(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属で形成され、径方向外側に向けて開口する凹部がその周縁に複数形成された本体盤と、
前記金属とは異なる無機化合物の焼結体からなり、それぞれ前記凹部の内に少なくとも一部が配置される複数のブレードと、を含み、
前記凹部は、前記本体盤の中心から径方向に遠ざかるに従って間隔が漸次狭くなるテーパー状の凹部であり、
前記ブレードの周方向における幅が前記本体盤の中心から径方向に遠ざかるに従って漸次狭くなることで、前記テーパー状の凹部内における径方向の移動が抑制されてなり、
前記ブレードのうち前記凹部内に面する端面には、前記径方向に遠ざかる方向へ向けて所定深さの孔部が設けられていることを特徴とするインペラユニット。
【請求項２】
前記テーパー状の凹部には、当該凹部内に位置する前記ブレードの側面と対向して前記ブレードを前記径方向に沿って押圧する調整部材が配置されてなる請求項１に記載のインペラユニット。
【請求項３】
前記調整部材は、前記本体盤の回転軸と平行な方向に関して前記凹部内で複数配置されてなる請求項２に記載のインペラユニット。
【請求項４】
前記金属は炭素鋼を含み、前記無機化合物の焼結体はジルコニアが添加されたアルミナセラミックスを含む請求項１〜３のいずれか一項に記載のインペラユニット。
【請求項５】
前記ブレードのうち前記径方向に遠ざかる側の端部には、前記径方向に遠ざかるにつれて前記本体盤の回転軸と平行な方向に関する厚みが漸次減少する切欠き部が設けられ、前記孔部は、前記回転軸と平行な方向に関する前記ブレードの中心に対して前記切欠き部が設けられる側とは反対側に偏心して設けられている請求項１に記載のインペラユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のインペラユニットと、前記インペラユニットを収容するケーシングと、前記ケーシング内に収容されたインペラユニットを回転させる駆動装置と、を含むことを特徴とする粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速で回転するインペラが作り出す気流により、固体原料である被処理材料どうしの衝突によって被処理材料を粉砕する粉砕装置及び当該粉砕装置に搭載されるインペラユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
農産物や鉱物等の原料を粉砕するための粉砕装置が広く産業界で実用化されている。この粉砕装置は、固体原料である被処理材料を砕いて粒径を減少させるとともに単位体積当たりの表面積である比表面積を増加させる機械である。そしてかような粉砕装置には、被処理材料をそのまま処理する乾式タイプと、被処理材料に所定の液体を添加して処理する湿式タイプとがある。このうち乾式タイプの粉砕装置は、粉砕品を乾燥状態で使用する場合に、粉砕後に添加した液体を乾燥させる必要ないことなどの利点があって広く用いられている。
【０００３】
ここで被処理材料の粉砕に際しては、処理する被処理材料に圧縮、剪断、衝撃、摩擦などの種々の外力を作用させる必要がある。外力を被処理材料に与える典型的な機械としては、インペラ型の粉砕装置が知られている。かようなインペラ型の粉砕装置では、粉砕室内でインペラを高速回転させつつ、被処理材料としての粉体を粉砕室内で気流に乗せて粉体同士を衝突させてその衝撃で粉砕するタイプと、高速回転するブレードと衝突させ、または粉体を遠心力で粉砕室の側面内壁面の方向に吹き飛ばして放散させて粉砕室の側面内壁面と衝突させて、その衝撃で粉砕するタイプがある。これらにより被処理材料としての粉体が徐々に微細化（微粒子化）する。なお、粉体は、上記回転による遠心力によって、ブレードの翼端と側面内壁面との間の微小なクリアランスに流入することで流体的なせん断力が加えられたり、物理的に剪断され、粉砕が促進される。
【０００４】
上記した粉砕装置に関しては、例えば以下で説明する特許文献１や特許文献２で開示される技術が知られている。すなわち、特許文献１においては、粉砕室に第一吐出型回転翼を介して連通する原料投入口をケーシングの一側に、また、ケーシング１の他の一側に第二吐出型回転翼を介して連通する排出口をそれぞれ設けることで、粉砕室の面積或いは体積を大きくとれて粉砕効率の優れた粉砕装置が提供できることが開示されている。一方で特許文献２においては、回転軸に着脱自在に外嵌される翼部材を備える粉砕装置によって、これによりメンテナンス効率を向上させることなどが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３００２２４号公報
【特許文献２】特開２０１３−７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１で指摘されているとおり、粉砕効率を向上させることは製品単価を下げて高い競争力を発揮させられる点で重要である。特に工業用途に代表されるように、被処理材料である粉体には高い硬度を有するものもあり、そのような粉体を処理すれば回転するブレードの損傷度合も大きくなる。しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２に限らず、現在提案されている技術ではその市場ニーズを未だ満たしているとは言えず、以下に述べるごとき課題が存在する。
【０００７】
すなわち、たしかに特許文献２によれば、ボス２０に翼部材が外嵌された構造であるためメンテナンス時には翼部材をボスから取り外せばよく、比較的簡易にメンテナンスが実行可能とはなっている。しかしながら、この翼部材は粉体と衝突する先端部のブレードが一体の構造となっており、一部のブレードがまだ使用できるにも関わらず他のブレードの摩耗が大きければ全ブレードを交換することになってしまう。さらには、粉砕装置の用途は非常に広く農業から工業まで幅広いので、ブレード１つ１つを着脱したいニーズも存在し得る。これに対して特許文献２では翼部材における先端部のブレードが一体の構造となっているので、かようなニーズを満たすことができない。
【０００８】
本発明は、上記した問題を一例に鑑みて為され、従来から提案されている粉砕装置の構造とは一線を画し、高い粉砕効率と簡易なメンテナンスを実現しつつ処理する被処理材料に応じて機能を容易に変更可能なインペラユニット及びこのインペラユニットを備えた粉砕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】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係るインペラユニットは、（１）金属で形成され、径方向外側に向けて開口する凹部がその周縁に複数形成された本体盤と、前記金属とは異なる無機化合物の焼結体からなり、それぞれ前記凹部の内に少なくとも一部が配置される複数のブレードと、を含み、前記凹部は、前記本体盤の中心から径方向に遠ざかるに従って間隔が漸次狭くなるテーパー状の凹部であり、前記ブレードの周方向における幅が前記本体盤の中心から径方向に遠ざかるに従って漸次狭くなることで、前記テーパー状の凹部内における径方向の移動が抑制されてなり、前記ブレードのうち前記凹部内に面する端面には、前記径方向に遠ざかる方向へ向けて所定深さの孔部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
なお、上記（１）のインペラユニットにおいては、（２）前記テーパー状の凹部には、当該凹部内に位置する前記ブレードの側面と対向して前記ブレードを前記径方向に沿って押圧する調整部材が配置されてなることが好ましい。また、上記（２）のインペラユニットにおいては、（３）前記調整部材は、前記本体盤の回転軸と平行な方向に関して前記凹部内で複数配置されてなることが好ましい。また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のインペラユニットにおいては、（４）前記金属は炭素鋼を含み、前記無機化合物の焼結体はジルコニアが添加されたアルミナセラミックスを含むことが好ましい。
【００１１】
また、上記（１）に記載のインペラユニットにおいては、（５）前記ブレードのうち前記径方向に遠ざかる側の端部には、前記径方向に遠ざかるにつれて前記本体盤の回転軸と平行な方向に関する厚みが漸次減少する切欠き部が設けられ、前記孔部は、前記回転軸と平行な方向に関する前記ブレードの中心に対して前記切欠き部が設けられる側とは反対側に偏心して設けられていることが好ましい。
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態にかかる粉砕装置は、上記（１）〜（５）のいずれかに記載のインペラユニットと、前記インペラユニットを収容するケーシングと、前記ケーシング内に収容されたインペラユニットを回転させる駆動装置と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、本体盤周囲に形成される複数のテーパー状の凹部にそれぞれブレードが配置され、しかも当該ブレードは周方向に向けてブレードが凹部で嵌合される。これにより、ブレード個々の状態に応じて必要最小限のメンテナンスを行うことも可能であり、更には粉体の種類に依っては互いに異なる機能又は性能のブレードを本体盤に備えることも可能となる。その結果、高い粉砕効率と簡易なメンテナンスを実現しつつ処理する被処理材料に応じて機能を容易に変更可能なインペラユニット及びこのインペラユニットを備えた粉砕装置を実現することができる。さらに、金属と比較して比重が軽いセラミックを部分的ではあるが、使用することにより、インペラユニット全体の軽量化が可能になり、将来的にインペラをより高速に回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態におけるインペラユニット１３を含む粉砕装置１００を示す外観図である。
【図２】第１実施形態におけるインペラユニット１３を収容する粉砕室２０の詳細を示す断面図である。
【図３】第１実施形態におけるインペラユニット１３の外観を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態におけるインペラユニット１３の構造を説明する図である。
【図５】第１実施形態におけるブレード１３３の外観を示す斜視図である。
【図６】第２実施形態におけるインペラユニット２３の構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、各図においてそれぞれＸ方向、Ｙ方向、これらＸ方向とＹ方向に直交する高さ方向をＺ方向としてそれぞれ設定する。しかしながらこれら方向に関する定義付け、および説明の過程で用いる径方向および円周方向は、特許請求の範囲を限定的に解釈するために用いられるものではない。また、以下では粉砕装置の一例として乾式タイプの粉砕装置を説明するが、本発明はいわゆる湿式タイプの粉砕装置にも適用が可能である。
【００１５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態におけるインペラユニット１３を含む粉砕装置１００を示す外観図である。同図に示すように、粉砕装置１００は、粉砕機１０、フィーダ２０、吸引装置３０、及び回収装置４０を含んで構成されている。このような粉砕システム１００は、被処理材料としての原料Ｐを極めて小さく粉砕するためのものである。
【００１６】
かような原料Ｐとしては、たとえば、麦などの穀物、茶葉などのお茶類、食品の廃棄物、岩塩などの調味料、微粒子状の化粧品材料、金属粉や炭素（カーボン）粉などの工業材料・電子材料などが挙げられる。なお、以下で詳述する構成以外については、例えば特開平１１−３００２２４号公報や特開２０１３−７０２号公報など公知の粉砕機の構成を適宜用いることができる。
【００１７】
フィーダ２０は、粉砕機１０に原料Ｐを供給する公知の機構が適用される。このフィーダ２０から供給された原料Ｐは、後述する投入口１１ａを通って粉砕機１０内の粉砕室１１ｂに供給される。吸引装置３０は、不図示の負圧源と接続されており、粉砕機１０の粉砕室１１ｂから粉砕物Ｑを吸引する機能を備えている。そして吸引装置３０によって吸引された粉砕物Ｑは、後述する排出口１１ｃを通って粉砕室１１ｂの外部に排出される。回収装置４０は、排出口１１ｃを介して粉砕室１１ｂの外部へと排出された粉砕物Ｑを回収する機能を備えている。この回収装置４０としては、例えば不図示の回収トレイやタンクなどの回収容器を備える公知の回収装置等が例示できる。
【００１８】
次に図２を用いて粉砕機１０の詳細について説明する。粉砕機１０は、被処理材料としての原料Ｐを小さく粉砕して粉砕物Ｑとして外部に排出する機能を有するとともに、ケーシング１１、支持機構１２、インペラユニット１３、連結部１４及び回転軸１５を含んで構成されている。なお後述のとおり、本実施形態では、粉砕機１０の回転軸１５の軸線ＲＡが延びる方向は、鉛直方向であるＺ方向とー致している。しかしながらこの態様に限られず、回転軸１５の軸線ＲＡの延びる方向は、水平方向（Ｘ方向に並行）でもよく、さらにはＸ方向またはＺ方向と交差する方向でもよい。
【００１９】
ケーシング１１は、投入口１１ａ、粉砕室１１ｂ、排出口１１ｃを含んで構成されている。このケーシング１１は、本実施形態では、排出口１１ｃを有する第１ケーシング１１１と、投入口１１ａを有する第２ケーシング１１２とで構成されている。これら第１ケーシング１１１と第２ケーシング１１２の形状はお椀状であって、互いの開口部分が合わさることでその内部に空間が形成される。
【００２０】
投入口１１ａは、原料Ｐを粉砕室１１ｂに投入するために形成された所定の径を有する円形状の開口である。この投入口１１ａは、ケーシング１１内の配管などを介して粉砕室１１ｂと通じている。なお、本実施形態では投入口１１ａは円形状の開口であるが、これに限られずに例えば楕円状や矩形状の開口としてもよい。
【００２１】
粉砕室１１ｂは、原料Ｐを粉砕するための空間を含む部屋であり、上述したとおり第１ケーシング１１１と第２ケーシング１１２とが組み合わされて出来る空間である。このとき、第１ケーシング１１１および第２ケーシング１１２は、ネジなど公知の締結材を介して互いに固定されている。換言すれば、第１ケーシング１１１および第２ケーシング１１２によって、粉砕室１１ｂが形成されている。
【００２２】
なお、図２に示すとおり、第１ケーシング１１１は、第１内面１１１ａを有する。第１内面１１１ａは、第２ケーシング１１２に近づくほど、軸線ＲＡから離れるように、軸線ＲＡに対して傾斜をしている。なお、第１内面１１１ａによって、粉砕室１１ｂの一部が形成されている。また、第１ケーシング１１１には、軸線ＲＡがその中心を通過する貫通孔１１１ｂが形成されている。この貫通孔１１１ｂには、後述する回転軸１５が回転可能に挿入される。
【００２３】
第２ケーシング１１２は、第２内面１１２ａを有する。第２内面１１２ａは、第１ケーシング１１１に近づくほど軸線ＲＡから離れるように、軸線ＲＡに対し傾斜している。なお、この第２内面１１２ａによっても、粉砕室１１ｂの一部が形成されている。また、本実施形態では、第１内面１１１ａおよび第２内面１１２ａは、これらの面からそれぞれ等距離に位置する基準線ＸＬに対して対称となっている。
【００２４】
排出口１１ｃは、原料Ｐを粉砕することで発生した粉砕物Ｑを粉砕室１１ｂから排出するために形成された所定の径を有する円形状の開口である。この排出口１１ｃは、第２ケーシング１１２のうち第１ケーシング１１１との接続部位とは反対側に設けられており、上記した粉砕室１１ｂに通じている。換言すれば、本実施形態の排出口１１ｃは、ケーシング１１のうち第２ケーシング１１２に形成されている。なお、本実施形態においては、排出口１６は円形状の開口であるが、これに限られずに例えば楕円状や矩形状の開口としてもよい。
【００２５】
支持機構１２は、ケーシング１１を支持するための部材である。かような支持機構１２は、例えばＳ４５Ｃなどの金属で形成されており、本実施形態では筒状部材１２ａと支持板１２ｂとを含んで構成されている。
筒状部材１２ａは、ケーシング１１と公知の締結材を介して固定されている。なお、本実施形態において筒状部材３１は円筒形状を有し、軸線ＲＡ方向（Ｚ方向）に沿った貫通孔が形成されている。
【００２６】
支持板１２ｂは、筒状部材１２ａの周方向に沿って複数配置されるとともに、各々の支持板１２ｂはＺ方向に沿って直立している。これにより、筒状部材１２ａおよびその上方に固定配置されたケーシング１１を倒さずにこれらを支持することが可能となっている。なお本実施形態においては、複数の支持板１２ｂはそれぞれ、主面が直角三角形状となっているが、これに限られず正三角形状や他の矩形状でもよい。また、筒状部材１２ａに対して支持板１２ｂは、例えば溶接やねじ止めなど公知の締結手法により固定されている。
【００２７】
インペラユニット１３は、本実施形態では、第１インペラユニット１３ａと、第２インペラユニット１３ｂとで構成されている。図２から明らかなとおり、これら一対の第１インペラユニット１３ａと第２インペラユニット１３ｂは、互いのテーパー部１３ｃ（後述）が向き合わないようにして所定の間隔を有して対向配置されている。また図２に示すとおり、第１インペラユニット１３ａは、粉砕室１１ｂに収容されるとともに、回転軸１５に回転可能に固定されている。
【００２８】
一方で、第２インペラユニット１３ｂも、第１インペラユニット１３ａと所定の間隙を隔てて粉砕室１１ｂに収容されている。すなわち、図２から明らかなとおり、第２インペラユニット１３ｂは、第１インペラユニット１３ａと粉砕室１１ｂ内で対向している。本実施形態では、この第１インペラユニット１３ａおよび第２インペラユニット１３ｂが回転軸１５を介して回転することによって、粉砕室１１ｂ内に流入した原料Ｐが粉砕される。
【００２９】
次に図３を用いて本実施形態のインペラユニット１３に関する構造について詳述する。以下では、まず第１インペラユニット１３ｂについて説明する。本実施形態の第１インペラユニット１３ａは、本体盤１３１と、ブレード１３３とを含んで構成されている。本体盤１３１は、後述する回転軸１５が挿入される軸穴１３１ａを有している。なお、この軸孔１３１ａはキー溝が形成されており、これにより回転軸１５が回転した際に本体盤１３１が空転してしまうことが抑制されている。この本体盤１３１は、金属で形成され、径方向外側に向けて開口する凹部１３１ｂがその周縁に複数形成されている。この凹部１３１ｂは、図３に示すとおり、本体盤１３１の中心から径方向に遠ざかるに従って間隔が漸次狭くなるテーパー状の凹部となっている。また、本実施形態のテーパー状の凹部においては、厚み方向（Ｚ方向）に関しては一様の形状になっているが、例えばＺ方向の上部あるいは下部に底があってもよい。なお、本体盤１３１を構成する金属の例としては種々の金属が適用可能であるが、例えば本実施形態では炭素鋼などの鋼材が用いられている。
【００３０】
ブレード１３３は、金属とは異なる無機化合物の焼結体からなり、それぞれ本体部１３１の凹部１３１ｂの内に少なくとも一部が配置される。本実施形態では本体部１３１には複数の凹部１３１ｂが設けられるため、第１インペラユニット１３ａは、複数のブレード１３３を具備して成る。なお、本実施形態のブレード１３３は、このブレード１３３の周方向における幅が本体盤１３１の中心から径方向に遠ざかるに従って漸次狭くなる形態となっている。したがって、かようなブレード１３３が本体部１３１のテーパー状の凹部１３１ｂ内に配置されると、凹部１３１ｂ内におけるブレード１３３の径方向への移動が抑制されることになる。ブレード１３３を構成する無機化合物の焼結体としては、種々のセラミックスが適用可能であるが、例えばジルコニアが添加されたアルミナセラミックスを含むことが望ましい。
【００３１】
このように、複数のブレード１３３は、それぞれ、本体部１３１の凹部１３１内に嵌合されている。複数のブレード１３３は、それぞれ、本体部１３１から放射状に（径方向に）延びる形状を有している。換言すれば、複数のブレード１３３は、回転軸１５の軸線ＲＡの周方向に沿って配置されている。なお、各ブレード１３３の厚み（Ｚ方向における寸法）は、後述する第２インペラユニット１３ｂのブレード１３４における厚み（Ｚ方向における寸法）と実質的に等しいことが好ましい。
【００３２】
また、各ブレード１３３は、第１傾斜面１３３ａ（切欠き部）を有している。この第１傾斜面１３３ａは、図２においては、Ｚ方向上側に向かうほど軸線ＲＡから離れるように、軸線ＲＡに対し傾斜している。換言すれば、切欠き部としての第１傾斜面１３３ａは、ブレード１３３のうち径方向に遠ざかる側の端部に設けられ、前記径方向に遠ざかるにつれて本体盤１３１の回転軸（軸線ＲＡ）と平行な方向に関する厚みが漸次減少している。そしてこの第１傾斜面１３３ａは、上述した第１ケーシング１１１の第１内面１１１ａと所定の隙間を隔てて対向している。なお、後述する粉砕処理時においては、原料Ｐあるいは粉砕物Ｑが、この第１傾斜面１３３ａと第１内面１１１ａとの間の隙間を通過してＺ方向上方の排出口１１ｃへと移動していく。
【００３３】
次に、第２インペラユニット１３ｂの構造について説明する。第２インペラユニット１３ｂは、本体部１３２と、ブレード１３４とを含んで構成されている。なお、本体部１３２およびブレード１３４は、上述した本体部１３１およびブレード１３３と構造的には同じであるため、以下で述べる特徴以外の説明は適宜省略されている。本体部１３２は、Ｚ方向の上方から見下ろした場合、本体部１３１と重なる位置に配置されている。また、ブレード１３４の第２傾斜面１３４ａは、図２においては、Ｚ方向下側に向かうほど軸線ＲＡから離れるように、軸線ＲＡに対し傾斜している。なお、後述する粉砕処理時においては、原料Ｐあるいは粉砕物Ｑが、この第２傾斜面１３４ａと第２内面１１２ａとの間の隙間を通過してＺ方向上方の排出口１１ｃへと移動していく。また、本実施形態においては、第２傾斜面１３４ａと第２内面１１２ａとの間の隙間と、第１傾斜面１３３ａと第１内面１１１ａとの間の隙間とは、その大きさが実質的に等しいことが好ましい。
【００３４】
次に図４を用いて、本実施形態のインペラユニット１３のうち、本体部とブレードとの接続関係について説明する。なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す図である。また、図４（ｃ）は、図４（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。また、当該接続関係において第２インペラユニット１３ｂは第１インペラユニット１３ａと同様であるため、以下では第１インペラユニット１３ａを例にして説明する。同図に示すとおり、本体部１３１のテーパー状の凹部１３１ｂには、当該凹部１３１ｂ内に位置するブレード１３３の側面と対向してブレード１３３を径方向（本体部１３１の軸線ＲＡから遠ざかる方向）に沿って押圧する調整部材１３５が配置されている。なお本実施形態では、本体盤１３１の周方向に隣り合う凹部１３１ｂのうち、互いに近接する隅部同士の距離Ｄは、１０〜５０ｍｍ、より好ましくは１５ｍｍ〜２５ｍｍに設定される。
【００３５】
調整部材１３５は、例えば金属で形成され、本体盤１３１の凹部１３１ｂ内における対向壁面１３１ｃに配置される。調整部材１３５としては、径方向に変位可能であれば種々の機構や部材を適用できるが、本実施形態では一例としてネジが用いられている。実際の組み立て時には、まず凹部１３１ｂ内にブレード１３３を配置して調整部材１３５によって当該ブレード１３３を径方向外側（本体盤１３１の中心に対して外側）に押圧し、これにより凹部１３１ｂ内でブレード１３３を嵌合させる。その後、後述する回転軸１５によって本体盤１３１を回転させることで、遠心力によってブレード１３３が凹部１３１ｂ内でさらに強固に嵌合される。
【００３６】
なお、この対向壁面１３１ｃ内における調整部材１３５の数は適宜設定でき、１または複数個配置してもよい。本実施形態では、調整部材１３５は、本体盤１３１の回転軸（軸線ＲＡ）と平行な方向に関して凹部１３１ｂ内で２つ配置されている。さらに、これに加え／または換えて、調整部材１３５は、本体盤１３１の径方向に関して複数配置されてもよい。
【００３７】
また、図４及び図５に示すとおり、本実施形態のブレード１３３においては、ブレード１３３のうち凹部１３１ｂ内に面する端面１３３ａ（調整部材１３５と対向する面）には、径方向に遠ざかる方向へ向けて所定深さの孔部１３３ｂが設けられている。これにより、各ブレード１３３の軽量化が達成でき、後述するモータ１６の負荷を低減して小型化することも可能となる。
【００３８】
本実施形態の孔部１３３ｂは、本体盤１３１の回転軸と平行な方向（厚み方向であるＺ方向）に関するブレード１３３の中心に対して切欠き部（第１傾斜面１３３ａ）が設けられる側とは反対側に偏心して設けられていることが望ましい。後述する粉末処理時には、ブレード１３３が接続された本体盤１３１は高速回転を行うので、ブレード１３３に偏荷重があると上記回転時にブレード１３３がＺ方向に反ってしまう現象が起こり得る。これに対して本実施形態では切欠き部（第１傾斜面１３３ａ）が設けられる側とは反対側に孔部１３３ｂが設けられるため、上述した高速回転時のブレード１３３の反りを抑制することが可能となっている。
【００３９】
なお、孔部１３３ｂの体積は、切欠き部（第１傾斜面１３３ａ）の体積と実質的に同じであることが好ましい。ここで、切欠き部（第１傾斜面１３３ａ）の体積とは、実質的に、切欠き部（第１傾斜面１３３ａ）がない場合の本体部１３１の体積から、切欠き部（第１傾斜面１３３ａ）が形成された本体部１３１の体積を引いた数値をいう。
【００４０】
図２に戻って粉砕機１０の詳細について説明を継続する。連結部１４は、第１インペラユニット１３ａと第２インペラユニット１３ｂとを連結する機能を有する部材である。具体的には、連結部１４は、第１インペラユニット１３ａと第２インペラユニット１３ｂとを、ネジなどの公知の締結材によって締結している。これにより、第１インペラユニット１３ａと第２インペラユニット１３ｂは、連結部１４を介して一体化することになる。
【００４１】
駆動装置としての回転軸１５は、モータ１６の回転により発生する力を、第１インペラユニット１３ａおよび第２インペラユニット１３ｂに伝達するための機構である。なお本実施形態では、回転軸１５は、軸線ＲＡを中心として回転運動を行う。また、図２から明らかなとおり、回転軸１５に対して側方（軸線ＲＡの径方向）側に、上述した投入口１１ａが配置されている。
【００４２】
かような回転軸１５は、例えば金属などで形成されており、軸本体１５ａと、はめ込み部位１５ｂとを含んで構成されている。軸本体１５ａは、軸線ＲＡと平行な方向に沿って延びる中実柱状の部材である。軸本体１５ａは、ベアリング１５ｃなどの公知の軸受部材を介して、上記した支持機構１２に回転可能に固定されている。そして軸本体１５ａは、上記した筒状部材１２ａにおける貫通孔、及び第１インペラユニット１３ａにおける貫通孔に挿通されている。
【００４３】
＜粉砕処理＞
次に、図１及び図２を用いて、粉砕装置１００の粉砕処理動作の一例について説明する。なお、以下の粉砕処理動作は、粉砕装置１００に搭載される不図示の制御装置（パーソナルコンピュータなど）の制御の下で実行される。まず、フィーダ２０から原料Ｐが投入囗１１ａを通って粉砕機１０の粉砕室１１ｂに供給される。一方、原料Ｐが粉砕室１１ｂへ供給される際にはモータ１６が駆動し、これにより回転軸１５が回転駆動する。そして回転軸１５が回転すると、この回転軸１５に固定されたインペラユニット１３（第１インペラユニット１３ａ及び第２インペラユニット１３ｂ）が回転する。
【００４４】
続いてインペラユニット１３が回転すると、この回転に伴って気流が粉砕室１１ｂ内で発生する。なお、一例として、インペラユニット１３の回転速度は、２０００〜１００００ｒｐｍである。本実施形態では、インペラユニット１３の回転速度は４０００ｒｐｍとされている。インペラユニット１３の回転が開始されると、続いて吸引装置３０を作動させる。このとき、吸引装置３０の吸引力（吸引圧や吸引流量等）の条件は、原料Ｐの種類や粉砕物Ｑの目的粒径などを考慮して設定される。
【００４５】
なお、粉砕室１１ｂに供給された原料Ｐは、いわゆる気流粉砕によって粉砕される。具体的には、粉砕室１１ｂに供給された原料Ｐは、第１インペラユニット１３ａと第２インペラユニット１３ｂの間を通過する。この際、供給された原料Ｐの少なくとも一部は、ブレード１３３の回転で発生する気流に乗って第１インペラユニット１３ａの周囲を循環する。一方で、供給された原料Ｐの他の一部は、第２インペラユニット１３ｂのブレード１３４に引かれ、第２インペラユニット１３ｂの周囲を循環する。
【００４６】
このように、粉砕室１１ｂ内では、第１インペラユニット１３ａで生じる循環気流と、第２インペラユニット１３ｂで生じる循環気流とによって、原料Ｐは、まず互いに衝突し、粉砕される。粉体同士の衝突の過程で一部もブレードに衝突して粉砕される。続いて粉砕が進んだ原料Ｐの粒子が気流粉砕により粉体同士の衝突に頻度が増し、更に粉砕されることになる。そして循環気流に乗った原料Ｐ（このときは粉砕物Ｑとなっている）の粒子の一部は、上記した吸引装置３０による吸引力によって吸引されて排出口１１ｃから排出される。排出口１１ｃから排出された粉砕物Ｑは、その後は回収装置４０によって回収される。
【００４７】
以上説明した第１実施形態においては、本体盤１３１周囲に形成される複数のテーパー状の凹部１３１ｂにそれぞれブレード１３３が配置され、しかも当該ブレード１３３は周方向に向けてブレード１３３が凹部１３１ｂで嵌合される。これにより、ブレード個々の状態に応じて必要最小限のメンテナンスを行うことも可能であり、更には粉体の種類に依っては互いに異なる機能又は性能のブレード１３３を本体盤に備えることも可能となる。
【００４８】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る粉砕装置２００について、図６を参照して説明する。第１実施形態において本体部とブレードは、本体部の凹部内でブレードが嵌合されて固定されていたが、本実施形態では締結材を介して本体部とブレードとが接続固定される点に主として特徴がある。よって以下では第１実施形態との相違点について主として説明し、第１実施形態と同じ構成あるいは機能を有する要素については同一番号を付したりしてその説明を適宜省略する。
【００４９】
すなわち、図６に示されるとおり、本実施形態のインペラユニット２３を構成する本体部２３０は、周方向の側面にブレード２３３と対応するネジ孔２３０ａが形成されている。そしてこのネジ孔２３０ａには、本体部２３０の側面から少なくとも一部が突出するようにネジ２３０ｂが螺合されている。なお、ネジ２３０ｂに関する本体部２３０の側面からの突出量は、ブレード２３３の質量や本体盤２３０の回転速度に応じて設計される。
【００５０】
一方で、ブレード２３３のうち本体部２３０の側面と対向する底面２３３ａには、上記したネジ２３０ｂと対応するネジ孔２３３ｂが形成されている。そしてインペラユニット２３の組み立て時には、まず本体部２３０のネジ孔２３０ａにネジ２３０ｂを螺合させ、次いで、本体部２３０の側面から突出したネジ２３０ｂに対してブレード２３３のネジ孔２３３ｂを螺合させる。
【００５１】
これにより、本体部２３０に対してブレード２３３を強固に固定することができ、上記した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、本実施形態ではブレード２３３は本体部２３０と螺合されるため、例えばメンテナンス時などは第１実施形態に比してブレード２３３を本体部２３０に対して簡易に着脱することができる。
【００５２】
上記した各実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば上記各実施形態では、粉砕室１１ｂ内には２つのインペラユニットが配置される例について説明したが、これに限らず粉砕室１１ｂ内に１つ又は３つ以上のインペラユニットを配置してもよい。さらに、以上説明した各実施形態および変形例の要素につき、上述した以外の組み合わせで適宜組み合わることで図示した以外の構造を有するインペラユニットや粉砕装置を構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、高い粉砕効率と簡易なメンテナンスを実現しつつ処理する被処理材料に応じて機能を容易に変更可能なインペラユニット及びこのインペラユニットを備えた粉砕装置を実現するのに適している。
【符号の説明】
【００５４】
Ｐ  原料
Ｑ  粉砕物
１００、２００  粉砕装置
１０  粉砕機
１１  ケーシング
１１ａ  投入口
１１ｂ  粉砕室
１１ｃ  排出口
１２  支持機構
１３、２３  インペラユニット
１４  連結部
１５  回転軸
１６  モータ
２０  フィーダ
３０  吸引装置
４０  回収装置
【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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