JP2002521191A - 撹拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複雑な混合動作を発生可能な撹拌機（１０２、８０２、９０２）が示される。撹拌機は、フレーム（１３０）からいくつかの弾性的な支持体（１２８）を介して懸架される可動組立体（１０４）を含む。可動組立体は、撹拌されるべき物質を収容する容器を受ける。可動組立体は間隔を設けた上方プレート（１０６）と下方プレート（１１２）とを含み、その間に回転可能に支持される部材（１１８）を有する。回転可能に支持される部材の質量は、その回転軸を中心として非対称に分散される。駆動手段（１３６）は、たとえば方向付けられる空気流であり、回転可能に支持される部材を回転させる。回転可能に支持される部材の非対称質量分散により、力は弾性的な支持体に非均一に与えられ、それにより所与のときに、そのような弾性的な支持体のいくつかに圧縮力がかかり、他の弾性的な支持体は張力を受ける。可動組立体は軌道動作に置かれその上に配置される容器の中の物質を撹拌する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】

この発明は一般的に、容器の中に収容される物質の撹拌またはかき混ぜに有利
な装置に関する。より特定的には、この発明は容器に収容される物質の中に渦ま
たは他の効果的な混合動作を発生することができる装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】

容器の中に収容される物質を撹拌／かき混ぜることはよく望まれる。そのよう
な撹拌はたとえば、他の目的の中でもとりわけ質量係数および熱伝達率を増加さ
せて化学反応を促進するために有益である。

【０００３】 多くの異なった種類の撹拌器が公知である。広く使用される撹拌器の１種とし
ては軌道振とう器／撹拌器である。軌道振とう器は主に、容器内の物質に渦を生
成するために使用される。そのような振とう器は典型的には、軌道状に動く台を
含む。大型の軌道振とう器（たとえば台の大きさが約２０センチメートルを超え
るもの）は、特徴的に制御および信頼性の問題を被る。特にそのような振とう器
は、重い荷重を支持する比較的大きな台の激しい撹拌によって受ける、相当な機
械的応力に耐える能力に限界がある。しかしながら、小型の軌道振とう器は、小
さな容器およびマイクロタイタプレートの撹拌に使用されるが、そのような振と
う器は小さく制御可能な振幅で非常に速い動きを発生させなければならないので
、実現化が難しい。前述の難点および制限から、軌道振とう器はどちらかといえ
ば高価で信頼度が低くなりがちである。

【０００４】 大型および小型の両方の軌道振とう器のどちらも、しばしば自動流体取扱いシ
ステムに一体化される。そのような一体化は典型的には、軌道振とう器が台を停
止させる適切な手段を必ず有し、それにより台が予め規定された位置に停止する
ことを要求する。現存の「ロボット工学に適する」振とう器は典型的は、そのよ
うな仕事を達成するために「ホームポジション」センサおよび関連の制御回路を
含む。センサと回路は軌道振とう器の複雑さを増大させ、それによりそのような
装置に関する経費および信頼性の問題を増大させる。

【０００５】 上述の事柄を視野に入れ、当該技術では、大きな容器と小さな容器の両方に収
容された流体の中に渦または他の効率的な混合動作を発生することができる、安
価で信頼性のある撹拌装置があればよいであろう。そのような装置に対しては、
撹拌が停止したときにホームポジションに戻る能力が特に望まれる。

【０００６】

【発明の概要】

複雑な混合動作を生成可能な撹拌器が記載される。そのような複雑な混合動作
はたとえば、収容された物質内に渦を形成することを含む。いくつかの実施例で
は、この教示に従った撹拌器はフレームから弾性的な支持体を介して懸架する可
動組立体を含む。

【０００７】 可動組立体は、間隔を設けた上方プレートおよび下方プレートを有利に含み、
該上方プレートおよび下方プレートはその間に配置される回転可能に支持される
部材を有する。回転可能に支持される部材の質量は、その回転の軸を中心として
非対称に分散される。駆動手段は、回転可能に支持される部材を回転させる。回
転可能に支持される部材の非対称な質量の分散により、力が弾性的な支持体に非
均一に加えられ、所与のときに、そのような弾性的な支持体の一部に圧縮力がか
かり、他の弾性的な支持体は張力を受ける。圧縮力がかかる特定の弾性的な支持
体は、回転可能に支持される部材の回転の機能により変わり、それにより可動組
立体を軌道動作に置く。そのような軌道動作は、可動部材の受面の上にある容器
の中に収容された物質内に、渦のような複雑な混合動作を発生させる。

【０００８】

【詳細な説明】

図１は、この発明の例示的な実施例に従った撹拌器１０２を示す。例示的な撹
拌器１０２は、受面１０８を有する可動組立体を含む。使用においては、受面１
０８の上にたとえば、マイクロタイタプレート、フラスコ、試験管を収容する試
験管ラックなどの容器（図示せず）が置かれる。可動組立体１０４が動くのに従
い、その動きが容器の中に保持される物質を撹拌する。いくつかの実施例では、
受面１０８は案内または他の構成（図示せず）を含み、それにより組立体１０４
の動作中に、容器が受面１０８から滑り落ちるのを防ぐ。

【０００９】 図１に示される実施例において、可動組立体１０４は、可動組立体の下方プレ
ート１１２に装着される弾性的な支持体１２８を介してフレーム１３０内に懸架
される。フレーム１３０は有利に剛性があるために、可動組立体１０４の中で発
生したエネルギが前記フレーム内で消散することがない。フレーム１３０は、た
とえばプラスチックから好適に形成されてもよい。さらに、フレーム１３０は有
利に支持面（たとえば作業台上）に装着されるか、それでなければ不動にするこ
とが可能であり、それにより可動組立体の中で発生したエネルギは撹拌器１０２
が支持面上を動くことまたは「ずれていく」ことを防ぐ。図１に示される実施例
では、装着装置１３２は、示される実施例の中でフレーム１３０から垂下する吸
盤として実現され、前記フレームを支持面に一時的に固定する。

【００１０】 示される実施例において、弾性的な支持体１２８はばねである。しかしながら
、ばねの特徴的な弾性と、圧縮と張力との下でエネルギを蓄積するその能力とを
備えた他の装置や配置が、弾性的な支持体１２８として好適に使用されてもよい
ことを理解すべきである。可動組立体１０４を、作業台上または他の表面の上方
で自由に軌道動作で動けるように支持することに加え、弾性的な支持体はこの明
細書に後述のように、可動組立体１０４を軌道動作に「案内」し、センタリング
手段としての役割を果たす。

【００１１】 図１に示される例示的な実施例では、可動組立体１０４は間隔を設けた上方プ
レート１０６および下方プレート１１２のそれぞれを含む。支柱またはそれに類
似のもの（図示せず）が使用され、上方プレートおよび下方プレートの間に間隔
を設ける。回転可能に支持される部材１１８は、例示を明確にするための部分断
面で示され、上方プレートと下方プレートとの間の空間に配置される。示される
実施例では、回転可能に支持される部材１１８は、前記回転可能に支持される部
材１１８を貫きその回転軸１−１を規定するピン１２６を中心として回転可能で
ある。図１に示される実施例では、回転軸１−１は可動組立体１０４の幾何学的
中心１０５および回転可能に支持される部材１１８の中心１１９に有利に場所決
めされる。ピン１２６は、上方プレート１０６および下方プレート１１２のそれ
ぞれの内側の向き合う面１１０および１１４上にある保持部材（図示せず）によ
り受け入れられる。１つの実施例では、保持部材は単にピン１２６を受ける各プ
レートの穴である。

【００１２】 回転可能に保持される部材１１８の質量は、回転軸１−１を中心として非対称
に分散される（以降、「非対称質量分散」と言う）。そのような回転する非対称
質量分散は後述のようにさまざまな方法によって達成されてもよい。図１に示さ
れる実施例では、非対称質量分散は回転可能に支持される部材１１８の質量を、
場所１２０のような選択された偏心した（すなわち回転可能に支持される部材１
１８の幾何学的中心１１９および回転軸１−１には位置しない）場所で増加させ
ることにより達成される。示される実施例では、そのような質量の増加は場所１
２０においてボア１２１の中に荷重要素１２２を配置することにより実現化され
る。前述の付加的な質量が回転軸から外れて場所決めされる構成は、図２の平面
図に示される。

【００１３】 非対称質量荷重を提供する多くのさまざまな構成がこの発明とともに好適に使
用されてもよいことが理解されるであろう。そのような構成のいくつかを以下に
説明する。

【００１４】 図３に示される第１の代替的な実施例では、非対称質量荷重は、回転可能に支
持される部材１１８の回転軸を中心から外れた場所３１６に場所決めすることに
より達成される。図４に示される第２の代替的な実施例では、非対称質量荷重は
非対称的な形の回転可能な部材１１８ｂを設けることにより達成される。よって
、回転軸が点４１９に場所決めされ、それが端縁４５０および端縁４５４の間の
中央点４５２および端縁４５６と端縁４６０との間の中央点４５８にあったとし
ても、回転可能に支持される部材１１８ｂの質量は回転軸１−１を中心として非
対称的に分散するように見られ得る。

【００１５】 図５に示される第３の代替的な実施例では、重み５６２はロッド５６４と係合
し、それにより重みはロッドに沿って半径方向に移動可能である。そのような構
成は、回転可能に支持される部材１１８ｃに対し変動する非対称質量荷重を与え
る。一例として、ロッド５６４はねじとして実現化されてもよく、かつ重み５６
４はナットとして実現化されてもよく、ナットとねじとはねじ切りされた係合に
より結合されてもよい。

【００１６】 駆動部１１３は、この明細書により詳しく後述されるが、回転可能に支持され
る部材１１８を回転させる。回転可能に支持される部材１１８の非対称質量分散
により、力は弾性的な支持体１２８に非均一に与えられ、それにより所与のとき
に、そのような弾性的な支持体の２つに圧縮力がかかり、他の２つの弾性的な支
持体が張力を受ける。圧縮力がかかる２つの弾性的な支持体は回転可能に支持さ
れる部材１１８の回転の機能（すなわち荷重要素１２２の角位置）により変わり
、それにより可動組立体１０４を軌道動作に案内する。

【００１７】 その構造の性質により、図１の例示的な撹拌器１０２は、撹拌動作が停止した
ときに可動組立体を「ゼロ」または「ホーム」位置に有利に戻す。撹拌器１０２
においては、そのようなホームに戻る機能は弾性的な支持体１２８により提供さ
れる。撹拌器１０２の、４つの同一な弾性的な支持体１２８は、可動組立体１０
４を静止フレーム１３０の中心に有利に戻す。

【００１８】 いくつかの実施例の中で、この教示に従った撹拌器は、二次的な支持装置を含
み可動組立体１０４を支持面（たとえば作業台上）の上方に懸架する。図１に示
される実施例では、そのような二次的な支持装置は分散プレート１４０として実
現される。分散プレート１４０は、複数の穴１４２および供給路線（図示せず）
を含む。圧縮空気または他の便利に入手可能である気体／蒸気（以降「揚力気体
」）は供給路線を介して分散プレート１４０の中に向けられる。揚力気体は穴１
４２を介して流れ、可動組立体１０４の下方プレート１１２の下方表面１１６に
衝撃を与える。下方表面１１６に対する揚力気体の力は可動組立体１０４を「浮
かべ」、使用において、可動組立体が支持面に接触しないことを確実にする。こ
の接触は動作の妨げとなるであろう。

【００１９】 示される実施例において、回転可能に支持される部材１１８は圧縮空気または
他の便利に入手可能である気体／蒸気（以降「駆動気体」）により駆動される。
駆動気体は、駆動気体供給導管１３４の末端から垂下するノズル１３６を介して
回転可能に支持される部材１１８に有利に送出される。ノズル端１３８は、駆動
気体を可動部材１０４の上方プレート１０６および下方プレート１１２の間の、
回転可能に支持される部材１１８の方向に向ける。より特定的には、ノズル端１
３８は駆動気体を回転可能に支持される部材１１８の外辺部に対して実質的に接
線方向の経路に沿って、その外辺部へ送出する。回転可能に支持される部材１１
８の境界に衝撃を与える駆動気体は、回転可能に支持される部材を回転させる。

【００２０】 可動部材１１８の回転の速度は、第１にノズル端１３８からの駆動気体の流量
および駆動気体から可動部材１１８へのエネルギ伝達効率に依存することが理解
されるであろう。回転可能に支持される部材１１８へのエネルギ伝達効率を高め
るために、いくつかの実施例では、回転可能に支持される部材の外辺部は、接線
方向の駆動気体をとらえるように物理的に適合される。図１に示される実施例で
は、そのような適合は均一な刻み１２４の形をとる。刻み１２４は円周方向に配
置されるギアの「歯」に類似する。他の実施例では、この物理的な適合はタービ
ンに使用されるような円周方向に配置される「羽根」でもあり得る。さらに他の
実施例では、回転可能に支持される部材１１８はエネルギ捕獲のために最適化可
能であり、たとえば、刻みは寸法および／または間隔において非均一であっても
よい。

【００２１】 駆動気体の流れが止められると、可動台１０４はそのホームポジションに停止
する。このプロセスを促進するために、この発明に従った撹拌器では、いくつか
の実施例において制動機構を含む。図６に示される第１の実施例では、そのよう
な制動機構は、導管６７２によって供給される補助気体ノズル６７４によって起
動されるばねを積載した制動ブラシ６６６からなる。撹拌器の作動中、駆動気体
の後流れが導管６７２を介して制動ブラシ６６６の受面６７０に向けられる。受
面６７０に対する気体の力は、偏倚部材（図示せず）の傾きを克服し、制動面６
６８を回転可能に支持される部材１１８に対して偏倚させる。駆動気体の流れが
止まると、偏倚部材は制動面６６８を回転可能に支持される部材１１８に対して
偏倚させ、それにより制動動作を与える。図７に示される制動機構の第２の実施
例は、荷重要素を使用して要求される非対称質量分散を提供する撹拌器（図２お
よび図５を参照）に特に好適である。制動機構は、極７７６および極７７８とし
て示される電気的に活性化された磁石を含み、極７７６および極７７８は可動組
立体１０４の下方プレート１１２内または上方プレート１０６内に配置される。
そのような実施例では、荷重要素は有利に磁気材を含む。よって、撹拌器を停止
させるために、駆動気体は止められ磁石は付勢される。続く磁石７７６／７７８
および磁気荷重要素７２２の磁気的相互作用は、回転可能に支持される部材１１
８を急速に停止させる。

【００２２】 可動台１０４の軌道動作の特徴は、主に（１）幾何学的なパラメータ、（２）
弾性的な支持体の「ばね」定数、（３）非対称な重み分散の性質、（４）回転可
能に支持される部材１１８の回転の速度、に依存する。可動台１０４の軌道動作
に対するそのようなパラメータの各々の効果は、以下に説明される。

【００２３】 幾何学的なパラメータは、軌道動作の正確な形を決定する。より特定的には、
例示的な撹拌器１０２については、ひとつの弾性的な支持体１２８が可動組立体
１０４の方形下方プレート１１２の角の各々から垂下する。そのような構成では
、「軌道」は卵形または楕円形である。別の実施例では、弾性的な支持体１２８
の装着点を下方プレート１１２の長端縁１１５に沿って内側に移動させて、該装
着点が正方形を規定することにより、円軌道を得る。円軌道動作はまた、弾性的
な支持体１２８を正方形の下方プレートの角に装着することによっても得られる
。

【００２４】 可動組立体１０４の動作の振幅は部分的に、弾性的な支持体１２８の「ばね」
定数により定められる。ばね定数と動作の振幅とは逆の関係を有する。たとえば
、比較的大きなばね定数は比較的小さな動作の振幅をもたらし、逆もまた同様で
ある。加えて、動作の振幅は回転可能に支持される部材１１８の非対称質量分散
によっても影響される。より特定的には、図１に示される例示的な実施例に関し
て、荷重要素１２２の半径方向の位置と重みとは振幅に影響する。荷重要素１２
２が回転可能に支持される部材１１８の外辺部に近いほど、または荷重要素１２
２の重みが大きいほど、動作の振幅は大きくなる。可動組立体１０４の軌道動作
の回数は、回転可能に支持される部材１１８が駆動される速度により定められる
。

【００２５】 前述の関係を量的に説明する数式を作成することはできるが、そのような数式
はこの撹拌器によって撹拌される収容された流体の動きを説明しない。むしろ、
選択された構成要素（たとえば特定のばね定数を有する弾性的な支持体、特定の
非対称質量分散を有する回転可能に支持される部材、特定の形を有する可動台な
ど）を含む所与の撹拌器に対し、関連の容器（たとえば９６ウェルマイクロタイ
タプレート、１５３６ウェルマイクロタイタプレートなど）に保持される物質の
動きは視覚的に監視され、いつ撹拌動作（たとえば渦）が確立されたのか判断す
る。次に、そのような望ましい撹拌動作は、技術分野のさまざまな公知の方法に
よって回転可能に支持される部材１１８の特定の毎分回転数（ｒｐｍ）と関連付
けられる。たとえば、ｒｐｍは磁気検出コイルおよび周波数計またはオシロスコ
ープを用いて電気的に定められ得るし、またはストロボスコープによって視覚的
に定められてもよい。回転可能に支持される部材１１８が駆動気体によって駆動
される実施例では、流量計を１列に置き望ましい撹拌動作の開始において流量を
記録することによって、望ましい撹拌動作が特定の駆動気体流量と関連付けられ
得る。

【００２６】 例示的な撹拌器１０２は、容器の中に保持される物質内に渦を生成する簡単で
信頼性の高い装置を提供する。図８は、この教示に従った第２の例示的な実施例
である撹拌器８０２を示す。

【００２７】 撹拌器８０２は、無作為で非常に効率的な混合動作を提供するように適合され
る。例示的な撹拌器８０２では、上方可動組立体８０が弾性的な支持体８８４を
介してフレーム８８６内に懸架される。フレーム８８６は、下方可動組立体８０
２の頂部プレート８０６の上面８０８上に配置される。フレーム８８６は、上方
プレート８０６と一体化して形成される（たとえば上方プレート８０６の一部と
してかたどられる）ことも可能であるが、これに代えて、上方プレート８０６に
何らかの便利な手段（たとえばエポキシなど）によって好適に装着されてもよい
。容器が上方可動組立体の上に置かれたとき、上面８０８に接触して「空になる
」ことを防ぐため、上方可動組立体８８０および上面８０８の間には十分な空間
がとられるべきである。そのような間隔は、上面８０８の上のフレーム８８６の
高さおよび弾性的な支持体８８４のばね定数に依存する。

【００２８】 代替可能な実施例では（図示せず）、上方プレート８０６の部分は取除かれて
上方可動組立体８８０がそのような切欠き領域内で弾性的な支持体８８４により
懸架されてもよい。そのような実施例では、フレーム８８６は必要でなくてもよ
い。むしろ、弾性的な支持体８８４は上方プレート８０６に直接装着されてもよ
い。容器が上方可動台８８０に置かれるとき、そのような容器の重みが上方可動
組立体を第１の回転可能に支持される部材８１８を絶対に接触させないように配
慮が必要である。

【００２９】 上方および下方可動組立体８０４および８８０は、図１の可動組立体１０４の
態様で構成される。上方可動組立体８８０は第２の回転可能に支持される部材８
８２を含み、非対称重み分散と、駆動気体供給導管８８８と、ノズル８９０など
を含む。撹拌器８０２は、２つの可動プレートによって生成される異なった回転
パターンを重ねることにより無作為で非常に効率的な混合動作の生成を可能にす
る。

【００３０】 ［例１］ この教示に従い、図１に示される撹拌器１０２に類似の撹拌器が製作された。
撹拌器は、９６、３８４、および１５３６ウェルマイクロタイタプレートのウェ
ルの中に渦を生成させることができる。上方および下方プレート（たとえば撹拌
器１０２のプレート１０６および１１２）は、プレキシグラスからなり、標準の
５インチ×３インチの外寸法である。従来の「拡張型」ばねが弾性的支持体（た
とえば撹拌器１０２の支持体１２８）として使用される。撹拌器に使用されたば
ねは、０．８から６５ポンド／インチの範囲のばね定数を有する。ばね定数は、
いくつかの性能要件に基づき選択される。そのような要件は、他の要件の中でも
とりわけ、たとえば、予期される動作回数に対するシステムの共鳴を回避し、好
適な偏向の振幅を得ることを含む。

【００３１】 すべての回転可能に支持される部材は、デュポン社によって製造されるアセタ
ールを基材としたプラスチックであるデルリン（Delrin、登録商標）と、ナイロ
ンとガラス繊維とを含むプラスチックから作られた。高速玉軸受および自動給油
複合軸受は回転可能に支持される部材と併せて使用された。

【００３２】 マイクロタイタプレートのウェル内に渦を生成させるための回転速度は、ウェ
ル寸法の機能によってばらつく。特に、約５ｍｍの直径のウェルを有する９６ウ
ェルプレートでは、渦巻は回転可能に支持される部材の１３００ｒｐｍで開始し
た。約１ｍｍのウェル直径を有する１５３６ウェルプレートは、約１０，０００
ｒｐｍの範囲において渦巻が観察された。

【００３３】 上述のこの撹拌器の例示的な実施例は、「直接の」駆動システムを用いる。例
示される直接駆動システムでは、回転可能に支持される部材に対する駆動気体が
前記回転可能に支持される部材を駆動する。そのような直接駆動システムは比較
的高い撹拌速度を発生させるのに特に好適であるのに対し、他の構成は低い撹拌
速度が望まれるときに有利に使用される。低い撹拌速度は、たとえば、非常に大
きな直径を有する容器内に保持される流体の中に渦を生成させるときに望まれて
もよい（渦巻きのために要求される撹拌速度と容器の直径との間には逆の関係が
ある）。

【００３４】 図９は、低い撹拌速度を発生させるのに特に好適である撹拌器９０２の例示的
な実施例の拡大図を示す。撹拌器９０２は、ベルト駆動システムを有利に組込み
、回転可能に支持される部材を駆動する。撹拌器９０２の全体のレイアウトは上
述の例示的な撹拌器に類似する。特定的には、撹拌器９０２は受面９０８を有す
る可動組立体９０４を含む。可動組立体９０４は可動組立体の下方プレート９１
２に装着される弾性的な支持体９２８を介してフレーム９３０内に懸架される。

【００３５】 可動組立体９０４は、間隔をあけた上方プレート９０６および下方プレート９
１２のそれぞれを含む。図９では、組立体９０４は上方プレート９０６を取除い
て示され、それにより例示的な撹拌器９０２においては下方プレート９１２の上
に配置される回転可能に支持される部材９１８および駆動システムが可視である
。セパレータ９１１は、上方プレート９０６および下方プレート９１２の間隔を
とるために使用される。

【００３６】 示される実施例では、回転可能に支持される部材９１８は、回転可能に支持さ
れる部材９１８を貫きその駆動軸を規定するピン９２６を中心として回転可能で
ある。撹拌器１０２のように、回転可能に支持される部材９１８の質量は、その
回転軸を中心として非対称に分散される。例示される実施例では、そのような非
対称質量分散は偏心して場所決めされる（すなわち回転軸とは整列しない）積載
素材９２２の使用により達成される。回転可能に支持される部材９１８が回転し
、回転可能に支持される部材の非対称質量分散により力は弾性的な支持体９２８
に非均一に与えられる。結果として、可動組立体９０４は前述のように軌道動作
へ導かれる。

【００３７】 撹拌器１０２および８０２のように、例示的な撹拌器９０２は、撹拌動作が停
止したときに可動組立体９０４をホームポジションに戻すように有利に構築され
る。撹拌器９０２は典型的には、比較的重い荷重を撹拌するであろうから、それ
は有利に二次的な支持装置を含み可動組立体９０４に対し付加的な支持を与える
。例示される実施例では、二次的な支持装置は分散プレート９４０として実現さ
れ、前述の分散プレート１４０の態様で構成される（図１および関連の説明を参
照）。さらに、撹拌器９０２は前述のような制動機構（図示せず）を有利に含む
。

【００３８】 例示的な撹拌器９０２は、撹拌器１０２および８０２の直接駆動システムに対
し、ベルト駆動システムを用いて回転可能に支持される部材を駆動する。ベルト
駆動システムは、回転可能な駆動部材９９２と、プーリ９９６と、ベルト９９８
と、ノズル９３６と、駆動気体供給導管９３４とを含む。

【００３９】 使用においては、駆動気体（たとえば圧縮空気または他の好適な流体）は、駆
動気体供給導管９３４の末端から垂下するノズル９３４を介して駆動部材９９２
に送出される。ノズル端９３８は駆動部材９９２の外辺部９９４に実質的に接線
方向の経路に沿って前記外辺部の方向に駆動気体を向ける。駆動部材９９２の外
辺部に衝撃を与える駆動気体は駆動部材を回転させる。回転可能に支持される部
材１１８と同様に、駆動部材９９２の外辺部は、接線方向の駆動気体を均一な刻
み、羽根、歯などを使用してとらえるように物理的に適合される。

【００４０】 駆動部材９９２の回転を回転可能に支持される部材９１８に転送するための構
成が提供される。示される実施例では構成は、駆動部材９９２に剛性を持って装
着されるプーリ９９４および、プーリ９９６を回転可能に支持される部材９１８
に機械的に連結するベルト９９８からなる。

【００４１】 撹拌器９０２が非常に大きな容器に収容される物質を撹拌するように意図され
る実施例では、撹拌器は非常に低い撹拌速度を提供する。したがって、回転可能
に支持される部材９１８は低速で駆動されるべきである。圧縮空気の流量を下げ
て回転可能に支持される部材９１８の回転速度を低下させると、一旦ある最小限
度の流量に達すると問題になり得る。これに代えて、駆動部材９９２の周線より
も小さな周線を有するプーリ９９６を与えることによって低い駆動速度を得ても
よい。このように駆動システムが構成されるとき、その周辺において駆動部材９
９２の速度はプーリ９９６の速度よりも低いことが理解されるであろう。よって
、プーリ９９６によって駆動される回転可能に支持される部材９１８は、ドライ
ブ部材９９２よりも低いｒｐｍで回転する。このように、駆動気体流量を好適に
高い速度に保ちつつ回転可能に支持される部材９１８の回転の速度が減じられる
。

【００４２】 ［例２］ 回転可能に支持される部材を駆動するためのベルト駆動システムを組込んだ撹
拌器が製作された。すべての部品がプラスチックから作られる。回転可能に支持
される部材はガラス繊維入りのナイロンであり、質量荷重を与えるために使用さ
れる重みは、鋼のインサートまたは回転可能に支持される部材に予め掘削された
キャビティに注入された鉛のいずれかである。プーリはデルリン（登録商標）（
デュポン）から作られ、回転可能な部材のための軸受は玉軸受またはディクソン
インダストリーズ(Dixon Industries)より入手可能なルーロン（Rulon、登録商
標）Ｊのような非金属軸受である。「摩擦型」ベルト（たとえばＯリング）また
はフロリダ州マイアミレイクスのＳＭＩスモールパーツインコーポレイテッド(S
MI Small Parts Inc.)から入手可能であるポリコード（Polycord、登録商標）が
、プーリと回転可能に支持される部材とを接続するために使用される。

【００４３】 上方プレートおよび下方プレートは、例１で説明された撹拌器に対して使用さ
れたものよりも実質的に大きく、約１０インチの大きさの直径を有する容器を支
持可能である。撹拌器は約１０００ｒｐｍの最高撹拌速度を発生させた。

【００４４】 ここに説明される実施例は、この発明の原理の適用に考えられ得る多くの可能
な特定の構成を単に例示することを理解されたい。この発明の範囲および精神よ
り逸脱せずに、当業者によってこれらの原理に従った他の構成が考えられ得る。
したがって、前掲の特許請求の範囲およびそれらに同等のものの範囲の中にその
ような他の構成が含まれることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の例示的な実施例に従った撹拌器を示す図である。

【図２】 非対称重み分散を有する回転可能に支持される部材の第１の実施
例を示す図である。

【図３】 非対称重み分散を有する回転可能に支持される部材の第１の代替
的な実施例を示す図である。

【図４】 非対称重み分散を有する回転可能に支持される部材の第２の代替
的な実施例を示す図である。

【図５】 非対称重み分散を有する回転可能に支持される部材の第３の代替
的な実施例を示す図である。

【図６】 可動組立体の動作を遅くするための制動機構の第１の例示的な実
施例を示す図である。

【図７】 組立部材の動作を遅くするための制動機構の第２の例示的な実施
例を示す図である。

【図８】 この発明の教示に従った二重可動組立部材を有する撹拌器を示す
図である。

【図９】 この発明の教示に従ったベルト駆動システムを備える撹拌器を示
す図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年２月２３日（２０００．２．２３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ギャツジェブ，レイモンド・フレデリック アメリカ合衆国、18901 ペンシルバニア 州、ドイルズタウン、フェリー・ロード、 1091 Ｆターム(参考） 4G036 AB12 AB18 5D107 BB04 DD08 DD12

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性的な支持体により支持される可動組立体と、 前記可動組立体と機械的に連絡する回転可能に支持される部材とを含み、前記
   回転可能に支持される部材は回転的に非対称な重み分散を有し、さらに 回転可能に支持される部材を回転させるための駆動手段を含み、 前記回転可能に支持される部材の回転において、前記回転可能に支持される部
   材の回転的な非対称重み分散によって前記可動組立体が軌道動作に置かれる、物
   品。
2. 【請求項２】 フレームをさらに含み、弾性的な支持体が前記フレームに装
   着され、フレームの中の可動組立体を支持する、請求項１に記載の物品。
3. 【請求項３】 フレームから垂下する装着装置をさらに含み、装着装置はフ
   レームが支持面に沿って動くことを防ぐ、請求項２に記載の物品。
4. 【請求項４】 装着装置は吸盤である、請求項３に記載の物品。
5. 【請求項５】 可動組立体を支持するための二次的な支持装置をさらに含む
   、請求項１に記載の物品。
6. 【請求項６】 二次的な支持装置は可動組立体の下に配置される分散プレー
   トを含み、前記分散プレートは揚力空気を受取り前記揚力空気を可動組立体の表
   面にわたって分散させるように作動可能であり、それにより揚力空気は可動組立
   体を少なくとも部分的に支持する、請求項５に記載の物品。
7. 【請求項７】 可動組立体は、間隔を設けて重ねられる第１および第２のプ
   レートを含む、請求項１に記載の物品。
8. 【請求項８】 回転可能に支持される部材は、可動組立体の第１および第２
   のプレートの間の空間に配置される、請求項７に記載の物品。
9. 【請求項９】 回転可能に支持される部材は、回転可能に支持される部材の
   回転軸から外れた場所に配置される荷重部材を含み、それにより回転的な非対称
   重み分散を提供する、請求項８に記載の物品。
10. 【請求項１０】 荷重部材は半径方向に可動であり、それによりさまざまな
    回転的に非対称な重み分散を提供する、請求項９に記載の物品。
11. 【請求項１１】 駆動手段は駆動気体を回転可能に支持される部材の外辺部
    に送出するように作動可能なノズルを含み、回転可能に支持される部材の外辺部
    での前記駆動気体の衝撃は回転可能に支持される部材を回転させる、請求項１に
    記載の物品。
12. 【請求項１２】 回転可能に支持される部材の外辺部は、前記駆動気体を受
    けるように物理的に適合される、請求項１１に記載の物品。
13. 【請求項１３】 物理的な適合は複数の刻みである、請求項１２に記載の物
    品。
14. 【請求項１４】 駆動手段は、 回転可能な駆動部材と、 回転可能な駆動部材の外辺部に駆動気体を送出するように作動可能なノズルと
    を含み、回転可能な駆動部材の外辺部での前記駆動気体の衝撃は回転可能な駆動
    部材を回転させ、さらに 回転可能な駆動部材に装着されるプーリと、 プーリを回転可能に支持される部材に機械的に連結するベルトとを含み、 プーリが回転可能な駆動部材の回転により回転すると、ベルトが動き回転可能
    に支持される部材を回転させる、請求項１に記載の物品。
15. 【請求項１５】 プーリはさらに、回転可能な駆動部材の周長よりも小さな
    周長を有し、それにより回転可能に支持される部材は回転可能な駆動部材が回転
    する速度よりも遅い速度で回転される、請求項１４に記載の物品。
16. 【請求項１６】 弾性的な支持体はばねである、請求項１に記載の物品。
17. 【請求項１７】 弾性的な支持体が可動組立体に装着される装着点は、可動
    組立体の表面にわたって対称的に分散される、請求項１に記載の物品。
18. 【請求項１８】 装着点は集合的に正方形を規定する、請求項１７に記載の
    物品。
19. 【請求項１９】 可動組立体から第２の組の弾性的な支持体を介して支持さ
    れる第２の可動組立体をさらに含む、請求項１に記載の物品。
20. 【請求項２０】 第２の可動組立体と機械的に連絡する第２の回転可能に支
    持される部材をさらに含み、第２の回転可能に支持される部材は回転的に非対称
    な重み分散を有し、さらに 第２の回転可能に支持される部材を回転させるための第２の駆動手段を含む、
    請求項１９に記載の物品。