JP2584648Y2 - マグネットカップリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案に係るマグネットカップ
リング装置は、培養装置に付設して、培養槽の外側に設
けた駆動装置により、培養槽内に設けた撹拌軸を回転駆
動する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】各種微生物や植物細胞等を培養する為
に、バイオリアクタ、或はジャーファーメンタと呼ばれ
る培養装置が使用されている。この培養装置は有底円筒
状の培養槽を有する。培養作業を行なう際には、この培
養槽内に培養液と共に植物細胞等を投入し、培養液を撹
拌しつつ、所定の培養作業を行なう。

【０００３】培養液の撹拌作業は、上記培養槽の中心部
に設けた撹拌軸並びにこの撹拌軸に固定の撹拌翼を回転
させる事で行なう。この場合に於いて、上記撹拌軸を回
転させるのは、培養槽外に設けた電動モータにより、マ
グネットカップリング装置を介して行なう。

【０００４】図３は、従来から培養装置に組み込まれて
いるマグネットカップリング装置の１例を示している。
培養槽の底板１の中心部には、上端が塞がれ下端が開口
した有底円筒状の支持筒２の下端部を液密に貫通させて
おり、この支持筒２を、上記底板１の上面から鉛直方向
上方に伸ばしている。上記支持筒２の上端面中央部には
支持ピン３を、鉛直方向上方に向け形成している。そし
て、この支持ピン３にステンレス鋼製のスリーブ１１ａ
を外嵌固定している。このスリーブ１１ａは、上記支持
ピン３に外嵌され、ラジアル受板として機能する円筒部
１３の下端部に、スラスト受板として機能する外向きフ
ランジ状の鍔部１４を形成したもので、この鍔部１４と
上記支持筒２の上端面との間に設けたピン１２により、
支持筒２に対する回転防止を図っている。

【０００５】又、上記支持筒２の内側には駆動軸４を、
この支持筒２の下端開口部から挿入している。そして、
この駆動軸４の上部外周面で上記支持筒２の内側位置部
分に、駆動側永久磁石５を支持固定している。この駆動
側永久磁石５の外周面には、Ｎ極とＳ極とが、円周方向
に亙って交互に配置されている。

【０００６】一方、上記支持筒２の周囲には回転筒６
が、上部滑り軸受７ａ、及び下部ラジアル滑り軸受７ｂ
により、回転自在に支持されている。上記上部滑り軸受
７ａは、ポリ四弗化エチレン（ＰＴＦＥ）、ナイロン等
の滑り易い材料により、図４〜５に示す様に形成してい
る。即ち、この上部滑り軸受７ａは、円筒部８の下端縁
に外向フランジ状の鍔部９を形成して成り、円筒部８の
内周面と鍔部９の下面とに複数の凹溝１０、１０を形成
している。又、下部ラジアル滑り軸受７ｂも上記滑り易
い材料により造られており、その内周面に複数の凹溝を
形成している。

【０００７】上記１対の滑り軸受７ａ、７ｂの内、上部
滑り軸受７ａの円筒部８の内周面は上記スリーブ１１ａ
の円筒部１３の外周面と摺接し、鍔部９の下面はこのス
リーブ１１ａの鍔部１４の上面と摺接する。又、下部ラ
ジアル滑り軸受７ｂの円筒部８の内周面は、上記支持筒
２の下端部外周面に回転不能に外嵌支持された、別のス
リーブ１１ｂの外周面に摺接する。これにより、滑り軸
受７ａ、７ｂのそれぞれ円筒部８、８は、上記スリーブ
１１ａの円筒部１３、及びスリーブ１１ｂと共に上記回
転筒６に加わるラジアル荷重を支承する。

【０００８】又、図３に示したマグネットカップリング
装置の場合、下部ラジアル滑り軸受７ｂの鍔部９を相手
部材から浮かせ、ラジアル荷重のみを支承する様にして
いる。従って、回転筒６並びにこの回転筒６に取り付け
られた部材の重量に基づくスラスト荷重は、上部滑り軸
受７ａの鍔部９及び上記滑り軸受７ｂの鍔部９が支承す
る。この様な構成の他、上下１対の滑り軸受により、ス
ラスト、ラジアル両荷重を支承する構成のものも存在す
る。

【０００９】又、上記回転筒６の上下方向中間部で、上
記駆動側永久磁石５の外周面と対向する部分は、薄肉部
１５としている。そして、この薄肉部１５の外周面に従
動側永久磁石１６を固定し、この従動側永久磁石１６の
内周面を、前記駆動側永久磁石５の外周面と対向させて
いる。この従動側永久磁石１６の内周面にはＮ極とＳ極
とを円周方向に亙って、上記駆動側永久磁石５の外周面
のＳ極並びにＮ極と同一角ピッチで、交互に配置してい
る。上記従動側永久磁石１６の外側は、カバー１７によ
り覆っている。

【００１０】上記回転筒６の内周面と支持筒２の外周面
との間には円筒状の隙間１８を介在させて、これら両周
面同士が接触する事を防止すると共に、前記各滑り軸受
７ａ、７ｂに形成した凹溝１０、１０を通じてこの隙間
１８内に、培養槽内に存在する流体を流通させる様にし
ている。

【００１１】上述の様に構成されるマグネットカップリ
ングの使用時には、図示しない電動モータにより、前記
駆動軸４を介して駆動側永久磁石５を回転駆動する。こ
の結果従動側永久磁石１６を固定した回転筒６が、この
支持筒２の周囲で回転する。

【００１２】回転筒６の回転に伴なって上下１対の滑り
軸受７ａ、７ｂが、この回転筒６と共に回転する。この
結果、各滑り軸受７ａ、７ｂ下端の鍔部９、９部分に作
用する遠心力に基づいて、各鍔部９、９の下面に形成し
た凹溝１０、１０の内側に存在する流体を直径方向内側
から外側に向けて流すポンプ作用が生じる。このポンプ
作用に基づいて、上記回転筒６の上端側開口３６から吸
引された流体が上記隙間１８内に送り込まれ、この隙間
１８内の流体が上記回転筒６の下側から排出される。

【００１３】培養装置を使用する際には、培養作業の開
始に先立って培養槽内に高温の水蒸気若しくは熱湯の高
温流体を送り込み、上記培養槽各部を加熱滅菌処理す
る。この際、上記駆動軸４を回転駆動する事で、各滑り
軸受７ａ、７ｂに形成した凹溝１０、１０によるポンプ
作用を発生させ、上記隙間１８内にも、滅菌用の高温流
体を流通させる。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述した様
な従来のマグネットカップリング装置に於いては、以下
に述べる様な解決すべき課題が存在する。

【００１５】即ち、上述した従来のマグネットカップリ
ング装置を組み立てる場合、先ず底板１に支持筒２を固
定し、次いでこの支持筒２に、スリーブ１１ａ、１１
ｂ、滑り軸受７ａ、７ｂを外嵌する。そして、最後に回
転筒６を上記滑り軸受７ａ、７ｂに外嵌支持し、撹拌軸
１９を固定した抑え部材２０を取り付ける。この様に、
従来のマグネットカップリング装置に於いては、上部滑
り軸受７ａを装着した後に回転筒６を組み付けるが、こ
の際の作業は、嵌合部を目視できない事、並びに回転筒
６の重量が嵩む事により、面倒なものであった。この様
に、組み付け作業が面倒である事は、組み付け作業の際
に構成部品を傷付けたり、価格高騰に結び付く為、好ま
しくない。

【００１６】本考案のマグネットカップリング装置は、
上述の様な事情に鑑みて考案されたものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本考案のマグネットカッ
プリング装置は、前述した従来のマグネットカップリン
グ装置と同様に、上端が塞がれた有底円筒状で、下端開
口部を容器の下面に開口させた状態で、この容器の底部
に固定される支持筒と、上記下端開口部からこの支持筒
内に挿入された駆動軸と、この駆動軸の上端部に支持さ
れた、円筒状の駆動側磁石と、上記支持筒の上端面中央
部に突設された支持ピンと、上記支持筒の上端面でこの
支持ピンの周囲部分に載置されたスラスト受板と、上記
支持ピンに外嵌されたラジアル受板と、上記支持筒の周
囲に設けられた回転筒と、この回転筒の中間部で、上記
駆動側磁石の外周面と対向する部分に支持された、円筒
状の従動側磁石と、上記回転筒の下端部内周面と上記支
持筒の中間部外周面との間に向けられた下部ラジアル滑
り軸受と、上記回転筒の上端部に支持され、その内周面
を上記ラジアル受板の外周面に、その下端面を上記スラ
スト受板の上面に、それぞれ摺接させた上部滑り軸受と
を備えている。

【００１８】特に、本考案のマグネットカップリング装
置に於いては、上記上部滑り軸受は合成樹脂製で、円筒
部の上端部外周面に厚さ寸法がＴの外向フランジ状の鍔
部を有する。この鍔部は、上記回転筒の上端面と抑え部
材の下面との間で挟持されており、この抑え部材は上記
回転筒の上端部に、この抑え部材を上方から下方に貫通
したボルトの先端部を上記回転筒の上端部に形成した螺
子孔に螺合し更に緊締する事により、螺子止め固定され
ている。上記抑え部材の下面外周縁部には垂下壁が形成
されており、この垂下壁の内周面中間部には、上記回転
筒の上端面外周縁部に突き当たる段部が形成されてい
る。そして、この段部と上記抑え部材の下面との距離Ｌ
を、上記厚さ寸法Ｔと同じか、この厚さ寸法Ｔよりも僅
かに大きくしている。

【００１９】

【作用】上述の様に構成される本考案のマグネットカッ
プリング装置により、培養槽内に設けた撹拌軸を回転駆
動する際の作用自体は、前述した従来のマグネットカッ
プリング装置と同様である。

【００２０】特に、本考案のマグネットカップリング装
置に於いては、組み立てに際し、支持ピンに上部滑り軸
受を外嵌するのに先立って回転筒をこの支持ピンの周囲
に遊嵌し、その後、上部滑り軸受を装着する事ができ
る。この為、組み立て作業が容易になる。又、抑え部材
の垂下壁の内周面中間部に設けた段部と、抑え部材の下
面との距離Ｌを、上部滑り軸受の鍔部の厚さ寸法Ｔと同
じか、或は僅かに大きくした事に伴い、この鍔部が、回
転筒の上面と抑え部材の下面との間で、過剰な締付力に
より挟持される事が防止される。

【００２１】

【実施例】図１〜２は本考案の実施例を示している。
尚、本考案に係るマグネットカップリング装置は、上部
滑り軸受２１の形状を工夫する事により、この上部滑り
軸受２１を、回転筒６を装着した後に支持ピン３に装着
可能とした点に主たる特徴があり、その他の構成並びに
作用に就いては、前述した従来装置とほぼ同様である
為、重複する説明を省略し、以下、本考案の特徴部分を
中心に説明する。

【００２２】本考案に於ける上部滑り軸受２１は、ナイ
ロン等の滑り易い合成樹脂により造られており、円筒部
２２の上端部外周面に厚さ寸法がＴの外向きフランジ状
の鍔部２３を有している。上記円筒部２２の内側、及び
下端面には、前述した従来の上部滑り軸受と同様、複数
の凹溝１０、１０（図１〜２には省略。図４〜５参
照。）を形成し、この凹溝１０、１０内を介して隙間１
８に培養液を送り込み自在としている。又、鍔部２３の
円周方向複数箇所にはボルト挿通用の通孔２５を設けて
いる。この上部滑り軸受２１に於いては、円筒部２２と
スリーブ１１ａの円筒部１３とでラジアル荷重を支承
し、円筒部２２の下面とスリーブ１１ａの鍔部１４とで
スラスト荷重を支承する。

【００２３】支持筒２の周囲に、隙間１８を介して回転
自在に設けられる回転筒６の上端面の直径方向に亙る寸
法は、上記上部滑り軸受２１の鍔部２３の直径方向に亙
る寸法よりも大きくしている。そして、これら回転筒６
及び上部滑り軸受２１を図１〜２に示す様に組み付けた
場合、回転筒６の上端面と上記鍔部２３の下面とが当接
する。この状態に於いて上記通孔２５と整合する回転筒
６の上端面複数箇所には、螺子孔２６を形成している。

【００２４】回転筒６及び上部滑り軸受２１を覆う抑え
部材２７は、金属により造られており、主部２８の上面
に短筒部２８ａを、下面外周縁部に垂下壁２８ｂを、そ
れぞれ設けている。上記短筒部２８ａには、撹拌軸１９
の下端部を挿入し、更に溶接固定している。上記主部２
８の内側は中空部２９とし、この中空部２９を主部２８
側面に設けた複数の通孔３０、３０を介して主部２８の
外側と連通させている。

【００２５】更に、垂下壁２８ｂの内周面中間部には、
上記回転筒６の上端面外周縁部に突き当たる段部３１が
形成されている。そして、本実施例の場合、この段部３
１と、主部２８の下面との距離Ｌを、上記上部滑り軸受
２１の鍔部２３の厚さ寸法Ｔと等しく（Ｌ＝Ｔ）してい
る。上記抑え部材２７を、図１〜２に示す様に組み付け
た場合、抑え部材２７を構成する主部２８の下面が上部
滑り軸受２１の上面に、段部３１が回転筒６の上端部外
周縁に、垂下壁２８ｂの下端部内側面が回転筒６の上端
部側面に、それぞれ当接する。この状態に於いて前記通
孔２５及び螺子孔２６と整合する主部２８の複数箇所に
は、ボルト挿通用の通孔３２が形成されている。そし
て、これら互いに整合する通孔３２、２５、及び螺子孔
２６にボルト２４を挿通し、更に緊締する事により、上
部滑り軸受２１の鍔部２３を、回転筒６の上端面と抑え
部材２７の下面との間で挟持自在である。

【００２６】本考案のマグネットカップリング装置を組
み立てる場合、前述した従来のマグネットカップリング
装置と同様、容器である培養槽を構成する底板１を、液
密を保持した状態で駆動軸４を貫通させると共に、この
駆動軸４の周囲に支持筒２等の部材を組み付けていく。

【００２７】特に、本考案のマグネットカップリング装
置に於いては、支持ピン３の周囲に上部滑り軸受２１を
外嵌するのに先立って回転筒６を装着し、次いで、上部
滑り軸受２１を装着できる。上部滑り軸受２１を支持ピ
ン３に外嵌する以前に、この支持ピン３の周囲に回転筒
６を装着する作業は、従来例の場合の様に、上部滑り軸
受２１と回転筒６とが衝合し、傷付く事を防止すべく十
分に注意する必要はなく、容易に行なえる。この後、上
部滑り軸受２１を、支持ピン３の外周面と回転筒６の内
周面との間に、上方から挿入するが、上部滑り軸受２１
は重量が嵩む事はなく、しかも作業者が目視しながらこ
の挿入作業を行なえる為、この作業も容易に行なえる。

【００２８】回転筒６と上部滑り軸受２１とを、支持ピ
ン３の周囲に装着したならば、抑え部材２７を装着す
る。そして、この抑え部材２７に設けた通孔３２、及び
上部滑り軸受２１に設けた通孔２５を、回転筒６に設け
た螺子孔２６に整合させ、抑え部材２７の上方から挿通
したボルト２４を、上記螺子孔２６に螺合させる。この
際、回転筒６は少し持ち上げてその上面を鍔部２３及び
抑え部材２７の下面に当接させた状態とする。これによ
り、鍔部２３を回転筒６の上端面と抑え部材２７の下面
との間に挟持した状態で、抑え部材２７、上部滑り軸受
２１、回転筒６とを一体に結合する。

【００２９】本実施例に於いては、上記段部３１と抑え
部材２７の下面との距離Ｌを、上部滑り軸受２１の鍔部
２３の厚さ寸法Ｔと等しくしている為、上記ボルト２４
を過度に緊締して金属製の抑え部材２７と回転筒６との
間で挟持される合成樹脂製の鍔部２３が傷付く事を防止
している。尚、上記距離Ｌは、鍔部２３の厚さ寸法Ｔよ
りも僅かに大きく（Ｌ＞Ｔ）しても良い。

【００３０】図１に於いて３３は、駆動側永久磁石５を
外嵌した筒部材であり、３４は、この筒部材３３内面と
駆動軸４外面とにそれぞれ設けたキー溝にかけ渡したキ
ーである。更に、駆動軸４の下端にはプーリ３５を固定
し、図示しないモータの回転駆動力を、図示しないベル
ト並びにプーリ３５を介して、この駆動軸４に伝達自在
としている。

【００３１】

【考案の効果】本考案のマグネットカップリング装置
は、上述の様に構成される為、組み立てが容易になる。
従って、組み立て作業に手間を要せず、組み立て時に構
成部材を傷付ける事が防止されると共に価格低減に寄与
し、産業上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のマグネットカップリング装置を示す縦
断面図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】従来のマグネットカップリング装置の１例を示
す、半部縦断面図。

【図４】従来の上部滑り軸受を示す底面図。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。

【符号の説明】

１ 底板 ２ 支持筒 ３ 支持ピン ４ 駆動軸 ５ 駆動側永久磁石 ６ 回転筒 ７ａ 上部滑り軸受 ７ｂ 下部ラジアル滑り軸受 ８ 円筒部 ９ 鍔部 １０ 凹溝 １１ａ、１１ｂ スリーブ １２ ピン １３ 円筒部 １４ 鍔部 １５ 薄肉部 １６ 従動側永久磁石 １７ カバー １８ 隙間 １９ 撹拌軸 ２０ 抑え部材 ２１ 上部滑り軸受 ２２ 円筒部 ２３ 鍔部 ２４ ボルト ２５ 通孔 ２６ 螺子孔 ２７ 抑え部材 ２８ 主部 ２８ａ 短筒部 ２８ｂ 垂下壁 ２９ 中空部 ３０ 通孔 ３１ 段部 ３２ 通孔 ３３ 筒部材 ３４ キー ３５ プーリ ３６ 開口

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上端が塞がれた有底円筒状で、下端開口
   部を容器の下面に開口させた状態で、この容器の底部に
   固定される支持筒と、上記下端開口部からこの支持筒内
   に挿入された駆動軸と、この駆動軸の上端部に支持され
   た、円筒状の駆動側磁石と、上記支持筒の上端面中央部
   に突設された支持ピンと、上記支持筒の上端面でこの支
   持ピンの周囲部分に載置されたスラスト受板と、上記支
   持ピンに外嵌されたラジアル受板と、上記支持筒の周囲
   に設けられた回転筒と、この回転筒の中間部で、上記駆
   動側磁石の外周面と対向する部分に支持された、円筒状
   の従動側磁石と、上記回転筒の下端部内周面と上記支持
   筒の中間部外周面との間に向けられた下部ラジアル滑り
   軸受と、上記回転筒の上端部に支持され、その内周面を
   上記ラジアル受板の外周面に、その下端面を上記スラス
   ト受板の上面に、それぞれ摺接させた上部滑り軸受とを
   備えたマグネットカップリング装置に於いて、上記上部
   滑り軸受は合成樹脂製で、円筒部の上端部外周面に厚さ
   寸法がＴの外向フランジ状の鍔部を有するものであり、
   この鍔部は、上記回転筒の上端面と抑え部材の下面との
   間で挟持されており、この抑え部材は上記回転筒の上端
   部に、この抑え部材を上方から下方に貫通したボルトの
   先端部を上記回転筒の上端部に形成した螺子孔に螺合し
   更に緊締する事により、螺子止め固定されており、上記
   抑え部材の下面外周縁部には垂下壁が形成されており、
   この垂下壁の内周面中間部には、上記回転筒の上端面外
   周縁部に突き当たる段部が形成されており、この段部と
   上記抑え部材の下面との距離Ｌを、上記厚さ寸法Ｔと同
   じか、この厚さ寸法Ｔよりも僅かに大きくしたマグネッ
   トカップリング装置。