特開 2022-92650 二軸混合機及び被混合物の混合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022092650

(43)【公開日】2022-06-23

(54)【発明の名称】二軸混合機及び被混合物の混合方法

(51)【国際特許分類】

   B28C 5/14 20060101AFI20220616BHJP

   B01F 27/70 20220101ALI20220616BHJP

【ＦＩ】

B28C5/14

B01F7/04 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020205478

(22)【出願日】2020-12-11

(71)【出願人】

【識別番号】000154901

【氏名又は名称】株式会社北川鉄工所

(74)【代理人】

【識別番号】100187838

【弁理士】

【氏名又は名称】黒住 智彦

(74)【代理人】

【識別番号】100220892

【弁理士】

【氏名又は名称】舘 佳耶

(74)【代理人】

【識別番号】100205589

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 和将

(74)【代理人】

【識別番号】100194478

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 文彦

(72)【発明者】

【氏名】山本 敦資

(72)【発明者】

【氏名】秋山 哲哉

(72)【発明者】

【氏名】濱崎 翔

【テーマコード（参考）】

4G056

4G078

【Ｆターム（参考）】

4G056AA06

4G056CC07

4G056CC10

4G078AA03

4G078AA04

4G078AB02

4G078BA01

4G078BA07

4G078CA01

4G078DA03

4G078DB03

4G078DB10

4G078DC10

(57)【要約】

【課題】
混合槽に投入した直後の被混合物を速やかに分散させることのできる二軸混合機を提供する。
【解決手段】
羽根１１を有し、軸線Ｌ_１を回転中心として回転する第１混合具１０と、羽根を有し、軸線Ｌ_２を回転中心として回転する第２混合具とを備え、第１混合具１０の羽根１１及び第２混合具の羽根で被混合物９０を循環移動させて混練する二軸混合機において、第１混合具１０又は第２混合具のいずれかの羽根１１に、送り部１１０と戻し部１２０とを有する分散用突起１００を備え、送り部１１０は、羽根１１のオモテ面１１ａ側に位置する被混合物９０を、当該オモテ面１１ａに添った送り方向Ｄ_１に案内可能に構成し、戻し部１２０は、羽根１１のオモテ面１１ａ側に位置する被混合物９０を、オモテ面１１ａ側からウラ面１１ｂ側に向かう戻し方向Ｄ_２に案内可能に構成して、被混合物９０を送り方向Ｄ_１と戻し方向Ｄ_２とに分散させるようにした。
【選択図】 図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

羽根を有し、軸線Ｌ_１を回転中心として回転する第１混合具と、
羽根を有し、軸線Ｌ_２を回転中心として回転する第２混合具と
を備え、第１混合具の羽根及び第２混合具の羽根で被混合物を循環移動させて混練する二軸混合機であって、
第１混合具又は第２混合具のいずれかの羽根に、送り部と戻し部とを有する分散用突起を備え、
送り部は、それが設けられた羽根のオモテ面（その羽根における回転方向正側を向く面。以下同じ。）側に位置する被混合物を、当該オモテ面に添った方向（以下「送り方向」と云う。）に案内可能に構成され、
戻し部は、それが設けられた羽根のオモテ面側に位置する被混合物を、当該オモテ面側からウラ面（その羽根における回転方向負側を向く面。以下同じ。）側に向かう方向（以下「戻し方向」と云う。）に案内可能に構成され、
被混合物を送り方向と戻し方向とに分散させることを特徴とする二軸混合機。

【請求項2】

第１混合具が、
螺旋面状の第１混練羽根と、
第１混練羽根とは逆向きの旋回方向を有する螺旋面状の第１切返し羽根と
を有し、
第２混合具が、
螺旋面状の第２混練羽根と、
第２混練羽根とは逆向きの旋回方向を有する螺旋面状の第２切返し羽根と
を有し、
第１混練羽根及び第１切返し羽根、並びに、第２混練羽根及び第２切返し羽根の全てに分散用突起が設けられた
請求項１記載の二軸混合機。

【請求項3】

送り部における送り方向負側の端部と、戻し部における戻し方向負側の端部とが連続的に接続されることで、
送り部と戻し部との接続箇所に、被混合物を送り方向と戻し方向とに剪断する剪断用頂部が形成された
請求項１又は２記載の二軸混合機。

【請求項4】

分散用突起は、それが設けられた羽根に所定間隔を有して複数設けられ、
隣り合う分散用突起の間にはオモテ面側に位置する被混合物をウラ面側に通過させる剪断用開口部が形成された
請求項１～３いずれか記載の二軸混合機。

【請求項5】

隣り合う送り部と戻し部との回転軌跡が重なり合うように構成された請求項４記載の二軸混合機。

【請求項6】

分散用突起が、それが設けられた羽根の外側（その羽根における、回転中心から遠い側。以下同じ。）の縁部に設けられた請求項１～５いずれか記載の二軸混合機。

【請求項7】

請求項１～６いずれか記載の二軸混合機を用いて被混合物を混合する被混合物の混合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数種類の材料を混合するための二軸混合機と、これを用いた被混合物の混合方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

生コンクリートを混合する場合には、一般的に、砂利（粗骨材）、砂（細骨材）、セメント（凝固材）及び水からなる原料を混合するのであるが、これらの原料のうち、砂やセメント粒子等、粒径の小さな原料（微粒子）は、凝集体を形成しやすい。これらの微粒子が凝集体のまま残ってしまうと、得られる生コンクリートの品質が低下するため、生コンクリート等の被混合物を混合する際には、被混合物を剪断し、原料に含まれる微粒子の凝集体をバラバラに分散させることも要求される。

【0003】

このことに着目して、本出願人は、特許文献１の図２に示すように、回転軸芯Ｂ_１，Ｂ_２を中心としてそれぞれ逆向きに回転する一対の混合具１２ａ，１２ｂを備えた二軸混合機であって、混合具１２ａ，１２ｂのそれぞれを、螺旋面状を為す混練羽根１３ａ，１３ｂと、混練羽根１３ａ，１３ｂとは逆向きの螺旋面状を為す切返し羽根１４ａ，１４ｂとで構成したものを開発した。この二軸混合機において、一方の混合具１２ａの切返し羽根１４ａは、他方の混合具１２ｂの混練羽根１３ｂと隣り合うように配し、他方の混合具１２ｂの切返し羽根１４ｂは、一方の混合具１２ａの混練羽根１３ａと隣り合うように配している。これにより、同文献の図３（ａ）～（ｆ）に示されるように、混合槽１１内に投入された被混合物（同図における符号「Ｇ」を参照）を混合槽内で大きく循環移動させ、その循環移動による崩落効果（循環移動の衝撃によって、材料の凝集体が崩れてバラバラになる効果）によって、被混合物を短時間で均質に混合することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－１０６０１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記の特許文献１の二軸混合機には、被混合物が充分に混合されるまでに時間を要するという課題があった。というのも、上記の崩落効果は、被混合物がある程度の粘性を有する場合により奏されるが、混合槽に被混合物を投入した直後は、水と他の材料とが馴染んでいないため、被混合物の粘性が十分に出にくい。したがって、混合槽に被混合物を投入した直後から、水と他の材料とが馴染んで被混合物に粘性が出るまでの間は、被混合物を循環移動させたとしても崩落効果が十分に得られにくい。換言すると、材料の凝集体が崩れずに残ってしまう場合があるため、材料同士の混合が進みにくい。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、混合槽に投入した直後の被混合物を速やかに分散させ、被混合物を短時間で混合することのできる二軸混合機を提供するものである。また、この二軸混合機を用いて被混合物を混合する被混合物の混合方法を提供することも本発明の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題は、
羽根を有し、軸線Ｌ_１を回転中心として回転する第１混合具と、
羽根を有し、軸線Ｌ_２を回転中心として回転する第２混合具と
を備え、第１混合具の羽根及び第２混合具の羽根で被混合物を循環移動させて混練する二軸混合機であって、
第１混合具又は第２混合具のいずれかの羽根に、送り部と戻し部とを有する分散用突起を備え、
送り部は、それが設けられた羽根のオモテ面（その羽根における回転方向正側を向く面。以下同じ。）側に位置する被混合物を、当該オモテ面に添った方向（以下「送り方向」と云う。）に案内可能に構成され、
戻し部は、それが設けられた羽根のオモテ面側に位置する被混合物を、当該オモテ面側からウラ面（その羽根における回転方向負側を向く面。以下同じ。）側に向かう方向（以下「戻し方向」と云う。）に案内可能に構成され、
被混合物を送り方向と戻し方向とに分散させることを特徴とする二軸混合機
を提供することによって解決される。

【0008】

本発明の二軸混合機においては、
第１混合具を、
螺旋面状の第１混練羽根と、
第１混練羽根とは逆向きの旋回方向を有する螺旋面状の第１切返し羽根と
を有するものとし、
第２混合具を、
螺旋面状の第２混練羽根と、
第２混練羽根とは逆向きの旋回方向を有する螺旋面状の第２切返し羽根と
を有するものとし、
第１混練羽根及び第１切返し羽根、並びに、第２混練羽根及び第２切返し羽根の全てに分散用突起を設ける
と好ましい。

【0009】

本発明の二軸混合機においては、
送り部における送り方向負側の端部と、戻し部における戻し方向負側の端部とを連続的に接続することで、
送り部と戻し部との接続箇所に、被混合物を送り方向と戻し方向とに剪断する剪断用頂部を形成する
ことも好ましい。

【0010】

また、本発明の二軸混合機においては、
分散用突起を、それが設けられた羽根に所定間隔を有して複数設け、
隣り合う分散用突起の間にはオモテ面側に位置する被混合物をウラ面側に通過させる剪断用開口部が形成される
ことも好ましい。
このときには、隣り合う送り部と戻し部との回転軌跡が重なり合うように構成することが好ましい。

【0011】

さらに、本発明の二軸混合機においては、
分散用突起を、それが設けられた羽根の外側（その羽根における、回転中心から遠い側。以下同じ。）の縁部に設ける
ことも好ましい。

【発明の効果】

【0012】

本発明の二軸混合機では、第１混合具又は第２混合具のいずれかの羽根に、被混合物を送り方向に案内する送り部と、被混合物を戻し方向に案内する戻し部とを有する分散用突起を設けているため、被混合物を送り方向と戻し方向とに分散させながら混合することができる。したがって、本発明の二軸混合機を用いると、混合槽に投入した直後の被混合物を速やかに分散させ、被混合物を短時間で混合することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】二軸混合機の斜視図である。

【図2】二軸混合機の平面図である。

【図3】二軸混合機を、図２におけるＹ_１－Ｙ_１面で切断した状態を示した断面図である。

【図4】二軸混合機における混練羽根と切返し羽根との動作を説明する図である。

【図5】二軸混合機における第１混合具の斜視図である。

【図6】第１混練羽根に設けられた分散用突起によって被混合物を分散させる様子を説明する図である。

【図7】二軸混合機における外側羽根及び内側羽根を螺旋方向に垂直な面で切断した状態を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

二軸混合機及びこれを用いた被混合物の混合方法の好適な実施形態について、図面を用いてより具体的に説明する。後掲する図１～５には、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を示している。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の向きは、異なる図であっても、互いに一致させている。以下においては、説明の便宜上、ｘ軸方向正側を「右」側、ｘ軸方向負側を「左」側、ｙ軸方向正側を「後」側、ｙ軸方向負側を「前」側、ｚ軸方向正側を「上」側、ｘ軸方向負側を「下」側と呼んでいる。

【0015】

図１は、二軸混合機の斜視図である。この二軸混合機は、図１に示すように、混合槽３０と、第１混合具１０と、第２混合具２０とを備えている。混合槽３０は、上部からその内部に被混合物を投入することができる。混合槽３０の底部には、混合槽３０内で混合を終えた被混合物を混合槽３０外へ送出するための被混合物送出口（図示省略）が、開閉可能な状態で設けられている。

【0016】

第１混合具１０と第２混合具２０は、左右方向（ｘ軸方向）に所定間隔を隔てて略平行に（互いに干渉しないように）配置または構成され、混合槽３０内に投入された被混合物を混合するものである。第１混合具１０及び第２混合具２０は、軸状を為す前端部１０ａ，２０ａを図示省略のベアリング（混合槽３０の前壁部３１の外側に配したベアリング）で軸支しており、同じく軸状を為す後端部１０ｂ，２０ｂを図示省略のベアリング（混合槽３０の後壁部３２の外側に配したベアリング）で軸支している。第１混合具１０の後端部１０ｂ及び第２混合具２０の後端部２０ｂは、混合槽３０の外部に設けられた回転駆動手段（図示省略）に連結されている。このため、第１混合具１０及び第２混合具２０は、それぞれ、前後方向に平行な軸線Ｌ_１及び軸線Ｌ_２を回転中心として矢印Ａ_１及び矢印Ａ_２の向きに同じ速さで回転する。第１混合具１０が回転する向きＡ_１と第２混合具２０が回転する向きＡ_２は逆向きである。すなわち、第１混合具１０は、ｙ軸方向負側から見たときに、軸線Ｌ_１を中心として反時計方向に回転するのに対して、第２混合具２０は、ｙ軸方向負側から見たときに、軸線Ｌ_２を中心として時計方向に回転する。

【0017】

図２は、二軸混合機の平面図である。図２に示すように、第１混合具１０は、第１混合具１０における後端部１０ｂ付近から前後方向中央部分よりもやや前端部１０ａ寄りの部分に至るまで、軸線Ｌ_１を中心線とする螺旋面状に連なる第１混練羽根１１と、第１混合具１０における中央部分よりもやや前端部１０ａ寄りの部分から前端部１０ａ付近に至るまで、軸線Ｌ_１を中心線とする螺旋面状に連なる第１切返し羽根１２とを有している。第１混練羽根１１が構成する螺旋面と第１切返し羽根１２が構成する螺旋面とは、その旋回方向が逆向きである。

【0018】

一方、第２混合具２０は、第２混合具２０における前端部２０ａ付近から前後方向中央部分よりもやや後端部２０ｂ寄りの部分に至るまで、軸線Ｌ_２を中心線とする螺旋面状に連なる第２混練羽根２１と、第２混合具２０における中央部分よりもやや後端部２０ｂ寄りの部分から後端部２０ｂ付近に至るまで、軸線Ｌ_２を中心線とする螺旋面状に連なる第２切返し羽根２２とを有している。第２混練羽根２１が構成する螺旋面の旋回方向（軸線Ｌ_２を中心とした旋回方向）は、上記の第１混練羽根１１が構成する螺旋面の旋回方向（軸線Ｌ_１を中心とした旋回方向）とは同じであるものの、第２切返し羽根２２が構成する螺旋面の旋回方向（軸線Ｌ_２を中心とした旋回方向）とは逆向きである。

【0019】

このため、上記のように、第１混合具１０と第２混合具２０とをそれぞれ軸線Ｌ_１及び軸線Ｌ_２を回転中心として逆向きに回転させると、混合槽３０内の被混合物は、螺旋面状の第１混練羽根１１によって、図２における矢印Ｂ_１に示すように、軸線Ｌ_１方向一側（ｙ軸方向正側）から軸線Ｌ_１方向他側（ｙ軸方向負側）に押し出され、第１切返し羽根１２付近に移送される。
また、第１混練羽根１１によって第１切返し羽根１２付近に移送されてきた被混合物は、第１混練羽根１１とは逆向きの螺旋面状を為す第１切返し羽根１２によって、図２における矢印Ｂ_２に示すように、第２混合具２０側（ｘ軸方向正側）に移送される。
さらに、第１切返し羽根１２によって第２混合具２０側（第２混練羽根２１付近）に移送されてきた被混合物は、螺旋面状を為す第２混練羽根２１によって、図２における矢印Ｂ_３に示すように、軸線Ｌ_２方向他側（ｙ軸方向負側）から軸線Ｌ_２方向一側（ｙ軸方向正側）に押し出され、第２切返し羽根２２付近に移送される。上記の通り、第２混練羽根２１が構成する螺旋面は、第１混練羽根１１が構成する螺旋面と旋回方向が同じであるものの、第２混練羽根２１が回転する向きＡ_２と第１混練羽根１１が回転する向きＡ_１とが逆であるため、第２混練羽根２１によって被混合物が移送される向きＢ_３は、第１混練羽根１１によって被混合物が移送される向きＢ_１と逆向きになる。
さらにまた、第２混練羽根２１によって第２切返し羽根２２付近に移送された被混合物は、第２混練羽根２１とは逆向きの螺旋面状を為す第２切返し羽根２２によって、図２における矢印Ｂ_４に示すように、第１混合具１０側（ｘ軸方向負側）に移送される。

【0020】

その後、上記の移送が連続的に行われることにより、混合槽３０内の被混合物は、混合槽３０内を大きく循環移動しながら混合される。この循環移動において、上記のように、被混合物が第１切返し羽根１２によって第２混合具２０側に移送される理由（被混合物が図２の矢印Ｂ_２の向きに移送される理由）と、被混合物が第２切返し羽根２２によって第１混合具１０側に移送される理由（被混合物が図２の矢印Ｂ_４の向きに移送される理由）は、図３及び図４を用いて、以下のように説明することができる。

【0021】

図３は、二軸混合機を、図２におけるＹ_１－Ｙ_１面で切断した状態を示した断面図である。混合槽３０の下壁部（底壁部）３３は、図３に示すように、２つの円筒面状部３３ａ，３３ｂを連続させた形状をしている。一方の円筒面状部３３ａは、第１混合具１０の回転中心である軸線Ｌ_１を中心とした円筒面状に形成されており、他方の円筒面状部３３ｂは、第２混合具２０の回転中心である軸線Ｌ_２を中心とした円筒面状に形成されている。軸線Ｌ_１，Ｌ_２を中心として回転する羽根１１，１２，２１，２２が混合槽３０の底壁部３３に干渉しないようにしながらも、円筒面状部３３ａ，３３ｂの内周面付近に付着する被混合物に羽根１１，１２，２１，２２が届くように、各羽根１１，１２，２１，２２の外半径は、円筒面状部３３ａ，３３ｂの内半径よりも僅かに小さく設定される。

【0022】

図４は、二軸混合機における第１切返し羽根１２と第２混練羽根２１との動作を説明する図である。図４は、ｙ軸に垂直な断面で示してあり、一部の部材を省略して示している。また、第１切返し羽根１２及び第２混練羽根２１は、模式化して描いている。さらに、図４に描かれている小さな多数の白丸は、被混合物９０を示しているが、この被混合物９０も模式化して描いている。さらに、被混合物９０は、概ね、図４において太破線で示した曲線Ｌ_３よりも下側に存在するが、便宜上、上記の白丸（被混合物９０を示す白丸）は、説明に必要な部分を除いて図示を省略している。

【0023】

図４に示すように、第１切返し羽根１２が円筒面状部３３ａの最下点Ｐ_１を通過するタイミングと、第２混練羽根２１が円筒面状部３３ｂの最下点Ｐ_２を通過するタイミングとを敢えてずらしており、第１切返し羽根１２が最下点Ｐ_１を通過するよりも前に、第２混練羽根２１は、最下点Ｐ_２を通過する。また、第２混合具２０が回転する際には、第２混練羽根２１の周囲の被混合物９０は、第２混練羽根２１のオモテ面側（Ａ_２＋側）では、第２混練羽根２１によって圧縮されて圧力が高まった状態になる一方、第２混練羽根２１のウラ面側（Ａ_２－側）では、圧力が低くなった状態になる。同様に、第１切返し羽根１２の周囲の被混合物９０は、第１切返し羽根１２のオモテ面側（Ａ_１＋側）では第１切返し羽根１２によって圧縮されて圧力が高まった状態になる一方、第１切返し羽根１２のウラ面側（Ａ_１－側）では圧力が低くなった状態になる。

【0024】

このような状況のもと、図４に示す状態から、第２混練羽根２１が回転方向正側（Ａ_２＋側）に４５°程度回転して、第１切返し羽根１２も回転方向正側（Ａ_１＋側）に４５°程度回転し、第２混練羽根２１の外端がｘ軸方向負側を向いた際には、第２混練羽根２１の下側（ｚ軸方向負側）は、被混合物９０の圧力が低い状態になっている。このタイミングで、第１切返し羽根１２のオモテ面側（Ａ_１＋側）にある圧力の高い被混合物９０が、第２混練羽根２１の下側に入るため、第１切返し羽根１２のオモテ面側（Ａ_１＋側）にある被混合物９０が、第２混練羽根２１側に自然と流れ込む。被混合物９０が第２切返し羽根２２によって第１混練羽根１１側に移送される理由も、これと略同様である。

【0025】

以上のように、第１混練羽根１１及び第１切返し羽根１２、並びに、第２混練羽根２１及び第２切返し羽根２２によって、被混合物９０を循環移動させることができる。また、この循環移動の際に崩落効果が発生し、これによって、被混合物９０を構成する材料の凝集体を崩してバラバラに分散させることができる。すなわち、被混合物９０を短時間で均質に混合することができる。特に、図１～４に示す二軸混合機においては、第１混合具１０及び第２混合具２０における混合槽３０内に配される部分に、軸状の部分（回転中心に沿って配される部分）を設けてないため、障害物が少なく、被混合物９０をより効率的に循環移動させることができる。しかし、この崩落効果は、被混合物９０にある程度粘性が出てからでないと発揮されにくい。すなわち、被混合物９０を構成する水（液体）と他の材料（固体）とを混合槽３０に投入してから、水と他の材料とが馴染むまでの間（以下、「被混合物投入直後」と表現することがある。）は、崩落効果が得られにくい。この点、以下に説明する構成を採用したことにより、被混合物投入直後においても、被混合物９０を構成する各材料を速やかに分散させることができ、短時間で被混合物９０を混合することができる。

【0026】

図５は、二軸混合機における第１混合具１０の斜視図である。図６は、第１混練羽根１１に設けられた分散用突起１００によって被混合物９０を分散させる様子を説明する図である。図６においては、便宜上、実際は第１混練羽根１１の形状に沿って螺旋状に配されている分散用突起１００を、平面上に並べて表示している。

【0027】

図５に示すように、第１混練羽根１１には、分散用突起１００を設けている。分散用突起１００は、第１混練羽根１１に１つだけ設けてもよいが、第１混練羽根１１の旋回方向（螺旋方向）に所定間隔を隔てて複数個（図５の例では５個）の分散用突起１００を設けている。隣り合う分散用突起１００の間には、図５の拡大図Ｍ_２に示すように、剪断用開口部αが形成されている。この剪断用開口部αは、外側（軸線Ｌ_１から遠い側。以下同じ。）の周縁が開放された（囲われていない）開放的開口部となっている。このような構造を採用することにより、隣り合う分散用突起１００の間に被混合物（特に、砂利等の粒径の大きな固形成分）が挟まりにくくすることができる。また、被混合物が第１混練羽根１１のオモテ面１１ａ側からウラ面１１ｂ側に抜けやすくして、第１混練羽根１１に引きずられる被混合物の量を少なくすることもできる。したがって、被混合物による混合槽３０（図３）内壁の摩耗（特に、粒径の大きな固形成分による局部摩耗）を防止又は低減することができる。

【0028】

それぞれの分散用突起１００は、図５の拡大図Ｍ_１に示すように、第１混練羽根１１の螺旋方向に沿って配された送り部１１０と、第１混練羽根１１の螺旋方向に略垂直な方向に沿って配された戻し部１２０とが、剪断用頂部１３０で接続されたＶ字状を為している。ここで、送り部１１０と戻し部１２０とは、互いに離れた状態で第１混練羽根１１に設けてもよいが、図６に示すように、送り部１１０における送り方向Ｄ_１負側の端部と、戻し部１２０における戻し方向Ｄ_２負側の端部とを接続することが好ましい。これにより、より効果的に被混合物９０を剪断・分散することができる。

【0029】

この第１混合具１０を矢印Ａ_１の方向に回転させると、図６に示すように、分散用突起１００にぶつかった被混合物９０が、送り部１１０と戻し部１２０との接続部分（Ｖ字状の分散用突起１００の頂部）に形成された剪断用頂部１３０によって剪断され、送り部１１０と戻し部１２０とによって送り方向Ｄ_１と戻し方向Ｄ_２とに分散される。ここで、送り方向Ｄ_１とは、第１混練羽根１１のオモテ面１１ａ（第１混練羽根１１における回転方向正側Ａ_１＋を向く面。以下同じ。）に沿った方向（図６においては、紙面に向かって右下方向）のことであり、戻し方向Ｄ_２とは、第１混練羽根１１のオモテ面１１ａ側からウラ面１１ｂ（第１混練羽根１１における回転方向負側Ａ_１－を向く面。以下同じ。）側に向かう方向のことである。

【0030】

これにより、被混合物９０中に含まれる微粒子の凝集体を、剪断用頂部１３０で剪断するとともに、送り方向Ｄ_１と戻し方向Ｄ_２とに分散させることができる。したがって、崩落効果が得られにくい被混合物投入直後であっても、各材料を速やかに分散させることができ、短時間で被混合物９０を混合することができる。また、１つの剪断用開口部αには、この剪断用開口部αに対して回転方向正側（Ａ_１＋側）に位置する分散用突起１００の送り部１１０によって案内された被混合物９０と、この剪断用開口部αに対して回転方向負側（Ａ_１－側）に位置する分散用突起１００の戻し部１２０によって案内された被混合物９０とが共に流入する。したがって、剪断用開口部αを通過する被混合物９０に圧縮力がかかるため、被混合物９０の練り効率を高めることもできる。

【0031】

送り部１１０は、被混合物９０を送り方向Ｄ_１に案内することができるようになっていれば、その具体的な形状を特に限定されない。戻し部１２０も、同様に、被混合物９０を戻し方向Ｄ_２に案内することができるようになっていれば、その具体的な形状を特に限定されない。本実施形態においては、送り部１１０及び戻し部１２０を、共に、略平板状に形成している。

【0032】

送り部１１０の長さＷ_２や戻し部１２０の長さＷ_３は、第１混練羽根１１に設ける送り部１１０や戻し部１２０の個数によっても異なり、特に限定されない。しかし、送り部１１０を戻し部１２０よりも短くすると、被混合物９０を循環移動（図２）させにくくなるおそれがある。このため、送り部１１０の長さＷ_２は、戻し部１２０の長さＷ_３よりも長くする（戻し部１２０の長さＷ_３を、送り部１１０の長さＷ_２よりも短くする）と好ましい。本実施形態においては、送り部１１０の長さＷ_２を、戻し部１２０の長さＷ_３の略２倍程度としている。また、戻し部１２０の長さＷ_３を、後述する剪断用開口部αの幅Ｗ_４（第１混練羽根１１の螺旋方向に沿った方向における幅。図６を参照。）と略一致させている。

【0033】

送り部１１０は、第１混練羽根１１の螺旋方向に沿って（螺旋方向に対して略平行に）配される。一方、戻し部１２０は、第１混合具１０の回転方向Ａ_１に対して所定の角度φ_１（図６）を為した状態で設けられる。角度φ_１は、通常、１０～８０°とされる。角度φ_１は、２０～７０°とすると好ましく、３０～６０°とするとより好ましく、４０～５０°とするとさらに好ましい。本実施形態においては、角度φ_１を４５°程度としている。

【0034】

図６に示すように、隣り合う分散用突起１００は、回転軌跡（第１混合具１０を回転させた際の回転軌跡）が重なり合うように配している（図６における符号Ｗ_１を参照）。より詳しくは、回転方向正側（Ａ_１＋側）に位置する分散用突起１００の送り部１１０の回転軌跡と、回転方向負側（Ａ_１－側）に位置する分散用突起１００の戻し部１２０の回転軌跡とが重なり合うようにしている。これにより、被混合物９０を掻き残すことなく捕らえることができ、被混合物９０をより短時間で均質に混合することができる。また、混合が完了した被混合物９０を排出する際には、第１混合具１０及び第２混合具２０（図２）を回転させて、被混合物９０を混合槽３０（図３）の下壁部３３に設けられた被混合物送出口（図示省略）に運搬するところ、分散用突起１００の回転軌跡が重なり合うようにしたことで、被混合物９０を被混合物送出口へと効率的に運搬することができる。

【0035】

隣り合う分散用突起１００の回転軌跡の重なり幅Ｗ_１（隣り合う送り部１１０の回転軌跡と戻し部１２０の回転軌跡との重なり幅）は特に限定されない。しかし、重なり幅Ｗ_１が大きすぎると第１混練羽根１１にかかる負荷が大きくなるおそれがあり、小さすぎると被混合物９０を掻き残しやすくなるおそれがある。このため、重なり幅Ｗ_１は、１つの分散用突起１００全体の回転軌跡の幅（１つの送り部１１０全体の回転軌跡の幅と１つの戻し部１２０の回転軌跡の幅を足したもの）の１～２０％程度とすることが好ましく、３～１０％程度とすることがより好ましい。

【0036】

送り部１１０及び戻し部１２０は、第１混練羽根１１における外側（第１混練羽根１１における、回転中心（軸線Ｌ_１）から遠い側。以下同じ。）の縁部よりも内側（第１混練羽根１１における、回転中心（軸線Ｌ_１）に近い側。以下同じ。）に設けてもよいが、第１混練羽根１１における外側縁部に設けることが好ましい。すなわち、第１混練羽根１１は、その内縁部近傍よりも外縁部近傍の方が、回転速度が速くなることに加えて、回転する第１混練羽根１１によって案内される被混合物９０は、遠心力によって第１混練羽根１１の外側に移動しやすい。このため、送り部１１０及び戻し部１２０は、第１混練羽根１１の内縁部寄りに設けるよりも外縁部寄りに設けた方が、被混合物９０を効率的に分散させることができる

【0037】

上記では、第１混練羽根１１に設けられた分散用突起１００について説明したが、図２に示すように、第１切返し羽根１２、第２混練羽根２１及び第２切返し羽根２２にも同様の分散用突起１００を複数個ずつ設けている。第１切返し羽根１２と第２切返し羽根２２には、分散用突起１００をそれぞれ３個ずつ設けており、第２混練羽根２１には、分散用突起１００を５個設けている。したがって、第１切返し羽根１２、第２混練羽根２１及び第２切返し羽根２２にも第１混練羽根１１と同様に剪断用開口部αが形成されている。このように、第１混練羽根１１、第１切返し羽根１２、第２混練羽根２１及び第２切返し羽根２２の全てに分散用突起１００を設けることによって、被混合物９０をより効率的に混合することができる。ただし、分散用突起１００は、第１混練羽根１１、第１切返し羽根１２、第２混練羽根２１又は第２切返し羽根２２のいずれかに設けてあればよく、全ての羽根に設ける場合に限定されない。

【0038】

ところで、第１混練羽根１１（図２）及び第１切返し羽根１２（図２）を、軸線Ｌ_１に垂直な断面において、その内側の縁部は、その外側の縁部よりも回転方向正側に位置するように傾斜して設けている。同様に、第２混練羽根２１（図２）及び第２切返し羽根２２（図２）を、軸線Ｌ_２に垂直な断面において、その内側の縁部は、その外側の縁部よりも回転方向正側に位置するように傾斜して設けている。すなわち、第１切返し羽根１２を例に挙げると、図４に示すように、第１切返し羽根１２を、第１切返し羽根１２の回転半径Ｒ_１（軸線Ｌ_１を通る、軸線Ｌ_１に垂直な直線）に対して角度θ_２だけ傾斜させており、第１切返し羽根１２（図２）の内側の縁部（軸線Ｌ_１に近い側の縁部）がその外側の縁部（軸線Ｌ_１から遠い側の縁部）よりもＡ_１＋側（回転方向正側）に位置するようにしている。これにより、第１切返し羽根１２のオモテ面（Ａ_＋１側を向く面）と混合槽３０の底壁部３３の上面とが為す角を鋭角にして、その鋭角部分で被混合物９０が局所的に圧縮されるようにすることが可能になる。したがって、被混合物９０の練り効果を向上することが可能となっている。第１切返し羽根１２の傾斜角度θ_２は、特に限定されないが、通常、２～４５°の範囲とされ、好ましくは、５～３０°の範囲とされる。第１切返し羽根１２以外の羽根（第１混練羽根１１、第２混練羽根２１及び第２切返し羽根２２）においても、同様である。

【0039】

第１混練羽根１１及び第１切返し羽根１２、並びに、第２混練羽根２１及び第２切返し羽根２２は、それぞれを１つの部材によって構成してもよい。しかし、この場合には、羽根１１，１２，２１，２２のいずれかに摩耗や破損等が生じた場合に、摩耗や破損等が生じた羽根１１，１２，２１，２２を丸ごと交換する必要があり、不経済である。このため、本実施形態の二軸混合機においては、図５に示すように、第１混合具１０の第１混練羽根１１を、その回転中心（軸線Ｌ_１）から遠い側に位置する外側羽根４０と、その回転中心（軸線Ｌ_１）に近い側に位置する内側羽根５０とに分離可能な構造としている。第１混合具１０の第１切返し羽根１２や、図５には示していない第２混合具２０の第２混練羽根２１及び第２切返し羽根２２も、これと同様の構造としている。以下においては、主に、第１混合具１０の第１混練羽根１１の分割構造について説明するが、第１混練羽根１１で述べた分割構造に係る構成は、第１切返し羽根１２や第２混練羽根２１や第２切返し羽根２２においても同様に採用している。

【0040】

上述のように、回転する羽根１１，１２，２１，２２によって移送される被混合物９０は、羽根１１，１２，２１，２２の外側に移動しやすい。加えて、羽根１１，１２，２１，２２の外周面と混合槽３０（図４）の底壁部３３の上面との隙間β（図４）には、被混合物９０が高圧の状態で通り抜ける（この隙間でも被混合物９０の剪断作用が奏される。）。このため、羽根１１，１２，２１，２２は、その外周面に最も摩耗や破損等が生じやすい。この点、上記のように、羽根１１，１２，２１，２２のそれぞれを外側羽根４０と内側羽根５０とに分離可能な構造とすることによって、摩耗等が生じた外側羽根４０のみを交換することが可能となっている。

【0041】

外側羽根４０及び内側羽根５０は、図５に示す羽根取付けアーム１３に対して取り付けるようになっている。羽根取付けアーム１３は、混練羽根（図５の例では第１混練羽根１１）を構成する外側羽根４０及び内側羽根５０を取り付けるための混練羽根取付けアーム１３ａと、切返し羽根（図５の例では第１切返し羽根１２）を構成する外側羽根４０及び内側羽根５０を取り付けるための切返し羽根取付けアーム１３ｂとを有している。混練羽根取付け螺旋アーム１３ａと切返し羽根取付け螺旋アーム１３ｂは、互いに逆向きに旋回する螺旋状を為しており、その間に配された直線状の連結アーム１３ｃによって連結された状態となっている。

【0042】

図７は、二軸混合機における外側羽根４０及び内側羽根５０を螺旋方向に垂直な面で切断した状態を示した断面図である。外側羽根４０は、図７（ａ）に示すように、内外方向に延在する長孔状のボルト挿通孔４０ａに挿通した羽根取付けボルト１４によって、羽根取付けアーム１３の外縁部分に取り付けられる。これにより、図７（ａ），（ｂ）の変位ΔＤに示すように、羽根取付けアーム１３に対する外側羽根４０の位置を内外方向で調節できる構成としている。したがって、例えば、外側羽根４０の外周面が摩耗した場合には、外側羽根４０を当初よりも外側にスライドさせた箇所で固定することで、上記の隙間βを当初の隙間で保つことが可能である。外側羽根４０の内縁部と、内側羽根５０の外縁部とには、外側羽根４０及び内側羽根５０のオモテ面側又はウラ面側に互いに重なる重合部４０ｂと重合部５０ｂとをそれぞれ設けている。重合部４０ｂと重合部５０ｂは、図７（ｂ）に示すように、外側羽根４０を外側に限界まで移動させても、互いに重なり合う構成となっているため、外側羽根４０の内周部と内側羽根５０の外周部との隙間から被混合物９０が入り込むことを防止できる。

【0043】

このように、第１混練羽根１１を外側羽根４０と内側羽根５０とで構成した場合においては、送り部１１０及び戻し部１２０並びに剪断用開口部αを、外側羽根４０と内側羽根５０との両方に亘って設けてもよい。しかし、本実施形態においては、図５に示すように、外側羽根４０だけに送り部１１０及び戻し部１２０並びに剪断用開口部αを設けており、内側羽根５０は略連続的な螺旋面状に形成している。これにより、内側羽根５０によって被混合物９０をしっかりと循環移動（図２）させることができる。さらに、被混合物９０に粘性が出た後に得られる崩落効果を強力なものとすることもできる。

【0044】

ところで、上述した外側羽根４０や内側羽根５０は、それぞれを１つの部材により形成してもよいが、それぞれを複数の部材で形成すると好ましい。図５に示すように、外側羽根４０は、その螺旋方向で分割された複数の外側羽根分割体４１によって構成されており、内側羽根５０は、その螺旋方向で分割された複数の内側羽根分割体５１によって構成されている。これにより、外側羽根４０及び内側羽根５０を、より狭い範囲で（外側羽根分割体４１ごと又は内側羽根分割体５１ごとに）交換することが可能になる。また、外側羽根４０や内側羽根５０は、送り部１１０及び戻し部１２０や重合部４０ｂ，５０ｂ等を有する複雑な形態を有しており、このような複雑な形態を有する外側羽根４０や内側羽根５０を１つの部材で螺旋面状に成形することは必ずしも容易ではない。それぞれを複数の外側羽根分割体４１及び複数の内側羽根分割体５１で構成したことによって、外側羽根分割体４１自体や内側羽根分割体５１自体は、比較的簡素な形態としながらも、羽根１１，１２，２１，２２を螺旋面状に形成することが可能となっている。

【0045】

本実施形態においては、第１混練羽根１１及び第２混練羽根２１の外側羽根４０を５個の外側羽根分割体４１で構成しており、それぞれの外側羽根分割体４１に分散用突起１００（送り部１１０及び戻し部１２０）を１つずつ設けている。また、第１切返し羽根１２及び第２切返し羽根２２の外側羽根４０を３個の外側羽根分割体４１で構成しており、それぞれの外側羽根分割体４１に分散用突起１００（送り部１１０及び戻し部１２０）を１つずつ設けている。

【0046】

以上で述べた二軸混合機は、被混合物９０を特に限定されるものではないが、液体材料と固体（粉体又は粒体）材料とを含む被混合物９０を混合するのに好適に用いることができる。特に、固体材料としてセメントや砂等の微粒子を含む被混合物９０においては、既に述べたように、微粒子の凝集体が形成されやすく、被混合物投入直後の混合効率が高まりにくいところ、以上で述べた二軸混合機を用いると、被混合物９０中に含まれる微粒子の凝集体を剪断して細化することができ、被混合物投入直後においても被混合物９０の練りを効率的に行うことが可能なものとなっている。このような被混合物９０としては、例えば、ゼロスランプコンクリート、低スランプコンクリート、高スランプコンクリート、高強度コンクリート、或いは高流度コンクリート等が例示される。

【符号の説明】

【0047】

１０ 第１混合具
１１ 第１混練羽根
１１ａ オモテ面
１１ｂ ウラ面
１２ 第１切返し羽根
２０ 第２混合具
２１ 第２混練羽根
２２ 第２切返し羽根
３０ 混合槽
４０ 外側羽根
４０ｂ 重合部
４１ 外側羽根分割体
５０ 内側羽根
５０ｂ 重合部
５１ 内側羽根分割体
９０ 被混合物
１００ 分散用突起
１１０ 送り部
１２０ 戻し部
１３０ 剪断用頂部
Ｌ_１ 軸線（第１混合具の回転中心）
Ｌ_２ 軸線（第２混合具の回転中心）
α 剪断用開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】