粉粒体材料混合装置
【課題】簡易な構造でありながら、粉粒体材料を十分に混合し得る粉粒体材料混合装置を提供する。
【解決手段】粉粒体材料混合装置１は、上部に投入口１２ａ，１３ａ、下部に排出口１４ａを有した横向き筒状の混合槽１０と、一対の攪拌翼３４，３７を有し、前記混合槽内で略水平に支持された攪拌軸３０とを備えている。前記一対の攪拌翼には、粉粒体材料の通過を可能とする材料通過孔３６，３９がそれぞれ開設され、これら一対の攪拌翼は、逆スパイラル状とされて軸方向に沿って配置されるとともに、軸廻りに位相をずらして前記攪拌軸にそれぞれ固着されている。
【解決手段】粉粒体材料混合装置１は、上部に投入口１２ａ，１３ａ、下部に排出口１４ａを有した横向き筒状の混合槽１０と、一対の攪拌翼３４，３７を有し、前記混合槽内で略水平に支持された攪拌軸３０とを備えている。前記一対の攪拌翼には、粉粒体材料の通過を可能とする材料通過孔３６，３９がそれぞれ開設され、これら一対の攪拌翼は、逆スパイラル状とされて軸方向に沿って配置されるとともに、軸廻りに位相をずらして前記攪拌軸にそれぞれ固着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体材料混合装置に関し、詳しくは、筒状の混合槽内に貯留した粉粒体材料を、攪拌翼によって攪拌して混合する粉粒体材料混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、主材と添加剤、或いは異なる二種類の粉粒体材料、バージン材と粉砕材等を、筒状の混合槽内において、攪拌翼によって攪拌して混合する混合装置が知られている。
下記特許文献１では、螺旋状の攪拌翼の軸を混合槽外の駆動装置により回転させるようにした粉粒体の混合装置が提案されている。
該混合装置は、上記攪拌翼に複数個の孔を開穿すると共に、その軸を傾斜させた構成としている。また、該混合装置は、粉粒体を斜上方に押上げる方向に攪拌翼を回しつつ、その孔より該粉粒体を逆流させることによって混合を促進する構成としている。
【特許文献１】特公昭５８−２７９７７号公報（第２図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載された混合装置では、攪拌翼を有した軸は、混合槽内において傾斜させて支持されており、また、該攪拌翼は、該軸の回転によって、粉粒体を斜上方に押上げる方向に回転される螺旋状のものとされている。
このような構成によれば、上記軸や、該軸を回転させるモーター等への負荷が比較的、大きくなるという問題があった。すなわち、上記螺旋状の攪拌翼の推力によって斜め上方に粉粒体が押上げられることにより、該攪拌翼は、その反力を受けることとなるから、軸やモーターへの負荷が高くなるという問題があった。
また、上記のように軸を傾斜させて支持する構造となっているので該軸を内装する混合槽も斜めに配置する必要があり、装置の構造が複雑化するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、簡易な構造でありながら、粉粒体材料を十分に混合し得る粉粒体材料混合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明に係る粉粒体材料混合装置は、上部に投入口、下部に排出口を有した横向き筒状の混合槽と、一対の攪拌翼を有し、前記混合槽内で略水平に支持された攪拌軸とを備え、前記一対の攪拌翼には、粉粒体材料の通過を可能とする材料通過孔がそれぞれ開設され、逆スパイラル状とされて軸方向に沿って配置されるとともに、軸廻りに位相をずらして前記攪拌軸にそれぞれ固着されていることを特徴とする。
【０００６】
ここに、上記粉粒体材料は、粉体・粒体状の材料を指すが、これに限らず、微小薄片状や短繊維片状、スライバー状の材料等を含む。
また、上記材料は、主に、合成樹脂材等の樹脂ペレットや、樹脂繊維片、各種添加剤等を指すが、これに限らず、金属材料や木質材料、薬品材料、食品材料等であってもよい。
【０００７】
また、本発明に係る前記粉粒体材料混合装置においては、前記投入口を、独立した２つの投入口としてもよい。
また、本発明に係る前記粉粒体材料混合装置においては、前記排出口を、前記混合槽の下部の略中央部に設けるようにしてもよい。
【０００８】
また、本発明に係る前記粉粒体材料混合装置においては、前記混合槽の一端部に、前記攪拌軸の一端部を回転自在に支持する軸受部を有した蓋部材を着脱自在に取り付けたものとし、該蓋部材を脱離させることによって、該攪拌軸を前記混合槽から取外し自在としてもよい。
【０００９】
また、本発明に係る前記粉粒体材料混合装置においては、前記一対の攪拌翼のそれぞれを、同枚数の板状羽根部材を、前記攪拌軸の周方向に沿って、均等配置した構造としてもよい。
上記構成とされた粉粒体材料混合装置においては、前記位相のずれを、１８０を、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数で除して得た値の角度としてもよい。
上記各構成とされた粉粒体材料混合装置においては、前記板状羽根部材のそれぞれが、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数を、２倍した値の逆数の巻き数を構成するよう、前記攪拌軸に固着された構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る前記粉粒体材料混合装置では、上記攪拌軸が有する一対の攪拌翼は、逆スパイラル状とされて軸方向に沿って配置されるとともに、軸廻りに位相をずらして前記攪拌軸にそれぞれ固着されている。従って、上記攪拌軸を、所定の一方向に回転させることで、混合槽内に貯留されている粉粒体材料を、各攪拌翼によって、混合槽の中央に向けて移送させることができ、さらに、位相のずれにより、他方の攪拌翼の領域内へと移送させることができる。すなわち、上記構成により、混合槽内に貯留されている粉粒体材料は、一方の攪拌翼によって、中央に向けて移動しながらも軸廻りに移動して、空間が形成され、その空間内に、他方の攪拌翼によって、粉粒体材料が移動するような挙動を繰り返す。これにより、混合槽内の粉粒体材料を、軸方向に沿って、大きく移動させながら混合することができる。
また、上記一対の攪拌翼には、粉粒体材料の通過を可能とする材料通過孔がそれぞれ開設されているので、上記攪拌軸の回転に伴って、混合槽内の粉粒体材料は、攪拌翼の材料通過孔を通過して、該攪拌軸の軸廻りを移動し、混合がなされる。
上記のように、混合槽内に貯留されている粉粒体材料は、軸方向及び軸廻りに大きく移動しながら混合がなされるので、比較的、短時間で均一かつ十分に混合がなされる。
【００１１】
また、混合槽内の粉粒体材料は、上記のように、軸廻りの移動を伴って、軸方向に大きく移動し、混合がなされるので、上部の投入口及び下部の排出口を設ける位置の自由度が高まる。これにより、当該粉粒体材料混合装置を、例えば、粉粒体材料の供給システムや加工システム等に組み込む場合に、上部の投入口や下部の排出口の配設位置を、システム全体の配置態様に合わせることができ、汎用性の高いものとなる。
さらに、上記特許文献１に記載された従来の混合装置のように、混合槽及び軸を斜めに配置する必要がないので、当該装置の構造を簡易なものとできるとともに、攪拌軸等への負担等も低減される。
【００１２】
本発明に係る前記粉粒体材料混合装置において、前記投入口を、独立した２つの投入口とすれば、異なる２種類の材料（バージン材と粉砕材や、バージン材とマスターバッチ、添加剤等）を混合する際に、個別に投入することができる。
これにより、例えば、一つの投入口から混合槽内に２種類の材料を投入するものと比べて、各材料の配合量等のログデータを、容易かつ確実に収集できる。
【００１３】
本発明に係る前記粉粒体材料混合装置において、前記排出口を、前記混合槽の下部の略中央部に設けるようにすれば、上述のように、混合槽内に貯留された粉粒体材料は、上記一対の攪拌翼によって、攪拌、混合されながら、徐々に、中央に向けて移送されるので、略中央部に設けられた排出口より、その排出がスムーズになされる。
【００１４】
本発明に係る前記粉粒体材料混合装置において、前記混合槽の一端部に、前記攪拌軸の一端部を回転自在に支持する軸受部を有した蓋部材を着脱自在に取り付けたものとし、該蓋部材を脱離させることによって、該攪拌軸を前記混合槽から取外し自在とすれば、攪拌軸及び混合槽内の清掃を容易に行うことができる。これにより、材料替え等の際における清掃作業の簡便化が図られる。
【００１５】
本発明に係る前記粉粒体材料混合装置において、前記一対の攪拌翼のそれぞれを、同枚数の板状羽根部材を、前記攪拌軸の周方向に沿って、均等配置した構造とすれば、均等配置しない構成としたものと比べて、混合槽内における軸方向に沿う粉粒体材料の移動が、安定してなされる。
また、上記構成とされた粉粒体材料混合装置において、前記位相のずれを、１８０を、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数で除して得た値の角度とすれば、軸方向に沿う粉粒体材料の移動が、より効果的かつ安定的になされ、混合性を高めることができる。
さらに、上記各構成とされた粉粒体材料混合装置において、前記板状羽根部材のそれぞれが、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数を、２倍した値の逆数の巻き数を構成するよう、前記攪拌軸に固着された構成にすれば、軸方向に沿う粉粒体材料の移動が、より効率的になされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、いずれも第１実施形態に係る粉粒体材料混合装置を模式的に示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、概略平面図、図２（ａ）、（ｂ）は、いずれも同粉粒体材料混合装置を示し、（ａ）は、概略左側面図、（ｂ）は、一部分解概略左側面図である。
図３（ａ）〜（ｃ）は、いずれも同粉粒体材料混合装置が備える攪拌軸の一例を示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、（ａ）の状態から軸廻りに４５度回転させた状態を示す概略正面図、（ｃ）は、（ａ）の状態から軸廻りに９０度回転させた状態を示す概略正面図である。
図４（ａ）〜（ｅ）は、いずれも同攪拌軸を説明するための説明図であり、（ａ）は、概略左側面図、（ｂ）は、概略右側面図、（ｃ）は、図３（ａ）におけるＸ１−Ｘ１線矢視概略縦断面図、（ｄ）は、図３（ａ）におけるＸ２−Ｘ２線矢視概略縦断面図、（ｅ）は、攪拌翼を構成する板状羽根部材の概略展開平面図である。
尚、図４（ｃ）では、後記する駆動側攪拌翼の図示を省略している。
【００１７】
本実施形態に係る粉粒体材料混合装置１は、図１及び図２に示すように、大略的に、横向き筒状の混合槽１０と、該混合槽１０内で回転自在に支持された攪拌軸３０と、該攪拌軸３０を回転駆動するための駆動部４０と、該混合槽１０の排出口１４ａを開閉するための開閉手段５０とを備えている。
上記混合槽１０は、横向き円筒形状とされた筒状本体１１と、該筒状本体１１の一端部に形成された開口を閉塞する蓋部材２０とを備えている。
【００１８】
上記筒状本体１１の上部には、２つの独立した材料投入管１２，１３が連結されており、これら材料投入管１２，１３の下端の混合槽１０内に臨む開口が、それぞれ投入口１２ａ，１３ａを構成する。
上記筒状本体１１の下部には、当該粉粒体材料混合装置１を、他の装置等に対して、固定等するためのベース部１４と、該ベース部１４の下部に連設された材料排出管１５とが設けられている。
上記ベース部１４には、上端が混合槽１０内に臨む開口孔が開設されており、該開口孔が排出口１４ａを構成する。本実施形態では、該排出口１４ａは、混合槽１０の下部の駆動部４０側近傍の端部に開設されている。
上記排出口１４ａと、上記材料排出管１５とは、後記する開閉手段５０を介して連通されている。
【００１９】
上記筒状本体１１の他端部には、後記する攪拌軸３０に連結される連結軸１７（図２（ｂ）参照）を軸支する軸受部１６が付設されている。
上記連結軸１７の先端部は、四角柱形状とされ、筒状本体１１の他端部壁１１ｂから混合槽１０内に向けて突出している。
また、上記筒状本体１１の上記開口の外周部には、図２（ｂ）に示すように、三つのスイングボルト部１８が等間隔を空けて固設されている。
該スイングボルト部１８は、スイング自在に構成された雄ネジを有しており、該雄ネジと、雌ネジ穴を有した摘み操作部１９とを螺合させることで、後記する蓋部材２０を筒状本体１１の開口に対して着脱自在に取り付けるようにしている。
【００２０】
上記蓋部材２０は、図２に示すように、蓋本体２１と、該蓋本体２１の外周縁部に、半径方向外方に向けて延出するように設けられた三つの連結固定板２２と、該蓋本体２１の略中央に設けられ、後記する攪拌軸３０の一端部３３を回転自在に軸支する軸受部２３とを備えている。
上記連結固定板２２は、上記スイングボルト部１８に合わせた位置に、それぞれ設けられている。また、該連結固定板２２には、上記スイングボルト部１８の雄ネジを受入れるための切欠部が形成されている。
【００２１】
上記構成とされた混合槽１０によれば、後記する攪拌軸３０を、容易に混合槽１０内から脱離させることができる。
すなわち、図２（ａ）に示すように、蓋部材２０によって筒状本体１１の開口が閉塞された状態から、図２（ｂ）に示すように、蓋部材２０を脱離させる際には、摘み操作部１９を操作して、スイングボルト部１８との螺合状態を緩める。これにより、摘み操作部１９による連結固定板２２の規制が解除されて、該蓋部材２０を容易に筒状本体１１から脱離させることができる。また、蓋部材２０を脱離させた後に、後記する攪拌軸３０を、筒状本体１１から抜き出すことで、該攪拌軸３０を、筒状本体１１から容易に脱離させることができる。
このように、蓋部材２０を着脱自在とし、攪拌軸３０を取外し自在とすることによって、
攪拌軸３０及び混合槽１０内の清掃を容易に行うことができる。これにより、材料替え等の際における清掃作業の簡便化が図られる。
【００２２】
尚、上記蓋部材２０の筒状本体１１への取り付け固定は、上述のようなスイングボルト部１８によるものに限られず、当該蓋部材２０を、筒状本体１１に対して着脱自在に取り付け可能なものであれば、どのようなものでもよい。操作性の観点から、手動操作可能な操作部を有し、該操作部を操作することによって、蓋部材２０の筒状本体１１に対する着脱が可能な構成としてもよい。
【００２３】
上記攪拌軸３０は、図１（ａ）に示すように、一対の攪拌翼（蓋側攪拌翼３４及び駆動側攪拌翼３７）を有しており、上記混合槽１０内で略水平に支持されている。
また、該攪拌軸３０は、後記する各板状羽根部材３５，３８の外周縁部（軸方向に沿った縁部）が、図２（ｂ）の二点鎖線で示すように、所定のクリアランスを設けて、筒状本体１１の内周壁１１ａに近接して配置されている。
尚、攪拌軸３０の具体的構成の詳細については、後述する。
【００２４】
上記駆動部４０は、図１に示すように、モーター部４１と、所定の減速比に設定された減速部４２と、各種配線用のターミナルボックス４３とを備えている。
この駆動部４０は、上記筒状本体１１の他端部に付設された上記軸受部１６にフランジ接続されており、上記連結軸１７に、その駆動軸（出力軸、不図示）を連結させて、該連結軸１７を回転駆動する。
尚、駆動部４０の構成については、攪拌軸３０を回転駆動可能なものであればどのようなものでもよい。また、例えば、インバータ回路等を組み込んで、回転速度を可変としてもよい。
【００２５】
上記開閉手段５０は、シリンダ部５１と、該シリンダ部５１の前端部に付設された弁体ハウジング５２と、該シリンダ部５１の前端部から伸縮されるピストンロッド５３と、該ピストンロッド５３に連結されたスライド弁体５４とを有している。
該スライド弁体５４をスライドさせることで、上記排出口１４ａの開閉が可能とされている。
尚、開閉手段５０の構成については、上記排出口１４ａを開閉可能なものであれば、どのようなものでもよく、公知の開閉弁等を適用するようにしてもよい。
【００２６】
上記構成とされた粉粒体材料混合装置１では、混合槽１０の上部に設けられた上記投入口１２ａ，１３ａのそれぞれから、所定量の粉粒体材料（樹脂ペレットと各種添加剤、或いは、異なる二種類の粉粒体材料、バージン材と粉砕材等）を投入し、粉粒体材料を混合槽１０内に貯留させる。次いで、上記駆動部４０を駆動して、攪拌軸３０を回転させて、後記するように、混合槽１０内の粉粒体材料を攪拌して混合する。
この混合時間は、予め設定された所定時間とし、その所定時間が経過した後、上記開閉手段５０のスライド弁体５４をスライドさせて、上記排出口１４ａを開放して、混合済みの粉粒体材料を排出するようにしてもよい。また、この排出の際には、上記攪拌軸３０を回転させた状態で排出するようにすることが好ましい。これにより、混合槽１０内に貯留されて混合された粉粒体材料は、後記するように、軸方向に大きく移動するので、排出口１４ａから略全量が排出される。
【００２７】
このような粉粒体材料混合装置１は、例えば、上部の投入口１２ａ，１３ａに、各種材料が貯留された計量ホッパー等を連通接続し、また、上記材料排出管１５に一時貯留ホッパーや材料タンク等を連設させて構成される粉粒体材料の配合装置等に組み込むようにしてもよい。
このような配合装置等は、例えば、所定の配合比で配合して混合した混合済みの粉粒体材料を、次の処理工程である乾燥ホッパー、或いは、押出機や射出機等の樹脂成形機等に向けて供給する供給システムや加工システム等に組み込むようにしても良い。
【００２８】
次に、上記攪拌軸３０の具体的構成について、図３及び図４に基づいて説明する。
上記攪拌軸３０は、一端部３３が上記軸受部２３（図１参照）に回転自在に軸支された軸本体３１と、該軸本体３１の軸方向に沿って、近接して配置された蓋側攪拌翼３４及び駆動側攪拌翼３７と、該軸本体３１の他端部に連設され、上記連結軸１７（図１（ｂ）及び図２（ｂ）参照）に連結される連結部３２とを備えている。
上記連結部３２には、上記連結軸１７の四角柱形状とされた先端部が嵌め入れられる四角柱状に窪ませた連結凹部３２ａが設けられている。すなわち、この連結凹部３２ａと上記連結軸１７の先端部とを軸方向に沿って嵌合させることで、連結軸１７との連結がなされ、当該攪拌軸３０の回転がなされる。
また、上述のように、蓋部材２０を脱離させて攪拌軸３０を混合槽１０内から抜き出して脱離させた後に、当該攪拌軸３０を混合槽１０内に収容させて組み込む際には、上記連結凹部３２ａに、上記連結軸１７を嵌め入れることで、その連結が容易になされる。
【００２９】
上記一対の攪拌翼３４，３７は、逆スパイラル状とされて軸方向に沿って配置されるとともに、軸廻りに位相をずらして上記軸本体３１にそれぞれ固着されている。また、これら各攪拌翼３４，３７には、粉粒体材料の通過を可能とする材料通過孔３６，３９がそれぞれ開設されている。
詳しくは、本実施形態では、上記各攪拌翼３４，３７のそれぞれは、二枚の板状羽根部材３５，３８を、上記軸本体３１の周方向に沿って、均等配置した構造とされている。
これら攪拌軸３０を構成する各部材は、ステンレス鋼や炭素鋼等の金属製とされ、溶接等によって接合されている。
【００３０】
上記蓋側攪拌翼３４を構成する二枚の板状羽根部材３５，３５は、その巻き方向が左ネジ状とされ、スパイラル状に捻られて、上記軸本体３１にそれぞれ固着されている。すなわち、上記蓋側攪拌翼３４を構成する二枚の板状羽根部材３５，３５は、蓋部材２０側から見て、時計回り（図３の矢印方向）に攪拌軸３０を回転させた際に、蓋側攪拌翼３４の領域に存在する粉粒体材料（不図示）を、駆動側攪拌翼３７側に向けて移送するような形状とされている。
上記駆動側攪拌翼３７を構成する二枚の板状羽根部材３８，３８は、その巻き方向が右ネジ状とされ、スパイラル状に捻られて、上記軸本体３１にそれぞれ固着されている。すなわち、上記駆動側攪拌翼３７を構成する二枚の板状羽根部材３８，３８は、蓋部材２０側から見て、時計回り（図３の矢印方向）に攪拌軸３０を回転させた際に、駆動側攪拌翼３７の領域に存在する粉粒体材料（不図示）を、蓋側攪拌翼３４側に向けて移送するような形状とされている。
尚、図示反時計回りに回転される場合には、上記各攪拌翼３４，３７の配置を軸方向に沿って前後に入れ替えるようにすればよい。これによっても、回転させることで、いずれか一方の攪拌翼の領域に存在する粉粒体材料を、他方の攪拌翼側に向けて移送するような態様となる。
【００３１】
また、上記各攪拌翼３４，３７をそれぞれ構成する４枚の板状羽根部材３５，３８のそれぞれは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、略１／４の巻き数を構成するよう、上記軸本体３１に固着されている。つまり、板状羽根部材３５，３８のそれぞれが、軸本体３１の周方向に沿って、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、略９０度の範囲に亘って固着されている。
つまり、各板状羽根部材３５，３８のそれぞれを、仮想的に軸本体３１の軸廻りに４枚、連結させたとすれば、一巻き分、すなわち、１ピッチ分のスクリューを構成するような態様となる。換言すれば、各板状羽根部材３５，３８のそれぞれが、略１／４ピッチを構成するような態様となっている。上記ピッチは、混合槽１０の大きさや各板状羽根部材３５，３８の大きさ等によって、適宜、設定される。
また、上記蓋側攪拌翼３４と、上記駆動側攪拌翼３７とは、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、略９０度、軸廻りに位相をずらして上記軸本体３１に固着されている。
このような構成とされた各攪拌翼３４，３７では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、各板状羽根部材３５，３８の左右縁部（軸方向に略直交する方向に沿った縁部）が、隙間なく配置されたような構成となる。
【００３２】
上記各攪拌翼３４，３７を構成する４枚の板状羽根部材３５，３８のそれぞれは、図４（ｅ）の展開図に示すように、扇の尖頭部側部位を切除したような形状とされるとともに、軸本体３１側に向けて開口するように切欠形成された切欠部を有しており、該切欠部が上記材料通過孔３６，３９を構成する。
この材料通過孔３６，３９の大きさは、板状羽根部材３５，３８の枚数や、当該板状羽根部材３５，３８により形成される巻き数、混合対象である粉粒体材料の平均粒径や流動性、安息角等に応じて適宜、設定可能である。本実施形態では、当該材料通過孔３６，３９を含めた板状羽根部材３５，３８の面積全体に対して、当該材料通過孔３６，３９が占める面積の割合（空隙率）が、約３０％となるようにしている。
尚、図４（ｅ）において、符号３８ａは、上記連結部３２の形状に合わせて切除される部位を示している。
【００３３】
上記空隙率は、１０％以上、７０％以下程度とすることが好ましく、より好ましくは、２０％以上、５０％以下程度である。上記空隙率を、極端に小さくすれば、混合槽１０内に貯留された粉粒体材料を、後記するように攪拌軸３０を回転させて攪拌、混合する際に、粉粒体材料の軸廻りの移動に伴う混合が十分になされない傾向があり、また、上記空隙率を、極端に大きくすれば、粉粒体材料の軸方向に沿った移動に伴う混合が十分になされない傾向があるからである。
当該粉粒体材料混合装置１を、樹脂ペレットと各種添加剤、バージン材と粉砕材等の合成樹脂材料の混合に使用する場合には、上記空隙率は、２０％以上、５０％以下程度とすることが好ましい。
【００３４】
次に、上記構成とされた攪拌軸３０によってなされる混合槽１０内における粉粒体材料の混合態様について説明する。尚、以下の説明では、便宜的に、混合槽１０内の下半部に貯留されている粉粒体材料の挙動について説明するが、上半部に貯留されている粉粒体材料についても同様である。
上述のように、攪拌軸３０は、上記駆動部４０によって、上記混合槽１０内において、蓋部材２０側から見て、時計回り（図３の矢印方向）に回転される。
【００３５】
図３（ａ）に示す状態から、矢印方向に向けて攪拌軸３０を回転させると、駆動側攪拌翼３７の図示手前側の板状羽根部材３８による推力を受けて、その近傍下部に滞留している粉粒体材料は、混合槽１０内の中央に向けて移送される。この直前の状態では、蓋側攪拌翼３４の図示下側の板状羽根部材３５によって、その下部近傍に滞留していた粉粒体材料が押上げられて、空間が形成される。また、この際、その回転に伴い、これら板状羽根部材３５，３８の各材料通過孔３６，３９を粉粒体材料が通過して、図示奥側より手前側に移動する。
また、上記各攪拌翼３４，３７は、上述のように、軸廻りに位相を略９０度、ずらしてそれぞれ固着されているので、図３（ｂ）に示すように、上記駆動側攪拌翼３７の上記板状羽根部材３８の蓋部材２０側には、上記蓋側攪拌翼３４の板状羽根部材３５が存在せず、上述のように、粉粒体材料が押上げられて空間が形成される。この空間内へ、上記駆動側攪拌翼３７の図示下側の板状羽根部材３８によって、粉粒体材料が移送される。
【００３６】
さらに回転がなされて、図３（ｃ）に示す状態では、上記とは逆に、駆動側攪拌翼３７の図示下側の板状羽根部材３８によって、その下部近傍に滞留している粉粒体材料が押上げられて、空間が形成される。また、該空間に、上記同様、蓋側攪拌翼３４の図示下側の板状羽根部材３５によって、粉粒体材料が移送される。
すなわち、混合槽１０内に貯留されている粉粒体材料は、攪拌軸３０の回転によって、一方の蓋側攪拌翼３４の領域内から他方の駆動側攪拌翼３７の領域内へと移送され、また、駆動側攪拌翼３７の領域内から蓋側攪拌翼３４の領域内へと移送される。さらに、上記回転に伴って、上記各板状羽根部材３５，３８にそれぞれ形成された材料通過孔３６，３９を粉粒体材料が通過して、軸廻りに移動する。
【００３７】
つまり、換言すれば、混合槽１０内に貯留されている粉粒体材料の挙動は、上記攪拌軸３０の回転によって、軸方向に大きく移動するとともに、軸廻りにも大きく移動するような挙動となる。
これにより、混合槽１０内に貯留させた粉粒体材料を、比較的、短時間で均一かつ十分に混合することができる。
また、上述のような挙動となるので、投入口及び排出口を設ける位置の自由度が高まり、他の装置やシステム等に組み込む場合に、これら装置やシステムの配置態様に合わせて投入口及び排出口を設けることができ、汎用性の高いものとなる。
また、攪拌軸を斜めに配置する必要がないので、簡易な構造となるとともに、攪拌軸３０を上記構成とすることにより、当該攪拌軸３０自体への負荷及び駆動部４０への負荷を低減することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、混合槽１０に粉粒体材料を投入するための投入口を、２つ設けているので、異なる２種類の材料（バージン材と粉砕材や、バージン材とマスターバッチ、添加剤等）を混合する際に、個別に投入することができる。
これにより、例えば、一つの投入口から混合槽１０内に２種類の材料を投入するものと比べて、各材料の配合量等のログデータを、容易かつ確実に収集できる。
また、本実施形態では、一対の攪拌翼３４，３７のそれぞれを、二枚の板状羽根部材３５，３５，３８，３８を、軸本体３１の周方向に沿って、均等配置した構造としているので、均等配置しない構成としたものと比べて、混合槽１０内における軸方向に沿う粉粒体材料の移動が、安定してなされる。
また、本実施形態では、上記各攪拌翼３４，３７を構成する各板状羽根部材３５，３８のそれぞれを、略１／４の巻き数を構成するように、軸本体３１に固着するとともに、各攪拌翼３４，３７の位相のずれを略９０度としているので、上述のように、混合槽１０内の粉粒体材料の軸方向に沿う移動が、効果的かつ安定的になされるとともに、効率的になされる。
【００３９】
次に、本実施形態に係る粉粒体材料混合装置１が備える攪拌軸の一変形例について、図５〜図７に基づいて説明する。
図５（ａ）〜（ｄ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例をそれぞれ示し、それぞれ図４（ｅ）に対応させた図、図６（ａ）〜（ｆ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例をそれぞれ示し、（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）は、それぞれ図４（ａ）に対応させた図、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）は、それぞれ図４（ｄ）に対応させた図、図７（ａ）〜（ｃ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例を示し、（ａ）は、図４（ａ）に対応させた図、（ｂ）、は、図４（ｃ）に対応させた図、（ｃ）は、図４（ｄ）に対応させた図である。
尚、上記した例との相違点は、主に、板状羽根部材の構成、或いは攪拌翼の構成であり、同様の構成については、同一符合を付して、その説明を省略あるいは簡略に説明する。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｄ）では、上記各攪拌翼３４，３７を構成する各板状羽根部材３５，３８に代えて、各攪拌翼３４，３７を構成可能な板状羽根部材の一変形例をそれぞれ図示している。また、以下の各変形例に示す各板状羽根部材では、上記のような切欠形成された材料通過孔に代えて、板状部材に孔を開設し、該孔が材料通過孔を構成する態様としている。
すなわち、図５（ａ）に示す第１変形例に係る板状羽根部材１３５，１３８は、扇形状に合わせて湾曲され、長辺が扇形状の円弧方向に沿った湾曲長方形状の１つの材料通過孔１３６，１３９を有している。
また、図５（ｂ）に示す第２変形例に係る板状羽根部材２３５，２３８は、扇形状に合わせて湾曲され、長辺が扇形状の円弧方向に沿った湾曲細長形状（スリット形状）の３つの材料通過孔２３６，２３９を有している。
【００４１】
また、図５（ｃ）に示す第３変形例に係る板状羽根部材３３５，３３８は、長辺が扇形状の半径方向に沿った細長形状（スリット形状）の５つの材料通過孔３３６，３３９を有している。
また、図５（ｄ）に示す第４変形例に係る板状羽根部材４３５，４３８は、円形状の７つの材料通過孔４３６，４３９を有している。
上記いずれの態様においても各材料通過孔の大きさ、個数等は、上記したように、各板状羽根部材の枚数や、当該板状羽根部材により形成される巻き数、混合対象である粉粒体材料の平均粒径や流動性、安息角等に応じて適宜、設定可能であり、上記同様の空隙率となるようにしてもよい。
また、上記各材料通過孔の形状は、図例のような形状に限られず、例えば、楕円形状や半円形状等の他の形状としてもよい。
【００４２】
図６（ａ）、（ｂ）に示す第１変形例に係る攪拌軸３００は、上記攪拌軸３０とは、各攪拌翼３４，３７の位相のずれの程度が異なる。
すなわち、上記攪拌軸３０は、略９０度、位相をずらしたものであるが、本変形例では、略４５度、軸廻りに位相をずらして各攪拌翼３４，３７を軸本体３１に固着している。
このような態様では、上記した例よりも、粉粒体材料の軸方向に沿う移動の安定性にはやや劣るが、上記同様、粉粒体材料を軸方向及び軸廻りに移動させて混合が可能である。
尚、本変形例に係る攪拌軸３００が備える各板状羽根部材３５，３８に代えて、上記した第１変形例〜第４変形例に係る各板状羽根部材を適用するようにしてもよい。
また、上記位相のずれの角度は、上記各例のように、略９０度、略４５度に限られず、他の角度としてもよい。
【００４３】
図６（ｃ）、（ｄ）に示す第２変形例に係る攪拌軸３０１は、上記攪拌軸３０とは、各攪拌翼３４０，３７０を構成する各板状羽根部材３５０，３８０の巻き数が異なる。
すなわち、本変形例では、上記各板状羽根部材３５０，３８０は、略１／３の巻き数を構成するように軸本体３１にそれぞれ固着されている。つまり、上記した例の各板状羽根部材３５，３８よりも大きく形成されるとともに、板状羽根部材３５０，３８０のそれぞれが、軸本体３１の周方向に沿って、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、略１２０度の範囲に亘って固着されている。
尚、材料通過孔３６０，３９０についても上記した例よりも大きく形成されている。
【００４４】
また、図６（ｅ）、（ｆ）に示す第３変形例に係る攪拌軸３０２は、上記攪拌軸３０とは、各攪拌翼３４１，３７１を構成する各板状羽根部材３５１，３８１の巻き数が異なる。
すなわち、本変形例では、上記各板状羽根部材３５１，３８１は、略１／５の巻き数を構成するように軸本体３１にそれぞれ固着されている。つまり、上記した例の各板状羽根部材３５，３８よりも小さく形成されるとともに、板状羽根部材３５１，３８１のそれぞれが、軸本体３１の周方向に沿って、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、略７２度の範囲に亘って固着されている。
尚、材料通過孔３６１，３９１についても上記した例よりも小さく形成されている。
【００４５】
上記第２変形例に係る攪拌軸３０１及び第３変形例に係る攪拌軸３０２では、上記攪拌軸３０と比べて、粉粒体材料の軸方向に沿う移動の効率性にはやや劣るが、例えば、混合する粉粒体材料の流動性や安息角等によっては、これらの態様の方が混合性に優れる場合がある。
尚、上記第２変形例及び第３変形例の各攪拌軸３０１、３０２では、各攪拌翼３４０，３７０，３４１，３７１の位相のずれを略９０度としているが、上記例のように、略４５度としたり、それ以外の角度としたりしてもよい。
また、これら各攪拌翼３４０，３７０，３４１，３７１を構成する各板状羽根部材３５０，３８０，３５１，３８１に代えて、上記した第１変形例〜第４変形例に係る各板状羽根部材を、適宜、形状を変更して適用するようにしてもよい。
【００４６】
図７（ａ）〜（ｃ）に示す第４変形例に係る攪拌軸３０３は、上記攪拌軸３０とは、各攪拌翼３４２，３７２を構成する板状羽根部材３５２，３８２の枚数が異なる。
すなわち、本変形例では、上記各攪拌翼３４２，３７２のそれぞれは、図７（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示すように、三枚の板状羽根部材３５２，３８２を、軸本体３１の周方向に沿って、均等配置した構造とされている。
また、上記各攪拌翼３４２，３７２をそれぞれ構成する６枚の板状羽根部材３５２，３８２のそれぞれは、略１／６の巻き数を構成するよう、上記軸本体３１に固着されている。つまり、上記した例の各板状羽根部材３５，３８よりも小さく形成されるとともに、板状羽根部材３５２，３８２のそれぞれが、軸本体３１の周方向に沿って、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、略６０度の範囲に亘って固着されている。
尚、材料通過孔３６２，３９２についても上記した例よりも小さく形成されている。
【００４７】
また、上記蓋側攪拌翼３４２と、上記駆動側攪拌翼３７２とは、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、略６０度、位相をずらして上記軸本体３１に固着されている。
このような構成とされた各攪拌翼３４２，３７２では、上記攪拌軸３０と同様、図７（ａ）に示すように、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、各板状羽根部材３５２，３８２の左右縁部（軸方向に略直交する方向に沿った縁部）が、隙間なく配置されたような構成となる。
このように、各攪拌翼３４２，３７２をそれぞれ三枚の板状羽根部材３５２，３８２によって構成することで、上記攪拌軸３０よりも軸方向に沿う粉粒体材料の移動はやや小さくなるが、より細かく軸方向に沿う移動が繰り返される。
【００４８】
尚、本変形例では、位相のずれを略６０度としているが、それ以外の角度としてもよい。
また、各攪拌翼３４２，３７２を構成する各板状羽根部材３５２，３８２に代えて、上記した第１変形例〜第４変形例に係る各板状羽根部材を、適宜、形状を変更して適用するようにしてもよい。
さらに、本変形例では、上記攪拌軸３０，３００と同様、各攪拌翼３４２，３７２を構成する各板状羽根部材３５２，３８２が形成する巻き数を、その枚数を２倍した値の逆数となるようにしているが、それ以外の巻き数としてもよい。例えば、それぞれの板状羽根部材３４２，３７２が、略１／４〜略１／８程度の巻き数を構成するような態様としてもよい。
【００４９】
尚、上記各攪拌軸３０，３００，３０１，３０２，３０３では、各攪拌翼を構成する板状羽根部材の枚数を、２枚或いは３枚としたものを例示しているが、これ以外の枚数としてもよい。各攪拌翼を構成する板状羽根部材の枚数は、混合性の観点から１枚〜４枚程度とすることが好ましい。
例えば、１枚の板状羽根部材で各攪拌翼を構成した場合は、各攪拌翼を、略１８０度、位相をずらして上記軸本体に固着するような態様としてもよい。また、この場合は、各板状羽根部材が、略１／２の巻き数を構成するような態様としてもよい。
また、４枚の板状羽根部材で各攪拌翼を構成した場合は、各板状羽根部材を上記同様、軸本体の周方向に沿って均等配置し、各攪拌翼を、略４５度、位相をずらして上記軸本体に固着するような態様としてもよい。また、この場合は、各板状羽根部材が、略１／８の巻き数を構成するような態様としてもよい。
【００５０】
すなわち、好ましくは、各攪拌翼を構成する板状羽根部材の枚数を１枚〜４枚とし、これら各板状羽根部材を軸本体の周方向に沿って均等配置し、また、位相のずれを、１８０を、板状羽根部材の枚数で除して得た値の角度とするようにしてもよい。さらに、板状羽根部材のそれぞれが略１／２〜略１／８程度の巻き数を構成するよう、板状羽根部材のそれぞれを軸本体に固着するようにしてもよい。この場合において、より好ましくは、板状羽根部材の枚数を、２倍した値の逆数の巻き数を構成するよう、板状羽根部材を軸本体に固着するようにしてもよい。
【００５１】
次に、本発明に係る他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、いずれも第２実施形態に係る粉粒体材料混合装置を模式的に示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、概略左側面図である。
尚、図８（ｂ）では、蓋部材を図示省略している。
また、上記第１実施形態との相違点は、主に、混合槽の構成であり、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略あるいは簡略に説明する。
【００５２】
本実施形態に係る粉粒体材料混合装置１００では、混合槽１１０の形状が上記第１実施形態とは異なる。
すなわち、混合槽１１０の横向き筒状とされた筒状本体１１１は、図８（ｂ）に示すように、下半部が半円筒形状とされた略Ｕ字形状とされている。
つまり、上記第１実施形態では、横向き円筒形状とされた筒状本体１１の内周壁１１ａが、その全周に亘って、上記攪拌軸３０の各板状羽根部材３５，３８の外周縁部（軸方向に沿った縁部）の周囲に、所定のクリアランスを設けて近接して配置された態様とされている。一方、本実施形態では、内周壁１１ａの半円筒形状とされた下半部が、上記攪拌軸３０の各板状羽根部材３５，３８の外周縁部（軸方向に沿った縁部）の周囲に、所定のクリアランスを設けて近接して配置された態様とされている。
上記第１実施形態のように、横向き円筒形とされた混合槽１０の方が混合の効率性の観点から好ましいが、本実施形態のように、少なくとも下半部が横向き円筒形状とされた混合槽１１０としてもよい。
【００５３】
また、蓋部材２００の蓋本体２１１も、筒状本体１１１に合わせた形状とされている。
さらに、本実施形態では、ベース部１４０を筒状本体１１１の下部の略中央に配置し、排出口１４０ａが、筒状本体１１１の下部の略中央部に位置するように設けられている。
このような態様によれば、上述のように、混合槽１１０内に貯留された粉粒体材料は、一対の攪拌翼３４，３７によって、攪拌、混合されながら、徐々に、中央に向けて移送されるので、略中央部に設けられた排出口１４０ａより、その排出がスムーズになされる。
【００５４】
尚、本実施形態では、上記第１実施形態と同様の攪拌軸３０を図示しているが、該攪拌軸３０に代えて、上記した各変形例に係る攪拌軸３００，３０１，３０２，３０３等を設けるようにしてもよい。
また、上記第１実施形態に係る粉粒体材料混合装置１が備える排出口１４ａを、本実施形態のように、混合槽１０の下部の略中央部に設けるようにしてもよく、或いは、上記第１実施形態に係る粉粒体材料混合装置１が備える混合槽１０を、本実施形態のように、下半部が半円筒形状とされた略Ｕ字形状のものとしてもよい。
さらに、上記各実施形態では、粉粒体材料混合装置１，１００の混合槽１０，１１０の上部に２つの独立した材料投入管を設けた例を示しているが、材料投入管を１つのみ設けるようにしてもよい。或いは、上部の全体を開放させて、ホッパー形状の材料投入部を形成するような態様としてもよい。または、３つ以上の材料投入管を設ける、すなわち、３つ以上の投入口を設けるような態様としてもよい。
さらにまた、上記各実施形態では、粉粒体材料混合装置１，１００の混合槽１０，１１０の一端部を着脱自在に閉塞する蓋部材２０，２００を備えた例を示しているが、このような蓋部材２０，２００を設けない態様としてもよい。
【００５５】
また、上述の図３に基づいて説明した粉粒体材料の混合態様の例では、攪拌軸３０を、所定の一方向（蓋部材２０側から見て時計回り）に回転させることで、いずれか一方の攪拌翼の領域に存在する粉粒体材料を、他方の攪拌翼側に向けて移送するようにして、混合する態様、すなわち、各攪拌翼によって混合槽１０内の粉粒体材料を、中央に向けて移送するような態様を例示しているが、適宜、回転を反転させるようにしてもよい。すなわち、一方向のみの回転によって混合する態様に代えて、例えば、タイマー制御等によって、正転（一方向への回転）、逆転（他方向への回転）を繰り返すことで、混合するような態様としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、いずれも本発明に係る粉粒体材料混合装置の一実施形態を模式的に示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、概略平面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、いずれも同粉粒体材料混合装置を示し、（ａ）は、概略左側面図、（ｂ）は、一部分解概略左側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、いずれも同粉粒体材料混合装置が備える攪拌軸の一例を示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、（ａ）の状態から軸廻りに４５度回転させた状態を示す概略正面図、（ｃ）は、（ａ）の状態から軸廻りに９０度回転させた状態を示す概略正面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、いずれも同攪拌軸を説明するための説明図であり、（ａ）は、概略左側面図、（ｂ）は、概略右側面図、（ｃ）は、図３（ａ）におけるＸ１−Ｘ１線矢視概略縦断面図、（ｄ）は、図３（ａ）におけるＸ２−Ｘ２線矢視概略縦断面図、（ｅ）は、攪拌翼を構成する板状羽根部材の概略展開平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例をそれぞれ示し、それぞれ図４（ｅ）に対応させた図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例をそれぞれ示し、（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）は、それぞれ図４（ａ）に対応させた図、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）は、それぞれ図４（ｄ）に対応させた図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例を示し、（ａ）は、図４（ａ）に対応させた図、（ｂ）、は、図４（ｃ）に対応させた図、（ｃ）は、図４（ｄ）に対応させた図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、いずれも本発明に係る粉粒体材料混合装置の他の実施形態を模式的に示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、概略左側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１，１００ 粉粒体材料混合装置
１０，１１０ 混合槽
１２ａ，１３ａ 投入口
１４ａ，１４０ａ 排出口
２０，２００ 蓋部材（混合槽）
２３ 軸受部（蓋部材）
３０，３００，３０１，３０２，３０３ 攪拌軸
３４，３４０，３４１，３４２ 蓋側攪拌翼（攪拌翼）
３５，１３５，２３５，３３５，４３５ 板状羽根部材（蓋側攪拌翼）
３６，１３６，２３６，３３６，４３６ 材料通過孔
３５０，３５１，３５２ 板状羽根部材（蓋側攪拌翼）
３６０，３６１，３６２ 材料通過孔
３７，３７０，３７１，３７２ 駆動側攪拌翼（攪拌翼）
３８，１３８，２３８，３３８，４３８ 板状羽根部材（駆動側攪拌翼）
３９，１３９，２３９，３３９，４３９ 材料通過孔
３８０，３８１，３８２ 板状羽根部材（駆動側攪拌翼）
３９０，３９１，３９２ 材料通過孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体材料混合装置に関し、詳しくは、筒状の混合槽内に貯留した粉粒体材料を、攪拌翼によって攪拌して混合する粉粒体材料混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、主材と添加剤、或いは異なる二種類の粉粒体材料、バージン材と粉砕材等を、筒状の混合槽内において、攪拌翼によって攪拌して混合する混合装置が知られている。
下記特許文献１では、螺旋状の攪拌翼の軸を混合槽外の駆動装置により回転させるようにした粉粒体の混合装置が提案されている。
該混合装置は、上記攪拌翼に複数個の孔を開穿すると共に、その軸を傾斜させた構成としている。また、該混合装置は、粉粒体を斜上方に押上げる方向に攪拌翼を回しつつ、その孔より該粉粒体を逆流させることによって混合を促進する構成としている。
【特許文献１】特公昭５８−２７９７７号公報（第２図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載された混合装置では、攪拌翼を有した軸は、混合槽内において傾斜させて支持されており、また、該攪拌翼は、該軸の回転によって、粉粒体を斜上方に押上げる方向に回転される螺旋状のものとされている。
このような構成によれば、上記軸や、該軸を回転させるモーター等への負荷が比較的、大きくなるという問題があった。すなわち、上記螺旋状の攪拌翼の推力によって斜め上方に粉粒体が押上げられることにより、該攪拌翼は、その反力を受けることとなるから、軸やモーターへの負荷が高くなるという問題があった。
また、上記のように軸を傾斜させて支持する構造となっているので該軸を内装する混合槽も斜めに配置する必要があり、装置の構造が複雑化するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、簡易な構造でありながら、粉粒体材料を十分に混合し得る粉粒体材料混合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明に係る粉粒体材料混合装置は、上部に投入口、下部に排出口を有した横向き筒状の混合槽と、一対の攪拌翼を有し、前記混合槽内で略水平に支持された攪拌軸とを備え、前記一対の攪拌翼には、粉粒体材料の通過を可能とする材料通過孔がそれぞれ開設され、逆スパイラル状とされて軸方向に沿って配置されるとともに、軸廻りに位相をずらして前記攪拌軸にそれぞれ固着されていることを特徴とする。
【０００６】
ここに、上記粉粒体材料は、粉体・粒体状の材料を指すが、これに限らず、微小薄片状や短繊維片状、スライバー状の材料等を含む。
また、上記材料は、主に、合成樹脂材等の樹脂ペレットや、樹脂繊維片、各種添加剤等を指すが、これに限らず、金属材料や木質材料、薬品材料、食品材料等であってもよい。
【０００７】
また、本発明に係る前記粉粒体材料混合装置においては、前記投入口を、独立した２つの投入口としてもよい。
また、本発明に係る前記粉粒体材料混合装置においては、前記排出口を、前記混合槽の下部の略中央部に設けるようにしてもよい。
【０００８】
また、本発明に係る前記粉粒体材料混合装置においては、前記混合槽の一端部に、前記攪拌軸の一端部を回転自在に支持する軸受部を有した蓋部材を着脱自在に取り付けたものとし、該蓋部材を脱離させることによって、該攪拌軸を前記混合槽から取外し自在としてもよい。
【０００９】
また、本発明に係る前記粉粒体材料混合装置においては、前記一対の攪拌翼のそれぞれを、同枚数の板状羽根部材を、前記攪拌軸の周方向に沿って、均等配置した構造としてもよい。
上記構成とされた粉粒体材料混合装置においては、前記位相のずれを、１８０を、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数で除して得た値の角度としてもよい。
上記各構成とされた粉粒体材料混合装置においては、前記板状羽根部材のそれぞれが、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数を、２倍した値の逆数の巻き数を構成するよう、前記攪拌軸に固着された構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る前記粉粒体材料混合装置では、上記攪拌軸が有する一対の攪拌翼は、逆スパイラル状とされて軸方向に沿って配置されるとともに、軸廻りに位相をずらして前記攪拌軸にそれぞれ固着されている。従って、上記攪拌軸を、所定の一方向に回転させることで、混合槽内に貯留されている粉粒体材料を、各攪拌翼によって、混合槽の中央に向けて移送させることができ、さらに、位相のずれにより、他方の攪拌翼の領域内へと移送させることができる。すなわち、上記構成により、混合槽内に貯留されている粉粒体材料は、一方の攪拌翼によって、中央に向けて移動しながらも軸廻りに移動して、空間が形成され、その空間内に、他方の攪拌翼によって、粉粒体材料が移動するような挙動を繰り返す。これにより、混合槽内の粉粒体材料を、軸方向に沿って、大きく移動させながら混合することができる。
また、上記一対の攪拌翼には、粉粒体材料の通過を可能とする材料通過孔がそれぞれ開設されているので、上記攪拌軸の回転に伴って、混合槽内の粉粒体材料は、攪拌翼の材料通過孔を通過して、該攪拌軸の軸廻りを移動し、混合がなされる。
上記のように、混合槽内に貯留されている粉粒体材料は、軸方向及び軸廻りに大きく移動しながら混合がなされるので、比較的、短時間で均一かつ十分に混合がなされる。
【００１１】
また、混合槽内の粉粒体材料は、上記のように、軸廻りの移動を伴って、軸方向に大きく移動し、混合がなされるので、上部の投入口及び下部の排出口を設ける位置の自由度が高まる。これにより、当該粉粒体材料混合装置を、例えば、粉粒体材料の供給システムや加工システム等に組み込む場合に、上部の投入口や下部の排出口の配設位置を、システム全体の配置態様に合わせることができ、汎用性の高いものとなる。
さらに、上記特許文献１に記載された従来の混合装置のように、混合槽及び軸を斜めに配置する必要がないので、当該装置の構造を簡易なものとできるとともに、攪拌軸等への負担等も低減される。
【００１２】
本発明に係る前記粉粒体材料混合装置において、前記投入口を、独立した２つの投入口とすれば、異なる２種類の材料（バージン材と粉砕材や、バージン材とマスターバッチ、添加剤等）を混合する際に、個別に投入することができる。
これにより、例えば、一つの投入口から混合槽内に２種類の材料を投入するものと比べて、各材料の配合量等のログデータを、容易かつ確実に収集できる。
【００１３】
本発明に係る前記粉粒体材料混合装置において、前記排出口を、前記混合槽の下部の略中央部に設けるようにすれば、上述のように、混合槽内に貯留された粉粒体材料は、上記一対の攪拌翼によって、攪拌、混合されながら、徐々に、中央に向けて移送されるので、略中央部に設けられた排出口より、その排出がスムーズになされる。
【００１４】
本発明に係る前記粉粒体材料混合装置において、前記混合槽の一端部に、前記攪拌軸の一端部を回転自在に支持する軸受部を有した蓋部材を着脱自在に取り付けたものとし、該蓋部材を脱離させることによって、該攪拌軸を前記混合槽から取外し自在とすれば、攪拌軸及び混合槽内の清掃を容易に行うことができる。これにより、材料替え等の際における清掃作業の簡便化が図られる。
【００１５】
本発明に係る前記粉粒体材料混合装置において、前記一対の攪拌翼のそれぞれを、同枚数の板状羽根部材を、前記攪拌軸の周方向に沿って、均等配置した構造とすれば、均等配置しない構成としたものと比べて、混合槽内における軸方向に沿う粉粒体材料の移動が、安定してなされる。
また、上記構成とされた粉粒体材料混合装置において、前記位相のずれを、１８０を、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数で除して得た値の角度とすれば、軸方向に沿う粉粒体材料の移動が、より効果的かつ安定的になされ、混合性を高めることができる。
さらに、上記各構成とされた粉粒体材料混合装置において、前記板状羽根部材のそれぞれが、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数を、２倍した値の逆数の巻き数を構成するよう、前記攪拌軸に固着された構成にすれば、軸方向に沿う粉粒体材料の移動が、より効率的になされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、いずれも第１実施形態に係る粉粒体材料混合装置を模式的に示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、概略平面図、図２（ａ）、（ｂ）は、いずれも同粉粒体材料混合装置を示し、（ａ）は、概略左側面図、（ｂ）は、一部分解概略左側面図である。
図３（ａ）〜（ｃ）は、いずれも同粉粒体材料混合装置が備える攪拌軸の一例を示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、（ａ）の状態から軸廻りに４５度回転させた状態を示す概略正面図、（ｃ）は、（ａ）の状態から軸廻りに９０度回転させた状態を示す概略正面図である。
図４（ａ）〜（ｅ）は、いずれも同攪拌軸を説明するための説明図であり、（ａ）は、概略左側面図、（ｂ）は、概略右側面図、（ｃ）は、図３（ａ）におけるＸ１−Ｘ１線矢視概略縦断面図、（ｄ）は、図３（ａ）におけるＸ２−Ｘ２線矢視概略縦断面図、（ｅ）は、攪拌翼を構成する板状羽根部材の概略展開平面図である。
尚、図４（ｃ）では、後記する駆動側攪拌翼の図示を省略している。
【００１７】
本実施形態に係る粉粒体材料混合装置１は、図１及び図２に示すように、大略的に、横向き筒状の混合槽１０と、該混合槽１０内で回転自在に支持された攪拌軸３０と、該攪拌軸３０を回転駆動するための駆動部４０と、該混合槽１０の排出口１４ａを開閉するための開閉手段５０とを備えている。
上記混合槽１０は、横向き円筒形状とされた筒状本体１１と、該筒状本体１１の一端部に形成された開口を閉塞する蓋部材２０とを備えている。
【００１８】
上記筒状本体１１の上部には、２つの独立した材料投入管１２，１３が連結されており、これら材料投入管１２，１３の下端の混合槽１０内に臨む開口が、それぞれ投入口１２ａ，１３ａを構成する。
上記筒状本体１１の下部には、当該粉粒体材料混合装置１を、他の装置等に対して、固定等するためのベース部１４と、該ベース部１４の下部に連設された材料排出管１５とが設けられている。
上記ベース部１４には、上端が混合槽１０内に臨む開口孔が開設されており、該開口孔が排出口１４ａを構成する。本実施形態では、該排出口１４ａは、混合槽１０の下部の駆動部４０側近傍の端部に開設されている。
上記排出口１４ａと、上記材料排出管１５とは、後記する開閉手段５０を介して連通されている。
【００１９】
上記筒状本体１１の他端部には、後記する攪拌軸３０に連結される連結軸１７（図２（ｂ）参照）を軸支する軸受部１６が付設されている。
上記連結軸１７の先端部は、四角柱形状とされ、筒状本体１１の他端部壁１１ｂから混合槽１０内に向けて突出している。
また、上記筒状本体１１の上記開口の外周部には、図２（ｂ）に示すように、三つのスイングボルト部１８が等間隔を空けて固設されている。
該スイングボルト部１８は、スイング自在に構成された雄ネジを有しており、該雄ネジと、雌ネジ穴を有した摘み操作部１９とを螺合させることで、後記する蓋部材２０を筒状本体１１の開口に対して着脱自在に取り付けるようにしている。
【００２０】
上記蓋部材２０は、図２に示すように、蓋本体２１と、該蓋本体２１の外周縁部に、半径方向外方に向けて延出するように設けられた三つの連結固定板２２と、該蓋本体２１の略中央に設けられ、後記する攪拌軸３０の一端部３３を回転自在に軸支する軸受部２３とを備えている。
上記連結固定板２２は、上記スイングボルト部１８に合わせた位置に、それぞれ設けられている。また、該連結固定板２２には、上記スイングボルト部１８の雄ネジを受入れるための切欠部が形成されている。
【００２１】
上記構成とされた混合槽１０によれば、後記する攪拌軸３０を、容易に混合槽１０内から脱離させることができる。
すなわち、図２（ａ）に示すように、蓋部材２０によって筒状本体１１の開口が閉塞された状態から、図２（ｂ）に示すように、蓋部材２０を脱離させる際には、摘み操作部１９を操作して、スイングボルト部１８との螺合状態を緩める。これにより、摘み操作部１９による連結固定板２２の規制が解除されて、該蓋部材２０を容易に筒状本体１１から脱離させることができる。また、蓋部材２０を脱離させた後に、後記する攪拌軸３０を、筒状本体１１から抜き出すことで、該攪拌軸３０を、筒状本体１１から容易に脱離させることができる。
このように、蓋部材２０を着脱自在とし、攪拌軸３０を取外し自在とすることによって、
攪拌軸３０及び混合槽１０内の清掃を容易に行うことができる。これにより、材料替え等の際における清掃作業の簡便化が図られる。
【００２２】
尚、上記蓋部材２０の筒状本体１１への取り付け固定は、上述のようなスイングボルト部１８によるものに限られず、当該蓋部材２０を、筒状本体１１に対して着脱自在に取り付け可能なものであれば、どのようなものでもよい。操作性の観点から、手動操作可能な操作部を有し、該操作部を操作することによって、蓋部材２０の筒状本体１１に対する着脱が可能な構成としてもよい。
【００２３】
上記攪拌軸３０は、図１（ａ）に示すように、一対の攪拌翼（蓋側攪拌翼３４及び駆動側攪拌翼３７）を有しており、上記混合槽１０内で略水平に支持されている。
また、該攪拌軸３０は、後記する各板状羽根部材３５，３８の外周縁部（軸方向に沿った縁部）が、図２（ｂ）の二点鎖線で示すように、所定のクリアランスを設けて、筒状本体１１の内周壁１１ａに近接して配置されている。
尚、攪拌軸３０の具体的構成の詳細については、後述する。
【００２４】
上記駆動部４０は、図１に示すように、モーター部４１と、所定の減速比に設定された減速部４２と、各種配線用のターミナルボックス４３とを備えている。
この駆動部４０は、上記筒状本体１１の他端部に付設された上記軸受部１６にフランジ接続されており、上記連結軸１７に、その駆動軸（出力軸、不図示）を連結させて、該連結軸１７を回転駆動する。
尚、駆動部４０の構成については、攪拌軸３０を回転駆動可能なものであればどのようなものでもよい。また、例えば、インバータ回路等を組み込んで、回転速度を可変としてもよい。
【００２５】
上記開閉手段５０は、シリンダ部５１と、該シリンダ部５１の前端部に付設された弁体ハウジング５２と、該シリンダ部５１の前端部から伸縮されるピストンロッド５３と、該ピストンロッド５３に連結されたスライド弁体５４とを有している。
該スライド弁体５４をスライドさせることで、上記排出口１４ａの開閉が可能とされている。
尚、開閉手段５０の構成については、上記排出口１４ａを開閉可能なものであれば、どのようなものでもよく、公知の開閉弁等を適用するようにしてもよい。
【００２６】
上記構成とされた粉粒体材料混合装置１では、混合槽１０の上部に設けられた上記投入口１２ａ，１３ａのそれぞれから、所定量の粉粒体材料（樹脂ペレットと各種添加剤、或いは、異なる二種類の粉粒体材料、バージン材と粉砕材等）を投入し、粉粒体材料を混合槽１０内に貯留させる。次いで、上記駆動部４０を駆動して、攪拌軸３０を回転させて、後記するように、混合槽１０内の粉粒体材料を攪拌して混合する。
この混合時間は、予め設定された所定時間とし、その所定時間が経過した後、上記開閉手段５０のスライド弁体５４をスライドさせて、上記排出口１４ａを開放して、混合済みの粉粒体材料を排出するようにしてもよい。また、この排出の際には、上記攪拌軸３０を回転させた状態で排出するようにすることが好ましい。これにより、混合槽１０内に貯留されて混合された粉粒体材料は、後記するように、軸方向に大きく移動するので、排出口１４ａから略全量が排出される。
【００２７】
このような粉粒体材料混合装置１は、例えば、上部の投入口１２ａ，１３ａに、各種材料が貯留された計量ホッパー等を連通接続し、また、上記材料排出管１５に一時貯留ホッパーや材料タンク等を連設させて構成される粉粒体材料の配合装置等に組み込むようにしてもよい。
このような配合装置等は、例えば、所定の配合比で配合して混合した混合済みの粉粒体材料を、次の処理工程である乾燥ホッパー、或いは、押出機や射出機等の樹脂成形機等に向けて供給する供給システムや加工システム等に組み込むようにしても良い。
【００２８】
次に、上記攪拌軸３０の具体的構成について、図３及び図４に基づいて説明する。
上記攪拌軸３０は、一端部３３が上記軸受部２３（図１参照）に回転自在に軸支された軸本体３１と、該軸本体３１の軸方向に沿って、近接して配置された蓋側攪拌翼３４及び駆動側攪拌翼３７と、該軸本体３１の他端部に連設され、上記連結軸１７（図１（ｂ）及び図２（ｂ）参照）に連結される連結部３２とを備えている。
上記連結部３２には、上記連結軸１７の四角柱形状とされた先端部が嵌め入れられる四角柱状に窪ませた連結凹部３２ａが設けられている。すなわち、この連結凹部３２ａと上記連結軸１７の先端部とを軸方向に沿って嵌合させることで、連結軸１７との連結がなされ、当該攪拌軸３０の回転がなされる。
また、上述のように、蓋部材２０を脱離させて攪拌軸３０を混合槽１０内から抜き出して脱離させた後に、当該攪拌軸３０を混合槽１０内に収容させて組み込む際には、上記連結凹部３２ａに、上記連結軸１７を嵌め入れることで、その連結が容易になされる。
【００２９】
上記一対の攪拌翼３４，３７は、逆スパイラル状とされて軸方向に沿って配置されるとともに、軸廻りに位相をずらして上記軸本体３１にそれぞれ固着されている。また、これら各攪拌翼３４，３７には、粉粒体材料の通過を可能とする材料通過孔３６，３９がそれぞれ開設されている。
詳しくは、本実施形態では、上記各攪拌翼３４，３７のそれぞれは、二枚の板状羽根部材３５，３８を、上記軸本体３１の周方向に沿って、均等配置した構造とされている。
これら攪拌軸３０を構成する各部材は、ステンレス鋼や炭素鋼等の金属製とされ、溶接等によって接合されている。
【００３０】
上記蓋側攪拌翼３４を構成する二枚の板状羽根部材３５，３５は、その巻き方向が左ネジ状とされ、スパイラル状に捻られて、上記軸本体３１にそれぞれ固着されている。すなわち、上記蓋側攪拌翼３４を構成する二枚の板状羽根部材３５，３５は、蓋部材２０側から見て、時計回り（図３の矢印方向）に攪拌軸３０を回転させた際に、蓋側攪拌翼３４の領域に存在する粉粒体材料（不図示）を、駆動側攪拌翼３７側に向けて移送するような形状とされている。
上記駆動側攪拌翼３７を構成する二枚の板状羽根部材３８，３８は、その巻き方向が右ネジ状とされ、スパイラル状に捻られて、上記軸本体３１にそれぞれ固着されている。すなわち、上記駆動側攪拌翼３７を構成する二枚の板状羽根部材３８，３８は、蓋部材２０側から見て、時計回り（図３の矢印方向）に攪拌軸３０を回転させた際に、駆動側攪拌翼３７の領域に存在する粉粒体材料（不図示）を、蓋側攪拌翼３４側に向けて移送するような形状とされている。
尚、図示反時計回りに回転される場合には、上記各攪拌翼３４，３７の配置を軸方向に沿って前後に入れ替えるようにすればよい。これによっても、回転させることで、いずれか一方の攪拌翼の領域に存在する粉粒体材料を、他方の攪拌翼側に向けて移送するような態様となる。
【００３１】
また、上記各攪拌翼３４，３７をそれぞれ構成する４枚の板状羽根部材３５，３８のそれぞれは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、略１／４の巻き数を構成するよう、上記軸本体３１に固着されている。つまり、板状羽根部材３５，３８のそれぞれが、軸本体３１の周方向に沿って、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、略９０度の範囲に亘って固着されている。
つまり、各板状羽根部材３５，３８のそれぞれを、仮想的に軸本体３１の軸廻りに４枚、連結させたとすれば、一巻き分、すなわち、１ピッチ分のスクリューを構成するような態様となる。換言すれば、各板状羽根部材３５，３８のそれぞれが、略１／４ピッチを構成するような態様となっている。上記ピッチは、混合槽１０の大きさや各板状羽根部材３５，３８の大きさ等によって、適宜、設定される。
また、上記蓋側攪拌翼３４と、上記駆動側攪拌翼３７とは、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、略９０度、軸廻りに位相をずらして上記軸本体３１に固着されている。
このような構成とされた各攪拌翼３４，３７では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、各板状羽根部材３５，３８の左右縁部（軸方向に略直交する方向に沿った縁部）が、隙間なく配置されたような構成となる。
【００３２】
上記各攪拌翼３４，３７を構成する４枚の板状羽根部材３５，３８のそれぞれは、図４（ｅ）の展開図に示すように、扇の尖頭部側部位を切除したような形状とされるとともに、軸本体３１側に向けて開口するように切欠形成された切欠部を有しており、該切欠部が上記材料通過孔３６，３９を構成する。
この材料通過孔３６，３９の大きさは、板状羽根部材３５，３８の枚数や、当該板状羽根部材３５，３８により形成される巻き数、混合対象である粉粒体材料の平均粒径や流動性、安息角等に応じて適宜、設定可能である。本実施形態では、当該材料通過孔３６，３９を含めた板状羽根部材３５，３８の面積全体に対して、当該材料通過孔３６，３９が占める面積の割合（空隙率）が、約３０％となるようにしている。
尚、図４（ｅ）において、符号３８ａは、上記連結部３２の形状に合わせて切除される部位を示している。
【００３３】
上記空隙率は、１０％以上、７０％以下程度とすることが好ましく、より好ましくは、２０％以上、５０％以下程度である。上記空隙率を、極端に小さくすれば、混合槽１０内に貯留された粉粒体材料を、後記するように攪拌軸３０を回転させて攪拌、混合する際に、粉粒体材料の軸廻りの移動に伴う混合が十分になされない傾向があり、また、上記空隙率を、極端に大きくすれば、粉粒体材料の軸方向に沿った移動に伴う混合が十分になされない傾向があるからである。
当該粉粒体材料混合装置１を、樹脂ペレットと各種添加剤、バージン材と粉砕材等の合成樹脂材料の混合に使用する場合には、上記空隙率は、２０％以上、５０％以下程度とすることが好ましい。
【００３４】
次に、上記構成とされた攪拌軸３０によってなされる混合槽１０内における粉粒体材料の混合態様について説明する。尚、以下の説明では、便宜的に、混合槽１０内の下半部に貯留されている粉粒体材料の挙動について説明するが、上半部に貯留されている粉粒体材料についても同様である。
上述のように、攪拌軸３０は、上記駆動部４０によって、上記混合槽１０内において、蓋部材２０側から見て、時計回り（図３の矢印方向）に回転される。
【００３５】
図３（ａ）に示す状態から、矢印方向に向けて攪拌軸３０を回転させると、駆動側攪拌翼３７の図示手前側の板状羽根部材３８による推力を受けて、その近傍下部に滞留している粉粒体材料は、混合槽１０内の中央に向けて移送される。この直前の状態では、蓋側攪拌翼３４の図示下側の板状羽根部材３５によって、その下部近傍に滞留していた粉粒体材料が押上げられて、空間が形成される。また、この際、その回転に伴い、これら板状羽根部材３５，３８の各材料通過孔３６，３９を粉粒体材料が通過して、図示奥側より手前側に移動する。
また、上記各攪拌翼３４，３７は、上述のように、軸廻りに位相を略９０度、ずらしてそれぞれ固着されているので、図３（ｂ）に示すように、上記駆動側攪拌翼３７の上記板状羽根部材３８の蓋部材２０側には、上記蓋側攪拌翼３４の板状羽根部材３５が存在せず、上述のように、粉粒体材料が押上げられて空間が形成される。この空間内へ、上記駆動側攪拌翼３７の図示下側の板状羽根部材３８によって、粉粒体材料が移送される。
【００３６】
さらに回転がなされて、図３（ｃ）に示す状態では、上記とは逆に、駆動側攪拌翼３７の図示下側の板状羽根部材３８によって、その下部近傍に滞留している粉粒体材料が押上げられて、空間が形成される。また、該空間に、上記同様、蓋側攪拌翼３４の図示下側の板状羽根部材３５によって、粉粒体材料が移送される。
すなわち、混合槽１０内に貯留されている粉粒体材料は、攪拌軸３０の回転によって、一方の蓋側攪拌翼３４の領域内から他方の駆動側攪拌翼３７の領域内へと移送され、また、駆動側攪拌翼３７の領域内から蓋側攪拌翼３４の領域内へと移送される。さらに、上記回転に伴って、上記各板状羽根部材３５，３８にそれぞれ形成された材料通過孔３６，３９を粉粒体材料が通過して、軸廻りに移動する。
【００３７】
つまり、換言すれば、混合槽１０内に貯留されている粉粒体材料の挙動は、上記攪拌軸３０の回転によって、軸方向に大きく移動するとともに、軸廻りにも大きく移動するような挙動となる。
これにより、混合槽１０内に貯留させた粉粒体材料を、比較的、短時間で均一かつ十分に混合することができる。
また、上述のような挙動となるので、投入口及び排出口を設ける位置の自由度が高まり、他の装置やシステム等に組み込む場合に、これら装置やシステムの配置態様に合わせて投入口及び排出口を設けることができ、汎用性の高いものとなる。
また、攪拌軸を斜めに配置する必要がないので、簡易な構造となるとともに、攪拌軸３０を上記構成とすることにより、当該攪拌軸３０自体への負荷及び駆動部４０への負荷を低減することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、混合槽１０に粉粒体材料を投入するための投入口を、２つ設けているので、異なる２種類の材料（バージン材と粉砕材や、バージン材とマスターバッチ、添加剤等）を混合する際に、個別に投入することができる。
これにより、例えば、一つの投入口から混合槽１０内に２種類の材料を投入するものと比べて、各材料の配合量等のログデータを、容易かつ確実に収集できる。
また、本実施形態では、一対の攪拌翼３４，３７のそれぞれを、二枚の板状羽根部材３５，３５，３８，３８を、軸本体３１の周方向に沿って、均等配置した構造としているので、均等配置しない構成としたものと比べて、混合槽１０内における軸方向に沿う粉粒体材料の移動が、安定してなされる。
また、本実施形態では、上記各攪拌翼３４，３７を構成する各板状羽根部材３５，３８のそれぞれを、略１／４の巻き数を構成するように、軸本体３１に固着するとともに、各攪拌翼３４，３７の位相のずれを略９０度としているので、上述のように、混合槽１０内の粉粒体材料の軸方向に沿う移動が、効果的かつ安定的になされるとともに、効率的になされる。
【００３９】
次に、本実施形態に係る粉粒体材料混合装置１が備える攪拌軸の一変形例について、図５〜図７に基づいて説明する。
図５（ａ）〜（ｄ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例をそれぞれ示し、それぞれ図４（ｅ）に対応させた図、図６（ａ）〜（ｆ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例をそれぞれ示し、（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）は、それぞれ図４（ａ）に対応させた図、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）は、それぞれ図４（ｄ）に対応させた図、図７（ａ）〜（ｃ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例を示し、（ａ）は、図４（ａ）に対応させた図、（ｂ）、は、図４（ｃ）に対応させた図、（ｃ）は、図４（ｄ）に対応させた図である。
尚、上記した例との相違点は、主に、板状羽根部材の構成、或いは攪拌翼の構成であり、同様の構成については、同一符合を付して、その説明を省略あるいは簡略に説明する。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｄ）では、上記各攪拌翼３４，３７を構成する各板状羽根部材３５，３８に代えて、各攪拌翼３４，３７を構成可能な板状羽根部材の一変形例をそれぞれ図示している。また、以下の各変形例に示す各板状羽根部材では、上記のような切欠形成された材料通過孔に代えて、板状部材に孔を開設し、該孔が材料通過孔を構成する態様としている。
すなわち、図５（ａ）に示す第１変形例に係る板状羽根部材１３５，１３８は、扇形状に合わせて湾曲され、長辺が扇形状の円弧方向に沿った湾曲長方形状の１つの材料通過孔１３６，１３９を有している。
また、図５（ｂ）に示す第２変形例に係る板状羽根部材２３５，２３８は、扇形状に合わせて湾曲され、長辺が扇形状の円弧方向に沿った湾曲細長形状（スリット形状）の３つの材料通過孔２３６，２３９を有している。
【００４１】
また、図５（ｃ）に示す第３変形例に係る板状羽根部材３３５，３３８は、長辺が扇形状の半径方向に沿った細長形状（スリット形状）の５つの材料通過孔３３６，３３９を有している。
また、図５（ｄ）に示す第４変形例に係る板状羽根部材４３５，４３８は、円形状の７つの材料通過孔４３６，４３９を有している。
上記いずれの態様においても各材料通過孔の大きさ、個数等は、上記したように、各板状羽根部材の枚数や、当該板状羽根部材により形成される巻き数、混合対象である粉粒体材料の平均粒径や流動性、安息角等に応じて適宜、設定可能であり、上記同様の空隙率となるようにしてもよい。
また、上記各材料通過孔の形状は、図例のような形状に限られず、例えば、楕円形状や半円形状等の他の形状としてもよい。
【００４２】
図６（ａ）、（ｂ）に示す第１変形例に係る攪拌軸３００は、上記攪拌軸３０とは、各攪拌翼３４，３７の位相のずれの程度が異なる。
すなわち、上記攪拌軸３０は、略９０度、位相をずらしたものであるが、本変形例では、略４５度、軸廻りに位相をずらして各攪拌翼３４，３７を軸本体３１に固着している。
このような態様では、上記した例よりも、粉粒体材料の軸方向に沿う移動の安定性にはやや劣るが、上記同様、粉粒体材料を軸方向及び軸廻りに移動させて混合が可能である。
尚、本変形例に係る攪拌軸３００が備える各板状羽根部材３５，３８に代えて、上記した第１変形例〜第４変形例に係る各板状羽根部材を適用するようにしてもよい。
また、上記位相のずれの角度は、上記各例のように、略９０度、略４５度に限られず、他の角度としてもよい。
【００４３】
図６（ｃ）、（ｄ）に示す第２変形例に係る攪拌軸３０１は、上記攪拌軸３０とは、各攪拌翼３４０，３７０を構成する各板状羽根部材３５０，３８０の巻き数が異なる。
すなわち、本変形例では、上記各板状羽根部材３５０，３８０は、略１／３の巻き数を構成するように軸本体３１にそれぞれ固着されている。つまり、上記した例の各板状羽根部材３５，３８よりも大きく形成されるとともに、板状羽根部材３５０，３８０のそれぞれが、軸本体３１の周方向に沿って、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、略１２０度の範囲に亘って固着されている。
尚、材料通過孔３６０，３９０についても上記した例よりも大きく形成されている。
【００４４】
また、図６（ｅ）、（ｆ）に示す第３変形例に係る攪拌軸３０２は、上記攪拌軸３０とは、各攪拌翼３４１，３７１を構成する各板状羽根部材３５１，３８１の巻き数が異なる。
すなわち、本変形例では、上記各板状羽根部材３５１，３８１は、略１／５の巻き数を構成するように軸本体３１にそれぞれ固着されている。つまり、上記した例の各板状羽根部材３５，３８よりも小さく形成されるとともに、板状羽根部材３５１，３８１のそれぞれが、軸本体３１の周方向に沿って、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、略７２度の範囲に亘って固着されている。
尚、材料通過孔３６１，３９１についても上記した例よりも小さく形成されている。
【００４５】
上記第２変形例に係る攪拌軸３０１及び第３変形例に係る攪拌軸３０２では、上記攪拌軸３０と比べて、粉粒体材料の軸方向に沿う移動の効率性にはやや劣るが、例えば、混合する粉粒体材料の流動性や安息角等によっては、これらの態様の方が混合性に優れる場合がある。
尚、上記第２変形例及び第３変形例の各攪拌軸３０１、３０２では、各攪拌翼３４０，３７０，３４１，３７１の位相のずれを略９０度としているが、上記例のように、略４５度としたり、それ以外の角度としたりしてもよい。
また、これら各攪拌翼３４０，３７０，３４１，３７１を構成する各板状羽根部材３５０，３８０，３５１，３８１に代えて、上記した第１変形例〜第４変形例に係る各板状羽根部材を、適宜、形状を変更して適用するようにしてもよい。
【００４６】
図７（ａ）〜（ｃ）に示す第４変形例に係る攪拌軸３０３は、上記攪拌軸３０とは、各攪拌翼３４２，３７２を構成する板状羽根部材３５２，３８２の枚数が異なる。
すなわち、本変形例では、上記各攪拌翼３４２，３７２のそれぞれは、図７（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示すように、三枚の板状羽根部材３５２，３８２を、軸本体３１の周方向に沿って、均等配置した構造とされている。
また、上記各攪拌翼３４２，３７２をそれぞれ構成する６枚の板状羽根部材３５２，３８２のそれぞれは、略１／６の巻き数を構成するよう、上記軸本体３１に固着されている。つまり、上記した例の各板状羽根部材３５，３８よりも小さく形成されるとともに、板状羽根部材３５２，３８２のそれぞれが、軸本体３１の周方向に沿って、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、略６０度の範囲に亘って固着されている。
尚、材料通過孔３６２，３９２についても上記した例よりも小さく形成されている。
【００４７】
また、上記蓋側攪拌翼３４２と、上記駆動側攪拌翼３７２とは、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、略６０度、位相をずらして上記軸本体３１に固着されている。
このような構成とされた各攪拌翼３４２，３７２では、上記攪拌軸３０と同様、図７（ａ）に示すように、側面視（蓋部材２０側又は駆動部４０側から見た状態）において、各板状羽根部材３５２，３８２の左右縁部（軸方向に略直交する方向に沿った縁部）が、隙間なく配置されたような構成となる。
このように、各攪拌翼３４２，３７２をそれぞれ三枚の板状羽根部材３５２，３８２によって構成することで、上記攪拌軸３０よりも軸方向に沿う粉粒体材料の移動はやや小さくなるが、より細かく軸方向に沿う移動が繰り返される。
【００４８】
尚、本変形例では、位相のずれを略６０度としているが、それ以外の角度としてもよい。
また、各攪拌翼３４２，３７２を構成する各板状羽根部材３５２，３８２に代えて、上記した第１変形例〜第４変形例に係る各板状羽根部材を、適宜、形状を変更して適用するようにしてもよい。
さらに、本変形例では、上記攪拌軸３０，３００と同様、各攪拌翼３４２，３７２を構成する各板状羽根部材３５２，３８２が形成する巻き数を、その枚数を２倍した値の逆数となるようにしているが、それ以外の巻き数としてもよい。例えば、それぞれの板状羽根部材３４２，３７２が、略１／４〜略１／８程度の巻き数を構成するような態様としてもよい。
【００４９】
尚、上記各攪拌軸３０，３００，３０１，３０２，３０３では、各攪拌翼を構成する板状羽根部材の枚数を、２枚或いは３枚としたものを例示しているが、これ以外の枚数としてもよい。各攪拌翼を構成する板状羽根部材の枚数は、混合性の観点から１枚〜４枚程度とすることが好ましい。
例えば、１枚の板状羽根部材で各攪拌翼を構成した場合は、各攪拌翼を、略１８０度、位相をずらして上記軸本体に固着するような態様としてもよい。また、この場合は、各板状羽根部材が、略１／２の巻き数を構成するような態様としてもよい。
また、４枚の板状羽根部材で各攪拌翼を構成した場合は、各板状羽根部材を上記同様、軸本体の周方向に沿って均等配置し、各攪拌翼を、略４５度、位相をずらして上記軸本体に固着するような態様としてもよい。また、この場合は、各板状羽根部材が、略１／８の巻き数を構成するような態様としてもよい。
【００５０】
すなわち、好ましくは、各攪拌翼を構成する板状羽根部材の枚数を１枚〜４枚とし、これら各板状羽根部材を軸本体の周方向に沿って均等配置し、また、位相のずれを、１８０を、板状羽根部材の枚数で除して得た値の角度とするようにしてもよい。さらに、板状羽根部材のそれぞれが略１／２〜略１／８程度の巻き数を構成するよう、板状羽根部材のそれぞれを軸本体に固着するようにしてもよい。この場合において、より好ましくは、板状羽根部材の枚数を、２倍した値の逆数の巻き数を構成するよう、板状羽根部材を軸本体に固着するようにしてもよい。
【００５１】
次に、本発明に係る他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、いずれも第２実施形態に係る粉粒体材料混合装置を模式的に示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、概略左側面図である。
尚、図８（ｂ）では、蓋部材を図示省略している。
また、上記第１実施形態との相違点は、主に、混合槽の構成であり、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略あるいは簡略に説明する。
【００５２】
本実施形態に係る粉粒体材料混合装置１００では、混合槽１１０の形状が上記第１実施形態とは異なる。
すなわち、混合槽１１０の横向き筒状とされた筒状本体１１１は、図８（ｂ）に示すように、下半部が半円筒形状とされた略Ｕ字形状とされている。
つまり、上記第１実施形態では、横向き円筒形状とされた筒状本体１１の内周壁１１ａが、その全周に亘って、上記攪拌軸３０の各板状羽根部材３５，３８の外周縁部（軸方向に沿った縁部）の周囲に、所定のクリアランスを設けて近接して配置された態様とされている。一方、本実施形態では、内周壁１１ａの半円筒形状とされた下半部が、上記攪拌軸３０の各板状羽根部材３５，３８の外周縁部（軸方向に沿った縁部）の周囲に、所定のクリアランスを設けて近接して配置された態様とされている。
上記第１実施形態のように、横向き円筒形とされた混合槽１０の方が混合の効率性の観点から好ましいが、本実施形態のように、少なくとも下半部が横向き円筒形状とされた混合槽１１０としてもよい。
【００５３】
また、蓋部材２００の蓋本体２１１も、筒状本体１１１に合わせた形状とされている。
さらに、本実施形態では、ベース部１４０を筒状本体１１１の下部の略中央に配置し、排出口１４０ａが、筒状本体１１１の下部の略中央部に位置するように設けられている。
このような態様によれば、上述のように、混合槽１１０内に貯留された粉粒体材料は、一対の攪拌翼３４，３７によって、攪拌、混合されながら、徐々に、中央に向けて移送されるので、略中央部に設けられた排出口１４０ａより、その排出がスムーズになされる。
【００５４】
尚、本実施形態では、上記第１実施形態と同様の攪拌軸３０を図示しているが、該攪拌軸３０に代えて、上記した各変形例に係る攪拌軸３００，３０１，３０２，３０３等を設けるようにしてもよい。
また、上記第１実施形態に係る粉粒体材料混合装置１が備える排出口１４ａを、本実施形態のように、混合槽１０の下部の略中央部に設けるようにしてもよく、或いは、上記第１実施形態に係る粉粒体材料混合装置１が備える混合槽１０を、本実施形態のように、下半部が半円筒形状とされた略Ｕ字形状のものとしてもよい。
さらに、上記各実施形態では、粉粒体材料混合装置１，１００の混合槽１０，１１０の上部に２つの独立した材料投入管を設けた例を示しているが、材料投入管を１つのみ設けるようにしてもよい。或いは、上部の全体を開放させて、ホッパー形状の材料投入部を形成するような態様としてもよい。または、３つ以上の材料投入管を設ける、すなわち、３つ以上の投入口を設けるような態様としてもよい。
さらにまた、上記各実施形態では、粉粒体材料混合装置１，１００の混合槽１０，１１０の一端部を着脱自在に閉塞する蓋部材２０，２００を備えた例を示しているが、このような蓋部材２０，２００を設けない態様としてもよい。
【００５５】
また、上述の図３に基づいて説明した粉粒体材料の混合態様の例では、攪拌軸３０を、所定の一方向（蓋部材２０側から見て時計回り）に回転させることで、いずれか一方の攪拌翼の領域に存在する粉粒体材料を、他方の攪拌翼側に向けて移送するようにして、混合する態様、すなわち、各攪拌翼によって混合槽１０内の粉粒体材料を、中央に向けて移送するような態様を例示しているが、適宜、回転を反転させるようにしてもよい。すなわち、一方向のみの回転によって混合する態様に代えて、例えば、タイマー制御等によって、正転（一方向への回転）、逆転（他方向への回転）を繰り返すことで、混合するような態様としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、いずれも本発明に係る粉粒体材料混合装置の一実施形態を模式的に示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、概略平面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、いずれも同粉粒体材料混合装置を示し、（ａ）は、概略左側面図、（ｂ）は、一部分解概略左側面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、いずれも同粉粒体材料混合装置が備える攪拌軸の一例を示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、（ａ）の状態から軸廻りに４５度回転させた状態を示す概略正面図、（ｃ）は、（ａ）の状態から軸廻りに９０度回転させた状態を示す概略正面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、いずれも同攪拌軸を説明するための説明図であり、（ａ）は、概略左側面図、（ｂ）は、概略右側面図、（ｃ）は、図３（ａ）におけるＸ１−Ｘ１線矢視概略縦断面図、（ｄ）は、図３（ａ）におけるＸ２−Ｘ２線矢視概略縦断面図、（ｅ）は、攪拌翼を構成する板状羽根部材の概略展開平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例をそれぞれ示し、それぞれ図４（ｅ）に対応させた図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例をそれぞれ示し、（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）は、それぞれ図４（ａ）に対応させた図、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）は、それぞれ図４（ｄ）に対応させた図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、いずれも同攪拌軸の一変形例を示し、（ａ）は、図４（ａ）に対応させた図、（ｂ）、は、図４（ｃ）に対応させた図、（ｃ）は、図４（ｄ）に対応させた図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、いずれも本発明に係る粉粒体材料混合装置の他の実施形態を模式的に示し、（ａ）は、概略正面図、（ｂ）は、概略左側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１，１００ 粉粒体材料混合装置
１０，１１０ 混合槽
１２ａ，１３ａ 投入口
１４ａ，１４０ａ 排出口
２０，２００ 蓋部材（混合槽）
２３ 軸受部（蓋部材）
３０，３００，３０１，３０２，３０３ 攪拌軸
３４，３４０，３４１，３４２ 蓋側攪拌翼（攪拌翼）
３５，１３５，２３５，３３５，４３５ 板状羽根部材（蓋側攪拌翼）
３６，１３６，２３６，３３６，４３６ 材料通過孔
３５０，３５１，３５２ 板状羽根部材（蓋側攪拌翼）
３６０，３６１，３６２ 材料通過孔
３７，３７０，３７１，３７２ 駆動側攪拌翼（攪拌翼）
３８，１３８，２３８，３３８，４３８ 板状羽根部材（駆動側攪拌翼）
３９，１３９，２３９，３３９，４３９ 材料通過孔
３８０，３８１，３８２ 板状羽根部材（駆動側攪拌翼）
３９０，３９１，３９２ 材料通過孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に投入口、下部に排出口を有した横向き筒状の混合槽と、一対の攪拌翼を有し、前記混合槽内で略水平に支持された攪拌軸とを備え、
前記一対の攪拌翼には、粉粒体材料の通過を可能とする材料通過孔がそれぞれ開設され、これら一対の攪拌翼は、逆スパイラル状とされて軸方向に沿って配置されるとともに、軸廻りに位相をずらして前記攪拌軸にそれぞれ固着されていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記投入口は、独立した２つの投入口とされていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記排出口は、前記混合槽の下部の略中央部に設けられていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、
前記混合槽の一端部には、前記攪拌軸の一端部を回転自在に支持する軸受部を有した蓋部材が着脱自在に取り付けられており、
前記攪拌軸は、前記蓋部材を脱離させることによって、前記混合槽から取外し自在とされていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、
前記一対の攪拌翼のそれぞれは、同枚数の板状羽根部材を、前記攪拌軸の周方向に沿って、均等配置した構造とされていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記位相のずれは、１８０を、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数で除して得た値の角度であることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記板状羽根部材のそれぞれは、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数を、２倍した値の逆数の巻き数を構成するよう、前記攪拌軸に固着されていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項１】
上部に投入口、下部に排出口を有した横向き筒状の混合槽と、一対の攪拌翼を有し、前記混合槽内で略水平に支持された攪拌軸とを備え、
前記一対の攪拌翼には、粉粒体材料の通過を可能とする材料通過孔がそれぞれ開設され、これら一対の攪拌翼は、逆スパイラル状とされて軸方向に沿って配置されるとともに、軸廻りに位相をずらして前記攪拌軸にそれぞれ固着されていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記投入口は、独立した２つの投入口とされていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記排出口は、前記混合槽の下部の略中央部に設けられていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、
前記混合槽の一端部には、前記攪拌軸の一端部を回転自在に支持する軸受部を有した蓋部材が着脱自在に取り付けられており、
前記攪拌軸は、前記蓋部材を脱離させることによって、前記混合槽から取外し自在とされていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、
前記一対の攪拌翼のそれぞれは、同枚数の板状羽根部材を、前記攪拌軸の周方向に沿って、均等配置した構造とされていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記位相のずれは、１８０を、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数で除して得た値の角度であることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記板状羽根部材のそれぞれは、前記各攪拌翼を構成する前記板状羽根部材の枚数を、２倍した値の逆数の巻き数を構成するよう、前記攪拌軸に固着されていることを特徴とする粉粒体材料混合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−４６６０５（Ｐ２０１０−４６６０５Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１３２７０（Ｐ２００８−２１３２７０）
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（０００１４６０５４）株式会社松井製作所 (70)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【出願人】（０００１４６０５４）株式会社松井製作所 (70)
【Ｆターム（参考）】
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