JP3678796B2 - 磁気回転伝達装置、撹拌子、撹拌装置および磁気軸受 - Google Patents
磁気回転伝達装置、撹拌子、撹拌装置および磁気軸受 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3678796B2 JP3678796B2 JP14361495A JP14361495A JP3678796B2 JP 3678796 B2 JP3678796 B2 JP 3678796B2 JP 14361495 A JP14361495 A JP 14361495A JP 14361495 A JP14361495 A JP 14361495A JP 3678796 B2 JP3678796 B2 JP 3678796B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- circumferential
- poles
- magnetic
- rotation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
- Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、２つの軸が延長線上で直角またはある角度をなしている場合の軸間の回転伝達に用いる磁気回転伝達装置、撹拌子、撹拌装置および磁気軸受に係り、特に垂直回転軸を中心に回転する磁石（単に磁石というときは永久磁石をさす）から水平回転軸を持つ対向磁石に軸変換して回転を伝達する装置や、電磁石の交番磁界で対向磁石に回転を与える装置に好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液体撹拌装置には、回転中心が垂直で液体を水平方向に回転させる方式と、回転中心が水平で液体を垂直方向に回転させる方式の２つがある。
【０００３】
(1) 水平回転方式
液体を収容した容器の底部に棒磁石で構成した撹拌子を沈め、容器の下からＵ字形磁石をモータで回して、吸引力で撹拌子を水平に回転して液体を撹拌するマグネチックスターラと呼ばれるものである。
【０００４】
構造が簡単であるものの、水平回転であるため、リング状の非混合領域が発生しやすく、未混合領域が残るか又は混合に多くの時間がかかる。また、一方向の水平回転撹拌であるため容器が円筒状の場合には、混合層に乱流が起こらず撹拌効率が悪い。混合層に乱流を起こさせるため、撹拌子を瞬時反転させると、過負荷になり撹拌子が離脱してしまう。
【０００５】
また、異極間の吸引力のみに依存しているため、強い撹拌力を得るために磁界の強さを大きくしても、直線状の磁力線の数が増えるだけで、回転トルクが期待したほど大きくならず、却って駆動モータのスラスト方向の負荷増大による回転トルクの損失が生じたり、吸引力の増大による容器底壁と撹拌子との間の接触圧が高くなる。接触圧が高くなると、撹拌子の回転接触部が摩耗し、その摩耗粉が容器内の液体に混入し、また撹拌子の回転接触部の摩擦音による騒音の増大が生じるため、好ましくない。
【０００６】
(2) 垂直回転方式
容器の側壁に孔を開け、その孔から水平回転軸を挿通し、先端に取り付けた撹拌翼を回転させて液体を垂直回転する（例えば特開昭６２−２４４４２８号公報など）。垂直回転であるため強力な撹拌効果が得られ、容器と撹拌翼との接触がないため摩耗粉の発生もないが、液漏れ防止用のシール構造が複雑になる。しかも、撹拌装置を容器に一体的に取り付けるため、専用の容器が必要となり洗浄が困難で、容器を交換する場合には、複雑なシール構造をもつ撹拌装置を着脱しなければならない。
【０００７】
上述したように(1) と(2) はいずれも一長一短がある。このため、構造が簡単でありながら、垂直回転による力強い撹拌を行うことができるという(1) と(2) の長所を生かした撹拌装置の開発が望まれている。
【０００８】
これに応えるために、種々検討した結果、ブラインド装置に対するスラットの昇降等の手動操作のために考えられた公知技術であるが、駆動軸の回転を捩れの位置で交差する従動軸に磁気的に伝達させるようにした回転伝導機構（特開平２−４６１６０号公報）が適用できるのではないかと思われた。
【０００９】
これは図２９に示すように、駆動軸２９１を共通にした２個の両面２極型磁石２９２、２９３を軸周りに位相を９０°ずらして突き合せて駆動側磁石２９９とし、その突合せ面上に従動軸２９４をもつ両面２極型磁石２９５を対向配置して、磁石同士の磁気結合により駆動軸２９１の回転を従動軸２９４に伝達するようにしたものである。
【００１０】
動作原理は次の通りである。従動側の磁石２９５と対向する駆動側の磁石２９２、２９３の対向磁極面２９６は、突合せ面を境にして２つに分割され、単一の磁極（Ｎ極またはＳ極）が現れる、一方の磁極面２９７は従動側磁石２９５の回転に寄与し、両方の磁極（Ｎ極及びＳ極）が同時に現れる他方の磁極面２９８は回転に寄与しない。したがって、
（ａ）では、駆動側磁石２９９の向う側のＮ極２９７が従動側磁石２９５のＳ極を吸引して従動側磁石２９５を矢印方向（ｂ）に示す位置まで回転（９０°回転）させる。（ｂ）では、駆動側磁石２９９が９０°矢印方向に回転しているため、今度は駆動側磁石２９９の手前側のＳ極２９８が従動側磁石２９５のＳ極と反発して従動側磁石２９５を矢印方向に（ｃ）に示す位置まで回転させる。（ｃ）では、駆動側磁石２９９の向う側のＳ極が従動側磁石２９５のＮ極を吸引して従動側磁石２９５を矢印方向にさらに９０°回転させる。このようにして、駆動軸２９１を回転することにより捩れ交差している従動軸２９４を非接触で回転させることができる。
【００１１】
この回転伝導機構を液体撹拌装置に適用すれば、簡単な構造で水平回転軸を中心に撹拌子を回転させることが可能となると考えられる。また、液体撹拌装置に限らず、駆動源が手動ではなくモータなどの自動駆動原をもつ磁気カップリング装置、例えばかさ歯車機構などにも広く適用することも考えられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平２−４６１６０号公報のものは、次のような問題があることがわかった。
【００１３】
(1) 汎用的な回転伝達装置に適さない。
【００１４】
駆動軸の回転を捩れの位置で交差する従動軸に伝達させるものであるため、例えば２軸が延長線上で直交するかさ歯車のような磁気カップリング装置には適用できない。また、実験によると無負荷であるにもかかわらず大きな駆動力を必要とするため、手動操作機構として使用する場合には操作性や使用感を無視すれば実用上問題ないが、モータなどで自動操作しようとすると、モータ負荷が大きくなるため、容量の小さなモータを使うと円滑な回転がえられず、かといって必要以上にトルクの大きなモータを使うと、大型化する上経済的でない。
【００１５】
(2) 撹拌装置に適さない。
【００１６】
既述したように、吸引力が強く、したがって吸引力に逆らって大きな駆動トルクを駆動軸に与える必要がある。その理由は、構造上、吸引磁力線を従動磁石の磁極方向に無理やり伸ばすことになるので、吸引磁力線が回転トルクにあまり寄与しないことによると思われる。吸引力に逆らって駆動磁石を回すので、駆動に大きな力が必要となる。その結果、一般的なモータを使用する撹拌装置に適用した場合、滑らかなトルクが得ずらく、しかも振動が大きくなり、その振動は回転速度が上がるほど大きくなる。振動が大きいと騒音が大きくなるため好ましくなく、ひどい場合には共振現象を惹き起こす。そして振動によって容器が移動し落下して破損するおそれがある。また、平衡状態から初期回転がスムーズに始まらず、磁気バランスが少しずれている場合には反対方向に回ってしまう。
【００１７】
したがって、液体撹拌装置に適用しても、水平回転軸を中心に撹拌子を回転させることはできても、安全で安定した撹拌装置としては採用できない。
【００１８】
(3) なお、磁石の代りに電磁石を使う簡易な回転機構も考えられるが、従来の電磁石回転機構は、電磁石の働きをラチェット機構で間欠回転に変換するものであるため、滑らかな回転特性が得られず、しかも接触式のため摩耗しやすく、液体撹拌装置や他のアクチュエータには適さない。
【００１９】
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解消して、一の回転軸からその延長線と直交する他の回転軸に回転を磁気伝達させることが可能な磁気回転伝達装置を提供することにある。
【００２０】
また、本発明の目的は、簡単な構造でありながら、電磁石に交番電流を供給することにより対向磁石を滑らかに非接触で回転させ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。
【００２１】
また、本発明の目的は、回転軸を傾斜させることにより、一の回転軸の延長線上にある角度で交差する他の回転軸に回転を磁気伝達させることが可能な磁気回転伝達装置を提供することにある。
【００２２】
また、本発明の目的は、簡単な構造でありながら、力強い撹拌力を得ることが可能な撹拌子及び撹拌装置を提供することにある。
【００２３】
また、本発明の目的は、磁気結合によって撹拌子を浮上保持でき、また容器からの撹拌子の出し入れが容易な磁気軸受を提供することにある。
【００２４】
【発明を解決するための手段】
本発明の磁気回転伝達装置は、図１に示すように、一の回転軸１０１を中心に回転する左右に一対の磁極１０２を有する左右２極型磁石１０３と、一の回転軸１０１の延長線１０４と直交する他の回転軸１０５を中心に回転し、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に配置した周面多極型磁石１０６とを備え、周面多極型磁石１０６を左右２極型磁石１０３の磁極１０２が描く回転軌跡１０８の半径上に中心より外側に偏位させて配置したものである。周面多極型磁石１０６は、例えば、図１（ａ）に示すように両面２極型磁石としたり、図１（ｂ）に示すように周面４極型磁石とすることができる。
【００２５】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図２に示すように、他の回転軸２０５に周面多極型磁石２０６、２０７を２個並べるようにしてもよい。その場合、一方の周面多極型磁石２０６のＮ極と他方の周面多極型磁石２０７のＮ極との周方向の位相がずれるように配置し、また、２個の周面多極型磁石２０６、２０７を、左右２極型磁石２０３の磁極２０２が描く回転軌跡２０８の直径上に中心より偏位させて配置する。図２（ａ）は周面多極型磁石２０６、２０７が両面２極型磁石であり、図２（ｂ）は周面４極型磁石である場合を示す。
【００２６】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図３に示すように、他の回転軸３０５を中心に回転する磁石３０６と同様に、一の回転軸３０１を中心に回転する磁石を周面多極型磁石３０３としたものである。この場合にも、他の回転軸３０５を中心に回転する磁石３０６を図３（ａ）に示すように両面２極型磁石としたり、あるいは図３（ｂ）に示すように周面４極型磁石とすることができる。
【００２７】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図４に示すように、他の回転軸４０５に周面多極型磁石４０６、４０７を２個並べてもよい。図４（ａ）は他の回転軸４０５の周面多極型磁石４０６、４０７が両面２極型磁石であり、（ｂ）は周面４極型磁石である場合を示す。
【００２８】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図５に示すように、磁極５０２がＮ極とＳ極に交互に変化する電磁石５０３と、電磁石５０３の軸芯５０１から偏位させて延長した延長線５０４と直交する回転軸５０５を中心に回転し、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に配置した周面多極型磁石５０６とを備えたものである。
【００２９】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図６に示すように、電磁石６０３、６１０と周面多極型磁石６０６、６０７を複数個一列に並べたものである。すなわち、磁極６０２、６１２の向きを平行にして一列に並べられ、磁極６０２、６１２がＮ極とＳ極に交互に変化する複数の電磁石６０３、６１０と、複数の電磁石６０３、６１０の各軸芯６０１、６１１から、電磁石６０３、６１０の列から離れる方向に偏位させて延長した各延長線６０４、６１４と直交する回転軸６０５に、複数の電磁石６０３、６１０の各磁極６０２、６１２と対応するように並べられ、回転軸６０５を中心に回転するＮ極とＳ極とを周方向に交互に配置した複数の周面多極型磁石６０６、６０７とを備えたものである。
【００３０】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、他の回転軸７０５を傾斜して一の回転軸７０１の延長線７０４と斜めに交わるようにするか、あるいは図７（ｅ）に示すように回転軸７１２を電磁石７０３の軸芯７１１から偏位させて延長した延長線７０４と斜めに交わるようにしたものである。なお、図７（ａ）は両面２極磁石７０６と左右２極型磁石７０３との組合わせ、（ｂ）は周面４極型磁石７０７と左右２極型磁石７０３との組合わせ、（ｃ）はともに両面２極型磁石７０６、７１０である場合、（ｄ）は周面４極型磁石７０７と両面２極型磁石７１０との組合わせを示す。他の回転軸７０５または回転軸７１２の傾斜方向は、図に示すように、延長線に７０４に向かって低くなるようしても、あるいは反対に延長線７０４に向かって高くなるようにしてもよい。なお、図では傾斜した回転軸に１個の磁石を形成してある場合について示したが、磁石を軸方向に２個並べてもよい。
【００３１】
なお、本発明の左右２極型磁石は、左右の磁極が同一面上にあるＵ字形磁石もしくは馬蹄形磁石の他に、左右の磁極が同一線上にある棒磁石でもよい。また、周面多極型磁石は断面角形の他、断面丸形等でもよい。
【００３２】
【作用】
図８を用いて図１（ａ）の構成、すなわち垂直回転軸８０１（一の回転軸）をもつ左右２極型磁石を駆動磁石８０３とし、垂直回転軸８０１の延長線上にある水平回転軸８０５（一の回転軸と直交する他の回転軸）をもつ１個の両面２極型磁石（周面多極型磁石の一例である）を被駆動磁石８０６とした場合の動作を説明する。なお、図８は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、駆動磁石８０３が９０゜回転するごとに被駆動磁石８０６に生じる回転角度の変化を示している。被駆動磁石８０６の変化状態図を矢印を介して２つ描いてあるのは、駆動磁石８０３の回転により磁気作用を受ける前と、磁気作用を受けた後の状態を便宜的に示したものである。
【００３３】
（ａ）駆動磁石８０３のＳ極が被駆動磁石８０６の配置されている紙面の向う側に位置し、駆動磁石８０３のＮ極が紙面の手前側に位置しているときを、回転角度０°とする。このとき駆動磁石８０３のＳ極と被駆動磁石８０６のＮ極とは吸引作用で互いに引き合うから、被駆動磁石８０６はＮ極を下にＳ極を上に向けた状態で安定する。
【００３４】
（ｂ）駆動磁石８０３が９０゜左側に回転すると、駆動磁石８０３のＮ極およびＳ極と、被駆動磁石８０６の下側にあるＮ極とは３極共存の磁場になり磁気力の作用は相殺され、その作用する力は、同極同士は反発しあい、異極同士は吸引しあって平行状態となる（この三極共存磁場についての説明は、特開平７−１２３６９８号公報に詳しい）。しかし、被駆動磁石８０６の上側にあるＳ極には、駆動磁石８０３のＮ極及びＳ極とが作用して、Ｓ極同士は反発作用が、Ｎ極とＳ極は吸引作用が生じる結果、被駆動磁石８０６は反時計方向へ９０゜回転して左側にＳ極、右側にＮ極が来て止る。
【００３５】
（ｃ）駆動磁石８０３が左側にさらに回転して１８０゜になると、駆動磁石８０３のＮ極と被駆動磁石８０６のＳ極は吸引作用により近ずこうとし、被駆動磁石８０６のＮ極は反発作用により遠のこうとする。その作用で回転モーメントが働き被駆動磁石８０６は更に反時計方向へ９０゜回転する。その結果、被駆動磁石８０６のＳ極は下側になりＮ極は上側になる。
【００３６】
（ｄ）駆動磁石８０３が２７０゜になると、駆動磁石８０３のＳ極及びＮ極と被駆動磁石８０６の下側のＳ極とは（ｂ）のときと同様に３極共存の磁場になり磁気力の作用は相殺されるが、被駆動磁石８０６の上側のＮ極には駆動磁石８０３のＮ極及びＳ極とが作用して、Ｎ極同士は反発作用が、Ｎ極とＳ極は吸引作用が生じる結果、被駆動磁石８０６は反時計方向へさらに９０°回転して左側にＮ極、右側にＳ極が来る。
【００３７】
（ｅ）駆動磁石８０３が３６０°回転すると、被駆動磁石８０６は（ａ）の初期位置に戻る。
【００３８】
このように駆動磁石８０３を垂直回転軸８０１を中心にして回転させると、駆動磁石８０３は垂直回転軸８０１の延長線上にある水平回転軸８０５を中心として同期回転することが分かる。
【００３９】
図９は、図３（ａ）の構成、すなわち、被駆動磁石９０６は両面２極型磁石のままとし、駆動磁石９０３を左右２極型磁石から両面２極型磁石に代えた場合の動作を説明しており、図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。これから分かるように、被駆動磁石９０６の回転は図８の場合と全く同じである。この理由は、両面２極型磁石は、左右２極型磁石の磁極間隔をゼロにした場合に相当し、両者のＮ極とＳ極の配置関係は同じであるから、左右２極型磁石も両面２極型磁石も基本的に被駆動磁石に与える磁気的作用は変らないからである。
【００４０】
図１０は、図３（ｂ）の構成、すなわち両面２極型磁石を駆動磁石１１３とし、周面４極型磁石を被駆動磁石１１６とした場合の動作説明図であり、図３（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図を示す。被駆動磁石１１６の回転の様子を分かりやすくするために、一部のＳ極に丸印を付してある。なお、図１０の最初に示した（ａ）の左側の図は駆動磁石１１３が０°のときの左側面図である。
【００４１】
（ａ）駆動磁石１１３の左側にＳ極、右側にＮ極が位置しているときを、駆動磁石１１３の回転角度０°とすると、このとき駆動磁石１１３と被駆動磁石１１６の異極間に吸引作用が生じるから、被駆動磁石１１６の軸回りの姿勢は上下面が水平の正位置にあり、下半分の左側にＮ極、右側にＳ極が来る。
【００４２】
（ｂ）駆動磁石１１３が矢印方向へ９０゜回転して、駆動磁石１１３のＳ極が被駆動磁石１１６の配置されている紙面の向う側に位置すると、被駆動磁石１１６の下側Ｎ極は吸引作用により近ずこうとし、被駆動磁石１１６の下側Ｓ極では反発作用により遠のこうとして回転モーメントが働き、被駆動磁石１１６は反時計方向へ回転する。しかし、駆動磁石１１３のＳ極と被駆動磁石１１６の左上にあるＳ極が反発して、４５゜以上回転しない。
【００４３】
（ｃ）駆動磁石１１３がさらに回転して回転角度が１８０゜になると、駆動磁石１１３のＮ極、Ｓ極と被駆動磁石１１６の下端Ｎ極とは３極共存の磁場になり磁気力の作用は相殺される。そして駆動磁石１１３のＮ極と被駆動磁石１１６の丸印のＳ極との間では吸引作用が、駆動磁石１１３のＳ極と被駆動磁石１１６の無印のＳ極とは反発作用が働く。この２つの作用により被駆動磁石１１６はさらに反時計方向へ４５゜回転する。
【００４４】
（ｄ）駆動磁石１１３の回転角度が２７０°になると、駆動磁石１１３のＮ極と被駆動磁石１１６の丸印Ｓ極は吸引作用により近ずこうとし、駆動磁石１１３のＮ極と被駆動磁石１１６の下側Ｎ極では反発作用により遠のこうとして回転モーメントが働き、被駆動磁石１１６は さらに反時計方向へ４５゜回転する。
【００４５】
（ｅ）駆動磁石１１３の回転角度が３６０゜になると、駆動磁石１１３のＳ極、Ｎ極と被駆動磁石１１６の丸印のＳ極とは３極共存の磁場になり磁気力の作用は相殺される。そして駆動磁石１１３のＳ極と被駆動磁石１１６のＮ極との間では吸引作用、駆動磁石１１３のＮ極と被駆動磁石１１６のＮ極とは反発作用が生じる。この２つの磁場作用により被駆動磁石１１６はさらに反時計方向へ４５゜回転する。ここで駆動磁石１１３は１回転し、被駆動磁石１１６は半回転したことになる。
【００４６】
以下（ｆ）〜（ｊ）の被駆動磁石１１６の動きは、（ｂ）から（ｅ）と同じであり、駆動磁石１１３が２回転した（ｊ）の状態で被駆動磁石１１６の丸印のＳ極が元の（ａ）の初期位置に戻り、被駆動磁石１１６は一回転したことになる。
【００４７】
このように駆動磁石１１３を垂直回転軸１１１を中心にして２回転させると、被駆動磁石１１６は水平回転軸１１５を中心として１回転、すわなち１／２に減速回転することが分かる。これは駆動磁石と被駆動磁石との磁極数の関係を逆にすると、２倍に増速回転できることを意味し、駆動磁石と被駆動磁石の磁極数を異ならせると、磁極数に応じた増減速作用が得られることがわかる。
【００４８】
次に、図１１を用いて図５の電磁石によって両面２極型磁石を回転させる場合の動作を説明する。電磁石１２３のコイルに交番電流を流すと、電磁石１２３の磁極に交互にＮ極とＳ極が生じる。その軸芯１２１から左に偏位させた斜め左上方に、垂直回転軸１２５をもつ両面２極型磁石で構成した被駆動磁石１２６を対向配置してある。
【００４９】
（ａ）電磁石１２３に電流を流していないときの初期状態を示し、このとき被駆動磁石１２６は、電磁石１２３の磁極に引き付けられるため、磁極面が４５°傾いた状態で平衡状態になり、Ｎ極またはＳ極のいずれかが下側に位置する。ここでは、Ｎ極が下に来る場合を想定する。
【００５０】
（ｂ）電磁石１２３に電流を流して対向磁極をＮ極とすると、被駆動磁石１２６のＮ極は、電磁石１２３のＮ極と反発してより遠ざかろうとし、逆にＳ極は吸引作用により近づこうとするため、被駆動磁石１２６に回転モーメントが生じて反時計方向へ１８０°回転する。
【００５１】
（ｃ）電磁石１２３に逆向きの電流を流して磁極をＳ極とすると、被駆動磁石１２６のＳ極は、電磁石１２３のＳ極と反発してより遠ざかろうとし、Ｎ極は吸引作用により近づこうとするため、被駆動磁石１２６に回転モーメントが生じて更に反時計方向へ１８０°回転する。
【００５２】
（ｄ）再び電磁石１２３に元の向きに電流を流してＮ極とすると、被駆動磁石１２６のＮ極は、電磁石１２３のＮ極と反発してより遠ざかろうとし、Ｓ極は吸引作用により近ずこうとして、さらに左へ１８０°回転する。
【００５３】
このようにして電磁石１２３に交番磁界を加えることにより、磁心１２１から偏位させた水平回転軸１２５を中心に被駆動磁石１２６を回転させることができる。なお、同図において、被駆動磁石１２６を電磁石１２３の左斜め上方ではなく、右斜め上方に配置すると、被駆動磁石１２６を時計方向に回転させることができる。
【００５４】
次に、図１（ａ）、図１（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）の４つの構成についての回転伝達特性を図１２〜図１３を用いて説明する。なお、同図の横軸には駆動磁石の駆動角を、縦軸の左側に被駆動磁石の回転トルクを、縦軸の右側に被駆動磁石の従動角をとった。この回転トルクの値は、各々の従動角における磁気伝達されうる静止トルク値である。
【００５５】
図１２（ａ）に示すように、駆動側が左右２極型磁石、被駆動側が１個の両面２極型磁石（図１（ａ））の場合、トルクについては、駆動角が９０°と３１５°近辺で若干低下する現象が見られるが、その他の駆動角では一定である。従動角については、ほとんどずれはなく駆動磁石と同期している。これによれば、トルクのほぼ一定な滑らかな回転を作り出すことができる。
【００５６】
図１２（ｂ）に示すように、駆動側が左右２極型磁石、被駆動側が１個の周面４極型磁石（図１（ｂ））の場合、トルクについては、駆動磁石が２回転する間にｓｉｎ波に近似した２周期分の変動があり、滑らかでない回転を作り出している。従動角については、駆動トルクが正の半波にあるときは遅れ、負の半波にあるときは進んでいる。これによれば、トルクが大きく変動し、従動角が同期基準線を中心に一定の周期で蛇行する不安定で滑らかでない回転を作り出すことができる。
【００５７】
図１３（ａ）に示すように、駆動側と被駆動側とがともに両面２極型磁石（図３（ａ））の場合、トルクはフラットで、従動角は駆動側と完全に同期している。これによれば、トルクがより安定で滑らかな回転を作り出すことができる。
【００５８】
図１３（ｂ）に示すように、駆動側が両面２極型磁石、被駆動側が周面４極型磁石（図３（ｂ））の場合、トルクは駆動磁石が２回転する間にｓｉｎ波に近似した４周期分の変動がある。従動角については、駆動トルクが正の半波にあるときは進み、負の半波にあるときは遅れる。これによれば、より頻繁にトルクと従動角を変動させる不安定で滑らかでない回転を作り出すことができる。
【００５９】
以上、作用をまとめると次のようになる。
【００６０】
(1) 被駆動磁石が駆動磁石の回転中心の左右いずれか一方に偏位して配置されているか、または左右両側に配置されているときは、駆動磁石によって被駆動磁石は捩り作用を受けて回転するが、被駆動磁石が回転中心上にあるときは回転せず停止する作用がある。これが本発明で被駆動磁石を駆動磁石に対して偏位させて配置する理由である。
【００６１】
(2) 被駆動磁石は駆動磁石の吸引力のみならず反発力も受けて回転し、その吸引力と反発力の強さは同じである。これが本発明で円滑で安定した回転トルクが得られる理由である。
【００６２】
(3) 異なる磁極数の磁石同士は、磁極数の比の逆数に比例する作用がある。例えば、駆動側の磁極数が２極で、被駆側の磁極数が４極の場合は１／２に減速される。逆に駆動側の磁極数が４極で、被駆動側の磁極数が２極の場合は２倍に増速される。
【００６３】
次に、図１４を用いて本発明と従来例の磁気回転伝達装置の駆動側回転角に対する駆動側トルク及び最大伝達トルクの特性を比較して説明する。図１４（ａ）は被駆動側に１個の磁石をもつ第１の発明、（ｂ）は被駆動側に２個の磁石をもつ第２の発明、図１４（ｃ）は前記公報の従来特性である。
【００６４】
実体に即すため被駆動磁石は図１７を用いて本発明の構成と従来例の構成を擬似装置を作製して行った。駆動側トルク特性については、被駆動側は無負荷にしておき、駆動側には簡易トルク計を介して手動で回転を与えた。また最大伝達トルク特性については、被駆動側に簡易トルク計を取り付けて、駆動側は手動で回転を与えた。なお、駆動側トルクは、言い換えれば磁気伝達をするための伝達効率で、駆動側の負担になる力である。
【００６５】
第１及び第２の発明と従来のものとを比較すると、周期的に駆動側トルクのピークが発生する点では同じであるが、従来のものは本発明のものよりも駆動側トルクのピーク値が大きく、しかも最初から伝達トルクがかかって滑らかに回転を始める本発明のものと異なり、所定の駆動側回転角に達しなければ被駆動磁石に伝達トルクがかからず回転を始めない点で大きく異なる。この相違が、従来のものに滑らかでない回転と大きな振動をもたらすことになる。第１の発明と第２の発明とを比較すると、駆動側トルク、伝達トルクはともに同じ傾向をもつが、第２の発明の方がより大きな伝達トルクが得られていることがわかる。
【００６６】
【実施例】
以下に本発明の磁気回転伝達装置を撹拌装置に適用した実施例について説明する。
【００６７】
図１５は、撹拌子１４１を磁気軸受１４２で支持し、回転負荷の軽減と軸受摩耗の軽減を図るようにした撹拌装置の第１実施例を示したものであり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は要部の拡大斜視図である。駆動系を内蔵した筐体１４３の上に液体１４４を収容する容器１４５が載せられる。この容器１４５は無蓋型で非磁性体により形成される。
【００６８】
容器１４５内には、水平回転軸１４６をもつ周面多極型磁石１４７から構成した撹拌子１４１が収容される。撹拌子１４１の両端には磁気浮上用の磁石１４８が取り付けられる。撹拌子１４１の長さは容器１４５の内径より僅かに短くしてある。なお、撹拌効率を上げるために、許容回転トルク内の範囲で撹拌子１４１の周囲にブレードを装着してもよい。
【００６９】
筐体１４３内の容器底壁１４９近傍に駆動用の磁石１５０を撹拌子１４１と対向配置する。この駆動用磁石１５０は、図では両面２極型磁石としているが、４極以上の周面多極型磁石あるいは左右２極型磁石としてもよい。駆動用磁石１５０は駆動モータ１５１で垂直軸を中心に回転され、その回転運動が撹拌子１４１に伝達される。
【００７０】
容器両側の筐体１４３上に一対の磁気軸受１４２が容器１４５を挟むように取り付けられている磁気軸受１４２は、容器１４５の径方向に進退自在、かつ上下動自在に設けられた磁石を有し、容器両側から容器１４５内の撹拌子１４１を吸引して容器底壁１４９から浮上支持する。
【００７１】
撹拌子１４１に作用する駆動磁石１５０の吸引力又は反発力に打ち勝って水平浮上支持できるように、磁気軸受１４２が有する磁石を左右、上下に動かして撹拌子１４１の吸引力を調整する。左右の吸引力のバランスがとれれば、撹拌子１４１は完全に容器１４５から非接触の状態で浮上支持でき、容器内壁との接触圧はゼロになるが、現実にはバランスがとれないため、撹拌子１４１は左右いずれか一方の内壁に接触してしまう。
【００７２】
筐体１４３内の取付台１５２に、撹拌子１４１を下方からラジアル方向に補助的に支承する複数個の補助磁石１５３を設ける。これらの補助磁石１５３は上下移動自在に設けるようにし、もし駆動用磁石１５０の吸引力又は反発力が強すぎる場合には、この補助磁石１５３の上下位置を動かしてそのバランスを調整するようにしてもよい。また、補助磁石１５３は撹拌子１４１の自重調整用として用いてもよい。
【００７３】
本実施例によれば、駆動磁石を左右２極型磁石又は両面２極型磁石として垂直軸を中心に回転すれば、被駆動磁石とした周面多極型磁石は、水平回転軸を中心にして、吸引力と反発力の同時作用で回転する。したがって、液体１４４に滑らかで力強い回転を生じさせることができる。また、水平軸を中心に撹拌子を回すことにより、液体が上下に動き、気泡を巻き込まない液面を形成することができるとともに、液中の気泡を強制的に上に運ぶため気泡を有効に除去できる。このため、気泡の混入をさける撹拌には大きな効果がある。
【００７４】
水平軸を中心に回転する撹拌を起こすようにしたので、ビーカ等円筒形の容器の撹拌においては、強制的に対流が起きて液体に乱流層が形成されるため、さほど高速で回さなくても十分な撹拌効果が得られる。また、水平回転軸の中心から軸方向に偏位させて磁石を配置したので、２つの乱流層のぶつかり合いを引き起こすことができ、高い撹拌効率が得られる。また、撹拌子を両側から吸引力でバランス保持する磁気軸受を採用したので、容器内壁との接触を可及的に低減することができ、接触摩耗による摩耗粉の混入を大幅に抑えることができる。
【００７５】
なお、従来のマグネチックスターラでは、撹拌子が過負荷になると反発力により、その周速に近い速度で離脱して容器を破損することがあるが、本実施例の撹拌子はそのようなことはなく、過負荷になっても磁気軸受で保持されたまま同期が外れ、回転が止るだけで容器の破損は免れる。そして、離脱した撹拌子を元に戻す手間を必要とせず、そのまま回転速度を下げていけば過負荷でない位置から再び回り出す。
【００７６】
図１６〜図２１は、上述した撹拌装置に使用される各種の撹拌子の実施例を示したものである。
【００７７】
図１６は１個の両面２極型磁石１６３を水平回転軸１６１上に軸方向に偏位させて取り付けた例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。撹拌子は水平回転軸１６１を有し、その両端には磁気浮上用の磁石１６２が取り付けられる。磁石１６２は円板状で構成し、必要ならばこれに皿状のヨークを付けて磁力を強くし、さらに全周を合成樹脂１６６で覆うとともに、好ましくは、その外側面に小さな丸みを有した突起１６５を形成し、容器との接触面積を減らして摩耗の軽減を図るようにする。また、垂直回転軸の延長線１６７と直交する水平回転軸１６１の中央から軸方向外方に偏位した位置に１個の両面２極型磁石１６３が取り付けられる。両面２極型磁石１６３の磁極面は水平回転軸１６１と平行になっている。この両面２極型磁石１６３の外周は好ましくは保護用の合成樹脂１６４で被覆するとよい。磁石１６３を水平回転軸１６１上に偏位して取り付けることにより、円滑で安定した回転トルクが得られる。
【００７８】
このような撹拌子を作製するには、予め合成樹脂１６４を被覆した両面２極磁石１６３の磁極面と直交する両端面の中心部に貫通孔を開け、その貫通孔に水平回転軸１６１を挿通し、一方を長く、他方を短く調整してねじ止め等の手段で固定する。水平回転軸１６１の両端にも同様に磁石１６２をねじ止め等の手段で固定する。あるいは、異物の付着を避けるために、接合部は合成樹脂同士を溶接してもよい。
【００７９】
図１７は水平回転軸１７１の周方向に２個の両面２極型磁石１７３を並べた例を示したものであり、２個の両面２極型磁石１７３は、周方向にＮ極とＳ極が交互に並ぶように水平回転軸１７１に偏位して配置する。２個の磁石１７３間は空間的に離れていても、空間的に接触していても、ともに本発明の周面４極型磁石を構成する。
【００８０】
図１８は両面２極型磁石１８３を水平回転軸１８１の周方向に４個並べた例を示し、周面８極型磁石を構成する。なお（ｂ）はＡ−Ａ矢視図である。このとき使用する駆動磁石が両面２極磁石または左右２極型磁石であれば、駆動磁石が１回転につき被駆動磁石は１／２回転する。したがって、減速機能のある撹拌装置が実現でき、かきまぜ抵抗の大きい撹拌に有効である。さらに極数を多くして６極にすると１／３、８極で１／４に減速することができ、高粘度の液体の撹拌に有効である。
【００８１】
なお、逆に周面多極型磁石を駆動側とし、両面２極型磁石を被駆動側としたときは、駆動側の磁極の数を増やすことにより、被駆動側の回転は増速される。例えば、４極で２倍、６極で３倍、８極で４倍に増速することができ、混ざりにくい液体を乳化することができる。
【００８２】
図１９は軸方向に２個の両面２極型磁石を並べた例を示し、垂直回転軸の延長線１９７と交わる水平回転軸１９１の左右に互いに磁極面を平行にし、かつ同一面側の磁極を異ならせて配置する。２個の磁石１９３は隣接させても、あるいは図に示すように間隔を開けてもよい。磁気作用を倍加でき、かつ表面積が大きくとれるので、撹拌力を強力にすることができる。なお、いずれか一方の磁石を取り除くと図１６の撹拌子が得られる。
【００８３】
図２０は周方向に２個、軸方向に２個、都合４個の磁石を水平回転軸１３１上に配置したものである。磁石を片側半分だけにすると図１７の撹拌子が得られる。
【００８４】
図２１は水平回転軸２１１に対して磁石２１３の軸芯２１８を傾けて配置した例を示す。このようにすると、液体に乱流が生じて強力な撹拌効果が得られる。
【００８５】
図２２は撹拌装置に使用される磁気軸受の例を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。磁気軸受は筐体または容器に対して着脱でき、２個一組で使用される。磁気軸受は、容器の外壁に接触する側面２２１と筐体に接触する底面２２２とを有する本体２２３と、本体２２３の底面２２２を筐体に吸着させて本体２２３を筐体に固定する取付磁石２２４と、容器内に収容される撹拌子を吸引・保持する保持磁石２２５とを備える。保持磁石２２５は本体２２３内の空間内に、側面２２１に対して進退自在かつ上下移動自在に収容され、その軸２２６を本体２２３の裏面に設けた長孔２２７から出し、ねじ２２８により任意の位置で固定できるようにしてある。
【００８６】
一組の磁気軸受は、撹拌子を両側からしっかりと吸引・保持するため、撹拌子が離脱して飛び跳ねることもなく、容器を破損する心配もない。また、取付磁石２２４により筐体に強固に吸着固定されるので、撹拌子の回転に伴うトルクや振動を受けても、撹拌子の水平回転軸の軸ずれを阻止することができ、軸ずれにより撹拌子が容器と接触するのを防止できる。
【００８７】
また、容器に撹拌子をセットするときは、磁気軸受を筐体から外し、容器の側壁を介して左右の磁気軸受で撹拌子を両側から吸着させながら容器底部へ運ぶことができる。また、撹拌子を取り出すときは容器の側壁に沿って左右の磁気軸受を両手で持ち上げていけば、吸引保持されている撹拌子も同時に持ち上がってくるので、撹拌子を容器から容易に取り出すことができる。また、磁気軸受は、２個で１組で着脱自在となっているから、容器の大きさに合わせてセットでき、不要になったら保管できる。
【００８８】
図２３は撹拌装置の第２実施例を示し、図１５の第１実施例と異なる点は、磁気軸受を通常の機械軸受２３１に変更した点であり、容器２３２内の側壁２３３または底壁２３４に機械軸受２３１を固定する。なお、容器上部から撹拌子２３４を簡単に着脱するために、軸受形状をＵ字型にしてもよい。これによれば容器２３２側に軸受２３１を取り付ける必要があるが、第１実施例のものより構造を簡素化できる。
【００８９】
図２４は撹拌装置の第３実施例を示し、機械軸受を使用する点では第２実施例と同じであるが、容器２４１に蓋２４２を設けて有蓋とし、そこから容器２４１内に支柱２４３を懸垂し、下端に軸受２４４を取り付けるようにした点で異なる。撹拌子２４５が蓋２４２から懸垂された軸受２４４に支持されているので、撹拌子２４５を蓋２４２と共に着脱することができる。
【００９０】
図２５は撹拌装置の第４実施例を示し、第３実施例において、水平回転軸２５６を傾斜させるとともに、撹拌子２５５の磁石形状を台形または三角形に変形したものである。傾斜軸を中心に撹拌子を回転させると、強制的な対流で起こる乱流層と撹拌子の周速の違いによる乱流層とがぶつかり合って高い撹拌力が得られる。
【００９１】
図２６は撹拌装置の第５実施例を示し、１個の電磁石２６１と１個の磁石２６２をもつ撹拌子２６３とで構成したものである。筐体２６４内に磁極２６５の向きが垂直になるように電磁石２６１を設置する。容器２６６内に設置する撹拌子２６３は、電磁石２６１の磁極２６５に対して偏位して配置する。スイッチング電源２６７で交流を直流に変換し、交番電流発生器２６８により電磁石２６１のコイルに交番電流を流して、磁極２６５のＮ極とＳ極を交互に発生させて回転駆動源とする。
【００９２】
図２７は、２個の電磁石２７１と２個の磁石２７２をもつ撹拌子２７３とで構成した第６実施例例を示す。２個の電磁石２７２の磁極２７４は一方がＮ極のとき、他方はＳ極が生じるようにする。これによれば、電磁石２７１の磁極２７４の極性変化ごとに撹拌子２７３が１／２回転する。撹拌子２７３の回転速度は電磁石２７１に交互に流す電流の周波数に関係し、その周波数が高いほど撹拌子２７３の回転速度は早くなる。例えば、撹拌子２７３の回転速度を１分間に１００回転させるには１分間に２００回交互に電流を流せばよい。特に、複数個の容器を多連にしたような装置においては、電磁石を駆動源にすることにより装置を経済的に優れたものとすることができる。なお、２個の電磁石２７２に同一極性の磁極が生じるようにしてもよく、その場合には、撹拌子２７３に取り付けた２個の両面２極型磁石２７２の磁極面も同一極性とする。
【００９３】
図２８は第７実施例を示したもので、原理的には図２６と同じであるが、撹拌装置としてではなく、簡易電動機又はアクチュータとして構成したものである。これによれば、回転子２８３の出力軸２８９に無接触で回転を伝達することができる。
【００９４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、周面多極型磁石を左右２極型磁石の回転軌跡の中心より偏位させて配置したので、軸延長線上で直交する２つの回転軸間に、大きな駆動トルクを要することなく、滑らかでトルクの安定した回転を伝達することができる。
【００９５】
請求項２に記載の発明によれば、一方の回転軸に周面多極型磁石を２個並べたので、請求項１に比してより大きな伝達トルクを得ることができる。
【００９６】
請求項３に記載の発明によれば、対向して配置される両方の磁石をともに周面多極型磁石としたので、より回転が滑らかで、より安定した伝達トルクを得ることができる。
【００９７】
請求項４に記載の発明によれば、一方の回転軸に周面多極型磁石を２個並べたので、請求項３に比してより大きな伝達トルクを得ることができる。
【００９８】
請求項５に記載の発明によれば、一方の磁石に電磁石を用いるので、回転駆動源が省略でき構造の簡素化を図ることができる。また、電磁石に対して対向磁石を偏位させて配置したので、磁石を非接触で回転させることができる。
【００９９】
請求項６に記載の発明によれば複数の電磁石を用いるので、より大きな伝達トルクが回転軸に得られる。
【０１００】
請求項７に記載の発明によれば、回転軸を傾斜させたので、ある角度で交差する２つの回転軸間で回転を伝達することができる。
【０１０１】
請求項８に記載の発明によれば、１個の周面多極型磁石を水平回転軸に偏位して取り付けただけの簡単な構造で、水平回転軸を中心に回転する力強い撹拌力を得ることができる。
【０１０２】
請求項９に記載の発明によれば、２個の周面多極型磁石を水平回転軸の左右に取り付けたので、請求項８に比して２倍の撹拌力を得ることができる。
【０１０３】
請求項１０に記載の発明によれば、周面多極型磁石を水平回転軸に対して傾斜して取り付けたので、より強力で効果的な撹拌力を得ることができる。
【０１０４】
請求項１１に記載の発明によれば、撹拌子の両端に磁石を設けたので、撹拌子を磁気浮上させることができる。
【０１０５】
請求項１２に記載の発明によれば、周面多極型磁石で構成した撹拌子を磁気軸受で保持するだけの簡単な構造で、水平回転軸を中心に力強い撹拌力を得ることができ、しかも磁気結合であるため液漏れの心配がなく、容器との接触も大幅に低減することができる。
【０１０６】
請求項１３に記載の発明によれば、取付磁石で磁気軸受を筐体に固定するので回転負荷や振動に伴う水平回転軸のずれを防止できる。また磁気軸受を着脱自在としたから、磁気軸受を容器の外壁に沿って上下に滑らすことにより撹拌子を保持したまま上下に動かすことができ、手をあまり汚さず、液体の飛び跳ねもなく撹拌子を容易に着脱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気回転伝達装置の第１の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は左右２極型磁石と両面２極型磁石の組合わせ、（ｂ）は左右２極型磁石と周面４極型磁石の組合わせを示す。
【図２】本発明の磁気回転伝達装置の第２の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は左右２極型磁石と２個の両面２極型磁石の組合わせ、（ｂ）は左右２極型磁石と２個の周面４極型磁石の組合わせを示す。
【図３】本発明の磁気回転伝達装置の第３の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は両方とも両面２極型磁石の組合わせ、（ｂ）は両面２極型磁石と周面４極型磁石の組合わせを示す。
【図４】本発明の磁気回転伝達装置の第４の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は両面２極型磁石と２個の両面２極型磁石の組合わせ、（ｂ）は両面２極型磁石と２個の周面４極型磁石の組合わせを示す。
【図５】本発明の磁気回転伝達装置の一方の磁石を電磁石とした第５の基本構成を示す斜視図であり、電磁石と対向する磁石を両面２極型磁石とした図である。
【図６】本発明の磁気回転伝達装置の一方の磁石を電磁石とした第６の基本構成を示す斜視図であり、電磁石を２個とし、それらに対向する２個の磁石を両面２極型磁石とした図である。
【図７】本発明の磁気回転伝達装置の回転軸を傾斜させた第７の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は左右２極型磁石と両面２極型磁石の組合わせ、（ｂ）は左右２極型磁石と周面４極型磁石の組合わせ、（ｃ）は両面２極型磁石同士の組合わせ、（ｄ）は両面２極型磁石と周面４極型磁石の組合わせ、（ｅ）は電磁石と両面２極型磁石の組合わせを示す。
【図８】図１（ａ）の回転動作説明図を示す。
【図９】図３（ａ）の回転動作説明図を示す。
【図１０】図３（ｂ）の回転動作説明図を示す。
【図１１】図５の回転動作説明図を示す。
【図１２】本発明の磁気回転伝達装置の駆動角に対するトルク及び従動角の第１の基本特性図を示し、（ａ）は図１（ａ）の特性図、（ｂ）は図１（ｂ）の特性図である。
【図１３】本発明の磁気回転伝達装置の駆動角に対するトルク及び従動角の第２の基本特性図を示し、（ａ）は図３（ａ）の特性図、（ｂ）は図３（ｂ）の特性図である。
【図１４】本発明と従来例の磁気回転伝達装置の駆動側回転角に対する駆動側トルク及び最大伝達トルクの特性を比較した特性図である。
【図１５】本発明の撹拌装置の第１実施例の構成を示し、（ａ）は概略縦断面図であり、（ｂ）は要部の拡大斜視図である。
【図１６】本発明の１個の両面２極型磁石を有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１７】本発明の２個の両面２極型磁石を周方向に有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１８】本発明の４個の両面２極型磁石を周方向に有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図である。
【図１９】本発明の２個の両面２極型磁石を軸方向に有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２０】本発明の４個の両面２極型磁石を周方向と軸方向に有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２１】本発明の４個の両面２極型磁石を周方向と軸方向に傾斜して有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２２】本発明の磁気軸受の実施例を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図２３】本発明の撹拌装置の第２実施例の構成を示し、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は要部の拡大斜視図である。
【図２４】本発明の撹拌装置の第３実施例の構成の概略縦断面図を示す。
【図２５】本発明の撹拌装置の第４実施例の構成の概略縦断面図を示す。
【図２６】本発明の撹拌装置の第５実施例の構成の概略縦断面図を示す。
【図２７】本発明の撹拌装置の第６実施例の要部拡大斜視図を示す。
【図２８】本発明の撹拌装置の第７実施例の概略縦断面図を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２９】従来例による磁気回転伝達装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１０１ 一の回転軸
１０２ 磁極
１０３ 左右２極型磁石
１０４ 延長線
１０５ 他の回転軸
１０６ 周面多極型磁石
１０８ 回転軌跡
【産業上の利用分野】
本発明は、２つの軸が延長線上で直角またはある角度をなしている場合の軸間の回転伝達に用いる磁気回転伝達装置、撹拌子、撹拌装置および磁気軸受に係り、特に垂直回転軸を中心に回転する磁石（単に磁石というときは永久磁石をさす）から水平回転軸を持つ対向磁石に軸変換して回転を伝達する装置や、電磁石の交番磁界で対向磁石に回転を与える装置に好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液体撹拌装置には、回転中心が垂直で液体を水平方向に回転させる方式と、回転中心が水平で液体を垂直方向に回転させる方式の２つがある。
【０００３】
(1) 水平回転方式
液体を収容した容器の底部に棒磁石で構成した撹拌子を沈め、容器の下からＵ字形磁石をモータで回して、吸引力で撹拌子を水平に回転して液体を撹拌するマグネチックスターラと呼ばれるものである。
【０００４】
構造が簡単であるものの、水平回転であるため、リング状の非混合領域が発生しやすく、未混合領域が残るか又は混合に多くの時間がかかる。また、一方向の水平回転撹拌であるため容器が円筒状の場合には、混合層に乱流が起こらず撹拌効率が悪い。混合層に乱流を起こさせるため、撹拌子を瞬時反転させると、過負荷になり撹拌子が離脱してしまう。
【０００５】
また、異極間の吸引力のみに依存しているため、強い撹拌力を得るために磁界の強さを大きくしても、直線状の磁力線の数が増えるだけで、回転トルクが期待したほど大きくならず、却って駆動モータのスラスト方向の負荷増大による回転トルクの損失が生じたり、吸引力の増大による容器底壁と撹拌子との間の接触圧が高くなる。接触圧が高くなると、撹拌子の回転接触部が摩耗し、その摩耗粉が容器内の液体に混入し、また撹拌子の回転接触部の摩擦音による騒音の増大が生じるため、好ましくない。
【０００６】
(2) 垂直回転方式
容器の側壁に孔を開け、その孔から水平回転軸を挿通し、先端に取り付けた撹拌翼を回転させて液体を垂直回転する（例えば特開昭６２−２４４４２８号公報など）。垂直回転であるため強力な撹拌効果が得られ、容器と撹拌翼との接触がないため摩耗粉の発生もないが、液漏れ防止用のシール構造が複雑になる。しかも、撹拌装置を容器に一体的に取り付けるため、専用の容器が必要となり洗浄が困難で、容器を交換する場合には、複雑なシール構造をもつ撹拌装置を着脱しなければならない。
【０００７】
上述したように(1) と(2) はいずれも一長一短がある。このため、構造が簡単でありながら、垂直回転による力強い撹拌を行うことができるという(1) と(2) の長所を生かした撹拌装置の開発が望まれている。
【０００８】
これに応えるために、種々検討した結果、ブラインド装置に対するスラットの昇降等の手動操作のために考えられた公知技術であるが、駆動軸の回転を捩れの位置で交差する従動軸に磁気的に伝達させるようにした回転伝導機構（特開平２−４６１６０号公報）が適用できるのではないかと思われた。
【０００９】
これは図２９に示すように、駆動軸２９１を共通にした２個の両面２極型磁石２９２、２９３を軸周りに位相を９０°ずらして突き合せて駆動側磁石２９９とし、その突合せ面上に従動軸２９４をもつ両面２極型磁石２９５を対向配置して、磁石同士の磁気結合により駆動軸２９１の回転を従動軸２９４に伝達するようにしたものである。
【００１０】
動作原理は次の通りである。従動側の磁石２９５と対向する駆動側の磁石２９２、２９３の対向磁極面２９６は、突合せ面を境にして２つに分割され、単一の磁極（Ｎ極またはＳ極）が現れる、一方の磁極面２９７は従動側磁石２９５の回転に寄与し、両方の磁極（Ｎ極及びＳ極）が同時に現れる他方の磁極面２９８は回転に寄与しない。したがって、
（ａ）では、駆動側磁石２９９の向う側のＮ極２９７が従動側磁石２９５のＳ極を吸引して従動側磁石２９５を矢印方向（ｂ）に示す位置まで回転（９０°回転）させる。（ｂ）では、駆動側磁石２９９が９０°矢印方向に回転しているため、今度は駆動側磁石２９９の手前側のＳ極２９８が従動側磁石２９５のＳ極と反発して従動側磁石２９５を矢印方向に（ｃ）に示す位置まで回転させる。（ｃ）では、駆動側磁石２９９の向う側のＳ極が従動側磁石２９５のＮ極を吸引して従動側磁石２９５を矢印方向にさらに９０°回転させる。このようにして、駆動軸２９１を回転することにより捩れ交差している従動軸２９４を非接触で回転させることができる。
【００１１】
この回転伝導機構を液体撹拌装置に適用すれば、簡単な構造で水平回転軸を中心に撹拌子を回転させることが可能となると考えられる。また、液体撹拌装置に限らず、駆動源が手動ではなくモータなどの自動駆動原をもつ磁気カップリング装置、例えばかさ歯車機構などにも広く適用することも考えられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平２−４６１６０号公報のものは、次のような問題があることがわかった。
【００１３】
(1) 汎用的な回転伝達装置に適さない。
【００１４】
駆動軸の回転を捩れの位置で交差する従動軸に伝達させるものであるため、例えば２軸が延長線上で直交するかさ歯車のような磁気カップリング装置には適用できない。また、実験によると無負荷であるにもかかわらず大きな駆動力を必要とするため、手動操作機構として使用する場合には操作性や使用感を無視すれば実用上問題ないが、モータなどで自動操作しようとすると、モータ負荷が大きくなるため、容量の小さなモータを使うと円滑な回転がえられず、かといって必要以上にトルクの大きなモータを使うと、大型化する上経済的でない。
【００１５】
(2) 撹拌装置に適さない。
【００１６】
既述したように、吸引力が強く、したがって吸引力に逆らって大きな駆動トルクを駆動軸に与える必要がある。その理由は、構造上、吸引磁力線を従動磁石の磁極方向に無理やり伸ばすことになるので、吸引磁力線が回転トルクにあまり寄与しないことによると思われる。吸引力に逆らって駆動磁石を回すので、駆動に大きな力が必要となる。その結果、一般的なモータを使用する撹拌装置に適用した場合、滑らかなトルクが得ずらく、しかも振動が大きくなり、その振動は回転速度が上がるほど大きくなる。振動が大きいと騒音が大きくなるため好ましくなく、ひどい場合には共振現象を惹き起こす。そして振動によって容器が移動し落下して破損するおそれがある。また、平衡状態から初期回転がスムーズに始まらず、磁気バランスが少しずれている場合には反対方向に回ってしまう。
【００１７】
したがって、液体撹拌装置に適用しても、水平回転軸を中心に撹拌子を回転させることはできても、安全で安定した撹拌装置としては採用できない。
【００１８】
(3) なお、磁石の代りに電磁石を使う簡易な回転機構も考えられるが、従来の電磁石回転機構は、電磁石の働きをラチェット機構で間欠回転に変換するものであるため、滑らかな回転特性が得られず、しかも接触式のため摩耗しやすく、液体撹拌装置や他のアクチュエータには適さない。
【００１９】
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解消して、一の回転軸からその延長線と直交する他の回転軸に回転を磁気伝達させることが可能な磁気回転伝達装置を提供することにある。
【００２０】
また、本発明の目的は、簡単な構造でありながら、電磁石に交番電流を供給することにより対向磁石を滑らかに非接触で回転させ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。
【００２１】
また、本発明の目的は、回転軸を傾斜させることにより、一の回転軸の延長線上にある角度で交差する他の回転軸に回転を磁気伝達させることが可能な磁気回転伝達装置を提供することにある。
【００２２】
また、本発明の目的は、簡単な構造でありながら、力強い撹拌力を得ることが可能な撹拌子及び撹拌装置を提供することにある。
【００２３】
また、本発明の目的は、磁気結合によって撹拌子を浮上保持でき、また容器からの撹拌子の出し入れが容易な磁気軸受を提供することにある。
【００２４】
【発明を解決するための手段】
本発明の磁気回転伝達装置は、図１に示すように、一の回転軸１０１を中心に回転する左右に一対の磁極１０２を有する左右２極型磁石１０３と、一の回転軸１０１の延長線１０４と直交する他の回転軸１０５を中心に回転し、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に配置した周面多極型磁石１０６とを備え、周面多極型磁石１０６を左右２極型磁石１０３の磁極１０２が描く回転軌跡１０８の半径上に中心より外側に偏位させて配置したものである。周面多極型磁石１０６は、例えば、図１（ａ）に示すように両面２極型磁石としたり、図１（ｂ）に示すように周面４極型磁石とすることができる。
【００２５】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図２に示すように、他の回転軸２０５に周面多極型磁石２０６、２０７を２個並べるようにしてもよい。その場合、一方の周面多極型磁石２０６のＮ極と他方の周面多極型磁石２０７のＮ極との周方向の位相がずれるように配置し、また、２個の周面多極型磁石２０６、２０７を、左右２極型磁石２０３の磁極２０２が描く回転軌跡２０８の直径上に中心より偏位させて配置する。図２（ａ）は周面多極型磁石２０６、２０７が両面２極型磁石であり、図２（ｂ）は周面４極型磁石である場合を示す。
【００２６】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図３に示すように、他の回転軸３０５を中心に回転する磁石３０６と同様に、一の回転軸３０１を中心に回転する磁石を周面多極型磁石３０３としたものである。この場合にも、他の回転軸３０５を中心に回転する磁石３０６を図３（ａ）に示すように両面２極型磁石としたり、あるいは図３（ｂ）に示すように周面４極型磁石とすることができる。
【００２７】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図４に示すように、他の回転軸４０５に周面多極型磁石４０６、４０７を２個並べてもよい。図４（ａ）は他の回転軸４０５の周面多極型磁石４０６、４０７が両面２極型磁石であり、（ｂ）は周面４極型磁石である場合を示す。
【００２８】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図５に示すように、磁極５０２がＮ極とＳ極に交互に変化する電磁石５０３と、電磁石５０３の軸芯５０１から偏位させて延長した延長線５０４と直交する回転軸５０５を中心に回転し、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に配置した周面多極型磁石５０６とを備えたものである。
【００２９】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図６に示すように、電磁石６０３、６１０と周面多極型磁石６０６、６０７を複数個一列に並べたものである。すなわち、磁極６０２、６１２の向きを平行にして一列に並べられ、磁極６０２、６１２がＮ極とＳ極に交互に変化する複数の電磁石６０３、６１０と、複数の電磁石６０３、６１０の各軸芯６０１、６１１から、電磁石６０３、６１０の列から離れる方向に偏位させて延長した各延長線６０４、６１４と直交する回転軸６０５に、複数の電磁石６０３、６１０の各磁極６０２、６１２と対応するように並べられ、回転軸６０５を中心に回転するＮ極とＳ極とを周方向に交互に配置した複数の周面多極型磁石６０６、６０７とを備えたものである。
【００３０】
また、本発明の磁気回転伝達装置は、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、他の回転軸７０５を傾斜して一の回転軸７０１の延長線７０４と斜めに交わるようにするか、あるいは図７（ｅ）に示すように回転軸７１２を電磁石７０３の軸芯７１１から偏位させて延長した延長線７０４と斜めに交わるようにしたものである。なお、図７（ａ）は両面２極磁石７０６と左右２極型磁石７０３との組合わせ、（ｂ）は周面４極型磁石７０７と左右２極型磁石７０３との組合わせ、（ｃ）はともに両面２極型磁石７０６、７１０である場合、（ｄ）は周面４極型磁石７０７と両面２極型磁石７１０との組合わせを示す。他の回転軸７０５または回転軸７１２の傾斜方向は、図に示すように、延長線に７０４に向かって低くなるようしても、あるいは反対に延長線７０４に向かって高くなるようにしてもよい。なお、図では傾斜した回転軸に１個の磁石を形成してある場合について示したが、磁石を軸方向に２個並べてもよい。
【００３１】
なお、本発明の左右２極型磁石は、左右の磁極が同一面上にあるＵ字形磁石もしくは馬蹄形磁石の他に、左右の磁極が同一線上にある棒磁石でもよい。また、周面多極型磁石は断面角形の他、断面丸形等でもよい。
【００３２】
【作用】
図８を用いて図１（ａ）の構成、すなわち垂直回転軸８０１（一の回転軸）をもつ左右２極型磁石を駆動磁石８０３とし、垂直回転軸８０１の延長線上にある水平回転軸８０５（一の回転軸と直交する他の回転軸）をもつ１個の両面２極型磁石（周面多極型磁石の一例である）を被駆動磁石８０６とした場合の動作を説明する。なお、図８は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、駆動磁石８０３が９０゜回転するごとに被駆動磁石８０６に生じる回転角度の変化を示している。被駆動磁石８０６の変化状態図を矢印を介して２つ描いてあるのは、駆動磁石８０３の回転により磁気作用を受ける前と、磁気作用を受けた後の状態を便宜的に示したものである。
【００３３】
（ａ）駆動磁石８０３のＳ極が被駆動磁石８０６の配置されている紙面の向う側に位置し、駆動磁石８０３のＮ極が紙面の手前側に位置しているときを、回転角度０°とする。このとき駆動磁石８０３のＳ極と被駆動磁石８０６のＮ極とは吸引作用で互いに引き合うから、被駆動磁石８０６はＮ極を下にＳ極を上に向けた状態で安定する。
【００３４】
（ｂ）駆動磁石８０３が９０゜左側に回転すると、駆動磁石８０３のＮ極およびＳ極と、被駆動磁石８０６の下側にあるＮ極とは３極共存の磁場になり磁気力の作用は相殺され、その作用する力は、同極同士は反発しあい、異極同士は吸引しあって平行状態となる（この三極共存磁場についての説明は、特開平７−１２３６９８号公報に詳しい）。しかし、被駆動磁石８０６の上側にあるＳ極には、駆動磁石８０３のＮ極及びＳ極とが作用して、Ｓ極同士は反発作用が、Ｎ極とＳ極は吸引作用が生じる結果、被駆動磁石８０６は反時計方向へ９０゜回転して左側にＳ極、右側にＮ極が来て止る。
【００３５】
（ｃ）駆動磁石８０３が左側にさらに回転して１８０゜になると、駆動磁石８０３のＮ極と被駆動磁石８０６のＳ極は吸引作用により近ずこうとし、被駆動磁石８０６のＮ極は反発作用により遠のこうとする。その作用で回転モーメントが働き被駆動磁石８０６は更に反時計方向へ９０゜回転する。その結果、被駆動磁石８０６のＳ極は下側になりＮ極は上側になる。
【００３６】
（ｄ）駆動磁石８０３が２７０゜になると、駆動磁石８０３のＳ極及びＮ極と被駆動磁石８０６の下側のＳ極とは（ｂ）のときと同様に３極共存の磁場になり磁気力の作用は相殺されるが、被駆動磁石８０６の上側のＮ極には駆動磁石８０３のＮ極及びＳ極とが作用して、Ｎ極同士は反発作用が、Ｎ極とＳ極は吸引作用が生じる結果、被駆動磁石８０６は反時計方向へさらに９０°回転して左側にＮ極、右側にＳ極が来る。
【００３７】
（ｅ）駆動磁石８０３が３６０°回転すると、被駆動磁石８０６は（ａ）の初期位置に戻る。
【００３８】
このように駆動磁石８０３を垂直回転軸８０１を中心にして回転させると、駆動磁石８０３は垂直回転軸８０１の延長線上にある水平回転軸８０５を中心として同期回転することが分かる。
【００３９】
図９は、図３（ａ）の構成、すなわち、被駆動磁石９０６は両面２極型磁石のままとし、駆動磁石９０３を左右２極型磁石から両面２極型磁石に代えた場合の動作を説明しており、図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。これから分かるように、被駆動磁石９０６の回転は図８の場合と全く同じである。この理由は、両面２極型磁石は、左右２極型磁石の磁極間隔をゼロにした場合に相当し、両者のＮ極とＳ極の配置関係は同じであるから、左右２極型磁石も両面２極型磁石も基本的に被駆動磁石に与える磁気的作用は変らないからである。
【００４０】
図１０は、図３（ｂ）の構成、すなわち両面２極型磁石を駆動磁石１１３とし、周面４極型磁石を被駆動磁石１１６とした場合の動作説明図であり、図３（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図を示す。被駆動磁石１１６の回転の様子を分かりやすくするために、一部のＳ極に丸印を付してある。なお、図１０の最初に示した（ａ）の左側の図は駆動磁石１１３が０°のときの左側面図である。
【００４１】
（ａ）駆動磁石１１３の左側にＳ極、右側にＮ極が位置しているときを、駆動磁石１１３の回転角度０°とすると、このとき駆動磁石１１３と被駆動磁石１１６の異極間に吸引作用が生じるから、被駆動磁石１１６の軸回りの姿勢は上下面が水平の正位置にあり、下半分の左側にＮ極、右側にＳ極が来る。
【００４２】
（ｂ）駆動磁石１１３が矢印方向へ９０゜回転して、駆動磁石１１３のＳ極が被駆動磁石１１６の配置されている紙面の向う側に位置すると、被駆動磁石１１６の下側Ｎ極は吸引作用により近ずこうとし、被駆動磁石１１６の下側Ｓ極では反発作用により遠のこうとして回転モーメントが働き、被駆動磁石１１６は反時計方向へ回転する。しかし、駆動磁石１１３のＳ極と被駆動磁石１１６の左上にあるＳ極が反発して、４５゜以上回転しない。
【００４３】
（ｃ）駆動磁石１１３がさらに回転して回転角度が１８０゜になると、駆動磁石１１３のＮ極、Ｓ極と被駆動磁石１１６の下端Ｎ極とは３極共存の磁場になり磁気力の作用は相殺される。そして駆動磁石１１３のＮ極と被駆動磁石１１６の丸印のＳ極との間では吸引作用が、駆動磁石１１３のＳ極と被駆動磁石１１６の無印のＳ極とは反発作用が働く。この２つの作用により被駆動磁石１１６はさらに反時計方向へ４５゜回転する。
【００４４】
（ｄ）駆動磁石１１３の回転角度が２７０°になると、駆動磁石１１３のＮ極と被駆動磁石１１６の丸印Ｓ極は吸引作用により近ずこうとし、駆動磁石１１３のＮ極と被駆動磁石１１６の下側Ｎ極では反発作用により遠のこうとして回転モーメントが働き、被駆動磁石１１６は さらに反時計方向へ４５゜回転する。
【００４５】
（ｅ）駆動磁石１１３の回転角度が３６０゜になると、駆動磁石１１３のＳ極、Ｎ極と被駆動磁石１１６の丸印のＳ極とは３極共存の磁場になり磁気力の作用は相殺される。そして駆動磁石１１３のＳ極と被駆動磁石１１６のＮ極との間では吸引作用、駆動磁石１１３のＮ極と被駆動磁石１１６のＮ極とは反発作用が生じる。この２つの磁場作用により被駆動磁石１１６はさらに反時計方向へ４５゜回転する。ここで駆動磁石１１３は１回転し、被駆動磁石１１６は半回転したことになる。
【００４６】
以下（ｆ）〜（ｊ）の被駆動磁石１１６の動きは、（ｂ）から（ｅ）と同じであり、駆動磁石１１３が２回転した（ｊ）の状態で被駆動磁石１１６の丸印のＳ極が元の（ａ）の初期位置に戻り、被駆動磁石１１６は一回転したことになる。
【００４７】
このように駆動磁石１１３を垂直回転軸１１１を中心にして２回転させると、被駆動磁石１１６は水平回転軸１１５を中心として１回転、すわなち１／２に減速回転することが分かる。これは駆動磁石と被駆動磁石との磁極数の関係を逆にすると、２倍に増速回転できることを意味し、駆動磁石と被駆動磁石の磁極数を異ならせると、磁極数に応じた増減速作用が得られることがわかる。
【００４８】
次に、図１１を用いて図５の電磁石によって両面２極型磁石を回転させる場合の動作を説明する。電磁石１２３のコイルに交番電流を流すと、電磁石１２３の磁極に交互にＮ極とＳ極が生じる。その軸芯１２１から左に偏位させた斜め左上方に、垂直回転軸１２５をもつ両面２極型磁石で構成した被駆動磁石１２６を対向配置してある。
【００４９】
（ａ）電磁石１２３に電流を流していないときの初期状態を示し、このとき被駆動磁石１２６は、電磁石１２３の磁極に引き付けられるため、磁極面が４５°傾いた状態で平衡状態になり、Ｎ極またはＳ極のいずれかが下側に位置する。ここでは、Ｎ極が下に来る場合を想定する。
【００５０】
（ｂ）電磁石１２３に電流を流して対向磁極をＮ極とすると、被駆動磁石１２６のＮ極は、電磁石１２３のＮ極と反発してより遠ざかろうとし、逆にＳ極は吸引作用により近づこうとするため、被駆動磁石１２６に回転モーメントが生じて反時計方向へ１８０°回転する。
【００５１】
（ｃ）電磁石１２３に逆向きの電流を流して磁極をＳ極とすると、被駆動磁石１２６のＳ極は、電磁石１２３のＳ極と反発してより遠ざかろうとし、Ｎ極は吸引作用により近づこうとするため、被駆動磁石１２６に回転モーメントが生じて更に反時計方向へ１８０°回転する。
【００５２】
（ｄ）再び電磁石１２３に元の向きに電流を流してＮ極とすると、被駆動磁石１２６のＮ極は、電磁石１２３のＮ極と反発してより遠ざかろうとし、Ｓ極は吸引作用により近ずこうとして、さらに左へ１８０°回転する。
【００５３】
このようにして電磁石１２３に交番磁界を加えることにより、磁心１２１から偏位させた水平回転軸１２５を中心に被駆動磁石１２６を回転させることができる。なお、同図において、被駆動磁石１２６を電磁石１２３の左斜め上方ではなく、右斜め上方に配置すると、被駆動磁石１２６を時計方向に回転させることができる。
【００５４】
次に、図１（ａ）、図１（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）の４つの構成についての回転伝達特性を図１２〜図１３を用いて説明する。なお、同図の横軸には駆動磁石の駆動角を、縦軸の左側に被駆動磁石の回転トルクを、縦軸の右側に被駆動磁石の従動角をとった。この回転トルクの値は、各々の従動角における磁気伝達されうる静止トルク値である。
【００５５】
図１２（ａ）に示すように、駆動側が左右２極型磁石、被駆動側が１個の両面２極型磁石（図１（ａ））の場合、トルクについては、駆動角が９０°と３１５°近辺で若干低下する現象が見られるが、その他の駆動角では一定である。従動角については、ほとんどずれはなく駆動磁石と同期している。これによれば、トルクのほぼ一定な滑らかな回転を作り出すことができる。
【００５６】
図１２（ｂ）に示すように、駆動側が左右２極型磁石、被駆動側が１個の周面４極型磁石（図１（ｂ））の場合、トルクについては、駆動磁石が２回転する間にｓｉｎ波に近似した２周期分の変動があり、滑らかでない回転を作り出している。従動角については、駆動トルクが正の半波にあるときは遅れ、負の半波にあるときは進んでいる。これによれば、トルクが大きく変動し、従動角が同期基準線を中心に一定の周期で蛇行する不安定で滑らかでない回転を作り出すことができる。
【００５７】
図１３（ａ）に示すように、駆動側と被駆動側とがともに両面２極型磁石（図３（ａ））の場合、トルクはフラットで、従動角は駆動側と完全に同期している。これによれば、トルクがより安定で滑らかな回転を作り出すことができる。
【００５８】
図１３（ｂ）に示すように、駆動側が両面２極型磁石、被駆動側が周面４極型磁石（図３（ｂ））の場合、トルクは駆動磁石が２回転する間にｓｉｎ波に近似した４周期分の変動がある。従動角については、駆動トルクが正の半波にあるときは進み、負の半波にあるときは遅れる。これによれば、より頻繁にトルクと従動角を変動させる不安定で滑らかでない回転を作り出すことができる。
【００５９】
以上、作用をまとめると次のようになる。
【００６０】
(1) 被駆動磁石が駆動磁石の回転中心の左右いずれか一方に偏位して配置されているか、または左右両側に配置されているときは、駆動磁石によって被駆動磁石は捩り作用を受けて回転するが、被駆動磁石が回転中心上にあるときは回転せず停止する作用がある。これが本発明で被駆動磁石を駆動磁石に対して偏位させて配置する理由である。
【００６１】
(2) 被駆動磁石は駆動磁石の吸引力のみならず反発力も受けて回転し、その吸引力と反発力の強さは同じである。これが本発明で円滑で安定した回転トルクが得られる理由である。
【００６２】
(3) 異なる磁極数の磁石同士は、磁極数の比の逆数に比例する作用がある。例えば、駆動側の磁極数が２極で、被駆側の磁極数が４極の場合は１／２に減速される。逆に駆動側の磁極数が４極で、被駆動側の磁極数が２極の場合は２倍に増速される。
【００６３】
次に、図１４を用いて本発明と従来例の磁気回転伝達装置の駆動側回転角に対する駆動側トルク及び最大伝達トルクの特性を比較して説明する。図１４（ａ）は被駆動側に１個の磁石をもつ第１の発明、（ｂ）は被駆動側に２個の磁石をもつ第２の発明、図１４（ｃ）は前記公報の従来特性である。
【００６４】
実体に即すため被駆動磁石は図１７を用いて本発明の構成と従来例の構成を擬似装置を作製して行った。駆動側トルク特性については、被駆動側は無負荷にしておき、駆動側には簡易トルク計を介して手動で回転を与えた。また最大伝達トルク特性については、被駆動側に簡易トルク計を取り付けて、駆動側は手動で回転を与えた。なお、駆動側トルクは、言い換えれば磁気伝達をするための伝達効率で、駆動側の負担になる力である。
【００６５】
第１及び第２の発明と従来のものとを比較すると、周期的に駆動側トルクのピークが発生する点では同じであるが、従来のものは本発明のものよりも駆動側トルクのピーク値が大きく、しかも最初から伝達トルクがかかって滑らかに回転を始める本発明のものと異なり、所定の駆動側回転角に達しなければ被駆動磁石に伝達トルクがかからず回転を始めない点で大きく異なる。この相違が、従来のものに滑らかでない回転と大きな振動をもたらすことになる。第１の発明と第２の発明とを比較すると、駆動側トルク、伝達トルクはともに同じ傾向をもつが、第２の発明の方がより大きな伝達トルクが得られていることがわかる。
【００６６】
【実施例】
以下に本発明の磁気回転伝達装置を撹拌装置に適用した実施例について説明する。
【００６７】
図１５は、撹拌子１４１を磁気軸受１４２で支持し、回転負荷の軽減と軸受摩耗の軽減を図るようにした撹拌装置の第１実施例を示したものであり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は要部の拡大斜視図である。駆動系を内蔵した筐体１４３の上に液体１４４を収容する容器１４５が載せられる。この容器１４５は無蓋型で非磁性体により形成される。
【００６８】
容器１４５内には、水平回転軸１４６をもつ周面多極型磁石１４７から構成した撹拌子１４１が収容される。撹拌子１４１の両端には磁気浮上用の磁石１４８が取り付けられる。撹拌子１４１の長さは容器１４５の内径より僅かに短くしてある。なお、撹拌効率を上げるために、許容回転トルク内の範囲で撹拌子１４１の周囲にブレードを装着してもよい。
【００６９】
筐体１４３内の容器底壁１４９近傍に駆動用の磁石１５０を撹拌子１４１と対向配置する。この駆動用磁石１５０は、図では両面２極型磁石としているが、４極以上の周面多極型磁石あるいは左右２極型磁石としてもよい。駆動用磁石１５０は駆動モータ１５１で垂直軸を中心に回転され、その回転運動が撹拌子１４１に伝達される。
【００７０】
容器両側の筐体１４３上に一対の磁気軸受１４２が容器１４５を挟むように取り付けられている磁気軸受１４２は、容器１４５の径方向に進退自在、かつ上下動自在に設けられた磁石を有し、容器両側から容器１４５内の撹拌子１４１を吸引して容器底壁１４９から浮上支持する。
【００７１】
撹拌子１４１に作用する駆動磁石１５０の吸引力又は反発力に打ち勝って水平浮上支持できるように、磁気軸受１４２が有する磁石を左右、上下に動かして撹拌子１４１の吸引力を調整する。左右の吸引力のバランスがとれれば、撹拌子１４１は完全に容器１４５から非接触の状態で浮上支持でき、容器内壁との接触圧はゼロになるが、現実にはバランスがとれないため、撹拌子１４１は左右いずれか一方の内壁に接触してしまう。
【００７２】
筐体１４３内の取付台１５２に、撹拌子１４１を下方からラジアル方向に補助的に支承する複数個の補助磁石１５３を設ける。これらの補助磁石１５３は上下移動自在に設けるようにし、もし駆動用磁石１５０の吸引力又は反発力が強すぎる場合には、この補助磁石１５３の上下位置を動かしてそのバランスを調整するようにしてもよい。また、補助磁石１５３は撹拌子１４１の自重調整用として用いてもよい。
【００７３】
本実施例によれば、駆動磁石を左右２極型磁石又は両面２極型磁石として垂直軸を中心に回転すれば、被駆動磁石とした周面多極型磁石は、水平回転軸を中心にして、吸引力と反発力の同時作用で回転する。したがって、液体１４４に滑らかで力強い回転を生じさせることができる。また、水平軸を中心に撹拌子を回すことにより、液体が上下に動き、気泡を巻き込まない液面を形成することができるとともに、液中の気泡を強制的に上に運ぶため気泡を有効に除去できる。このため、気泡の混入をさける撹拌には大きな効果がある。
【００７４】
水平軸を中心に回転する撹拌を起こすようにしたので、ビーカ等円筒形の容器の撹拌においては、強制的に対流が起きて液体に乱流層が形成されるため、さほど高速で回さなくても十分な撹拌効果が得られる。また、水平回転軸の中心から軸方向に偏位させて磁石を配置したので、２つの乱流層のぶつかり合いを引き起こすことができ、高い撹拌効率が得られる。また、撹拌子を両側から吸引力でバランス保持する磁気軸受を採用したので、容器内壁との接触を可及的に低減することができ、接触摩耗による摩耗粉の混入を大幅に抑えることができる。
【００７５】
なお、従来のマグネチックスターラでは、撹拌子が過負荷になると反発力により、その周速に近い速度で離脱して容器を破損することがあるが、本実施例の撹拌子はそのようなことはなく、過負荷になっても磁気軸受で保持されたまま同期が外れ、回転が止るだけで容器の破損は免れる。そして、離脱した撹拌子を元に戻す手間を必要とせず、そのまま回転速度を下げていけば過負荷でない位置から再び回り出す。
【００７６】
図１６〜図２１は、上述した撹拌装置に使用される各種の撹拌子の実施例を示したものである。
【００７７】
図１６は１個の両面２極型磁石１６３を水平回転軸１６１上に軸方向に偏位させて取り付けた例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。撹拌子は水平回転軸１６１を有し、その両端には磁気浮上用の磁石１６２が取り付けられる。磁石１６２は円板状で構成し、必要ならばこれに皿状のヨークを付けて磁力を強くし、さらに全周を合成樹脂１６６で覆うとともに、好ましくは、その外側面に小さな丸みを有した突起１６５を形成し、容器との接触面積を減らして摩耗の軽減を図るようにする。また、垂直回転軸の延長線１６７と直交する水平回転軸１６１の中央から軸方向外方に偏位した位置に１個の両面２極型磁石１６３が取り付けられる。両面２極型磁石１６３の磁極面は水平回転軸１６１と平行になっている。この両面２極型磁石１６３の外周は好ましくは保護用の合成樹脂１６４で被覆するとよい。磁石１６３を水平回転軸１６１上に偏位して取り付けることにより、円滑で安定した回転トルクが得られる。
【００７８】
このような撹拌子を作製するには、予め合成樹脂１６４を被覆した両面２極磁石１６３の磁極面と直交する両端面の中心部に貫通孔を開け、その貫通孔に水平回転軸１６１を挿通し、一方を長く、他方を短く調整してねじ止め等の手段で固定する。水平回転軸１６１の両端にも同様に磁石１６２をねじ止め等の手段で固定する。あるいは、異物の付着を避けるために、接合部は合成樹脂同士を溶接してもよい。
【００７９】
図１７は水平回転軸１７１の周方向に２個の両面２極型磁石１７３を並べた例を示したものであり、２個の両面２極型磁石１７３は、周方向にＮ極とＳ極が交互に並ぶように水平回転軸１７１に偏位して配置する。２個の磁石１７３間は空間的に離れていても、空間的に接触していても、ともに本発明の周面４極型磁石を構成する。
【００８０】
図１８は両面２極型磁石１８３を水平回転軸１８１の周方向に４個並べた例を示し、周面８極型磁石を構成する。なお（ｂ）はＡ−Ａ矢視図である。このとき使用する駆動磁石が両面２極磁石または左右２極型磁石であれば、駆動磁石が１回転につき被駆動磁石は１／２回転する。したがって、減速機能のある撹拌装置が実現でき、かきまぜ抵抗の大きい撹拌に有効である。さらに極数を多くして６極にすると１／３、８極で１／４に減速することができ、高粘度の液体の撹拌に有効である。
【００８１】
なお、逆に周面多極型磁石を駆動側とし、両面２極型磁石を被駆動側としたときは、駆動側の磁極の数を増やすことにより、被駆動側の回転は増速される。例えば、４極で２倍、６極で３倍、８極で４倍に増速することができ、混ざりにくい液体を乳化することができる。
【００８２】
図１９は軸方向に２個の両面２極型磁石を並べた例を示し、垂直回転軸の延長線１９７と交わる水平回転軸１９１の左右に互いに磁極面を平行にし、かつ同一面側の磁極を異ならせて配置する。２個の磁石１９３は隣接させても、あるいは図に示すように間隔を開けてもよい。磁気作用を倍加でき、かつ表面積が大きくとれるので、撹拌力を強力にすることができる。なお、いずれか一方の磁石を取り除くと図１６の撹拌子が得られる。
【００８３】
図２０は周方向に２個、軸方向に２個、都合４個の磁石を水平回転軸１３１上に配置したものである。磁石を片側半分だけにすると図１７の撹拌子が得られる。
【００８４】
図２１は水平回転軸２１１に対して磁石２１３の軸芯２１８を傾けて配置した例を示す。このようにすると、液体に乱流が生じて強力な撹拌効果が得られる。
【００８５】
図２２は撹拌装置に使用される磁気軸受の例を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。磁気軸受は筐体または容器に対して着脱でき、２個一組で使用される。磁気軸受は、容器の外壁に接触する側面２２１と筐体に接触する底面２２２とを有する本体２２３と、本体２２３の底面２２２を筐体に吸着させて本体２２３を筐体に固定する取付磁石２２４と、容器内に収容される撹拌子を吸引・保持する保持磁石２２５とを備える。保持磁石２２５は本体２２３内の空間内に、側面２２１に対して進退自在かつ上下移動自在に収容され、その軸２２６を本体２２３の裏面に設けた長孔２２７から出し、ねじ２２８により任意の位置で固定できるようにしてある。
【００８６】
一組の磁気軸受は、撹拌子を両側からしっかりと吸引・保持するため、撹拌子が離脱して飛び跳ねることもなく、容器を破損する心配もない。また、取付磁石２２４により筐体に強固に吸着固定されるので、撹拌子の回転に伴うトルクや振動を受けても、撹拌子の水平回転軸の軸ずれを阻止することができ、軸ずれにより撹拌子が容器と接触するのを防止できる。
【００８７】
また、容器に撹拌子をセットするときは、磁気軸受を筐体から外し、容器の側壁を介して左右の磁気軸受で撹拌子を両側から吸着させながら容器底部へ運ぶことができる。また、撹拌子を取り出すときは容器の側壁に沿って左右の磁気軸受を両手で持ち上げていけば、吸引保持されている撹拌子も同時に持ち上がってくるので、撹拌子を容器から容易に取り出すことができる。また、磁気軸受は、２個で１組で着脱自在となっているから、容器の大きさに合わせてセットでき、不要になったら保管できる。
【００８８】
図２３は撹拌装置の第２実施例を示し、図１５の第１実施例と異なる点は、磁気軸受を通常の機械軸受２３１に変更した点であり、容器２３２内の側壁２３３または底壁２３４に機械軸受２３１を固定する。なお、容器上部から撹拌子２３４を簡単に着脱するために、軸受形状をＵ字型にしてもよい。これによれば容器２３２側に軸受２３１を取り付ける必要があるが、第１実施例のものより構造を簡素化できる。
【００８９】
図２４は撹拌装置の第３実施例を示し、機械軸受を使用する点では第２実施例と同じであるが、容器２４１に蓋２４２を設けて有蓋とし、そこから容器２４１内に支柱２４３を懸垂し、下端に軸受２４４を取り付けるようにした点で異なる。撹拌子２４５が蓋２４２から懸垂された軸受２４４に支持されているので、撹拌子２４５を蓋２４２と共に着脱することができる。
【００９０】
図２５は撹拌装置の第４実施例を示し、第３実施例において、水平回転軸２５６を傾斜させるとともに、撹拌子２５５の磁石形状を台形または三角形に変形したものである。傾斜軸を中心に撹拌子を回転させると、強制的な対流で起こる乱流層と撹拌子の周速の違いによる乱流層とがぶつかり合って高い撹拌力が得られる。
【００９１】
図２６は撹拌装置の第５実施例を示し、１個の電磁石２６１と１個の磁石２６２をもつ撹拌子２６３とで構成したものである。筐体２６４内に磁極２６５の向きが垂直になるように電磁石２６１を設置する。容器２６６内に設置する撹拌子２６３は、電磁石２６１の磁極２６５に対して偏位して配置する。スイッチング電源２６７で交流を直流に変換し、交番電流発生器２６８により電磁石２６１のコイルに交番電流を流して、磁極２６５のＮ極とＳ極を交互に発生させて回転駆動源とする。
【００９２】
図２７は、２個の電磁石２７１と２個の磁石２７２をもつ撹拌子２７３とで構成した第６実施例例を示す。２個の電磁石２７２の磁極２７４は一方がＮ極のとき、他方はＳ極が生じるようにする。これによれば、電磁石２７１の磁極２７４の極性変化ごとに撹拌子２７３が１／２回転する。撹拌子２７３の回転速度は電磁石２７１に交互に流す電流の周波数に関係し、その周波数が高いほど撹拌子２７３の回転速度は早くなる。例えば、撹拌子２７３の回転速度を１分間に１００回転させるには１分間に２００回交互に電流を流せばよい。特に、複数個の容器を多連にしたような装置においては、電磁石を駆動源にすることにより装置を経済的に優れたものとすることができる。なお、２個の電磁石２７２に同一極性の磁極が生じるようにしてもよく、その場合には、撹拌子２７３に取り付けた２個の両面２極型磁石２７２の磁極面も同一極性とする。
【００９３】
図２８は第７実施例を示したもので、原理的には図２６と同じであるが、撹拌装置としてではなく、簡易電動機又はアクチュータとして構成したものである。これによれば、回転子２８３の出力軸２８９に無接触で回転を伝達することができる。
【００９４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、周面多極型磁石を左右２極型磁石の回転軌跡の中心より偏位させて配置したので、軸延長線上で直交する２つの回転軸間に、大きな駆動トルクを要することなく、滑らかでトルクの安定した回転を伝達することができる。
【００９５】
請求項２に記載の発明によれば、一方の回転軸に周面多極型磁石を２個並べたので、請求項１に比してより大きな伝達トルクを得ることができる。
【００９６】
請求項３に記載の発明によれば、対向して配置される両方の磁石をともに周面多極型磁石としたので、より回転が滑らかで、より安定した伝達トルクを得ることができる。
【００９７】
請求項４に記載の発明によれば、一方の回転軸に周面多極型磁石を２個並べたので、請求項３に比してより大きな伝達トルクを得ることができる。
【００９８】
請求項５に記載の発明によれば、一方の磁石に電磁石を用いるので、回転駆動源が省略でき構造の簡素化を図ることができる。また、電磁石に対して対向磁石を偏位させて配置したので、磁石を非接触で回転させることができる。
【００９９】
請求項６に記載の発明によれば複数の電磁石を用いるので、より大きな伝達トルクが回転軸に得られる。
【０１００】
請求項７に記載の発明によれば、回転軸を傾斜させたので、ある角度で交差する２つの回転軸間で回転を伝達することができる。
【０１０１】
請求項８に記載の発明によれば、１個の周面多極型磁石を水平回転軸に偏位して取り付けただけの簡単な構造で、水平回転軸を中心に回転する力強い撹拌力を得ることができる。
【０１０２】
請求項９に記載の発明によれば、２個の周面多極型磁石を水平回転軸の左右に取り付けたので、請求項８に比して２倍の撹拌力を得ることができる。
【０１０３】
請求項１０に記載の発明によれば、周面多極型磁石を水平回転軸に対して傾斜して取り付けたので、より強力で効果的な撹拌力を得ることができる。
【０１０４】
請求項１１に記載の発明によれば、撹拌子の両端に磁石を設けたので、撹拌子を磁気浮上させることができる。
【０１０５】
請求項１２に記載の発明によれば、周面多極型磁石で構成した撹拌子を磁気軸受で保持するだけの簡単な構造で、水平回転軸を中心に力強い撹拌力を得ることができ、しかも磁気結合であるため液漏れの心配がなく、容器との接触も大幅に低減することができる。
【０１０６】
請求項１３に記載の発明によれば、取付磁石で磁気軸受を筐体に固定するので回転負荷や振動に伴う水平回転軸のずれを防止できる。また磁気軸受を着脱自在としたから、磁気軸受を容器の外壁に沿って上下に滑らすことにより撹拌子を保持したまま上下に動かすことができ、手をあまり汚さず、液体の飛び跳ねもなく撹拌子を容易に着脱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気回転伝達装置の第１の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は左右２極型磁石と両面２極型磁石の組合わせ、（ｂ）は左右２極型磁石と周面４極型磁石の組合わせを示す。
【図２】本発明の磁気回転伝達装置の第２の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は左右２極型磁石と２個の両面２極型磁石の組合わせ、（ｂ）は左右２極型磁石と２個の周面４極型磁石の組合わせを示す。
【図３】本発明の磁気回転伝達装置の第３の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は両方とも両面２極型磁石の組合わせ、（ｂ）は両面２極型磁石と周面４極型磁石の組合わせを示す。
【図４】本発明の磁気回転伝達装置の第４の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は両面２極型磁石と２個の両面２極型磁石の組合わせ、（ｂ）は両面２極型磁石と２個の周面４極型磁石の組合わせを示す。
【図５】本発明の磁気回転伝達装置の一方の磁石を電磁石とした第５の基本構成を示す斜視図であり、電磁石と対向する磁石を両面２極型磁石とした図である。
【図６】本発明の磁気回転伝達装置の一方の磁石を電磁石とした第６の基本構成を示す斜視図であり、電磁石を２個とし、それらに対向する２個の磁石を両面２極型磁石とした図である。
【図７】本発明の磁気回転伝達装置の回転軸を傾斜させた第７の基本構成を示す斜視図であり、（ａ）は左右２極型磁石と両面２極型磁石の組合わせ、（ｂ）は左右２極型磁石と周面４極型磁石の組合わせ、（ｃ）は両面２極型磁石同士の組合わせ、（ｄ）は両面２極型磁石と周面４極型磁石の組合わせ、（ｅ）は電磁石と両面２極型磁石の組合わせを示す。
【図８】図１（ａ）の回転動作説明図を示す。
【図９】図３（ａ）の回転動作説明図を示す。
【図１０】図３（ｂ）の回転動作説明図を示す。
【図１１】図５の回転動作説明図を示す。
【図１２】本発明の磁気回転伝達装置の駆動角に対するトルク及び従動角の第１の基本特性図を示し、（ａ）は図１（ａ）の特性図、（ｂ）は図１（ｂ）の特性図である。
【図１３】本発明の磁気回転伝達装置の駆動角に対するトルク及び従動角の第２の基本特性図を示し、（ａ）は図３（ａ）の特性図、（ｂ）は図３（ｂ）の特性図である。
【図１４】本発明と従来例の磁気回転伝達装置の駆動側回転角に対する駆動側トルク及び最大伝達トルクの特性を比較した特性図である。
【図１５】本発明の撹拌装置の第１実施例の構成を示し、（ａ）は概略縦断面図であり、（ｂ）は要部の拡大斜視図である。
【図１６】本発明の１個の両面２極型磁石を有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１７】本発明の２個の両面２極型磁石を周方向に有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１８】本発明の４個の両面２極型磁石を周方向に有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図である。
【図１９】本発明の２個の両面２極型磁石を軸方向に有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２０】本発明の４個の両面２極型磁石を周方向と軸方向に有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２１】本発明の４個の両面２極型磁石を周方向と軸方向に傾斜して有する撹拌子の実施例の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２２】本発明の磁気軸受の実施例を示し、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図２３】本発明の撹拌装置の第２実施例の構成を示し、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は要部の拡大斜視図である。
【図２４】本発明の撹拌装置の第３実施例の構成の概略縦断面図を示す。
【図２５】本発明の撹拌装置の第４実施例の構成の概略縦断面図を示す。
【図２６】本発明の撹拌装置の第５実施例の構成の概略縦断面図を示す。
【図２７】本発明の撹拌装置の第６実施例の要部拡大斜視図を示す。
【図２８】本発明の撹拌装置の第７実施例の概略縦断面図を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２９】従来例による磁気回転伝達装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１０１ 一の回転軸
１０２ 磁極
１０３ 左右２極型磁石
１０４ 延長線
１０５ 他の回転軸
１０６ 周面多極型磁石
１０８ 回転軌跡
Claims (13)
- 一の回転軸を中心に回転する左右に一対の磁極を有する左右２極型磁石と、
上記一の回転軸の延長線と直交する他の回転軸を中心に回転し、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に配置した周面多極型磁石とを備え、
上記周面多極型磁石を上記左右２極型磁石の磁極が描く回転軌跡の半径上に中心より偏位させて配置した磁気回転伝達装置。 - 一の回転軸を中心に回転する左右に一対の磁極を有する左右２極型磁石と、
上記一の回転軸の延長線と直交する他の回転軸に沿って並べられ、該他の回転軸を中心に回転するＮ極とＳ極とを周方向に交互に配置した２個の周面多極型磁石であって、一方の周面多極型磁石のＮ極と他方の周面多極型磁石のＮ極との周方向の位相がずれている周面多極型磁石とを備え、
上記他の回転軸に並べられた２個の周面多極型磁石を、上記左右２極型磁石の磁極が描く回転軌跡の直径上に中心より偏位させて配置した磁気回転伝達装置。 - 一の回転軸を中心に回転するＮ極とＳ極とを周方向に交互に配置した第１周面多極型磁石と、
上記一の回転軸の延長線と直交する他の回転軸を中心に回転するＮ極とＳ極とを周方向に交互に配置した第２周面多極型磁石とを備え、
第２周面多極型磁石を第１周面多極型磁石が描く回転軌跡の半径上に中心より偏位させて配置した磁気回転伝達装置。 - 一の回転軸を中心に回転するＮ極とＳ極とを周方向に交互に配置した第１周面多極型磁石と、
上記一の回転軸の延長線と直交する他の回転軸に沿って並べられ、該他の回転軸を中心に回転するＮ極とＳ極とを周方向に交互に配置した２個の第２周面多極型磁石であって、一方の第２周面多極型磁石のＮ極と他方の第２周面多極型磁石のＮ極との周方向の位相がずれている第２周面多極型磁石とを備え、
上記他の回転軸に並べられた２個の第２周面多極型磁石を、第１周面多極型磁石の磁極面が描く回転軌跡の直径上に中心より偏位させて配置した磁気回転伝達装置。 - 磁極がＮ極とＳ極に交互に変化する電磁石と、
該電磁石の軸芯から偏位させて延長した延長線と直交する回転軸を中心に回転し、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に配置した周面多極型磁石と
を備えた磁気回転伝達装置。 - 磁極の向きを平行にして一列に並べられ、磁極がＮ極とＳ極に交互に変化する複数の電磁石と、
該複数の電磁石の各軸芯から、上記電磁石の列から離れる方向に偏位させて延長した各延長線と直交する回転軸に上記複数の電磁石の各磁極と対向して並べられ、上記回転軸を中心に回転するＮ極とＳ極とを周方向に交互に配置した複数の周面多極型磁石と
を備えた磁気回転伝達装置。 - 上記他の回転軸を一の回転軸の延長線と直交させるに代えて、一の回転軸の延長線と斜めに交わるようにした請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気回転伝達装置、または上記回転軸を電磁石の軸芯から偏位させた延長線と直交させるに代えて、延長線と斜めに交わるようにした請求項５または６に記載の磁気回転伝達装置。
- 水平回転軸と、
この水平回転軸に軸方向に偏位して取り付けられたＮ極とＳ極とを周方向に交互に配置した周面多極型磁石と
を備えた撹拌子。 - 水平回転軸と、
この水平回転軸の左右に取り付けられ、Ｎ極とＳ極とを周方向に交互に配置された２個の周面多極型磁石であって、一方の周面多極型磁石のＮ極と他方の周面多極型磁石のＮ極との周方向の位相をずらして配置した２個の周面多極型磁石とを備えた撹拌子。 - 請求項８または請求項９に記載の撹拌子において、上記周面多極型磁石の軸芯を水平回転軸に対して傾斜して取り付けた撹拌子。
- 請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の撹拌子において、水平回転軸の両端に磁石を設けた撹拌子。
- 液体を収容する容器の底部近傍に垂直回転軸を中心に回転自在に設けられ、左右に一対の磁極面を有する左右２極型磁石、またはＮ極とＳ極とを周方向に交互に配置した周面多極型磁石と、
容器内に収容され、上記垂直回転軸を中心に回転する上記左右２極型磁石または周面多極型磁石の回転が磁力で伝達されて水平回転軸を中心に回転する請求項１１に記載の撹拌子と、
容器の両側部に着脱自在に取り付けられ、容器内に収容された撹拌子の両端に設けた磁石と吸引しあって撹拌子を容器の底部から磁気浮上させたまま保持する一対の磁気軸受と
を備えた撹拌装置。 - 容器の側部に接触する側面と筐体に接触する底面とを有する本体と、
上記本体の底面を筐体に吸着させて本体を筐体に固定する取付磁石と、
本体の側面に対して進退自在かつ上下動自在に取り付けられ、容器内に収容される撹拌子を吸引する保持磁石と
を備えた磁気軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14361495A JP3678796B2 (ja) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | 磁気回転伝達装置、撹拌子、撹拌装置および磁気軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14361495A JP3678796B2 (ja) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | 磁気回転伝達装置、撹拌子、撹拌装置および磁気軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08332369A JPH08332369A (ja) | 1996-12-17 |
| JP3678796B2 true JP3678796B2 (ja) | 2005-08-03 |
Family
ID=15342843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14361495A Expired - Fee Related JP3678796B2 (ja) | 1995-06-09 | 1995-06-09 | 磁気回転伝達装置、撹拌子、撹拌装置および磁気軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3678796B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2784522B1 (fr) * | 1998-10-07 | 2001-01-05 | Cogema | Dispositif d'agitation de liquide a accouplement magnetique |
| JP4581533B2 (ja) * | 2004-07-27 | 2010-11-17 | アイシン精機株式会社 | 非接触攪拌機 |
| JP2008068229A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Mfu Co Ltd | マグネチックスターラー及び撹拌装置 |
| US10753450B2 (en) | 2016-09-30 | 2020-08-25 | Harmonic Drive Systems Inc. | Magnetic type rotation transmitting mechanism |
| TWI623351B (zh) * | 2016-11-21 | 2018-05-11 | 牟敦剛 | 磁性耦合組件以及磁性耦合攪拌裝置 |
| CN113083518A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-07-09 | 韩宝云 | 一种吊袋式离心机 |
-
1995
- 1995-06-09 JP JP14361495A patent/JP3678796B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08332369A (ja) | 1996-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5849343B2 (ja) | 磁気カップリング及び撹拌装置 | |
| JP4495346B2 (ja) | 電磁結合を備えた液体攪拌機 | |
| CN108092486B (zh) | 磁性耦合组件以及磁性耦合搅拌装置 | |
| US11247186B2 (en) | Mixing system, mixing device, container, and method for mixing a fluid and/or a solid | |
| JP2008068229A (ja) | マグネチックスターラー及び撹拌装置 | |
| JP2005127222A (ja) | 磁気浮上型ポンプ | |
| KR20200070340A (ko) | 조인트 기구 및 이를 제어하기 위한 방법, 멀티 암 장치 및 로봇 | |
| JP2009509482A (ja) | 磁気モーター | |
| JP2007136443A (ja) | 撹拌子および撹拌装置 | |
| CN113192718B (zh) | 用于生成磁场的方法和设备 | |
| JP3678796B2 (ja) | 磁気回転伝達装置、撹拌子、撹拌装置および磁気軸受 | |
| JPH10314569A (ja) | 撹拌装置 | |
| KR20060121355A (ko) | 베어링리스 스텝모터 | |
| JP2023035923A (ja) | 撹拌装置 | |
| AU769122B2 (en) | Universal electric motor with variable air gap | |
| JP2020016284A (ja) | 回転装置 | |
| JP2678569B2 (ja) | 磁気回転伝達装置 | |
| KR100426616B1 (ko) | 베어링리스 리니어 모터 | |
| JP3977860B2 (ja) | 回転装置 | |
| JPS61173662A (ja) | 磁気式回転力伝達装置 | |
| CN210007593U (zh) | 一种电动牙刷的振动马达 | |
| JP3597905B2 (ja) | 磁気回転伝達装置 | |
| CN114364294B (zh) | 具有磁传动装置的抽吸马达组件 | |
| JP5420380B2 (ja) | 公転・自転撹拌機 | |
| JPH01199637A (ja) | 短管内の攪拌翼を回転させる方法とその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050426 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050511 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080520 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140520 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |