JP6518435B2 - 攪拌機及びその運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器内に投入された原料を攪拌する攪拌機及びその運転方法に関する。

攪拌機は、例えば原料を攪拌して所望の生成物を製造する際に用いられる。このような攪拌機は、化学、食品、医薬、エネルギー等の種々の分野において広く利用されている。この種の分野において用いられる攪拌機は、一般的に、原料が投入される筒状の容器と、当該容器内において回転可能に設けられた攪拌羽根と、を備えており、攪拌羽根を回転させることにより容器内の原料を攪拌する。

このような攪拌機は、原料を単に攪拌して混合する用途で用いられる場合もあり、原料を混合して造粒する用途で用いられる場合もある。原料を造粒するための攪拌機の中には、造粒効率を高めるために、容器の側面に、解粉羽根と呼ばれる副次的な羽根を備えるものもある。

また、このような攪拌機の容器は、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ている。これにより、蓋部材を開くことで、容器の内壁、すなわち容器本体の内壁および蓋部材の内壁を清掃することが可能となっている。特に、攪拌する原料が粘性や湿潤性を有する場合には、攪拌時に、原料が容器の内壁に多量に付着し易い。このように原料が容器の内壁に多量に付着する状況が生じ得る場合には、蓋部材を開くことで、付着した原料を取り除く作業が頻繁に行われることもある。

一方で、上記のように蓋部材を開くことなく、容器の内壁に付着した原料を取り除くことが可能な攪拌機も従来から知られている。例えば、特許文献１には、円筒形容器内壁近傍を回転するスクレーパを有する攪拌装置が開示されている。この特許文献１に開示された攪拌装置は、遊星運動可能な２本の攪拌翼を備えており、これら攪拌翼の公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。

この特許文献１には、容器内壁とスクレーパのクリアランスを一定にした後、回転軸を固定してもよいこと、および、スクレーパが、ペースト（原料）液面上限よりも上の位置で容器内壁と接触し、ペースト液面上限以下では容器内壁と非接触となるように設置されてもよいこと等が開示されている。

特開２００６−２７２１３９号公報

上述したようなスクレーパが攪拌機に設けられる場合には、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望まれる。特に、食品分野および医薬分野においては、上述したような摩耗粉や部材等の異物の混入が人体に影響を及ぼす虞があり、異物混入を確実に防止することが強く望まれる。

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壁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推進され得るため、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、容器内壁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壁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。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、スクレーパを用いた場合であっても、容器の内壁には原料が残存してしまう場合がある。このような場合には、適宜、容器の蓋部材を開いて、手作業によって残存した原料を取り除くことも可能である。

しかしながら、上述のように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得るし、特に、医薬分野における高薬理活性の原料を攪拌している場合には、原料が作業員に好ましくない影響を及ぼす可能性があり、望ましくない。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、付着した原料を十分に取り除くことができるスクレーパが求められる。しかしながら、特許文献１に開示されたスクレーパは、円筒形容器内壁近傍に配置された回転軸から、円筒形容器内壁に沿う方向で一方側に延びつつ容器の内壁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粉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、容器の内壁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、容器の内壁から取り除いた原料を攪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。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、スクレーパの摩耗を抑制することができると共に、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、しかも、容器の内壁に付着した原料を効果的に取り除くことができる攪拌機及びその運転方法を提供することを目的とする。

本発明は、容器内に投入された原料を攪拌する攪拌機であって、前記容器の内壁に沿って延びる軸部材を有するスクレーパ用アームと、前記軸部材に回転可能に取り付けられたスクレーパと、を備え、前記スクレーパ用アームは、前記軸部材を、前記容器の内壁に沿って、前記容器の中心軸線を回転中心とした前記容器の周方向に回転させるようになっており、前記スクレ−パは、前記軸部材の中心軸線を回転中心とした回転方向で互いに異なる位置に形成された第１エッジ部および第２エッジ部を有しており、前記スクレーパが前記軸部材の中心軸線を回転中心とした回転方向で一方側に回転することにより、前記第１エッジ部が前記容器の内壁に対して接触し、前記第２エッジ部が前記容器の内壁に対して離間するようになっており、前記スクレーパが前記軸部材の中心軸線を回転中心とした回転方向で他方側に回転することにより、前記第２エッジ部が前記容器の内壁に対して接触し、前記第１エッジ部が前記容器の内壁に対して離間するようになっている、攪拌機、である。

前記攪拌機において、前記スクレーパ用アームは、前記軸部材を前記容器の周方向の一方側および他方側に回転させることが可能となっている、ことが好ましい。

この場合、前記攪拌機において、前記容器は、断面円形の側壁部を有し、前記側壁部に、解粉羽根が設けられており、前記軸部材は、前記容器の中心軸線と平行に前記側壁部の内壁に沿って延びており、前記スクレーパ用アームは、前記軸部材を前記側壁部の内壁に沿って前記容器の周方向の一方側および他方側に回転させることにより、前記スクレーパを前記解粉羽根に接近および離反させることが可能となっていてもよい。

また、この場合、前記攪拌機において、前記解粉羽根は、前記側壁部から前記容器の内部に突出した回転軸部と、前記側壁部から前記容器の径方向に離間した位置で前記回転軸部に固定された羽根本体と、を有しており、前記スクレーパのうちの、少なくとも前記容器の中心軸線方向で前記回転軸部と重なる部分は、前記軸部材の中心軸線を回転中心とした回転方向における前記第１エッジ部と前記第２エッジ部との間の距離が、その他の部分よりも小さくなっている、ことが好ましい。

また、前記攪拌機において、前記スクレーパ用アームは、当該攪拌機の攪拌動作中に、前記軸部材を回転させることが可能となっている、ことが好ましい。

また、前記攪拌機において、前記軸部材の中心軸線方向に沿って見た場合に、前記スクレーパは三角形状に形成されており、三角形状の２つの角部うちの一方に前記第１エッジ部が形成され、他方に前記第２エッジ部が形成されていてもよい。

また、本発明は、前記の攪拌機の運転方法であって、前記容器内に投入された原料を攪拌する工程と、前記スクレーパ用アームによって、前記軸部材を前記容器の内壁に沿って前記容器の中心軸線を回転中心とした周方向に回転させて、前記スクレーパを前記容器の周方向に回転させる工程と、を備える、攪拌機の運転方法、である。

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、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。しかも、容器の内壁に付着した原料を効果的に取り除くことができる。

本発明の第１の実施の形態による攪拌機の概略断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って見た場合の攪拌機の概略図である。 図１に示す攪拌機のスクレーパ用アームの拡大図である。 図２に示すスクレーパ用アームが有する第１アーム部の第１軸部材の端部に設けられた連結部を示す図であり、（Ａ）は図２の矢印Ｂ方向に沿って見た場合の図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、図２に示すスクレーパ用アームが有する第１アーム部における第１軸部材と第２軸部材との連結態様を説明する図である。 図２に示すスクレーパ用アームに取り付けられたスクレーパを示す図であり、（Ａ）は図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、（Ｂ）および（Ｃ）はスクレーパが当該スクレーパを支持する軸部材を回転中心として回転する様子を示す図である。 図５に示すスクレーパが、容器の内壁に付着した原料を取り除く様子を説明する図であり、（Ａ）はスクレーパ用アームが容器の中心軸線を回転中心として回転する前の状態を示し、（Ｂ）および（Ｃ）はスクレーパ用アームが回転することによりスクレーパが容器の内壁に付着した原料を取り除く様子を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による攪拌機の概略断面図である。 図７のＥ−Ｅ線に沿って攪拌機の要部を見た図である。 本発明の第３の実施の形態による攪拌機の概略断面図である。 図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。 図９の攪拌機におけるスクレーパの動作を説明する図である。

以下、本発明の各実施の形態による攪拌機について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態について以下に説明する。図１Ａは、本実施の形態による攪拌機１の概略断面図であり、図１Ｂは、図１のＡ−Ａ線に沿って見た場合の攪拌機１の概略図である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本実施の形態の攪拌機１は、原料が投入される容器２と、容器２内において回転可能に設けられた攪拌羽根１０、解粉羽根２０およびスクレーパ用アーム３０と、スクレーパ用アーム３０に取り付けられたスクレーパ４４，４５，５２と、を備えている。

本実施の形態の容器２は、有底筒状の容器本体３と、容器本体３の開放部分を開閉可能に覆う円板状の蓋部材４と、を有している。容器本体３の中心軸線と、蓋部材４の中心軸線とは同一軸線上に位置している。以下、容器本体３の中心軸線と蓋部材４の中心軸線とが共通に位置する軸線を、容器２の中心軸線Ｃ１と呼ぶ。また、中心軸線Ｃ１に直交する方向を容器２の径方向と呼び、中心軸線Ｃ１回りの方向を周方向と呼ぶものとする。また、説明の便宜上、容器２の内部に対して中心軸線Ｃ１方向で蓋部材４が位置する方向を上方と呼ぶ場合があり、その反対の方向を下方と呼ぶ場合がある。しかしながら、本発明は、実施の形態で説明する方向に限定して解釈されるものではない。

図示の例において、容器本体３は、底部３Ａと、底部３Ａの外周縁から上方に向けて延びる断面円形の側壁部３Ｂと、を有しており、側壁部３Ｂが上方に向けて開放している。この例では、側壁部３Ｂが、底部３Ａの外周縁から中心軸線Ｃ１に沿って延びる円筒状の第１側壁部３Ｂ１と、第１側壁部３Ｂ１の上端縁から上方に延びるに従い縮径する第２側壁部３Ｂ２と、を有している。ここで、第１側壁部３Ｂ１の内壁３Ｃ１は、中心軸線Ｃ１に沿って延びており、第２側壁部３Ｂ２の内壁３Ｃ２は、上方に延びるに従い中心軸線Ｃ１側に延びている。また、容器本体３は、側壁部３Ｂを外側から覆うジャケット５を有している。

また、蓋部材４は、容器本体３の側壁部３Ｂのうちの第２側壁部３Ｂ１の上端縁に接して、容器本体３の開放部分を開閉可能に覆っている。ここで、蓋部材４の内壁４Ｃは、容器２の径方向に沿って延びている。

攪拌羽根１０は、容器本体３の底部３Ａ側に設けられており、中心軸線Ｃ１に沿って容器本体３の外部から底部３Ａを貫通した図示しないモータ等を含む駆動装置の撹拌羽根用駆動軸１１に連結している。これにより、撹拌羽根１０は、上記駆動装置の撹拌羽根用駆動軸１１の回転駆動に応じて、中心軸線Ｃ１を回転中心として回転するようになっている。

また、解粉羽根２０は、容器本体３の側壁部３Ｂのうちの第１側壁部３Ｂ１に設けられている。解粉羽根２０は、第１側壁部３Ｂ１から容器２の内部に突出した回転軸部２１と、第１側壁部３Ｂ１から容器２の径方向に離間した位置で回転軸部２１に固定された複数の羽根本体２２と、を有している。容器本体３の外部には、チョッパー用モータ２４が配置されており、チョッパー用モータ２４の駆動軸２３が、容器本体３の外部から内部に延びている。回転軸部２１は、駆動軸２３に連結している。これにより、解粉羽根２０は、チョッパー用モータ２４の駆動軸２３の回転駆動に応じて、回転軸部２１の中心軸線を回転中心として回転するようになっている。

スクレーパ用アーム３０は、容器２における蓋部材４側に設けられており、中心軸線Ｃ１に沿って容器２の外部から蓋部材４を貫通したスクレーパ用アーム用モータ３１の駆動軸３２に連結している。スクレーパ用アーム用モータ３１は、蓋部材４の上方に設けられており、その駆動軸３２の先端部３２Ａは、蓋部材４を貫通して容器３の内部に露出している。この先端部３２Ａに、スクレーパ用アーム３０が取り付けられている。これにより、スクレーパ用アーム３０は、スクレーパ用アーム用モータ３１の駆動軸３２の回転駆動に応じて、中心軸線Ｃ１を回転中心として回転するようになっている。

図２は、図１に示すスクレーパ用アーム３０の拡大図である。図１Ａおよび図２に示すように、本実施の形態のスクレーパ用アーム３０は、駆動軸３２の先端部３２Ａを挿入させた状態で先端部３２Ａに固定される連結筒部３５と、連結筒部３５の外周部から容器２の内部に延びる第１アーム部４０および第２アーム部５０と、を有している。

第１アーム部４０は、連結筒部３５から容器２の径方向に延びるに従い下方に延びる第１軸部材４１と、第１軸部材４１の先端部から容器本体３のうちの第２側壁部３Ｂ２の内壁３Ｃ２に沿って傾斜して延びる第２軸部材４２と、第２軸部材４２の先端部から容器本体３のうちの第１側壁部３Ｂ１の内壁３Ｃ１に沿って延びる第３軸部材４３と、を有している。また、第２アーム部５０は、連結筒部３５から蓋部材４の内壁４Ｃに沿って容器２の径方向に延びる第４軸部材５１を有している。

このうち、第２軸部材４２に、傾斜内壁用スクレーパ４４が第２軸部材４２の中心軸線Ｌａを回転中心として回転可能に取り付けられている。また、第３軸部材４３に、垂直内壁用スクレーパ４５が第３軸部材４３の中心軸線Ｌｂを回転中心として回転可能に取り付けられている。また、第４軸部材５１に、蓋内壁用スクレーパ５２が第４軸部材５１の中心軸線Ｌｃを回転中心として回転可能に取り付けられている。

傾斜内壁用スクレーパ４４は、第２軸部材４２に沿って延びる形状に形成されており、第２軸部材４２が挿入される穴４４Ａが形成されている。この穴４４Ａに第２軸部材４２が挿入されることにより、傾斜内壁用スクレーパ４４は、第２軸部材４２の中心軸線Ｌａを回転中心として回転可能とされる。図示の例では、第２軸部材４２の底部３Ａ側の端部に、外周側に張り出したストッパ部４２Ａが形成されている。傾斜内壁用スクレーパ４４は、ストッパ部４２Ａに当接して抜け止めされることにより、第２軸部材４２に保持されている。

また、垂直内壁用スクレーパ４５は、第３軸部材４３に沿って延びる形状に形成されており、第３軸部材４３が挿入される穴４５Ａが形成されている。この穴４５Ａに第３軸部材４３が挿入されることにより、垂直内壁用スクレーパ４５は、第３軸部材４３の中心軸線Ｌｂを回転中心として回転可能とされる。図示の例では、第３軸部材４３の底部３Ａ側の端部に雄ネジ部４３Ａが形成されている。垂直内壁用スクレーパ４５は、雄ネジ部４３Ａに螺合されたナット４３Ｂに当接して抜け止めされることにより、第３軸部材４３に保持されている。

また、蓋内壁用スクレーパ５２は、第４軸部材５１に沿って延びる形状に形成されており、第４軸部材５１が挿入される穴５２Ａが形成されている。この穴５２Ａに第４軸部材５１が挿入されることにより、蓋内壁用スクレーパ５２は、第４軸部材５１の中心軸線Ｌｃを回転中心として回転可能とされる。図示の例では、第４軸部材５１の外側の端部に雄ネジ部５１Ａが形成されている。蓋内壁用スクレーパ５２は、雄ネジ部５２Ａに螺合されたナット５２Ｂに当接して抜け止めされることにより、第４軸部材５１に保持されている。

なお、上述のスクレーパ４４，４５，５２は、例えばウレタンゴム等の弾性部材から形成さることが好ましいが、その材質は特に限定されるものではない。

スクレーパ用アーム３０は、上述した軸部材４１〜４３，５１のうちの軸部材４２，４３，５１を、容器２の内壁に沿って、中心軸線Ｃ１を回転中心とした容器２の周方向に回転させるようになっている。すなわち、本実施の形態では、スクレーパ用アーム３０が回転した際には、第２軸部材４２が、容器本体３のうちの第２側壁部３Ｂ２の内壁３Ｃ２に沿って容器２の周方向に回転するようになっている。また、第３軸部材４３が、容器本体３のうちの第１側壁部３Ｂ１の内壁３Ｃ１に沿って容器２の周方向に回転するようになっている。また、第４軸部材５１が、蓋部材４の内壁４Ｃに沿って容器２の周方向に回転するようになっている。

このスクレーパ用アーム３０は、スクレーパ用モータ３１によって、軸部材４２，４３，５１を容器２の周方向の一方側および他方側に回転させることが可能となっている。また、スクレーパ用アーム３０は、当該攪拌機１の攪拌動作中に、軸部材４２，４３，５１を回転させることが可能となっている。すなわち、攪拌羽根１０および解粉羽根２０の回転と同時に、スクレーパ用アーム３０が回転し得る。

そして、スクレーパ用アーム３０が回転した際には、傾斜内壁用スクレーパ４４が第２軸部材４２と一体に容器２の周方向に回転するようになっている。また、垂直内壁用スクレーパ４５が第３軸部材４３と一体に容器２の周方向に回転するようになっている。また、蓋内壁用スクレーパ５２が第４軸部材５１と一体に容器２の周方向に回転するようになっている。

ここで、本実施の形態では、第３軸部材４３が、中心軸線Ｃ１に平行に、解粉羽根２０が設けられる第１側壁部３Ｂ１に沿って延びている。これにより、スクレーパ用アーム３０は、第３軸部材４３を第１側壁部３Ｂ１の内壁３Ｃ１に沿って容器２の周方向の一方側および他方側に回転させることにより、垂直内壁用スクレーパ４５を解粉羽根２０に接近および離反させることが可能となっている。ここで、スクレーパ用アーム３０は、垂直内壁用スクレーパ４５が解粉羽根２０に干渉しないように回転範囲を制限されている。回転範囲を制限する手段としては、例えばストッパ部材を設けること等が挙げられる。

図示の例においては、第１アーム部４０における第２軸部材４２と第３軸部材４３とが一体に形成されている一方で、第２軸部材４２および第３軸部材４３と、第１軸部材４１とが、分離可能に連結されている。連結態様を説明すると、図２に示すように、第１軸部材４１の端部には、連結部４６が設けられており、この連結部４６に、第２軸部材４２が分離可能に係止されている。

図３は、図２に示す第１軸部材４１の端部に設けられた連結部４６を示す図であり、（Ａ）は図２の矢印Ｂ方向に沿って見た場合の図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。詳しくは、連結部４６は、互いに離間して対向するように配置された一対の円板部４６Ａ，４６Ａと、円板部４６Ａ，４６Ａの中央間を連結する係止棒４６Ｂと、係止棒４６Ｂから外側に離れた位置で円板部４６Ａ，４６Ａの直径方向と平行な支持面を形成すると共に円板部４６Ａ，４６Ａ間を連結するストッパ部４６Ｃと、を有している。

連結部４６は、そのストッパ部４６Ｃの支持面が係止棒４６Ｂよりも容器２の中心側に位置して第１軸部材４１から斜め下方に傾斜して延びるように、第１軸部材４１の端部に設けられている。また、図４（Ａ）に示すように、第２軸部材４２の第１軸部材４１側の部分には、外周面から中心側に延びた後、第１軸部材４１と連結する側の端部に向けて延びるＬ字形状の切り欠き部４２Ｂが形成されている。

第２軸部材４２を第１軸部材４１の連結部４６に係止する際には、まず、図４（Ａ）の矢印Ｘに示すように、切り欠き部４２Ｂに、連結部４６の係止棒４６Ｂを挿入する。次に、図４（Ｂ）の矢印Ｙに示すように、第１軸部材４１を軸方向に沿って下方に移動させ、係止棒４６Ｂを切り欠き部４２Ｂの端部に案内する。これにより、図４（Ｃ）に示すように、第１軸部材４１が係止棒４６Ｂに係止された状態となる。この状態では、第２軸部材４２が係止棒４６Ｂ周りに下方に向けて回転しようとするが、連結部４６のストッパ部４６Ｃの支持面が第２軸部材４２の回転を制限する。これにより、第２軸部材４２が所望の角度に傾斜した状態を保持されて、第１軸部材４１に連結される。この連結態様によれば、ボルト等の別個の部材を用いないため、異物の混入を防止することができる。

図５は、スクレーパ用アーム３０に取り付けられたスクレーパのうちの垂直内壁用スクレーパ４５を示す図である。図５（Ａ）は、図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は、垂直内壁用スクレーパ４５が第３軸部材４３を回転中心として回転する様子を示す図である。以下、垂直内壁用スクレーパ４５の構成について詳述する。

図５（Ａ）に示すように、垂直内壁用スクレーパ４５は、第３軸部材４３の中心軸線Ｌｂを回転中心とした回転方向で互いに異なる位置に形成された第１エッジ部６１および第２エッジ部６２を有している。より具体的には、図示の垂直内壁用スクレーパ４５は、中心軸線Ｌｂ方向に沿って見た場合に、三角形状に形成されており、三角形状の２つの角部うちの一方に第１エッジ部６１が形成され、他方に第２エッジ部６２が形成されている。

この垂直内壁用スクレーパ４５では、図５（Ｂ）に示すように、当該垂直内壁用スクレーパ４５が第３軸部材４３の中心軸線Ｌｂを回転中心とした回転方向で一方側（矢印α方向）に回転することにより、第１エッジ部６１が第１側壁部３Ｂ１の内壁３Ｃ１に対して接触し、第２エッジ部６２が容器の内壁３Ｃ１に対して離間するようになっている。また、図５（Ｃ）に示すように、垂直内壁用スクレーパ４５が第３軸部材４３の中心軸線Ｌｂを回転中心とした回転方向で他方側（矢印β方向）に回転することにより、第２エッジ部６２が第１側壁部３Ｂ１の内壁３Ｃ１に対して接触し、第１エッジ部６１が内壁３Ｃ１に対して離間するようになっている。

詳しくは、図５（Ａ）は、垂直内壁用スクレーパ４５の第１エッジ部６１および第２エッジ部６２が共に、内壁３Ｃ１に接していない「中立状態」を示している。この中立状態から、図５（Ｂ）に示すように、垂直内壁用スクレーパ４５が第３軸部材４３の中心軸線Ｌｂを回転中心とした回転方向で一方側（矢印α方向）に回転した際の第１エッジ部６１の回転軌跡Ｔ１が、内壁３Ｃ１に交差するようになっている。また、第１エッジ部６１が内壁３Ｃ１に対して接触した際には、前記回転方向の一方側の回転が制限される。

また、図５（Ｃ）に示すように、垂直内壁用スクレーパ４５が第３軸部材４３の中心軸線Ｌｂを回転中心とした回転方向で他方側（矢印β方向）に回転した際の第２エッジ部６２の回転軌跡Ｔ２が、内壁３Ｃ１に交差するようになっている。また、第２エッジ部６２が内壁３Ｃ１に対して接触した際には、前記回転方向の他方側の回転が制限される。

なお、図５（Ｂ）に示すように、垂直内壁用スクレーパ４５は、第１エッジ部６１が内壁３Ｃ１に接触した際に第１エッジ部６１から容器２の内部側に延びる壁部分が、第１エッジ部６１と内壁３Ｃ１との接点の接線に対して鈍角をなすように、形成されることが好ましい。同様に、図５（Ｃ）に示すように、垂直内壁用スクレーパ４５は、第２エッジ部６２が内壁３Ｃ１に接触した際に第２エッジ部６２から容器２の内部側に延びる壁部分が、第２エッジ部６２と内壁３Ｃ１との接点の接線に対して鈍角をなすように、形成されることが好ましい。

また、図５（Ｂ）において、符号Ｄ２は、第１エッジ部６１が内壁３Ｃ１に対して接触し第２エッジ部６２が内壁３Ｃ１に対して離間した際の、容器２の径方向での内壁３Ｃ１から第２エッジ部６２までの距離を示している。また、図５（Ｃ）において、符号Ｄ１は、第２エッジ部６２が内壁３Ｃ１に対して接触し第１エッジ部６１が内壁３Ｃ１に対して離間した際の、容器２の径方向での内壁３Ｃ１から第１エッジ部６１までの距離を示している。これら距離Ｄ１，Ｄ２は、例えば４ｍｍ以下とすることが好ましい。

詳細は後述するが、図５（Ｂ）の反時計回りの方向にスクレーパ用アーム３０が回転した際に、第１エッジ部６１は進行方向に位置する内壁３Ｃ１に付着した原料に当接して、矢印αの方向に回転して内壁３Ｃ１に接触し得る。これにより、第１エッジ部６１が内壁３Ｃ１に付着した原料を取り除き得る状態となる。また、図５（Ｃ）の時計回りの方向にスクレーパ用アーム３０が回転した際に、第２エッジ部６２は、進行方向に位置する内壁３Ｃ１に付着した原料に当接して、矢印βの方向に回転して内壁３Ｃ１に接触し得る。これにより、第２エッジ部６２が内壁３Ｃ１に付着した原料を取り除き得る状態となる。距離Ｄ１，Ｄ２が上記寸法条件である場合には、スクレーパ用アーム３０が回転した際に、付着した原料によって第１エッジ部６１または第２エッジ部６２が内壁３Ｃ１に接触し易くなる。なお、攪拌する原料に応じて内壁に付着する原料の厚さは変化するため、予測される厚さに応じて距離Ｄ１，Ｄ２設定することが好ましい。

なお、傾斜内壁用スクレーパ４４および蓋内壁用スクレーパ５２の各々は、上述の垂直用スクレーパと同様の第１エッジ部および第２エッジ部を有している。これら傾斜内壁用スクレーパ４４および蓋内壁用スクレーパ５２は、垂直内壁用スクレーパ４５と配置位置が異なるが、同様の形状を有する。そのため、詳細な説明は省略する。

次に、本実施の形態の作用について図６を用いて説明する。

本実施の形態の攪拌機１は、容器本体３内に原料を投入して、攪拌羽根１０および解粉羽根２０を回転させることにより、原料を攪拌することができる。このような攪拌中には、図６（Ａ）に示すように、容器本体３の第１側壁部３Ｂ１の内壁３Ｃ１に原料Ｍが付着し得る。また、図示しないが、第２側壁部３Ｂ２の内壁３Ｃ２および蓋部材４の内壁４Ｃにも、原料が付着し得る。

このように容器２の内壁に原料が付着してしまった場合に、本実施の形態の攪拌機１は、スクレーパ用アーム３０を回転させることにより、軸部材４２，４３，５１を、容器２の内壁に沿って、中心軸線Ｃ１を回転中心とした容器２の周方向に回転させる。すなわち、第２軸部材４２を容器本体３のうちの第１側壁部３Ｂ１の内壁３Ｃ１に沿って容器２の周方向に回転させる。また、第３軸部材４３を容器本体３のうちの第１側壁部３Ｂ１の内壁３Ｃ１に沿って容器２の周方向に回転させる。また、第４軸部材５１を、蓋部材４の内壁４Ｃに沿って容器２の周方向に回転させる。

これにより、第１側壁部３Ｂ１では、図６（Ｂ）に示すように、反時計回りの方向にスクレーパ用アーム３０が回転した際に、第１エッジ部６１が進行方向に位置する内壁３Ｃ１に付着した原料Ｍに当接して、矢印αの方向に回転して内壁３Ｃ１に接触し得る。これにより、第１エッジ部６１は、周方向へ進行することで内壁３Ｃ１に付着した原料Ｍを取り除くことができる。また、図６（Ｃ）の時計回りの方向にスクレーパ用アーム３０が回転した際に、第２エッジ部６２が進行方向に位置する内壁３Ｃ１に付着した原料Ｍに当接して、矢印βの方向に回転して内壁３Ｃ１に接触し得る。これにより、第２エッジ部６２は、周方向へ進行することで内壁３Ｃ１に付着した原料Ｍを取り除くことができる。

なお、第２側壁部３Ｂ１においては、傾斜内壁用スクレーパ４４の第１エッジ部および第２エッジ部が、上述と同様の動作によって、内壁３Ｃ２に付着した原料を取り除くことができる。また、蓋部材４においては、蓋内壁用スクレーパ５２の第１エッジ部および第２エッジ部が、上述と同様の動作によって、内壁４Ｃに付着した原料を取り除くことができる。

このように本実施の形態では、各スクレーパ４４，４５，５２の第１エッジ部および第２エッジ部が、容器２の内壁に付着した原料に当接してその反作用によって対応する軸部材周りに回転して、対応する内壁に接触し得る。このため、各スクレーパ４４，４５，５２の第１エッジ部および第２エッジ部は、対応する内壁に強く押し当てられない。これにより、内壁に接触した状態で進行した場合でもスクレーパの摩耗が抑制される。一方で、各スクレーパ４４，４５，５２の第１エッジ部および第２エッジ部は、対応する内壁に接触しているため、内壁に付着した原料を効果的に取り除くことができる。

また、各スクレーパ４４，４５，５２は、軸部材に挿入されて取り付けられ得る構成であるため、各スクレーパ４４，４５，５２の取り付けのための部材の部品点数を少なく抑えることができる。これにより、組立および分解が容易である。

また、各スクレーパ４４，４５，５２は、容器２の周方向の一方側および他方側に回転された場合であっても、進行方向に付着した原料が存在する場合には、第１エッジ部または第２エッジ部が容器の内壁に接触して、付着した原料を取り除くことができる。これにより、各スクレーパ４４，４５，５２は、広範囲の領域において付着した原料を効果的に取り除くことができる。この場合、容器２において蓋部材４を開いて内壁の清掃を行わなくても、付着した原料を十分に取り除くことができるため、作業効率を向上させることができる。また、特に、医薬分野における高薬理活性の原料を攪拌している場合において、蓋部材４を開いて手作業によって取り除き作業を行わなくても付着した原料を十分に取り除くことができるため、安全性と取り除き効果を両立できるため、有益である。また、各スクレーパ４４，４５，５２は、第１エッジ部または第２エッジ部によって付着した原料を取り除くことができるため、第１エッジ部側または第２エッジ部側に偏って摩耗が進行することを防止できるので、寿命を長期化することもできる。

したがって、本実施の形態によれば、各スクレーパ４４，４５，５２の摩耗を抑制することができると共に、各スクレーパ４４，４５，５２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。しかも、容器２の内壁に付着した原料を効果的に取り除くことができる。

また、本実施の形態では、容器２の第１側壁部３Ｂ１に、解粉羽根２０が設けられている。また軸部材４２，４３，５１のうちの第３軸部材４３は、容器２の中心軸線Ｃ１と平行に第１側壁部３Ｂ１の内壁に沿って延びており、スクレーパ用アーム３０は、第３軸部材４３を第１側壁部３Ｂ１の内壁３Ｃ１に沿って容器２の周方向の一方側および他方側に回転させることにより、垂直内壁用スクレーパ４５を解粉羽根２０に接近および離反させることが可能となっている。ここで、垂直内壁用スクレーパ４５は容器２の周方向の一方側および他方側の両方で、内壁に付着した原料を効果的に取り除くことができるため、本実施の形態によれば、解粉羽根２０の周辺の容器の内壁に付着した原料を十分に取り除くことができる。

また、本実施の形態の各スクレーパ４４，４５，５２は、対応する軸部材の中心軸線に沿って見た場合に、三角形状に形成されている。このため、各スクレーパ４４，４５，５２の製造コストを抑制することができる。なお、各スクレーパ４４，４５，５２の形状は、上述の実施の形態に説明した形状に限定されるものでなく、種々の形態が採用され得る。例えば、スクレーパは台形状や矩形状に形成されていても構わない。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。図７は、本実施の形態による攪拌機１’の概略断面図であり、図８は、図７のＥ−Ｅ線に沿って攪拌機の要部を見た図である。なお、本実施の形態における第１の実施の形態と同様の構成部分は、第１の実施の形態と同一の符号を示し、説明を省略する。以下では、第１の実施の形態に対する相違点を主として説明する。

本実施の形態では、まず、容器本体３の構成が、第１の実施の形態と相違する。すなわち、図７に示すように、本実施の形態の容器本体３は、底部３Ａと、底部３Ａの外周縁から上方に向けて延びる断面円形の側壁部３Ｂと、を有しており、側壁部３Ｂが、底部３Ａの外周縁から中心軸線Ｃ１に沿って延びる円筒状の部分のみで構成されている。

また、スクレーパ用アーム３０の第１アーム部４０の構成が、第１の実施の形態と相違する。すなわち、本実施の形態の第１アーム部４０は、連結筒部３５から容器２の径方向に延びる第１軸部材４１と、第１軸部材４１の先端部から容器本体３の側壁部３Ｂの内壁に沿って中心軸線Ｃ１に平行に延びる第２軸部材４２と、の２本の軸部材で構成されている。このうち、第２軸部材４２に、垂直内壁用スクレーパ４５が第２軸部材４３の中心軸線を回転中心として回転可能に取り付けられている。

また、スクレーパ用アーム３０が手動で回転される点で、第１の実施の形態と相違する。すなわち、蓋部材４の上方に駆動軸３２を収容するハウジング７０が設けられ、駆動軸３２の上部はハウジング７０から上方に突出している。この駆動軸３２の外部に突出した部分にハンドル７１が設けられている。そして、このハンドル７１を中心軸線Ｃ１周りに回転させることで、スクレーパ用アーム３０が回転するようになっている。

さらに、図７および図８に示すように、駆動軸３２の外部に突出した部分におけるハンドル７１の下方には、駆動軸３２の径方向の外側に張り出した円板プレート７２が設けられ、円板プレート７２には、さらに径方向の外側に突出する突出部７３が設けられている。一方、ハウジング７０の上部には、突出部７３と接触することにより駆動軸３２の回転を制限するストッパ部７４が設けられている。ストッパ部７４は、突出部７３と接触することにより、スクレーパ用アーム３０が手動で回転された際に垂直内壁用スクレーパ４５が解粉羽根２０に干渉しないように回転範囲を制限するようになっている。

以上のような第２の実施の形態の攪拌機１’においても、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。図９は、本実施の形態による攪拌機１’’の概略断面図であり、図１０は、図９のＦ−Ｆ線に沿う断面図であり、図１１は、図９の攪拌機１’’におけるスクレーパの動作を説明する図である。本実施の形態における第１，第２の実施の形態と同様の構成部分は、第１，第２の実施の形態と同一の符号を示し、説明を省略する。本実施の形態では、垂直内壁用スクレーパ４５の形状が、第２の実施の形態と相違する。

本実施の形態では、図９および図１０に示すように、垂直内壁用スクレーパ４５のうちの、少なくとも容器２の中心軸線Ｃ１方向で解粉羽根２０の回転軸部２１と重なる部分（図９の符号Ｚで示す部分）が、その他の部分よりも、幅狭になっている。詳しくは、図１０に示すように、垂直内壁用スクレーパ４５のうちの容器２の中心軸線Ｃ１方向で解粉羽根２０の回転軸部２１と重なる部分に関しての、第２軸部材４２の中心軸線を回転中心とした回転方向における第１エッジ部６１と第２エッジ部６２との間の距離が、他の部分のそれよりも小さくなっている。

より詳しくは、本実施の形態の垂直内壁用スクレーパ４５は、上述した垂直内壁用スクレーパ４５のうちの符号Ｚで示す部分を含む幅狭部４５１と、幅狭部４５１よりも上方に位置する幅広部４５２と、を有している。図１０に示すように、幅狭部４５１および幅広部４５２の各々は、第１エッジ部６１および第２エッジ部６２を有している。そして、図１０に示すように、幅狭部４５１の第２軸部材４２の中心軸線を回転中心とした回転方向における第１エッジ部６１と第２エッジ部６２との間の距離は、幅広部４５２のそれよりも小さくなっている。言い換えると、第２軸部材４２の中心軸線から幅狭部４５１の第１エッジ部６１までの距離は、第２軸部材４２の中心軸線から幅広部４５２の第１エッジ部６１までの距離よりも小さくなっている。また、第２軸部材４２の中心軸線から幅狭部４５１の第２エッジ部６２までの距離は、第２軸部材４２の中心軸線から幅広部４５２の第２エッジ部６２までの距離よりも小さくなっている。

図示の例では、幅狭部４５１の中心軸線Ｃ１方向における寸法が、解粉羽根２０の回転軸部２１の下端から羽根本体２２の上端よりもわずかに下方の位置までの長さに設定されている。このような幅狭部４５１の中心軸線Ｃ１方向における寸法は、他の態様であってもよい。

本実施の形態においても、スクレーパ用アーム３０が手動で回転された際に垂直内壁用スクレーパ４５が解粉羽根２０に干渉しないように回転範囲を制限されている。具体的には、スクレーパ用アーム３０の回転範囲は、幅狭部４５１が解粉羽根２０に干渉しないように、３６０度よりも小さい回転範囲に制限されている。ここで、本実施の形態では、スクレーパ用アーム３０が容器２の周方向の一方側の最大回転位置まで回転された際に、中心軸線Ｃ１方向に見て、幅広部４５２の第１エッジ部６１が解粉羽根２０の回転軸部２１の中心軸線Ｓ１を前記一方側から越えるようになっている。また、スクレーパ用アーム３０が容器２の周方向の他方側の最大回転位置まで回転された際に、中心軸線Ｃ１方向に見て、幅広部４５２の第２エッジ部６２が解粉羽根２０の回転軸部２１の中心軸線Ｓ１を前記他方側から越えるようになっている（図１１に示す状態）。このような構成である場合、図１１に示すように、垂直内壁用スクレーパ４５が解粉羽根２０に接近された際に、垂直内壁用スクレーパ４５のうちの符号Ｚで示す部分ではない部分、すなわち幅広部４５２では、符号Ｚで示す部分よりも広範囲の領域で内壁に付着した原料を取り除くことができる。具体的に、本実施の形態では、幅狭部４５１よりも上方に位置する容器２の内壁の全周において、幅広部４５２が付着した原料を取り除くことができる。このため、本実施の形態の構成によれば、容器２の内壁に付着した原料を効果的に取り除くことができる。なお、変形例として、スクレーパ用アーム３０が容器２の周方向の一方側の最大回転位置まで回転された際に、中心軸線Ｃ１方向に見て、幅広部４５２の第１エッジ部６１が解粉羽根２０の回転軸部２１の中心軸線Ｓ１上に位置し、スクレーパ用アーム３０が容器２の周方向の他方側の最大回転位置まで回転された際に、中心軸線Ｃ１方向に見て、幅広部４５２の第２エッジ部６２が解粉羽根２０の回転軸部２１の中心軸線Ｓ１上に位置するようになっていてもよい。なお、幅広部４２の形状は、以上に説明した実施の形態の態様、上記変形例の態様に限られるものではない。

なお、上述した各実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。例えば、スクレーパ用アーム３０における第１アーム部４０および第２アーム部５０の数や配置は、上述の実施の形態に限られるものではない。

１，１’，１’’ 攪拌機
２ 容器
３ 容器本体
３Ａ 底部
３Ｂ 側壁部
３Ｂ１ 第１側壁部
３Ｂ２ 第２側壁部
３Ｃ１，３Ｃ２ 内壁
４ 蓋部材
４Ｃ 内壁
５ ジャケット
１０ 攪拌羽根
１１ 攪拌羽根用駆動軸
２０ 解粉羽根
２１ 回転軸部
２２ 羽根本体
２３ 駆動軸
２４ チョッパー用モータ
３０ スクレーパ用アーム
３１ スクレーパ用モータ
３２ 駆動軸
３２Ａ 先端部
３５ 連結筒部
４０ 第１アーム部
４１ 第１軸部材
４２ 第２軸部材
４２Ａ ストッパ部
４２Ｂ 切り欠き部
４３ 第３軸部材
４３Ａ 雄ネジ部
４４ 傾斜内壁用スクレーパ
４４Ａ 穴
４５ 垂直内壁用スクレーパ
４５Ａ 穴
４５１ 幅狭部
４５２ 幅広部
４６ 連結部
４６Ａ 円板部
４６Ｂ 係止棒
４６Ｃ ストッパ部
５０ 第２アーム部
５１ 第４軸部材
５１Ａ 雄ネジ部
５２ 蓋内壁用スクレーパ
５２Ａ 穴
６１ 第１エッジ部
６２ 第２エッジ部
Ｃ１ 容器の中心軸線
Ｌａ 第２軸部材の中心軸線
Ｌｂ 第３軸部材の中心軸線
Ｌｃ 第４軸部材の中心軸線
Ｔ１，Ｔ２ 回転軌跡
Ｄ１，Ｄ２ 距離

Claims (5)

1. 容器内に投入された原料を攪拌する攪拌機であって、
   前記容器の内壁に沿って延びる軸部材を有するスクレーパ用アームと、
   前記軸部材に回転可能に取り付けられたスクレーパと、を備え、
   前記スクレーパ用アームは、前記軸部材を、前記容器の内壁に沿って、前記容器の中心軸線を回転中心とした前記容器の周方向に回転させるようになっており、
   前記スクレーパは、前記軸部材の中心軸線を回転中心とした回転方向で互いに異なる位置に形成された第１エッジ部および第２エッジ部を有しており、
   前記スクレーパが前記軸部材の中心軸線を回転中心とした回転方向で一方側に回転することにより、前記第１エッジ部が前記容器の内壁に対して接触し、前記第２エッジ部が前記容器の内壁に対して離間するようになっており、
   前記スクレーパが前記軸部材の中心軸線を回転中心とした回転方向で他方側に回転することにより、前記第２エッジ部が前記容器の内壁に対して接触し、前記第１エッジ部が前記容器の内壁に対して離間するようになっており、
   前記スクレーパ用アームは、前記軸部材を前記容器の周方向の一方側および他方側に回転させることが可能となっており、
   前記容器は、断面円形の側壁部を有し、前記側壁部に、解粉羽根が設けられており、
   前記軸部材は、前記容器の中心軸線と平行に前記側壁部の内壁に沿って延びており、
   前記スクレーパ用アームは、前記軸部材を前記側壁部の内壁に沿って前記容器の周方向の一方側および他方側に回転させることにより、前記スクレーパを前記解粉羽根に接近および離反させることが可能となっている、攪拌機。
2. 前記解粉羽根は、前記側壁部から前記容器の内部に突出した回転軸部と、前記側壁部から前記容器の径方向に離間した位置で前記回転軸部に固定された羽根本体と、を有しており、
   前記スクレーパのうちの、少なくとも前記容器の中心軸線方向で前記回転軸部と重なる部分は、前記軸部材の中心軸線を回転中心とした回転方向における前記第１エッジ部と前記第２エッジ部との間の距離が、その他の部分よりも小さくなっている、請求項１に記載の攪拌機。
3. 前記スクレーパ用アームは、当該攪拌機の攪拌動作中に、前記軸部材を回転させることが可能となっている、請求項１又は２に記載の攪拌機。
4. 前記軸部材の中心軸線方向に沿って見た場合に、前記スクレーパは三角形状に形成されており、三角形状の２つの角部うちの一方に前記第１エッジ部が形成され、他方に前記第２エッジ部が形成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の攪拌機。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の攪拌機の運転方法であって、
   前記容器内に投入された原料を攪拌する工程と、
   前記スクレーパ用アームによって、前記軸部材を前記容器の内壁に沿って前記容器の中心軸線を回転中心とした周方向に回転させて、前記スクレーパを前記容器の周方向に回転させる工程と、を備える、攪拌機の運転方法。

Images