JP2015003300A - 自転・公転式の撹拌・脱泡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被混練物を自転と公転とによる二重の遠心力に加えて自転中心軸を中心とする歳差運動（首振り状に回転）を作用させて全体が混練される自転・公転式の撹拌・脱泡装置において、自転回転板を高速で回転可能として、粘性の高い被混練物についても対応可能とする。【解決手段】自転軸Ｂが公転軸Ａと垂直方向に平行であるとともに自転回転体２はその下方において上下方向に配置された複数の中空状のベアリング軸受７２，７２により形成されるシリンジ容器装着空間７３を形成して公転回転体１に支持されており、自転回転体２の中心部より外れた位置に自転軸Ｂを交差して傾斜状態でシリンジ容器装着空間７３に貫通するシリンジ容器支持孔８，８が形成されている【選択図】図１

Description

本発明は、被混練物を公転ならびに自転させることにより複合遠心力を用いて被混練物を混連する自転・公転式の撹拌・脱泡装置に関するものである。

従来、被混練物を公転ならびに自転させることにより複合遠心力を用いた自転・公転式の撹拌脱泡装置が知られており、例えば高粘度物質のように通常の撹拌作業では混練しにくい被混練物についても短時間で確実に混練され、且つ脱泡作用もあることから、各種の分野において使用されている。

特に、近頃、この種の撹拌・脱泡装置は、例えばプリント回路基板による電気回路装置の製造においてプリント配線部に対して半導体デバイスを接続する半田付けのために用いられるソルダーペーストや各種の製造過程で用いられるエポキシ樹脂接着剤、コーテング剤のようにきわめて粘性の高い混練剤をシリンジに充填した被混練物を使用に際して混練・脱泡するのに用いられている。

ところが、前記被混練物は高粘度であることから従来から用いられている被混練物を自転軸に沿って配置する形式の自転・公転式の撹拌・脱泡装置では特定の一部しか混練させることができなかった。

そこで、公転軸（基準軸）を中心として水平面内で回転する公転回転体と、前記公転回転体の回転中心から径方向位置に設けた自転軸を中心として回転する自転回転体に被混練物を収納した縦長の被混練物収納容器を前記自転軸に対して斜めに配置することにより自転と公転とによる二重の遠心力に加えて歳差運動（首振り状に回転）して上下方向にも大きな混練作用による移動運動が作用して全体が混練される自転・公転式の撹拌・脱泡装置が提案されており、たとえば、特開平６−３４３９１３号公報などに提示されている。

前記特開平６−３４３９１３号公報に提示されている自転・公転式の撹拌・脱泡装置は、図６に示すように公転軸（基準軸）Ａを中心として水平面内で例えば電動機５により回転する公転回転体１と、前記公転回転体１の回転中心から径方向位置に設けた自転軸Ｂを中心として回転する自転回転体２に被混練物を収納した縦長の被混練物収納容器９の中心軸Ｃを前記自転軸Ｂに対して斜めに配置したものであり、それまでの自転軸Ｂを中心として被混練物を収納した被混練物収納容器９の中心軸Ｃを同軸に配置した自転・公転式の撹拌・脱泡装置（図示せず）に比べて歳差運動による上下方向への移動による混練作用により大きな攪拌力と脱泡効果を発揮させることができるという利点を有している。

ところが、この公報に提示されている従来の自転・公転式の撹拌・脱泡装置は、被混練物収納容器９が柱状を呈する支持体（シャフト）９３の頂部に支持するものである。

ところで、例えばシリンジに収納されたペースト状を呈する高粘性の被混練物を対象とする場合には公転回転体を例えば２，０００ｒｐｍを超える高速回転をさせる必要であることが一般に知られており、前記公報に提示されているような被混練物収納容器９の下部を柱状を呈する支持体（シャフト）９３により支持するような自転回転体２への取り付け手段では構造上から５００〜６００ｒｐｍ程度が限界であって必要な高速回転に耐えることができない、という問題がある。

特開平６−３４３９１３号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、被混練物を自転と公転とによる二重の遠心力に加えて自転中心軸を中心とする歳差運動（首振り状に回転）を加えて公転による遠心力による上下方向への混練作用による移動運動を作用させて全体が混練される自転・公転式の撹拌・脱泡装置において、自転回転体を高速で回転可能として、粘性の高い被混練物についても対応可能なものを提供することを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明である自転・公転式の撹拌・脱泡装置は、公転軸（基準軸）を中心として水平面内で回転する公転回転体と、前記公転回転体の回転中心から径方向位置に設けた自転軸を中心として回転する自転回転体に被混練物を収納した縦長の被混練物収納容器を前記自転軸に対して斜めに配置する自転・公転式の撹拌・脱泡装置であって、前記自転軸は前記公転軸と垂直方向に平行であるとともに前記自転回転体はその下方において上下方向に配置された複数の中空状のベアリング軸受によりシリンジ容器装着空間を形成して前記公転回転体に支持されており、前記自転回転体の中心部より外れた位置に自転軸を交差して傾斜状態で前記シリンジ容器装着空間に貫通するシリンジ容器支持孔が形成されていることを特徴とする。

また、本発明において、前記自転回転体に装着されるシリンジ容器における歳差運動の支点が長さ方向の中心位置よりも上方に位置することにより、歳差運動を効率よく行うことができる。

更に、前記被混練物が縦長のシリンジに収納されているとともに、前記被混練物収納容器は、上端に開閉可能な蓋体を備えた開口部を形成した縦長のシリンジに収納されているとともに、前記開口部において前記シリンジに収納されている被混練物を出し入れ可能に収納することにより安定した状態で被混練物を支持して高速の回転に対応することができる。

本発明によれば、被混練物収納容器の歳差運動による上下方向への移動による混練作用が行えるとともにシリンジに収容されている被混練物を上下方向に配置された複数の中空のベアリング軸受内に形成されたシリンジ容器装着空間に配置可能に自転回転体に形成した斜めの支持孔に支持させることにより自転軸を中心とする自転回転体を高速で回転させることを可能として、粘性の高い被混練物についても対応可能なものを提供することができる。

本発明の好ましい実施の形態を示す説明図。 図１に示した実施の携帯における一部を省略した平面図。 図１に示した実施の形態に使用可能な被混練物とその被混練物収納容器を示す説明図。 図１に示した実施の形態における歳差運動の説明図。 図１に示した実施の形態における脱泡状態を示す説明図。 従来例を示す説明図。

図１および図２は本発明の好ましい実施の形態を示すものであり、自転・公転式の撹拌・脱泡装置は、基台４に設置された電動機５の回転軸に回転調節器５１を介して公転軸Ａを構成する回転軸６が立設されている。この回転軸６は中心軸６１とその周囲に配置した管状軸６２の二重軸構造であり、前記管状軸６２に円板状の公転回転体１が水平に回転可能に固着されており、前記中心軸６１は前記公転回転体１を貫通するとともに前記公転回転体１の上面に沿って配置した平歯車からなる回転歯車６３が固着されていて、前記公転回転体１と回転歯車６３はそれぞれ別々に速度制御が可能とされている。

また、前記公転回転体１は中心に配置した回転軸６（公転軸Ａ）を挟んで所定の距離を隔てた径方向の対称位置に嵌挿孔１１，１１が形成されているとともに、これらの嵌挿孔１１，１１には軸受７，７を介して自転回転体２，２が回転自在に嵌挿配置されている。

そして、前記自転回転体２，２は、上部に前記公転回転体１の回転軸６に固着した回転歯車６３に噛み合う回転歯２１，２１を外周に配置して前記回転軸６に固着した回転歯車６３の回転が回転歯２１，２１を介して伝達することで前記公転回転体１の駆動力により自転回転体２，２が回転する構成である。

前記自転回転体２，２は、中央に後述の被混練物１０を収容した縦長管状の被混練物収納容器９を支持する支持孔８が形成されている。特に、前記支持孔８はその中心軸Ｃが自転回転体２の中心に位置する自転軸Ｂに対して所定の傾斜角度（例えば２０度前後）に交差して形成される。

また、本実施の形態では、前記軸受７，７は、公転回転体１の嵌挿孔１１，１１において下面に沿って垂設された管状の支持部７１とその内部に配置された前記自転回転体２から垂設された上下方向に配置した一対の管状を呈するベアリング軸受７２，７２により形成されており、被混練物を支持させた状態でも例えば２，５００ｒｐｍ以上でも安定した状態で回転可能としている。

図３は本実施の形態に使用される被混練物１０および被混練物収納容器９を示すものであり、特に使用に適した被混練物１０は例えばプリント配線部に対して半導体デバイスを接続する半田付けのために用いられるソルダーペーストや各種の製造過程で用いられるエポキシ樹脂接着剤、コーテング剤のように縦長のシリンジに充填されたきわめて粘性の高いものであり、これを収納する被混練物収納容器９は、被混練物１０を収納する頂部開口の収納容器本体９１と前記収納容器本体に例えばねじ嵌合により被冠される蓋体９２とからなり、前記収納容器本体９１は前記自転回転体２の中心に位置する自転軸Ｂに対して所定の傾斜角度（例えば７０度前後）に交差して形成される支持孔８，８に嵌挿可能な外径を有しているとともに被冠される蓋体９２はそれよりも大径である。

従って、本実施の形態では、図１および図２に示すように蓋体９２の下面が当接するまで支持孔８，８に差し込むことにより被混練物１０が自転回転体２に装着される。特に、本実施の形態では、被混練物収納容器９（被混練物１０）が前記支持孔８に長さ方向の中心よりも上方位置で嵌挿支持されるとともに前記自転回転体２に配置される被混練物収納容器９の重心位置Ｇが前記ベアリング軸受７２，７２内にあることによりきわめて安定した状態で高速での歳差運動を可能にすることができる。

以上の構成を有する本実施の形態は、シリンジに収納されたペーストなどの粘性の高い被混練物１０を収納した被混練物収納容器９，９を自転回転体２に形成した支持孔８，８に蓋体９２が自転回転体２の頂面に接するまで差し込み支持させ、電動機５を所定の速度で回転させて公転回転体１を回転させるとともに回転歯車６３を回転させて噛み合う回転歯２１，２１を外周に配置した自転回転体２を高速で回転させる。

このとき、本実施の形態では被混練物収納容器９，９（被混練物１０，１０）は図４（ａ）に示したようにその上部において自転回転体２に支持されるとともに重心位置Ｇが前記図１に示したように軸受７内に配置されることから前記従来の１，０００ｒｐｍ程度であったものが２，０００〜３，０００ｒｐｍの高速で回転させることができることになった。

また、本実施の形態は、図４（ｂ）に示す被混練物収納容器９（被混練物１０）を長さ方向の中央部分で自転回転体２に支持するような従来の自転・公転式の撹拌・脱泡装置と異なり、図４（ａ）に示すように被混練物収納容器９（被混練物１０）が上方において支持されるので被混練物収納容器９（被混練物１０）の全体、特に下方において大きな歳差運動が期待できる。

尚、図４（ｃ）のように被混練物収納容器９（被混練物１０）をその下方において自転回転体２に支持させることも可能であるが、前述のように機構的に自転回転体２を高速で回転させる手段が困難である。

また、本発明は、高粘性材を撹拌するとともに撹拌時に被混練物１０内の微泡を脱泡させることも重要なことであり、特に、撹拌に関しては被混練物１０を上下方向に移動させる力は自転回転体２への支持角度を垂直方向から水平方向へ近づけるほど大きくなり、垂直に近づくほど弱くなり、支持角度を大きくする方が低回転でも上下方向への移動が可能になる。即ち、被混練物１０を混練する力は水平に近づけて公転軸回転体１の遠心力を大きくして自転回転体２の回転速度を遅くした方が強くなるが、脱泡に関しては垂直に近づけるほど気泡を押し出しやすくする。

図５（ａ）は本実施の形態における公転軸Ａに対する被混練物１０の支持角度（ほぼ７０度）を示すものであり、図５（ｂ）の前記図６に示した従来例の支持角度（ほぼ４５度）とについて脱泡性能について比較したところ、例えば被混練物１０として硬化前のエポキシ接着剤を用いて２，０００ｒｐｍで回転させたところ、本実施の形態の場合にはほぼ５分間の公転で気泡がほぼ消失したが従来例については６分間の公転であっても殆ど脱泡効果がみられなかった。これらのことにより、公転軸Ａ（自転軸Ｂ）に対する支持角度は７０度程度が好ましいことが確認された。

尚、本実施の形態では、公転回転体１にその回転中心（公転軸Ａ）を挟んでその対象位置に一対の自転回転体２，２を設けた構成としたが、従来周知のこの種の自転・公転式の撹拌・脱泡装置において採用されているように、自転回転体２の数や配置は限定されるものでなく、例えばバランス重りを用いるなど公転回転体１が公転軸Ａを中心として偏位することなく高速での回転に支障を生じない構成であればよい。

また、本実施の形態では、従来の自転・公転式の撹拌・脱泡装置では撹拌し難い例えばシリンジに収容されたペースト状の被混練物１０について使用する場合を示したが、例えばシリンジ等に収容されていない従来周知の被混練物を被混練物収納容器９に直接収容するような場合にも高性能を発揮させることができることはいうまでもない。

更に、本実施の形態では被混練物収納容器９は自転回転体２に形成した斜めの支持孔８に収納容器本体９１を大径の蓋体９２が当接するまで差し込むだけで回転時には斜め下方への遠心力により特に固定することなしに抜脱可能に支持させることが可能であるが、収納容器本体９１と支持孔８との間に例えばばね嵌合等による解除付きの固定手段を配置するなど他の手段も適用可能である。

尚、本実施の形態では、前記自転回転体２は、中心軸６１に付設した回転歯車６３に噛み合う回転歯２１，２１を外周に配置して前記回転軸６１に付設した歯車６３は公転回転体１の回転により回転歯２１，２１を介して伝達することで前記公転回転体１の駆動力により自転回転体２，２が回転する構成としたので、自転・公転式の撹拌・脱泡装置をコンパクトに且つ少ない部品で効率よく構成できるなどの利点を有しているが、本発明は、これに限らず、例えば自転回転体２を歯車ではなくベルト伝動など他の伝動手段を用いて、或いは個別の駆動手段を用いるなど他の駆動手段を用いることができることは言うまでもない。

１ 公転回転体、２ 自転回転体、５ 電動機、６ 回転軸、７ 軸受、８ 支持孔、９ 被混練物収納容器、１０ 被混練物、１１ 嵌挿孔、２１ 回転歯、６３ 回転歯車、Ａ 公転軸、Ｂ 自転軸、Ｃ 中心軸

Claims (3)

1. 公転軸（基準軸）を中心として水平面内で回転する公転回転体と、前記公転回転体の回転中心から径方向位置に設けた自転軸を中心として回転する自転回転体に被混練物を収納した縦長の被混練物収納容器を前記自転軸に対して斜めに配置する自転・公転式の撹拌・脱泡装置であって、
   前記自転軸は前記公転軸と垂直方向に平行であるとともに前記自転回転体はその下方において上下方向に配置された複数の中空状のベアリング軸受によりシリンジ容器装着空間を形成して前記公転回転体に支持されており、前記自転回転体の中心部より外れた位置に前記自転軸に交差して傾斜状態で前記シリンジ容器装着空間に貫通するシリンジ容器支持孔が形成されていることを特徴とする自転・公転式の撹拌・脱泡装置。
2. 前記自転回転体に装着されるシリンジ容器における歳差運動の支点が長さ方向の中心位置よりも上方に位置することを特徴とする請求項１記載の自転・公転式の撹拌・脱泡装置。
3. 前記被混練物が上端に開閉可能な蓋体を備えた開口部を形成した縦長のシリンジに収納されているとともに、前記開口部において前記シリンジに収納されている被混練物を出し入れ可能に収納することを特徴とする請求項１または２記載の自転・公転式の撹拌・脱泡装置。