(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
擂鉢状の粉砕面（２ａ）を備えた下臼（２）と、外面側に形成した粉砕面（３ａ）が上記下臼（２）の粉砕面（２ａ）と合致すると共に内面側に漏斗形のホッパー部（３ｔ）を形成した上臼（３）と、上臼（３）を回転駆動するための駆動装置（８）と、上記上下両臼（３）、（２）を任意の角度に変更するための角度変更装置（１６）と、対向する上記上下両臼（３）、（２）の両粉砕面（３ａ）、（２ａ）間の間隙幅（ｇ）を適宜変更できる間隙調整機構（２２）とからなり、而も該間隙調整機構（２２）には下臼(２)を上臼（３）側に向かって常時弾力的に押圧するコイルバネ（２１）、（２５）、（３０）を具備したことを特徴とする粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
お茶のほか、胡麻、麦、そば等の穀物類、セラミックス、岩石等の鉱物類を適度な粒度（細かさ）に粉砕するための粉砕機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
お茶は趣向品であるばかりではなく、健康食品として親しまれている。お茶にはビタミンやミネラルが豊富に含まれており、そのままのお茶を単にお湯によって出したのでは茶がらに上記の栄養分の大半が残ってしまい、栄養素の摂取ができない状態になる。そのため、お茶を粉茶にし、これをお湯により出せば上記栄養素の充分の摂取が可能になる。
ところで、現在、葉茶を粉茶にする粉砕機としては、一般的に石臼が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記石臼は対向する上臼と下臼の対向する粉砕面が互いに平面形状のため、粉砕面における滞留時間が短くなって適度な粒度の粉茶が得られないことがあった。この解決策としては滞留時間を長くするために大きな直径のものを使用して粉砕工程を長くすることも考えられるが、かかる方法は装置の大型化が避けられないと同時に駆動用の動力も大きなものが必要となって好ましくない。
【０００４】
またそれとは別に従来の石臼は粉砕した粉砕物が臼の粉砕面に付着して粉砕完了後も臼外への取り出しがしにくいことがあった。また材料投入口より投入された被粉砕物が粉砕面にスム−ズに誘導されないため粉砕効率があまり高くなかった。また石臼は材質によって摩耗が著しく而も衝突などにより欠け易いことがあった。また石臼は花崗岩などの天然石を加工して製作するためコスト高でかつ技術的に熟練を要する等の問題があった。
【０００５】
そのため本件出願人等は上記諸々の問題を解決することを目的として先に特願平６−２７２８１９号により改良型の粉砕機を提案した。
上記粉砕機にあっては一応初期の目的を達することができたが、依然として次のような問題があった。
【０００６】
つまり、先願の粉砕機にあって上臼側に材料投入口用の孔しか形成されていないため連続粉砕の際は材料の補給作業が頻繁となって面倒であること。またこの解決策としては普通、材料投入口にホッパ−を取り付けることが考えられるが単なるホッパ−の取付は大形化とコストアップが避けられないこと。またホッパ−を材料投入口に取り付けた状態で粒度調整のため臼を傾斜させて粉砕機を作動させる場合においてはその変更角度が大きくなるとホッパ−内の未処理材料（被粉砕物）が材料投入口側からこぼれ落ちてしまうこと等の問題があった。
【０００７】
またこの外、対向する上臼と下臼の粉砕面間の間隙幅が固定状態で変更できないため、被粉砕物の種類に応じて粒度調整が行えず粉砕作業が効率的にできないと言う重大な問題点がまだ未解決であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明は上記先願における諸々の問題をさらに解決するためのもので、第１の発明は擂鉢状の粉砕面（２ａ）を備えた下臼（２）と、外面側に形成した粉砕面（３ａ）が上記下臼（２）の粉砕面（２ａ）と合致すると共に内面側に漏斗形のホッパー部（３ｔ）を形成した上臼（３）と、上臼（３）を回転駆動するための駆動装置（８）と、対向する上記上下両臼（３）、（２）の両粉砕面（３ａ）、（２ａ）間の間隙幅（ｇ）を適宜変更できる間隙調整機構（２２）とからなり、而も該間隙調整機構（２２）には下臼（２）を上臼（３）側に向かって常時弾力的に押圧するコイルバネ（２１）、（２５）、（３０）を具備したことを特徴とする粉砕機を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明は上記先願における諸々の問題をさらに解決するためのもので、擂鉢状の粉砕面（２ａ）を備えた下臼（２）と、外面側に形成した粉砕面（３ａ）が上記下臼（２）の粉砕面（２ａ）と合致すると共に内面側に漏斗形のホッパー部（３ｔ）を形成した上臼（３）と、上臼（３）を回転駆動するための駆動装置（８）と、上記上下両臼（３）、（２）を任意の角度に変更するための角度変更装置（１６）と、対向する上記上下両臼（３）、（２）の両粉砕面（３ａ）、（２ａ）間の間隙幅（ｇ）を適宜変更できる間隙調整機構（２２）とからなり、而も該間隙調整機構（２２）には下臼（２）を上臼（３）側に向かって常時弾力的に押圧するコイルバネ（２１）、（２５）、（３０）を具備したことを特徴とする粉砕機を提案するものである。
【００１１】
【実施例】
以下、本願発明の実施例を図１乃至図１０に基づき説明する。図中１は粉砕機であり、一例として卓上型を示す。２は擂鉢状の粉砕機２ａを備えた例えば鋳物等の金属製やアルミナ磁器、普通磁器、陶器等のセラミックス製或いは粉砕面２ａを耐摩耗性、耐熱性に優れたセラミックス部材にコーティングした金属製の下臼であり、中央には貫通穴からなる軸穴２ｂを形成しているほかその上面（内）２ｃ側には複数の平行溝からなる主溝２ｄとその主溝２ｄに対し向きを変更した副溝２ｅからなる粉砕面２ａを形成している。
【００１２】
また３はその粉砕面３ａが上記下臼２の粉砕面２ａに合致し、その上端部３ｆを上記下臼２の上端部２ｆにより若干長めに形成して上方に突出させた下臼の材質と同じく金属製、セラミックス製或いは粉砕面３ａをセラミックスコ−ティングした金属製の上臼であり、下面（外）３ｇ側に位置して上記粉砕面３ａを形成すると共に上面（内）３ｍ側に位置してホッパ−部３ｔを形成している。
【００１３】
ホッパ−部３ｔは外方に拡開した上部の材料投入口３ｐ側から下部の材料排出口３ｉ側に向かって内方に狭められた漏斗形状になっていて下部の材料排出口３ｉは下面（外）側の粉砕面３ａ側と連通している。３ｈは下部の中央に位置して形成した貫通孔からなる軸穴であり、同穴３ｈには連結用の嵌合溝３ｋが形成されている。５は上臼３のホッパ−部３ｔの材料投入口３ｐに取脱自在に装着したポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレン等の合成樹脂で作られた蓋体であり、臼を傾斜させて粉砕機１を作動させた場合にホッパ−部３ｔ内の被粉砕物ａ（材料）が材料投入口３ｐ側から臼外へこぼれ落ちないようにするためのもので、同蓋体自体の弾性を利用した嵌合式のものやバネ等の係止部材を使用した脱着方式のものや、逆ネジによるネジ締め付け式等のような一般的な止着手段により取脱自在に装着されていて、装着状態にあってもホッパ−部３ｔ内の被粉砕物（材料）ａの残存状態が蓋体５を外さなくても目視できるように透明の部材で作られている。
【００１４】
３ａは上記下臼２の粉砕面２ａと対向した下面（外）３ｇ側に形成した粉砕面であり、上記下臼２の場合と同様に主溝３ｄと副溝３ｅが全周にわたり交互に形成されている。３ｊは臼体（この場合は上臼）の回転方向に合わせて材料排出口３ｉの下端３ｉ′から粉砕面３ａに至るように形成した円弧状の材料用ガイド溝を示す。
【００１５】
また６は取付台であり、その上面６ａ側には受皿７と下臼２とがネジ１５により取り付けられている。８は上臼３を例えば３０ｒｐｍ〜２００ｒｐｍの任意の低速度で回転させるための交流用の減速付モ−タからなる駆動装置であり、同装置８は上端側の回転軸８ａを上記取付台６の中央の取付穴６ｃ及び上下両臼の軸穴２ｂ、３ｂに対しその先端を上方へ突出させた状態で貫通すると共にさらにケ−スの上端面に固着する鍔状の取付フランジ１７を、同部の取付穴１７ａと上記取付台６の取付穴６ｅに挿通したアイボルト型の取付ネジ１８と同ネジに螺装した蝶ナット型の調整ナット１９により取付台の下面６ｂ側に取付けられている。２０は取付フランジ１７に固着したガイドピンであり、上方に突出する同ピンを上記下臼２の下面２ｇ側のガイド孔２ｈに対し進退自在に挿入している。２１は上記ガイドピン２０に巻装したコイルバネであり、取付フランジ１７と取付台６間に介在する同バネ２１はそのバネ力が少なくても取付台６に加わる加重（下臼と取付台の重さ）と同じかそれより大きいことが必要である。つまり、コイルバネ２１は常時、取付台の上面６ａが取付ネジ１８の頭部１８ａの下面１８ｂに対し当接するだけのバネ力（下臼と取付台を持ち上げる力）を具備していることが必要であり、同バネ２１は上記駆動装置８、取付ネジ１８、調整ナット１９、取付台６と共に間隙調整機構２２を構成している。
【００１６】
なお、上記間隙調整機構２２は上臼と下臼の粉砕面間で形成する間隙幅ｇを適宜変更して被処理物の粒度調整を行うことを目的とするものであり、本実施例では下臼２を上下動させる下臼移動方式からなるもので、図１及び図２において、ネジ１８が空回りしないようにネジの頭部１８ａ側を固定しながら調整ナット１９を締め付けるとコイルバネ２１が圧縮されてガイドピン２０が下臼２側のガイド孔２ｈの奥に向かって侵入し、その分だけ下臼２が下方に移動し、それにより下臼２の粉砕面２ａが対向する上臼３側の粉砕面３ａから離れて上記間隙幅ｇが大きくなる。また調整ナット１９を上記とは逆の緩める方向に回せば、今度は下臼２が下方に移動して上記間隙幅ｇが小さくなるようになっている。なお、間隙幅ｇを大きすると被粉砕物の粒度は粗くなりまた間隙幅ｇを小さくすると細かくなる。１７ｃは取付フランジ１７に形成した貫通穴であり、同穴はネジ１５の頭部の下方に位置しており頭部径より大きい。
【００１７】
図６及び図７は駆動装置８の回転軸８ａと上臼３間の連結状態を示すもので、上記の如く同軸８ａは下臼２の軸穴２ｂ及び上臼３の軸穴３ｈに貫通され、さらに上臼３の上面（内）側に突出した回転軸８ａのネジ部８ｂに対し袋ナット型の締付ネジ９がネジ着されて連結されており、この連結により、回転軸８ａ側のＵ形の収納溝８ｅ内の連結ピン１０は上臼３側の軸穴３ｈの嵌合溝３ｋに対し空回りしないように嵌められて駆動装置８の出力が回転軸８ａを介して確実に上臼３に伝達されるようになっている。
【００１８】
１１は卓上設置用の支持台、１２は支持台と一体の収納ケ−スであり、駆動装置８として例示する減速機付きモ−タの下部８ｃ側を同ケ−ス１２に嵌め込むことで上記駆動装置８を始め、同装置８と一体の上下両臼３、２、固定取付台６、受皿７が支持台１１に対し一体的に取り付けられるようになっている。１６は支持台１１に備え付けた上下両臼３、２を略０度〜１８０度の範囲の任意の角度に変更するための角度変更装置であり、同装置は図８及び図９に示すように支持台１１のネジ穴１１ａにネジ着しさらに先端１３ａを収納ケ−ス１２の側面の支持穴１２ａに挿入して上記収納ケ−ス１２等を同ピン１３を中心に回転可能に軸支した支持ピン１３と、支持ピン１３の下方に位置して支持台１１の側面のネジ穴１１ｃにネジ着しさらにその先端１４ａを収納ケ−ス１２の側面に形成した角度変更溝１２ｂに係合（当接）して収納ケ−ス等を任意の角度に変更設定するための角度変更ピン１４とから構成されている。上記角度変更溝１２ｂは浅溝形のガイド部１２ｃとガイド部１２ｃに所定間隔で点々と形成した深溝形の固定部１２ｄとからなり、上記支持ピン１３を中心にして角度変更ピン１４の軌跡に沿って円弧状に形成している。
【００１９】
なお、上記角度変更装置１６は上記方式に限定されるのではなく浅溝形のガイド部だけにすることにより連続的に細かく角度変更できるようにしたネジ絞め方式やさらには回転部分（支持ピン部分）を歯車式やラッチ式にして角度変更することでも実施可能である。
【００２０】
次に図１０は上記と同じく下臼移動式の間隙調整機構２２の別の実施例を示すもので、取付台６の中央の貫通穴６ｃに位置して上方に突出するパイプガイド２３を固着している。このパイプガイド２３は受皿７或いは取付台６にその下端を一体に固着しており、同ガイドには下臼２の軸穴２ｂが挿入され、さらにパイプガイド孔２３ａ内には駆動装置８の回転軸８ａがその先端を上方へ突出させた状態で挿通されている。また外周面に形成したネジ部２３ｂには上記下臼２を固定すると同時に間隙幅ｇを調整するための調整ナット２４が螺装されている。２０は取付台６に止着した上方に突出するボルト型のガイドピンであり、同ピン２０は下臼２の下面２ｇに形成したガイド孔２ｈに対し進退自在に挿入され、さらに同ピンには下臼２の下面２ｇと取付台６の上面６ａ間に介在するコイルバネ２５が巻装されている。上記コイルバネ２５はそのバネ力が下臼２の重量より大きいこと、調整ナット２４の締め付け作業に支障を来さない程度のバネ力であることが必要である。３１は駆動装置と一体の取付フランジ、３２は取付フランジを取付けるためのネジを示す。
【００２１】
上記構成の調整機構２２にあって間隙幅ｇを変更する場合は、まず袋ナット型の締付ネジ９を緩めて回転軸８ａから外し、次に上臼３を上方に持ち上げて同じく外した後、調整ナット２４を締め付け方向に回せば下臼２はコイルバネ２５のバネ力に抗してナット２４が回転した所定分だけ下方に移動する。なお、この場合、下臼２を手で下方に直かに圧し下げて調整ナット２４を回し易くしてから同ナットを操作する。移動後、いったん外した上臼３を回転軸８ａに再挿入し、最後に締付ネジ９により締め付けて間隙幅ｇの調整が終わる。このように下臼２の下方への移動により下臼の粉砕面２ａが上臼３の粉砕面３ａから離れて両粉砕面間で形成する間隙幅ｇが大きくなる。また、調整ナット２４を上記とは逆に緩める方向に回せばコイルバネ２５により下臼２が上方に移動し、間隙幅ｇが小さくなる。
【００２５】
次に上記粉砕機１の使用について図１、図２更には図８に基づき説明する。
粉砕機の停止状態において、蓋体５を外した後、ホッパ−部３ｔ内に材料の葉茶ａを材料投入口３ｐより所定量供給し、蓋体５を再装着する。装着したなら間隙調整機構２２の調整ナット１９を締め付けたり又は緩めたりして上臼３と下臼２の両粉砕面３ａ、２ａ間の間隙幅ｇをお茶（被粉砕物）に合ったものに調整する。そして、図示外の電源をオンにすると駆動装置８の減速機付きモ−タが始動し、その回転軸８ａが一定の低速度で回転する。投入された葉ａは臼の回転に伴う遠心力により材料用ガイド溝３ｊを経て粉砕面３ａに誘導される。葉ａはさらに上臼３の回転により上下両臼３、２の主溝３ｄ、２ｄ並びに副溝３ｅ、２ｅの交差及び摺動により粉砕あるいは擂り潰されながら溝内または溝上を移動し、放射方向である外周側に向かって移動する。この場合、上下両臼の粉砕面３ａ、２ａが摺鉢状であるため、葉ａは粉砕面を行ったり来りして長く滞留し、そして徐々に外周側へ向かって移動しながらより微細に粉砕されていく。なお、粉砕作業を連続して行う場合は材料（被粉砕物）の減り具合を蓋体５越しに見ながらその都度ホッパ−部３ｔ内に材料ａを供給するようにする。また粉砕初期の時は粉砕状況（時間、粒度）を見ながら両粉砕面間の間隙幅ｇを適宜変更しながら微調整を行うようにする。
【００２６】
粉砕が終わると図１の水平状態にある上下両臼を傾斜させるため角度変更装置１６により任意の角度、例えば図１の水平状態から図８のように６０度に変更する。角度は図１の状態から前後略９０度程度迄、任意の角度に変更することが可能であり、変更は、角度変更ピン１４を緩める方向に回して行う。つまり、変更ピン１４を回すと収納ケ−ス１２の側面の角度変更溝１２ｂの固定部１２ｄにあった同ピンの先端１４ａが離間して収納ケ−ス１２が任意の角度に変更できるようになる。角度変更が終了したならば上記変更ピン１４を締め付け直して角度を固定する。そして再度上臼を低速回転させるとすでに粉砕を完了した粉茶は臼の回転に伴って両臼の接合端面２ｎ、３ｎの隙間から臼外へスム−ズに排出され、いったん受皿７内に落下し、さらに傾斜によって最下部に位置する受皿７の扉状の取出口７ａから機外へ排出される。
【００２７】
なお、上記は粉砕機１を机上に設置し、臼を水平にして粉砕機を駆動したが、初めから傾斜させた状態で粉砕することも可能である。この場合は、傾斜（変更）角度が大きくなればなるほど被粉砕物（粉茶）の粉砕面における滞留時間が短くなって粒度の粗いものができ、また臼を水平にして滞留時間を長くすれば微細な粉砕が可能になる。したがって被粉砕物の種類及び所望する粒度によって傾斜角度の変更を行えば適宜に粉砕時の粒度調整が行える。上記のような傾斜状態での作動は材料の落ちこぼれを防止するため必ずホッパ−部３ｔの材料投入口３ｉには蓋体５を装着することが大事である。
【００２８】
このような粉砕状況は葉茶を粉茶にする場合に限らずその他の穀物や鉱物などでも略同様であり、また、粉砕機の大きさについても卓上型に限定されず地上に設置する大型のものであっても本願の趣旨を逸脱しない程度であれば何ら構わない。
【００２９】
【発明の効果】
本願発明の粉砕機は以上の構成からなり、上下両臼の粉砕面が従来のように平面形状でなく摺鉢状であるため、臼径をさほど大きくしなくても比較的滞留時間（粉砕工程）を長くすることが可能であり、臼体の小型化が図れる。
【００３０】
また、上臼と下臼の粉砕面間で形成する間隙幅ｇを適宜変更して被粉砕物の粒度調整が簡単に行える間隙調整機構を備えているため、被粉砕物の種類に応じて効率的に粉砕作業が行える。その上、上記間隙調整機構にあっては、下臼を常時上臼側に押圧するコイルバネを備えているため、該コイルバネの働きにより粉砕時に下臼が上下応動して上臼との間でのかじりを防止することができ、また上臼との間で形成する両臼の粉砕面は均等な押圧状態が維持され均一な粒度分布の被粉砕物が得られ、さらにまた回転駆動装置のモータに対する過負荷運転が防止できる。
【００３１】
また、上臼の内側にはホッパ−部を一体形成したため、ホッパ−部を別付けするものに比して、構造の簡素化と部材コストの低減化が図れる上に一度に多くの被粉砕物（材料）を供給することができるため連続作業が可能になり作業性が向上する。
【００３２】
さらに、臼は任意の角度に健康可能なため、角度を変更して粉砕することにより、被粉砕物の粉砕面での滞留時間を自在に調査することが可能となり、希望する粒度の粉茶（粉砕物）を簡単に得ることができると同時に粉茶等の処理物の臼体からの取り出しについてもし易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の粉砕機。
【図２】図１の要部拡大断面図。
【図３】図１の上臼の下面図
【図４】同じく下臼の上面図。
【図５】駆動装置の取付箇所を下方から見た概略図。
【図６】正面側から見た軸穴部分の詳細図。
【図７】図６を側面から見た詳細図。
【図８】角度を変更した状態の粉砕機の正面図。
【図９】角度変更装置部分の側面図。
【図１０】本願発明粉砕機の下臼移動式の間隙調整装置の別の実施例を示す要部断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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