特許 6132953 攪拌粉砕機

(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】6132953

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】攪拌粉砕機

(51)【国際特許分類】

   B02C 17/04 20060101AFI20170515BHJP

   B02C 17/00 20060101ALI20170515BHJP

   B02C 17/14 20060101ALI20170515BHJP

   B01F 9/22 20060101ALI20170515BHJP

   B01F 15/06 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   B02C17/04 Z

   B02C17/00 A

   B02C17/14 Z

   B01F9/22

   B01F15/06 Z

【請求項の数】8

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-80562(P2016-80562)

(22)【出願日】2016年4月13日

(65)【公開番号】特開2017-64694(P2017-64694A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2016年4月13日

(31)【優先権主張番号】10-2015-0137685

(32)【優先日】2015年9月30日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】516111281

【氏名又は名称】ケイエム テック カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】李建儀

【審査官】 佐々木 典子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平４−４０２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−６４１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０２Ｃ １／００− ７／１８

Ｂ０２Ｃ １５／００−１７／２４

Ｂ０１Ｆ ９／００−１３／１０

Ｂ０１Ｆ １５／００−１５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

材料を収容する容器と、
前記容器の外周面を囲む形状に配置されるリングと、
仮想直線上に配置され、前記リングに結合して、前記リングと共に前記仮想直線を中心にして回転可能な第１軸と、
前記仮想直線に垂直な任意の直線上に配置され、前記容器の外周面と前記リングとを連結し、前記容器や前記リングのうちの少なくともいずれか一つと前記任意の直線を中心にして相対的な回転が可能に連結される第２軸と、
一側は前記仮想直線と前記任意の直線の交点を通り前記仮想直線と前記任意の直線にそれぞれ垂直な他の任意の直線を中心にして回転し、他側は前記他の任意の直線から離隔した地点で前記容器の下面に結合し、前記容器の下面と相対的な回転が可能に結合する支持台とを含むことを特徴とする攪拌粉砕機。

【請求項2】

前記第１軸には往復回転運動を入力として用いることができる機構が結合することを特徴とする請求項１に記載の攪拌粉砕機。

【請求項3】

前記機構は、シリンダー、一端が前記第１軸に連結されて前記シリンダー内部で往復運動をするロッドおよび前記ロッドに結合して材料が収容されるケースを含むことを特徴とする請求項２に記載の攪拌粉砕機。

【請求項4】

前記機構は、材料が収容されるチューブおよび前記第１軸に結合して前記チューブが収容されるチャンバーを含むことを特徴とする請求項２に記載の攪拌粉砕機。

【請求項5】

内部に前記材料を収容して前記容器に設置されることによって、前記材料が前記容器に収容されるようにする内部容器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の攪拌粉砕機。

【請求項6】

前記内部容器は、長さが断面の直径より長く形成され、長さ方向が前記交点と前記支持台が前記容器の下面に結合した地点を通る直線に交差するように配置されて前記容器に収容できる大きさに形成されることを特徴とする請求項５に記載の攪拌粉砕機。

【請求項7】

前記容器の壁体内部には外部から冷却水の供給を受ける流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の攪拌粉砕機。

【請求項8】

前記流路は外部から前記第１軸、前記リングおよび前記第２軸に沿って延長されて前記容器の壁体内部に形成されることを特徴とする請求項７に記載の攪拌粉砕機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は攪拌粉砕機に関し、より詳しくは多様な機能を同時に遂行することができる多機能攪拌粉砕機に関する。

【背景技術】

【0002】

撹拌機は、化学実験や製造化学工業で気体、液体または固体（粒子）状の物体をかき混ぜる機構であり、粉砕機は、固体を破砕して微細な粉末を得る機構である。一般には、このような撹拌機および粉砕機は高速で回転して作動するので、遠心力が発生して材料が均等に攪拌されなかったり、気泡が発生して材料の品質が低下したりするという問題がある。また、このような撹拌機および粉砕機は比較的高価であるため、用途に合う機構をそれぞれ備えるためには費用が多くかかるという問題もある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

前記課題を解決するために、本発明の目的は、攪拌効率や粉砕効率を向上させることができる攪拌粉砕機を提供することにある。
本発明の他の目的は、多様な機能を同時に遂行することができる攪拌粉砕機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明に係る攪拌粉砕機は、材料を収容する容器と、前記容器の外周面を囲む形状に配置されるリングと、仮想直線上に配置され前記リングに結合して前記リングと共に前記仮想直線を中心にして回転可能な第１軸と、前記仮想直線に垂直な任意の直線上に配置され前記容器の外周面と前記リングとを連結し、前記容器や前記リングのうちの少なくともいずれか一つと前記任意の直線を中心にして相対的な回転が可能に連結される第２軸と、一側は前記仮想直線と前記任意の直線の交点を通り前記仮想直線と前記任意の直線にそれぞれ垂直な他の任意の直線を中心にして回転し他側は前記他の任意の直線から離隔した地点で前記容器の下面に結合し、前記容器の下面と相対的な回転が可能に結合する支持台とを含むことができる。

【0005】

このとき、前記第１軸には往復回転運動を入力として用いることができる機構が結合する。
ここで、前記機構は、シリンダーと、一端が前記第１軸に連結されて前記シリンダー内部で往復運動をするロッドと、前記ロッドに結合して材料を収容するケースと、を含むことができる。

【0006】

また、前記機構は、材料が収容されるチューブと、前記第１軸に結合して前記チューブが収容されるチャンバーと、を含むこともできる。
一方、内部に前記材料を収容して前記容器に設置されることによって、前記材料が前記容器に収容される内部容器をさらに含むことができる。

【0007】

このとき、前記内部容器は、長さが断面の直径よりも長く形成され、長さ方向が前記交点と前記支持台が前記容器の下面に結合した地点を通る直線に交差するように配置されて前記容器に収容できる大きさに形成される。

【0008】

また、前記容器の壁体内部には、外部から冷却水の供給を受ける流路を形成することができる。
このとき、前記流路は、外部から、前記第１軸、前記リングおよび前記第２軸に沿って延長されて前記容器の壁体内部に形成される。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る攪拌粉砕機は、容器を回転させることによって、容器に収容された材料を攪拌することができる。
また、初期にある一方向に向かっている容器の外周面が容器回転中でも継続して同じ方向に向かうようにすることによって、容器の内部に収容された材料が遠心力によって容器の内部のうち外側だけで停滞する現象を防止して、攪拌効率を向上させることができる。

【0010】

また、容器にビードも入れることによって、容器に収容された材料を粉砕することができる。
また、容器に連結された第１軸に他の種類の機構を結合することによって、一つの攪拌粉砕機で多様な機能を同時に遂行することができる。

【0011】

また、容器の壁体内部に外部から冷却水の供給を受ける流路を形成することによって、容器内部の過熱を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施例に係る攪拌粉砕機の斜視図である。

【図2】図１においてケーシングの一部が除去された状態を示した斜視図である。

【図3】図２において第１機構をＡ方向から見た状態を示した正面図である。

【図4】図２において第１機構をＢ方向から見た状態を示した側面図である。

【図5】図２において第１機構をＣ方向から見た状態を示した平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、本発明の実施例に係る攪拌粉砕機の斜視図である。
図１を参照すれば、攪拌粉砕機は、第１機構１００と、第２機構２００と、第３機構３００と、ケーシング４００と、を含む。

【0014】

第１機構１００、第２機構２００および第３機構３００はそれぞれ攪拌や粉砕などの機能を遂行する。ケーシング４００には、第１機構１００が作動する間に第１機構１００の容器１１０に収容された材料が外部に離脱するのを防止するためのカバー４１０が形成され、第１機構１００、第２機構２００および第３機構３００を操作するための操作部４２０を設置することもできる。もちろん、ケーシング４００は、図１で示されたものとは異なり、カバー４１０を形成しなかったり操作部４２０を設置しないなど異なる形状からなることもできる。

【0015】

図２は、図１においてケーシング４００の一部が除去された状態を示した斜視図であり、図３は、図２において第１機構をＡ方向から見た状態を示した正面図であり、図４は、図２において第１機構をＢ方向から見た状態を示した側面図であり、図５は、図２において第１機構をＣ方向から見た状態を示した平面図である。

【0016】

図２乃至図５を参照すれば、第１機構１００は、容器１１０、リング１２０、第１軸１３０、第２軸１４０、支持台１５０、均衡錘１６０および内部容器１７０を含む。
容器１１０には、攪拌や粉砕される材料が収容される。図２において、容器１１０は、上面が開放された円柱のような形状に示されているが、その内部に前記材料が収容できるものであれば、四角柱などのような他の形状に形成することもある。

【0017】

リング１２０は、容器１１０の外周面を囲む形状に配置される。図２において、リング１２０は円形状となっているが、四角形などのように他の形状に形成することもある。
第１軸１３０は、仮想直線（以下、Ｘ１）上に配置され、Ｘ１を中心にして回転することができる。また、第１軸１３０はリング１２０に結合し、リング１２０と共にＸ１を中心にして回転することができる。

【0018】

第２軸１４０は、Ｘ１に垂直な任意の直線（以下、Ｘ２）上に配置され、容器１１０の外周面とリング１２０とにそれぞれ結合して、容器１１０の外周面とリング１２０とを互いに連結する。このとき、第２軸１４０は容器１１０の外周面やリング１２０のうちの少なくともいずれか一つとＸ２を中心にして相対的な回転が可能に結合する。

【0019】

支持台１５０の平らな部１５１はモータＭに結合して、Ｘ１とＸ２との交点（以下、Ｐ）を通りながらＸ１とＸ２とにそれぞれ垂直な他の任意の直線（以下、Ｘ３）を中心にして回転することができる。支持台１５０の傾斜部１５２は、Ｘ３から離隔した地点で容器１１０の下面に結合する。このとき、傾斜部１５２は、Ｐと容器１１０の下面に結合した前記地点とを通る直線（以下、Ｘ４）を中心にして相対的な回転が可能に結合する。

【0020】

均衡錘１６０は、支持台１５０の平らな部１５１を基準に傾斜部１５２と向き合う方向に配置される。均衡錘１６０は、支持台１５０の左右の重量バランスを合わせて、支持台１５０がＸ３を中心にして回転するとき、振動や騒音を減らし、第１機構１００の全体的な安定性を図る役割を果たす。

【0021】

前述した第１機構１００の各構成間の結合関係に基づいて、第１機構１００の作動について説明する。
まず、モータＭが作動すれば、支持台１５０はＸ３を中心にして回転する。これによって、支持台１５０に結合した容器１１０もＸ３を中心にして回転する。ただし、容器１１０は外周面が第２軸１４０によってリング１２０に連結されており、リング１２０は第１軸１３０に結合しており、第１軸１３０はＸ３を中心にして回転しないので、初期にある一方向に向かっている容器１１０の外周面は容器１１０がＸ３を中心にして回転する間でも継続して同じ方向に向かうことになる。このとき、Ｘ３とＸ４とのなす鋭角がθであれば、リング１２０、第１軸１３０および第２軸１４０はＸ１を中心にして時計方向と反時計方向にそれぞれθほどずつ往復回転運動をする。

【0022】

このように、容器１１０がＸ３を中心にして回転することによって、容器１１０に収容された前記材料が攪拌される。また、前述したように、初期にある一方向に向かっている容器１１０の外周面は容器１１０がＸ３を中心にして回転する間でも継続して同じ方向に向かっているため、前記材料が遠心力によって容器１１０の内部のうちのＸ３から遠い一側だけで停滞する現象を防止することができる。したがって、容器が単にＸ３を中心にして空転だけをする方式（例えば、容器と支持台とが互いに相対的に回転が不能に結合して、容器がＸ３を中心に特定の角度ほど回転すれば、初期にある一方向に向かっていた容器の外周面もその角度ほど回転した方向に向かうようになる方式）と比較すれば、攪拌効率を向上させることができる。

【0023】

一方、容器１１０にビードも入れると、前記材料が容器１１０の内面とビードとの間で衝撃を受けたり、ビードとビードとの間で衝撃を受けたりすることによって粉砕される。
前記材料は、容器１１０に直接収容することもできるが、別途の内部容器１７０に収容され、内部容器１７０は容器１１０に脱着可能に設けることもできる。

【0024】

これによって、容器１１０から前記材料を取り出しやすくなり、かつ前記材料の残余物の洗浄が容易になる。
一方、内部容器１７０は、長さを断面の直径より長く形成することができる。また、内部容器１７０は、長さ方向がＸ４に並んで配置されて容器１１０に収容されることもあり、長さ方向がＸ４に交差するように配置されて容器１１０に収容可能な大きさに形成されることもある。このとき、内部容器１７０がＸ３に略垂直に配置されて容器１１０に収容されるほど、前記材料は内部容器１７０の長さ方向にさらに激しく流動して、攪拌効率を向上させることができ、内部容器１７０にビードも入れた場合には粉砕効率を向上させることができる。反面、内部容器１７０がＸ３に略並んで配置されて容器１７０に収容されるほど、前記材料には気泡が少なく発生する。したがって、一つの機構で容器１１０に内部容器１７０が収容される方向を調節することによって、必要に応じて攪拌や粉砕作用にさらに有利に機構を作動させることができ、気泡の抑制にさらに有利に機構を作動させることもできる。

【0025】

一方、前記材料が急速に回転しながら攪拌や粉砕されると、その温度が上昇して、前記材料の品質が変わったり機構が過熱されたりし得る。したがって、容器１１０の壁体内部に冷却水が供給される。このとき、前記冷却水は、外部から、第１軸１３０、リング１２０および第２軸１４０に沿って延長形成された流路Ｆを通じて供給される。前述の通り、リング１２０、第１軸１３０および第２軸１４０は自分の位置でＸ１を中心に往復回転運動をするだけで、その位置を移動したりＸ３を中心にして回転したりしないので、流路Ｆが容器１１０、リング１２０、第１軸１３０または第２軸１４０に絡まったり互いに干渉したりせず、容器１００の壁体内部に前記冷却水が安定的に供給される。

【0026】

以下、再び図１および図２を参照して、第２機構２００および第３機構３００について説明する。
図１および図２において、第２機構２００および第３機構３００は冷凍粉砕機および撹拌機でそれぞれ示されているが、第１機構１００の第１軸１３０の往復回転運動を入力として用いることができる機構であれば、第２機構２００および第３機構３００として使用することができる。以下、図１および図２に示された冷凍粉砕機および撹拌機を例として説明する。

【0027】

第２機構２００は、シリンダー２１０、ロッド２２０、ケース２３０およびコネクティングロッド２４０を含む。シリンダー２１０には、冷媒が収容され、例えば液体窒素が収容される。ロッド２２０の一端には粉砕する材料およびビードが収容されるケース２３０が結合し、ケース２３０はシリンダー２１０に収容されて、前記冷媒によって冷却される。ロッド２２０の他端はＸ１から離隔した地点でコネクティングロッド２４０によって第１機構１００の第１軸１３０に連結される。モータＭが作動して第１軸１３０が往復回転運動をすると、ロッド２２０およびロッド２２０に結合したケース２３０はシリンダー２１０の内部で往復直線運動をして、前記材料がケース２３０の内面とビードとの間で衝撃を受けたりビードとビードとの間で衝撃を受けたりすることによって、粉砕される。このような冷凍粉砕機によれば、毛髪やポリマーなどのように一般的な粉砕機ではナノ級粒径で粉砕しにくい材料もナノ級粒径で粉砕することができる。

【0028】

第３機構３００は、チューブ３１０、チャンバー３２０および連結バー３３０を含む。チューブ３１０には攪拌する材料が収容される。チャンバー３２０は、連結バー３３０によって第１機構１００の第１軸１３０に連結され、チャンバー３２０にはチューブ３１０が収容される。連結バー３３０は図１および図２に示されているように、複数からなり、第１軸１３０に放射状に結合し、チャンバー３２０は連結バー３３０に相応する個数からなり、それぞれの連結バー３３０に連結され、チューブ２１０もチャンバー３２０に相応する個数からなり、それぞれのチャンバー３２０に収容される。モータＭが作動して第１軸１３０が往復回転運動をすると、チャンバー３２０とチャンバー３２０に収容されたチューブ３１０とは往復回転運動をして、チューブ３１０に収容された前記材料が攪拌される。

【0029】

前述したように、第１機構１００の第１軸１３０の往復回転運動を入力として用いることができる機構であれば、第２機構２００および第３機構３００として用いられるので、一つの機構で攪拌や粉砕だけでなく、多様な機能を同時に遂行できる。また、第１機構１００、第２機構２００および第３機構３００は一つのモータＭによって同時に作動するので、一つの機構で多様な機能を同時に遂行できる。

【0030】

前述され、図面に示された本発明の実施例は本発明の技術的な思想を限定すると解釈されてはいけない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲に記載された事項によって制限され、本発明の技術分野における通常の知識を有する者は本発明の技術的思想を多様な形態で改良変更することが可能である。例えば、第１機構１００の第１軸１３０に三つ以上の機構を結合することによって、第２機構２００と第３機構３００だけでなく第４機構や第５機構などを結合することもできる。したがって、このような改良および変更は通常の知識を有する者にとって自明である限り、本発明の保護範囲に属するようになるだろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】