JP2018086626A - 攪拌機 - Google Patents

Abstract

【課題】原料粉体の種類、アジテータ羽根の高さ、撹拌処理の仕込み量、運転条件等に応じてチョッパ羽根を適切な高さに調整できること。【解決手段】原料を撹拌するための撹拌機1であって、原料をその内部に収納するための容器2と、容器2の底部に配置されたアジテータ35と、容器2の側周部に配置されたチョッパ36と、を備え、チョッパ36が、容器2の内部に配置されたチョッパ羽根4と、チョッパ羽根4に連結されたチョッパ羽根回転軸13と、を有し、チョッパ羽根回転軸13の高さを調整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攪拌するための攪拌機に関する。

化学、食品、医薬、エネルギー等の種々の分野において、原料粉体を攪拌して所望の生成物を製造するための攪拌機として、例えば、図２３に示されるタイプの攪拌機５１が広く使用されている（例えば、特許文献１の第３図等、特許文献２の図１３等）。

攪拌機５１は、原料粉体を収納するための円筒形などの回転体形状の容器５２と、原料粉体を攪拌するために容器５２の中心に配置された鉛直軸Ｚ周りに回転するアジテータ羽根（攪拌羽根）５３と、容器５２の底部に配置されアジテータ羽根５３を回転駆動させるアジテータ羽根駆動用モータ５７と、原料粉体を混合するときの粉体の分散性の向上および造粒するときの塊の解砕等のために水平軸Ｘ周りに回転するチョッパ羽根（解砕羽根）５４と、容器５２の側周部に配置されチョッパ羽根５４を回転駆動させるチョッパ羽根駆動用モータ５８と、を備えており、アジテータ羽根５３を回転させることにより容器５２内の原料粉体を攪拌、混合し、および造粒する。

容器５２は蓋５５を有し、蓋５５を開放して、原料粉体が容器５２内に投入される。なお、蓋５５に原料供給口を配設して、当該原料供給口を介して原料粉体を容器５２内に投入する攪拌機もある。

また、造粒を行う攪拌機５１においては、蓋５５にバインダ（造粒用液体）を投入するためのバインダ投入ノズル５６が配設され、容器５２内において、原料粉体はバインダ投入ノズル５６より投入されたバインダと混合、攪拌されつつ、容器側壁へ衝突し跳ね返され、上方へ押し上げられて反転するという運動を繰り返しながら、バインダにより結合されて造粒される。

また、容器５２の側部下部には、混合、造粒された粉粒体製品を排出するための排出装置５９が配設されている。排出装置５９は、排出ダンパ弁６０と、排出ダンパシュート６１とを備え、排出ダンパ駆動用アクチュエータ（図示省略）により排出ダンパ弁６０を開放して、排出ダンパシュート６１より粉粒体製品を容器５２から排出する。

図２３の攪拌機５１により原料粉体を混合する場合は、蓋５５を開いて容器５２内に所定の仕込み量の原料粉体を投入し、蓋５５を閉じて、アジテータ羽根５３を鉛直軸Ｚ周りに水平回転すると、原料粉体は、回転による遠心力により半径方向に容器５２の半径方向外側に移動されるとともに、アジテータ羽根５３のすくい面６２（図２４参照）によりはね上げられるため、原料粉体は、遠心力と上昇力が与えられることにより、図２４において矢印８１で示されるように容器５２の底部において旋回運動をするとともに、図２３において矢印８２で示されるように半径方向の反転運動を繰り返す。

さらに、チョッパ羽根５４を、鉛直軸Ｚと直交する方向である水平軸Ｘ周りに回転させると、アジテータ羽根５３により矢印８２のように跳ね上げられた原料粉体をアジテータ羽根５３とは異なる方向から切り込むため、混合効果がさらに増大する。

図２３の攪拌機５１により原料粉体を造粒する場合は、アジテータ羽根５３およびチョッパ羽根５４を回転して混合している状態において、さらにバインダ投入ノズル５６からバインダ（造粒用液体）を噴射させる。このとき、チョッパ羽根５４は、バインダにより原料粉体が大きな塊に成長することを突きほぐして解砕し、粒径を揃える効果を有する。

しかし、図２３に示される攪拌機５１に代表される従来の攪拌機においては、チョッパ羽根は、その取り付ける位置、特に鉛直方向の高さ位置が固定されていた。

このため、アジテータ羽根５３の高さが制限され、原料粉体の種類（例えば、密度や粒径）に応じた適切な高さのアジテータ羽根を使用することができず、十分な品質（粒度等）の粉粒体製品が製造できないなどの問題（第一の課題）があった。ここで、アジテータ羽根の高さとは、アジテータ羽根を回転させた際、チョッパ羽根の下に位置する部分の高さである。

また、従来の攪拌機においては、原料粉体の種類（例えば、密度や粒径）に応じて適切なチョッパ羽根５４の回転数を設定して粉粒体製品を製造していたが、原料粉体の混合および造粒における原料粉体の流動状態、例えば図２３における矢印８２の流動状態は、原料粉体の密度や粒径等により異なるため、流動状態に応じた適切な高さにチョッパ羽根５４を配置することが望ましいところ、従来のように、チョッパ羽根５４の回転数のみによる調整では、混合または造粒により所望の粉粒体製品を製造することが困難であることがあった。

例えば、原料粉体が樹脂粉末、フライアッシュ（飛灰）等の比重が小さい微粉、あるいは空気を含み膨張し易い性質を有する粉体の場合には、混合または造粒の際に、容器内で高く飛散するため、低い位置に配置されたチョッパ羽根においては、十分な解砕効果を得ることができないという問題（第二の課題）があった。

また、従来の攪拌機においては、チョッパ羽根の高さの変更ができないため、例えば、バッチ処理の際に、容器に投入して処理する量（仕込み量）が少ない場合には、原料粉体層の上にチョッパ羽根の一部が突き出した状態になり、原料粉体層にチョッパ羽根がすべて埋没している状態とは、流動状態が顕著に相違して十分な解砕効果が得られないなどの問題（第三の課題）もあった。

ここで、第二の課題に対しては、例えば、特許文献１においては、攪拌機が蓋の昇降装置を備え、攪拌、造粒の進行につれて蓋を下方に移動させて容器内の容積を加圧減少せしめて混合材料の飛散、浮遊等を減少し、混合、造粒能力を向上させることを提案している（特許文献１の６頁１６行ないし７頁７行）。

しかし、特許文献１において提案された攪拌機においては、複雑な蓋の昇降装置を備えているにも拘らず、第二の課題を解決するのみであり、第一および第三の課題を含めた従来の課題を解決することはできない。

実開昭６３−１２２６３４号公報 特開平９−７５７０３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、原料粉体の種類、アジテータ羽根の高さ、撹拌処理の仕込み量、運転条件等に応じてチョッパ羽根を適切な高さに調整することができる攪拌機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容器と、前記容器の底部に配置されたアジテータと、前記容器の側周部に配置されたチョッパと、を備え、前記チョッパが、前記容器の内部に配置されたチョッパ羽根と、前記チョッパ羽根に連結されたチョッパ羽根回転軸と、を有し、前記チョッパ羽根回転軸の高さを調整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、前記チョッパは、前記チョッパ羽根回転軸が回転自由に貫通する偏心スリーブを備え、前記容器が、前記偏心スリーブの外周面が嵌合する内周面を有する偏心スリーブ嵌合筒を備え、前記偏心スリーブを前記偏心スリーブ嵌合筒内でその中心軸まわりに回転させることにより、前記チョッパ羽根回転軸の高さを調整できるように構成されている、ことを特徴とする。

本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記偏心スリーブ嵌合筒が、その端部外周側に鍔状の偏心スリーブ取付フランジを有し、前記偏心スリーブが、その外周部に前記偏心スリーブ取付フランジと連結する鍔状の偏心スリーブフランジを有し、前記偏心スリーブフランジが、周方向に所定の間隔で配置された３以上のフランジ貫通穴を有し、前記偏心スリーブ取付フランジが、少なくとも前記偏心スリーブフランジに配設された前記フランジ貫通穴に対応する位置に配置された偏心スリーブ位置決め穴を有し、前記フランジ貫通穴および前記偏心スリーブ位置決め穴にボルトを嵌合して前記偏心スリーブフランジおよび前記偏心スリーブ取付フランジをボルト結合することにより、前記偏心スリーブを前記容器と連結させるように構成されている、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、前記偏心スリーブ位置決め穴の数が、前記フランジ貫通穴の数の正の倍数である、ことを特徴とする。

本発明の第５の態様は、第３または第４の態様において、前記偏心スリーブ位置決め穴の内面に前記ボルトが螺合する雌ねじが形成されている、ことを特徴とする。

本発明の第６の態様は、第２の態様において、前記偏心スリーブ嵌合筒が、周方向に所定の間隔で配設された、前記偏心スリーブの中心軸へ向かう方向に前後進可能な３つ以上のくさび部材を有し、前記偏心スリーブが、その外周面に前記３つ以上のくさび部材が嵌合する溝を有し、前記偏心スリーブ嵌合筒に配設された前記３つ以上のくさび部材を前記溝に嵌合して前記偏心スリーブ嵌合筒および前記偏心スリーブをくさび結合することにより、前記偏心スリーブを前記容器と連結させ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、前記溝が、前記偏心スリーブの外周面の全周にわたり連続して形成されている、ことを特徴とする。

本発明の第８の態様は、第２の態様において、前記偏心スリーブが、前記偏心スリーブ嵌合筒に対してへルールクランプ方式で固定されている、ことを特徴とする。

本発明の第９の態様は、第２乃至第８のいずれかの態様において、前記チョッパ羽根回転軸を回転させるためのチョッパ羽根回転用モータが前記偏心スリーブに固定されており、前記チョッパ羽根回転用モータの前記偏心スリーブに対する固定位置が、前記チョッパ羽根回転軸の軸心周りの回転方向において変更可能とされている、ことを特徴とする。

本発明によれば、原料粉体の種類、アジテータ羽根の高さ、撹拌処理の仕込み量、運転条件等に応じて、チョッパ羽根を適切な高さに調整できる攪拌器を実現できる。

本発明に係る攪拌機の第一の実施形態の概略構成を示す図（一部断面を含む）である。 図１における断面ＡＡの矢視図である。 図１におけるＰ部詳細図である。 図３における断面ＢＢの矢視図である。 図３における断面ＣＣの矢視図である。 図３における断面ＤＤの矢視図である。 偏心スリーブを基準方向に対して９０度回転した状態におけるチョッパの図である。 図７における断面ＥＥの矢視図である。 偏心スリーブを基準方向に対して１８０度回転した状態におけるチョッパの図である。 図９における断面ＦＦの矢視図である。 チョッパの概略の分解構造概念を示す図である。 ボルトが３本、偏心スリーブ位置決め穴が６本の場合の図３における断面ＤＤの矢視図であり、（a）が偏心スリーブを基準方向に対して０度である状態、（b）が偏心スリーブを基準方向に対して６０度回転した状態、（c）が偏心スリーブを基準方向に対して１２０度回転した状態を示す図、（d）が偏心スリーブを基準方向に対して１８０度回転した状態を示す図である。 上記実施形態の一変形例を説明するための図である。 図１３の主要部を拡大して示した図である。 上記実施形態の他の変形例を説明するための図である。 図１５における断面ＸＸの矢視図である。 上記実施形態の他の変形例を説明するための図である。 本発明に係る攪拌機の第二の実施形態におけるチョッパの概略構成を示す図（一部断面を含む）である。 図１８における断面ＧＧの矢視図である。 図１８における断面ＨＨの矢視図である。 図１８における断面ＪＪの矢視図である。 チョッパ羽根回転軸の高さの相違による明度の相違（混合割合の相違）を確認する混合試験の結果を示す図である。 従来の一般的な撹拌造粒機の概略構成を示す図である。 図２３における断面ＡＡの矢視図である。

以下、本発明に係る攪拌機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は、本発明に係る攪拌機の第一の実施形態の概略構成を示す図（一部断面を含む）、図２および図３は、それぞれ図１における断面ＡＡの矢視図およびＰ部詳細図、図４、図５および図６は、それぞれ図３における断面ＢＢ、断面ＣＣおよび断面ＤＤの矢視図である。

第一の実施形態における攪拌機１は、原料が投入されて収納される容器２と、原料を攪拌するアジテータ３５、原料の混合時には原料をアジテータ羽根とは異なる方向から切り込んで分散性を高め、造粒時には塊を粉砕し粒を整えるチョッパ３６と、を備えている。

容器２は、略鉛直線を対称軸とする円筒形等の略回転対称形状をしており、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。

アジテータ３５は、容器２の底部に配設され、原料粉体を攪拌するアジテータ羽根３、容器２の底部下方に配置されたアジテータ羽根駆動用モータ７、アジテータ羽根駆動用モータ７に駆動されて先端部に連結されたアジテータ羽根３を回転するアジテータ羽根回転軸２０と、を備え、容器２の回転対称の対称軸を回転中心軸として、すくい面１２を有するアジテータ羽根３が回転して原料粉体を攪拌する。

なお、本実施形態においては、アジテータ羽根３は、周方向に均等間隔で３基備えられているが、数量は、原料の種類や容器２の大きさ等に応じて適宜変更して備えられる。

チョッパ３６は、容器２の側周部に配設されており、原料粉体を混合するときの粉体の分散性の向上および造粒するときの塊の解砕等の機能を有するチョッパ羽根４と、チョッパ羽根４を先端に連結し容器２の側部の内外を水平方向に通過してチョッパ羽根４を回転させるチョッパ羽根回転軸１３と、容器２の側部外方に配置されたチョッパ羽根駆動用モータ８と、を備え、チョッパ羽根駆動用モータ８によりチョッパ羽根回転軸１３を回転駆動し、チョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２まわりにチョッパ羽根４を回転し、原料の混合時には原料をアジテータ羽根３とは異なる方向から切り込んで分散性を高め、造粒時には塊を粉砕し粒を整える。

また、チョッパ３６は、チョッパ羽根回転軸１３が回転自由に貫通する偏心スリーブ１８を備えており、偏心スリーブ１８は、外形が略円柱形状であって、チョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２に平行であって所定の距離離れた中心軸Ｌ１を有している。チョッパ羽根回転軸１３の偏心スリーブ１８の貫通部には、容器２の密封確保のためのチョッパ羽根回転軸シール１５が先端側に配設され、シールケース取付ボルト２６を使用してシールケース１６により固定されており、また、チョッパ羽根回転軸１３の回転を円滑にするためのチョッパ羽根回転軸ベアリング１７がチョッパ羽根回転軸シール１５の後方側に配設されている。

容器２には、略円筒形状の偏心スリーブ１８の外周面が、その中心軸Ｌ１まわりに回転可能に嵌合するように構成された内周面を有する円筒形状の偏心スリーブ嵌合筒２９が備えられている。したがって、偏心スリーブ１８と偏心スリーブ嵌合筒２９とは共通の中心軸Ｌ１を有している。

偏心スリーブ嵌合筒２９には、端部外周側に鍔状の偏心スリーブ取付フランジ２１が配設され、偏心スリーブ１８には、外周部に偏心スリーブ取付フランジ２１と連結する鍔状の偏心スリーブフランジ２２が配設されている。

第一の実施形態におけるチョッパ３６においては、図３（図１におけるＰ部、すなわちチョッパ３６の詳細断面図）、図４（図３における断面ＢＢの矢視図）、図５（図３における断面ＣＣの矢視図）および図６（図３における断面ＤＤの矢視図）に示されるように、偏心スリーブフランジ２２には、フランジ貫通穴３０が周方向に９０度間隔で４個、偏心スリーブ取付フランジ２１には、偏心スリーブ位置決め穴２５が周方向に１５度間隔に２４個（フランジ貫通穴の数の６倍）形成されている。ボルト２３をフランジ貫通穴３０および偏心スリーブ位置決め穴２５に貫通、嵌合して偏心スリーブ取付フランジ２１裏面側に配設されたナット２４に螺合して、偏心スリーブ取付フランジ２１と偏心スリーブフランジ２２とを連結することにより、偏心スリーブ１８が容器２に連結され、固定される。

なお、偏心スリーブ１８の先端部には、容器２の内部を密封するための偏心スリーブシール１９が配設されており、ボルト２３を締め付けることにより、容器２から偏心スリーブ１８の方向に張り出したシール用突起３７に偏心スリーブ１８を押し付けてシールが行われる。偏心スリーブシール１９を偏心スリーブ１８の先端部に配置することにより、偏心スリーブ１８と偏心スリーブ嵌合筒２９との嵌合部への原料粉体の侵入を防止できる。

偏心スリーブ取付フランジ２１に形成される偏心スリーブ位置決め穴が１５度おきに形成されているため、偏心スリーブ嵌合筒２９内で偏心スリーブ１８を１５度ずつ回転した位置に偏心スリーブ１８を偏心スリーブ嵌合筒２９に連結することができる。チョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２は偏心スリーブ１８の中心軸Ｌ１に対して偏心しているので、偏心スリーブ嵌合筒２９内で偏心スリーブ１８を回転することにより、チョッパ羽根回転軸１３の高さを変更することができる。

図３ないし図６は、チョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２が偏心スリーブ嵌合筒２９の中心軸Ｌ１の直下、すなわちチョッパ羽根回転軸１３が最下位置にある状態（以下、鉛直面において偏心スリーブ嵌合筒２９の中心軸Ｌ１からチョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２に向かう方向を「偏心スリーブの基準方向」Ｍ、偏心スリーブの基準方向が鉛直下方に向いている状態を「基準状態」とよぶ。）を示しており、チョッパ羽根回転軸１３が偏心スリーブ１８の回転により偏心スリーブ嵌合筒２９内で基準状態から９０度および１８０度回転すると、チョッパ羽根回転軸１３の高さは、それぞれ図７、８および図９、１０に示されるように変化する。なお、偏心スリーブ１８を基準状態から１８０度回転した状態が、チョッパ羽根回転軸１３が最上高さとなった状態である。

偏心スリーブ位置決め穴２５の数は、フランジ貫通穴３０の数と同一であってもよいが、チョッパ羽根回転軸１３の高さをできるだけ小刻みに調整できるようにするためには、フランジ貫通穴３０の数より多いことが好ましい。なお、偏心スリーブ位置決め穴２５の数をフランジ貫通穴３０の数より多く配設する場合には、偏心スリーブ位置決め穴２５はフランジ貫通穴３０に対応する位置に配設する必要があるため、偏心スリーブ位置決め穴２５の数はフランジ貫通穴３０の数の正の倍数（１を含む）となる。

図１１は、チョッパ３６の概略の分解構造概念を示す図である。

偏心スリーブ１８は、容器２の側部外方から偏心スリーブ嵌合筒２９内に挿入され、偏心スリーブ取付フランジ２１と偏心スリーブフランジ２２とをボルト２３とナット２４とにより連結する。

チョッパ羽根４は、チョッパ羽根回転軸シール１５をシールケース１６に挿入後、チョッパ羽根回転軸１３に挿入し、シールケース取付ボルト２６により固定した後に、元羽根２７、スペーサ２８を間に挟んでチョッパ羽根回転軸１３に嵌合してチョッパ羽根回転軸１３の先端に形成された雌ねじをチョッパ羽根固定ナット１４と螺合させて固定する。

なお、前記においては、偏心スリーブ取付フランジ２１と偏心スリーブフランジ２２とをボルト２３とナット２４とで挟み込んでボルト２３の雄ねじとナット２４の雌ねじを螺合させて連結することとしているが、ナット２４を使用する代わりに、偏心スリーブ取付フランジ２１の偏心スリーブ位置決め穴の内面に雌ねじを形成し、前記雌ねじとボルト２３の雄ねじとを螺合させることにより偏心スリーブ取付フランジ２１と偏心スリーブフランジ２２とを連結することとしてもよい。

前記説明においては、フランジ貫通穴３０およびボルト２３、ナット２４の数は、それぞれ４個としているが、偏心スリーブ１８の直径の大きさ等に応じて増減してもよい。

ここで、空間上で平面を特定するためには３点が必要であるため、偏心スリーブシールに均等に荷重をかけてシール性を確保する必要性などから、フランジ貫通穴３０およびボルト２３、ナット２４の数は３以上が好ましい。なお、フランジ貫通穴３０およびボルト２３、ナット２４の数をそれぞれ３個にした場合には、チョッパ羽根回転軸１３を最上高さ位置に調整することができるようにするために、偏心スリーブ位置決め穴２５の数は、３の２倍以上の倍数とすることが好ましい。図１２は、フランジ貫通穴３０およびボルト２３、ナット２４の数をそれぞれ３個にした場合において、偏心スリーブ１８を基準状態（（ａ））、基準状態から６０度（（ｂ））、１２０度（（ｃ））、１８０度（（ｄ））回転した状態を示す図であり、チョッパ羽根回転軸１３を最上高さ位置に調整することができる。

なお、上述した本実施形態においては、偏心スリーブ１８の中心軸Ｌ１がチョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２に平行に設定されているが、中心軸Ｌ１と中心軸Ｌ２は、必ずしも平行である必要なく、図１３、図１４に示したように傾いていても良い。

例えば一番下を0°とし、90°回した高さ（中間高さ）の時、偏心スリーブ１８の中心軸Ｌ１とチョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２とが平行の場合は、チョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２がアジテータ羽根３の回転中心軸に向かないので、90°の時にチョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２がアジテータ羽根３の回転中心軸に向く方向に傾けてもよい。

また、偏心スリーブ１８の中心軸Ｌ１に対し、チョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２が、反時計方向に0°（平行）からtanθ＝b/aとなるθ°傾いていてもよい。ここで、aは容器52の円筒部内半径、ｂはチョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２のaの位置での偏心量で、θは90°回した位置（中間高さ）の時、チョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２がアジテータ羽根３の回転中心（容器中心）に向く角度である。

偏心スリーブ１８の中心軸Ｌ１に対し、チョッパ羽根回転軸１３の中心軸Ｌ２を傾けた場合、90°以下では軸は上向きになり、90°以上の場合、軸が下向きになるが、特許文献２（特開平９−７５７０３号公報）に記載されているように、容器が円筒ではなくチョッパ羽根回転軸より上がコニカルになっている場合には、偏心量が多いと、チョッパ羽根と容器内面が近づきすぎるので、角度を付けた方が良いケースもある。

また、他の変形例としては、図１５、図１６に示したように、偏心スリーブ１８の固定方式として、へルールクランプ方式を採用しても良い。

本例のへルールクランプ方式では、２分割のクランプ部材４１を用いて、偏心スリーブ１８を偏心スリーブ嵌合筒２９に固定している。なお、クランプ部材の分割数は２分割に限られず、３分割とすることもできる。

なお、偏心スリーブ１８にチョッパ羽根駆動用モータ８を固定すると、偏心スリーブ１８の回転に伴ってチョッパ羽根駆動用モータ８が一緒に回転してしまう。

図１７に示したように、チョッパ羽根駆動用モータ８にはモータ端子台４２が付設されており、モータ端子台４２に接続される電気ケーブルの配線の自由度には制限があるので、モータ端子台４２の回転角度範囲にも自ずから制限がある。

そこで、図１７に示したように、偏心スリーブ１８側に取付フランジ４３を設けると共に、チョッパ羽根駆動用モータ８側にも取付フランジ４４を設け、上述した偏心スリーブ取付フランジ２１および偏心スリーブフランジ２２の場合と同様、各取付フランジ４３、４４において複数のフランジ貫通穴を形成して、ボルトおよびナットを用いて、所望の回転角度位置にて両取付フランジ４３、４４同士を連結するようにしても良い。

＜第二の実施形態＞
本発明に係る攪拌機の第二の実施形態は、第一の実施形態に対して、チョッパの構成を変更したものである。

したがって、以下においては、チョッパおよびそれに関連する部分を主として説明することとして、説明のない事項については、特に矛盾等がない限り、第一の実施形態と同様である。

図１８は本発明に係る攪拌機の第二の実施形態におけるチョッパ３６の概略構成を示す図（一部断面を含む）、図１９、図２０および図２１は、それぞれ、図１８における断面GG、断面HHおよび断面JJの矢視図である。

第二の実施形態におけるチョッパ３６は、容器２に連結された偏心スリーブ嵌合筒２９の端部に周方向に９０度間隔でくさび機構３８が配設されている。

くさび機構３８は、それぞれ、偏心スリーブ１８の中心軸Ｌ１に向かう方向に前後進し断面が矩形のくさび部材３２と、くさび部材３２が前後進するためのガイドとなるくさびガイド３３と、くさび部材３２を前後進させるくさび用ナット３１とを備えている。また、偏心スリーブ１８には、外周面にくさび部材３２の先端部が嵌合する溝３９が形成されている。

ガイド３３は、中心側にくさび部材３２の外形に沿った形状の貫通穴が形成され、外面に円柱面が形成されている。ガイド３３のくさび用ナット３１側の部分の外周面にはくさび用ナット３１の内周面の雌ねじが螺合する雄ねじが形成されている。

くさび用ナット３１の中央部には、くさび連結ねじ３４が貫通する貫通穴が形成され、前記貫通穴を貫通させたくさび連結ねじ３４の下部をくさび部材３２の頭部中央部に形成された雌ねじに螺合させることにより、くさび部材３２をくさび用ナット３１に連結し一体化している。これにより、ガイド３３の外周面の雄ねじと螺合しているくさび用ナット３１を回転させることによりくさび部材３２が前後進する。

くさび部材３２の先端部には、チョッパ羽根駆動用モータ８側に傾斜する傾斜面が形成され、溝３９には、前記傾斜面に嵌合する傾斜面が形成されている。

偏心スリーブ１８と偏心スリーブ嵌合筒２９とを連結するときは、くさび用ナット３１を回転させてくさび用ナット３１の頭部底面でくさび部材３２の頭部表面を押し込むことにより、くさび部材３２を偏心スリーブ１８の中心軸Ｌ１に向けて前進させる。これにより、くさび部材３２の先端部と溝３９とが嵌合するとともに、傾斜面の作用により偏心スリーブ１８を容器２に向けて押し付ける力が作用して、偏心スリーブシール１９が機能することができる。

なお、くさび部材３２は溝３９に嵌合しているため、くさび部材３２を後進させるためにくさび用ナット３１を前進の際と反対方向に回転させたときに、くさび連結ねじ３４が回転してくさび部材３２が取り残されて後進しない可能性がある。そこで、くさび用ナット３１のねじとくさび連結ねじ３４の方向を逆方向とすることが好ましい。これにより、くさび部材３２を後進させるためにくさび用ナット３１を前進の際と反対方向に回転させたときには、くさび用ナット３１の頭部底面とくさび部材３２の頭部表面との当接により、くさび連結ねじ３４が抑制され、くさび部材３２がくさび用ナット３１と一体で後進することができる。

偏心スリーブ１８の外周面に形成される溝３９は、図２０に示されるくさび部材３２の断面形状が嵌合する断面形状として、第一の実施形態における位置決め穴２５と同様に、周方向に所定の間隔で配設してもよいが、図１８に示される断面が全周にわたって形成された形状としている（図１９参照）。溝を図２０に示されるくさび部材３２の断面形状が嵌合する断面形状として周方向に所定の間隔で配設する場合であっても、例えば、第一の実施形態における位置決め穴２５と同様に、１５度間隔で配置することにより、チョッパ羽根回転軸１３の高さを小刻みに調整することが可能であるが、不連続な調整しかできない。これに対して、溝を図１８に示される断面が全周にわたって形成された形状とする場合には、溝３９が連続的となるために偏心スリーブ１８を任意な回転角度において偏心スリーブ嵌合筒２９と連結することができることから、チョッパ羽根回転軸１３を所定の範囲において任意の高さに調整可能となる。

なお、第一の実施形態と同様に、くさび部材３２の数は、３個以上が好ましく、また、偏心スリーブ１８の外周面に形成される溝３９が、図２０に示されるくさび部材３２の断面形状が嵌合する断面形状とする場合には、第一の実施形態における位置決め穴２５と同様に、溝３９の数は、くさび部材３２の数の倍数（１を含む）が好ましい。

＜チョッパ羽根回転軸の高さ変化による混合、造粒性能の変化＞
本実施形態に係る攪拌機を使用することにより、原料粉体の種類、アジテータ羽根の高さ、撹拌処理の仕込み量、運転条件等に応じてチョッパ羽根を適切な高さに調整して粉粒体製品を製造することができる。

以下、チョッパ羽根回転軸の高さを変化させることにより、混合、造粒性能に変化が生ずることを確認した試験について説明する。

１ 混合試験
（１）試験方法
一般社団法人日本粉体工業技術協会「明度測定による粉体混合装置の混合特性評価方法」に基づき、炭酸カルシウム（白色）：９５％と酸化鉄（赤色）：５％の混合粉体（仕込み量５kg）を原料粉体として使用し、チョッパ羽根回転軸の高さの相違（標準高さおよび標準高さより３０mm上の高さ）による明度の相違を調査した。以下、標準高さを「下」、標準高さより３０mm上の高さを「上」とよぶ。

試験は、形状の異なる２種類の羽根（Ｃ形羽根（概略形状がＣ形形状）および直羽根（概略形状が直線形状））について行った。

（２）試験結果
図２２は、チョッパ羽根回転軸の高さの相違による明度の相違（混合割合の相違）を確認する混合試験の結果を示す図であり、（ａ）がC形羽根、（ｂ）が直羽根のチョッパを使用した結果である。なお、図２２（ａ）、（ｂ）のグラフは、横軸が混合試験の開始からの経過時間［min］（対数表示）、縦軸が明度である。

明度は、混合の進行状況を表す指標であり、明度が小さいほど、５％の酸化鉄粒子（赤色）が９５％の炭酸カルシウム粒子（白色）中によく混合して混合が進んでいることを示している。

これらの試験結果より、チョッパ羽根の形状にかかわらず、チョッパ羽根回転軸の高さの相違により、混合の進行状況が異なることがわかる。

なお、図２２の試験結果においては、チョッパ羽根回転軸の高さが上にある場合の方が、明度が小さくなっており、混合性能が良くなっているが、このような傾向は必ずしも一般的なものとは言えない場合があり、原料粉体の種類、性状（比重、粒径等）、仕込み量、アジテータ羽根の形状や高さ等により傾向が異なる可能性があり、原料粉体の種類、性状（比重、粒径等）、仕込み量、アジテータ羽根の形状や高さ等に応じて、チョッパ羽根回転軸の高さを事前調査等により適切な高さに設定して混合運転を行われる。

２ 造粒試験
（１）試験方法
粉体工学会「医薬の標準処方」に基づき、質量比で乳糖：コーンスターチ＝７：３の混合粉体を原料粉体として使用し、チョッパ羽根回転軸の高さの相違（高さの条件は前記１混合試験と同じである）による造粒特性の相違について調査した。

プレ混合１分、バインダ添加を1分、造粒を10分、計１２分で造粒した。結合剤としてHPC粉末を3%混合時に添加し、バインダには水を水：粉＝1：5で使用した。チョッパ羽根はC型羽根を使用した。

（２）試験結果
チョッパ羽根回転軸の高さの相違による造粒物の造粒特性の相違についての試験結果を以下に示す。

造粒が進むほどＤ１０が大きくなるため、造粒物のＤ１０は造粒の進行状況を示す評価指標となり、Ｄ１０が大きいほど造粒が進行していることを示している。このため、チョッパ羽根回転軸を下に設定した場合の方が上に設定した場合より造粒が進行している。チョッパ羽根回転軸、すなわちチョッパの高さが相違すると造粒性能も相違することがわかる。

なお、表１の試験結果においては、チョッパ羽根回転軸の高さが下にある場合の方が、造粒の進行が速いが、このような傾向は必ずしも一般的なものとは言えない場合があり、原料粉体の種類、性状（比重、粒径等）、仕込み量、アジテータ羽根の形状や高さ、チョッパ羽根の形状等により傾向が異なる可能性があり、原料粉体の種類、性状（比重、粒径等）、仕込み量、アジテータ羽根の形状や高さ等に応じて、チョッパ羽根回転軸の高さを事前調査等により適切な高さに設定して造粒運転を行われる。

１ 攪拌機
２ 容器
３ アジテータ羽根
４ チョッパ羽根
５ 蓋
６ バインダ投入ノズル
７ アジテータ羽根駆動用モータ
８ チョッパ羽根駆動用モータ
９ 排出装置
１０ 排出ダンパ弁
１１ 排出ダンパシュート
１２ すくい面
１３ チョッパ羽根回転軸
１４ チョッパ羽根固定ナット
１５ チョッパ羽根回転軸シール
１６ シールケース
１７ チョッパ羽根回転軸ベアリング
１８ 偏心スリーブ
１９ 偏心スリーブシール
２０ アジテータ羽根回転軸
２１ 偏心スリーブ取付フランジ
２２ 偏心スリーブフランジ
２３ ボルト
２４ ナット
２５ 偏心スリーブ位置決め穴
２６ シールケース取付ボルト
２７ 元羽根
２８ スペーサ
２９ 偏心スリーブ嵌合筒
３０ フランジ貫通穴
３１ くさび用ナット
３２ くさび部材
３３ くさびガイド
３４ くさび連結ねじ
３５ アジテータ
３６ チョッパ
３７ シール用突起
３８ くさび機構
３９ 溝
４０ 傾斜面
４１ クランプ部材
４２ モータ端子台
４３、４４ 取付フランジ
５１ 攪拌機
５２ 容器
５３ アジテータ羽根
５４ チョッパ羽根
５５ 蓋
５６ バインダ投入ノズル
５７ アジテータ羽根駆動用モータ
５８ チョッパ羽根駆動用モータ
５９ 排出装置
６０ 排出ダンパ弁
６１ 排出ダンパシュート
６２ すくい面
８１ アジテータ羽根の回転による原料粉体の旋回運動
８２ アジテータ羽根のすくい面による原料粉体の跳ね上げ運動
Ｌ１ 偏心スリーブの中心軸
Ｌ２ チョッパ羽根回転軸の中心軸
Ｍ 偏心スリーブの基準方向
Ｘ 水平軸
Ｚ 鉛直軸

Claims (9)

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容器と、
   前記容器の底部に配置されたアジテータと、
   前記容器の側周部に配置されたチョッパと、を備え、
   前記チョッパが、前記容器の内部に配置されたチョッパ羽根と、前記チョッパ羽根に連結されたチョッパ羽根回転軸と、を有し、
   前記チョッパ羽根回転軸の高さを調整可能となるように構成されている、攪拌機。
2. 前記チョッパは、前記チョッパ羽根回転軸が回転自由に貫通する偏心スリーブを備え、
   前記容器が、前記偏心スリーブの外周面が嵌合する内周面を有する偏心スリーブ嵌合筒を備え、
   前記偏心スリーブを前記偏心スリーブ嵌合筒内でその中心軸まわりに回転させることにより、前記チョッパ羽根回転軸の高さを調整できるように構成されている、請求項１に記載の攪拌機。
3. 前記偏心スリーブ嵌合筒が、その端部外周側に鍔状の偏心スリーブ取付フランジを有し、
   前記偏心スリーブが、その外周部に前記偏心スリーブ取付フランジと連結する鍔状の偏心スリーブフランジを有し、
   前記偏心スリーブフランジが、周方向に所定の間隔で配置された３以上のフランジ貫通穴を有し、
   前記偏心スリーブ取付フランジが、少なくとも前記偏心スリーブフランジに配設された前記フランジ貫通穴に対応する位置に配置された偏心スリーブ位置決め穴を有し、
   前記フランジ貫通穴および前記偏心スリーブ位置決め穴にボルトを嵌合して前記偏心スリーブフランジおよび前記偏心スリーブ取付フランジをボルト結合することにより、前記偏心スリーブを前記容器と連結させるように構成されている、請求項２に記載の攪拌機。
4. 前記偏心スリーブ位置決め穴の数が、前記フランジ貫通穴の数の正の倍数である、請求項３に記載の攪拌機。
5. 前記偏心スリーブ位置決め穴の内面に前記ボルトが螺合する雌ねじが形成されている、請求項３または４に記載の攪拌機。
6. 前記偏心スリーブ嵌合筒が、周方向に所定の間隔で配設された、前記偏心スリーブの中心軸へ向かう方向に前後進可能な３つ以上のくさび部材を有し、
   前記偏心スリーブが、その外周面に前記３つ以上のくさび部材が嵌合する溝を有し、
   前記偏心スリーブ嵌合筒に配設された前記３つ以上のくさび部材を前記溝に嵌合して前記偏心スリーブ嵌合筒および前記偏心スリーブをくさび結合することにより、前記偏心スリーブを前記容器と連結させるように構成されている、請求項２に記載の攪拌機。
7. 前記溝が、前記偏心スリーブの外周面の全周にわたり連続して形成されている、請求項６に記載の攪拌機。
8. 前記偏心スリーブが、前記偏心スリーブ嵌合筒に対してへルールクランプ方式で固定されている、請求項２に記載の撹拌機。
9. 前記チョッパ羽根回転軸を回転させるためのチョッパ羽根回転用モータが前記偏心スリーブに固定されており、
   前記チョッパ羽根回転用モータの前記偏心スリーブに対する固定位置が、前記チョッパ羽根回転軸の軸心周りの回転方向において変更可能とされている、請求項２乃至８のいずれか一項に記載の撹拌機。
   

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