(57)【要約】  化合物／製品を攪拌・混合するための非ブレードミキサー／ミルであって、第１の垂直回転軸について回転する駆動軸と、駆動軸に作動連結されたモーターユニットとを有している。支持板が駆動軸上に取り付けられており、第１の垂直回転軸について回転する。さらに静止リングギアは支持板と同軸状に設けられており、支持板上方に延在する内面を具えた延在部分を有している。少なくとも１個のピニオンギアが第１の垂直回転軸と平行な第２の垂直回転軸について回転可能に支持板上に取り付けられている。ピニオンギアは静止リングギアの内面と相補的な外面を有している。ピニオンギアの外面は静止リングギアの内面と噛み合っている。ピニオンギアは空房を有しており、該空房内には攪拌・混合される化合物または製粉される製品が挿入されている。
2007529298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の垂直回転軸について回転可能な駆動軸と、駆動軸回転のために駆動軸に作動連結されたモーターユニットと、駆動軸に取り付けられて第１の垂直回転軸について回転可能な支持板と、支持板と同軸状であってかつ支持板上方に延在する内面を具えた部分を有した静止リングギアと、第１の垂直回転軸と平行な第２の垂直回転軸について回転可能に支持板に取り付けられかつ静止リングギアの内面と相補的な外面を具えた少なくとも１個のピニオンギアとを有してなり、ピニオンギアの上記外面が静止リングギアの上記内面と噛み合い、ピニオンギアが攪拌・混合される化合物が挿入される空房を有していることを特徴とする化合物混合・攪拌用非ブレードミキサー。
【請求項２】
各ピニオンギアの空房が取外し可能な蓋を有していることを特徴とする請求項１に記載のミキサー。
【請求項３】
各ピニオンギアの空房が第２の垂直回転軸から偏心して位置していることを特徴とする請求項１に記載のミキサー。
【請求項４】
各ピニオンギアの空房が上方に開口した空房であって、攪拌・混合される化合物を収容した容器が該空房内に密嵌合挿入されていることを特徴とする請求項１に記載のミキサー。
【請求項５】
各ピニオンギアの上方開口した空房が第２の垂直回転軸から偏心して位置していることを特徴とする請求項４に記載のミキサー。
【請求項６】
さらに少なくとも１個の気密容器が空房に密嵌合する形状になっていることを特徴とする請求項４に記載のミキサー。
【請求項７】
さらに少なくとも１個の気密容器が空房に密嵌合する形状になっていることを特徴とする請求項５に記載のミキサー。
【請求項８】
さらに２個の追加のピニオンギアが支持板上に相互にかつ少なくとも１個のピニオンギアから等距離位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のミキサー。
【請求項９】
各ピニオンギアの空房が上方に開口した空房であり、攪拌・混合される化合物を収容した容器が空房に密嵌合に挿入されていることを特徴とする請求項８に記載のミキサー。
【請求項１０】
各ピニオンギアの空房が第２の垂直回転軸から偏心して位置していることを特徴とする請求項９に記載のミキサー。
【請求項１１】
さらに少なくとも１個の気密容器が空房内に密嵌合する形状になっていることを特徴とする請求項９に記載のミキサー。
【請求項１２】
さらに少なくとも１個の気密容器が空房内に密嵌合する形状になっていることを特徴とする請求項１０に記載のミキサー。
【請求項１３】
請求項１の非ブレードミキサーを用いて化合物を攪拌・混合する方法であって、（ａ）化合物を容器内に挿入し、（ｂ）少なくとも１個のピニオンギアの空房内に容器を固定し、（ｃ）モーターユニットを励動して容器内の化合物を所定時間攪拌・混合して混合化合物を得て、（ｄ）容器から混合化合物を除去するステップを含んでなる攪拌・混合方法。
【請求項１４】
製品から粉体を製造する非ブレードミルであって、第１の垂直回転軸について回転可能な駆動軸と、駆動軸の回転のために駆動軸に作動連結されたモーターユニットと、駆動軸に取り付けられて第１の垂直回転軸について回転可能な支持板と、支持板と同軸状であってかつ支持板上方に延在する内面を具えた部分を有した静止リングギアと、第１の垂直回転軸と平行な第２の垂直回転軸について回転可能に支持板上に取り付けられた少なくとも１個のピニオンギアとを有してなり、該ピニオンギアが静止リングギアの内面と相補的な外面を有しており、該外面が静止リングギアの内面と噛み合っており、ピニオンギアが空房を有しており、該空房中に製粉される製品が挿入されていることを特徴とするミル。
【請求項１５】
ピニオンギアがその空房内に挿入された粉砕装置を有していることを特徴とする請求項１４に記載のミル。
【請求項１６】
各ピニオンギアの空房が取外し可能な蓋を有していることを特徴とする請求項１４に記載のミル。
【請求項１７】
各ピニオンギアの空房が第２の垂直回転軸から偏心して位置していることを特徴とする請求項１４に記載のミル。
【請求項１８】
各ピニオンギアの空房が上方に開口した空房であって、攪拌・混合される化合物を収容した容器が該空房中に密嵌合に挿入されていることを特徴とする請求項１４に記載のミル。
【請求項１９】
各ピニオンギアの空房が第２の垂直回転軸から偏心して位置していることを特徴とする請求項１８に記載のミル。
【請求項２０】
さらに少なくとも１個の気密容器が空房に密嵌合する形状であることを特徴とする請求項１８に記載のミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はミキサーに関するものであり、特に遊星状の運動を用いて化合物を完全かつ均一に攪拌・混合するミキサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
容器中での化合物の攪拌・混合は一般にミキサーにより行われ、該ミキサーの羽根車が容器中に流れパターンを形成して所望の結果を得る。これらの羽根車は、必要とされる流れパターンに応じて、通常、直ブレードタービン半径方向フロー、ピッチブレードタービン混合フローまたはハイドロフォイル羽根車軸フロータイプである。混合プロセス中には作業領域周囲に汚れの累積が起きる。したがってこれらのミキサーを頻繁に清掃するには多量の溶媒を必要とする。
【０００３】
さらに既知のミキサーは大きな範囲の化合物の混合に適合しているが、羽根車が化合物上に物質を損傷または変質させる大量の摩擦を生成するので他の応用には適合しない場合がある。
【０００４】
加えて、よい混合を行うには羽根車が全容器の内容を混合する必要があるが、これは達成するのが難しい。これらのミキサーによる化合物の混合は化合物の不充分・不均一な混合となることがある。固体粒子の不充分な分散や集塊が起きることになる。
【０００５】
日本特開第２００３−０９３８６２号（ヒロシゲ）、第２００１−２７６５９２号（ヒロシゲ）および第２０００−２７１４６５号（ヒロシゲ）に開示された装置は練合される化合物を完全に攪拌・混合するものである。該装置は回転と旋回とを用いて化合物を攪拌・混合する。またこれらは非ブレードミキサーと呼ばれ、同時にバッチ容器を回転し遊星状運動において旋回させることにより化合物を混合する。これには４００Ｇ以上の加速力を生じる。
【特許文献１】日本特開第２００３−０９３８６２号
【特許文献２】日本特開第２００１−２７６５９２号
【特許文献３】日本特開第２０００−２７１４６５号
【０００６】
これらの装置の下敷きとなる混合原理は遠心力と求心力の両方である。このような混合の有利な点は、数秒の内に液体と粉体とを均一に混合する一方、なんら熱は印加しないことである。容器は所定の角度で回転されるので、容器中には空気が取り込まれる。したがって、混合が完了したら、化合物中に存在するサブミクロンの泡を除去する追加のステップが必要となる。これらの装置の他の問題は、複雑な機械的構造の故に高価であり製造が複雑なことである。
【０００７】
アメリカ特許第６，３３４，５８３号には粉体を製粉するための遊星状、高エネルギーボールミルが開示されている。２個のコップ状のローラーが垂直主軸により回転駆動されるターンテーブル上に取り付けられている。混合される粉体を含んだミルポットはそれぞれのコップ状ローラー中に固定されている。静止円形リングがターンテーブル上方に取り付けられており、上記の軸と同軸状に配置されている。コップ状ローラーは自身の軸承軸について回転可能であり、ターンテーブルと一緒に回転する。
【特許文献４】アメリカ特許第６，３３４，５８３号
【０００８】
コップ状ローラーの側部は静止リングの内面と接触しており、したがって該リングとの摩擦反力の故に自身の軸承軸について回転する。垂直軸には垂直運動が印加されて粉体をさらに製粉する。
【０００９】
このようなミルにおける潜在的な問題のひとつは、回転の高速度にあってはローラーが自身上でスピンするとローラーの回転速度制御が利かなくなることである。この結果、製粉された粉体の均一性と品質とが定常ではなくなる。さらにある場合には、ターンテーブルの回転開始時にローラーを回転させるのに必要な摩擦力が不充分となる。したがってローラーが自身の軸承軸について回転し始める前に遅れが生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明の目的は上記したような従来技術に見られる欠点や問題の少なくともひとつを克服した非ブレードミキサーを提供することにある。
【００１１】
この発明の他の目的は、簡単で量産に適した安価な非ブレードミキサーを提供することにある。
【００１２】
この発明のさらなる目的は、清掃のための溶媒の使用量を大幅に低減する非ブレードミキサーを提供することにある。
【００１３】
この発明のさらなる目的は、化合物の混合を改善し固体粒子を分散しかつ固体粒子の集塊を低減する非ブレードミキサーを提供することにある。
【００１４】
この発明のさらなる目的は、操作が容易であり化合物の混合を短時間で行う非ブレードミキサーを提供することにある。
【００１５】
この発明のさらなる目的は、化合物を損傷・変質させない非ブレードミキサーを提供することにある。
【００１６】
この発明のさらなる目的は、化合物が挿入されている容器内への空気の取込みを回避した非ブレードミキサーを提供することにある。
【００１７】
この発明のさらなる目的は、得られた混合化合物の一定でかつ均一な品質を与える非ブレードミキサーを提供することにある。
【００１８】
この発明のさらなる目的は、遊星状運動を使って固体粒子を微細な粉体に破砕するミルとして使用される非ブレードミキサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的は化合物を撹拌・混合する非ブレードミキサーにより達成される。該ミキサーは第１の垂直回転軸について回転可能な駆動軸と駆動軸に作動連結されたモーターユニットを有している。駆動軸には支持板が取り付けられており、第１の垂直回転軸について回転可能である。ミキサーはまた静止リングギアが支持板と同軸状に設けられている。静止リングギアは支持板上方に延在する内面を具えた延在部分を有している。少なくとも１個のピニオンギアが支持板上に第１の垂直回転軸と平行な第２の垂直回転軸に回転可能に取り付けられている。ピニオンギアの外面は静止リングギアの内面と相補的である。ピニオンギアの外面は静止リングギアの内面と噛み合っている。ピニオンギアの空房には攪拌・混合される化合物が挿入される。
【００２０】
上記目的を達成するためのこの発明のミルは第１の垂直回転軸について回転可能な駆動軸と駆動軸に作動連結されたモーターユニッを有している。駆動軸には支持板が取り付けられており、第１の垂直回転軸について回転可能である。ミルはまた支持板と同軸状の静止リングギアを有しており、該リングギアは支持板上方に延在する内面を具えた延在部分を有している。少なくとも１個のピニオンギアが支持板上に回転可能に取り付けられていて、第１の垂直回転軸と平行な第２の垂直回転軸について回転可能である。ピニオンギアは静止リングギアの内面と相補的な外面を有しており、ピニオンギアの外面は静止リングギアの内面と噛み合う。ピニオンギアは製粉される製品が挿入される空房を有している。
【００２１】
さらに非ブレードミキサーを用いて化合物を攪拌・混合する方法があり、（ａ）化合物を容器内に挿入し、（ｂ）容器をいずれかのピニオンギアの空房内に固定し、（ｃ）モーターユニットを起動して容器内の化合物を所定時間攪拌・混合して混合化合物を得て、（ｄ）容器から混合化合物を除去するステップを含んでなるものである。
【実施例】
【００２２】
図１〜４に示すこの発明の第１の実施例の非ブレードミキサー２は粉体を製造すべく化合物を攪拌・混合しおよび／または製品を製粉するためのものである。
【００２３】
非ブレードミキサー２は第１の垂直回転軸８について駆動軸６に回転可能に取り付けられた支持板１０を有している。静止リングギア１２は支持板１０の周りに同軸状に取り付けられ、かつ支持板１０上方に延在する延在部分１６を有している。リングギア１２は好ましくは内面２４上に歯１３を有している。支持板１０は駆動軸６により回転駆動される。駆動軸６にはモーターユニット１４が作動連結されている。
【００２４】
また非ブレードミキサー２は少なくとも１個のピニオンギア１８を有しており、このピニオンギアは第１の垂直回転軸８と平行な第２の垂直回転軸２０について回転可能に支持板１０上に取り付けられている。ピニオンギア１８はリングギア１２の内面２４と相補的に外面２２を有している。内外面２４、２２は相互に噛み合っている。駆動軸６が回転すると、支持板１０は矢印２６で示す方向に回転し、ピニオンギア１８はその上で第２の垂直回転軸２０について回転する。しかしその方向は矢印２８で示すように支持板１０の回転と逆である。ピニオンギア１８は好ましくは支持板１０の外周近くに取り付けられ、より大なる遠心力に従う。リングギア１２とピニオンギア１８とは歯１３、３０を有するように図示されているが、他の噛合い面を代わりに使ってもよい。
【００２５】
ピニオンギア１８は空房３２を有しており、この中に混合される（または製粉される）化合物が挿入される。ピニオンギア１８は１個を超す空房３２を有してもよい。空房はピニオンギア１８内に形成された上方に開口する空房である。攪拌・混合される化合物を収容した容器４は空房３２内に密嵌合している。これにより非ブレードミキサー２内での大きな振動を防止している。勿論、他の固定装置、例えばボルトやナット（図示せず）容器４をピニオンギア１８の空房３２内に固定するのに使用できる。また大きな空房３２内に小さな容器４を嵌合するにはアダプター（図示せず）を使用することも可能である。容器４を使用するかわりに空房には取外し可能な蓋が設けられている。
【００２６】
容器４は図示のものとは異なった形状でもよい。例えば、容器４は方形、円形、楕円形などでもよい。勿論、空房３２はそのような種々の形状の容器４を収容できるように設計されている。
【００２７】
少なくとも１個のピニオン８が化合物の混合および／または製品の製粉に使用される。しかし処理を最高にすべく、容器４を具えた複数のピニオン８を使って、１種以上の化合物／製品の同時攪拌・混合／製粉もできる。選ばれたピニオンギア形状に応じて、支持板１０との釣合いのために重錘を加える必要がある。
【００２８】
図４に示すように、ピニオンギア１８はベアリング３４を介して支持板１０上に回転可能に取り付けられており、ピニオンギア１８は支持板１０の回転中にベアリング上で回転することができる。
【００２９】
容器４は好ましくは直立状態で回転して、容器４中への空気の取込みを回避する。したがって、化合物中に存在するサブミクロンの泡を取り去るための余分なステップが必要ない。
【００３０】
駆動軸６の回転速度はモーターユニット１４で制御して容器４を所定のＧ力に従わせる。他の実施例においては、駆動軸６は所望の速度の回転で支持板１０を駆動する異なるモーター構造により駆動してもよい。
【００３１】
化合物と接触する羽根車がないので、非ブレードミキサー２を清掃するのに大量の溶媒を必要としない。したがって、化合物と直接接触する機械的部品がないので望ましくない物質の損傷や変質がない。
【００３２】
図５〜９に非ブレードミキサー２の第２の実施例を示す。ここでは空房３２は第２の垂直回転軸２０から偏心している。したがって、容器４も空房３２の回転の中心から偏心しており、かつ容器４はより大きな重力に従う。この構造は多重遊星運動を発生し、これを分子または電子パターンと呼ぶ。
【００３３】
図９に明示するように、非ブレードミキサー２は製品から粉体を生じるミルとしても使用できる。このために、容器４はボールやロールなどの粉砕素子３６を有してもよく、固体粒子を化合物中によりよく分散させて、固体粒子の解塊を増加させる。粉砕素子３６はまた固体粒子を細かい粉体に破砕する。
【００３４】
全ての可能な実施例において、リングギア１２とピニオンギア１８とは、リングおよびピニオン構造に使用したプラスチック、金属その他製造に便利な材料から形成される。さらに容器４中の化合物が攪拌・混合される速度はリング・ピニオンギア比の変更により調節される。より小さな直径を有するピニオンギア１８はより大きな直径のピニオンギア１８よりもそれ自身上でより高速回転で回転する。
【００３５】
非ブレードミキサー２を用いて化合物を攪拌・混合するべく、以下のステップが行われる。化合物を容器中に挿入し、いずれかのピニオンギアの空房内に容器を固定し、モーターユニットを励起して容器中の化合物を所定時間攪拌・混合し、これにより混合化合物を得て、容器からこれを除去する。
【００３６】
以上記載の他にも種々の変更が可能である。例えば混合される化合物または製粉される製品に応じて種々の容器４を使用できる。化合物の混合または製品の製粉はしばしば多量のエネルギーを生成するので潜在的な爆発がある。容器はそのような爆発を防ぐように設計する。好ましくは容器は気密である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
この発明は化合物などの製粉産業において広く利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の第１実施例の非ブレードミキサーの斜視図である。
【図２】図１のミキサーの平面図である。
【図３】図１のミキサーの側面図である。
【図４】図３の線ＩＶ―ＩＶに沿って取った断面図である。
【図５】この発明の第２の実施例の非ブレードミキサーの斜視図である。
【図６】図５のミキサーの平面図である。
【図７】図５のミキサーの側面図である。
【図８】図７の線ＶＩＩＩ―ＶＩＩＩに沿って取った断面図である。
【図９】図８のミキサーの容器に挿入された粉砕装置の拡大図である。
【符号の説明】
【００３９】
２：  非ブレードミキサー
４：  容器
６：  駆動軸
１０：  支持板
１２：  リングギア
１４：  モーターユニット
１８：  ピニオンギア
３２：  空房
【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】
2007529298.tif 000010
【図９】
2007529298.tif 000011
【国際調査報告】
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