JP2007074900A - 磁気回転伝達装置及び密閉撹拌装置 - Google Patents

磁気回転伝達装置及び密閉撹拌装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 大型の永久磁石を用いずに大きな伝達トルクを得ることができる磁気回転伝達装置を提供する。
【解決手段】磁石列を1又は複数有する円筒状の駆動回転体と、当該駆動回転体の駆動軸を回転駆動させる駆動源と、磁石列を1又は複数有するとともに前記駆動回転体とは磁気結合間隙を空けて対称に設置され磁気的に結合された従動回転体を有するラジアル型の磁気回転伝達装置において、前記各磁石は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記駆動回転体の回転中心線である駆動中心線とほぼ重なり、各磁石の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置され、前記円筒や円柱へ前記磁石を取り付けるに当り、前記同筒や円柱に前記磁石を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各磁石を嵌め込んだ後、前記円筒や円柱の表面を前記各磁石の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各磁石を個々に固定させる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、磁気的な結合により回転を伝達する磁気回転伝達装置、及びこの磁気回転伝達装置により密閉容器内の撹拌羽根を駆動する密閉撹拌装置に関するものである。
従来、駆動側の永久磁石と被駆動側(従動側)の永久磁石を磁気結合させることにより回転運動を駆動側から従動側へ伝達する磁気回転伝達装置として、出願人は、駆動側又は従動側の一方に左右2極型磁石を用い、他方に両面2極型磁石を用いる構成のものを開発し提案している(特許文献1参照)。
特許第2678569号公報
最近では、伝達されるトルク(回転軸のまわりの力のモーメント。その回転軸からその力の作用点までの距離に、その力の値を乗じた積。)の大きな磁気回転伝達装置が望まれている。しかしながら、上記した従来の型式の磁気回転伝達装置で伝達トルクを大きくするためには、駆動側と従動側のそれぞれの磁石を大型化する必要があるが、大型で均一な磁気性能を持つ永久磁石を製造することは困難であり、磁石の大型化には限界がある。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、大型の永久磁石を用いずに大きな伝達トルクを得ることができる磁気回転伝達装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る磁気回転伝達装置は、
第1磁石(10B)が複数個円筒(11B)の内側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有する駆動回転体と、当該駆動回転体の駆動軸を回転駆動させる駆動源と、第2磁石(20B)が前記第1磁石(10B)の個数と同数前記円筒(11B)に収容される円柱(21B)の外側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有するとともに前記駆動回転体とは磁気結合間隙を空けて対称に設置され磁気的に結合された従動回転体を有し、前記駆動源によって前記駆動軸を回転駆動することにより磁気的作用を利用して前記従動回転体を回転させるラジアル型の磁気回転伝達装置において、
前記第1磁石(10B)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記駆動回転体の回転中心線である駆動中心線とほぼ重なり、
前記第2磁石(20B)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記従動回転体の回転中心線である従動中心線とほぼ重なり、
前記円筒(11B)上で互いに隣接する第1磁石(10B)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置され、
前記円柱(21B)上で互いに隣接する第2磁石(20B)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置されると共に、前記円筒(11B)へ前記各第1磁石(10B)を取り付けるに当り、前記同筒(11B)へ前記第1磁石(10B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第1磁石(10B)を嵌め込んだ後、前記円筒(11B)の表面を前記第1磁石(10B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第1磁石(10B)を個々に固定させ、
さらに、前記円柱(21B)へ前記各第2磁石(20B)を取り付けるに当り、前記円柱(21B)へ前記第2磁石(20B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第2磁石(20B)を嵌め込んだ後、前記円柱(21B)の表面を前記第2磁石(20B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第2磁石(20B)を個々に固定させることを特徴とする。
また、本発明の請求項2に係る密閉撹拌装置は、
密閉容器(31B)と、撹拌羽根(32B)と、従動軸(52B)と、磁気回転伝達装置を備えた密閉撹拌装置であって、
前記磁気回転伝達装置は、第1磁石(10B)が複数個円筒(11B)の内側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有する駆動回転体と、当該駆動回転体の駆動軸(42B)を回転駆動させる駆動源(41B)と、第2磁石(20B)が前記第1磁石(10B)の個数と同数前記円筒(11B)に収容される円柱(21B)の外側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有するとともに前記駆動回転体とは磁気結合間隙を空けて対称に設置され磁気的に結合された従動回転体を有し、前記駆動源(41B)によって前記駆動軸(42B)を回転駆動することにより磁気的作用を利用して前記従動軸(52B)を回転させるラジアル型の磁気回転伝達装置であり、
前記第1磁石(10B)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記駆動回転体の回転中心線である駆動中心線とほぼ重なり、
前記第2磁石(20B)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記従動回転体の回転中心線である従動中心線とほぼ重なり、
前記円筒(11B)上で互いに隣接する第1磁石(10B)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置され、
さらに、前記円柱(21B)上で互いに隣接する第2磁石(20B)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置されると共に、前記円筒(11B)へ前記各第1磁石(10B)を取り付けるに当り、前記同筒(11B)へ前記第1磁石(10B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第1磁石(10B)を嵌め込んだ後、前記円筒(11B)の表面を前記第1磁石(10B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第1磁石(10B)を個々に固定させ、
前記円柱(21B)へ前記各第2磁石(20B)を取り付けるに当り、前記円柱(21B)へ前記第2磁石(20B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第2磁石(20B)を嵌め込んだ後、前記円柱(21B)の表面を前記第2磁石(20B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第2磁石(20B)を個々に固定させ、
前記従動中心線を回転中心線とするように前記従動回転体に取り付けられた従動軸(52B)に前記撹拌羽根(32B)が回転可能に取り付けられること
を特徴とする。
また、本発明の請求項3に係る密閉撹拌装置は、
内部に固定軸(33B)を有する密閉容器(31D)と、撹拌羽根と、磁気回転伝達装置を備えた密閉撹拌装置であって、
前記磁気回転伝達装置は、第1磁石(10C)が複数個円柱(11C)の外側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有する駆動回転体と、当該駆動回転体の駆動軸(42D)を回転駆動させる駆動源(41D)と、第2磁石(20D)が前記第1磁石(10C)の個数と同数前記円筒を収容する円筒(21D)の内側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有するとともに前記駆動回転体とは磁気結合間隙を空けて対称に設置され磁気的に結合された従動回転体を有し、前記駆動源(41D)によって前記駆動軸(42D)を回転駆動することにより磁気的作用を利用して前記従動回転体を回転させるラジアル型の磁気回転伝達装置であり、
前記第1磁石(10C)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記駆動回転体の回転中心線である駆動中心線とほぼ重なり、
前記第2磁石(20D)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記従動回転体の回転中心線である従動中心線とほぼ重なり、
前記円柱(11C)上で互いに隣接する第1磁石(10C)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置され、
前記円筒(21D)上で互いに隣接する第2磁石(20D)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置されると共に、前記円筒(11B)へ前記各第1磁石(10B)を取り付けるに当り、前記同筒(11B)へ前記第1磁石(10B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第1磁石(10B)を嵌め込んだ後、前記円筒(11B)の表面を前記第1磁石(10B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第1磁石(10B)を個々に固定させ、
さらに、前記円柱(21B)へ前記各第2磁石(20B)を取り付けるに当り、前記円柱(21B)へ前記第2磁石(20B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第2磁石(20B)を嵌め込んだ後、前記円柱(21B)の表面を前記第2磁石(20B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第2磁石(20B)を個々に固定させ、
前記従動回転体の前記従動中心線を包含するように形成された円形断面の貫通孔である従動軸貫通孔の中に前記固定軸(33B)が挿通され軸受け部材(34B)を介して前記従動回転体が回転可能に取り付けられ、前記従動回転体に前記撹拌羽根が取り付けられることを特徴とする。
本発明に係る磁気回転伝達装置及び密閉撹拌装置によれば、駆動源により駆動される駆動側の円盤又は円筒若しくは円柱の上に第1磁石を複数個円周方向に略等分に配置し、この駆動側円盤等に対向配置される従動側の円盤又は円柱若しくは円筒の上に第2磁石を第1磁石と同数円周方向に略等分に配置しかつ第1磁石と第2磁石の間に磁気結合間隙を配し、駆動側の円盤等の上で互いに隣接する第1磁石の隣接かつ対向する面が同一の磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置するとともに、従動側の円盤等の上で互いに隣接する第2磁石の隣接かつ対向する面が同一の磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置するように構成したので、駆動側の第1磁石の同一の磁極面が対になった空間(同極磁場空間)における磁力は通常の磁極の磁力よりも強められ、かつ、従動側の第2磁石の同一の磁極面が対になった空間(同極磁場空間)における磁力も通常の磁極の磁力よりも強められる。また、第1磁石と第2磁石は複数でかつ互いに同数である。これにより、1個の第1磁石又は第2磁石の磁力が通常と同様であっても、駆動側の第1磁石全体では、1個の第1磁石の磁力に第1磁石の個数を乗じた積の磁力に上記の同磁極を対にさせたことによる磁力増強効果が加わり、かつ、従動側の第2磁石全体では、1個の第2磁石の磁力に第2磁石の個数を乗じた積の磁力に上記の同磁極を対にさせたことによる磁力増強効果が加わり、磁気回転伝達装置全体又は密閉撹拌装置全体としては、従動側への伝達トルクを大きくすることができる、という利点を有している。
以下に説明する実施例は、駆動源により駆動される駆動側の円盤又は円筒若しくは円柱の上に永久磁石である第1磁石を複数個円周方向に略等分に配置し、この駆動側円盤等に対向配置される従動側の円盤又は円柱若しくは円筒の上に永久磁石である第2磁石を第1磁石と同数円周方向に略等分に配置しかつ第1磁石と第2磁石の間に磁気結合間隙を配し、駆動側の円盤等の上で互いに隣接する第1磁石の隣接かつ対向する面が同一の磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置するとともに、従動側の円盤等の上で互いに隣接する第2磁石の隣接かつ対向する面が同一の磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置するようにした構成であり、個々の永久磁石の磁力は通常と同様のものであっても、駆動側の第1磁石全体では、1個の第1磁石の磁力に第1磁石の個数を乗じた積の磁力に上記の同磁極を対にさせた空間(同極磁場空間)における磁力増強効果が加わり、かつ、従動側の第2磁石全体では、1個の第2磁石の磁力に第2磁石の個数を乗じた積の磁力に上記の同磁極を対にさせた空間(同極磁場空間)における磁力増強効果が加わり、磁気回転伝達装置全体又は密閉撹拌装置全体としては、従動側への伝達トルクを大きくすることができ、本発明を実現するための構成として最良の形態である。
以下、本発明の第1実施例について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施例である磁気回転伝達装置の構成を示す図である。図1において、図1(B)は、本発明の第1実施例の磁気回転伝達装置の側面から見た断面図である。また、図1(A)は、図1(B)において、第1円盤11A(後述)の下方から上方を見た底面図である。
図1に示すように、本発明の第1実施例の磁気回転伝達装置は、第1円盤11Aと第1磁石10Aを有する駆動回転体と、第2円盤21Aと第2磁石20Aを有する従動回転体を備えて構成されている。
第1円盤11Aは、磁化されない又は磁化されにくい材料(非磁性材料)、例えば、非磁性の金属材料(オーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウム合金など)、FRP(繊維補強プラスチック)等からなり、円盤状又は円板状に形成された部材である。
第1磁石10Aは、永久磁石であり、扇型の断面形状を有する柱状の立体の形状に形成されている。この永久磁石としては、アルニコ磁石、フェライト磁石、希土類磁石、ボンド磁石が使用可能である。希土類磁石としては、サマリウム・コバルト磁石、ネオジム・鉄・ボロン磁石、サマリウム・鉄・窒素磁石、白金・鉄磁石、白金・コバルト磁石、マンガン・アルミニウム磁石、鉄・クロム・コバルト磁石等が使用可能である。
図1(A)の例では、第1円盤11Aの上の円周方向に略等分となるように、8個の第1磁石10Aが配設されている。円状に並設された8個の第1磁石10Aは、特許請求の範囲における1つの磁石列に相当している。個々の第1磁石10Aの平面形状は、略扇形状であり、扇形の中心線は、第1円盤11Aの円の中心を通る略放射状の直線とほぼ重なる状態となっている。
上記の第1磁石10Aは、図1(A)において符号Nで示すN磁極部と、図1(A)において符号Sで示すS磁極部を有している。このN磁極部とS磁極部の境界面は、第1磁石10Aのなす扇形の中心線とほぼ一致するようになっており、このN磁極部とS磁極部の境界面を延長した面は、駆動回転体の回転中心線(以下、「駆動中心線」という。)とほぼ重複し、又はほぼ接するように配置されている。
また、第1円盤11A上で互いに隣接する2つの第1磁石10A,10Aの隣接しかつ対向する面(側面)どうしは、同一の磁極性の磁極面が対(ペア、又は1組み)になるように配置されている。例えば、第1円盤11A上で互いに隣接する2つの第1磁石10A,10Aの隣接しかつ対向する面どうしは、N極とN極、S極とS極、のように並んでいる。以下、N極とN極の対を(N,N)のように表し、S極とS極の対を(S,S)のように表す。
また、第1円盤11Aの第1磁石10Aが設けられている側とは反対側の中央には、駆動軸用ホゾ穴12Aが設けられている(図1(B)参照)。第1円盤11Aの中心と駆動軸用ホゾ穴12Aの中心とを結ぶ直線は、駆動回転体の駆動中心線とほぼ合致している。駆動軸用ホゾ穴12Aには、電動モータ等の駆動源(図示せず)の駆動軸(図示せず)が嵌合可能となっており、駆動源により駆動回転体が回転駆動されるようになっている。この場合、駆動軸の回転中心線は、駆動中心線とほぼ合致するようになっている。
また、第2円盤21Aは、磁化されない又は磁化されにくい材料(非磁性材料)、例えば、非磁性の金属材料(オーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウム合金など)、FRP(繊維補強プラスチック)等からなり、円盤状又は円板状に形成された部材である。
また、第2磁石20Aは、永久磁石であり、扇型の断面形状を有する柱状の立体の形状に形成されている。この永久磁石としては、アルニコ磁石、フェライト磁石、希土類磁石、ボンド磁石が使用可能である。希土類磁石としては、サマリウム・コバルト磁石、ネオジム・鉄・ボロン磁石、サマリウム・鉄・窒素磁石、白金・鉄磁石、白金・コバルト磁石、マンガン・アルミニウム磁石、鉄・クロム・コバルト磁石等が使用可能である。
図1の例では、第2円盤21Aの上の円周方向に略等分となるように、第1磁石10Aの個数と同数である8個の第2磁石20Aが配設されている。円状に並設された8個の第2磁石20Aは、特許請求の範囲における1つの磁石列に相当している。個々の第2磁石20Aの平面形状は、略扇形状であり、扇形の中心線は、第2円盤21Aの円の中心を通る略放射状の直線とほぼ合致している。
また、第2磁石20Aの配置状態(隣の第2磁石との間隔、隣の第2磁石との中心角の差など)は、第1磁石10Aの配置状態(隣の第2磁石との間隔、隣の第2磁石との中心角の差など)と同様になるように設定されている。
したがって、第2磁石20Aは、その平面的配置状態は図示していないが、第1磁石10Aの場合と同様に、N磁極部とS磁極部を有しており、このN磁極部とS磁極部の境界面は、第2磁石20Aのなす扇形の中心線とほぼ一致するようになっており、このN磁極部とS磁極部の境界面を延長した面は、従動回転体の回転中心線(以下、「従動中心線」という。)とほぼ重複し、又はほぼ接するように配置されている。
また、図示はしていないが、第1磁石10Aの場合と同様に、第2円盤21A上で互いに隣接する2つの第2磁石20A,20Aの隣接しかつ対向する面(側面)どうしは、同一の磁極性の磁極面が対(ペア、又は1組み)になるように配置されている。例えば、第2円盤21A上で互いに隣接する2つの第2磁石20A,20Aの隣接しかつ対向する面どうしは、N極とN極、S極とS極、のように、すなわち、(N,N)、(S,S)のように並んでいる。
また、第2円盤21Aの第2磁石20Aが設けられている側とは反対側の中央には、従動軸用ホゾ穴22Aが設けられている(図1(B)参照)。第2円盤21Aの中心と駆動軸用ホゾ穴22Aの中心とを結ぶ直線は、従動回転体の従動中心線にほぼ合致している。
また、図1(B)に示すように、第1磁石10Aの下面と第2磁石20Aの上面との間には、所定の間隙(以下、「磁気結合間隙」という。)が設定されている。この磁気結合間隙を確保するため、図1(B)に示すように、第1磁石10Aの下面と第2磁石20Aの上面との間には、非磁性材料板状の隔壁(隔壁板)等が配置される。あるいは、駆動回転体に取り付ける駆動軸(図示せず)の軸受け部材に、軸方向(従動回転体に近づく方向、又は従動回転体から遠ざかる方向)に移動しないような係止部材(図示せず)を取り付けるとともに、従動回転体に取り付ける従動軸(図示せず)の軸受け部材に、軸方向(駆動回転体に近づく方向、又は駆動回転体から遠ざかる方向)に移動しないような係止部材(図示せず)を取り付けるようにしてもよい。
次に、上記のように構成した本発明の第1実施例の磁気回転伝達装置の作用について、図1及び図2を参照しつつ説明する。図2は、本発明の第1実施例である磁気回転伝達装置の作用原理を説明する図であり、図2(B)は本発明の第1実施例の一変化例である磁気回転伝達装置の側面から見た断面図(図2(A)及び図2(C)におけるA−A方向に見た断面図)を、図2(A)は図2(B)におけるB−B方向に見た底面図を、図2(C)は図2(B)におけるC−C方向に見た上面図を、それぞれ示している。また、図3は、本発明の第1実施例である磁気回転伝達装置の特性を説明するグラフである。
図2に示す本発明の第1実施例の一変化例である磁気回転伝達装置は、第1磁石10A1及び第2磁石20A1の形状が平面略扇形状ではなく、略直方体状である点、第1磁石10A1及び第2磁石20A1の個数が6個である点、及びN磁極部とS磁極部の境界面が回転円盤(第1円盤11A1と第2円盤21A1)の回転中心線と重なるように構成されていない点を除き、図1に示す第1実施例の磁気回転伝達装置と同様の構成を有している。
図2に示す本発明の第1実施例の一変化例である磁気回転伝達装置において、駆動軸用ホゾ穴12A1には、電動モータ等の駆動源(図示せず)の駆動軸(図示せず)が嵌合可能となっている。これを利用して、電動モータ等の駆動源(図示せず)の駆動軸(図示せず)を、駆動軸用ホゾ穴12A1に嵌合させる。この状態で、電動モータ等の駆動源(図示せず)を始動させ、駆動回転体を回転駆動する。この場合、第1磁石10A1のN磁極は、ある第2磁石20A1のS磁極と吸引し合い、その第1磁石10A1のS磁極は、その第2磁石20A1のN磁極と吸引し合う。この関係を「磁気的結合」といい、磁気による吸引作用を「磁気的作用」という。以下、同様にして、すべての第1磁石10A1のN磁極又はS磁極は、第2磁石20A1のN磁極又はS磁極との間に、吸引し合う磁気的結合関係を結ぶことができる。これにより、駆動回転体の回転に伴う第1磁石10A1の回転運動に応じて、第2磁石20A1は吸引され、従動回転体も回転を開始し、最終的には、従動回転体の回転速度は、駆動回転体の回転速度と等しくなる。
この場合、図示のように、第1磁石10A1の個数(6個)と、第2磁石20A1の個数(6個)は同一である。これにより、1個の第1磁石10A1、又は1個の第2磁石20A1の磁力が通常の磁力と同程度の値であっても、駆動側の第1磁石10A1全体では、1個の第1磁石10A1の磁力に第1磁石10A1の個数(6個)を乗じた積の磁力となる。また、従動側の第2磁石20A1全体では、1個の第2磁石20A1の磁力に第2磁石20A1の個数(6個)を乗じた積の磁力となる。
上記した第1実施例の磁気回転伝達装置においては、さらに大きな特徴がある。すなわち、駆動側の第1円盤11A1の上で互いに隣接する第1磁石10A1の隣接かつ対向する面が同一の磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置されるとともに、従動側の第2円盤21A1の上で互いに隣接する第2磁石20A1の隣接かつ対向する面が同一の磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置されている点である。
このようなN磁極とN磁極、S磁極とS磁極のペア配置により、駆動側の第1磁石10A1の同一の磁極面が対になった空間(以下、「同極磁場空間」という。)における磁力は、通常のような互いに異なる磁極面が対になった空間(以下、「異極磁場空間」という。)における磁力よりも強められることになる。以下、この効果を、「同極磁場空間による磁力増強効果」という。同様にして、従動側の第2磁石20A1の同一の磁極面が対になった空間(同極磁場空間)における磁力も通常のような互いに異なる磁極面が対になった空間(以下、「異極磁場空間」という。)における磁力よりも強められる。以下、この効果を、「同極磁場空間による磁力増強効果」という。このため、電動モータ等の駆動源(図示せず)を始動させ、駆動回転体を回転駆動すると、第1磁石10A1における同極磁場空間(N,N)は、従動回転体のある第2磁石20A1における同極磁場空間(S,S)と吸引し合い、駆動回転体における隣接する同極磁場空間(S,S)は、駆動回転体における隣接する同極磁場空間(N,N)と吸引し合う。以下、同様にして、駆動回転体のすべての同極磁場空間(N,N)又は(S,S)は、従動回転体の対応する同極磁場空間(S,S)又は(N,N)との間に、吸引し合う磁気的結合関係を結ぶことができる。これにより、駆動回転体の回転に伴う第1磁石10A1の同極磁場空間の回転運動に応じて、第2磁石20A1の同極磁場空間は吸引され、従動回転体も回転を開始し、最終的には駆動回転体と同一速度で回転する。
したがって、実施例2の磁気回転駆動装置にあっても、第1磁石10A1の磁石列と第2磁石20A1の磁石列に、磁束密度の高い反発磁場が同極磁場空間に発生して対向磁場空間と吸引し合い磁力増強効果が加わるため、磁気回転伝達装置全体としては、従動側へ伝達されるトルクを大きくすることができる、という効果がある。
第1実施例の磁気回転伝達装置での回転トルク(伝達トルク)は、トルクの値をT(単位:N・m、ニュートン・メートル)とし、磁石中心位置での円周方向への推力をf(単位:N、ニュートン)とし、駆動中心線と第1磁石中心位置までの距離又は従動中心線と第1磁石中心位置までの距離をr(単位:m、メートル)とし、磁石の個数をn(単位:個。無次元数)とし、磁力の増減の程度を示す係数をk(無次元数)とすると、下記の式(1)で表すことができる。

T=f×r×n×k ・・・・・・(1)
また、図2に示す本発明の第1実施例の一変化例である磁気回転伝達装置について、実験を行った結果が図3のグラフである。図3のグラフにおいて、横軸は、駆動回転体を従動回転体に対して回転させてずらせた角度(変位角度、単位:゜)を示している。また、右の縦軸は、そのときのトルク値(単位:N・m)を示している。図3のグラフにおいて、グラフG1は、図2の例のように、駆動側の第1円盤11A1の上で互いに隣接する第1磁石10A1の隣接かつ対向する面が同一の磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置されるとともに、従動側の第2円盤21A1の上で互いに隣接する第2磁石20A1の隣接かつ対向する面が同一の磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置された構成(以下、「同極磁場型」という。)の磁気回転伝達装置の場合の変位角度に対するトルク値のグラフである。一方、図3のグラフにおいて、グラフG2は、図2の例とは逆に、図示はしていないが、駆動側の第1円盤11A1の上で互いに隣接する第1磁石10A1の隣接かつ対向する面が異なる磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置されるとともに、従動側の第2円盤21A1の上で互いに隣接する第2磁石20A1の隣接かつ対向する面が異なる磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置された構成(以下、「異極磁場型」という。)の磁気回転伝達装置の場合の変位角度に対するトルク値のグラフである。実験の条件として、同極磁場型の磁石と異極磁場型の磁石は共に同じ磁石を使用した。
図3におけるグラフG1とG2の比較からわかるように、同極磁場型の磁気回転伝達装置の場合G1は、異極磁場型の磁気回転伝達装置の場合G2の約2倍のトルクを、駆動側から従動側へ伝達することができる。したがって、実験によれば、上式(1)における係数kの値は、約2.0となる。
図3の実験における推力fの測定は、以下のようにして行った。上記の駆動回転体から第1磁石10A1を1個取り出すとともに、従動回転体から第2磁石20A1を1個取り出し、第1磁石10A1を実験テーブル等に固定し、磁気結合間隙をあけるための非磁性材料からなるスペーサー(間隙保持部材)を乗せ、その上に第2磁石20A1を置く。こうすると、第1磁石10A1のN磁極の直上にスペーサーを介して第2磁石20A1のS磁極がきて互いに吸引した状態で停止する。この停止状態から、第2磁石20A1をある距離だけ水平にずらせた状態で、バネ秤などにより、元の位置に戻そうとする磁気吸引力を測定する。ずらせる距離(ズレ距離)を変えて何回か測定を行い、推力fを得る。円盤の半径が決まれば、ズレ距離は、半径値に変位角度(単位:ラジアン)を乗じた積により求めることができる。このように、上記(1)式から推力fの値がわかれば、トルク値を算出することができることになる。
上記した第1磁石10Aは、接着剤、ボルト等による機械的接合などによって、第1円盤11Aに固定される。あるいは、第1円盤11Aをアルミニウム等で作製し、図9(A)(B)に示したように、第1円盤11Aに第1磁石10Aを隙間無く収容する凹部10Dを形成しておき、この凹部10Dに第1磁石10Aを入れた後、凹部10Dの周囲の第1円盤11Aの上面を、タガネ等の工具で、第1磁石10Aの方向へ向かって衝打する。これにより、第1磁石10Aの周囲の第1円盤11Aの上面が塑性変形し、第1磁石10Aの上部へ「爪」のように被さって押さえ、第1磁石10Aを第1円盤11Aに「かしめ」によって固定する。第2磁石20Aを第2円盤21Aに固定する方法も同様である。即ち、図9(B)に示したように、第2円盤21Aに第2磁石20Aを隙間無く収容する凹部21Eを形成しておき、この凹部21Eに第2磁石20Aを入れた後、凹部21Eの周囲の第2円盤21Aの上面を、タガネ等の工具で、第2磁石20Aの方向へ向かって衝打する。これにより、第2磁石20Aの周囲の第2円盤21Aの上面が塑性変形し、第2磁石20Aの上部へ「爪」のように被さって押さえ、第2磁石20Aを第2円盤21Aに「かしめ」によって固定する。このようにかしめにより各磁石を固定すれば、大きな反発磁力が作用しても、磁石が脱落することを効果的に防止することができる。また、磁石(例えば10A)を円盤(例えば11A)に固定する他の方法としては、円盤11Aに磁石10Aを隙間無く収容する凹部10Dを形成しておき、この凹部10Dに磁石10Aを入れた後、非磁性材料からなるドーナツ円盤状の磁石覆板13、22をすべての磁石の上から被せ、非磁性材料からなるボルトやネジ等の固定具(図示せず)によって磁石覆板13を円盤に固定する方法も採用可能である。あるいは、図10に示したように、円盤11Aに磁石10Aを隙間無く収容する凹部10Dを形成しておき、この凹部10Dに磁石10Aを入れた後、磁石10Aの平面形状より大きな平面形状を有する非磁性材料からなる板状の磁石覆板14を個々の磁石10Aの上から被せ、非磁性材料からなるボルトやネジ等の固定具(図示せず)によって各磁石覆板14を円盤11Aに固定する方法も採用可能である。
上記の第1実施例において、図示しない電動モータは、特許請求の範囲における駆動源に相当している。また、上記した第1実施例のような構成の磁気回転伝達装置を、「アキシャル型の磁気回転伝達装置」という。なお、上記の第1実施例の「アキシャル型の磁気回転伝達装置」において、駆動側の部分と従動側の部分を置き換えた構成も「アキシャル型の磁気回転伝達装置」となる。
本発明に係る磁気回転伝達装置は、上記の第1実施例とは異なる構成によっても実現可能である。以下、本発明の第2実施例について、図面を参照しながら説明する。図4は、本発明の第2実施例である磁気回転伝達装置の構成を示す図である。
図4に示すように、本発明の第2実施例の磁気回転伝達装置は、円筒11Bと第1磁石10Bを有する駆動回転体と、円柱21Bと第2磁石20Bを有する従動回転体を備えて構成されている。
円筒11Bは、第1実施例の場合と同様な非磁性材料からなり、円筒状に形成された部材である。
第1磁石10Bは、第1実施例と同様な材料からなる永久磁石であり、扇型の断面形状を有する柱状の立体の形状に形成されている。
図4(A)の例では、円筒11Bの内側壁上の円周方向に略等分となるように、8個の第1磁石10Bが配設されている。円状に並設された8個の第1磁石10Bは、特許請求の範囲における1つの磁石列に相当している。個々の第1磁石10Bの平面形状は、略扇形状であり、扇形の中心線は、円筒11Bの円の中心を通る略放射状の直線とほぼ重なる状態となっている。
上記の第1磁石10Bは、図4(A)において符号Nで示すN磁極部と、図4(A)において符号Sで示すS磁極部を有している。このN磁極部とS磁極部の境界面は、第1磁石10Bのなす扇形の中心線とほぼ一致するようになっており、このN磁極部とS磁極部の境界面を延長した面は、駆動回転体の回転中心線(以下、「駆動中心線」という。)とほぼ重複し、又はほぼ接するように配置されている。
また、円筒11B上で互いに隣接する2つの第1磁石10B,10Bの隣接しかつ対向する面(側面)どうしは、同一の磁極性の磁極面が対(ペア、又は1組み)になるように配置されている。例えば、円筒11B上で互いに隣接する2つの第1磁石10B,10Bの隣接しかつ対向する面どうしは、N極とN極、S極とS極、のように並んでいる。以下、N極とN極の対を(N,N)のように表し、S極とS極の対を(S,S)のように表す。
また、円筒11Bの第1磁石10Bが設けられている側とは反対側の中央には、駆動軸用ホゾ穴12Bが設けられている(図4(B)参照)。円筒11Bの中心と駆動軸用ホゾ穴12Bの中心とを結ぶ直線は、駆動回転体の駆動中心線とほぼ合致している。駆動軸用ホゾ穴12Bには、電動モータ等の駆動源(図示せず)の駆動軸(図示せず)が嵌合可能となっており、駆動源により駆動回転体が回転駆動されるようになっている。この場合、駆動軸の回転中心線は、駆動中心線とほぼ合致するようになっている。
また、円柱21Bは、第1実施例の場合と同様な非磁性材料からなり、円柱状に形成された部材である。
第2磁石20Bは、第1実施例と同様な材料からなる永久磁石であり、扇型の断面形状を有する柱状の立体の形状に形成されている。
図4の例では、円柱21Bの外側壁上の円周方向に略等分となるように、第1磁石10Bの個数と同数である8個の第2磁石20Bが配設されている。円状に並設された8個の第2磁石20Bは、特許請求の範囲における1つの磁石列に相当している。個々の第2磁石20Bの平面形状は、略扇形状であり、扇形の中心線は、円柱21Bの円の中心を通る略放射状の直線とほぼ合致している。
また、第2磁石20Bの配置状態(隣の第2磁石との間隔、隣の第2磁石との中心角の差など)は、第1磁石10Bの配置状態(隣の第2磁石との間隔、隣の第2磁石との中心角の差など)とほぼ同様又は相似になるように設定されている。
したがって、第2磁石20Bは、その平面的配置状態は図示していないが、第1磁石10Bの場合と同様に、N磁極部とS磁極部を有しており、N磁極部とS磁極部の境界面を延長した面は、従動回転体の回転中心線(以下、「従動中心線」という。)とほぼ重複し、又はほぼ接するように配置されている。
また、図示はしていないが、第1磁石10Bの場合と同様に、円柱21B上で互いに隣接する2つの第2磁石20B,20Bの隣接しかつ対向する面(側面)どうしは、同一の磁極性の磁極面が対(ペア、又は1組み)になるように配置されている。例えば、第2円盤21A上で互いに隣接する2つの第2磁石20B,20Bの隣接しかつ対向する面どうしは、N極とN極、S極とS極、のように、すなわち、(N,N)、(S,S)のように並んでいる。
また、円柱21Bの第2磁石20Bが設けられている側とは反対側の中央には、従動軸用ホゾ穴22Bが設けられている(図4(B)参照)。円柱21Bの中心と駆動軸用ホゾ穴22Bの中心とを結ぶ直線は、従動回転体の従動中心線にほぼ合致している。
また、図4(B)に示すように、第1磁石10Bの外側面と第2磁石20Bの外側面との間には、所定の間隙(以下、「磁気結合間隙」という。)が設定されている。この第2実施例の磁気回転伝達装置における各磁石の円筒又は円柱への取付方法又は固定方法は、上記した第1実施例の場合と同様の方法が採用可能である。即ち、上記した第1磁石10Bは、接着剤、ボルト等による機械的接合などによって、円筒11Bに固定される。あるいは、円筒11Bをアルミニウム等で作製し、円筒11Bに第1磁石10Bを隙間無く収容する凹部(図示せず)を形成しておき、この凹部に第1磁石10Bを入れた後、凹部の周囲の円筒11Bの周面を、タガネ等の工具で、第1磁石10Bの方向へ向かって衝打する。これにより、第1磁石10Bの周囲の円筒11Bの上面が塑性変形し、第1磁石10Bの上部へ「爪」のように被さって押さえ、第1磁石10Bを円筒11Bに「カシメ」によって固定する。第2磁石20Bを円柱21Bに固定する方法も同様である。このようにカシメにより各磁石を固定すれば、大きな反発磁力が作用しても、磁石が脱落することを効果的に防止することができる。また、磁石(例えば10B)を円筒(例えば11B)に固定する他の方法としては、円筒に磁石を隙間無く収容する凹部(図示せず)を形成しておき、この凹部に磁石を入れた後、非磁性材料からなる板状の磁石覆筒(図示せず)をすべての磁石の上から被せ、非磁性材料からなるボルトやネジ等の固定具によって磁石覆筒を円筒に固定する方法も採用可能である。あるいは、円筒に磁石を隙間無く収容する凹部(図示せず)を形成しておき、この凹部に磁石を入れた後、磁石の平面形状より大きな平面形状を有する非磁性材料からなる板状の磁石覆板(図示せず)を個々の磁石の上から被せ、非磁性材料からなるボルトやネジ等の固定具によって各磁石覆板を円筒に固定する方法も採用可能である。また、磁気結合間隙の確保方法についても、第1実施例の場合と同様の方法が採用可能である。
この第2実施例の磁気回転伝達装置の場合も、駆動側の第1磁石10Bの同一の磁極面が対になった空間(同極磁場空間)における磁力は通常の磁極の磁力よりも強められ、かつ、従動側の第2磁石20Bの同一の磁極面が対になった空間(同極磁場空間)における磁力も通常の磁極の磁力よりも強められる。また、第1磁石10Bと第2磁石20Bは複数でかつ互いに同数である。これにより、1個の第1磁石10B又は第2磁石20Bの磁力が通常と同様であっても、駆動側の第1磁石10B全体では、1個の第1磁石10Bの磁力に第1磁石10Bの個数を乗じた積の磁力に上記の同磁極を対にさせたことによる磁力増強効果(同極磁場空間による磁力増強効果)が加わり、かつ、従動側の第2磁石20B全体では、1個の第2磁石20Bの磁力に第2磁石20Bの個数を乗じた積の磁力に上記の同磁極を対にさせたことによる磁力増強効果が加わり、磁気回転伝達装置全体としては、従動側への伝達トルクを、通常の場合の約2倍にすることができる。
上記の第2実施例において、図示しない電動モータは、特許請求の範囲における駆動源に相当している。また、上記した第2実施例のような構成の磁気回転伝達装置を、「ラジアル型の磁気回転伝達装置」という。
以下、本発明の第3実施例について、図面を参照しながら説明する。図5は、本発明の第3実施例である密閉撹拌装置の構成を示す図である。図5に示すように、本発明の第3実施例の密閉撹拌装置は、アキシャル型の磁気回転伝達装置と、電動モータ41Aと、密閉容器31Aと、撹拌羽根32Aと、従動軸52Aを備えて構成されている。
ここに、アキシャル型の磁気回転伝達装置は、図1に示す第1実施例の磁気回転伝達装置と同一の構成及び作用を有する装置であるため、その説明は省略する。密閉容器31A、特に、磁気回転伝達装置の付近は、磁化されない又は磁化されにくい材料(非磁性材料)、例えば、非磁性の金属材料(オーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウム合金など)、FRP(繊維補強プラスチック)等の材料からなり、密閉容器31Aは全体として中空で開口が無く、密閉容器31Aの撹拌槽部分は、中空筒体(例えば、中空円筒体、中空楕円筒体、中空四角筒体、中空多角筒体など)、中空球体、中空回転楕円体等の各種の中空立体形状に形成された部材である。
本発明の第3実施例の密閉撹拌装置においては、図1に示す第1実施例の磁気回転伝達装置の駆動軸用ホゾ穴12Aに、電動モータ41Aの駆動軸42Aが嵌合し、回転駆動可能となっている。また、本発明の第3実施例の密閉撹拌装置においては、図1に示す第1実施例の磁気回転伝達装置の従動軸用ホゾ穴22Aに、従動軸52Aが嵌合している。
また、従動軸52Aの図における下端には、放射状の撹拌羽根32Aが取り付けられている。なお、上記の構成要素のうち、撹拌羽根32Aと従動軸52Aと、磁気回転伝達装置の第2円盤21A及び第2磁石20Aは、密閉容器31Aの内部に密閉状態で収容されている。
また、密閉容器31Aの内部には、密閉状態でなければ撹拌ができない物質、高温・高圧環境下あるいは真空条件下で撹拌される物質(以下、「被撹拌物質」という。)等が封入されている。密閉容器31Aは、少なくとも2つの部分(それらの部分はおのおの少なくとも1つの開口を有する)からなり、ボルトとシール材等によって密閉されている。被撹拌物質の撹拌が終了した後は、他の密閉箱(図示せず)の中などで密閉容器31Aを2つの部分に分解し、上記した開口から内部の撹拌ずみの物質を取り出すことができるようになっている。
上記のような構成により、電動モータ41Aを始動させ、磁気回転伝達装置の駆動回転体を回転駆動すると、駆動回転体の回転に伴う第1磁石10Aの回転運動に応じて、第2磁石20Aが吸引され、密閉容器31A内の従動回転体も回転を開始し、密閉容器31A内の撹拌羽根32Aが回転して、密閉容器31A内の被撹拌物質を撹拌することができる。
上記の第3実施例において、電動モータ41Aは、特許請求の範囲における駆動源に相当している。
以下、本発明の第4実施例について、図面を参照しながら説明する。図6は、本発明の第4実施例である密閉撹拌装置の構成を示す図である。図6に示すように、本発明の第4実施例の密閉撹拌装置は、ラジアル型の磁気回転伝達装置と、電動モータ41Bと、密閉容器31Bと、撹拌羽根32Bと、従動軸52Bを備えて構成されている。
ここに、ラジアル型の磁気回転伝達装置は、図4に示す第2実施例の磁気回転伝達装置と同一の構成及び作用を有する装置であるため、その説明は省略する。また、密閉容器31Bの材質、形状は、上記した密閉容器31Aと同様であるため、その説明は省略する。
本発明の第4実施例の密閉撹拌装置においては、図4に示す第2実施例の磁気回転伝達装置の駆動軸用ホゾ穴12Bに、電動モータ41Bの駆動軸42Bが嵌合し、回転駆動可能となっている。また、本発明の第4実施例の密閉撹拌装置においては、図4に示す第2実施例の磁気回転伝達装置の従動軸用ホゾ穴22Bに、従動軸52Bが嵌合している。
また、従動軸52Bの図における下端には、放射状の撹拌羽根32Bが取り付けられている。なお、上記の構成要素のうち、撹拌羽根32Bと従動軸52Bと、磁気回転伝達装置の第2円盤21B及び第2磁石20Bは、密閉容器31Bの内部に密閉状態で収容されている。
また、密閉容器31Bの内部には、密閉容器31Aの場合と同様な被撹拌物質が封入されている。密閉容器31Bは、少なくとも2つの部分(少なくとも1つの開口を有する部分)からなり、ボルトとシール材等によって密閉されている。被撹拌物質の撹拌が終了した後は、他の密閉箱の中などで密閉容器31Bを2つの部分に分解し、上記した開口から内部の撹拌ずみの物質を取り出すことができるようになっている。
上記のような構成により、電動モータ41Bを始動させ、磁気回転伝達装置の駆動回転体を回転駆動すると、駆動回転体の回転に伴う第1磁石10Bの回転運動に応じて、第2磁石20Bが吸引され、密閉容器31B内の従動回転体も回転を開始し、密閉容器31B内の撹拌羽根32Bが回転して、密閉容器31B内の被撹拌物質を撹拌することができる。
上記の第4実施例において、電動モータ41Bは、特許請求の範囲における駆動源に相当している。
以下、本発明の第5実施例について、図面を参照しながら説明する。図7は、本発明の第5実施例である密閉撹拌装置の構成を示す図である。図7に示すように、本発明の第5実施例の密閉撹拌装置は、アキシャル型の磁気回転伝達装置と、電動モータ41Cと、密閉容器31Cと、固定軸33Aと、軸受け部材34Aを備えて構成されている。密閉容器31Cの材質、形状は、上記した密閉容器31Aと同様であるため、その説明は省略する。
ここに、アキシャル型の磁気回転伝達装置は、第1円盤11Aと第1磁石10Aを有する駆動回転体と、第2円盤21Cと第2磁石20Cを有する従動回転体を備えて構成されており、図1に示す第1実施例の磁気回転伝達装置とほぼ同一の構成及び作用を有する装置である。図7に示すアキシャル型の磁気回転伝達装置が図1に示す第1実施例の磁気回転伝達装置と異なる点は、従動回転体の従動中心線を包含するように形成された円形断面の貫通孔である従動軸貫通孔が設けられている点、この従動軸貫通孔の中に固定軸33Aが挿通され軸受け部材34Aを介して従動回転体が回転可能に取り付けられている点である。ここに、固定軸33Aは、密閉容器31Cの内部の底面から突出するように設けられた円柱状の部分である。また、軸受け部材34Aは、軸の回転摩擦を低減させて回転を容易にする部材であり、ボールベアリング等を含み、固定軸33Aの周囲に配設される。
本発明の第5実施例の密閉撹拌装置においては、図1に示す第1実施例の磁気回転伝達装置の駆動軸用ホゾ穴12Aに、電動モータ41Cの駆動軸42Cが嵌合し、回転駆動可能となっている。また、本発明の第5実施例の密閉撹拌装置においては、従動回転体に図示しない撹拌羽根が取り付けられる。
なお、上記の構成要素のうち、磁気回転伝達装置の第2円盤21C及び第2磁石20C及び軸受け部材34A及び固定軸33Aは、密閉容器31Cの内部に密閉状態で収容されている。
また、密閉容器31Cの内部には、密閉容器31Aの場合と同様な被撹拌物質が封入されている。密閉容器31Cは、少なくとも2つの部分(少なくとも1つの開口を有する部分)からなり、ボルトとシール材等によって密閉されている。被撹拌物質の撹拌が終了した後は、他の密閉箱の中などで密閉容器31Cを2つの部分に分解し、上記した開口から内部の撹拌ずみの物質を取り出すことができるようになっている。
上記のような構成により、電動モータ41Cを始動させ、磁気回転伝達装置の駆動回転体を回転駆動すると、駆動回転体の回転に伴う第1磁石10Aの回転運動に応じて、第2磁石20Cが吸引され、密閉容器31C内の従動回転体も回転を開始し、密閉容器31C内の撹拌羽根(例えば、従動回転体に取り付けられる別途の図示しない撹拌羽根。又は、第2磁石20C自体。)が回転して、密閉容器31C内の被撹拌物質を撹拌することができる。
上記の第5実施例において、電動モータ41Cは、特許請求の範囲における駆動源に相当している。
以下、本発明の第6実施例について、図面を参照しながら説明する。図8は、本発明の第6実施例である密閉撹拌装置の構成を示す図である。図8に示すように、本発明の第6実施例の密閉撹拌装置は、ラジアル型の磁気回転伝達装置と、電動モータ41Dと、密閉容器31Dと、固定軸33Bと、軸受け部材34Bを備えて構成されている。密閉容器31Dの材質、形状は、上記した密閉容器31Aと同様であるため、その説明は省略する。
ここに、ラジアル型の磁気回転伝達装置は、図4に示す第2実施例の磁気回転伝達装置とは異なる構成及び作用を有する装置である。図8に示すアキシャル型の磁気回転伝達装置が図4に示す第2実施例の磁気回転伝達装置と異なる点は、駆動回転体が内側の円柱11C(その外側面の円周に沿って第1磁石10Cが取り付けられている)である点、従動回転体が外側の円筒21D(その内側面の円周に沿って第2磁石20Dが取り付けられている円筒)である点、従動回転体の従動中心線を包含するように形成された円形断面の貫通孔である従動軸貫通孔が設けられている点、この従動軸貫通孔の中に固定軸33Bが挿通され軸受け部材34Bを介して従動回転体が回転可能に取り付けられている点である。ここに、固定軸33Bは、密閉容器31Dの内部の底面から突出するように設けられた円柱状の部分である。また、軸受け部材34Bは、軸の回転摩擦を低減させて回転を容易にする部材であり、ボールベアリング等を含み、固定軸33Bの周囲に配設される。この第6実施例の密閉撹拌装置に用いられる磁気回転伝達装置における各磁石の円柱又は円筒への取付方法又は固定方法は、上記した第1実施例の場合と同様の方法が採用可能である。
本発明の第6実施例の密閉撹拌装置においては、円柱11Cの下部に設けられた駆動軸用ホゾ穴(図示せず)に、電動モータ41Dの駆動軸42Dが嵌合し、回転駆動可能となっている。また、本発明の第6実施例の密閉撹拌装置においては、従動回転体に撹拌羽根が取り付けられる。
なお、上記の構成要素のうち、磁気回転伝達装置の円筒21D及び第2磁石20D及び軸受け部材34B及び固定軸33Bは、密閉容器31Dの内部に密閉状態で収容されている。
また、密閉容器31Dの内部には、密閉容器31Aの場合と同様な被撹拌物質が封入されている。密閉容器31Dは、少なくとも2つの部分(少なくとも1つの開口を有する部分)からなり、ボルトとシール材等によって密閉されている。被撹拌物質の撹拌が終了した後は、他の密閉箱の中などで密閉容器31Dを2つの部分に分解し、上記した開口から内部の撹拌ずみの物質を取り出すことができるようになっている。
上記のような構成により、電動モータ41Dを始動させ、磁気回転伝達装置の駆動回転体を回転駆動すると、駆動回転体の回転に伴う第1磁石10Cの回転運動に応じて、第2磁石20Cが吸引され、密閉容器31D内の従動回転体も回転を開始し、密閉容器31D内の撹拌羽根(例えば、従動回転体に取り付けられる別途の図示しない撹拌羽根。又は、円筒21Dの外側。)が回転して、密閉容器31D内の被撹拌物質を撹拌することができる。
上記の第6実施例において、電動モータ41Dは、特許請求の範囲における駆動源に相当している。
なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではない。上記した各実施例は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
例えば、図7に示す密閉撹拌装置における磁気伝達装置、図8に示す密閉撹拌装置における磁気伝達装置は、単体で用いることも可能である。
また、図8に示す密閉撹拌装置における磁気伝達装置を固定軸33Bに取り付けるのではなく、図8に示す密閉撹拌装置における磁気伝達装置に、図5又は図6に示すような従動軸52A又は52Bと撹拌羽根32A又は32Bを取り付けて密閉撹拌装置を構成してもよい。
また、撹拌羽根(例えば32A)は、密閉容器(例えば31A)の内部の底部に設ける以外に、密閉容器の内部の側壁に設けてもよい。また、撹拌羽根は、密閉容器の内部の天井面に設けてもよい。また、密閉撹拌装置においては、撹拌羽根とそのための磁気回転伝達装置は、2個以上設けてもよい。
また、上記した各実施例とは異なる他の構成、例えば、駆動源により駆動される駆動側の円盤又は円筒若しくは円柱の上に永久磁石である第1磁石を複数個円周方向に略等分に配置した列(磁石列)を同心円状に複数個設け、この駆動側円盤等に対向配置される従動側の円盤又は円柱若しくは円筒の上に永久磁石である第2磁石を第1磁石と同数円周方向に略等分に配置した列(磁石列)を駆動側の個々の磁石列と対応する位置に同心円状に複数個設けかつ第1磁石と第2磁石の間に磁気結合間隙を配し、駆動側の円盤等の上で互いに隣接する第1磁石の隣接かつ対向する面が同一の磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置するとともに、従動側の円盤等の上で互いに隣接する第2磁石の隣接かつ対向する面が同一の磁極性の磁極面が対(ペア)になるように配置するようにしてもよい。なお、複数の磁石列が円盤表面に設けられる場合は、各磁石列の沿う線は円盤の中心を共有する同心円状となるが、複数の磁石列が円柱の外側面、又は円筒の内側面に設けられる場合は、各磁石列の沿う線はほぼ同じ半径の複数の円周で、円柱又は円筒の円対称直線(円柱の中心線、又は円筒の中心線)の方向に距離をおいて複数設けられる円周となる。
また、上記した図1に示す第1実施例では第1磁石10A及び第2磁石20Aの形状が扇型の断面形状を有する柱状の立体であり、図2に示す第1実施例の一変化例では第1磁石10A1及び第2磁石20A1の形状が略直方体状の立体であったが、本発明に係る第1磁石は、他の形状の立体、例えば、立方体、円柱形、円盤形、円筒形、平面形状が楕円断面の柱状、回転楕円体、球体、半球体などであってもよい。本発明に係る第2磁石についても同様である。また、本発明においては、第1磁石と第2磁石とがそれぞれ別の異なる形状に形成されていてもよい。
上記した第1磁石(例えば10A)の個数は、偶数、例えば、4,6,8,・・・などの整数であることが好ましい。第1磁石(例えば10A)の個数が偶数(例えば、2m個。ここに、mは2以上の整数。)であれば、第1円盤(例えば11A)の上で互いに隣接する第1磁石(例えば10A)の隣接かつ対向する面どうしの対又はペア(全部で2m対)を、(N,N)、(S,S)、(N,N)、(S,S)、・・・のように、すべて同一の磁極性の磁極面が対になるようにすることができる。第2磁石(例えば20A)についても、同様に、第2磁石(例えば20A)の個数を、第1磁石(例えば10A)の個数と同一で偶数、例えば、4,6,8,・・・などの整数(例えば、2m個。ここに、mは2以上の整数。)としてもよい。
また、上記したアキシャル型の磁気回転伝達装置において、第1円盤(例えば11A等)と第2円盤(例えば21A等)においては、磁石(例えば第1磁石10A等、第2磁石20A等)が設置される面(磁石設置面)は、水平面(駆動中心線又は従動中心線に略垂直な平面)でなくてもよい。磁石設置面は、例えば、円錐面の外面、又は円錐面の内面などであってもよいし、球面の外面、又は球面の内面などであってもよいし、その表面に放射状のリブ、複数の突起又は凹部などが形成されていてもよい。要は、第1磁石(例えば10A等)は、N磁極部とS磁極部を有し当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面が駆動中心線とほぼ重なるように構成され、かつ、第2磁石(例えば20A等)は、N磁極部とS磁極部を有し当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面が従動中心線とほぼ重なるように構成されていればよいのである。なお、第1円盤(例えば11A等)の磁石設置面が円錐面の外面で、第2円盤(例えば21A等)の磁石設置面が円錐面の内面であるような場合(あるいは球面の内外面の場合など)には、磁力を効率的に利用する観点から、第1円盤(例えば11A等)の磁石設置面と、第2円盤(例えば21A等)の磁石設置面とは、互いに略平行であることが望ましい。まったく同様に、上記したラジアル型の磁気回転伝達装置において、円筒(例えば11B等)と円柱(例えば21B等)においては、磁石(例えば第1磁石10B等、第2磁石20B等)が設置される面(磁石設置面)は、円筒面(駆動中心線又は従動中心線に略平行な円筒外面又は円筒内面)でなくてもよい。磁石設置面は、例えば、円錐面の外面、又は円錐面の内面などであってもよいし、球面の外面、又は球面の内面などであってもよいし、その表面に放射状のリブ、複数の突起又は凹部などが形成されていてもよい。要は、第1磁石(例えば10B等)は、N磁極部とS磁極部を有し当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面が駆動中心線とほぼ重なるように構成され、かつ、第2磁石(例えば20B等)は、N磁極部とS磁極部を有し当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面が従動中心線とほぼ重なるように構成されていればよいのである。なお、円筒(例えば11B等)の磁石設置面が円錐面の内面で、円柱(例えば21B等)の磁石設置面が円錐面の外面であるような場合(又はこの逆の場合、あるいは球面の内外面の場合など)には、磁力を効率的に利用する観点から、円筒(例えば11B等)の磁石設置面と、円柱(例えば21B等)の磁石設置面とは、互いに略平行であることが望ましい。
本発明は、磁気回転伝達装置、又は密閉撹拌装置の製作を行う機械産業等で実施可能であり、これらの産業で利用可能である。
本発明の第1実施例である磁気回転伝達装置の構成を示す図である。 本発明の第1実施例である磁気回転伝達装置の作用原理を説明する図である。 本発明の第1実施例である磁気回転伝達装置の特性を説明するグラフである。 本発明の第2実施例である磁気回転伝達装置の構成を示す図である。 本発明の第3実施例である密閉撹拌装置の構成を示す図である。 本発明の第4実施例である密閉撹拌装置の構成を示す図である。 本発明の第5実施例である密閉撹拌装置の構成を示す図である。 本発明の第6実施例である密閉撹拌装置の構成を示す図である。 磁石を円盤へ取り付ける場合の他の実施例を示す図である。 磁石を円盤へ取り付ける場合のさらに他の実施例を示す図である。
符号の説明
10A〜10C 第1磁石
10D、21E 凹部
11A 第1円盤
11B 円筒
11C 円筒
12A、12B 駆動軸用ホゾ穴
13、14 磁石覆筒
20A〜20D 第2磁石
21A 第2円盤
21B 円柱
21C 第2円盤
21D 円筒
22 磁石覆板
22A、22B 従動軸用ホゾ穴
31A〜31D 密閉容器
32A、32B 撹拌羽根
33A、33B 固定軸
34A、34B 軸受け部材
41A〜41D 電動モータ(駆動源)
42A〜42D 駆動軸
52A、52B 従動軸

Claims (3)

  1. 第1磁石(10B)が複数個円筒(11B)の内側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有する駆動回転体と、当該駆動回転体の駆動軸を回転駆動させる駆動源と、第2磁石(20B)が前記第1磁石(10B)の個数と同数前記円筒(11B)に収容される円柱(21B)の外側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有するとともに前記駆動回転体とは磁気結合間隙を空けて対称に設置され磁気的に結合された従動回転体を有し、前記駆動源によって前記駆動軸を回転駆動することにより磁気的作用を利用して前記従動回転体を回転させるラジアル型の磁気回転伝達装置において、
    前記第1磁石(10B)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記駆動回転体の回転中心線である駆動中心線とほぼ重なり、
    前記第2磁石(20B)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記従動回転体の回転中心線である従動中心線とほぼ重なり、
    前記円筒(11B)上で互いに隣接する第1磁石(10B)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置され、
    前記円柱(21B)上で互いに隣接する第2磁石(20B)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置されると共に、前記円筒(11B)へ前記各第1磁石(10B)を取り付けるに当り、前記同筒(11B)へ前記第1磁石(10B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第1磁石(10B)を嵌め込んだ後、前記円筒(11B)の表面を前記第1磁石(10B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第1磁石(10B)を個々に固定させ、
    さらに、前記円柱(21B)へ前記各第2磁石(20B)を取り付けるに当り、前記円柱(21B)へ前記第2磁石(20B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第2磁石(20B)を嵌め込んだ後、前記円柱(21B)の表面を前記第2磁石(20B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第2磁石(20B)を個々に固定させることを特徴とする、磁気回転伝達装置。
  2. 密閉容器(31B)と、撹拌羽根(32B)と、従動軸(52B)と、磁気回転伝達装置を備えた密閉撹拌装置であって、
    前記磁気回転伝達装置は、第1磁石(10B)が複数個円筒(11B)の内側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有する駆動回転体と、当該駆動回転体の駆動軸(42B)を回転駆動させる駆動源(41B)と、第2磁石(20B)が前記第1磁石(10B)の個数と同数前記円筒(11B)に収容される円柱(21B)の外側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有するとともに前記駆動回転体とは磁気結合間隙を空けて対称に設置され磁気的に結合された従動回転体を有し、前記駆動源(41B)によって前記駆動軸(42B)を回転駆動することにより磁気的作用を利用して前記従動軸(52B)を回転させるラジアル型の磁気回転伝達装置であり、
    前記第1磁石(10B)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記駆動回転体の回転中心線である駆動中心線とほぼ重なり、
    前記第2磁石(20B)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記従動回転体の回転中心線である従動中心線とほぼ重なり、
    前記円筒(11B)上で互いに隣接する第1磁石(10B)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置され、
    前記円柱(21B)上で互いに隣接する第2磁石(20B)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置されると共に、前記円筒(11B)へ前記各第1磁石(10B)を取り付けるに当り、前記同筒(11B)へ前記第1磁石(10B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第1磁石(10B)を嵌め込んだ後、前記円筒(11B)の表面を前記第1磁石(10B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第1磁石(10B)を個々に固定させ、
    さらに、前記円柱(21B)へ前記各第2磁石(20B)を取り付けるに当り、前記円柱(21B)へ前記第2磁石(20B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第2磁石(20B)を嵌め込んだ後、前記円柱(21B)の表面を前記第2磁石(20B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第2磁石(20B)を個々に固定させ、
    前記従動中心線を回転中心線とするように前記従動回転体に取り付けられた従動軸(52B)に前記撹拌羽根(32B)が回転可能に取り付けられること
    を特徴とする、密閉撹拌装置。
  3. 内部に固定軸(33B)を有する密閉容器(31D)と、撹拌羽根と、磁気回転伝達装置を備えた密閉撹拌装置であって、
    前記磁気回転伝達装置は、第1磁石(10C)が複数個円柱(11C)の外側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有する駆動回転体と、当該駆動回転体の駆動軸(42D)を回転駆動させる駆動源(41D)と、第2磁石(20D)が前記第1磁石(10C)の個数と同数前記円筒を収容する円筒(21D)の内側壁上の円周方向に略等分に配設された磁石列を1又は複数有するとともに前記駆動回転体とは磁気結合間隙を空けて対称に設置され磁気的に結合された従動回転体を有し、前記駆動源(41D)によって前記駆動軸(42D)を回転駆動することにより磁気的作用を利用して前記従動回転体を回転させるラジアル型の磁気回転伝達装置であり、
    前記第1磁石(10C)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記駆動回転体の回転中心線である駆動中心線とほぼ重なり、
    前記第2磁石(20D)は、N磁極部とS磁極部を有し、当該N磁極部とS磁極部の境界面の延長面は前記従動回転体の回転中心線である従動中心線とほぼ重なり、
    前記円柱(11C)上で互いに隣接する第1磁石(10C)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置され、
    前記円筒(21D)上で互いに隣接する第2磁石(20D)の隣接かつ対向する面どうしは同一の磁極性の磁極面が対になるように同極磁場空間を介して配置されると共に、前記円筒(11B)へ前記各第1磁石(10B)を取り付けるに当り、前記同筒(11B)へ前記第1磁石(10B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第1磁石(10B)を嵌め込んだ後、前記円筒(11B)の表面を前記第1磁石(10B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第1磁石(10B)を個々に固定させ、
    前記円柱(21B)へ前記各第2磁石(20B)を取り付けるに当り、前記円柱(21B)へ前記第2磁石(20B)を個々に嵌め込む凹部を設け、この各凹部に前記各第2磁石(20B)を嵌め込んだ後、前記円柱(21B)の表面を前記第2磁石(20B)の側へかしめることによって、当該各凹部へ前記各第2磁石(20B)を個々に固定させ、
    さらに、前記従動回転体の前記従動中心線を包含するように形成された円形断面の貫通孔である従動軸貫通孔の中に前記固定軸(33B)が挿通され軸受け部材(34B)を介して前記従動回転体が回転可能に取り付けられ、前記従動回転体に前記撹拌羽根が取り付けられること
    を特徴とする、密閉撹拌装置。
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