JP2019107580A - 攪拌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
攪拌アームおよびスクレーパを連結するピンの脱落を確実に防止することができる攪拌装置を提供する
【解決手段】
撹拌装置の攪拌アームおよびクレーパの連結部のそれぞれに設けられた孔の周壁には、孔の軸方向に沿って伸びる凹部が設けられており、攪拌アームの稼働時において、孔の径方向に対して相互に異なる方向に配置される。これにより、ピンの凸部と孔の周縁部との係合が維持されるので、ピンの脱落がより確実に防止される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、スクレーパを備えた攪拌装置に関する。

従来、たとえば特許文献１に開示された攪拌装置がある。この攪拌装置は、異種の液体あるいは液体と固体粉末といった攪拌物を収容する円筒状の攪拌容器と、攪拌容器の内部において攪拌物を攪拌する攪拌アーム（第１攪拌羽根）と、攪拌アームに連結され、攪拌容器の内壁面に付着した攪拌物を掻き取るスクレーパとを備えている。攪拌容器は、円筒状を呈している。攪拌アームは、馬蹄型のアンカーブレードであり、攪拌容器の中心軸線周りに回転可能に支持されている。攪拌アームの内側部分には、複数の攪拌羽根（第２攪拌羽根）が設けられている一方、攪拌容器の内壁面に近接する攪拌アームの外側部分には、スクレーパを連結する部分として複数の連結部が設けられている。スクレーパは、合成樹脂あるいは合成ゴムなどからなる薄板状の部材であり、攪拌容器の内壁面と攪拌アームの外側部分との間に複数配置されている。各スクレーパには、攪拌アームの連結部に対して連結可能な連結部が設けられており、攪拌アームおよびスクレーパは、これらの連結部に設けられた平面視円形状の孔にピンの軸部が挿入支持されることにより、このピンを支軸として相対的に揺動可能に連結されている。

上記攪拌装置において、攪拌容器の内部に収容された攪拌物は、攪拌アームが回転するのに伴い攪拌容器内を流動する。この攪拌物が比較的高粘度である場合、攪拌容器の内壁面に攪拌物が付着するといった問題が生じるが、スクレーパが攪拌アームと一体に回転しながら内壁面に対して摺接するため、内壁面に付着した攪拌物がスクレーパによって効率よく掻き取られる。

しかしながら、上記攪拌装置では可能性としては極めて低いものの、撹拌装置の稼動中に連結部の孔に挿入支持されたピンが連結部の孔から脱落するケースが否定できない。
例えば、攪拌容器内において、攪拌物に攪拌容器上部方向へ向かう流れが生じる場合、ピンと攪拌物の相互作用によりピンが持ち上げられて、ピンが孔から脱落するケースが否定できない。

この問題を解決するために、特許文献２に開示された攪拌装置では、攪拌物を収容する攪拌容器と、攪拌容器の内部において攪拌物を攪拌するための攪拌アームと、攪拌アームに連結され、攪拌容器の内壁面に付着した攪拌物を掻き取るスクレーパと、を備えた攪拌装置であって、攪拌アームおよびスクレーパは、孔が設けられた連結部をそれぞれ有し、これらの孔にピンの軸部が挿入支持されることにより、ピンを支軸として連結されており、ピンの軸部には、攪拌アーム又はスクレーパの連結部に設けられた孔の周縁部に係合してピンの脱落を防止するための凸部が複数個設けられており、複数の凸部は、ピンの軸部の径方向に対して相互に異なる方向に形成されており、攪拌アームおよびクレーパの連結部に設けられた孔の周壁には、孔の軸方向に沿って伸びる凹部が設けられている。

通常、攪拌アームおよびスクレーパの連結部に設けられた孔にピンの軸部を挿入する場合、ピンの凸部が孔の凹部を通過するようにしてピンを孔の所定の深さまで挿入し、次いで、挿入した状態のピンを回転させてピンの凸部と孔の凹部の位置をずらし、ピンの凸部を孔の周縁部に係合させる。以上の操作によって、ピンが孔の所定の位置に係合支持され、ピンの脱落が防止される。しかし、ピン１本あたりの凸部の数が１個であると、撹拌装置の操作中にピンが何らかの外力を受けて回転して凸部と凹部の位置が一致すると、凸部の係合が外れた状態となる。この状態で、ピンが攪拌物との相互作用によって持ち上げられると、ピンが孔から脱落する可能性が否定できない。

これに対し、特許文献２に開示された攪拌装置のようにピン１本あたりの凸部の数が２個以上であり、かつ凸部がピンの軸部の径方向に対して相互に異なる方向に形成されていると、撹拌装置の操作中にピンが何らかの外力を受けて回転し、一部の凸部の係合が外れた状態になったとしても、凹部の位置と一致していない他の凸部が係合したままの状態が維持される。これにより、ピンと攪拌物の相互作用が生じてもピンが持ち上げられることがなく、ピンの脱落を確実に防止することができる。

特開２００２−３２６０２７号公報 特開２０１６−１７５０２７号公報

しかしながら、攪拌装置の製造コスト等の観点からは、より簡易にピンの脱落を確実に防止して、高度な安全性を確保することが望ましい。

本発明の攪拌装置は、攪拌物を収容する攪拌容器と、上記攪拌容器の内部において上記攪拌物を攪拌するための攪拌アームと、上記攪拌アームに連結され、上記攪拌容器の内壁面に付着した上記攪拌物を掻き取るスクレーパと、を備えた攪拌装置であって、上記攪拌アームおよびスクレーパは、孔が設けられた連結部をそれぞれ有し、これらの孔にピンの軸部が挿入支持されることにより、当該ピンを支軸として連結されており、上記ピン軸部には、上記攪拌アーム又はスクレーパの連結部に設けられた孔の周縁部に係合して当該ピンの脱落を防止するための凸部が設けられており、上記攪拌アームおよびクレーパの連結部のそれぞれに設けられた孔の周壁には、孔の軸方向に沿って伸びる凹部が設けられており、上記凹部は、上記攪拌アームの稼働時において、上記孔の径方向に対して相互に異なる方向に配置されていることを特徴とする（請求項１）。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記攪拌アームの稼働時において、上記攪拌アームおよびクレーパの凹部が配置される径方向のなす角は、４５°〜１３５°である（請求項２）。

また、上記攪拌アームおよびクレーパの連結部のそれぞれに設けられた孔の周壁には、孔の軸方向に沿って伸びる凹部が複数設けられている（請求項３）。

通常、攪拌アームおよびスクレーパの連結部に設けられた孔にピン軸部を挿入する場合、ピンの凸部が孔の凹部を通過するようにしてピンを孔の所定の深さまで挿入し、次いで、挿入した状態のピンを回転させてピンの凸部と孔の凹部の位置をずらし、ピンの凸部を孔の周縁部に係合させる。以上の操作によって、ピンが孔の所定の位置に係合支持され、ピンの脱落が防止される。しかし、撹拌装置の操作中にピンが何らかの外力を受けて回転してピンの凸部と孔の凹部の位置が一致すると、ピンの凸部の係合が外れた状態となる。この状態で、ピンと攪拌物との相互作用によってピンが持ち上げられると、ピンが孔から脱落する可能性が否定できない。

これに対し、本発明の攪拌装置のように、攪拌アームおよびスクレーパの孔の凹部が、攪拌アームの稼働時、すなわちスクレーパが攪拌アームに装着されてスクレーパが攪拌容器の内周面に摺動する時において、上記孔の径方向に対して相互に異なる方向に配置されていると、攪拌アームおよびクレーパの積層方向の境界部で孔の凹部が寸断された状態となる。これにより、撹拌装置の操作中にピンが何らかの外力を受けて回転してピンの凸部の係合が外れ、ピンと攪拌物の相互作用が生じてもピンが持ち上げられたとしても、ピンの凸部が孔の凹部の寸断された部分で係止されるので、ピンの脱落を確実に防止することができる。

本発明の好ましい実施の形態では、上記攪拌装置の稼働時において、上記攪拌アームおよびクレーパの凹部が配置される径方向のなす角は、４５°〜１３５°に設定されている。
上記なす角が上記範囲に設定されていると、攪拌アームおよびクレーパの孔の凹部が積層方向の境界部で確実に寸断されるので、ピンの脱落を確実に防止することができる。

より好ましくは、上記なす角が８０°〜１００°に設定されていると、スクレーパに弾性の低い素材を使用したり、スクレーパへの抗力が大きい粘性の高い撹拌対象物を処理したりして孔の凹部のなす角が規定値からシフトした場合でも、孔の凹部の寸断を確実に行い、ピンの脱落をより確実に防止することができる。
また、スクレーパを大きく搖動させることなく攪拌アームおよびクレーパの凹部を一致させることができ、ピンを孔に挿入する工程を簡易なものとすることができる。

本発明の別の好ましい実施の形態においては、上記攪拌アームおよびクレーパの連結部に設けられた孔の周壁には、孔の軸方向に沿って伸びる凹部及び凸部が複数個設けられている。
このような構成では、攪拌アームおよびスクレーパの連結部における孔とピンとの間に比較的大きな空隙が形成される。その一方、孔の内周面に形成された複数の凸部がピンの軸部に当接し、その結果、支軸となるピンが緩むことなく連結部の孔に挿入支持され、攪拌アームに対してスクレーパが適切に連結される。一方、たとえば洗浄液を用いて攪拌アームおよびスクレーパを洗浄する場合、孔とピンとの間に形成された空隙を洗浄液が流れ、これらの間に入り込んだ攪拌物が洗浄液によって除去されやすくなる。これにより、攪拌アームおよびスクレーパを互いに連結させた状態でもこれらの連結部を簡単に洗浄することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明に係る攪拌装置の一実施形態を示す外観斜視図である。 図１に示す攪拌装置に備えられた攪拌アームおよびスクレーパを示す平面図である。 図１に示す攪拌装置におけるスクレーパの連結構造を示す上面図（左）及び拡大図（右）である。 図１に示す攪拌装置におけるスクレーパの連結方法を示す斜視図である。 図１に示す攪拌装置におけるスクレーパのピンの係合方法を示す断面図（上）及び拡大図（下）である。 図１に示す攪拌装置の攪拌アームを攪拌容器の上方に移動させた状態を示す外観斜視図である。 図１に示す攪拌装置のスクレーパの搖動可能範囲を示す平面図である。 図５に示す攪拌装置のスクレーパが（ａ）及び（ｂ）の状態にある場合における、攪拌アームおよびクレーパの凹部の位置関係を示す概略図である。 本発明の変形例を示す概略図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。図１〜８は、本発明に係る攪拌装置の一実施形態を示している。攪拌装置Ｘは、工業化学製品、薬品、化粧品、食品等の原料になる液体と液体、または液体と粉体の混合物を攪拌物として、この攪拌物の成分を微細化して分散等するためのものである。図１および図２に示すように、攪拌装置Ｘは、攪拌容器１、駆動機構２、攪拌アーム３、および複数のスクレーパ４を備えている。

図１および図２に示すように、攪拌容器１は、有底円筒状の容器からなる。攪拌容器１は、上部開口１Ａと、円筒面状の内壁面１Ｂとを有する。この攪拌容器１の内部には、攪拌物が収容される。

図２に示すように、駆動機構２は、駆動モータ２０、減速器２１、駆動軸２２、および支持部材２３を有して構成される。駆動モータ２０および減速器２１は、支持部材２３の上側中央部に搭載されている。駆動軸２２は、減速器２１を介して駆動モータ２０に連結されており、支持部材２３を貫通してその下側に延びている。支持部材２３は、攪拌容器１の上部開口１Ａを跨ぐように配置され、その上部開口１Ａの周縁部に固定される。これにより、駆動軸２２は攪拌容器１の内部に配置され、駆動モータ２０の作動に伴い攪拌容器１の中心軸線Ｓ周りに回転する。

図２に示すように、攪拌アーム３は、正面視略Ｕ字形に折れ曲がった棒状部材であり、攪拌容器１の内底面に近接する基部３Ａと、この基部３Ａの両端から中心軸線Ｓに沿って上方に延び、内壁面１Ｂとの間に所定の間隔をあけて近接する一対のアーム部３Ｂと、アーム部３Ｂに支持された複数の攪拌羽根３０とを有する。基部３Ａの中間部は、駆動軸２２の下端に固定されている。中心軸線Ｓ側となるアーム部３Ｂの内側部分には、複数の攪拌羽根３０が中心軸線Ｓの方向に所定間隔に並んで支持されている。アーム部３Ｂの外側部分には、スクレーパ４を連結するための連結部として、複数のブラケット部材５が中心軸線Ｓの方向に所定間隔に並んで固定される。このような攪拌アーム３は、駆動軸２２と一体になって中心軸線Ｓ周りに回転することにより、攪拌容器１の内部に収容された攪拌物を効率よく均質な混合物となるように攪拌することができる。

図２に示すように、スクレーパ４は、内壁面１Ｂに付着した攪拌物を掻き取るためのものであり、アーム部３Ｂの外側部分にブラケット部材５およびピン６を介してこのピン６を支軸に揺動可能に連結され、アーム部３Ｂと内壁面１Ｂとの間に複数配置される。スクレーパ４は、たとえば耐摩耗性および耐腐食性に優れた合成樹脂、合成ゴム、あるいはフッ素コーティングされたエンジニアリングプラスチックからなり、内壁面１Ｂに接する薄板状のブレード部４Ａと、このブレード部４Ａに一体形成され、ブラケット部材５に連結される連結部４Ｂとを有する。図２においてはブラケット部材５を使用する例を示しているが、ブラケット部材５に相当する部分をアーム部３Ｂに設けて、この部分とスクレーパ４を連結することもできる。なお、本願においては、ブラケット部材５はアーム部３Ｂの一部を構成するものとする。

図３に示すように、ブレード部４Ａは、内壁面１Ｂに対して相対移動する進行方向前側が内壁面１Ｂに対してより近接あるいは当接するように配置される。ブレード部４Ａが内壁面１Ｂに付着した攪拌物を掻き取る際には、ブレード部４Ａが攪拌物から受ける抗力によって進行方向後側に揺動し、ブレード部４Ａの進行方向前側の先端が内壁面１Ｂに接触する。これにより、ブレード部４Ａは、内壁面１Ｂに摺接しながらこの内壁面１Ｂに付着した攪拌物を効率よく掻き取ることができる。連結部４Ｂは、ブラケット部材５に対して嵌合可能な一対をなし、ブレード部４Ａの内壁面１Ｂに対向する側とは反対側に突出している。

図４に示すように、連結部４Ｂおよびブラケット部材５には、互いに嵌合した状態でピン６を中心軸線Ｓに沿う方向に挿入支持するための孔４０，５０が設けられている。さらに、孔４０,５０の周壁には、断面がＵ字状の凹部４０Ａ，５０Ａが設けられている。凹部４０Ａ，５０Ａは、孔４０,５０の中心軸方向に沿って伸び、連結部４Ｂおよびブラケット部材５の上面から下面に向けて貫通している。
一方ピン６は、軸部６Ａと頭部６Ｂからなり、軸部６Ａの先端付近には孔４０，５０の周縁部に係合して当該ピンの脱落を防止するための凸部６Ｃが設けられている。
連結部４Ｂおよびブラケット部材５に設けられた孔４０，５０にピン軸部を挿入する場合、ピンの凸部６Ｃが孔の凹部４０Ａ，５０Ａを通過するようにしてピン６を孔４０，５０の所定の深さまで挿入し、次いで、挿入した状態のピン６を回転させて凸部６Ｃと凹部４０Ａ，５０Ａの位置をずらして凸部６Ｃを孔の周縁部に係合させる。以上の操作によって、ピン６が孔４０，５０の所定の位置に係合支持され、ピン６の脱落が防止される。

しかし、図５の（ｂ）に示すように、撹拌装置Ｘの操作中にピン６が何らかの外力を受けて回転して凸部６Ｃと凹部４０Ａ，５０Ａの位置が一致すると、凸部６Ｃの係合が外れた状態となる。この状態で、ピン６が攪拌物との相互作用によって持ち上げられると、ピン６が孔４０，５０から脱落する可能性が否定できない。

これに対し、本発明の攪拌装置Ｘでは、攪拌アームの稼働時、すなわちスクレーパ４が攪拌アーム３に装着されてスクレーパ４が攪拌容器１の内周面に接触した状態で摺動する時において、図５の（ａ）に示すように、攪拌アームの凹部５０Ａおよびスクレーパの凹部４０Ａが、上記孔の径方向に対して相互に異なる方向に配置されていると、攪拌アームの凹部５０Ａおよびクレーパの凹部４０Ａが積層方向の境界部で寸断された状態となる。
これにより、撹拌装置の操作中にピンが何らかの外力を受けて回転し、ピンと攪拌物の相互作用が生じてもピンが持ち上げられたとしても、ピンの凸部が凹部の寸断部分によって係止されるので、ピンの脱落を確実に防止することができる。

図６に示すように、ピン軸部６Ａの孔４０，５０への挿入は、支持部材２３を攪拌容器１の上部開口１Ａの上方に持ち上げた状態で行う。
具体的には、支持部材２３を持ち上げると、スクレーパ４が内壁面１Ｂと対向しなくなり、図７に示すように、スクレーパ４は搖動可能な状態になる。
このような状態において、図７の（ｂ）の位置で攪拌アームの凹部５０Ａおよびクレーパの凹部４０Ａの方向が、図８の（ｂ）に示すように一致するように設定すれば、ピンの凸部６Ｃが攪拌アームおよびクレーパの凹部を通過することが可能となって、ピン軸部６Ａの孔４０，５０への挿入が可能となる。

一方、図７の（ａ）の位置で攪拌アームの凹部５０Ａおよびクレーパの凹部４０Ａの方向が、図８の（ｂ）に示すように相違するように設定すれば、図７の（ｂ）の位置で孔４０，５０へのピン軸部６Ａの挿入後、図７の（ａ）の位置にスクレーパを搖動させることによって、攪拌アームの凹部５０Ａおよびクレーパの凹部４０Ａがこれらの積層方向の境界部で寸断された状態となる。
これにより、図５（ａ）に示すように、撹拌装置の操作中にピンが何らかの外力を受けて回転し、ピン６と攪拌物の相互作用が生じてもピン６が持ち上げられたとしても、ピン６の凸部が凹部の寸断部分によって係止されるので、ピン６の脱落を防止することができる。

ここで、支持部材２３を攪拌容器１の上部開口１Ａまで降下させていると、スクレーパ４が内壁面１Ｂと対向し、スクレーパ４は搖動できない状態になる。これにより、攪拌アームの凹部５０Ａおよびクレーパの凹部４０Ａの境界部が寸断された状態が、攪拌アーム３の稼働時においても解除されることがなく、ピン６の脱落を確実に防止することができる。

本発明の別の好ましい実施の形態においては、図９に示すように、上記攪拌アーム３およびクレーパ４の連結部に設けられた孔４０,５０の周壁に、孔の軸方向に沿って伸びる凹部４０Ａ,５０Ａ及び凸部４０Ｂ,５０Ｂが複個設けられている。凹部４０Ａ,５０Ａのうちの１つは、溝の深さがその他の凹部４０Ａ,５０Ａよりも大きくなっており、ピン６の凸部６Ｃが通過可能となっている。
このような構造であると、ピン６の軸部６Ａを各孔４０，５０に挿入した時に、各孔４０，５０の内周面との間に空隙が形成されつつも、各孔４０，５０の内周面に対して複数の凸部４０Ｂ,５０Ｂがピン６の軸部６Ａと線接触することにより、各孔４０，５０の中心に安定して支持される。これにより、本実施形態のスクレーパ４は、アーム部３Ｂの外側部分に固定されたブラケット部材５にピン６を支軸として揺動可能に連結される。

本実施形態は上記構造を有するので、攪拌装置を水などの洗浄液を用いて攪拌アーム３全体を洗浄する際には、攪拌アーム３およびスクレーパ４を互いに連結させた状態においても、孔４０，５０と軸部６Ａとの間に比較的大きな空隙が形成されるので、洗浄液が空隙に流入して排出されることによって、孔４０，５０の内部に入り込んだ攪拌物の残滓を水流によってきれいに除去することができる。

なお、本実施形態では、一例として凹部４０Ａ,５０Ａ及び凸部４０Ｂ,５０Ｂを４つずつ設けているが、孔４０，５０に対してピン６の軸部６Ａを安定的に支持させることができる限り、凹部４０Ａ,５０Ａ及び凸部４０Ｂ,５０Ｂを２つあるいはそれ以上ずつ設けてもよい。

本発明に係る攪拌装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る攪拌装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ｘ 攪拌装置
Ｓ 中心軸線
１ 攪拌容器
１Ｂ 内壁面
２ 駆動機構
３ 攪拌アーム
４ スクレーパ
４Ａ ブレード部
４Ｂ 連結部
４０ 孔
４０Ａ 凹部
４０Ｂ 凸部
５ ブラケット部材（連結部）
５０ 孔
５０Ａ 凹部
５０Ｂ 凸部
６ ピン
６Ａ 軸部
６Ｂ 頭部
６Ｃ 凸部

Claims (3)

1. 攪拌物を収容する攪拌容器と、
   上記攪拌容器の内部において上記攪拌物を攪拌するための攪拌アームと、
   上記攪拌アームに連結され、上記攪拌容器の内壁面に付着した上記攪拌物を掻き取るスクレーパと、を備えた攪拌装置であって、
   上記攪拌アームおよびスクレーパは、孔が設けられた連結部をそれぞれ有し、これらの孔にピンの軸部が挿入支持されることにより、当該ピンを支軸として連結されており、
   上記ピン軸部には、上記攪拌アーム又はスクレーパの連結部に設けられた孔の周縁部に係合して当該ピンの脱落を防止するための凸部が設けられており、
   上記攪拌アームおよびクレーパの連結部のそれぞれに設けられた孔の周壁には、孔の軸方向に沿って伸びる凹部が設けられており、
   上記凹部は、上記攪拌アームの稼働時において、上記孔の径方向に対して相互に異なる方向に配置されていることを特徴とする攪拌装置。
2. 上記攪拌装置の稼働時において、上記攪拌アームおよびクレーパの凹部が配置される径方向のなす角は、４５°〜１８０°であることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
3. 上記攪拌アームおよびクレーパの連結部のそれぞれに設けられた孔の周壁には、孔の軸方向に沿って伸びる凹部が複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撹拌装置。