JP2008126178A

JP2008126178A - 循環型粉砕混合機構

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Publication number: JP2008126178A
Application number: JP2006316133A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Ishida; 敏也石田
Original assignee: Max Co Ltd
Current assignee: Max Co Ltd
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】循環流によって粉砕・混合効果を高める。
【解決手段】筒状本体２０内に内筒３０を備え、その内部に粉砕混合機構部４０を配する。粉砕混合機構部は回転粉砕部４０Ａと固定粉砕部４０Ｂとで構成される。粉砕混合機構部に関連して循環流促進部５０用として回転羽根５０Ａと促進板５０Ｂが設けられる。回転粉砕部を回転させることで、混合液は渦流となると共に、循環流促進板特に筒状本体の内面に取り付けられた循環流促進板によって渦流が阻害される結果渦流は循環流となる。これで粉砕混合機構部を通過する循環流が生まれる。内筒内に投下された果物や野菜などの固形物は、固定粉砕刃と回転粉砕部との間で粉砕処理がなされ、循環流によって固形物は幾度となく粉砕混合機構部を通過することになるから、それだけ粉砕・混合処理が進行して、固形物が細かく粉砕された混合液が得られる。結果として粉砕処理時間を短縮できる。
【選択図】図１８

Description

この発明はジューサーミキサーや、再生紙の原料となる混合液を生成するミキサーなどに適用できる循環型粉砕混合機構に関する。詳しくは、固形物を含んだ水などの混合用の液体を循環させながら、粉砕刃を備えた粉砕混合機構部を使用して粉砕しながら混合処理することで、固形物の粉砕・混合処理時間を短縮すると共に、むらなく混ぜ合わせられた混合液を得られるようにしたものである。

固形物を粉砕しながら液体内に攪拌して混合することにより、所定の混合比からなる混合液を生成するようにした器具としては、ジューサーミキサーなどが知られている（例えば、特許文献１および２）。ジューサーミキサーなどは、小間切れにした果物や野菜をミルクや水と共にミキサー本体に入れて攪拌混合することで、果物や野菜を細かく粉砕したジュース（フルーツミックスジュースや野菜ミックスジュース）を作る器具である。

また、さらに細かな粒子を取り扱う器具としては、懸濁液をコロイド状に分散させる分散装置もミキサーの一種として知られている（例えば、特許文献３）。

特開平１１−１７８７３１号特開２００４−６５３２５号特公昭６２−１６６８７号

ところで、特許文献１に示される技術は、平板状の回転カッタを使用する関係で、被切削食材を切削するためにおもりを使用している。このおもりによって被切削食材を回転カッタ面側に押しつけることで、野菜や果物などを細かく砕いて液状化して、ジュースを作成するようにしている。そのため、おもりによって粉砕効率が決まり、回転カッタに効率よく押し付けないと、十分食材を切削および粉砕できない。そのため、液状化するまでの時間が掛かったり、むらなく粉砕できない場合が生ずる。

特許文献２に開示された技術は、回転羽根を使用したカッタを用いて果物などを粉砕している。この場合カッタは容器の底部にあり、カッタを回転させることで果物などを粉砕するが、カッタの回転によって発生した渦流によって満遍なく果物などを粉砕できるようにしているが、渦流であるためにどうしても充分な粉砕効果が得られない場合がある。

また、特許文献３に開示された技術は、懸濁液をそれよりも微細なコロイド状とするためのもので、攪拌処理してミルベースに分散媒体を分散させる技術である。攪拌羽根を回転させることで上下流が生じて分散処理が進む。したがってこの技術はあくまでも攪拌によってコロイド状懸濁液を作るためのもので、内部の固形物を粉砕処理しながら攪拌を行う技術ではない。

そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、特に粉砕・混合処理時間の短縮と、むらなく混合できるようにした循環型粉砕混合機構を提案するものである。

上述の課題を解決するため、請求項１に記載したこの発明に係る循環型粉砕混合機構は、固形物および混合用の液体をそれぞれ投入する投入口と、
該投入口を備えた筒状本体の内部に、所定の間隙を保持して取り付けられた内筒と、
上記内筒の内側に設けられた粉砕混合機構部とからなり、
上記粉砕混合機構部は、回転粉砕部と、該回転粉砕部と対向するように設けられた固定粉砕部と、上記回転粉砕部の駆動部とで構成され、
上記内筒と上記筒状本体との間に循環流を形成しながら、上記粉砕混合機構部によって上記固形物を粉砕して上記液体と混合した混合液を生成することを特徴とする。

この発明の循環型粉砕混合機構は、固形物を粉砕混合しながら水などの液体に混ぜて所定割合の混合液を作る器具であって、ジューサーミキサーやその他のミキサーに適用できる。ジューサーミキサーの場合には、果物と野菜などの固形物に水やミルクなどの液体を混ぜた野菜ミックスジュースを作るようなジューサーミキサーに適用して好適である。また、ミキサーとしては、再生紙の原料となる古紙と液体との混合液を作るようなときのミキサーに適用できる。

この循環型粉砕混合機構は、筒状本体内に内筒を備え、内筒の内部に粉砕混合機構部を配する。粉砕混合機構部は回転粉砕部と固定粉砕部とで構成され、回転粉砕部は回転粉砕刃が使用される。固定粉砕部は多数の開孔部が形成された円盤や、周面に開孔部又は切れ込み部が形成された内筒自身を用いる。多数の開孔部が形成された円盤と、周面に開孔部又は切れ込み部が形成された内筒のそれぞれを同時に固定粉砕部として使用すれば、粉砕効果が大きい。

筒状本体と内筒との間は所定の間隙ができるように離間して取り付けられる。また粉砕混合機構部と協働する循環流促進部が設けられる。循環流促進部は、内筒の上部と下部との間を固形物を含めた混合液が循環するときの促進機能を果たす。循環流促進部は、回転粉砕刃の回転軸に取り付ける場合と、上述した間隙内に取り付ける場合とが考えられる。その双方を設けると一層効果的である。

間隙内に取り付けるときは、その周方向を分断するように１枚以上の板体が、循環流の促進板として機能するように取り付けられる。

回転粉砕部を回転させることで、固形物を含めた混合液は筒状本体の内部で渦流となる。その一方、筒状本体と内筒との間の間隙では、筒状本体の内面に取り付けられた循環流促進板によって渦流が阻害されるため渦流は循環流となり、粉砕混合機構部を通過する循環流が生まれる。

その結果、内筒内に投下された固形物は、固定粉砕部と回転粉砕部との間で粉砕処理がなされ、粉砕処理されて内筒の下部や内筒の側面側に押し出された固形物は、さらにこの間隙を上昇して再び内筒の上部側に落ち込むような循環流が発生する。

この循環流が発生すると固形物は幾度となく粉砕混合機構部を通過することになるから、それだけ粉砕処理が進行して、細かく粉砕することができる。結果として粉砕処理時間を短縮できる。粉砕処理と共に液体との混合処理も同時進行する。粉砕・混合された出来上がり（仕上がり）の混合液は投入口又は取出口を介して取り出す。取出口から混合液を取り出す場合には、粉砕混合機構部を駆動しながら、コンプレッサーから空気を筒状本体内に送り込む。こうすることで、筒状本体内の混合液を確実に素早く取出口から取り出すことができる。

粉砕・混合処理時間を短くできるので、ジューサーミキサーの場合には目的の野菜ミックスジュースなどを手早く作ることができる。再生紙の元となる古紙の粘状混合液である紙料も簡単に生成できる。

この発明に係る循環型粉砕混合機構は、内筒の中に粉砕混合機構部を配し、内筒と筒状本体との間に循環流を起こして幾度となく粉砕混合機構部を通過するようにしたものである。

これによれば、固形物が比較的硬い固形物であったとしても充分な粉砕処理効果を期待でき、粉砕・混合時間の短縮化を図れる。固形物を満遍なく混合できるので、むらのない混合液を作成できる。

続いて、この発明に係る循環型粉砕混合機構の好ましい実施例を図面を参照して詳細に説明する。

（循環型粉砕混合機構の説明）
図１〜図１６はこの発明に係る循環型粉砕混合機構１０の概念構成を示す概念図である。図１から説明する。

（概念説明その１）
図１は第１の概念説明図である。この循環型粉砕混合機構１０は、図１に示すように固形物の投入口とその取出口とを有する筒状本体２０と、この筒状本体２０の内部に、所定の間隙を保持して取り付けられた内筒３０と、この内筒３０の内側に設けられた粉砕混合機構部４０とで構成される。

筒状本体２０は、この例では所定の長さと内径を有する円筒体が使用され、その頭部のほぼ中央部には固形物や液体などの投入口２１が穿設され、その底部２２の隅には粉砕された固形物と液体とが混合された混合液の取出口２３が設けられている。投入口２１は外蓋１７５によって開閉される。

筒状本体２０の内部には、筒状本体２０の内周面より所定の間隙５９を保持して内筒３０が設置される。内筒３０も所定の長さと内径を有する円筒体が使用され、図２に示すように内筒本体３１と、この内筒本体３１より外側と上側にそれぞれ所定長だけ突出した棒状をなす複数本の係合片（ガイド片）３２とで構成される。

内筒本体３１の長さと内径は後述する粉砕混合機構部４０のサイズによって決まる。係合片３２は、後述する具体例の中で説明するように、内筒３０を筒状本体２０に固定するために使用されるもので、ほぼ９０°の角間隔を保持して４本の係合片３２（３２ａ〜３２ｄ）が内筒本体３１と一体成型されたものである。

内筒３０の内部に配置される粉砕混合機構部４０は、回転粉砕部４０Ａと、この回転粉砕部４０Ａと対向するように設けられた固定粉砕部４０Ｂと、回転粉砕部４０Ａの駆動部４０Ｃとで構成される。駆動部４０Ｃは駆動モータ９０が使用される。

粉砕混合機構部４０では、回転粉砕部４０Ａを回転駆動することで、固定粉砕部４０Ｂを通過するとき、投入された固形物が粉砕されると共に、内筒３０と筒状本体２０との間の間隙５９を経路とする循環流を形成しながら、固形物をこの粉砕混合機構部４０を幾度となく通過させることで、短時間に固形物を粉砕する。

そのため、回転粉砕部４０Ａは粉砕刃が使用される。この例では図３に示すように、帯状をなす短冊状の１本の回転粉砕刃４４が使用される。回転粉砕刃４４は図３Ａのように回転軸４１に対して同一軸心を通って左右にその腕４４ａ，４４ｂが延びるような形状の粉砕刃か、図３Ｂのような軸心をそれぞれ外してその腕が左右に延びる形状をなす粉砕刃の何れでも使用できる。後述する具体例では後者の構成のものが使用されている。

回転粉砕部４０Ａと対向するように固定粉砕部４０Ｂが設けられる。固定粉砕部４０Ｂは回転粉砕部４０Ａの長辺と対向するように設けて粉砕部を構成することもできれば、回転粉砕部４０Ａの短辺、つまり左右端面と対向するように設けることで粉砕部を構成することもできる。

前者の例を図４に示す。この例では固定粉砕部４０Ｂとして円盤４２が使用され、円盤４２の厚み方向を貫くように複数の開孔部としてのスリット４３が形成される。スリット４３の方向は一定でもよいが、図４の例では紙面の左右方向に延びるスリット４３ａと、紙面の斜め方向に延びるスリット４３ｂとの２種類の方向を持たせた構造となっている。したがって、スリット４３の幅および間隔は一定であるが、そのスリット４３の長さは盤面位置によって相違する。固定粉砕部４０Ｂは係合手段（図示はしない）を用いて内筒３０に固定される。

図４に示したスリット４３は、開孔部の一例であって、スリットに代えて丸孔や角孔、楕円孔としてもよく、これらの種々の孔を組み合わせて用いてもよい。

固定粉砕部４０Ｂは、回転粉砕部４０Ａの上面側に対向配置することもできれば、下面側に対向配置することもできる。図１の例は下面側に配置した例であって、その場合には回転粉砕部４０Ａの端面と円盤４２の上面とが接触するか、少許の間隙を保持して対向するように配置される。固定粉砕部４０Ｂの上面を回転粉砕部４０Ａが回転することで、両者の協働によって固形物が粉砕される。

内筒３０および粉砕混合機構部４０は筒状本体２０の底部２２より若干離隔させて、所定の間隔を隔てた状態で筒状本体２０内に配置される。

このように構成された循環型粉砕混合機構１０の粉砕処理例を図５を参照して説明する。

筒状本体２０内には固形物が投入されると共に液体が注入される。液体の注入量はどの程度の混合比の混合液を作るかによって相違する。この例では、便宜上粉砕混合機構部４０の一部が水没する水位まで液体が満たされているものとする。

固形物は食物や野菜など硬軟何れの固形物であってもよい。液体は水やミルクなどが考えられる。以下、このような液体単独、またはこの液体に粉砕された固形物が混合されたものを便宜上混合液と言う場合がある。

液体の中に固形物を投入した状態で、投入口２１を蓋１７５で閉じてから回転粉砕部４０Ａを回転駆動する。回転粉砕部４０Ａが回転すると回転粉砕部４０Ａと固定粉砕部４０Ｂとによって粉砕が行われる。粉砕された固形物はスリット４３を経て固定粉砕部４０Ｂの下面側へ送られる。

ここで、回転粉砕部４０Ａが回転すると混合液が渦巻いて渦流となる。このとき、粉砕混合機構部４０の下面側には、スリット４３を経た粉砕固形物を含めた混合液が、順次押し出されてくる。このため筒状本体２０の底部２２寄りの混合液も順次押し上げられ、そして間隙５９を経て上面に向かう流れが形成される。結果として渦流は次第に対流をも生じさせて粉砕混合機構部４０の上面と下面との間を循環する循環流となる。この循環流によって固形物は粉砕混合機構部４０を幾度となく通過することになるから、固形物は次第に細かく砕かれ、そして混合される。循環流が発生することによって固形物が混合するまでの時間が短縮されるため、粉砕処理時間が短くなる。循環によって液体と満遍なく混合される。

循環流を効果的に発生させるためにさらに循環流促進部５０が用意されている。この循環流促進部５０は、回転羽根５０Ａを回転軸４１に取り付けて使用する場合と、筒状本体２０の内面に促進板５０Ｂを取り付けて使用する場合が考えられる。何れの場合も、循環流促進部５０は、粉砕混合機構部４０との協働で好適な循環流促進作用を発揮する。図５の例は回転羽根５０Ａと促進板５０Ｂの双方を取り付けた場合を示す。一例として促進板５０Ｂは４枚、９０°間隔で渦流を阻害するように取り付けられる。

このような循環流促進部５０を設けることで、第１に回転羽根５０Ａによって固形物を含んだ混合液が固定粉砕部４０Ｂの側から筒状本体２０の底部２２側に強く引き込まれるとともに、引き込んだ混合液を筒状本体２０の外方側へ送る作用が生じ、混合液が間隙５９を通る上昇流となって上方に押し上げられるので、循環流が促進される。

第２に、回転粉砕部４０Ａを回転させることで発生する渦流が促進板５０Ｂによって阻害されて、混合液の渦流としての流れの勢いが上昇流に転化させられるため、循環流の増進および促進が加えられる。

これらの循環流促進作用によって、固形物の粉砕混合機構部４０を通過する頻度が増し、単なる渦流による場合よりも粉砕混合機構部４０による粉砕頻度および混合頻度がそれぞれ高くなり、固形物は短時間に細かく裁断されて粉砕される。粉砕処理を所定時間行なうと、取出口２３側の開閉蓋２５を駆動する電磁弁を駆動して開閉蓋２５を開けて、混合液の排出処理を行う。混合液が野菜ミックスジュースなどのような飲料液であるときには、この混合液は瓶詰めにされたり、グラスなどの容器に注がれて飲料に供される。

なお、循環型粉砕混合機構１０を、家庭用のジューサーミキサーなどに用いるため、小型の装置として設ける場合には、取出口２３や開閉蓋２５を設けずに、循環型粉砕混合機構１０の全体を傾けたり、逆さまにするなどして、投入口２１から混合液を取り出すようにしてもよい。

（概念説明その２）
図６は、第２の概念説明図である。図６に示す循環型粉砕混合機構１０と図１に示した循環型粉砕混合機構１０との異なる点は、粉砕混合機構部４０にあって回転粉砕部４０Ａの上面側に固定粉砕部４０Ｂを設けた点である。その他は図１の構成と同一であるので、説明は割愛する。

図６のように固定粉砕部４０Ｂを回転粉砕部４０Ａの上面であって、この回転粉砕部４０Ａと接触するか、僅かな間隙を保持して固定粉砕部４０Ｂが取り付けられる。回転粉砕部４０Ａは図１に示した短冊状の回転粉砕刃４４が使用され、固定粉砕部４０Ｂも図１に示した円盤４２が使用され、図４に示すように多数のスリット４３が設けられた円盤４２が使用されることは図１の場合と同じである。

固定粉砕部４０Ｂを回転粉砕部４０Ａの上面に配置した場合でも、固定粉砕部４０Ｂに落下した固形物が回転粉砕部４０Ａを回転させることで回転粉砕部４０Ａの側へ引き込まれて、粉砕及び混合処理がなされると共に、前述の循環流によって固形物は繰り返し粉砕されて次第に粉砕および裁断が進行して混合液が得られる。

（概念説明その３）
図７は図１の構成に加えて、循環流促進部５０を設けた例である。循環流促進部５０としてこの例では回転羽根５０Ａのみが使用され、この回転羽根５０Ａが固定粉砕部４０Ｂの下側であって、固定粉砕部４０Ｂと所定の間隔を保持して回転軸４１に取り付け固定される。

回転羽根５０Ａは図８に示すように左右に延びる１枚羽根であって、この例では薄い板体（帯状体）が使用され、これが回転粉砕部４０Ａに対してほぼ直交するように固定される。もちろん回転粉砕部４０Ａと平行となるように固定することもできる。

回転羽根５０Ａを取り付けると、回転粉砕部４０Ａが回転することによって、粉砕混合機構部４０の下流側が攪拌され、攪拌された混合液は筒状本体２０の底部２２から筒状本体２０の内面に沿いながら間隙５９を通って上昇する。この上昇流によって粉砕混合機構部４０を跨ぐ循環流が発生し、粉砕混合機構部４０を通過する循環流が生ずる。この循環流によって固形物の粉砕および混合処理が促進される。

（概念説明その４）
図９は、図７の他の例である。循環流促進部５０を、筒状本体２０の内面に取り付けた場合を示す。この場合には回転羽根５０Ａに代えて促進板５０Ｂが使用される。促進板５０Ｂは、ほぼ９０°の間隔でその板面が筒状本体２０の内面と直交するように固定される。促進板５０Ｂの長さや幅は任意であるが、この例では内筒３０と対向する位置に、内筒３０の長さよりも長く選定された板体が使用される。促進板５０Ｂの幅は内筒３０に届くか、それよりも若干短めの板体が使用される。図９の例は短めの板体を使用した場合である。促進板５０Ｂを内筒３０などの取り付け板としても使用する場合は内筒３０に届くような幅の板体が使用される。

筒状本体２０の内面に促進板５０Ｂを取り付けると、回転粉砕部４０Ａの回転に伴う渦流の回転が阻害されて、渦流としての流れの勢いが間隙５９を通る上昇流の勢いへと転化されるから、この上昇流が粉砕混合機構部４０を跨ぐ循環流となり、図７の場合と同じようにこの循環流によって固形物の粉砕および混合処理が促進される。

（概念説明その５）
図１０の例は、循環流促進部５０として回転羽根５０Ａと促進板５０Ｂの双方を使用した場合であり、これは動作説明で使用した図５の構成例と同一である。循環流促進部５０によって図７や図９の場合よりも循環流がさらに促進され、粉砕混合機構部４０による粉砕および混合頻度が増すと共に、粉砕処理時間の短縮を期待できる。

（概念説明その６）
図１０までの概念説明では、固定粉砕部４０Ｂとしてスリットが設けられた円盤４２を使用した例である。図１１以下は円盤４２に代えて内筒３０自体を固定粉砕部４０Ｂとしても使用できるようにした例である。つまり、棒状をなす回転粉砕部４０Ａの左右端面４４ｃと対向する位置に固定粉砕部４０Ｂが設けられている例であり、この左右端面４４ｃを粉砕刃として使用した例である。

そのため、図１１に示すように内筒３０の周面３３に、下端側が解放された多数の切れ込み部としての櫛歯状のスリット３５が形成されて固定粉砕部４０Ｂとなされる。つまり、この例では内筒３０の一部を固定粉砕部４０Ｂとしても使用した例である。そして、回転粉砕部４０Ａが内筒３０の内周面と接触するか、僅かに離隔して対向するように回転粉砕部４０Ａと固定粉砕部４０Ｂとの関係が選定されているものとする。

なお、スリット３５は、略櫛歯状に限らず、丸孔や長孔、楕円孔、角孔などの開孔部であってもよい。要は、回転粉砕部４０Ａの左右端面４４ｃと対向する位置に回転粉砕部４０Ａとの協働で固形物を粉砕できるように設けられていればよい。

図１２の例は、スリット３５が多数、一定の間隔で、しかも軸線方向と同じ方向に延在するように形成されている。この他にスリットの形成間隔を変えたり、スリットの方向を軸線方向とは斜めになるように形成方向を変えたり、さらにはスリットの長さと方向を自在に変えたりすることでも固定粉砕部４０Ｂとして機能させることができる。

また、図１２の例では、内筒３０の本体３１の長さＤは、スリット３５の長さｄよりも僅かに長いものが使用されているが、これよりも十分長い筒状本体３１であってもよい。

このような粉砕混合機構部４０の場合でも、回転粉砕部４０Ａと固定粉砕部４０Ｂとの協働で、固形物を粉砕することができるし、回転粉砕部４０Ａの回転に伴って生ずる循環流が粉砕混合機構部４０を通過するため、固形物を短時間に細断して混合することができる。粉砕および混合効果を高めるため、回転粉砕部４０Ａとして３本以上の腕部を持った回転粉砕刃を使用することもできる。

（概念説明その７）
図１３に示す概念図は、図１１に示す構成に加えて、回転羽根５０Ａを循環流促進部５０として追加した例である。循環流の促進効果を狙った構成例である。

（概念説明その８）
図１４〜図１６に示す概念図は、粉砕混合機構部４０の固定粉砕部４０Ｂとしてスリット４３を備えた円盤４２と、スリット構成の内筒３０をそれぞれ使用した例であり、そのうち図１４はこれらの構成に加えてさらに促進板５０Ｂを使用して循環流の促進効果を狙った構成例である。円盤４２の構成およびスリット付きの内筒３０の構成さらには促進板５０Ｂの構成は、何れも前述した構成と同一構成のものが使用される。

このように構成することで、円盤４２のスリット４３と内筒３０のスリット３５とによる相乗の粉砕および混合効果によって、粉砕および混合処理が一層促進されると共に、十分な循環流も発生させることができるから、粉砕処理時間の短縮などを達成できる。

（概念説明その９）
図１５は図１４の構成に対して、回転粉砕部４０Ａと固定粉砕部として機能する円盤４２との上下配置関係を逆転させた構成例である。その効果は図１４とほぼ同じである。

（概念説明その１０）
図１６の概念図は、図１４の構成にさらに回転羽根５０Ａを循環流促進部５０として追加した構成例である。図１４の構成よりも循環流が一層効果的に発生するため粉砕処理時間の一層の短縮効果などが得られることになる。

（循環型粉砕混合機構を搭載した機器の例）
上述した循環型粉砕混合機構１０の適用例としては、１つにはジューサーミキサーがあり、１つには再生紙の原料となる混合液を得るミキサー（攪拌装置）がある。

ジューサーミキサーを使用することで、例えばオレンジ、イチゴ、バナナなどの好みの果物と、ニンジン、セロリ、トマトなどの野菜と、さらに水やミルクなどの液体を混ぜたりして野菜ミックスジュースを作ることができる。

また、ミキサーの場合には、例えば古紙を用いて再生紙を作る場合、古紙を裁断し、裁断した古紙のゴミなどを除去してから、薬品（泡剤など）を加えてインクを除去する。その後水や着色料を添加して糊状となるまでよく攪拌して水と混ぜ合わせる。この混合液が再生紙の紙料となる。混合液を漉くと、再生紙ができ上がる。

続いて、この発明をジューサーミキサーに適用した場合を図１７以下を参照して説明する。ジューサーミキサー１００は外匡（外ケース）１１０を有し、外匡１１０の下面は載置手段１７０によって机上などに載置される。

外匡１１０の内部に粉砕混合機構１０が収納固定される。粉砕混合機構１０に設けられた投入口２１側が外匡１１０の上面側に位置するように配置される。一方、外匡１１０の下部側面側には取出口２３に連結された蛇口１６２が設けられる。取出口２３と蛇口１６２との間には後述するように電磁弁８５が介在され、この電磁弁８５が外栓として機能する。電磁弁８５を開けることで、出来上がった野菜ミックスジュースを取り出すことができる。

図１８はジューサーミキサー１００の内部構造を示す。循環型粉砕混合機構部１０は上述したように筒状本体２０を有する。図１８に示すように筒状本体２０の投入口２１には投入口用の開閉蓋６１を備えた開閉機構６０が設けられる。この開講蓋６１は投入口２１の上部を閉塞するように構成することもできるが、図１８の例は投入口２１の下部側を閉塞する構成が採用されている。

開閉蓋６１はスライド駆動部８０によってスライドさせることで開閉が行われる。一方取出口２３には連結管８６を介して上述した蛇口１６２が連結されるが、この連結管８６の一部には開閉弁として機能する電磁弁８５が取り付けられる。電磁弁８５は後述するコックスイッチ１８６によって制御される。電磁弁８５の代わりに、通常の水栓（手動式又は自動式）を用いてもよい。

筒状本体２０の内部には内筒３０と、粉砕混合機構部４０が設置される。粉砕混合機構部４０は上述したように回転粉砕部４０Ａと固定粉砕部４０Ｂとで構成され、回転粉砕部４０Ａに設けられた回転軸４１は底部２２の外側まで導出され、その端部に設けられたプーリ８９と駆動モータ９０の回転軸に軸支されたプーリ９１とをベルト９４によって連結することで、駆動モータ９０からの回転力がこの回転軸４１に伝達される構成となっている。この駆動モータ９０を含めた駆動系が粉砕混合機構部４０の駆動部４０Ｃとして機能する。この駆動系４０Ｃを含めて、上述した開閉機構６０や電磁弁８５などが制御部（コントローラ）９２によって制御される。詳細は後述する。

粉砕混合機構部４０に関連して回転羽根５０Ａと促進板５０Ｂからなる循環流促進部５０が設けられている。図１９は循環流促進部５０として使用される循環流促進板５０Ｂの一例である。この促進板５０Ｂは所定の幅（厚み）を有する樹脂成型品からなるほぼＬ字状をなす板体であって、その長辺部の一側面（図１９では前面）にはガイド溝（係合溝）５６が形成される。ガイド溝５６は促進板５０Ｂの中央部であって、その頭部からＬ字部５５の端面５８に至るまで形成される。端面５８とガイド溝５６との間には突部５７が形成される。この突部５７の高さは、固定粉砕部４０Ｂとして機能する円盤４２の厚みとほぼ同じ高さか、若干高めに選定される。促進板５０Ｂの幅Ｌが筒状本体２０と内筒３０との間隙となるので、幅Ｌが間隙５９の幅を決めることになる。

このように構成された促進板５０Ｂを一例として合計４枚使用して、図２０に示すように筒状本体２０の内面にほぼ９０°の角間隔で取り付け固定される。この場合Ｌ字部５５が下方に来るように、そして筒状本体２０の底部２２から所定の距離だけ離隔するように取り付け固定される。

一方、内筒３０は図２１に平面図として、図２２にその展開図として示すように、内筒本体３１の周面に沿って複数のスリット３５が形成される。この例では、同じ長さで、同じ幅のスリット３５が一定の間隔をもって複数形成される。このとき内筒本体３１の下端面側が解放されるようにスリット３５が形成される。スリット３５の長さはこの例では約２０ｍｍ、幅は１〜２ｍｍ、間隔は４〜６ｍｍに選定される。

一方、内筒本体３１と一体形成された係合片３２は内筒本体３１の外周壁面より上方へ突出するように設けられたもので、その幅はガイド溝５６の幅とほぼ同じに選定される。

固定粉砕部４０Ｂとして機能する円盤４２の構成例を図２３に示す。この円盤４２には複数のスリット４３がその厚み方向を貫通して形成される。スリット４３は図２３の紙面左右方向に延在するスリット４３ａが円盤４２の上下部に形成され、紙面の斜め方向に斜交して延在するスリット４３ｂがその中央部に形成される。したがって、スリット４３ａ，４３ｂの長さはそれぞれ異なる。スリット４３の幅は内筒３０に形成されたスリット３５の幅とほぼ同じである。なお、この例では円盤４２の直径は１５〜２０ｃｍの大きさのものが使用されている。

円盤４２の外周面であって、ほぼ９０°の間隔をもって係合凹部４５（４５ａ〜４５ｄ）が形成される。係合凹部４５の深さおよび幅は、上述した循環流促進板５０Ｂの突部５７の長さと幅にほぼ等しくされている。円盤４２の厚みは、突部５７の高さに等しいか、若干薄く選定される。この例では僅かに薄い円盤４２を使用した場合を示す。

回転粉砕部４０Ａの一例を図２４および図２５に示す。図２４および図２５に示すように、回転粉砕部として機能する回転粉砕部４０Ａは、回転軸４１が貫通するハブ４１ａを中心にして左右に延びる帯状の腕４４ａ，４４ｂを備え、腕４４ａ，４４ｂは、若干ハブ４１ａの軸心から図２４の紙面上下方向にシフトするように成型される。それぞれの腕４４ａ，４４ｂは回転方向に対して内側に反り返るようなくさび状をなし、円盤４２との摺接端面が尖鋭端面となるように成型されている。

このようにくさび状をなす腕４４ａ，４４ｂとしたのは、腕４４ａ，４４ｂに当たった固形物を、円盤４２側に押しつけて固形物を効率よく粉砕するためである。そして左右端面４４ｃ側は内筒３０の内周面とほぼ摺接するような衝立部４７（４７ａ，４７ｂ）となされているが、これは内筒３０の内周面側に押し出された固形物をできるだけ前面（回転方向）の粉砕刃側に押し出すためである。

したがって、回転粉砕部４０Ａは図２６および図２７に示すようなプロペラ状に多少湾曲させた腕４４ａ，４４ｂであっても同様な粉砕力を付与できる。図２６の場合には衝立部４７の代わりに左右端面側が肉厚となるように設計されている。

このような寸法関係に選定された回転粉砕部４０Ａが回転軸４１に固定されると共に、円盤４２および内筒３０が循環流促進板５０Ｂを利用して筒状本体２０内に固定される。図２８はこれら三者の関係を示すもので、円盤４２の係合凹部４５が循環流促進板５０Ｂに設けられた突部５７に係合されて、円盤４２が端面５８に載置固定される。その後で内筒３０の係合片３２がガイド溝５６をガイドとして循環流促進板５０Ｂ内に装着固定される。

その結果、図２０に示すように内筒３０は循環流促進板５０Ｂによって筒状本体２０に対し所定の間隙５９を保持して取り付け固定される。また図２８に示すように円盤４２と回転粉砕部４０Ａの下端面とが少許の間隙を保持して対向するように回転粉砕部４０Ａが回転軸４１に取り付け固定される。これによって回転粉砕部４０Ａと固定粉砕部４０Ｂからなる粉砕混合機構部４０が得られる。また、内筒３０の内周面と回転粉砕部４０Ａの左右端面とが少許の間隙を保持して対向するように配置されているので、内筒３０と回転粉砕部４０Ａとによっても粉砕部が構成されたことになる。

上述した筒状本体２０の投入口２１には投入口２１の裏側を閉塞するように開閉機構６０がスライド自在に取り付けられる。開閉機構６０は必要に応じて設ければよい。また、投入口２１の裏側を閉塞する必要は特にない。閉塞機構６０を投入口２１の裏側に設けたときの構成例を図２９以下に示す。

図２９および図３０は投入口２１を含めた開閉機構６０の断面図であって、投入口２１の内径状（円形）に合わせて、同じくこの内径よりも径大で、薄い円盤状開閉蓋６１を有する。円盤状開閉蓋６１の下面であって、円周部付近には、一対の補助板６２ａ，６２ｂが並んで垂設される。

垂設された補助板６２ａ，６２ｂの前後する位置には、図３２に示すようにこれら補助板６２ａ，６２ｂに差し渡ってその先端部がそれぞれ補助板６２ａ，６２ｂの外面側に突出するように、一対のスライド棒６３ａ，６３ｂが取り付けられる。スライド棒６３ａ，６３ｂは取り付けられる位置が異なり、前方のスライド棒６３ａが下側であるときは、後方のスライド棒６３ｂは上側（開閉蓋６１側）となるように取り付けられる。開閉蓋６１に対する横圧力（密着力）を高めるためである。

スライド棒６３ａ，６３ｂは一対のガイド板６５ａ，６５ｂの板面に摺動自在に載置される。ガイド板６５ａ，６５ｂは何れも筒状本体２０の頭部下面（天井）２６ａ（図１８）に取り付け固定される。開閉蓋６１はこれらガイド板６５ａ，６５ｂにそれぞれガイドされながら進退（スライド）する。

一対のガイド板６５ａ、６５ｂは同一構成であるので、ガイド板６５ａについて説明する。このガイド板６５ａは、前方のスライド棒６３ａをガイドする前ガイド面６６ａと、後方のスライド棒６３ｂをガイドする後ガイド面６６ｂとで構成される。スライド棒６３ａ，６３ｂの取り付け位置に合わせて、前ガイド面６６ａはガイド板６５ａの前方に形成されるのに対して、これよりも後方であって、しかも上側に、段差を持たせて後ガイド面６６ｂが形成される。

前ガイド面６６ａと後ガイド面６６ｂは、何れも同一構成であって、前ガイド面６６ａについて説明するならば、図３１に示すように先端側（紙面左手側）が上方側（投入口２１の側）に向かって若干上り傾斜するような斜面構成であり、その先端部が膨出部６７ａとなされている。

図３０のように開閉蓋６１が後退して投入口２１が解放された状態にあるときは、開閉蓋６１は筒状本体２０の頭部下面２６ａに対して僅かに離れるように開閉機構６０の取り付け位置が選定されている。

図３１のように斜面構成とすると、開閉蓋６１をスライドさせて投入口２１に近づけることによって、投入口２１は前ガイド面６６ａおよび後ガイド面６６ｂに形成された斜面に沿いながらスライド（移動）することになるので、投入口２１の周り（頭部下面２６ａ側）に貼着されたシール片７０に近づく。そして最終スライド長となる位置までスライドすると、スライド棒６３ａ，６３ｂはガイド面６６ａ，６６ｂの膨出部６７ａ，６７ｂに乗り上がる。その結果、開閉蓋６１はシール片７０側に押圧されて、このシール片７０に完全に密着するから、開閉蓋６１によって投入口２１を完全に閉塞できる。

開閉蓋６１の進退構成について以下に説明する。この例では一対の補助板６２ａ，６２ｂを貫くように係合棒７１が取り付け固定される。図示する例は、後スライド棒６３ｂの下側となる位置に取り付けられる。

図３２および図３３に示すように、係合棒７１には、係合駒７２が係合固定される。係合駒７２は矩形体であって、図３２に示すように一対の補助板６２ａ，６２ｂの間に位置し、係合駒７２の中央部には係合棒７１が係着される係合溝７２ａ（図３３）を有する。係合駒７２の側面には図３３のように一対のロッド７３ａ，７３ｂが連結される。これらロッド７３ａ，７３ｂは筒状本体２０の側面に取り付けられた駆動部８０を貫通するように設けられ、駆動部８０を構成する。この例ではソレノイドによってその進退が制御される。ロッド７３ａ，７３ｂの進退位置はセンサ（図示はしない）によって監視される。駆動部８０は圧縮空気によって作動するエアーシリンダを使用してもよい。

図１８に示すように、筒状本体２０の底部２２は、取出口２３側に傾斜した傾斜面となされ、混合液が自然に取出口２３側に集まるようになされている。取出口２３は電磁弁８５を介して連結管８６が連結され、この連結管８６の外匡１１０側が蛇口１６２として利用される。

電磁弁８５を設けたため、図１に示す開閉蓋２５は省かれている。もちろん開閉蓋２５を省かず、これを駆動モータ９０に関連させて開閉させることも可能である。

図１８に示すように、筒状本体２０の上面には圧送手段１５０が載置固定される。圧送手段１５０は一例としてエアーコンプレッサが使用される。エアーコンプレッサ１５０と筒状本体２０とはゴム管１５１によって連結され、エアーコンプレッサ１５０から送給される圧送媒体としての圧縮空気は筒状本体２０内に導かれる。混合液を取出口２３より取り出し易くして、素早く容器に移し替えられるようにするためと、混合液が筒状本体２０内に残滓しないようにするためである。しかし、この圧送手段１５０を省くこともできる。混合液を容器に移し替えるとき、粉砕混合機構部４０を回転させておくことで同様の作用を達成できるからである。図１８の例は、圧送手段１５０と粉砕混合機構部４０との協働で、混合液を排出する例が示されている。

外匡１１０の外面上部１１０ａの所定位置には、操作パネル１８０が配置される。さらに筒状本体２０内には、本体内の液面水位を監視するための水位センサ９３（図３４参照）が取り付けられ、規定の液面水位以上に上昇しないように監視される。

図３４はジューサーミキサー１００の制御系の一例を示す。この制御系は上述したようにＣＰＵを備えた制御部２００を有し、制御部２００には操作パネル１８０が関連される。

操作パネル１８０には電源スイッチ１８２を始めとして、粉砕混合機構部４０を制御する制御スイッチ（粉砕スイッチ）１８４、コックスイッチ１８６を構成するオンスイッチ１８６ａとオフスイッチ１８６ｂおよび開閉機構６０を構成する開閉蓋６１を開くためのスイッチ（開スイッチ）１８８などが備えられている。コックスイッチ１８６は、取出口２３側に設けられた電磁弁８５を制御するためのスイッチである。これらスイッチは何れも押しボタン式のスイッチで構成できる。

また、この操作パネル１８０には粉砕および混合処理時間を設定するためのタイマー設定スイッチ１９０が設けられ、これによってユーザが任意の処理時間を設定できるようになっている。この処理時間は、投入される果物や野菜の種類および投入量に応じて設定されるものであって、通常短いときは１０秒程度の設定から、長いときは１〜２分程度まで設定されることになる。

制御部２００では操作パネル１８０で設定された条件に基づいて生成された各種制御信号に基づいて各種の処理が予め定められたタイミングに実行される。まず制御部２００では駆動モータ９０の制御が行われる。駆動モータ９０によって回転粉砕部４０Ａが回転駆動される。制御部２００では駆動部８０を介して開閉蓋６１の開閉制御が行われる。開閉蓋６１の閉制御は自動的に行われ、開制御は手動操作である。その他に、ジュース取り出し用の電磁弁８５、圧送手段（コンプレッサー）１５０などの駆動制御処理が実行される。ブザー１９５は、粉砕処理の終了時や、規定の液面水位以上の水位のときに駆動される報知手段である。

図３５を参照して上述した制御処理のタイミング例を説明する。まず、上述した処理条件のうち、粉砕および混合処理時間、開閉蓋６１の閉弁時間などが予め設定されているものとし、電源スイッチ１８２はオンしているものとする（図３５Ａ）。

野菜ミックスジュースを作る場合、オレンジ、イチゴ、バナナなど好みの果物を適当な大きさにみじん切り（小間切り）したものを用意する。同じく、ニンジン、セロリ、トマトなど好きな野菜を適当な大きさにみじん切りしたものを用意する。みじん切りしたこれらの果物、野菜を適当量、外蓋１７５を開けて投入口２１から投入する。そして、水やミルクなど好みの液体を好みの量だけ注入する。注入量は水位センサ９３によって監視されているので、所定量以上の注入はブザー１９５などによって警告される。

さて、野菜ミックスジュースの元となる材料を投入した後、粉砕スイッチ１８４をオンにする（図３５Ｂ）。そうすると、まず開閉蓋６１に対する閉操作が自動的に行われて閉蓋処理となる（図３５Ｃ）。開閉蓋６１が閉じられると、所定時間Δｔａが経過してから駆動モータ９０が動作して粉砕および混合処理が行われる（図３５Ｄ）。

この粉砕および混合処理時間Ｔａは予め設定されているので、この時間が経過すると粉砕および混合処理は自動的に停止する。処理時間Ｔａが終了したことをブザー１９５などで報知して、その旨をユーザに知らせることもできる。粉砕および混合処理が終了すると、何時でも野菜ミックスジュースを取り出すことができる。

そのため任意の時間Δｔｂ経過してからジュースを取り出すときは、コックスイッチ１８６のうちオンスイッチ１８６ａを手動操作する（図３５Ｅ）。オンスイッチ１８６ａに連動して、まず駆動モータ９０が動作して低速運転を開始し、内部の攪拌処理を再開する（図３５Ｄ）。次に、このオンスイッチ１８６ａに連動して電磁弁８５が開くと共に、コンプレッサー１５０が駆動されて筒状本体２０内に圧縮空気が送り込まれる（図３５Ｆ，Ｇ）。そうすることで、蛇口１６２より野菜ミックスジュースを取り出すことができる。

自然に落下するのをまって蛇口１６２から野菜ミックスジュースを取り出してもよいが、この例では積極的に筒状本体２０内から押し出すようにした例であって、攪拌しながら圧送することで、素早く野菜ミックスジュースをコップなどに注ぐことができる。

所定量の野菜ミックスジュースが注がれたときは、電磁弁８５を閉じればよい。電磁弁８５を閉じるにはコックスイッチ１８６のうちオフスイッチ１８６ｂをオンにする（図３５Ｈ）。オフスイッチ１８６ｂのオンが検知されると、電磁弁８５が閉じて野菜ミックスジュースの流れを止める。同時に駆動モータ９０への電源供給が停止して攪拌処理が止まる他、コンプレッサー１５０も止まるので圧縮空気の圧送処理も止まる。

筒状本体２０内に残っている野菜ミックスジュースを取り出したいときは、オンスイッチ１８６ａをオンにして図３５Ｅ以降の処理を再開すればよい。その後、開閉蓋６１の開スイッチ１８８をオンにすれば、開閉蓋６１を開けることができる（図３５Ｉ）。この開操作時間も予め設定されている。

上述した実施の形態では、操作パネル１８０側にコックスイッチ１８６を設けた例を述べたが、蛇口１６２の取り出し付近であって、外匡１１０の外側にコックスイッチ１８６を介在させることもできる。そうすると、蛇口１６２の近くでコックのオンオフ操作が可能になる。

コックスイッチ１８６が蛇口１６２と一体になった水栓を使用するときは、蛇口１６２と電磁弁８５との間であって、外匡１１０の外側面に設けることができる。この場合でも、コックスイッチ１８６によって電磁弁８５の開閉が制御される。

上述した実施の形態では、ジューサーミキサーにこの発明を適用したが、例えば再生紙を作るときの混合液を作る場合のミキサーにもこの発明に係る循環型粉砕混合機構１０を適用できる。その基本構成は図１８の場合と同じであるので、その説明は割愛する。

再生紙の場合には、所定量の古紙を細かく裁断し、裁断した古紙に付着したゴミを取り除き、その後泡剤などの薬品を用いて古紙からインクを除去する。インクを除去した古紙に所定量の水あるいは場合によっては着色料を加えて混合攪拌することで、糊状の原料（紙料）を作成する。この糊状の紙料を漉きの上に均一に延ばして乾燥させることで再生紙が得られる。

この再生紙となる糊状の紙料（混合液）を得るためのミキサーとして、上述した循環型粉砕混合機構１０を利用することができる。この循環型粉砕混合機構４０を適用することで粉砕および混合処理時間を短縮できる。

この発明では、野菜、食物などを粉砕しながらミルクや水などの液体と混合するジューサーミキサーなどに適用できる。

この発明に係る循環型粉砕混合機構を説明するための概念図（その１）である。循環型粉砕混合機構部に使用される内筒の概念図である。循環型粉砕混合機構部に使用される回転粉砕部の概念図である。循環型粉砕混合機構部に使用される固定粉砕部の概念図である。循環型粉砕混合機構部の動作説明に供する概念図である。この発明に係る循環型粉砕混合機構を説明するための概念図（その２）である。この発明に係る循環型粉砕混合機構を説明するための概念図（その３）である。回転粉砕刃と回転羽根との関係を示す平面図である。この発明に係る循環型粉砕混合機構を説明するための概念図（その４）である。この発明に係る循環型粉砕混合機構を説明するための概念図（その５）である。この発明に係る循環型粉砕混合機構を説明するための概念図（その６）である。図１１に使用される内筒の概念図である。この発明に係る循環型粉砕混合機構を説明するための概念図（その７）である。この発明に係る循環型粉砕混合機構を説明するための概念図（その８）である。この発明に係る循環型粉砕混合機構を説明するための概念図（その９）である。この発明に係る循環型粉砕混合機構を説明するための概念図（その１０）である。この発明に係る循環型粉砕混合機構をジューサーミキサーに適用したときの概念図である。図１７におけるジューサーミキサーの要部の断面図である。循環流促進部として機能する促進板の一例を示す斜視図である。筒状本体と促進板との取り付け関係を示す平面図である。内筒の一例を示す平面図である。内筒の展開図である。固定粉砕部として機能する円盤の一例を示す平面図である。回転粉砕刃の一例を示す平面図である。図２４に示す回転粉砕刃の斜視図である。回転粉砕刃の他の例を示す平面図である。図２６に示す回転粉砕刃の斜視図である。促進板に回転粉砕刃等を装着した状態を示す一部の断面図である。投入口側の開閉機構の一例を示す閉じた状態での要部断面図である。投入口側の開閉機構の一例を示す開けた状態での要部断面図である。ガイド板の一部の側面図である。投入口側の開閉機構の平面図である。図３２の一部を省略した側面図である。粉砕・混合処理を行うための処理系の一例を示す系統図である。その動作説明に供する波形図である。

符号の説明

１０・・・循環型粉砕混合機構、２０・・・筒状本体、３０・・・内筒、４０・・・粉砕混合機構部、４０Ａ・・・回転粉砕部（回転粉砕刃）、４０Ｂ・・・固定粉砕部、４２・・・円盤、５０・・・循環流促進部、２１・・・投入口、２３・・・取出口、１５０・・・圧送手段、１００・・・ジューサーミキサー、１１０・・・外匡、６１・・・開閉蓋、８５・・・電磁弁、１８０・・・操作パネル、１８４・・・粉砕スイッチ、１８６・・・コックスイッチ、１８６ａ・・・オンスイッチ、１８６ｂ・・・オフスイッチ、１８８・・・開スイッチ、１９０・・・タイマー設定スイッチ

Claims

固形物および混合用の液体をそれぞれ投入する投入口と、
該投入口を備えた筒状本体の内部に、所定の間隙を保持して取り付けられた内筒と、
上記内筒の内側に設けられた粉砕混合機構部とからなり、
上記粉砕混合機構部は、回転粉砕部と、該回転粉砕部と対向するように設けられた固定粉砕部と、上記回転粉砕部の駆動部とで構成され、
上記内筒と上記筒状本体との間に循環流を形成しながら、上記粉砕混合機構部によって上記固形物を粉砕して上記液体と混合した混合液を生成する
ことを特徴とする循環型粉砕混合機構。
上記粉砕混合機構部と協働する循環流促進部が設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の循環型粉砕混合機構。
上記循環流促進部は、上記回転粉砕部と同期して回転する回転羽根である
ことを特徴とする請求項２記載の循環型粉砕混合機構。
上記循環流促進部は、上記間隙内に設けられた１枚以上の循環流促進板である
ことを特徴とする請求項２記載の循環型粉砕混合機構。
上記循環流促進板は、上記内筒を上記筒状本体に固定する固定板と兼用された
ことを特徴とする請求項４記載の循環型粉砕混合機構。
上記回転粉砕部は、短冊状粉砕刃である
ことを特徴とする請求項１記載の循環型粉砕混合機構。
上記固定粉砕部は、上記回転粉砕部の上面側または下面側に設けられる
ことを特徴とする請求項１記載の循環型粉砕混合機構。
上記固定粉砕部は、多数の開孔部を有する円盤である
ことを特徴とする請求項１記載の循環型粉砕混合機構。
上記固定粉砕部は、上記内筒の一部に設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の循環型粉砕混合機構。
上記固定粉砕部は、上記回転粉砕部の周面と対向する上記内筒の周面に設けられた多数の開孔部又は切れ込み部で構成される
ことを特徴とする請求項１記載の循環型粉砕混合機構。
上記投入口には開閉蓋が設けられた
ことを特徴とする請求項１記載の循環型粉砕混合機構。
上記筒状本体には、上記混合液を取り出す取出口を有する
ことを特徴とする請求項１記載の循環型粉砕混合機構。
上記筒状本体には、圧送手段が備えられ、
上記圧送手段からの圧送媒体を上記筒状本体内に送給することで、上記混合液を取出口側に圧送するようにした
ことを特徴とする請求項１２記載の循環型粉砕混合機構。