特開 2024-10376 ロータリ式混合機

(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】P2024010376

(43)【公開日】2024-01-24

(54)【発明の名称】ロータリ式混合機

(51)【国際特許分類】

   B01F 29/64 20220101AFI20240117BHJP

   B01F 23/60 20220101ALI20240117BHJP

【ＦＩ】

B01F29/64

B01F23/60

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022111680

(22)【出願日】2022-07-12

(71)【出願人】

【識別番号】503245465

【氏名又は名称】株式会社アーステクニカ

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上野 明紀

【テーマコード（参考）】

4G035

4G036

【Ｆターム（参考）】

4G035AB48

4G035AE13

4G036AA15

(57)【要約】

【課題】顆粒の破壊を抑制しながら顆粒と粉体とを混合することができるロータリ式混合機を提供する。
【解決手段】一実施形態に係るロータリ式混合機は、横向きに延びる筒状の回転容器２と、回転容器２内に配置された、回転容器２と同方向に回転する回転羽根５を含む。回転羽根５は、回転容器２の軸方向に延びる中心シャフト６と、中心シャフト６の回りに放射状に並ぶ複数のパドル７０を有する少なくとも１つのパドル群７を含む。回転羽根５の回転軸５０は、回転容器２の回転軸２０よりも下方に位置してもよい。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

横向きに延びる筒状の回転容器と、
前記回転容器内に配置された、前記回転容器と同方向に回転する回転羽根と、を備え、
前記回転羽根は、前記回転容器の軸方向に延びる中心シャフトと、前記中心シャフトの回りに放射状に並ぶ複数のパドルを有する少なくとも１つのパドル群を含む、ロータリ式混合機。

【請求項2】

前記回転羽根の先端の周速は、前記回転容器の内周面の周速の０．６倍以上、１０倍以下である、請求項１に記載のロータリ式混合機。

【請求項3】

前記回転羽根の回転軸は、前記回転容器の回転軸よりも下方に位置しており、
前記回転容器内で前記回転羽根の上方に配置された、前記回転容器の内周面と前記回転羽根との間のスペースを前記回転容器の軸方向に並ぶ複数のセルに分割する少なくとも１つの仕切り板をさらに備える、請求項１または２に記載のロータリ式混合機。

【請求項4】

前記少なくとも１つのパドル群は、前記回転容器の軸方向に並ぶ複数のパドル群を含み、
前記回転羽根は、前記複数のパドル群の間に位置し、一方のパドル群におけるパドル間のスペースと他方のパドル群におけるパドル間のスペースを仕切るバッフル板を含む、請求項１または２に記載のロータリ式混合機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、顆粒と粉体との混合に好適に用いられるロータリ式混合機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、例えば医薬用の錠剤などを製造する際には、顆粒を製造した後に、この顆粒に滑沢剤を混合して打錠用マテリアルを生成し、この打錠用マテリアルを打錠（圧縮成形）する（例えば、特許文献１の発明の詳細な説明の段落００６７参照）。滑沢剤は打錠性向上用の粉体であり、顆粒と混合されることで顆粒の表面に塗布される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－０３９４５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

顆粒と粉体を混合する際には、顆粒を破壊せずに顆粒と粉体とを混合することが望まれる。

【0005】

そこで、本開示は、顆粒の破壊を抑制しながら顆粒と粉体とを混合することができるロータリ式混合機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】

【0006】

本開示は、横向きに延びる筒状の回転容器と、前記回転容器内に配置された、前記回転容器と同方向に回転する回転羽根と、を備え、前記回転羽根は、前記回転容器の軸方向に延びる中心シャフトと、前記中心シャフトの回りに放射状に並ぶ複数のパドルを有する少なくとも１つのパドル群を含む、ロータリ式混合機を提供する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、顆粒の破壊を抑制しながら顆粒と粉体とを混合することができるロータリ式混合機が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係るロータリ式混合機の縦断面図である。

【図2】図１のII－II線に沿った横断面図である。

【図3】図１の要部の拡大図である。

【図4】図３のIV－IV線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１，２に、一実施形態に係るロータリ式混合機１を示す。このロータリ式混合機１は、顆粒と粉体との混合に好適に用いられる。例えば、顆粒の平均粒径は８０～５００μｍであり、粉体の平均粒径は０．１～５０μｍである。ただし、ロータリ式混合機１の用途はこれに限られるものではなく、ロータリ式混合機１が例えば複数種類の粉体の混合に用いられてもよい。

【0010】

具体的に、ロータリ式混合機１は、横向きに延びる筒状の回転容器２と、回転容器２を回転可能に支持するフレーム１１を含む。フレーム１１は、回転容器２の側方に位置するベース１１ａと、ベース１１ａから突出する一対のアーム１１ｂ，１１ｃを含む。アーム１１ｂ，１１ｃは、ベアリング２５，２６を介して回転容器２を回転可能に支持する。ただし、フレーム１１の構成はこれに限られず、適宜変更可能である。

【0011】

フレーム１１のベース１１ａには、回転容器２を回転させる電動機４１が取り付けられている。電動機４１の出力シャフトおよび回転容器２の外周面には、ベベルギヤ４２，４３がそれぞれ設けられており、それらのベベルギヤ４２，４３が互いに噛み合っている。ただし、回転容器２を回転させる構成はこれに限られず、適宜変更可能である。

【0012】

回転容器２は、当該回転容器２の軸方向と直交する底壁２１と、その底壁２１の周縁部から当該回転容器２の軸方向に延びる周壁２２を含む。周壁２２の断面形状は円形状であり、底壁２１の中央には開口２３が設けられている。

【0013】

さらに、ロータリ式混合機１は、回転容器２内に配置された回転羽根５と、回転容器２の開口２３内に先端部が挿入された供給管３と、供給管３内に配置されたスクリュー３５を含む。本実施形態では、図３および図４に示すように、回転羽根５の回転軸５０が回転容器２の回転軸２０よりも下方に位置している。

【0014】

本実施形態では、回転羽根５およびスクリュー３５が回転シャフト３０に固定されている。具体的に、回転羽根５は回転容器２の軸方向に延びる筒状の中心シャフト６を含み、スクリュー３５も筒状である。回転シャフト３０は、中心シャフト６およびスクリュー３５を貫通している。つまり、回転シャフト３０の中心線が回転羽根５の回転軸５０であるとともにスクリュー３５の回転軸である。なお、回転シャフト３０の先端部には、スクリュー３５および中心シャフト６が回転シャフト３０に貫通された状態を維持するためのキャップ５１が取り付けられている。

【0015】

本実施形態では、回転シャフト３０、中心シャフト６の内穴およびスクリュー３５の内穴の断面形状が正方形状である。ただし、回転シャフト３０、中心シャフト６の内穴およびスクリュー３５の内穴の断面形状が円形状であり、回転シャフト３０に対する中心シャフト６およびスクリュー３５の相対回転がキーによって阻止されてもよい。

【0016】

回転羽根５は、回転容器２と同方向に回転する。例えば、回転羽根５の先端の周速ｖは、回転容器２の周壁２２の内周面の周速Ｖの０．６倍以上、１０倍以下が望ましい（０．６Ｖ≦ｖ≦１０Ｖ）。回転羽根５の先端の周速ｖがこのように設定されれば、顆粒の破壊を抑制しながら、より効率よく顆粒と粉体とを混合することができる。

【0017】

より望ましくは、回転羽根５の先端の周速ｖは周壁２２の内周面の周速Ｖの５倍以下である（ｖ≦５Ｖ）。回転羽根５の先端の周速ｖは、例えば１～５ｍ／ｓであり、顆粒が壊れやすい場合は２ｍ／ｓ以下であって周壁２２の内周面の周速Ｖの２倍以下（ｖ≦２Ｖ）であることが望ましい。

【0018】

フレーム１１のベース１１ａにはサポート１６が固定されており、このサポート１６に、回転シャフト３０を回転させる電動機４５が取り付けられている。供給管３には、上向きに開口する投入口３１が設けられ、この投入口３１に顆粒および粉体の投入用のホッパー３２が接続されている。ただし、回転容器２内への顆粒および粉体の投入は必ずしもスクリュー３５を用いる必要はなく、種々の投入方法が採用可能である。

【0019】

さらに、フレーム１１のアーム１１ｂには、ベアリング２５およびその内側を覆う第１閉塞部材１２が固定されており、アーム１１ｃには、ベアリング２６およびその内側を覆う第２閉塞部材１３が固定されている。本実施形態では、第１閉塞部材１２が円盤状であり、供給管３と一体となっている。第２閉塞部材１３は環状であり、回転容器２に貫通されている。また、フレーム１１のアーム１１ｂ，１１ｃには、それらの間の空間を覆うカバー１５が取り付けられている。

【0020】

回転容器２の底壁２１と反対側の開口（周壁２２の先端部によって形成される開口）は排出口であり、回転容器２内で混合された混合体（顆粒および粉体）がその排出口から排出される。第２閉塞部材１３には、回転容器２の排出口から排出される混合体を案内するシュート１４が取り付けられている。

【0021】

次に、図３，４を参照して、回転容器２内の構造を詳細に説明する。なお、以下では説明の便宜上、回転容器２の軸方向のうち底壁２１側を後方、排出口側を前方ということがある。

【0022】

本実施形態では、回転容器２の軸方向が水平方向と平行である。ただし、回転容器２の軸方向は、底壁２１から排出口へ向かって下向きに傾斜してもよいし、上向きに傾斜してもよい。このように回転容器２の軸方向を傾斜させることで、回転容器２内での原料の滞留時間を調整することができる。

【0023】

また、本実施形態では、周壁２２の内周面が全周に亘って凹凸のない連続面となっているが、周壁２２の内周面には、回転容器２の軸方向に延びる線状の複数の突起が形成されてもよい。このような突起があれば、顆粒または粉体が滑りやすい場合にそれらが回転容器２内の下方に溜まることを抑制することができる。

【0024】

回転羽根５は、上述した中心シャフト６に加えて、少なくとも１つのパドル群７を含む。本実施形態では、回転羽根５が回転容器２の軸方向に並ぶ３つのパドル群７を含む。ただし、パドル群７の数は１つまたは２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。

【0025】

各パドル群７は、中心シャフト６の回りに放射状に並ぶ複数のパドル７０を有する。つまり、各パドル７０は、回転羽根５の回転軸５０を通る面上に位置する、当該面と平行な板状である。

【0026】

本実施形態では、各パドル群７におけるパドル７０の数が４つである。ただし、各パドル群７におけるパドル７０の数は、２つまたは３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。また、パドル７０の数は、全てのパドル群７で同じである必要はなく、いずれか１つまたは全てのパドル群７で異なってもよい。

【0027】

さらに、回転羽根５は、３つのパドル群７の間に位置する２つのバッフル板８を含む。各バッフル板８は、回転軸５０を中心とする円形状である。本実施形態では、バッフル板８の直径が、パドル７０の先端を通る円の直径よりも大きく設定されている。

【0028】

前方のバッフル板８は、前方のパドル群７におけるパドル７０間のスペースと、中央のパドル群７におけるパドル７０間のスペースを仕切っている。同様に、後方のバッフル板８は、中央のパドル群７におけるパドル７０間のスペースと、後方のパドル群７におけるパドル７０間のスペースを仕切っている。

【0029】

本実施形態では、全てのパドル群７でパドル７０の配置位置が同じである。換言すれば、全てのパドル群７における互いに対応するパドル７０がバッフル板８を挟んで同一平面上に並んでいる。ただし、例えば中央のパドル群７のパドル７０の配置位置が前方および後方のパドル群７のパドル７０の配置位置と異なってもよいし、全てのパドル群７でパドル７０の配置位置が異なってもよい。

【0030】

回転容器２内には、回転羽根５の上方に少なくとも１つの仕切り板９が配置されている。本実施形態では、仕切り板９の数が２つであるが、仕切り板９の数は１つであっても３つ以上であってもよい。２つの仕切り板９は、回転容器２の周壁２２の内周面と回転羽根５との間のスペース２７を、回転容器２の軸方向に並ぶ３つのセル２８に分割している。

【0031】

前方の仕切り板９は前方のバッフル板８に隣接する位置に配置されており、後方の仕切り板９は後方のバッフル板８に隣接する位置に配置されている。仕切り板９は一対の支柱９１に貫通された状態で固定されており、支柱９１の両端はシュート１４および供給管３に固定されている。

【0032】

各仕切り板９は三日月状であり、回転容器２の軸方向から見たときに、周壁２２の内周面に沿う外側円弧辺と、回転羽根５のバッフル板８の外周縁に沿う内側円弧辺を有する。つまり、仕切り板９の外側円弧辺は回転容器２の回転軸２０を中心とする円弧であり、仕切り板９の内側円弧辺は回転羽根５の回転軸５０を中心とする円弧である。

【0033】

回転容器２の軸方向から見たときの、周壁２２の内周面と各仕切り板９の外側円弧辺との間の隙間Ａ、およびバッフル板８の外周縁と各仕切り板９の内側円弧辺との間の隙間Ｂは、１ｍｍ以上であるとともに、回転容器２の周壁２２の内周面の直径Ｄの１／２０以下であることが望ましい。

【0034】

以上説明した構成のロータリ式混合機１では、回転容器２内に顆粒と粉体が投入されると、顆粒および粉体が回転容器２の周壁２２の内周面に追従して持ち上げられるとともに、パドル７０によって掻き上げられるため、顆粒と粉体とが混合される。しかも、回転羽根５は回転容器２と同方向に回転するので、顆粒の破壊が抑制される。従って、顆粒の破壊を抑制しながら顆粒と粉体とを混合することができる。

【0035】

また、本実施形態では、回転容器２内で回転羽根５の上方に仕切り板９が配置されているので、顆粒に比べて軽い粉体が回転羽根５の上方のスペース２７を通じて排出されることを防止することができるとともに、回転容器２内での粉体の滞留時間を長く確保することができる。

【0036】

（変形例）
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0037】

例えば、回転羽根５の先端での周速ｖが回転容器２の周壁２２の内周面の周速Ｖと異なる場合は、回転羽根５の回転軸５０は回転容器２の回転軸２０と一致してもよい。

【0038】

また、回転羽根５のバッフル板８は省略されてもよい。ただし、前記実施形態のように回転羽根５がバッフル板８を含めば、回転容器２内での顆粒および粉体の滞留時間を長く確保することができる。

【0039】

（まとめ）
第１の態様として、本開示は、横向きに延びる筒状の回転容器と、前記回転容器内に配置された、前記回転容器と同方向に回転する回転羽根と、を備え、前記回転羽根は、前記回転容器の軸方向に延びる中心シャフトと、前記中心シャフトの回りに放射状に並ぶ複数のパドルを有する少なくとも１つのパドル群を含む、ロータリ式混合機を提供する。

【0040】

上記の構成によれば、回転容器内に顆粒と粉体が投入されると、顆粒および粉体が回転容器の内周面に追従して持ち上げられるとともに、パドルによって掻き上げられるため、顆粒と粉体とが混合される。しかも、回転羽根は回転容器と同方向に回転するので、顆粒の破壊が抑制される。従って、顆粒の破壊を抑制しながら顆粒と粉体とを混合することができる。

【0041】

第２の態様として、第１の態様において、前記回転羽根の先端の周速は、前記回転容器の内周面の周速の０．６倍以上、１０倍以下であってもよい。この構成によれば、顆粒の破壊を抑制しながら、より効率よく顆粒と粉体とを混合することができる。

【0042】

第３の態様として、第１または第２の態様において、前記回転羽根の回転軸は、前記回転容器の回転軸よりも下方に位置しており、上記のロータリ式混合機は、前記回転容器内で前記回転羽根の上方に配置された、前記回転容器の内周面と前記回転羽根との間のスペースを前記回転容器の軸方向に並ぶ複数のセルに分割する少なくとも１つの仕切り板をさらに備えてもよい。この構成によれば、顆粒に比べて軽い粉体が回転羽根の上方のスペースを通じて排出されることを防止することができるとともに、回転容器内での粉体の滞留時間を長く確保することができる。

【0043】

第４の態様として、第１～第３の態様の何れかにおいて、前記少なくとも１つのパドル群は、前記回転容器の軸方向に並ぶ複数のパドル群を含み、前記回転羽根は、前記複数のパドル群の間に位置し、一方のパドル群におけるパドル間のスペースと他方のパドル群におけるパドル間のスペースを仕切るバッフル板を含んでもよい。この構成によれば、回転容器内での顆粒および粉体の滞留時間を長く確保することができる。

【符号の説明】

【0044】

１ ロータリ式混合機
２ 回転容器
２０ 回転軸
２７ スペース
２８ セル
５ 回転羽根
５０ 回転軸
６ 中心シャフト
７ パドル群
７０ パドル
８ バッフル板
９ 仕切り板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】