JP2003010664A

JP2003010664A - 粉粒体の混合装置

Info

Publication number: JP2003010664A
Application number: JP2001201565A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Aoki; 武青木; Yoshio Umehara; 義雄梅原
Original assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2003-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構成により粉粒体を混合して、十分な
分散状態を得ることのできる、粉粒体の混合装置を提供
すること。【解決手段】計量混合装置１の混合ユニット１７にお
いて設けられる撹拌羽根２５を、駆動軸３０と、その軸
方向において互いに所定の間隔を隔てて設けらる複数の
羽根３１とにより構成し、各羽根３１を実質的に断面Ｌ
字形状に形成するとともに、その羽根３１を、コントロ
ーラユニット３９において、所定時間毎に正回転と逆回
転とに切り換えて回転するように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体の混合装
置、詳しくは、粉体や粒体などを混合するための混合装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ペレットや粉砕材など複数種
類の材料を混合する場合には、撹拌羽根を備える機械撹
拌式（固定容器型）の混合装置が広く用いられている。

【０００３】このような混合装置は、混合すべき材料を
受け入れるドラムと、そのドラム内に設けられ、回転可
能に支持される駆動軸に装着される撹拌羽根とを備えて
おり、その撹拌羽根の回転によって、ドラム内に受け入
れられた複数種類の材料を均一に分散混合させるように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような混
合装置において、撹拌羽根は、駆動軸の一方向の回転に
よって、その一方向のみに回転するように制御されてい
る。そのため、たとえば、ペレット同士、粉砕材同士、
または、ペレットおよび粉砕材の混合においては、その
ような撹拌羽根の一方向のみの回転によって十分な分散
状態を得ることができるが、たとえば、これらペレット
や粉砕材などの粒体に、マスターバッチや添加剤などの
粉体を混合する場合には、その粉体の嵩密度、粘着性、
静電気、凝集性などによって、粉体がドラム内における
撹拌羽根の撹拌作用の影響が小さい部分（デッドボリュ
ーム）に偏ってしまうと、十分な分散状態を得るために
非常に長時間を要するか、あるいは、長時間をかけても
十分な分散状態を得ることができない場合がある。

【０００５】すなわち、材料の混合分散は、撹拌羽根の
回転によって、その材料を周方向に流動させることによ
り達成されるが、撹拌羽根の回転が一方向のみである
と、ドラム内の材料はその一方向にしか流動しないた
め、ドラム内における撹拌羽根の撹拌作用の影響が小さ
い部分に偏ってしまった材料は、その部分に定常的に滞
留してしまい、分散されない状態となる。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、簡易な構成により粉
粒体を混合して、十分な分散状態を得ることのできる、
粉粒体の混合装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、粉粒体を受け入れる容器
と、その容器内に設けられる撹拌羽根とを備える粉粒体
の混合装置であって、前記撹拌羽根を、所定時間毎に正
回転と逆回転とに切り換えて回転させるための回転制御
手段を備えていることを特徴としている。

【０００８】このような構成によると、回転制御手段
が、撹拌羽根を所定時間毎に正回転と逆回転とに切り換
えて回転させるので、容器内に受け入れられた粉粒体
は、その撹拌羽根によって、ある所定時間では、その周
方向の一方向に流動し、次いで、撹拌羽根の回転の切り
換え時には、その流れが阻止された後、次の所定時間で
は、その周方向の逆方向に流動するようになり、このよ
うな動作が繰り返されるようになる。そのため、ある所
定時間において周方向の一方向に流動していた粉粒体
が、たとえ、容器内における撹拌羽根の撹拌作用の影響
が小さい部分に偏ってしまっても、次の所定時間では、
粉粒体の周方向の他方向への流動によって、そのような
一方向における撹拌作用の影響の小さい部分が解消され
る。一方、周方向の他方向への流動によっても、やは
り、そのような他方向における撹拌作用の影響の小さい
部分に粉粒体が偏るが、次の所定時間では、粉粒体の周
方向の一方向への流動によって、そのような他方向にお
ける撹拌作用の影響の小さい部分が解消される。その結
果、撹拌羽根の正回転および逆回転により、撹拌作用の
影響の小さい部分を互いに解消し合うことができるの
で、粉粒体を偏らせることなく、十分な混合分散を短時
間で達成することができる。

【０００９】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、前記回転制御手段は、前記撹拌
羽根の回転を、切り換え直後は徐々に回転速度を速く
し、切り換え直前は徐々に回転速度を遅くするように制
御することを特徴としている。

【００１０】このような構成によると、撹拌羽根は、切
り換え直後、徐々に回転が速くなり、また、切り換え直
前、徐々に回転が遅くなるので、その回転がなされる所
定時間の前後においては、ゆっくりと回転される。その
ため、その回転がなされる始めと終わりのゆっくりとし
た時間の間は、撹拌による遠心力および粉粒体の慣性力
が弱くなるため、粉粒体は、周方向の流動に加えて、よ
り高い位置に流動した時には、自重により落下するよう
になる。その結果、ある特定の方向での回転がなされる
始めと終わりにおいては、粉粒体は周方向の流動に加え
て鉛直方向の流動によって、より効率的な撹拌分散がな
されるので、粉粒体を偏らせることを、より一層防止す
ることができ、十分な混合分散を、より短時間で達成す
ることができる。

【００１１】また、粉粒体を投入した直後の回転におい
て、始めから高速で回転させると、その投入された粉粒
体を、撹拌作用の影響の小さい部分に飛散させてしまい
やすいが、このように始めにゆっくりと回転させること
で、投入された粉粒体を、既に混合されている粉粒体中
にもぐり込ませることができ、より効率の良い混合分散
を達成することができる。

【００１２】さらに、このように始めにゆっくりと回転
させれば、正回転および逆回転が交互になされる撹拌羽
根の負荷を大幅に低減することができ、機械損失の低減
による装置の耐久性および信頼性を大幅に向上させるこ
とができる。

【００１３】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、前記撹拌羽根は、長手
方向に沿って延びる平板が実質的に直角に屈曲する、実
質的に断面Ｌ字形状に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、撹拌羽根が実質
的に断面Ｌ字形状に形成されているので、この撹拌羽根
の回転によって、粉粒体はすくい上げられ、そのすくい
上げられた状態において、周方向への流動に加えて、軸
方向にも流動される。そのため、より一層、十分な混合
分散を、短時間で達成することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の粉粒体の混合装
置の一実施形態を備える計量混合装置を示す全体構成
図、図２は、図１に示す混合ユニットの要部側断面図、
図３は、図２に示す混合ユニットの平断面図、図４は、
図２に示す混合ユニットの正断面図、図５は、図２に示
す混合ユニットの撹拌羽根の撹拌動作を示すタイミング
図である。以下、これら図１ないし図５を参照して、計
量混合装置について詳述する。

【００１６】図１において、この計量混合装置１は、供
給ホッパーユニット２および計量混合ユニット３とを備
えている。

【００１７】供給ホッパーユニット２は、複数（４つ）
の供給ホッパー４を備えている。各供給ホッパー４に
は、粉粒体が貯蔵される図示しない原料タンクにそれぞ
れ接続される原料供給ライン５と、吸引ブロワ６に接続
される吸引ライン７とが接続されている。吸引ライン７
は、各供給ホッパー４に対応してそれぞれ設けられるス
イッチバルブ８を備えるスイッチバルブユニット９と、
このスイッチバルブユニット９と吸引ブロワ６とを接続
する一次側吸引ライン１０と、各スイッチバルブユニッ
ト９と各供給ホッパー４とをそれぞれ接続する複数の二
次側吸引ライン１１とを備えている。

【００１８】また、供給ホッパー４の内部上側には、各
二次側吸引ライン１１を覆うようにエリミネータ１２が
それぞれ設けられるとともに、その下側にそれぞれ形成
される原料供給口には、その原料供給口を開閉するため
のスライドゲート１３がそれぞれ設けられている。ま
た、これら各供給ホッパー４は、実際には、後述する計
量混合ユニット３の受入口１５に原料を供給するため
に、各スライドゲート１３が、受入口１５の中心を向く
ように周状に配置されている。

【００１９】そして、各原料タンクから各供給ホッパー
４に粉粒体を気力輸送するには、気力輸送したい供給ホ
ッパー４に対応するスイッチバルブ８を開状態として、
吸引ブロワ６を作動させる。そうすると、その供給ホッ
パー４に選択的に粉粒体が気力輸送される。すなわち、
気力輸送しようとする供給ホッパー４に対応するスイッ
チバルブ８を開状態として、吸引ブロワ６を作動させる
と、一次側吸引ライン１０、スイッチバルブユニット９
および二次側吸引ライン１１を介して、その気力輸送し
ようとする供給ホッパー４の内部が吸引され、これによ
って、その供給ホッパー４に接続される原料供給ライン
５を介して、その供給ホッパー４に対応する原料タンク
に貯蔵される粉粒体が気力輸送される。なお、供給ホッ
パー４に粉粒体を搬送した空気は、エリミネータ１２に
よって粉粒体と分離された後、二次側吸引ライン１１、
スイッチバルブユニット９、一次側吸引ライン１０を介
して、吸引ブロワ６から排気される。

【００２０】このようにして各供給ホッパー４には、各
原料タンクから気力輸送される粉粒体が一時的に貯蔵さ
れる。なお、各供給ホッパー４には、その目的および用
途によって、適宜、同一種類あるいは異なる種類の粉粒
体が貯蔵され、たとえば、主材（樹脂ペレット）、マス
ターバッチ、粉砕材、添加剤などが各供給ホッパー４に
それぞれ貯蔵される。

【００２１】計量混合ユニット３は、粉粒体を受け入れ
るケーシング１６と、ケーシング１６内の上方において
計量ユニット１４と、その下方において混合装置として
の混合ユニット１７とを備えている。

【００２２】計量ユニット１４は、各供給ホッパー４か
ら供給される粉粒体を受け入れる計量ホッパー１８と、
この計量ホッパー１８を支持するロードセル１９と、計
量ホッパー１８から混合ユニット１７に、計量された粉
粒体を供給するための排出ゲート２０とを備えている。

【００２３】計量ホッパー１８は、その上端部に粉粒体
を受け入れるための受入口２１が形成されるとともに、
その下端部に粉粒体を排出するための排出口２２が形成
されており、排出口２２には、この排出口２２を開閉す
るための排出ゲート２０が設けられている。

【００２４】また、ロードセル１９は、計量ホッパー１
８を支持しつつ、その計量ホッパー１８の重量を計測で
きるように構成されており、この計量ホッパー１８に受
け入れられる粉粒体の重量は、計量ホッパー１８、すな
わち、風袋の重量をキャンセルした状態で、このロード
セル１９によって計量される。

【００２５】混合ユニット１７は、図２ないし図４にも
示すように、ケーシング１６の下部が、そのまま粉粒体
を受け入れて混合するための容器としての混合ケーシン
グ２４とされており、その混合ケーシング２４内に、攪
拌羽根２５と、レベルスイッチ２６（図１のみに現れて
いる）と、粉粒体を成形機などの外部の処理装置２７
（図１参照）に供給するための供給口２８と、その供給
口２８を開閉するためのスライドゲート２９が設けられ
ている。

【００２６】混合ケーシシング２４は、鉛直方向におい
て筒状に形成されるケーシング１６に対して傾斜する有
底筒状に形成されている。

【００２７】攪拌羽根２５は、鉛直方向に対して傾斜す
る混合ケーシング２４の内側壁から、ほぼ直交する方向
（すなわち、鉛直方向に対して、斜め上向きに傾斜する
方向）に軸線が延びるように、混合ケーシング２４の内
側に突出配置される駆動軸３０と、この駆動軸３０を中
心として径方向に延びる複数（４つ）の羽根３１とを備
えている。

【００２８】駆動軸３０は、混合ケーシング２４の外側
において、その一端が、混合ケーシング２４の外側壁に
設けられる支持ケーシング３２内において、軸受け３３
を介して回転可能に支持されており、その支持ケーシン
グ３２の上方に設けられる正逆回転可能な駆動源として
のモータ３４からの動力が伝達されるように構成されて
いる。

【００２９】各羽根３１は、駆動軸３０の軸方向におい
て、互いに所定の間隔を隔てて設けられており、駆動軸
３０の軸方向と直交する方向に延びる水平板３５と、そ
の水平板３５から長手方向に沿って実質的に直角に屈曲
形成される垂直板３６とが一体的に形成される、実質的
に断面Ｌ字形状に形成されている。

【００３０】水平板３５は、図４に示すように、平面視
略長方形で、その長手方向に沿う一端側が、中央部から
両側に傾斜するテーパ状に形成されるとともに、その長
手方向に沿う他端側には、直角方向に屈曲形成される垂
直板３６が連続して形成されている。また、この水平板
３５における駆動軸３０の挿通部を挟む両側には、粉粒
体を駆動軸３０の軸方向にも移動させるべく、粉粒体を
挿通するための４つの円形の開口部３７が、それぞれ２
つずつ対称に形成されている。

【００３１】垂直板３６は、平面視略長方形で、水平板
３５よりもその幅が狭く形成されている。

【００３２】そして、これら羽根３１は、駆動軸３０の
周りにおいて、互いに９０°ずつ変位した角度で設けら
れており、同一方向に延びる２つの羽根３１（すなわ
ち、駆動軸３０の軸方向において、１つの羽根３１を挟
んで両側に配置される２つの羽根３１）が上下逆になる
ように（すなわち、一方の羽根３１の垂直板３６が下
に、他方の羽根３１の垂直板３６が上になるように）設
けられている。

【００３３】レベルスイッチ２６は、図１に示すよう
に、攪拌羽根２５の上方における混合ケーシング２４の
内側壁に設けられており、混合ユニット１７に所定量の
粉粒体が溜まった時に供給禁止信号（上限禁止信号）を
送信する禁止信号送信部、および／または、粉粒体が所
定量より減った時に、供給要求信号（下限要求信号）を
送信する要求信号送信部を備えている。

【００３４】供給口２８は、支持ケーシング３２の下方
において、混合ケーシング２４の外側壁に設けられてお
り、傾斜する混合ケーシング２４に対して鉛直方向に延
びる筒状をなし、下端部が開放される一方で、上端部が
混合ケーシング２４内と連通するように形成されてい
る。

【００３５】スライドゲート２９は、混合ケーシング２
４と供給口２８との間の連通開口部３８（図４参照）に
設けられており、図３に示すように、水平方向にスライ
ド移動して、その連通開口部３８を開閉できるように構
成されている。

【００３６】そして、このような計量混合装置１では、
たとえば、各供給ホッパー４のスライドゲート１３、計
量ユニット１４のロードセル１９および排出ゲート２
０、混合ユニット１７のモータ３４、レベルスイッチ２
６およびスライドゲート２９などが、ＣＰＵを備える回
転制御手段としてのコントローラユニット３９に接続さ
れ、このコントローラユニット３９によって各部が制御
されている。

【００３７】次に、このような計量混合装置１の計量混
合動作について説明する。この計量混合装置１では、ま
ず、各供給ホッパー４に貯蔵される粉粒体を、計量ホッ
パー１８内にそれぞれ投入して計量し、この計量ホッパ
ー１８内において、これらを所定の配合比の混合物とし
た後、これを１バッチとして、１バッチ毎に混合ユニッ
ト１７に供給し、この混合ユニット１７において、粉粒
体を少なくとも２バッチ以上混合した後、供給口２８か
ら外部の処理装置２７に供給するようにしている。

【００３８】より具体的に説明すると、まず、各供給ホ
ッパー４に貯蔵される粉粒体を、計量ホッパー１８内に
それぞれ投入して１バッチとするには、各供給ホッパー
４毎に、順次、投入して計量すればよい。各供給ホッパ
ー４の計量は、まず、計量ホッパー１８の風袋重量をキ
ャンセルすることにより、計測重量の自動０点調整を行
なった後、スライドゲート１３を開動作させる。そうす
ると、供給ホッパー４内の粉粒体は、原料供給口から、
自重によって計量ホッパー１８内に落下して、計量ホッ
パー１８内に粉粒体が溜まっていくようになる。

【００３９】一方、ロードセル１９では、計量ホッパー
１８内に投入される粉粒体の実重量を検知しているの
で、このロードセル１９によって検知された粉粒体の計
量実測値が、設定された所定の投入量になった時に、ス
ライドゲート１３を閉動作させて、供給ホッパー４から
計量ホッパー１８への粉粒体の投入を終了させる。これ
によって、各供給ホッパー４から、所定の投入量で各粉
粒体が計量ホッパー１８内に投入される。

【００４０】そして、このように各供給ホッパー４毎の
計量が行なわれた後に、これらが１バッチとして、混合
ユニット１７に供給される。混合ユニット１７において
は、計量ホッパー１８から１バッチ毎に供給される粉粒
体が２バッチ以上溜められた状態で、攪拌羽根２５によ
り攪拌混合されることにより、各バッチ間の粉粒体が互
いに十分に混合分散され、その後、分散により均一化さ
れた粉粒体が、スライドゲート２９の開動作により、供
給口２８から外部の処理装置２７に供給される。

【００４１】たとえば、混合ユニット１７において３バ
ッチ分混合して、外部の処理装置２７に連続供給する場
合には、混合ユニット１７内の粉粒体が２バッチ分に相
当する量となった時に、レベルスイッチ２６からコント
ローラユニット３９に供給要求信号を出力させるように
設定しておけばよい。そうすると、混合ユニット１７内
の粉粒体が連続的に供給されることにより減少し、残り
が２バッチ分に相当する量となった時には、レベルスイ
ッチ２６からコントローラユニット３９に供給要求信号
が出力され、これによって、コントローラユニット３９
の制御によって排出ゲート２０が開動作され、計量ホッ
パー１８から１バッチ分の粉粒体が混合ユニット１７に
供給される。供給された１バッチ分の粉粒体は、既に混
合されている２バッチ分の粉粒体と、攪拌羽根２５の攪
拌により混合分散され、均一化される。

【００４２】連続供給においては、このように、混合ユ
ニット１７内の粉粒体が１バッチ分減れば、１バッチ分
供給され、既に混合されている２バッチ分の粉粒体にさ
らに１バッチ分の粉粒体が混合分散されて均一化される
ようになる。そして、混合ユニット１７内で、このよう
な粉粒体が、最大３バッチ分、最小２バッチ分溜められ
て常に攪拌されている状態で、連続的に粉粒体が供給口
２８から供給される。なお、この連続供給では、スライ
ドゲート２９は、常時開状態となっている。

【００４３】また、たとえば、混合ユニット１７におい
て３バッチ分混合した後、外部の処理装置２７にバッチ
供給する場合には、スライドゲート２９を閉状態にして
おくとともに、混合ユニット１７内の粉粒体が３バッチ
分に相当する量となった時に、レベルスイッチ２６から
コントローラユニット３９に供給禁止信号を出力させる
ように設定しておけばよい。そうすると、計量ホッパー
１８から１バッチ毎に供給される粉粒体が、混合ユニッ
ト１７内において３バッチ分となった時には、レベルス
イッチ２６からコントローラユニット３９に供給禁止信
号が出力され、これによって、コントローラユニット３
９の制御によって計量ホッパー１８からの粉粒体の供給
動作が停止される。一方、混合ユニット１７内に供給さ
れた３バッチ分の粉粒体は、攪拌羽根１８の攪拌により
混合分散され、均一化される。そして、所定のタイミン
グでスライドゲート２９を開動作させることによって、
均一化された３バッチ分の粉粒体が、一度に外部の処理
装置２７に供給される。

【００４４】バッチ供給においては、このように、計量
ホッパー１８から粉粒体が３バッチ分、混合ユニット１
７内に供給され、混合分散により均一化された後、この
３バッチ分の粉粒体が、一度に供給口２８から供給さ
れ、その後、再び、計量ホッパー１８から粉粒体が３バ
ッチ分、混合ユニット１７内に供給されるという、供給
動作が繰り返される。

【００４５】なお、このようなバッチ供給においては、
たとえば、計量ホッパー１８からの供給回数をカウント
して、所定のカウント数（３回）に達したときに、所定
のタイミングでスライドゲート２９を開動作させること
によって、バッチ供給するように制御してもよい。

【００４６】このような供給動作によると、粉粒体は、
混合ユニット１７において２バッチ以上混合されるの
で、計量ホッパー１８における１バッチ毎の計量誤差
が、その混合されたバッチ分だけ、混合ユニット１７に
おいて平均化される。そのため、計量された粉粒体を１
バッチ毎に供給する場合に比べて、より計量誤差の少な
い粉粒体を供給することができ、精度の良い定量供給
を、簡易な構成により安価に達成することができる。

【００４７】そして、混合ユニット１７内においては、
攪拌羽根２５によって各バッチ間の粉粒体が互いに十分
に混合分散されるので、各バッチ毎に配合される粉粒体
の配合誤差も、その溜められたバッチ分だけ平均化され
る。そのため、配合誤差もより均一化されるので、精度
の良い配合比で、精度の良い定量供給が達成されてい
る。

【００４８】次に、このような混合ユニット１７におけ
る撹拌羽根２５の撹拌動作について、図５を参照して説
明する。撹拌羽根２５は、図５に示すように、コントロ
ーラユニット３９からのインバータ制御などによってモ
ータ３４の電源周波数が制御されることにより、モータ
３４の正回転および逆回転と回転速度とが制御され、そ
れに従って、所定時間毎に正回転と逆回転とが交互に切
り換わるように回転駆動されている。

【００４９】すなわち、この撹拌羽根２５は、各正回転
および各逆回転において、その周速が０．４〜１．５ｍ
／秒の範囲で設定（図５において、正回転時の設定周速
Ｓｆおよび逆回転時の設定周速Ｓｒで示される。）さ
れ、かつ、各正回転および各逆回転が、４〜１０秒ごと
に切り換わるように設定（図５において、正回転時の周
期Ｔｆおよび逆回転時の周期Ｔｒで示される。）されて
いる。そして、各正回転および各逆回転においては、ま
ず、切り換わった直後においては、停止状態から、徐々
に回転速度を速くして、その設定された周速に２〜５秒
の範囲で到達するように速度制御（図５において開始速
度制御期間ｔｓで示される。）されるとともに、切り換
え直前においても、設定された周速から徐々に回転速度
を遅くして、２〜５秒の範囲（図５において終了速度制
御期間ｔｅで示される。）で停止状態となるように制御
されている。

【００５０】このように撹拌羽根２５を所定時間毎に正
回転と逆回転とに切り換えて回転させれば、混合ケーシ
ング２４内に受け入れられた粉粒体は、その撹拌羽根２
５によって、ある正回転（または逆回転）における所定
時間では、その撹拌羽根２５の正回転（または逆回転）
における周方向の一方向に流動し、次いで、撹拌羽根２
５の回転の切り換え時には、その流れが一旦阻止された
後、次の逆回転（または正回転）における所定時間で
は、その撹拌羽根２５の逆回転（または正回転）におけ
る周方向の逆方向に流動するようになり、このような動
作が繰り返されるようになる。そのため、ある所定時間
において周方向の一方向に流動していた粉粒体が、たと
え、混合ケーシング２４内における撹拌羽根２５の撹拌
作用の影響が小さい部分（周方向の一方向におけるデッ
ドボリューム）に偏ってしまっても、次の所定時間で
は、粉粒体の周方向の他方向への流動によって、そのよ
うな一方向における撹拌作用の影響の小さい部分が解消
される。一方、周方向の他方向への流動によっても、や
はり、そのような他方向における撹拌作用の影響の小さ
い部分（周方向の他方向におけるデッドボリューム）に
粉粒体が偏るが、次の所定時間では、粉粒体の周方向の
一方向への流動によって、そのような他方向における撹
拌作用の影響の小さい部分が解消される。その結果、撹
拌羽根２５の正回転および逆回転により、撹拌作用の影
響の小さい部分を互いに解消し合うことができるので、
粉粒体を偏らせることなく、十分な混合分散を短時間で
達成することができる。

【００５１】そのため、この計量混合装置１のように、
計量ユニット１４において、大きさ（粒径）の大きい主
材（樹脂ペレット）や粉砕材などの粒体と、大きさ（粒
径）の小さいマスターバッチや添加剤などの粉体とを同
時に計量して、それらを混合ユニット１７において撹拌
羽根２５によって同時に撹拌しても、マスターバッチや
添加剤などの粉体が混合ケーシング２４内における撹拌
羽根２５の撹拌作用の影響が小さい部分（デッドボリュ
ーム）に偏って定常的に滞留してしまうことがなく、こ
れら、主材（樹脂ペレット）、粉砕材、マスターバッチ
および添加剤を、短時間で十分に混合分散させることが
できる。

【００５２】なお、この撹拌羽根２５の回転制御では、
各正回転および各逆回転が、４〜１０秒ごとに切り換わ
るように設定されている。４秒より短いと、粉粒体の十
分な周方向の流動を確保することができず、一方、１０
秒より長く撹拌しても、却って短時間での混合分散を阻
害する場合がある。

【００５３】そして、各正回転および各逆回転において
は、撹拌羽根２５は、コントローラユニット３９によっ
て、切り換わった直後において、停止状態から、徐々に
回転速度が速くなるように制御されるとともに、切り換
え直前においても、徐々に回転速度が遅くなるように制
御されている。

【００５４】このような制御によると、ある正回転（ま
たは逆回転）がなされる所定時間の前後においては、ゆ
っくりと回転される。そのため、その回転がなされる始
めと終わりのゆっくりとした時間の間は、撹拌による遠
心力および粉粒体の慣性力が弱くなるため、粉粒体は、
周方向の流動に加えて、上方に流動した時には、自重に
よりざっと下方に向かって流動するようになる。その結
果、ある正回転（または逆回転）の方向での回転がなさ
れる始めと終わりにおいては、粉粒体は周方向の流動に
加えて鉛直方向下方への流動によって、より効率的な撹
拌分散がなされるので、粉粒体を偏らせることを、より
一層防止することができ、十分な混合分散を、より短時
間で達成することができる。

【００５５】また、粉粒体を投入した直後の回転におい
て、始めから高速で回転させると、その投入されたバッ
チの粉粒体を、撹拌作用の影響の小さい部分（たとえ
ば、混合ケーシング２４の角部など）に飛散させてしま
いやすいが、このように始めにゆっくりと回転させるこ
とで、新たに投入されたバッチの粉粒体を、既に混合さ
れているバッチの粉粒体中に良好にもぐり込ませること
ができ、より効率の良い混合分散を達成することができ
る。

【００５６】さらに、このように始めにゆっくりと回転
させれば、正回転および逆回転が交互になされる撹拌羽
根２５およびモータ３４の負荷を大幅に低減することが
できるので、機械損失の低減による装置の耐久性および
信頼性を大幅に向上させることができる。

【００５７】しかも、撹拌羽根２５は、その駆動軸３０
が、鉛直方向に対して斜め上向きに傾斜する方向に延
び、かつ、各羽根３１が、駆動軸３０から径方向に延
び、実質的に断面Ｌ字形状に形成されているため、粉粒
体は、この撹拌羽根２５の回転によってすくい上げられ
（放り上げられ）るので、そのすくい上げられた空間に
おいては、混合される粉粒体同士が互いに押し合われる
ことがなく、粉粒体を駆動軸３０の軸方向（前後方向）
に良好に拡散させることができる。そのため、粉粒体
は、このような撹拌羽根２５の回転により、周方向への
流動に加えて、軸方向にも流動させることができ、より
一層、十分な混合分散を、短時間で達成することができ
る。

【００５８】なお、以上の説明において、撹拌羽根２５
の制御に関し、その目的および用途などによっては、正
回転時の周期Ｔｆと逆回転時の周期Ｔｒとを同じ設定と
せずに、これらを互いに異ならせてもよく、また、個々
に設定を変更してもよい。また、開始速度制御期間ｔｓ
および終了速度制御期間ｔｅも同じ設定とせずに、これ
らを互いに異ならせてもよく、また、個々に設定を変更
してもよい。また、各正回転および各逆回転において
は、一定速度で加速した後、設定された周速で等速回転
させ、その後、一定速度で減速させている（すなわち、
図５に示す各正回転時の周期Ｔｆおよび各逆回転時の周
期Ｔｒにおいて、略台形となるような直線的な制御をし
ている）が、たとえば、図５に示す各正回転時の周期Ｔ
ｆおよび各逆回転時の周期Ｔｒにおいて、正弦波のよう
な曲線となる制御によって、各正回転および各逆回転を
切り換えるようにしてもよい。さらに、正回転時におけ
る設定周速Ｓｆおよび逆回転時における設定周速Ｓｒを
互いに異ならせてもよい。

【００５９】また、以上の説明では、本発明の混合装置
を、計量混合装置１の混合ユニット１７として説明した
が、本発明の混合装置は、何らこの実施形態に限定され
ることはなく、独立した装置、つまり、通常使用されて
いる、ドラムと、そのドラム内に設けられる撹拌羽根と
を備える機械撹拌式（固定容器式）の混合装置におい
て、実現してもよい。

【００６０】また、本発明の混合装置では、その混合の
対象となる粉粒体は、特に制限されるものはないが、た
とえば、粉体と粒体など、大きさ（粒径）の異なるもの
を均一に混合分散させる場合に、好適に適用される。

【００６１】

【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、撹拌羽根の正回転および逆回転により、撹
拌作用の影響の小さい部分を互いに解消し合うことがで
きるので、粉粒体を偏らせることなく、十分な混合分散
を短時間で達成することができる。

【００６２】請求項２に記載の発明によれば、ある特定
の方向での回転がなされる始めと終わりにおいては、粉
粒体は周方向の流動に加えて鉛直方向の流動によって、
より効率的な撹拌分散がなされるので、粉粒体を偏らせ
ることを、より一層防止することができ、十分な混合分
散を、より短時間で達成することができる。

【００６３】また、始めにゆっくりと回転させること
で、投入された粉粒体を、既に混合されている粉粒体中
にもぐり込ませることができ、より効率の良い混合分散
を達成することができるとともに、撹拌羽根の負荷を大
幅に低減して、機械損失の低減による装置の耐久性およ
び信頼性を大幅に向上させることができる。

【００６４】請求項３に記載の発明によれば、より一
層、十分な混合分散を、短時間で達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉粒体の混合装置の一実施形態を備え
る計量混合装置を示す全体構成図である。

【図２】図１に示す混合ユニットの要部側断面図であ
る。

【図３】図２に示す混合ユニットの平断面図である。

【図４】図２に示す混合ユニットの正断面図である。

【図５】図２に示す混合ユニットの撹拌羽根の撹拌動作
を示すタイミング図である。

【符号の説明】

１７混合ユニット２４混合ケーシング２５撹拌羽根３５水平板３６垂直板３９コントローラユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 101:00 Ｂ２９Ｋ 101:00 Ｆターム(参考） 4F201 AC01 AC04 AR09 AR11 AR20 BA01 BC02 BC12 BC19 BC37 BK01 BK15 BK25 BK55 BK60 BK74 4G035 AB48 AE02 4G078 AA02 AB20 BA03 CA20 DA01 DB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉粒体を受け入れる容器と、その容器内
に設けられる撹拌羽根とを備える粉粒体の混合装置であ
って、前記撹拌羽根を、所定時間毎に正回転と逆回転とに切り
換えて回転させるための回転制御手段を備えていること
を特徴とする、粉粒体の混合装置。
【請求項２】前記回転制御手段は、前記撹拌羽根の回
転を、切り換え直後は徐々に回転速度を速くし、切り換
え直前は徐々に回転速度を遅くするように制御すること
を特徴とする、請求項１に記載の粉粒体の混合装置。
【請求項３】前記撹拌羽根は、長手方向に沿って延び
る平板が実質的に直角に屈曲する、実質的に断面Ｌ字形
状に形成されていることを特徴とする、請求項１または
２に記載の粉粒体の混合装置。