JP2005254114A - 攪拌装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の小型を維持しまま、駆動部のモータの大きさを攪拌負荷に応じた最適な大きさにして攪拌層内の内容物の攪拌を確実に行えるようにする。
【解決手段】 攪拌装置１は、ケーシング３ａ内のシャフト４を、ケーシングの外側と内側から非接触で連動する外マグネット５１及び内マグネット４１を有する攪拌軸部２と、ケーシング内に密閉して取り付けられ、シャフトの回転により、内容物を攪拌する攪拌翼を有する攪拌槽３と、攪拌軸部とケーシング外側の外マグネット及び内マグネットに回転力を伝達する駆動部６と、を備え、駆動部は、一端部に配設されたモータ７と、該モータの出力軸２７に連動して他端部に配設された駆動マグネット８１と、を有し、攪拌軸部は、ケーシング外側の外マグネット及び内マグネットに連動して一端部に配設された従動マグネット５２を有し、駆動部と攪拌軸部とを、両マグネットが対向するように、一軸状に配設されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動部のモータの回転駆動力を非接触状態で攪拌軸部に伝達して、密閉された攪拌槽内の内容物を攪拌する攪拌装置に係り、特に、投影設置面積を狭くして設置場所の制限を受けないようにしても、モータの大きさを攪拌負荷に応じた最適な大きさにして攪拌能力が低下しないようにした攪拌装置に関する。

従来、この種の攪拌装置には、図５に示すマグネットドライブ攪拌装置１００がある（例えば、特許文献１参照）。このマグネットドライブ攪拌装置１００は、モータ１０７によって回転駆動力を発生する駆動部１０６と、この駆動部１０６と平行に配置されて、かつ駆動部１０６の回転駆動力により不図示の攪拌翼を回転させる攪拌軸部１０２と、内容物を攪拌する攪拌翼を密閉収納した攪拌槽１０３とを備えている。

そして、駆動部１０６の回転駆動力は、マグネット動力伝達手段１０９によって、駆動部１０６から攪拌軸部１０２に非接触状態で伝達され、攪拌軸部１０２の回転駆動力は、非接触状態で攪拌翼の回転軸１４２に伝達される。マグネット動力伝達手段１０９は、駆動部１０６のリング状の駆動マグネット１８１と、攪拌軸部１０２の従動マグネット１５２で構成されている。

特開２００３−１２６６７０号公報（図１参照）

ところで、図５に示す従来のマグネットドライブ攪拌装置１００は、駆動部１０６と攪拌軸部１０２とを平行に配設してあるので、装置の投影設置面積が広く、設置場所を限定されるという問題があった。

特に、攪拌翼の攪拌負荷に合わせて、モータ１０７の大きさを大きくすると、駆動マグネット１８１の径も大きくして、駆動マグネット１８１と従動マグネット１５２との間隔を、マグネットの磁気によって回転駆動力を伝達できる間隔にしなければならない。

このため、従来のマグネットドライブ攪拌装置１００は、モータ１０７の径を大きくすると、駆動部１０６も大きくしなければならないので、装置の投影設置面積が広くなるだけでなく、装置全体が大型になるという問題もあった。

本発明は、装置の投影設置面積を狭くしても、駆動部のモータの大きさを攪拌負荷に応じた最適な大きさにして、装置の小型を維持できる攪拌装置を提供することを目的としている。

請求項１に係る本発明は（例えば、図１ないし図４参照）、内隔壁（３ａ）内の回転軸（４）を、該内隔壁（３ａ）の外側から非接触で連動する非接触回転手段（４１，５１）を有する攪拌軸部（２）と、
前記内隔壁（３ａ）内に密閉して取り付けられ、前記回転軸（４）の回転により、内容物を攪拌する攪拌翼を有する攪拌槽（３）と、
前記攪拌軸部（２）の前記内隔壁（３ａ）外側の前記非接触回転手段（４１，５１）に回転力を伝達する駆動部（６）と、を備えてなる攪拌装置において、
前記駆動部（６）は、一端部に配設されたモータ（７）と、該モータ（７）の出力軸（２７）に連動して他端部に配設された駆動マグネット（８１）と、を有し、
前記攪拌軸部（２）は、前記内隔壁（３ａ）外側の前記非接触回転手段（４１，５１）に連動して一端部に配設された従動マグネット（５２）を有し、
前記駆動部（６）と前記攪拌軸部（２）とを、前記両マグネット（８１，５２）が対向するように、一軸状に配設されてなる、
ことを特徴とする攪拌装置（１）である。

請求項２に係る発明における、前記駆動マグネット（８１）は、前記駆動部（６）の他端部にリング状に配列された複数の駆動マグネット片（８１ａ乃至８１ｆ）を有し、
前記従動マグネット（５２）は、前記攪拌軸部（２）の一端部にリング状に配列された複数の従動マグネット片（５２ａ乃至５２ｆ）を有し、
前記両マグネット（８１，５２）は、リング状の面（８１ｈ，５２ｈ）同士が対向してなる、
請求項１に記載の攪拌装置（１）である。

請求項３に係る本発明における、前記駆動マグネット（８１）と前記従動マグネット（５２）は、永久磁石である、
請求項１又は２に記載の攪拌装置（１）である。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、実施の形態との対応を容易にして、発明の理解を助ける便宜的なものであり、本願特許請求の範囲の記載に何ら影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る発明によると、駆動部と攪拌軸部とを、駆動マグネットと従動マグネットが対向するように、一軸状に配設してあるので、装置の投影設置面積を従来よりも狭くすることができて、設置場所の制限を受けることが少なくなる。

また、駆動マグネットと従動マグネットの大きさをほとんど変えることなく、装置全体を小型に維持したまま、一端側に設けるモータの大きさを攪拌翼の攪拌負荷に合わせた最適な大きさにして、攪拌層内の内容物の攪拌を確実に行うことができる。

請求項２に係る発明によると、両マグネットは、リング状の面同士が対向しているので、駆動部から攪拌軸部への回転駆動力の伝達を確実に行うことができて、攪拌翼を確実に回転させることができ、これにより駆動部から攪拌軸部への動力伝達における回転効力の低下を防止することができる。

請求項３に係る発明によると、駆動マグネットと従動マグネットを永久磁石にしてあるので、装置を簡素化することができる。

以下、図面に基づいて、本発明に係る実施の形態を説明する。図１は本発明に係るマグネットドライブ攪拌装置の一部断面図である。マグネットドライブ攪拌装置１は、攪拌軸部２、駆動部６、攪拌槽３及びマグネット動力伝達手段９で構成されている。なお、攪拌槽３は、図１の下方に攪拌する内容物を収納する不図示の容器に、内容物を攪拌する攪拌翼、該攪拌翼と一体の回転軸であるシャフト４を密閉状態で収納して、外部と隔離してある。シャフト４は、上方に延びて、攪拌層３の一部分である細長い内隔壁であるケーシング３ａに囲まれている。

まず、駆動部６の構成を図１及び図２に基づいて説明する。図２は、図１に示す駆動部６のＡ−Ａ矢視断面図である。駆動部６は、モータ７とマグネットカップリング８とを備えている。モータ７は、ケース７１、回転軸７２、及び該ケース７１に内包されている不図示の電機子等を備えており、電機子を励磁して発生する回転駆動力を回転軸７２に出力するようになっている。マグネットカップリング８は、６つのマグネット片８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆからなる駆動マグネット８１、ケース８２、及び連結ブロック８３とを備えている。連結ブロック８３は非磁性体製であって、モータ７の回転軸７２に連結してある。

連結ブロック８３の内周面には、図２に示すように、上記駆動マグネット８１を構成する駆動マグネット片８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆのそれぞれが、６箇所に略等間隔にリング状に配置、固着してある。そして、駆動マグネット８１及び連結ブロック８３は、回転軸７２に連結してあるので、この回転軸７２と共に回転するようになっており、非磁性体製のケース８２に接触しないように内包されている。一方、ケース８２は、モータ７のケース（駆動部６の固定部）７１に固定してある。ケース８２において、駆動マグネット８１を収納している部分は、円筒形に形成してある。

駆動マグネット片８１ａ，８１ｂ，…，８１ｆの極性（Ｎ極、Ｓ極）は、連結ブロック８３の回転方向に交互に反転してある。例えば、駆動マグネット片８１ｂの攪拌軸部２側の極性をＮ極、モータ７側の極性をＳ極にしてあると、隣り合う駆動マグネット片８１ａ，８１ｃの攪拌軸部２側の極性をＳ極、モータ７側の極性をＮ極にしてある。

また、駆動部６全体は、不図示のアームに支持されており、該アームにより後述する攪拌軸部２に対して相対移動自在、かつ固定自在になっている。そして、マグネットドライブ攪拌装置１を駆動するとき、駆動部６は攪拌軸部２に対して所定間隙ＧＰを有して固定されて、攪拌軸部２に接触しないようになっている。

次に、攪拌軸部２の構成を図１、図３、図４に基づいて説明する。図３は図１に示す攪拌軸部２のＢ−Ｂ矢視断面図である。図４は図１に示す攪拌軸部２のＣ−Ｃ矢視断面図である。攪拌軸部２は、ホルダー５、マグネット４１，５１，５２等を備えている。

ホルダー５は、上部ホルダー５ａと下部ホルダー５ｂとを一体化して形成された非磁性体製の部品である。上部ホルダー５ａには、６つの従動マグネット片５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆからなる従動マグネット５２を備えている。下部ホルダー５ｂは２つの外側マグネット片５１ａ，５１ｂからなる外側マグネット５１、及びベアリング５５，５６を備えている。従動マグネット片５２ａ，５２ｂ，…，５２ｆの極性（Ｎ極、Ｓ極）は、ホルダー５の回転方向に交互に反転されている。例えば、従動マグネット片５２ｂの駆動部６側の極性をＳ極、攪拌槽３側の極性をＮ極にしてあると、隣り合う従動マグネット片５２ａ，５２ｃの駆動部６側の極性をＮ極、攪拌槽３側の極性をＳ極にしてある。

駆動マグネット８１及び従動マグネット５２は、図１に示すように所定間隙ＧＰを介して対向して一軸状に配置してある。また、駆動マグネット８１と従動マグネット５２との対向面８１ｈ，５１ｈの極性は、互いに異なっており、これによって、駆動マグネット８１と従動マグネット５２は、磁気吸引力によって引き合うようになっている。駆動マグネット８１と従動マグネット５２は、この磁気吸引力に基づいて、駆動部６の回転駆動力、つまりモータ７の回転駆動力を攪拌軸部２に伝達するようになっている。駆動マグネット８１と従動マグネット５２は、マグネット動力伝達手段９の構成要素である。

下部ホルダー５ｂの内周には、図４に示すように、外側マグネット片５１ａ，５１ｂからなる外側マグネット５１が、下部ホルダー５ｂの略中心を対称に、ケーシング３ａを隔てて内側マグネット４１に対向配置されて固着されている。外側マグネット片５１ａ，５１ｂは、ホルダー５の回転方向に交互に極性を反転されて配置されており、つまり、外側マグネット片５１ａ，５１ｂの内周面側の極性（Ｎ極、Ｓ極）を異極同士となるように配置してある。

そして、ホルダー５全体は、図１に示すようにホルダー５の内周面に配設されたべアリング５５，５６を介して、ケーシング３ａに外周に形成された段付き部３１，３２に担持され、かつ該ベアリング５５，５６により回転自在に支持されている。これにより、上述した従動マグネット５２は外側マグネット５１と一体に回転するようになっている。

カバー１５は回転するホルダー５の外周を覆い、また、ケース８２も回転する連結ブロック８３及び駆動マグネット８１の外周を覆っているので、これら回転部への巻き込みが防止されて、装置の信頼性を向上することができると共に、装置の安全性を向上することができる。

攪拌槽３は、ホルダー５の回転により発熱する攪拌軸部２に水を循環させて冷却させるクーラージャケット１１及びアダプター１２を有して、クーラージャケット１１及びアダプター１２を介して、非磁性体製でかつ所定圧力に耐える、例えばステンレス鋼等により形成したケーシング３ａを不図示の攪拌容器に装着されて密閉されている。ケーシング３ａの内部には、シャフト４を同軸状に挿入してある。

シャフト４は、内側マグネット４１、シャフト上部４２及びシャフト下部４３を備えており、内側マグネット４１の上端にシャフト上部４２を、下端にシャフト下部４３を、同軸状に連結してある。シャフト上部４２はケーシング３ａの内部に回転自在に支持され、シャフト下部４３は攪拌槽３内の内容物を攪拌するのに回転する不図示の攪拌翼に連結されている。また、内側マグネット４１の極性（Ｎ極、Ｓ極）は、図３の断面方向の向きになるように配置されている。そして、外側マグネット５１及び内側マグネット４１は、図１、図４に示すようにケーシング３ａを挟んで対向して配置されている。

以上の構成において、駆動部２と攪拌軸部２は一軸状に配設してある。すなわち、モータ７の回転軸７２、駆動マグネット８１、従動マグネット５２、外側マグネット５１、内側マグネット４１、シャフト４、及び不図示の攪拌翼は、中心軸Ｏを中心に回転するように、一軸上に配設してある。ケーシング３ａも中心軸Ｏに中心を一致させて配設してある。

次に、本発明に係るマグネットドライブ攪拌装置１の動作を説明する。モータ７の電機子を励磁して、モータ７の回転軸７２を回転させると、連結ブロック８３と共に駆動マグネット８１も回転する。駆動マグネット片８１ａ乃至８１ｆと従動マグネット５２ａ乃至５２ｆは、異極同士で対向して互いに引き合っているので、磁気吸引力に基づいて、モータ７の回転駆動力をホルダー５に伝達して、ホルダー５を回転させる。

ホルダー５が回転すると、これと共に外側マグネット５１が回転する。外側マグネット５１は、ケーシング３ａを挟んで外側マグネット５１及び内側マグネット４１に基づく磁気吸引力によりシャフト４を回転させる。つまり、ホルダー５とシャフト４は、ケーシング３ａを挟んで接触することなく、攪拌槽３の外部及び内部で、上述した外側マグネット５１と内側マグネット４１との磁気吸引力に基づいて回転して攪拌翼を回転させる。したがって、外側マグネット５１と内側マグネット４１は、非接触回転手段を構成している。

内側マグネット４１は一対の極性を配置した例を示したが、シャフト４の外周にマグネット片を複数個配置してもよく、また上記と同様の極性を外周に配置した一体状のマグネットであってもよい。

以上のように、本発明に係るマグネットドライブ攪拌装置１は、駆動部６と攪拌軸部２とを、駆動マグネット８１と従動マグネット５１が対向するように、一軸状に配設してあるので、装置の投影設置面積を従来よりも狭くすることができて、設置場所の制限を受けることが少なくなる。また、駆動マグネット８１と従動マグネット５１の大きさをほとんど変えることなく、装置全体を小型に維持したまま、一端側に設けるモータ７の大きさを攪拌翼の攪拌負荷に合わせた最適な大きさにして、攪拌層３内の内容物の攪拌を確実に行うことができる。

また、本発明に係るマグネットドライブ攪拌装置１は、両マグネット８１，５２のリング状の面８１ｈ，５１ｈ同士が対向しているので、駆動部６の回転駆動力を攪拌軸部２に確実に伝達し、スムーズに回転駆動力を伝達することができ、これにより駆動部６から攪拌軸部２への動力伝達における回転効力の低下を防止することができる。

さらに、駆動マグネット８１と従動マグネット５１は、対向面８１ｈ，５１ｈにＮ極、Ｓ極があるので、駆動マグネット８１と従動マグネット５１との磁気吸引力を有効に利用して、駆動部６から攪拌軸部２に回転駆動力を確実に伝達することができる。

なお、上記実施の形態では、駆動マグネット８１及び従動マグネット５２の磁気吸引力と、外側マグネット５１及び内側マグネット４１の磁気吸引力と、に基づく回転駆動力伝達の例を示したが、これに限らず、駆動部６と攪拌軸部２が非接触で、駆動部６の回転駆動力を攪拌軸部２に伝達するものであればいずれのものであってもよく、例えば、従動マグネット５２と外側マグネット５１とを一体にしてもよい。

さらに、上記実施の形態において、駆動マグネット８１及び従動マグネット５２が各６個からなる例を示したが、これに限らず、例えば、駆動マグネット８１及び従動マグネット５２が各６個以外の組合せ（例えば駆動マグネット片及び従動マグネット片の個数が共に４個）、また異なる個数の組合せ（例えば駆動マグネット片の個数が８個に対し従動マグネット片が４個）であっても本発明を適用することができる。

また、以上の構成において、各マグネット片５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ，８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ，及び内側マグネット４１は、永久磁石であるので、装置を簡素化することができる。

本発明に係る攪拌装置を示す一部省略断面図である。 駆動部を示す図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 攪拌軸部を示す図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。 攪拌軸部を示す図１のＣ−Ｃ矢視断面図である。 従来のマグネットドライブ攪拌装置を示す一部省略断面図である。

符号の説明

Ｏ 中心軸
１ マグネットドライブ攪拌装置（攪拌装置）
２ 攪拌軸部
３ 攪拌槽
３ａ ケーシング（内隔壁）
４ シャフト（回転軸）
６ 駆動部
７ モータ
９ マグネット動力伝達手段
１５ カバー
２７ 出力軸
４１ 内側マグネット（非接触回転手段）
５１ 外側マグネット（非接触回転手段）
５１ａ，５１ｂ 外側マグネット片
５２ 従動マグネット
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ 従動マグネット片
５２ｈ 対向面
７１ 駆動部の固定部（モータのケース）
７２ モータの出力軸
８１ 駆動マグネット
８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ，８１ｅ，８１ｆ 駆動マグネット片
８１ｈ 対向面
８２ ケース

Claims (3)

1. 内隔壁内の回転軸を、該内隔壁の外側から非接触で連動する非接触回転手段を有する攪拌軸部と、
   前記内隔壁内に密閉して取り付けられ、前記回転軸の回転により、内容物を攪拌する攪拌翼を有する攪拌槽と、
   前記攪拌軸部の前記内隔壁外側の前記非接触回転手段に回転力を伝達する駆動部と、を備えてなる攪拌装置において、
   前記駆動部は、一端部に配設されたモータと、該モータの出力軸に連動して他端部に配設された駆動マグネットと、を有し、
   前記攪拌軸部は、前記内隔壁外側の前記非接触回転手段に連動して一端部に配設された従動マグネットを有し、
   前記駆動部と前記攪拌軸部とを、前記両マグネットが対向するように、一軸状に配設されてなる、
   ことを特徴とする攪拌装置。
2. 前記駆動マグネットは、前記駆動部の他端部にリング状に配列された複数の駆動マグネット片を有し、
   前記従動マグネットは、前記攪拌軸部の一端部にリング状に配列された複数の従動マグネット片を有し、
   前記両マグネットは、リング状の面同士が対向してなる、
   請求項１に記載の攪拌装置。
3. 前記駆動マグネットと前記従動マグネットは、永久磁石である、
   請求項１又は２に記載の攪拌装置。
   

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