(57)【要約】【課題】従来に比べ混合性能が高い混合装置を提供する。【解決手段】混合装置２は、可撓性を有する袋１０に入った試料２０を混合するものであり、袋１０を収容するため収容具３０と、収容具３０に形成された開口と、開口を通過可能な混合ローラ４０ＡＴと、混合ローラ４０ＡＴを移動させる混合子移動機構と、を備える。収容具３０に収容された袋１０が占める空間を収容空間と定義した場合に、混合子移動機構による混合ローラ４０ＡＴの移動経路４０ＡＲは、開口及び収容空間３０Ｘを通過する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する袋に入った試料を混合する混合装置であって、
前記袋を収容するため収容具と、
前記試料の混合を行うための混合子と、
前記混合子の移動経路を形成する移動経路形成機構と、
前記移動経路における前記混合子の移動を前記収容具の外側から可能にする混合子移動機構と、を備え、
前記収容された袋が占める空間を収容空間と定義した場合に、前記混合子の移動経路は、前記収容空間に形成された収容空間経路を有することを特徴とする混合装置。
【請求項２】
前記混合子移動機構は、前記収容具の外側から内側へ向かう方向に前記混合子を移動自在させることを特徴とする請求項１記載の混合装置。
【請求項３】
前記移動経路形成機構は、前記収容具に形成された開口を有することを特徴とする請求項１または２記載の混合装置。
【請求項４】
前記混合子の移動経路は、前記混合子が前記開口から前記収容空間へ向かう往路を有することを特徴とする請求項３記載の混合装置。
【請求項５】
前記混合子の移動経路は、前記混合子が前記収容空間から前記開口へ向かう復路とを有することを特徴とする請求項４記載の混合装置。
【請求項６】
前記混合子が前記収容空間に進入する位置から前記収容空間を左右対称に仕切る面を対称面と定義した場合に、前記進入する位置における前記混合子の移動方向は前記対称面と交差することを特徴とする請求項４または５記載の混合装置。
【請求項７】
第１の前記移動経路形成機構によって前記収容空間に形成された第１の前記移動経路を移動する第１の前記混合子と、
第２の前記移動経路形成機構によって前記収容空間に形成された第２の前記移動経路を移動する第２の前記混合子と、を備えることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項記載の混合装置。
【請求項８】
前記混合子が前記収容空間に進入する位置から前記収容空間を左右対称に仕切る面を対称面と定義した場合に、前記進入する位置における前記混合子の移動方向は前記対称面と交差し、
前記第２の混合子は、前記第１の混合子の前記対称面に対して、前記第１の混合子の前記収容空間経路の反対側に位置することを特徴とする請求項７記載の混合装置。
【請求項９】
前記第２の混合子の前記収容空間経路は、前記第２の混合子の前記対称面に対して、前記第１の混合子側に形成されることを特徴とする請求項８記載の混合装置。
【請求項１０】
前記第２の混合子の前記収容空間経路は、前記第２の混合子の前記対称面に対して、前記第１の混合子と反対側に形成されることを特徴とする請求項８記載の混合装置。
【請求項１１】
前記混合子移動機構は、前記第１の混合子が前記収容空間に位置するときに、前記第２の混合子を前記収容空間へ進入させることを特徴とする請求項７ないし１０のうちいずれか１項記載の混合装置。
【請求項１２】
前記混合子移動機構は、前記第１の混合子の前記収容空間への進入と、前記第２の混合子の前記収容空間への進入と、を同時に行うことを特徴とする請求項７ないし１１のうちいずれか１項記載の混合装置。
【請求項１３】
前記混合子移動機構は、
前記第１の混合子によって移動された前記試料と前記第２の混合子によって移動された前記試料とが衝突するように、前記第１の混合子と前記第２の混合子とを移動させることを特徴とする請求項７ないし１２のうちいずれか１項記載の混合装置。
【請求項１４】
前記混合子移動機構は、前記第１の混合子と前記第２の混合子とが前記収容空間において近づくように、前記第１の混合子と前記第２の混合子とを移動させることを特徴とする請求項７ないし１３のうちいずれか１項記載の混合装置。
【請求項１５】
前記収容空間に進入する際、前記混合子は上方へ移動することを特徴とする請求項１ないし１４のうちいずれか１項記載の混合装置。
【請求項１６】
前記収容空間に進入する際、前記混合子は下方へ移動することを特徴とする請求項１ないし１５のうちいずれか１項記載の混合装置。
【請求項１７】
前記混合子移動機構は、
前記混合子の移動経路における当該混合子の移動方向を切り替え自在であることを特徴とする請求項１ないし１６のうちいずれか１項記載の混合装置。
【請求項１８】
前記混合子は、
前記開口を通過する一の前記混合子片と、
前記一の混合子片から隔離した状態で共通の前記開口を通過する二の前記混合子片と、を有することを特徴とする請求項３ないし１７のうちいずれか１項記載の混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体・粉体・粒体・液体などの試料を混合するための混合装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の混合装置は、試料を収容する袋を、斜めに形成された回転板の上に載せ、回転版の回転により材料を下から順次たたき上げて混合するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平５−４３４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、理想的な混合装置としては、混合の対象となる試料の種別を問わないものが好ましい。しかしながら、混合対象となる試料の中には、粘性の高いものや硬いものといった、混合が容易に進みにくいものも多い。前述の特許文献１に記載の混合装置も、粘性の高いものや硬い試料の混合には向いていない。また、粘度が低い試料や柔らかいものの場合には、混合が可能であるものの、混合に要する時間はより短い方が好ましい。
【０００５】
したがって、より理想的な混合装置を考慮した場合、従来の混合装置の混合性能には不十分な点がある。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、従来に比べ混合性能が高い混合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】
【０００７】
本発明は、可撓性を有する袋に入った試料を混合する混合装置であって、前記袋を収容するため収容具と、前記試料の混合を行うための混合子と、前記混合子の移動経路を形成する移動経路形成機構と、前記移動経路における前記混合子の移動を前記収容具の外側から可能にする混合子移動機構と、を備え、前記収容された袋が占める空間を収容空間と定義した場合に、前記混合子の移動経路は、前記収容空間に形成された収容空間経路を有することを特徴とする。
【０００８】
前記移動経路形成機構は、前記収容具に形成された開口を有することが好ましい。また、前記混合子の移動経路は、前記混合子が前記開口から前記収容空間へ向かう往路を有することが好ましい。さらに、前記混合子の移動経路は、前記混合子が前記収容空間から前記開口へ向かう復路とを有することが好ましい。そして、前記混合子が前記収容空間に進入する位置から前記収容空間を左右対称に仕切る面を対称面と定義した場合に、前記進入する位置における前記混合子の移動方向は前記対称面と交差することが好ましい。
【０００９】
前記混合子移動機構は、前記収容具の外側から内側へ向かう方向に前記混合子を移動自在させることが好ましい。第１の前記移動経路形成機構によって前記収容空間に形成された第１の前記移動経路を移動する第１の前記混合子と、第２の前記移動経路形成機構によって前記収容空間に形成された第２の前記移動経路を移動する第２の前記混合子と、を備えることが好ましい。
【００１０】
前記混合子が前記収容空間に進入する位置から前記収容空間を左右対称に仕切る面を対称面と定義した場合に、前記進入する位置における前記混合子の移動方向は前記対称面と交差し、前記第２の混合子は、前記第１の混合子の前記対称面に対して、前記第１の混合子の前記収容空間経路の反対側に位置することが好ましい。
【００１１】
前記第２の混合子の前記収容空間経路は、前記第２の混合子の前記対称面に対して、前記第１の混合子側に形成されることが好ましい。
【００１２】
前記第２の混合子の前記収容空間経路は、前記第２の混合子の前記対称面に対して、前記第１の混合子と反対側に形成されることが好ましい。
【００１３】
前記混合子移動機構は、前記第１の混合子が前記収容空間に位置するときに、前記第２の混合子を前記収容空間へ進入させることが好ましい。また、前記混合子移動機構は、前記第１の混合子の前記収容空間への進入と、前記第２の混合子の前記収容空間への進入と、を同時に行ってもよい。そして、前記混合子移動機構は、前記第１の混合子によって移動された前記試料と前記第２の混合子によって移動された前記試料とが衝突するように、前記第１の混合子と前記第２の混合子とを移動させることが好ましい。
【００１４】
前記混合子移動機構は、前記第１の混合子と前記第２の混合子とが前記収容空間において近づくように、前記第１の混合子と前記第２の混合子とを移動させることが好ましい。
【００１５】
前記収容空間に進入する際、前記混合子は上方へ移動することが好ましい。また、前記収容空間に進入する際、前記混合子は下方へ移動することが好ましい。
【００１６】
前記混合子移動機構は、前記混合子の移動経路における当該混合子の移動方向を切り替え自在であることが好ましい。
【００１７】
前記混合子は、前記開口を通過する一の前記混合子片と、前記一の混合子片から隔離した状態で共通の前記開口を通過する二の前記混合子片と、を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、従来に比べ高い混合性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の混合装置の概要を示す側面図である。
【図２】第１の混合装置が備える第１の収容具の概要を示す側面図である。
【図３】第１の混合装置の概要を示す平面図である。
【図４】第１の混合装置の概要を示す部分断面図である。
【図５】混合制御ユニットの機能ブロック図である。
【図６】第１の収納具の概要を示すＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図７】混合モードデータの概要を示す説明図である。
【図８】混合ローラの移動経路の概要を示す説明図である。
【図９】第１の収納具の概要を示す断面図である。
【図１０】第２の混合装置が備える第２の収納具の概要を示す断面図である。
【図１１】第３の混合装置が備える第３の収納具の概要を示す断面図である。
【図１２】混合モードデータの概要を示す説明図である。
【図１３】第４の混合装置が備える第４の収容具の概要を示す側面図である。
【図１４】第５の混合装置が備える第５の収納具の概要を示す断面図である。
【図１５】第６の混合装置が備える第６の収容具の概要を示す斜視図である。
【図１６】混合ローラの移動経路の変形例の概要を示す説明図である。
【図１７】第７の混合装置が備える蓋の概要を示す断面図である。そして、（Ａ）は、蓋が収容具に取り付けられた状態のものであり、（Ｂ）は、蓋が収容具から取り外された状態のものである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１に示すように、混合装置２は、袋１０の中の試料２０を混合するためのものであり、袋１０を収容するための収容具３０と、試料２０を混合する混合ユニット４０と、を備える。袋１０は、試料２０が導入される導入口を有し、導入口は結束部材によって閉塞される。また、袋１０は可撓性を有する材料から形成され、収容具３０は、袋１０に比べて十分に高い剛性を有する。ここで、試料２０は、例えば、固体（特に、粉状・粒状のもの）や液体である。試料２０の具体例として、土壌があり、例えば、粘性が高いもの（いわゆる粘土）や硬いものでもよい。
【００２２】
図２に示すように、収容具３０は、上下方向に延びる円筒部３０Ｃと、円筒部３０Ｃのうち下方の開口を塞ぐ底面部３０Ｂとを有する。底面部３０Ｂは、円筒部３０Ｃの下方端から下に向かって突出し、曲面（例えば、楕円面や球面）状に形成される。なお、底面部３０Ｂは平面状に形成されていてもよい。一方、円筒部３０Ｃのうち上方の開口は、収容具３０に袋１０を収容するための収容口３０Ａとして機能する。
【００２３】
図１〜２に示すように、収容具３０へ袋１０を収容すると、袋１０は底面部３０Ｂ上に載置される、すなわち、底面部３０Ｂが、袋１０を載置するための載置面として機能する。こうして、収容具３０は、袋１０を収容するための収容空間３０Ｘを有し、収容空間３０Ｘは、円筒部３０Ｃと底面部３０Ｂとによって形成される。
【００２４】
底面部３０Ｂには、スリット状の開口３０Ｙが形成される。開口３０Ｙは、上下方向、すなわち、底面部３０Ｂにおいて突端部３０ＢＴ側から円筒部３０Ｃに向かうように延びる。なお、開口３０Ｙは、円筒部３０Ｃに形成されてもよいし、円筒部３０Ｃから底面部３０Ｂまで一体として形成されていてもよい。開口３０Ｙの形状は、混合ユニット４０の混合ローラ（後述する）が通過可能なものであれば、スリット状の他、円、楕円、多角形などいずれの形状でもよい。そして、開口３０Ｙは、混合ユニット４０ごとに設けられることが好ましい（詳細は後述する）。
【００２５】
図３〜４に示すように、混合ユニット４０は、袋１０の中の試料２０を混合するためのものであり、収容具３０の外側にて収容具３０の周方向に並べられる。本実施形態では、４つの混合ユニット４０（第１〜４混合ユニット４０Ａ〜４０Ｄ）を用いる。このため、底面部３０Ｂには４つの開口３０Ｙ（第１〜４開口３０ＹＡ〜３０ＹＤ）が形成される。第１〜４開口３０ＹＡ〜３０ＹＤは、それぞれ、収容具３０の周方向において並ぶように形成される。
【００２６】
以下、混合ユニット４０の説明をするが、第１〜４混合ユニット４０Ａ〜４０Ｄのいずれも同様の構造であるため、混合ユニット４０の説明には第１混合ユニット４０Ａを用い、第２〜４混合ユニット４０Ｂ〜４０Ｃについては、省略する。
【００２７】
第１混合ユニット４０Ａは、混合子である第１〜３混合ローラ４０ＡＳ〜４０ＡＵと、水平に配された回転軸４０ＡＸと、回転軸４０ＡＸの周面から径方向に延びた３本のローラアーム４０ＡＡと、を有する。回転軸４０ＡＸは、自身を中心に回転または回動自在となっている。また、第１〜３混合ローラ４０ＡＳ〜４０ＡＵは、ローラアーム４０ＡＡの先端部分にそれぞれ設けられる。３本のローラアーム４０ＡＡの中心線から回転軸４０ＡＸの中心線までの距離はそれぞれ等しい。こうして、第１〜３混合ローラ４０ＡＳ〜４０ＡＵは、回転軸４０ＡＸを中心に回転または回動自在となる。このようにして、回転軸４０ＡＸとローラアーム４０ＡＡとが、第１〜３混合ローラ４０ＡＳ〜４０ＡＵを移動させる混合ローラ移動機構として機能する。
【００２８】
第１〜３混合ローラ４０ＡＳ〜４０ＡＵの移動経路４０ＡＲは、円形であって、第１開口３０ＹＡを通過する状態となるように設定される。これにより、第１〜３混合ローラ４０ＡＳ〜４０ＡＵの移動経路４０ＡＲは、第１開口３０ＹＡから収容空間３０Ｘまで延びる往路と、収容空間３０Ｘに形成された収容空間経路と、収容空間３０Ｘから開口３０ＹＡまで延びる復路とを有することとなる。なお、収容空間３０Ｘにおける混合ローラ４０ＡＳ等の移動方向は、収容具３０の外側から内側に向かう方向の成分を有することが好ましい。収容空間３０Ｘにおいて、混合ローラ４０ＡＳ等が収容具３０の外側から内側に向かう方向へ移動することにより、試料２０の粘性が高い場合や、試料２０が硬い場合であっても、試料２０の混合を確実に行うことができる。
【００２９】
ローラアーム４０ＡＡの先端部分に設けられた第１〜３混合ローラ４０ＡＵ〜４０ＡＳは、互いに離れている。また、３本のローラアーム４０ＡＡは、回転軸４０ＡＸの周方向において等しいピッチで設けられ、すなわち隣り合うローラアーム４０ＡＡがなす角の角度は１２０°となることが好ましい。また、第１〜３混合ローラ４０ＡＵ〜４０ＡＳは、いわゆるフリーローラであることが好ましい。これにより、摩耗による袋１０の破れ等を抑制することができる。
【００３０】
混合装置２は、さらに、混合ユニット４０の制御を行う混合制御ユニット５０（図５参照）を備える。混合制御ユニット５０は、図３、５に示すように、回転軸４０ＡＸ〜４０ＤＸにそれぞれ接続する第１〜４モータ５０ＭＡ〜５０ＭＤと、回転軸４０ＡＸ〜４０ＤＸを上下前後左右など所定の方向へ移動可能な第１〜４シフト機構５０ＳＡ〜５０ＳＤと、混合装置２を操作するための操作部５０ＵＩと、各部を制御するコントローラ５０Ｃとを有する。
【００３１】
以下、モータ及びシフト機構の説明をするが、第１〜４モータ５０ＭＡ〜５０ＭＤ、及び第１〜４シフト機構５０ＳＡ〜５０ＳＤは、それぞれ同様の構造であるため、モータの説明には第１モータ５０ＭＡを用い、シフト機構の説明には第１シフト機構５０ＳＡを用い、第２〜４モータ５０ＭＢ〜５０ＭＤ、第２〜４シフト機構５０ＳＢ〜５０ＳＤについては、省略する。
【００３２】
第１モータ５０ＭＡは、第１混合ユニット４０の回転軸４０ＡＸを回転させる。また、第１シフト機構５０ＳＡは、第１混合ユニット４０の回転軸４０ＡＸの位置を設定する。こうして、第１〜３混合ローラ４０ＡＳ〜４０ＡＵの移動経路４０ＡＲは、第１開口３０ＹＡを通過するように設定される（図４、６参照））。同様にして、第２混合ユニット４０Ｂの回転軸４０ＢＸの位置は、混合ローラ４０ＢＳ等の移動経路４０ＢＲが第２開口３０ＹＢを通過するように設定される。また、第３混合ユニット４０Ｃの回転軸４０ＣＸの位置は、混合ローラ４０ＣＳ等の移動経路４０ＣＲが第３開口３０ＹＣを通過するように設定され、第４混合ユニット４０Ｄの回転軸４０ＤＸの位置は、混合ローラ４０ＤＳ等の移動経路４０ＤＲが第４開口３０ＹＤを通過するように設定される。したがって、開口３０ＹＡ〜３０ＹＤ及び収容空間３０Ｘは、各混合ローラ４０ＡＳ等の移動経路４０ＡＲ等を収容空間３０Ｘに形成する移動経路形成機構として機能する。
【００３３】
さらに、隣り合う混合ユニット同士の位置関係を次のようにすることが好ましい。図６に示すように、第１混合ユニット４０Ａについての移動経路４０ＡＲは、収容空間３０Ｘを左右対称に仕切る対称面ＦＡと交差することが好ましい。ここで、第１混合ユニット４０Ａについての移動経路４０ＡＲのうち、収容空間３０Ｘへ進入する位置を進入位置４０ＡＲＴと定義する場合、進入位置４０ＡＲＴと収容空間３０Ｘの中心線３０ＸＸとを含む面を、対称面ＦＡとする。そして、第２混合ユニット４０Ｂは、対称面ＦＡに対して、混合ローラ４０ＡＳ等の進入方向（進入位置４０ＡＲＴにおける混合ローラ４０ＡＵ等の移動方向）４０ＡＷと反対側に位置することが好ましい。さらに、第２混合ユニット４０Ｂの進入方向４０ＢＷは、対称面ＦＢに対して、第１混合ユニット４０Ａ側を向くことが好ましい。第２混合ユニット４０Ｂと第３混合ユニット４０Ｃとの位置関係、第３混合ユニット４０Ｃと第４混合ユニット４０Ｄとの位置関係、及び第４混合ユニット４０Ｄと第１混合ユニット４０Ａとの位置関係についても、第１混合ユニット４０Ａと第２混合ユニット４０Ｂとの位置関係と同様である。
【００３４】
操作部５０ＵＩは、制御を開始する制御開始ボタン、内蔵メモリに格納された複数の混合モードから、運転したい混合モードを選択するモード選択ボタンや、制御を終了する制御終了ボタンなどがある。そして、各ボタンが操作されると、操作部５０ＵＩは、当該奏されたボタンに応じた操作信号を出力する
【００３５】
コントローラ５０Ｃは、異なる条件の混合モードが格納された内蔵メモリを有する。コントローラ５０Ｃは、操作部５０ＵＩからの操作信号に基づいて、すなわち、操作部５０ＵＩの操作によって選択された混合モードに従って、第１〜４モータ５０ＭＡ〜５０ＭＤ及び第１〜４シフト機構５０ＳＡ〜５０ＳＤを制御する。  
【００３６】
コントローラ５０Ｃの内蔵メモリには、図７に示すように、混合モードデータ５０ＣＭが格納される。混合モードデータ５０ＣＭは、異なる混合モード（例えば、混合モードＭ１、Ｍ２）の混合条件を含む。混合条件としては、第１〜第４混合ユニット４０Ａ〜４０Ｄの混合ローラの回転方向ＤＲ、混合ローラの位相差Δθや、回転軸の角速度ω等がある。図４，８に示すように、混合ローラの回転方向ＤＲには、方向ＤＲ１と方向ＤＲ２とがある。そして、混合ローラの回転方向ＤＲが方向ＤＲ１である場合、位置Ｐ１が、混合ローラ４０ＡＳ等の進入位置４０ＡＲＴとなる。このため、混合ローラ４０ＡＳ等の進入方向４０ＡＷは、「上向き」となる。一方、混合ローラの回転方向ＤＲが方向ＤＲ２である場合、位置Ｐ２が、混合ローラ４０ＡＳ等の進入位置４０ＡＲＴとなる。このため、混合ローラ４０ＡＳ等の進入方向４０ＡＷは、「下向き」となる。なお、混合ローラの回転方向ＤＲが方向ＤＲ１であるか方向ＤＲ２であるかに関わらず、混合ローラ４０ＡＳ等の進入位置４０ＡＲＴが移動経路４０ＡＲの位置Ｐ３や位置Ｐ４である場合、混合ローラ４０ＡＳ等の進入方向４０ＡＷは、「水平」となる。混合ローラの位相差Δθは、基準ローラ（混合ローラ４０ＡＳ，４０ＢＳ、４０ＣＳ、４０ＤＳ）に対する各混合ローラ４０ＡＴ、４０ＡＵ、４０ＢＴ、４０ＢＵ等の位相差を表す。また、混合ローラの位相差Δθが正の場合には、回転方向ＤＲに対しΔθだけずれていることを表し、混合ローラの位相差Δθが負の場合には、回転方向ＤＲと反対方向に対しΔθだけずれていることを表す。回転軸の角速度ωは、第１〜第４混合ユニット４０Ａ〜４０Ｄに設けられたそれぞれの回転軸４０ＡＸ〜４０ＤＸについての角速度ωである。
【００３７】
そして、操作部５０ＵＩの操作によって、混合モードＭ１が選択されると、コントローラ５０Ｃは、第１〜第４混合ユニット４０Ａ〜４０Ｄの混合ローラ４０ＡＳ〜４０ＡＵ、４０ＢＳ〜４０ＢＵ等の回転方向ＤＲ・角速度ωは、それぞれ「ＤＲ１」・「ω１」に、混合ローラ４０ＢＴの位相差Δθは「−３０°」に、混合ローラ４０ＣＴの位相差Δθは「−６０°」に、混合ローラ４０ＤＴの位相差Δθは「−９０°」と設定するとともに、その混合条件に従って、第１〜第４混合ユニット４０Ａ〜４０Ｄを回転させる。
【００３８】
次に、混合装置２の作用について説明する。  
【００３９】
操作部５０ＵＩの操作により、混合モードＭ１（図７参照）が選択されると、コントローラ５０Ｃは、混合モードＭ１に定義された混合条件に従って、各モータ５０ＭＡ〜５０ＭＤ、シフト機構５０ＳＡ〜５０ＳＤを制御する。この結果、図４、８に示すように、第１混合ユニット４０Ａの混合ローラ４０ＡＳ等は、符号ＤＲ１の方向へ回転する。この結果、混合ローラ４０ＡＳ等は、第１開口３０ＹＡから収容空間３０Ｘへ入った後、第１開口３０ＹＡから出る。同様にして、第２〜４混合ユニット４０Ｂ〜４０Ｄの混合ローラ４０ＢＳ〜ＤＳ等は、それぞれ、第２〜４開口３０ＹＢ〜３０ＹＤから収容空間３０Ｘへ入った後、当該開口３０ＹＢ〜３０ＹＤから出る（図３、６参照）。
【００４０】
収容空間３０Ｘへ入った混合ローラ４０ＡＳ等は、収容具３０に収容された袋１０と衝突する。混合ローラ４０ＡＳ等との衝突の結果、袋１０は当該混合ローラの移動経路に沿って凹む。この結果、袋１０の中にある試料２０は、袋１０を介しながらも、混合ローラによって分断される分断作用が生じる。
【００４１】
また、当該混合ローラの移動経路のうち進入位置（例えば、混合ローラ４０ＡＳ等の場合は位置４０ＡＲＴ）では、混合ローラの移動方向（例えば、混合ローラ４０ＡＳ等の場合は方向４０ＡＷ）が「上向き」であるため、収容具３０に収容された袋１０と混合ローラとの衝突により、袋１０の中の試料２０は突き上げられる。この突き上げによって、試料２０の粉砕作用や拡散作用が生じる。そして、突き上げられた試料２０は袋１０の中に着地するため、試料２０の粉砕作用が生じる。
【００４２】
さらに袋１０のうち当該混合ローラと衝突した内面は、山折り状態となるため、袋１０の中にある試料と、袋１０との分離作用も期待できる。この分離作用により、前述の分断作用等をより確実なものとすることができる。
【００４３】
加えて、図６に示すように、第１混合ユニット４０Ａの進入方向４０ＡＷは、対称面ＦＡと交差するため、第１混合ユニット４０Ａの混合ローラ４０ＡＳ等との衝突によって、袋１０内の試料２０は、全体として、混合ローラ４０ＡＳ等の進行方向に向かって左右のいずれか一方（本実施形態では左）へ移動する。そして、第１混合ユニット４０Ａの進入方向４０ＡＷは、対称面ＦＡに対して、第２混合ユニット４０Ｂと反対側を向くため、第１混合ユニット４０Ａの混合ローラ４０ＡＳ等との衝突によって、試料２０は第２混合ユニット４０Ｂ側へ向かう。このため、第２混合ユニット４０Ｂは、混合ローラ４０ＢＳ等を用いて、第１混合ユニット４０Ａの混合ローラ４０ＡＳ等との衝突によって移動された試料２０の混合を進めることができる。さらに、第２混合ユニット４０Ｂの進入方向４０ＢＷは、対称面ＦＢに対して、第１混合ユニット４０Ａ側を向くため、第１混合ユニット４０Ａの混合ローラ４０ＡＳ等との衝突によって移動された試料２０は、第２混合ユニット４０Ｂの混合ローラ４０ＢＳ等との衝突によって、全体として、混合ローラ４０ＢＳ等の進行方向に向かって左へ移動する。同様にして、第３混合ユニット４０Ｃの混合ローラ４０ＣＳ等との衝突によって移動された試料２０は、全体として、当該混合ローラ４０ＣＳ等の進行方向に向かって左へ移動し、第４混合ユニット４０Ｄの混合ローラ４０ＤＳ等との衝突によって移動された試料２０は、全体として、当該混合ローラ４０ＤＳ等の進行方向に向かって左へ移動する。この結果、袋１０の中の試料２０は、図９に示すように、第１〜４混合ユニット４０Ａによって、マクロ的な回転が起こる。マクロ的な回転は、上面視において時計回りに回転する（図９の符号８１）。
【００４４】
さらに、試料２０のマクロ的な回転を促す第１〜４混合ユニット４０Ａ等は、互いに所定の間隔で配されるため、第１〜４混合ユニット４０Ａ等と袋１０との衝突は、離散的に発生する。このため、単なるマクロ的な回転による混合作用よりも、より大きな混合作用が得られる。単なるマクロ的な回転による混合作用よりも、より大きな混合作用が得られるのは、マクロ的な回転とともに行われるミクロ的な回転（図９の符号８２）が起こることによるものと考えられる。
【００４５】
また、ローラアーム４０ＡＡの先端部分に設けられた第１〜３混合ローラ４０ＡＵ〜４０ＡＳは、互いに離れているため（図４参照）、混合ローラの移動経路上の収容空間３０Ｘでは、混合ローラが収容空間３０Ｘに位置する状態（存在状態）と、混合ローラが収容空間３０Ｘから退避した状態（退避状態）と、が交互に入れ替わる。混合ローラの移動経路上の収容空間３０Ｘにおいて、存在状態では、試料２０が突き上げられるため、試料２０の混合が進む。一方、退避状態では、当該混合ローラの移動経路上の収容空間３０Ｘへ別の試料２０が流入する。結果、存在状態と退避状態とが交互に入れ替わることにより、試料２０全体において、試料２０の混合を進めることができる。
【００４６】
このように、混合装置２によれば、従来の混合装置に比べて、高い混合性能を有するため、粘性の高い試料や硬い試料の混合を進めることができるばかりか、試料の物性に問わず試料の混合に要する時間を短縮することができる。
【００４７】
また、操作部５０ＵＩの操作により、混合モードＭ２（図７参照）が選択されると、コントローラ５０Ｃは、混合モードＭ２に定義された混合条件に従って、各モータ５０ＭＡ〜５０ＭＤ、シフト機構５０ＳＡ〜５０ＳＤを制御する。この結果、図４に示すように、第１混合ユニット４０Ａの混合ローラ４０ＡＳ等は、符号ＤＲ２の方向へ回転する。こうして、試料２０は、上面視（図９参照）において反時計回りに回転する。このようにして、混合ローラの回転方向を変えることにより、袋１０中の試料２０を一様に混合することができる。なお、混合ローラの回転方向ＤＲのみならず、回転軸４０ＡＸの角速度ωや、混合ローラの位相差Δθを切り替えることもできる。
【００４８】
以下、混合装置２の変形例について説明する。
【００４９】
図５に示すように、混合制御ユニット５０は、さらに、タイマ５０ＴＭを有することが好ましい。この場合、混合モードデータ５０ＣＭ（図７参照）には、混合モードごとに混合時間が定義される。コントローラ５０Ｃは、タイマ５０ＴＭから時間を読み込むとともに、タイマ５０ＴＭから読み込んだ時刻、及び内蔵メモリに格納された混合時間及び混合モードに基づいて、第１〜４モータ５０ＭＡ〜５０ＭＤと、第１〜４シフト機構５０ＳＡ〜５０ＳＤとを制御することができる。この結果、異なる混合モードを所定の順番で自動的に行うことが可能となる。
【００５０】
図１０に示すように、隣り合う混合ユニット４０のうち、一方の混合ユニットの進入方向（例えば、進入方向４０ＡＷ）は、当該一方の混合ユニットの対称面（例えば、対称面ＦＡ）に対して、他方の混合ユニット（例えば、混合ユニット４０Ｂ）と反対側を向くとともに、他方の混合ユニットの進入方向（例えば、進入方向４０ＢＷ）は、当該他方の混合ユニットの対称面（例えば、対称面ＦＢ）に対して、一方の混合ユニット（例えば、混合ユニット４０Ａ）と反対側を向くようにしてもよい。また、ある混合ユニット（例えば、混合ユニット４０Ａ）についての移動経路（例えば、移動経路４０ＡＲ）を、当該混合ユニットの対称面（例えば、対称面ＦＡ）上に設定してもよい（図１１参照）。さらに、各開口３０ＹＡ〜３０ＹＤは、また、各混合ユニット４０Ａ〜４０Ｄの位置が、図６に示す状態と、図１０に示す状態と、図１１に示す状態との間で遷移自在となるように形成されることが好ましい。
【００５１】
図１０に示す状態において、図１２に示す混合モードＭ１１を選択してもよい。混合モードＭ１１では、隣り合う混合ローラ（例えば、混合ユニット４０Ａと混合ユニット４０Ｂとの組、混合ユニット４０Ｃと混合ユニット４０Ｄとの組）の回転方向ＤＲ及び位相差Δθが互いに等しいため、混合ユニット４０Ａの混合ローラ４０ＡＳ等が収容空間３０Ｘへ進入するタイミングと、混合ユニット４０Ｂの混合ローラ４０ＢＳ等が収容空間３０Ｘへ進入するタイミングとが一致する結果、混合ユニット４０Ａによって突き上げられた試料２０と混合ユニット４０Ｂによって突き上げられた試料２０との衝突により、試料２０の混合を進めることができる。なお、同一の組をなす混合ユニットによって突き上げられた試料２０同士が衝突する程度であれば、当該混合ユニットが収容空間３０Ｘへ進入するタイミングに差があってもよい。例えば、混合ユニット４０Ａの混合ローラ４０ＡＳ等が収容空間３０Ｘに存在するときに、混合ユニット４０Ｂの混合ローラ４０ＢＳ等を収容空間３０Ｘへ進入させる、としてもよい。
【００５２】
図１１に示す状態において、図１２に示す混合モードＭ１２を選択してもよい。混合モードＭ１２では、対向する混合ユニットの位相差Δθが等しいため、一方の混合ユニット（例えば、混合ユニット４０Ａ）によって突き上げられた試料２０と他方のユニット（例えば、混合ユニット４０Ｃ）によって突き上げられた試料２０との衝突により、試料２０の混合を進めることができる。
【００５３】
また、対向する混合ユニットの混合ローラ同士が、収容空間３０Ｘにおいて互いに近づくように移動する。結果、当該混合ユニットの混合ローラ同士によって、試料２０を一の方向から圧縮させることができる。なお、全ての混合ユニット４０Ａ〜４０Ｄの位相差Δθを全て等しい状態として、２つの方向からの試料２０の圧縮を行ってもよい。
【００５４】
図１０に示す状態において、図１２に示す混合モードＭ１３を選択してもよい。混合モードＭ１３では、２組の隣り合う混合ユニット対（例えば、１つ目が混合ユニット４０Ａと混合ユニット４０Ｄ、２つ目が混合ユニット４０Ｂと混合ユニット４０Ｃ）において、同一の組をなす混合ユニットの混合ローラの回転方向ＤＲは同じ方向であるとともに、異なる組をなす混合ユニットの混合ローラの回転方向ＤＲが異なる方向であるため、試料２０が縦方向に回転する結果、試料２０の天地替えが可能となる。さらに、混合ローラがフリーローラとなるフリー状態から、混合ローラがドライブローラとして機能するドライブ状態へ、各混合ローラを切り替えることによって、袋１０の天地替えも可能となる。
【００５５】
図１１に示す状態において、図１２に示す混合モードＭ２１を選択してもよい。混合モードＭ２１では、対向する混合ローラ（例えば、混合ユニット４０Ａと混合ユニット４０Ｃ等）の回転方向ＤＲ及び位相差Δθが等しいため、混合ユニット４０Ａによって突き上げられた試料２０と混合ユニット４０Ｃによって突き上げられた試料２０との衝突により、試料２０の混合を進めることができる。さらに、混合ユニット４０Ａの混合ローラ４０ＡＳ等と混合ユニット４０Ｃの混合ローラ４０ＣＳ等とは、収容空間３０Ｘにおいて互いに近づくように移動する。結果、混合ユニット４０Ａと混合ユニット４０Ｃとによって、試料２０を一の方向から圧縮させることができる。
【００５６】
図１１に示す状態において、図１２に示す混合モードＭ２２を選択してもよい。混合モードＭ２２は、対向する混合ユニットの回転方向ＤＲが互いに異なる点で、混合モードＭ２１と異なる。混合モードＭ２２により、試料２０同士の擦り合いが可能となる結果、試料２０の混合を進めることができる。
【００５７】
また、図１に示すような混合ユニット４０Ａ〜４０Ｄに加え、図１３に示すような混合ユニット４０Ｇを併用してもよい。混合ユニット４０Ｇは、試料２０の混合に用いられる混合棒４０ＧＳと、混合棒４０ＧＳを収容するケース４０ＧＢと、図示しない制御部と有する。混合棒４０ＧＳは、制御部の制御により、収容空間３０Ｘに進入した状態と、収容空間３０Ｘから退避した状態との間で進退自在である。
【００５８】
また、底面部３０Ｂには、混合棒４０ＧＳが進入可能な開口３０ＹＧが形成される。開口３０ＹＧは、収容空間３０Ｘの中心線３０ＸＸが通過するように形成されることが好ましい。
【００５９】
混合ユニット４０Ｇは、混合棒４０ＧＳの移動経路が開口３０ＹＧ及び収容空間３０Ｘを通過するように配される。このような混合ユニット４０Ｇにより、混合ユニット４０Ａ等と同様の分断作用、粉砕作用、拡散作用や分離作用を得ることができる。なお、混合ユニット４０Ａ〜４０Ｄに代えて、混合ユニット４０Ｇと同様の混合ユニットを用いてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、収容具３０において、各開口３０ＹＡ〜３０ＹＤを上下方向に延設したが、本発明はこれに限られず、図１４に示すように、各開口３０ＹＡ〜３０ＹＤを水平方向に延設してもよい。これにより、混合ユニットの混合ローラの移動方向の制御によって、試料２０が袋１０中にて回転する結果、試料２０の混合を進めることができる。
【００６１】
上記実施形態では、収容具として、第１〜４開口３０ＹＡ〜３０ＹＤが形成された収容具３０（例えば、図２参照）を用いたが、本発明はこれに限られず、開口１３１Ｙが形成された収容かご１３１と、開口１３１Ｙを塞ぐように収容かご１３１の内部に配される内容器１３２と、を有する収容具１３０であってもよい（図１５参照）。この場合、内容器１３２の可撓性は、混合ローラ４０ＡＳ等によって押し付けられた場合に、当該押し付けた混合ローラ４０ＡＳ等が、開口１３１Ｙを介して、収容かご１３１の収容空間１３１Ｘに進入する程度である。この場合には、開口１３１Ｙと、当該開口１３１Ｙを塞ぐ内容器１３２とが移動経路形成機構として機能する。
【００６２】
上記実施形態では、各モータ５０ＭＡ〜５０ＭＤを用いて、それぞれの回転軸４０ＡＸ〜４０ＤＸを回転させたが、本発明はこれに限られず、各モータ５０ＭＡ〜５０ＭＤを用いて、それぞれの回転軸４０ＡＸ〜４０ＤＸを回動させてもよい。このようにして形成される各混合ローラの移動経路（例えば、移動経路４０ＡＲ）の例として、収容空間３０Ｘに形成されたもの（図１６参照）がある。この場合、移動経路４０ＡＲは、収容空間経路のみを有する。収容空間経路における混合ローラの移動方向は、特に限定されないが、収容具の外側から内側に向かう方向、すなわち進退する方向であることが好ましい。また、各混合ローラの移動経路（例えば、移動経路４０ＡＲ）としては、収容空間３０Ｘから開口３０ＹＡまで延びた移動経路（往路又は復路）を、収容空間経路とともに有するもの（図示省略）や、収容具３０の外部に形成された経路を有するもの（図示省略）があり、いずれも適用可能である。
【００６３】
なお、収容空間３０Ｘを形成する収容具３０の内面は、滑らかな曲面によって形成されることが好ましい。これにより、収容具３０に収容された袋１０は、混合ユニット４０等との衝突等によって、回転しやすくなる。また、図１７に示すように、混合装置２は、収容具３０の収容口３０Ａを閉塞するための蓋１５０を有していてもよい。蓋１５０を用いて収容口３０Ａを閉塞することにより、袋１０や試料２０（袋１０が破れた場合等）が収容具３０の外部へ出ることを防ぐことができる。蓋１５０は、収容具３０の収容口３０Ａと嵌合する嵌合板１５０Ａと、嵌合板１５０Ａに直接または間接的に設けられた挿入部１５０Ｂと、を有することが好ましい。挿入部１５０Ｂは、収容具３０の内部に挿入されるものであり、面１５０ＢＡを有する。挿入部１５０Ｂの外径は、円筒部３０Ｃの内径と等しい（図１７参照）、または、円筒部３０Ｃの内径よりも小さい。蓋１５０を用いて収容口３０Ａを閉塞した場合に面１５０ＢＡと収容具３０の内面とによって形成される空間は、収容具３０に収容された袋１０が、混合ユニット４０等との衝突等によって、回転しやすい形状であることが好ましい。このため、面１５０ＢＡは滑らかな曲面であることが好ましく、さらに、面１５０ＢＡの端１５０ＢＸは、収容具３０の内面と滑らかに接続することが好ましい。さらに、蓋１５０は、嵌合板１５０Ａと挿入部１５０Ｂとを連結するとともに、挿入部１５０Ｂを嵌合板１５０Ａから遠ざかる方向へ付勢する付勢部材１５０Ｃを有することが好ましい。付勢部材１５０Ｃとしては、コイルバネや、板バネなどいずれでもよい。付勢部材１５０Ｃにより、収容された袋１０を収容具３０（例えば、底面部３０Ｂ）の内面側に押し付けた状態で、試料２０の混合を行うことができる。これにより、混合ユニットによって奏される前述の作用を確実に得ることができる。
【００６４】
なお、３本のローラアーム４０ＡＡの長さを異ならせてもよい。これにより、同一の混合ユニットにおける混合ローラの移動経路は、第１の移動経路と、この第１の移動経路と同心円状の第２の移動経路となる。
【００６５】
上記実施形態では、混合ユニットにおける混合ローラの移動経路を円形としたが、本発明はこれに限られず、楕円形、矩形などいずれであってもよい。
【００６６】
なお、混合装置２における混合ユニット４０の設置数は、１つでもよいが、混合性能の点から複数のほうが好ましい。また、収容具の形状は、袋１０を収容可能な収容可能空間を有しているものであれば、収容具３０のような形状に限られず、例えば、直方体、立方体などであってもよい。
【００６７】
尚、本発明は、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。
【符号の説明】
【００６８】
２    混合装置
１０    袋
２０    試料
３０    収容具
３０Ｘ    収容空間
３０Ｙ    開口
４０、４０Ａ〜４０Ｄ    混合ユニット
４０ＡＲ〜４０ＤＲ    移動経路
４０ＡＲＴ〜４０ＤＲＴ    進入位置
４０ＡＳ〜４０ＡＵ    混合ローラ
４０ＡＷ〜４０ＤＷ    進入方向
４０ＡＸ〜４０ＤＸ    回転軸
４０Ｇ    混合ユニット
４０ＧＢ    ケース
４０ＧＳ    混合棒
５０    混合制御ユニット
５０Ｃ    コントローラ
５０ＣＭ    混合モードデータ
５０ＭＡ    モータ
５０ＳＡ    シフト機構
５０ＴＭ    タイマ
５０ＵＩ    操作部
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2013248558.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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