JPH077733U - コンテナ式粉粒体混合機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 混合性能の向上と充填率の向上を図る。 【構成】 角型コンテナ３０を混合装置に装着し、回転
軸４を中心として回転させると共に回転軸４に対して垂
直方向に左右約９０゜の範囲でツイスト運動させる構造
になっている。角型コンテナ３０をツイストさせること
により回転軸４を中心とした混合物の対流運動に加えて
垂直方向のツイスト運動による拡散、剪断力を与えるこ
とにより混合性能（混合度）が向上し、角型コンテナ３
０への充填容量を大きくしたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は薬剤や食品等の小量多品種生産における自動化した粉粒体プロセスに おいて、各種粉体や粒体を均一混合すると共に、該攪拌処理した粉粒体を移送し 、またはそのまま貯留することを可能にした、殊に混合性能に優れたコンテナ式 粉粒体混合機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、コンテナを攪拌容器とし、回転軸を横架設し回転駆動機構によって 回転駆動する回転枠に、被混合粉粒体を収容したコンテナを着脱自在に担持する 構造になり、該コンテナの回転軸を軸とする回動に伴う内容粉粒体の流動により 粉粒体を混合する各種混合装置が使用されている。

【０００３】 そしてこの種の混合装置に使用するコンテナは、断面積が円形に比べて２０％ 程大きいので、より容積の大きい容器として使用することができる角型のものが 一般的に使用されている。更に、角型のものでは、貯蔵する時に空間を有効に使 用することができる。コンテナの胴部が平面となるため、搬送時などにガイドし 易い。コンテナを製造する際、比較的正確な寸法を容易に確保することができる ため、製品の納まりが良い。またコンテナの角部による粉の集合や折り返し作用 により、円筒のものと比較して優れた混合効果が発揮できる。などのため、角型 コンテナの利用が好ましい。

【０００４】 一般にこれらの混合装置は、上記回転枠内に装着する角型コンテナを、回転軸 に対して角度をつけず（平行）に取り付けるか、或は該回転軸に対して１５〜４ ５゜傾斜させて取り付ける構造になっている。 そして前者の混合装置は、主として粉粒体の単純な折り返しの積み重ねによっ て混合するもので、構造が簡単であり、比較的大容量の混合機まで製作されてい る。また後者の場合は、前者より角型コンテナの角部の効果で、粉粒体の集合や 分散、折り返しといった混合の要素が期待できるから混合性能が向上する特徴を 有している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記従来の混合装置によれば、前者の場合は、混合しようとする粉粒 体の流動性が良好であり、また見掛け比重の差が小さいもの同士の混合に限る等 の条件があり、全ての粉粒体に使用することができないという欠点を有しており 、また後者の場合は、回転軸に対するコンテナの着脱方向が斜めとなるので、混 合装置の設置スペースや着脱作業スペースが大きくなって、限られたスペースを 有効に利用することができないことがある等の問題を有していた。

【０００６】 そして、どちらのタイプの混合装置の場合も、粉粒体の集合，分散，折り返し などの動態や流れ速度，流量，方向といった運動エネルギーが固定化されてしま い、流動性のあまり良くないものや見掛け比重の差が大きい場合、或は充填率の 大きい場合等に対応するには、コンテナの回転速度を大きくして運動エネルギー を増大させることしか解決の方法がない。しかし、回転速度を上げるということ は、必然的に回転駆動装置の出力を大きくすることになり、その結果、回転駆動 装置の価格が上昇するばかりでなく、装置のランニングコストが高騰するため、 その投資馬力からしても、一般的には余り大きな効果がでるとはいえないもので あった。

【０００７】 本考案は上記問題に鑑みてなされたものであり、小量多品種生産のプロセスに おいて、充填率の向上が期待でき、且つコンテナの自動装着及び自動搬送が可能 であり、粉粒体の充填，混合，搬送，洗浄及び排出の自動化が可能であると共に 、各種のコンテナの混合使用が可能になる装置の粉粒体の混合性能を向上し、ま た小型化を達成するコンテナ式粉粒体混合機を提供することを目的とするもので ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 即ち、本考案に係るコンテナ式粉粒体混合機は、少なくとも１つの材料投入／ 排出口を開口したコンテナと、上記コンテナを着脱自在に支承するコンテナ締結 手段を備えたコンテナ支承用回転枠と、上記回転枠を横架設した回転軸を介して 回動自在に支承し、該回転軸をモータ等によって回動する回転駆動手段と、上記 回転枠に構成したコンテナ締結手段を、上記回転駆動手段の回転軸と直交するツ イスト軸を介して回動自在に支承すると共に、該ツイスト軸を所定の角度範囲で 往復回動し、支承したコンテナを前記回転軸と直交する軸を中心としてツイスト 回転駆動するコンテナツイスト駆動手段とからなり、コンテナに充填した粉粒体 を混合することを要旨とするものである。

【０００９】 また上記コンテナは角型であることが望ましい。

【００１０】

【作用】

上記構成では、コンテナが第一の回転軸と直交する第二の回転軸であるツイス ト軸をもっているため、充填した粉粒体は角型コンテナの角部で集合しながら二 方向に折り返される運動を繰り返す。この運動はツイスト角度によって変化し、 殊に角型のコンテナを使用した場合は、複雑な集合／折り返しを行うことになり 、運動量が増加し、混合時間の短縮が図れるだけでなく、処理粉粒体の性状や充 填率などに対して、混合可能な範囲を広げることができるようになる。

【００１１】 また、混合処理容器としてにコンテナを使用しているため、粉粒体を収容した ままの状態で移送または貯留することができ、粉粒体プロセスにおいてＦＡ化の 実施が容易にできるものである。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案に係る角型コンテナ式粉粒体混合機の一実施例を図面に従って説 明する。 符号１は機台２の頂端に固設した軸受装置３に対して回動自在に横架軸設した 回転軸４に一端に固着してなるコンテナ支承用回転枠である。回転軸４は、機台 ２に搭載固設したモータ６と減速機７を介して回動連結してあり、該モータ６の 駆動によって回転枠１を予め設定した速度で一方向（矢印Ａ）に回転駆動するよ うになる。

【００１３】 上記回転枠１は回転軸４に固着した面と対向する面側を角型コンテナ３０の装 着／離脱開口部１１とした矩形の枠体を構成しており、コンテナツイスト機構１ ３のコンテナ受板１４から突出したツイスト軸１５を、下枠１２の中央部に構成 したスラスト軸受装置１６を介して回動自在に軸設すると共に、コンテナ締結機 構１７のコンテナ支持腕１８から突出したツイスト受軸１９を、上枠２０の中央 部に構成したスラスト軸受装置２１を介して回動自在に軸設してなる。上記両ツ イスト軸１５とツイスト受軸１９は同一ツイスト軸芯上にあり、また、該ツイス ト軸芯は上記回転軸４の軸芯と直交するように構成してなる。

【００１４】 上記コンテナツイスト機構１３は、スラスト軸受装置１６の後端から突出した ツイスト軸１５に固着した揺動アーム２２の揺動端と下枠１２間に介装した背合 せ形複動シリンダ２３の伸縮作動によって、コンテナ受板１４を正面向きから左 及び右へそれぞれ４５゜±α゜ずつ往復回動（矢印Ｂ，Ｃ）するようになるもの で、複動シリンダ２３は、第一シリンダ２４と第二シリンダ２５を直列に連結し た構造になり、それぞれ独立して伸縮作動する。また、符号２６，２６は上記コ ンテナ受板１４の両側に立設し、挿入された角型コンテナ３０の下側両縁部を規 制するコンテナガイドである。

【００１５】 上記コンテナ締結機構１７は、コンテナ支持腕１８の両端に締結螺子軸２７， ２７をそれぞれツイスト軸芯と平行に出退するように螺合した構造になるもので 、該締結螺子軸２７の先端には角型コンテナ３０の上板に圧接し、上記コンテナ 受板１４との間に挟持する当接端２８を設けると共に、該締結螺子軸２７はコン テナ支持腕１８に対してダブルナット２９によって緊締する構造になる。（尚、 該コンテナ締結構造は、空圧式または油圧式シリンダを締結螺子軸２７位置に設 けた自動締結構造を実施することも可能である。）

【００１６】 粉粒体を収容する角型コンテナ３０は、略立方体の本体３１下面にコーン型ホ ッパー３２を連設した収容部を形成すると共に、該本体３１の上面板３３の中央 に材料投入口３４を開設し、またホッパー３２の下端に材料排出口３５を開設し てなるもので、両開口にはそれぞれ締結バンド３７によって口端を気密的に閉止 する口蓋３６，３６を設けてなる。（該締結バンド２７によって開閉する口蓋３ ６，３６の構造は、バルブに変更することができることは言うまでもない。）

【００１７】 上記本体部の下半部は、枠部材３８によってホッパー３２を囲繞し、角型コン テナ３０を構成しており、上記本体３１の側壁の一部に、硬質合成樹脂等の透明 板材からなる覗き窓３９を構成してなる。また、符号４０，４０はコンテナ３０ の両側面に突設したガイドプレートであり、回転枠１に対して該角型コンテナ３ ０を装着または取り外し作業する際、図示しない搬送装置の腕端に構成に受け止 め把持され、更には、造粒装置や貯留施設など他の場所に移送する際の把持構造 を受けるものである。

【００１８】 尚、本実施例装置は機台２の定面に移動用キャスター８，８…を設け、装置全 体の移動を可能にしている。また、本実施例では回転枠１を回転軸４の一端に固 設した片持軸受構造としているが、装置を大型化した場合など、条件により該回 転枠１を両側から軸支する構造にすることができることはいうまでもない。

【００１９】 次に上記角型コンテナ式粉粒体混合機の作動を図４乃至図６に従って説明する 。 回転枠１を停止したときには、角型コンテナ３０の姿勢が直立し、且つ回転枠 １に対して装着／離脱開口部１１の正面を向くように制御されている。 混合しようとする粉粒体は、角型コンテナ３０の材料投入口３４から充填され るものであり、充填率は、７０〜９０％（従来のものでは、４０〜６０％であっ た。）にすることが可能である。粉粒体を充填後、締結バンド３７によって口蓋 ３６を確実に緊締する。

【００２０】 搬送装置によって回転枠１に挿入された角型コンテナ３０を、コンテナ受板１ ４とコンテナ支持腕１８間に収容し、コンテナ締結機構１７の締結螺子軸２７， ２７を回動して当接端２８，２８を上板に押圧し、確実に固定する。

【００２１】 この状態からモータ６及び複動シリンダ２３を駆動して粉粒体の混合作業を開 始する。 複動シリンダ２３は、第一シリンダ２４を伸長し、第二シリンダ２５を縮小し た状態（図４（ｂ）参照）で角型コンテナ３０が正面を向く位置にあり、第一シ リンダ２４と第二シリンダ２５を伸長した状態（図４（ａ）参照）で角型コンテ ナ３０が右向き（矢印Ｂ）４５゜±α゜になる。また、第一シリンダ２４と第二 シリンダ２５を共に縮小した状態（図４（ｃ）参照）で角型コンテナ３０が左向 き（矢印Ｃ）４５゜±α゜になる。

【００２２】 従って、角型コンテナ３０は、このツイスト運動を回転軸４と直交するツイス ト軸を軸芯として連続作動しながら回転軸４を中心に回動するようになり、自重 落下によって収容部の内壁を流下する。そして、角型コンテナ３０を矢印Ａ方向 に回転中にツイスト（矢印Ｂ，Ｃ）させると、粉粒体ａの流下は図５（ａ），（ ｂ）及び（ｃ）に示すような三種類の状態になる。 （１） 角型コンテナ３０が正面向きの場合には、粉粒体ａの単純な折り返しが 繰り返される。（図５（ａ）参照） （２） 角型コンテナ３０がツイスト端向きにある場合には、粉粒体ａは左右か らの均等な集合や分散が繰り返される。（図５（ｂ）参照） （３） 角型コンテナ３０がツイスト途中の向きにある場合には、粉粒体ａは左 右からの不規則な集合と折り返しが繰り返される。（図５（ｃ）参照）

【００２３】 この作動により、角型コンテナ３０の角部での粉粒体ａの動きにより、粉粒体 ａは、集合しつつ折り返される方向が二方向に発生することになり、運動量が増 加する。この運動量の増加によって装置の混合時間の短縮が期待できる。 また、更に回転中でのツイストタイミングやその速度，回転数などを変化させ ることにより、混合処理しようとする粉粒体に見合った効果的な混合能力を得る ことができると共に、或は角型コンテナ３０により不規則，不定速な動態変化を 生じさせることにより、駆動馬力（混合回転数）を上げることなく混合能力を高 めることができる。

【００２４】 そして、上記構成では、角型コンテナ３０の装着及び離脱の作業、及び装置の 簡易化と設置スペースの有効利用といった設備上のメリットを得るために、回転 枠１から角型コンテナ３０を脱着する時は、該角型コンテナ３０が正確に正面向 きに停止するようになる機構を採用している。

【００２５】 尚、本考案の実施例では角型コンテナを使用したものについて説明したが、円 形や多角形を使用した従来のドラム型コンテナを使用しても略同等の効果を生じ ることは勿論である。

【００２６】

【考案の効果】

以上述べたように本考案に係るコンテナ式粉粒体混合機によれば、コンテナ混 合機に回転軸と直交するツイスト軸をもったツイスト機能を付加することによっ て、コンテナの角部で集合しつつ二方向に折り返されることになり、運動量が増 加し、混合時間の短縮が図れるだけでなく、処理粉粒体の性状や充填率などに対 して、混合可能な範囲を広げることができるようになる。

【００２７】 また、混合処理にコンテナを使用しているため、粉粒体プロセスにおいて小量 多品種の生産におけるＦＡ化、自動化が実施できる特徴を有するものであり、本 考案実施後の実用的効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るコンテナ式粉粒体混合機の側面図
である。

【図２】同混合機の正面図である。

【図３】同混合機の回転枠部に構成したコンテナ支持部
を示す一部切欠した正面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれコンテ
ナツイスト機構と角型コンテナの姿勢の関係を示す回転
枠要部の底面図である。

【図５】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ角型コ
ンテナの姿勢と粉粒体の流動作用の関係を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 回転枠 ２ 機台 ４ 回転軸 ６ モータ １１ 装着／離脱開口部 １３ コンテナツイスト機構 １４ コンテナ受板 １５ ツイスト軸 １７ コンテナ締結機構 １８ コンテナ支持腕 ２２ 揺動アーム ２８ 当接端 ３０ 角型コンテナ ３１ 本体 ３２ ホッパー ３４ 材料投入口 ３５ 材料排出口 ３６ 口蓋 ３８ 枠部材 ３９ 覗き窓

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの材料投入／排出口を開
   口したコンテナと、 前記コンテナを着脱自在に支承するコンテナ締結手段を
   備えたコンテナ支承用回転枠と、 前記回転枠を横架設した回転軸を介して回動自在に支承
   し、該回転軸をモータ等によって回動する回転駆動手段
   と、 前記回転枠に構成したコンテナ締結手段を、前記回転駆
   動手段の回転軸と直交するツイスト軸を介して回動自在
   に支承すると共に、該ツイスト軸を所定の角度範囲で往
   復回動し、支承したコンテナを前記回転軸と直交する軸
   を中心としてツイスト回転駆動するコンテナツイスト駆
   動手段、 とからなり、コンテナに充填した粉粒体を混合すること
   を特徴とするコンテナ式粉粒体混合機。
2. 【請求項２】 前記コンテナが、角型構造であることを
   特徴とする請求項１記載のコンテナ式粉粒体混合機。