JP4260321B2 - 撹拌用回転子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学分析等に用いられる回転磁場の作用により回転する撹拌用回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転磁場発生器を用いて発生させた回転磁場の作用により回転する回転子としては、回転駆動力、又は、用いる材質の耐久性を考慮して、通常フッ素樹脂等の合成樹脂、セラミック等で被覆された鉄、コバルト、ニッケル又はそれらの合金等の強磁性体が用いられていた。
【０００３】
また、上記撹拌用回転子に関する報告の多くは、撹拌効率の向上または材質の耐久性向上に関するものである。例えば、特開平１１−１９２４２２号公報には、（１）側端に少なくとも２つの垂直部を有するヨーク部材と、（２）前記ヨーク部材の下面中心部に取り付けられ、複数のボールを回転自在に保持する円筒部材に複数の貫通孔が形成されており、かつ複数のボールの下端面が前記円筒部材の下端より露出しているボールベアリングと、（３）前記ヨーク部材の各垂直部と前記ボールベアリングとの間に配置され、前記ヨーク部材に固定された永久磁石を有し、更にその永久磁石が耐薬品性樹脂で被覆されていることを特徴とする撹拌用回転子が記載されている。上記発明は、塗料等の高粘度液体を効率よく撹拌し、しかも磁石の保護を目的とするものである。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
撹拌用回転子は、製造のみならず、精密さを要求される分析においても多用されている。固体又は液体と液体を混合して試料を調整する際、回転磁気発生器と撹拌用回転子を用いて混合することは良く行われ、作業の手間を省くため、予め回転子を含めた風袋と比較して試料を秤量する場合がある。特に、最近の自動分析装置においては、試料の調整秤量からすべてを自動化して行うため、秤量後回転子を加えることは操作上大きな負担となることから避けなければならない。
【０００５】
しかし、従来用いられている市販の回転子は永久磁石等の強磁性体であるため、電子天秤で精密に秤量する場合、磁石の磁場の影響を受け、秤量誤差が生じるという問題があった。
【０００６】
本発明は、撹拌用回転子を入れたまま、電子天秤で重量を測定する際、測定値に誤差が生じないような撹拌用回転子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、分析に用いる試料は少量であるため回転の駆動力をそれほど必要ないことを考慮して、回転子の材質に常磁性体を用いることで上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明は、回転磁場の作用により回転する撹拌用回転子において、材質が常磁性体からなることを特徴とする撹拌用回転子に関し、詳しくは常磁性体が、強磁性体をキュリー温度以上の温度で加熱後放置して無磁場中で室温まで冷却して得られた金属からなることを特徴とする撹拌用回転子に関し、更に詳しくは、金属がニッケルであることを特徴とする撹拌用回転子に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
回転磁場を発生させる装置として、具体的には、筐体内に固定された水平支持体と支持体の貫通孔を貫通しボールベアリングによって回転自在に固定された回転軸と、回転軸の先端に固着されたプーリーと、プーリーの上面に回転軸に対してほぼ対称に固定されている２つ以上の永久磁石とベルトによってプーリーと連結したモータを有する構造のものを例示することができる。モータは、回転軸と直結して直接回転駆動するものも例示することができ、この場合、水平支持体特に設ける必要はない。
【００１０】
筐体の形は特に制限されず、例えば、円柱、立方体状等とすることができる。永久磁石の数は偶数個とするのが好ましく、また、交互に反対の磁極が上方に向くように配置されている。永久磁石の材料としては、ＫＳ磁石、ＮＫＳ磁石、ＦｅＣｒＯ磁石、フェライト磁石、希土類磁石等が挙げられるが、高磁束密度の観点から、希土類磁石が好ましい。回転は、スライダック変圧器で調整され、筐体内又は外に配置するのが好ましい。
【００１１】
回転磁場発生器の上面に設けられた台上に液体試料等、及び回転子の入った容器を固定し、プーリーが回転すると共に、容器内の回転子が回転し、撹拌することができる。
本発明は、このように用いられる回転子の材質として従来用いられていなかった材質を用いることを特徴とする。即ち、回転磁場発生器に取り付けられた磁場によって磁化し連動して回転するもののその磁場の外では影響を受けずに残留磁化を残さない材質を用いることを特徴とし、中でも、常磁性体が好ましい。
【００１２】
常磁性体とは、磁場の作用により物質が磁場の方向に磁化される性質を有する物質をいい、具体的には、内殻に電子の空席がある原子、イオンを含む塩例えば、遷移元素（Ｔｉ³⁺、Ｍｎ²⁺）、希土類元素（Ｇｄ³⁺）、パラジウム族元素（Ｐｄ²⁺）、アクチニド類（Ｕ³⁺）を含む塩を例示することができる。好ましくは、（１）鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性体をキュリー温度以上に加熱し、無磁場中で冷却して得られた金属、または、（２）上記強磁性体に交番磁場を加えてその振幅徐減させて０に近づけたもの等を例示することができる。特に（１）の金属は、特別な装置を必要とせずに得られる点で優れている。
【００１３】
強磁性体とは、磁場によりその方向に強く磁化し、磁場を取り除いても残留磁化を残して磁気ヒステリシスを示す物質をいい、具体的には、鉄、コバルト、ニッケル等を例示することができる。中でも、ニッケルは、空気と触れて、酸化ニッケルが表面を被覆し、錆びないこと、中性、アルカリ性で非常に安定であることから回転子としても好ましい。また、このような性質を維持するため、純度９７％以上のニッケルを用いるのが好ましい。
【００１４】
強磁性体を加熱する温度はキュリー温度以上であれば、特に制限されず、加熱時間も、通常２〜３時間であるが、特に制限はされない。
本発明に用いられる常磁性体の形状は、撹拌できる形状であれば特に制限されず、例えば、棒状、ラグビーボール状等のものを使用することができる。
【００１５】
また、その大きさも撹拌する容積により自由に設定することができる。
市販のニッケル棒を用いた場合、使用場面に応じて、特定の太さを有するニッケル棒を購入し、使用場面に応じた長さに切断し、必要に応じて面取りし、キュリー温度以上で加熱した後、無磁場中で室温まで冷却することにより目的とする回転子を製造することができる。
【００１６】
必要に応じて、耐薬品性をもたせるため、箱型ケーシングにより密閉するか、又は耐薬品性樹脂層をコートするのが好ましい。耐薬品性材料としてはステンレススチール、セラミック、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂等の高分子材料、又はガラス等を例示することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により詳細に本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００１８】
実施例
ニッケル棒（ニラコ社製、純度９９．７％）を切断し、面取りをして回転子（６ｍｍφ×３２ｍｍ）を製作した。この回転子を、７５０℃（１０２３．１６Ｋ）で２時間加熱した後、無磁場中で放置して室温まで冷却した。
こうして得られたニッケル回転子と、永久磁石をフッ素コーティングした市販の回転子（６ｍｍφ×３０ｍｍ）とをそれぞれビーカーに入れて、回転磁場発生器上で回転させて後、電子天秤（メトラー社製ＡＴ−４００）で重量を１０回測定した。測定結果を第１表に示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の回転子を用いて電子天秤で重量を測定しても測定値のばらつきが非常に少なく正確な秤量をすることができる。そのため、撹拌容器中に液体試料と本発明の回転子を入れて回転磁場発生器で撹拌後、回転子を容器に入れたまま電子天秤で重量測定を精度よく行うことが可能となった。

Claims (1)

1. 回転磁場の作用により回転する撹拌用回転子において、材質がキュリー温度以上の温度で加熱後放置して無磁場中で室温まで冷却して得られたニッケルからなることを特徴とする撹拌用回転子。