給にかかる時間を正確に管理することが可能となる。すなわち、材料を追加する度に、作業者が混合容器１３０を取り外して材料を供給するのでは、容器の脱着あるいは装着等に手間取る場合があるので、材料供給に要する時間にある程度のばらつきが生じてしまう。これに対して、本実施例では制御盤３００を操作するだけで材料供給を行うことができるので、材料供給に要する時間のばらつきを抑制することができる。
【０１０５】
材料供給に要する時間のばらつきを抑制することができれば、次のような種々の利点が生じる。例えば、触媒用スラリの製造品質を安定させるためには、各種材料の供給量や、材料の撹拌あるいは混合脱泡時間を正確に管理することはもちろんのこと、材料の供給に要する時間も正確に管理しなければならない場合がある。また、数種類のスラリを試作して、材料の最適な供給量や製造条件等を調査する場合には、調査項目以外の影響を避けるため、材料の供給に要する時間をできるだけ一定時間に管理しておくことが望ましい。これらの場合に、本実施例の混合脱泡装置１０を使用すれば、材料供給に要する時間のばらつきを抑制することができるので好適である。
【０１０６】
また、材料の撹拌時間や混合脱泡時間は予め設定されているから、材料の供給に要する時間が一定となれば、混合容器１３０を装着してからスラリが完成するまでに要する時間を正確に算出することが可能となる。スラリが完成する時刻が正確に予測することができれば、完成したスラリを下流工程に搬送し、直ちに電解質膜上にスクリーン印刷して触媒層を形成することができる。従って、電解質膜上の触媒層を製造する製造工程の全体として、工程中の仕掛かり量を減少させることができる。更に、スラリが工程中で長い時間放置されることがなくなれば、製造中にスラリが変質することも起こり得ないので、それだけ製造品質を安定させることができる。
【０１０７】
もちろん、混合容器１３０を混合脱泡機１００から脱着して材料を供給する自動機を使用すれば、材料供給に要する時間のばらつきを抑制することは可能である。しかし前述したように、混合脱泡機に混合容器は傾けて装着されているので、混合容器を脱着し再び装着する自動機は複雑なものとなってしまう。これに対して、本実施例の混合脱泡装置１０では、単純な構成によって簡便に材料を供給することができるので好適である。
【０１０８】
尚、以上の説明では、初めに空の混合容器１３０を装着するものとしている。装着する混合容器１３０が空であれば、容器の装着が容易となるので好ましい。もちろん、予め純水を入れておいた混合容器１３０を装着しても構わない。
【０１０９】
上述した触媒用スラリの製造においては、純水と、カーボン粉、有機溶媒、電解質溶液、分散用ビーズの５つの材料を供給する必要があり、材料を供給する場合には、供給する材料毎に別々の位置に混合容器１３０を位置決めしている。もっとも、必ずしも供給する材料毎に混合容器１３０を位置決めしなければならないわけではない。混合容器１３０の開口部が、材料供給口の大きさに対して必要なだけ大きければ、混合容器１３０を１ヶ所に位置決めしたままで、複数の材料を供給することも可能である。図７は、このような変形例として、１つの位置決め位置で複数の材料を供給する様子を例示した説明図である。
【０１１０】
図７に示した変形例では、混合容器１３０は位置Ｐ０、Ｐ１a 、Ｐ３a 、Ｐ５の４ヶ所に位置決めされる。純水用の材料供給機２２０の材料供給口とカーボン粉用の材料供給機２２２の材料供給口とは、位置Ｐ１a に位置決めされた混合容器１３０の開口部の上方に設けられている。有機溶媒用の材料供給機２２４の材料供給口と電解質溶液用の材料供給機２２６の材料供給口とは、位置Ｐ３a に位置決めされた混合容器１３０の開口部の上方に設けられている。
【０１１１】
図７に示した変形例の混合脱泡装置１０を使用すると、図６に示した触媒用スラリの製造工程は次のように簡素化される。以下、図６を準用しながら簡単に説明する。先ず、空の混合容器１３０を装着した後（ステップＳ１００に相当）、混合容器１３０を位置Ｐ１a に位置決めして、純水とカーボン粉とを供給する（ステップＳ１０２およびＳ１０４に相当）。次いで、純水とカーボン粉とを撹拌した後（ステップＳ１０６）、混合容器１３０を位置Ｐ３a に位置決めして、有機溶媒と電解質溶液とを供給する（ステップＳ１０８およびＳ１１０相当）。その後、所定時間撹拌してから（ステップＳ１１２相当）混合容器１３０を位置Ｐ５に位置決めし、分散用ビーズを供給して（ステップＳ１１４相当）、所定時間だけ混合脱泡を行えば触媒用スラリが完成する（ステップＳ１１６）。スラリが完成したら、混合容器１３０を位置Ｐ０に位置決めして混合脱泡機１００から脱着する（ステップＳ１１８）。
【０１１２】
このように、１つの位置決め位置から複数の材料を供給することにすれば、混合脱泡機１００の位置決め箇所を少なくすることができる。その結果、位置決め制御を簡単にすることができるので好適である。更に、上述の例における純水とカーボン粉、あるいは有機溶媒と電解質溶液のように、連続して供給することができる材料を、同じ位置決め位置から供給することとすれば、位置決めし直す手間を省くことができるので、触媒用スラリの製造効率を向上させることが可能となる。
【０１１３】
Ｂ．第２実施例：
以上説明した第１実施例では、混合脱泡機１００に装着された混合容器１３０は、鉛直方向（公転軸の方向）に対して常に傾斜している。これに対し、以下に説明する第２実施例では、混合容器の装脱着あるいは材料供給の際に、混合容器１３０を直立させることが可能となっている。以下、このような第２実施例の混合脱泡装置１０について、第１実施例と異なる部分を中心として説明する。
【０１１４】
Ｂ−１．装置構成：
（１）第２実施例の混合脱泡機１００：
第２実施例の混合脱泡機は、第１実施例の混合脱泡機に対して、混合容器１３０を直立させる機構を備えている部分のみ異なっている。以下では、図８を用いて、混合容器１３０を直立させる機構１００ｅの構成について説明する。
【０１１５】
混合容器の直立機構１００ｅは、４本のガイド１５６と、４つのガイドブッシュ１５８と、ガイド連結バー１５４と、油圧シリンダ１５０と、ピストン１５２とから構成されている。油圧シリンダ１５０は、ベース１０２の中央に設けられていて、ピストン１５２は油圧シリンダ１５０内を上下方向に摺動する。ピストン１５２の上端にはガイド連結バー１５４が水平に取り付けられている。ガイド連結バー１５４には４本のガイド１５６が立設されている。４本のガイドはロアプレート１０４に取り付けられたガイドブッシュ１５８を貫通して、アッパープレート１４８を四隅で支えている。前述したように、アッパープレート１４８には混合容器１３０を自転させるための機構が取り付けられている。従って、ピストン１５２が油圧シリンダ１５０内を上下動することによって、混合容器を自転させる機構をアッパープレート１４８ごと上下動させることができるようになっている。
【０１１６】
図８は、第２実施例の混合脱泡機１００が混合容器１３０を直立させた状態を示した説明図である。図２と比較すれば明らかなとおり、混合容器１３０を直立させた状態では、油圧シリンダ１５０内のピストン１５２を動かすことによってアッパープレート１４８の位置が下げられている。アッパープレート１４８の位置を下げると、アッパープレート１４８に取り付けられている自転用プーリ１４０も同時に下がる。前述したように、保持器１３２は揺動可能に取り付けられていて、保持器１３２の下側にある摩擦プーリ１３６はスプリングアーム１３８の力で自転用プーリ１４０に押しつけられた状態になっている。このような状態で、自転用プーリ１４０を摩擦プーリ１３６と緩衝しなくなる位置まで下げれば、スプリングアーム１３８の力で保持器１３２が回転し、その結果、混合容器１３０が直立する。混合容器１３０が回転しすぎないように、すなわち、混合容器１３０がちょうど直立するように、スプリングアーム１３８が伸びきったときの長さは適切な長さに設定されている。もちろん、混合容器１３０が回転しすぎないように、保持器１３２にまわり止めを設けても構わない。
【０１１７】
図８に示されているように、混合容器１３０が直立している状態では、摩擦プーリ１３６と自転用プーリ１４０とは接触していない。従って、混合容器１３０を公転させても混合容器１３０が自転することはない。更には、混合容器１３０は自転用モータ１４２の駆動力とも切り離されているので、自転用モータ１４２を回転させても混合容器１３０が自転することはない。
【０１１８】
（２）容器チルト：
混合容器１３０が傾いた状態（図２に示す状態）では、摩擦プーリ１３６は自転用プーリ１４０に押しつけられている。この状態で自転用プーリ１４０の位置を下げていくと、摩擦プーリ１３６と自転用プーリ１４０との接触面が摩耗するおそれがある。このようなおそれのないように、第２実施例の混合脱泡機１００では、自転用プーリ１４０の位置を下げる前に、外部から保持器１３２を支えて摩擦プーリ１３６を自転用プーリ１４０から一旦浮かし、その状態で自転用プーリ１４０を動かしている。第２実施例の混合脱泡装置では、外部から保持器１３２を支えるために、以下に説明する容器チルト４００と呼ばれる装置を使用する。
【０１１９】
図９は、容器チルト４００を用いて保持器１３２を支え、摩擦プーリ１３６を自転用プーリ１４０から浮かしている様子を示す説明図である。図９（ａ）は、容器チルト４００で保持器１３２を支えている状態を示し、図９（ｂ）は、通常の状態、すなわち、保持器１３２を支えていない状態を示す。
【０１２０】
容器チルト４００は、エアシリンダ４０２と、エアシリンダ４０２内を摺動するピストン４０４と、ピストン４０４の先端に取り付けられたプレート４０６とから構成されている。保持器１３２を支える場合は、ピストン４０４を伸ばし、スプリングアーム１３８が保持器１３２に取り付けられている箇所を、先端のプレート４０６で少し押し上げるようにする。すると、保持器１３２はアーム１２２の取り付け位置を中心に僅かに回転するので、摩擦プーリ１３６が自転用プーリ１４０から浮き上がる。このような状態で、油圧シリンダ１５０を動作させて自転用プーリ１４０の位置を下げていけば、摩擦プーリ１３６と自転用プーリ１４０との接触面が摩耗することはない。
【０１２１】
自転用プーリ１４０を下方へ移動し終わったら、ピストン４０４をゆっくりと後退させる。ピストン４０４を後退させるに連れて、保持器１３２はゆっくりと回転する。混合容器１３０が直立する角度まで回転すると、スプリングアーム１３８が伸びきるので、更にピストン４０４を後退させても混合容器１３０は直立した状態に保たれる。図９（ｂ）に示しているのは、ピストン４０４が完全に後退した状態である。図示されているように、ピストン４０４を完全に後退させれば、混合容器１３０を公転させても、容器チルト４００が混合脱泡機１００と干渉することはない。
【０１２２】
混合容器１３０が直立している状態から、傾いた状態に変更する場合は、上述した手順を逆に行えばよい。以下、混合容器１３０を傾いた状態に変更するために手順を簡単に説明する。
【０１２３】
混合容器１３０が直立している場合は、図９（ｂ）に示すように、自転用プーリ１４０は一番下まで下がった状態にある。混合容器１３０を傾いた状態とするには、先ず、容器チルト４００のピストン４０４を前進させて、スプリングアーム１３８が保持器１３２に取り付けられている部分を押し上げる。ピストン４０４を前進させるに連れて、保持器１３２は回転し、図９（ｂ）に破線で示す状態まで回転する。図９（ｂ）の破線で示した状態となったときに、ピストン４０４が最大ストロークとなるよう、エアシリンダ４０２のストローク量は予め調整されている。次いで、保持器１３２を図９（ｂ）の破線で示す状態に保ったまま、油圧シリンダ１５０を動かして自転用プーリ１４０を上昇させる。油圧シリンダ１５０を最大ストロークとなるまで上昇させたら、今度は、エアシリンダ４０２を動かしてピストン４０４をゆっくりと後退させる。ピストン４０４を僅かに後退させると、保持器１３２はスプリングアーム１３８の力で押し戻され、摩擦プーリ１３６が自転用プーリ１４０に接触した状態、すなわち混合容器１３０が傾斜した通常の状態となる。
【０１２４】
Ｂ−２．第２実施例の混合脱泡作業の概要：
第２実施例の混合脱泡装置１０では、混合容器１３０の装脱着および材料の供給を行う場合には混合容器１３０を直立させ、材料の撹拌あるいは混合脱泡を行う場合には混合容器１３０を傾ける。混合容器１３０を直立させたり、傾けたりするためには、容器チルト４００を使用する必要がある。以下では、第２実施例の混合脱泡装置を用いて混合脱泡作業を行う一例として、燃料電池に使用されている電解質膜の触媒用スラリを製造する方法について説明する。
【０１２５】
（１）混合容器の位置決め：
第２実施例の混合脱泡装置１０を使用する場合にも、第１実施例において説明したと同様に、材料を供給する場合には混合容器１３０を材料供給口の下方に位置決めする必要がある。加えて、第２実施例の混合脱泡装置１０では、混合容器１３０を直立させたり傾けたりする際に、容器チルト４００のある位置に混合容器１３０を位置決めする必要がある。このため第２実施例では、各種の材料供給機の他に容器チルトを混合脱泡機１００の周囲に配置しておく必要がある。
【０１２６】
図１０は、第２実施例の混合脱泡機１００と、その周囲に配置された各種の材料供給機および容器チルト４００との位置関係を示す説明図である。図示されているように、第２実施例の混合脱泡機１００の周囲には、純水用の材料供給機２２０、カーボン粉用の材料供給機２２２、有機溶媒用の材料供給機２２４、電解質溶液用の材料供給機２２６、ビーズ用の材料供給機２２８、および容器チルト４００が設置されている。第２実施例の混合脱泡機１００は、それぞれの材料供給機および容器チルト４００の位置に合わせて、位置Ｐ０ないしＰ６の７ヶ所に混合容器１３０を位置決めすることができる。
【０１２７】
第１実施例における混合脱泡装置１０と各種材料供給機との位置関係を示した図５と、第２実施例における場合を示した図１０とを比較すると、第２実施例の混合脱泡装置１０では混合容器１３０を直立させている関係で、容器の開口部が材料供給口に正対することとなって大きく開き、材料の供給が容易になっていることが分かる。
【０１２８】
（２）触媒用スラリの製造作業：
第２実施例の混合脱泡装置１０を使用した混合脱泡作業は、第１実施例として前述した混合脱泡作業に対し、混合容器１３０を直立させて材料を供給する部分のみが異なっている。以下、第２実施例の混合脱泡装置１０を使用した触媒用スラリの製造について、図６のフローチャートを流用しながら説明する。
【０１２９】
第２実施例の触媒用スラリ製造を開始した時点では、混合脱泡機１００には混合容器１３０がまだ装着されていないが、混合容器１３０が直立するような状態となっている。すなわち、自転用プーリ１４０が下げられていて、混合容器１３０を納める容器ホルダ１３４および容器ホルダ１３４を保持する保持器１３２は直立した状態となっている。
【０１３０】
第２実施例において触媒用スラリの製造を開始すると、先ず初めに、容器ホルダ１３４を位置Ｐ０に位置決めして、直立している容器ホルダ１３４に混合容器１３０を装着する（ステップＳ１００相当）。第２実施例においては容器ホルダ１３４は直立しているので、傾斜した容器ホルダに装着する場合に比べて混合容器１３０を容易に装着することができる。
【０１３１】
混合容器１３０を装着すると、混合容器１３０を位置Ｐ１に位置決めして純水を供給し（ステップＳ１０２相当）、次いで位置Ｐ２に位置決めしてカーボン粉を供給する（ステップＳ１０４相当）。第２実施例では、混合容器１３０が直立した状態で材料を供給するので、混合容器１３０の開口部が材料供給口に向かって大きく開く形となり、材料の供給が容易となっている。
【０１３２】
純水とカーボン粉とを混合容器１３０に供給すると、これらを撹拌する（ステップＳ１０６相当）。ここで、混合容器１３０が直立している状態では、摩擦プーリ１３６が自転用プーリ１４０と接触しておらず、そのままでは混合容器１３０を自転させることができない。そこで、図１１に示すような手順を踏むことによって、混合容器１３０内の材料を撹拌する。
【０１３３】
混合容器１３０内の材料を撹拌するには、先ず、混合容器１３０を位置Ｐ６（図１０参照）に位置決めし（ステップＳ２００）、容器チルト４００のピストン４０４を前進させて混合容器１３０を傾けていく（ステップＳ２０２）。混合容器１３０が傾いたまま自転用プーリ１４０を所定位置まで上昇させ（ステップＳ２０４）、ついで、ピストン４０４をゆっくりと後退させる。ピストン４０４を後退させると混合容器１３０はスプリングアーム１３８の力で再び直立する方向に回転し始めるが、自転用プーリ１４０が上昇しているので、ほどなく摩擦プーリ１３６が自転用プーリ１４０に押しつけられて、混合容器１３０は傾斜した状態で保持される。ピストン４０４を完全に後退されば、混合容器１３０を傾ける処理が完了する（ステップＳ２０６）。こうして混合容器１３０を傾けたら、撹拌条件、すなわち混合容器１３０の自転速度および公転速度と撹拌時間を設定して、撹拌を開始する（ステップＳ２０８）。撹拌条件の設定は、作業者が制御盤３００の調整つまみを操作することで行う。
【０１３４】
混合容器１３０内の材料の撹拌が終了したら、後で材料を供給するときのために混合容器１３０を直立させておく。そのために、混合容器１３０を位置Ｐ６に再び位置決めし（ステップＳ２１０）、容器チルト４００のピストン４０４を前進させて混合容器１３０を支え（ステップＳ２１２）、そのまま自転用プーリ１４０を下降させる（ステップＳ２１４）。自転用プーリ１４０を下降させた後、容器チルト４００のピストン４０４を後退させると、混合容器１３０が直立した状態となる（ステップＳ２１６）。
【０１３５】
混合容器１３０を直立させたら、混合容器１３０の位置決めと、有機溶媒および電解質溶液の供給とを行う（図６のステップＳ１０８およびステップＳ１１０相当）。すなわち、混合容器１３０を位置Ｐ３に位置決めし材料供給機２２４から有機溶媒を供給し、続いて、混合容器１３０を位置Ｐ４に位置決めして材料供給機２２６から電解質溶液を供給する。材料供給後は混合容器１３０は直立した状態となっているので、図１１のフローチャートに従って混合容器１３０を傾けてから、所定の撹拌条件で混合容器１３０内の材料を撹拌する（ステップＳ１１２相当）。材料の撹拌後は、分散用のビーズを供給するために、混合容器１３０を再び直立させる（図１１参照）。
【０１３６】
混合容器１３０を直立させた後、今度は混合容器１３０を位置Ｐ５に位置決めして分散用のビーズを供給する（ステップＳ１１４相当）。分散用のビーズを供給したら、図１１に示した手順に従って、再び混合容器１３０を傾け、容器内の混合材料の混合脱泡を開始する（ステップＳ１１６）。所定時間、所定条件で混合脱泡を行うと、混合容器１３０内に触媒用スラリが完成する。そこで、混合容器１３０を位置Ｐ０に位置決めして直立させた後、混合容器１３０を脱着し（ステップＳ１１８相当）、混合容器ごと網にあけて、スラリと分散用ビーズとを分離し、スラリは下流工程に搬送する。
【０１３７】
以上説明したように、第２実施例の混合脱泡作業においては、混合容器１３０が直立した状態で材料を供給しているので、混合容器１３０の開口部が材料供給口に向かって大きく開いた位置関係となる。このため、材料の供給が容易となる。
【０１３８】
更に、材料供給口の大きさに対して開口部が相対的に大きければ、図７に示したように混合容器１３０を位置決めしたまま複数の材料を供給することもできる。１つの位置決め位置で複数の材料を供給することができれば、記憶しておくべき位置決め箇所が少なくなるので、混合脱泡装置１０の位置決めを簡素化することができる。また、１つの位置決め位置で複数の材料を供給することができれば、材料供給の度に位置決めし直す手間を省ける場合が増えるので、混合脱泡作業を効率化することが可能となる。特に、第２実施例の混合脱泡装置１０のように、混合容器１３０を直立させて、容器の開口部を材料供給口に対して大きく開いた位置関係とすれば、１つの位置決め位置で複数の材料を供給することが、一層容易となる。
【０１３９】
また第２実施例では、混合容器１３０が直立している状態で混合容器１３０の装着および脱着を行っているので、傾いているよりも混合容器１３０の装脱着が容易となり、混合脱泡作業の作業性が向上する。更には、混合容器１３０の装着および脱着を自動機により行う場合にも、混合容器１３０が直立していれば、傾いている場合に比べて自動機を単純なものとすることも可能となる。
【０１４０】
Ｃ．第３実施例：
第３実施例の混合脱泡装置１０では、蓋付きの混合容器１３０を使用する。蓋付きの混合容器１３０を使用すれば、撹拌中あるいは混合脱泡中に容器内の材料が飛び散るおそれがないので、蓋のない混合容器を使用する場合に比べて多めの材料を供給して混合脱泡することができる。
【０１４１】
また、第３実施例の混合脱泡装置１０では、蓋の取り付けおよび取り外しを含めて、混合脱泡作業が自動化されている。このため、毎回まったく同じ条件で混合脱泡作業を行うことができる。以下、第２実施例の混合脱泡装置と異なる点を中心に、第３実施例の混合脱泡装置について説明する。
【０１４２】
Ｃ−１．装置構成：
（１）混合容器の蓋の自動脱着機構：
第３実施例において、混合容器の蓋を自動で装着および脱着する機構について以下に説明する。先ず初めに、蓋付きの混合容器の形状について説明し、次いで自動で蓋を装脱着する蓋脱着機について説明する。
【０１４３】
図１２は、第３実施例の混合脱泡装置１０で使用する蓋付き混合容器５００の形状を示す説明図である。図１２（ａ）は上面図であり、図１２（ｂ）は縦断面図である。図示するように、蓋付き混合容器５００は、深鍋状の混合容器本体５０２と、蓋５０４と、３個の蓋押さえ５０６とから構成されている。蓋押さえ５０６は、混合容器本体５０２側面上部の三方に取り付けられていて、三方から蓋５０４を押さえるようになっている。混合容器本体５０２の上部には、３つのフランジ５０３がそれぞれの蓋押さえ５０６の間からから上方に向かって設けられている。
【０１４４】
混合容器の蓋５０４は、ほぼ円盤状の形をしており、中央にはノブ５０５が設けられている。蓋押さえ５０６は、蓋押さえ本体５０６ａと、ローラ５０６ｂと、シャフト５０６ｃと、シャフト５０６ｃのまわりに装着されたバネ５０６ｄとから構成されている。蓋５０４は、バネ５０６ｄの力で混合容器本体５０２に押さえつけられて、混合容器５００の内部が気密に保たれるようになっている。
【０１４５】
次に、混合容器５００の蓋５０４を自動で装脱着する蓋脱着機６００について説明する。図１３は、蓋脱着機６００の構成を示す説明図である。蓋脱着機６００は、蓋脱着治具６１０と、蓋脱着治具６１０のアクチュエータユニット６２０と、蓋脱着治具６１０およびアクチュエータユニット６２０を支えるスタンド６３０とから構成されている。また、スタンド６３０の上部には、混合脱泡作業が終了したときに点灯する終了表示ランプ６４０が設けられている。蓋脱着治具６１０は、円筒状のスリーブ６１２と、円環状のフランジ押さえ６１４と、スプリング６１５と、ノブつかみ６１６とから構成されている。フランジ押さえ６１４とノブつかみ６１６とは、円筒形状のスリーブ６１２の内側に設けられていてる。また、フランジ押さえ６１４はスプリング６１５を介してスリーブ６１２に接続されている。アクチュエータユニット６２０には、蓋脱着治具６１０を上下に移動するためのアクチュエータと、ノブつかみ６１６を駆動するためのアクチュエータとが設けられている。
【０１４６】
このような蓋脱着機６００が混合容器５００の蓋を自動で脱着する方法について説明する。図１４は、自動で蓋５０４を脱着する手順を示す説明図である。先ず、蓋付きの混合容器５００を位置決めして、図１４（ａ）に示すように、上方から混合容器に被せるようにして蓋脱着治具６１０を降ろしていく。蓋脱着治具６１０を降ろしていくと、スリーブ６１２が蓋押さえ５０６のローラ５０６ｂに干渉して、図１４（ｂ）に示すように、蓋押さえ５０６が起こされる。蓋押さえ５０６が起こされた状態で、ノブつかみ６１６の２つの爪を閉じて、ノブ５０５をつかむ。こうしてノブ５０５をつかんで、蓋脱着治具６１０をゆっくりと上昇させると、図１４（ｃ）に示したように、蓋５０４が混合容器本体５０２から離脱する。
【０１４７】
フランジ押さえ６１４の役割について説明する。混合容器５００を位置決めして蓋脱着治具６１０を下げていくと、フランジ押さえ６１４が混合容器５００のフランジ５０３に接触し、更に下げていくとフランジ押さえ６１４はスプリング６１５の力で混合容器５００のフランジ５０３に強く押しつけられるようになる。蓋脱着治具６１０を上昇させると、それにともなってスリーブ６１２あるいはノブつかみ６１６は上昇していくが、フランジ押さえ６１４はスプリング６１５が完全に伸びきってから上昇を開始する。このため、蓋５０４が混合容器本体５０２に固着していて蓋５０４と一緒に混合容器本体５０２が持ち上がってしまうような場合でも、混合容器本体５０２のフランジ５０３が、ノブつかみ６１６に遅れて上昇するフランジ押さえ６１４に押さえられて、蓋５０４が混合容器本体５０２から分離される。このように、フランジ押さえ６１４は、蓋５０４と混合容器本体５０２とが固着している場合に、これらを分離して蓋５０４だけを脱着する役割を果たしている。
【０１４８】
蓋５０４を装着する場合は、以上に説明した脱着する手順の逆を辿ればよい。すなわち、先ず、混合容器本体５０２を位置決めして、蓋５０４をつかんだ蓋脱着治具６１０を混合容器本体５０２の上方から降ろしていく（図１４（ｃ））。すると、スリーブ６１２と蓋押さえ５０６のローラ５０６ｂとが干渉して、蓋押さえ５０６が起こされ、そのまま蓋脱着治具６１０を下げて、蓋５０４を混合容器本体５０２の上に置く（図１４（ｂ））。次いで、ノブつかみ６１６を開いてノブ５０５を離し、蓋脱着治具６１０を上昇させる。すると、スリーブ６１２に押しつけられていた蓋押さえ５０６が自由になって、バネ５０６ｄの力で、蓋５０４を混合容器本体５０２にしっかりと押さえつける。
【０１４９】
以上に説明したように、第３実施例では混合容器５００を直立させて、蓋５０４の装着あるいは脱着を混合容器５００の上方から行う。このため、以下の理由から、蓋の装着および脱着が容易となっている。一般に、蓋に限らず、部品を自動で装着あるいは脱着する場合、部品の位置決め誤差を考えて、装脱着を行うアクチュエータに、いわゆる「遊び」を設けて位置決め誤差を吸収することが行われている。すなわち、アクチュエータを完全な剛体として構成し、全く「遊び」を設けなければ、相手部品の位置決めが僅かにずれただけで、組付け位置が異なって部品を組み付けられない場合が生じ得る。あるいは部品を取り外す場合にも、相手部品の位置が僅かにずれたため、部品を真っ直ぐに引っ張ることができず、部品をはずせない場合が生じ得る。このようなことを避けるため、アクチュエータの若干の「遊び」を設けて、相手部品あるいはアクチュエータ自身の位置決め誤差を吸収している。ところが、装着あるいは脱着しようとする部品の動きが重力の方向と異なっていると、アクチュエータに設けられている「遊び」の分だけ部品がずれて、装着あるいは脱着の途中で部品が引っかかってしまう場合が発生し得る。これに対して、第３実施例のように、混合容器５００の上方から蓋５０４を装着あるいは脱着していれば、重力の作用する方向に動かすことになるので、装着あるいは脱着の途中で蓋５０４が何かに引っかかり難くなる。このため、第３実施例では、蓋５０４の装着および脱着が容易となっている。
【０１５０】
（２）混合脱泡作業の自動制御機構：
第３実施例の混合脱泡装置１０では、蓋の取り付けおよび取り外しを含めて、混合脱泡作業が自動化されている。このため、毎回まったく同じ条件で混合脱泡作業を行うことができる。以下、混合脱泡作業を自動で制御する機構について簡単に説明する。
【０１５１】
図１５は、第３実施例の混合脱泡装置１０において、各動作を自動で制御するための制御システムの構成を示す説明図である。図示するように、制御システムは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７００と、各種コントローラと、操作盤とから構成されている。ＥＣＵ７００は、ＣＰＵ７０２と、混合脱泡装置１０を制御する各種プログラムやデータを記憶するＲＯＭ７０４と、一時的にデータを蓄えるＲＡＭ７０６と、周辺機器とのデータのやり取りをつかさどるＰＩＯ７０８等で構成されている。操作盤７１０には各種スイッチが設けられていて、混合容器の自転速度や公転速度あるいは混合時間などといった各種運転条件を、ＥＣＵ７００に設定するために使用する。各種のコントローラとしては、次のようなものが設けられている。すなわち、公転用モータ１１６の動作を制御する公転用モータコントローラ７２０、自転用モータ１４２の動作を制御する自転用モータコントローラ７２２、油圧シリンダ１５０の動作を制御する油圧シリンダコントローラ７２４、各種材料を供給する材料供給機２２０，２２２，２２４，２２６，２２８の動作を制御する材料供給機コントローラ７２６，７２８，７３０，７３２，７３４と、容器チルト４００の動作を制御する容器チルトコントローラ７３６と、蓋脱着機６００の蓋脱着機コントローラ７３８とが設けられている。
【０１５２】
作業者が操作盤７１０上で各種の運転条件を設定すると、設定した運転条件はＰＩＯ７０８を経由してＲＡＭ７０６に記憶される。ＣＰＵ７０２はＲＯＭ７０４に記憶されている制御プログラムに従って、各種コントローラに動作命令を発する。同時に、ＣＰＵ７０２は各種コントローラからデータを受け取り、動作状況を監視する。
【０１５３】
以上のような蓋の自動脱着機構および制御システムを有する第３実施例の混合脱泡装置１０は、後述するようにして混合脱泡作業を自動で行うことができる。
【０１５４】
Ｃ−２．第３実施例の混合脱泡作業の概要：
（１）混合容器の位置決め：
第３実施例の混合脱泡装置１０では、蓋付きの混合容器５００を使用して、混合容器の蓋の装脱着を含めて、混合脱泡作業を自動で行う。混合容器の蓋を自動で装脱着する場合は、前述の蓋脱着機６００を使用する。このため、第３実施例では、各種の材料供給機２００や容器チルト４００の他に蓋脱着機６００を混合脱泡機１００の周囲に配置しておく必要がある。
【０１５５】
図１６は、第３実施例の混合脱泡機１００と、その周囲に配置された各種の材料供給機２００と、容器チルト４００と、蓋脱着機６００との位置関係を示す説明図である。図示されているように、第３実施例の混合脱泡機１００の場合は、前述の第２実施例の混合脱泡機１００の場合に対して、蓋脱着機６００が追加されているところが異なっている。図１６に示した位置Ｐ０ないしＰ６の７ヶ所は、第２実施例の場合と同様、各種の材料供給機と容器チルト４００とに対応して混合容器５００を位置決めする位置を示している。位置Ｐ７は、蓋脱着機６００に対応して混合容器５００を位置決めする位置である。
【０１５６】
（２）触媒用スラリの製造作業：
第３実施例の混合脱泡装置を用いて混合脱泡作業を行う一例として、燃料電池に使用されている電解質膜の触媒用スラリを製造する方法について説明する。図１７は、第３実施例の混合脱泡装置１０を用いて行う触媒用スラリ製造の流れを示すフローチャートである。
【０１５７】
第３実施例では、触媒用スラリの製造を開始すると、先ず初めに、容器ホルダ１３４を位置Ｐ０に位置決めして、直立している容器ホルダ１３４に混合容器５００を装着する（ステップＳ３００）。混合容器５００を装着後、直ちに材料を供給できるようにするために、容器ホルダ１３４に装着する時点では蓋を取り外した混合容器５００を装着する。尚、第３実施例では、混合容器５００の装着は作業者が手動で行っているが、自動機を用いて混合容器を装着しても構わないのはもちろんである。
【０１５８】
蓋を取り外した混合容器５００を装着後、作業者がＥＣＵ７００の制御開始スイッチを押すと、ＥＣＵ７００はＲＯＭ７０４に記憶されている混合脱泡プログラムに従って、各種コントローラと信号のやり取りをしながら一連の混合脱泡作業を開始する（ステップＳ３０２）。図１８は、ＥＣＵ７００が各種のコントローラと信号のやり取りをしながら、混合脱泡処理を行う流れを示したフローチャートである。
【０１５９】
混合脱泡プログラムが起動すると、初めに混合容器５００に純水を供給する（ステップＳ３５０）。この処理は、ＥＣＵ７００が、公転用モータコントローラ７２０および純水用材料供給機コントローラ７２６と信号をやり取りしながら行う。ＥＣＵ７００が信号をやり取りしながら純水を供給する様子を以下に説明する。
【０１６０】
混合脱泡プログラムが起動すると、ＥＣＵ７００は初めに、混合容器５００を位置Ｐ１に位置決めするよう、公転用モータコントローラ７２０に位置決め命令を発する。具体的には、公転用モータコントローラ７２０に対して、位置Ｐ１に対応する位置指令値（図４参照）を出力して、位置決めを指示する。ＥＣＵ７００は、公転用モータコントローラ７２０から位置決め完了の信号を受け取ると、今度は純水用材料供給機コントローラ７２６に対して、所定量の純水を供給するよう指示をする。第３実施例では、純水用材料供給機コントローラ７２６に対して供給量のデータを出力すれば、所定量の純水を供給すべき旨の命令が発せられたことになる。その後、純水用材料供給機コントローラ７２６から供給完了の信号を受け取れば、純水供給処理（図１８のステップＳ３５０）が終了する。
【０１６１】
純水を供給すると、次にカーボン粉を供給する（ステップＳ３５２）。カーボン粉を供給する処理も、純水の供給と同様に、ＥＣＵ７００が各種コントローラと信号のやり取りを行いながら実施する。概要のみ説明すると、先ず、ＥＣＵ７００が公転用モータコントローラ７２０に対して、混合容器５００を位置Ｐ２に位置決めするよう指示する。混合容器５００を位置Ｐ２に位置決め後、今度はカーボン粉用材料材料供給機コントローラ７２８に対して所定量のカーボン粉を供給するよう指示する。こうして、所定量のカーボン粉を供給すると、カーボン粉供給処理（ステップＳ３５２）を終了する。
【０１６２】
第３実施例では、上述の純水の供給およびカーボン粉の供給の際に、第２実施例と同様に混合容器５００が直立した状態で材料を供給する。従って、混合容器５００の開口部が材料供給口に向かって大きく開く形となり、材料の供給が容易となっている。
【０１６３】
ＥＣＵ７００はカーボン粉用の材料供給機コントローラ７２８から供給完了信号を受け取ると、混合容器５００内の材料を撹拌する処理を開始する（ステップＳ３５４）。ここで、第３実施例では、混合容器５００に蓋を装着してから撹拌する。混合容器５００に蓋をしてから撹拌すれば、容器内の材料が飛び散るおそれがないので、蓋のない場合より多めの材料を混合容器に供給して、一度に多量の材料を混合脱泡することができる。第３実施例では、蓋の装着および材料の撹拌も、ＲＯＭ７０４に記憶されている制御プログラムに従いＥＣＵ７００の管理の下で、全て自動的に行われる。図１９は、第３実施例において、蓋の装着から材料の撹拌などの一連の処理を自動的に行う処理の流れを示すフローチャートである。尚、後述する混合脱泡処理（図１８のステップＳ３６４）は、撹拌処理（図１８のステップＳ３５４）に対して撹拌条件が異なるのみであり、撹拌処理と同様の手順で行われる。そこで、撹拌処理と混合脱泡処理をまとめて撹拌・混合脱泡処理として、図１９のフローチャートに基づき説明する。
【０１６４】
撹拌・混合脱泡処理が始まると、初めに位置Ｐ７に混合容器５００を位置決めする（ステップＳ４００）。位置Ｐ７は、前述した蓋脱着機６００に対応する位置である（図１６参照）。
【０１６５】
位置Ｐ７に混合容器５００を位置決めした後、蓋脱着機６００を用いて混合容器５００に蓋５０４を自動で装着する（ステップＳ４０２）。蓋５０４は、作業者が蓋無しの混合容器５００を混合脱泡機１００に装着するときに、蓋脱着機６００に予め装着されている。蓋５０４の装着は、図１４を用いて前述した手順に従って行う。概要のみ説明すると、蓋５０４を掴んだ蓋脱着治具６１０を混合容器５００の上から降ろしていくと、蓋脱着治具６１０のスリーブ６１２に押さえられて蓋押さえ５０６が開き、混合容器５００に蓋５０４を置く。次いで、ノブつかみ６１６を開き、蓋５０４を混合容器５００上に残して蓋脱着治具６１０を上昇させる。蓋脱着治具６１０が上昇してスリーブ６１２が蓋押さえ５０６から離れると、スリーブ６１２に押さえられていた蓋押さえ５０６がバネ５０６ｄの力で混合容器５００上の蓋５０４を押さえつけて、蓋の装着を完了する。
【０１６６】
以上のようにして蓋の装着を完了すると、前述の第２実施例と同様の手順に従って、容器内の材料を撹拌あるいは混合脱泡する。以下、簡単に説明すると、先ず混合容器５００を位置Ｐ６に位置決めし、容器チルト４００のピストン４０４を前進させて混合容器５００を傾けていく（ステップＳ４０４）。ここで、混合容器５００には蓋５０４が装着されているので、混合容器５００を傾けても内部の材料がこぼれることがない。従って、混合容器５００に多くの材料を供給して、一度に多量の混合脱泡処理を行うことが可能である。
【０１６７】
次いで、混合容器５００を傾けたまま自転用プーリ１４０を所定位置まで上昇させ（ステップＳ４０６）、その後ピストン４０４をゆっくりと後退させる（ステップＳ４０８）。ピストン４０４を後退させると、所定位置まで上昇した自転用プーリ１４０に摩擦プーリ１３６がスプリングアーム１３８の力で押しつけられる。こうして混合容器５００を傾けたら、撹拌条件、すなわち混合容器５００の自転速度および公転速度と撹拌時間を設定して、撹拌を開始する（ステップＳ４１０）。撹拌条件は、作業者が操作盤７１０のスイッチを用いて予め設定しておいたデータを、ＥＣＵ７００が公転用モータコントローラ７２０および自転用モータコントローラ７２２に出力することによって設定する。
【０１６８】
材料の撹拌が終了したら、次の材料供給に備えて混合容器５００を直立させるための処理を行う。すなわち、混合容器５００を位置Ｐ６に位置決めし（ステップＳ４１２）、容器チルト４００のピストン４０４を前進させて混合容器５００を支え（ステップＳ４１４）、そのまま自転用プーリ１４０を下降させて混合容器５００を直立させる（ステップＳ４１６）。また、容器チルト４００のピストン４０４は完全に後退させておく（ステップＳ４１８）。
【０１６９】
混合容器５００が直立したら、未供給の材料があるか否かを判断する（ステップＳ４２０）。全ての材料を供給済みであれば、先程の自転・公転によって混合容器５００内の材料は混合脱泡が完了し、あとは混合容器５００を回収すればよいと考えられる。蓋が装着された状態で混合容器５００を回収すれば、搬送の際に容器内の材料がこぼれるおそれがない。そこで、全ての材料を供給している場合には、蓋を脱着せずに撹拌・混合脱泡処理を終了する。
【０１７０】
未供給の材料があれば、その材料の供給に備えて蓋を脱着する（ステップＳ４２２）。蓋５０４の脱着は、図１４を用いて前述した手順に従って行う。概要のみ説明すると、蓋付きの混合容器５００を位置Ｐ７に位置決めし、蓋脱着治具６１０を混合容器５００の上から降ろしていくと、蓋脱着治具６１０のスリーブ６１２に押さえられて蓋押さえ５０６が開く。蓋脱着治具６１０を完全に降ろした後、ノブつかみ６１６を閉じて蓋５０４のノブ５０５をノブつかみ、そのまま蓋脱着治具６１６を上昇させれば、蓋５０４の脱着が完了する。こうして蓋の脱着が終了したら図１９の撹拌・混合脱泡処理を抜けて、図１８に示した混合脱泡プログラムの処理に復帰する。
【０１７１】
図１８の混合脱泡プログラム中の処理では、撹拌処理（ステップＳ３５４）が終了すると、次は有機溶媒を供給し（ステップＳ３５６）、続けて電解質膜を供給する（ステップＳ３５８）。すなわち、混合容器５００を位置Ｐ３に位置決めし材料供給機２２４から有機溶媒を供給し、続いて、混合容器５００を位置Ｐ４に位置決めして材料供給機２２６から電解質溶液を供給する。こうして、有機溶媒と電解質溶液とを供給したら、再び混合容器５００に蓋５０４を装着して容器内の材料を撹拌する（ステップＳ３６０）。具体的には、電解質溶液用の材料供給機コントローラ７３２から材料供給完了の信号を検出すると、ＥＣＵ７００はステップＳ３６０の撹拌処理を開始する。ステップＳ３６０において蓋を取り付けて容器内の材料を撹拌する処理は、ステップＳ３５４における処理と全く同様の処理である。もちろん、撹拌条件に関しては、ステップＳ３５４とステップＳ３６０とで異なる条件としても構わない。各処理に応じて撹拌条件を設定すれば、最適な条件で撹拌することができる。
【０１７２】
ステップＳ３６０の撹拌を終了すると、次は、分散用のビーズを供給する（ステップＳ３６２）。すなわち、蓋５０４が取り外されている混合容器５００を位置Ｐ５に位置決めし、材料供給機２２８から分散用のビーズを供給する。ビーズの供給が完了した旨の信号を受け取ると、ＥＣＵ７００は混合容器５００内の材料の混合脱泡処理を開始する（ステップＳ３６４）。ステップＳ３６４の混合脱泡処理も、ステップＳ３５４の撹拌処理と同様の手順で行われる。但し、ステップ３５４の撹拌処理は材料を概ね撹拌すれば足りたのに対し、ステップＳ３６４の混合脱泡処理は触媒用スラリを完成させる処理であることから充分に混合脱泡する必要がある。このことに対応して、ステップＳ３６４では、実験的に求めた最適と思われる条件で混合脱泡処理を行っている。こうして、混合脱泡処理（図１８のステップＳ３６４）を終了すると、混合脱泡プログラムによる処理を抜けて、図１７に示した処理に復帰する。
【０１７３】
図１７の処理に復帰すると、終了表示ランプ６４０を点灯する（ステップＳ３０４）。すなわち、ステップＳ３０４の処理で混合脱泡プログラムが完了したと判断されていれば、混合容器５００内には触媒用スラリが完成していると考えられる。そこで、作業者に混合容器５００の回収を促すべく、終了表示ランプ６４０を点灯するのである。終了表示ランプ６４０は、よく目立つ箇所に設けることが望ましく、本実施例では蓋脱着機６００のスタンド６３０の上部に設けられている。また、終了表示ランプ６４０の点灯は、ＥＣＵ７００が蓋脱着機コントローラ７３８に点灯信号を出力することで行っている。
【０１７４】
第３実施例の触媒用スラリ製造においては、ＥＣＵ７００は、終了表示ランプ６４０の点灯後も次のような処理を行う。終了表示ランプ６４０の点灯と同時に、タイマをセットして触媒用スラリ完成からの経過時間を計測する（ステップＳ３０８）。第３実施例では、ＣＰＵ７０２に内蔵のクロックとＲＡＭ７０６とを利用し、ソフトウェアによってタイマ機能を実現している。もちろん、専用の素子等を使用してハードウェアによりタイマ機能を実現しても構わない。
【０１７５】
所定時間経過したら、混合容器５００が回収されたか否かを判断する（ステップＳ３１０）。混合容器５００の回収は、混合容器５００を回収する際に作業者が押す操作盤７１０上の回収ボタンが押されているか否かを検出することで判断する。もちろん、混合脱泡機１００の例えば保持器１３２等に、混合容器５００が装着されているか否かを検出するセンサを設けておき、混合容器５００が回収されたか否かを、該センサの出力に基づいて判断しても構わない。
【０１７６】
混合容器５００がまだ回収されていないと判断された場合は、混合容器５００を所定時間だけ撹拌する（ステップＳ３１２）。混合容器５００の撹拌は、図１９の撹拌・混合脱泡処理に従って行う。但し、混合容器５００には蓋５０４が装着されているので、蓋の装着に関する処理（ステップＳ４００およびＳ４０２）はスキップする。また、混合容器５００は撹拌後、直ちに回収して搬送可能であることから、搬送に便利なように蓋の脱着に関する処理（ステップＳ４２２）もスキップする。こうして所定時間だけ撹拌した後、再びステップＳ３０８の処理に戻り、混合容器５００が回収されるまで、続く一連の処理を繰り返す。ステップＳ３１０において、混合容器５００が回収されていると判断されば、触媒用スラリの製造を終了する。混合容器５００は回収された後、下流工程に搬送される。
【０１７７】
上述したように、第３実施例においては、触媒用スラリが完成しても所定時間経過する度に混合容器５００を撹拌するので、以下の理由で触媒用スラリの製造品質を安定化させることができる。すなわち、終了表示ランプ６４０が点灯されても、直ちに混合容器５００が回収されるとは限らない。特に第３実施例では、混合容器５００を装着後、触媒用スラリ完成までの処理が全て自動で行われることから、スラリ完成時に付近に作業者がいない場合も多いと考えられる。完成した触媒用スラリを混合容器５００内で長時間放置すると、混合している材料が比重差によって次第に分離するといった理由で、スラリが変質するおそれがある。このような可能性を考慮して、第３実施例では触媒用スラリ完成後も、所定時間経過する度に混合容器５００を撹拌している。その結果、触媒用スラリの製造品質を安定化させることができる。
【０１７８】
以上説明したように、第３実施例の混合脱泡作業においては、蓋付きの混合容器５００を用い、各種材料を供給する場合は混合容器５００を直立した状態で供給し、撹拌あるいは混合脱泡する場合は混合容器５００に蓋５０４を装着してから撹拌または混合脱泡している。このため、一度の作業で多くの材料の混合脱泡を行うことが可能である。
【０１７９】
また、混合容器５００の装着後は、触媒用スラリ完成までの全ての処理を自動で行う。このため、材料の供給に要する時間まで含めて、毎回まったく同じ条件で混合脱泡作業を行うことができるので、触媒用スラリの製造品質を安定化させることが可能になる。
【０１８０】
更に、触媒用スラリの完成後も、所定時間経過する度に混合容器５００を撹拌している。このため、触媒用スラリが完成してから長時間放置されて変質することがなく、触媒用スラリの製造品質を、より一層安定化させることができる。
【０１８１】
Ｄ．第４実施例：
第４実施例の混合脱泡装置１０では、ホモジナイザと呼ばれる超音波式分散装置を用いて、混合容器１３０内の材料を分散させる。特に、第４実施例の混合脱泡装置１０では、混合容器１３０を直立させた状態で容器を自転させながら、ホモジナイザで容器内の材料を分散させることで、効率的に分散することが可能となっている。以下、このような第４実施例の混合脱泡装置について説明する。
【０１８２】
Ｄ−１．装置構成：
（１）第４実施例の自転機構：
先ず、混合容器１３０を直立させた状態で容器を自転させる機構（以下、直立自転機構１００ｆと呼ぶ）について説明する。図２０は、直立自転機構１００ｆを備える第４実施例の混合脱泡機１００の構造を示す説明図である。
【０１８３】
図示するように、直立自転機構１００ｆは、混合容器１３０の下部に設けられた直立プーリ１３７と、直立プーリ１３７を回転させる直立自転用プーリ１４１とから構成されている。直立プーリ１３７は、混合容器１３０の傾斜中に容器を自転させる摩擦プーリ１３６の直ぐ下に、摩擦プーリ１３６と一体に設けられている。直立自転用プーリ１４１は、混合容器１３０の傾斜中に摩擦プーリ１３６を駆動する自転用プーリ１４０の上方に、自転用プーリ１４０と一体に設けられている。また、混合容器１３０の直立時は、スプリングアーム１３８によって、容器下部の直立プーリ１３７は直立自転用プーリ１４１に押しつけられている。すなわち、混合容器１３０は、スプリングアーム１３８に内蔵されたスプリングの力に押されて、容器を支える支点１２３を中心に回転し、その結果、直立プーリ１３７が直立自転用プーリ１４１に押しつけられるようになっている。
【０１８４】
以上の構成を有する第４実施例の混合脱泡機１００においては、混合容器１３０が直立している状態で自転用モータ１４２を駆動させると、自転用プーリ１４０と一体に構成された直立自転用プーリ１４１が回転し、直立自転用プーリ１４１に駆動されて混合容器側の直立プーリ１３７が回転する。混合容器１３０は、摩擦プーリ１３６を介して直立プーリ１３７と接合されているので、直立プーリ１３７の回転により、混合容器１３０が自転する。
【０１８５】
（２）第４実施例のホモジナイザ（超音波式分散装置）：
図２１は、第４実施例の混合脱泡装置１０で用いられるホモジナイザ（超音波式分散装置）８００の構成を示す説明図である。図示するように、第４実施例ので用いるホモジナイザ８００は、大きくは、超音波振動部８０２と、超音波振動部８０２を上下方向に移動させるためのエアシリンダ８０６と、エアシリンダ８０６を支える支台８０８とから構成されている。超音波振動部８０２の先端には、超音波振動部８０２によって駆動される振動子８０４が設けられており、振動子８０４の外周には、振動子８０４を取り囲むように円筒形のスリーブ８１４が設けられ、スリーブ８１４の更に外周には円筒形の容器ガイド８１６が設けられている。また、振動子８０４の外周のスリーブ８１４には、外側に向けて複数の撹拌翼８１８が設けられている。撹拌翼８１８の機能については後述する。
【０１８６】
支台８０８には、エアシリンダ８０６とガイドスリーブ８１２が取り付けられている。ガイドスリーブ８１２にはガイドポール８１０が摺動自在に貫通しており、ガイドポール８１０の先端は、超音波振動部８０２が取り付けられたプレート８２０に結合されている。エアシリンダ８０６を駆動して、プレート８２０を上下方向に移動させると、プレート８２０に取り付けられた超音波振動部８０２の全体が上下動する構造となっている。
【０１８７】
Ｄ−２．第４実施例の分散処理の概要：
以下、第２実施例についての説明を準用しながら、第４実施例の混合脱泡装置１０が行う分散処理について説明する。第４実施例の混合脱泡装置１０は、第２実施例の混合脱泡装置１０に対して、前述した直立自転機構１００ｆを追加するとともに、混合容器内に分散用のビーズを投入する材料供給機２２８の替わりにホモジナイザ７００を設置したものと考えることができる。
【０１８８】
第２実施例における場合と同様に、第４実施例の分散処理を開始する前にも、混合容器内の材料を予めほぼ均一に混合しておく。この処理について、図６を流用して簡単に説明する。先ず、混合脱泡機１００に混合容器１３０をセットして、容器に純水とカーボン粉とを供給して軽く撹拌し（図６のステップＳ１００ないしＳ１０６）、次いで有機溶媒と電解質溶液とを加えて再び撹拌し、所定時間撹拌した後、混合容器１３０を直立させる（図６ステップＳ１０８ないしＳ１１２）。こうすることで、混合容器１３０内には、これら材料がほぼ均一に混合された混合物が生成される。
【０１８９】
次いで、直立させた混合容器１３０をホモジナイザ８００の下に位置決めする。第４実施例においてはホモジナイザ８００は、第２実施例において、分散用のビーズを供給するための材料供給機２２８が設置されている位置（図１０の位置Ｐ５）に設置されている。ホモジナイザ８００の下に混合容器１３０を位置決め後、前述したエアシリンダ８０６を駆動して、振動子８０４および撹拌翼８１８が混合容器１３０内の材料中に浸るまで、ホモジナイザ８００をゆっくりと降下させる。
【０１９０】
図２２は、ホモジナイザ８００を所定位置まで降下させた様子を示す説明図である。ホモジナイザ８００を降下させていくと、容器ガイド８１６の外周が混合容器１３０の内周面に導かれるようにして、振動子８０４と混合容器１３０とが正確に位置決めされる。また、ホモジナイザ８００を所定位置まで降下させると、混合容器１３０の開口部が容器ガイド８１６で覆われるので、分散処理中に、容器内の材料が飛散することを防ぐことができるという効果もある。
【０１９１】
こうして、ホモジナイザ８００を所定量だけ降下させたら、超音波振動部８０２で振動子８０４を超音波振動させるとともに、混合容器１３０を自転させる。混合容器１３０は、前述したように、所定回転数で自転用モータ１４２を駆動することによって所望の速度で自転させることができる。混合容器１３０の自転中は、公転用モータ１１６をロック状態にしているので、混合容器１３０の位置が移動することはない。
【０１９２】
ここで、ホモジナイザ８００の先端部に設けられた撹拌翼８１８の機能について説明する。図２２に示すように、撹拌翼８１８は、混合容器１３０の自転方向に対して、若干角度（迎え角）を持たせて取り付けられている。従って、撹拌翼８１８が材料中に浸った状態で混合容器１３０を自転させると、撹拌翼８１８がプロペラのように作用して、混合容器１３０内の材料が、図２２中に矢印で示すように対流し、振動子８０４に向かう材料の流れが生じる。こうして、振動子８０４の近傍を通過して分散された材料は、振動子８０４とスリーブ８１４との隙間に流れ込む。スリーブ８１４の側面には、図示するように、撹拌翼８１８と撹拌翼８１８との間に複数の流動孔８２２が設けられており、分散された材料は流動孔８２２を抜けて、再び撹拌翼８１８によって混合容器内を対流する。このように、スリーブ８１４に設けられた撹拌翼８１８で混合容器１３０内の材料に対流を生じさせながら、ホモジナイザ８００を用いて材料を分散させることにより、混合容器１３０内の材料を効率的に分散させることができる。
【０１９３】
以上のようにして分散処理が終了したら、ホモジナイザ８００を引き上げた後、混合容器１３０を初期位置Ｐ０、すなわち初めに混合容器１３０をセットした位置に戻して、容器を取り外して、容器内の触媒スラリを下流工程に供給する。
【０１９４】
こうして触媒スラリを完成したら、ホモジナイザ８００に付着した触媒スラリを次のようにして洗浄する。先ず、空の混合容器１３０を混合脱泡装置１００にセットし、容器を材料供給機２２４の位置（図１０の位置Ｐ３）に位置決めして、有機溶媒を所定量だけ供給する。ついで、有機溶媒が入った混合容器１３０をホモジナイザ８００の下に位置決めした後、ホモジナイザ８００を降下させて、容器を自転させながら振動子８０４を振動させる。その結果、混合容器１３０内の有機溶媒には前述したものと同様の流れが生じるので、振動子８０４やスリーブ８１４，撹拌翼８１８などに付着した触媒スラリを洗浄することができる。こうしてホモジナイザ８００の洗浄が終了したら、混合容器１３０を空のものと取り替えれば、再び触媒スラリの製造作業を開始することが可能となる。
【０１９５】
このように、本実施例の分散処理では、ホモジナイザ８００に付着したスラリを、簡便にかつ完全に洗浄することができる。その結果、前回に作成した触媒スラリの残余物が混入するおそれがなく、毎回、安定した品質の触媒スラリを製造することができる。
【０１９６】
以上に説明した第４実施例の分散処理では、超音波式の分散装置の利点を活かして、混合容器内の材料を効率よく分散することが可能である。すなわち、一般的に超音波式の分散装置には、振動子によって粉体を激しく振動させて短時間で分散させることができるという利点があるが、これに加えて、上述した第４実施例のように、撹拌翼８１８を用いて混合容器１３０内の材料に対流を生じさせながら分散処理を行うことで、短時間で均一に分散させることが可能となる。
【０１９７】
また、図２２に示したように、スリーブ８１４の外周面に外側に向けて撹拌翼８１８を設けているので、混合容器１３０内に生じる流れは次のようになる。すなわち、混合容器内周面を下降して、容器底面にぶつかると中心方向に向きを変え、底面の中心部で周囲からの流れが合流し、振動子８０４に向かって混合容器中心部を上昇する。こうして、振動子８０４の近傍で分散された後、振動子８０４の脇を通って、スリーブ８１４に設けられた流動孔８２２を通過し、再び撹拌翼８１８によって混合容器内周面を下降する。このように、混合容器１３０内に材料が滞る領域が生じないので、容器内の材料をきわめて均一に分散させることが可能となる。
【０１９８】
更に、かかる分散処理においては、非常に簡素な構成によって、混合容器内の材料を撹拌することができる。すなわち、撹拌翼８１８はホモジナイザ８００のスリーブ８１４に固定されており、撹拌翼８１８を回転させるための機構は不要である。第４実施例の分散処理では、撹拌翼８１８を回転させる代わりに混合容器１３０を自転させているが、そのための機構は、混合容器１３０が傾斜した状態で容器を自転させるための機構に、直立プーリ１３７と直立自転用プーリ１４１とを追加するだけでよい。
【０１９９】
また、直立自転用プーリ１４１の回転速度を制御すれば、混合容器１３０の自転速度を制御することができるので、その結果、容器内で材料が対流する速度を調整することも可能である。従って、混合容器１３０を適切な速度で自転させることで、容器内の材料をより効果的に分散させることが可能となる。
【０２００】
尚、上述の説明では、混合容器１３０内の材料は、撹拌翼８１８によって容器の内周面を下降するように流れるものとして説明したが、撹拌翼の取付角度を混合容器の自転方向に対して逆向きにすれば、混合容器内周面を上昇するような対流を生じさせることもできる。このような場合でも、上述と同様の効果を得ることができる。
【０２０１】
Ｄ−３．変形例：
第４実施例の分散処理には種々の変形例が存在する。以下、これら変形例について簡単に説明する。上述した第４実施例においては、回転しない側（ホモジナイザ８００側）に撹拌翼８１８を設け、撹拌翼８１８のない側（混合容器１３０側）を自転させたが、回転する側に撹拌翼を設けるものとしても良い。すなわち、図２３に示すように、混合容器の内周面に内向きに複数の撹拌翼８１８ａを設けても良い。このような混合容器に材料を入れ、略中央部にホモジナイザの振動子８０４を挿入して、混合容器１３０を自転させる。すると、静止している振動子８０４と自転する混合容器１３０との間にある材料には、材料の粘性に起因して対流が生じるので、上述した第４実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０２０２】
また、図２４に示すように、ホモジナイザ８００側からブラケット８１５を出して、振動子８０４の下方に撹拌翼８１８ｂを設けても良い。こうすれば、振動子８０４やスリーブ８１４の外径の制約を受けずに、撹拌翼８１８ｂの大きさを自由に設定することができる。その結果、混合容器１３０内の流れを最適化して、容器内の材料をより効率的に分散させることが可能となるので好適である。
【０２０３】
あるいは、撹拌翼を用いずに分散処理を行うことも可能である。すなわち、図２５に示すように、ホモジナイザの振動子８０４を混合容器１３０に対して偏心させて挿入しておき、振動子８０４を超音波振動させながら混合容器１３０を自転させる。こうすれば、混合容器１３０内の材料を万遍なく分散させることができる。比較的、底の深いの混合容器１３０を用いる場合には、ホモジナイザの振動子８０４を上下動させながら分散してもよい。振動子８０４の上下動は、ホモジナイザ８００のエアシリンダ８０６を制御すれば、容易に行うことができる。
【０２０４】
このような攪拌翼を用いない変形例では、触媒スラリの完成後にホモジナイザに付着して回収できないスラリ量が、攪拌翼が無い分だけ少なくなるので、触媒スラリの収量が増加することになり好適である。
【０２０５】
尚、攪拌翼を備えた構成においても、攪拌翼を用いない構成と同様に、ホモジナイザ８００の上下動を行いながら混合容器１３０の材料を分散させてもよいのはもちろんである。攪拌翼による材料の対流に加えて、ホモジナイザ８００を上下動させながら分散すれば、更に効率よく分散処理を行うことができる。また、混合容器の底が深くなれば、底の方の材料を対流させるために、混合容器の自転速度を上げなければならない場合があるが、ホモジナイザ８００を上下動させれば、ホモジナイザ８００を降下させることで、底の方の材料も確実に分散させることができて好適である。
【０２０６】
以上、説明してきた第４実施例においては、いずれも混合容器１３０が直立した状態で、上方からホモジナイザ８００の振動子８０４を容器内に挿入するものとして説明した。こうすれば、ホモジナイザ８００を重力の作用する方向に動かすことになるので、上下動させるための機構の各所に遊びを設けておくことができる。そのため、ホモジナイザ８００と混合容器１３０との間に若干の位置ズレが生じても、各所に設けた遊びで位置ズレを吸収することにより、容易に分散処理を行うことができる。もっとも、混合容器１３０が傾斜した状態で、斜め上方からホモジナイザ８００を挿入した場合でも、上述した実施例と同様に、効果的に分散処理を行うことができるのはもちろんである。
【０２０７】
Ｅ．第５実施例：
上述してきた各種の実施例においては混合容器は特に冷却していないが、混合容器を冷却すれば、混合容器内の材料同士、あるいは材料と容器内面との摩擦熱による材料の二次凝集を回避して、効果的に分散処理を行うことができる。以下、このような冷却機構を有する第５実施例について説明する。
【０２０８】
Ｅ−１．装置構成：
図２６は、混合容器の冷却機構１００ｇを備える第５実施例の混合脱泡機１００の構造を示す説明図である。詳細な構造は後述するが、第５実施例の混合脱泡機１００では、容器ホルダ１３４と保持器１３２との間に冷却ジャケットが設けられており、このジャケットに冷却ハウジング９０２から供給側ホース９０４で冷却水を供給することによって混合容器１３０を冷却する。冷却ジャケットから排出された冷却水は、排出側ホース９０６を経由して再び冷却ハウジング９０２に戻される。冷却ハウジング９０２は、センターシャフト１１０頂部に設けた冷却シャフト９００に摺動自在に取り付けられている。このため、混合容器１３０の公転時にも、冷却ハウジング９０２から冷却ジャケットの冷却水を供給して、容器内の材料を冷却することが可能となっている。以下、断面図を用いて第５実施例の冷却機構について説明する。
【０２０９】
図２７は、容器ホルダ１３４と保持器１３２との間に形成された冷却ジャケットの構造を説明するための、保持器１３２の縦断面図である。断面位置は、図２６のＡ−Ａ断面の位置である。図示するように、混合容器１３０は容器ホルダ１３４内に収納され、容器ホルダ１３４は保持器１３２にベアリング９１２を介して回転自在に収納されている。容器ホルダ１３４の底面には摩擦プーリ１３６がボルト９１６で取り付けられており、直立プーリ１３７は摩擦プーリ１３６と一体に構成されている。自転用プーリ１４０によって摩擦プーリ１３６が、あるいは直立自転用プーリ１４１によって直立プーリ１３７が駆動されると、保持器１３２内で容器ホルダ１３４が回転し、その結果、混合容器１３０が自転するようになっている。
【０２１０】
第５実施例の容器ホルダ１３４には、図示するように、大きな開口部９１４が設けられており、保持器１３２の内周面と混合容器１３０の外周面とが、容器ホルダ１３４の開口部９１４をはさんで互いに向かい合うような構造になっている。冷却ジャケット９１８は、保持器１３２の内周面と、容器ホルダ１３４と、混合容器１３０の外周面とに囲まれた空間に形成されている。尚、保持器１３２と容器ホルダ１３４との摺動部、および容器ホルダ１３４と混合容器１３０との間には、それぞれ図示しないシール部材が設けられ、冷却ジャケット９１８内の冷却水が外部に漏れ出さないようにシールされている。また、保持器１３２の側壁には供給側ホース９０４が接続される流体用継手９０８と、排出側ホース９０６が接続される流体用継手９１０とが設けられている。
【０２１１】
図２８は、冷却ジャケット９１８に冷却水を供給している冷却シャフト９００および冷却フランジ９０２の構造を示す断面図である。断面位置は、図２６のＢ−Ｂ断面の位置である。図示するように、センターシャフト１１０の頂部に略円柱形の冷却シャフト９００が取り付けられており、冷却シャフト９００の外周には、略円筒形の冷却フランジ９０２が取り付けられている。冷却シャフト９００と冷却フランジ９０２とはベアリング９２２を介して接合され、冷却フランジ９０２は冷却シャフト９００のまわりを回転自在となっている。図２８に示されているように、冷却フランジ９０２の内径は冷却シャフト９００の外径に対して大きく作られており、冷却シャフト９００の外周面と冷却フランジ９０２の内周面との間の空間はリング状のシール部材９２０で上下２つの部屋に分けられている。下側の部屋は、図２７に示した冷却ジャケット９１８に冷却水を供給するための供給室９２４であり、上側の部屋は冷却ジャケットから冷却水を排出するための排出室９２６である。
【０２１２】
供給室９２４の位置に対応する冷却フランジ９０２の側面には、流体継手９２８が設けられていて、流体継手９２８には供給側ホース９０４が接続されている（図２６参照）。また、冷却シャフト９００の内部には２本の冷却水通路が設けられていて、一方の冷却水通路が供給室９２４につながっている。同様に、排出室９２６の位置に対応する冷却フランジ９０２の側面には、流体継手９３０が設けられ、流体継手９３０には排出側ホース９０６が接続されている（図２６参照）。また、排出室９２６には、冷却シャフト９００内部に設けられた他方の冷却水通路がつながっている。更に、冷却シャフト９００の底面部には、それぞれの冷却水通路にホースニップル９３２，９３４が設けられ、それぞれのホースニップルは、図示しない冷却ホースを介して冷却水ポンプに接続されている。
【０２１３】
冷却フランジ９０２は、ブラケット９３２でアウタースリーブ１１２と接続されているので、アウタースリーブ９３２を回転させると、それにともなって冷却フランジ９０２も冷却シャフト９００を中心に回転する。その結果、冷却フランジ９０２に設けられた流体継手９２８，９３０は、混合容器１３０に対して常に同じ位置に保たれている。
【０２１４】
Ｅ−２．混合容器の冷却作用：
以上のような構成を有する第５実施例の混合脱泡機１００において、混合容器内の材料を冷却する方法について説明する。先ず、図２８に示すように、冷却シャフト９００底面のホースニップル９３２に冷却ホースをつなぎ、ポンプを用いて冷却水を供給する。すると、冷却水は冷却シャフト９００内部の冷却水通路を通って供給室９２４に供給され、流体継手９２８から供給側ホース９０４を経由して、保持器１３２に設けられた流体継手９０８から冷却ジャケット９１８内に供給される（図２７参照）。
【０２１５】
冷却ジャケット９１８内で混合容器１３０側面を冷却した冷却水は、保持器１３２に設けられた流体継手９１０から排出され、排出側ホース９０６を経由して流体継手９３０から冷却フランジ９０２内部の排出室９２６に流入する（図２８参照）。次いで、排出室９２６から、冷却シャフト９００内部の冷却水通路を通って、冷却シャフト９００底面のホースニップル９３４につながれた冷却ホースから排出される。
【０２１６】
上述した第５実施例の冷却構造においては、冷却フランジ９０２の流体継手９２８，９３０と混合容器１３０との位置関係は常に一定に保たれているので、混合容器１３０の公転中あるいは自転中のいずれにおいても、冷却ジャケット９１８に冷却水を循環させて、効率よく冷却することができる。
【０２１７】
また、図２７に示したように、容器ホルダ１３４の側面には大きな開口部９１４が設けられており、混合容器１３０の側面が冷却ジャケット９１８内の冷却水に直に接触する構造となっている。このため、混合容器１３０を自転させれば、容器外周面と冷却ジャケット内の冷却水との間に大きな相対速度差が生じるので、混合容器１３０の外周面を効率的に冷却することができ、延いては混合容器内の材料を効率よく冷却することができる。
【０２１８】
例えば、第５実施例の冷却機構と、ホモジナイザを用いた前述の第４実施例の分散機構とを組み合わせた場合、撹拌翼によって混合容器内部の材料には容器側面に沿った流動が生じ、一方、容器側面は本実施例の冷却機構によって効果的に冷却されている。すなわち、混合容器内部での材料の流動と、混合容器側面の効果的な冷却とが相まって、混合容器内の材料をたいへん効率よく冷却することができる。従って、混合容器内の材料の分散処理中に、摩擦熱で材料が二次凝集してしまうことがない。
【０２１９】
また、混合容器内に分散用のビーズを投入して分散処理をおこなう場合においても、第５実施例の冷却機構を適用すれば、混合容器の自転中あるいは公転中のいずれの場合でも、絶えず冷却水を供給して容器側面を効率よく冷却することが可能である。従って、分散処理中に生じる摩擦熱によって、分散させた材料が二次凝集してしまうことを回避することができる。
【０２２０】
Ｅ−３．変形例：
上述した第５実施例の冷却機構にも種々の変形例が存在する。以下、これら変形例について簡単に説明する。上述した第５実施例では、冷却水はポンプを用いて循環させるものとして説明したが、図２９に示すように、冷却ジャケット内部に対流翼９４０を設ければ、ポンプを用いない構成とすることができる。すなわち、混合容器１３０を自転させると、対流翼９４０が回転式のポンプのように作用するので、冷却水を循環させるためのポンプを別途設ける必要がなくなる。
【０２２１】
それほど大きな冷却能力が必要でない場合は、図３０に示すように、冷却ジャケットに冷却水を循環させるための流体継手を省略した構造とすることもできる。すなわち、図３０（ａ）に示すように、冷却ジャケット９１８内に所定量の冷却水を予め供給しておき、そこに、混合容器１３０をセットすると、図３０（ｂ）に示すように、混合容器１３０に押しのけられた冷却水が冷却ジャケット９１８を満たすようになる。この状態で、混合容器１３０を自転させれば、冷却ジャケット９１８内の冷却水によって混合容器側面を冷却しながら、混合脱泡作業を行うことができる。混合脱泡作業が終了したら、保持器３１２側面に向けた冷却水ドレン９４２から、冷却水を排出する。このようにすれば、複雑な機構を用いずに、混合容器側面を冷却しながら混合脱泡作業を行うことができる。それほど大きな冷却能力が必要でない場合は、かかる方法によっても、摩擦熱による材料の二次凝集を避けながら、効率的に分散作業を行うことができる。
【０２２２】
また、大きな冷却能力が必要でない場合は、容器ホルダ１３４の開口部９１４を設けない構造としても構わない。こうすれば、冷却ジャケット９１８は、保持器１３２と容器ホルダ１３４との間に形成されるので、保持器１３２と容器ホルダ１３４との間でのみ冷却水をシールすれば良く、シール構造を簡素化することができるので好ましい。
【０２２３】
Ｆ．第６実施例：
上述してきた各種の実施例においては、触媒スラリが完成したら触媒スラリを混合容器ごと、混合脱泡装置から取り外して下流工程に搬送するものとして説明したが、完成した触媒スラリを、混合容器から直接、下流工程に供給しても良い。こうすれば、触媒スラリに異物や不純物が混入するおそれが無くなり、安定した品質のスラリを下流工程に供給することができる。以下、このような第６実施例について説明する。
【０２２４】
図３１は、混合容器１３０から完成した触媒スラリを直接取り出す材料取出機構１００ｈの構造を示す説明図である。以下、図３１を参照しながら、材料取出機構１００ｈの構造を簡単に説明する。
【０２２５】
図３１に示すように、材料取出機構１００ｈは、大きくは、材料取出治具１０００と、材料取出治具１０００を上下方向に移動させるたのエアシリンダ１１００と、エアシリンダ１１００を支える支台１１０２とから構成されている。材料取出治具１０００は、密閉プレート１０２０にスラリ取出軸１０１０が突出され、軸の先端に撹拌翼１０１２が設けられた形状となっている。材料取出治具１０００の構造については別図を用いて詳述する。支台１１０２には、エアシリンダ１１００とガイドスリーブ１１０４が取り付けられている。ガイドスリーブ１１０４にはガイドポール１１０６が摺動自在に貫通しており、ガイドポール１１０６の先端はプレート１１０８に結合されている。プレート１１０８に設けられたシャフト１１１０の先端に材料取出治具１０００が取り付けられている。また、プレート１１０８にはモータ１１１２が設けられており、シャフト１１１０を回転駆動させることで、スラリ取出軸１０１０の先端に設けられた撹拌翼１０１２を回転させることが可能となっている。
【０２２６】
このような材料取出機構１００ｈは、前述した混合脱泡機１００の近傍に設置されている。完成した触媒スラリを取り出す際には、混合脱泡機１００の公転機構１００ｃを用いて混合容器１３０を材料取出機構１００ｈの下に位置決めした後、材料取出治具１０００を下降させ、後述するようにして混合容器１３０内からスラリを取り出すことができる。次工程へ触媒スラリを供給する便宜を考慮して、材料取出機構１００ｈは、混合脱泡機１００から見て、次工程が行われる方向に設けておくことが好ましい。
【０２２７】
図３２は、材料取出治具１０００を用いて、混合容器１３０から完成した触媒スラリを取り出す様子を示す説明図である。先ず、図３２を用いて、材料取出治具１０００の構造について説明する。材料取出治具１０００は、大きくは、密閉プレート１０２０と、密閉プレート１０２０を貫通するスラリ取出軸１０１０とから構成されている。混合容器１３０を位置決めした後、材料取出治具１０００全体を降下させると、密閉プレート１０２０のインロー部が混合容器１３０の内面にはまり込むようにして材料取出治具１０００が混合容器１３０に装着される。密閉プレート１０２０のインロー部にはＯ−リング１０２２が設けられており、密閉プレート１０２０を装着すると混合容器１３０内部は密封状態となる。
【０２２８】
スラリ取出軸１０１０は、ベアリング１０２４を介して密閉プレート１０２０に回転自在に取り付けられており、スラリ取出軸１０１０の上端はシャフト１１１０に結合されている。スラリ取出軸１０１０とシャフト１１１０とは、ローレットで結合されていて、モータ１１１２でシャフト１１１０を回転させるとスラリ取出軸１０１０も回転可能となっている。もちろん、スラリ取出軸１０１０とシャフト１１１０とを一体に形成しても構わない。また、スラリ取出軸１０１０と密閉プレート１０２０との間にはシール１０２６が設けられており、混合容器１３０内が気密構造に保たれている。尚、シャフト１１１０の途中には、カップリング１１１１が設けられている。カップリング１１１１は回転トルクを伝達して、シャフト１１１０とスラリ取出軸１０１０との回転軸の位置ズレを吸収することができる。このため、シャフト１１１０とスラリ取出軸１０１０との間で、回転軸が多少ずれていてもスラリ取出軸１０１０を安定して回転駆動することが可能となっている。
【０２２９】
スラリ取出軸１０１０は内部に通路１０１４が設けられていて、通路１０１４は密閉プレート１０２０内部に設けられた材料溜まり１０３０を介して配管継ぎ手１０３２に接続されている。また、密閉プレート１０２０の上面にはニップル１０２８が設けられていて、ニップル１０２８から混合容器１３０内に空気を供給することができる。
【０２３０】
以下に、材料取出治具１０００を用いて混合容器１３０から触媒スラリを取り出す方法について説明する。先ず、図３２に示すように材料取出治具１０００を混合容器１３０に装着し、密閉プレート１０２０上部のニップル１０２８から、混合容器１３０内に圧縮空気を導入する。前述したように、密閉プレート１０２０を装着すると混合容器１３０は気密構造となっているので、容器内の触媒スラリは、圧縮空気の圧力によって、スラリ取出軸１０１０先端の取出口１０１６から内部の通路１０１４を上昇して、密閉プレート１０２０内部に設けられた材料溜まり１０３０に流入する。材料溜まり１０３０の両端にはシール１０２６が設けられていて、流入した触媒スラリがスラリ取出軸１０１０と密閉プレート１０２０との摺動部から洩れ出さないようになっている。材料溜まり１０３０には、配管継ぎ手１０３２が接続されている。このように、密閉プレート１０２０で気密構造にした混合容器１３０内に圧縮空気を導入することで、容器内の触媒スラリを、配管継ぎ手１０３２から次工程に圧送する。
【０２３１】
かかる方法によれば、混合容器１３０から完成した触媒スラリを直接、次工程に供給することができる。このため、次工程に供給するために完成した触媒スラリを他の容器などに移し替える際に、スラリ内に異物や不純物が混入するおそれを回避することができるので、製造品質を安定化することが可能となる。
【０２３２】
また、混合容器１３０内に圧縮空気を導入して、圧縮空気で容器内の触媒スラリを押し出しているので、異物や不純物を混入させることなく触媒スラリを圧送することができ、その分だけ品質を安定化することが可能となる。
【０２３３】
上述したように圧縮空気を用いて触媒スラリを圧送することとすれば、混合容器１３０から次工程に至るスラリの流路が単純な構成になるという利点もある。特に、触媒スラリは、液体中に粉体が懸濁した状態となっているので、複雑な流路にスラリを流すと、流路の途中の流れが僅かによどむ部分などで粉体が堆積してしまう場合があるが、流路を単純な構成とすれば、このようなおそれを容易に回避することが可能となる。
【０２３４】
もちろん、圧縮空気で押し出すのではなく、配管継ぎ手１０３２側に吸引ポンプを設けておき、混合容器１３０から触媒スラリを吸い出すといった方法を用いても良い。このような方法を使用すれば、圧縮空気の供給施設が無い場合にも、混合容器１３０から完成した触媒スラリを直接次工程に供給することができる。
【０２３５】
また、図３１および図３２に示したように、本実施例の材料取出治具１０００にはスラリ取出軸１０１０の先端に撹拌翼１０１２が設けられており、モータ１１１２で撹拌翼１０１２を回転させることが可能となっている。触媒スラリを長時間放置しておくと、懸濁している粉体が凝集して粉体が大きくなったり、あるいは粉体が沈殿したりする場合があるが、本実施例の材料取出治具１０００を用いれば、混合容器１３０内の触媒スラリを適宜、撹拌することができるので、粉体が凝集したり沈殿したりすることを回避することができる。もちろん、触媒スラリを撹拌しながら次工程に圧送することも可能である。材料取出治具１０００には、スラリ取出軸１０１０と撹拌翼１０１２とが一体に構成されているので、触媒スラリを取り出す場合にも、スラリを撹拌する場合にも、治具を付け替える必要がない。その分、触媒スラリに異物や不純物が混入することを回避することが可能となる。
【０２３６】
更に、図３２に示すように、本実施例の材料取出治具１０００は、スラリ取出軸１０１０が撹拌翼１０１２の回転軸を兼ねていて、スラリ取出軸１０１０の先端に取出口１０１６が設けられている。取出口１０１６をこのような位置に設けておけば、撹拌翼１０１２を回転させたときに混合容器１３０内に生じる撹拌流を取出口１０１６が阻害することがないので、容器内の触媒スラリを均一に撹拌することができる。もっとも、取出口１０１６は撹拌流を阻害しない位置に設けておけば、必ずしもスラリ取出軸１０１０の先端以外の箇所、例えばスラリ取出軸１０１０の側面に設けても構わない。
【０２３７】
もちろん、モータ１１１２を適切な仕様に変更して、撹拌翼１０１２で混合容器１３０内の材料を撹拌することによって、粉体材料の分散処理を行っても良い。あるいは逆に、前述した分散装置と材料取出治具とを一体に構成し、分散装置を適切な条件で駆動することで、混合容器内の触媒スラリを撹拌しても良い。こうすれば、混合脱朝装置１０全体を簡素な構成とすることができる。
【０２３８】
以上に説明した材料取出治具１０００には撹拌翼１０１２が設けられているものとしたが、もちろん、撹拌翼１０１２が設けられていなくてもよい。撹拌翼１０１２が無ければ、混合容器１３０中の触媒スラリを撹拌することはできないが、完成した触媒スラリを混合容器１３０から直接次工程に供給することで、スラリに異物や不純物が混入することを回避して、触媒スラリの品質を安定させることができる。
【０２３９】
また、以上の説明では、混合容器１３０に圧縮空気を導入して触媒スラリを加圧するものとしたが、圧縮空気に限らず、圧縮した気体を用いても良いのはもちろんである。尚、窒素ガスなどの不活性な気体であれば、圧縮空気と同様に好適に使用することができる。
【０２４０】
上述の説明では、材料取出治具１０００を降下させて混合容器１３０に装着するものとして説明したが、もちろん、混合容器１３０を上昇させて材料取出治具１０００に装着しても構わない。
【０２４１】
更には、材料取出治具１０００の一部、例えばスラリ取出軸の一部を混合容器に組み込んでおいて、密閉プレートを装着したときに混合容器に組み込まれているスラリ取出軸と密閉プレートとが結合して、一体の材料取出治具を構成するようにしても構わない。
【０２４２】
以上、各種の実施例について説明してきたが、本発明は上記すべての実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。
【０２４３】
例えば、上述した実施例では、いずれも空の混合容器を混合脱泡機１００に装着するものとしたが、一部の材料が入った混合容器を装着するものとしても構わない。
【０２４４】
また、上述のいずれの実施例においても、一種類の材料は一度に全量を供給するものとして説明した。しかし、同じ種類の材料を少しずつ撹拌しながら、複数回に分けて材料を供給しても構わない。こうすれば、例えば凝集しやすい粉体等も容易に撹拌することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の混合脱泡装置の概要を示す説明図である。
【図２】第１実施例の混合脱泡機の構造を示す説明図である。
【図３】本実施例で使用した材料供給機の構造を示す説明図である。
【図４】本実施例において混合容器を位置決めするための制御概要を説明するための説明図である。
【図５】第１実施例の混合脱泡装置において、混合容器を位置決めする位置を示す説明図である。
【図６】第１実施例の混合脱泡装置を用いて行われる混合脱泡作業の一例として、触媒用スラリを製造する作業の流れを示すフローチャートである。
【図７】第１実施例の混合脱泡装置における変形例として、混合容器を位置決めする位置を示す説明図である。
【図８】第２実施例の混合脱泡装置において、混合容器が直立している様子を示す説明図である。
【図９】第２実施例の混合脱泡装置において、容器チルトの動作を示す説明時である。
【図１０】第２実施例の混合脱泡装置において、混合容器を位置決めする位置を示す説明図である。
【図１１】第２実施例の混合脱泡装置において、直立している混合容器を傾斜させて、撹拌あるいは混合脱泡を行う手順を示すフローチャートである。
【図１２】第３実施例の混合脱泡装置において使用される蓋付き混合容器の形状を示す説明図である。
【図１３】第３実施例の混合脱泡装置において混合容器の蓋を自動で脱着する蓋脱着機の形状を示す説明図である。
【図１４】第３実施例の混合脱泡装置において混合容器の蓋を自動で脱着する様子を示す説明図である。
【図１５】第３実施例の混合脱泡装置において、混合脱泡作業を制御する制御システムの概要を示す説明図である。
【図１６】第３実施例の混合脱泡装置において、混合容器を位置決めする位置を示す説明図である。
【図１７】第３実施例の混合脱泡装置を用いて行われる混合脱泡作業の一例として、触媒用スラリを製造する作業の流れを示すフローチャートである。
【図１８】第３実施例の混合脱泡装置を用いて触媒用スラリを製造する際に、記憶されている混合脱泡プログラムを起動することによって行われる手順を示したフローチャートである。
【図１９】第３実施例の混合脱泡装置において、直立している混合容器を傾斜させ、蓋を脱着した後、撹拌あるいは混合脱泡を行う手順を示すフローチャートである。
【図２０】第４実施例の混合脱泡機の構造を示す説明図である。
【図２１】第４実施例の混合脱泡装置で使用する超音波式分散装置の構造を示す説明図である。
【図２２】第４実施例の混合脱泡装置において混合容器を自転させながら容器内の材料を分散させている様子を示す説明図である。
【図２３】第４実施例の混合脱泡装置の第１の変形例を示す説明図である。
【図２４】第４実施例の混合脱泡装置の第２の変形例を示す説明図である。
【図２５】第４実施例の混合脱泡装置の第３の変形例を示す説明図である。
【図２６】第５実施例の混合脱泡機の構造を示す説明図である。
【図２７】第５実施例の混合脱泡装置の冷却ジャケットの構造を示す断面図である。
【図２８】第５実施例の混合脱泡装置の冷却ハウジングの構造を示す断面図である。
【図２９】第５実施例の混合脱泡措置の変形例を示す説明図である。
【図３０】第５実施例の混合脱泡装置の他の変形例を示す説明図である。
【図３１】第６実施例の材料取出機構を示す説明図である。
【図３２】材料取出治具の構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…混合脱泡装置
２０…材料供給機
１００…混合脱泡機
１００ａ…支台
１００ｂ…保持機構
１００ｃ…公転機構
１００ｄ…自転機構
１００ｅ…直立機構
１０２…ベース
１０４…ロアプレート
１０６…支柱
１１０…センターシャフト
１１２…アウタースリーブ
１１４…公転用プーリ
１１６…公転用モータ
１１８…プーリ
１２０…駆動ベルト
１２２…アーム
１２３…支点
１２４…バランサ
１３０…混合容器
１３２…保持器
１３４…容器ホルダ
１３６…摩擦プーリ
１３７…直立プーリ
１３８…スプリングアーム
１４０…自転用プーリ
１４１…直立自転用プーリ
１４２…自転用モータ
１４４…プーリ
１４６…駆動ベルト
１４８…アッパープレート
１５０…油圧シリンダ
１５２…ピストン
１５４…ガイド連結バー
１５６…ガイド
１５８…ガイドブッシュ
２００…材料供給機
２０２…ホッパ
２０４…スリーブ
２０６…スクリュー
２０８…モータ
２１０…材料供給口
２２０，２２２，２２４，２２６，２２８…材料供給機
３００…制御盤
３０２…電源部
３０４…インバータ
３０６…電流制御部
３０８…速度制御部
３１０…位置制御部
３１２…エンコーダ
３１４，３１６…電流検出器
４００…容器チルト
４０２…エアシリンダ
４０４…ピストン
４０６…プレート
５００…混合容器
５０２…混合容器本体
５０３…フランジ
５０４…蓋
５０５…ノブ
５０６…蓋押さえ
５０６ａ…蓋押さえ本体
５０６ｂ…ローラ
５０６ｃ…シャフト
５０６ｄ…バネ
６００…蓋脱着機
６１０…蓋脱着治具
６１２…スリーブ
６１４…フランジ押さえ
６１５…スプリング
６１６…蓋脱着治具
６２０…アクチュエータユニット
６３０…スタンド
６４０…終了表示ランプ
７００…ＥＣＵ
７０２…ＣＰＵ
７０４…ＲＯＭ
７０６…ＲＡＭ
７０８…ＰＩＯ
７１０…操作盤
７２０…公転用モータコントローラ
７２２…自転用モータコントローラ
７２４…油圧シリンダコントローラ
７２６，７２８，７３０，７３２，７３４…材料供給機コントローラ
７３６…容器チルトコントローラ
７３８…蓋脱着機コントローラ
８００…ホモジナイザ
８０２…超音波振動部
８０４…振動子
８０６…エアシリンダ
８０８…支台
８１０…ガイドポール
８１２…ガイドスリーブ
８１４…スリーブ
８１６…容器ガイド
８１８…撹拌翼
８２０…プレート
８２２…流動孔
９００…冷却シャフト
９０２…冷却ハウジング
９０４…供給側ホース
９０６…排出側ホース
９０８…流体継手
９１０…流体継手
９１２…ベアリング
９１４…開口部
９１６…ボルト
９１８…冷却ジャケット
９２０…シール部材
９２２…ベアリング
９２４…供給室
９２６…排出室
９２８…流体継手
９３０…流体継手
９３２…ホースニップル
９３４…ホースニップル
９４０…対流翼
９４２…冷却水ドレン
１０００…材料取出治具
１０１０…スラリ取出軸
１０１２…撹拌翼
１０１４…通路
１０２０…密閉プレート
１０２２…Ｏ−リング
１０２４…ベアリング
１０２６…シール
１０２８…ニップル
１０３０…材料溜まり
１０３２…配管継ぎ手
１１００…エアシリンダ
１１０２…支台
１１０４…ガイドスリーブ
１１０６…ガイドポール
１１０８…プレート
１１１０…シャフト
１１１１…カップリング
１１１２…モータ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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