JP5621129B2 - 計量撹拌システム - Google Patents
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Description
請求項1の発明によれば、テーブル天井部に載置された容器及び収容物の荷重がテーブル脚部によって上皿に伝達され、容器及び収容物の重さを上皿計量器にて計量することができる。また、容器内の底面上に沈められた撹拌部材が、磁束変化付与部材の磁束の変化に応じて動作することで収容物を撹拌することができる。そして、テーブル天井部と上皿との間には容器下方空間が形成され、その容器下方空間に、撹拌部材を動作させる磁束変化付与部が配置されたので、容器上方に空きスペースを設けることができ、容器上方への機器の配置が容易になる。即ち、本発明によれば、上皿計量器で容器及び収容物の重さを計量しながら撹拌を行う際に、容器上方のスペースの自由度が向上する。
請求項2の発明によれば、密閉ケースの内部空間に配置されたテーブル天井部にかかる荷重は、上側脚部、直動マグネットカップリング及び下側脚部を介して上皿に伝達されるので、テーブル天井部に載置された容器及び収容物の重さを密閉ケースの外部の上皿計量器にて計量することができる。また、モータの回転が、回転マグネットカップリングを介して回転磁石に伝達されるので、容器内の撹拌部材を、密閉ケースの外部のモータによって回転駆動することができる。そして、密閉ケースの外部に上皿計量器及びモータが配置されたので、密閉ケース内の特殊な雰囲気状態や容器から溢れた収容物によって上皿計量器及びモータが不具合を起こしたり汚染されることを防止することができる。
本発明に係る第1のマグネットカップリングは、例えば、密閉ケースの底壁を挟んで上下方向で対向配置された1対の上側脚部及び下側脚部の互いの対向面に、互いに反発し合うマグネットを取り付けた構成としてもよいし、請求項3に係る発明のような構成としてもよい。請求項3の発明によれば、上側脚部及び下側脚部の一方に設けた筒形遊嵌部の内側に、上側脚部及び下側脚部の他方に設けた軸形遊嵌部が遊嵌されるので、上皿に対するテーブル天井部の水平方向への移動(横ずれ)を規制することができる。
請求項4の発明によれば、回転マグネットカップリングを構成する第1回転マグネットがモータ隔離筒壁の外側に遊嵌された遊嵌筒体に備えられ、第2回転マグネットが、モータ隔離筒壁の内側に突入した出力軸に固定されたので、第1回転マグネットと第2回転マグネットが、水平方向にずれて磁気結合が解消される事態を防ぐことができる。
請求項5の発明によれば、上方送流壁によって、容器の深さ方向で収容物を循環流動させることができる。
請求項6の発明によれば、上方送流壁の下端部が上端部に対して先行するように撹拌部材を回転させた場合には、第1と第2の旋回バーによって収容物の上層部分及び下層部分が撹拌されると共に、上方送流壁によって容器内の収容物が上方に流動して、容器の深さ方向で収容物を循環流動させることができる。これにより、効果的に撹拌を行うことができる。なお、上方送流壁の上端部が下端部に対して先行するように撹拌部材を回転させた場合には、上方送流壁によって容器内の収容物を下方に流動させることができる。この場合も、容器の深さ方向で収容物を循環流動させることができる。ここで、第1旋回バー及び第2旋回バーを、それぞれ回転支柱の一側方だけに張り出して、上方送流壁を1つだけ備えた構成としてもよいし、請求項7の発明のように、第1旋回バー及び第2旋回バーを回転支柱の両側方に張り出して、上方送流壁を2つ備えた構成としてもよい。また、上方送流壁は、第1と第2旋回バーの先端間を最短距離で直線状に連絡していてもよいし、請求項7の発明のように、螺旋状に連絡していてもよい。
請求項8の発明によれば、撹拌部材を回転支柱回りの一方向に回転させた場合には、第1と第2の旋回羽によって収容物の上層部分及び下層部分が撹拌されると共に、上方送流壁によって容器内の収容物が上方に流動し、容器の深さ方向で収容物を循環流動させることができる。これにより、効果的に撹拌を行うことができる。なお、撹拌部材を逆回転させた場合には、上方送流壁によって容器内の収容物を下方に流動させることができる。この場合も、容器の深さ方向で収容物を循環流動させることができる。
請求項9の発明によれば、物質供給部から排出されて容器に受容された収容物の重さを計量すると共に、容器内の収容物を撹拌することができる。ここで、例えば、容器内に液体を入れておき、物質供給部から粉粒体を排出するようにした場合には、撹拌によって液体に粉粒体を溶解させながら、容器に受容された粉粒体の重さを計量することができ、所定濃度の溶液を調製することができる。
以下、本発明の第1実施形態に係る計量撹拌システム190を図1及び図2に基づいて説明する。図1に示すように、計量撹拌システム190は、外部から隔離された内部空間を有する密閉ケース100を備え、その内部空間内に、液体、粉粒体、スラリーその他流動性を有する収容物を収容した平底の容器130が収容可能となっている。
本実施形態は、テーブル形容器台110に載置された容器130に粉粒体を供給するための粉粒体供給装置10(本発明の「物質供給部」に相当する)を、容器130上方の空きスペースに配置したものである。以下、図6に基づいて本実施形態の説明を行うが、上記第1実施形態と同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
この第3実施形態は、図7に示されており、粉粒体供給装置10から排出された粉粒体の重量を、固定ベース310の天板310A上に載置された計量器300で計量するようにした点が上記第2実施形態とは異なる。具体的には、供給ドラム11をケース天井壁108に対して直動可能に吊り下げると共に、モータ50を介して供給ドラム11と磁気結合されかつ供給ドラム11と共に上下動可能な可動ベース320を備え、固定ベース310と可動ベース320との間に計量器300を配置してある。粉粒体を含む供給ドラム11全体の重量変化は、モータ50及び可動ベース320を介して計量器300に伝達され、粉粒体を含む供給ドラム11全体の重量減少量を、供給ドラム11から排出された粉粒体の重量として(ロスインウェイト方式)で計量可能となっている。なお、密閉ケース100の内部空間には、容器130に受容された収容物(具体的には、粉粒体、粉粒体が溶解した溶液、粉粒体が分散したスラリー)を加熱するためのランプヒータ181が備えられている。また、容器130内には、収容物の温度を計測するための温度センサ182が挿入されている。
本実施形態では、テーブル形容器台110に載置された容器130上方の空きスペースに、粘度測定器185が配置されている。以下、上記第1実施形態と同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施形態では、テーブル形容器台110に載置された容器130上方の空きスペースに、凝固温度測定器189が配置されている。図9に示すように、凝固温度測定器189は、モータ186から延びたシャフト187の先端に回転体188を備えると共に、モータ186とシャフト187との間が、図示しない磁気クラッチにて連結されている。磁気クラッチは、モータ186の出力軸に固定された磁石と、シャフト187の上端に固定された磁石とから構成され、通常は、これら1対の磁石の磁気結合により、モータ186の出力トルクをシャフト187に伝達可能となっている。そして、回転体188を収容物の中で回転させるために必要なトルクがモータ186の出力トルクを超えた場合に、1対の磁石がスリップ(相対回転)するようになっており、そのスリップを検出するために図示しないセンサを備えている。なお、その他の構成は、第1実施形態と同一の構成なので重複する説明は省略する。
上記第1実施形態では、遊星歯車機構165に備えたプラネタリギヤ164が1つであったが、この第6実施形態では、図11(A)に示すように、サンギヤ163とリングギヤ161との間には、複数(例えば、2つ)のプラネタリギヤ164,164が噛合している。各プラネタリギヤ164,164には、周方向にS磁極とN磁極とが交互に並んだ回転磁石164Rが一体に固定されている。また、サンギヤ163にも、周方向にS磁極とN磁極とが交互に並んだリング形の回転磁石163Rが一体に固定されており、これら各回転磁石163R,164R,164Rに、それぞれ容器130内の磁性撹拌子131,131,131が磁気結合されている(図10参照)。その他の構成は、上記第1実施形態と同じであるので、重複する説明は省略する。
本実施形態は、サンギヤ163と一体回転する磁性撹拌子の構成が上記第6実施形態とは異なる。以下、上記第6実施形態と同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施形態は図13に示されており、同図(B)に示すように、磁性撹拌子176は、上部撹拌羽177と下部撹拌羽178とを備えている。上部撹拌羽177は、回転支柱172の上端から回転支柱172と直交する方向に張り出している。下部撹拌羽178は、回転支柱172の下端寄り位置から回転支柱172と直交しかつ上部撹拌羽177と相反する方向に(換言すれば、回転支柱172の軸回りに上部撹拌羽177と180度位相をずらした位置から)張り出している。これら、上部撹拌羽177と下部撹拌羽178は、共に回転支柱172の軸方向と平行かつ横長な板状になっている。また、上部撹拌羽177と下部撹拌羽178のうち、回転支柱172から離れた先端部には、それぞれ上方送流壁179,179が一体形成されている。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
100 密閉ケース(モータ保持部)
104 ケース支持壁(ケース保持部)
105 ケース底壁(モータ固定部)
106B 内筒壁(脚部隔離筒壁)
107 円筒突部(モータ隔離筒壁)
110 テーブル形容器台
112 テーブル天井板(テーブル天井部)
113 テーブル脚部
113A 脚部構成体(上側脚部)
113B 脚部構成体(下側脚部)
114 下側カプラ(下側脚部)
114A 円筒壁(筒形遊嵌部)
115 第1直動マグネット
115R マグネットリング
116 上側カプラ(上側脚部、軸形遊嵌部)
117 第2直動マグネット
117R マグネット円盤
118 直動マグネットカップリング
120 上皿計量器
121 上皿
130 容器
131 磁性撹拌子(撹拌部材)
140 モータ(磁束変化付与部)
141 ロータシャフト(出力軸)
143 第2回転マグネット
143R マグネット円盤
145 筒形カプラ(遊嵌筒体)
146 第1回転マグネット
146R マグネットリング
147 連結軸
148 連結筒孔
150 回転マグネットカップリング
163 サンギヤ
163B 連結孔
163R 回転磁石(磁束変化付与部)
164 プラネタリギヤ
164R 回転磁石(磁束変化付与部)
170 磁性撹拌子(撹拌部材)
171 マグネットベース(ベース部)
172 回転支柱
174A 上部水平バー(旋回バー)
174B 下部水平バー(旋回バー)
175,175 上方送流壁
176 磁性撹拌子(撹拌部材)
177 上部撹拌羽(旋回羽)
178 下部撹拌羽(旋回羽)
179 上方送流壁
190 計量撹拌システム
S1 容器下方空間
Claims (10)
- 容器に収容された液体、粉粒体その他の収容物を撹拌しながら前記容器及び前記収容物の重さを上皿計量器にて計量する計量撹拌システムであって、
前記上皿計量器の上皿に上方から対向すると共に、上面に前記容器が載置されるテーブル天井部と、
前記テーブル天井部から前記上皿に向かって垂下して、前記テーブル天井部にかかる前記容器及び前記収容物の荷重を前記上皿に伝達すると共に、前記テーブル天井部と前記上皿との間に容器下方空間を形成するテーブル脚部と、
前記容器下方空間に配置され、前記容器に向けて磁束を付与しかつその磁束を変化させることが可能な磁束変化付与部と、
前記容器内の底面上に沈められると共に、前記磁束変化付与部に磁気結合されて前記磁束の変化に応じて前記収容物を撹拌するように動作する撹拌部材とを備えたものにおいて、
前記磁束変化付与部は、前記容器に向けて出力軸を上方に突出して備えたモータと、前記出力軸に連結されて、上下方向を向いた回転軸を中心にして回転する回転磁石とを備え、
前記モータの自重が前記上皿に伝達されないように前記モータを保持するモータ保持部と、
前記容器下方空間に配置されたサンギヤと、
前記モータの前記出力軸に対して前記サンギヤを上下動可能かつ相対的に回転不能に連結する直動許容回転機構部と、
前記サンギヤと噛合して自転及び公転すると共に前記回転磁石に固定され、前記サンギヤと共に前記回転磁石を前記モータの出力軸にギヤ連結するプラネタリギヤとを備え、
前記プラネタリギヤは前記撹拌部材との磁気結合によって前記テーブル天井部と共に上下動可能な状態に保持され、
前記サンギヤを前記テーブル天井部と共に上下動可能な状態に保持するギヤ保持部を備えたことを特徴とする計量撹拌システム。 - 前記テーブル脚部を上下方向の中間で2分割してなる上側脚部及び下側脚部と、
外部から隔離された内部空間を内側に備えて、前記容器、前記テーブル天井部及び前記上側脚部を収容した密閉ケースと、
前記密閉ケースの底壁を前記上皿の上方に離間した位置に保持するケース保持部と、
前記上側脚部と前記下側脚部とを前記密閉ケースの底壁を介して磁気結合し、前記テーブル天井部から前記上側脚部にかかる荷重を、前記下側脚部に伝達可能な直動マグネットカップリングと、
前記密閉ケースの底壁における外面に設けられ、前記モータが固定されたモータ固定部と、
前記モータの出力軸と前記回転磁石とを、前記密閉ケースの底壁を介して磁気結合し、前記出力軸の回転を前記回転磁石に伝達可能な回転マグネットカップリングとを備えたことを特徴とする請求項1に記載の計量撹拌システム。 - 前記底壁の一部を内側又は外側に向けて先端有底の筒状に突出させた脚部隔離筒壁を形成し、前記上側脚部及び前記下側脚部の一方に、前記脚部隔離筒壁の外側に遊嵌される筒形遊嵌部を設ける一方、前記上側脚部及び前記下側脚部の他方に前記脚部隔離筒壁の内側に遊嵌される軸形遊嵌部を設け、
前記直動マグネットカップリングは、前記筒形遊嵌部に備えられ、周方向にS磁極とN磁極とが交互に並んだ複数のマグネットリングを同軸上に重ねると共に、その軸方向で異なる磁極が隣り合うように前記マグネットリング同士の位相を固定してなる円筒形の第1直動マグネットと、
前記軸形遊嵌部に備えられ、周方向にS磁極とN磁極とが交互に並んだ複数のマグネット円盤を同軸上に重ねると共に、その軸方向で異なる磁極が隣り合うように前記マグネット円盤同士の位相を固定してなる第2直動マグネットとからなることを特徴とする請求項2に記載の計量撹拌システム。 - 前記底壁の一部を内側に向けて先端有底の筒状に突出させたモータ隔離筒壁を形成し、前記モータの前記出力軸を前記モータ隔離筒壁に突入させた状態とすると共に、前記モータ隔離筒壁の外側に遊嵌された遊嵌筒体を前記回転磁石に一体回転可能に設け、
前記回転マグネットカップリングは、前記遊嵌筒体に備えられ、周方向にS磁極とN磁極とが交互に並んだ複数のマグネットリングを同軸上に重ねると共に、その軸方向で異なる磁極が隣り合うように前記マグネットリング同士の位相を固定してなる円筒形の第1回転マグネットと、
前記モータの前記出力軸に固定され、周方向にS磁極とN磁極とが交互に並んだ複数のマグネット円盤を同軸上に重ねると共に、その軸方向で異なる磁極が隣り合うように前記マグネット円盤同士の位相を固定してなる第2回転マグネットとからなることを特徴とする請求項2又は3に記載の計量撹拌システム。 - 前記撹拌部材には、回転動作により前記容器内の前記収容物を上方に流動させる上方送流壁が備えられたことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の計量撹拌システム。
- 前記撹拌部材は、前記容器の底面上で回転するベース部を備え、
前記ベース部の回転中心から上方に回転支柱が起立すると共に、その回転支柱から側方に突出した第1と第2の旋回バーが、前記回転支柱の軸方向で離されかつ軸回りに位相をずらして配置され、
前記上方送流壁を、前記第1と第2の旋回バーの先端間を連絡して傾斜した帯板状に形成したことを特徴とする請求項5に記載の計量撹拌システム。 - 前記第1と第2の旋回バーは、前記回転支柱から両側方に張り出しかつ互いに90度位相がずらされ、
前記上方送流壁は、前記回転支柱に対する点対称位置に対をなして配置されて、前記第1及び第2の旋回バーにおける互いに90度位相がずれた先端間を螺旋状に連絡していることを特徴とする請求項6に記載の計量撹拌システム。 - 前記撹拌部材は、前記容器の底面上で回転するベース部を備え、
前記ベース部の回転中心から上方に回転支柱が起立すると共に、その回転支柱から側方に突出しかつ前記回転支柱と平行な板状の第1と第2の旋回羽が、前記回転支柱の軸方向で離されかつ軸回りに位相をずらして配置され、
前記上方送流壁を、前記第1及び第2の旋回羽の上端縁又は下端縁から延設されて前記回転支柱回りの一方向に向かうに従って下るように傾斜した板状としたことを特徴とする請求項5に記載の計量撹拌システム。 - 前記テーブル天井部の上方に配置され、前記テーブル天井部に載置された前記容器に向けて液体、粉粒体その他物質を排出可能な物質供給部を備えたことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の計量撹拌システム。
- 前記容器内の収容物に対して通電及び放電を行うための電極、或いは、前記容器内の収容物に対してガスを供給するためのガス導入管を備えたことを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の計量撹拌システム。
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