特許 6104024 混練装置および混練装置用のパドル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6104024

(24)【登録日】2017年3月10日

(45)【発行日】2017年3月29日

(54)【発明の名称】混練装置および混練装置用のパドル

(51)【国際特許分類】

   B01F 7/04 20060101AFI20170316BHJP

【ＦＩ】

   B01F7/04 A

【請求項の数】6

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-81713(P2013-81713)

(22)【出願日】2013年4月10日

(65)【公開番号】特開2014-200777(P2014-200777A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2016年3月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】594148520

【氏名又は名称】株式会社新日南

(74)【代理人】

【識別番号】100108833

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 裕司

(74)【代理人】

【識別番号】100162156

【弁理士】

【氏名又は名称】村雨 圭介

(74)【代理人】

【識別番号】100075292

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 卓

(72)【発明者】

【氏名】竹本 裕介

(72)【発明者】

【氏名】高橋 圭一

(72)【発明者】

【氏名】渋谷 孝宏

【審査官】 中村 泰三

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０２５４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−１０２６２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−０６１４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６２９３６９４（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ４７Ｊ ４３／

Ｂ０１Ｆ ７／

Ｂ２８Ｃ ５／

Ｂ２９Ｂ ７／

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

混練装置の回転軸に取り付けられ被混練物を混練する混練装置用パドルにおいて、
搬送面と背面の一方または両方に厚さ方向に突出し格子状に配置された格子状凸部を備え、
側面にパドルの幅方向に突出し、パドルの母材よりも硬質の材料により形成された肉盛り部を備えることを特徴とする混練装置用パドル。

【請求項2】

格子状凸部により囲まれる凹部の形状が菱形であり、この菱形の対角線の一方がパドルの幅方向と平行で、対角線の他方がパドルの高さ方向と平行であることを特徴とする請求項１に記載の混練装置用パドル。

【請求項3】

凹部の形状が正方形であることを特徴とする請求項２に記載の混練装置用パドル。

【請求項4】

格子状凸部はパドルの母材よりも硬質の材料により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の混練装置用パドル。

【請求項5】

上面にパドルの高さ方向に突出し、パドルの母材よりも硬質の材料により形成された肉盛り部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の混練装置用パドル。

【請求項6】

請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の混練装置用パドルを備えた混練装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、混練装置、更に詳細には、回転する２軸に設けた混練部材を回転させることにより被混練物を混練しながら搬送する混練装置およびこのような混練装置に用いる混練部材に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数のロッド型の混練部材が互いに逆螺旋状に並ぶように立設された２つの回転軸を不等速回転させることにより、原料を混練しながら一方向に搬送する混練装置が記載されている。

【0003】

特許文献２（特に図４、図５等）には、端面や搬送面に硬質材料で肉盛りを施して耐摩耗性を高めた混練部材が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２３９５５４号公報

【特許文献2】特開２００９−０６１４３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

混練部材として平板状の部材（パドル）を用いる場合は、棒状のもの（ロッド）を用いる場合に比べ被混練物との接触により摩耗しやすい部分の面積が大きく、このような部分の全体に硬化肉盛りを行うとパドルの製造コストが高くなってしまうという問題があった。

【0006】

そこで、本発明は、低コストで高い耐摩耗性を持つ混練装置用のパドル、およびそのようなパドルを備えた混練装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する本発明の混練装置用パドルは、搬送面と背面の一方または両方に厚さ方向に突出し格子状に配置された格子状凸部を備え、側面にパドルの幅方向に突出し、パドルの母材よりも硬質の材料により形成された肉盛り部を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、高い耐摩耗性を持つ混練装置用のパドル、およびそのようなパドルを備えた混練装置を低コストで提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】筐体の上側の大部分を取り払った状態で回転軸に配置されたパドルを示す混練装置の上面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図3】（ａ）はパドルの平面図、（ｂ）はパドルの（ａ）のＢ−Ｂ線方向から見た背面図、（ｃ）はパドルの（ａ）のＣ−Ｃ線方向から見た正面図、（ｄ）は取付板の（ａ）のＤ−Ｄ線から見た側面図、（ｅ）はパドルの部分断面図である。

【図4】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は格子状凸部の断面形状を示す図である。

【図5】（ａ）、（ｂ）は格子状凸部の配置例を示す図である。

【図6】（ａ）はパドルの平面図、（ｂ）はパドルの（ａ）のＥ−Ｅ線方向から見た背面図、（ｃ）はパドルの（ａ）のＦ−Ｆ線方向から見た正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の混練装置および混練装置用パドルを詳細に説明する。

【実施例1】

【0011】

図１と図２は、本発明の実施例による混練装置の構造を説明するもので、図１は、筐体の上側の大部分を取り払った状態で２つの回転軸に配置されたパドルを示す混練装置の上面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、図１では後述する格子状凸部と取付板は図示を省略している。

【0012】

図１、図２において、符号２で示すものは混練装置１の筐体であり、フレーム１４上に水平に設けられる。筐体２は、鋼鉄などの金属製であり、ここでは細長い直方体形状に形成されていて、その下方部は、図２に示すように、回転軸３、４のパドル２０の先端が描く円形に対応した円弧となっている。

【0013】

筐体２の右端部の上側には、被混練物を筐体１内に投入するための投入口（不図示）が設けられる。また左端部の下側には、被混練物を筐体１から排出するための排出口（不図示）が設けられる。

【0014】

筐体２内には、その長手方向に沿って同じ径の２本の回転軸３、４が互いに平行に架設されている。回転軸３、４は鋼鉄などの金属製であり、断面が円形となっている。

【0015】

回転軸３の右端部３ａと左端部３ｂはそれぞれ回転軸３の他の部分より小径となっており、筐体２から外部に突出して軸受部５、６に回転可能に軸受されている。また、回転軸４の右端部４ａと左端部４ｂはそれぞれ回転軸４の他の部分より小径となっており、筐体２から外部に突出して、軸受部５、６に回転可能に軸受されている。

【0016】

回転軸３、４の右端部３ａ、４ａはギアボックス７に挿通されており、ギアボックス７内の回転軸３、４の右端部３ａ、４ａには、互いに噛合するギア８、９が固定されている。

【0017】

回転軸３の軸受部５の外側に突出した部分には、スプロケット１０が固定されている。また、フレーム１４上にはモータ１３が取り付けられており、その出力軸にはスプロケット１１が固定されている。スプロケット１０とスプロケット１１との間には、チェーン１２が張り渡されている。

【0018】

モータ１３の一方向への回転駆動力がスプロケット１１、チェーン１２及びスプロケット１０を介して回転軸３に伝達されて回転軸３が一方向に回転し、さらに回転駆動力がギア７、８を介して回転軸４に伝達されて回転軸４が回転軸３とは逆方向に回転する。回転軸３、４は、ギア８、９を介して、Ｎを２以上の整数としてＮ：Ｎ−１の回転数比で不等速で回転される。例えば、Ｎは２〜６に設定され、本実施例では、Ｎは５に設定されて、回転軸３、４は５：４の回転数比で回転される。なお、回転軸３、４の回転方向は、図２に示すように、上方から見て互いの内側へ向かって回転する方向となっている。

【0019】

回転軸３、４の外周には混練部材としてのパドル２０がそれぞれ２条の螺旋に沿って立設されている。回転軸３と回転軸４とで螺旋の回転方向は逆になっている。パドル２０は回転軸３、４の軸方向には、一定の間隔Ｌで配置されている。また、パドル２０は回転軸３の周方向には９０度間隔、回転軸４の周方向には７２度間隔で配置されている。すなわち、回転軸３と回転軸４との間での周方向の配置間隔の比は回転数の比と同じ５：４と、パドル２０がそれに沿って配置される螺旋が３６０度回転するのに要する軸方向の長さ（螺旋ピッチ）は逆比の４：５となっている。パドル２０の回転軸３、４の中心線に対する取り付け角度は４５度となっている。

【0020】

回転軸３、４が回転すると被混練物はパドル２０により混練されながら図１の右側から左側に搬送される。以下、パドル２０の被混練物を押し出す面（図２に表れている面）を搬送面、これと対向する面を背面という。

【0021】

パドル２０はそれぞれ同一形状、同一材質であり、例えば鋼鉄などの金属製である。図３（ａ）はパドル２０の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線方向から見た背面の形状を示す図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線方向から見た搬送面の形状を示す図である。また、図４（ｄ）は取り付け板３０を図３（ａ）のＤ−Ｄ線方向から見た図、図４（ｅ）はパドル２０の部分断面図である。

【0022】

パドル２０の全体的な形状は、上面２３に比べて下面２４が狭くなっている６角形状で厚さがｔの薄板となっている。上面２３は回転軸３、４に取り付けた状態で外側に凸な円弧となっている。下面２４は、取付板３０の上面に例えば溶接により固定されている。

【0023】

取付板３０は、その下面３２が円弧状となっている長方形の板状部材で、二つのボルト穴３１を介して回転軸３、４に、その長辺が回転軸３、４の中心線と平行になる向きにボルト止めされる。

【0024】

パドル２０の上面２３の全体には高さＨ方向に一定の厚さで突出した肉盛り部２６ａが、二つの側面２５の下部を除く大部分には幅Ｂの方向に一定の厚さで突出した肉盛り部２６ｂが施されている。肉盛り部２６ａ、２６ｂの材質はパドル２０の母材よりも硬質で耐摩耗性に優れた材料、例えばタングステンカーバイトを多く含有する溶接材とする。この肉盛り部２６ａ、２６ｂを設けることにより、摩耗しやすい上面２３と側面２５の耐摩耗性を高めることができる。

【0025】

パドル２０の搬送面２１の下端付近を除く大部分には、格子状凸部２７が設けられている。格子状凸部２７は、図４（ａ）に示すように半円形の断面形状で、搬送面２１からパドル２０の厚さ方向に突出した棒状の部材であり、底面２４に対する角度αが４５度で、間隔がｐの格子状に配置されている。格子状凸部２７の材質は、硬質の材料でなくても被混練物のパドル２０への付着を促進することができるが、肉盛り部２６ａ、２６ｂと同様に母材よりも硬質の材料として、格子状凸部２７自体の耐摩耗性を高めるのが望ましい。

【0026】

このような格子状凸部２７を設けることにより、格子状凸部２７により囲まれた４角形の凹部２８に被混練物を付着させ、この付着した被混練物により搬送面２１を保護することにより搬送面２１の耐摩耗性を高めることができる。

【0027】

格子状凸部２７の間隔ｐを小さくすると被混練物がパドル２０へ強固に付着するようになり、パドル２０の表面から剥離したり、いったん付着した被混練物がパドル２０の動きに伴ってパドル２０の表面を滑るように動いてパドル２０の摩耗が進展したりすることを防ぐことができる。したがって、付着性の低い被混練物、例えば水分が少ない被混練物、粒子の粗い被混練物、水硬性が低い被混練物などの場合には間隔ｐを小さくし、付着性の高い被混練物の場合は間隔ｐを大きくするとよい。

【0028】

角度αを４５度とし、間隔ｐを一定とすることによって、凹部２８は正方形となり、その一方の対角線はパドル２０の高さ方向（回転軸３、４の直径方向）と平行になりこの対角線上の二つの隅角部２９ａ、２９ｂがパドル２０の高さ方向に並び、他方の対角線はパドル２０の幅方向（被混練物の進行方向）と平行になりこの対角線上の二つの隅角部２９ｃ、２９ｄがパドル２０の幅方向に並ぶようになる。そのため、回転軸３、４の回転に伴って被混練物がパドル２０の高さ方向および幅方向に動いた場合に、付着した被混練物がパドル２０から剥離しにくくなる。

【0029】

図３（ｃ）、図４（ａ）に示したものは格子状凸部２７の態様の一例であり、その断面形状、配置形状、配置範囲は、被混練物の性質やパドル２０の回転軸３、４に対する取付角度等に応じて調整する。

【0030】

格子状凸部２７の断面形状は、半円形のほか、図４（ｂ）に示す３角形や、図４（ｃ）に示す４角形等としてもよい。

【0031】

図５（ａ）は、格子状凸部２７の配置形状の例を示すもので、角度αを４５度より小さくして凹部２８を菱形形状としている。図５（ｂ）は、格子状凸部２７の配置形状の別の例を示すもので凹部２８の形状を底面２４と平行な正方形としている。図５（ａ）の配置形状とした場合は、図３（ｃ）の場合と同様に凹部２８の対角線がパドル２０の高さ方向および幅方向と平行になり、パドル２０に付着した被混練物が剥離しにくくなる効果が得られる。また、底面２４に対する角度αを左右で異なる値とし、凹部２８の対角線がパドル２０の幅方向および高さ方向と平行にならないようにしたり、間隔ｐを場所によって変化させて凹部２８の形状、大きさを一定でなくしたりしてもよい。

【0032】

格子状凸部２７を配置する範囲も図３（ｂ）、（ｃ）に示したものには限定されない。例えば、背面２２にも配置したり、搬送面２１の全体ではなく摩耗しやすい部分にのみ配置したりしてもよい。また、被混練物の搬送速度を調整するためにパドル２０の一部について、回転軸３、４に対する取付角度を図１に示したものに対して１８０度回転させる場合があるが、このような場合には、パドル２０の被混練物を投入口方向（図１の右方向）に押し戻す面（図２に表れない方の面）に格子状凸部２７を配置する。

【0033】

パドルが板状の形であればその外形に関わらず本発明を適用することができる。図６に、図３に示したものとは形状が異なるパドル４０に格子状凸部４７を設けた例を示す。図６（ａ）はパドル４０の平面図、図６（ｂ）は図３（ａ）のＥ−Ｅ線方向から見た背面の形状を示す図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＦ−Ｆ線方向から見た搬送面の形状を示す図である。

【0034】

パドル４０もパドル２０と同様の６角形形状であるが、上面の幅と下面の幅がほぼ等しく、長方形に近い形状となっている。パドル２０の場合と同様に、上面全体と側面の大部分に肉盛り部４６を設け、搬送面に格子状凸部４７を設け、底面に対して４５度傾斜した正方形の凹部４８を形成している。

【0035】

パドル２０においては、格子状凸部２７を表面のうち摩耗しやすい部分、具体的には搬送面２１の大部分に設け、凹部２８に被混練物が付着するように構成している。そのため、摩耗しやすい部分の全体に硬化肉盛りを施す場合に比べ、低コストでパドル２０の耐摩耗性を高めることができる。また、混練装置においてパドルは比較的頻繁に交換の必要な消耗部品であるから、このようなパドル２０を備える混練装置１は、ランニングコストを低く抑えることができる。

【符号の説明】

【0036】

１ 混練装置
２ 筐体
３、４ 回転軸
３ａ、４ａ 右端部
３ｂ、４ｂ 左端部
５、６ 軸受部
７ ギアボックス
８、９ ギア
１０、１１ スプロケット
１２ チェーン
１３ モータ
１４ フレーム
２０ パドル
２１ 搬送面
２２ 背面
２３ 上面
２４ 底面
２５ 側面
２６ａ、２６ｂ 肉盛り部
２７ 格子状凸部
２８ 凹部
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ 隅角部
３０ 取付板
３１ ボルト穴
３２ 底面
４０ パドル
４６ 外周肉盛り
４７ 格子状肉盛り

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】