JP2021151702A - 混練装置 - Google Patents

Abstract

【課題】混練対象物を混練槽から容易に取り出すことができる混練装置を提供すること。【解決手段】混練装置１は、混練対象物Ｑが収納される混練槽４と、混練槽４内で回転することにより、混練対象物Ｑを混練するブレード５とを備える。混練槽４は、少なくとも姿勢が異なる、すなわち、上下反転する第１状態と第２状態とを取り得、当該姿勢に関わらずブレード５が駆動可能となる。【選択図】図２

Description

本発明は、混練装置に関する。

射出成形材料粉末とバインダとを混練するための混練槽と、混練槽内で回転可能なスクリュー軸と備える混練機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の混練機では、混練槽は、上部が開口した開口部を有する箱状をなす。

実公平７−１９５５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の混練機では、混練後の射出成形材料粉末とバインダとが混練物を混練槽から取り出す際、混練槽を傾けることができるが、混練槽だけ傾けても、スクリュー軸がその取り出しの邪魔に（妨げ）となるという問題があった。

本発明の目的は、混練対象物を混練槽から容易に取り出すことができる混練装置を提供することにある。

本発明の混練装置の一つの態様は、混練対象物が収納される混練槽と、前記混練槽内で回転することにより、前記混練対象物を混練するブレードとを備え、前記混練槽は、少なくとも姿勢が異なる第１状態と第２状態とを取り得、当該姿勢に関わらず前記ブレードが駆動可能となることを特徴とする。

混練装置では、混練槽の姿勢を第１状態から第２状態に、または、第２状態から第１状態に変更しても、その都度、ブレードが駆動可能となる。これにより、例えば第２状態では、ブレードを駆動させながら、混練対象物を混練槽から容易に取り出すことができる。

図１は、本発明の混練装置の第１状態を示す斜視図である。 図２は、本発明の混練装置の第２状態を示す斜視図である。 図３は、図１に示す混練装置が備える混練槽およびその周辺の分解斜視図である。

以下、本発明の混練装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３中の上側を「上（または上方）」、下側を「下（または下方）」、左側を「左（または左方）」、右側を「右（または右方）」と言うことがある。また、図１〜図３では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を設定し、ＸＹ平面が水平面と平行となり、Ｚ軸方向が鉛直方向と平行となっている。

図１、図２に示す混練装置１は、混練対象物Ｑとしての、ブタジエンゴムのようなゴム材料、ポリオレフィンのようなプラスチック材料等の高粘度の材料を混練する（混合する）密閉式の混練装置である。混練装置１は、ベース２１を有する装置本体２と、ベース２１上で第１台座３５および第２台座３６を介して上下反転可能に支持された混練槽ユニット３とを備える。混練槽ユニット３は、図１と図２で姿勢が互いに異なり、図１での姿勢を「第１状態（第１姿勢）」、図２での姿勢を「第２状態（第２姿勢）」と言う。

図１、図２に示すように、混練槽ユニット３は、混練槽４と、ブレード５と、第１回転支持機構３１と、第２回転支持機構３２と、冷却ライン３４と、を備える。
混練槽４には、混練対象物Ｑを収納することができる。図３に示すように、混練槽４は、槽本体部４１と、側壁部４２とを有する箱状をなす。

槽本体部４１は、底部４１１と、底部４１１から上方に向かって立設し、Ｙ軸方向に対向する一対の側壁部４１２と、底部４１１から上方に向かって立設し、Ｘ軸方向負側に位置する側壁部４１３とを有する。
槽本体部４１のＸ軸方向正側には、側壁部４２が位置する。この側壁部４２は、側壁部４１３とＸ軸方向に対向する。そして、槽本体部４１と側壁部４２とで囲まれた空間４０に混練対象物Ｑを収納することができる。

また、混練槽４は、底部４１１と反対側が開口しており、当該開口部は、空間４０に対して混練対象物Ｑが、第１状態で投入（図１参照）、第２状態で排出（図２参照）される投入排出口４３として機能する。混練槽４内で混練対象物Ｑを混練する際には、混練槽ユニット３を第１状態とするとともに、装置本体２に上下方向に移動可能に支持された加圧蓋２２を投入排出口４３に挿入した状態で、その混練が行われる。

図３に示すように、ブレード５は、混練槽４に対して、Ｘ軸と平行な軸回りに回転可能に支持されている。本実施形態では、混練槽ユニット３は２本のブレード５を備えている。２本のブレード５は、Ｙ軸方向に隣り合って配置されており、以下、Ｙ軸方向正側に位置するブレード５を「第１ブレード５Ａ」と言い、Ｙ軸方向負側に位置するブレード５を「第２ブレード５Ｂ」と言う。なお、混練槽ユニット３が備えるブレード５の配置数は、前記実施形態では２本であるが、これに限定されず、例えば、１本または３本以上であってもよい。

第１ブレード５Ａおよび第２ブレード５Ｂは、それぞれ、Ｘ軸と平行に配置された円柱状をなす。また、第１ブレード５Ａおよび第２ブレード５Ｂは、それぞれ、その長手方向の途中に、外周部に突出形成された少なくとも１つの翼部５１を有する。翼部５１は、螺旋状に形成されている。

また、各ブレード５は、いずれも、混練槽４を挿通しており、各ブレードの翼部５１は、混練槽４内に位置している。本実施形態では、第１ブレード５Ａと第２ブレード５Ｂとの間で、第１ブレード５Ａの翼部５１と、第２ブレード５Ｂの翼部５１とが相互に重なることがない接線方式となっている。そして、混練槽４内に混練対象物Ｑが収納された状態で、第１ブレード５Ａと第２ブレード５Ｂとが回転することにより、各翼部５１で混練対象物Ｑを攪拌して、混練することができる。

第１ブレード５Ａおよび第２ブレード５ＢのＸ軸方向正側には、それぞれ、第１回転支持機構３１が配置されている。一方、第１ブレード５Ａおよび第２ブレード５ＢのＸ軸方向負側には、それぞれ、第２回転支持機構３２が配置されている。第１回転支持機構３１は、Ｘ軸方向正側で各ブレード５を回転可能に支持し、第２回転支持機構３２は、Ｘ軸方向負側で各ブレード５を回転可能に支持する。

図２に示すように、第１回転支持機構３１は、例えば、リング状部材３１３を有する。各ブレード５は、そのＸ軸方向正側の部分を、リング状部材３１３に差し込んで組み立てることにより、第１回転支持機構３１に回転可能に支持された状態となる。

また、各ブレード５は、そのＸ軸方向負側の部分が第２回転支持機構３２に連結される。これにより、各ブレード５は、第２回転支持機構３２に回転可能に支持された状態となる。

第１回転支持機構３１は、ベース２１に固定された第１台座３５に、下方から支持されている。また、第２回転支持機構３２は、ベース２１に固定された第２台座３６に下方から支持されている。これにより、混練槽ユニット３は、両持ち支持された状態となり、よって、安定して反転することができる、すなわち、第１状態と第２状態とを安定して取り得る。
また、第１ブレード５Ａおよび第２ブレード５Ｂは、それぞれ、冷却ライン３４が液密的に接続されている。

図１、図２に示すように、装置本体２は、回転駆動源２３を有し、当該回転駆動源２３には、第１回転駆動源２３Ａと第２回転駆動源２３Ｂとがある。
第１回転駆動源２３Ａと第２回転駆動源２３Ｂとは、互いに独立して駆動可能である。第１回転駆動源２３Ａは、モータ２３１Ａと、モータ２３１Ａに接続された減速機２３２Ａとを有し、第１ブレード５Ａを回転させることができる。
第２回転駆動源２３Ｂは、モータ２３１Ｂと、モータ２３１Ｂに接続された減速機２３２Ｂとを有し、第２ブレード５Ｂを回転させることができる。

第１回転駆動源２３Ａおよび第２回転駆動源２３Ｂは、いずれも、混練槽ユニット３のＸ軸方向負側に配置されている。また、第１回転駆動源２３Ａと第２回転駆動源２３Ｂとは、ベース２１のＸ軸方向負側に連結された補助ベース２４を介して、Ｚ軸方向、すなわち、上下方向に配置、固定されている。本実施形態では、第１回転駆動源２３Ａが下側に配置され、第２回転駆動源２３Ｂが上側に配置されている。なお、第１回転駆動源２３Ａと第２回転駆動源２３Ｂとの上下の位置関係は、逆転してもよい、すなわち、第１回転駆動源２３Ａが上側に配置され、第２回転駆動源２３Ｂが下側に配置されてもよい。

また、装置本体２は、連結部６を有し、当該連結部６には、第１連結部６Ａと、第２連結部６Ｂとがある。
第１連結部６Ａは、第１ブレード５Ａと第１回転駆動源２３Ａとの間に設けられ、第１ブレード５Ａと第１回転駆動源２３Ａとを連結する。これにより、第１回転駆動源２３Ａの動力を、第１連結部６Ａを介して、第１ブレード５Ａに伝達して、第１ブレード５Ａを回転させることができる。
第２連結部６Ｂは、第２ブレード５Ｂと第２回転駆動源２３Ｂとの間に設けられ、第２ブレード５Ｂと第２回転駆動源２３Ｂとを連結する。これにより、第２回転駆動源２３Ｂの動力を、第２連結部６Ｂを介して、第２ブレード５Ｂに伝達して、第２ブレード５Ｂを回転させることができる。

このように混練装置１では、第１回転駆動源２３Ａの動力が第１ブレード５Ａの回転に用いられ、第２回転駆動源２３Ｂの動力が第２ブレード５Ｂの回転に用いられる。これにより、例えば第１回転駆動源２３Ａおよび第２回転駆動源２３Ｂの出力の程度に応じて、第１ブレード５Ａの回転数と、第２ブレード５Ｂの回転数とを、それぞれ、独立して変更することができる。これにより、例えば混練対象物Ｑの種類によって混練条件を変更することができ、よって、混練対象物Ｑに対する混練精度を向上させることができる。

また、図１、図２に示すように、第１回転駆動源２３Ａおよび第１連結部６Ａ（以下「前者」と言う）と、第２回転駆動源２３Ｂおよび第２連結部６Ｂ（以下「後者」と言う）とは、混練槽４に対して同じ側、すなわち、Ｘ軸方向負側に集約して配置されている。このような配置は、例えば前者が混練槽４のＸ軸方向正側に配置され、後者が混練槽４のＸ軸方向負側に配置されている、すなわち、前者と後者とが混練槽４を介してその両側に分散配置されている場合に比べて、混練装置１の小型化に寄与する。
さらに、第１回転駆動源２３Ａと第２回転駆動源２３Ｂとは、Ｚ軸（上下）方向に配置され、かつ、Ｙ軸方向負側に沿って配置される。このため、混練装置１の小型化に寄与するだけでなく、作業者の各駆動源の点検やメンテナンスのし易さ等を向上させることができる。

前述したように、混練装置１では、混練槽ユニット３は、装置本体２のベース２１上で上下反転可能に支持されている。以下、この反転構成について説明する。
図１、図２に示すように、混練槽ユニット３は、第１台座３５と第２台座３６とによって両持ち支持されている。そして、混練槽ユニット３は、全体として、Ｘ軸と平行な軸回りに回転することができる。この回転軸は、本実施形態では第１ブレード５Ａの中心軸と一致する。すなわち、混練槽ユニット３は、全体として、第１ブレード５Ａの中心軸を回転中心として、回転することができる。

図１に示すように、第１状態では、混練槽４は、投入排出口４３が上方を向く。これにより、投入排出口４３から混練対象物Ｑを投入することができる。また、図２に示すように、第２状態では、混練槽４は、第１ブレード５Ａや第２ブレード５Ｂ等とともに回転して、投入排出口４３が斜め下方を向く。これにより、投入排出口４３から混練対象物Ｑを排出することができる。

第１連結部６Ａおよび第２連結部６Ｂは、それぞれ、その長手方向の途中に設けられ、屈伸可能な２つの関節６１と、２つの関節６１の間に設けられ、長手方向に伸縮可能な伸縮部６２を有する。
関節６１は、自在継手（ユニバーサルジョイント）で構成される。自在継手としては、特に限定されず、例えば、カルダンジョイント、ボールジョイント等が挙げられる。
また、伸縮部６２の構成としては、特に限定されず、例えば、エアダンパ、オイルダンパ等を有する構成とすることができる。

混練装置１では、混練槽ユニット３（混練槽４）を第１状態から第２状態に、または、第２状態から第１状態に変更（以下「状態変更（姿勢変更）」と言う）すると、その都度、第１回転駆動源２３Ａに対する第１ブレード５Ａ（第２回転支持機構３２）の位置が変化するとともに、第１回転駆動源２３Ａと第１ブレード５Ａとの間の離間距離も変化する。同様に、第２回転駆動源２３Ｂに対する第２ブレード５Ｂ（第２回転支持機構３２）の位置が変化するとともに、第２回転駆動源２３Ｂと第２ブレード５Ｂとの間の離間距離も変化する。

そこで、混練装置１では、このような各変化を相殺すべく、状態変更する際、その変更に伴って各関節６１が屈伸するとともに、各伸縮部６２が伸縮することができる。これにより、状態変更を安定して行うことができる。そして、第２状態では、投入排出口４３が斜め下方を向いているため、混練対象物Ｑを混練槽４から容易に取り出すことができる。また、第２状態では、第１ブレード５Ａと第２ブレード５Ｂとが投入排出口４３よりも上側に位置した状態となるため、各ブレード５に絡み付いた（付着した）混練対象物Ｑを落下させつつ、投入排出口４３から排出することができる。

また、第１ブレード５Ａは、第１状態および第２状態のいずれも状態でも、第１連結部６Ａを介して、第１回転駆動源２３Ａと連結された状態が維持されている。これにより、第１ブレード５Ａは、第１状態および第２状態に関わらず、第１回転駆動源２３Ａからの動力が第１連結部６Ａを介して伝達されて、回転することができる。

同様に、第２ブレード５Ｂも、第１状態および第２状態のいずれも状態でも、第２連結部６Ｂを介して、第２回転駆動源２３Ｂと連結された状態が維持されている。これにより、第２ブレード５Ｂは、第１状態および第２状態に関わらず、第２回転駆動源２３Ｂからの動力が第２連結部６Ｂを介して伝達されて、回転することができる。

これにより、第２状態で第１ブレード５Ａおよび第２ブレード５Ｂの双方を回転させれば、混練対象物Ｑの排出を迅速に行うことができる。このとき、第１ブレード５Ａの回転方向と、第２ブレード５Ｂの回転方向とは、同じ方向（パラレル方向）であってもよいし、互いに反対方向（カウンタ方向）であってもい。
一方、第２状態では、第１ブレード５Ａおよび第２ブレード５Ｂのうちの一方を回転させ、他方の回転を停止させることもできる。これにより、混練対象物Ｑの種類に応じて、混練対象物Ｑの排出条件を変更することができる。

以上、本発明の混練装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、混練装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
また、第１連結部６Ａおよび第２連結部６Ｂにおける関節６１の配置数は、本実施形態では２つであるが、これに限定されず、例えば、１つまたは３つ以上であってもよい。

また、前記実施形態では、第１連結部６Ａおよび第２連結部６Ｂの双方が関節６１を有するが、これに限定されない。例えば、第１ブレード５Ａと第１回転駆動源２３Ａとの位置関係、または、第２ブレード５Ｂと第２回転駆動源２３Ｂとの位置関係によっては、第１連結部６Ａおよび第２連結部６Ｂのうちの一方の連結部が関節６１を有し、他方の連結部が棒状のシャフトで構成されていてもよい。

また、前記実施形態では、第１連結部６Ａおよび第２連結部６Ｂがそれぞれ伸縮部６２を有するが、これに限定されない。例えば、第１連結部６Ａおよび第２連結部６Ｂのうちの一方の連結部が関節６１を有する場合、当該一方の連結部が伸縮部６２も有し、他方の連結部からは伸縮部６２を省略することができる。

また、前記実施形態では、第１回転駆動源２３Ａと第２回転駆動源２３Ｂとの２つの回転駆動源２３によって、２つのブレード５を回転させているが、これに限定されない。例えば、１つの回転駆動源２３によって２つのブレード５を回転させてもよい。この場合、回転駆動源２３と各ブレード５とは、互いに噛み合う複数の歯車を介して、連結される。

１ 混合装置
２ 装置本体
２１ ベース
２２ 加圧蓋
２３ 回転駆動部
２３Ａ 第１回転駆動源
２３１Ａ モータ
２３２Ａ 減速機
２３Ｂ 第２回転駆動源
２３１Ｂ モータ
２３２Ｂ 減速機
２４ 補助ベース
３ 混合槽ユニット
３１ 第１回転支持機構
３１３ リング状部材
３２ 第２回転支持機構
３４ 冷却ライン
３５ 第１台座
３６ 第２台座
４ 混合槽
４０ 空間
４１ 槽本体部
４１１ 底部
４１２ 側壁部
４１３ 側壁部
４２ 側壁部
４３ 投入排出口
５ ブレード
５Ａ 第１ブレード
５Ｂ 第２ブレード
５１ 翼部
６ 連結部
６Ａ 第１連結部
６Ｂ 第２連結部
６１ 関節
６２ 伸縮部
Ｑ 混合対象物

Claims (10)

1. 混練対象物が収納される混練槽と、
   前記混練槽内で回転することにより、前記混練対象物を混練するブレードとを備え、
   前記混練槽は、少なくとも姿勢が異なる第１状態と第２状態とを取り得、当該姿勢に関わらず前記ブレードが駆動可能となることを特徴とする混練装置。
2. 前記ブレードを駆動させるための回転駆動源と、
   前記ブレードと前記回転駆動源との間に設けられた連結部とを備え、
   前記混練槽の前記姿勢に応じて、前記回転駆動源に対する前記ブレードの位置が変更される請求項１に記載の混練装置。
3. 前記回転駆動源は、互いに独立して駆動可能な第１回動駆動源と第２回動駆動源とを含む請求項２に記載の混練装置。
4. 前記連結部は、前記混練槽を前記第１状態から前記第２状態に、または、前記第２状態から前記第１状態に変更する際、その変更に伴って、前記連結部の長手方向に沿って伸縮する伸縮部を有する請求項２または３に記載の混練装置。
5. 前記連結部は、前記混練槽を前記第１状態から前記第２状態に、または、前記第２状態から前記第１状態に変更する際、その変更に伴って屈伸する関節を有する請求項２〜４のいずれか１項に記載の混練装置。
6. 前記ブレードは、前記第１回動駆動源によって回転する第１ブレードと、前記第２回動駆動源によって回転する第２ブレードとを含み、
   前記第２状態では、前記第１ブレードおよび前記第２ブレードのうちの一方を回転させ、他方の回転を停止可能である請求項５に記載の混練装置。
7. 前記関節は、自在継手で構成される請求項５または６に記載の混練装置。
8. 前記第１ブレードは、前記第１状態および前記第２状態に関わらず回転可能であり、
   前記第２ブレードは、前記第１状態および前記第２状態に関わらず回転可能である請求項６または７に記載の混練装置。
9. 前記第１ブレードの回転数と、前記第２ブレードの回転数とは、それぞれ、独立して変更可能である請求項６〜８のいずれか１項に記載の混練装置。
10. 前記第１ブレードおよび前記第２ブレードのうちの少なくとも一方に連結された減速機を備える請求項６〜９のいずれか１項に記載の混練装置。
    
    

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