JPH10314569A

JPH10314569A - 撹拌装置

Info

Publication number: JPH10314569A
Application number: JP9141079A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyauchi; 宏宮内; Toshiaki Akimoto; 利秋秋元; Osamu Nagayama; 治長山
Original assignee: AKIMOTO GIKEN KK; NIPPON ELECTRON KK
Current assignee: AKIMOTO GIKEN KK; NIPPON ELECTRON KK
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】回転力の伝達に伴う摩擦を低減し、撹拌子の円
滑かつ安定した回転を確保する。【解決手段】撹拌装置１は、動力ユニット６と、その上
部に載置された撹拌槽２とを有し、撹拌槽２の底部に形
成された凹部３内には、撹拌子５が回転可能に収納され
ている。動力ユニット６は、ケーシング７と、ケーシン
グ７内に収納されたモータ８と、モータ８により回転駆
動する動力伝達手段９とで構成されている。撹拌槽２の
凹部３は、ケーシング７の上部の凹部７１に嵌合してい
る。動力伝達手段９は、支持部材９１と、これに支持さ
れた複数の永久磁石９２とで構成されている。撹拌子５
は、複数の永久磁石５１と、湾曲した底部５２と、撹拌
羽根５３とを備えている。各永久磁石５１は、対応する
永久磁石９２により、撹拌子５の回転軸と直交する方向
（径方向外方）に吸引され、回転力が伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、撹拌装置、特に液
流により被洗浄物を洗浄する洗浄装置に適用するのが好
適な撹拌装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体を撹拌する撹拌装置としては、マグ
ネットスターラーが知られている。このマグネットスタ
ーラーは、液体が貯留された撹拌槽内に入れられる棒状
の磁性材料よりなる撹拌子と、撹拌槽外に設置されたモ
ータと、該モータにより回転駆動し、その回転力を非接
触で前記撹拌子へ伝達して撹拌子を回転する動力伝達手
段とで構成されている。この場合、動力伝達手段は、永
久磁石を有し、その磁力により撹拌槽の底部を介して撹
拌子を吸着し、撹拌子へ回転力を伝達するものである。

【０００３】しかしながら、このようなマグネットスタ
ーラーでは、撹拌槽外にある永久磁石が撹拌槽の底部を
介して撹拌子を吸着するので、撹拌子が撹拌槽の内側底
面に押し付けられた状態で回転し、そのため、その大き
な摩擦力が生じ、撹拌子へ伝達される回転力のロスが大
きい。

【０００４】従って、モータの出力を一定とした場合、
より高速で撹拌子を回転し、撹拌することができない。
特に、洗浄装置として用いた場合には、撹拌子の回転数
の増大に限界があることから、洗浄効率が悪いという問
題があった。

【０００５】この場合、モータの回転数を高め、撹拌子
を強制的に高回転にしようとすると、撹拌子の回転が不
安定となり、撹拌子が極端に偏心回転したり、踊りを生
じたりするので、逆に撹拌効率、洗浄効率の低下を招
く。

【０００６】また、撹拌子が撹拌槽の内側底面に押し付
けられた状態で回転すると、撹拌子を被覆する樹脂に削
れや摩耗が生じ、その摩耗粉が液中に混入するという問
題もあった。

【０００７】さらに、撹拌子の高回転を得るために高出
力のモータを使用すると、振動、騒音の発生が著しくな
るばかりでなく、モータが大型化し、装置全体が大型化
するとともに、製造コストが増大するという問題もあっ
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、回転
力の伝達に伴う摩擦を低減し、撹拌子の安定した回転を
確保し、その回転数の増大を図ることができる撹拌装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（12）の本発明により達成される。

【００１０】（１）液体を貯留する撹拌槽と、前記撹
拌槽の内側底部に回転可能に設置され、その外周部に永
久磁石または強磁性体を備える撹拌子と、前記撹拌槽の
外側に設置された動力源と、前記動力源で生じるエネル
ギーを非接触で前記撹拌子へ伝達して前記撹拌子を回転
させる動力伝達手段とを有する撹拌装置であって、前記
動力伝達手段は、前記撹拌子の回転軸と直交する方向に
前記永久磁石または強磁性体を吸引し得る誘導磁石を備
えていることを特徴とする撹拌装置。

【００１１】（２）前記撹拌子の偏心回転を抑制する
ガイド部を有する上記（１）に記載の撹拌装置。

【００１２】（３）前記誘導磁石は、前記動力源によ
り回転する永久磁石である上記（１）または（２）に記
載の撹拌装置。

【００１３】（４）前記誘導磁石は、電磁石である上
記（１）または（２）に記載の撹拌装置。

【００１４】（５）液体を貯留する撹拌槽と、前記撹
拌槽の底部に形成された凹部内に回転可能に挿入され、
その外周部に少なくとも１極の永久磁石が設置された撹
拌子と、前記撹拌槽の外側に設置されたモータと、前記
モータにより回転駆動し、その回転力を非接触で前記撹
拌子へ伝達して前記撹拌子を回転させる動力伝達手段と
を有する撹拌装置であって、前記動力伝達手段は、前記
撹拌子の回転軸と直交する方向に前記永久磁石を吸引し
得る永久磁石を備えていることを特徴とする撹拌装置。

【００１５】（６）前記撹拌子側の永久磁石と前記動
力伝達手段側の永久磁石の少なくとも一方が、多極着磁
されたリング状の永久磁石である上記（５）に記載の撹
拌装置。

【００１６】（７）前記撹拌子の下部が、前記撹拌槽
の内面と点接触する構造をなしている上記（１）ないし
（６）のいずれかに記載の撹拌装置。

【００１７】（８）前記撹拌子の前記撹拌槽の内面と
接触する部分が低摩擦材料で構成されている上記（１）
ないし（７）のいずれかに記載の撹拌装置。

【００１８】（９）前記撹拌子は、撹拌羽根を有する
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の撹拌装置。

【００１９】（10）前記撹拌子の上部に、前記液体が
流通可能な仕切り部材が設置されている上記（１）ない
し（９）のいずれかに記載の撹拌装置。

【００２０】（11）前記撹拌槽内に、前記撹拌子の近
傍へ空気を導入する空気導入路が設けられている上記
（１）ないし（10）のいずれかに記載の撹拌装置。

【００２１】（12）前記液体が洗浄液である上記
（１）ないし（11）のいずれかに記載の撹拌装置。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の撹拌装置を添付図
面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。

【００２３】図１は、本発明の撹拌装置の実施例を示す
断面側面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。
これらの図に示すように、本発明の撹拌装置１は、動力
ユニット６と、その上部に載置された撹拌槽２と、撹拌
槽２の内側底部に回転可能に設置された撹拌子５とを有
している。

【００２４】液体Ｑを貯留する撹拌槽２は、その上部が
蓋体４で遮蔽されている。この蓋体４は、撹拌時に液体
Ｑの漏れ出しや飛散を防止する機能を有する。

【００２５】また、撹拌槽２の底部には、図１中下方へ
向けて凹没する凹部３が形成されている。この凹部３内
には、後述する撹拌子５が回転可能に収納されている。

【００２６】凹部３の内径は、撹拌子５の外径より若干
大きい値に設定されている。これにより、凹部３の側壁
３２は、撹拌子５の偏心回転を抑制するガイド部を構成
する。

【００２７】撹拌槽２の少なくとも凹部３は、例えば樹
脂材料のような非磁性材料で構成されている。

【００２８】動力ユニット６は、ケーシング７と、該ケ
ーシング７内に収納されたモータ（動力源）８と、モー
タ８により回転駆動し、その回転力を非接触で撹拌子５
へ伝達して撹拌子５を回転する動力伝達手段９とで構成
されている。

【００２９】ケーシング７の上部には、撹拌槽２の凹部
３が嵌合し得る凹部７１が形成されている。そして、こ
の凹部７１に撹拌槽２の凹部３が嵌合するように撹拌槽
２が設置される。

【００３０】ケーシング７の少なくとも凹部７１は、例
えば樹脂材料のような非磁性材料で構成されている。

【００３１】動力伝達手段９は、モータ８の回転軸８１
に固定された支持部材（マグネットホルダー）９１と、
この支持部材９１に支持された複数（本実施例では４
個）の永久磁石（誘導磁石）９２とで構成されている。

【００３２】各永久磁石９２は、モータ８の回転軸８１
と同心的に９０°間隔で配置されており、モータ８が駆
動すると、凹部７１の外周を凹部７１の外周面に非接触
で旋回する。この場合、各永久磁石９２の回転数は、例
えば２８００〜６４００rpm程度とされる。

【００３３】各永久磁石９２は、例えば、フェライト磁
石、アルニコ磁石、希土類磁石等、いかなるものでもよ
いが、磁気特性に優れるＳｍ−Ｃｏ系、希土類−遷移金
属−Ｂ系等の希土類磁石を用いるのが好ましい。また、
各永久磁石９２の磁力（磁気特性）は、ほぼ同一である
のが好ましい。

【００３４】撹拌子５は、その下部に、前記各永久磁石
９２に対応するよう配置された複数（本実施例では４
個）の永久磁石５１を備えている（図２参照）。この場
合、各永久磁石５１は、その設置高さ（図１中上下方向
の位置）が各永久磁石９２とほぼ同一とされ、水平方向
に並んだ状態とされる。これにより、各永久磁石５１
は、対応する永久磁石９２により、撹拌子５の回転軸と
直交する方向（径方向）に吸引される。

【００３５】各永久磁石９２の設置高さが各永久磁石５
１の設置高さより若干上方に設定さていてもよい。この
場合には、各永久磁石９２の吸引力により撹拌子５が上
方へ引き上げられる力が作用し、その底部５２と凹部３
の底部内面３１との接触圧がさらに小さくなり、撹拌子
５の回転に伴う摩擦力をさらに低減することができる。

【００３６】各永久磁石５１は、例えば、フェライト磁
石、アルニコ磁石、希土類磁石等、いかなるものでもよ
いが、磁気特性に優れるＳｍ−Ｃｏ系、希土類−遷移金
属−ボロン（Ｂ）系等の希土類磁石を用いるのが好まし
い。また、各永久磁石５１の磁力（磁気特性）は、ほぼ
同一であるのが好ましい。

【００３７】また、撹拌槽２内の液体Ｑとの反応を避け
るために、各永久磁石５１の表面は、樹脂等により被覆
されているのが好ましい。

【００３８】なお、各永久磁石５１、９２の形状は、図
示のようなブロック状のものに限らず、例えば、板状、
瓦状（円弧状）、棒状等、いかなるものでもよい。

【００３９】また、各永久磁石９２による十分な吸引力
が得られるのであれば、各永久磁石５１は、鉄、コバル
ト等の強磁性体であってもよい。

【００４０】撹拌子５の底部５２は、湾曲面を呈してお
り、そのほぼ中心部において撹拌槽２の凹部３の底部内
面３１と点接触する構造をなしている。これにより、撹
拌子５の回転に伴う摩擦抵抗が大幅に減少し、撹拌子５
をより高速で回転させることができる。また、摩耗粉が
生じないので、摩耗粉が液体Ｑ中に混入することによる
悪影響が防止できる。

【００４１】撹拌子５の底部５２は、低摩擦材料で構成
されているのが好ましい。この低摩擦材料としては、例
えばポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル、ポリ
フェニレンサルファイド、ポリアセタール、ポリアミド
等の各種樹脂材料や、アルミナ等の各種セラミックス、
ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。

【００４２】なお、図示と異なり、撹拌子５は、例えば
ピンのような軸部材を介して凹部３の底部中心部に対し
回転可能に設置されていてもよい。この場合、軸部材
は、撹拌子５側に形成されているもの、凹部３の底部側
に形成されているもののいずれでもよい。

【００４３】撹拌子５の上部には、十文字状に４枚の撹
拌羽根５３が設置されている。これにより、撹拌子５が
回転したときの撹拌効率が向上する。撹拌羽根５３の少
なくとも上部は、撹拌槽２の底面２１より上方へ突出し
ている。

【００４４】なお、撹拌羽根５３の形状、設置位置、設
置数等は、図示のものに限定されないことは言うまでも
ない。

【００４５】また、撹拌槽２内の撹拌子５より上方に
は、液体Ｑが流通可能な仕切り部材１０が支持部材１１
により支持されて設置されている。この仕切り部材１０
としては、例えば、メッシュ、ネットのような網状体、
枠体、多数の孔が穿設された板等が挙げられる。

【００４６】この仕切り部材１０を設置したことによ
り、液体Ｑの十分な撹拌を確保しつつ、例えば、撹拌槽
２内に入れられた被洗浄物が回転する撹拌子５と接触、
衝突することが防止される。

【００４７】また、仕切り部材１０は、撹拌子５が凹部
３から飛び出すのを防止する機能も兼ね備えている。

【００４８】以上のような撹拌装置１は、撹拌子５の回
転により液流を生ぜしめ、撹拌槽２内の液体Ｑを撹拌す
るものであるが、特に、撹拌槽２内に、例えば義歯、メ
ガネ、宝飾品、工業製品の部品、その他各種金属製品、
セラミック製品等の被洗浄物を入れ、それを液流により
洗浄する洗浄装置に適用するのが好ましい。この場合に
は、液体Ｑは、所定の組成の洗浄液とされる。

【００４９】次に、撹拌装置１の作用について説明す
る。図１に示す状態で、モータ８へ通電して作動させる
と、支持部材９１とともに各永久磁石９２が回転する。
各永久磁石９２は、その磁力により凹部７１の側壁およ
び凹部３の側壁３２を介して対応する永久磁石５１をそ
れぞれ径方向外方へ吸引しており、そのため、各永久磁
石９２の回転に伴って、その回転力が撹拌子５に非接触
で伝達され、撹拌子５が同方向に回転する。

【００５０】このとき、４つの永久磁石５１は、それぞ
れ、ほぼ等しい力で径方向外方へ吸引されるため、撹拌
子５が受ける径方向の力の合計は、ほぼ０となる。ま
た、撹拌子５の底部５２は、凹部３の底部内面３１と点
接触しており、その接触圧も小さいため、撹拌子５の回
転に伴う摩擦抵抗は小さい。さらに、撹拌子５は、凹部
３の側壁３２によりその径方向の移動が規制されてい
る。このようなことから、撹拌子５は、低摩擦で円滑か
つ安定的に回転し、偏心回転も抑制され、よって、より
高回転で回転することができる。

【００５１】撹拌子５が回転すると、羽根５３の作用に
より液流、特に撹拌子５の回転軸を中心とするうず流が
形成され、撹拌槽２内の液体Ｑが均一に撹拌される。撹
拌槽２の液体Ｑ中に被洗浄物が入れられている場合に
は、この液体Ｑの液流により洗浄がなされる。

【００５２】なお、撹拌子５の回転が高回転（例えば２
８００〜６４００rpm 程度）であると、撹拌子５の回転
中心上部に陰圧が形成され、気泡の巻き込みを伴った液
流（うず流）が生じる。この場合には、撹拌効果、洗浄
効果がより一層高まり、より短時間で均一な撹拌、洗浄
が可能となる。

【００５３】図３は、本発明の撹拌装置の他の実施例を
示す横断面図である。同図に示す撹拌装置は、撹拌子５
側の永久磁石と動力伝達手段９側の永久磁石のそれぞれ
が、多極着磁されたリング状の永久磁石５４、９３で構
成されており、その他は前記撹拌装置１と同様である。
この場合、永久磁石５４と永久磁石９３の極数は等し
い。

【００５４】このような構成によれば、両永久磁石５
４、９３の周方向における対面する面積が大きく、よっ
て、より大きな回転力を撹拌子５へ伝達することができ
るので、撹拌子５の更なる高速回転化に寄与する。

【００５５】図４は、本発明の撹拌装置の他の実施例を
示す横断面図である。同図に示す撹拌装置は、撹拌子５
側の永久磁石に多極着磁されたリング状の永久磁石５５
を用いるとともに、動力伝達手段の構成が異なる以外は
前記撹拌装置１と同様である。

【００５６】すなわち、本実施例における動力伝達手段
は、６つの磁極９６を有するステータコア９５で構成さ
れ、各磁極９６に巻回されたコイル（動力源）９７に通
電することにより電磁石（誘導磁石）を形成し、該電磁
石で発生した磁力により撹拌子５の永久磁石５５の対応
する極を撹拌子５の回転軸と直交する方向（径方向外
方）に吸引するものである。

【００５７】この場合、各コイル９７への通電方向を所
定の周期で切り替えて各磁極９６の極性を反転させるこ
とにより、撹拌子５を回転させることができる。

【００５８】このような構成によれば、動力ユニット６
側に回転する部分がないので、振動、騒音が低減され、
また、エネルギーのロスも少なく、撹拌子５をより高速
で回転させることができる。

【００５９】図５は、本発明の撹拌装置の他の実施例を
示す横断面図である。同図に示す撹拌装置１は、撹拌槽
２内に空気導入路が設けられている以外は、図１等に示
す実施例と同様である。

【００６０】撹拌槽２の側壁内面に沿って、チューブ
（管体）１２が設置されている。チューブ１２の内腔
は、空気導入路を形成している。チューブ１２の一端
（上端）は、液体Ｑの液面より上方の所定位置に設置さ
れ、チューブ１２の他端側は、仕切り部材１０の下部を
通って、撹拌子５の回転中心の上部付近まで延長されて
いる。

【００６１】前述したように、撹拌子５が高速で回転す
ると、撹拌子５の回転中心上部に陰圧が形成される。こ
の陰圧により、チューブ１２の空気導入路を介して空気
が吸引、移送され、撹拌子５の回転中心上部に導入され
る。この導入された空気は、その部分に生じているうず
流により気泡となり、液中に分散される。

【００６２】このように、気泡を伴った液流（うず流）
は、撹拌効果、洗浄効果をより一層高めるので、より短
時間で均一な撹拌、洗浄が可能となる。

【００６３】以上、本発明の撹拌装置を図示の各実施例
について説明したが、本発明は、これらに限定されるも
のではなく、本発明の各構成要素は、同様の機能を発揮
し得る任意の構成のものと置換することができる。

【００６４】例えば、前記各実施例では、動力伝達手段
は、撹拌子の外周側に位置し、撹拌子を径方向外方へ吸
引する磁石を備えているが、逆に、動力伝達手段の磁石
が撹拌子の内周側に位置し、撹拌子を径方向内方（回転
中心へ向かう方向）へ吸引するものであってもよい。

【００６５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の撹拌装置に
よれば、回転力の伝達に伴う摩擦を低減し、撹拌子を円
滑かつ安定的に回転させることができる。これにより、
撹拌子の回転数の増大を図ることができる。そのため、
撹拌効率が向上し、特に、洗浄装置に適用した場合に
は、洗浄効率が格段に向上する。

【００６６】特に、小型のモータ（動力源）、低出力の
モータ（動力源）で撹拌子の高速回転が得られるので、
装置の小型化に寄与するとともに、振動、騒音の発生も
低減することができる。

【００６７】また、本発明の撹拌装置は、構造が簡単
で、製造コストが安価であり、また、操作も極めて簡単
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撹拌装置の実施例を示す断面側面図で
ある。

【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明の撹拌装置の他の実施例を示す横断面図
である。

【図４】本発明の撹拌装置の他の実施例を示す横断面図
である。

【図５】本発明の撹拌装置の他の実施例を示す断面側面
図である。

【符号の説明】

１撹拌装置２撹拌槽２１底面３凹部３１底部内面３２側壁４蓋体５撹拌子５１永久磁石５２底部５３撹拌羽根５４、５５永久磁石６動力ユニット７ケーシング７１凹部８モータ８１回転軸９動力伝達手段９１支持部材９２、９３永久磁石９５ステータコア９６磁極９７コイル１０仕切り部材１１支持部材１２チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秋元利秋神奈川県横浜市都筑区大熊町81 有限会社秋元技研内 (72)発明者長山治東京都品川区西五反田６丁目23番２号日本エレクトロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を貯留する撹拌槽と、前記撹拌槽の
内側底部に回転可能に設置され、その外周部に永久磁石
または強磁性体を備える撹拌子と、前記撹拌槽の外側に
設置された動力源と、前記動力源で生じるエネルギーを
非接触で前記撹拌子へ伝達して前記撹拌子を回転させる
動力伝達手段とを有する撹拌装置であって、前記動力伝達手段は、前記撹拌子の回転軸と直交する方
向に前記永久磁石または強磁性体を吸引し得る誘導磁石
を備えていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】前記撹拌子の偏心回転を抑制するガイド
部を有する請求項１に記載の撹拌装置。
【請求項３】前記誘導磁石は、前記動力源により回転
する永久磁石である請求項１または２に記載の撹拌装
置。
【請求項４】前記誘導磁石は、電磁石である請求項１
または２に記載の撹拌装置。
【請求項５】液体を貯留する撹拌槽と、前記撹拌槽の
底部に形成された凹部内に回転可能に挿入され、その外
周部に少なくとも１極の永久磁石が設置された撹拌子
と、前記撹拌槽の外側に設置されたモータと、前記モー
タにより回転駆動し、その回転力を非接触で前記撹拌子
へ伝達して前記撹拌子を回転させる動力伝達手段とを有
する撹拌装置であって、前記動力伝達手段は、前記撹拌子の回転軸と直交する方
向に前記永久磁石を吸引し得る永久磁石を備えているこ
とを特徴とする撹拌装置。
【請求項６】前記撹拌子側の永久磁石と前記動力伝達
手段側の永久磁石の少なくとも一方が、多極着磁された
リング状の永久磁石である請求項５に記載の撹拌装置。
【請求項７】前記撹拌子の下部が、前記撹拌槽の内面
と点接触する構造をなしている請求項１ないし６のいず
れかに記載の撹拌装置。
【請求項８】前記撹拌子の前記撹拌槽の内面と接触す
る部分が低摩擦材料で構成されている請求項１ないし７
のいずれかに記載の撹拌装置。
【請求項９】前記撹拌子は、撹拌羽根を有する請求項
１ないし８のいずれかに記載の撹拌装置。
【請求項１０】前記撹拌子の上部に、前記液体が流通
可能な仕切り部材が設置されている請求項１ないし９の
いずれかに記載の撹拌装置。
【請求項１１】前記撹拌槽内に、前記撹拌子の近傍へ
空気を導入する空気導入路が設けられている請求項１な
いし１０のいずれかに記載の撹拌装置。
【請求項１２】前記液体が洗浄液である請求項１ない
し１１のいずれかに記載の撹拌装置。