(57)【要約】      （修正有）【課題】攪拌ヘッドの安定性、負荷容量、耐用寿命を改善した攪拌機を提供する。【解決手段】攪拌ヘッド１と、駆動ユニットと、磁気連結器３とを備える攪拌機であり、磁気連結器３が、駆動ユニットに接続された駆動磁石５と、攪拌ヘッド１に接続された攪拌ヘッド磁石６とを有し、攪拌ヘッド１が攪拌ブレード７および軸受組立品８を有し、攪拌ブレード７が攪拌ヘッド磁石６及び軸受組立品８に接続されており、軸受組立品８が攪拌ヘッド１を回転自在に支持し、軸受組立品８が第１の回転軸受９を備える攪拌機において、軸受組立品８を備え、さらに第２の回転軸受１０が、攪拌ヘッド１内に、第１の回転軸受９から間隔を空けて配置される攪拌機。【選択図】図１
2018118243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌容器（２０）のための攪拌機（２）であって、攪拌ヘッド（１）と、駆動ユニット（４）と、磁気連結器（３）とを備える攪拌機（２）であり、
前記磁気連結器（３）が、前記駆動ユニット（４）に接続された駆動磁石（５）と、前記攪拌ヘッド（１）に接続された攪拌ヘッド磁石（６）とを有し、
前記攪拌ヘッド（１）が攪拌ブレード（７）および軸受組立品（８）を有し、
前記攪拌ブレード（７）が前記攪拌ヘッド磁石（６）および前記軸受組立品（８）に接続されており、
前記軸受組立品（８）が前記攪拌ヘッド（１）を回転自在に支持し、前記軸受組立品（８）が第１の回転軸受（９）を備える攪拌機（２）において、
前記軸受組立品（８）が第２の回転軸受（１０）を備え、第２の回転軸受（１０）が、前記攪拌ヘッド（１）内に、前記第１の回転軸受（９）から間隔を空けて配置されることを特徴とする攪拌機（２）。
【請求項２】
前記第１の回転軸受（９）が第１の軸受隙間直径（１６）を有し、前記第２の回転軸受（１０）が、前記第１の軸受隙間直径（１６）とは異なる第２の軸受隙間直径（１７）を有することを特徴とする請求項１に記載の攪拌機（２）。
【請求項３】
前記第１の回転軸受（９）が第１の幅（１８）を有し、前記第２の回転軸受（１０）が、前記第１の幅（１８）とは異なる第２の幅（１９）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の攪拌機（２）。
【請求項４】
前記第１の軸受隙間直径（１６）が前記第２の軸受隙間直径（１７）より大きく、前記第１の幅（１８）が前記第２の幅（１９）より大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の攪拌機（２）。
【請求項５】
前記攪拌機（２）が、攪拌軸ブレード（１２）を有する攪拌軸（１１）を備え、前記攪拌軸ブレード（１２）が前記攪拌ヘッド（１）に接続されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の攪拌機（２）。
【請求項６】
前記第１の回転軸受（９）が前記第２の回転軸受（１０）に前記攪拌ブレード（７）のみを介して接続されることを特徴とする請求項１、４、５のいずれかに記載の攪拌機（２）。
【請求項７】
前記第１の回転軸受（９）および前記第２の回転軸受（１０）がすべり軸受として構成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の攪拌機（２）。
【請求項８】
前記第１の回転軸受（９）および前記第２の回転軸受（１０）が、セラミック材料と、金属材料と、高分子化合物とからなる群のうちの少なくとも１つの材料から作られた摺動面（１３）を含み、場合により前記摺動面（１３）がコーティングを有することを特徴とする請求項７に記載の攪拌機（２）。
【請求項９】
攪拌媒体を攪拌するための攪拌容器（２０）であって、請求項１ないし８のいずれかに記載の攪拌機（２）を備える攪拌容器（２０）であり、前記攪拌機（２）が、前記攪拌容器（２０）の容器底部または着脱式容器カバーに配置される攪拌容器（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌容器のための攪拌機に関する。この攪拌機は、攪拌ヘッドと、駆動ユニットと、磁気連結器とを備える攪拌機であり、磁気連結器が、駆動ユニットに接続された駆動磁石と、攪拌ヘッドに接続された攪拌ヘッド磁石とを有し、攪拌ヘッドが攪拌ブレードおよび軸受組立品を有し、攪拌ブレードが攪拌ヘッド磁石および軸受組立品に接続されており、軸受組立品が攪拌ヘッドを回転自在に支持し、軸受組立品が第１の回転軸受を備える攪拌機である。
【背景技術】
【０００２】
攪拌容器のための攪拌機は、例えば、バイオ医薬品業界や食品業界、特に無菌液製造工程の分野で利用されている。そうした攪拌容器の典型的な構成は、金属またはガラスから作られた、気密性で閉じることのできるタンク状の容器であり、そのため清掃および滅菌が容易で、従って多様な用途がある。攪拌容器に含まれる攪拌媒体の混合は、攪拌容器内で攪拌ヘッドを用いて実現され、攪拌ヘッドは、攪拌容器の用途および構成に応じて、攪拌ブレードを有し、攪拌軸ブレードが配置された攪拌軸に接続される。一般的な攪拌機では、駆動ユニットと攪拌ヘッドとの接続は滑りリングシールにより実現される。しかし、滑りリングシールで封止された攪拌機には、シール部で漏れが発生し得るという不利益がある。さらに、このタイプのシーリングは保守に多大な労力とコストがかかるが、正しく保守すれば漏れは最小限である。ところが、医薬品分野や食品業界においては、この漏れと、漏れに伴う攪拌媒体の汚染が高いリスクになる。このため、これらの業界では近年、滑りリングシールを有する攪拌機の代わりに、磁気攪拌機とも呼ばれる、磁気連結器を有する攪拌機を利用するようになってきている。そのような攪拌機の攪拌ヘッドは、例えばすべり軸受のような回転軸受を介して支持される。
【０００３】
特許文献１は、駆動ユニットと攪拌機との間に磁気連結器を有する攪拌機を開示している。この攪拌機はさらに、すべり軸受の形態の回転軸受を備え、この軸受は容器内で攪拌媒体によって潤滑される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第１７４８２０１（Ｂ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような構造では、駆動ユニットから加えられるトルク、最高回転数、攪拌ブレードの大きさや、さらには攪拌軸の長さが回転軸受により制限される、という不利益があることが分かっている。これらの特性を強化すると、攪拌ヘッドの振動が増加し、結果として機械的損傷につながるのである。
【０００６】
本発明の課題は、上記の構造の不利益を回避する攪拌機を作り出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、本課題は、軸受組立品が第２の回転軸受を備え、第２の回転軸受が、攪拌ヘッド内に、第１の回転軸受から間隔を空けて配置されることにより解決される。
【０００８】
本発明にかかる攪拌機の実施の形態によれば、分離した状態で攪拌ヘッドを搭載することができ、それにより、攪拌ヘッドの安定性、負荷容量、および耐用寿命が従来技術と比較して改善する、という効果が得られる。これにより、特に、駆動ユニットの性能強化などといった、攪拌機の残りの部品のさらなる変更が可能になる。
【０００９】
さらに、本発明にかかる攪拌機の実施の形態は、軸受組立品の負荷容量の増加により軸受割れの可能性が減少する、という効果をもたらす。軸受割れは通常、複雑な保守や修理作業、それらに伴う遊休時間の原因となる。さらに、軸受に割れがあると攪拌媒体が汚染され、そのため攪拌媒体の処理を進めることができず、廃棄しなければならなくなる場合がある。軸受組立品の負荷容量の増加は、特に、より長い攪拌軸を利用できるという効果を有する。攪拌軸が長いと、攪拌軸の振動が増し、従って攪拌ヘッドの軸受組立品により高い応力がかかるのである。この効果により、本発明にかかる攪拌機は、従来技術の攪拌機と比較してさらに大きな攪拌容器で利用できる。さらに、このようにして、従来技術と比較してさらに不均質性の高い攪拌媒体を処理することができる。
【００１０】
特に有利なのは、より高い駆動性能を利用できるので、攪拌ヘッドの回転速度を高めることができ、それにより攪拌媒体の混合を改善できることである。さらに、より大きな攪拌ブレードやより大きな攪拌軸ブレードを使用可能である。これによって、より大容量の攪拌容器を使用したり、粘性または不均質性がより高い攪拌媒体を処理したりすることもできる。
【００１１】
続いて、本発明にかかる攪拌機の有利な実施の形態、ならびに代替となる変形実施形態について、図面を用いて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１が示すのは、密閉式の磁気連結器を有する、本発明にかかる攪拌機の攪拌ヘッドを正面から見た断面図である。
【図２】図２が示すのは、分解した状態の図１の攪拌ヘッドを正面から見た断面図である。
【図３】図３が示すのは、本発明にかかる攪拌機を有する攪拌容器を正面から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、密閉式の磁気連結器３を有する、本発明にかかる攪拌機２の攪拌ヘッド１の好ましい実施の形態を、図３に描かれた完全な状態において示す図である。攪拌機２は、磁気連結器３のほかに、攪拌ヘッド１と、図３に描かれた駆動ユニット４とを備える。磁気連結器３は駆動磁石５および攪拌ヘッド磁石６を含み、攪拌ヘッド磁石６は攪拌ヘッド１に固定式に接続される。一方、駆動磁石５は駆動ユニット４に接続される。動作時は、駆動ユニット４が、攪拌ヘッド磁石６に磁気的に連結された駆動磁石５を駆動して回転させる。このようにして、攪拌媒体を混合するために、駆動磁石５の回転運動が攪拌ヘッド磁石６に伝えられて攪拌ヘッド１が回転する。
【００１４】
攪拌ヘッド１は攪拌ブレード７および軸受組立品８をさらに備える。軸受組立品８は第１の回転軸受９および第２の回転軸受１０で構成され、これらは攪拌ヘッド１内に互いに間隔を空けて配置される。攪拌ブレード７により、攪拌ヘッド磁石６と第１の回転軸受９および第２の回転軸受１０とが固定式に接続される。この第１の回転軸受９および第２の回転軸受１０による軸受組立品８の分離構成により、軸受組立品８に吸収される歪みが分散されるという効果が得られる。これには、このようにして従来技術と比較して軸受組立品８の安定性および負荷容量が高まり、耐用寿命が長くなる、という効果がある。図１に描かれた好ましい実施の形態において、第１の回転軸受９は、第２の回転軸受１０よりも磁気連結器３の近くにある。
【００１５】
さらに、攪拌ヘッド１は、攪拌ヘッド１の、磁気連結器３とは反対側の端の内側に、図３に描かれた攪拌軸１１を装着できる。攪拌軸１１には攪拌軸ブレード１２が配置される。
【００１６】
好ましい実施の形態において、第１の回転軸受９および第２の回転軸受１０は、摺動面１３を有するすべり軸受として実施される。従って、第１の回転軸受９および第２の回転軸受１０は、攪拌機２によって混合される攪拌媒体で潤滑される。この実施の形態は、可動部品の数が少なくなるため、攪拌ヘッド１の構成が非常に単純かつ高耐性になるという効果を有する。さらに、この構成により、攪拌機２から攪拌ヘッド１を取り外すのが容易になる。特に好ましいのは、摺動面１３を、セラミック材料、金属材料、もしくはＰＥＥＫのような高分子化合物、またはこれらの材料の組み合わせからそれぞれ構成することである。さらに、摺動面１３は、例えばダイヤモンドコーティングのようなコーティングを有してよい。これにより、摩耗が非常に少なくなるという効果が得られる。代替となる実施の形態では、例えば玉軸受またはころ軸受のような別の構成を回転軸受９および１０に用いてもよい。回転軸受９および１０のさらなる構成は、所与の例示参照から当業者にとって明らかである。
【００１７】
第１の回転軸受９の摺動面１３の間には第１の軸受隙間１４があり、第２の回転軸受１０の摺動面１３の間には第２の軸受隙間１５がある。これらの軸受隙間１４および１５は、回転軸受の構成から円形断面を有し、第１の回転軸受９については第１の軸受隙間直径１６を、第２の回転軸受１０については第２の軸受隙間直径１７を有する。
【００１８】
第１の回転軸受９は第１の幅１８をさらに有し、第２の回転軸受１０は第２の幅１９を有する。これらは、回転軸受９および１０の、軸受隙間直径１６および１７と直交する向きの大きさを表している。
【００１９】
図１に描かれた攪拌ヘッド１の好ましい実施の形態において、第１の軸受隙間直径１６は第２の軸受隙間直径１７と異なり、第１の幅１８は第２の幅１９と異なる。これにより、攪拌ヘッド１で発生する振動が第２の回転軸受１０に吸収され、抑制された形でのみ攪拌ヘッドブレード７を介して第１の回転軸受９に伝わる、という効果がもたらされる。さらに、これにより軸受組立品８内で負荷が分散され、その結果、攪拌ヘッド１の好ましくない振動が抑えられる。
【００２０】
図１に描かれた好ましい実施の形態では特に、第１の幅１８および第１の軸受隙間直径１６は、第２の幅１９および第２の軸受隙間直径１７より大きい。このため、軸受組立品８に応力が加わった場合に、第２の回転軸受１０の軸受割れの可能性が第１の回転軸受９の軸受割れの可能性より確実に高くなる。これは、第２の回転軸受１０は第１の回転軸受９より寸法が小さく、従ってその交換がより割安になるので有利である。
【００２１】
図１に描かれた攪拌ヘッド１は、すでに述べたとおり、攪拌ヘッド１の、磁気連結器３とは反対側の端の内側に、図３に描かれた、攪拌軸ブレード１２が配置された攪拌軸１１を装着できる。第１の幅１８と第２の幅１９および第１の軸受隙間直径１６と第２の軸受隙間直径１７の上記比率は、より強い振動が生じる可能性のある、より長い攪拌軸１１を用いる場合に、攪拌ヘッド１の望ましくない振動を抑えるために特に有利である。
【００２２】
攪拌機２の好ましい実施の形態において、第１の回転軸受９は第２の回転軸受１０に攪拌ブレード７のみを介して接続される。これにより、接続が非常に安定すると同時に、材料コストが低く、回転軸受９と１０の間の振動伝達が抑制される、という効果が得られる。
【００２３】
図２は、攪拌機２から取り外された状態の図１の攪拌ヘッド１を示す図である。この目的のため、駆動磁石５が攪拌ヘッド磁石６から分離されて、磁気連結器３が開放されている。さらに、第１の回転軸受９および第２の回転軸受１０の摺動面１３も分離されている。
【００２４】
図３は、攪拌容器２０に装着された、本発明にかかる攪拌機２を示す図である。図示された攪拌容器２０の好ましい実施の形態において、攪拌機２は攪拌容器２０の容器底部に装着される。代替となる実施の形態では、攪拌機２は攪拌容器２０の容器カバーに装着される。なお、容器カバーは着脱可能に構成されてもよい。駆動ユニット４は攪拌容器２０の外側に置かれる。攪拌容器２０は攪拌媒体で満たされてよく、攪拌媒体が攪拌ヘッド１の回転運動によって混合されてよい。図３の攪拌機２は攪拌軸１１をさらに備え、攪拌軸１１には攪拌軸ブレード１２が配置される。攪拌軸１１は攪拌ヘッド１に固定式に接続されており、攪拌軸ブレード１２によって攪拌容器２０全体で攪拌媒体を確実に均一に混合できる、という効果が得られる。本発明にかかる攪拌機２の実施の形態では、異なる構成をもつ攪拌ブレード７や異なる長さを有する攪拌軸１１を利用できて有利である。このようにして、本発明にかかる攪拌機２を多種多様な形の攪拌容器２０に、そして、図３に描かれたように攪拌容器２０の容器底部に、また図３には描かれていないが攪拌容器２０の容器カバーに装着することができるようになる。これには、本発明にかかる攪拌機２を多種多様な攪拌容器２０で利用できるという効果がある。
【符号の説明】
【００２５】
１  攪拌ヘッド
２  攪拌機
３  磁気連結器
４  駆動ユニット
５  駆動磁石
６  攪拌ヘッド磁石
７  攪拌ブレード
８  軸受組立品
９  第１の回転軸受
１０  第２の回転軸受
１１  攪拌軸
１２  攪拌軸ブレード
１３  摺動面
１４  第１の軸受隙間
１５  第２の軸受隙間
１６  第１の軸受隙間直径
１７  第２の軸受隙間直径
１８  第１の幅
１９  第２の幅
２０  攪拌容器
【図１】
2018118243.tif 000003
【図２】
2018118243.tif 000004
【図３】
2018118243.tif 000005