JP2016055258A - 混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】材料の投入、取り出し、少ロット混合、洗浄を行いやすくし、更には固体、液体両方の混合を可能とした混合装置を開発することを課題とした。【解決手段】本発明の混合装置１は、駆動回転枠２と、この駆動回転枠２に支持される容器本体３とを具え、前記駆動回転枠２は回転中心軸２Ｃが横架配置になるように回転自在にフレーム部材に支持され、一方、前記容器本体３は開口部３４を密閉自在とし、内部を混合室３８とした有底容器であり、その底部から開口部３４側に向かう容器中心軸３Ｃが前記駆動回転枠２の回転中心軸２Ｃに対し傾斜する状態で支持されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、粉粒状の例えば茶、その他の食品、無機材料、有機材料や、更には液体等を対象とし、これらの混合、攪拌、コーティング等の処理を少ロットでも適切に行うことのできる混合装置に関するものである。

嗜好飲料の一つに茶が挙げられるが、近時嗜好の多様化に合わせて種々のフレ−バー素材を組み合わせることが試行されている。同様にいわゆるヒーリング効果を求め、ベースオイルに種々の香気素材を混合して新たなアロマオイルを開発する試行も行われている。このような固体や液体の種々の性状の素材を混合するにあたっては、それに応じた混合装置が市場に供給されている。例えば茶葉等をブレンドするいわゆる合組機としては、それに適したものとして、特許文献１に示すようなものが市場に提供されている。しかしながら、少ロットで多種の混合を行う場合に好適であること、材料の投入・取り出し等を簡単迅速に行うことができること、材料の取り出し後の装置の洗浄が簡単、確実に行えること、装置自体がシンプルな構造を有すること、更には固体、液体いずれにも適用できること等、多様な要求に応えることのできる混合装置はほとんどない。

すなわち例えばフレーバー入りの緑茶、紅茶等を開発するにあたっては、主原料となる乾燥茶葉と香気原料との混合比率や香気原料の種類等を異ならせて、いくつかのサンプルを試行的に製造することが行われる。このような場合、当然ながら各サンプル毎の製造量は量産市販レバルの量目に比べれば極めて少量である一方、数多くのサンプルを作ることが求められる。加えて、フレーバーをテーマとした試行では、サンプル試作にあたり既試行の他のサンプルの香気成分が残留してしまうことは厳格に排除しなければならないという要求がある。もとよりこのような要求は固体材料のほか、アロマオイル等の液体や、抽出済みの液体茶飲料のブレンドを行う場合にも同様に存在している。特に種々のブレンドを試行してサンプル毎に保存する場合においては、ブレンドの工程からサンプル毎に保存し、更にサンプル取り出し後の装置の洗浄管理までの一連の作業を合理的に行うことが求められているが、これに応えることができるような装置はほとんどなかった。

特許第３５５７３１２号公報

本発明はこのような背景を考慮してなされたものであって、例えば材料の投入、取り出しを行い易くすること、攪拌、混合時間を短縮すること、少ロット処理や、状況を変えた混合処理に適すること、既製造サンプルの残存による影響回避等が求められた場合において、容易に対応できる使い勝手の向上や、確実な洗浄によるサニタリー性の向上を図ることができること、更に装置自体はシンプルな構造とすること、等の多岐にわたる技術的要求に応え得る新規な混合装置の開発を課題としたものである。

まず請求項１記載の混合装置は、適宜のフレーム部材と、このフレーム部材に支持される駆動回転枠と、この駆動回転枠に支持される容器本体とを具え、前記駆動回転枠は回転中心軸が横架配置になるように回転自在にフレーム部材に支持され、一方、前記容器本体は開口部を密閉自在とし、内部を混合室とした有底容器であり、その底部から開口部側に向かう容器中心軸が前記駆動回転枠の回転中心軸に対し傾斜する状態で支持されていることを特徴として成るものである。

また請求項２記載の混合装置は、前記請求項１記載の要件に加え、前記駆動回転枠は、円胴状形状を有し、一方の胴端面を入力面として駆動モータを接続させ、この入力面と反対側の面は開放状態として容器本体の開口部側を一部張り出し状にして支持し、更に駆動回転枠はその外周面をキャリヤローラに支持されることを特徴として成るものである。

また請求項３記載の混合装置は、前記請求項１または２記載の要件に加え、前記容器本体の開口部を上向け姿勢とした場合において、開口部の下端位置は駆動回転枠の回転中心軸より上方に位置していることを特徴として成るものである。

また請求項４記載の混合装置は、前記請求項１、２または３記載の要件に加え、前記容器本体は駆動回転枠に支持されるにあたって、これを内嵌め支持できる容器ホルダを介して、ここから取り外し自在に設けられるように構成されていることを特徴とことを特徴として成るものである。

また請求項５記載の混合装置は、前記請求項４記載の要件に加え、前記容器本体は汎用規格の一定のサニタリー性を具えた容器を適用したことを特徴として成るものである。

また請求項６記載の混合装置は、前記請求項１、２、３、４または５記載の要件に加え、前記容器本体の傾斜状態を調整自在に構成したことを特徴として成るものである。

また請求項７記載の混合装置は、前記請求項１または６記載の要件に加え、前記容器本体が駆動回転枠と独立して単独で回転駆動されるように構成されていることを特徴として成るものである。

また請求項８記載の混合装置は、前記請求項１、２、３、４、５、６または７記載の要件に加え、前記容器本体内には攪拌ブレードを有する攪拌アダプタを取り外し自在に設けることができるようにしたことを特徴として成るものである。

まず請求項１記載の発明によれば、材料を容器本体に投入して、このものを駆動回転枠によって回転させると、容器本体は傾斜状態を保ちながらほぼ水平に配置された回転中心軸を中心に旋回するように回転し、これにより材料の攪拌が効果的に行われる。そして容器本体の停止位置を容器本体の開口部を上方に向けるような位置にしたときには、材料投入のために開放させた容器本体の開口部が上方に向かっており、そこへの材料投入が行い易い。一方、材料の混合・攪拌の処理を終了した材料を容器本体から取り出す場合には、容器本体の開口部が下側に向かうような位置設定をすれば、その下方に別途受け取りのための容器を配置するだけで、材料の落下取り出しが可能となる。これらの作業時間は極めて短く全体としての処理時間を短縮することができる。

また請求項２記載の発明によれば、駆動回転枠を円胴状形状として、これをほぼ直結的に駆動モータにより回転を付与するものであり、極めてシンプルで且つ合理的な装置設計が達成されている。。

また請求項３記載の発明によれば、容器本体の開口部を上向け姿勢とした場合において、開口部の下端位置が回転駆動軸の回転中心軸の上方に位置することにより、容器に対しほぼ半分程度の適正な処理量の材料を入れた場合に、材料が開口部からこぼれることがなく、材料の安定した受け入れが図られる。

また請求項４及び５記載の発明によれば、容器本体は回転駆動体に支持されるにあたり、これを内嵌め支持できる容器ホルダを介して、ここから取り外し自在に設けられ、且つ容器本体が汎用規格の一定のサニタリー性を具えた例えばペール缶等と称される容器である場合、容器本体のみを装置から取り外して使用することも可能であり、全体としての作業性を向上させることができる。加えて容器本体がいくつか用意されていれば、それぞれに応じた異なる材料の組み合わせサンプル等をコンタミネーションを完全に防ぎながら試作することができる。また容器本体のみ取り出した場合には、その洗浄にあたっての作業がし易く、結果的にサニタリー性を向上させることができる。

また請求項６または７記載の発明によれば、容器本体の傾斜状態を調整自在としたり、容器本体を単独で回転駆動できるようにすることにより、材料の性状に合った適切な混合・攪拌状態が得られる。

また請求項８記載の発明によれば、容器本体内に攪拌ブレードを有する攪拌アダプタを取り外し自在に設けるようにするものであり、容器本体内部での攪拌処理がより促進される。

本発明たる混合装置を示す説明図であって、一部分解斜視図（ａ）、及び側面図（ｂ）（ｃ）である。 同上側面図であり、クランプ機構を一部拡大して示す。 同上正面図（ａ）、及び背面図（ｂ）である。 同上側面図であって、準備段階の状態を示す。 同上縦断側面図であって、始発状態までの状態を順次示すものである。 同上縦断側面図であって、混合工程から材料取り出しまでを順次示すものである。 同上他の実施例を示す説明図であって、回転駆動体の駆動手法を種々示すものである。 同上他の実施例を示す説明図であって、容器本体も回転駆動する構成を示すものである。 同上他の実施例を示す説明図であって、容器本体の形状を種々示すものである。 同上他の実施例を示す説明図であって、容器本体の配置態様を示すものである。 同上他の実施例を示す説明図であって、容器本体の傾倒角度を変更するための種々の態様を示すものである。 同上他の実施例を示す説明図であって、容器本体に対し、別部材の攪拌アダプタを適用した構成を示すものである。

本発明を実施するための形態は、以下に述べる実施例をその一つとするものであり、更にこの技術思想の中で改変される種々の形態を含むものである。

以下本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する。本発明の混合装置１は、駆動回転枠２と容器本体３と前記駆動回転枠２を回転駆動する駆動モータＭとを主要部材とし、これらが適宜のフレーム部材に支持されている。まず混合装置１の支持部材であるフレーム部材は、一例として一定の高さのテーブル状の架台１１上に適宜ベースフレーム１２を設けて構成され、このベースフレーム１２上に駆動回転枠２を回転自在に支承するためのキャリヤローラ１３を設けている。

次に駆動回転枠２について説明すると、このものは一例として、短寸の円筒状部材であって、胴部２０の一方の端面を入力面２１とする。この入力面２１を構成する部材は、円盤状部材の一部をくり抜いてスポ−ク状と表現できるような形状を有し、胴部２０の形状を維持する強度部材である。このものに対し前記駆動モータＭからの出力軸が中心部のボス２２に入力され、回転駆動枠２の駆動が行われる。なお駆動モータＭの出力軸と軸心を共通して、駆動回転枠２の回転中心を回転中心軸２Ｃと仮想する。更に胴部２０の入力面２１と、反対側の面には胴部２０の強度メンバーとして作用する容器規制リブ２３を設ける。このような円筒形状の駆動回転枠２は、その下方において、一例として容器規制リブ２３側に寄った位置でキャリヤローラ１３により回転自在に支持されている。

一方このような駆動回転枠２に対し容器本体３が支持される。この実施例では容器本体３は駆動回転枠２に対し取り付けられるにあたり、容器ホルダ３０を介して取り付けられる。容器ホルダ３０は、円胴状のドラム枠胴３１を具えるものであり、ドラム枠胴３１は一方が開放し、他端が底板３２により閉鎖された容器状の形状である。この容器ホルダ３０におけるドラム枠胴３１は、容器本体３を固定するクランプ装置３３を具えている。このクランプ装置３３は、トグルバックルタイプのものであり、クランプハンドル３３Ａと、平面視円弧状の容器保持片３３Ｂとが、トグルリンク部３３Ｃを介して接続されている。一方容器本体３はこの容器ホルダ３０内に差し込まれるようにして支持される有底筒状の形状を有するものであり、容器本体３の開口部３４は本体蓋３５により密閉できるような構成をとる。なおこの本体蓋３５と容器本体３の開口部３４とは円環バンド状の蓋クランプ３６により密閉自在となるように構成されている。一方容器本体３の底部３７には円盤状の底板３７が設けられるものであり、容器本体３の内部を混合室３８とする。なお実用上の扱い易さを考慮すると、容器本体３は市販されている例えば１０〜２０リットル規格の食品対応可能なサニタリー性を有するステンレスペール缶等を適用することが好ましい。もちろん大型仕様とする場合、ドラム缶サイズ（１５０〜２００リットル）程度のものを適用することも可能である。因みに大容量の容器本体３とした場合、回転駆動枠２等に適宜の質量のバランサを付設してもよい。もちろんこのようなバランサは、大容量タイプのものでなくとも有効である。

このような状態で、容器本体３と駆動回転枠２との取り付け関係をみると、容器本体３における底部３７から開口部３４に向かった中心である容器中心軸３Ｃは、前記駆動回転枠２の回転中心軸２Ｃに対し傾いた状態で設定されている。結果的に容器本体３は開口部３４側が駆動回転枠２からほぼ半分程度張り出したような状態に支持されている。
なお駆動回転枠２と容器本体３を支持する容器ホルダ３０とは適宜の角度で溶接固定してもよいが、その設定取付角度を適宜調整自在とするような取付手法をとってもかまわない。

〔始発準備作業〕
本発明の混合装置１の基本的な形態は、以上述べたような形態を有するものであり、次のようにして材料Ｗの攪拌を行う。まず始発状態では、図５に示すように容器本体３を支持する容器ホルダ３０の開放部が斜め上に向いた状態に設定する。その状態では本体蓋３５を外し、開口部３４を開放しておく。このような準備をした後、材料Ｗを容器本体３内に投入する。この材料Ｗの量は容積として前記容器本体３の半分程度の容積とすることが好ましい。なおこの材料Ｗの投入作業は、前述のように容器本体３の開口部３４が上方に臨むような姿勢として材料Ｗを適宜投入してもよいし、容器本体３が容器ホルダ３０から取り出し自在に構成されているときには、別の位置で容器本体３に材料Ｗを投入し、これを容器ホルダ３０中に嵌め込むようにして取り付けてもよい。

このように材料Ｗが投入された後、容器本体３の開口部３４は本体蓋３５を宛がった後、蓋クランプ３６を操作することにより密に閉塞されるとともに、容器ホルダ３０のクランプ装置３３によって容器本体３を容器ホルダ３０に固定する。この作業は実質的に駆動回転枠２に対して容器本体３を固定することを意味する。なおこのとき、容器本体３の開口部３４を上方に向けた場合において、開口部３４の下端縁は、図１、２、４、５（ｂ）に示すように駆動回転枠２の回転中心軸２Ｃより上方に位置しており、従って容器本体３からの材料Ｗがこぼれ出るようなことが確実に防止されている。

〔混合工程〕
このような状態で駆動モータＭにより駆動回転枠２を回転駆動する。その結果、図６に示すように前記容器本体３は傾斜した状態であたかも旋回するような状態となり、結果的にその位置によって開口部３４と底部３７との位置が上下逆転することを繰り返すような状態で回転し、内部での材料Ｗの攪拌が積極的に行われる。なおこのとき、当然ながら駆動モータＭはインバータ制御等により適宜の回転数を選択できるし、この回転数は５〜３０ＲＰＭ程度の間で一定の回転数としてもよいし、始動時及び停止時あるいは途中での速度変化をもたせるような操作も可能である。

〔終了後の取り出しと容器本体の洗浄〕
終了後は、容器ホルダ３０から容器本体３を単独で取り出すような用い方でもよいが、直接取り出す場合には、図６（ｃ）に示すように容器本体３の開口部３４が下方に向くような状態で、開口部３４を開放し、その下方の適宜の受け容器に対し材料Ｗを取り出すようにすることも可能である。即ち、例えばいくつかのサンプルを試作するような作業の場合には、別体の容器本体３をいくつか用意しておき、混合後、容器本体３毎に異なるサンプルである材料Ｗを収納したまま次の検証試験等に備えてもよい。
また別体の容器本体３からサンプルである材料Ｗを取り出した後に容器本体３を洗浄する場合、容器本体３は混合装置１から取り外されて単体状態となっており、洗浄作業が行い易く、結果的にサニタリー性の向上を図ることができる。

本発明の基本的な構成は以上述べたとおりであるが、本発明の技術思想に基づき次のような改変が可能である。まず駆動回転枠２と容器本体３との回転駆動の形態であるが、図７に示す実施例はいわば駆動回転枠２をよりシンプルにした形態であり、図７（ａ）に示すものは直接容器本体３に対し駆動回転枠２を設けたような形態である。いわば串刺し状態に駆動軸２５を配設したり、あるいは図７（ｂ）に示すように容器本体３に対し斜めに駆動回転枠２を設けたり、あるいは図７（ｃ）に示すようにフランジ２６を介して外面の上下に駆動軸２５を設けたような形態である。もちろんこの実施例では、容器本体３が駆動回転枠２に直接固定されているような形態を示したものであるが、あくまで全体の構成を図示したものであり、例えばこの図７の実施例における容器本体３の部分を前述の実施例における容器ホルダ３０と見なして、ここに別途前述のペール缶等を適用した容器本体３を挿入支持させるような形態であっても差し支えない。
また駆動形態としては、先の実施例は全体を極めてシンプルに構成できる点で好ましいが、図７（ｄ）に示すように駆動回転枠２の外周にコックドベルト、チェン等を巻き付けてベースフレーム１２に設けたモータ等で、これを回転駆動するようにしても差し支えない。

また容器本体３は前述の実施例のように容器ホルダ３０により支持されるものではなく、容器ホルダ３０それ自体が容器本体３として作用するような、いわゆる非取り外しタイプのものであってもよい。更にこの容器本体３については、図８に示すように単独で回転駆動されるような形態をとってもよい。即ち図８（ａ）に示す実施例は例えば容器本体３を支持する容器ホルダ３０を駆動回転枠２に対し回転自在に支持するとともに、その基部等に容器本体駆動モータＭ１を設けて回転駆動する形態がとり得る。もちろんモータへの給電は駆動回転枠２が回転することから、その回転中心軸２Ｃ等にブラシ状とした給電手段を設けて行うものである。

もちろんこのように容器本体３を独立して回転駆動させるにあたっては、図８に示すように前記駆動回転枠２の回転を利用して、機械的な駆動を行うこともできる。すなわち駆動回転枠２の端部に例えばフレーム部材に固定されたリングギヤ１５を設け、一方駆動回転枠２にはピニオンギヤ１６を設けておき、駆動回転枠２の回転に従い、前記ピニオンギヤ１６が固定されたリングギヤ１５の関係で、自転するような構成とし、ここから適宜の等速ユニバーサルジョイントやベベルギヤ機構１７等を介して容器ホルダ３０に回転を伝達するような形態がとり得る。また容器本体３の形体についてもいわゆるペール缶状のもののほか、図９（ａ）に示すような多角形状のもの、あるいは図９（ｂ）に示すよう球形に近いような形状のもの、更には図９（ｃ）に示すよう開口部３４が底板３２の中心からずれたような形態のもの等適宜の形態がとり得る。

更に容器ホルダ３０に対し、容器本体３を組み合わせるにあたり、先に述べた実施例は一つのペール缶を支持させているが、例えば図１０（ａ）に示すように小型のペール缶を複数挿入して、攪拌処理ができるような形態としてもよい。このような構成は、多種類の混合サンプルを試作する場合等に有効である。また材料Ｗの性状によっては例えば容器本体３を容器ホルダ３０に対し中心部を合致させて配置するほか、図１０（ｂ）に示すようにずれるような状態で設置することが可能である。

更に容器本体３はその傾斜角を適宜調整できるようにしてもよい。図１１（ａ）に示すようにこれは容器ホルダ３０に挿入する状態で容器本体３の角度調整ができるようにしてもよいし、図１１（ｂ）に示すように容器ホルダ３０と駆動回転枠２との組み付け状態を変えて角度変更してもよいし、更にはベースフレーム１２ごと図１１（ｃ）に示すように傾けるようにして容器本体３の角度を変えてもよい。
なおこのようなベースフレーム１２を傾ける場合には、例えば回転カム等を用いることによって攪拌作業中の容器本体３の傾斜角度を揺動するように変更させることもできる。

更に容器本体３内に図１２に示すような攪拌促進のための攪拌アダプタ５を設けてもよい。この攪拌アダプタ５は、実質的には掻き上げ羽根のような攪拌ブレード５０を具えた籠状の形態であって、容器本体３内に直付けするほか、例えば図のように籠状のアタッチメント形式として、容器本体３内に組み込み自在にしたものであってもよい。もちろんこのようなもののほか、材料Ｗによってはボールミル状に攪拌ボール等を投入することも差し支えない。更には本体蓋３５に対し例えば監視用の窓等を設けておき、これによって内部の攪拌状態を観察できるようにしてもよい。

〔他の利用例〕
更に処理対象物の材料Ｗとしては前述の茶等のほか、適宜の粉粒体が適用できる。粉粒体としては、食品材料、医薬品等であり、更にはこのような粉粒体のほか、液体も利用できる。このような場合、混合のほか液体と粉粒体とを混ぜて、粉粒体の主材に対し、液体をコーティング、あるいは展着させるような用い方も可能である。更にまた複数の材料Ｗが混合を受けた後、再分離し易いものである場合には、その混合状態の維持を図るようにするため、本装置を用いてもよい。

１ 混合装置
２ 駆動回転枠
２Ｃ 回転中心軸
３ 容器本体
３Ｃ 容器中心軸
５ 攪拌アダプタ
１１ 架台（フレーム部材）
１２ ベースフレーム（フレーム部材）
１３ キャリヤローラ
１５ リングギヤ
１６ ピニオンギヤ
１７ ベベルギヤ機構
２０ 胴部
２１ 入力面
２２ ボス
２３ 容器規制リブ
２５ 駆動軸
２６ フランジ
３０ 容器ホルダ
３１ ドラム枠胴
３２ 底板
３３ クランプ装置
３４ 開口部
３５ 本体蓋
３６ 蓋クランプ
３７ 底部
３８ 混合室
５０ 攪拌ブレード
Ｍ 駆動モータ
Ｍ１ 容器本体駆動モータ
Ｗ 材料

Claims (8)

1. 適宜のフレーム部材と、このフレーム部材に支持される駆動回転枠と、この駆動回転枠に支持される容器本体とを具え、前記駆動回転枠は回転中心軸が横架配置になるように回転自在にフレーム部材に支持され、一方、前記容器本体は開口部を密閉自在とし、内部を混合室とした有底容器であり、その底部から開口部側に向かう容器中心軸が前記駆動回転枠の回転中心軸に対し傾斜する状態で支持されていることを特徴とする混合装置。
   
2. 前記駆動回転枠は、円胴状形状を有し、一方の胴端面を入力面として駆動モータを接続させ、この入力面と反対側の面は開放状態として容器本体の開口部側を一部張り出し状にして支持し、更に駆動回転枠はその外周面をキャリヤローラに支持されることを特徴とする請求項１記載の混合装置。
   
3. 前記容器本体の開口部を上向け姿勢とした場合において、開口部の下端位置は駆動回転枠の回転中心軸より上方に位置していることを特徴とする請求項１または２記載の混合装置。
   
4. 前記容器本体は駆動回転枠に支持されるにあたって、これを内嵌め支持できる容器ホルダを介して、ここから取り外し自在に設けられるように構成されていることを特徴とする請求項１、２または３の混合装置。
   
5. 前記容器本体は汎用規格の一定のサニタリー性を具えた容器を適用したことを特徴とする請求項４記載の混合装置。
   
6. 前記容器本体の傾斜状態を調整自在に構成したことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の混合装置。
   
7. 前記容器本体が駆動回転枠と独立して単独で回転駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１または６記載の混合装置。
   
8. 前記容器本体内には攪拌ブレードを有する攪拌アダプタを取り外し自在に設けることができるようにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の混合装置。

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