特許 7407039 混練装置

(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】

(24)【登録日】2023-12-20

(45)【発行日】2023-12-28

(54)【発明の名称】混練装置

(51)【国際特許分類】

   B29B 7/20 20060101AFI20231221BHJP

   B29B 7/22 20060101ALI20231221BHJP

   B01F 27/72 20220101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

B29B7/20

B29B7/22

B01F27/72

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020052141

(22)【出願日】2020-03-24

(65)【公開番号】P2021151701

(43)【公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000229047

【氏名又は名称】日本スピンドル製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179969

【弁理士】

【氏名又は名称】駒井 慎二

(74)【代理人】

【識別番号】100173532

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 彰文

(72)【発明者】

【氏名】薮内 直也

(72)【発明者】

【氏名】松浪 亮

(72)【発明者】

【氏名】恋田 昭人

【審査官】関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０７７０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１６０７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８８９１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｂ ７／００－ ７／９４

Ｂ０１Ｆ ２７／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

混練対象物が収納される収納空間を有する混練槽と、
前記混練対象物を混練する少なくとも１つのブレードとを備え、
前記混練槽は、組立状態および分解状態に関わらず前記ブレードが挿通する第１部材と、前記分解状態で前記第１部材に対し離間し、前記組立状態で前記第１部材に対し接近する第２部材とが含まれ、
前記混練槽が装置本体に設置された状態での分解状態で、前記ブレードの一部が前記第１部材と前記第２部材との間から露出することを特徴とする混練装置。

【請求項2】

前記第１部材を介して前記第２部材と反対側に配置され、前記分解状態で前記第１部材に対し離間し、前記組立状態で前記第１部材に対し接近する第３部材を更に備え、
前記第１部材と前記第３部材とが離間した状態で、前記ブレードの一部が前記第１部材と前記第３部材との間から露出する請求項１に記載の混練装置。

【請求項3】

前記混練槽は、底部と、前記底部を介して回転軸と直交する方向に対向する一対の第１側壁部と、前記底部を介して前記回転軸方向に対向する一対の第２側壁部とを有し、
前記第１部材には、前記底部および前記一対の第１側壁部が含まれ、
前記第２部材には、前記一対の第２側壁部のうちの一方の第２側壁部が含まれ、
前記第３部材には、前記一対の第２側壁部のうちの他方の第２側壁部が含まれる請求項２に記載の混練装置。

【請求項4】

前記第１部材を前記回転軸方向に沿って移動可能に支持する第１移動支持部と、
前記第２部材を前記回転軸方向に沿って移動可能に支持する第２移動支持部と、
前記第３部材を固定する固定部とを備える請求項３に記載の混練装置。

【請求項5】

前記第１部材および前記第２部材の移動限界を規制する移動規制部を備える請求項４に記載の混練装置。

【請求項6】

前記第１部材および前記第２部材の移動距離は、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である請求項５に記載の混練装置。

【請求項7】

前記ブレードの一部は、前記回転軸方向一方側または他方側の端部である請求項３～６のいずれか１項に記載の混練装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、混練装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、混練槽の一部を取り外して、混練物の取り出しを容易に行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実公平７－１９５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の混合機では、例えば熱硬化性樹脂材の種類を変更する際、コンタミネーションを防止するために、混練槽およびスクリュー軸を清掃する。この場合、前記のように混練槽の一部を取り外しても、その取り外し箇所によっては、混練槽およびスクリュー軸の清掃が非常に行いづらく、時間がかかるという問題が生じる。

【0005】

本発明の目的は、ブレード（特にブレードの端部）の清掃を容易かつ迅速に行うことができる混練装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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収納空間を有する混練槽と、前記混練対象物を混練する少なくとも１つのブレードとを備え、前記混練槽は、組立状態および分解状態に関わらず前記ブレードが挿通する第１部材と、前記分解状態で前記第１部材に対し離間し、前記組立状態で前記第１部材に対し接近する第２部材とが含まれ、前記分解状態で、前記ブレードの一部が前記第１部材と前記第２部材との間から露出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

組立状態では、例えばブレードと第２部材との間にわずかな隙間が生じることがある。この場合、当該隙間に混練対象物が入り込んで残留するおそれがある。
そこで、本発明によれば、第１部材と第２部材とが分解した分解状態として、ブレードと第２部材との間を広げることできる。そして、第１部材と第２部材との間の間隙を介して、手や清掃用具等を入れて、混練対象物が入り込んだ部分（特にブレードの端部）の清掃を容易かつ迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の混練装置の実施形態を示す斜視図である。

【図2】図２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。

【図3】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正面図である。

【図4】図４は、図１中の矢印Ａ方向から見た図である。

【図5】図５は、図１に示す混練装置の第１分解状態を示す斜視図である。

【図6】図６は、図５中の矢印Ｂ方向から見た図である。

【図7】図７は、図１に示す混練装置の第２分解状態を示す斜視図である。

【図8】図８は、図７中の矢印Ｃ方向から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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８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８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。

【0010】

図１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上に支持された混練槽ユニット３とを備える。

【0011】

図１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。
図２に示すように、混練槽４は、底部４１１と、底部４１１を介してＹ軸方向（ブレード５の回転軸と直交する方向）に対向する第１側壁部４１２および第１側壁部４１３と、底部４１１を介してＸ軸方向（ブレード５の回転軸方向）に対向する第２側壁部４１４および第２側壁部４１５とを有する箱状をなす。そして、底部４１１と、第１側壁部４１２と、第１側壁部４１３と、第２側壁部４１４と、第２側壁部４１５とで囲まれた空間（収納空間）４０に混練対象物Ｑを収納することができる。
また、図１に示すように、混練槽４は、上方に向かって開口しており、当該開口部は、空間４０に対して混練対象物Ｑが投入、排出される投入排出口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、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。

【0012】

図２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。

【0013】

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し、その中心軸を回転軸として回転可能となる。また、第１ブレード５Ａおよび第２ブレード５Ｂは、それぞれ、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の翼部５１が形成された部分は、外径が最大となる大径部５２となっている。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。
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。

【0019】

図１に示すように、装置本体２は、第１回転駆動源２３Ａと、第２回転駆動源２３Ｂとを有する。第１回転駆動源２３Ａは、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、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。

【0020】

また、装置本体２は、第１連結部６Ａと、第２連結部６Ｂとを有する。
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。

【0021】

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。

【0022】

また、図１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。

【0023】

前述したように、混練装置１は、混練対象物Ｑの混練に用いられる装置である。混練装置１では、例えば混練対象物Ｑの種類を変更する際、コンタミネーションを防止するために、主に、混練槽４の内側やブレード５の翼部５１周辺等を清掃する（以下この清掃を「ユニット清掃」と言う）。混練装置１は、ユニット清掃を容易かつ迅速に行うことができるよう、混練槽４が分解可能に構成されている。以下、この分解構成について説明する。

【0024】

図３～図８に示すように、混練槽４は、Ｘ軸方向に沿って並んで配置され、Ｘ軸方向に互いに接近、離間可能な第１部材４４と、第２部材４５と、第３部材４６とを有する。これらの部材のうち、第１部材４４が中央に配置されている。第１部材４４は、後述する組立状態および分解状態（第１分解状態、第２分解状態）に関わらず、各ブレード５の大径部５２が挿通した状態となっている。第１部材４４のＸ軸方向正側には、第２部材４５が配置されている。第１部材４４のＸ軸方向負側、すなわち、第１部材４４を介して第２部材４５と反対側には、第３部材４６が配置されている。

【0025】

図３に示すように、第１部材４４には、底部４１１、第１側壁部４１２および第１側壁部４１３が含まれる。第２部材４５には、第２側壁部４１４および第２側壁部４１５のうちのＸ軸方向正側（一方）の第２側壁部４１４が含まれる。第３部材４６には、第２側壁部４１４および第２側壁部４１５のうちのＸ軸方向負側（他方）の第２側壁部４１５が含まれる。

【0026】

また、混練槽４は、図４に示す組立状態と、図５～図８に示す分解状態とを取り得る。分解状態には、図５、図６に示す第１分解状態と、図７、図８に示す第２分解状態とがある。
組立状態は、第１部材４４と、第２部材４５と、第３部材４６とが互いに接近して（接して）組み立てられた状態であり、混練対象物Ｑを収納可能な空間４０を画成することができる。

【0027】

第１分解状態は、組立状態にある第１部材４４から第２部材４５をＸ軸方向正側に離間させて、分解した状態である。なお、組立状態に戻すには、第２部材４５を第１部材４４に対しＸ軸方向負側に接近させればよい。
第２分解状態は、組立状態にある第３部材４６から第１部材４４と第２部材４５とをＸ軸方向正側に一括して離間させて、分解した状態である。なお、組立状態に戻すには、第１部材４４と第２部材４５とを第３部材４６に対しＸ軸方向負側に接近させればよい。また、第２分解状態から第１部材４４を第３部材４６に対しＸ軸方向負側に接近させれば、第１分解状態となる。

【0028】

また、前述したように、第１部材４４、第２部材４５および第３部材４６がＸ軸方向に沿って並んで配置されている。これにより、組立状態から分解状態に、または、分解状態から組立状態に容易に移行することができる。

【0029】

図３に示すように、装置本体２は、ベース２１上に配置された第１移動支持部２５と、第２移動支持部２６と、移動規制部２７と、固定部２８とを有する。なお、図１、図４～図８では、第１移動支持部２５および移動規制部２７が省略されている。

【0030】

第１移動支持部２５は、第１部材４４をＸ軸方向に沿って移動可能に支持することができる。第２移動支持部２６は、第２部材４５をＸ軸方向に沿って移動可能に支持することができる。第１移動支持部２５と第２移動支持部２６とは、それぞれ、リニアガイドで構成される。また、本実施形態では、第１移動支持部２５と第２移動支持部２６とは、Ｘ軸方向と平行に配置されたレール２９を共有している。第１移動支持部２５は、レール２９上を摺動するスライダ２５１を有する。第２移動支持部２６は、スライダ２５１のＸ軸方向正側に配置され、レール２９上を摺動するスライダ２６１を有する。

【0031】

スライダ２５１上には、第１部材４４が連結されている。これにより、第１部材４４は、スライダ２５１とともに、レール２９に沿って移動することができる。
また、スライダ２６１上には、第１台座３５が固定されており、この第１台座３５を介して第２部材４５が連結される。これにより、第２部材４５は、第１台座３５およびスライダ２６１とともに、レール２９に沿って移動することができる。

【0032】

移動規制部２７は、第１部材４４および第２部材４５のＸ軸方向正側への移動限界を規制する。移動規制部２７は、ベース２１上で、レール２９のＸ軸方向正側に固定されたブロックで構成される。これにより、第２部材４５は、Ｘ軸方向正側に移動した際には、移動規制部２７に当接する。これにより、第２部材４５の移動限界が規制され、よって、第２部材４５（スライダ２６１）がレール２９から離脱するのが防止される。また、移動規制部２７に当接した第２部材４５には、第１部材４４がＸ軸方向正側から当接することができる。これにより、第１部材４４の移動限界が規制され、よって、第１部材４４（スライダ２５１）がレール２９から離脱するのが防止される。また、第２部材４５や第１部材４４がレール２９から離脱することを防止することで、わざわざ混練槽４全体を分解して掃除する必要が無い。このため、清掃作業を迅速に行うことができる。

【0033】

固定部２８は、第３部材４６を固定する部材であり、本実施形態では第３部材４６に連結された第２台座３６が固定部２８の機能を果たす。なお、固定部２８は、第２台座３６とは別の部材で構成されていてもよい。

【0034】

図５、図６に示すように、第１分解状態では、第１部材４４と第２部材４５とが離間して、これらの部材同士の間に間隙４７生じる。図６に示すように、第１分解状態で、第１部材４４と第２部材４５との間、すなわち、間隙４７からは、ブレード５の一部である大径部５２のＸ軸方向正側（回転軸方向一方側）の端部（一端部）５２１が露出する。

【0035】

組立状態では、端部５２１と第２部材４５との間にわずかな（例えば２ｍｍ以下の）隙間が生じるため、この隙間に混練対象物Ｑが入り込んで残留するおそれがある。
そこで、ユニット清掃時に第１分解状態とすることにより、端部５２１と第２部材４５との間を広げることできる。そして、間隙４７を介して、手や清掃用具等を入れて、端部５２１等の清掃を容易かつ迅速に行うことができる。これにより、前述の残留した、すなわち、端部５２１に付着した混練対象物Ｑを十分に除去することができ、コンタミネーションを防止することができる。

【0036】

図７、図８に示すように、第２分解状態では、第１部材４４と第３部材４６とが離間して、これらの部材同士の間に間隙４８生じる。図８に示すように、第２分解状態で、第１部材４４と第３部材４６との間、すなわち、間隙４８からは、ブレード５の一部である大径部５２のＸ軸方向負側（回転軸方向他方側）の端部（他端部）５２２が露出する。

【0037】

第１分解状態のときと同様に、ユニット清掃時に第２分解状態とすることにより、端部５２１と第３部材４６との間を広げることできる。そして、間隙４８を介して、手や清掃用具等を入れて、端部５２２等の清掃を容易かつ迅速に行うことができる。これにより、端部５２２に付着した混練対象物Ｑを十分に除去することができ、コンタミネーションを防止することができる。

【0038】

また、ユニット清掃後は、混練槽４を再度組立状態とする。
以上のように、混練装置１では、ブレード５の端部５２１と端部５２２等の清掃し難い部分に対して、掃除を容易かつ迅速に行うことができ、機掃性に優れる。

【0039】

前述したように、移動規制部２７により、第１部材４４および第２部材４５の移動限界を規制される、すなわち、移動可能距離が制限される。第１部材４４および第２部材４５の移動可能距離は、例えば、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であるのが好ましい。これにより、手の大きさや清掃用具の大きさにもよるが、これらを挿入するのに過不足ない程度に、間隙４７の大きさと、間隙４８の大きさとを確保することができる。

【0040】

また、移動可能距離が前記数値範囲を超えた場合には、例えば、混練装置１のＸ軸方向に沿った全長が長くなり、大型化するが、移動可能距離を前記数値範囲内に収めることにより、混練装置１の小型化を図ることができる。

【0041】

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。

【0042】

また、混練槽４は、前記実施形態では第１部材４４、第２部材４５および第３部材４６の合計３つの部材を有するが、混練槽４が有する部材の総数数は、３つに限定されず、例えば、２つまたは４つ以上であってもよい。
また、混練槽４は、装置本体２に設置された状態で、分解状態となるが、これに限定されず、装置本体２から離脱した状態で、分解状態となってもよい。

【符号の説明】

【0043】

１ 混練装置
２ 装置本体
２１ ベース
２２ 加圧蓋
２３Ａ 第１回転駆動源
２３Ｂ 第２回転駆動源
２５ 第１移動支持部
２５１ スライダ
２６ 第２移動支持部
２６１ スライダ
２７ 移動規制部
２８ 固定部
２９ レール
３ 混練槽ユニット
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 混練槽
４０ 収納空間（内部空間）
４１１ 底部
４１２ 第１側壁部
４１３ 第１側壁部
４１４ 第２側壁部
４１５ 第２側壁部
４３ 投入排出口
４４ 第１部材
４５ 第２部材
４６ 第３部材
４７ 間隙
４８ 間隙
５ ブレード
５Ａ 第１ブレード
５Ｂ 第２ブレード
５１ 翼部
５２ 大径部
５２１ 端部（一端部）
５２２ 端部（他端部）
６Ａ 第１連結部
６Ｂ 第２連結部
Ｑ 混練対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】