(57)【要約】【課題】攪拌対象物を投入した攪拌容器の回転方向を一定時間毎に切り換えることにより高効率な攪拌作業が可能であって、且つ、回転方向の切り換えに際のエネルギロスの低減および駆動源への負荷の低減を図ることができる。【解決手段】攪拌装置１０００は、駆動モータ２とデファレンシャルブロック３と、攪拌容器３０ａ、３０ｂと、ブレーキブロック１２ａ、１２ｂと回転方向切替ブロック１１ａ、１１ｂとを備える。また、攪拌装置１０００では、駆動モータ１とデファレンシャルブロック３との間の駆動力伝達経路である駆動軸２にフライホイール４１が取り付けられている。【選択図】図１
2008307498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力を発生する駆動源と、
前記駆動源からの回転駆動力を、２本の回転軸に対し差動的に伝達する差動部と、
前記２本の回転軸の少なくとも一方に対し連結されており、攪拌対象となる物質を収容する収容空間を有する攪拌容器と、
前記２本の回転軸の回転を択一的に停止させる制動部と、
前記一方の回転軸において、その回転が停止されている状態で回転方向を正逆切り換える回転方向切替部と、
前記駆動源と前記差動部との間の回転駆動力の伝達経路中に挿設され、駆動トルクの平滑化を図るトルク平滑部とを備える
ことを特徴とする攪拌装置。
【請求項２】
前記トルク平滑部は、フライホイールを以って構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項３】
予め格納された駆動シーケンスに基づき、前記駆動源および前記制動部および前記回転方向切替部の各々に対して制御信号を出力する制御部を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の攪拌装置。
【請求項４】
前記攪拌容器は、その内壁面に凹凸加工が施されている
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の攪拌装置。
【請求項５】
前記攪拌容器は、その回転中心およびその近傍領域の内壁面に羽根が設けられている
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の攪拌装置。
【請求項６】
前記攪拌容器は、その回転軸が鉛直方向に対し斜めに配されている
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の攪拌装置。
【請求項７】
前記攪拌容器は、前記収容空間が略球形に形成されており、
前記収容空間を囲む内壁面には、回転時における赤道上およびその近傍を含む領域に、前記物質を排出する排出口が設けられており、
前記排出口に続く排出経路には、当該経路の開閉動作を実行する弁機構が設けられている
ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の攪拌装置。
【請求項８】
前記排出経路の外方端に対応する外周領域には、前記攪拌容器の回転動作により前記排出経路を通り排出される前記物質を集約するガイドカバーが設けられている
ことを特徴とする請求項７に記載の攪拌装置。
【請求項９】
前記ガイドカバーは、前記攪拌容器の回転に対して同期した状態で回転する
ことを特徴とする請求項８に記載の攪拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌装置に関し、特に攪拌容器の回転方向を正逆切替ながら攪拌動作を実行する攪拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬品や食品などの製造に際しては、複数の原材料を混合したり、粒状物を粉砕したりするために攪拌装置が用いられる。一般的な攪拌装置としては、攪拌対象となる液体や粉体などを投入する攪拌容器内に攪拌のためのスクリューを装備し、攪拌対象物を投入した状態でスクリューを回転させ攪拌を実行するという構成のものがある（特許文献１）。また、攪拌容器内にスクリューを装備することなく、攪拌容器自体の回転により、且つ、一定時間毎に駆動モータの回転方向を切り換えて対象物を攪拌するという攪拌装置も提案されている（特許文献２）。
【０００３】
さらに、上記特許文献２で提案の技術に対して、攪拌対象物の重量が増加した場合にもエネルギロスを極力減らすべく、デファレンシャルギアを用いた構成の攪拌装置も提案されている（特許文献３）。特許文献３で提案の攪拌装置の概要構成について、図１０を用い説明する。
図１０に示すように、該攪拌装置は、駆動源である駆動モータ９０１と、駆動軸９０２により駆動モータ９０１と連結されたデファレンシャルブロック９０３を有する。また、デファレンシャルブロック９０３には、２本の回転軸９１０ａ、９１０ｂが連結されており、それぞれ回転方向切替ブロック９１１ａ、９１１ｂに連結され、さらに、ブレーキブロック９１２ａ、９１２ｂに連結されている。そして、各回転方向切替ブロック９１１ａ、９１１ｂには、回転軸９２９ａ、９２９ｂが連結されており、各々の回転軸９２９ａ、９２９ｂの先端部分に攪拌容器９３０ａ、９３０ｂが固定されている。なお、駆動モータ９０１および回転方向切替ブロック９１１ａ、９１１ｂおよびブレーキブロック９１２ａ、９１２ｂは、制御部９４５が動作の制御を実行する。
【０００４】
特許文献３で提案されている攪拌装置では、２つの攪拌容器９３０ａ、９３０ｂに攪拌対象物９５０を投入した状態で、駆動モータ９０１を一方向ｒｏｔ．６に回転開始させる。そして、ブレーキブロック９１２ａ、９１２ｂを開状態としている場合には、攪拌容器９３０ａは回転方向切替ブロック９１１ａの状態に基づき、方向ｒｏｔ．７または方向ｒｏｔ．８に回転し、同様に、攪拌容器９３０ｂは回転方向切替ブロック９１１ｂの状態に基づき、方向ｒｏｔ．９または方向ｒｏｔ．１０に回転する。
【０００５】
攪拌容器９３０ａの回転方向を方向ｒｏｔ．７から方向ｒｏｔ．８へと切り換えようとする場合には、制御部９４５からの信号により、まずブレーキブロック９１２ａが回転軸９１０ａの回転を停止させ、停止の間に回転方向切替ブロック９１１ａでギアチェンジを実行することでなされる。なお、回転軸９１０ａの回転が停止した状態においても、デファレンシャルブロック９０３の機能により、駆動モータ９０１の回転に変化を生じることはなく、その駆動力は回転軸９１０ｂへと伝達されることになる。攪拌容器９３０ｂの回転方向を方向ｒｏｔ．９から方向ｒｏｔ．１０へと切り換えようとする場合も同様である。
【０００６】
特許文献３で提案の攪拌装置では、上記構成を採用することにより、一定時間毎に攪拌容器９３０ａ、９３０ｂの回転方向を切り換えることで高い攪拌効率を得ることができるとともに、回転方向の切り換えにともなうエネルギロスの低減や駆動モータ９０１への負荷の低減という効果が得られる。
【特許文献１】特許３０７２４６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１０８４号公報
【特許文献３】特開２００５−２８２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献３では、攪拌容器９３０ａ、９３０ｂの回転方向の切り換えの際のエネルギロスの低減および駆動モータ９０１の負荷の低減が十分ではない。具体的には、図１１に示すように、回転方向の切り換えのタイミングｔ９１、ｔ９２、ｔ９３において、モータ９０１の負荷が大きくなり、そのために大きな電流が流れることになる（Ａ１、Ａ２、Ａ３で示す部分）。これは、回転方向の切り換えに際し、ブレーキブロック９１２ａ、９１２ｂを作動させ、デファレンシャルブロック９０３が差動動作を開始するときに、反力トルクが駆動モータ９０１の側へもかかることに原因がある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決しようとなされたものであって、攪拌対象物を投入した攪拌容器の回転方向を一定時間毎に切り換えることにより高効率な攪拌作業が可能であって、且つ、回転方向の切り換えに際のエネルギロスの低減および駆動源への負荷の低減を図ることができる攪拌装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る攪拌装置は、次に示す（ａ）から（ｆ）の各機能部を備えることを特徴とする。
（ａ）駆動源：回転駆動力を発生する。
（ｂ）差動部：駆動源からの回転駆動力を、２本の回転軸に対し差動的に伝達する。
（ｃ）攪拌容器：上記２本の回転軸の少なくとも一方に対し連結されており、攪拌対象となる物質を収容する。
【００１０】
（ｄ）制動部：上記２本の回転軸の回転を択一的に停止させる。
（ｅ）回転方向切替部：上記一方の回転軸において、その回転が停止されている状態で回転方向を正逆切り換える。
（ｆ）トルク平滑部：駆動源と差動部との間の回転駆動力の伝達経路中に挿設され、駆動トルクの平滑化を図る。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、本発明に係る攪拌装置は差動部を有し、差動部を介して上記２本の回転軸に回転駆動力が伝達されるので、制動部が一方の回転軸を停止させる場合にも、駆動源からの回転駆動力が他方の回転軸へと差動的に伝達されることになる。そして、本発明に係る攪拌装置では、攪拌容器が回転方向切替部を介して差動部からの回転駆動力を受ける構成となっており、これにより、回転軸の回転が停止された状態で攪拌容器の回転方向を正逆切り換えることができる。具体的には、回転方向の切り換えを行った後において制動部の制動動作を解除することで、攪拌容器が回転停止前とは逆向きに回転することになる。また、上記のような回転方向の切り換えの際にも、差動部により駆動源の出力を一定に維持することができる。
【００１２】
また、本発明に係る攪拌装置では、駆動源と差動部との間の回転駆動力の伝達経路中にトルク平滑部が挿設されているので、上記回転方向の切り換えの際に差動部からの反力トルクに起因する駆動源の負荷上昇を緩和することができる。よって、本発明に係る攪拌装置では、装置駆動中における駆動源の負荷変動を小さく抑えることによって、上記特許文献３で提案の技術に対して、一層のエネルギロスの低減および駆動源への負荷の低減が図られる。
【００１３】
従って、本発明に係る攪拌装置は、攪拌対象物を投入した攪拌容器の回転方向を一定時間毎に切り換えることにより高効率な攪拌作業が可能であって、且つ、回転方向の切り換えに際のエネルギロスの低減および駆動源への負荷の低減を図ることができる。
上記本発明に係る攪拌装置では、次のようなバリエーションを採用することができる。
・上記本発明に係る攪拌装置では、具体的な負荷変動抑制部として、フライホイールを採用することができる。
【００１４】
・上記本発明に係る攪拌装置では、上記（ａ）から（ｆ）の各構成の他に、制御部を備えることもできる。ここで、制御部は、予め格納された駆動シーケンスに基づき、駆動源および制動部および回転方向切替部の各々に対して制御信号を出力するという機能を備える。
・上記本発明に係る攪拌装置では、攪拌容器の内壁面に凹凸加工を施しておくこともできる。これにより、高い攪拌効率を得ることができる。
【００１５】
・上記本発明に係る攪拌装置では、攪拌容器の回転中心およびその近傍領域の内壁面に羽根を設けておくこともできる。これは、本発明に係る攪拌装置のように攪拌容器の回転方向を一定時間毎に切り換えることにしても、攪拌容器における回転軸に当る部分では、中に投入した物質の滞留が生じやすい。これに対し、上記領域に羽根を設けることとにすることで、攪拌容器内の全体での攪拌効率を向上させることができる。
【００１６】
・上記本発明に係る攪拌装置では、攪拌容器の回転軸を鉛直方向に対し斜めに配しておくこともできる。このような構成を採用する場合には、攪拌容器内の回転中心に当る部分の物質には遠心力とともに重力もかかることになり、その相互の力により滞留が抑制されることになる。
・上記本発明に係る攪拌装置では、攪拌容器の収容空間を略球形に形成し、収容空間を囲む内壁面に対し、回転時における赤道上およびその近傍を含む領域に、攪拌された物質を排出する排出口を設けておき、排出口に続く排出経路に弁機構を設けた構成とすることができる。本発明に係る攪拌装置では、このような構成を採用することにより、弁機構を開状態として攪拌容器を回転駆動させることで、容易に且つ確実に攪拌容器内の物質（攪拌後）を外方に取り出すことができる。よって、上記構成を採用する場合には、攪拌後の物質を容易に且つ確実に取り出すことができ、作業の効率化を図る上で望ましい。
【００１７】
・上記本発明に係る攪拌装置では、排出経路の外方端に対応する外周領域に、排出される物質を集約するガイドカバーを設けておくこともできる。
・上記本発明に係る攪拌装置では、攪拌容器の回転に対して同期した状態でガイドカバーも回転する構成を採ることもできる。このようにすれば、ガイドカバーのサイズを小さなものとすることができ、装置全体の小型化を図りながら確実に攪拌物質の回収をすることができる。また、サイズの小さなガイドカバーを採用することで、攪拌しようとする物質の種類を変更する際などの清掃の手間を低減することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態については、本発明の構成上の特徴および当該構成から奏される作用効果を分かりやすく説明するために一例として用いるものであって、本発明は、その技術的な本質特徴部分を除き、以下の内容に何ら限定を受けるものではない。
（実施の形態１）
１−１．全体構成
本実施の形態に係る攪拌装置１０００の全体構成について、図１を用い説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係る攪拌装置１０００は、回転駆動力を供給する駆動モータ１と、２つの攪拌容器３０ａ、３０ｂとを備える。駆動モータ１は、駆動軸２でデファレンシャルブロック３に接続されている。デファレンシャルブロック３からは、２本の回転軸１０ａ、１０ｂが延出されており、各々が回転方向切替ブロック１１ａ、１１ｂに接続されている。なお、本実施の形態に係る攪拌装置１０００では、駆動モータ１とデファレンシャルブロック３との間における回転駆動力の伝達経路中、具体的には、駆動軸２にフライホイール４１が取り付けられている。フライホイール４１については、後述する。
【００２０】
各回転軸１０ａ、１０ｂは、回転方向切替ブロック１１ａ、１１ｂを突き抜ける状態で延設されており、各端部にブレーキブロック１２ａ、１２ｂが設けられている。各回転方向切替ブロック１１ａ、１１ｂからは、回転軸１５ａ、１５ｂが各々延出され、回転軸２９ａ、２９ｂなどを介して攪拌容器３０ａ、３０ｂに接続されている。本実施の形態に係る攪拌装置１０００においては、概略、中空球体の攪拌容器３０ａ、３０ｂを採用している。そして、攪拌容器３０ａ、３０ｂには、上部開口を塞ぐ状態に投入口蓋３１ａ、３１ｂが取り付けられており、略球状をした収納空間には、液状体５０が保持されている。
【００２１】
また、攪拌装置１０００には、その駆動制御を実行する制御部４５を備える。制御部４５は、その中のメモリ部（不図示）に予め格納された駆動プログラムに基づいて駆動制御を実行する。
デファレンシャルブロック３は、乗用車等の駆動系に用いられているのと同様の公知の構造を有するものであり，リングギア５、ケース６、ピニオンシャフト７、デファレンシャルピニオン８ａ、８ｂ、サイドギア９ａ、９ｂなどから構成されている。駆動モータ１からの駆動軸２には、その先端部分にドライブピニオン４が取り付けられており、リングギア５に噛合するようになっており、また、回転軸１０ａ、１０ｂは、各端がサイドギア９ａ、９ｂにそれぞれ接合されている。デファレンシャルブロック３は、駆動軸２からの駆動力を差動的に２本の回転軸１０ａ、１０ｂに伝達する。
【００２２】
回転方向切替ブロック１１ａ、１１ｂは、デファレンシャルブロック３に繋がる２本の回転軸１０ａ、１０ｂのそれぞれに接続されており、大径のギア１４ａ、１４ｂと、それより径の小さなギア１３ａ、１３ｂおよびギア１６ａ、１６ｂと、小径のギア１７ａ、１７ｂとを備える。また、ギア１６ａ、１６ｂを支持する回転軸１５ａ、１５ｂには、これらには直接接触しない状態で糸巻型のリング１８ａ、１８ｂが取り付けられており、各リング１８ａ、１８ｂには、電磁ソレノイド２０ａ、２０ｂに対し稼動シャフト２１ａ、２１ｂを介して接続された松葉状のレバー１９ａ、１９ｂが取り付けられた構成となっている。
【００２３】
ここで、レバー１９ａ、１９ｂの各々は、制御部４５からの制御信号に基づく電磁ソレノイド２０ａ、２０ｂの駆動により、図１のＸ軸方向に移動可能となっており、当該移動に伴ってリング１８ａ、１８ｂを介してギア１６ａ、１６ｂを左右方向に移動させる。そして、回転方向切替ブロック１１ａ、１１ｂにおいては、この移動によってギア１６ａ、１６ｂがギア１４ａ、１４ｂあるいはギア１７ａ、１７ｂの一方に対し噛合することになる。
【００２４】
ギア１６ａ、１６ｂが接合されてなる回転軸１５ａ、１５ｂの各々の回転駆動力は、ギア２７ａ、２７ｂおよびギア２８ａ、２８ｂを介して、回転軸２９ａ、２９ｂに伝達される。そして、各回転軸２９ａ、２９ｂの先端部分には、攪拌容器３０ａ、３０ｂがそれぞれ接合されている。
ブレーキブロック１２ａ、１２ｂは、電磁ディスクブレーキであって、デファレンシャルブロック３から延びる各回転軸１０ａ、１０ｂの先端部分に設けられている。具体的には、電磁コイル２２ａ、２２ｂと、スプリング２３ａ、２３ｂと、ディスク２４ａ、２４ｂとパッド２５ａ、２５ｂと、コア２６ａ、２６ｂとから構成されている。ブレーキブロック１２ａ、１２ｂは、制御部４５からの指示信号に基づき、交互に回転軸１０ａ、１０ｂの回転を停止させるものであって、制御部４５からの制御信号に基づき電磁コイル２２ａ、２２ｂに電流が流されるとスプリング２３ａ、２３ｂの力に抗してディスク２４ａ、２４ｂがコア２６ａ、２６ｂの側に引き付けられ、ディスク２４ａ、２４ｂがパッド２５ａ、２５ｂから切り離されてブレーキ解除される。なお、電磁コイル２２ａ、２２ｂに電流が流されていない状態では、上記とは逆の作用を以ってブレーキがかかった状態となる。
【００２５】
１−２．フライホイール４１の構成
本実施の形態に係る攪拌装置１０００で最も特徴を有するフライホイール４１について、図２を用い説明する。
図２に示すように、フライホイール４１は、駆動軸２に対して接合された円板状の本体部４１０と、当該本体部４１０の一方の主面上（図２におけるＺ軸方向上側の主面）に取り付けられた複数（本実施の形態では、４つ）の錘部４１１とから構成されている。本体部４１０の外縁部分は、堤状になっており、錘部４１１は、本体部４１０の径方向に位置調整可能となっている。
【００２６】
フライホイール４１は、一方向（回転方向ｒｏｔ．１）に回転する駆動モータ１の駆動（回転）トルクの平滑化を担う。
１−３．攪拌装置１０００の駆動方法
上記構成を有する攪拌装置１０００の駆動方法について、図１および図３を用いて説明する。
【００２７】
図３において、Ａ部は攪拌容器３０ａの回転状況を、Ｂ部は攪拌容器３０ｂの回転状況を、Ｃ部はブレーキブロック１２ａに印加されるブレ−キ電圧を、Ｄ部はブレーキブロック１２ｂに印加されるブレーキ電圧を、Ｅ部およびＦ部は回転切換の電圧をそれぞれ示している。
図３に示すように、攪拌装置１０００の駆動においては、先ず、攪拌容器３０ａ、３０ｂに液状体５０を入れて投入口蓋３１ａ、３１ｂを閉める。次に、駆動モータ１を駆動させる前に、制御部４５からブレーキブロック１２ａ、１２ｂに制御電圧を印加して、ブレーキブロック１２ａをオフ（ブレーキが解除された状態）、ブレーキブロック１２ｂをオン（ブレーキが掛かった状態）にしておく。この状態で制御部４５から駆動モータ１に動作開始信号を加えて、駆動モータ１の回転駆動を開始させる。
【００２８】
上記状態では、ブレーキブロック１２ｂのブレーキが掛かった状態となっているので、回転軸１０ｂは回転せず、回転軸１０ａのみが回転を開始し、回転方向切替ブロック１１ａにおけるギア１６ａ、および回転軸１５ａ、ギア２７ａ、２８ａを介して回転軸２９ａが回転し、図１における紙面向かって左側に配された攪拌容器３０ａが所定の回転数で回り始める（回転方向ｒｏｔ．２または回転方向ｒｏｔ．３）。
【００２９】
図３に示すように、攪拌装置１０００では、上記駆動状態を所定時間継続した後、タイミングｔ１において、制御部４５からのブレーキ電圧が切り替わる。即ち、ブレーキブロック１２ａのブレーキが掛かり、ブレーキブロック１２ｂのブレーキが解除される。すると、図３のＡ部に示すように、タイミングｔ２で攪拌容器３０ａの回転が停止する。一方、図３のＢ部に示すように、タイミングｔ１で攪拌容器３０ｂが回転を開始し（回転方向ｒｏｔ．４または回転方向ｒｏｔ．５）、タイミングｔ２で定常駆動状態に入る。図３のＥ部に示すように、タイミングｔ３において、制御部４５から電磁ソレノイド２０ａに電圧が加えられて、ギア１６ａが右方向に移動しギア１７ａと噛合するようになって、攪拌容器３０ａが逆回転する準備が整う。図３のＣ部およびＤ部に示すように、タイミングｔ４において、ブレーキ電圧が切り替わり、攪拌容器３０ｂのブレーキが掛かり、タイミングｔ５において、攪拌容器３０ｂは回転停止状態となる。一方攪拌容器３０ａは、それまでとは逆方向の回転を開始し（ｒｏｔ．２からｒｏｔ．３へ、またはｒｏｔ．３からｒｏｔ．２へ）、タイミングｔ５で定常駆動状態に入る。図３のＦ部に示すように、タイミングｔ６において、制御部４５からは、電磁ソレノイド２０ｂに対し電圧が印加され、ギア１６ｂが紙面の左側に滑ってギア１６ｂがギア１７ｂと噛合して、攪拌容器３０ｂが逆方向に回転する準備が整えられる。以下同様にしてタイミングｔ７、ｔ８で再び回転方向が切り替わる（ｒｏｔ．４からｒｏｔ．５へ、またはｒｏｔ．５からｒｏｔ．４へ）。なお、タイミングｔ３はタイミングｔ２とタイミングｔ４との間、タイミングｔ６はタイミングｔ５とタイミングｔ７との間であれば、図３に示したタイミングに制限されない。
【００３０】
１−４．優位性
上記のように、本実施の形態に係る攪拌装置１０００では、攪拌容器３０ａ、３０ｂが交互に回転、即ち、一方の攪拌容器が回転している時には他方の攪拌容器が停止している。しかも、停止状態にある攪拌容器３０ａ、３０ｂが次に回転する際には、その前の回転とは逆方向に回転する。このような一連の動きから分かるように、本実施の形態に係る攪拌装置１０００では、駆動モータ１の回転軸２は常に一方向（回転方向ｒｏｔ．１）に回転しているだけであり、攪拌容器３０ａ、３０ｂの回転方向は交互に正逆反転するけれども、駆動モータ１の回転方向を正逆切り換える必要がないので、極めて効率が良い。これは、デファレンシャルブロック３の働きによるものであり、一方の回転軸１０ａ（１０ｂ）の回転が減速すると、他方の回転軸１０ｂ（１０ａ）の回転が加速するので、エネルギーのロスが少なくて済む。
【００３１】
また、本実施の形態に係る攪拌装置１０００では、駆動軸２にフライホイール４１が取り付けられているので、攪拌容器３０ａ、３０ｂの回転方向を切り換えるのに、ブレーキが各回転軸１０ａ、１０ｂの各々に掛けるのに際してデファレンシャルブロック３からの反力トルクによる駆動モータ１の負荷が低減される。即ち、本実施の形態に係る攪拌装置１では、駆動軸２に取り付けられたフライホイール４１が駆動モータ１の駆動トルクの平滑化を図る作用を有し、回転方向切り換えに際しデファレンシャルブロック３から反力トルクがかかる場合にも、駆動モータ１に対し影響を及ぼすのを効果的に抑制することができる。
【００３２】
図４に示すように、本実施の形態に係る攪拌装置１では、その駆動において、駆動モータ１にかかる負荷電流が、図１１に示す特許文献３で提案の攪拌装置に比べて平滑化されており、図１１でしめすようなピークＡ１〜Ａ３が発生しない。
さらに、本実施の形態に係る攪拌装置１０００では、例えば、食品や薬品などを混合することができるが、食品を混合する場合には、本実施の形態に係る攪拌装置１０００における攪拌容器３０ａ、３０ｂがその内部に羽などを有しないので、攪拌時に収納物である食品を傷つけることがない。
【００３３】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る攪拌装置２０００について、図５および図６を用い説明する。なお、以下の説明においては、上記実施の形態１に係る攪拌装置１０００と同一構成の部分については、同一の符号を用い、あらためての説明を省略する。
２−１．全体構成
図５に示すように、本実施の形態に係る攪拌装置２０００の基本的な構成は、上記実施の形態１に係る攪拌装置１０００と同一である。本実施の形態に係る攪拌装置２０００が上記攪拌装置１０００と相違して特徴とする点は、攪拌容器３２ａ、３２ｂの構造と、その外周に配された付帯設備（回収リング３４ａ、３４ｂ）にある。以下においては、攪拌装置１０００との相違点を中心に説明をする。
【００３４】
図５に示すように、本実施の形態に係る攪拌装置２０００では、２つの攪拌容器３２ａ、３２ｂを備えるが、本実施の形態に係る攪拌容器３２ａ、３２ｂは、その各赤道上から径方向外方に向けて各２個の排出ノズル３３ａ、３３ｂが形成されている。また、攪拌装置２０００では、各攪拌容器３２ａ、３２ｂにおける外周を取り囲む状態で回収リング３４ａ、３４ｂが配されている。
【００３５】
回収リング３４ａ、３４ｂの各々は、その全周にわたって攪拌容器３２ａ、３２ｂに設けられた排出ノズル３３ａ、３３ｂに対応した位置に受け入れ口３４１ａが形成されており、回転する攪拌容器３２ａ、３２ｂの排出ノズル３３ａ、３３ｂから排出される液状体５０を受け入れる。なお、回収リング３４ａ、３４ｂは、攪拌容器３２ａ、３２ｂが回転したときにも、これに伴って回転するものではなく、静置されている。また、図５などでは、その図示を省略しているが、回収リング３４ａ、３４ｂなどは、指示フレームによって攪拌装置２０００の静止部分（ベースプレートやベースフレームなど）に固定されている。
【００３６】
回収リング３４ａ、３４ｂにおけるＺ軸方向下方部分には、周上２箇所に排出口３４２ａ、３４２ｂが形成されており、受け入れ口３４１ａから受け入れられた液状体５０は、ガイドカバーとして機能する回収リング３４ａ、３４ｂにより各２箇所の排出口３４２ａ、３４２ｂに集約される。そして、実際の回収処理の際には、この回収リング３４ａ、３４ｂの各排出口３４２ａ、３４２ｂの下に回収容器を配し、回収されてくる液状体５０を受けるようにしておく。
【００３７】
図６（ａ）に示すように、攪拌容器３２ａの赤道上に設けられた排出ノズル３３ａには、その排出経路中にボールバルブ３３２ａが設けられている。攪拌装置２０００を用い液状体５０を攪拌する際には、漏出のないようにボールバルブ３３２ａを閉鎖しておき、液状体５０を回収する際にボールバルブ３３２ａを開放する。
回収リング３４ａは、上述のように、攪拌容器３２ａの外周を取り囲む状態に配されており、その上側開口に攪拌容器３２ａの一部が挿入される。また、攪拌容器３２ａを挿入した状態において、排出ノズル３３ａに対応するように受け入れ口３４１ａが形成されている。回収リング３４ａの内方には、受け入れ口３４１ａから排出口３４２ａの間で液状体５０が飛び散るのを防ぐ目的で、ガイド板３４３ａ、３４４ａが形成されている。このガイド板３４３ａ、３４４ａは、回収リング３４ａの内方の全周にわたり形成されている。
【００３８】
なお、図６（ａ）では、攪拌装置２０００に備えられた２つの攪拌容器３２ａ、３２ｂおよび２つの回収リング３４ａ、３４ｂの内の一方、即ち、図５における左側に位置する攪拌容器３２ａと回収リング３４ａとについてだけ図示をしたが、もう一方の攪拌容器３２ｂおよび回収リング３４ｂについても同様の構成を有する。
２−２．攪拌容器３２ａ、３２ｂからの液状体５０の回収操作と攪拌装置２０００が有する優位性
図６（ａ）に示すように、排出ノズル３３ａのボールバルブ３３２ａを閉鎖した状態では、攪拌容器３２ａ内に液状体５０が保持されている。攪拌装置２０００において、攪拌動作を実行する際には、この状態としておく。また、攪拌動作を実行の際には、投入口蓋３１ａもしっかりと締めておき、攪拌容器３２ａから外に液状体５０が飛び散ることがないようにしておく。
【００３９】
次に、図６（ｂ）に示すように、攪拌容器３２ａ内の液状体５０を回収する際には、先ず、回収リング３４ａの排出口３４２ａの下部に回収容器を載置し（図６（ｂ）では、不図示）、ボールバルブ３３２ａを開放する。そして、攪拌装置２０００における駆動モータ１を起動して攪拌容器３２ａを回転させ、この回転による遠心力を用いて液状体５０を排出ノズル３３ａから、回収リング３４ａを経由して回収容器に回収する。
【００４０】
なお、この液状体５０の回収時においては、回収リング３４ａの内方にガイド板３４３ａ、３４４ａが設けられているので、ノズル口３３１ａから遠心力を受けて法線方向に排出される液状体５０はこれらガイド板３４３ａ、３４４ａにより回収容器に案内される。
本実施の形態に係る攪拌装置２０００が備える攪拌容器３２ａ、３２ｂには、回転操作時における赤道上から外方に向けて排出ノズル３３ａが形成され、この排出ノズル３３ａの形成箇所が遠心力を受けた液状体５０の分布において最も高密度となる箇所としているので、攪拌容器３２ａ内の液状体５０がスムーズ且つ確実に排出される。これら操作および回収に係るメカニズムについては、もう一方の攪拌容器３２ｂおよびこれに付帯される回収リング３４ｂについても同様である。
【００４１】
従って、本実施の形態に係る攪拌装置２０００では、回収の際に攪拌容器３２ａ、３２ｂの内方に液状体５０が残留し難く、当該作業を終わって後に実施する次の作業に備えての清掃作業を省略あるいは軽微なものとすることができる。なお、本実施の形態に係る攪拌装置２０００での液状体５０の回収時における攪拌容器３２ａ、３２ｂの回転数は、内方に収納される液状体５０の粘度や、回収に費やすことができる作業時間などによって適宜設定されるものであるが、例えば、１分間に数十回転程度で十分である。ここで、回収に係る作業の最終段階などにおいて、攪拌容器３２ａ、３２ｂの内底部分に液状体５０の一部が残留するようであれば、少し攪拌容器３２ａ、３２ｂの回転数を上昇させるという操作を適宜実施することとしてもよい。
【００４２】
また、攪拌装置２０００の攪拌に係る駆動方法については、上記攪拌装置１０００と基本的に同様であるのでその説明を省略したが、上記構成を採用することから、駆動モータ１（動力源）の回転方向を正／逆切替えなくても攪拌容器３２ａ、３２ｂの回転方向を正／逆切換えることが可能である。即ち、この装置２０００の駆動に際しては、駆動モータ１の駆動を開始し、当該駆動状態において、ブレーキブロック１２ａ、１２ｂの一方を作動させてデファレンシャルブロック３から延出される回転軸１０ａ、１０ｂの一方の回転を停止させ、この間に停止させた回転軸（１０ａまたは１０ｂ）に接続された回転方向切換ブロック（１１ａまたは１１ｂ）を作動させて回転軸（２９ａまたは２９ｂ）の回転方向を切り換えることができる。そして、このように一方の回転軸（１０ａまたは１０ｂ）にブレーキをかけてその回転を停止させていても、差動部であるデファレンシャルブロック３の機能によって他方の回転軸（１０ａまたは１０ｂ）には回転駆動力が伝達され続けることになる。
【００４３】
また、本実施の形態に係る攪拌装置２０００においても、駆動軸２にフライホイール４１が取り付けられているので、攪拌容器３２ａ、３２ｂの回転方向の切り換えに際しても反力トルクによる駆動モータ１の負荷が軽減され、高い攪拌効率が得られる。
従って、攪拌装置２０００では、上記一連の動作を２つの回転軸１０ａ、１０ｂに対して交互に実施することで、駆動モータ１からの回転（駆動軸２の回転）を一方向に定常的に保ったまま、攪拌容器３２ａ、３２ｂの回転方向を交互に反転させることができ、高い効率を以って攪拌作業を実行させることができ、また、駆動モータ１および軸２、１０ａ、１０ｂ、２９ａ、２９ｂに対する負荷の軽減という観点からも優位である。
【００４４】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る攪拌装置３０００の構成について、図７を用いて説明する。なお、本実施の形態に係る攪拌装置３０００の構成の内、攪拌容器３２ａ、３２ｂに付帯されているガイドカバーとしての部分以外については、上記実施の形態２と同様であるので、図示および説明を省略する。
【００４５】
図７に示すように、本実施の形態に係る攪拌装置３０００では、上記実施の形態２のように攪拌容器３２ａ、３２ｂの各外周の全体を取り囲むように回収リング３４ａを配するのではなく、攪拌容器３２ａに設けられた排出ノズル３３ａの各々に対応して回収容器３７ａを配している。また、各排出ノズル３３ａと回収容器３７ａとの各間には、排出された液状体５０を回収容器３７ａ内に確実に案内するように、漏斗状の回収補助器３５ａを配置している。
【００４６】
回収容器３７ａおよび回収補助器３５ａは、円板状の回収器ベースプレート３８ａ上に各々立設された回収器支持フレーム３６ａに軸支されている。そして、本実施の形態に係る攪拌装置３０００では、攪拌容器３２ａに接合された回転軸２９ａに上記回収器ベースプレート３８ａよりも小径の容器ベースプレート３９ａが接合されている。
回収器ベースプレート３８ａと容器ベースプレート３９ａとは、各々にあけられた孔へのロックピン４０ａの挿入によって係合可能となっており、ロックピン４０ａを挿入して係合状態としたときには、回転軸２９ａの回転により攪拌容器３２ａと回収容器３７ａおよび回収補助器３５ａとが同期した状態で回転する。なお、回収器ベースプレート３８ａと容器ベースプレート３９ａとのロックピン４０ａ挿入用の孔は、係合状態としたときに排出ノズル３３ａの口部分に回収補助器３５が位置するように設けられている。
【００４７】
攪拌装置３０００を用いた液状体５０の回収時においては、ロックピン４０ａの挿入により容器ベースプレート３９ａと回収器ベースプレート３８ａとを係合状態とし、回転軸２９ａを回転させることで攪拌容器３２ａと回収容器３７ａおよび回収補助器３５ａとが同期して回転し、回転による遠心力を以って液状体５０が回収容器３７ａに回収される。図７に示すように、回収器支持フレーム３６ａに軸支された回収容器３７ａおよび回収補助器３５ａは、回転軸２９ａの回転に伴いその角度が変化するようになっている。これによって、排出ノズル３３ａから排出される液状体５０は、外部に飛び散ることなく回収容器３７ａに回収される。
【００４８】
攪拌装置３０００には、上記実施の形態２に係る攪拌装置２０００と同様に、もう一つの攪拌容器３２ｂを備えているが、これに付帯される回収容器３７ａ、回収補助器３５ａなどの構成についても同様である。
本実施の形態に係る攪拌装置３０００においても、上記実施の形態２に係る攪拌装置２０００と同様の作用効果を奏することができる。また、仮に攪拌−回収のサイクル毎に回収補助器３５ａなどを洗浄する場合にあっても、本実施の形態に係る攪拌装置３０００では、上記実施の形態２に係る回収リング３４ａ、３４ｂのように攪拌容器３２ａ、３２ｂの外周全体を囲って配されているのではなく、各排出ノズル３３ａに対応する箇所だけに回収補助器３５ａを配しているので、回収補助器３５ａの洗浄に係る工数を少なくすることが可能である。
【００４９】
また、本実施の形態に係る攪拌装置３０００においても、駆動軸２にフライホイール４１が取り付けられており（不図示）、このフライホイール４１の作用により、駆動モータ１の不可が低減されるとともに、高い攪拌効率が得られる。
（変形例１）
変形例１に係る攪拌装置、特に攪拌容器４２について、図８（ａ）を用い説明する。
【００５０】
図８（ａ）に示すように、本変形例１に係る攪拌容器４２では、攪拌対象物を収容する内壁面４２ｆに凹凸加工が施されている。具体的には、攪拌容器４２の内壁面４２ｆには、半球状の突起４２１が複数設けられている。このような突起４２１を内壁面４２ｆに設けることにより、攪拌装置における攪拌効率のより一層の向上を図ることができる。
（変形例２）
変形例２に係る攪拌容器４３について、図８（ｂ）を用い説明する。
【００５１】
図８（ｂ）に示すように、本変形例２に係る攪拌容器４３では、その内壁面４３ｆに対し、攪拌容器４３の回転周方向と交差する方向にブレード状の突起４３１が設けられている。本変形例２に係る攪拌容器４３を採用する場合にも、上記実施の形態１〜３の各攪拌装置１０００〜３０００よりも攪拌効率の向上が図られる。なお、図８（ｂ）の拡大部分に示すように、攪拌後の回収および容器内の清掃などを考慮し、突起４３１のコーナー部分はＲ加工されている。
【００５２】
（変形例３）
変形例３に係る攪拌容器４４について、図９（ａ）を用い説明する。
図９（ａ）に示すように、本変形例３に係る攪拌容器４４では、その内壁面４４ｆの下部における回転中心軸ＣＬ上に、補助羽根４４１が設けられている。補助羽根４４１は、三角形をした４枚の羽根部４４１ａを有し、攪拌容器４４の回転とともに補助羽根４４１も回転する。
【００５３】
ここで、上記実施の形態１〜３に係る攪拌装置１０００〜３０００では、その攪拌効率の向上のために一定間隔毎に攪拌容器３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂの回転方向を正/逆切り換えるのであるが、回転中心軸ＣＬ付近ではどうしても滞留が生じやすい。本変形例３に係る攪拌容器４４は、このような事項に対処するものである。即ち、本変形例３に係る攪拌容器４４を採用する場合には、攪拌容器４４の回転中心軸ＣＬ付近においても液状態の滞留は生じ難く、容器内全体の攪拌が高効率に行われる。
【００５４】
（変形例４）
変形例４に係る攪拌装置について、図８（ｂ）を用い説明する。
図８（ｂ）に示すように、本変形例４に係る攪拌装置では、攪拌容器３０に接続されている回転軸４５の中心軸ＣＬが、鉛直軸（重力印加方向に平行な軸）ＶＬに対して斜め方向となっている。具体的には、回転中心軸ＣＬが鉛直軸ＶＬに対し角度θ（０°よりも大きい）に設定されている。
【００５５】
本変形例４に係る攪拌装置では、攪拌容器３０の回転中心軸ＣＬが鉛直軸ＶＬに対し斜めに配されているので、攪拌対象物たる液状体に対し掛かる重力と、回転力との合成により回転中心軸ＣＬ付近で滞留が生じ難い。よって、本変形例４に係る攪拌装置においても、上記実施の形態１〜３に係る攪拌装置１０００〜３０００に対し、より高い攪拌効率を得ることができる。
【００５６】
（その他の事項）
上記実施の形態２および実施の形態３に係る攪拌装置２０００、３０００では、攪拌容器３２ａ、３２ｂに各２つの設けた排出ノズル３３ａ、３３ｂを設けることとしたが、排出ノズル３３ａ、３３ｂの形成数については、これに限定を受けるものではなく、各１つであっても良いし、各３つ以上であってもよい。また、上記実施の形態２、３では、各排出ノズル３３ａ、３３ｂにボールバルブ３３２ａを取り付けることとしたが、液状体５０の保持／排出を制御できるものであれば、これ以外の構造を採用することもできる。例えば、攪拌容器３２ａの赤道上に複数の開口部を設けておき、攪拌処理時など液状体５０を内部に保持する場合には、攪拌容器３２ａ、３２ｂの各開口部を塞ぐようにリング状体を外周に密嵌めする構成を採用しても良い。そして、液状体５０を回収する場合においては、このリング状態を外せば、一度に複数の開口部を開放状態とすることができ、これに係る工数を低減することができる。
【００５７】
また、上記実施の形態１に係る攪拌装置１０００では、２つの攪拌容器３０ａ、３０ｂを備え、上記実施の形態２、３に係る攪拌装置２０００、３０００では、２つの攪拌容器３２ａ、３２ｂを備える構成を採用したが、本発明に係る攪拌装置では、３つ以上の攪拌容器を備える構成を採用することもできる。そして、これら実施の形態１〜３では、攪拌容器３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂの各々に液状体５０を注入して攪拌処理を行うこととしたが、一方をカラ（未収納）の状態として処理を実行することもできる。
【００５８】
また、上記実施の形態１〜３に係る攪拌装置１０００〜３０００では、攪拌容器３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂの各収納空間の中心と回転軸２９ａ、２９ｂの軸中心とが一致するように構成したが、必ずしも収納空間の中心と回転軸２９ａ、２９ｂの軸中心とが一致する構成を採用する必要はない。
また、上記実施の形態１、２、３では、流動物収納容器の使用用途の一例として攪拌装置１０００、２０００、３０００を適用したが、これら以外の用途に対しても適用が可能である。例えば、内部に食品や薬品、化粧品などを貯留しておくような容器に対し本発明を適用することもできる。具体的には、化粧クリームやりキッドファンデーションなどの粘性のある化粧品やその材料、味噌やケチャップなどの食品などを貯蔵するための容器に適用することも可能である。
【００５９】
また、上記変形例１〜３に係る攪拌容器４２〜４４では、その内壁面４２ｆ〜４４ｆに突起４２１、４３１や補助羽根４４１を設けることとしたが、これらについての形状も上記に限定を受けるものではない。ただし、回収処理の際に排出経路への流動性物質の移動を妨げないようにしておくことが望ましい。また、上記実施の形態１〜３においては、攪拌容器３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、４２〜４４の各々における収納空間の形状および内方の収納空間の形状を球状としたが、本発明に係る流動体収納容器の形状については、外観および内部の収納空間ともに球状に限定を受けるものではない。例えば、外観および内部収納空間がともに円筒状や円錐状としてもよく、また、内部の収納空間の形状と外観形状とが相似しない（例えば、内部収納空間が球状であって、外観形状が円柱状や立方体状）ものであってもよい。また、攪拌容器３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂなどの代りとして、一斗缶やドラム缶などを適用することもできる。
【００６０】
また、上記実施の形態１〜３および変形例１〜４に係る攪拌装置１０００〜３０００などでは、動力源の一例として電力をエネルギ源とする駆動モータ１を適用したが、これ以外にも回転駆動できるもの、例えば、ガソリンエンジンやガスタービンエンジンなどを適用することも可能である。また、本実施の形態に係る攪拌装置１０００では、ブレーキブロック１２ａ、１２ｂとして電磁ディスクブレーキを採用したが、これ以外の構成を採用することも可能である。例えば、電動油圧式ディスクブレーキなどや、磁力を用いたリターダシステムなどを用いることもできる。回転方向切替ブロック１１ａ、１１ｂについても、上記実施の形態で採用した構成に限定されるものではない。
【００６１】
また、本発明に係る攪拌装置がその攪拌対象とするのは、上記実施の形態１〜３で一例とした液状体５０に限定されるものではなく、流動性を有する物質であればよい。例えば、ゲル状あるいはゾル状の液状体以外にも、粉状体、さらには液状体と固形物との混合体などに対しても同様の効果を奏することができる。また、攪拌装置１０００〜３０００では、ある程度粉砕されたセラミック材料を入れて攪拌することにより、セラミック材料をさらに細かく粉砕する粉砕装置としても使用することができる。この場合、異なる材質の硬い玉を多数混入すると粉砕をより効率的に行うことができる。
【００６２】
さらに、上記実施の形態１〜３および変形例１〜４などでは、駆動モータ１の負荷の低減および攪拌効率の向上を図る目的で、駆動軸２にフライホイール４１を取り付けることとしているが、駆動軸２に取り付けるのは、フライホイール４１に限定を受けるものではない。即ち、攪拌容器３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂなどの回転方向の切り換えに際してデファレンシャルブロック３から駆動モータ１への反力トルクに対して駆動モータ１の回転トルクの平滑化がなされるようなものであればよい。具体的には、例えば、モータバイクなどで採用されているバックトルクリミッタやビスカスカップリングなどを採用することも可能である。ただし、駆動力の伝達効率および製造コストという観点からフライホイールを取り付けることが優位である。
【００６３】
このように、この攪拌装置は、混合、粉砕、単なる攪拌など種々の用途に使用可能である。なお、本明細書における攪拌の意味は、混合のための攪拌、粉砕のための攪拌など広い意味を持つものである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、薬品や化粧品あるいは食品などの製造において、高効率に攪拌が可能な攪拌装置を実現するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施の形態１に係る攪拌装置１０００の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】攪拌装置１０００における駆動軸２に取り付けられたフライホイール４１の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】攪拌装置１０００の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図４】攪拌装置１０００の運転時に、駆動モータ１にかかる負荷状態を示す運転時間−電流チャートである。
【図５】実施の形態２に係る攪拌装置２０００の構成を模式的に示す断面図である。
【図６】（ａ）は、ボールバルブ３３２ａが閉状態のときの攪拌容器３２ａの状態を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、ボールバルブ３３２ａが開のときの攪拌容器３２ａの状態を模式的に示す断面図である。
【図７】実施の形態３に係る攪拌装置３０００の構成の内の攪拌容器３２ａとその外周に設けられた回収補助器３５ａとの構成を模式的に示す断面図である。
【図８】（ａ）は、変形例１に係る攪拌容器４２の構成を模式的に示す正面図（一部切り欠き図）であり、（ｂ）は、変形例２に係る攪拌容器４３の構成を模式的に示す正面図（一部切り欠き図）である。
【図９】（ａ）は、変形例３に係る攪拌容器４４の構成を模式的に示す正面図（一部切り欠き図）であり、（ｂ）は、変形例４に係る攪拌容器３０および回転軸４５の状態を示す正面図である。
【図１０】従来技術に係る攪拌装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】従来技術に係る攪拌装置の運転時に、駆動モータ９０１にかかる負荷状態を示す運転時間−電流チャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１．駆動モータ
２．駆動軸
３．デファレンシャルブロック
１１ａ、１１ｂ．回転方向切替ブロック
１２ａ、１２ｂ．ブレーキブロック
３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、４２、４３、４４．攪拌容器
３１ａ、３１ｂ．投入口蓋
３３ａ、３３ｂ．排出ノズル
３４ａ、３４ｂ．回収リング
３５ａ．回収補助器
３６ａ．回収器支持フレーム
３７ａ．回収容器
３８ａ．回収器ベースプレート
３９ａ．容器ベースプレート
４０ａ．ロックピン
４１．フライホイール
３３２ａ．ボールバルブ
４２１、４３１．突起
４４１．補助羽根
１０００、２０００．攪拌装置
【図１】
2008307498.tif 000003
【図２】
2008307498.tif 000004
【図３】
2008307498.tif 000005
【図４】
2008307498.tif 000006
【図５】
2008307498.tif 000007
【図６】
2008307498.tif 000008
【図７】
2008307498.tif 000009
【図８】
2008307498.tif 000010
【図９】
2008307498.tif 000011
【図１０】
2008307498.tif 000012
【図１１】
2008307498.tif 000013