(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転する本体と、
前記本体の表面に設けられる吸入口と、
前記本体の表面に設けられる吐出口と、
前記吸入口と前記吐出口を繋ぐ流通路と、
前記本体に設けられる誘導部材と、を備え、
前記吸入口は、前記吐出口よりも前記回転軸に近い位置に配置され、
前記吐出口は、前記吸入口よりも前記回転軸から遠心方向外側の位置に配置され、
前記誘導部材は、前記吐出口からの流動を所定の方向に誘導する形状に構成されることを特徴とする、
攪拌用回転体。
【請求項２】
前記誘導部材は、前記吐出口よりも前記回転軸から遠心方向外側において曲折する部分を有することを特徴とする、
請求項１に記載の攪拌用回転体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の攪拌用回転体を、前記回転軸方向に複数配置して構成されることを特徴とする、
攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体その他の各種流体を攪拌し、混合、分散等を行うための攪拌用回転体および攪拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば２種類以上の流体を混合したり、流体中に添加した各種粉末等を均一に分散させたりする場合には、流体中で羽根車を回転させる攪拌機が使用されている。この羽根車には一般的にプロペラ翼やタービン翼が設けられており、回転することで流体を流動させて攪拌を行う。
【０００３】
このような攪拌機は、流体を収容するタンクに恒常的に設置されて使用されるものが多いが、この他にも、例えば塗料等を使用直前に現場で攪拌するためのハンディタイプのものがよく使用されている。このハンディタイプの攪拌機は、一般的にハンドドリル型の駆動装置の駆動軸の先端に羽根車を設けて構成されている。そして、使用者は、駆動装置を両手に持ち、先端の羽根車を塗料等の被攪拌物が収容された容器内に挿入して回転させ、攪拌を行う。
【０００４】
しかしながら、このハンディタイプの攪拌機では、鋭利な翼端を持つ羽根車を高速で回転させることから非常に危険であり、取扱に注意を要するという問題があった。また、突起の多い羽根車を容器にぶつけてしまった場合や、羽根車が疲労破壊を起こした場合に、羽根車の先端や容器の一部が欠けて、または削れて被攪拌物内に混入しやすいという問題があった。
【０００５】
また、羽根車は被攪拌物と衝突することによって被攪拌物を流動させるため、羽根車を備える攪拌機では、回転する羽根車を被攪拌物内に投入する際、または被攪拌物内で羽根車の回転を開始する際に、反動によって羽根車が振られやすいという問題があった。このため、使用者が攪拌機の操作になれていない場合には、羽根車を容器にぶつけたり、被攪拌物を容器外に飛散させたりといったような事態が頻発していた。
【０００６】
また、羽根車では、被攪拌物に沈降物が含まれるような場合に、羽根車を容器の底壁に接触させながら攪拌を行わなければ沈降物をうまく分散させることができないため、羽根車と容器の壁面の接触により発生する破片や削りカスが被攪拌物内に混入しやすいという問題があった。
【０００７】
また、羽根車を備える攪拌機では、被攪拌物内に混入された粉末粒子が羽根車との衝突により粉砕される場合があるという問題があった。このため、例えばメタリック塗料のように、混入された粉末粒子を微細化したくないような場合には、十分な攪拌を行うことが困難であった。
【０００８】
一方、プロペラ翼やタービン翼を使用するのではなく、外形が六角柱状の筒体から羽根車を構成すると共に、側面に複数の孔を設けた高粘性流体用ミキサー等も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−１５４３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の高粘性流体用ミキサーでは、羽根車の外形が六角柱状であり、主として羽根車の外壁を被攪拌物に衝突させることによって被攪拌物を流動させるものであるため、上述した回転開始時の反動の問題、および被攪拌物内の粉末粒子の粉砕の問題を解消するものではなかった。
【００１１】
また、側面の孔から被攪拌物を流出させるようにしているものの、側面の孔に対して羽根車内部の容積が大きいため、羽根車内部の流速が低く、長時間使用した場合に滞留物が羽根車の内側に付着して堆積し、攪拌能力が低下しやすいという問題があった。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたものであって、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことが可能な攪拌用回転体および攪拌装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明は、回転軸を中心に回転する本体と、前記本体の表面に設けられる吸入口と、前記本体の表面に設けられる吐出口と、前記吸入口と前記吐出口を繋ぐ流通路と、前記本体に設けられる誘導部材と、を備え、前記吸入口は、前記吐出口よりも前記回転軸に近い位置に配置され、前記吐出口は、前記吸入口よりも前記回転軸から遠心方向外側の位置に配置され、前記誘導部材は、前記吐出口からの流動を所定の方向に誘導する形状に構成されることを特徴とする、攪拌用回転体である。
【００１４】
（２）本発明はまた、前記誘導部材は、前記吐出口よりも前記回転軸から遠心方向外側において曲折する部分を有することを特徴とする、上記（１）に記載の攪拌用回転体である。
【００１５】
（３）本発明はまた、上記（１）または（２）に記載の攪拌用回転体を、前記回転軸方向に複数配置して構成されることを特徴とする、攪拌装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことが可能という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態に係る攪拌用回転体の平面図である。（ｂ）攪拌用回転体の正面図である。（ｃ）攪拌用回転体の底面図である。
【図２】（ａ）攪拌用回転体の作動を示した平面図である。（ｂ）攪拌用回転体の作動を示した正面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）攪拌用回転体の使用例を示した概略図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）本体を球状に構成した例を示した正面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）本体を球状に構成した例を示した正面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）本体のその他の形状の例を示した正面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）本体に誘導部材を設けた例を示した正面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）１つの吐出口に対して複数の吸入口を繋ぐようにした例を示した正面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）本体に接続される駆動軸に軸部流通路を設けた例を示した部分断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）接続口のその他の形態の例を示した断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る攪拌装置の例を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【００１９】
まず、本発明の実施の形態に係る攪拌用回転体１の構造について説明する。図１（ａ）は、攪拌用回転体１の平面図であり、同図（ｂ）は、攪拌用回転体１の正面図（側面図も同一）であり、同図（ｃ）は、攪拌用回転体１の底面図である。これらの図に示されるように、攪拌用回転体１は、半球状の本体１０と、本体１０の表面に設けられた複数の吸入口１２と、本体１０の表面に設けられた複数の吐出口１４と、吸入口１２と吐出口１４を繋ぐように本体１０の内部に形成された流通路１６から構成されている。
【００２０】
本体１０は、この例では、球体を半分に分割した形状である半球状となっている。従って、本体１０の表面は、本体１０の中心軸Ｃに対して垂直な面である平面状の上面１０ａと、中心軸Ｃに対して傾斜した面である球面状の傾斜面１０ｂと、から構成されている。傾斜面１０ｂは、より詳細には、中心軸Ｃ方向の一方（図の下方）から他方（図の上方）に向けて漸次中心軸Ｃから遠ざかる面となっている。換言すると、本体１０は、中心軸Ｃ方向の厚みが半径方向外側に向けて漸次減少する形状となっている。
【００２１】
本体１０の上面１０ａの中心には、モータ等の駆動装置に繋がる駆動軸２０が接続される接続部１８が設けられている。従って、攪拌用回転体１は、本体１０の中心軸Ｃを回転軸として回転するように構成されている。なお、駆動軸２０と接続部１８の接続方法は、例えばネジや係合等、既知のいずれの方法であってもよい。
【００２２】
本実施形態では、本体１０を流通路１６以外の部分を中実に構成することで、本体１０の強度を高めるようにしている。本体１０を構成する材質は、特に限定されるものではなく、例えば金属やセラミックス、樹脂、ゴム、木材等、使用条件に応じた適宜の材質を採用することができる。本実施形態の本体１０は、シンプルで加工しやすい形態となっているため、製造方法に制限されることなく、多種多様な材質から本体１０を構成することが可能となっている。
【００２３】
また、本体１０をこのようにシンプルな形状に構成することより、回転軸に対する不釣合いの発生を少なくすることができる。このため、本実施形態では、不釣合いの発生しやすい羽根車等とは異なり、回転時の振動や振れ回り等を略解消することが可能となっている。
【００２４】
吸入口１２は、接続部１８の反対側である本体１０の先端部（傾斜面１０ｂの中心軸Ｃ側の部分）に設けられている。本実施形態では、４つの吸入口１２を、中心軸Ｃを中心とする円周上に等間隔で並べて配置すると共に中心軸Ｃと同一方向に形成している。吐出口１４は、本体１０の側面部（傾斜面１０ｂの上面１０ａ側の部分）に設けられている。すなわち、本実施形態では、４つの吐出口１４を、各吸入口１２よりも本体１０の中心軸Ｃから遠心方向（半径方向）外側となる位置（中心軸Ｃから中心軸Ｃに垂直な方向に離れた位置）にそれぞれ配置している。また、中心軸Ｃに対して直交する方向に吐出口１４を形成している。
【００２５】
流通路１６は、１つの吸入口１２と１つの吐出口１４を繋ぐ通路として形成されている。従って、本体１０の内部には、４つの流通路が形成されている。各流通路１６は、吸入口１２から中心軸Ｃ方向に沿って直進した後に直角に曲がり、本体１０の遠心方向に向けて直進して吐出口１４に到達するように形成されている。
【００２６】
本実施形態では、流通路１６をこのように構成することで、ドリルによる穴加工で容易に吸入口１２、吐出口１４および流通路１６を形成できるようにしている。具体的には、吸入口１２の位置から中心軸Ｃ方向に沿った穴加工、および吐出口１４の位置から中心軸Ｃに向けた穴加工によって容易に吸入口１２、吐出口１４および流通路１６を形成することができる。なお、本実施形態では、流通路１６の断面形状を円形に構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば楕円形や多角形等、その他の断面形状としてもよい。
【００２７】
次に、攪拌用回転体１の作動について説明する。図２（ａ）は攪拌用回転体１の作動を示した平面図であり、同図（ｂ）は攪拌用回転体１の作動を示した正面図である。攪拌用回転体１は、流体である被攪拌物内において、駆動軸２０に駆動されて中心軸Ｃを中心に回転することにより、被攪拌物を攪拌する。
【００２８】
流体中に攪拌用回転体１を浸漬して回転させると、流通路１６内に進入した流体も攪拌用回転体１と共に回転することとなる。すると、流通路１６内の流体に遠心力が作用し、これらの図に示されるように、流通路１６内の流体は攪拌用回転体１の半径方向外側に向けて流動する。吐出口１４は、吸入口１２よりも本体１０の遠心方向外側に設けられているため、吐出口１４では吸入口１２よりも強い遠心力が働くこととなる。従って、流体は、攪拌用回転体１が回転している限り吸入口１２から吐出口１４に向けて流動する。すなわち、流通路１６内の流体が吐出口１４から噴出すると共に、外部の流体が吸入口１２から流通路１６内に吸引される。これにより、攪拌用回転体１の周囲の流体には、吐出口１４のある側面部から放射状に広がる流動と、吸入口１２のある攪拌用回転体１の先端部に向かう流動が発生することとなる。
【００２９】
また、流体中に攪拌用回転体１を浸漬して回転させると、攪拌用回転体１の表面近傍の流体が粘性の影響により攪拌用回転体１と共に回転することとなる。従って、攪拌用回転体１の表面近傍の流体にも遠心力が働き、これらの図に示されるように、表面近傍の流体は攪拌用回転体１の表面に沿って吐出口１４の近傍まで流動し、吐出口１４からの噴流の随伴流となる。
【００３０】
本実施形態では、本体１０を半球状に構成することにより、攪拌用回転体１の先端部近傍の流動を、側面部から放射状に広がる流動にスムーズに合流させることを可能としている。また、本体１０をこのような形状にすることで、攪拌用回転体１の先端部に向かう流動の一部を、傾斜面１０ｂに沿って吐出口１４近傍までスムーズに流動させて、側面部から放射状に広がる流動に合流させることを可能としている。この結果、攪拌用回転体１は、周囲の流体に強力な流動を発生させることが可能となるため、効率的な攪拌を行うことが可能となっている。
【００３１】
さらに、本実施形態では、回転軸（中心軸Ｃ）方向の一方から他方に向けて回転軸から漸次遠ざかる面である傾斜面１０ｂに吐出口１４を設けることにより、高粘度の流体に対しても効果的な攪拌を行うことを可能としている。
【００３２】
具体的には、吐出口１４を回転軸（中心軸Ｃ）に平行な面に配置した場合、高粘度の流体を攪拌しようとする際に、流通路１６内の気体（流体中に浸漬する前に流通路１６内に存在していた空気等）をうまく排出することができず、吐出口１４から流体を噴出させることができないことがあった。本出願の発明者は、この現象について鋭意研究および実験を重ねた結果、吐出口１４を回転軸（中心軸Ｃ）に平行な面ではなく、回転軸に対して傾斜した面である傾斜面１０ｂに配置することによって、高粘度の流体であっても流通路１６内の気体を、即座に排出可能であることを見出した。
【００３３】
すなわち、吐出口１４を傾斜面１０ｂに配置することにより、吐出口１４の先端側（接続部１８の反対側）と駆動軸側（接続部１８側）とにおいて回転軸からの距離を異ならせ、吐出口１４の先端側と駆動軸側の間で周速および作用する遠心力に差を生じさせることができる。そして、この吐出口１４における周速および遠心力の差によって吐出口１４の近傍の流通路１６内に乱流を生じさせ、流通路１６内に滞留した気体を乱すことにより、吐出口１４から迅速に排出することが可能となる。
【００３４】
さらに、吐出口１４を傾斜面１０ｂに配置することにより、傾斜面１０ｂに沿う流動が傾斜面１０ｂから剥離して遠心方向の流動となる剥離ポイント１０ｃに、吐出口１４を近づける（または、剥離ポイント１０ｃを吐出口１４内とする）ことができる。この剥離ポイント１０ｃでは、傾斜面１０ｂから剥離していく流動に伴って負圧が発生するため、吐出口１４を剥離ポイント１０ｃに近づけることで、この負圧によって流通路１６内に溜まっている気体を吐出口１４から吸い出すことが可能となる。
【００３５】
このように、本実施形態では、回転軸（中心軸Ｃ）方向の一方から他方に向けて回転軸から漸次遠ざかる面である傾斜面１０ｂに吐出口１４を設けることにより、高粘度の流体であっても攪拌開始と共に即座に流通路１６から気体を排出し、迅速且つ効率的に攪拌を行うことが可能となっている。また、攪拌中、何らかの要因により流通路１６内に気体が進入した場合であっても、進入した気体を流通路１６から即座に排出することができるため、安定して攪拌力を発揮することが可能となっている。
【００３６】
さらに、本実施形態では、吐出口１４における周速および遠心力の差と、剥離ポイント１０ｃにおける負圧との相乗効果によって、攪拌用回転体１から放射状に広がる流動をより複雑な流れ（乱流）とすることができるため、従来以上の攪拌力を得ることが可能となっている。
【００３７】
図３（ａ）および（ｂ）は、攪拌用回転体１の使用例を示した概略図である。これらの図に示されるように、攪拌用回転体１は、モータ等の駆動装置３０に繋がる駆動軸２０に接続され、容器４０内に収容された流体である被攪拌物５０内に浸漬された状態で使用される。駆動装置３０は、容器４０や架台等に固定されるものであってもよいし、使用者が保持して操作するものであってもよい。
【００３８】
駆動装置３０によって攪拌用回転体１を回転させることにより、上述のように攪拌用回転体１の側面部から放射状に広がる流動、および攪拌用回転体１の先端部に向かう流動が発生する。これにより、同図（ａ）および（ｂ）に示されるように、被攪拌物５０内に複雑な循環流が発生し、この循環流により被攪拌物５０は十分に攪拌される。
【００３９】
容器４０の底に滞留している滞留物を分散させる場合には、攪拌用回転体１の先端部を容器４０の底に近づければよい。このようにすることで、吸入口１２から滞留物を吸い上げて吐出口１４から噴出し、滞留物を被攪拌物５０内に十分に分散させることができる。また、容器４０の角部に滞留している滞留物を分散させる場合には、攪拌用回転体１の先端部を容器４０の角部に近づければよい。本実施形態では、本体１０を半球状に構成しているため、狭隘な角部にも吸入口１２を十分に近づけることができる。
【００４０】
本実施形態では、本体１０を半球状に構成することにより、回転時に被攪拌物５０と衝突しないようにしているため、回転開始時の反動がほとんど生じないようになっている。また、羽根車等とは異なり、本体１０に鋭利な突起物を備えていないことから、攪拌用回転体１を容器４０の壁面にぶつけた場合にも攪拌用回転体１または容器４０が破損したり削れたりする可能性が低くなっている。このため、安心して攪拌用回転体１を容器４０の壁面に近づけることができ、容器４０の隅々まで十分に攪拌を行うことが可能であると共に、攪拌用回転体１または容器４０の破片や削りカス等が被攪拌物５０に混入し難いようになっている。
【００４１】
また、本実施形態では、攪拌用回転体１の先端部中心（回転軸である中心軸Ｃ）のやや外側に吸入口１２を配置することにより、攪拌用回転体１の先端部を容器４０の壁面に接触させた場合にも吸入口１２が塞がれないようにしている。このため、容器４０の壁面近くにおいても安定して攪拌用回転体１を操作することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、吸入口１２の断面積（吸入口１２を通過する流れに垂直な断面積）と、吐出口１４の断面積（吐出口１４を通過する流れに垂直な断面積）を略同一にしているが、これに限定されるものではなく、攪拌用回転体１の用途等に応じて、これらの断面積を異ならせるようにしてもよい。但し、流体（被攪拌物）を流通路１６内で滞留させることなくスムーズに流動させ、効果的な攪拌能力を得るためには、吸入口１２の断面積（吸入口１２を通過する流れに垂直な断面積）と、吐出口１４の断面積（吐出口１４を通過する流れに垂直な断面積）との比が１／３〜３であることが望ましく、１／２〜２であればより望ましく、５／６〜１．２であることが特に望ましい。
【００４３】
また、本実施形態では、加工のしやすさから流通路１６を略直角に曲折するＬ字形状に構成しているが、これに限定されるものではなく、滑らかに湾曲した曲線状の通路として流通路１６を構成してもよいし、吸入口１２と吐出口１４を一直線状に繋ぐように流通路１６を構成してもよい。流通路１６をこのように構成することで、流通路１６内の流動抵抗を減少させることができるため、攪拌用回転体１が引き起こす流動をさらに強力にし、攪拌能力を向上させることができる。
【００４４】
また、吸入口１２に対して吐出口１４を回転方向にずらして配置し、流通路１６の吐出口１４へ繋がる部分を攪拌用回転体１の遠心方向に対して角度を有するように構成してもよい。また、吐出口１４を回転軸方向にずらして配置し、流通路１６の吐出口１４へ繋がる部分を本体１０の先端側（接続部１８の反対側）に向くように構成してもよいし、逆に駆動軸側（接続部１８側）に向くようにしてもよい。このようにして、吐出口１４からの噴出方向を適宜に設定することにより、効率的な攪拌に最も適した流動を得ることができる。
【００４５】
また、吸入口１２を駆動軸側（上面１０ａ）に設けるようにしてもよい。この場合、全ての吸入口１２を駆動軸側に設けるようにしてもよいし、また、複数の吸入口１２の一部を先端側に配置し、残りの一部を駆動軸側に配置するようにしてもよい。また、傾斜面１０ｂに吸入口１２を配置すると共に接続部１８を設け、上面１０ａが先端側となるようにしてもよい。このように、吸入口１２の配置を適宜に設定することで、用途に応じた最適な流動を発生させるようにすることができる。
【００４６】
また、複数の吐出口１４に対して１つの吸入口１２を設け、流通路１６を１つの吸入口１２から複数の吐出口１４に分岐するように構成してもよい。この場合にも、流体を流通路１６内で滞留させることなくスムーズに流動させ、効果的な攪拌能力を得るためには、吸入口１２の断面積（吸入口１２を通過する流れに垂直な断面積）と、吐出口１４の断面積（吐出口１４を通過する流れに垂直な断面積）の総和との比が１／３〜３であることが望ましく、１／２〜２であればより望ましく、５／６〜１．２であることが特に望ましい。
【００４７】
また、本実施形態では、本体１０を中実に構成しているが、これに限定されるものではなく、本体１０を中空に構成し、内部にパイプ状の流通路１６を設けるようにしてもよい。このようにした場合、本体１０を軽量に構成することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、本体１０を半球状に構成しているが、これに限定されるものではなく、本体１０の形状は、回転軸（中心軸Ｃ）の一方から他方に向けて漸次回転軸から遠ざかる傾斜面１０ｂを有する形状であればどのような形状であってもよい。例えば、本体１０は、球状であってもよいし、楕円体状や半楕円体状であってもよい。また、本体１０は、球の一部分である部分球状や、楕円体の一部分である部分楕円体状であってもよい。
【００４９】
図４（ａ）〜（ｃ）および図５（ａ）〜（ｃ）は、本体１０を球状に構成した例を示した正面図（側面図）である。これらの図に示されるように、本体１０を球状に構成した場合、先端側と駆動軸側の２箇所に傾斜面１０ｂ、１０ｄが形成されることとなる。このように、本体１０が複数の傾斜面を有する場合、吸入口１２の位置によらず、いずれの傾斜面に吐出口１４を配置するようにしてもよい。
【００５０】
例えば、図４（ａ）に示されるように、本体１０の先端側に吸入口１２を配置すると共に、この吸入口１２と繋がる吐出口１４を先端側の傾斜面１０ｂに配置するようにしてもよい。また、図示は省略するが、駆動軸側に吸入口１２を配置すると共に、この吸入口１２と繋がる吐出口１４を駆動軸側の傾斜面１０ｄに配置するようにしてもよい。
【００５１】
また、同図（ｂ）に示されるように、本体１０の先端側に吸入口１２を配置すると共にこの吸入口１２と繋がる吐出口１４を先端側の傾斜面１０ｂに配置し、さらに、駆動軸側に吸入口１２を配置すると共にこの吸入口１２と繋がる吐出口１４を駆動軸側の傾斜面１０ｄに配置するようにしてもよい。
【００５２】
また、同図（ｃ）に示されるように、本体１０の先端側に吸入口１２を配置すると共に、この吸入口１２と繋がる吐出口１４を駆動軸側の傾斜面１０ｄに配置するようにしてもよい。また、図示は省略するが、駆動軸側に吸入口１２を配置すると共に、この吸入口１２と繋がる吐出口１４を先端側の傾斜面１０ｂに配置するようにしてもよい。
【００５３】
また、図５（ａ）に示されるように、本体１０の先端側に配置された吸入口１２およびこの吸入口１２と繋がる駆動軸側の傾斜面１０ｄに配置された吐出口１４と、本体１０の駆動軸側に配置された吸入口１２およびこの吸入口１２と繋がる先端側の傾斜面１０ｂに配置された吐出口１４とを交互に設けるようにしてもよい。
【００５４】
また、同図（ｂ）に示されるように、流通路１６を途中で分岐させることにより、本体１０の先端側に配置された吸入口１２と、先端側の傾斜面１０ｂに配置された吐出口１４および駆動軸側の傾斜面１０ｄに配置された吐出口１４の両方とを繋ぐようにしてもよい。この場合、図示は省略するが、駆動軸側に配置された吸入口１２と、先端側の傾斜面１０ｂに配置された吐出口１４および駆動軸側の傾斜面１０ｄに配置された吐出口１４の両方とを繋ぐようにしてもよい。
【００５５】
さらに、同図（ｃ）に示されるように、本体１０の先端側に配置された吸入口１２および駆動軸側に配置された吸入口１２と、先端側の傾斜面１０ｂに配置された吐出口１４および駆動軸側の傾斜面１０ｄに配置された吐出口１４とを繋ぐようにしてもよい。
【００５６】
このように、吸入口１２および吐出口１４を適宜に配置すると共に、両者を適宜に繋ぐことにより、用途に応じた適切な流動を発生させ、効率的な攪拌を行うことが可能となる。
【００５７】
図６（ａ）〜（ｃ）は、本体１０のその他の形状の例を示した正面図である。本体１０は、円錐や円錐台等の傾斜面を有する形状に構成してもよいし、円錐や円錐台と、円柱や半球等の他の立体とを組み合わせた形状に構成してもよい。
【００５８】
同図（ａ）は、本体１０を円錐台状に構成した例を示している。この例では、底面１０ｅ（接続部１８の反対側の平面）に吸入口１２を配置しているが、傾斜面１０ｂに吸入口１２を配置するようにしてもよい。
【００５９】
同図（ｂ）は、本体１０を円錐と円柱を組み合わせた形状に構成した例を示している。この例では、吐出口１４を先端側の円錐部分の傾斜面１０ｂと、駆動軸側の円柱部分の側面１０ｆ（中心軸Ｃと平行な面）とに跨って配置している。このように、中心軸Ｃと平行な側面１０ｆに隣接して傾斜面１０ｂが設けられている場合、吐出口１４の一部のみが傾斜面１０ｂに位置するように吐出口１４を配置してもよい。
【００６０】
吐出口１４をこのように配置しても、吐出口１４の先端側と駆動軸側の間で周速および遠心力に差が生じると共に、剥離ポイント１０ｃに吐出口１４を近づけることができるため、図２において説明した効果を奏することができる。なお、この場合において、吐出口１４を長孔に形成することで、吐出口１４の一部が中心軸Ｃと平行な側面１０ｆから傾斜面１０ｂ内に侵入するようにしてもよい。
【００６１】
同図（ｃ）は、本体１０を２つの円錐台を組み合わせた形状に構成した例を示している。この例では、本体１０を球状に構成した場合と同様に、先端側の傾斜面１０ｂと、駆動軸側の傾斜面１０ｄとの２つの傾斜面が形成されることとなる。従って、吸入口１２および吐出口１４を適宜に配置すると共に、両者を適宜に繋ぐことによって効率的な攪拌を行うことが可能となる。
【００６２】
本体１０の形状は、上記に示した形状以外にも種々の形状を採用することができる。例えば、上記に示した形状は、回転軸（中心軸Ｃ）に垂直な断面が円形となる形状であるが、本体１０の形状はこれに限定されるものではなく、多角錐や多角錐台等の回転軸に垂直な断面が多角形となる形状であってもよいし、多角柱や多角錐等と各種立体を組み合わせることによって回転軸に垂直な断面が多角形となる部分を含む形状であってもよい。さらに、本体１０の表面に複数の凸部や凹部を設けるようにしてもよい。
【００６３】
このように、本体１０を適宜の凹凸を備えた形状に構成することで、攪拌用回転体１の周囲に適度な渦流を発生させることが可能となり、これにより、攪拌力をさらに向上させることができる場合がある。さらに、本体１０の形状の設定に加えて、本体１０表面の粗さや、より細かい凹凸形状を適宜に設定することによって、攪拌用回転体１の周囲の流動をより精密に制御するようにしてもよい。また、本体１０の表面に各種の彩色を施して意匠性を向上させるようにしてもよい。
【００６４】
また、吐出口１４からの流動（噴流）を所定の方向に誘導するための誘導部材を、本体１０に設けるようにしてもよい。図７（ａ）〜（ｃ）は、本体１０に誘導部材１９を設けた例を示した正面図である。
【００６５】
同図（ａ）は、本体１０において吐出口１４の駆動軸側から遠心方向に突出した後に先端側に向けて曲折したフード状の誘導部材１９を設けた例を示した図である。この例では、誘導部材１９を先端側に向けて曲折するように構成しているため、吐出口１４からの噴出した流動は、同図に示されるように、誘導部材１９に誘導されることで流動方向が先端側に向けて変換されることとなる。
【００６６】
このように、適宜の形状に構成した誘導部材１９を本体１０の吐出口１４の近傍に設けることにより、吐出口１４から噴出する流動の流れる方向を適宜に制御することができる。すなわち、攪拌用回転体１によって攪拌用回転体１の周囲に発生する流動を所望の状態に制御することができるため、より効率的な攪拌を行うことが可能となる。
【００６７】
同図（ｂ）は、本体１０において吐出口１４の先端側から遠心方向に突出した後に駆動軸側に向けて曲折したフード状の誘導部材１９を設けた例を示している。このように、吐出口１４からの噴流を駆動軸側に向かうように誘導する誘導部材１９を設けるようにしてもよい。
【００６８】
同図（ｃ）は、先端側の傾斜面１０ｂの吐出口１４を先端側に向かうように誘導すると共に、駆動軸側の傾斜面１０ｄの吐出口１４からの噴流を駆動軸側に向かうように誘導する誘導部材１９を設けた例を示している。このように、吐出口１４からの噴流を先端側と駆動軸側の両方に誘導する誘導部材１９を設けるようにしてもよい。
【００６９】
また、同図（ｃ）に示す例において、噴流を先端側に誘導する誘導部材１９と、噴流を駆動軸側に誘導する誘導部材１９とを別々に設けるようにしてもよい。また、噴流を先端側に誘導する誘導部材１９、または噴流を駆動軸側に誘導する誘導部材１９のいずれか一方のみを設けることにより、先端側の傾斜面１０ｂの吐出口１４からの噴流、または駆動軸側の傾斜面１０ｄの吐出口１４からの噴流のいずれか一方のみを誘導するようにしてもよい。
【００７０】
なお、誘導部材１９の形状は、同図（ａ）〜（ｃ）に示した形状に限定されるものではなく、吐出口１４からの噴流を所定の方向に誘導可能な形状であればどのような形状であってもよい。例えば、同図（ａ）〜（ｃ）に示した本体１０の全周にわたるフード状の誘導部材１９の代りに、吐出口１４の近傍に誘導部材１９を部分的に設けるようにしてもよい。また、一部の吐出口１４からの噴流のみを誘導するように誘導部材１９を構成してもよく、誘導方向が交互に変化するように誘導部材１９を構成してもよい。
【００７１】
また、誘導部材１９は、本体１０と一体的に形成するようにしてもよいし、本体１０とは別体に形成した誘導部材１９を、ネジや接着剤等の既知の手法によって本体１０に固定するようにしてもよい。また、誘導部材１９を設ける場合には、吐出口１４を傾斜面１０ｂ、１０ｄ以外の面、例えば中心軸Ｃと平行な側面に設けるようにしてもよい。
【００７２】
図８（ａ）〜（ｃ）は、１つの吐出口１４に対して複数の吸入口１２を繋ぐようにした例を示した正面図である。同図（ａ）は、半球状に構成した本体１０において、先端側（傾斜面１０ｂ）に設けた吸入口１２および駆動軸側（上面１０ａ）に設けた吸入口１２がそれぞれ１つの吐出口１４に繋がるように流通路１６を形成した例を示している。そして、この例では、駆動軸側の吸入口１２が先端側の吸入口１２よりも回転軸（中心軸Ｃ）から遠心方向外側に位置するように、２つの吸入口１２を互いにオフセットさせて配置している。
【００７３】
このように、複数の吸入口１２から流通路１６を合流させて１つの吐出口１４に繋がるようにした場合、例えば水と油の混合物のように完全に分離するような被攪拌物を攪拌して分散、乳化させるような場合に効果的である。特に、１つの吐出口１４に繋がる複数の吸入口１２を、回転軸（中心軸Ｃ）からの遠心方向の距離がそれぞれ異なるように（オフセットさせて）配置することにより、２つの吸入口１２における吸引力を異ならせることができるため、より複雑な流動を発生させて効率的に分散、乳化を行うことができる。
【００７４】
同図（ｂ）は、球状に構成した本体１０において、先端側の吸入口１２および駆動軸側の吸入口１２を１つの吐出口１４に繋がるようにすると共に、先端側の吸入口１２が駆動軸側の吸入口１２よりも中心軸Ｃから遠心方向外側に位置するように配置した例を示している。このように、先端側の吸入口１２を駆動軸側の吸入口１２よりも遠心方向外側に配置するようにしてもよい。すなわち、先端側の吸入口１２および駆動軸側の吸入口１２のいずれを遠心方向外側に配置するかは、用途等に応じて適宜に決定することができる。
【００７５】
なお、同図（ｂ）に示す例では、駆動軸側の吸入口１２を被攪拌物の外部に露出させて本体１０を回転させることにより、被攪拌物の外部の気体等を駆動軸側の吸入口１２から吸引することができるため、被攪拌物中に気体を溶け込ませたり、気泡を混入させて泡立てたりすることも可能となっている。
【００７６】
同図（ｃ）は、円錐台状に構成した本体１０において、先端側（底面１０ｅ）に設けた２つの吸入口１２がそれぞれ１つの吐出口１４に繋がるように流通路１６を形成した例を示している。このように、用途等によっては、１つの吐出口１４に繋がる複数の吸入口１２を、先端側（または駆動軸側）のみに設けるようにしてもよい。
【００７７】
なお、同図（ａ）〜（ｃ）に示されるように、１つの吐出口１４に対して複数の吸入口１２を繋げる場合においても、本体１０の形状は特に限定されるものではなく、用途等に応じた適宜の形状を採用することができる。また、１つの吐出口１４に３つ以上の吸入口１２を繋げるようにしてもよいことはいうまでもない。また、１つの吐出口１４に対して複数の吸入口１２を繋げる場合には、吐出口１４を傾斜面１０ｂ、１０ｄ以外の面、例えば中心軸Ｃと平行な側面に設けるようにしてもよい。
【００７８】
図９（ａ）〜（ｃ）は、本体１０に接続される駆動軸２０に軸部流通路２２を設けた例を示した部分断面図である。この例では、例えば同図（ａ）に示されるように、本体１０を回転駆動する駆動軸２０の内部に軸方向に伸びる軸部流通路２２が形成されている。そして駆動軸２０の先端には、軸部流通路２２を流通路１６に繋げるための開口である接続口２４が設けられ、駆動軸２０の側面の所定の位置には、軸部流通路２２を被攪拌物５０の外部に繋げるための開口である外部開口２６が設けられている。
【００７９】
また、本体１０の中心部には、全ての流通路１６と繋がる空間である共通空間１６ａが形成されると共に、この共通空間１６ａに駆動軸２０先端の接続口２４が開口するようになっている。すなわち、接続部１８は、駆動軸２０の軸部流通路２２を共通空間１６ａに繋げるように構成されており、軸部流通路２２は、接続口２４および共通空間１６ａを介して全ての流通路１６と接続されている。
【００８０】
このように、駆動軸２０に軸部流通路２２を設けると共に、軸部流通路２２の一端（接続口２４）を流通路に繋ぎ、他端（外部開口２６）を被攪拌物５０の外部と繋ぐようにすることで、被攪拌物５０の外部の気体等を流通路１６に効率的に吸引することが可能となる。具体的には、遠心方向外側へと向かう流通路１６内の流動により、中心部の共通空間１６ａに発生する負圧を利用することで、軸部流通路２２内の気体等を強力に吸引することができる。さらに、負圧吸引により発生する乱流によって外部の気体等は細かい気泡に分割されるため、被攪拌物５０中への気体の溶解や発泡を効率的に行うことができるだけでなく、被攪拌物５０中にマイクロバブルを発生させることも可能となっている。
【００８１】
なお、このように軸部流通路２２を設けた場合、外部開口２６を被攪拌物５０とは別の液体中に開口させることによって、被攪拌物５０中に別の液体を混入させることも可能となる。すなわち、駆動軸２０に軸部流通路２２を備える攪拌用回転体１によれば、二液混合をきわめて効率的に行うことができる。また、外部開口２６から液体または気体と共に粉体や粒体等の固体を導入するようにすれば、被攪拌物５０中に粉体等の固体を効率的に分散させることができる。従って、例えば養殖場等において、酸素を水中に溶解させると共に餌を供給するといった作業も可能となっている。
【００８２】
同図（ｂ）は、気体や液体等の流体、または流体と固体との混合物を供給する供給装置６０を軸部流通路２２に接続した例を示している。この例では、供給装置６０は、例えばポンプやコンプレッサ等であり、供給管６２およびロータリージョイント６４を介して外部開口２６に接続されている。
【００８３】
このように、軸部流通路２２に供給装置６０を接続することにより、気体や液体、またはこれらと粉体や粒体等の固体の混合物を流通路１６内に圧送することができるため、各種混合や分散をきわめて迅速に行うことが可能となる。また、供給装置６０からの供給量を制御することにより、混合度合いや混入させる気泡の大きさ等を適宜に調節することができる。
【００８４】
同図（ｃ）は、外部開口２６が被攪拌物５０内に開口するようにした例を示した図である。この例では、被攪拌物５０が外部開口２６から軸部流通路２２を通じて流通路１６内に強力に吸引されることとなるため、流通路１６内に滞留した空気等の気体を迅速に吐出口１４から排出することが可能となっている。従って、吐出口１４の少なくとも一部を傾斜面１０ｂに配置することによる効果と相俟って、流通路１６内の空気等の気体を即座に排出することができるため、被攪拌物５０の粘性によらず、きわめて効率的に攪拌を行うことができる。
【００８５】
なお、同図（ｃ）に示す例では、本体１０の接続部１８に吸入口１２を設け（または、接続部１８を吸入口１２として機能させ）、この接続部１８の吸入口１２に軸部流通路２２を繋いだとみなすこともできる。従って、場合によっては、この軸部流通路２２に繋がる接続部１８の吸入口１２のみを本体１０に設けるようにしてもよい。すなわち、軸部流通路２２は、吸入口１２を介して流通路１６に繋がるものであってもよい。
【００８６】
なお、同図（ａ）〜（ｃ）に示した例においては、外部開口２６を駆動軸２０の側面に設けているが、外部開口２６の位置はこれに限定されるものではなく、例えば駆動軸２０をパイプ状に構成し、接続口２４の反対側の端部に外部開口２６を設けるようにしてもよい。この場合、駆動軸２０と駆動装置３０を接続するカップリングに開口を設けたり、歯車等を利用して、駆動軸２０に対して駆動装置３０の軸心をずらしたりすればよい。また、駆動装置３０の軸を中空にして軸部流通路２２と繋げるようにしてもよいし、駆動装置３０の軸に軸部流通路２２、接続口２４および外部開口２６を設け、駆動軸２０として直接本体１０に接続するようにしてもよい。
【００８７】
また、本実施形態では、軸部流通路２２を全ての流通路１６に繋ぐようにしているが、軸部流通路２２を一部の流通路１６にのみ繋げるようにしてもよい。すなわち、一部の流通路１６とのみ繋がる共通空間１６ａを形成し、これに軸部流通路２２を繋げるようにしてもよい。
【００８８】
また、このように、流通路１６に繋がる軸部流通路２２を駆動軸２０に設ける場合においても、本体１０の形状は特に限定されるものではなく、用途等に応じた適宜の形状を採用することができる。さらに、吸入口１２、吐出口１４および流通路１６の配置や構成も、特に限定されるものではなく、例えば本体１０の先端中心に設けた１つの吸入口１２と複数の吐出口１４を繋ぐようにしてもよい。また、流通路１６に繋がる軸部流通路２２を駆動軸２０に設ける場合には、吐出口１４を傾斜面１０ｂ、１０ｄ以外の面、例えば中心軸Ｃと平行な側面に設けるようにしてもよい。
【００８９】
図１０（ａ）〜（ｄ）は、接続口２４のその他の形態の例を示した断面図である。接続口２４の配置や形状を適宜に調整することで、被攪拌物中への外部の流体や固体等の混合度合いや気泡の発生状態等を調節することができる。
【００９０】
同図（ａ）は、駆動軸２０の先端を共通空間１６ａ内に突出させないようにした例を示している。このように、接続口２４を設けた駆動軸２０の先端の突出量を調整することによって、混合度合いや気泡の発生状態等を調節することができる。また同図（ｂ）は、駆動軸２０の先端に設けた接続口２４の大きさを小さくした例を示している。このように、接続口２４の大きさを調整することによっても、混合度合いや気泡の発生状態等を調節することができる。
【００９１】
同図（ｃ）および（ｄ）は、駆動軸２０の先端を共通空間１６ａの内壁に突き当てると共に、駆動軸２０の側面に接続口２４を設けた例を示している。このように軸方向に開口するのではなく、遠心方向に開口する接続口２４を設けるようにしてもよい。この場合、接続口２４の大きさだけではなく個数や配置を適宜に設定することにより、所望の混合度合いや気泡の発生状態を得ることが可能となる。
【００９２】
なお、接続口２４の形状は、特に限定されるものではなく、円形の他にも、例えば矩形状やスリット状等、種々の形状を採用することができる。また、接続口２４にメッシュ状の部材を設けるようにしてもよい。
【００９３】
次に、複数の攪拌用回転体１を連結して構成した攪拌装置２について説明する。図１１は、攪拌装置２の例を示した正面図であり、駆動軸２０を介して３つの攪拌用回転体１を連結した例を示している。このように、複数の攪拌用回転体１を回転軸方向に連結することで、攪拌能力をさらに向上させることができる。特に、攪拌する流体の深さが深い場合に効果的である。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態に係る攪拌用回転体１は、回転軸（中心軸Ｃ）を中心に回転する本体１０と、本体１０の表面に設けられる吸入口１２と、本体１０の表面に設けられる吐出口１４と、吸入口１２と吐出口１４を繋ぐ流通路１６と、を備え、本体１０は、回転軸方向の一方から他方に向けて漸次回転軸から遠ざかる傾斜面１０ｂ、１０ｄを有し、吸入口１２は、吐出口１４よりも回転軸に近い位置に配置され、吐出口１４は、吸入口１２よりも回転軸から遠心方向外側の位置に配置されると共に少なくとも一部が傾斜面１０ｂ、１０ｄに位置している。
【００９５】
このように構成することで、粘性の高い流体を攪拌するような場合でも、流通路１６内に滞留した空気等の気体を流通路１６内から迅速に排出することができる。これにより、流通路１６内に気体が滞留して攪拌力が低下するのを防止し、被攪拌物の粘性によらず、迅速且つ効率的な攪拌を行うことができる。
【００９６】
さらに、傾斜面１０ｂ、１０ｄによって本体１０の表面近傍の流動がスムーズに吐出口１４からの噴流の随伴流になると共に、吐出口１４における周速および遠心力の差と、剥離ポイント１０ｃにおける負圧とが相乗的に作用することによって、より強力で複雑な流動を被攪拌物内に発生させることができる。これにより、従来にない高い攪拌力を得ることが可能となる。
【００９７】
また、本体１０は、回転軸に垂直な断面が円形状に構成されている。このため、回転開始時の反動をなくすと共に、被攪拌物を収容した容器等にぶつけた場合にも容器または攪拌用回転体１の破損や削れ等を生じにくくすることができる。さらに、回転軸に対する不釣合いの発生を少なくすることができるため、回転時の振動や振れ回り等を略解消することができる。この結果、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことが可能となっている。
【００９８】
また、本体１０は、半球状または球状に構成されている。このため、被攪拌物に強力な流動を発生させることができると共に、例えば、容器の角部のような狭隘部分に吸入口１２を近づけて滞留物を吸引することができる。すなわち、容器内の隅々まで十分に攪拌を行うことができる。
【００９９】
また、本体１０を球状に構成した場合、先端側の傾斜面１０ｂに加えて駆動軸側の傾斜面１０ｄを設けることができるため、これら２つの傾斜面１０ｂ、１０ｄに適宜に吐出口１４を配置することにより、用途に応じた適切な流動を発生させて効率的な攪拌を行うことができる。なお、本体１０は、楕円体状または半楕円体状に構成されるものであってもよい。
【０１００】
また、吐出口１４は、複数設けられ、吸入口１２および流通路１６は、複数の吐出口１４ごとに個別に設けられている。このため、流通路１６内の流速を適宜の高い速度に維持することが可能となり、流通路１６内に滞留物が堆積し、攪拌能力が低下するのを防止することができる。
【０１０１】
また、吸入口１２は、本体１０を回転させるために本体１０に接続される駆動軸２０の反対側に設けられている。これにより、容器の底の滞留物を吸い上げることが可能となるため、ムラのない確実な攪拌を行うことができる。また、被攪拌物の液面を乱すことなく、攪拌を行うことができる。
【０１０２】
また、吸入口１２は、回転軸の遠心方向外側に設けられている。このため、本体１０の先端側中央に吸入口１２よりも突出した部分を設けることが可能となる。このようにすることで、攪拌用回転体１を容器の壁面に近づけた場合にも、攪拌用回転体１が壁面に吸い付いて吸入口１２が塞がれるような事態を回避することができる。これにより、攪拌用回転体１を手動操作する場合にも安定した攪拌を行うことができる。
【０１０３】
また、攪拌用回転体１は、吐出口１４からの流動を所定の方向に誘導する誘導部材１９を備えるようにしてもよい。この場合、吐出口１４からの噴出の流動方向を適宜の方向に変換して、攪拌用回転体１の周囲の流動状態を適宜に制御することが可能となり、より効率的な攪拌を行うことができる。
【０１０４】
また、流通路１６は、１つの吐出口１４と複数の吸入口１２を繋ぐように構成され、１つの吐出口１４に繋がる複数の吸入口１２は、回転軸からの遠心方向の距離がそれぞれ異なるように配置されるようにしてもよい。この場合、複数の吸入口１２に作用する遠心力の差により、より複雑な流動を発生させることができるため、例えば水と油の混合物等を効率的に分散、乳化させることが可能となる。
【０１０５】
また、本体１０には、本体１０を回転させる駆動軸２０が接続され、駆動軸２０は、自身に設けられた開口（外部開口２６）と流通路１６を繋ぐ軸部流通路２２を備えるようにしてもよい。この場合、被攪拌物の外部の気体や液体等を強力に流通路１６内に吸引することができるため、攪拌だけではなく複数物質の混合、液体中への気体の溶解、発泡、および粉体や粒体等の固体の分散等を効率的に行うことができる。また、液体中にマイクロバブルを発生させることも可能となる。
【０１０６】
また、軸部流通路２２には、軸部流通路２２を介して流通路１６に流体または流体と固体の混合物を供給する供給装置６０が接続されるようにしてもよい。この場合、気体や液体、またはこれらと粉体や粒体との混合物を流通路１６内に圧送し、各種混合や分散をきわめて効率的に行うことができる。また、供給装置６０を制御することによって、混合度合いや分散度合い、発泡度合い等を適宜に調節することが可能となる。
【０１０７】
また、本実施形態に係る攪拌装置２は、攪拌用回転体１を、回転軸方向に複数配置して構成されている。このため、攪拌能力をさらに高めることができる。
【０１０８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の攪拌用回転体および攪拌装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の攪拌用回転体および攪拌装置は、各種流体の攪拌、または気泡混入の分野で利用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  攪拌用回転体
２  攪拌装置
１０  本体
１２  吸入口
１４  吐出口
１６  流通路
１９  誘導部材
Ｃ  中心軸
【図１】
0005385480.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005385480.tif 000005
【図５】
0005385480.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005385480.tif 000008
【図８】
0005385480.tif 000009
【図９】
0005385480.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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