(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動運動を行う混合槽と、該混合槽の揺動中心から偏心した位置に設けられ且つ混合槽よりも小さく形成されるホイールを用いる混合方法であって、前記混合槽と該混合槽の揺動運動に伴い混合槽内を相対的に移動するホイールとの間で混練物を圧縮混合する工程と、混練物の自重による自由落下によって混練物が混練物の上に重なる対流混合する工程とを備えることを特徴とする揺動運動による混合方法。
【請求項２】
固定フレームと、該フレームに支承された揺動軸と、該揺動軸に軸承され揺動軸を支点とした揺動運動を行う混合槽と、該混合槽に揺動運動を与える揺動手段と、前記混合槽内に設けられ混合槽の内壁に添って相対的に移動しながら回転運動するホイールを有し、該ホイールの回転軸が揺動軸に対して偏心した位置に配設されていると共にホイールの回転方向が前記混合槽の揺動方向と等しくされている構成になされていることを特徴とする揺動運動による混合装置。
【請求項３】
前記混合槽の内壁部位に、混練物の移動を規制するスクレーパが設けられていることを特徴とする請求項２記載の揺動運動による混合装置。
【請求項４】
前記混合槽の揺動運動が、前記揺動手段のクランク機構により実施される構成になされていることを特徴とする請求項２及び３記載の揺動運動による混合装置。
【請求項５】
前記揺動軸の軸心に直角な方向における混合槽の切断面形状が略円型形状になされていることを特徴とする請求項２〜４記載の揺動運動による混合装置。
【請求項６】
前記ホイールの回転運動が、前記混合槽に固着した内歯車と該内歯車に噛合するギヤによりなされることを特徴とする請求項２〜５記載の揺動運動による混合装置。
【請求項７】
前記ホイールの回転軸が、前記混合槽の側壁に設けた長穴により支承されていることを特徴とする請求項２〜６記載の揺動運動による混合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、塊体、粒体、粉体、液体を相互に組合せて混練する揺動混合機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
混練物として、単体相互の密着性が強い物質、又は流動性の小さいもの、あるいは比重の異なるものを混練するに際しては、圧縮混合作用を主要素として、対流混合作用（剪断混合作用）を併せ行うことが結合力の強い混合物を得るのに、最も有効とされている。
【０００３】
この装置として桶状の、混合槽が固定され、ホイールが中心軸のまわりに公転しながら、自転する混合機、又はホイールが公転する変わりに混合槽が回る混合機が用いられていた。これらの混合機はそのいづれもがスクレーパにより、丁度ホイールが通る位置に混練物を集めて、その上をホイールが踏んで圧縮作用を与え、また回転中のホイールの内側・外側のエッジの相対的なスリップによって剪断作用を与えていた。
【０００４】
しかし、いづれも剪断作用が小さく、混合槽内全体としての対流混合作用に乏しく混練に時間を要するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、従来のホイール付混合機の上記欠点が、混合槽を固定したことに起因するものである点に着目して、混練物の移動を促進させるために混合槽自体を動かすことにより、対流混合作用を増大させると共に、混合槽内に備えたホイールの練り機能により混練度の優れた混合物が得られる装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明は上記目的を達成するために、揺動運動を行う混合槽と、該混合槽の揺動中心から偏心した位置に設けられ且つ混合槽よりも小さく形成されるホイールを用いる混合方法であって、前記混合槽と該混合槽の揺動運動に伴い混合槽内を相対的に移動するホイールとの間で混練物を圧縮混合する工程と、混練物の自重による自由落下によって混練物が混練物の上に重なる対流混合する工程とを備えること、および、固定フレームと、該フレームに支承された揺動軸と、該揺動軸に軸承され揺動軸を支点とした揺動運動を行う混合槽と、該混合槽に揺動運動を与える揺動手段と、前記混合槽内に設けられ混合槽の内壁に添って相対的に移動しながら回転運動するホイールを有し、該ホイールの回転軸が揺動軸に対して偏心した位置に配設されていると共にホイールの回転方向が前記混合槽の揺動方向と等しくされているものである。
【０００７】
【作用】
本願発明の作用を図４乃至図７に示す模式図に基づいて説明する。
【０００８】
第一に、粘性が小さい混練物を混練する場合の作用を示す。図４は、混合槽１に混練物２５が投入された状態を示す図であり、３は揺動軸、１１はホイール、１２はホイールの回転軸である。
【０００９】
混合槽１は揺動軸３を支点として軸廻りのＸ方向、Ｙ方向に往復移動する揺動運動を行ない、該揺動運動に連動してホイール１１が混合槽１に対して反対方向へ相対的に移動する。
【００１０】
今、図５に示す如く、混合槽１がＸ方向へ向けて移動し、移動角度がαになされており、この為にホイール１１がＹ方向へ向けて相対的に移動している場合について考える。混練物２５は、ホイール１１と混合槽の内壁１５とに挟まれ、ホイールの力Ｆとによる圧縮混合工程が生じている。同時にＸ方向における混練物２５の先端部では、混練物２５が自由落下によって矢印の如くなだれ状に移動し、圧縮混合工程を終えた混練物の上に重なる対流混合工程が生じる。
【００１１】
しかも、これらの圧縮混合工程、及び対流混合工程は、混合槽１の一往復移動により各々２回行われることから、対流による重ね合せは、２層、４層、８層と倍増して重ね合わされ、１０往復で１０２４層もの重ね合わせが行なわれる。
【００１２】
第２に粘性が大きい混練物を混練する場合について図６，図７を用いて説明する。
【００１３】
混練物によっては、ある程度混練を続けると、混練物の中のバインダーにより粘性が高くなり、塑性状になる。この場合混練物は、図６に示す如く混合槽１がＸ方向へ向けて移動している移動角度αにおいては混合層１の内壁に密着して混合槽と共に移動上昇し、塊となって自由落下する。
【００１４】
この場合、混合物の粘性が大きいことから、混練物２５は層状に重なる折り重ね状に移動し、圧縮混合工程を終えた混練物の上に重なる対流混合工程工程を生じる。次いで、混合槽１の移動角度が最大時であるβとなり、混合槽１の移動方向がＸ方向からＹ方向へ変わり、図７に示す如く、粘性が低い場合と同様にホイールの力Ｆによる圧縮混合工程により圧縮する。
【００１５】
当然ながら折り重ね工程における重ね合わせは、揺動運動の一往復移動により各々倍増した重ね合わせが行なわれる。
【００１６】
【実施例】
実施例として例えば生コンクリート類を混練する揺動混練機について、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は揺動混合機の正面図、図２は側面図であり図中において右半分は混合槽の縦中心線に添う断面図を示し、図３は図２のＡ−Ａ矢視を示す断面図である。
【００１８】
図１において混合槽１は、円筒状になされており、固定フレーム２に軸受を介して支承された揺動軸３に、軸受を介して軸承され、揺動軸３の廻りに移動自在となされており、さらに上方に投入手段４を、下方に排出手段５を備えている。
【００１９】
この混練槽１は、固定フレーム２に設けられた取付台上の揺動手段６によって揺動軸３を支点としたＸ方向・Ｙ方向へのふりこ運動（揺動運動）が与えられる。揺動手段６は、電動機７，減速機８，クランク機構９から成り、電動機７の動力を減速機８で減速してクランク機構９に伝達し、混合槽１の側壁に備えられたピン１０により混合槽１を揺動軸３の廻りにふりこ運動させる。
【００２０】
図２及び図３において、混合槽１の内部には、練り機能を有するホイール１１が揺動軸３に対して偏心した位置に設けられており、ホイール１１は混合槽１よりも小さく、混合槽１のふりこ運動に対して相対的に移動しながら回転する構造になされている。ホイール１は固定フレーム２に固着された軸受を介して支承される回転軸１２を有し、前記相対的な移動を行うために、混合槽の側壁１３には回転軸１２を貫通させるための長穴１４が揺動軸３を中心とした円弧上に開設されており、長穴１４からの混練物の漏れを防ぐ為に混合槽の外壁にシール１７が備えられている。
【００２１】
また、混合槽１の内壁１５に沿って混合物のＸ・Ｙ方向への移動を制限するために一対のスクレーパ１６が、ホイール１１を挟んで設けられ、該スクレーパは、揺動軸に固定されている。このため、スクレーパ１６は混合槽１のふりこ運動に対してホイール１１と同様相対的に移動する。ホイール１１の位置はホイール底部が、一対のスクレーパ１６よりも低い位置に来る様設定されており、混合槽の内壁１５との＝間Ｓは混練物の最大直径の２倍〜３倍になされるのが望ましい。
【００２２】
尚、スクレーパ１６を揺動軸３に固定したことから、揺動軸３を回転させて混合槽１のふりこ運動に伴い任意の角度になして、混練物の混合量が少ない場合や、排出時において混練物を掻き出す作用を得ることもできる。また、混練物の粘性が大きい場合には同様にして、混合槽の内壁１５にへばり付いた混練物を掻き落とし、対流混合作用を助けることもできる。
【００２３】
ホイール１１の回転手段は、混合槽の外壁に長穴１４と平行な方向に設けた内歯車１８と回転軸１２に固着した歯車１９から成る歯車伝達機構とされ、揺動軸３を中心としたふりこ運動による回転力を利用して内歯車１８に噛合した歯車１９を回転させ、この回転力でホイールを回転させるものである。このことから、ホイールの回転方向は混合槽の移動方向と常に一致しており、混合物をスムースに圧縮することができる。尚ホイールの形状は円筒形を使用した例を示したが、円筒形の他に、軸方向の剪断作用を生じる鼓形や、ホイールの外周に凸凹を設けたりブレードを設けて混練作用を助長させるものでもよい。
【００２４】
混練物の投入に際しては、一対のスクレーパ１６の間であって揺動軸を中心にしてホイール１１の反対側に、投入ゲート２０を有する投入手段４を用いる。投入ゲートは本実施例の如く混合槽１の内壁１５に設けるのほか、側壁１３に円弧状に設けると、図示しない投入シュートの先端が常に混合槽内に配設できることから、投入手段の装置全体を簡素化できる。
【００２５】
また、混練物の排出は、流体シリンダ２１と排出ゲート２２から成り、流体シリンダ２１の伸縮により排出ゲート２２を開閉することにより行うものである。
【００２６】
他の実施例として、ホイール１１を混合槽１に設けた長穴１４で支承し、混練物の位置エネルギーに対してホイール１１の重量で抗してホイール１１が移動する構造となすことにより、急に大きな負荷が作用した場合のダンパーの役目を果たすことができる。
【００２７】
また、実施例はクランク機構により混合槽をふりこ運動させたものであるが、クランク機構の換りに流体圧シリンダを用いてふりこ運動させてもよい、さらにまた内歯車１８を延長して内歯車１８に減速機の出力軸に設けたピニオンを直接噛合させ、電動機を反転することによりふりこ運動を行えば、ふりこ運動の移動量を任意に設定することができ、スクレーパを取り除いたり、また投入ゲート・排出ゲートを一つのゲートで共用することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
叙上の構成になすことから、混合槽の揺動運動によって混合物が混合槽内で十分に重ね合わされ対流作用が大幅に増長される。また、混合槽が一往復の揺動運動をすることにより、ホイールの練り機能と相俟って２度の対流混合及び圧縮混合が可能となり、混練効率の向上によって混練時間の飛躍的な短縮が図られる。さらにまた、得られた混練物は、混練度が強く、混練する物質相互の密着度合いが増加し混合密度の高いものが得られるという著効を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施例を示す揺動混合機の正面図である。
【図２】実施例の側面図であり右半分は断面を示すものである。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視を示す断面図である。
【図４】本願発明の混合槽内における混練物の状態を示す模式図であり、混練物を投入した状態を示す。
【図５】粘性の小さい物質を混練している状態を示す模式図。
【図６】粘性の大きい物質を混練している状態を示す模式図。
【図７】混合槽の移動角度が最大の状態を示す模式図
【符号の説明】
１・・・・・混合槽
３・・・・・揺動軸
６・・・・・揺動手段
７・・・・・電動機
８・・・・・減速機
９・・・・・クランク機構
１１・・・・ホイール
１２・・・・回転軸
２５・・・・混練物
【図１】
0003590418.tif 000002
【図２】
0003590418.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003590418.tif 000006
【図６】
0003590418.tif 000007
【図７】
0003590418.tif 000008