JP2018001113A - ローター分離型撹拌機 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い止水性及び高い静音性を有し、更なる軽量化を達成し、尚且つ、長期の使用によってもコギングが発生し難い撹拌機を得る。【解決手段】 内部に被撹拌物を保持する撹拌容器と、この撹拌容器の底面中央部に形成された円筒カップ状の挿着凹部と、この挿着凹部に着脱自在に挿着されるローター部と、このローター部の上端部に連結される撹拌羽根と、ローター部を回動するローター部回動手段とを備え、ローター部が上下両端からそれぞれ所定距離を隔てた中間部分に多数の磁性体を軸周りに並設固定されて構成されており、ローター部回動手段が、挿着凹部に挿着されたローター部の多数の磁性体に対向して挿着凹部の外方に並設された多数のコイル部と、多数のコイル部の各々の通電を制御して回転磁界を誘導制御する誘導磁界制御手段とからなるもの。【選択図】 図１

Description

本発明は、撹拌羽根が取付けられるローターと、このローターを回転駆動するローター駆動部とを備えた撹拌機に関し、ローターがローター駆動部から取り外し可能に保持されるローター分離型撹拌機である。

建物の内装仕上げとして、各種素材からなるシート状壁装材、所謂壁紙が壁面に貼付される。通常、この壁紙の施工は、現場にて壁紙の裏面に糊を塗布し、順次壁面に貼付される。従来から、壁紙への糊の塗布には、壁紙糊付機が用いられている。この壁紙糊付機は、本体内に複数のロールと糊桶を備え、本体後部から引き入れた壁装材を内部の各種ロールで前方へ送り出しながら、途中の糊付ロールに壁装材裏面を接触させることによって糊桶の糊を塗布するものである。

また、壁装材に塗布される糊も、現場で調製され、壁紙糊付機に供給される。一般的には、容器内でペースト状糊を水等の媒体に溶解し撹拌して適度な濃度に調製している。このような糊の調製における撹拌には、手持ち型電動ドリルのチャック部に、他端部に撹拌羽根を備えたシャフトの一端部を締め込んで取り付け、電動ドリルの軸回転駆動により容器内で撹拌羽根を回転させて糊を撹拌するものが、簡便な撹拌機として多くの場合に用いられている。

また、別の従来の糊液調製装置として、撹拌羽根を取り付けた回転軸を糊材と水とを保持する容器の底面に突設し、容器の下部の基台内部に配した電動機でギアやベルト等を介して回転軸の撹拌羽根を回転して、糊の調製を行う撹拌装置が既に市販されている。しかしながら、シールドを行っているＯ−リングやゴムパッキングのシールド効果が著しく低減され、回転軸と容器とのシールド部分から被撹拌物の糊液が漏れ出てしまうことがあった。

そこで、機械的に回転する回転子とこれを駆動する回転子駆動部とを隔壁等を挟んで配置可能とするため、回転子とこの回転子を駆動する回転子駆動部と間隙を開けて対向させて電動装置を配置することにより、被撹拌物が容器から漏れ出るおそれがなく、ギアの駆動による動作不良や騒音の心配もない撹拌機を提案した（特許文献１参照）。

特開２００７−８９２４９号公報

この撹拌機は、桶材の内部に回転磁界の変位に応じて回動するターンテーブルで撹拌羽根を回動する回転軸を備えた回転子保持部と、対峙する前記ターンテーブルの回転軸に回転中心を有する回転磁界を発生させる回転子駆動部が桶材の外部に間隙を開けて対向配置される撹拌機であり、回転子駆動部がターンテーブルに対向してほぼ同心円状に配した多数のコイルの各々の通電を制御して回転磁界を誘導制御するものであるため、回転子駆動部自体の騒音はなく、騒音の心配のない撹拌機であった。

桶材底面に回転保持部が隙間無く設置されていれば何ら問題はないが、回転子保持部が、同心円状に配されたコイル群に対向された永久磁石を同心円状に配したターンテーブルであるため、コイル群と永久磁石との間隙が一定でない場合に、コギングが発生し易い傾向があり、長期間の使用によって振動・騒音が発生することがあった。

即ち、ゴミや固まった糊等が桶材底面に残って桶材底面と回転保持部とに隙間が発生した場合には、コイル群と永久磁石との間隙に差が生じることとなり、この差によって、ターンテーブルの回転にムラが生じる。尚且つ、桶材底面が水平であっても隙間によって回転軸は垂直を保てない状態となる。このため、回転軸の回動のブレが生じやすくなり、回転角度に依存して細かく脈動するコギングが発生しやすい状況となる。このコギングにより、長期の使用によって振動・騒音が発生する可能性があった。

本発明は、高い止水性及び高い静音性を有し、更なる軽量化を達成し、尚且つ、長期の使用によってもコギングが発生し難い撹拌機を得ることを目的とする。

請求項１に記載された発明に係るローター分離型撹拌機は、内部に被撹拌物を保持する撹拌容器と、この撹拌容器の底面中央部に形成された円筒カップ状の挿着凹部と、この挿着凹部に着脱自在に挿着されるローター部と、このローター部の上端部に連結される撹拌羽根と、前記ローター部を回動するローター部回動手段とを備え、
前記ローター部が、上下両端からそれぞれ所定距離を隔てた中間部分に、多数の磁性体を軸周りに並設固定されて構成されており、
前記ローター部回動手段が、
前記挿着凹部に挿着された前記ローター部の多数の磁性体に対向して前記挿着凹部の外方に並設された多数のコイル部と、
多数のコイル部の各々の通電を制御して前記回転磁界を誘導制御する誘導磁界制御手段とからなることを特徴とするものである。

請求項２に記載された発明に係るローター分離型撹拌機は、請求項１に記載のローター部が２つの軸受で回動可能に前記挿着凹部内に支承されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明に係るローター分離型撹拌機は、請求項２に記載の２つの軸受が樹脂製すべり軸受であることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明に係るローター分離型撹拌機は、請求項１に記載の撹拌羽根が、前記ローター部の回動によって、前記挿着凹部の挿着方向への力を発生させるものであることを特徴とするものである。

本発明は、高い止水性及び高い静音性を有し、更に軽量化を達成した撹拌機を得ることができるという効果がある。

本発明のローター分離型撹拌機の一実施例の断面構成を示す説明図である。 図１の撹拌機のローターを取り外した状態の断面構成を示す説明図である。 図１のローター分離型撹拌機の平面構成を示す説明図である。 図１のローター分離型撹拌機のローターの構成を示す説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は断面図、ｃ図は平面図である。 図１の要部の構成を示す説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は断面図、ｃ図はロータを取り外した状態の断面図である。

本発明においては、内部に被撹拌物を保持する撹拌容器と、この撹拌容器の底面中央部に形成された円筒カップ状の挿着凹部と、この挿着凹部に着脱自在に挿着されるローター部と、このローター部の上端部に連結される撹拌羽根と、ローター部を回動するローター部回動手段とを備える。

本発明のローター部としては、上下両端からそれぞれ所定距離を隔てた中間部分に、多数の磁性体を軸周りに並設固定されて構成されており、ローター部回動手段が挿着凹部に挿着されたローター部の多数の磁性体に対向して挿着凹部の外方に並設された多数のコイル部と、多数のコイル部の各々の通電を制御して回転磁界を誘導制御する誘導磁界制御手段とからなる。

この構成により、高い止水性及び高い静音性を有し、更なる軽量化を達成し、尚且つ、長期の使用によってもコギングが発生し難い撹拌機を得ることができる。即ち、ローター部を回動するためのローター部回動手段としては、多数のコイル部の各々の通電を制御して回転磁界を誘導制御するため、撹拌容器を貫通する回動機構が存在しないため、被撹拌物が撹拌容器から漏れ出るおそれがないため高い止水性を有する。

また、回転磁界によって回動するローター部の周りには多数のコイル部が取り巻き、ギアも無く、更に被撹拌物がローター部を覆うため、高い静音性を有する。また、駆動源としては、ローター部とこの周りに取り巻くコイル部のみであり、前述のようにギアも無いため、更なる軽量化が達成されている。

また、本発明のローター部としては、円筒カップ状の挿着凹部に挿着されるため、円筒カップ状の挿着凹部の長手軸方向に良好に指示されるため、ローター部の回転中心に対する回動のブレが生じ難い。より好ましくは、ローター部が２つの軸受で回動可能に挿着凹部内に支承されているため、回動のブレがより生じ難くなる。

具体的には、円筒カップ状の挿着凹部の底壁付近に底部軸受、円筒カップ状の挿着凹部の開口部付近にもう一つの開口部軸受が配されることにより、ローター部の支承状態のブレを無くすことにより、ローター部の回転軸の回動のブレが生じ難くなり、回転角度に依存して細かく脈動するコギングの発生がなく、長期の使用によっても振動・騒音が発生し難くなる。

更に詳しくは、開口部軸受の装着に際しては、ローター部の取り外しを阻害しない構成とする。そのため、後述する実施例では、開口部軸受を軸受保持部と共にローター部の挿着凹部の上方位置に取付け、この軸受保持部をローター部と共に挿着凹部の開口部から取り外し可能に取り付けることで取り外しを阻害しない構成としている。即ち、この軸受保持部に挿着凹部を塞ぐ大きさの鍔部を備え、鍔部の一部に突起部を形成して、挿着凹部の上方に鍔部の形状に合致する溝を形成してローター部と共に嵌め込めばよい。

本発明の軸受としては、ころがり軸受やすべり軸受等が挙げられるが、本発明の撹拌機は糊等の接着剤を調製するものである場合には、ころがり軸受であった場合には、乾燥した際に玉やころ軸が固化する可能性があるため、より好ましくはすべり軸受が選択され、更に好ましくは樹脂製すべり軸受が選択される。

また、更に好ましくは、本発明の撹拌羽根としては、ローター部の回動によって発生した水流によって被撹拌物を撹拌容器内で撹拌することができるものであればよい。本発明のローター部は、撹拌容器の底面中央部に形成された円筒カップ状の挿着凹部に着脱自在に挿着されるものであるため、より好ましくは、ローター部の回動によって、挿着凹部の挿着方向への力を発生させるものであればよい。

図１は本発明のローター分離型撹拌機の一実施例の断面構成を示す説明図である。図２は図１の撹拌機のローターを取り外した状態の断面構成を示す説明図である。図３は図１のローター分離型撹拌機の平面構成を示す説明図である。図４は図１のローター分離型撹拌機のローターの構成を示す説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は断面図、ｃ図は平面図である。図５は図１の要部の構成を示す説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は断面図、ｃ図はロータを取り外した状態の断面図である。

図１〜図３に示す通り、本実施例の撹拌機１０は、内部に被撹拌物を保持するバケツ状の撹拌容器１１と、この撹拌容器１１を支持し下方の４つのキャスター１３によって移動可能な基台１２とからなる。この撹拌容器１１の底面中央部には、円筒カップ状の挿着凹部２１を備えたハウジング部２０が形成されている。この挿着凹部２１には、上端部に撹拌羽根３６が連結されたローター部３０が着脱自在に挿着されている。

図４及び図５に示す通り、ローター部３０は、ハウジング部２０の挿着凹部２１に挿着されることにより、ブラシレスモータを構成する。即ち、ローター部３０はその上下両端からそれぞれ所定距離を隔てた中間部分に、多数の永久磁石３１を軸周りに並設固定されている。

一方、ハウジング部２０には、挿着凹部２１に挿着されたローター部３０の多数の永久磁石３１に対向して挿着凹部２１の外方に芯材にコイルを捲回したコイル部２３が３組並設されて３相の電磁石の配置として、挿着凹部２１の外部よりローター部３０の位置を検出をしながら電磁石の相を切り替えてローター部３０を回転させる。

同じ基台１２の内部に配された誘導磁界制御部２６によって、多数のコイル部２５の各々の通電を制御して回転磁界を発生させて、挿着凹部２１内のローター部３０を回動させる。このローター部３０と誘導磁界制御部２６とがローター部回動手段となる。この場合、ローター部３０の回転制御に高周波の正弦波制御を行うことも可能となる。また、誘導磁界制御部２６によるローター部３０の回転磁界の制御にトルク制限をかけて、負荷の大きい撹拌を行う場合に、回転を下げ、過負荷状態を解消できるようにした。

尚、具体的には、挿着凹部２１の外方から回転磁界によりローター部３０を回動させるため、挿着凹部２１自体は、磁力損失の少ないSUS316で肉厚１ｍｍで製作した。また、ローター部の永久磁石３１はネオジム磁石を採用し、外側には防錆及び磁力損失の少ないSUS316肉厚０．５ｍｍを全体を覆うように作製した。挿着凹部２１とローター部３０との隙間は０．５ｍｍを確保した。

以上の通り、ローター部３０は、多数のコイル部２５の各々の通電を制御される回転磁界で回動されるため、撹拌容器１１を貫通する回動機構が存在しないため、被撹拌物が撹拌容器１１から漏れ出るおそれがない。

また、回転磁界によって回動するローター部３０の周りには多数のコイル部２５が取り巻き、ギアも無く、更に被撹拌物がローター部３０を覆うため、高い静音性を有する。また、駆動源としては、ローター部３０とこの周りに取り巻くコイル部２５のみであり、前述のようにギアも無いため、更なる軽量化も同時に達成されている。

また、図５のｂ図に示す通り、ローター部３０は挿着凹部２１に挿着される際に、底部軸受２２と開口部軸受３２との２つの軸受で支承される。即ち、底部軸受２２は挿着凹部２１の底壁付近に配され、開口部軸受３２は挿着凹部２１の開口部付近に配される。底部軸受２２はローター部３０の出し入れに際してもローター部３０の先端部が嵌合される円筒状の樹脂製のすべり軸受である。

開口部軸受３２は挿着凹部２１に直接配されるのではなく、ローター部３０と共に挿着凹部２１に取付けられる軸受保持部３３に取付けられている。尚、開口部軸受３２は上面が円筒外径よりも拡径したつば付き円筒状であり、底部軸受２２と同様の樹脂製のすべり軸受である。この開口部軸受３２は、軸受保持部３３に保持され、つばの拡径した上端面はローター部３０の６枚の撹拌羽根３６を保持する回転板３７に当接して撹拌羽根３６の回転を阻害しないように構成されている。

軸受保持部３３には、挿着される挿着凹部２１の開口を塞ぐ大きさの鍔部３４を備え、鍔部３４の一部に突起部３５が形成されている。一方、挿着凹部２１の開口部には鍔部３４の形状に合致する嵌合溝２３が形成されており、この嵌合溝２３に軸受保持部３３の鍔部３４を合致させてローター部３０と共に嵌め込んで着脱自在に固定される。

本実施例の攪拌機１０では、底部軸受２２と開口部軸受３２とで挿着凹部２１に支承される。このため、ローター部３０の回転軸の回動のブレが生じ難くなり、回転角度に依存して細かく脈動するコギングの発生がなく、長期の使用によっても振動・騒音が発生し難くなる。

尚、ローター部３０に連結された撹拌羽根３６は、撹拌羽根３６の回動時の渦流により回転軸が浮き上がらないように工夫した。即ち、ローター部３０に連結された撹拌羽根３６は、ローター部３０の回動によって、挿着凹部２１の挿着方向への力を発生させる。即ち、撹拌羽根３６には６枚３組の撹拌羽根３６が回転中心に対して対称に配されている。３組の撹拌羽根３６のうち、４枚２組の撹拌羽根３６が上方に曲折されており、他の２枚１組の撹拌羽根３６が下方に曲折されている。

ローター部３０がローター部回動手段のローター部３０と誘導磁界制御部２６とによって回動されて、撹拌羽根３６が回動することにより、水流が発生するが、上方に曲折された４枚２組の撹拌羽根３６が、下方に曲折された２枚１組の撹拌羽根３６の方が大きく被攪拌物に接するため、挿着凹部２１の挿着方向への力を発生させることができる。

また、ローター部３０は水中での脱着を想定し、ローター部３０の挿着の際に挿着凹部２１内に溶液が入っている可能性が高いため、挿着凹部２１内の被攪拌液体や洗浄水等の液体を上部に排出するためにローターの中心軸の経路を確保するように、ローター部３０の先端部の側部孔３８からローター部３０の中心軸の一部を通過する中心管路３９を経て撹拌羽根３６の回転板３７の中心軸を貫通する中心孔４０に至る連通経路３８，３９，４０を形成した。

以上の通り、本実施例の撹拌機としては以下の効果を奏する。
(1) ローター部が外部の回転磁界で回転するため、撹拌機の回転軸の軸封が必要がなく水漏れの心配が無い効果を奏する。
(2) 撹拌羽根がローター部に直接取り付けてあるので、機構部が少なく、故障になり難い。また、ローター部の回転制御に高周波の正弦波制御を行うことも可能であり、機構及び電気的振動が無く静音性に優れる効果を奏する。
(3) ローターにネオジウム磁石を採用し効率が高く軽量コンパクトな構造とすることが可能となる。

１０…撹拌機、
１１…撹拌容器、
１２…基台、
１３…キャスター、
２０…ハウジング部、
２１…挿着凹部、
２２…底部軸受、
２３…嵌合溝、
２５…コイル部、
２６…誘導磁界制御部、
３０…ローター部、
３１…永久磁石、
３２…開口部軸受、
３３…軸受保持部、
３４…鍔部、
３５…突起部、
３６…撹拌羽根、
３７…回転板、
３８…側部孔（連通経路）、
３９…中心管路（連通経路）、
４０…中心孔（連通経路）、

Claims (4)

1. 内部に被撹拌物を保持する撹拌容器と、この撹拌容器の底面中央部に形成された円筒カップ状の挿着凹部と、この挿着凹部に着脱自在に挿着されるローター部と、このローター部の上端部に連結される撹拌羽根と、前記ローター部を回動するローター部回動手段とを備え、
   前記ローター部が、上下両端からそれぞれ所定距離を隔てた中間部分に、多数の磁性体を軸周りに並設固定されて構成されており、
   前記ローター部回動手段が、
   前記挿着凹部に挿着された前記ローター部の多数の磁性体に対向して前記挿着凹部の外方に並設された多数のコイル部と、
   多数のコイル部の各々の通電を制御して前記回転磁界を誘導制御する誘導磁界制御手段とからなることを特徴とするローター分離型撹拌機。
2. 前記ローター部が２つの軸受で回動可能に前記挿着凹部内に支承されていることを特徴とする請求項１に記載のローター分離型撹拌機。
3. 前記２つの軸受が樹脂製すべり軸受であることを特徴とする請求項２に記載のローター分離型撹拌機。
4. 前記撹拌羽根が、前記ローター部の回動によって、前記挿着凹部の挿着方向への力を発生させるものであることを特徴とする請求項１に記載のローター分離型撹拌機。

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