(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、
前記本体内において前記吸入口と前記吐出口を繋ぐように設けられる略トンネル状の流通路と、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ると共に、前記回転軸の周方向において部分的に設けられ、
前記吸入口、前記吐出口または前記流通路には、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物と衝突可能に形成される衝突部材が設けられ、
前記衝突部材は、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側に向けて突出する突起物であり、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側を横断しないように構成されることを特徴とする、
攪拌用回転体。
【請求項２】
前記衝突部材は、前記流通路の内壁に形成された凹凸形状から構成され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】
前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して角度を有する方向に突出するように設けられることを特徴とする、
請求項１または２に記載の攪拌用回転体。
【請求項４】
前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して平行に突出するように設けられることを特徴とする、
請求項１または２に記載の攪拌用回転体。
【請求項５】
前記衝突部材は、平板状に構成されることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれかに記載の攪拌用回転体。
【請求項６】
前記衝突部材は、自身の面の法線方向が前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物の流動方向に対して角度を有するように配置されることを特徴とする、
請求項５に記載の攪拌用回転体。
【請求項７】
前記衝突部材は、先端が鋭利に形成された刃部を備えることを特徴とする、
請求項１乃至６のいずれかに記載の攪拌用回転体。
【請求項８】
前記吸入口または前記吐出口は、角部を有する断面形状に構成されることを特徴とする、
請求項１乃至７のいずれかに記載の攪拌用回転体。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか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】
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】
【０００８】
【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】
【０００９】
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を解消するものではなかった。
【００１０】
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。
【００１１】
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】
【００１２】
（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、前記本体内において前記吸入口と前記吐出口を繋ぐように設けられる略トンネル状の流通路と、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ると共に、前記回転軸の周方向において部分的に設けられ、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路には、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物と衝突可能に形成される衝突部材が設けられ、前記衝突部材は、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側に向けて突出する突起物であり、前記吸入口、前記吐出口または前記流通路の内側を横断しないように構成されることを特徴とする、攪拌用回転体である。
【００１３】
（２）本発明はまた、前記衝突部材は、前記流通路の内壁に形成された凹凸形状から構成され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、前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して角度を有する方向に突出するように設けられることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の攪拌用回転体である。
【００１６】
（４）本発明はまた、前記衝突部材は、前記本体の回転方向に対して平行に突出するように設けられることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の攪拌用回転体である。
【００１７】
（５）本発明はまた、前記衝突部材は、平板状に構成されることを特徴とする、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の攪拌用回転体である。
【００１８】
（６）本発明はまた、前記衝突部材は、自身の面の法線方向が前記吸入口、前記吐出口または前記流通路を通過する被攪拌物の流動方向に対して角度を有するように配置されることを特徴とする、上記（５）に記載の攪拌用回転体である。
【００１９】
（７）本発明はまた、前記衝突部材は、先端が鋭利に形成された刃部を備えることを特徴とする、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の攪拌用回転体である。
【００２０】
（８）本発明はまた、前記吸入口または前記吐出口は、角部を有する断面形状に構成されることを特徴とする、上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の攪拌用回転体である。
【００２１】
（９）本発明はまた、上記（１）乃至（８）のいずれか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】
【００２２】
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】
【００２３】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態に係る攪拌用回転体の一例を示した平面図である。（ｂ）同攪拌用回転体の一例を示した正面図（側面図も同一）である。（ｃ）同攪拌用回転体の一例を示した底面図である。
【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）吸入口、吐出口および流通路を拡大して示した断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）吸入口、吐出口および流通路を拡大して示した断面図である。
【図５】（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６】（ａ）駆動軸側に吸入口を設けた例を示した正面図（側面図）である。（ｂ）複数の吐出口に対して１つの吸入口を設けた例を示した正面図（側面図）である。（ｃ）本体を球状に構成した例を示した正面図（側面図）である。
【図７】（ａ）衝突部材を、本体の回転方向に対して斜めに（角度を有する方向に）横断するように設けた例を示した正面図（側面図）である。（ｂ）衝突部材を、本体の回転方向に対して平行に横断するように設けた例を示した正面図（側面図）である。（ｃ）吸入口および吐出口において複数の衝突部材を並列に設けた例を示した正面図（側面図）である。
【図８】（ａ）流通路に衝突部材を設けた例を示した断面図である。（ｂ）衝突部材を吸入口、吐出口または流通路の内側に向けて突出するように構成した例を示した断面図である。（ｃ）１つの吸入口から複数の吐出口に分岐するように構成した流通路に衝突部材を設けた例を示した断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）衝突部材を平板状に構成すると共に、被攪拌物の流動方向に対して斜めに配置した例を示した断面図である。
【図１０】（ａ）吸入口および吐出口の周縁を内側に突出させることによって衝突部材を構成した例を示した断面図である。（ｂ）吸入口および吐出口の周縁に丸みを付けた例を示した断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）吸入口および吐出口の形状（断面形状）を、角部を有する形状に構成した例を示した正面図（側面図）である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）衝突部材の本体への取付け方法の例を示した正面図（側面図）である。
【図１３】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（側面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
まず、本実施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の一例を示した平面図であり、同図（ｂ）は、攪拌用回転体１の一例を示した正面図（側面図も同一）であり、同図（ｃ）は、攪拌用回転体１の一例を示した底面図である。なお、同図（ａ）および（ｂ）では、一部を断面にして示している。
【００２６】
これらの図に示されるように、攪拌用回転体１は、略砲弾形状の本体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と、吸入口１２および吐出口１４に配置された衝突部材１７と、から構成されている。
【００２７】
本体１０は、この例では、略砲弾形状、詳細には円柱の一方の底面１０ｂを球面状に構成した形状、換言すれば円柱と半球を組み合わせた形状となっている。本体１０の他方の底面１０ａの中心には、モータ等の駆動装置の駆動軸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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
吸入口１２は、本体１０における接続部１８の反対側の底面１０ｂ（すなわち、本体１０の先端部）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１０ｃに設けられている。本実施形態では、４つの吐出口１４を、各吸入口１２に対して本体１０の半径方向（遠心方向）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。なお、本実施形態では、吸入口１２および吐出口１４の形状（断面形状）を円形に構成しているが、吸入口１２および吐出口１４の形状は特に限定されるものではなく、その他の形状であってもよい。
【００３１】
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１６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。すなわち、本実施形態の流通路１６は、中心軸Ｃ方向の軸方向部分１６ａおよび遠心方向の遠心方向部分１６ｂから構成されている。
【００３２】
本実施形態では、流通路１６をこのように構成することで、ドリル等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。
【００３３】
なお、流通路１６の断面形状は、特に限定されるものではなく、吸入口１２および吐出口１４の形状や位置、または加工方法等に応じて適宜の形状に構成することができる。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。
【００３４】
衝突部材１７は、略棒状の部材であり、吸入口１２および吐出口１４にそれぞれ設けられている。この衝突部材１７は、吸入口１２または吐出口１４を通過する被攪拌物と衝突するように形成された部材であり、詳細は後述するが、被攪拌物と衝突することによって攪拌能力を向上させるものである。
【００３５】
本実施形態では、衝突部材１７は、吸入口１２または吐出口１４の内側を本体１０の回転方向に対して直交する方向に横断するように設けられている。換言すれば、吸入口１２に設けられた衝突部材１７は、吸入口１２の内側を回転軸である中心軸Ｃの遠心方向に横断するように設けられている。また、吐出口１４に設けられた衝突部材１７は、吐出口１４の内側を中心軸Ｃと平行な方向に横断するように設けられている。
【００３６】
なお、本実施形態では、吸入口１２および吐出口１４の両方に衝突部材１７を設けているが、吸入口１２または吐出口１４のいずれか一方のみに衝突部材１７を設けるようにしてもよいことは言うまでもない。また、複数の吸入口１２の一部のみ、または複数の吐出口１４の一部のみに衝突部材１７を設けるようにしてもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
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の半径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１０ｃ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。なお、攪拌用回転体１の先端部に向かう流動は、吸入口１２の回転により旋回流となる。
【００３９】
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の表面に沿って側面１０ｃまで流動し、吐出口１４からの噴流の随伴流となる。
【００４０】
本実施形態では、底面１０ｂを球面状に構成することにより、本体１０の形状を中心軸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しているため、攪拌用回転体１の底面１０ｂ近傍の流動を、側面１０ｃ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、底面１０ｂをこのような形状にすることで、攪拌用回転体１の先端に向かう流動の一部を、底面１０ｂに沿って側面１０ｃまでスムーズに流動させて、側面１０ｃ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、効率的な攪拌を行うことが可能となっている。
【００４１】
さらに、本実施形態では、衝突部材１７を設けることによって、吸入口１２および吐出口１４を通過する流体（被攪拌物）を衝突部材１７に衝突させることにより、攪拌能力をより向上させることを可能としている。図３（ａ）および（ｂ）、ならびに図４（ａ）および（ｂ）は、吸入口１２、吐出口１４および流通路１６を拡大して示した断面図である。
【００４２】
図３（ａ）に示されるように、本実施形態では、吐出口１４に衝突部材１７を設けることにより、流通路１６の遠心方向部分１６ｂから吐出口１４を通過する流体を衝突部材１７に衝突させ、流れを２つに分断するようになっている。このようにすることで、吐出口１４からの噴流に変化をつけて複雑な流動とすることができる。さらに、流体中に粉体等を溶解させるような場合に、溶け切れなかった粉体等の塊を衝突部材１７に衝突させて破砕することができるため、流体中に均一に粉体等を溶解させることが可能となる。
【００４３】
また、衝突部材１７を本体１０の回転方向に直交する方向に横断するように設けることにより、吐出口１４を通過する流体に対し、横方向からも衝突部材１７を衝突させて分断することができるため、吐出口１４からの噴流をより複雑な流動とすることができる。なお、この横方向からの衝突は、回転速度を高めるほど効果的となる。
【００４４】
図示は省略するが、吸入口１２に設けた衝突部材１７によっても、同様の効果を奏することができる。本実施形態では、このように吸入口１２および吐出口１４において被攪拌物を衝突部材１７に適宜に衝突させることで攪拌能力を高め、より効率的に攪拌を行うことを可能としている。
【００４５】
そして、本実施形態では、このように衝突による攪拌効果を有しながらも、従来の羽根車等が有していた問題点を解消している。すなわち、被攪拌物に衝突させる衝突部材１７を、吸入口１２または吐出口１４の内側に配置して本体１０の外部に突出させないようにしているため、安全性が高いだけではなく、回転開始時の反動や、容器等に接触した場合の欠け、削れ等が生じないようになっている。
【００４６】
衝突部材１７の断面形状は、図３（ａ）に示す円形状に限定されるものではなく、楕円形状や多角形状等、その他の形状であってもよい。また、図３（ｂ）に示されるように、例えば衝突部材１７の断面形状を楔形状に構成し、先端が鋭利に形成された刃部１７ａを衝突部材１７に備えるようにしてもよい。このように、刃部１７ａを上流側に設けることで、粉体等の塊の破砕能力を高めることができる。
【００４７】
また、図４（ａ）および（ｂ）に示されるように、衝突部材１７を平板状に構成するようにしてもよい。この場合、同図（ａ）に示されるように、衝突部材１７の面の法線方向Ｎが吸入口１２または吐出口１４を通過する流体（被攪拌物）の流動方向に対して直交するように配置することで、流体に対する抵抗を減少させながらも、粉体等の塊の破砕能力を高めることができる。さらに、平板状に構成した衝突部材１７において上流側の幅方向端部に刃部１７ａを設けるようにすれば、より効果的である。
【００４８】
また、同図（ｂ）に示されるように、衝突部材１７の面の法線方向Ｎが吸入口１２または吐出口１４を通過する流体（被攪拌物）の流動方向と平行になるように配置することで、流体に対する横方向の衝突による分断能力を高めることができる。この場合にも、平板状に構成した衝突部材１７の幅方向端部に刃部１７ａを設けるようにすれば、より効果的である。さらに、幅方向の両端部に刃部１７ａを設けることで、回転方向によらず効果を発揮することができる。
【００４９】
なお、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。
【００５０】
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。
【００５１】
図５（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。
【００５２】
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の先端部に向かう旋回流（渦）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。
【００５３】
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を略砲弾形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。
【００５４】
本実施形態では、本体１０を略砲弾形状に構成すると共に、衝突部材１７を吸入口１２または吐出口１４の内側に配置することにより、回転時に吸入口１２または吐出口１４を通過する被攪拌物５０のみが衝突部材１７と衝突する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、本体１０の外側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。
【００５５】
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。
【００５６】
次に、攪拌用回転体１のその他の形態について説明する。図６（ａ）は、駆動軸側に吸入口１２を設けた例を示した正面図（側面図）である。同図では、４つの吸入口１２のうち、２つの吸入口１２を駆動軸側の底面１０ａに設けた例を示している。吸入口１２は、このように複数の吸入口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、用途によっては、全ての吸入口１２を駆動軸側に設けるようにしてもよい。
【００５７】
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。また、駆動軸側の吸入口１２を流体の液面に近づけて流体外部の気体を吸引するようにすれば、流体中に積極的に外部の気体を取り込むことができる。これにより、流体中に気体を溶け込ませたり、流体中に気泡を混入させたりすることができる。
【００５８】
なお、本体１０に被攪拌物５０の外部の気体を吸引するための専用の吸気口を設けると共に、この吸気口と吐出口１４を繋ぐ通気路を設けるようにしてもよい。このように、本体１０に吸気口および通気路を設けた場合、吸気口を流体外部に露出させた状態または流体外部の気体に触れる状態で攪拌用回転体１を回転させることにより、容易に流体中に気体を溶け込ませたり、流体中に気泡を混入させたりすることができる。
【００５９】
図６（ｂ）は、複数の吐出口１４に対して１つの吸入口１２を設けた例を示した正面図（側面図）である。この例では、流通路１６を、１つの吸入口１２に繋がる軸方向部分１６ａから複数の吐出口１４に繋がる遠心方向部分１６ｂに分岐するように構成している。このように、複数の吐出口１４に対して共通する吸入口１２を設けるようにしてもよい。
【００６０】
図６（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。このように、本体１０の形状は、上述の例で示した略砲弾形状に限定されるものではなく、球状、部分球状、楕円体状、部分楕円体状、円柱状、円盤状、円錐状、または円錐台状等であってもよいし、これらの立体を組み合わせて構成される形状であってもよい。
【００６１】
また、本体１０の形状は、安全性や容器等への衝突の点からは、回転軸（中心軸Ｃ）に垂直な断面が円形となる上記したような形状であることが好ましいが、本体１０の形状はこれに限定されるものではなく、回転軸（中心軸Ｃ）に垂直な断面が円形以外となる形状であってもよい。すなわち、本体１０の形状は、例えば多角柱状、多角錐状、または多角錐台状等であってもよいし、種々の立体を組み合わせて構成される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。
【００６２】
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、攪拌能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。
【００６３】
図７（ａ）は、衝突部材１７を、本体１０の回転方向に対して斜めに（角度を有する方向に）横断するように設けた例を示した正面図（側面図）である。このように、衝突部材１７の横断方向を適宜に調整することにより、攪拌能力を調整することができる。
【００６４】
図７（ｂ）は、衝突部材１７を、本体１０の回転方向に対して平行に横断するように設けた例を示した正面図（側面図）である。この場合、吸入口１２または吐出口１４を通過する被攪拌物５０に対し、横方向に衝突部材１７が略衝突しないようにすることができる。
【００６５】
図７（ｃ）は、吸入口１２および吐出口１４において複数の衝突部材１７を並列に設けた例を示した正面図（側面図）である。このように、衝突部材１７は、吸入口１２または吐出口１４において複数を並列に設けるようにしてもよく、衝突部材１７の個数を調整することで、攪拌能力を調整することができる。
【００６６】
なお、衝突部材１７の横断方向は、吸入口１２と吐出口１４で異なっていてもよい。また、衝突部材１７の並列に設ける個数は、吸入口１２と吐出口１４で異なっていてもよい。このように、吸入口１２と吐出口１４で、衝突部材１７の構成を異ならせることにより、攪拌能力をより細かく調整することが可能となる。
【００６７】
図８（ａ）は、流通路１６に衝突部材１６を設けた例を示した断面図である。このように、衝突部材１７は、吸入口１２および吐出口１４だけではなく、流通路１６内に設けるようにしてもよい。この場合、同図に示されるように、複数の衝突部材１７を流通路１６内の流動方向に直列に設けるようにしてもよく、それぞれの衝突部材１７が互いに交差すように横断方向を変化させてもよい。
【００６８】
図８（ｂ）は、衝突部材１７を吸入口１２、吐出口１４または流通路１６の内側に向けて突出するように構成した例を示した断面図である。衝突部材１７は、吸入口１２、吐出口１４または流通路１６を横断するように構成されるものに限定されず、このように、吸入口１２、吐出口１４または流通路１６の内側に向けて突出するように構成される突起物であってもよい。なお、同図では、衝突部材１７を平板状に構成した例を示しているが、例えばピラミッド状やドーム状等、その他の各種形状に衝突部材１７を構成するようにしてもよいことは言うまでもない。また、流通路１６の内壁に適宜の凹凸形状を形成し、これを衝突部材１７としてもよい。
【００６９】
図８（ｃ）は、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た流通路１６に衝突部材１７を設けた例を示した断面図である。この場合、流通路１６の軸方向部分１６ａに設けた衝突部材１７は、本体１０と共に中心軸Ｃを中心に回転することとなる。従って、同図に示されるように、軸方向部分１６ａに平板状の衝突部材１７を設けることで、軸方向部分１６ａ内を流動する被攪拌物５０に対して、羽根車と同様の効果を奏することができる。
【００７０】
図９（ａ）〜（ｃ）は、衝突部材１７を平板状に構成すると共に、被攪拌物５０の流動方向に対して斜めに配置した例を示した断面図である。これらの例では、衝突部材１７を平板状に構成し、衝突部材１７の面の法線方向Ｎが被攪拌物５０の流動方向に対して斜めになるように（角度を有するように）、吸入口１２、吐出口１４または流通路１６に配置している。
【００７１】
このようにすることで、吸入口１２、吐出口１４または流通路１６を通過する被攪拌物５０の流動方向を所定の方向に変化させることができるため、より複雑な流動を発生させ、攪拌能力を向上させることが可能となる。また、同図（ｂ）に示されるように、衝突部材１７を本体１０の回転方向に対して、直交する方向に横断または突出させると共に、面の法線方向Ｎが被攪拌物５０の流動方向に対して斜めになるように配置した場合、本体１０の回転方向に被攪拌物５０の流動方向が変化することとなるため、流通路１６内に詰りが生じた場合にも、攪拌用回転体１を適宜逆回転させることによって詰りを解消することが可能となる。
【００７２】
なお、湾曲した断面形状や翼断面形状の衝突部材１７を設けることで、被攪拌物５０の流動方向を変化させるようにしてもよい。また、同図（ｃ）に示されるように、吸入口１２を１つだけ設けた場合には、流通路１６の軸方向部分１６ａに螺旋形状の衝突部材１７や、プロペラ翼またはタービン翼等の形状をした衝突部材１７を設けるようにしてもよい。
【００７３】
図１０（ａ）は、吸入口１２および吐出口１４の周縁を内側に突出させることによって衝突部材１７を構成した例を示した断面図である。このように、吸入口１２または吐出口１４の周縁を内側に突出させて、衝突部材１７を構成するようにしてもよい。この場合、吸入口１２または吐出口１４の周縁を全周にわたって突出させるようにしてもよいし、部分的に突出させるようにしてもよい。
【００７４】
このようにすることで、吸入口１２または吐出口１４を通過する被攪拌物５０に対し、横方向から衝突部材１７を効果的に衝突させることができる場合がある。なお、同図に示す例では、衝突部材１７に刃部１７ａを設けた例を示したが、刃部１７ａを設けないようにしてもよい。
【００７５】
図１０（ｂ）は、吸入口１２および吐出口１４の周縁に丸みを付けた例を示した断面図である。このように、吸入口１２および吐出口１４の周縁に丸みを付けることにより、吸入口１２または吐出口１４を通過する被攪拌物５０に対する横方向からの衝突を略解消することが可能となる。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被攪拌物５０を攪拌する場合には、このように、吸入口１２または吐出口１４の周縁に適宜丸みを付けることにより、混入された粉末粒子を微細化することなく十分な攪拌を行うことができる。
【００７６】
図１１（ａ）〜（ｃ）は、吸入口１２および吐出口１４の形状（断面形状）を、角部１２ａ、１４ａを有する形状に構成した例を示した正面図（側面図）である。このように、吸入口１２または吐出口１４を菱形や三角形等の角部１２ａ、１４ａを有する形状に構成することにより、周縁を突出させて構成した衝突部材１７による横方向からの衝突をより効果的にすることができる。
【００７７】
なお、この場合、同図（ａ）および（ｂ）に示されるように、吸入口１２または吐出口１４の形状を、流通路１６の断面形状も含めて角部１２ａ、１４ａを有する形状に構成するようにしてもよいし、同図（ｃ）に示されるように、周縁から衝突部材１７を突出させることによって吸入口１２または吐出口１４の形状のみを角部１２ａ、１４ａを有する形状に構成するようにしてもよい。
【００７８】
また、吸入口１２および吐出口１４は、それぞれ異なる形状としてもよく、吸入口１２または吐出口１４のいずれか一方のみを角部１２ａ、１４ａを有する形状にしてもよいことは言うまでもない。また、吸入口１２または吐出口１４を角部１２ａ、１４ａを有する形状に構成した場合、形状によっては衝突部材１７を設けなくても、角部１２ａ、１４ａのみによって被攪拌物５０に対する横方向からの衝突効果を発生させることができる場合がある。
【００７９】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、衝突部材１７の本体１０への取付け方法の例を示した正面図（側面図）である。まず、同図（ａ）では、衝突部材１７を本体１０に設けた溝部１０ｄに嵌め込み、外側からカバー部材７０で押えて固定するようにした例を示している。この例では、各吐出口１４の上下に溝部１０ｄを形成し、この溝部１０ｄに棒状の衝突部材１７を嵌め込むことにより、各吐出口１４に衝突部材１７が配置されるようになっている。カバー部材７０は、本体１０の側面１０ｃを覆うように嵌合する円筒状に構成されており、各吐出口１４に対応する位置には吐出口１４と略同型状の開口７２が形成されている。
【００８０】
衝突部材１７をこのように固定することにより、本体１０からカバー部材７０を取り外すだけで、容易に衝突部材１７を着脱、または交換することが可能となる。すなわち、必要に応じて、容易に衝突部材１７を着脱したり、異なる形状のものに交換したりすることが可能となるため、攪拌用回転体１の汎用性を高めることができる。
【００８１】
なお、図示は省略するが、吸入口１２の周囲に溝部１０ｄを形成すると共に、各吸入口１２に対応する位置に開口７２を形成した半球状のカバー部材７０を底面１０ｂに嵌合させるようにすることで、吸入口１２に配置する衝突部材１７についても同様の固定方法を採用することができる。また、吸入口１２または吐出口１４の周囲の複数箇所に溝部１０ｄを形成するようにすれば、衝突部材１７の横断方向を変更して固定することが可能となる。
【００８２】
同図（ｂ）では、カバー部材７０に衝突部材１７を設けた例を示している。この例では、カバー部材７０は、同図（ａ）の例と同様に、本体１０の側面１０ｃを覆うように嵌合する円筒状に構成されており、各吐出口１４に対応する位置に吐出口１４と略同型状の開口７２が形成されている。そして、衝突部材１７は、この開口７２に形成されている。
【００８３】
このようにすることで、カバー部材７０を本体１０に取付けるだけで、衝突部材１７を備えていない攪拌用回転体１においても吐出口１４に衝突部材１７を設けることができる。また、異なる形状や向きの衝突部材１７を備える複数種類のカバー部材７０を用意しておくことにより、攪拌用回転体１の用途や被攪拌物５０の性質等に応じて、容易に衝突部材１７を変更することが可能となる。また、この例においても、各吸入口１２に対応する位置に開口７２および衝突部材１７を形成した半球状のカバー部材７０を底面１０ｂに嵌合させるようにすれば、吸入口１２に適用することができる。
【００８４】
なお、カバー部材７０の形状は、円筒状や半球状に限定されるものではなく、本体１０の形状や、吸入口１２および吐出口１４の形状および配置に応じた適宜の形状を採用することができる。また、カバー部材７０の材質は、特に限定されるものではないが、例えば各種ゴムや樹脂等の軟質の材料から構成すれば、攪拌用回転体１の安全性を高めることも可能となる。すなわち、カバー部材７０は、安全カバーとしても機能させることができる。
【００８５】
同図（ｃ）では、本体１０に取付けたリング状部材８０の一部を衝突部材１７とした例を示している。このように、リング状部材８０を本体１０の側面１０ｃに取付け、吐出口１４と重なる部分を衝突部材１７とすることもできる。このようにした場合、きわめて簡便に衝突部材１７を設けることができる。
【００８６】
なお、衝突部材１７は、同図（ａ）〜（ｃ）に示した方法以外の既知の方法（例えば、接着、溶接、係合またはねじ締結等）によって本体１０に取付けられるものであってもよいし、本体１０と一体的に形成されるものであってもよいことは言うまでもない。
【００８７】
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１３は、攪拌装置２の例を示した正面図（側面図）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。
【００８８】
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、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、吸入口１２、吐出口１４または流通路１６には、吸入口１２、吐出口１４または流通路１６を通過する被攪拌物５０と衝突可能に形成される衝突部材１７が設けられている。
【００８９】
このような構成とすることで、用途を問わずに安全且つ効率的な攪拌を行うことができる。具体的には、吸入口１２、吐出口１４または流通路１６を通過する被攪拌物５０に衝突部材１７を衝突させることにより、被攪拌物５０に複雑な流動を発生させて攪拌能力を向上させることができる。また、本体１０の外部に羽根車等の突起物等を設けなくても、被攪拌物に含まれる塊等を適宜に破砕することが可能となるため、従来以上に安全且つ効率的に攪拌を行うことができる。
【００９０】
また、衝突部材１７は、吸入口１２、吐出口１４または流通路１６の内側に向けて突出するように、または吸入口１２、吐出口１４または流通路１６の内側を横断するように設けられている。このように、衝突部材１７を本体１０の外部に突出させることなく被攪拌物５０に衝突させるようにすることで、攪拌用回転体１に衝突による攪拌効果を備えながらも、安全性が損なわれたり、回転開始時の反動や、容器等に接触した場合の欠け、削れ等の問題が生じたりしないようにすることができる。
【００９１】
また、衝突部材１７は、本体１０の回転方向に対して角度を有する方向に突出または横断するように設けられるものであってもよい。この場合、本体１０の回転に伴って、吸入口１２、吐出口１４または流通路１６を通過する被攪拌物５０に対し、流動方向の横方向から衝突部材１７を衝突させることができる。これにより、攪拌能力をより向上させることが可能となる。また、回転方向に対する角度を適宜に調整することにより、攪拌能力を細かく調整することが可能となる。
【００９２】
また、衝突部材１７は、本体１０の回転方向に対して平行に突出または横断するように設けられるものであってもよい。この場合、衝突部材１７が被攪拌物５０に対して横方向から略衝突しないようにすることができるため、被攪拌物５０の性質等によっては、効率的な攪拌を行うことが可能となる。
【００９３】
また、衝突部材１７は、平板状に構成されるものであってもよい。この場合、衝突部材１７の面の法線方向Ｎを適宜に調整することで被攪拌物５０との衝突態様を変化させ、攪拌能力を細かく調整することができる。また、衝突部材１７を、自身の面の法線方向Ｎが吸入口１２、吐出口１４または流通路１６を通過する被攪拌物５０の流動方向に対して角度を有するように配置した場合、被攪拌物５０の流動方向を所定の方向に変化させることができるため、より複雑な流動を発生させ、攪拌能力を向上させることが可能となる。
【００９４】
また、衝突部材１７は、先端が鋭利に形成された刃部１７ａを備えるものであってもよい。このようにすることで、被攪拌物５０中に含まれる粉体等の塊を効率的に破砕することが可能となるため、攪拌能力を向上させることができる。
【００９５】
また、吸入口１２または吐出口１４は、角部１２ａ、１４ａを有する断面形状に構成されるものであってもよい。このようにすることで、周縁を突出させて構成した衝突部材１７による横方向からの衝突をより効果的にすることができる。また、形状によっては衝突部材１７を設けなくても、角部１２ａ、１４ａのみによって被攪拌物５０に対する横方向からの衝突効果を発生させることができる場合がある。
【００９６】
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。
【００９７】
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】
【００９８】
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】
【００９９】
１  攪拌用回転体
２  攪拌装置
１０  本体
１２  吸入口
１２ａ  吸入口の角部
１４  吐出口
１４ａ  吐出口の角部
１６  流通路
１７  衝突部材
１７ａ  刃部
５０  被攪拌物
Ｃ  中心軸
Ｎ  法線方向
【図１】
0005800213.tif 000002
【図２】
0005800213.tif 000003
【図３】
0005800213.tif 000004
【図４】
0005800213.tif 000005
【図５】
0005800213.tif 000006
【図６】
0005800213.tif 000007
【図７】
0005800213.tif 000008
【図８】
0005800213.tif 000009
【図９】
0005800213.tif 000010
【図１０】
0005800213.tif 000011
【図１１】
0005800213.tif 000012
【図１２】
0005800213.tif 000013
【図１３】
0005800213.tif 000014