(57)【要約】【課題】混練の効率を高めるようにした混練装置を提供する。【解決手段】本発明の一形態に係る混練装置１は、混練釜２と、複数本の撹拌ピン３ａを有する撹拌子３と、混練釜２内を第１の空間Ｓ１と第２の空間Ｓ２とに仕切り、混練釜２に連通された成形型９に向かって、混練釜２内の原料Ｍを水平方向に押し出す射出ピストン５と、混練釜２の第２の空間Ｓ２に気体を注入する気体供給機構（第２の気体供給機構８）と、を備え、第１の空間Ｓ１と第２の空間Ｓ２とをつなぐ隙間を有する。【選択図】図１
2017131913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を混練する混練装置であって、
前記原料が供給される第１の空間を有する混練釜と、
前記混練釜内で水平方向に延在する回転軸線に平行に延在する複数本の撹拌ピンを有し、前記回転軸線を中心に回転する撹拌子と、
前記撹拌子を回転駆動させるための第１の駆動機構と、
前記混練釜内を水平方向で前記第１の空間と第２の空間とに仕切り、前記撹拌ピンが貫通した状態で、前記混練釜に連通された成形型に向かって、前記混練釜内の前記原料を水平方向に押し出す射出ピストンと、
前記撹拌ピンの回転を許容するように前記射出ピストンが連結され、前記射出ピストンを水平方向に移動させるための第２の駆動機構と、
前記第２の空間に気体を注入する気体供給機構と、を備え、
前記第１の空間と前記第２の空間とをつなぐ隙間を有する、混練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料の混練に利用される混練装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、このような分野に関連する技術として特開平６−３１３７８号公報がある。この公報に記載された混練装置で混練を行うにあたって、外殻容器が上昇し、シュートを介して珪砂が外殻容器内に投入される。その後、外殻容器内に配置された撹拌翼を所定速度で回転させながら、規定量の硬化剤が外殻容器内に注入される。そして、撹拌翼を回転させながら珪砂と硬化剤とを混練する。混練した後、外殻容器は回転して投砂シュータに混練砂を投入し、投砂シュータから中子用金型内に混練砂は充填され、中子の成形が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３１３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した混練装置に利用される撹拌翼は、鉛直方向に延在する回転軸線を中心に回転するので、混練砂が遠心力によって外殻容器の内周面に付着し易く、混練効率が悪い。
【０００５】
本発明は、混練の効率を高めるようにした混練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】
【０００６】
本発明の一形態に係る混練装置は、原料を混練する混練装置であって、
前記原料が供給される第１の空間を有する混練釜と、
前記混練釜内で水平方向に延在する回転軸線に平行に延在する複数本の撹拌ピンを有し、前記回転軸線を中心に回転する撹拌子と、
前記撹拌子を回転駆動させるための第１の駆動機構と、
前記混練釜内を水平方向で前記第１の空間と第２の空間とに仕切り、前記撹拌ピンが貫通した状態で、前記混練釜に連通された成形型に向かって、前記混練釜内の前記原料を水平方向に押し出す射出ピストンと、
前記撹拌ピンの回転を許容するように前記射出ピストンが連結され、前記射出ピストンを水平方向に移動させるための第２の駆動機構と、
前記第２の空間に気体を注入する気体供給機構と、を備え、
前記第１の空間と前記第２の空間とをつなぐ隙間を有する。
このような構成により、原料の練りと自重落下とを繰り返すことができ、混練釜の内周面に原料が付着し難く、混練の効率を高めることができる。しかも、第１の空間と第２の空間とをつなぐ隙間を有するので、第２の空間から当該隙間を介して第１の空間に気体が流入し、原料の混練中に当該原料が第１の空間から第２の空間に漏れることを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、混練の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の混練装置を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態１の混練装置における撹拌ピンの配置を模式的に示す図である。
【図３】原料を混練した後に当該原料を成形型に射出した状態を模式的に示す断面図である。
【図４】成形型から成形品を取り出した状態を模式的に示す断面図である。
【図５】実施の形態２の撹拌ピンの配置及び混練時の原料の動きを模式的に示す図である。
【図６】実施の形態３における撹拌子の回転速度と回転角度との関係を模式的に示す図である。
【図７】実施の形態３における撹拌子の回転速度と時間との関係を模式的に示す図である。
【図８】撹拌ピンの他の配置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る混練装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
［実施の形態１］
先ず、本実施の形態の混練装置の構成を説明する。図１は、本実施の形態の混練装置を模式的に示す断面図である。図２は、本実施の形態の混練装置における撹拌ピンの配置を模式的に示す図である。
【００１１】
本実施の形態の混練装置１は、図１に示すように、原料Ｍを混練するために用いられる。混練装置１は、例えば、原料Ｍとして人工砂及び水ガラスや添加剤などのバインダを混練するために用いられる。混練された原料Ｍは、後述するように無機中子として成形される。
【００１２】
このような混練装置１は、混練釜２、撹拌子３、第１の駆動機構４、射出ピストン５、第２の駆動機構６、第１の気体供給機構７及び第２の気体供給機構８を備えている。
【００１３】
混練釜２は、例えば、本体部２ａ及びカバー部２ｂを備えている。本体部２ａは、例えば、円筒形状を基本形態としており、水平方向に延在している。そして、本体部２ａは、一方の開口部が壁部２ｃによって略塞がれている。カバー部２ｂは、本体部２ａの他方の開口部を覆う。但し、本体部２ａは、円筒形状に限定されず、筒形状であればよい。
【００１４】
このような混練釜２は、人工砂が供給される第１の供給孔２ｄ、バインダが第１の気体供給機構７から供給される気体と共に供給される第２の供給孔２ｅ、及び第２の気体供給機構８から気体が供給される第３の供給孔２ｆを備えている。また、混練釜２は、混練された人工砂及びバインダ（即ち、原料Ｍ）を隣接する成形型９に射出するための射出孔２ｇを備えている。
【００１５】
ちなみに、図１では、第１の供給孔２ｄが開放状態で示されているが、第１の供給孔２ｄは人工砂を供給するためのホッパー（不図示）などに接続され、開閉可能な構成とされている。
【００１６】
成形型９は、混練された原料Ｍを成形する。成形型９は、例えば、下型９ａ、上型９ｂ及びピストンシリンダ機構９ｃを備えている。下型９ａは、固定型である。上型９ｂは、下型９ａに対して開閉可能に連結された可動型である。これらの下型９ａと上型９ｂとで、混練された原料Ｍを成形するためのキャビティ９ｄが形成される。
【００１７】
キャビティ９ｄは、混練釜２の射出孔２ｇに流路９ｅを介して連通している。射出孔２ｇは、混練釜２の壁部２ｃに設けられている。ここで、射出孔２ｇには、弁機構（不図示）が設けられ、混練釜２内を略密閉できる構成とされていることが好ましい。なお、射出孔２ｇの配置や個数などは、特に限定されず、後述するように混練された原料Ｍを良好に成形型９に射出できればよい。
【００１８】
ピストンシリンダ機構９ｃは、キャビティ９ｄ内で成形された成形品１０（図３を参照）を下型９ａから外すために成形品１０を上方に押し上げるシリンダ９ｆを備えている。
【００１９】
撹拌子３は、第１の回転軸線Ｌ１を中心に回転し、混練釜２内で原料Ｍを混練する。撹拌子３は、撹拌ピン３ａ及び回転ベース３ｂを備えている。
【００２０】
撹拌ピン３ａは、混練釜２内で第１の回転軸線Ｌ１に平行に配置されており、混練釜２の壁部２ｃ近傍まで延在している。そして、撹拌ピン３ａは、図２に示すように、例えば、第１の回転軸線Ｌ１に対して直交する平面上で、回転中心を中心点Ｐとして点対称をなすように配列されている。
【００２１】
具体例として、４本の撹拌ピン３ａが撹拌子３の回転方向に９０°間隔で配置されている。そして、撹拌ピン３ａは、細いと原料Ｍを混練する際に損傷し、太いと混練効率が低下するので、１０ｍｍ程度の直径Ｒを有する円柱形である。
【００２２】
また、撹拌ピン３ａは、混練釜２における本体部２ａの内周面との間に数ｍｍ程度のクリアランス（隙間）Ｃ１が確保されている。さらに、隣接する撹拌ピン３ａの中心間の距離Ｄは、撹拌ピン３ａの径（撹拌ピン３ａの最も太い部分の径）の４倍以上である。
【００２３】
但し、撹拌ピン３ａの本数、配置及び形状などは、上述のクリアランスＣ１や距離Ｄを満たす範囲で適宜変更すればよい。
【００２４】
回転ベース３ｂは、外周にギア部３ｃを有する従動歯車であり、第１の回転軸線Ｌ１を中心に回転する。そして、回転ベース３ｂにおける第１の回転軸線Ｌ１と直交し、且つ混練釜２の壁部２ｃ側の側面には、撹拌ピン３ａの基端部が固定されている。
【００２５】
第１の駆動機構４は、撹拌子３を回転駆動させる。第１の駆動機構４は、例えば、駆動歯車４ａ及びモータ４ｂを備えている。駆動歯車４ａは、回転ベース３ｂのギア部３ｃと噛合されており、第１の回転軸線Ｌ１に平行な第２の回転軸線Ｌ２を中心に回転する。そして、駆動歯車４ａは、回転ベース３ｂと共にカバー部２ｂ内に収容されている。
【００２６】
モータ４ｂは、例えば、混練釜２の外部に配置されており、混練釜２のカバー部２ｂに通された回転軸に駆動歯車４ａが連結されている。モータ４ｂが駆動すると、駆動歯車４ａを介して第１の回転軸線Ｌ１を中心に回転ベース３ｂが回転する。その結果、撹拌ピン３ａは第１の回転軸線Ｌ１を中心に回転する。
【００２７】
ここで、例えば、混練釜２における本体部２ａの内径が１５０ｍｍ程度の場合、撹拌子３の回転速度が２５０ｒｐｍ程度までは当該撹拌子３の回転速度が上がるほど、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間が短くなり、撹拌子３の回転速度が２５０ｒｐｍ以上では飽和傾向になる。
【００２８】
つまり、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間は、撹拌子３の回転速度及び混練釜２における本体部２ａの内径に依存する。そのため、第１の駆動機構４は、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間が短くなるように、混練釜２における本体部２ａの内径に基づいて、撹拌子３の良好な回転速度を実現する。
【００２９】
射出ピストン５は、混練釜２内を水平方向で原料Ｍが収容される空間（第１の空間）Ｓ１と他の空間（第２の空間）Ｓ２とに仕切り、混練釜２内で第１の回転軸線Ｌ１に沿って水平方向に移動する。
【００３０】
第１の空間Ｓ１は、混練釜２における射出ピストン５に対して壁部２ｃ側の空間であり、第２の空間Ｓ２は、混練釜２における射出ピストン５に対してカバー部２ｂ側の空間である。そして、第１の空間Ｓ１と第２の空間Ｓ２とをつなぐクリアランス（隙間）が形成されている。
【００３１】
このような射出ピストン５は、混練釜２における本体部２ａの内周面の形状に対応する形状とされており、例えば、円柱形である。
【００３２】
射出ピストン５の外周面と混練釜２における本体部２ａの内周面との間には、予め設定されたクリアランスが確保されている。そして、射出ピストン５には、撹拌ピン３ａが貫通しており、射出ピストン５における撹拌ピン３ａが貫通する貫通孔５ａと当該撹拌ピン３ａとの間にも、予め設定されたクリアランスが確保されている。予め設定されたクリアランスとしては、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい。
【００３３】
第２の駆動機構６は、撹拌ピン３ａの回転を許容するように連結された射出ピストン５を水平方向に移動させる。第２の駆動機構６は、例えば、リニアアクチュエータから成り、ボールネジ軸６ａ、ボールナット６ｂ及びギアドモータ６ｃを備えている。
【００３４】
ボールネジ軸６ａは、第１の回転軸線Ｌ１を中心に回転し、混練釜２のカバー部２ｂを貫通している。そして、ボールネジ軸６ａの先端は、射出ピストン５における第１の回転軸線Ｌ１を中心とする回転を許容するように、軸受１１を介して射出ピストン５における第１の回転軸線Ｌ１と直交し、且つ混練釜２の第２の空間Ｓ２側の側面の中央に連結されている。また、ボールネジ軸６ａは、回転ベース３ｂの中央に形成された貫通孔３ｄを貫通している。
【００３５】
ボールナット６ｂは、ボールネジ軸６ａに螺着されており、例えば、ボールナット６ｂを回転させるギアドモータ６ｃと共に混練釜２の外部に配置されている。これにより、ギアドモータ６ｃが駆動してボールナット６ｂが回転すると、撹拌子３に影響されずにボールネジ軸６ａが第１の回転軸線Ｌ１に沿って進退する。その結果、第２の駆動機構６は射出ピストン５を第１の回転軸線Ｌ１に沿って進退させることができる。
【００３６】
なお、回転ベース３ｂ、駆動歯車４ａ、モータ４ｂ、ボールナット６ｂ及びギアドモータ６ｃの配置は、上述の限りでなく、混練釜２の内部及び外部の何れであってもよい。
【００３７】
第１の気体供給機構７は、混練釜２の第１の空間Ｓ１に気体を供給（注入）する。第１の気体供給機構７は、弁及びポンプ（不図示）などを備えており、流路１２を介して混練釜２に形成された第２の供給孔２ｅに連通している。ここで、第１の気体供給機構７は、バインダを混練釜２の第１の空間Ｓ１に噴霧することができるように、気体をバインダと混合してスプレーノズル（不図示）から第１の空間Ｓ１に供給するとよい。つまり、第１の気体供給機構７は、バインダが霧状になる程度の圧力で混練釜２の第１の空間Ｓ１に気体を供給するとよい。
【００３８】
第２の供給孔２ｅは、混練釜２内で原料Ｍを混練する際に当該混練釜２の第１の空間Ｓ１に第１の気体供給機構７から気体を供給できる位置に配置されている。第２の供給孔２ｅは、例えば、射出ピストン５が最もカバー部２ｂ側に配置された状態での混練釜２の第１の空間Ｓ１に第１の気体供給機構７から気体を供給できるように本体部２ａに設けられている。
【００３９】
第２の気体供給機構８は、混練釜２の第２の空間Ｓ２に気体を供給（注入）する。第２の気体供給機構８は、弁及びポンプ（不図示）などを備えており、流路１３を介して混練釜２に形成された第３の供給孔２ｆに連通されている。ここで、第２の気体供給機構８は、混練釜２の第２の空間Ｓ２の圧力が第１の空間Ｓ１の圧力より高くなるように当該第２の空間Ｓ２に気体を供給する。
【００４０】
第３の供給孔２ｆは、混練釜２内で原料Ｍを混練する際に当該混練釜２の第２の空間Ｓ２に第２の気体供給機構８から気体を供給できる位置に配置されている。第３の供給孔２ｆは、例えば、混練釜２のカバー部２ｂに設けられている。
【００４１】
これらの混練釜２、第１の駆動機構４、第２の駆動機構６及び成形型９などは、据え付け台１４に設置されている。
【００４２】
次に、本実施の形態の混練装置１を用いて無機中子を製造する流れを説明する。図３は、原料を混練した後に当該原料を成形型に射出した状態を模式的に示す断面図である。図４は、成形型から成形品を取り出した状態を模式的に示す断面図である。
【００４３】
ちなみに、図３及び図４では、第１の供給孔２ｄが開放状態で示されているが、第１の供給孔２ｄは人工砂を供給するためのホッパー（不図示）などに接続され、開閉可能な構成とされている。
【００４４】
先ず、図１に示すように、射出ピストン５を最も混練釜２のカバー部２ｂ側に配置した状態で、混練釜２の第１の空間Ｓ１に人工砂を第１の供給孔２ｄから供給する。そして、混練釜２の第１の空間Ｓ１にバインダを第１の気体供給機構７から供給される気体と共に第２の供給孔２ｅから供給する。このとき、バインダは気体により噴霧される。これにより、人工砂に対して略均一にバインダを吹き付けることができる。また、バインダを供給するためのスプレーノズル（不図示）の目詰まりを抑制することができる。
【００４５】
次に、第１の気体供給機構７及び第２の気体供給機構８で混練釜２に気体を供給しつつ、原料Ｍを混練する。つまり、第１の気体供給機構７から供給される気体を第２の供給孔２ｅから混練釜２の第１の空間Ｓ１に供給する。また、第２の気体供給機構８から供給される気体を第３の供給孔２ｆから混練釜２の第２の空間Ｓ２に供給する。このとき、第１の供給孔２ｄは閉状態とされる。ここで、気体は、原料Ｍに影響を与えない気体であればよく、例えば、大気中の空気である。
【００４６】
第２の空間Ｓ２に供給された気体は、射出ピストン５の外周面と混練釜２における本体部２ａの内周面との間のクリアランス、及び射出ピストン５の貫通孔５ａと撹拌ピン３ａとの間のクリアランスから第１の空間Ｓ１に流入する。
【００４７】
このように第１の空間Ｓ１に気体が供給された状態で、第１の駆動機構４のモータ４ｂを駆動させて撹拌子３を回転させる。これにより、撹拌ピン３ａが第１の回転軸線Ｌ１を中心に回転し、撹拌ピン３ａと混練釜２における本体部２ａの内周面との間に原料Ｍが入り込んで当該原料Ｍが練られる。それと共に、残りの原料Ｍは撹拌ピン３ａの回転に伴って当該撹拌ピン３ａで押し上げられつつ自重で落下する。落下した原料Ｍは、撹拌ピン３ａと混練釜２における本体部２ａの内周面との間に入り込んで練られ、残りの原料Ｍは撹拌ピン３ａの回転に伴って当該撹拌ピン３ａで押し上げられつつ自重で落下する。このように混練釜２内での原料Ｍの練りと自重落下とが繰り返される。そのため、原料Ｍの混練効率を向上させることができる。
【００４８】
このとき、原料Ｍの練りと自重落下とを繰り返すことで、原料Ｍが混練釜２における第１の空間Ｓ１の気体を取り込みながら圧縮膨張（スポンジを揉むような動き）を繰り返して発泡するので、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間を短縮することができる。なお、ここでの「発泡」とは、原料Ｍが気体を取り込んで当該原料Ｍ内に気泡が発生することである。
【００４９】
特に、本実施の形態では、上述のように第１の空間Ｓ１に気体を供給しているので、原料Ｍに積極的に気体を取り込ませて発泡効率を向上させることができる。そのため、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間を一層、短縮することができる。
【００５０】
しかも、第２の空間Ｓ２から射出ピストン５の外周面と混練釜２における本体部２ａの内周面との間のクリアランス、及び射出ピストン５の貫通孔５ａと撹拌ピン３ａとの間のクリアランスを介して第１の空間Ｓ１に気体が流入するので、原料Ｍを混練中に当該原料Ｍが第１の空間Ｓ１から第２の空間Ｓ２に漏れることを抑制することができる。
【００５１】
次に、上述のように混練された原料Ｍを成形型９に射出する。詳細には、図３に示すように、第２の駆動機構６のギアドモータ６ｃを駆動させて射出ピストン５を水平方向に移動させて原料Ｍを混練釜２の射出孔２ｇから押し出す。押し出された原料Ｍは、流路９ｅを通ってキャビティ９ｄ内に直接充填される。
【００５２】
次に、キャビティ９ｄ内に充填された原料Ｍの硬化後、図４に示すように、上型９ｂを上昇させて型開きする。その後、ピストンシリンダ機構９ｃのシリンダ９ｆを上昇させて、成形品１０を上方に押し上げると、成形品１０を外部に取り出すことができる。
【００５３】
このような混練装置１は、上述のように混練釜２内で水平方向に延在する複数の撹拌ピン３ａが回転して原料Ｍを混練するので、原料Ｍの練りと自重落下とを繰り返すことができる。その結果、混練釜２の内周面に原料が付着し難く、混練の効率を高めることができる。
【００５４】
しかも、原料Ｍの練りと自重落下とを繰り返すことで、原料Ｍが混練釜２における第１の空間Ｓ１の気体を取り込みながら圧縮膨張（スポンジを揉むような動き）を繰り返して発泡するので、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間を短縮することができる。
【００５５】
特に、本実施の形態では、上述のように第１の空間Ｓ１に気体を供給しているので、原料Ｍに積極的に気体を取り込ませて発泡効率を向上させることができる。そのため、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間を一層、短縮することができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、第２の空間Ｓ２から射出ピストン５の外周面と混練釜２における本体部２ａの内周面との間のクリアランス、及び射出ピストン５の貫通孔５ａと撹拌ピン３ａとの間のクリアランスを介して第１の空間Ｓ１に気体が流入するので、原料Ｍの混練中に当該原料Ｍが第１の空間Ｓ１から第２の空間Ｓ２に漏れることを抑制することができる。
【００５７】
［実施の形態２］
実施の形態１の複数本の撹拌ピン３ａは、混練釜２における本体部２ａの内周面とのクリアランスＣ１を略等しくしているが、この限りでない。図５は、本実施の形態の撹拌ピンの配置及び混練時の原料の動きを模式的に示す図である。
【００５８】
本実施の形態の撹拌子は、図５に示すように、混練釜２における本体部２ａの内周面との間に第１のクリアランスＣ２を有する第１の撹拌ピン３１と、混練釜２における本体部２ａの内周面との間に、第１のクリアランスＣ２より広い第２のクリアランスＣ３を有する第２の撹拌ピン３２と、が撹拌子の回転方向に交互に配置されている。
【００５９】
このような撹拌子を用いて原料Ｍを混練すると、混練釜２における本体部２ａの径方向で原料Ｍに圧縮及び膨張させる反復力を作用させることができ、実施の形態１の撹拌子３を用いる場合に比べて、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間を短縮することができる。
【００６０】
［実施の形態３］
本実施の形態では、撹拌子の回転速度を変化させることで、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間を短縮している。図６は、本実施の形態における撹拌子の回転速度と回転角度との関係を模式的に示す図である。図７は、本実施の形態における撹拌子の回転速度と時間との関係を模式的に示す図である。
【００６１】
ここで、本実施の形態の混練装置は、実施の形態１の混練装置１と略等しく、撹拌ピンの回転速度のみが異なる。そのため、実施の形態１の混練装置１と等しい符号を用いて説明する。
【００６２】
本実施の形態では、撹拌子３の回転速度が周期的に予め設定された回転速度に変化し、当該回転速度には、少なくとも、撹拌ピン３ａの回転による遠心力で当該撹拌ピン３ａに押し付けられる原料Ｍが落下する第１の回転速度Ｖ１と、第１の回転速度Ｖ１より速い第２の回転速度Ｖ２と、を含む。
【００６３】
例えば、撹拌子３の回転角度（即ち、撹拌子３の位置的な周期）に基づいて、撹拌子３の回転速度が第１の回転速度Ｖ１と第２の回転速度Ｖ２とを周期的に繰り返すように、第１の駆動機構４が撹拌子３を回転駆動させる。このとき、第１の回転速度Ｖ１と第２の回転速度Ｖ２とは、原料Ｍの練りと自重落下との繰り返し頻度が低下しないように設定するとよい。
【００６４】
具体例として、図６に示すように、反時計回りに撹拌子３の０°（３６０°）位置、９０°位置、１８０°位置、２７０°位置を定めた場合、撹拌子３が０°より大きく９０°以下の回転角度範囲で当該撹拌子３の回転速度を第１の回転速度Ｖ１に到達させ、撹拌子３が９０°より大きく１８０°以下の回転角度範囲で当該撹拌子３の回転速度を第２の回転速度Ｖ２に到達させ、撹拌子３が１８０°より大きく２７０°以下の回転角度範囲で当該撹拌子３の回転速度を第１の回転速度Ｖ１に到達させ、撹拌子３が２７０°より大きく３６０°以下の回転角度範囲で当該撹拌子３の回転速度を第２の回転速度Ｖ２に到達させる。
【００６５】
このように撹拌子３の回転速度を変化させると、原料Ｍの練りと自重落下とを迅速に繰り返すことができる。よって、実施の形態１の混練装置１に比べて、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間を短縮することができる。
【００６６】
ここで、図７に示すように、時間的な周期Ｔに基づいて、撹拌子３の回転速度が第１の回転速度Ｖ１と第２の回転速度Ｖ２とを周期的に繰り返してもよい。このとき、例えば、周期Ｔは３秒程度、第１の回転速度Ｖ１は０．７×Ｘｒｐｍ程度、第２の回転速度Ｖ２はＸｒｐｍとすればよい。
【００６７】
ちなみに、撹拌子３の回転速度が第１の回転速度Ｖ１と第２の回転速度Ｖ２とを周期的に繰り返す前の第３の回転速度Ｖ３の期間（例えば、１０秒程度）は、人口砂とバインダとを馴染ませるための期間である。このとき、例えば、第３の回転速度Ｖ３は１．５×Ｘｒｐｍ程度とすればよい。
【００６８】
本発明は、上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。
【００６９】
例えば、撹拌ピンの配置は、上述の限りでなく、図８（ａ）及び（ｂ）に示す撹拌ピンの配置でもよい。詳細には、図８（ａ）に示す撹拌子３３は、２列のピン列Ｒ１、Ｒ２を有している。各ピン列Ｒ１、Ｒ２は、第１の回転軸線Ｌ１に対して直交する平面上で、回転中心を中心点Ｐとして点対称をなすようにＳ字状又は逆Ｓ字状に配列された複数本（例えば１０本）の撹拌ピン３３ａ、３３ｂからなる。一方のピン列Ｒ１と他方のピン列Ｒ２は、混練釜２の周方向において互いに等距離になるように配置されている。なお、ピン列Ｒ１、Ｒ２における撹拌ピン３３ａ、３３ｂの配列は、撹拌子３３の回転方向を左周りとした場合にはＳ字で、回転方向を右周りとした場合には逆Ｓ字である。但し、撹拌子は、少なくとも一列のピン列を備えていればよい。
【００７０】
また、図８（ｂ）に示す撹拌子３４は、８列のピン列Ｒ３〜Ｒ１０を有している。各ピン列Ｒ３〜Ｒ１０は、複数（例えば３本）の撹拌ピン３４ａからなる。ピン列Ｒ３〜Ｒ１０は、第１の回転軸線Ｌ１に対して直交する平面上で、撹拌子３４の回転方向において混練釜２の内周面から徐々に離れるような形状を有している。このようなピン列Ｒ３〜Ｒ１０は、混練釜２内で周方向に等間隔で配置されている。
【００７１】
このような図８（ａ）に示す撹拌子３３又は図８（ｂ）に示す撹拌子３４を用いると、上述のように原料Ｍを混練中に当該原料Ｍが第１の空間Ｓ１から第２の空間Ｓ２に漏れることを抑制できるだけでなく、原料Ｍが混練釜２内で練りと自重落下とを容易に繰り返すことができ、原料Ｍが所定の動粘度を得るまでの時間を一層、短縮することができる。
【００７２】
例えば、実施の形態１乃至３の何れかを組み合わせて実施することができる。
【００７３】
例えば、実施の形態１の混練装置１は、第１の気体供給機構７によって混練釜２の第１の空間Ｓ１に気体を供給しているが、省略してもよい。
【００７４】
例えば、上述の実施の形態では、バインダを第１の気体供給機構７から供給される気体と共に混練釜２の第１の空間Ｓ１に供給しているが、この限りでない。バインダを混練釜２の第１の空間Ｓ１に供給した後に、第１の気体供給機構７から混練釜２の第１の空間Ｓ１に気体を供給しつつ原料Ｍを混練してもよい。
【００７５】
例えば、上述の実施の形態では、バインダを第１の気体供給機構７から供給される気体と共に混練釜２の第１の空間Ｓ１に供給した後に、原料Ｍを混練しているが、この限りでない。バインダを第１の気体供給機構７から供給される気体と共に混練釜２の第１の空間Ｓ１に供給しつつ原料Ｍを混練してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１  混練装置
２  混練釜、２ａ  本体部、２ｂ  カバー部、２ｃ  壁部、２ｄ  第１の供給孔、２ｅ  第２の供給孔、２ｆ  第３の供給孔、２ｇ  射出孔
３  撹拌子、３ａ  撹拌ピン、３ｂ  回転ベース、３ｃ  ギア部、３ｄ  貫通孔
４  駆動機構、４ａ  駆動歯車、４ｂ  モータ
５  射出ピストン、５ａ  貫通孔
６  駆動機構、６ａ  ボールネジ軸、６ｂ  ボールナット、６ｃ  ギアドモータ
７  第１の気体供給機構
８  第２の気体供給機構
９  成形型、９ａ  下型、９ｂ  上型、９ｃ  ピストンシリンダ機構、９ｄ  キャビティ、９ｅ  流路、９ｆ  シリンダ
１０  成形品
１１  軸受
１２、１３  流路
１４  据え置き台
３１、３２  撹拌ピン
３３  撹拌子
３３ａ、３３ｂ  撹拌ピン
３４  撹拌子
３４ａ  撹拌ピン
【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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