JP2011183299A - 混合装置および多段翼構造 - Google Patents

Abstract

【課題】投入される剤の量の大小によって空気の混入量が増減し、混合された剤の特性が変動してしまうという課題があった。
【解決手段】混合装置１００は、攪拌される流動体を入れる中空の容器本体１０と、容器本体１０に対して回動可能に収容された攪拌翼２０と、容器本体１０に対して可動に設けられて、容器本体１０の内部の攪拌空間Ｖを体積可変に区画する駆動部４０と、を有している。混合装置１００は、駆動部４０の移動により、攪拌空間Ｖの内部に存在する攪拌翼２０の軸の長さが長短変動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、混合装置および多段翼構造に関する。

容器本体の内部に攪拌翼が回動可能に設置された混合装置が知られている。混合装置の例として、特許文献１に記載の攪拌装置は、攪拌槽の内部に攪拌翼が設置されている。この攪拌翼は、攪拌槽の中心部に回転軸が垂設され、この回転軸に複数のパドル翼を上下多段に配設して構成されている。
また、混合装置の他の例として、特許文献２に記載の混練装置は、複数段に設けられた攪拌翼が混練槽の内部に設置されている。

特開平１１−７５８１５号公報 特開２００７−１３６３０２号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の装置は、攪拌槽や混練槽の内容積が不変であるため、攪拌または混練される剤の量が少ない場合と多い場合とでは、槽内における剤と空気の体積比が変動する。すなわち、槽を剤で満たして攪拌または混練した場合には剤に空気が混入することが抑えられるものの、剤の量が少ない場合には、攪拌または混練される剤に対して槽内の空気が容易に混入してしまう。

このため、従来の混合装置では、投入される剤の量の大小によって空気の混入量が増減し、混合された剤の特性が変動してしまうという課題があった。

本発明の混合装置は、攪拌される流動体を入れる中空の容器本体と、前記容器本体に対して回動可能に収容された攪拌翼と、前記容器本体に対して可動に設けられて、前記容器本体の内部の攪拌空間を体積可変に区画する駆動部と、を有し、前記駆動部の移動により、前記攪拌空間の内部に存在する前記攪拌翼の軸の長さが長短変動することを特徴とする。

また、本発明の多段翼構造は、それぞれ軸部とブレード部とからなる複数の分割翼を多段に連結した多段翼構造であって、隣り合う前記分割翼同士の回動を係脱可能に規制する係止部と、前記係止部を係止方向または脱離方向に付勢する弾性片と、前記分割翼の回動軸方向に移動して前記弾性片を付勢方向の逆向きに押圧する駆動部と、を有し、互いの回動が規制されて固定翼を構成する前記分割翼の段数が、前記駆動部の移動によって変動することを特徴とする。

なお、本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。具体的には、攪拌翼が複数の部材から形成されることや、攪拌翼と駆動部とが一個の部材として形成されることを許容する。

本発明の混合装置によれば、容器本体と駆動部とで区画される攪拌空間の体積が可変であるため、剤の投入量に応じて攪拌空間の体積を増減させることができる。これにより、剤と空気との接触を、投入される剤の量の大小によらず抑えることができる。また、攪拌空間の内部に存在する攪拌翼の軸の長さが長短変動するため、攪拌空間の体積を増減させた場合も剤の攪拌力が過剰または不足になることがない。これにより、本発明の混合装置によれば、剤の量の大小によらず、混合された剤の特性を均質化することができる。
そして、本発明の多段翼構造によれば、一体に軸回転する多段翼を構成する分割翼の段数が駆動部の移動によって変動することから、駆動部を軸部に沿って移動させるだけで多段翼の軸長を変化させることができる。このため、例えば本発明の混合装置に用いた場合には、攪拌翼の軸長を長短変動させることも可能である。

第一実施形態にかかる混合装置を示す斜視図である。 混合装置の分解斜視図である。 （ａ）は第一状態の混合装置の縦断面模式図であり、（ｂ）は第二状態の混合装置の縦断面模式図である。 攪拌翼ユニットの正面図である。 攪拌翼ユニットと固定翼ユニットとを同軸に組み合わせた状態を示す正面図である。 固定翼ユニットおよび駆動部（多段翼構造）の正面図である。 固定翼ユニットの分解状態の下方斜視図である。 固定翼ユニットの分解図である。 変形例にかかる混合装置の縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
なお、本実施の形態では、図示するように上下の方向を規定して説明する場合がある。しかしながら、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものであって、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではなく、また重力方向の上下と必ずしも一致しない。

図１は、本発明の実施形態にかかる混合装置１００を示す斜視図である。図２は、混合装置１００の分解斜視図である。図３（ａ）は、第一状態の混合装置１００の縦断面模式図であり、同図（ｂ）は、第二状態の混合装置１００の縦断面模式図である。図３では逆止弁８２の図示を省略している。
はじめに、本実施形態の混合装置１００の概要について説明する。

混合装置１００は、攪拌される流動体を入れる中空の容器本体１０と、容器本体１０に対して回動可能に収容された攪拌翼２０と、容器本体１０に対して可動に設けられて、容器本体１０の内部の攪拌空間Ｖを体積可変に区画する駆動部４０と、を有している。
そして、本実施形態の混合装置１００は、駆動部４０の移動により、攪拌空間Ｖの内部に存在する攪拌翼２０の軸の長さが長短変動する。

本実施形態では、混合装置１００として、二剤混合式のヘアカラー剤を攪拌して毛髪に塗布するためのアプリケータ装置を例示する。ただし、本発明の混合装置は流動体を攪拌して混合するものであればよく、これに限られない。カラー剤や接着剤、医薬品などの剤や飲食品などの調整装置のほか、洗浄液の攪拌によるワークの洗浄装置でもよい。

流動体には、液体のほか、ゾル、ゲルまたは粒体を含んでもよい。染毛剤および酸化剤を混合した本実施形態の二剤混合式のヘアカラー剤のほか、複数色の塗料を混合したカラー剤や、水と水硬性セメント組成物との混合物、二液混合型の接着剤などを例示することができる。
本実施形態の場合、染毛剤として数万ｍＰａ・ｓの粘度のクリーム状のアルカリカラー剤（酸化染毛剤）を用い、酸化剤として過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）含有液（粘度：数百ｍＰａ・ｓ）を用いることができる。
ここで、流動体を攪拌するとは、一種の剤からなる流動体をかき混ぜることのほか、二種以上の剤を互いに混合することを含む。より具体的には、それぞれ液体、ゾル、ゲルまたは粒体のいずれかである二種類以上の流動体を互いに混合する場合のほか、液体、ゾル、ゲルまたは粒体に対して、固体を分散させる場合も含む。

以下、本実施形態の混合装置（アプリケータ装置）をより詳細に説明する。
容器本体１０は樹脂または金属からなり、中空かつ有底の筒状をなしている。容器本体１０の内部が流動体の攪拌空間Ｖとなる。容器本体１０の内部には、容器本体１０に対して軸回動する攪拌翼２０と、容器本体１０の底部１６に固定された固定翼３０とが収容されている。
攪拌翼２０は、容器本体１０に対して回動または回転して、流動体の少なくとも一部に流速を与える部材である。攪拌翼２０が流動体に対して軸方向に揚力を生じるか否かは任意である。

ここで回動とは、正方向または逆方向の少なくとも一方に円運動することを意味し、その回転角は問わない。また、回転とは、３６０度以上の回転角で正方向または逆方向の少なくとも一方に円運動することを意味する。以下、特に断り無き場合、回動と回転とを区別しない。

固定翼３０と攪拌翼２０とは、回動方向の複数箇所に、好ましくは少なくとも三箇所にそれぞれ設けられている。固定翼３０の数と攪拌翼２０の数とは、同じでもよく、または異なってもよい。固定翼３０と攪拌翼２０とは回動方向に相対移動する。
ここで、固定翼３０と攪拌翼２０を回動方向の少なくとも二箇所にそれぞれ設けることで、固定翼３０と攪拌翼２０との初期位置によらず、駆動部４０を少なくとも１８０度回動させれば、固定翼３０と攪拌翼２０とが互いに交錯して流動体に剪断力が付与される。
また、固定翼３０と攪拌翼２０とを回動方向の少なくとも三箇所に設けることで、駆動部４０を１８０度回動させたときに、固定翼３０と攪拌翼２０との初期位置によらず、固定翼３０が攪拌翼２０を完全に横切って通過することとなる。このため、ユーザが駆動部４０を往復揺動させた場合にも、固定翼３０と攪拌翼２０との初期位置によらず、流動体に対して剪断力に基づく良好な攪拌力を得ることができる。

図２に示すように、本実施形態の攪拌翼２０は、シャフト部（内管２６）の周囲に６０度間隔で６箇所に突出して形成されている。すなわち、攪拌翼２０は回動方向の６箇所に形成されている。攪拌翼２０のシャフト部（内管２６）は中空の直管形状であり、内部にポール１２を遊挿可能である。本実施形態において、混合装置１００の軸方向とはポール１２の延在方向をいう。本実施形態の軸方向は、駆動部４０の回動軸方向と一致している。

攪拌翼２０は、それぞれ複数本の板状または棒状のブレード２５が軸方向に間欠的に配列された櫛歯状をなしている。より具体的には、各々の攪拌翼２０は、軸方向（図１、図２の上下方向）に並ぶ８本のブレード２５と、軸方向に延在してブレード２５を互いに連結する縦桟２７と、シャフト部（内管２６）から径方向に突出して縦桟２７と連結された横桟２８とを含んで構成されている。
横桟２８は内管２６の上端近傍から放射状に突出して形成され、縦桟２７の上端と連結している。一方、６本の縦桟２７の下端は、環状部２９によって互いに連結されている。
これにより、内管２６と、その周囲に設けられた６枚の攪拌翼２０とは、互いに一体化されて攪拌翼ユニット２１を構成している。

固定翼３０は容器本体１０の内部に多段に設けられ、容器本体１０に対する回動が規制されている。そして、図３に示すように、駆動部４０の移動により攪拌空間Ｖの内部に存在する固定翼３０の段数は大小変動する。

後述するように、固定翼３０（固定翼ユニット３１）は、分割翼３２を多段に連結してなり、容器本体１０に対して回動不可である長さ領域と、容器本体１０に対して回動可能である長さ領域との境界（以下、固定翼端という）が、軸方向に移動する。
本実施形態の固定翼３０は、容器本体１０の内部に突出して固定されて、攪拌翼２０との間に相対速度をもつ板状または棒状の部材である。固定翼３０が流動体に対して軸方向に揚力を生じるか否かは任意である。そして、本実施形態において固定翼３０とは、長さ領域のうちの少なくとも一部が容器本体１０に対して回動固定されていればよく、他の一部の長さ領域は容器本体１０に対して回動してもよい。

図２に示すように、固定翼３０は、円管状の外管３６の周囲に、複数のブレード３５が軸方向に並んで設けられた櫛歯状をなしている。固定翼３０は、外管３６の周囲に６０度間隔で設けられて固定翼ユニット３１を構成している。すなわち、固定翼３０は回動方向の６箇所に形成されている。

図４は、攪拌翼ユニット２１の正面図である。各々の攪拌翼２０において、ブレード２５は縦桟２７から内管２６に向かって、径方向の外方から内向きに突出している。そして、ブレード２５と内管２６とは、径方向に所定のクリアランスＣＬをもって離間している。
かかるクリアランスＣＬは、固定翼３０の回転軸である中空のシャフト部（外管３６：図２を参照）の肉厚よりも大きい。また、外管３６の周囲に放射状に突出したブレード３５を包絡する外径寸法は、攪拌翼ユニット２１における環状部２９の内径よりも小さい。

外管３６の内径は、攪拌翼ユニット２１における内管２６の外径よりも大きい。また、外管３６の肉厚は、上記のように内管２６とブレード２５とのクリアランスＣＬよりも小さい。これにより、攪拌翼ユニット２１の内管２６は、固定翼ユニット３１の外管３６の中空内部に挿通可能である。

図５は、攪拌翼ユニット２１と固定翼ユニット３１とを同軸に組み合わせた状態を示す正面図である。固定翼ユニット３１のうち、図示されたブレード３５は、紙面の斜め手前側に延在している。
攪拌翼２０のブレード２５は、固定翼３０のブレード３５に対して隙間ＧＰをもって噛合するように同軸に設けられている。
本実施形態は、攪拌翼２０と固定翼３０の角度方向を互いにずらした状態で内管２６を外管３６に対して上方より挿入することで、攪拌翼ユニット２１を固定翼ユニット３１の周囲に装着することができる。そして、ポール１２（図２を参照）を軸心として、攪拌翼ユニット２１と固定翼ユニット３１を容器本体１０に対して同軸で固定する。

図５に示すように、固定翼ユニット３１の下端には突起部３４が複数箇所に設けられている。突起部３４は、容器本体１０の底部１６に設けられた凹部（図示せず）に嵌合し、固定翼ユニット３１は容器本体１０に対して回動が固定される。
すなわち、本実施形態においては、攪拌翼ユニット２１はポール１２を回動軸として容器本体１０に対して回動可能であり、固定翼ユニット３１は容器本体１０に対して回動不可能に構成されている。
このとき、固定翼ユニット３１のブレード３５と攪拌翼ユニット２１のブレード２５とは、軸方向に所定の隙間ＧＰをもって交互に並んでいる。隙間ＧＰは、一例として、０．１〜１ｍｍ程度が好ましい。

また、ブレード３５の先端と縦桟２７、およびブレード２５の先端と外管３６との間にもわずかなクリアランスが存在している。これにより、攪拌翼ユニット２１は固定翼ユニット３１と干渉することなく、内管２６を中心に回動する。ここで、固定翼３０と攪拌翼２０とは回動方向にともに６０度間隔で設けられているため、攪拌翼ユニット２１の向きを調整することで、互いの角度を一致させることができる。
また、攪拌翼ユニット２１および固定翼ユニット３１が容器本体１０に取り付けられた状態において、固定翼３０の最上位のブレード３５よりも、攪拌翼２０の横桟２８は上側に位置している。

容器本体１０には、流動体（染毛剤および酸化剤）を内部に導入するための導入口１８と、導入口１８に設けられて流動体の流出を防止する逆止弁８２と、を備えている。逆止弁８２は、容器本体１０の外部から内部（下方から上方）への流動体の流出を許容し、容器本体１０の内部から外部への流出を規制する。
なお、逆止弁８２および導入口１８を容器本体１０に設けることなく、流動体を容器本体１０の上部開口より注ぎ込んで供給してもよい。

染毛剤は、高圧のボトル容器（図示せず）内に高圧に充填された状態で一般に提供されている。また、過酸化水素を含有する酸化剤は、ポンプ式容器に充填された状態で一般に提供されている。酸化剤に含まれる過酸化水素から発生する酸素ガスにより、ポンプ式容器の内圧は大気圧よりも高圧になっている。このため、本実施形態では、ボトル容器やポンプ式容器の開口を逆止弁８２に接続することで、流動体（染毛剤と酸化剤）は個別に容器本体１０に供給される。

容器本体１０の下部には、攪拌空間Ｖと連通した吐出口５０が開口形成されている。より具体的には、容器本体１０には、底部１６の近傍高さにノズル部１４が設けられている。ノズル部１４には吐出口５０が穿設されている。
ノズル部１４にはストッパー板５１がスライド可能に装着されている。ストッパー板５１をスライドすることにより、吐出口５０の開閉が切り替えられる。
吐出口５０には塗布具５２が着脱可能に装着されている。塗布具５２は、先端にブラシが形成され、またユーザが混合装置１００を手で保持するためのアーム部を備えている。
攪拌された流動体は、ストッパー板５１の切り替えにより吐出口５０が開口することで、塗布具５２のブラシ部に供給される。

駆動部４０は、容器本体１０に少なくともその一部が内容された状態で容器本体１０に直接または間接に支持されて、容器本体１０に対して相対的に移動する部材である。そして、容器本体１０の内壁面と駆動部４０の下端面４８とで囲まれる攪拌空間Ｖは、駆動部４０の移動に伴い体積が変化する。

本実施形態の駆動部４０は、三つの機能を併せもつ。第一は、容器本体１０に対して摺動することで、下端面４８を軸方向に移動させて攪拌空間Ｖの体積を変化させる機能である。
第二は、本実施形態の駆動部４０は、攪拌翼２０および固定翼３０を出没可能に収容する収容溝４４を備え、駆動部４０の移動によって攪拌空間Ｖの内部に存在する攪拌翼２０の軸の長さを長短変動させる機能である。攪拌空間Ｖの外部にある分割翼３２は収容溝４４に収容されている。
第三は、駆動部４０は攪拌翼２０に係合した状態で容器本体１０に対して回動することで、攪拌翼２０を回動駆動する、駆動部としての機能である。

駆動部４０は、容器本体１０に進退可能に収容されて容器本体１０の内容積を可変とするピストン部４２と、ユーザが手で把持してピストン部４２を回動させる把持部４５とが一体に成形されてなる。なお、図２では、説明のため把持部４５とピストン部４２とを分離して、ピストン部４２の内部の収容溝４４を図示している。
容器本体１０の内部形状およびピストン部４２は、ともに円筒状であり、互いに嵌め合いに構成されている。

ピストン部４２は容器本体１０の上端の開口部より気密に挿入されている。容器本体１０の内周壁面および底部１６と、駆動部４０の下端面４８とで、攪拌空間Ｖは液密に構成される。
以下、容器本体１０に対してピストン部４２が深く収容される方向を前進方向、同じく浅く収容される方向を後退方向という。すなわち、第一状態は、ピストン部４２が前進した状態、第二状態は、ピストン部４２が後退した状態である。

図２に示すように、収容溝４４は、横桟２８、縦桟２７およびブレード２５、３５を収容するための直線溝部４４ａと、内管２６および外管３６を収容するための円管部４４ｂとを含む。六条の直線溝部４４ａは、円管部４４ｂを中心として６０度間隔で放射状に設けられている。各直線溝部４４ａには、軸方向に揃えられたブレード２５と３５がともに収容される。
一方、攪拌翼ユニット２１と固定翼ユニット３１とは、互いに嵌め合わされた状態で、ポール１２によって底部１６に垂設されている。
このため、円管部４４ｂに固定翼ユニット３１の外管３６を位置合わせし、直線溝部４４ａと攪拌翼ユニット２１の横桟２８とを角度合わせすることで、攪拌翼ユニット２１および固定翼ユニット３１は収容溝４４に対して出没自在に収容される（図１を参照）。

そして、図１に示すように、攪拌翼２０および固定翼３０を完全に収容溝４４に収容することで、ピストン部４２の下端は容器本体１０の底部１６に当接して、容器本体１０の内部は空気抜きされている。かかる状態を、初期状態という。

容器本体１０および駆動部４０の材料は、耐酸、耐アルカリ性の樹脂材料が好ましい。具体的には、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィンが好ましい。また、透明性や耐衝撃性が求められる場合には、ポリカーボネートを用いるとよい。容器本体１０と駆動部４０とは、それぞれ射出成形によって作製することができる。

図３に戻って、本実施形態の混合装置１００におけるピストン部４２の動作を説明する。図３各図は、図１の初期状態から、ボトル容器とポンプ式容器にそれぞれ充填された流動体（染毛剤と酸化剤）を、導入口１８を通じて順番に容器本体１０に導入した状態を示している。ピストン部４２の下端面４８は流動体の供給圧に押し上げられて攪拌空間Ｖが形成されている。同図（ａ）に示す攪拌空間Ｖには、固定翼３０のブレード３５が二段目まで露出している。かかる状態を第一状態という。
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した第一状態から、さらに導入口１８を通じて流動体（図示せず）を供給し、下端面４８を押し上げてピストン部４２を後退させ、攪拌空間Ｖを拡大させた状態（以下、第二状態）を示している。同図に示す攪拌空間Ｖには、固定翼３０のブレード３５が五段目まで露出している。
図３各図では、攪拌翼２０のうち収容溝４４に収容された部分の図示は省略している。

図３（ｂ）に示すように、固定翼３０の基端３０１は容器本体１０の底部１６に固定されている。攪拌翼２０の下端の環状部２９も底部１６に当接している。攪拌翼２０は全体が底部１６に対して回動可能に軸挿されている。一方、固定翼３０に関しては、基端３０１から固定翼端３０２までが底部１６に対して回動規制されている。そして、固定翼３０のうち固定翼端３０２から上端３０３までの領域は、底部１６に対して回動可能である。以下、固定翼３０のうち基端３０１から固定翼端３０２までの長さ領域を固定領域３７といい、固定翼端３０２から上端３０３までの長さ領域を回動領域３８という場合がある。

本実施形態の攪拌翼２０および固定翼３０は、容器本体１０に対して回動軸方向（本実施形態の場合、上下方向）に固定されている。駆動部４０の移動により、攪拌翼２０および固定翼３０が収容溝４４に収容される軸長が長短変動する。
例えば固定翼３０の場合、図３（ａ）に示す第一状態では、ピストン部４２の収容溝４４に５段のブレード３５が収容されて回動領域３８を構成し、攪拌空間Ｖに露出した固定領域３７はブレード３５にして２段分である。これに対し、同図（ｂ）に示す第二状態では、収容溝４４に収容された回動領域３８の軸長は、ブレード３５の２段分の長さであり、固定領域３７はブレード３５の５段分である。
すなわち、収容溝４４に収容される固定翼３０の軸長は、ピストン部４２の軸方向の後退（上昇）によって短縮される。
攪拌翼２０に関しても同様であり、収容溝４４に収容される攪拌翼２０の軸長およびブレード２５の段数は、ピストン部４２の後退（上昇）によって短縮される。

駆動部４０は容器本体１０に対して回動軸方向を中心に回動可能である。収容溝４４に収容された攪拌翼２０および固定翼３０は、収容溝４４に係止されて、駆動部４０に対する回動が規制される。
このため、攪拌翼２０および固定翼３０を収容溝４４に収容した状態で駆動部４０を回動させると、固定翼３０の回動領域３８は攪拌翼２０およびピストン部４２とともに回動する。一方、収容溝４４から攪拌空間Ｖに露出した固定領域３７は底部１６に対して回動が規制される。
このため、本実施形態の混合装置１００は、ピストン部４２の進退位置を変化させることで、攪拌空間Ｖ内に存在する攪拌翼２０と固定翼３０の軸の長さを変化させることができる。これにより、流動体の投入量に応じて増減する攪拌空間Ｖの全体において良好な攪拌力を均質に得ることができる。
また、本実施形態の混合装置１００では、ピストン部４２と容器本体１０とを気密に摺動させることから、空気抜きされた容器本体１０に流動体を充填し、空気との接触を防止したまま流動体を攪拌することができる。

混合装置１００において流動物を攪拌する場合には、把持部４５と容器本体１０とをそれぞれ手で把持し、３６０度以上の回転角度で相対的に回転させるか、または３６０度未満の角度で往復回動させる。なお、本実施形態では回転と回動とを区別しない。

図６は、固定翼ユニット３１および駆動部４０（多段翼構造１１０）の正面図である。
図７は固定翼ユニット３１（多段翼構造１１０）の分解状態の下方斜視図である。
図８は、固定翼ユニット３１の分解図である。
以下、駆動部４０と固定翼３０とで構成され、駆動部４０の進退移動に伴って固定領域３７と回動領域３８の軸長を変動させることのできる本実施形態の多段翼構造１１０について説明する。

多段翼構造１１０（固定翼３０）は、それぞれ軸部３２１とブレード部３２２とからなる複数の分割翼３２の軸部３２１同士を多段に連結したものである。
そして、多段翼構造１１０は、隣り合う分割翼３２同士の回動を係脱可能に規制する係止部３３１と、係止部３３１を係止方向または脱離方向に付勢する弾性片３３と、分割翼３２の回動軸方向に移動して弾性片３３を付勢方向の逆向きに押圧する駆動部４０と、を有している。
そして、多段翼構造１１０は、互いの回動が規制されて一体に軸回転する多段翼を構成する分割翼３２の段数が、駆動部４０の移動によって変動する。

多段翼構造１１０は、流体の圧縮、攪拌、搬送または混合など、多様な用途の装置に組み込んで使用することができる。

本実施形態の弾性片３３は略矩形の板状をなしている。係止部３３１は、弾性片３３より突出して形成された凸部である。弾性片３３は分割翼３２の内部に収納されて、隣接する他の分割翼３２に対して係止部３３１を係合させることで、当該二つの分割翼３２の相対的な回動を規制する。

弾性片３３は、図７、８に詳細に示すように、細幅の挿入部３３４と、押圧突起３３３と係止部３３１とを一体に備えている。弾性片３３には、下端縁より軸方向に伸びるリブ３３５が二本並んで突出形成されている。係止部３３１は、二本のリブ３３５の間に形成され、軸部３２１の外径方向に向かって突出している。
係止部３３１の上部には押圧突起３３３が同面側に突出して設けられている。押圧突起３３３は、係止部３３１よりも高い突出高さに形成されている。
これにより、挿入部３３４を支点とし、押圧突起３３３を力点として弾性片３３の面直方向に押圧すると、係止部３３１は作用点となって当該押圧方向に変位する。

一方、分割翼３２は、両端が開口した短尺円筒状の軸部３２１の周囲に複数本のブレード部３２２が等間隔で突出して形成された部材である。
弾性片３３および分割翼３２は、例えば樹脂の射出成形で作製することができる。

分割翼３２の下端開口部３２５は、上端の頸部３２４よりも大径である。軸部３２１には内部に内向きフランジ３２８が形成されている。内向きフランジ３２８の内縁を軸方向に延出させた環状の頸部３２４は下端開口部３２５よりも細径である。
図７に示すように、内向きフランジ３２８にはスリット３２７が設けられている。スリット３２７は、弾性片３３の挿入部３３４を嵌め合いに挿入するための凹部であり、スリット幅は弾性片３３の板厚と同等である。
頸部３２４には、切欠部３２６が上方より成形されている。切欠部３２６は、弾性片３３の係止部３３１を下方より受けるための凹部である。
また、軸部３２１には係合孔３２３が貫通して形成されている。係合孔３２３は、軸部３２１の内側から外側に向かって弾性片３３の押圧突起３３３を突出させるための通孔である。
係合孔３２３とスリット３２７は軸方向に並んで設けられている。また、係合孔３２３およびスリット３２７は、軸部３２１の周囲に一箇所または二箇所以上に設けられている。図７は、軸部３２１の周囲に１８０度対向して二箇所に係合孔３２３およびスリット３２７がそれぞれ設けられた状態を示している。

弾性片３３の挿入部３３４を分割翼３２のスリット３２７に下方より挿入し、押圧突起３３３を係合孔３２３に嵌め込むことで、分割翼３２と弾性片３３とは一体化される。
弾性片３３が装着された第一の分割翼３２ａに、第二の分割翼３２ｂを下方から連結する。具体的には、第二の分割翼３２ｂの上端の切欠部３２６を、第一の分割翼３２ａ（弾性片３３）の係止部３３１に位置合わせした状態で、第二の分割翼３２ｂの頸部３２４を第一の分割翼３２ａの下端開口部３２５に嵌め込む。
これにより、係止部３３１と切欠部３２６が係合して、第一の分割翼３２ａと第二の分割翼３２ｂとは相対的な軸回転が規制される。

ここで、図６に矢印で示すように軸部３２１の周囲に駆動部４０が装着されて、駆動部４０により第一の分割翼３２ａの押圧突起３３３が径方向の内側に付勢されると、弾性片３３は内側に変位する。すると、当該押圧突起３３３と、第二の分割翼３２ｂの切欠部３２６（図８を参照）との係合が外れ、第一の分割翼３２ａと第二の分割翼３２ｂとは相対的な軸回転が可能となる。
すなわち、本実施形態の多段翼構造１１０においては、押圧突起３３３を付勢した場合に、当該分割翼３２と、その直下の分割翼３２との間で相対回動が可能になる。

つまり、係止部３３１は、隣り合う分割翼３２同士を係止する方向に付勢する弾性片３３を含み、固定翼３０が収容溝４４に収容されることにより、弾性片３３は付勢方向の逆向きに押圧されて分割翼３２同士の係止が外れる。

なお、図８に示すように、固定翼３０を構成する上端の分割翼３２（上端翼３０５）には、頸部３２４および切欠部３２６は不要である。
また、固定翼３０を構成する下端のベース部３０４には、突起部（ボス）３４が下方に突出している。かかる突起部３４は、上述のように容器本体１０の底部１６に嵌め込まれて固定翼３０を容器本体１０に固定する。

すなわち、本実施形態の固定翼３０は、回動軸方向（図６、８における図中上下方向）に多段に接続された複数の分割翼３２より構成され、隣り合う分割翼３２は、互いの回動を規制する係止部３３１が係脱可能に設けられている。

そして、収容溝４４から露出した分割翼３２同士は、係止部３３１が係合し、互いの回動が規制されて固定翼３０を構成する。収容溝４４に収容された分割翼３２は、係止部３３１の係合が解除されて、固定翼３０に対して回動可能となる。

図８に示すように、分割翼３２同士の間には、分割翼３２の回動方向を螺旋方向とする螺旋バネ３３２が任意で装着されている。
螺旋バネ３３２の上端と下端は、隣り合う分割翼３２に対してそれぞれ接続されている。また、ベース部３０４と分割翼３２との間にも、螺旋バネ３３２が装着されている。
これにより、固定翼３０にトルクが付与されて、隣り合う分割翼３２同士または分割翼３２とベース部３０４とが相対的に回動した場合には、螺旋バネ３３２に弾性復元力が生じる。よって、トルク無負荷状態になると固定翼３０は自然状態に復元する。

なお、本実施形態の分割翼３２は弾性片３３と螺旋バネ３３２をともに備えるが、本発明はこれに限られない。分割翼３２は弾性片３３と螺旋バネ３３２のいずれか一方のみを有してもよい。例えば、弾性片３３の使用に代えて、螺旋バネ３３２の一部を径方向の外側に突出させて、押圧突起３３３と係止部３３１をそれぞれ形成してもよい。すなわち、隣接する分割翼３２同士を係脱可能に規制する機能と、分割翼３２同士の向きを自然状態に復元させる機能とを、ともに螺旋バネ３３２によって実現してもよい。

図３に戻り、本実施形態の混合装置１００における固定翼３０の動作を説明する。
図３（ａ）に示す第一状態では、駆動部４０の収容溝４４は上側の５段の分割翼３２についてそれぞれ押圧突起３３３を付勢し、弾性片３３を外管３６の内側に変位させている。
これにより、上側の５段の分割翼３２同士、および上から５段目の分割翼３２（分割翼３２ａ）と６段目の分割翼３２（分割翼３２ｂ）との間で相対回動が可能となっている。
そして、押圧突起３３３が攪拌空間Ｖに露出した下側の２段の分割翼３２に関しては、係止部３３１と切欠部３２６（図８を参照）とが係合して、固定翼３０との回動が固定された固定領域３７が構成されている。

以上により、本実施形態の混合装置１００では、軸方向への駆動部４０の進退移動に追随して、固定翼３０における固定領域３７の軸長が長短に自動的に変化する。
したがって、加圧された流動体が容器本体１０に供給されて下端面４８が押し上げられると、固定翼３０の固定領域３７は分割翼３２の一段ごとに軸長が長くなる。

多段翼構造１１０は、軸部３２１と同軸に設けられて多段翼に対して隙間をもって回動する第二の多段翼を含んでもよい。本実施形態においては、攪拌翼２０が、第二の多段翼にあたる。
攪拌翼２０に関しても、下端面４８の上昇に伴って、収容溝４４から露出する攪拌翼２０の軸長は徐々に長くなる。これにより、攪拌空間Ｖの下部から上部まで、攪拌空間Ｖの体積によらず、均一な攪拌力を安定して得ることができる。

また、上述のように固定翼３０は、互いの係止が外れた分割翼３２同士の、回動軸方向の向きを揃えるためのトルク付与手段（螺旋バネ３３２）をさらに備えている。
これにより、駆動部４０（把持部４５）を往復回動させて流動体を十分に攪拌した後、ユーザが把持部４５から手を離すと、固定翼３０は螺旋バネ３３２の弾性力によって初期の角度方向に自動的に回復する。このため、収容溝４４に収容された固定翼３０の回動領域３８におけるブレード３５と、収容溝４４より露出した固定領域３７におけるブレード３５とは軸線上に並ぶ。つまり、把持部４５の回動を終了すると、螺旋バネ３３２の復元力によって各段の分割翼３２は向きが揃い、ブレード３５は軸線上に整列して収容溝４４に収容可能となる。
この状態で、ストッパー板５１を作動して吐出口５０を開放し、把持部４５を押下することで、攪拌された流動体が塗布具５２に供給される（図１、図２を参照）。

なお、本実施形態においてはトルク付与手段として螺旋バネ３３２を用いているが、本発明はこれに限られない。例えば、相対的に回動した分割翼３２同士の向きを、磁力によって復元することもできる。
具体的には、図８に示す頸部３２４の外周面と、下端開口部３２５の内周面とに、極性を反転させた磁石を対向させて装着するとよい。
すると、収容溝４４から攪拌空間Ｖに露出した分割翼３２同士は磁石同士の吸引力によって相対的な回動が規制されて固定領域３７が構成される。
また、収容溝４４に収容された回動領域３８の分割翼３２は、収容溝４４とブレード部３２２との係合によって、駆動部４０とともに回動する。なお、攪拌空間Ｖ内の固定領域３７の分割翼３２は、回動領域３８の分割翼３２との間の磁力に引き摺られてわずかに回動するが、流動体の抵抗によって固定領域３７と回動領域３８との間には遅れが生じることとなる。このため、攪拌空間Ｖ内の固定翼３０と攪拌翼２０との間には相対速度が生じ、攪拌翼２０は邪魔板として機能するため、流動体の良好な攪拌が可能である。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される限りにおける種々の変形、改良等の態様も含む。
例えば、本実施形態の攪拌翼２０はブレード２５が多段に設けられた櫛歯状をなしているが、本発明はこれに限られず、一枚の螺旋片からなる螺旋翼でもよい。そして、ピストン部４２の収容溝４４を螺旋溝として攪拌翼２０を収容してもよい。

図９は、本実施形態の変形例にかかる混合装置１００の縦断面図である。

本変形例の混合装置１００は、攪拌翼２０が、分割翼３２を多段に連結して構成されていることを特徴とする。
そして、駆動部４０が軸方向（同図の上下方向）に進退することにより、ピストン部４２の収容溝４４から攪拌空間Ｖに露出している攪拌翼２０の軸長が長短に変化する。
そして、本変形例では、攪拌空間Ｖに露出した分割翼３２同士は、相対的な回動が規制され、駆動機構４７により一体に回動駆動されて攪拌翼２０として機能する点で上記実施形態と相違する。

本変形例の攪拌翼２０は、分割翼３２の中空の軸部３２１の内部に挿通される円柱状のシャフト部４７３によって押圧突起３３３が外向きに押圧されると、係止部３３１が弾性的に外方に変位して隣接する分割翼３２と係合する。
分割翼３２は、図６、８に示した実施形態とは上下反転させて、頸部３２４（図８を参照）を下向きとして容器本体１０に軸挿されている。したがって、弾性片３３は図９における上方を自由端として分割翼３２のスリット３２７（図７を参照）に装着されている。

また、図９に示すように、本変形例の弾性片３３は押圧突起３３３が軸部３２１の径方向の内向きに突出して形成され、係止部３３１はその裏面側に突出して設けられている。
そして、弾性片３３は、初期状態において係止部３３１と切欠部３２６（図８を参照）とが非係合となるよう、先端（図９の上端）が内向きに屈曲している。
シャフト部４７３の上端は、ピストン部４２の下端面４８と略同等の高さに位置している。このため、ピストン部４２の収容溝４４の内部に収容された分割翼３２の弾性片３３はシャフト部４７３に付勢されず、係止部３３１は非係合である。

シャフト部４７３を上下に進退させると、シャフト部４７３の外周面に押圧されて押圧突起３３３は外向きに付勢され、係止部３３１は上段に隣接する分割翼３２と係合して相対回動が規制される。
また、最下段の分割翼３２はシャフト部４７３と回動方向に係合している。
かかる状態でシャフト部４７３を回動させると、攪拌空間Ｖ内の分割翼３２は一体に回動して攪拌翼２０となる。一方、収容溝４４に収容された分割翼３２はシャフト部４７３に追随して回動することはない。これにより、下端面４８で攪拌空間Ｖを液密に保ちつつ、下端面４８の昇降に応じて攪拌翼２０の軸長を長短に変動させることができる。

本変形例の駆動機構４７は、シャフト部４７３に掛合したギア４７２と、ギア４７２を電気的に駆動するモータ４７１とを備えている。このように、本発明の混合装置１００においては、駆動部４０の駆動手段は手動に限られず、駆動部４０を電気的に回動させてもよい。

本変形例の混合装置１００では、弾性片３３の押圧突起３３３が外管３６の内側に向かって突出して設けられている。そして、外管３６の内部に挿通されるシャフト部４７３により押圧突起３３３が操作されて、分割翼３２同士の係脱が切り替えられる。すなわち、シャフト部４７３に操作される押圧突起３３３は攪拌空間Ｖに露出しないため、流動体と接触しない。これにより、押圧突起３３３とシャフト部４７３とが互いに安定して接触し、押圧突起３３３を押圧した場合の分割翼３２の係脱動作の再現性が向上する。このため、流動体の安定した混合操作が可能である。

また、図３等に示した上記実施形態の混合装置１００はピストン部４２で弾性片３３を付勢することで分割翼３２同士の係合が解除されるのに対し、図９に示した本変形例では、逆に弾性片３３を付勢することで分割翼３２同士が係合される。すなわち、本変形例では、弾性片３３に与える付勢力を大きくすることで、分割翼３２同士をより強固に係合させることができる。このため、攪拌空間Ｖに充填される流動体の粘性が高い場合など、分割翼３２に大きなトルクが負荷されるときであっても、攪拌空間Ｖの内部に露出した分割翼３２同士の係合を良好に維持することができる。

さらに、駆動機構４７を電気的な駆動方式としたことで、ユーザの熟練度によらず流動体を迅速かつ再現性よく混合することができる。

１０ 容器本体
１２ ポール
１４ ノズル部
１６ 底部
１８ 導入口
２０ 攪拌翼
２１ 攪拌翼ユニット
２５、３５ ブレード
２６ 内管
２７ 縦桟
２８ 横桟
２９ 環状部
３０ 固定翼
３０１ 基端
３０２ 固定翼端
３０３ 上端
３０４ ベース部
３０５ 上端翼
３１ 固定翼ユニット
３２ 分割翼
３２１ 軸部
３２２ ブレード部
３２３ 係合孔
３２４ 頸部
３２５ 下端開口部
３２６ 切欠部
３２７ スリット
３２８ 内向きフランジ
３３ 弾性片
３３１ 係止部
３３２ 螺旋バネ
３３３ 押圧突起
３３４ 挿入部
３３５ リブ
３４ 突起部
３６ 外管
３７ 固定領域
３８ 回動領域
４０ 駆動部
４２ ピストン部
４４ 収容溝
４４ａ 直線溝部
４４ｂ 円管部
４５ 把持部
４７ 駆動機構
４７１ モータ
４７２ ギア
４７３ シャフト部
４８ 下端面
５０ 吐出口
５１ ストッパー板
５２ 塗布具
８２ 逆止弁
１００ 混合装置
１１０ 多段翼構造
ＣＬ クリアランス
ＧＰ 隙間
Ｖ 攪拌空間

Claims (10)

1. 攪拌される流動体を入れる中空の容器本体と、
   前記容器本体に対して回動可能に収容された攪拌翼と、
   前記容器本体に対して可動に設けられて、前記容器本体の内部の攪拌空間を体積可変に区画する駆動部と、を有し、
   前記駆動部の移動により、前記攪拌空間の内部に存在する前記攪拌翼の軸の長さが長短変動することを特徴とする混合装置。
2. 前記容器本体に対する回動が規制された固定翼が前記容器本体の内部に多段に設けられ、かつ、前記駆動部の移動により、前記攪拌空間の内部に存在する前記固定翼の段数が大小変動することを特徴とする請求項１に記載の混合装置。
3. 前記固定翼は、回動軸方向に多段に接続された複数の分割翼より構成され、
   隣り合う前記分割翼は、互いの回動を規制する係止部が係脱可能に設けられている請求項２に記載の混合装置。
4. 前記駆動部が、前記攪拌翼および前記固定翼を出没可能に収容する収容溝を備え、前記攪拌空間の外部にある前記分割翼が前記収容溝に収容される請求項３に記載の混合装置。
5. 前記駆動部は前記容器本体に対して前記回動軸方向を中心に回動可能であり、
   前記収容溝に収容された前記攪拌翼および前記固定翼は、前記収容溝に係止されて前記駆動部に対する回動が規制される請求項４に記載の混合装置。
6. 前記収容溝から露出した前記分割翼同士は、前記係止部が係合し、互いの回動が規制されて前記固定翼を構成し、
   前記収容溝に収容された前記分割翼は、前記係止部の係合が解除されて、前記固定翼に対して回動可能となることを特徴とする請求項５に記載の混合装置。
7. 前記攪拌翼および前記固定翼は前記容器本体に対して前記回動軸方向に固定されており、
   前記駆動部の移動により、前記攪拌翼および前記固定翼が前記収容溝に収容される軸の長さが長短変動する請求項４から６のいずれか一項に記載の混合装置。
8. 前記係止部が、隣り合う前記分割翼同士を係止する方向に付勢する弾性片を含み、
   前記固定翼が前記収容溝に収容されることにより、前記弾性片が付勢方向の逆向きに押圧されて前記分割翼同士の係止が外れることを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載の混合装置。
9. 互いの係止が外れた前記分割翼同士の回動軸方向の向きを揃えるためのトルク付与手段をさらに備える請求項３から８のいずれか一項に記載の混合装置。
10. それぞれ軸部とブレード部とからなる複数の分割翼の前記軸部同士を多段に連結した多段翼構造であって、
    隣り合う前記分割翼同士の回動を係脱可能に規制する係止部と、
    前記係止部を係止方向または脱離方向に付勢する弾性片と、
    前記分割翼の回動軸方向に移動して前記弾性片を付勢方向の逆向きに押圧する駆動部と、を有し、
    互いの回動が規制されて一体に軸回転する多段翼を構成する前記分割翼の段数が、前記駆動部の移動によって変動することを特徴とする多段翼構造。

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