JP4526930B2 - 粉末混合粉砕装置 - Google Patents

Description

本発明は粉末混合粉砕装置に係り、特に被混合粉砕体を粉砕し混合することにより微細な粉末を生成する粉末混合粉砕装置に関する。

例えば、ファンデーション，アイシャドー，ブラッシャー等の粉末化粧製品を試作する場合、また食品，色材及び樹脂の配合等を行う場合には、試作或は配合を行おうとする複数の原料（以下、被混合粉砕体という）を混合する処理、及び被混合粉砕体を粉砕して粉末化する処理を行う必要がある。

従来、被混合粉砕体を混合・攪拌する装置としては、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この特許文献１に開示された混合（攪拌）装置は、逆円錐状の容器本体内に複数の径方向に複数延出する攪拌翼（ブレード）を有した回転軸が設けられている。また、各攪拌翼の先端には、容器本体の内壁と摺接する掻き取り板が設けられている。この混合装置で被混合粉砕体の攪拌・混合処理を行うには、回転軸を回転させて容器本体内に装填された被混合粉砕体を攪拌・混合する。

また、被混合粉砕体を粉砕する装置としては、例えば特許文献２に開示された構造のものが知られている。この特許文献１に開示された粉砕装置は、上部に投入口が設けられると共に下部に排出口を設けた箱形のケーシングと、このケーシング内に水平に横架される可逆回転可能にして回転数可変のロータを有している。また、ロータの外周にロータ軸と平行なアームピンを介して基端部が蝶着されたハンマアーム及びハンマアームの先端部に嵌着されてロータの半径方向へ延在する略矩形板状の鋼製のハンマヘッドからなる多数のハンマと、ロータの両側方に配設されておりロータと対向する面を凹ませて曲成した磨砕板とを有した構成とされている。

そして、被混合粉砕体は投入口から投入され、ロータの外周に蝶着した多数のハンマのハンマヘッドによる打撃と磨砕板表面での磨砕・剪断作用を繰り返し受けて効果的に粉砕され、粉砕物（製品）となって重力落下し排出口から排出される構成とされている。

このように従来では、被混合粉砕体を混合し、また粉末化するのに攪拌（混合）装置と粉砕装置との２つの装置を必要としていた。
特開２００１−１５７８３２号公報 特開２００４−０８２０４５号公報

しかしながら、従来では被混合粉砕体に対する粉末化処理に、混合装置と粉砕装置の２つの装置を必要としていた。このため、被混合粉砕体を攪拌混合する処理の効率が悪く、処理に長居時間を要するという問題点があった。またこれと同時に、混合装置と粉砕装置との間で被混合粉砕体を移す作業が必要となり、多大な製品ロスが発生してしまうという問題点があった。

また、この問題点を解決する方法として、従来の粉砕装置において混合処理を同時に行うこと、及び従来の混合機において粉砕処理を同時に行うことも考えられる。しかしながら、粉砕装置に設けられる攪拌翼は被混合粉砕体を粉砕するものであり、混合する機能は低い形状となっている。また、粉砕装置では攪拌軸の回転速度が速いため効率のよい混合処理は望めない。

同様に、従来の混合装置において粉砕処理を同時に行おうとしても、混合装置に設けられる攪拌翼は攪拌処理を行うものであり、被混合粉砕体を確実に粉砕することができず、場合によっては攪拌翼が粉砕時の衝撃により変形してしまうことも考えられる。また、粉砕装置では回転軸の回転速度が遅いため、被処理物を確実に粉砕することは望めない。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、粉砕処理と混合・攪拌処理を１台の装置で確実に行うことを可能とした粉末混合粉砕装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。

請求項１記載の発明に係る粉末混合粉砕容器は、
逆円錐形状の容器本体と、
該容器本体の底部に設けられており、回転することにより前記容器本体に装填される被混合粉砕体を主に粉砕する機能を奏するブレードと、
前記容器本体の前記ブレードよりも上部位置に設けられており、前記ブレードと独立して回転することにより前記被混合粉砕体を主に攪拌し混合する機能を奏する攪拌翼と、
前記容器本体を閉蓋する蓋体とを有することを特徴とするものである。

上記発明によれば、混合粉砕体を主に粉砕する機能を奏するブレードと、混合粉砕体を主に攪拌し混合する機能を奏する攪拌翼とを同一の容器本体内に配設すると共に、このブレードと攪拌翼とが独立して回転する構成としたことにより、容器本体内において被混合粉砕体に対して粉砕処理と混合処理を同時に行うことが可能となり、粉砕・混合処理の効率化を図ることができる。またこの際、ブレードと攪拌翼が独立して回転する構成であるため、ブレード及び攪拌翼の構造及び回転数を互いに拘わり無く独自に設定することができる。即ち、ブレードを粉砕に適した構造及び回転数に設定することができると共に、攪拌翼を混合に適した構造及び回転数に設定することができ、これによっても効率の高い粉砕・混合処理を実現することができる。

また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の粉末混合粉砕装置において、
前記ブレードの回転周速度を10m/sec以上150m/sec以下の範囲で可変しうる構成としたことを特徴とするものである。

本発明のように、粉砕効率を高めるにはブレードの回転周速度を10m/sec以上150m/sec以下の範囲で可変することが有効である。

また、請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載の粉末混合粉砕装置において、
前記攪拌翼の回転方向を正逆回転可能な構成とすると共に、
前記攪拌翼の前記容器本体内における正回転方向に対する角度をθとした場合、当該角度θを９０°＜θ＜１８０°に設定したことを特徴とするものである。

上記発明によれば、攪拌翼に上記所定の角度θを持たせ、かつ攪拌翼の回転方向を正逆回転可能な構成としたことにより、攪拌翼を正回転させた場合には被混合粉砕体は容器本体の内壁に沿って上方に変位するため攪拌・混合効率を高めることができ、逆に攪拌翼を逆回転させた場合には被混合粉砕体を容器本体の底部に設けられたブレードに向け付勢するため粉砕効率を高めることができる。

また、請求項４記載の発明は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の粉末混合粉砕装置において、
前記蓋体の断面内壁の形状を楕円形状としたことを特徴とするものである。

上記発明によれば、容器本体を覆う蓋体の断面内壁の形状が楕円形状であるため、被混合粉砕体が攪拌翼により上方に向け運ばれ蓋体に至った際に、楕円形状の蓋体の内壁に沿って落下する。これにより、上方に運ばれた被混合粉砕体が蓋体に付着することを防止でき、攪拌・混合効率を高めることができる。

また、請求項５記載の発明は、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の粉末混合粉砕装置において、
前記容器本体の壁部には、冷却媒体が流れる冷却ジャケットが設けられていることを特徴とするものである。

上記発明によれば、容器本体の壁部に冷却媒体が流れる冷却ジャケットを設けたことにより、粉砕時及び攪拌・混合に被混合粉砕体が加熱することを防止でき、被混合粉砕体の熱による変質の発生を抑制できる。

また、請求項６記載の発明は、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の粉末混合粉砕装置において、
前記ブレードの回転軸と、前記攪拌翼の回転軸を同軸的に配置したことを特徴とするものである。

上記発明によれば、ブレードの回転軸と攪拌翼の回転軸を同軸的に配置したことにより、粉末混合粉砕装置を小型化することが可能となる。

上述の如く本発明によれば、容器本体内において被混合粉砕体に対して粉砕処理と混合処理を同時に行うことが可能となり粉砕・混合処理の効率化を図ることができ、またブレードを粉砕に適した構造及び回転数に設定することができると共に、攪拌翼を混合に適した構造及び回転数に設定することができ、これによっても効率の高い粉砕・混合処理を実現することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施例である粉末混合粉砕装置１を説明するための図である。図１は粉末混合粉砕装置１の外観を示す正面図、左側面図、平面図であり、図２は主に混合粉砕容器１０を示す断面図である。

この粉末混合粉砕装置１は、例えばファンデーション，アイシャドー，ブラッシャー等の粉末化粧製品を試作或は製造する場合に用いるものであり、具体的には各種の被混合粉砕体からタルク，マイカ，酸化チタン，酸化鉄顔料等を生産する時に用いられるものである。この粉末混合粉砕装置１は、大略すると混合粉砕容器１０、蓋体１２、スクレーパー１３（請求項記載の攪拌翼に相当する）、ブレード１４〜１６、支持台１７、ブレード用モータ２５、及び攪拌翼用モータ３０等により構成されている。

混合粉砕容器１０は、例えばステンレス製であり、容器本体１１と蓋体１２とにより構成されている。容器本体１１は、図１及び図２に加えて図３に示すように、円錐台部３５と支持部３６を有している。円錐台部３５は、内部に逆円錐形状のすり鉢状内壁３７が設けられており、また上部開口にはフランジ部４２が形成されている。このフランジ部４２には、後述する蓋体１２を固定するクランプネジ３１が装着されるＵ字スリット４３が形成されている。また、円錐台部３５の底部３８には、後述するブレード軸２７が回転自在な構成で装着される軸孔３９が形成されている。

また、円錐台部３５の外壁４０とすり鉢状内壁３７との間には水冷ジャケット４１が形成されている。この水冷ジャケット４１は、冷却水注入部４４から冷却水が注入され、冷却水排水部４５から排出される構成とされている。このように、容器本体１１に水冷ジャケット４１を設けることにより、後述する粉砕処理時や攪拌・混合時において被混合粉砕体が加熱することを防止でき、被混合粉砕体の熱による変質の発生を抑制することができる。

また、底部３８の側部には、取り出し口３２，３３が設けられている。この取り出し口３２には開閉ハンドル４９が装着され（図２参照）、この開閉ハンドル４９は容器本体１１を開閉しうる構成とされている。よって、粉砕・混合処理が終了した時点で開閉ハンドル４９を操作して容器本体１１の下部を開放することにより、粉砕・混合処理された被混合粉砕体を取り出し口３３から取り出すことができる。

尚、本実施例においては、開閉ハンドル４９を操作することにより手動で容器本体１１を開閉する構成としたが、容器本体１１を開閉は手動に限定されるものではなく、自動開閉する構成としても、またダンパー式の開閉機構を設けた構成としてもよい。

支持部３６は、上記構成とされた円錐台部３５を支持するものであり、円筒部４７とベース部４６とにより構成されている。円錐台部３５は円筒部４７の上部に固定され、これにより円錐台部３５は支持部３６に支持される。また、ベース部４６は後述する支持台１７に固定され、これにより混合粉砕容器１０は支持台１７に固定される。

蓋体１２は、図１及び図２に加えて図４に示すように、天板部５０、フランジ部５１、円筒部５３等により構成されている。天板部５０は、断面内壁の形状が楕円形状に設定されている（図４（Ｂ）参照）。

この天板部５０には、補助開口部５７，５８が設けられている。この補助開口部５７，５８には、粉砕・混合処理時において、各種補助治具が装着される。例えば、補助開口部５７には、粉砕・混合処理時においてフィルタ４８が装着される場合がある（図２参照）。尚、補助開口部５７，５８は、粉砕・混合処理時において補助治具を用いない場合は閉塞ネジにより閉塞される。

また、天板部５０の中央位置には、スクレーパー軸受５６が設けられている。このスクレーパー軸受５６には、後述するスクレーパー１３の軸部６０が回転可能に装着される。円筒部５３は、このスクレーパー軸受５６を囲繞するよう天板部５０に固定されている。この円筒部５３の上端部にはモータ固定フランジ５２が設けられている。このモータ固定フランジ５２には、スクレーパー１３を回転させるための攪拌翼用モータ３０が装着される（図１及び図２参照）。

また、天板部５０の下端部には、フランジ部５１が設けられている。このフランジ部５１は容器本体１１に設けられたフランジ部４２と対応するものであり、フランジ部５１に形成されたＵ字スリット４３と対応する位置にはＵ字スリット５９が形成されている。よって、フランジ部５１とフランジ部４２とを位置合わせし、一致したＵ字スリット４３とＵ字スリット５９との間にクランプネジ３１を配設して締結することにより、容器本体１１と蓋体１２は一体化する。

更に、円筒部５３の背面側には、アーム固定部５４が設けられている（図１（Ｂ），（Ｃ）及び図４参照）。このアーム固定部５４は、支持台１７に設けられたアーム２３に固定される。

支持台１７は、図１に示されるように、テーブル２０、脚部２１、柱部２２、アーム２３等により構成されている。テーブル２０は複数の脚部２１により支持された構成とされている。この脚部２１の下部には、ローラ２８及び固定パッド２９が配設されている。このローラ２８と固定パッド２９は選択的に床に当接する構成とされており、粉末混合粉砕装置１の不使用時で粉末混合粉砕装置１を移動させる場合にはローラ２８が床に当接し、粉末混合粉砕装置１が粉砕・混合処理を行う場合には固定パッド２９が床に当接する。固定パッド２９が床に当接することにより、混合粉砕容器１０で発生する振動を抑制することができる。

テーブル２０には、混合粉砕容器１０、柱部２２、及びブレード用モータ２５等が固定される。前記したように、混合粉砕容器１０の一部を構成する支持部３６は、テーブル２０に固定されている。これにより混合粉砕容器１０は、支持部３６を介して支持台１７にこいてされた構成とされている。

また、柱部２２は、テーブル２０上における混合粉砕容器１０の背部位置に立設されている。この柱部２２は、下端がテーブル２０に固定されており、また上端部には略直角方向に延出する（混合粉砕容器１０に向け延出する）アーム２３が設けられている。

前記したように、このアーム２３には蓋体１２のアーム固定部５４が固定されている。また、アーム２３はハンドル２４（図１（Ｂ）参照）を操作することにより、テーブル２０に対して昇降動作する構成とされている。また、混合粉砕容器１０は前記のようにテーブル２０に固定された構成とされている。

よって、クランプネジ３１を取り外した状態においてハンドル２４を操作することにより、蓋体１２は容器本体１１に対して昇降動作する。この際、攪拌翼用モータ３０も蓋体１２と一体的に昇降動作する。粉砕・混合前の被混合粉砕体は、容器本体１１に対して蓋体１２が上昇した状態（開蓋状態）において容器本体１１内に装填される。尚、本実施例では上記のように蓋体１２の開閉にハンドル２４を手動操作する構造を示したが、蓋体１２の開閉はこれに限定されるものではなく、油圧，空圧，或いは電動により自動開閉する構成としてもよい。

ブレード用モータ２５は、テーブル２０の背面側に固定されている。このブレード用モータ２５と、後述する混合粉砕容器１０に設けられるブレード軸２７との間には、ベルト２６が配設されている。よって、ブレード用モータ２５が駆動することにより、ベルト２６を介してブレード軸２７が回転する構成とされている。

続いて、混合粉砕容器１０の内部構造について、主に図２を用いて説明する。前記したように、混合粉砕容器１０は容器本体１１と蓋体１２とにより構成されている。そして、混合粉砕容器１０の内部には、すり鉢状内壁３７と楕円状内壁５５により構成される空間部が形成される。このすり鉢状内壁３７と楕円状内壁５５により構成される空間部は、装填される被混合粉砕体に対して粉砕処理及び攪拌・混合処理を行う処理室となる。

この混合粉砕容器１０の内部には、スクレーパー１３、各種ブレード１４〜１６、及びブレード軸２７等が配設される。スクレーパー１３は、図２に加え図５に示すように、軸部６０、フレーム６１、環状部６２、及び第１乃至第３の攪拌羽根６３〜６５等により構成されている。

軸部６０は、蓋体１２に形成されたスクレーパー軸受５６に回転自在に軸承される。これにより、スクレーパー１３は蓋体１２に回転自在に装着された構成となる。この軸部６０にはモータ軸連結部６６が形成されており、攪拌翼用モータ３０の回転駆動軸は、このモータ軸連結部６６に接続されている。

従って、攪拌翼用モータ３０が回転駆動することにより、スクレーパー１３はこれに伴い回転する。この際、本実施例では、このスクレーパー１３の回転速度は、200r.p.m〜1400r.p.mの範囲で可変可能な構成とされている。このように、スクレーパー１３の回転速度を可変できる構成としたことにより、被混合粉砕体の特性（重さ，大きさ、粒径等）に最適な攪拌・混合条件を設定することが可能となる。

尚、軸部６０とスクレーパー軸受５６との間には、図示しないシール機構が設けられており、粉末化した被混合粉砕体がスクレーパー軸受５６から粉末混合粉砕装置１の外部に漏洩しないよう構成されている。

本実施例では、スクレーパー１３は平面視した状態（図５（Ａ）に示す状態）において、反時計方向（同図に矢印Ａ１方向）及び時計方向（同図に矢印Ａ２方向）のいずれにも回転可能な構成とされている。以下の説明においては、スクレーパー１３が反時計方向（Ａ１方向）に回転する場合を正回転とし、スクレーパー１３が時計方向（Ａ２方向）に回転する場合を逆回転とするものとする。

軸部６０には４本のフレーム６１が設けられている。この４本のフレーム６１は、上端部が前記の軸部６０に固定され、下端部が環状部６２に固定された構成とされている。この環状部６２は、図５（Ａ）に示すように、円形状とされている。このフレーム６１には、第１乃至第３の攪拌羽根６３〜６５が取り付けられている。

この第１乃至第３の攪拌羽根６３〜６５は、主に混合粉砕容器１０に装填された被混合粉砕体を攪拌し混合する機能を奏するものである。また、容器本体１１のすり鉢状内壁３７或は蓋体１２の楕円状内壁５５と摺接し、この各内壁３７，５５に付着した被混合粉砕体を掻き落とす機能も奏する。

第１の攪拌羽根６３は、本実施例では２枚設けられており、１８０°離間したフレーム６１に夫々取り付けられている。この第１の攪拌羽根６３は、スクレーパー１３の回転方向に対して傾けて配設されている。

具体的には、図５（Ｃ）に示される一番手前に位置する第１の攪拌羽根６３（特に、符号６３Ａを付す）を例に挙げると、第１の攪拌羽根６３Ａは、スクレーパー１３の回転方向Ａ１に対し、９０°を越えると共に１８０°未満の範囲の傾斜角度θ１を有している（９０°＜θ１＜１８０°）。

第２の攪拌羽根６４は、本実施例では２枚設けられており、第１の攪拌羽根６３が設けられたフレーム６１と直交するフレーム６１に夫々取り付けられている。この第２の攪拌羽根６４もスクレーパー１３の回転方向に対して傾けて配設されている。

具体的には、図５（Ｂ）に示される一番手前に位置する第２の攪拌羽根６４（特に、符号６４Ａを付す）を例に挙げると、第２の攪拌羽根６４Ａは、スクレーパー１３の回転方向Ａ１に対し、９０°を越えると共に１８０°未満の範囲の傾斜角度θ２を有している（９０°＜θ２＜１８０°）。この第１の攪拌羽根６３及び第２の攪拌羽根６４は、容器本体１１のすり鉢状内壁３７に摺接するよう構成されている。

更に、第３の攪拌羽根６５は、第１の攪拌羽根６３が配設されたフレーム６１の肩部（上部）に設けられている。この第３の攪拌羽根６５の形状は、蓋体１２に形成された楕円状内壁５５の楕円形状と対応する形状とされている。よって、この第３の攪拌羽根６５は蓋体１２の楕円状内壁５５に摺接し、主にこの楕円状内壁５５に付着した被混合粉砕体を掻き落とす機能を奏する。

次に、各種ブレード１４〜１６及びブレード軸２７について説明する。ブレード１４〜１６は、前記したスクレーパー１３の下部位置に配置され、主に混合粉砕容器１０内に装填された被混合粉砕体を粉砕する機能を奏するものである。

この各種ブレード１４〜１６は例えばステンレス製であり、前記したブレード軸２７に固定されている。前記のようにブレード軸２７はベルト２６を介してブレード用モータ２５に接続されており、また軸孔３９を挿通してその一部が混合粉砕容器１０の内部に突出した構成となっている。ブレード１４〜１６は、この混合粉砕容器１０の内部に突出したブレード軸２７に固定されている。

よって、ブレード用モータ２５が回転駆動することにより、ブレード１４〜１６はこれに伴い回転する。この際、本実施例では、ブレード１４〜１６は高速回転され、その回転周速度は10m/sec以上150m/sec以下の範囲で可変可能な構成とされている。このように、ブレード１４〜１６の回転周速度を可変できる構成としたことにより、被混合粉砕体の特性（硬さ，大きさ等）や、生成しようとする粉末体の粒径等に最適な粉砕条件を設定することが可能となる。

尚、ブレード軸２７と軸孔３９との間には、図示しないシール機構が設けられており、粉末化した被混合粉砕体が軸孔３９から粉末混合粉砕装置１の外部に漏洩しないよう構成されている。

ここで、ブレード軸２７及び軸部６０に注目すると、ブレード軸２７と軸部６０は互いに分離独立した構成とされている。従って、ブレード軸２７はブレード用モータ２５により、また軸部６０は攪拌翼用モータ３０により、互いに拘わり合うことなく独立して回転可能な構成とされている。即ち、ブレード軸２７（ブレード１４〜１６）の回転速度と、攪拌翼用モータ３０（スクレーパー１３）の回転速度を異なる速度また異なる回転方向に設定することができる。

また、本実施例では、ブレード軸２７と軸部６０を同軸的に配置した構成としている。この構成することにより、ブレード軸２７と軸部６０とを非同軸的に配設した構成に比べ、混合粉砕容器１０の小型化を図ることができ、延いては粉末混合粉砕装置１の小型化を図ることができる。

一方、複数のブレード１４〜１６の内、最下部に配設される下ブレード１４は、図６に拡大して示すように、軸受部７１と湾曲羽根７０とにより構成されている。軸受部７１はブレード軸２７に固定される部位である。また、湾曲羽根７０は、容器本体１１の底部３８の形状に対応した形状とされている。

即ち、下ブレード１４の両端部である湾曲羽根７０は、底部３８の形状に沿って跳ね上がったような形状とされている（図２及び図６（Ｂ）参照）。よって、下ブレード１４は、その略全面において底部３８と摺接する。この下ブレード１４は、主に底部３８に付着した被混合粉砕体を掻き落とす機能を奏する。

この下ブレード１４の上部には、スペーサ８０を介して平ブレード１５及びナイフブレード１６が適宜配設されている。平ブレード１５は、図７に示すように平板形状を有し、その中心位置にはブレード軸２７に固定するための軸孔７３が形成されている。また、この軸孔７３の両側には平板羽根７２が延出しており、この平板羽根７２は略均一な厚さとされている。

ナイフブレード１６は、図８に示すように、軸受部７６と羽根部７５とを有した構成とされている。軸受部７６はブレード軸２７に固定される部位であり、その両側には羽根部７５が延出形成されている。この羽根部７５は、長辺側縁部にナイフエッジ部７４が形成されている。このように、羽根部７５にナイフエッジ部７４を形成することにより、ナイフブレード１６が回転に伴い被混合粉砕体に衝突した場合、高い粉砕効果（特に、切断硬化）を実現することができる。

尚、本実施例では、下ブレード１４の上部にナイフブレード１６、平ブレード１５、ナイフブレード１６の順でブレード１４，１５を３枚積層した構成としているが、各ブレード１４，１５の積層枚数及び積層順序は本実施例の構成に限定されるものではなく、被混合粉砕体の特性等に応じて適宜変更しうるものである。

続いて、上記構成とされた粉末混合粉砕装置１において、被混合粉砕体を粉砕・混合するときの動作について説明する。

粉末混合粉砕装置１により被混合粉砕体を粉砕・混合するには、開閉ハンドル４９により取り出し口３３を閉じ、またクランプネジ３１を全て外した状態とした上で、ハンドル２４を操作して蓋体１２を容器本体１１に対して開蓋する。そして、容器本体１１が開蓋された容器本体１１に対し、粉砕・混合処理前の被混合粉砕体を装填する。

被混合粉砕体が装填されると、再びハンドル２４を操作して蓋体１２を閉蓋する。また、クランプネジ３１を全て締結すると共に、必要がある場合には補助開口部５７，５８にフィルタ４８等の補助治具を装着する。

以上の前準備が終了すると、ブレード用モータ２５及び攪拌翼用モータ３０を起動する。また、これに伴い図示しない冷却水循環装置を起動し、水冷ジャケット４１に対し冷却水の供給及び排水処理を開始する。

前記したように、ブレード用モータ２５を回転駆動することにより各ブレード１４〜１６が回転を開始し、攪拌翼用モータ３０を回転駆動することによりスクレーパー１３が回転を開始する。この際、ブレード１４〜１６は10m/sec以上150m/sec以下の回転周速度の範囲で高速回転され、スクレーパー１３はブレード１４〜１６に対して低速である200r.p.m以上1400r.p.m以下の範囲の回転速度で回転する。このように、本実施例では、スクレーパー１３の回転速度と、ブレード１４〜１６の回転速度を異なる速度とすることができる。

被混合粉砕体を粉砕する処理においては、ブレード１４〜１６を高速回転させたほうが粉砕効率は高い。これに対し、攪拌・混合処理においてはスクレーパー１３を高速回転させると、被混合粉砕体は飛散するだけであり攪拌・混合効率が低下すると共に、被混合粉砕体はブレード１４〜１６が配設された混合粉砕容器１０の下部に落下せず、粉砕効率も低下してしまう。従って、本実施例のようにスクレーパー１３を攪拌・混合効率の良好な200r.p.m以上1400r.p.m以下の低速回転速度に設定し、ブレード１４〜１６の回転周速度を粉砕効率の良好な10m/sec以上150m/sec以下の高速に設定することにより、粉砕効率及び攪拌・混合効率の双方の効率を高めることができる。

粉末混合粉砕装置１の始動時においては、被混合粉砕体は混合粉砕容器１０の底部に位置している。よって、ブレード１４〜１６が高速回転することにより被混合粉砕体は粉砕処理が行われる。この粉砕が行われた被混合粉砕体は、ブレード１４〜１６の回転に伴う遠心力により容器本体１１のすり鉢状内壁３７に向け付勢される。

この各ブレード１４〜１６と対向する位置にはスクレーパー１３の第１の攪拌羽根６３が設けられており、この第１の攪拌羽根６３はスクレーパー１３の回転と共に回転している。この際、始動を開始した後所定時間は、スクレーパー１３は正方向（図５における矢印Ａ１方向）に回転するよう構成されている。また、第１の攪拌羽根６３はスクレーパー１３の回転方向Ａ１に対し、所定の角度θ１（９０°＜θ１＜１８０°）を有している。このため、鉢状内壁３７に向け付勢され移動してきた被混合粉砕体は、第１の攪拌羽根６３により上方に向け搬送される。

また、このように第１の攪拌羽根６３により上方に搬送された被混合粉砕体、及びブレード１４〜１６の回転によりすり鉢状内壁３７の中央位置まで直接飛散した被混合粉砕体は、第２の攪拌羽根６４により攪拌・混合される。

この第２の攪拌羽根６４もスクレーパー１３の回転方向Ａ１に対し、所定の角度θ２（９０°＜θ２＜１８０°）を有している。このため、第２の攪拌羽根６４の配設位置まで移動してきた被混合粉砕体は、この第２の攪拌羽根６４により更に上方に向け搬送される。

そして、第２の攪拌羽根６４の上端部にまで被混合粉砕体が搬送された状態において、被混合粉砕体は第２の攪拌羽根６４から離脱し、再びブレード１４〜１６に落下して粉砕処理が行われる。また、すり鉢状内壁３７，底部３８，及び楕円状内壁５５に付着した被混合粉砕体は、第１乃至第３の攪拌羽根６３〜６５が混合粉砕容器１０の内壁３７，３８，５５と摺接することにより掻き落とされる。よって、被混合粉砕体が混合粉砕容器１０の内壁３７，３８，５５にこびり付くようなこともない。更に、上記のように粉砕・混合処理中は、容器本体１１に設けられた水冷ジャケット４１に冷却水が流れるため、被混合粉砕体が加熱し変質することを抑制できる。

また、被混合粉砕体の特性等により特に粉砕効率を高めたい場合には、攪拌翼用モータ３０を制御することによりスクレーパー１３の回転を逆回転（図５（Ａ）におけるＡ２方向の回転）とする。

前記のように第１の攪拌羽根６３はスクレーパー１３の回転方向Ａ１に対して９０°を越えると共に１８０°未満の範囲の傾斜角度θ１（９０°＜θ１＜１８０°）を有しており、同様に第２の攪拌羽根６４もスクレーパー１３の回転方向Ａ１に対して９０°を越えると共に１８０°未満の範囲の傾斜角度θ２（９０°＜θ２＜１８０°）を有している。

このため、スクレーパー１３を正回転（Ａ１方向回転）させた場合には、被混合粉砕体は容器本体１１の内壁に沿って上方に変位し、よって攪拌・混合効率を高めることができる。逆に、スクレーパー１３を逆回転（Ａ２方向回転）させた場合には、被混合粉砕体は容器本体１１の底部３８に設けられたブレード１４〜１６に向け付勢するため粉砕効率を高めることができる。このように、本実施例に係る粉末混合粉砕装置１では、単にスクレーパー１３の回転方向を正逆で変更するだけの処理で、被混合粉砕体に対する粉砕効率を調整することができる。

上記したように本実施例に係る粉末混合粉砕装置１によれば、容器本体１１内において被混合粉砕体に対して粉砕処理と混合処理を同時に行うことが可能となり、粉砕・混合処理の効率化を図ることができる。

尚、本発明は上記した実施例の態様に限定されるものではなく、本発明を具現化できる種々の粉末混合粉砕装置に適用できるものである。具体的には、本実施例では容器本体１１が、逆円錐形状のすり鉢状内壁３７が設けられた円錐台部３５と、支持部３６とを有した構成とした。しかしながら容器本体１１の内面形状はこれに限定されるものではなく、例えば逆円錐形状のすり鉢状内壁３７に代えて、内面が円弧状の円弧形状内壁を有するよう容器本体１１を構成することもできる。この構成とした場合でも、上記した本実施例と同様の効果を実現することができる。

また、本実施例では、スクレーパー１３を攪拌翼用モータ３０により直接回転駆動し、ブレード１４〜１６はベルト２６を介して伝達されるブレード用モータ２５の駆動力により回転駆動する構成とした。しかしながら、スクレーパー１３及びブレード１４〜１６の駆動はこれに限定されるものではなく、ベルトを介してスクレーパー１３を攪拌翼用モータ３０により駆動される構成とし、またブレード１４〜１６をブレード用モータ２５により直接駆動する構成としてもよい。このように、各モータ２５，３０とスクレーパー１３及びブレード１４〜１６との駆動伝達は、特に限定されるものではなく、周知の各種の駆動力伝達手段を用いることができる。

図１は、本発明の一実施例である粉末混合粉砕装置を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は平面図である。 図２は、本発明の一実施例である粉末混合粉砕装置を構成する混合粉砕容器の断面図である。 図３は、本発明の一実施例である粉末混合粉砕装置を構成する容器本体を示す図であり、（Ａ）は上部半分を示す平面図、（Ｂ）は断面図である。 図４は、本発明の一実施例である粉末混合粉砕装置を構成する蓋体を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 図５は、本発明の一実施例である粉末混合粉砕装置を構成するスクレーパーを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は右側面図である。 図６は、本発明の一実施例である粉末混合粉砕装置を構成する下ブレードを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 図７は、本発明の一実施例である粉末混合粉砕装置を構成する平ブレードを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 図８は、本発明の一実施例である粉末混合粉砕装置を構成するナイフブレードを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 図９は、本発明の一実施例である粉末混合粉砕装置を構成するスペーサを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。

符号の説明

１ 粉末混合粉砕装置
１０ 混合粉砕容器
１１ 容器本体
１２ 蓋体
１３ スクレーパー
１４ 下ブレード
１５ 平ブレード
１６ ナイフブレード
２５ ブレード用モータ
３０ 攪拌翼用モータ
３１ クランプネジ
３５ 円錐台部
３６ 支持部
３７ すり鉢状内壁
４０ 外壁
４１ 水冷ジャケット
４４ 冷却水注入部
４５ 冷却水排水部
４６ ベース部
４７ 円筒部
５０ 天板部
５１ フランジ部
５２ モータ固定フランジ
５５ 楕円状内壁
５６ スクレーパー軸受
６０ 軸部
６１ フレーム
６２ 環状部
６３ 第１の攪拌羽根
６４ 第２の攪拌羽根
６５ 第３の攪拌羽根
６６ モータ軸連結部
７０ 湾曲羽根
７１ 軸受部
７２ 平板羽根

Claims (6)

1. 逆円錐形状の容器本体と、
   該容器本体の底部に設けられており、回転することにより前記容器本体に装填される被混合粉砕体を主に粉砕する機能を奏するブレードと、
   前記容器本体の前記ブレードよりも上部位置に設けられており、前記ブレードと独立して回転することにより前記被混合粉砕体を主に攪拌し混合する機能を奏する攪拌翼と、
   前記容器本体を閉蓋する蓋体とを有することを特徴とする粉末混合粉砕装置。
2. 請求項１記載の粉末混合粉砕装置において、
   前記ブレードの回転周速度を10m/sec以上150m/sec以下の範囲で可変しうる構成としたことを特徴とする粉末混合粉砕装置。
3. 請求項１または２記載の粉末混合粉砕装置において、
   前記攪拌翼の回転方向を正逆回転可能な構成とすると共に、
   前記攪拌翼の前記容器本体内における正回転方向に対す
   る角度をθとした場合、当該角度θを９０°＜θ＜１８０°に設定したことを特徴とする粉末混合粉砕装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の粉末混合粉砕装置において、
   前記蓋体の断面内壁の形状を楕円形状としたことを特徴とする粉末混合粉砕装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の粉末混合粉砕装置において、
   前記容器本体の壁部には、冷却媒体が流れる冷却ジャケットが設けられていることを特徴とする粉末混合粉砕装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の粉末混合粉砕装置において、
   前記ブレードの回転軸と、前記攪拌翼の回転軸を同軸的に配置したことを特徴とする粉末混合粉砕装置。

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