JP2018069146A - 撹拌機及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スクレーパの摩耗を抑制できると共に、容器の内面に変形等がある場合でも内面に付着した原料を効果的に取り除くことができること。【解決手段】この撹拌機は、原料をその内部に収納するための略回転対称形状の容器と、容器の内面に沿って延在し、容器の中心軸周りに回転駆動されるスクレーパアームと、スクレーパアームに連結され、容器の内面に付着した原料を除去するためのスクレーパと、を備え、スクレーパアームが前記中心軸周りに回転駆動されてスクレーパの端部が容器の内面に接触しながら移動するときに、スクレーパの端部が容器の内面の形状に追従して容器の内面に対して略垂直な方向に変位可能となるように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、容器内に投入された原料を撹拌するための撹拌機及びその運転方法に関する。

化学、食品、医薬、エネルギー等の種々の分野において、原料を撹拌して所望の生成物を製造するために広く利用されている撹拌機は、一般的に、原料が投入される円筒状の容器と、当該容器内において回転可能に設けられた撹拌羽根（アジテータ羽根）と、を備えており、撹拌羽根を回転させることにより容器内の原料を撹拌する。

これら撹拌機は、原料を撹拌して混合すること、および原料を撹拌し混合するとともに造粒することを目的に使用される。原料を造粒するための撹拌機の中には、造粒効率を高めるために、容器の側部に、解砕羽根（チョッパ羽根）と呼ばれる副次的な羽根を備えるものもある。

また、このような撹拌機の容器は、一般的に、容器本体と、容器本体を開閉可能な蓋部材とを有し、蓋部材を開いて容器内部を開放して、作業員による手作業により、容器の内面、すなわち容器本体の内面および蓋部材の内面を清掃することが可能な構造となっている。特に、撹拌する原料が粘性や湿潤性を有する場合には、撹拌時に、原料が容器の内面に多量に付着し易い。このように原料が容器の内面に多量に付着する状況が生じ得る場合には、蓋部材を開いて容器内部を開放して、手作業により付着した原料を取り除く作業が頻繁に行われることがある。

しかし、蓋部材を開いて容器内部を開放して容器内面に付着した原料を手作業によって原料を取り除くことは、作業効率を低下させ、また、特に、医薬分野においては、高純度の粉体の処理を行うために異物の混入の防止のため手作業は好ましくなく、また高薬理活性の原料を処理する場合には、原料による作業員への健康被害等防止のためにも好ましくなく、さらに容器外への原料の拡散防止のためにも好ましくない。そのため、手作業による原料の取り除き作業を行わなくても、容器内面に付着した原料を十分に掻き取ることができるスクレーパ装置（掻き取り羽根装置）が求められる。

そのため、例えば、蓋部材を開いて容器内部を開放することなく、容器の内面に付着した原料の掻き取り（除去）が可能な撹拌機が、提案されている。

例えば、特許文献１には、円筒形容器内面近傍に沿って回転して容器内面に付着した原料を掻き取るスクレーパ（掻き取り羽根）を有し、遊星運動可能な２本の撹拌翼の回転軸にスクレーパ固定アームが接続され、このスクレーパ固定アームにスクレーパが回転軸を介して接続されている撹拌装置が開示されている。また、特許文献１には、撹拌装置が、容器内面とスクレーパのクリアランスを一定にするため、回転軸の位置を固定され、逆Ｌ字形状のスクレーパが、ペースト（原料）液面上限よりも上の位置で逆Ｌ字突起部を容器内面と接触し、ペースト液面上限以下では容器内面と非接触となるように構成されること等が開示されている。

このようなスクレーパが撹拌機に設けられる場合には、特に、食品分野および医薬分野においては、安全衛生上の観点から、スクレーパが摩耗して摩耗粉が原料に混入することや、スクレーパの取り付けのためのボルト等の部材が原料に混入することを防ぐ対策が強く望まれる。

スクレーパの摩耗に関して、例えばスクレーパが容器の内面に強く押し付けられる状態で固定される態様は、スクレーパの摩耗の進行が促進され得るため、避けることが望ましい。この点に関して、特許文献１に開示されたスクレーパは、容器内面とのクリアランスを一定にするため、摩耗を抑制することができる。

しかしながら、スクレーパと容器内面との間にクリアランスが確保される態様では、スクレーパによる原料の取り除き効果は十分に得られない。特に、撹拌機の容器は、一般に、製缶により製造されるため、容器を高精度の寸法精度で製作することは困難であり、容器の内面は、小さな凹凸、うねりや波打ち等が存在するため、スクレーパが回転軸まわりに容器内面に沿って回転すると、スクレーパと容器内面との間隙が場所により変化し、大きな間隙のある部分では、容器内面に付着した原料を十分掻き取れない場合がある。特に、撹拌機が大型となるほど、高精度に製作することが困難となるため、スクレーパによる付着原料の掻き取りが困難となる可能性が高まる。そのため、この特許文献１にかかるスクレーパには、スクレーパの摩耗を抑制しつつも、原料の取り除き効果を向上させることに改善の余地がある。

また、特許文献１に開示されたスクレーパは、円筒形容器内面近傍に配置された回転軸から、円筒形容器内面に沿う方向で一方側に延びつつ容器の内面側に延びるように取り付けられているため、スクレーパが前記一方側に回転した場合には原料の取り除き効果は期待できるが、反転した場合には、原料の取り除き効果は期待できない。そのため、容器の側壁に温度センサや解砕羽根等の突起物がある場合は、これら突起部との干渉を防止するためにスクレーパの回転範囲が制限されることで、容器の内面において付着した原料を取り除けない領域が比較的大きくなってしまう。この点においても、この特許文献１にかかるスクレーパは、原料の取り除き効果を向上させることに改善の余地がある。

また、スクレーパの取り付けのための部材に関して、このような部材の原料への混入を防ぐためには、部材の部品点数を極力抑制することが望ましい。ここで、例えば、特許文献１には、スクレーパが回転軸に接続され、この回転軸が、スプリングやダンパーなどで回転幅を調整する機構を有していてもよいことが記載されている。

しかしながら、このような態様は、部品点数が増加するため、部材の混入の可能性が高くなってしまい、望ましくない。また、スクレーパは、容器の内面から取り除いた原料を撹拌中の原料に戻すことも可能であるが、原料の一部はスクレーパに付着するため、定期的に洗浄する必要がある。この際においても、部品点数が少ないことにより、分解洗浄を容易に行えるようにすることが望ましい。

特開２００６−２７２１３９号公報

本発明は、従来技術における前記問題点に鑑みなされたものであって、スクレーパの摩耗を抑制することができると共に、容器の内面に変形等がある場合であっても容器の内面に付着した原料を効果的に取り除くことができる撹拌機及びその運転方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、スクレーパの取り付けのための部品点数を少なく抑えることにより、取付用の部材の原料への混入を防止しつつ分解洗浄を容易に行うことができる撹拌機及びその運転方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、原料を撹拌するための撹拌機であって、前記原料をその内部に収納するための略回転対称形状の容器と、前記容器の内面に沿って延在し、前記容器の中心軸周りに回転駆動されるスクレーパアームと、前記スクレーパアームに連結され、前記容器の内面に付着した前記原料を除去するためのスクレーパと、を備え、前記スクレーパアームが前記中心軸周りに回転駆動されて前記スクレーパの端部が前記容器の内面に接触しながら移動するときに、前記スクレーパの端部が前記容器の内面の形状に追従して前記容器の内面に対して略垂直な方向に変位可能となるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記スクレーパは、前記容器の内面に対して略垂直な方向に変位可能となるように、前記容器の内面に沿って延びる方向を長手方向とするスリットを有する、ことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記スクレーパを前記スクレーパアームに連結するための連結用ピンを有する連結プレートをさらに備え、前記スクレーパが、前記スクレーパアームの回転方向の厚さが薄く、前記スクレーパアームに沿って延びる方向を長手方向とする細長い略平板形状の外形を有し、前記連結プレートが、前記スクレーパアームの回転方向の厚さが薄く、前記スクレーパアームに沿って延びる方向を長手方向とする細長い略平板形状の外形を有し、前記スクレーパが、前記スクレーパアームと前記連結プレートとの間に挟み込まれ、前記連結用ピンにより押さえ込まれて前記スクレーパアームに連結され、前記スクレーパの前記容器の内面側の端部が、前記スクレーパアームおよび前記連結プレートの前記容器の内面側の端部より前記容器の内面側に張り出している、ことを特徴とする。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記連結用ピンが前記連結プレートに冶金的に結合され、前記スクレーパおよび前記スクレーパアームが、それぞれ前記連結用ピンが挿通される挿通穴を有し、前記連結用ピンを前記スクレーパおよび前記スクレーパアームそれぞれの前記連結用ピンに対応して配置された前記挿通穴に挿通することにより、前記スクレーパが前記スクレーパアームに連結されている、ことを特徴とする。

本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記連結用ピンが、頭部に略円形の鍔を有し、前記スクレーパアームに形成された前記挿通穴が、前記鍔が通過できる略円形の鍔用穴と、その下方に連続して一体に形成され、幅が前記鍔の直径より小さい長穴とを有し、前記スクレーパに形成された前記挿通穴に挿通させた前記連結用ピンを、前記スクレーパアームに形成された前記鍔用穴に挿通した後に下降させて、前記連結用ピンの前記鍔の裏面を前記スクレーパアームの表面に当接させて、前記スクレーパを前記スクレーパアームに連結するように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第６の態様は、第３乃至第５のいずれかの態様において、前記連結プレートは固定ピンをさらに備え、前記スクレーパは、前記固定ピンが嵌合される嵌合穴を有し、前記固定ピンを前記嵌合穴に嵌合することにより、前記スクレーパが前記連結プレートに連結されるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記スクレーパは、前記固定ピンが嵌合される嵌合穴を有する弾性材製の環状体を備えている、ことを特徴とする。

本発明の第８の態様は、第３乃至第７のいずれかの態様において、前記スクレーパおよび前記連結プレートが、前記スクレーパアームが前記容器の内面に沿って延びる方向に複数に分割されている、ことを特徴とする。

本発明の第９の態様は、第１乃至第８のいずれかの態様において、前記スクレーパアームは、前記中心軸に対して両方向に回転することが可能である、ことを特徴とする。

本発明の第１０の態様は、第９の態様において、前記容器は、側部に解砕羽根を備え、前記スクレーパアームの回転方向を前記解砕羽根の近傍で逆転するように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第１１の態様は、第１乃至第１０のいずれかの態様において、前記容器は、その内部の底部に前記容器の中心部から側部の内面まで放射状に延びて、前記中心軸周りに回転して原料を撹拌する撹拌羽根を備え、前記スクレーパアームが、前記容器の内面に沿って前記撹拌羽根の外周部の上端近傍まで延びている、ことを特徴とする。

本発明の第１２の態様は、第１１の態様において、前記解砕羽根を回転させる回転軸が、前記撹拌羽根の外周部の上端近傍に設けられている、ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、本発明の第１３の態様による撹拌機の運転方法は、第１乃至第１２のいずれかの態様の撹拌機の運転方法であって、前記容器内に原料を投入する工程と、前記中心軸周りに前記スクレーパアームを前記容器の内壁に沿って回転させて、前記スクレーパを前記容器の内面に接触させながら周方向に移動する工程と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、スクレーパの摩耗を抑制することができると共に、容器の内面に変形等がある場合であっても容器の内面に付着した原料を効果的に取り除くことができる撹拌機及びその運転方法を提供することができる。

また、本発明によれば、スクレーパの取り付けのための部品点数を少なく抑えることにより、取付用の部材の原料への混入を防止しつつ分解洗浄を容易に行うことができる撹拌機及びその運転方法を提供することができる。

本発明に係る撹拌機の第一の実施形態の概略構成を示す縦断面図である。 図１の断面ＡＡの矢視図である。 図１のＢ部拡大図である。 図２のＣ部拡大図である。 図３を裏面側から見た図である。 図３の断面ＤＤの矢視図（容器は図示省略）である。 図３の断面ＥＥの矢視図である。 （ａ）はスクレーパアームの概念を示す正面図である。（ｂ）は（ａ）の断面ＦＦの矢視図である。 （ａ）はスクレーパの概念を示す正面図である。（ｂ）は（ａ）の断面ＧＧの矢視図である。 （ａ）は連結プレートの概念を示す正面図である。（ｂ）は（ａ）の断面ＨＨの矢視図である。（ｃ）は第三の連結プレートの右側面図である。 第一の実施形態において、第三のスクレーパをスクレーパアームに連結する場合の概略手順を示す図であり、（ａ）は第三のスクレーパと第三の連結プレートを連結した状態を示す正面図および断面図、（ｂ）は第三のスクレーパを組み込んだ連結用ピンをスクレーパアームの鍔用穴に差し込んだ状態を示す正面図および断面図、（ｃ）は連結用ピンを長穴に沿って下降させて長穴に差し込み、鍔の裏面でスクレーパアームの表面を抑え込んだ状態を示す正面図および断面図である。 （ａ）は本発明に係る撹拌機の第二の実施形態におけるスクレーパの概略構造を示す正面図である。（ｂ）は（ａ）の断面ＪＪの矢視図である。 本発明に係る撹拌機の第二の実施形態における図３の断面ＤＤに対応する部分の矢視図（容器は図示省略）である。 第二の実施形態において、第三のスクレーパをスクレーパアームに連結する場合の概略手順を示す図であり、（ａ）は第三のスクレーパと第三の連結プレートを連結した状態を示す正面図、（ｂ）は第三のスクレーパを組み込んだ連結用ピンをスクレーパアームの鍔用穴に差し込んだ状態を示す正面図、（ｃ）は連結用ピンを長穴に沿って下降させて長穴に差し込み、鍔の裏面でスクレーパアームの表面を抑え込んだ状態を示す正面図である。

以下、本発明に係る撹拌機およびその運転方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。

＜第一の実施形態＞
図１乃至図７に示したように、第一の実施形態における撹拌機１は、原料が投入されて収納される容器２と、原料を撹拌する撹拌羽根６、解砕羽根８およびスクレーパアーム２１と、スクレーパアーム２１に取り付けられたスクレーパ１１と、を備えている。

容器２は、略回転対称の形状をしており、天井部に開閉可能な蓋５を有し、蓋を閉鎖することにより、内部を外部と隔離し密封とすることができる。蓋５には、容器２の回転対称の中心軸と略同一の中心軸の周りに回転する駆動軸２２が連結されている。

撹拌羽根６は、容器２の底部に配設され、容器２の外部に配置されたモータ（図示省略）により撹拌羽根駆動軸１２を介して駆動されて、容器２の回転対称の中心軸周りに回転して原料を撹拌する。なお、本実施形態においては、撹拌羽根６は、周方向に均等間隔で３基備えられているが、数量は、原料の種類や撹拌機１の大きさ等に応じて適宜変更して備えられる。

解砕羽根８は、容器２内部の外周部であって、撹拌羽根６の上方に配設され、外部に配設された解砕羽根用モータ１０により回転軸９を介して回転し、原料の混合時には原料を容器２の中心方向に押し出し分散性を高め、造粒時には塊を粉砕し粒を整える機能を有している。

スクレーパアーム２１は、駆動軸２２に連結されており、蓋５を含む容器２の内面に沿って撹拌羽根６の外周部の上端近傍まで下方に延びており、容器２の上方に配置されたアーム用モータ２３により駆動軸２２を介して、容器２の回転対称の中心軸と略同一の中心軸の周りに回転する。なお、以下、特に断らない限り、容器２の内面には、蓋５の内面も含むものとする。

スクレーパアーム２１には、容器２の内面に付着した原料を掻き取りにより除去するスクレーパ１１が取り付けられている。スクレーパ１１は、鉛直断面において、その先端がスクレーパアームの延びる方向に沿って容器２の内面に線状に接触しており、スクレーパアームを周方向に回転させることにより、回転範囲において、容器２の内面に付着した原料を掻き取り、除去することができる。

以下、スクレーパアーム２１の構造、スクレーパ１１の構造、およびスクレーパ１１のスクレーパアーム２１への連結構造等について、詳細に説明する。

スクレーパアーム２１は、図１、３、８等に示されるように、概略の外形が、スクレーパアーム２１の回転方向の厚さが薄く、スクレーパアーム２１に沿って下方に延びる方向を長手方向とする細長い略平板形状を有している。なお、スクレーパアーム２１は、回転方向の厚さが薄い平板形状をしていることから、スクレーパ１１等を連結して水平方向に回転して容器２の内面に強固に付着した原料を掻き取る際の反力等に対する剛性を高めるために、回転方向に高さを有するフランジ１３を備えている。

スクレーパ１１は、図９等に示されるように、概略の外形が、スクレーパアーム２１の回転方向の厚さが薄く、スクレーパアーム２１に沿って下方に延びる方向を長手方向とする細長い略平板形状の外形を有している。なお、本実施形態においては、スクレーパ１１は、鉛直断面における容器２の内面傾斜角度に応じて、天井ないし蓋５、側部傾斜部および側部直立部にそれぞれ対応して、第一のスクレーパ１１ａ、第二のスクレーパ１１ｂおよび第三のスクレーパ１１ｃに三分割されている。

本実施形態の撹拌機１においては、スクレーパ１１をスクレーパアーム２１に挟み込んで連結するための連結プレート２４が備えられている（図１０等参照）。

連結プレート２４は、図１０等に示されるように、概略の外形が、スクレーパアーム２１の回転方向の厚さが薄く、スクレーパアーム２１に沿って下方に延びる方向を長手方向とする細長い略平板形状の外形を有している。なお、本実施形態においては、スクレーパ１１と同様に、連結プレート２４も、鉛直断面における容器２の内面の傾斜角度に応じて、蓋５、側部傾斜部および側部直立部にそれぞれ対応して、第一の連結プレート２４ａ、第二の連結プレート２４ｂおよび第三の連結プレート２４ｃに三分割されている。

スクレーパ１１は、先端部が容器２の内面に接触して付着した原料を掻き取ることができるように、その寸法がスクレーパアーム２１および連結プレート２４より大きく設定されており、図４、６等に示されるように、スクレーパアーム２１と連結プレート２４とにより挟み込まれたときに容器２の内面側に張り出し、その先端が容器２の内面に所定の押し付け力で接触（当接）する構成となっている。

次に、第三のスクレーパ１１ｃを例として、対応する連結プレート２４ｃを使用したスクレーパアーム２１への連結構造等を説明する。

第三の連結プレート２４ｃの第三のスクレーパ１１ｃ側の表面には、図１０に示されるように、連結用ピン２５および固定ピン２６が配設されている。撹拌運転中の落下防止、清掃時の異物除去の容易さ等の観点から、連結用ピン２５および固定ピン２６は、溶接、ろう付け等の冶金接合、接着剤による接合等により、第三の連結プレート２４ｃに結合される。落下する可能性があり、またネジ部等に侵入して粉体の除去が困難なボルト等を使用していないことから、粉体製品に悪影響を与えず、保守等が容易になる。特に、コンタミを嫌う、高価な粉体を処理する食品や医薬品の製造に撹拌機を使用する場合に効果が大きい。なお、結合の確実さ等を考慮すると、冶金接合が好ましい。

連結用ピン２５は、頭部に円盤状の鍔２７を備えている。連結用ピン２５は、後述するスクレーパアーム２１に形成された長穴２９（図６等参照）にはめ込んで、鍔２７の裏面とスクレーパアーム２１の表面とをはめ合わせて、鍔２７の裏面と第三の連結プレート２４ｃとの間でスクレーパアーム２１と第三のスクレーパ１１ｃとを挟み込むことにより、第三のスクレーパをスクレーパアームに連結するものである。このため、連結用ピン２５の鍔２７より下の部分の寸法は、スクレーパアーム２１と第三のスクレーパ１１ｃの厚さの合計とほぼ同じ程度であって、かつ連結用ピン２４が長穴２９にはめ込むことができる長さとされる。

固定ピン２６は、第三のスクレーパ１１ｃと第三の連結プレート２４ｃとが相互に動くことを防止するために固定するためのものであり、平面的な回転等も防止するために、２箇所配設されている。このため、固定ピン２６の高さは、第三のスクレーパ１１ｃの厚さとほぼ同一、若しくはそれより小さい。

第三のスクレーパ１１ｃには、図９に示されるように、連結用ピン２５の鍔２７が挿通することができる挿通穴３１および固定ピン２６が嵌合する嵌合穴３０が形成されている。

スクレーパ１１は、テフロン（登録商標。物質名：ポリテトラフルオロエチレン）、ポリエチレン、ウレタン等の高分子材料で製造することができる。なお、特にテフロンは、化学的安定性および熱的安定性に優れており、また、摩擦抵抗が小さく磨耗の少ない材料であることから、金属で製造される容器２の表面との間で摺動するスクレーパ１１の材料として好適である。また、テフロンは人体に無害な材質であることから、食品や医薬品等を取り扱う場合など、人体に無害な材質でスクレーパ１１を構成する必要がある場合は、スクレーパ１１をテフロンで製造することが好ましい。

容器２は、一般に、金属材料を使用して製缶により製造されるため、製作精度が高くなく、内面が、平滑度は低く、うねりや波状であることが多いため、スクレーパアーム２１を水平回転させてスクレーパ１１を容器２の内面の形状（例えば、凹凸等）に応じて追従させる必要がある。

ここで、撹拌機１が大型になるほど容器の変形は大きくなり、また、テフロン等は、金属に比べ弾性が高いが、容器２の形状に追従して変形するためには十分といえない。

このため、スクレーパ１１の接触（当接）している先端部が、容器２の内面の凹凸等の形状の変化による反力の変化に追従して、スクレーパ１１が容器２の内面に垂直な方向、すなわちスクレーパ１１の幅方向に変位できるように、スリット３３（スクレーパ１１の長手方向のスリット３３ａおよび幅方向のスリット３３ｂ）およびピン挿通穴３１に連続する開口部３５を設けている。

スクレーパ１１を、長手方向に第一、第二および第三のスクレーパ１１ａ、１１ｂ、１１ｃに３分割し、それらの間の容器２の内面側に間隙を設け、また、分割されたスクレーパ１１ａ、１１ｂにそれぞれ幅方向のスリット３３ｂを形成したことにより、スクレーパ１１は容器２の内面の垂直方向の凹凸等に対応可能な構造となっている。

さらに、分割されたスクレーパ１１ａ、１１ｂ、１１ｃそれぞれにおいて、一対のピン挿通穴３０の中間部であって、スリット３３ａより後方側（スクレーパ１１において容器２の内面より遠い側）に間隙空間３６を形成して、対応する範囲の幅を狭くすることにより、分割されたスクレーパ１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおける容器２の内面に垂直方向の変形が容易になっており、これによっても、スクレーパ１１は容器２の内面の垂直方向の凹凸等に対応可能な構造となっている。

なお、後述する方法により連結用ピン２５を介して連結プレート２４によりスクレーパ１１がスクレーパアーム２１に連結された状態において、容器２の内面の形状変化に応じてスクレーパ１１が幅方向に変形できるように、連結用ピン２５の外周面と長穴２９の内周面との間には、スクレーパ１１の変形を拘束しない大きさの間隙が設けられている。

スクレーパアーム２１は、図８に示されるように、スクレーパアーム２１を水平回転（旋回）させるために回転する駆動軸２２に連結されており、連結用ピン２５の頭部の鍔２７が通過することができる鍔用穴２８と、鍔用穴２８の下方に連続して一体に形成されて延びる長穴２９と、を有する挿通穴３２を備えている。長穴２９の幅は、鍔２７の直径より小さく、連結用ピン２５の外径より大きく設定されている。また、連結用ピン２５における鍔２７の裏面から連結プレート２４の表面までの長さは、スクレーパ１１とスクレーパアーム２１の厚さの合計とほぼ同一であるとともに、連結用ピン２５を下方に下降し鍔２７の裏面をスクレーパアーム２１の表面に嵌合させることができるような大きさに設定されている。

また、長穴２９の幅は、前記に加えさらに、連結用ピン２５の外周面と長穴２９の内周面との間には、スクレーパ１１が容器２の内面の形状（凹凸等）に追従して変形するときに、その変形を拘束しない大きさの間隙が設けられている。

第三のスクレーパ１１ｃをスクレーパアーム２１に連結するときは、先ず、第三の連結プレート２４ｃ表面に備えられている２本の連結用ピン２５の頭部の鍔２７を第三のスクレーパ１１ｃの対応するピン挿通穴３１を通過させて第三のスクレーパ１１ｃの表面まで突出させて連結する（図１１（ａ））。なお、第三の連結プレート２４ｃの後列側（容器２の内面に近い側の配列を前列、離れた側の配列を後列と呼ぶ。）に配置されている連結用ピン２５に対応するスクレーパ１１ｃの部分は、間隙空間３６が配置されており、ピン挿通穴は存在しないので、後列側の連結用ピンはスクレーパ１１ｃとは連結されず、むき出しの状態となっている。

その後、３本の連結用ピン２５（前列側２本、後列側１本）の頭部の鍔２７をスクレーパアーム２１の対応するピン挿通穴３２の上側の鍔用穴２８を通過させてスクレーパアーム２１の表面まで突出させる（図１１（ｂ））。

その後、第三のスクレーパ１１ｃおよび第三の連結プレート２４ｃを一体として下降させて連結用ピン２５を長穴２９にはめ込み、鍔２７の裏面とスクレーパアーム２１の表面とを嵌合させる（図１１（ｃ））。これにより、スクレーパアーム２１と第三の連結プレート２４ｃとで第三のスクレーパ１１ｃを挟み込んで第三のスクレーパ１１ｃがスクレーパアーム２１に連結される。

スクレーパアーム２１は、容器２の中心軸まわりに両方向に旋回可能となっている。これにより、解砕羽根８の回転軸９に対して両側からスクレーパ１１を接近させることができ（図２参照）、鉛直方向において撹拌羽根６より上方の容器２の内面はほとんどスクレーパ１１により付着した原料を掻き取りすることができる。なお、撹拌羽根６の外周部は容器２の内面にほぼ直近の位置に配置されているため、鉛直方向における撹拌羽根６より下方の範囲にある容器２の内面に付着した原料は撹拌羽根６により除去されうる。また、回転軸９は、撹拌羽根６の外周部の上方直近の位置に配設されているため、容器２の内面のほとんどの領域における付着原料は除去されうる。

また、本実施形態に係る撹拌機１は、鉛直方向に沿って長いスクレーパ１１が、水平断面において容器２の内面にほぼ垂直に当接（接触）し、かつ、容器２の内面の凹凸等の形状の変化に追従して容器２の内面に密着して旋回することができるので、内面への密着性の高い原料であっても、有効に掻き取り、除去することができる。

また、本実施形態に係る撹拌機１を構成する部品等は、基本的に、スクレーパアーム２１を除いて、比較的大きな部品であるスクレーパ１１と連結プレート２４のみであり、連結用ピン２５等は連結プレート２４と一体となっており、部品点数が極少化され、保守や管理が容易となっている。

また、上記の通りスクレーパ１１（１1ａ、１１ｂ、１１ｃ）を装着することにより、第一のスクレーパ１１ａが蓋板と接触して上方にスライドすることができないため、運転中にスクレーパ１１（１1ａ、１１ｂ、１１ｃ）が浮き上がって脱落する危険がない。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態に係る撹拌機について、図１２乃至図１４に基づいて説明する。

第二の実施形態に係る撹拌機は、第一の実施形態に係る撹拌機におけるスクレーパ１１の代わりに変形例であるスクレーパ１１’を使用したものである。そのため、変形例のスクレーパ１１’を使用した第二の実施形態における撹拌機の全体構成は、基本的に前述の実施形態と同様であるので、以下では、スクレーパ１１’の構造等や相違点を中心に説明する。そのため、以下、第二の実施形態は、特に矛盾等がない限り、前述の第一の実施形態と同様である。

第二の実施形態におけるスクレーパ１１’も、図１２に示されるように、第一の実施形態におけるスクレーパ１１と同様に、概略の外形がスクレーパアーム２１と同様な細長い平板形状を有している。また、第二の実施形態においても、スクレーパ１１’は、鉛直断面における容器２の内面傾斜角度に応じて、天井ないし蓋５、側部傾斜部および側部直立部にそれぞれ対応して、第一のスクレーパ１１ａ’、第二のスクレーパ１１ｂ’および第三のスクレーパ１１ｃ’に三分割されている。

第二の実施形態におけるスクレーパ１１’は、中央部に固定ピン２６を嵌合させる固定ピン嵌合穴３０’を有する円盤状の環状体３４を備えられている。環状体３４は、スクレーパ１１’に形成された環状体嵌合穴３７に嵌合され、環状体３４に形成された固定ピン嵌合穴３０’に固定ピン２６が嵌合される（図１２乃至図１４参照）。なお、スクレーパ１１ｃ’と連結プレート２４とを連結する際は、環状体３４を環状体嵌合穴３７に嵌合させた後に固定ピン２６を挿入して嵌合させてもよく、逆に、環状体３４の固定ピン嵌合穴３０’に固定ピン２６を挿入し嵌合させた後に環状体３４を固定ピン２６と一体で環状体嵌合穴３７に挿入し嵌合させてもよい。

第二の実施形態におけるスクレーパ１１’には、第一の実施形態におけるスクレーパ１１に形成されているスリット３３および開口部３５を備えていないため、容器２の表面の凹凸等に追従してスクレーパ１１’が変形できる構造とはなっていない。このため、環状体３４は、弾性体で製造されており、環状体３４が変形することにより容器２の表面の凹凸等に追従することができるようになっている。弾性体としては、大きな弾性変形をできることが好ましいため、加硫ゴム（天然ゴム、合成ゴム）、熱硬化性樹脂系エラストマー（ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムなど）などのエラストマーを使用することができる。

容器２の表面の凹凸等に追従してスクレーパ１１’が変位することができるように、第二の実施形態におけるスクレーパ１１’に形成されているピン挿通穴３１’の内径が、連結用ピン２５の外径との間に間隙を有して設定されていることは第一の実施形態と同様である（図１４参照）。

第二の実施形態におけるスクレーパ１１’とスクレーパアーム２１の連結方法も、第一の実施形態と同様であり、以下に、第三のスクレーパ１１ｃ’を例として、スクレーパアーム２１への連結方法を説明する。

第三のスクレーパ１１ｃ’をスクレーパアーム２１に連結するときは、先ず、第三の連結プレート２４ｃ表面に備えられている３本の連結用ピン２５（前列側２本、後列側１本）の頭部の鍔２７を第三のスクレーパ１１ｃ’の対応するピン挿通穴３１’を通過させて第三のスクレーパ１１ｃ’の表面まで突出させて連結する（図１４（ａ））。

その後、３本の連結用ピン２５の頭部の鍔２７をスクレーパアーム２１の対応するピン挿通穴３２の上側の鍔用穴２８を通過させてスクレーパアーム２１の表面まで突出させる（図１４（ｂ））。

その後、第三のスクレーパ１１ｃ’および第三の連結プレート２４ｃを一体として下降させて連結用ピン２５を長穴２９にはめ込み、鍔２７の裏面とスクレーパアーム２１の表面とを嵌合させる（図１４（ｃ））。これにより、スクレーパアーム２１と第三の連結プレート２４ｃとで第三のスクレーパ１１ｃ’を挟み込んで第三のスクレーパ１１ｃ’がスクレーパアーム２１に連結される。

なお、第一の実施形態におけるスリット３３を備えた構造と、第二の実施形態における弾性の環状体３４を備えた構造とを組み合わせることもできる。

１ 撹拌機
２ 容器
３ 底部
４ 側部
５ 蓋
６ 撹拌羽根
８ 解砕羽根
９ 回転軸
１０ 解砕羽根用モータ
１１ 第一の実施形態におけるスクレーパ
１１ａ 第一の実施形態における第一のスクレーパ
１１ｂ 第一の実施形態における第二のスクレーパ
１１ｃ 第一の実施形態における第三のスクレーパ
１１’ 第二の実施形態におけるスクレーパ
１１ａ’ 第二の実施形態における第一のスクレーパ
１１ｂ’ 第二の実施形態における第二のスクレーパ
１１ｃ’ 第二の実施形態における第三のスクレーパ
１２ 撹拌羽根駆動軸
１３ フランジ
２１ スクレーパアーム
２２ 駆動軸
２３ アーム用モータ
２４ 連結プレート
２４ａ 第一の連結プレート
２４ｂ 第二の連結プレート
２４ｃ 第三の連結プレート
２５ 連結用ピン
２６ 固定ピン
２７ 鍔
２８ 鍔用穴
２９ 長穴
３０ 第一の実施形態における固定ピン嵌合穴
３０’ 第二の実施形態における固定ピン嵌合穴
３１ 第一の実施形態におけるスクレーパの連結用ピン挿通穴
３１’ 第二の実施形態におけるスクレーパの連結用ピン挿通穴
３２ スクレーパアームのピン挿通穴
３３ スリット
３４ 環状体
３５ 開口部
３６ 間隙空間
３７ 環状体嵌合穴

Claims (13)

1. 原料を撹拌するための撹拌機であって、
   前記原料をその内部に収納するための略回転対称形状の容器と、
   前記容器の内面に沿って延在し、前記容器の中心軸周りに回転駆動されるスクレーパアームと、
   前記スクレーパアームに連結され、前記容器の内面に付着した前記原料を除去するためのスクレーパと、を備え、
   前記スクレーパアームが前記中心軸周りに回転駆動されて前記スクレーパの端部が前記容器の内面に接触しながら移動するときに、前記スクレーパの端部が前記容器の内面の形状に追従して前記容器の内面に対して略垂直な方向に変位可能となるように構成されている、撹拌機。
2. 前記スクレーパは、前記容器の内面に対して略垂直な方向に変位可能となるように、前記容器の内面に沿って延びる方向を長手方向とするスリットを有する、請求項１記載の撹拌機。
3. 前記スクレーパを前記スクレーパアームに連結するための連結用ピンを有する連結プレートをさらに備え、
   前記スクレーパが、前記スクレーパアームの回転方向の厚さが薄く、前記スクレーパアームに沿って延びる方向を長手方向とする細長い略平板形状の外形を有し、
   前記連結プレートが、前記スクレーパアームの回転方向の厚さが薄く、前記スクレーパアームに沿って延びる方向を長手方向とする細長い略平板形状の外形を有し、
   前記スクレーパが、前記スクレーパアームと前記連結プレートとの間に挟み込まれ、前記連結用ピンにより押さえ込まれて前記スクレーパアームに連結され、
   前記スクレーパの前記容器の内面側の端部が、前記スクレーパアームおよび前記連結プレートの前記容器の内面側の端部より前記容器の内面側に張り出している、請求項１または２に記載の撹拌機。
4. 前記連結用ピンが前記連結プレートに冶金的に結合され、
   前記スクレーパおよび前記スクレーパアームが、それぞれ前記連結用ピンが挿通される挿通穴を有し、
   前記連結用ピンを前記スクレーパおよび前記スクレーパアームそれぞれの前記連結用ピンに対応して配置された前記挿通穴に挿通することにより、前記スクレーパが前記スクレーパアームに連結されている、請求項３に記載の撹拌機。
5. 前記連結用ピンが、頭部に略円形の鍔を有し、
   前記スクレーパアームに形成された前記挿通穴が、前記鍔が通過できる略円形の鍔用穴と、その下方に連続して一体に形成され、幅が前記鍔の直径より小さい長穴とを有し、
   前記スクレーパに形成された前記挿通穴に挿通させた前記連結用ピンを、前記スクレーパアームに形成された前記鍔用穴に挿通した後に下降させて、前記連結用ピンの前記鍔の裏面を前記スクレーパアームの表面に当接させて、前記スクレーパを前記スクレーパアームに連結するように構成されている、請求項４に記載の撹拌機。
6. 前記連結プレートは固定ピンをさらに備え、
   前記スクレーパは、前記固定ピンが嵌合される嵌合穴を有し、
   前記固定ピンを前記嵌合穴に嵌合することにより、前記スクレーパが前記連結プレートに連結されるように構成されている、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の撹拌機。
7. 前記スクレーパは、前記固定ピンが嵌合される嵌合穴を有する弾性材製の環状体を備えている、請求項６に記載の撹拌機。
8. 前記スクレーパおよび前記連結プレートが、前記スクレーパアームが前記容器の内面に沿って延びる方向に複数に分割されている、請求項３乃至７のいずれか一項に記載の撹拌機。
9. 前記スクレーパアームは、前記中心軸に対して両方向に回転することが可能である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の撹拌機。
10. 前記容器は、側部に解砕羽根を備え、
    前記スクレーパアームの回転方向を前記解砕羽根の近傍で逆転するように構成されている、請求項９に記載の撹拌機。
11. 前記容器は、その内部の底部に前記容器の中心部から側部の内面まで放射状に延びて、前記中心軸周りに回転して原料を撹拌する撹拌羽根を備え、
    前記スクレーパアームが、前記容器の内面に沿って前記撹拌羽根の外周部の上端近傍まで延びている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の撹拌機。
12. 前記解砕羽根を回転させる回転軸が、前記撹拌羽根の外周部の上端近傍に設けられている、請求項１１に記載の撹拌機。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の撹拌機の運転方法であって、
    前記容器内に原料を投入する工程と、
    前記中心軸周りに前記スクレーパアームを前記容器の内壁に沿って回転させて、前記スクレーパを前記容器の内面に接触させながら周方向に移動する工程と、を備える、撹拌機の運転方法。
    

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