JP2007083168A

JP2007083168A - 攪拌子

Info

Publication number: JP2007083168A
Application number: JP2005275447A
Authority: JP
Inventors: Shusaku Matsumoto; 修策松本
Original assignee: As One Corp
Current assignee: As One Corp
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-04-05

Abstract

【課題】試料の変質を生じさせることなく、静かで安定した攪拌を確実に行うことができる攪拌子を提供する。
【解決手段】容器内に収容される液状の試料を撹拌する撹拌子であって、内部に空間を有し、前記試料に浮遊するフロート体１０と、フロート体１０の内部空間１１に収容される磁石体２０と、フロート体１０の外表面に設けられた攪拌羽根３０とを備えており、フロート体１０は、回転磁場により磁石体２０と一体に回転可能に構成されている攪拌子１。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器内に収容される液状の試料を撹拌する撹拌子に関する。

従来、容器内に収容された液状の試料を撹拌する撹拌子として、特許文献１の従来技術に開示されているようなものが一般的に知られている。この攪拌子は、両端に異なる磁性を有する棒状の磁石により構成されており、試料が入った容器の底面に沈められ、容器の下方に設置されたマグネチックスターラーから回転する磁力を受けて回転することにより、試料を撹拌するというものである。
特開平３−２３２５２４号公報

しかしながら、従来の攪拌子により容器内の試料を攪拌する場合、攪拌子は、ガラス等からなる容器の底面と摺接しながら回転するため、攪拌子と容器底面との摩擦により騒音を発生すると共に、容器底面を傷付けるという問題があった。更に、例えば、細胞組織や高分子材料などが液状の試料中に含まれているような場合、細胞組織や高分子材料などが、容器の底面と攪拌子との摩擦によって破壊されてしまい、試料が変質するという問題もあった。

また、攪拌子は、容器底面との接触により移動し、容器側壁に引っ掛り、攪拌を継続して行うことができなくなるおそれもあった。

本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、試料の変質を生じさせることなく、静かで安定した攪拌を確実に行うことができる攪拌子の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、容器内に収容される液状の試料を撹拌する撹拌子であって、内部に空間を有し、前記試料に浮遊するフロート体と、前記フロート体の内部空間に収容される磁石体と、前記フロート体の外表面に設けられた攪拌羽根とを備えており、前記フロート体は、回転磁場により前記磁石体と一体に回転可能に構成されている攪拌子により達成される。

この攪拌子において、前記磁石体は、長手方向の両端部に異なる磁性を有する棒状の磁石であり、前記フロート体の内部空間において移動可能とされていることが好ましい。

また、前記フロート体は、球状に形成されており、前記攪拌羽根は、前記フロート体の大円部に沿って延びるように環状に形成されていることが好ましい。

本発明によれば、試料の変質を生じさせることなく、静かで安定した攪拌を確実に行うことができる攪拌子を提供することができる。

以下、本発明の攪拌子について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る攪拌子の斜視図であり、図２は断面図を示している。

図１および図２に示すように、この攪拌子１は、フロート体１０、磁石体２０および攪拌羽根３０を備えている。

フロート体１０は、攪拌を行う液状の試料に攪拌子１を浮遊させるための部材であり、図２に示すように内部に空間を有する密閉された球状に形成されている。フロート体１０は、例えば、フッ素樹脂やＰＥＴ樹脂などのプラスチック樹脂から形成されており、内部空間１１には空気が充填されている。この球状のフロート体１０の外径Ｄは、液状の試料が収容されるビーカーなどの容器の大きさにもよるが、例えば３５ｍｍ〜５０ｍｍであることが好ましい。

磁石体２０は、長手方向の両端部に異なる磁性を有する棒状の磁石であり、フロート体１０の内部空間１１に収容され、当該内部空間１１において自由に移動可能となるように構成されている。

攪拌羽根３０は、液状の試料を攪拌するための部材であり、フロート体１０の外表面に設けられている。この攪拌羽根３０は、球状に形成されたフロート体１０の大円部に沿って延びるように環状に形成されている。なお、大円とは、球面と球の中心を通る平面との交わりにできる円のことをいう。フロート体１０の外表面からの攪拌羽根３０の突出量Ｗは、攪拌を行う液状の試料の粘度やフロート体１０の外径にもよるが、例えば２ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。

このように構成された攪拌子１を用いて容器内に収容される液状の試料を攪拌する方法について説明する。まず、図３に示すように、マグネチックスターラー４０の上面に、液状の試料Ａが収容されたビーカーなどの容器５０を載置して、攪拌子１を容器５０の中に入れる。

マグネチックスターラー４０は、上部に載置される容器５０に入れられた攪拌子１の下方に回転磁場を形成するためのものであり、上面が水平な本体部４１と、その内部に収納される磁場発生部４２とを備えている。図３に示すように、磁場発生部４２は、水平方向に延びる板状の支持部材４３を備えており、その中心部には鉛直方向に延びる軸部４４が設けられている。軸部４４の下端部は、本体部４１の底面に設置されたモータ４５に連結されており、これによって支持部材４３は水平面上を回転する。また、支持部材４３の各端部上面には、それぞれ磁石４６ａ，４６ｂが取り付けられている。各磁石４６ａ，４６ｂは、上面側の磁性が互いに異なるように配置されている。本実施形態では、図３に示すように、支持部材４３の左側端部の磁石４６ａがＮ極を上方に向ける一方、右側端部の磁石４６ｂがＳ極を上方に向けている。このような構成から、支持部材４３が回転することにより、攪拌子１の下方に回転磁場を形成できるようになっている。

容器５０に入れられた攪拌子１は、フロート体１０の浮力により、液状の試料Ａに浮かぶ。このとき、フロート体１０の内部空間１１に収容された磁石体２０が錘として機能するため、攪拌子１は、容器５０に収容されたときの姿勢を維持して安定的に試料Ａに浮かぶことになる。図３においては、フロート体１０に設けられている攪拌羽根３０が、試料Ａの液面に対して水平になるように、攪拌子１を試料Ａに浮遊させている。また、後述のように磁石体２０がマグネチックスターラー４０の磁石４６ａ，４６ｂに引きよせられている状態において、少なくとも攪拌羽根３０の一部が試料Ａの液中に没するように浮遊させている。

次に、マグネチックスターラー４０を駆動すると、軸部４４を中心として支持部材４３が磁石４６ａ，４６ｂと共に回転し、容器５０に収容される攪拌子１の下方に回転磁場が発生する。この回転磁場の影響を攪拌子１に内蔵された磁石体２０が受けることにより、攪拌子１が回転する。つまり、攪拌子１に内蔵されている磁石体２０のＳ極が、マグネチックスターラー４０の磁石４６ａのＮ極に引き寄せられると共に、磁石体２０のＮ極が、マグネチックスターラー４０の磁石４６ｂのＳ極により引き寄せられるので、磁石体２０は、フロート体１０の内周面に押し付けられることになる。この結果、フロート体１０の内周面と磁石体２０との摩擦抵抗が高められ、マグネチックスターラー４０が形成する回転磁場により、フロート体１０は磁石体２０と一体に回転する。このフロート体１０の回転により、攪拌羽根３０も回転し容器５０内の試料Ａを攪拌する。攪拌子１の回転数は、容器５０に収容される試料Ａの粘度にもよるが、例えば１０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍであることが好ましい。

攪拌終了後は、マグネチックスターラー４０を停止させ、容器５０内から攪拌子１を取り出す。攪拌子１は、容器５０内に収容されている試料Ａに浮いているので、試料Ａに直接手を触れることなく容易に取り出すことができる。

攪拌子１は、容器５０内の試料Ａに浮いた状態で試料Ａを攪拌するため、攪拌子１と容器５０の底面５１とが接触し騒音を発生することはなく、静かな攪拌を行うことができる。また、攪拌子１が容器５０の底面５１に接触しないので、容器５０の底面５１との摩擦により当該底面５１を傷付けることを防止することもできる。更に、液状の試料Ａに細胞組織や高分子材料などが含まれているような場合であっても、細胞組織や高分子材料などが、容器５０の底面６１と攪拌子１との摩擦によって破壊されることはなく、試料Ａが変質することを防止することができる。

また、攪拌子１は、フロート体１０の内部空間１１において自由に移動できる磁石体２０を収容しているため、磁石体２０の位置を調節し、攪拌子１の姿勢を種々変更して、試料Ａに浮かべて攪拌することができる。この結果、様々な形態の水流を容器５０内の試料Ａに発生させることができる。例えば、図３のように、側面視において、攪拌羽根３０が試料Ａの液面と平行になるように攪拌子１を試料Ａに浮かべて攪拌させると、攪拌子１の下方に渦流を形成することができる。また、図４に示すように、攪拌羽根３０が液面に対して垂直になるように攪拌子１を攪拌させると、攪拌羽根３０の一方の面３１が、試料Ａを矢示Ｐに示すように水平方向に押し出すため、攪拌子１の回転方向に沿った水流を形成することができる。更に、図５に示すように、攪拌羽根３０を液面に対して傾けて攪拌させると、攪拌羽根３０の一方の面３１が、矢示Ｑに示すように試料Ａを下方に押し込むため、攪拌子１の下方において容器５０の底面５１に向けて流れる下降流を形成し、容器５０の側壁５２近傍において上昇流を形成することができる。また、攪拌羽根３０を液面に対して傾けて攪拌する場合において、攪拌羽根３０の液面に対する傾きを適宜変更することにより、攪拌子１が形成する下降流および上昇流の形態や勢い等を種々変更することができる。

また、本実施形態に係る攪拌子１は、容器５０に収容される液状の試料Ａに浮いた状態で攪拌を行うことができるので、容器５０に引っ掛かることなく安定して攪拌を行うことができる。

また、本実施形態においては、フロート体１０を球状に形成すると共に、攪拌羽根３０を球状のフロート体１０の大円部に沿って延びるように環状に形成しているので、攪拌子１の姿勢を種々変更して試料Ａに浮かべたとしても、試料Ａに浮かべた状態の攪拌子１の重心は、攪拌子１の中心線に重なることになる。この結果、攪拌子１を試料Ａに浮かせたときの姿勢を維持することが可能になる。また、マグネチックスターラー４０を作動させ、攪拌子１を回転させた場合、攪拌子１の回転軸と攪拌子１の重心とが重なるため、攪拌子１は、浮かせたときの姿勢を維持しながらバランスよく安定的に攪拌を行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。上記実施形態においては、攪拌羽根３０は、図１に示すように、フロート体１０の大円部に沿って延びるように環状に構成されているが、試料Ａを攪拌できる限りその構成は特に限定されず、例えば、フロート体１０の大円部以外の位置に攪拌羽根３０を設けるように構成してもよく、また、複数の板状体を大円部に沿って配置することにより攪拌羽根３０を構成してもよい。このような構成であっても、試料の変質を防止しつつ、静かで安定した攪拌を行うことができる。

また、フロート体１０は、攪拌子１を試料Ａに浮遊させることができる構成であれば、その形や大きさは特に限定されない。例えば、フロート体１０の内外を連通する複数の孔が形成されていてもよい。

また、本実施形態においては、磁石体２０をフロート体１０の内部空間１１において移動可能となるように収容しているが、例えば、フロート体１０の内部空間１１において、棒状の磁石体２０の両端部がフロート体１０の内周面に接するように固定する構成を採用することもできる。このような構成であっても、攪拌器１を試料Ａに浮かせた状態で静かにかつ安定的に攪拌を行うことができる。また、両面が異なる磁性を有する２つのボタン状磁石体を一方の面がフロート体１０の内周面と接するようにフロート体１０の内部空間１１に所定間隔を空けて固定してもよい。このときフロート体１０の内周面と接する各ボタン状磁石体の各面における磁性を互いに異ならせてフロート体１０の内部空間１１に固定する。このような構成であっても、棒状の磁石体２０を固定した場合と同様に攪拌器１を試料Ａに浮かせた状態で静かにかつ安定的に攪拌を行うことができる。

また、フロート体１０の内周面に、例えば、ゴム状部材等をコーティングしたり、内周面の表面粗さを粗くする加工を施すなどして、フロート体１０の内周面と磁石体２０との摩擦抵抗が高くなるようにしてもよい。この結果、マグネチックスターラー４０が形成する回転磁場により、フロート体１０と磁石体２０とが一体となって回転することをより一層確実なものにすることができる。

本発明の一実施形態に係る攪拌子を示す斜視図である。図１に示す攪拌子の断面図である。図１に示す攪拌子の作動を説明する説明図である。図１に示す攪拌子の作動を説明する説明図である。図１に示す攪拌子の作動を説明する説明図である。

符号の説明

１攪拌子
１０フロート体
１１内部空間
２０磁石体
３０攪拌羽根

Claims

容器内に収容される液状の試料を撹拌する撹拌子であって、
内部に空間を有し、前記試料に浮遊するフロート体と、
前記フロート体の内部空間に収容される磁石体と、
前記フロート体の外表面に設けられた攪拌羽根とを備えており、
前記フロート体は、回転磁場により前記磁石体と一体に回転可能に構成されている攪拌子。
前記磁石体は、長手方向の両端部に異なる磁性を有する棒状の磁石であり、前記フロート体の内部空間において移動可能とされている請求項１に記載の攪拌子。
前記フロート体は、球状に形成されており、
前記攪拌羽根は、前記フロート体の大円部に沿って延びるように環状に形成されている請求項１又は２に記載の攪拌子。