(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】2024-03-11
(45)【発行日】2024-03-19
(54)【発明の名称】グラウト材用ミキシング装置
(51)【国際特許分類】
B01F 27/2323 20220101AFI20240312BHJP
B01F 27/808 20220101ALI20240312BHJP
B01F 27/90 20220101ALI20240312BHJP
B01F 35/71 20220101ALI20240312BHJP
B01F 35/75 20220101ALI20240312BHJP
B28C 5/16 20060101ALI20240312BHJP
【ＦＩ】
B01F27/2323
B01F27/808
B01F27/90
B01F35/71
B01F35/75
B28C5/16
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019239232
(22)【出願日】2019-12-27
(65)【公開番号】P2021107059
(43)【公開日】2021-07-29
【審査請求日】2022-10-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000168506
【氏名又は名称】鉱研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】蔭山 啓一
(72)【発明者】
【氏名】宮川 雅文
【審査官】小久保 勝伊
(56)【参考文献】
【文献】特開平０３－０４３２０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４８－０９７１５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－０６７８３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５３－０１３３２２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５７－２０４１１３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５３－１１５６２７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭４８－１１４３６７（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｆ ２７／２３２３
Ｂ０１Ｆ ２７／８０８
Ｂ０１Ｆ ２７／９０
Ｂ０１Ｆ ３５／７１
Ｂ０１Ｆ ３５／７５
Ｂ２８Ｃ ５／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
セメントと水とからなる原材料を混合槽内で混合してグラウト材を作製するミキシング装置であって、前記混合槽に設けられた円形平板からなる槽底面及び槽底面の外周側の一部を開閉するシャッター板と、
外側軸に内側軸が挿入された二重管からなり前記槽底面を貫通した駆動軸と、
前記混合槽の外側に配置され、前記内側軸を一方向に回転させる第１モータ及び前記外側軸を内側軸と逆方向に回転させる第２モータからなる駆動手段と、
前記内側軸に取り付けられて前記一方向に回転駆動される外側撹拌羽根と、
前記外側軸に取り付けられて前記逆方向に回転駆動される内側撹拌羽根と、を備えており、
前記外側撹拌羽根は、前記槽底面の最外周に沿って回転駆動され、前記原材料が前記槽底面の内周側に沿って流動するように撹拌する外側撹拌板を備えたメイン撹拌羽根及び前記槽底面の最外周よりも内側に沿って回転駆動され、前記原材料が前記槽底面の内周側に流動するように撹拌する外側撹拌板を備えたサブ撹拌羽根からなり、
前記内側撹拌羽根は、前記駆動軸の周囲で回転駆動され、前記原材料が前記槽底面の外周側に流動するように撹拌する内側撹拌板を備え、
前記メイン撹拌羽根及びサブ撹拌羽根は、前記内側軸を中心として反対方向に同じ長さで延びた一対がそれぞれ設けられ、前記内側撹拌羽根は前記外側軸を中心として反対方向に同じ長さで延びた一対が設けられており、
前記メイン撹拌羽根の外側撹拌板、前記サブ撹拌羽根の外側撹拌板及び前記内側撹拌羽根の内側撹拌板は、前記槽平面に対し前記原材料を下から上に向かって押し上げる角度で傾斜しており、
前記シャッター板を開閉するピストンを備えた開閉用シリンダが前記混合槽の外側に揺動可能に設けられ、前記ピストンの伸縮と共に前記開閉用シリンダが揺動して前記シャッター板の開閉がなされることを特徴とするグラウト材用ミキシング装置。
【請求項2】
前記メイン撹拌羽根の外側撹拌板は、前記シャッター板上を通過する位置となるように設けられていることを特徴とする請求項１記載のグラウト材用ミキシング装置。
【請求項3】
上部から下部に向かって広がる傘形状のカッターを内部に備えたホッパーユニットが前記混合槽と連通した状態で混合槽の上部に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載のグラウト材用ミキシング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、セメントと水とを混合してグラウト材を作製するミキシング装置に関し、特にグラウト材の混合を効率良く行うことができ、これにより大量のグラウト材を作製するために好適に使用することができるミキシング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、セメント等の粉体と水等の液体とからなる原材料を混合してペースト状の混合物とするためのミキシング装置が開示されている。このミキシング装置は、原材料を混合する混合槽を有し、混合槽に二重管からなる駆動軸を貫通させている。駆動軸の外側軸には外側撹拌羽根を取り付ける一方、内側軸には内側撹拌羽根を取り付け、これらを同じ方向に回転させるものであり、外側撹拌羽根（外側軸）を低速回転、内側撹拌羽根（内側軸）を高速回転させている。このミキシング装置では、駆動源として単一のモータを用い、ギヤ比を変更することにより高速回転及び低速回転を得ている。
【0003】
外側撹拌羽根及び内側撹拌羽根には、混合槽の内面に沿って移動する外側撹拌板及び内側撹拌板がそれぞれ設けられている。混合槽は底部の中心部分が山形状、底部の周辺部分が斜めに立ち上がる傾斜形状となっており、外側撹拌羽根の外側撹拌板及び内側撹拌羽根の内側撹拌板はこれらの形状に沿って「く」字形に屈曲した横長の平板が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開昭５９－４４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来のミキシング装置においては、屈曲した平板からなる外側撹拌板及び内側撹拌板は原材料を押して移動させるようにだけ動作するものであり、原材料を良好に撹拌することができない問題がある。
又、撹拌を良好に行うためには、外側撹拌板及び内側撹拌板を混合槽の底部の全面にわたって移動させる必要がある。このためこれらの外側撹拌板及び内側撹拌板が長くなり、これらを有する外側撹拌羽根及び内側撹拌羽根自体が大きくなって取り扱い性が低下する問題も有している。
さらに外側撹拌羽根及び内側撹拌羽根が大きくなることにより、これらが重たくなって大きな回転力が必要となり、モータを大出力とする必要が生じる。
又、撹拌を良好に行うためには、外側撹拌板及び内側撹拌板を混合槽の底部の全面にわたって移動させる必要がある。このためこれらの外側撹拌板及び内側撹拌板が長くなり、これらを有する外側撹拌羽根及び内側撹拌羽根自体が大きくなって取り扱い性が低下する問題も有している。
さらに外側撹拌羽根及び内側撹拌羽根が大きくなることにより、これらが重たくなって大きな回転力が必要となり、モータを大出力とする必要が生じる。
【0006】
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、原材料の撹拌を効率良く行うことが可能なグラウト材用ミキシング装置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】
【0007】
本発明は、セメントと水とからなる原材料を混合槽内で混合してグラウト材を作製するミキシング装置であって、前記混合槽に設けられた円形平板からなる槽底面及び槽底面の外周側の一部を開閉するシャッター板と、外側軸に内側軸が挿入された二重管からなり前記槽底面を貫通した駆動軸と、前記混合槽の外側に配置され、前記内側軸を一方向に回転させる第１モータ及び前記外側軸を内側軸と逆方向に回転させる第２モータからなる駆動手段と、前記内側軸に取り付けられて前記一方向に回転駆動される外側撹拌羽根と、前記外側軸に取り付けられて前記逆方向に回転駆動される内側撹拌羽根と、前記外側撹拌羽根に設けられ、前記原材料が前記槽底面の内周側に流動するように撹拌する外側撹拌板と、前記内側撹拌羽根に設けられ、前記原材料が前記槽底面の外周側に流動するように撹拌する内側撹拌板と、を備えていることを特徴とする。
【0008】
本発明では、前記外側撹拌羽根は、前記槽底面の最外周に沿って回転駆動されるメイン撹拌羽根と、前記槽底面の最外周よりも内側に沿って回転駆動されるサブ撹拌羽根とを備え、前記メイン撹拌羽根及びサブ撹拌羽根に前記外側撹拌板が設けられていることを特徴とする。
又、前記メイン撹拌羽根の外側撹拌板は、前記シャッター板上を通過する位置となるように設けられていることを特徴とする。
又、上部から下部に向かって広がる傘形状のカッターを内部に備えたホッパーユニットが前記混合槽と連通した状態で混合槽の上部に取り付けられていることを特徴とする。
又、前記メイン撹拌羽根の外側撹拌板は、前記シャッター板上を通過する位置となるように設けられていることを特徴とする。
又、上部から下部に向かって広がる傘形状のカッターを内部に備えたホッパーユニットが前記混合槽と連通した状態で混合槽の上部に取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、外側撹拌羽根の外側撹拌板が原材料を槽底面の内周側に流動させ、外側撹拌羽根の内側撹拌板が原材料を槽底面の外周側に流動させるため、原材料を効率良く良好に撹拌することができる。又、外側撹拌板及び内側撹拌板を長くする必要がないため、外側撹拌羽根及び内側撹拌羽根を大きくする必要がなく、取り扱い性が良好となると共に、これらを駆動するモータの出力を大きく必要としない。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】ミキシング装置全体の正面図である。
【図2】ミキシング装置全体の右側面図である。
【図3】ミキシング装置全体の左側面図である。
【図4】駆動手段の配置を示す平面図である。
【図5】混合槽の構造を示す断面図である。
【図7】混合槽の内部を示す正面図である。
【図8】混合槽の内部を示す平面図である。
【図9】混合槽の排出部分を示す
【発明を実施するための形態】
【0011】
図１～図３は、本発明の一実施形態のミキシング装置１の全体を示す。
複数本の鉄筋を組み付けることにより支持架台２が形成され、この支持架台２に混合槽３、ホッパーユニット４が上下に固定されて組み付けられている。混合槽３は底部の槽底面５と、槽底面５からボックス状となって立ち上がった槽ハウジング６とによって形成されており、内部にセメントと水とが供給されることによりこれらの原材料を混合してペースト状のグラウト材を作製する。
複数本の鉄筋を組み付けることにより支持架台２が形成され、この支持架台２に混合槽３、ホッパーユニット４が上下に固定されて組み付けられている。混合槽３は底部の槽底面５と、槽底面５からボックス状となって立ち上がった槽ハウジング６とによって形成されており、内部にセメントと水とが供給されることによりこれらの原材料を混合してペースト状のグラウト材を作製する。
【0012】
ホッパーユニット４は供給シュート７を間に挟んだ状態で混合槽３の上部に位置するように支持架台２に取り付けられる。ホッパーユニット４は混合槽３と連通することによりセメントを混合槽３に投入する。ホッパーユニット４の内部には、カッター８が設けられている。カッター８は上部から下部に向かって広がる傘形状となっており、このカッター８にセメント袋（図示省略）が押し付けられることによりセメント袋を破断し、これによりセメント袋内部のセメントが供給シュート７を介して混合槽３に落下して投入される。ホッパーユニット４の頂部には、蓋体９が着脱自在に被せられており、破断したセメント袋から出たセメントの周囲への飛散を防止している。水は図示を省略したホース等によって混合槽３に供給される。
なお、ホッパーユニット４を設けることなく、セメント袋の袋口を開口して混合槽３に直接にセメントを投入しても良い。
なお、ホッパーユニット４を設けることなく、セメント袋の袋口を開口して混合槽３に直接にセメントを投入しても良い。
【0013】
次に、混合槽３の構造を図４～図９により説明する。
図８に示すように、混合槽３の槽底面５は円形平板によって形成されている。円形平板の槽底面５の外周側には、混合槽３を開閉するためのシャッター板１０が設けられている。シャッター板１０は槽底面５の一部を構成した平板からなり、図９に示す開閉機構１１によって開閉動作する。
図９に示すように、開閉機構１１は槽ハウジング６との隣接位置に配置された開閉用シリンダ１２を備えており、この開閉用シリンダ１２のピストン１２ａにシャッター板１０が連結されている。開閉用シリンダ１２は支持架台２に左右揺動可能に取り付けられており、ピストン１２ａの伸縮と共に揺動する。そして槽ハウジング６から離れる方向への揺動によりシャッター板１０が槽底面５から離れる方向に移動して槽底面５を開放する。この開放は、開閉用シリンダ１２により段階的に開放度合いが調整されるようになっている。
図８に示すように、混合槽３の槽底面５は円形平板によって形成されている。円形平板の槽底面５の外周側には、混合槽３を開閉するためのシャッター板１０が設けられている。シャッター板１０は槽底面５の一部を構成した平板からなり、図９に示す開閉機構１１によって開閉動作する。
図９に示すように、開閉機構１１は槽ハウジング６との隣接位置に配置された開閉用シリンダ１２を備えており、この開閉用シリンダ１２のピストン１２ａにシャッター板１０が連結されている。開閉用シリンダ１２は支持架台２に左右揺動可能に取り付けられており、ピストン１２ａの伸縮と共に揺動する。そして槽ハウジング６から離れる方向への揺動によりシャッター板１０が槽底面５から離れる方向に移動して槽底面５を開放する。この開放は、開閉用シリンダ１２により段階的に開放度合いが調整されるようになっている。
【0014】
図９に示すように、シャッター板１０の下方には、排出ガイド１８が設けられており、排出ガイド１８に対応して排出シュート１６が設けられている。排出シュート１６の出口部分には、自走式或いは牽引式の搬送台車１７が配置される（図３参照）。混合槽３内で原材料が混合されて作製されたグラウト材はシャッター板１０から排出シュート１６に排出され、排出シュート１６から搬送台車１７に移されて作業現場に搬送される。
【0015】
【0016】
駆動軸１３は図５及び図９に示すように、槽底面５の中央部分を貫通して設けられる。駆動軸１３は外側撹拌羽根２０及び内側撹拌羽根４０を回転駆動する部材であり、筒状の外側軸１４の内部に中実の内側軸１５が挿入された二重管によって形成されている。駆動軸１３は軸ケース１３ａ内に回転可能に支持されている。駆動軸１３における外側軸１４には内側撹拌羽根４０が取り付けられ、内側軸１５には外側撹拌羽根２０が取り付けられている。
【0017】
図４及び図６に示すように、駆動手段６０は混合槽３の下側の支持架台２に横並びで配置された第１モータ６１及び第２モータ６２によって形成されている。第１モータ６１は内側軸１５に直結されて内側軸１５を一方向に回転させる。第２モータ６２はギヤ６３及びチェーン６４（図６参照）を介して外側軸１４に連結されて外側軸１４を内側軸１５との逆方向に回転させる。これにより外側撹拌羽根２０と内側撹拌羽根４０とが反対方向に回転駆動される。
このように外側撹拌羽根２０及び内側撹拌羽根４０を別個のモータ６１、６２によって回転駆動する構造では、外側撹拌羽根２０及び内側撹拌羽根４０の回転速度を任意に調整することが容易となる。又、それぞれのモータ６１、６２への負荷を軽減させることができるため、故障を抑制でき、メンテナンスが簡単となる。
このように外側撹拌羽根２０及び内側撹拌羽根４０を別個のモータ６１、６２によって回転駆動する構造では、外側撹拌羽根２０及び内側撹拌羽根４０の回転速度を任意に調整することが容易となる。又、それぞれのモータ６１、６２への負荷を軽減させることができるため、故障を抑制でき、メンテナンスが簡単となる。
【0018】
図７及び図８に示すように、この実施形態では内側撹拌羽根４０は２本、外側撹拌羽根２０は４本が使用される。なお、後述するように、外側撹拌羽根２０は２本のメイン撹拌羽根２１と、２本のサブ撹拌羽根３１とによって形成されるものである。
【0019】
図７～図９に示すように、それぞれの内側撹拌羽根４０は、外側軸１４に取り付けられた連結アーム４２と、連結アーム４２の先端部に取り付けられた内側撹拌板４３とを有している。内側撹拌板４３は駆動軸１３の周囲近辺に位置するようにセットされて槽底面５の内周側を移動し、槽底面５の内周側に存在する原材料を撹拌する。
【0020】
内側撹拌羽根４０に対し、外側撹拌羽根２０（メイン撹拌羽根２１及びサブ撹拌羽根３１）は、駆動軸１３から離れた位置で回転して槽底面５の外周側に存在する原材料を撹拌する。メイン撹拌羽根２１及びサブ撹拌羽根３１は内側軸１５にそれぞれ取り付けられて槽底面５の外周側に延びる連結アーム２２、３２と、それぞれの連結アーム２２、３２の先端部に取り付けられた外側撹拌板２３、３３とを有している。上述したように、外側撹拌羽根２０（メイン撹拌羽根２１及びサブ撹拌羽根３１）と内側撹拌羽根４０とは反対方向に回転駆動されるものである。
【0021】
メイン撹拌羽根２１の連結アーム２２はサブ撹拌羽根３１の連結アーム３３よりも長くなっており、これによりメイン撹拌羽根２１は槽底面５の最外周に沿って回転駆動される。このようにメイン撹拌羽根２１が槽底面５の最外周に沿って回転駆動されることにより、メイン撹拌羽根２１の外側撹拌板２３はシャッター板１０上を通過する。このようなメイン撹拌羽根２１は原材料を撹拌するのに加えて、シャッター板１０を通過するときにグラウト材がシャッター板１０から落下するようにも作用する。これによりグラウト材を迅速に排出させることができる。
サブ撹拌羽根３１は以上のメイン撹拌羽根２１に対し、槽底面５の最外周よりも内側に沿って回転駆動される。
サブ撹拌羽根３１は以上のメイン撹拌羽根２１に対し、槽底面５の最外周よりも内側に沿って回転駆動される。
【0022】
この実施形態において、内側撹拌羽根４０の内側撹拌板４３、メイン撹拌羽根２１の外側撹拌板２３及びサブ撹拌羽根３１の外側撹拌板３３は、槽底面５の半径の１／３程度の長さとなった台形々状の小型の撹拌駒が使用されており、槽底面５の略半径の長さを有するような長尺な平板を用いるものではない。
図７に示すように、内側撹拌羽根４０の内側撹拌板４３、メイン撹拌羽根２１の外側撹拌板２３及びサブ撹拌羽根３１の外側撹拌板３３は、回転方向の先端面４３ａ、２３ａ、３３ａの上部が後ろ側に傾斜した形状となっている。このような形状とすることにより、原材料は下から上に向かって押し上げられて撹拌板４３、２３、３３を乗り越えるように流動するため、撹拌を良好に行うことができる。
図７に示すように、内側撹拌羽根４０の内側撹拌板４３、メイン撹拌羽根２１の外側撹拌板２３及びサブ撹拌羽根３１の外側撹拌板３３は、回転方向の先端面４３ａ、２３ａ、３３ａの上部が後ろ側に傾斜した形状となっている。このような形状とすることにより、原材料は下から上に向かって押し上げられて撹拌板４３、２３、３３を乗り越えるように流動するため、撹拌を良好に行うことができる。
【0023】
そして、図８に示すように、メイン撹拌羽根２１の外側撹拌板２３及びサブ撹拌羽根３１の外側撹拌板３３は、原材料が槽底面５の内周側に流動するように傾いて取り付けられているのに対し、内側撹拌羽根４０の内側撹拌板４３は原材料が槽底面５の外周側に流動するように傾いて設けられている。
図８において、矢印Ｒ１はメイン撹拌羽根２１及びサブ撹拌羽根３１の外側撹拌板２３、３３が原材料を流動させる方向、矢印Ｒ２は内側撹拌羽根４０の内側撹拌板４３が原材料を流動させる方向であり、メイン撹拌羽根２１の外側撹拌板２３及びサブ撹拌羽根３１の外側撹拌板３３は、槽底面５に対し原材料を下から上に向かって押し上げるため所定の角度で傾斜しており、また、平面視で、原材料を押し上げる面が円周方向ではなく、駆動軸の中心方向を向くように傾斜しており、内側撹拌羽根４０の内側撹拌板４３は、槽底面５に対し原材料を下から上に向かって押し上げるため所定の角度で傾斜しており、また、平面視で、原材料を押し上げる面が円周方向ではなく、外周方向を向くように傾斜させており、上述した原材料の流動が可能となっている。
これに加えて、メイン撹拌羽根２１及びサブ撹拌羽根３１と、内側撹拌羽根４０とは反対方向に回転駆動されるため、原材料が混じり合うことができ効率的に撹拌させることができる。
図８において、矢印Ｒ１はメイン撹拌羽根２１及びサブ撹拌羽根３１の外側撹拌板２３、３３が原材料を流動させる方向、矢印Ｒ２は内側撹拌羽根４０の内側撹拌板４３が原材料を流動させる方向であり、メイン撹拌羽根２１の外側撹拌板２３及びサブ撹拌羽根３１の外側撹拌板３３は、槽底面５に対し原材料を下から上に向かって押し上げるため所定の角度で傾斜しており、また、平面視で、原材料を押し上げる面が円周方向ではなく、駆動軸の中心方向を向くように傾斜しており、内側撹拌羽根４０の内側撹拌板４３は、槽底面５に対し原材料を下から上に向かって押し上げるため所定の角度で傾斜しており、また、平面視で、原材料を押し上げる面が円周方向ではなく、外周方向を向くように傾斜させており、上述した原材料の流動が可能となっている。
これに加えて、メイン撹拌羽根２１及びサブ撹拌羽根３１と、内側撹拌羽根４０とは反対方向に回転駆動されるため、原材料が混じり合うことができ効率的に撹拌させることができる。
【0024】
このような構造では、メイン撹拌羽根２１、サブ撹拌羽根３１及び内側撹拌羽根４０によって原材料を効率良く良好に撹拌することができる。又、メイン撹拌羽根２１及びサブ撹拌羽根３１の外側撹拌板２２、３３や内側撹拌羽根４０の内側撹拌板４３を長くする必要がないため、メイン撹拌羽根２１、サブ撹拌羽根３１及び内側撹拌羽根４０を大きくする必要がなく、取り扱い性が良好となると共に、駆動源６０のモータ６１、６２の出力を大きく必要としない。
【0025】
以上の実施形態では、メイン撹拌羽根２１及びサブ撹拌羽根３１によって外側撹拌羽根２０を形成しているが、メイン撹拌羽根２１だけで外側撹拌羽根２０を形成しても良い。
【符号の説明】
【0026】
１ ミキシング装置
３ 混合槽
４ ホッパーユニット
５ 槽底面
８ カッター
１０ シャッター板
１３ 駆動軸
１４ 内側軸
１５ 外側軸
２０ 外側撹拌羽根
２１ メイン撹拌羽根
２３、３３ 外側撹拌板
３１ サブ撹拌羽根
４０ 内側撹拌羽根
４３ 内側撹拌板
６０ 駆動手段
６１ 第１モータ
６２ 第２モータ
３ 混合槽
４ ホッパーユニット
５ 槽底面
８ カッター
１０ シャッター板
１３ 駆動軸
１４ 内側軸
１５ 外側軸
２０ 外側撹拌羽根
２１ メイン撹拌羽根
２３、３３ 外側撹拌板
３１ サブ撹拌羽根
４０ 内側撹拌羽根
４３ 内側撹拌板
６０ 駆動手段
６１ 第１モータ
６２ 第２モータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】