特許 7429576 混練槽ユニットおよび混練装置

(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】2024-01-31

(45)【発行日】2024-02-08

(54)【発明の名称】混練槽ユニットおよび混練装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 27/72 20220101AFI20240201BHJP

   B01F 35/10 20220101ALI20240201BHJP

【ＦＩ】

B01F27/72

B01F35/10

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020052140

(22)【出願日】2020-03-24

(65)【公開番号】P2021151633

(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

【審査官】山田 陸翠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０３１１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８８５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２５９３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－１７０１３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００６－３２０８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０３０３３０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｆ ２７／００－２７／９６

Ｂ０１Ｆ ３５／００－３５／９５

Ｂ２９Ｂ ７／００－ ７／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

混練対象物が収納される混練槽と、
前記混練槽内で回転することにより、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、
少なくとも、前記ブレードを駆動する駆動源と、前記混練槽内で前記混練対象物を混練する際に前記混練槽の開口部に挿入される加圧蓋と、を備えた装置本体と、
を備え、
前記混練槽は、前記ブレードごと、前記装置本体に対して、着脱自在に構成され、
前記混練槽は、前記ブレードの回転軸方向と交差する方向に沿って着脱される、
混練槽ユニット。

【請求項2】

前記混練槽は、水平方向に沿って着脱される請求項１に記載の混練槽ユニット。

【請求項3】

前記混練槽と前記ブレードとは、前記装置本体から離脱した状態で、分解可能に構成されている請求項１又は請求項２に記載の混練槽ユニット。

【請求項4】

前記混練槽と前記ブレードとは、前記ブレードの回転軸方向に沿って分解される請求項３に記載の混練槽ユニット。

【請求項5】

装置本体と、
請求項１～４のいずれか１項に記載の混練槽ユニットを備えることを特徴とする混練装置。

【請求項6】

前記混練槽ユニットを複数備え、該複数の混練槽ユニットが交換して用いられる請求項５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、混練槽ユニットおよび混練装置に関する。

【背景技術】

【0002】

熱硬化性樹脂材と、シリカ等の配合材とを収納する混練容器と、混練容器に収納されたこれらの材料同士を攪拌する攪拌翼とを備える混合機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の混合機では、混合容器は、キャスタを有しており、移動自在となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６１－２０９１１１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、混合容器および攪拌翼を清掃する。この場合、混合容器を混合機から移動させて、その移動先で混合容器を清掃することができるが、攪拌翼は、依然として混合機に装着されたままであるので、攪拌翼の清掃が非常に行いづらく、時間がかかる。また、清掃に時間がかかるため、その間、混合機の稼動が停止することとなり、混練機の生産性が低下するという問題もある。

【0005】

本発明の目的は、混練槽およびブレードの清掃を容易かつ迅速に行うことができるともに、混練槽内の清掃による混練装置の稼働停止時間をできる限り短くすることができる混練槽ユニットおよび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】

本発明の混練槽ユニットの一つの態様は、混練対象物が収納される混練槽と、前記混練槽内で回転することにより、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、前記ブレードごと、装置本体に対して、着脱自在に構成されていることを特徴とする。

【0007】

本発明の混練装置の一つの態様は、装置本体と、本発明の混練槽ユニットとを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

混練装置では、例えば混練対象物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、混練槽およびブレードを清掃する場合がある。この場合、混練槽をブレードごと装置本体から離脱させることができる。これにより、混練槽およびブレードの清掃を容易かつ迅速に行うことができる。
また、容易かつ迅速な清掃が可能であるため、この清掃に要する時間を短縮することができる。これにより、清掃中の混練装置の稼動停止時間をできる限り短縮することができ、よって、混練装置の生産性（稼働率）の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の混練装置における混練槽ユニットの交換状態を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示す混練槽ユニットの分解斜視図である。

【図3】図３は、図１中の矢印Ａ方向から見た概略図である。

【図4】図４は、図１中の矢印Ｂ方向から見た概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の混練槽ユニットおよび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２および図４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４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。

【0011】

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に着脱自在に支持される混練槽ユニット３とを備える。

【0012】

図１、図２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、第１台座３５と、第２台座３６とを備える。
混練槽４には、混練対象物Ｑを収納することができる。混練槽４は、槽本体部４１と、側壁部４２とを有する箱状をなす。

【0013】

槽本体部４１は、底部４１１と、底部４１１から上方に向かって立設し、Ｙ軸方向に対向する一対の側壁部４１２と、底部４１１から上方に向かって立設し、Ｘ軸方向負側に位置する側壁部４１３とを有する。
槽本体部４１のＸ軸方向正側には、側壁部４２が位置する。この側壁部４２は、側壁部４１３とＸ軸方向に対向する。そして、槽本体部４１と側壁部４２とで囲まれた空間４０に混練対象物Ｑを収納することができる。

【0014】

また、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。

【0015】

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。図２に示すように、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。

【0016】

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す。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。

【0017】

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。

【0018】

図１、図２に示すように、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。

【0019】

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。

【0020】

また、第１回転支持機構３１は、第１台座３５に下方から支持されている。第１台座３５は、下側部材３５１と、上側部材３５２とを有する。
下側部材３５１は、円弧状をなし、Ｙ軸方向に隣り合って配置された２つの凹部３５３を有する。２つの凹部３５３のうちのＹ軸方向正側の凹部３５３には、第１ブレード５Ａを支持する第１回転支持機構３１が挿入され、Ｙ軸方向負側の凹部３５３には、第２ブレード５Ｂを支持する第１回転支持機構３１が挿入される。

【0021】

上側部材３５２は、下側部材３５１の上部に着脱自在に装着され、その装着状態で、Ｙ軸方向正側の凹部３５３との間で、第１ブレード５Ａを支持する第１回転支持機構３１を挟持することができる。これにより、第１回転支持機構３１を安定して支持することができる。

【0022】

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。

【0023】

また、第２回転支持機構３２は、第２台座３６に下方から支持されている。第２台座３６は、下側部材３６１と、上側部材３６２とを有する。
下側部材３６１は、円弧状をなす凹部３６３を有する。この凹部３６３には、第１ブレード５Ａを支持する第２回転支持機構３２が挿入される。
上側部材３６２は、下側部材３６１の上部に着脱自在に装着され、その装着状態で、凹部３６３との間で、第１ブレード５Ａを支持する第２回転支持機構３２を挟持することができる。これにより、第２回転支持機構３２を安定して支持することができる。
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。

【0024】

図１、図２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。

【0025】

第１回転駆動源２３Ａおよび第２回転駆動源２３Ｂは、いずれも、ベース２１上で、混練槽ユニット３のＸ軸方向負側に配置されている。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

前述したように、混練装置１では、混練槽ユニット３は、装置本体２のベース２１に着脱自在に支持される。以下、この着脱構成について説明する。
図３、図４に示すように、装置本体２は、混練槽４が着脱される際、混練槽４を案内するガイド部７を備える。なお、図１、図２では、ガイド部７が省略されている。

【0029】

ガイド部７は、ガイドレール７１Ｌと、ガイドレール７１Ｒとを有する。ガイドレール７１Ｌおよびガイドレール７１Ｒは、それぞれ、Ｙ軸方向と平行に配置され、ベース２１上に固定されている。
また、ガイドレール７１Ｌとガイドレール７１Ｒとは、Ｘ軸方向に互いに離間して配置されており、Ｘ軸方向正側にガイドレール７１Ｌが位置し、Ｘ軸方向負側にガイドレール７１Ｒが位置する。

【0030】

ガイドレール７１Ｌは、Ｙ軸方向に沿って形成された溝７１１を有する。ガイドレール７１Ｒは、Ｙ軸方向に沿って形成された溝７１２を有する。そして、混練槽ユニット３は、第１台座３５が溝７１１上を摺動することができ、第２台座３６が溝７１２上を摺動することができる。これにより、混練槽ユニット３、すなわち、混練槽４を、第１ブレード５Ａと第２ブレード５Ｂごと、装置本体２に対して、安定して着脱させることができる。

【0031】

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の内側およびブレード５の翼部５１周辺を清掃する（以下この清掃を「ユニット清掃」と言う）。この場合、装置本体２に装着されている混練槽ユニット３をブレード５の回転軸方向と交差する方向、すなわち、Ｙ軸方向正側に向かって引張って、装置本体２から離脱させることができる。これにより、ユニット清掃を容易かつ迅速に行うことができる。

【0032】

一方、混練槽ユニット３が装置本体２に装着されていた状態では、混練槽ユニット３近傍にあった加圧蓋２２等がユニット清掃の妨げとなるおそれがある。しかしながら、混練装置１では、前記のように混練槽ユニット３が装置本体２から離脱可能であることにより、混練槽ユニット３を加圧蓋２２等から遠ざけて、ユニット清掃を行うことができる。
特に、混練槽４は、水平方向に沿って移動させることにより、着脱自在となっている。これにより、できる限り小さい力で、混練槽ユニット３の着脱作業を行うことができる。

【0033】

また、容易かつ迅速なユニット清掃が可能であるため、ユニット清掃に要する時間を短縮することができる。これにより、ユニット清掃中の混練装置１の稼動停止時間をできる限り短縮することができ、よって、混練装置１の生産性（稼働率）の低下を防止することができる。

【0034】

また、前述したように、混練槽ユニット３は、装置本体２に対して、ブレード５の回転軸方向と交差する方向、すなわち、Ｙ軸方向に沿って、着脱自在となっている。このような構成は、例えば、混練槽ユニット３をブレード５の回転軸方向、すなわち、Ｘ軸方向に着脱させる場合に比べて、着脱時の混練槽ユニット３の移動距離を短くすることができる。これにより、混練槽ユニット３の着脱作業が容易となる。

【0035】

図１に示すように、装置本体２から離脱した混練槽ユニット３は、キャスタ２０１を有する台車２０に載せることができる。これにより、ユニット清掃に適した場所に、混練槽ユニット３を搬送することができる。
ユニット清掃後は、装置本体２に対して混練槽ユニット３をＹ軸方向負側に押し込んで、混練槽ユニット３を装置本体２に再度装着する。このとき、混練槽ユニット３は、ガイドレール７１Ｌに設けられたストッパ７２と、ガイドレール７１Ｒに設けられたストッパ７３とに当接する（図３参照）。これにより、混練槽ユニット３の押し込み限界が規制されて、混練槽ユニット３を元の位置に確実に戻すことができる。この位置では、混練槽ユニット３への加圧蓋２２の挿入が可能となる。

【0036】

また、混練装置１は、混練槽ユニット３を複数備えるのが好ましい。複数の混練槽ユニット３を備えている場合、これらの混練槽ユニット３を交換して用いることができる。例えば、複数の混練槽ユニット３のうちの１つの混練槽ユニット３を清掃している間、既に清掃が完了している別の混練槽ユニット３を装置本体２に装着して用いることができる。これにより、混練装置１の稼動停止時間をさらに短縮することができ、よって、混練装置１の生産性が向上する。

【0037】

図２に示すように、混練槽ユニット３、特に混練槽４とブレード５とは、装置本体２から離脱した状態で、分解可能に構成されている。これにより、混練槽ユニット３が組立状態となっている場合に比べて、ユニット清掃を隅々まで十分に行うことができ、よって、コンタミネーション防止にさらに寄与する。なお、説明の都合上、図２では、第１台座３５および第２台座３６については、ベース２１上に残したままとなっている。

【0038】

また、混練槽ユニット３は、ブレード５の回転軸方向、すなわち、Ｘ軸方向に沿って分解される。このように一方向に分解可能となっていることにより、分解作業が容易となるとともに、一旦分解した混練槽ユニット３を再度組み立てる際、誤組立を防止することができる。

【0039】

以上、本発明の混練槽ユニットおよび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、混練槽ユニットおよび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。

【0040】

また、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。
また、装置本体２に対する混練槽ユニット３の着脱方向は、前記実施形態ではＹ軸方向であるが、これに限定されず、例えば、Ｙ軸方向やＺ軸方向であってもよい。
また、混練装置１は、ガイドレールを用いた混練槽ユニットの着脱構成となっているが、これに限定されず、例えば、混練槽ユニットを重機（例えばリフト）を使用して着脱させる構成となっていてもよい。

【符号の説明】

【0041】

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
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
３４１ パイプ
３４２ ロータリジョイント
３５ 第１台座
３５１ 下側部材
３５２ 上側部材
３５３ 凹部
３６ 第２台座
３６１ 下側部材
３６２ 上側部材
３６３ 凹部
４ 混練槽
４０ 空間
４１ 槽本体部
４１１ 底部
４１２ 側壁部
４１３ 側壁部
４２ 側壁部
４３ 投入排出口
５ ブレード
５Ａ 第１ブレード
５Ｂ 第２ブレード
５１ 翼部
６Ａ 第１連結部
６Ｂ 第２連結部
７ ガイド部
７１Ｌ ガイドレール
７１Ｒ ガイドレール
７１１ 溝
７１２ 溝
７２ ストッパ
７３ ストッパ
２０ 台車
２０１ キャスタ
Ｑ 混練対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】