JP2001269563A - ミキサー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成によって、攪拌羽根を効率よく冷
却することができながら、メンテナンスを行ない易く、
しかも、装置の小型化を図ることのできるミキサー装置
を提供すること。 【解決手段】 下羽根３０ａに、第１冷却通路７１、７
２を、上羽根３０ｂに、第１冷却通路７１、７２と連通
する第２冷却通路７５、７６をそれぞれ設けるととも
に、主軸の周りに配置されるハウジング６３に、第１冷
媒供給路８１を設け、スリーブ６１およびアジャスタリ
ング６２に、第１冷媒供給路８１および第１冷却通路７
１、７２に連通する第２冷媒供給路８４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、トナー
などの融点の比較的低い原料もしくは、温度上昇により
性質が変化しやすい原料を攪拌ないし混合するために用
いられるミキサー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のミキサー装置は、粉粒
体などの原料を収容する攪拌槽と、この攪拌槽に回転自
在に設けられる主軸と、攪拌槽内において主軸の上端部
に組み付けられる攪拌羽根とを備えてなり、主軸の回転
駆動により、攪拌槽に投入された原料を攪拌羽根で攪拌
するようにしている。

【０００３】ところで、このようなミキサー装置により
原料を攪拌するに伴い、攪拌羽根の特に先端部が剪断熱
により加熱され、そのため、たとえば、トナーなどの融
点の比較的低い原料を攪拌する場合には、原料が溶融し
て攪拌羽根の先端部に付着し、後に他の原料を攪拌する
際に、異物となって混入することがある。また、温度上
昇により性質が変化しやすい原料を攪拌する場合には、
攪拌による剪断熱の発生により、その原料の性質が変化
することがある。

【０００４】そのため、従来では、たとえば図５に示す
ように、攪拌羽根への冷却水の通水により、その先端部
を冷却水で冷却するようにするものが提案されている。

【０００５】すなわち、図５に示すものは、攪拌羽根１
内に冷却通路２を形成して、この冷却通路の入口３と出
口４を、攪拌羽根１のボス部５の内周面に開口させると
ともに、主軸６には、軸方向に延びる縦孔７と、一端が
この縦孔７に開口し、他端が主軸６の外周面外方に開口
する給水側横孔８および排水側横孔９とを形成してい
る。

【０００６】また、縦孔７内に給水管１０を遊挿して、
給水管１０の挿入端部には、縦孔７を給水側７ａと排水
側７ｂとに区画するシール部材１１を組み付けている。

【０００７】そして、攪拌羽根１のボス部５を主軸６に
挿嵌して、ボス部５の内周面に開口する冷却通路２の入
口３および出口４を、給水側横孔８および排水側横孔９
にそれぞれ連通させるとともに、主軸６の下端部に、ロ
ータリージョイントを介して冷却水の供給管と排出管と
を組み付け、供給管からロータリージョイントを介して
給水管１０に送られてくる冷却水を、給水側７ａから給
水側横孔８を介して攪拌羽根１の冷却通路２に導入し
て、攪拌羽根１を冷却した上で、排水側横孔９から排水
側７ｂに戻して、排出管より外部に排出するようにして
いる。

【０００８】尚、図５において、攪拌槽１２は、その底
壁のみが現れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５に示す構
造のものでは、比較的長い主軸６に縦孔７を形成して、
この縦孔７内に給水管１０を配設するようにしているの
で、たとえば、オーバーホールなどに際して給水管１０
を主軸６の縦孔７から抜き取る時、主軸６とほぼ同一長
さのメンテナンススペースを確保する必要があり、ま
た、永年の使用により主軸６内の縦孔７などに付着した
スケールを取り除く際にも、給水管１０を主軸６から取
り外す必要があり、そのようなメンテナンスにおいて、
分解や組み立てに手間を要し、作業が煩雑となる。

【００１０】また、大きな駆動トルクのかかる主軸６に
縦孔７を形成しているので、主軸６の剛性を確保しよう
とすると、主軸６を太くする必要があり、また、ロータ
リージョイントを設ける必要があるなど、それだけ装置
が大型となる。

【００１１】さらに、攪拌羽根１における冷却通路２の
入口３および出口４と主軸６に設けた給水側横孔８およ
び排水側横孔９とが、主軸６の半径方向で連通するよう
にしているので、冷却通路２の入口３および出口４と給
水側横孔８および排水側横孔９とを連通させる際には、
攪拌羽根１を、主軸６に対して、軸方向および周方向に
おいて位置調整する必要があり、そのため、主軸６に対
する攪拌羽根１の位置決めに非常に手間を要する。

【００１２】本発明は、上記した事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、簡易な構成によ
って、攪拌羽根を効率よく冷却することができながら、
メンテナンスを行ない易く、しかも、装置の小型化を図
ることのできる、ミキサー装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、回転駆動される主軸
と、前記主軸に取り付けられる攪拌羽根と、前記主軸の
周りに取り付けられる外周部材とを備えるミキサー装置
において、前記攪拌羽根には、この攪拌羽根を冷却する
ための冷却通路が形成されるとともに、前記外周部材に
は、前記冷却通路に冷媒を供給するための冷媒供給路が
形成されていることを特徴としている。

【００１４】このような構成によると、外周部材に形成
される冷媒供給路から、攪拌羽根に形成される冷却通路
に冷媒が供給され、攪拌羽根が冷却される。そのため、
従来のように、主軸に、冷媒を供給するための縦孔など
を形成することなく、攪拌羽根を効率的に冷却すること
ができる。

【００１５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記冷媒供給路と前記冷媒通路
とが、軸方向において連通されていることを特徴として
いる。

【００１６】このような構成によると、攪拌羽根を主軸
に組み付けるに際して、攪拌羽根を外周部材に対して周
方向において位置調整するだけで、冷媒通路を冷媒供給
路に連通させることができる。

【００１７】また請求項３に記載の発明は、請求項１ま
たは２に記載の発明において、前記外周部材は、前記主
軸の周りに設けられ、前記主軸と一体的に回転する主軸
保護部材と、前記主軸保護部材の周りに固定して設けら
れる固定部材とを備え、前記固定部材には、第１冷媒供
給路が形成されるとともに、前記主軸保護部材には、前
記第１冷媒供給路および前記冷却通路に連通する第２冷
媒供給路が形成されていることを特徴としている。

【００１８】このような構成によると、冷媒は、固定部
材に形成される第１冷媒供給路から、主軸保護部材に形
成される第２冷媒供給路を経て、攪拌羽根に形成される
冷却通路に供給される。

【００１９】また請求項４記載の発明は、請求項１ない
し３のいずかに記載の発明において、前記攪拌羽根は、
下羽根と上羽根とが別体で構成され、前記下羽根には、
第１冷却通路が形成されるとともに、前記上羽根には、
第２冷却通路が形成され、前記第１冷却通路と前記第２
冷却通路とが、軸方向において連通されていることを特
徴としている。

【００２０】このような構成によると、主軸に組み付け
る下羽根および上羽根の種類を任意に選択することがで
きながら、しかも、選択した下羽根と上羽根とを主軸に
組み付けるに際して、下羽根と上羽根とを周方向におい
て位置調整するだけで、第１冷却通路と第２冷却通路と
を良好に連通させることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかるミキサー
装置の一実施形態を示す概略説明図、図２は、その要部
断面図、図３は下羽根の平面図、図４は上羽根の平面図
である。図１において、このミキサー装置は、たとえ
ば、プリンタなどで使用されるトナーなどの粉粒体の原
料を攪拌するために用いられ、攪拌する原料を収容する
ための攪拌槽２０と、攪拌槽２０内に収容した原料を攪
拌するための攪拌羽根３０と、攪拌羽根３０を攪拌槽２
０内で回転させるための主軸４０と、この主軸４０を回
転駆動させるための駆動ユニット４１とを備えている。

【００２２】攪拌槽２０は、略円筒形状をなし、機体２
１上に設置され、その下壁２２の中央には、主軸４０の
周りに配置される外周部材６０が、下壁２２に形成した
貫通孔２３と対向するように設けられ、また攪拌槽２０
の斜め下部には、攪拌の終えた原料を排出するための原
料排出管２４が接続され、原料排出管２４の排出口には
開閉バルブ２５が設けられている。

【００２３】外周部材６０は、図２に示すように、主軸
４０の周りに組み付けられ、主軸４０と一体的に回転す
る主軸保護部材としての円筒状のスリーブ６１と、この
スリーブ６１の上端に配置され攪拌羽根３０の攪拌槽２
０内における上下方向の位置を決める環状のアジャスタ
リング６２と、スリーブ６１の外周りに配置され、攪拌
槽２０の下壁２２に固定される固定部材としての円筒状
のハウジング６３とを備えている。

【００２４】攪拌羽根３０は、図１に示すように、下羽
根３０ａと、この下羽根３０ａとは別体に形成された上
羽根３０ｂとから構成され、図３に示すように、下羽根
３０ａは、主軸４０が挿入される円筒形状のボス部３１
と、このボス部３１から径方向外方に向かって延びる１
対の羽根体３２および３３とを備えている。また、上羽
根３０ｂは、図４に示すように、主軸４０が挿入される
円筒形状のボス部３５と、このボス部３５から径方向外
方に向かって延びる１対の羽根体３６および３７と、こ
の羽根体３６および３７の遊端部に向かう途中において
環状に架設される環状羽根体３８とを備えている。な
お、下羽根３０ａと上羽根３０ｂとを別体で構成するこ
とにより、攪拌混合する原料に応じた最適の下羽根３０
ａおよび上羽根３０ｂの組み合わせを任意に選択するこ
とができる。

【００２５】図１に示すように、駆動ユニット４１は、
主軸４０を駆動するための電動モータ５１と、電動モー
タ５１の駆動軸５２に組み付けられた駆動側プーリ５３
と、主軸４０の下端部に組み付けられた従動側プーリ５
４と、この２つのプーリ５３および５４の間に掛け渡さ
れる無端ベルト５５とを備えている。

【００２６】主軸４０は、攪拌槽２０の下方において、
機体２１に軸受２６を介して回転可能に支持されてお
り、また、図２に示すように、その上端側は、攪拌槽２
０内に挿入され、その挿入端部には、スリーブ６１、ア
ジャスタリング６２、下羽根３０ａおよび上羽根３０ｂ
の順でこれらが嵌め込まれ、その挿入端部に締め込まれ
る固定ボルト９０によって、これらの軸方向移動が規制
された状態で、主軸４０の回転駆動に伴い、スリーブ６
１、アジャスタリング６２、下羽根３０ａおよび上羽根
３０ｂが、主軸４０と共に回転するように構成されてい
る。

【００２７】そして、本実施形態のミキサー装置では、
図３に示すように、下羽根３０ａには２本の第１冷却通
路７１、７２および連絡通路７３、７４が、また、上羽
根３０ｂには、図４に示すように、２本の第２冷却通路
７５、７６がそれぞれ形成されており、かつ、これら第
１冷却通路７１、７２の出口と第２冷却通路７５、７６
の入口、ならびに、第２冷却通路７５、７６の出口と連
絡通路７３、７４の入口が、それぞれ軸方向において連
通されている。

【００２８】より具体的には、図３に示すように、下羽
根３０ａに設けられる第１冷却通路７１、７２の入口お
よび連絡通路７３、７４の出口は、ボス部３１の下面に
開口され、かつ、第１冷却通路７１、７２の出口および
連絡通路７３、７４の入口は、ボス部３１の上面に開口
され、かつ、第１冷却通路７１、７２は、羽根体３２、
３３の周縁部に沿って配設されている。

【００２９】また、図４に示すように、上羽根３０ｂに
設けられる第２冷却通路７５、７６の入口および出口
は、ボス部３５の下面に開口し、かつ、これら第２冷却
通路７５、７６は、羽根体３６、３７の周縁部に沿って
配設されている。

【００３０】また、図２に示すように、ハウジング６３
の内周面とスリーブ６１の外周面との間は、所定の間隔
が隔てられており、このリング状のスペース６４に、リ
ング状の樹脂シール６５とリング状の３個のオイルシー
ル６６、６７および６８が介装されて、これらオイルシ
ール６５ないし６８により、ハウジング６３の内周面と
スリーブ６１の外周面との間のスペース６４が、それぞ
れ独立した環状の冷媒供給側中間室Ｓ１と、冷媒排出側
中間室Ｓ２と、エアー導入側中間室Ｓ３の３室に区画さ
れている。

【００３１】また、ハウジング６３には、出口が冷媒供
給側中間室Ｓ１に連通する第１冷媒供給路８１と、入口
が冷媒排出側中間室Ｓ２に連通する第１冷媒排出路８２
と、出口がエアー導入側中間室Ｓ３に連通するエアー導
入路８３とが形成されている。

【００３２】また、スリーブ６１およびアジャスタリン
グ６２には、スリーブ６１側において冷媒供給側中間室
Ｓ１に連通し、アジャスタリング６２側において第１冷
却通路７１、７２の入口に連通する２本の第２冷媒供給
路８４（図２では、その一方のみが現われている）と、
アジャスタリング６２側において連絡通路７３、７４の
出口に連通し、スリーブ６１側において冷媒排出側中間
室Ｓ２に連通する２本の第２冷媒排出路８５（図２で
は、その一方のみが現われている）とが形成されてい
る。

【００３３】より具体的には、第２冷媒供給路８４は、
スリーブ６１およびアジャスタリング６２にそれぞれ形
成されており、スリーブ６１側に形成される第２冷媒供
給路８４は、その入口が冷媒供給側中間室Ｓ１に連通す
るとともに、その出口がアジャスタリング６２側に形成
される第２冷媒供給路８４の入口に連通し、また、アジ
ャスタリング６２側に形成される第２冷媒供給路８４
は、その入口がスリーブ６１側に形成される第２冷媒供
給路８４の出口に連通するとともに、その出口が第１冷
却通路７１、７２の入口に連通している。

【００３４】また、第２冷媒排出路８５も、同様に、ス
リーブ６１およびアジャスタリング６２にそれぞれ形成
されており、アジャスタリング６２側に形成される第２
冷媒排出路８５は、その入口が連絡通路７３、７４の出
口に連通するとともに、その出口がスリーブ６１側に形
成される第２冷媒排出路８５の入口に連通し、また、ス
リーブ６１側に形成される第２冷媒排出路８５は、その
入口がアジャスタリング６２側に形成される第２冷媒排
出路８５の出口に連通するとともに、その出口が冷媒排
出側中間室Ｓ２に連通している。

【００３５】そして、アジャスタリング６２と下羽根３
０ａとの間においては、第２冷媒供給路８４の出口と第
１冷却通路７１、７２の入口とが軸方向において連通さ
れるとともに、第２冷媒排出路８５の入口と連絡通路７
３、７４の出口とが軸方向において連通されている。ま
た、スリーブ６１とアジャスタリング６２との間におい
ては、スリーブ６１側に形成される第２冷媒供給路８４
および第２冷媒排出路８５と、アジャスタリング６２側
に形成される第２冷媒供給路８４および第２冷媒排出路
８５とが軸方向において連通されている。

【００３６】そのため、このように構成された本実施形
態のミキサー装置では、第１冷却通路７１、７２の出口
と第２冷却通路７５、７６の入口、ならびに、第２冷却
通路７５、７６の出口と連絡通路７３、７４の入口と
が、それぞれ軸方向において連通され、また、第２冷媒
供給路８４の出口と第１冷却通路７１、７２の入口、な
らびに、第２冷媒排出路８５の入口と連絡通路７３、７
４の出口とが軸方向において連通され、さらに、スリー
ブ６１側に形成される第２冷媒供給路８４および第２冷
媒排出路８５と、アジャスタリング６２側に形成される
第２冷媒供給路８４および第２冷媒排出路８５とが軸方
向において連通されるように構成されているので、スリ
ーブ６１、アジャスタリング６２、下羽根３０ａおよび
上羽根３０ｂを、主軸４０に順次組み付けるに際して、
周方向への位置調整だけで互いの通路を容易に連通させ
ることができ、これによって、装置の組み立て性が良好
となり、作業性の向上を図ることができる。

【００３７】そして、このミキサー装置によって、原料
を攪拌混合する場合には、攪拌槽２０内に原料を投入し
た後、電動モータ５１を駆動させる。そうすると、その
駆動が、駆動側プーリ５３、無端ベルト５５および従動
側プーリ５４を介して主軸４０に伝達され、主軸４０の
回転駆動により、下羽根３０ａおよび上羽根３０ｂが回
転される。これによって、攪拌槽２０内の原料が、下羽
根３０ａおよび上羽根３０ｂにより攪拌混合される。ま
た、この攪拌羽根３０の回転により、たとえば、トナー
などの融点の比較的低い原料を攪拌混合する場合には、
攪拌混合時に発生する剪断熱によって原料が溶融して、
下羽根３０ａおよび上羽根３０ｂの特に先端部に付着す
ることがあるが、このミキサー装置では、加圧された冷
却水を第１冷媒供給路８１から供給することにより、そ
の第１冷媒供給路８１に供給された冷却水が、冷媒供給
側中間室Ｓ１から第２冷媒供給路８４を介して第１冷却
通路７１、７２を通って下羽根３０ａを冷却するととも
に、さらに、第２冷却通路７５、７６を通って上羽根３
０ｂを冷却した後、連絡通路７３、７４から第２冷媒排
出路８５、冷媒排出側中間室Ｓ２および第１冷媒排出路
８２を通って排出されるので、下羽根３０ａおよび上羽
根３０ｂが良好に冷却され、そのような溶融した原料の
付着が有効に防止される。したがって、融点の低い原料
の攪拌混合を良好に行なうことができる。なお、たとえ
ば、温度上昇により性質が変化しやすい原料を攪拌混合
する場合にも、下羽根３０ａおよび上羽根３０ｂの冷却
により、その性質の変化が有効に防止され、そのような
原料の攪拌混合も良好に行なうことができる。

【００３８】そして、この冷却水による攪拌羽根３０の
冷却においては、従来のように、主軸４０に、冷却水を
供給するための縦孔などを形成することなく、従来より
装備されているハウジング６３と、スリーブ６１および
アジャスタリング６２とに、それぞれ、第１冷媒供給路
８１および第１冷媒排出路８２と、第２冷媒供給路８４
および第２冷媒排出路８５とを形成して、これらの各通
路を介して、攪拌羽根３０に通水するように構成したの
で、オーバーホールなどのメンテナンスにおいても、こ
れらハウジング６３、スリーブ６１、アジャスタリング
６２を簡単に分解および組み立てることができ、しか
も、主軸４０に縦孔を形成する必要がなく、また、ロー
タリージョイントなどを設ける必要もないため、主軸４
０の小型化および短軸化を図ることができ、ミキサー装
置の小型化を図ることができる。さらに、このような構
成では、従来より装備されているハウジング６３、スリ
ーブ６１およびアジャスタリング６２に孔加工するのみ
で、攪拌羽根３０への通水が達成されているので、簡単
な加工によって、製作コストの低減化が図られている。

【００３９】なお、このミキサー装置では、０．００３
〜０．１Ｍｐａの圧力で加圧したエアーが、エアー導入
通路８３から導入されている。加圧されたエアーは、エ
アー導入側中間室Ｓ３から樹脂シール６５の周りの隙間
を伝って攪拌槽２０内に流出されるので、これによっ
て、攪拌槽２０内の原料が樹脂シール６５の周りの隙間
に侵入することが防止される。

【００４０】以上に述べた実施形態では、攪拌羽根３０
を、下羽根３０ａと、この下羽根３０ａとは別体に形成
された上羽根３０ｂとから構成したが、これに限定され
るものではなく、たとえば、下羽根３０ａと上羽根３０
ｂとを一体に形成してもよい。

【００４１】また、以上に述べた実施形態では、冷却水
により攪拌羽根３０を冷却するようにしたが、これに限
定されるものではなく、たとえば、冷却用ガスや冷却用
オイルにより攪拌羽根３０を冷却するようにしてもよ
い。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に記載の発
明によれば、従来のように、主軸に、冷媒を供給するた
めの縦孔などを形成することなく、外周部材の冷媒供給
路から冷媒を供給して、攪拌羽根を効率的に冷却するこ
とができるので、オーバーホールなどのメンテナンスに
おいても、外周部材などの分解および組み立てが簡単に
行なえ、しかも、主軸に縦孔を形成する必要がないの
で、主軸を太くしなくても、その剛性を十分に確保する
ことができるとともに、ロータリージョイントなどを設
ける必要もないため、それだけ、装置の小型化を図るこ
とができる。

【００４３】請求項２に記載の発明によれば、攪拌羽根
を主軸に組み付けるに際して、攪拌羽根を外周部材に対
して周方向に位置調整するだけで、冷媒通路を冷媒供給
路に連通させることができるので、装置の組み立て性が
良好となり、作業性の向上を図ることができる。

【００４４】請求項３に記載の発明によれば、従来から
主軸の周りに設けられる主軸保護部材や固定部材を利用
して、冷媒を攪拌羽根に供給することができ、しかも、
加工も簡単に行なえるので、製作コストの低減化を図る
ことができる。

【００４５】請求項４に記載の発明によれば、主軸に組
み付ける下羽根および上羽根の種類を任意に選択するこ
とができながら、しかも、選択した下羽根と上羽根とを
主軸に組み付けるに際して、下羽根と上羽根とを周方向
において位置調整するだけで、第１冷却通路と第２冷却
通路とを良好に連通させることができる。そのため、下
羽根および上羽根に冷媒を簡易かつ効率的に供給するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるミキサー装置の一実施形態を示
す概略説明図である。

【図２】図１に示すミキサー装置の要部を拡大して示す
断面図である。

【図３】下羽根の平面図である。

【図４】上羽根の平面図である。

【図５】従来のミキサー装置の要部の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

３０ 攪拌羽根 ３０ａ 下羽根 ３０ｂ 上羽根 ４０ 主軸 ６０ 外周部材 ６１ スリーブ ６２ アジャスタリング ６３ ハウジング ７１、７２ 第１冷却通路 ７５、７６ 第２冷却通路 ８１ 第1冷媒供給路 ８４ 第２冷媒供給路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される主軸と、前記主軸に取り
   付けられる攪拌羽根と、前記主軸の周りに取り付けられ
   る外周部材とを備えるミキサー装置において、 前記攪拌羽根には、この攪拌羽根を冷却するための冷却
   通路が形成されるとともに、前記外周部材には、前記冷
   却通路に冷媒を供給するための冷媒供給路が形成されて
   いることを特徴とする、ミキサー装置。
2. 【請求項２】 前記冷媒供給路と前記冷媒通路とが、軸
   方向において連通されていることを特徴とする、請求項
   １に記載のミキサー装置。
3. 【請求項３】 前記外周部材は、前記主軸の周りに設け
   られ、前記主軸と一体的に回転する主軸保護部材と、前
   記主軸保護部材の周りに固定して設けられる固定部材と
   を備え、前記固定部材には、第１冷媒供給路が形成され
   るとともに、前記主軸保護部材には、前記第１冷媒供給
   路および前記冷却通路に連通する第２冷媒供給路が形成
   されていることを特徴とする、請求項１または２に記載
   のミキサー装置。
4. 【請求項４】 前記攪拌羽根は、下羽根と上羽根とが別
   体で構成され、前記下羽根には、第１冷却通路が形成さ
   れるとともに、前記上羽根には、第２冷却通路が形成さ
   れ、前記第１冷却通路と前記第２冷却通路とが、軸方向
   において連通されていることを特徴とする、請求項１な
   いし３のいずかに記載のミキサー装置。