JP2003093907A - 茶葉などの粉砕方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 効率の良い，品質劣化の少ない，衛生的で粉
塵の生じない，場所を足らない，かつ多品種の被粉砕物
の区分処理の可能な，茶葉などを粉砕する方法および装
置を提供する。 【解決手段】 （その１）円筒形の密閉容器２５に被粉
砕物３０を玉状鉱物３５と一緒に入れてこの密閉容器２
５を動力装置を用いて公転と自転を与えるように回転さ
せる。その際ひとつの自転軸８の周囲に複数個の密閉容
器２５を周回（自転）させる，（その２）内部に内筒を
設けた円筒形の密閉容器２５に被粉砕物３０を玉状鉱物
３５と一緒に入れて動力装置により自転と公転を与える
よう回転させる。（その３）上の粉砕方法および装置に
おいて特定の直径と表面粗さを有する鋼球を玉状鉱物３
５として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は茶葉など食品または
薬品性の植物を粉砕して，粒径の小さい，熱による変質
の少ない良質な粉砕品を，効率良く衛生的に，また多品
種の被粉砕物を相互に混入させることなく効率的にその
粉末を得ることの出来る方法および装置に関するもの
で，特に乾燥および予備粉砕された茶の葉を粉砕して粒
径の小さい良質な抹茶粉を得るのに適した粉砕方法およ
びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来抹茶のような粒径の小さい茶葉の粉
末を作る方法および装置としては、古来からの石臼の使
用、あるいは適当な鉱物質（アルミナ，ステアタイト，
ジルコニアなど）などの玉状鉱物（粉砕媒体）を被粉砕
物であるあらかじめ乾燥させて粗挽された被粉砕物の細
片と共に密閉容器に入れこれを適当な動力装置で回転さ
せたり特殊な形状の攪拌棒で強力に攪拌する方法が知ら
れている。前者の石臼は古来知られている方法で最良質
の被粉砕物の粉末を作ることが出来るが効率が悪く、し
かも粉末が装置からこぼれるように出てくるので当該粉
砕品が茶葉など食品の場合衛生上問題があり管理に神経
を使う必要があり、さらに作業場所の環境が粉塵で損な
われると言う欠点がある。一方後者は機械化された方法
で、密閉作業が可能なため衛生や粉塵の問題は生じない
が、細かい粉末を作るためには強力かつ長時間の攪拌を
必要とし、そのため装置が熱を発生するために被粉砕物
の性質が変化するのが普通で、従って例えば茶葉の場
合，通常菓子や料理に使う茶葉粉末の製造はともかく
「おうす」として知られている茶道に用いる高級な抹茶
などの製造には使われないのが普通であった。この場
合，品質の劣化を少しでも防ぐために特殊な冷却装置を
用いるなど工夫もなされているが、それでも効果には限
度があり，しかも品質面だけでなく装置自体が大がかり
になり高価でかつエネルギー効率が悪いと言う欠点があ
った。また，装置を効率化しようとすればするほど一度
にまとめて処理する被粉砕物の量が増加し，被粉砕物が
茶葉などの嗜好品の場合に要求される生産者（産地）別
あるいは用途別に多種類少量の原材料を相互に混入を避
けながら別々の粉砕仕様で粉砕する言ったきめ細かい作
業が困難になる問題もあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
問題を解決するためになされたものであり、冷却装置な
どの大がかりな付属装置を必要としない簡単な装置で、
衛生や粉塵の問題を生じることなく。熱による変質の非
常に少ない高品質の茶葉などの粉末を短時間に効率よく
製造することが出来，しかも多種類少量の原材料を相互
に混入を避けながら別々の仕様で処理すると言ったきめ
細かい作業が可能な，茶葉などの新規な粉砕方法および
装置を提供するものである

【０００４】上記課題を達成するために請求項１および
請求項２に示す茶葉などの粉砕方法および装置では、水
平に配置された第１の回転軸と，第１の回転軸に平行に
それぞれがこれと一定の距離を保ってこの周囲を周回可
能に配置された複数個の第２の回転軸と，筒状をなしそ
の母線が上記第２の回転軸に平行になるように上記第２
の回転軸の少なくともひとつの周囲にこれを取り囲むよ
うにこれに相対的に固定された複数個の密閉容器を用
い，上記第２の回転軸を上記第１の回転軸の周囲に第１
の角速度で周回させると同時に上記密閉容器を上記第２
の回転軸と共にこれを中心として上記第１の角速度より
絶対値の小さい第２の角速度で回転させる動力装置を備
え，上記密閉容器に玉状鉱物と共に被粉砕物を入れて上
記動力装置を動作させ，上記玉状鉱物および上記密閉容
器の側壁と被粉砕物を互いに摩擦，押圧，又は衝突せし
めて被粉砕物質の粉末を得る。

【０００５】請求項３および請求項４に示す記載の茶葉
などの粉砕方法および装置では、先に述べた課題を達成
するために，水平に配置された第１の回転軸と，第１の
回転軸に平行にそれぞれがこれと一定の距離を保ってこ
の周囲を周回可能に配置された第２の回転軸と，筒状を
なしその母線が上記第２の回転軸に平行になるように上
記第２の回転軸に相対的に固定された密閉容器を用い，
この密閉容器の内部にこの密閉容器の内面と距離を保っ
てほぼその全長にわたって配置された内筒を設け，上記
第２の回転軸を上記第１の回転軸の周囲に第１の角速度
で周回させると同時に上記密閉容器を上記第２の回転軸
と共にこれを中心として上記第１の角速度より絶対値の
小さい第２の角速度で回転させる動力装置を備え，上記
密閉容器に玉状鉱物と共に被粉砕物を入れて上記動力装
置を動作させ，上記玉状鉱物および上記密閉容器の側壁
と被粉砕物を互いに摩擦，押圧，又は衝突せしめて被粉
砕物質の粉末を得る。

【０００６】ただし上の第１ないしよび第４の請求項に
おける，第２の角速度とは，第１の回転軸と第２の回転
軸を結ぶ線を回転角度の基準として，上記第２の回転軸
が回転する角速度を言うものとする。

【０００７】請求項５および請求項６に示す茶葉などの
粉砕方法および装置では，請求項３または請求項４にお
ける密閉容器の母線に垂直な断面において，内筒と上記
密閉容器の断面形状が共に円形またはこれに近い多角形
であって，上記内筒の平均断面径が上記側壁の平均断面
径の３０ないし７０パーセントであるようになされる

【０００８】請求項７よび請求項８に示す茶葉などの粉
砕方法および装置では，請求項１ないし請求項４におけ
る玉状鉱物として、直径が２ｍｍと１０ｍｍの間にあ
り，クロムを含んでなる耐摩耗鋼からなりその表面粗さ
がＪＩＳ Ｂ０６０１に定義されＪＩＳ Ｂ０６５１に
規定する測定方法で測定したときのＲｙ値にして２．０
μｍと１０．０μｍの間にある鋼球を使用する。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。図１は本発明に係る茶葉などの粉
砕方法に用いる装置の部分破断正面図、断面図および部
分破断側面図である。図においてフレーム１は装置全体
の骨格をなすもので主回転軸２がその軸を水平方向に保
って回転可能なように取り付けられている。主回転軸２
には主プーリー３が取り付けられており、主プーリー３
は主ベルト４を介してフレーム１に固定されたモーター
５に動力伝達可能に接続されており、これによってモー
ター５が回転すると主回転軸２が回転するようになされ
ている。主回転軸２には又円板６が主回転軸２に直交す
るように取り付けられている。従って円板６は主回転軸
２の回転にともなって回転する。なお図の例では強度を
保つため円板６を２個平行に配置している。

【００１０】円盤６には以下で副回転軸８と呼ぶ回転軸
が円盤６の面に直交するように，従って主回転軸２に平
行に，かつ回転可能に植設されている。副回転軸８は複
数個（図の例では４個）が主回転軸２と同心の円上に等
ピッチで設けられている。複数個の副回転軸８はそれぞ
れに同じ大きさの副プーリー９が同一平面内に取り付け
られている。複数個の副プーリー９にはこれを取り囲ん
で副ベルト１０が架設されており、副ベルト１０は補助
プーリー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，および補助ベルト１
２を介して主回転軸２によって駆動され，従って主回転
軸２の回転と同時にこれと一定の関係を保って副プーリ
ー９従って副回転軸８が回転するようになされている。
なお，補助プーリー１１ａは主回転軸に固定されてこれ
と同時に回転し，補助プーリ１１ｂおよび１１ｃは相互
に固着されると同時に主回転軸２に平行な補助回転軸１
３上で自由に回転するようになされている。

【００１１】さて以上の構成でモーター５を回転させる
と円盤６が回転するが、円盤６に植設された副回転軸８
は副プーリー９、副制御ベルト１０、補助プーリー１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，および補助ベルト１２の働きによ
って回転を規制され、結果的に円盤６が主回転軸２を軸
としてある角速度（第１の角速度）で回転（公転）する
と同時に円盤６上で別の角速度（第２の角速度）で自転
を行う様な回転が与えられる。ここで第２の角速度とい
うのは主回転軸２と副回転軸８のひとつを結ぶ線を基準
と考えた時，副回転軸８がこの基準線に対して相対的に
回転する回転速度を言う。なお，以下に述べるような所
望の回転速度を得るにはこの間に用いられるプーリー類
の直径に所定の関係が必要であるがここでは説明を省い
ている。なお図は必ずしも実施例を縮尺して表すもので
はない。なお，副プーリー９はそれぞれが同一直径を有
するふたつのプーリーの重ね合わせからなり，その一方
は補助副ベルト１４および補助プーリー１１ｄによって
回転を規制されている。これは円盤６の回転位置如何に
関わらずすべての副回転軸８の回転がとぎれずに継続す
るように設けた補助装置である。

【００１２】以上述べたフレーム１から補助副ベルト１
４までの機構を動力装置１００と呼ぶ。

【００１３】さて，副回転軸８のおのおのにはホルダー
２０が取り付けられている。ホルダー２０のそれぞれは
金属で出来た円筒形の容器で、それぞれのホルダー２０
は副回転軸８と一体をなしており、一端に蓋２１が開閉
可能に設けられており、ホルダー２０の内容物を必要な
ときに出し入れ出来るようになされている。なお本図に
はその開閉構造の詳細は省略している。ホルダー２０は
円筒形状であって中心軸が副回転軸８と一致するように
少なくとも動作時にはこれに固着されている。したがっ
て副回転軸８が円板６に対して回転するとホルダー２０
も円板６に対して（前述の基準線に対して）回転する。

【００１４】ホルダー２０の中には複数個の密閉容器２
５が収納される。密閉容器２５はステンレスなどからな
るそれほど肉厚の大きくない円筒型の容器で，その断面
は円形または多角形とし，その径は複数個が丁度ホルダ
ー２０の内径にがたつかずに収まる大きさを有し，それ
ぞれが一端に開閉可能な蓋２６を有している。従って密
閉容器２５は必要なときにホルダー２０から取り外し蓋
２６を開けて内容物の出し入れをする事が出来る。

【００１５】ホルダー２０部分のより詳細な例を図２に
示す。図においてＡは図１におけるホルダー２０の蓋２
１を取り外した状態を示す。蓋２１は同図Ｂに示すよう
に止め金具２２で押さえるようにしても良い。また運動
による発熱を防止するために空気孔２３を設けても良
い。蓋２１はまた，同図Ｃのようにホルダー２０の側面
に設けて，蝶番２４で開閉可能にしても良い。この部分
の形状によっては副回転軸８をホルダー２０の両側に設
け保持を確実にすることもできる。この場合は図１に示
した動力装置１００も構造を変更する必要があるが詳細
は省略する。これらの部分には上術の組み合わせを含め
種々の方法が考えられるのは言うまでもない。

【００１６】密閉容器２５は，図３Ａに示すごとく複数
個の密閉容器２５を互いに前もって接続部２７で接続し
ておいても良い。このようにすればホルダー２０はもは
や筒型である必要はなく，例えば同図Ｂに示すような副
回転軸８に取り付けられた保持棒２０ａを有する小円盤
２０ｂの様な物で充分である。この図では密閉容器２５
のホルダー２０からの脱落防止方法は省略しているが，
詳述するまでもなく多数考え出すことが出来る。

【００１７】密閉容器２５の中には茶葉などのこれから
粉砕しようとする被粉砕物３０が入れられる、これは事
前に充分乾燥させられて，かつ通常は適当に予備粉砕さ
れている。

【００１８】密閉容器２５には同時に粉砕媒体としての
多数の玉状鉱物３５が入れられる。玉状鉱物３５は角に
尖った部分がなく全体としては丸みを帯びており、その
表面が光沢を示さない程度の表面粗さを有している出来
るだけ比重の高い物質がよい。玉状鉱物３５としては例
えば直径３．０ｍｍの耐摩耗性を有するクロムを含有す
る焼きの入った，表面粗さがＪＩＳ Ｂ０６０１に定義
されるＲｙ値をＪＩＳＢ６５１に規定する測定方法で測
定して基準長さ０．２５ｍｍにつき２．０μｍから１
０．０ｐｍ（実際問題として＋／−１．５μｍ位ばらつ
く）程度の表面粗さを有している鋼球を用いる。

【００１９】玉状鉱物３５はこれだけを密閉容器２０に
入れた時，全体として水平に配置される密閉容器２５の
下方にその直径の３分の１ないし５分の２程度の量が入
れられる。この状況を図４に示す。なお，被粉砕物３０
の量は玉状鉱物３５の上の面がそれによってわずかに上
がる程度までの範囲で入れられる。被粉砕物３０が予備
粉砕されているとすれば玉状鉱物３５相互の間にはかな
りの隙間があるので，この限度量は，隙間を満たすより
やや多い程度までと言える

【００２０】さて以上のような準備の後、モーター５を
回転させて動力装置１００を動作させる。まず主円板６
が回転する。これは副回転軸軸８したがってホルダー２
０に公転を与える事を意味する。この回転速度を第１の
角速度と呼ぶ。するとこの回転と既に述べた動力装置１
００の構成によりホルダー２０内に収納されている密閉
容器２５は円板６に対しては相対的に上の公転とは別の
角速度で回転する。この速度を第２の角速度と呼ぶ。な
お，第２の角速度は主回転軸２と副回転軸８を結んだ線
を基準線として相対的に定義される。この時両回転の速
度が適当であると，密閉容器２５内で内容物（被粉砕物
３０と玉状鉱物３５）が公転による遠心力で密閉容器２
５の側壁に押しつけられ，同時に自転による遠心力，コ
リオリの力，および重力により互いに擦れ合うようにぶ
つかり合いながら落下，混合を繰り返す複雑な循環運動
が繰り返される。この循環の際被粉砕物３０は玉状鉱物
３５同士又は玉状鉱物３５と密閉容器２５の側壁の間に
働くせん断力をともなう摩擦，押圧，又は衝突によって
粉砕される。

【００２１】以上述べた本発明の実施例による茶葉など
の粉砕方法および装置の従来にない効果は第１に密閉容
器２５の大きさ，配置，およびその駆動方法の組み合わ
せによって発揮される。以下構成上の特長と効果の関係
について述べる。

【００２２】粉砕媒体として玉状鉱物３５を筒状の密閉
容器に被粉砕物と一緒に入れて回転させ粉砕する装置と
しては従来からボールミルと称する装置が知られてい
る。しかしかかる装置は密閉容器を単に回転させるだけ
で，粉砕媒体は単に密閉容器内部を転がるように循環す
るだけである。この構成でもある程度の粉砕効果は期待
できるものの，一般に粉砕に要する時間が長く，また被
粉砕物の温度上昇があり，従って変質が避けられなかっ
た。

【００２３】発明者はかかるボールミルによる粉砕方法
と旧来からの石臼による粉砕方法を比較考察し，種々実
験を行った結果，茶葉などの粉砕にあって変質のない良
質の粉砕効果を得るためには，被粉砕物が粉砕媒体どう
しまたは粉砕媒体と密閉容器の壁の間に挟まれた状態
で，圧力によってわずかに擦れ合う（ギシギシした感
じ）状況を実現する事が重要であることを発見した。従
来ボールミルなどとして知られている密閉容器内での粉
砕媒体との単なる混合回転は，勿論部分的にかかる状況
を実現しており，ある程度の粉砕効果もあるが，粉砕媒
体が容器内を転動する為に費やされるエネルギーが相対
的に大きく，容器を回転させるに要するエネルギーは大
半が粉砕媒体の転動による温度上昇に費やされてしまう
事を発見した。

【００２４】かと言って，単なる圧縮だけでは被粉砕物
の同じ場所に圧力がかかるだけで粉砕効果は上がらな
い。混合ないし攪拌と言う操作もある程度は必要なので
ある。問題は密閉容器を動かした際，質量のある粉砕媒
体が不必要に密閉容器内を移動することなく効率的に内
容物の混合が行われることである。一方で粉砕媒体どう
しの圧力も必要である。以上の考察のもとに発明者は次
の結論に達した。

【００２５】容器内で粉砕媒体どうしが強い圧力を及ぼ
し合うためには粉砕媒体の比重が大きく，加えられる力
が大きいことが必要である。従って玉状鉱物として出来
るだけ比重の大きいものを用いると同時に，密閉容器２
５は単に回転させるだけでなく遠心力を利用して相互な
いしは密閉容器２５の壁との間に圧力を生じるようにあ
る程度大きい回転半径と角速度で回転させるのが望まし
い（遠心力は回転半径と角速度の平方に比例する）。

【００２６】密閉容器を筒型とし，筒に平行な回転軸を
軸に密閉容器を単に回転させるだけでは内容物に圧力を
かけることは出来るが内容物が密閉容器側壁にへばりつ
いて混合が起こらず結果的に粉砕効果は少ない，密閉容
器は公転させると共にそれ自身が公転軸から離れたとこ
ろにある自転軸を中心として自転させるのがよい。自転
により内容物が密閉容器内を転がり攪拌が起こる。

【００２７】非常に重要なのは，この場合密閉容器の断
面径を大きくしない事である。もしこれが大きいと自転
に伴って生ずる内容物が密閉容器内で転がり移動する距
離が長くなり先に述べた好ましくない摩擦熱が増える。
圧力を発生させるための遠心力は公転で自在に得られる
から，密閉容器の直径は原理的には小さい程良い。一方
で装置は，効率的な粉砕を目的とする。従って図５のよ
うな，小さい断面を有する（従って断面に現れる容器径
や周長の短い）多数の筒型の密閉容器２５を主回転軸２
の周りに多数配置し，それ自身を筒に平行な自転軸であ
る副回転軸（図５には示してない）を軸として自転させ
ると共に主回転軸２の周りに公転させる構成が考えられ
る。この様にすれば自転に伴って密閉容器２５内で生ず
る内容物の転動距離は密閉容器２５の径で制限され不必
要に大きくならず，従って発熱も少なくて済む，また一
回の粉砕あたりの処理量も大きくできる。なお，筒状の
密閉容器２５の全長にわたり均等な粉砕効果を得るため
に回転軸を水平に配置することが必要である。

【００２８】しかしこの様な構成にすると，円盤６また
はそれに相当する部分が大きくなり，装置全体がかさ高
い物になってしまう。さらには密閉容器２５の数と同数
の副回転軸を設ける必要があり，同時にその個々に密閉
容器８の着脱装置を設けるとなるとそのための構造が複
雑になる。また，かかる装置はかなり高速で回転するた
め実際問題として安全カバー（本実施例では図示せず）
が必要になるが，そうすると作業の効率化の為には内容
物を取り出す際の密閉容器２５の停止位置制御も問題に
なる。つまり安全カバー上の特定の部分だけに窓を開け
てそこに密閉容器を停止させ密閉容器を取り出す様なこ
とが必要となり，その為の制御装置が必要になる。

【００２９】副回転軸が多いとかさ高になる原因は図５
からも明らかなごとく主回転軸２の周囲に使われていな
い空間が生じてしまうためである。図１の実施例にに示
すごとく少数のホルダー２０をそれぞれの副回転軸８に
よって回転させると共に，そのおのおのの中に複数個の
比較的直径の小さい密閉容器２５を納めれば，既に図２
や図３で述べたような密閉容器の取り付け構造を採用す
る余地が出来，上に述べたような密閉容器２５の取り扱
いの問題の改善が可能になる。

【００３０】なお，密閉容器２５の公転と自転の速度は
実験によって定める。公転の速度は玉状鉱物３５が遠心
力により充分な圧力を発生するように定められ，自転の
速度は被粉砕物３０と玉状鉱物３５の混合を目的とする
が，前述のごとくこれがあまり多すぎると昇温を伴うの
で不必要に早くならないように定める。この条件は使用
する玉状鉱物３５にもよるが，一般的には両回転の方向
が互いに逆であり，更に自転速度の絶対値が公転速度の
絶対値にくらべ数分の１程度の時被粉砕物３０の品質を
保ちかつ粉砕効率も良好である。

【００３１】本発明のもう一つの特長は表面が光沢のな
い適当に粗い面状態を有する玉状鉱物３５を用いること
である。発明者は表面の滑らかな粉砕媒体を用いて茶葉
などの粉砕を行うと，被粉砕物の粒子がある程度細かく
なった時点では被粉砕物が側壁の内面を覆うようにこび
りつき効率の低下や粒度むらの現象が起きてしまうこと
を発見した。同時にこの問題への対策として適当な表面
粗さを有する玉状鉱物を用いると面同士がぶつかり合う
ときに生ずるせん断力をともなう押圧力や衝突力が被粉
砕物に有効に働き単に粉砕が効率的に行われるだけでな
く，ヤスリの様な効果によって側壁へのこびりつき現象
も減少することを発見した。先に述べた表面の粗さはこ
のような観点から選ばれた物である。この表面状態はあ
まり粗いと時間をかけても目的とする粒度の粉砕が得ら
れず、又あまり細かいと表面が光沢性の玉状鉱物を用い
たと同様の現象が起きてしまい粉砕効率が低下する。鋼
球は比重が高いと同時に自由な表面粗さの物を比較的容
易に製作することが出来，従って玉状鉱物３５として最
適な物のひとつである

【００３２】玉状鉱物３５直径は，これが小さいと１回
の衝突あたりのエネルギーが小さくなり効率が低下す
る。一方これが大きすぎると衝突ないし相互が摩擦を伴
って接触する箇所の数が減少し同じく粉砕効果が減少す
る。従って玉状鉱物３５の平均直径は，一般的には１．
５ないし１０ｍｍが好ましい。ここでは最適直径が一般
にボールミルなどで用いられている粉砕媒体より比較的
に小さいことを指摘しておく。

【００３３】第１図の構成で茶葉を粉砕する実施例の具
体的パラメータは次の通りである。 副回転軸８（４個）の植設されるピッチ円の直径： ６
０ｃｍ ホルダー２０： 直径２０ｃｍ，長さ３５ｃｍ （これ
を４個用いる） 密閉容器２５： 外形８ｃｍ，肉厚０．２ｃｍ，長さ３
２ｃｍ （これを計１６個用いる） 玉状鉱物３５： 直径３．５ｍｍ，表面粗さＲｙ値３．
５μｍ これを密閉容器２５の１個あたり１．１ｋｇ用
いる。 公転回転速度： 毎分１８０回転（主回転軸２の回転速
度） 自転回転速度： 公転の回転と逆方向に毎分６０回転
（主回転軸２と副回転軸８を結んだ線を基準とする相対
的な値） 茶葉の量： 密閉容器１個あたり１００ｇｒ，あらかじ
め乾燥および粗挽きがなされている

【００３４】 以上のパラメーターで装置を１時間動作
させて得た茶葉の粉（抹茶）は，製茶の専門家によって
も石臼による製品と差がないと判定された。上に述べた
実施例によれば１６個の密閉容器２５を用いることが出
来るので一度（装置稼働１時間）で１．６ｋｇの抹茶粉
を得ることが出来る事になる。勿論，粉砕中の被粉物３
０は露出していないので衛生面でも問題なく，粉塵の立
つ問題もない。また必要に応じて密閉容器２５の内容を
厳密に区分出来るので，少量多品種を区別したのきめ細
かい粉砕も可能である。

【００３５】次に本発明に関連した一つの改良を述べ
る，この改良例においては，全体として断面が円形また
は多角形の筒型をなしている密閉容器２５に平行にその
内部に図６に示すような内筒２８を設ける。内筒２８は
その少なくとも一端が密閉容器２５の端面２５ａに固定
された その外側面が筒状または棒状の耐摩耗性のある
部材で，図７に示すごとく断面形状は内筒２５の断面形
状とほぼ相似形をなし断面の中央部に配置され，その断
面径（図７のｄ）は密閉容器２５の内面の断面径（図７
のＤ）の３０％ないし７０％となされる。図６および図
７には断面が円形の例を示すが密閉容器２５，内筒２８
共に必ずしもその必要はない。なお，図６では密閉容器
２５の蓋（図１および図２に記号２６で示した部分）は
描くのを省略している。また内筒２８はその一端を係る
蓋によって支えても良いのは勿論である。

【００３６】かかる内筒２８を設けると粉砕効率が著し
く向上する。観察の結果，一般に，被粉砕物３０を玉状
鉱物３５と共に単なる筒状の密閉容器２８に入れて既に
述べたような運動を行わしめると，密閉容器２８の断面
を見た時，その中心に近い部分に被粉砕物３０が浮き上
がってきてこれが自転による攪拌にも関わらずいつまで
も玉状鉱物３５の上に浮いたようにただよい，これに粉
砕効果が及びにくくなる事が判明した。これは前述の自
転による攪拌の際比重の大きい玉状鉱物３５が比較的早
く容器内を移動するのに対し，比較的軽量な被粉砕物３
０は空気抵抗の影響などでいつも移動が遅れて密閉容器
２５の中心部付近に残る傾向がある為である。

【００３７】しかるに図６ないし図７に示す様な内筒２
８を設けると，玉状鉱物３５の上に浮き上がるはずの被
粉砕物３０も玉状鉱物３５の移動に積極的に巻き込ま
れ，また内筒２８と玉状鉱物３５の間に挟まれるように
圧力を受け，結果的にまんべんなく粉砕されるようにな
る。

【００３８】先に挙げた具体的実施例と同じパラメータ
ーを用い，密閉容器２５内部にその全長にわたって外径
４５ｍｍの円筒形の内筒２８を設けた場合，粉砕時間４
０分で前と同じ茶葉の粉（抹茶）を得ることが出来た。
さらに，本方法によれば粉砕時間が短いだけ一層の品質
の向上が図れることが判明した。

【００３９】なお，内筒２８を有する密閉容器２５は必
ずしも図１に示すような粉砕方法および装置でなくて
も，密閉容器２５を公転と自転を組み合わせて回転させ
る他の粉砕形態にも適用できる。従って，図５に示すよ
うな形態の粉砕方法および装置に適用できることは勿論
である。ここで内筒２８の効果が良く発揮されるために
は自転と公転の組み合わせが必要である。密閉容器３５
の内容物が単に容器内面を転がるように移動するのでは
なく，これによって容器の内壁を離れて容器中央部の空
間を飛ぶように移動する動きを生ずるからであると考え
られる。

【００４０】本発明の一つの特長は，玉状鉱物として表
面が非光沢性の鋼球を用いることにあるが，先に述べた
条件（ただし内筒２８なし）を用いて実験したところ。
同じ３．５ｍｍ直径の鋼球を同じ量用い，同じ時間で，
同じ量の茶葉を粉砕し，粒径分布をレーザ回折／散乱式
粒度分布測定装置で測定したところ，光沢性の鋼球（表
面粗さＲｙ値約０．１μｍ）の場合，粒径頻度のメジア
ン１５．２μｍに対し非光沢性の鋼球（表面粗さＲｙ値
約３．５μｍ）の場合は同じく１１．９μｍを得た。観
測される現象からして，この効果の差は内筒２８が設け
られている場合にも同等に発揮できると考えられる。

【００４１】

【発明の効果】本発明は，以上説明したように構成され
ているので，如何に記載されたような効果を有する。

【００４２】第１の主要特長によれば水平に配置された
主回転軸と，これと一定の関係を保って配置された複数
個の副回転軸に取り付けた密閉容器を備え，この密閉容
器中に玉状鉱物と被粉砕物を入れ主回転軸により公転を
与えこれにより粉砕圧力を調整し，副回転軸により自転
を与えてこれにより内部攪拌の程度を調整するので，効
率が良く，熱による品質劣化が少なく，被粉砕物が露出
したり粉塵となって飛散することがなく、衛生・環境の
問題を生ずる事が少なく，かつ多種少量の被粉砕物を互
いに混入することなくきめ細かく区別して管理しながら
茶葉などの粉砕を行う事が出来ると共に，副回転軸の少
なくとも一つに複数個の密閉容器を取り付けるので上の
粉砕を比較的コンパクトな装置で実現できる。

【００４３】また第２の主要特長によれば，公転と自転
の組合わさった運動の与えられ，かつその内部に内筒を
備えた密閉容器を備え，この密閉容器に玉状鉱物と被粉
砕物を入れ粉砕を行うので，効率が良く，熱による品質
劣化が少なく，被粉砕物が露出したり粉塵となって飛散
することがなく、また衛生・環境の問題を生ずる事が少
なく，茶葉などの粉砕を行うことが出来る。

【００４４】また第３の主要特長によれば，上記第１ま
たは第２の主要特長を有する茶葉などの粉砕方法および
装置において，直径と表面の面粗さが所定の範囲にある
鋼球を玉状鉱物として用いるので，上記第１および第２
の主要特長による粉砕効率を一層向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粉砕装置の部分破断正面図、断面
図および部分破断側面図

【図２】本発明に係るホルダーと密閉容器の関係を示す
斜視図

【図３】本発明に係るホルダーと密閉容器の別な関係例
を示す斜視図

【図４】本発明に係る密閉容器と玉状鉱物の関係を示す
断面図

【図５】本発明が関係する密閉容器の配列例を示す略図

【図６】本発明に係る密閉容器の内筒を示す部分破断斜
視図

【図７】本発明に係る密閉容器と内筒の大きさの関係を
示す断面図

【符号の説明】

１ フレーム ２ 主回転軸 ３ 主プーリー ４ 主ベルト ５ モーター ６ 円板 ８ 副回転軸 ９ 副プーリー １０ 副ベルト １１ａ，１１ｂ，１１ｃ 補助プーリー １２ 補助ベルト １３ 補助回転軸 １４ 補助副ベルト ２０ ホルダー ２０ａ 保持棒 ２０ｂ 小円盤 ２１ 蓋 ２２ 止め金具 ２３ 空気孔 ２４ 蝶番 ２５ 密閉容器 ２５ａ 端面 ２６ 蓋 ２７ 接続部 ２８ 内筒 ３０ 被粉砕物 ３５ 玉状鉱物 １００ 動力装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平に配置された第１の回転軸と，第１の
   回転軸に平行にそれぞれがこれと一定の距離を保ってこ
   の周囲を周回可能に配置された複数個の第２の回転軸
   と，筒状をなしその母線が上記第２の回転軸に平行にな
   るように上記第２の回転軸の少なくともひとつの周囲に
   これを取り囲むようにこれに相対的に固定された複数個
   の密閉容器を用い，上記第２の回転軸を上記第１の回転
   軸の周囲に第１の角速度で周回させると同時に上記密閉
   容器を上記第２の回転軸と共にこれを中心として上記第
   １の角速度より絶対値の小さい第２の角速度で回転させ
   る動力装置を用い，上記密閉容器に玉状鉱物と共に被粉
   砕物を入れて上記動力装置を動作させ，上記玉状鉱物お
   よび上記密閉容器の側壁と被粉砕物を互いに摩擦，押
   圧，又は衝突せしめて被粉砕物質の粉末を得ることを特
   徴とする茶葉などの粉砕方法。ただしここで第２の角速
   度とは，上記第１の回転軸と上記第２の回転軸を結ぶ線
   を回転角度の基準として，上記第２の回転軸が回転する
   角速度を言うものとする。
2. 【請求項２】水平に配置された第１の回転軸と，第１の
   回転軸に平行にそれぞれがこれと一定の距離を保ってこ
   の周囲を周回可能に配置された複数個の第２の回転軸
   と，筒状をなしその母線が上記第２の回転軸に平行にな
   るように上記第２の回転軸の少なくともひとつの周囲に
   これを取り囲むようにこれに相対的に固定された複数個
   の密閉容器を備え，上記第２の回転軸を上記第１の回転
   軸の周囲に第１の角速度で周回させると同時に上記密閉
   容器を上記第２の回転軸と共にこれを中心として上記第
   １の角速度より絶対値の小さい第２の角速度で回転させ
   る動力装置を備え，上記密閉容器に玉状鉱物と共に被粉
   砕物を入れて上記動力装置を動作させ，上記玉状鉱物お
   よび上記密閉容器の側壁と被粉砕物を互いに摩擦，押
   圧，又は衝突せしめて被粉砕物質の粉末を得ることを特
   徴とする茶葉などの粉砕装置。ただしここで第２の角速
   度とは，上記第１の回転軸と上記第２の回転軸を結ぶ線
   を回転角度の基準として，上記第２の回転軸が回転する
   角速度を言うものとする。
3. 【請求項３】水平に配置された第１の回転軸と，第１の
   回転軸に平行にそれぞれがこれと一定の距離を保ってこ
   の周囲を周回可能に配置された第２の回転軸と，筒状を
   なしその母線が上記第２の回転軸に平行になるように上
   記第２の回転軸に相対的に固定された密閉容器を用いる
   と共に，この密閉容器内部にこの密閉容器の内面と距離
   を保ってほぼその全長にわたって配置された内筒を設
   け，上記第２の回転軸を上記第１の回転軸の周囲に第１
   の角速度で周回させると同時に上記密閉容器を上記第２
   の回転軸と共にこれを中心として上記第１の角速度より
   絶対値の小さい第２の角速度で回転させる動力装置を用
   い，上記密閉容器に玉状鉱物と共に被粉砕物を入れて上
   記動力装置を動作させ，上記玉状鉱物および上記密閉容
   器の側壁と被粉砕物を互いに摩擦，押圧，又は衝突せし
   めて被粉砕物質の粉末を得ることを特徴とする茶葉など
   の粉砕方法。ただしここで第２の角速度とは，上記第１
   の回転軸と上記第２の回転軸を結ぶ線を回転角度の基準
   として，上記第２の回転軸が回転する角速度を言うもの
   とする。
4. 【請求項４】水平に配置された第１の回転軸と，第１の
   回転軸に平行にそれぞれがこれと一定の距離を保ってこ
   の周囲を周回可能に配置された第２の回転軸と，筒状を
   なしその母線が上記第２の回転軸に平行になるように上
   記第２の回転軸に相対的に固定された密閉容器を備える
   と共に，この密閉容器内部にこの密閉容器の内面と距離
   を保ってほぼその全長にわたって配置された内筒を備
   え，上記第２の回転軸を上記第１の回転軸の周囲に第１
   の角速度で周回させると同時に上記密閉容器を上記第２
   の回転軸と共に上記第１の角速度より絶対値の小さい第
   ２の角速度で回転させる動力装置を備え，上記密閉容器
   に玉状鉱物と共に被粉砕物を入れて上記動力装置を動作
   させ，上記玉状鉱物および上記密閉容器の側壁と被粉砕
   物を互いに摩擦，押圧，又は衝突せしめて被粉砕物質の
   粉末を得ることを特徴とする茶葉などの粉砕装置。ただ
   しここで第２の角速度とは，上記第１の回転軸と上記第
   ２の回転軸を結ぶ線を回転角度の基準として，上記第２
   の回転軸が回転する角速度を言うものとする。
5. 【請求項５】密閉容器の母線に垂直な断面において，内
   筒と上記密閉容器の断面形状が共に円形またはこれに近
   い多角形であって，上記内筒の平均断面径が上記側壁の
   平均断面径の３０ないし７０パーセントである事を特長
   とする請求項３記載の茶葉などの粉砕方法。
6. 【請求項６】密閉容器の母線に垂直な断面において，内
   筒と上記密閉容器の断面形状が共に円形またはこれに近
   い多角形であって，上記内筒の平均断面径が上記側壁の
   平均断面径の３０ないし７０パーセントである事を特長
   とする請求項４記載の茶葉などの粉砕装置。
7. 【請求項７】玉状鉱物として、直径が２ｍｍと１０ｍｍ
   の間にあり，クロムを含んでなる耐摩耗鋼からなりその
   表面粗さがＪＩＳ Ｂ０６０１に定義されＪＩＳ Ｂ０
   ６５１に規定する測定方法で測定したときのＲｙ値にし
   て２．０μｍと１０．０μｍの間にある鋼球を用いるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項３記載の茶葉など
   の粉砕方法。
8. 【請求項８】玉状鉱物として、直径が２ｍｍと１０ｍｍ
   の間にあり，クロムを含んでなる耐摩耗鋼からなり，そ
   の表面粗さがＪＩＳ Ｂ０６０１に定義されＪＩＳ Ｂ
   ０６５１に規定する測定方法で測定したときのＲｙ値に
   して２．０μｍと１０．０μｍの間にある鋼球を用いる
   ことを特徴とする請求項２または請求項４記載の茶葉な
   どの粉砕装置。