(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合スクリューのねじ山が、当該混合スクリューの軸心方向に沿って大きい幅の部分と小さい幅の部分とが交互に配置するように形成されてなることを特徴とする使い捨てカイロ用粉体混合装置。
【請求項２】
（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合スクリューの周端部には、少なくとも１枚の羽根が配設されてなることを特徴とする使い捨てカイロ用粉体混合装置。
【請求項３】
（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合筒の内壁に、略Ｃ字状を呈するじゃま板が混合スクリューの軸心にほぼ垂直な方向に少なくとも１枚配設されてなることを特徴とする使い捨てカイロ用粉体混合装置。
【請求項４】
（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合スクリューのねじ山が周期的に断続するように形成されてなることを特徴とする使い捨てカイロ用粉体混合装置。
【請求項５】
前記混合スクリューのねじ山が、大きい幅の部分と小さい幅の部分とが互いに離間して組み合わされるように形成されてなる請求項４記載の使い捨てカイロ用粉体混合装置。
【請求項６】
（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合筒の内部には、内側に向かって突出する突出部を有する円筒状を呈する案内部材が少なくとも１個配設されてなることを特徴とする使い捨てカイロ用粉体混合装置。
【請求項７】
（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合筒の内部には内側に向かって突出する突出部を有する半円筒状を呈する複数の案内部材が、当該混合筒の軸心方向に沿って互い違いに配設されてなることを特徴とする使い捨てカイロ用粉体混合装置。
【請求項８】
前記混合スクリューの上部には、前記混合筒に投入される粉体を散らすための羽根が少なくとも１枚設けられてなる請求項１〜７記載の使い捨てカイロ用粉体混合装置。
【請求項９】
前記混合スクリューの下部には、前記混合筒の底部に貯留される粉体を当該混合筒の排出口のうち前記シャッタによって塞がれていない部分へ誘導するための羽根が少なくとも１枚設けられてなる請求項１〜７記載の使い捨てカイロ用粉体混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は使い捨てカイロ用粉体混合装置に関する。さらに詳しくは使い捨てカイロの原料である鉄粉および保水剤など２種以上の粉体を空気との接触を避けながら混合することにより酸化反応を抑制し、所望の発熱性能を有するカイロを製造することができ、しかも粉塵の飛散が少なく、さらに粉体の固まりも発生しない使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、とくに粉体の混合効果がより向上された使い捨てカイロ用粉体混合装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において粉体とは、粒子径の細かいもの、粗いものおよびそれらの混合物を含む概念である。
【０００３】
【従来の技術】
従来より、使い捨てカイロの原料である鉄粉および保水剤（酸化剤）など２種以上の粉体を混合し、充填する技術としては、たとえば、２種以上の粉体および水を混合槽などに所定量づつ投入して混合したのち、別な容器に移し変えて、ばあいによっては一定期間保管し、そののち充填のための排出位置に移送して、袋などに充填するものが一般的である。
【０００４】
たとえば、従来より用いられている粉体混合装置には、２本の回転軸に撹拌翼が設けられた２軸ミキサー、回転軸にリボン（らせん帯翼）が設けられたリボン型混合機、および撹拌羽根付きＶ型混合機などがある。これらの粉体混合装置によって粉体および水を混合し、そののち、混合された粉体をベルトコンベアなどの移送手段によって包装機構本体のホッパまで移送し、そののち包装機構本体によって、粉体を連続的に通気性を有する袋に詰めることによって使い捨てカイロを作製する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、使い捨てカイロの原料である鉄粉および含水した保水剤など２種以上の粉体は、空気（酸素）の存在下で混合すると反応するため、これら原料粉体は酸化反応を最小限に抑えながら混合するか、もしくはチッ素ガスなどを封入し、充填する必要がある。このばあい、混合から充填までの時間が長い従来の技術では、混合による粉体の反応を充分抑制することができず、所望の発熱性能を有するカイロを製造することができないため、混合された粉体を用いた製品の商品価値を低下させてしまう。また、チッ素ガスを封入するには特殊な装置が必要になりコストアップにつながる。しかも、酸化反応による発熱で、混合容器、保管容器、移送容器、ホッパなどに粉体が付着し、ばあいによってはそれら装置の腐食の原因となったり、装置を損傷させたりするという問題、さらに、そのような弊害を軽減するために付着した粉体を除去する作業や手入れなどの作業に膨大な労力を必要とする問題がある。さらには、連続混合ができないという問題もあった。
【０００６】
また、従来は前述の混合方法およびベルトコンベアなどによって外気に露出した状態で粉体の混合および移送を行なうため、作業現場に粉塵が飛散しやすいため、作業環境がわるくなり、これを改善するために空調設備および集塵装置が必要になるなどの問題もある。
【０００７】
そこで、かかる問題を解消するべく、本出願人はさきに粉体を効率よく混合できる使い捨てカイロ用粉体混合装置を提案した（特願平８−７０７７４号）。かかる使い捨てカイロ用粉体混合装置は、（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタとから構成されている。この使い捨てカイロ用粉体混合装置によれば、混合筒内部において混合スクリューの回転によって粉体を空気との接触を避けながら混合することにより、酸化反応を抑制し、所望の発熱性能を有するカイロを製造することができ、しかもホッパ内部に粉体が付着するのを防止し、かつ作業現場に粉塵が飛散しないという利点を有している。
【０００８】
本発明は前記混合筒および混合スクリューを備えた混合装置を改良し、とくに粉体の混合効果がより向上された使い捨てカイロ用粉体混合装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１発明の使い捨てカイロ用粉体混合装置は、（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合スクリューのねじ山が、当該混合スクリューの軸心方向に沿って大きい幅の部分と小さい幅の部分とが交互に配置するように形成されてなることを特徴としている。
【００１０】
第２発明の使い捨てカイロ用粉体混合装置は、（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合スクリューの周端部には、少なくとも１枚の羽根が配設されてなることを特徴としている。
【００１１】
第３発明の使い捨てカイロ用粉体混合装置は、（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合筒の内壁に、略Ｃ字状を呈するじゃま板が混合スクリューの軸心にほぼ垂直な方向に少なくとも１枚配設されてなることを特徴としている。
【００１２】
第４発明の使い捨てカイロ用粉体混合装置は、（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合スクリューのねじ山が周期的に断続するように形成されてなることを特徴としている。
【００１３】
前記第４発明の混合スクリューのねじ山が、大きい幅の部分と小さい幅の部分とが互いに離間して組み合わされるように形成されているのが好ましい。
【００１４】
第５発明の使い捨てカイロ用粉体混合装置は、（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合筒の内部には、内側に向かって突出する突出部を有する円筒状を呈する案内部材が少なくとも１個配設されてなることを特徴としている。
【００１５】
第６発明の使い捨てカイロ用粉体混合装置は、（ａ）使い捨てカイロ用の原料を供給する複数の原料タンクと、
（ｂ）該原料タンクのそれぞれの下方に配設され、前記原料の計量および投入を行なう計量・投入装置と、
（ｃ）垂直方向に延設された筒体からなり、上部に、前記計量・投入装置からの原料を受ける複数の供給口が形成され、かつ下部に排出口が形成された混合筒と、
（ｄ）前記混合筒内部に回動自在に設けられた、最大幅が前記混合筒の内径よりも小さくされてなる混合スクリューと、
（ｅ）該混合スクリューを回転駆動させるための駆動手段と、
（ｆ）前記混合筒の排出口に開閉自在に設けられたシャッタ
とを備えた使い捨てカイロ用粉体混合装置であって、
前記混合筒の内部には内側に向かって突出する突出部を有する半円筒状を呈する複数の案内部材が、当該混合筒の軸心方向に沿って互い違いに配設されてなることを特徴としている。
【００１６】
前記混合スクリューの上部には、前記混合筒に投入される粉体を散らすための羽根が少なくとも１枚設けられてなるのが好ましい。
【００１７】
前記混合スクリューの下部には、前記混合筒の底部に貯留される粉体を当該混合筒の排出口のうち前記シャッタによって塞がれていない部分へ誘導するための羽根が少なくとも１枚設けられてなるのが好ましい。
【００１８】
本発明の使い捨てカイロ用粉体混合装置を用いて混合動作を行なうばあい、まず、混合筒の内部へ、上部の、たとえば第１供給口および第２供給口を通して、計量・投入装置を用いて鉄粉と保水剤とを計量・投入する。混合筒の内部では、混合スクリューが駆動手段によって、混合物が上方に向かって移動する方向へ回動されている。したがって、混合筒内部に投入された粉体は、２つの移動、すなわち▲１▼混合スクリューと混合筒の内壁とのあいだを落下する移動、および▲２▼混合スクリューのねじ山によって下方からもち上げられて上昇する移動を繰り返すことにより、均一に混合される。このとき、粉体はほぼ密閉された混合筒の内部で混合されるため、混合筒外へほとんど飛散しない。しかも空気（とくに、そのうちの酸素）に触れる時間がほとんどないため、混合後に下流の包装機構において粉体の発熱が少なくなる。粉体の混合が完了したとき、シャッタを開ければ、粉体は排出口を通して自由落下することにより容易に取り出すことができる。
【００１９】
また、連続投入しながら連続混合できるように、あらかじめシャッタを所定の開度だけ開けておき、各供給口から投入される粉体とほぼ同じ容量だけ混合物と排出口から連続的に自由落下させてもよい。
【００２０】
第１発明においては、前記混合スクリューのねじ山が、当該混合スクリューの軸心方向に沿って大きい幅の部分と小さい幅の部分とが交互に配置するように形成されているため、前記▲１▼、▲２▼の動作とともに隣接する個々のねじ山のあいだで小刻みに粉体を上昇および落下させるという動作を行なうことができる。その結果、単なるらせん形状の混合スクリューを用いたばあいと比較して粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００２１】
第２発明においては、前記混合スクリューの周端部には、少なくとも１枚の羽根が配設されているため、前記▲１▼、▲２▼の動作とともに混合スクリューと混合筒の内壁とのあいだでは粉体は羽根によって強制的に混合筒の周方向の動きが与えられ、その結果、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００２２】
第３発明においては、前記混合筒の内部には、略Ｃ字状を呈するじゃま板が少なくとも１枚配設されているため、混合筒に投入された粉体が混合スクリューと混合筒の内壁とのあいだを落下するばあい、粉体はじゃま板によって落下をじゃまされるため、いきなり混合筒の最下部まで落ちない。すなわち、粉体はじゃま板に当たってから落下するか、またはじゃま板の上に貯留したのち、再度混合スクリューによって上昇させられるかのいずれかの動きをする。したがって粉体の動きは、より複雑になるため、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００２３】
第４発明においては、前記混合スクリューのねじ山が周期的に断続するように形成されているため、前記▲１▼、▲２▼の動作とともに混合スクリューのねじ山が形成されていない部分では粉体が部分的に不規則な動きをする。その結果、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００２４】
第５発明においては、前記混合筒の内部には、内側に向かって突出する突出部を有する円筒状を呈する案内部材が少なくとも１個配設されているため、前記▲１▼、▲２▼の動作とともに、混合スクリューと混合筒の内壁とのあいだを落下する粉体の一部を案内部材内部の突出部によって混合スクリューのねじ山の方へ案内し、再び混合スクリューによって上昇させる動きをする。その結果、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００２５】
第６発明においては、前記混合筒の内部には内側に向かって突出する突出部を有する半円筒状を呈する複数の案内部材が、当該混合筒の軸心方向に沿って互い違いに配設されているため、前記▲１▼、▲２▼の動作とともに、混合スクリューと混合筒の内壁とのあいだを落下する粉体の一部を案内部材内部の突出部によって混合スクリューのねじ山の方へ案内し、再び混合スクリューによって上昇させる動きをする。その結果、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の使い捨てカイロ用粉体混合装置を詳細に説明する。図１は第１発明にかかわる使い捨てカイロ用粉体混合装置を用いた使い捨てカイロ製造装置の一実施例を示す断面説明図、図２は図１に示す装置における混合筒付近の要部拡大断面説明図、および図３〜７はそれぞれ第２〜６発明にかかわる使い捨てカイロ用粉体混合装置における混合筒および混合スクリューの実施例を示す要部拡大断面説明図である。
【００２７】
図１には、本発明の一実施例である使い捨てカイロ用粉体混合装置１（以下、単に混合装置という）、ホッパ２および包装機構本体３が順次下方に配設された使い捨てカイロ製造装置が示されている。なお、わかり易くするために混合筒内の機構を一部省略して描いている。
【００２８】
まず、混合装置１について詳細に説明する。
【００２９】
混合装置１は、使い捨てカイロの原料である鉄粉およびその他の添加剤（保水剤、水など）を混合筒４の内部において空気から隔離した状態で混合および撹拌する装置である。混合筒４の上部には、鉄粉を収容する第１タンク５および保水剤を収容する第２タンク６が設けられている。混合筒４の内部には、混合スクリュー４１が回動自在に設けられている。また、混合筒４の上端には混合スクリュー４１を回転駆動させるためのモータ８が設けられ、混合筒４の下端には前記混合筒４の排出口１２を開閉するためのシャッタ９が設けられている。なお図示されてないが、前記第１タンク５および第２タンク６の下部に開口した出口５ａ、６ａ付近には、それぞれのタンク内の原料の計量および投入を行なうために従来より用いられる計量・投入装置が配設されている。
【００３０】
混合筒４は、アクリルパイプ、ステンレスパイプ、鉄パイプなどの直管からなり、その上下端部の開口は上ふた１３および下ふた１４によってそれぞれ密閉されている。上ふた１３には第１供給口１０および第２供給口１１が形成され、該第１供給口１０および第２供給口１１には、前記第１タンク５および第２タンク６の出口５ａ、６ａがそれぞれ接続されている。さらに、上ふた１３の第１供給口１０および第２供給口１１のあいだの位置には、混合スクリュー４１を回動自在に支持するカップリング１５が固着されている。一方、下ふた１４にはほぼ混合筒４の内径程度の大きさの排出口１２が形成されている。さらに下ふた１４の下面には一対のガイドレール（図示せず）設けられ、該ガイドレールによって平板状のシャッタ９が摺動自在に支持されている。また、前記混合筒４の側壁には水注入口１６が形成されている。したがって、給水管（図示せず）を経て前記水注入口１６を介して、混合筒４内部で混合中の粉体に直接水を注入することができるため、水分のロスを考慮する必要がなく、最適な水分の調節をすることができる。注入される水は、単なる水でもよいし、食塩水としてもよい。
【００３１】
なお、本実施例では水注入口１６から水を注入する例をあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記保水剤側の第２タンク６に水を注入することにより保水剤に水をあらかじめ含ませた状態にしておいてもよい。このばあいには水分のロスを考慮する必要がある。
【００３２】
また、本実施例では直管の混合筒の例をあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜形状を変更してもよい。たとえば、混合筒がテーパを有する形状、すなわち下方へ向かうにつれて内径が小さくなるように形成されれば、混合筒４下部に蓄積される粉体を混合スクリュー４１の根元へ誘導させることができたり、または筒とスクリューのあいだを落下してくる混合物を再度スクリューセンターの方へ寄せて上部にもち上げて、より混合状態をよくすることができる。
【００３３】
なお、本実施例では、混合筒４が下方へ向かうにつれて内径が小さくなるように形成した例をあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記混合筒４および混合スクリュー４１が、下方へ向かうにつれて、該混合筒４の内面と混合スクリュー４１の最も外側の部分との間隔が小さくされていれば、前述のごとく、粉体をスクリュー側へ寄せることができる。したがって、他の例として、たとえば、直管の混合筒４と下方へ向かうにつれて外径が大きくなる混合スクリュー４１とを組み合わせても、前述の作用を奏することができる。
【００３４】
また、混合筒４として直管を採用し、その内周面に、下方に向かうにつれて肉厚が大きくなる円筒状のじゃま板を接着などにより固定することによっても混合状態をよくすることができる。このばあい、前記じゃま板は混合筒４の下端付近だけに設けてもよいし、中央部や上端付近を含め複数の箇所に設けるようにしてもよい。
【００３５】
第１タンク５および第２タンク６は、従来より用いられる下へいくほど細くなるテーパ状のホッパが採用される。なお、本実施例では、タンクが２個の例をあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、鉄粉、保水剤以外の添加剤を投入するばあいなどには適宜タンクの追加をしてもよい。
【００３６】
混合スクリュー４１は、粉体の落下を許す隙間をうるために最大幅が前記混合筒４の内径よりも小さくなるように軸４１ａの周囲にねじ山４１ｂが螺旋状に延設されたスクリューであり、たとえば鉄にクロムメッキを施したものを採用することができる。混合スクリュー４１のピッチは、混合度合によって適宜選定される。また、上方部と下方部のピッチを変えるようにしてもよい。
【００３７】
前記混合スクリュー４１を回転駆動させるためのモータ８は、市販のモータが採用され、該モータ８の回転速度はインバータ（制御盤）Ｓ（たとえば、ＦＲＺ１２−０．４ＫＰ；三菱電機（株）製）によって制御されている。
【００３８】
シャッタ９は、前述のように平板状の部材を摺動自在に支持したものが採用され、シャッタ９の端縁に設けられた取っ手１７を引いたり、押したりすることにより、任意に排出口１２を開閉できるようになっている。シャッタ９は手動によって開閉してもよいし、自動的に開閉、たとえばモータなどの駆動力をウォーム歯車機構などを介して直線的な駆動力に変換することにより自動的にシャッタを開閉動作できるようにしたり、エアシリンダーによって開閉してもよい。
【００３９】
図１の混合装置を用いて混合動作を行なうばあい、まず、第１タンク５および第２タンク６から密閉された混合筒４の内部へ、上部の第１供給口１０および第２供給口１１を通して、前記計量・投入装置（図示せず）を用いて鉄粉と保水剤とを計量・投入する。また、水注入口１６を通して水または食塩水を注入する。混合筒４の内部では、混合スクリュー４１をモータ８によって、混合物が上方に向かって移動する方向へ回動する。したがって、混合筒４の内部に投入された粉体は、２つの移動、すなわち▲１▼混合スクリューと混合筒の内壁とのあいだを落下する移動（矢印Ｉ）、および▲２▼混合スクリュー４１のねじ山４１ｂによって下方からもち上げられて上昇する移動（矢印ＩＩ）を繰り返すことにより、均一に混合される。このとき、粉体は密閉された混合筒４の内部で混合されるため、混合筒４の外部へほとんど飛散しない。しかも空気（とくに、そのうちの酸素）に触れる時間がほとんどないため、混合後に下流の包装機構（ホッパ２および包装機構本体３）において粉体の発熱が少なくなる。粉体の混合が完了したとき、シャッタ９を開ければ、粉体は排出口１２を通して自由落下することにより容易に包装機構のホッパ２へ移送することができる。
【００４０】
つぎに、図２〜７を参照しながら粉体の混合効果をより向上させた第１〜６発明のそれぞれの実施例について説明する。
【００４１】
第１発明の実施例として、図２には混合スクリュー４１のねじ山４１ｂが当該混合スクリュー４１の軸４１ａののびる方向に沿って大きい幅の部分４１ｃと小さい幅の部分４１ｄとが交互に配置するように形成された混合装置が示されている。図２の混合装置のばあい、前記▲１▼、▲２▼の動作とともに隣接する個々のねじ山の山部分あいだ（たとえば、山部分４１ｅと４１ｆとのあいだ）で小刻みに粉体を上昇および落下させるという動作を行なうことができる。その結果、単なるらせん形状の混合スクリューを用いたばあいと比較して粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００４２】
また、図２に示されるようなねじ山４１ｂの大きい幅の部分４１ｃと小さい幅の部分４１ｄが交互に形成された混合スクリュー４１はメンテナンスが容易である。
【００４３】
なお、図２に示される混合スクリュー４１では、１／２周分のねじ山４１ｂの大きい幅の部分４１ｃと１周分のねじ山４１ｂの小さい幅の部分４１ｄとが交互に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら大きい幅の部分４１ｃおよび小さい幅の部分４１ｄのそれぞれの長さを適宜変更してもよいことはいうまでもない。また、それぞれの幅も適宜変更してもよい。
【００４４】
さらに、図２に示される混合スクリュー４１の軸４１ａの上部には、一対の羽根４２が固着されているため、前記混合筒４に投入される粉体がかたまりになって投入されないように予備的に散らすことができる。
【００４５】
一方、混合スクリュー４１の軸４１ａの下部には、一対の羽根４３が固着されているため、前記混合筒４の底部に貯留される粉体を当該混合筒４の排出口１２のうち、前記シャッタ９によって塞がれていない部分へ誘導することができる。たとえば、シャッタ９を半開したばあいでも、混合筒４全体の粉体を羽根４３によって排出口１２の開いている部分Ｃへ誘導しながら均等に落下させることができるため、シャッタ９の上にブリッジＡの発生を防止することができる。
【００４６】
第２発明の実施例として、図３には混合スクリュー４４の周端部において複数枚の羽根４５が配設された混合装置が示されている。図３の混合装置のばあい、前記▲１▼、▲２▼の動作とともに混合スクリュー４４と混合筒４の内壁とのあいだでは粉体は羽根４５によって強制的に混合筒４の周方向の動きが与えられ、その結果、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００４７】
羽根４５は、粉体に周方向の動きを与えることができれば、適宜形状および枚数を変更してもよい。たとえば、形状については混合スクリュー４４の軸心方向にのびる略くさび形または略矩形の羽根などを採用すれば、より多くの粉体に周方向の動きを与えることができるため好ましい。また、枚数については、少なくとも１枚の羽根４５があれば粉体に周方向の動きを与えることができる。さらに、好ましくは、図３に示されるように複数枚の羽根４５を互い違いに配設すれば、より効果的に粉体に周方向の動きを与えることができる。
【００４８】
また、図３の羽根４５は混合スクリュー４４に対して垂直に固定されているが、角度を変更できるように取り付けてもよい。羽根４５の角度を変更できるようにすれば、粉体の粒の大きさ、または粘度などの諸条件にも柔軟に対応することができ、また粉体を移動させる方向なども調整することができ、より適した粉体の混合を行なうことができる。
【００４９】
第３発明の実施例として、図４（ａ）には前記混合筒４の内部に略Ｃ字状を呈するじゃま板４６（図４（ｂ）参照）が混合スクリュー５７の軸心にほぼ垂直方向に複数枚配設された混合装置が示されている。じゃま板４６は、その外周部が混合筒４の内部に固着されている。一方、混合スクリュー５７のねじ山５７ｂのうち、じゃま板４６の近傍の部分にはスリット４７が形成されているため、混合スクリュー５７はじゃま板４６にじゃまされずに回転することができる。
【００５０】
図４（ａ）の混合装置のばあい、混合筒４に投入された粉体が混合スクリュー５７と混合筒４の内壁とのあいだを落下するばあい、粉体はじゃま板４６によって落下をじゃまされるため、いきなり混合筒４の最下部まで落ちない。すなわち、粉体はじゃま板４６に当たってから落下するか、またはじゃま板４６の上に貯留したのち、再度混合スクリュー５７によって上昇させられるかのいずれかの動きをする。したがって粉体の動きは、図１のばあいに比べてより複雑になるため、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００５１】
なお、じゃま板４６は少なくとも１枚あれば粉体全体がいきなり混合筒４の底部に落下するのを防止することができるが、図４（ａ）のように複数枚のじゃま板４６を互い違いに配置すれば、粉体は必ずいずれか一枚のじゃま板４６に当たるため、粉体はより一層複雑に落下および上昇をすることができ、その結果、粉体の混合効果をより一層向上させることができる。
【００５２】
第４発明の実施例として、図５には混合スクリュー４８のねじ山４８ｂが周期的に断続するように形成された混合装置が示されている。図５の混合装置のばあい、前記▲１▼、▲２▼の動作とともに混合スクリュー４８のねじ山４８ｂが形成されていない部分４８ｃでは粉体が部分的に不規則な動きをすることができ、その結果、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００５３】
なお、混合スクリュー４８と混合筒４の内壁とのあいだの間隔はできるだけ小さい方が混合効果がより大きくなるため好ましい。
【００５４】
また、混合スクリュー４８のねじ山４８ｂの最大幅を部分的に変更することにより、当該ねじ山４８ｂを、大きい幅の部分と小さい幅の部分とが互いに離間して組み合わされるように形成してもよい。たとえば、ねじ山４８ｂの大きい幅の部分（大）および小さい幅の部分（小）、ならびにねじ山４８ｂが形成されていない部分（なし）の組合せを、大、なし、小、なし、大‥‥‥のように組み合わせればよい。
【００５５】
第５発明の実施例として、図６には前記混合筒４の内部に内側に向かって突出する突出部４９ａを有する円筒状を呈する案内部材４９が複数個配設された混合装置が示されている。案内部材４９は、外部よりネジ止めするか、または内壁に接着剤などで貼り付けることにより混合筒４の内部に固着されたり、または混合筒４とともに一体成形によりえられる。図６の混合装置のばあい、前記▲１▼、▲２▼の動作とともに混合スクリュー５７と混合筒４の内壁とのあいだを落下する粉体の一部を案内部材４９内部の突出部４９ａによって混合スクリュー５７のねじ山５７ｂの方へ案内し、再び混合スクリュー５７によって上昇させる動きをする。その結果、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００５６】
また、図６の案内部材４９の突出部４９ａは、混合筒４の軸心方向に沿って上下になだらかな斜面４９ｂを有しているため、上の斜面は粉体を混合スクリュー５７の軸心方向に導き、下の斜面は粉体の上昇動作を助ける働きをする。
【００５７】
第６実施例として、図７には前記混合筒４の内部に内側に向かって突出する突出部５０ａを有する半円筒状を呈する複数の案内部材５０が、当該混合筒４の軸心方向に沿って互い違いに配設された混合装置が示されている。図７の混合装置のばあい、前記▲１▼、▲２▼の動作とともに混合スクリュー５７と混合筒４の内壁とのあいだを落下する粉体の一部が案内部材５０の内部の突出部５０ａによって混合スクリュー５７のねじ山５７ｂの方へ案内し、再び混合スクリュー５７によって上昇させる動きをする。その結果、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００５８】
また、図６の案内部材４９と同様に図７の案内部材５０の突出部５０ａも混合筒４の軸心方向に沿って上下になだらかな斜面５０ｂを有しているため、図６のものと同様の働きをする。
【００５９】
なお、図３〜７に示される混合装置についても、図２の混合装置と同様に各混合スクリューの軸の上部には、一対の羽根４２が固着されているため、前記混合筒４に投入される粉体がかたまりになって投入されないように予備的に散らすことができる。また、各混合スクリューの軸の下部には、一対の羽根４３が固着されているため、前記混合筒４の底部に貯留される粉体を当該混合筒４の排出口１２のうち、前記シャッタ９によって塞がれていない部分Ｃへ誘導しながら均等に落下させることができるため、シャッタ９の上におけるブリッジＡの発生を防止することができる。
【００６０】
本発明の混合装置では、図１に示されるように、混合スクリュー４１と混合筒４の内壁との隙間から粉体を落下させながら、混合スクリュー４１によって強制的に粉体を上昇させることにより粉体の混合を行なっている。そのため、混合筒４および混合スクリュー４１の諸元を適宜変更、たとえば混合スクリュー４１の回転数、混合スクリュー４１のピッチまたは混合筒４の内径などを変更すれば、必要な量の粉体を必要なスピードで連続的に混合することができる。
【００６１】
また、連続投入しながら連続混合できるように、あらかじめシャッタ９を所定の開度だけ開けておき、各供給口１０、１１から投入される粉体とほぼ同じ容量だけ混合物と排出口から連続的に自由落下させてもよい。かかる連続混合により、多量の粉体混合を迅速に行なうことができる。なお、連続混合を行なうばあい、混合当初だけシャッタ９を閉めて混合筒４内部の粉体を混合し、所望の混合状態になってからシャッタ９を開けて連続混合を行なえばよい。
【００６２】
さらに、バッチ混合ができるように、シャッタ９と下流の包装機構のホッパ２とのあいだに一時貯留用の筒（図示せず）を配設してもよい。このばあい、まずシャッタ９を閉止した状態で粉体を混合し、混合完了後にシャッタ９を開けてすべての混合物を一時貯留用の筒に自由落下させる。そののちシャッタ９を閉止して一時貯留用の筒内部のすべての混合物をたとえばシュート（図示せず）などを介して所定の供給速度で下流の包装機構に供給しながら、それと併行して次の粉体混合を混合筒内で行なう。かかるバッチ混合により、多量の粉体混合を迅速に行なうことができるとともにえられる混合物の混合状態を均一に保つことができる。
【００６３】
また、内容物に応じて混合筒４の内部を真空引きしたり、チッ素ガスまたは不活性ガスなどを封入したりする真空装置またはガス置換装置を併せて設ければ、混合筒４の内部において粉体が酸素と接触するのをより効果的に防止できる。
【００６４】
前述のごとく構成された混合装置１の下流側に包装機構として、前記混合筒４の排出口１２から排出される混合された粉体を貯留するためのホッパ２が接続され、該ホッパ２の下端出口２ａには、前記混合された粉体を通気性を有する基材によって包装するとともに該基材を密閉された袋に加工するための包装機構本体３が取り付けられることにより、使い捨てカイロ製造装置が構成されている。
【００６５】
包装機構本体３は、定量供給部１８と包装部１９とから構成されている。
【００６６】
定量供給部１８は、ホッパ２の内部の粉体を、使い捨てカイロの袋１個分に充填される容量づつ包装部１９へ供給するための部分であり、ホッパ２の出口２ａに設けられた供給ドラム２０と、シュート２１と、シュート２１の内部に揺動自在に設けられた揺動板２２と、シュート２１の下方に水平方向に移動可能な分配部材２３と、分配部材２３を水平駆動させるための駆動ローラ２４と、底板２６と、第１個別シュート２７と、第２個別シュート２９とから構成されている。
【００６７】
供給ドラム２０は、外周面において紙面垂直方向に沿って溝が形成された円筒形状を呈する部材である。ホッパ２から落下した粉体は、まず、供給ドラム２０の外周面の溝に貯留され、そののち供給ドラム２０が回転するのに伴って、それぞれの溝に貯留された粉体が定量的にシュート２１へ落下される。
【００６８】
揺動板２２は、回転軸２２ａまわりに揺動自在に設けられ、シュート２１内への混合粉体の供給量が多くなりすぎたばあいに、図において左側に移動し、別途設けられたリミットスイッチ（図示せず）などに作用して、供給ドラム２０の回転、すなわち混合粉体の供給を停止させる。
【００６９】
分配部材２３は、袋１個分に相当する容積を有する定量ポケット２５が紙面垂直方向に沿って複数個配設された板状部材であり、レール（図示せず）などによって水平方向に移動可能に支持されている。定量ポケット２５は、上下が開放された空間部であり、その下端は底板２６によって粉体が洩れないように密閉されている。分配部材２３は、定量ポケット２５が供給ドラム２０の直下の位置から第１個別シュート２７の真上の位置にくるまで移動できるようになっている。
【００７０】
底板２６は、前記分配部材２３と同様にレール（図示せず）などによって水平方向に移動可能に支持され、しかも前記分配部材２３に係合離脱可能な係止部材（図示せず）によって連結されている。底板２６は、分配部材２３と連結した状態で移動する。しかも、第１個別シュート２７のほぼ直前で係止部材による連結が解除されるようになっているため、底板２６は第１個別ホッパ２７の上方への移動できない。
【００７１】
第１個別シュート２７は、前記複数個の定量ポケット２５にそれぞれ対応して配設された固定式のシュートであり、その出口にはシャッタ２８が揺動自在に設けられている。
【００７２】
第２個別シュート２９は、前記複数個の定量ポケット２５にそれぞれ対応して配設された垂直方向に移動可能なシュートである。第２個別シュート２９は、駆動カム機構（図示せず）などによって、所定の周期で垂直方向に移動するようになっている。
【００７３】
かかる構成により、定量供給部１８により粉体の定量供給を行なうばあい、まず定量ポケット２５を供給ドラム２０の直下の位置に移動させ、該定量ポケット２５中へシュート２１内の混合粉体を充填させる。
【００７４】
そののち、駆動ローラ２４をモータ（図示せず）によって反時計回りに回転させ、分配部材２３、および該分配部材２３に係止部材によって連結された底板２６を左へ移動させる。このとき、底板２６は第１個別シュート２７のほぼ直前で係止部材による連結が解除され、かかる位置で移動を止めるが、分配部材２３は、さらに左へ移動する。したがって、定量ポケット２５は、ちょうど第１個別シュート２７の上方で下端開口が開放されるため、定量ポケット２５の内部の粉体は、第１個別シュート２７へ落下される。なお、第１個別シュート２７への粉体の供給が完了後、分配部材２３は、駆動ローラ２４を逆回転させることにより、初期位置まで戻る。そのとき、底板２６は、ふたたび、前記係止部材によって、分配部材２３に連結する。
【００７５】
第１個別シュート２７においては、あらかじめシャッタ２８を開放させた状態にしておき、粉体を第２個別シュート２９に自由落下させる。第２個別シュート２９への粉体の供給が完了後、シャッタ２８は前記分配部材２３が右へ移動するのに連動して閉じられることにより、残りの粉体の落下を防止する。
【００７６】
最後に、第２個別シュート２９が前記駆動カム機構（図示せず）などによって、所定の周期で垂直方向に移動しながら、粉体を包装部１９（具体的には、一対のダイロール３０のあいだ）に自由落下させることにより、包装部１９によって製造される袋の奥から順に円滑に粉体を詰めることができる。すなわち、１袋分の充填初期には第２個別ホッパ２９は下端位置にあり、ダイロール３０の回転に同期して上昇するようになっている。以上の一連の粉体の定量供給は繰り返して行なわれる。
【００７７】
なお、本実施例では、大量生産に適するように定量ポケット２５、ならびに第１および第２個別シュート２７、２９が複数個配設された例をあげて説明したが、本発明はこれに限定されれるものではなく、１個づつ配設してもよいことはいうまでもない。
【００７８】
包装部１９は、ヒートシール用の一対のダイロール３０を具備しており、該ダイロール３０の内部には加熱用のヒータＨが内蔵されている。しかも、ダイロール３０の外周面には、製造される袋の表面または裏面の形状に対応する矩形の凹部３２が、ダイロール３０の軸方向および周方向に沿って等間隔に形成されている。また、かかる凹部３２の外周縁に沿うように、突条３１がダイロール３０の軸方向および周方向それぞれに突設されている。
【００７９】
一対のダイロール３０が一対の通気性を有する基材Ｂを巻き込む方向に回転すれば、１２０度ごとにダイロール３１の軸方向にのびる突条３１同士が対向することにより、基材Ｂ同士をヒートシールするとともに基材Ｂの側縁同士をダイロール３０の周方向にのびる突条３１（図示せず）によりヒートシールすることができる。したがって、一対のダイロール３０が一対の基材Ｂを巻き込むことにより、連続的に袋を作成することができる。かかる一対のダイロール３０の中間位置の上方には前記定量供給部１８の第２個別ホッパ２９が配設されているため、袋を作成しながら該ホッパ２９から一対のダイロール３０のあいだに粉体を投下することができ、連続的に粉体の袋詰めを行なうことができる。
【００８０】
前記混合装置を用いた使い捨てカイロ製造装置は、粉体が密閉された混合筒４の内部で混合されたのち、排出口１２を通してホッパ２へ直接投下し、そののち包装機構本体３へ供給される。したがって、混合装置１とホッパ２とのあいだは、従来のごとく、粉体をベルトコンベヤなどにより空気に触れさせて移送する必要がないので、空気（とくに、そのうちの酸素）に触れる時間がほとんどない。そのため、混合後に下流の包装機構（ホッパ２および包装機構本体３）での粉体の発熱が少なくなるとともにホッパ２内部に粉体の固まりが発生したり、ホッパ２および包装機構本体３に粉体が付着したりするなどの不具合がない。
【００８１】
なお、連続的に作成された袋は、従来より公知の方法により、個別に切断分離され、そののち空袋か否かなどの点について検査される。
【００８２】
【発明の効果】
本発明の混合装置によれば、使い捨てカイロの原料である鉄粉および保水剤など２種以上の粉体を空気との接触を避けながら混合することにより酸化反応を抑制し、所望の発熱性能を有するカイロを製造することができる。しかもほぼ密閉された混合筒の内部で粉体の混合を行なうため、粉塵の飛散が少なく、さらに粉体の固まりも発生しない。
【００８３】
しかも、通常の形状の混合スクリューおよび混合筒を組み合わせたものに比べて粉体により複雑な動きを与えることができるため、粉体の混合効果をより向上させることができる。
【００８４】
また、前記混合装置を用いた使い捨てカイロ製造装置は、粉体が密閉された混合筒の内部で混合されたのち、排出口を通して包装機構のホッパへ直接投下し、そののち包装機構本体へ供給される。したがって、混合装置とホッパとのあいだは、従来のごとく、粉体をベルトコンベヤなどにより空気に触れさせて移送する必要がないので、空気（とくに、そのうちの酸素）に触れる時間がほとんどない。そのため、混合後に下流の包装機構での粉体の発熱が少なくなるとともにホッパ内部に粉体の固まりが発生したり、ホッパおよび包装機構本体に粉体が付着したりするなどの不具合がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明にかかわる使い捨てカイロ用粉体混合装置を用いた使い捨てカイロ製造装置の一実施例を示す断面説明図である。
【図２】図１に示す装置における混合筒付近の要部拡大断面説明図である。
【図３】第２発明にかかわる使い捨てカイロ用粉体混合装置における混合筒および混合スクリューの実施例を示す要部拡大断面説明図である。
【図４】（ａ）は第３発明にかかわる使い捨てカイロ用粉体混合装置における混合筒および混合スクリューの実施例を示す要部拡大断面説明図であり、（ｂ）は図４（ａ）のじゃま板の正面図である。
【図５】第４発明にかかわる使い捨てカイロ用粉体混合装置における混合筒および混合スクリューの実施例を示す要部拡大断面説明図である。
【図６】第５発明にかかわる使い捨てカイロ用粉体混合装置における混合筒および混合スクリューの実施例を示す要部拡大断面説明図である。
【図７】第６発明にかかわる使い捨てカイロ用粉体混合装置における混合筒および混合スクリューの実施例を示す要部拡大断面説明図である。
【符号の説明】
１  混合装置
２  ホッパ
３  包装機構本体
４  混合筒
５  第１タンク
６  第２タンク
４１、４４、４８、５７  混合スクリュー
８  モータ
９  シャッタ
１０  第１供給口
１１  第２供給口
１２  排出口
４１ｂ  ねじ山
４１ｃ  大きい幅の部分
４１ｄ  小さい幅の部分
４５  羽根
４６  じゃま板
４９、５０  案内部材
４９ａ、５０ａ  突出部
【図１】
0003600689.tif 000002
【図２】
0003600689.tif 000003
【図３】
0003600689.tif 000004
【図４】
0003600689.tif 000005
【図５】
0003600689.tif 000006
【図６】
0003600689.tif 000007
【図７】
0003600689.tif 000008