(57)【要約】      （修正有）【課題】低消費電力によって、広い範囲にわたって流体を確実に撹拌することができると同時にその操作に際し撹拌羽根翼を懸架する棹構造物及び回転維持のための保持部材の磨耗損出を減少させる。【解決手段】一対の回転軸26を有する駆動部20によって撹拌体10が回転される。撹拌体は、運動機構を構成する関節部材と適当な長さの円柱状、スプリング状、平板状をしたバネ材、または球形型のどれかを用いた素材とで結合し、回転運動により得られる、衝撃的な伝達で、潤滑性の軸受け部の損傷破損を著しく削減し、安定的な回転運動の維持が保たれる工夫が施されている。更に、撹拌体の揚力発揮機能面を、撹拌体の長手方向柱の両端部に設置して、中央部には搭載しない構造にすることで、更にその揚力面の面積をより小さい物として、高速な回転が可能にすることで、遠方にまで伝達する水流を発生することが可能になる。【選択図】図１
2004202486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並行に直立し、互いに逆方向に回転し会う伝達軸と、その両軸の先端部には、両軸間に懸架構造物が連続的な揺動反転運動を可能とする寸法比に従った腕棹を準備し、且つこの腕端で支持する支点と懸架構造物とを結ぶ支持棒を保持させながら、連続回転を可能とさせるための支点支持部との連結操作を必要とする。
この連結操作において、支持支点の内部に玉型支持を装填し、懸架構造物との連結を行い、四つの支点間距離を維持させるために、支点を玉型構造を採用する。
更に腕棹を変形させても常に円滑な回転運動を維持できる寸法比を維持でき、更に支点関節内での懸架物の支持腕と、支持腕を支える玉型支持枠とが示す直角だけで無くとも、回転が可能になる様に変形させえることを可能とする弾性機能材を適応させる。
これらの玉型の可動支点構造と弾性変形を可能とする支持腕棹を、組み合わせることで、駆動伝達軸の互いの逆転回転運動を、両軸間に懸架する揚力発生翼の、揺動反転運動に転換し、その回転運動がスムーズーに行う様にして、各関節支持支点部の保持素材の不等比磨耗損耗を促進することなく、長期間の運転寿命を維持させるための工夫を凝らしたことを特徴とする揚力機能発揮構造物装置を備えた撹拌装置。
【請求項２】
一つ回転伝動源の出力軸と、【請求項１】記す二つの独立した駆動軸の先端間に懸架する懸架構造物を同時に左右の伝達駆動軸に分配しながら円滑な回転運動維持を目的とする相互の入力軸とを結合する場合、イ）互いに懸架物の回転駆動軸への入力と出力の間に必要とす角速度に応じた弾性吸収体を鋏込み、駆動する二軸間に懸架した懸架物の伝達軸への出力角速度の違いにより生ずる動力源軸ギヤーとの噛み合を、相互の鋏込まれた弾性吸収体の変形で衝撃を吸収させる方法。
ロ）又は、動力源の出力軸に直結した伝達動力判別機能器を介し、左右の動力軸が要求するより高い動力トルク軸側を優先的に伝達させる判断機能を有する分配機能器具を選別して適応し、駆動軸の先端部での懸架物の衝撃損傷と関節部の磨耗損傷を軽減させながら揺動反転回転を維持し、撹拌機能を発揮することを特徴とする撹拌装置。
【請求項３】
請求項２に記載された伝動軸に、伝達させる動力源を、動力伝達軸を装填したのと同一装填箱に設置する場合と、各種な適応の可能性が考えられる動力源を別途に独立させて同一装填箱に納めるのでなく、動力源との連結を可能とするための連結器具を装填箱の外に取り出し、外部に設置した動力源の出力軸との間に要望に応じた距離に見合う各種な連結器具を用いて結合させることで動力機能源の機能を伝達することで、撹拌機能を幅広い環境条件に適応の可能とするすことを特徴とする撹拌装置。
【請求項４】
【請求項３】に記された動力源として適応させる機材は、出力回転軸は２５０ＲＰＭ以下の能力を維持させたもので、その設置位置は、要望に応じて対象液中または気中に設置して、使用者側が意図する要望事項を満たす設置環境を満たし、目的とする撹拌機能の連続維持性を満たす伝達機構を設置することにある。
このために、動力源出力と撹拌機能の動力入力軸との間を結合させるために、屈曲可能でありながら、強く捻られる働きに対しても対応できる機能を有した素材を適応し、これらの素材が適応させる環境に十分に適応出来る保護がなされている動力源とその伝達機構を有することを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
【請求項３】に記されている適応させる動力出力源として機能を発揮させる機種は、イ）低速回転（２５０ｒｐｍ以下）を維持しながら、要望される高い回転トルクを維持する機能を有した伝動具であり、このための動力源は各種な動力電源種により駆動される機能品であったり、ロ）又は、圧縮された空気または油圧、水圧で駆動されることを特徴とすることを特徴とする撹拌装置。
【請求項６】
【請求項１】で記載さている揺動反転運動を可能とする取決められた寸法比を維持した懸架構造物に揚力機能を発揮する翼機能物の取り付け位置は、支柱への支点腕を取り付ける位置より両端方向に、板状または板状物の端部に立体物を取り付け左右のバランスを加味し、更に揚力効果をより発揮し易い構造物を適応するなど、目的に応じた翼機能構造物を簡便に交換可能とする撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種流体の撹拌、混合等に使用される撹拌装置に関し、さらに詳述すれば、撹拌翼を有する撹拌体を、２軸の回転運動を、２軸間の先に付けた腕棹間に懸架し、揺動反転運動を行う撹拌体の操作する。
【０００２】
【従来の技術】
スイス特許  ５００００（１９６８・１０・１）に、立体的な形状をした、オロイド形態が、二つの異なる位置にある重心の移動により、連続的に回転を続けることが可能となる構造物の製作方法を開示している〜表１  参照
特公昭４８−７４９６２号（１９７３、４、１８）に、二本の相反する方向に回転する駆動伝達軸の先端間に互いに二つの一方向の変更可能な支点間を、常に正三角形を維持させる寸法比を維持させる、第三の継ぎ手に可動支点を付与する独立二軸の構造部を作り、更に、この二軸を互いに相反する方向に回転させることにより、中央の第二の継ぎ手の動きに注目すると、如何にも酔っばらった状態で歩いて居る様に見える酔歩運動しながら回転する揺動反転運動機構の基礎的な構成要素が開示されている〜表２参照
特公平６−８６６２号には、先に開示したオロイド形状（スイス特許）と、揺動反転運動機構（特公昭４１−７４９６２号）を組み合わせ、立体翼を撹拌翼として二軸間に懸架することで、二つの水圧モーターに、交互に圧力水を送りながら、撹拌翼を駆動させることをが開示されているが、平９／２／２をもって権利維持費用の未支払により、公知の資料として取り扱える資料となっている〜表３参照
世界特許  ＷＯ９９／５７４６１に、一つ駆動源より、一方の駆動軸にベルトを掛け他方の駆動伝達軸には、楕円形状のホイルを介して伝達し、左右の二軸を、真円運動する動力源の出力を、懸架構造物の回転に連結する駆動軸を、交互に楕円軌道に従って回転させることで、懸架構造物を介して伝達される軸の動きと同調させることを可能とする、駆動軸の駆動管理法が開示されている〜表４参照特公報  ２００１−０００８７１に揺動反転運動機構を有する懸架物を、独立した相互の駆動軸の回転を機械構造物を介することなく、磁力拘束力で回転を維持させることで、懸架翼より伝わる抵抗力（真円運動を楕円運動に変換時に発生する速度班現象）の逆回転の動作を吸収することで、懸架物中に存在する支点部分の損耗速度の加速、消耗破損を抑制しようとしている駆動軸操作法が開示されている〜表５参照
これらの開示されている特許に共通して言えることは、揺動反転運動を行う懸架物に揚力機能を与えることにより、超省エネで送液機能を発揮することが述べられている。
【０００３】
しかし、この撹拌装置の主要素である懸架物の動きが特異な傾斜角度を替えながら回転する揺動反転運動と言う新しい運動機構を採用するために、回転する懸架物を維持する各支点部には、複雑な回転方向よりの水流の衝撃力が加わり、翼の支持部材の破損と支点支持部の内部と保持機材の損耗が激しく、安定した機器としての感触に欠けている。
【０００４】
駆動伝達軸の動きを難しくしている最大の要因は、左右の各伝達軸が示す入力回転角速度に対し、動力伝達二軸の先端部に懸架される揺動反転運動を可能とする寸法比で作られた構造物を経由して動力が伝達される出力角速度が相互に違い、この違いを吸収させる新しい工夫を凝らした合理的な運動機構の採用しなければ、様々な問題点の発生を生み出し、安定した機械の耐久性が得られず、この問題点の解決の工夫を発揮させようと試みが提起されねばならない。
【０００５】
更に、回転動力の伝達源設備については、出来るだけ体積が少なく軽量で、漏電トラブルなどの問題を発生させず、撹拌機能翼は水中で作動させることで得られる作用効果を高めるなど有効性を生かし、装填ケースーを完全に防水構造を長期維持するには、数々の問題点を克服させねばならず、製作目標とする価格、簡便な工作性、保守維持管理性などが複雑となり、目標を達成させための重要な解決すべき課題であると言える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
先ず第一に検討すべきは、懸架される構造物を揺動（左右に作動重心位置を移動させる）反転運動を可能とする（真円回転運動を、揺動＝位置をずらす運動＝楕円運動に変換し、再度はその逆の運動に変える）ことを、スムースニに、交互の真円回転運動を、楕円運動に変えるかにある〜表７参照
この問題を解決するために、楕円ギヤーを用いて、真円ギヤーに伝え、更にその逆を行うとすることでであるが、この間の張力の調整が難しく、高速回転には追随できず、実用化がなされていない。
【０００７】
一方、この問題を解決したのは、駆動すべき伝達軸を機械機構で連結することなく、磁力での引き合いの理論で、駆動軸を回転させ、引きつける磁力より強い機械的な抑制制動が、懸架物構造物より伝われば、伝達軸の回転は、真円運動より回転速度が抑制された楕円回転に追随させることができる〜としたのが、先発の開発技術である。
【０００８】
これらの、先発開発技術に対抗し、開発されたのが、左右の駆動伝達軸の間に、数カ所に別れて、作動機構が異なる弾性吸収体を、組み合わせて、採用することで、設備全体のサイズをコンパクトにして、磨耗損出箇所を、分散して、交換部品の点検修理期間を延長させて、要所部品の交換作業だけで、簡便に点検修理が可能とする方策の採用を可能とすることにある。
【０００９】
より具体的に表現すると、左右の回転運動を伝達する腕で、４本の懸架物を支える支持棒を保持し、さらに連続的な揺動反転運動における正常な回転を維持させ、なお且つ、回転運動に係わる慣性に伴う惰性運動とか、反動的な不定期的な、翼構造物に掛かる周辺の構造物から反射する衝撃的な過剰な付加などを、どの様に効果的に吸収させて有効に分散させる構造を採用し、適応機構の損傷避け、磨耗損出速度を最低に抑え、必要なメンテ周期期間を延長し、実用性を発揮することの実感を強めることにある。
【００１０】
更に、前記する懸架構造物が持つ４つの支持軸と、対の棹腕の両端部の４か所の支持具の損耗の度合いは、左右の駆動軸より伝達される回転トルクが、必要以上に常に揺動反転運動を維持させるに必要な動力以上に伝達され、懸架構造物を破損させることでは問題であり、必要以上のトルクを排除できる安全機構が必要なことを配慮すべきである。
【００１１】
更に、機器の軽量化による搬送、据え付け易さへの改善と、適応可能環境の拡大化を可能とする要素の取り込みにある。
更に、製作費用の低減化を達成させるための機械工作要素の負担箇所の軽減化させる設計要素を組み込むことにも配慮する必要がる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
発明が解決しようとする手段を分別すれば、第一に揺動反転運動の特色を認識し、この揺動反転運動機構を構成する要素の働きを再分析し、構成要素を分解し、それらに応じられる簡便な設備で対応策を講じられることである。
回転伝達の、入力の左側の軸を真円軌跡で回転すると、右側の出力側では楕円軌跡に変換させられることにより、左右の軸の回転角度は最大で８．５度の角度の違いを生じ、一回転では４回の速度が同期する場所があり、この間を随時に変動し、一方的に片方のみが、速いのでなく、交互に（９０度ごとに）速い、遅いを組み合わせて、周期的に再現されている。
【００１３】
従来の検討では、駆動源の回転軸の擦れを修正させる手法については、数々の工夫ががなされてきているが、揺動反転運動機構を支配する４つの支持支点の構造について、取り付け角度を変化させて、蓄積する歪みを、全周に発散させる考えは見られていない。
【００１４】
この間の懸架構造物を支持する支点の内部には不均一な回転角速度を示す状況へ変化して駆動軸に伝達されることを確認することがで、支点内部の壁に掛かる付加の分散方法が最大の問題解決の要素であると言える。
【００１５】
この様な変換状況が、各支点での損耗が不均一に進んでいる原因であることを認識し各支点の損耗の軽減化対策として適応させる手法の効果性を考慮する上に基本的な要素であり、各支点の軸受け部の内部に掛かる付加ベクトルは均等でないことを認識すべきであると言える。
【００１６】
この問題を可決させるために、▲１▼：特に懸架構造物を支える四本の支持棒と回転伝達駆動軸よりの駆動力を伝える棹腕の内部にある伝達支点との連結に、球形型支点を用い、架橋構造物との連結を行い、支点に掛かる負荷を、球面で受けることで、全面に発散させることで、一点集中を避けること、更に球形型支点の表面の仕上げ精度を向上させ、また支点外部との隙間に、高粘度潤滑剤を満たし、負荷の発散性を向上させることに配慮されている。
【００１７】
▲２▼：球形型支点の素材は硬度の高いセラミックを採用し、その外側の保持素材には、衝撃吸収性に強い、フッ素系の樹脂ブロックから構成され、この外側と球形型支点とのクリアランスについては、外部の締めつけネジで調整が可能な様に製作され、用途先に応じて、密閉構造を採用することで、異物の進入による影響を排除を考慮している。
これらの要素を取り込むことで、支点部分の部材の耐久性を格段と高めたと言える。
【００１８】
▲３▼：更に、支点部分を支持する回転を伝達する腕棹部分の部材、硬い弾性機能が全く無い鋼材を用いるのでなく、弾性吸収機能を持ち、複数の方向に掛かる負荷を分散させる機能を備えた屈曲性をもった棒状物を適応し、その先端部に球形型支点構造物を保持されている。
【００１９】
従って、球形型支点構造物で、懸架構造物に掛かる衝撃的な負荷を全面に分散させるながら、その負荷にもたえられない正常な回転運動の軌跡を維持できない負荷が掛れば、その支点を支持する腕棹を構成する素材が持つ、弾性吸収体が変形して対応することで、動力源と連結して、支持腕の傾斜運動を支持する支点部材の変形と片ちび損耗速度を軽減するのに貢献するものと想定される。
【００２０】
揺動反転運動を連続的に続行させることは、左右の軸の軌跡は、翼が１８０度回転する事に、交互に真円と楕円起動を交互描く事となり、伝動源の出力を楕円軌跡と真円軌跡の交互に変換させる切替えが必要になると言える。
【００２１】
この様な制御を電動機の出力制御させることは速い応答速度を維持させることは出来ず、電動機の回転状態を制御させようとして、電圧制御を行ったとしても、応答速度が遅く、逆に二つの制御電圧が交錯して無制御状況に陥り、ギヤーが噛み合って、回転出来なくなる状況に陥ることとなり、このトラブルを避けようとすると、更に高速なコンピューターを必要と成ることが判明し、実用的な解決策には成らないことが判明した。
【００２２】
一方では、簡易な手法として、伝達駆動軸を高トルクを低速回転で直流モーターのローターを兼ねる構造で対応させようとしたが、重量が重く、嵩高な体積となり、割高な設備となり、目的とした駆動収納箱の嵩が小さく、軽量な、安価構造とはかけ離れた設備となることが判明した。
【００２３】
これらの問題点を解決させるためには、動力源の出力と、二つの回転伝達軸の間に懸架した揺動反転運動機構を介して伝達軸入力との間に、真円軌道と楕円軌道を重ね合わせることで発生する出力と入力との擦れを、より低いトルクで伝達媒体が変形し、更に合致させるまでの時間を持ちこたえることが出来る弾性吸収体を、左右の伝達軸の入力側に挿入すれば、互いに次最大の歪みの蓄積と成る時間は微細な時間を互いに打ち消し会うこととなり、十分に弾性吸収体の機械構造の耐久性は十分に耐えることが判明した。
【００２４】
この様に、左右の伝達軸の入力側と出力側との断絶部分に弾性吸収体を鋏込み、互いの端を伝達軸側と固定させることで、歪み時間を吸収させることが可能となることで、所期の目的である、簡便な設備で、コンパクトに、安価で補う方法を見つけ出したこととなる。
【００２５】
この様な動力源側での、噛み合いで発生するであろう歪みの積極的な解消法と先に述べた様な回転運動伝達軸の先端に取り付けられた懸架構造物とその周辺を構成する支持部材との間に発生する可動復元力の可能性により、運動慣性により生ずる弾性歪みの吸収機能力を組み合わせる事などを組み合わせると、固定方向のみを規定した支持部材に比して格段と大きな吸収変形能力を発揮すると判断される。
【００２６】
第二の問題点を解決させる手法は，伝動源を機能機材を、伝達機構軸を装填する同一の箱の中に装填させる必要があるのか？である。
このことは、伝動源はイ）発熱源であり、狭い装填箱の内部温度を上昇させ、この熱で、構成部材の熱劣化を引き起こし、耐久寿命を短くするだけでなく、撹拌器の適応させる環境を著しく狭めていることに気がつく。
【００２７】
この問題を解決させるためには、動力源を系外に取り出し、外部より動力伝動軸と結合させることで、動力源は任意の環境下に設置し、出力軸と駆動機構を装填した撹拌機能を支持箱のみを、要望される環境に設置して期待する効果を引き出せる様に設置されれば良いこととなる。
【００２８】
この様な機能が発揮されれば、粘性の高いが、高い温度下で作動させようとする熱溶媒の撹拌操作とか、高い温度の熱水中の撹拌とかに十分に適応できることで、作業の付加価値を高め、応用先を格段と高めると想定される。
この問題を解決させるためには、直結した棒の端にユニバーサルージョイントを付けること、伝達ロスを低く抑えた伝達方法から、かなりな屈曲でも耐えるフレキシブルジョイントを採用させることで、要望に十分に対応し目的を適えるものと想定される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
▲１▼：先ず適応させるのは、撹拌体１０の内部に構築された左右の対の回転支持軸間１４とその短い柱１３ａとを結ぶ翼を支持する柱材１１＋両端の１６との結合箇所が最も効果的であると言える。
ここに適応するバネ材の形状はイ）帯状の板材の両端に決められた位置に連結すべき部材の設置操作がなされる作業が可能な構造も考えられ。
【００３０】
ロ）前記の如く板状梁構造にバネ材機能を発揮する鋼材を適応し、さらに板状の中心部で９０度に捩じられている構造も採用の対象とされる。
【００３１】
ハ）前記イ項で記載されたバネ材機能部を、円筒状のリング状の線材で出来たバネ材を用いて左右を連結する考えもある。
【００３２】
二）更には、前記ハ項に記載された対の短手の柱１３ａにコイル状のバネ材１３を溶接して中心を維持出来る工作を施すことで、目的とする機能が発揮させる。
しかし、金属性のバネ材は鋼材であり、周辺の固定金属材とでは組成を異にすることより、鋼材との溶接面では、完全固溶体を形勢し難く、時間の経過で破損を生じるので、機械工作上でのはめ込み作業などが要望されるが、工作上での問題は少ない。
ホ）この様な問題点を回避する方法には、有機性高分子素材を適合させて、同様に要求される要望事項を満たすことは十分に可能性が残されている。
要望される特性には、軸の回転方向には復元力が強い変形弾性が求められるに対して上下の伸び方向については、出来るだけ少ないことが望まれていることより、この様な特性を満たすには、素材の持つ物性に加え、形状による要素を組み合わせる必要がある。
この様な要素を満たすには、高分子素材物を選ぶ方が選択の幅が広く、必要とする軸上への固定は、金属素材製の固定補助材との組み合わせにより、要望される軸材に固定が可能となり、更に必要とする形状を、取り付ける位置によって取り付け形状を選択するとが可能であると言える。
【００３３】
▲２▼両駆動軸２６の先端部の端に設置する半月状に分岐した棹１５の腕を構成する部材１５ａにバネ材を適合させることも十分に効果を期待することは可能である。
【００３４】
イ）この棹１５に求められる要項を満たすには先端部には回転体１０を連結する部材１３を取り付ける空間が必要になり、更には棹を駆動軸の先端部に固定するための支点軸１５ａを固定させる空間２８を必要とする。
ロ）この為にはは、棹１５の下部の支点部１５ａと両端の固定部２８を結ぶ支点部に丸棒状のバネ材を弓型に変形させて適応することも推奨される。
【００３５】
特に、懸架された撹拌体１０を構成する長手の柱構造に揚力を発揮するを撹拌体部材で覆い被せることは、バネ材を適合した梁１１の動きを固定させることとなり、好ましい構造物では無くなってしまう。
このことより、撹拌翼の抑揚作用を発揮機能物１２は、長手の柱構造物の両端部柱の固定部分と回転支点柱造１３との距離の内に設置することが有効であると言える。
【００３６】
このことで、翼構造物の形状は、回転支持具とを連結させる短手柱軸１３と長手の柱材の両端との間、意図した揚力を発生する構造物１２を設置し、回転に伴う揚力は、両端の発生構造体１２の部分のみと限定されることとさせる。
【００３７】
この構造をした翼機能は、回転運動により中心部での立体構造物の移動に伴う吸引機能が急激に低下するが、両端の抑揚機能により創りだされる反転運動により伏流水流は自動的に翼の回転軸に巻きつき吸引力を発生し、この吸引力を無くすることは出来ないが、弱めることは可能であり、両端より主水流を発生させる機能を発揮すると言える。
この羽根構造については、羽根翼の両端の距離が大きい程、その中心部の吸引効果を抑制させ、更に水流を中央に集中効果は強いと言える。
適応した翼の両端の距離は５００ｍｍ前後を示すもので、翼を構成する揚力を発揮する機能部を支持柱部より排除し、端部に移動させることで、目的とする機能を発揮うることができた。
【００３８】
さらに両端に取り付けた抑揚発生機能体の形状については、一回転方向に対しては、より強い流れの方向性を規程できる形状に変形されていることを採用することで、回転軸を結ぶ方向に対し、延長線上方向に発散する特性を弱め、より駆動二軸を一辺とする三角形の頂点の方向に近い方向に向かうベクトル成分を増す目的のために、翼の形状を、不対象に変形させることは、送水効果を高めるためには有利であると言える。
【００３９】
また、駆動軸の消費動力に比して効果的な、伝達距離を優先する水流をえるためには、翼構造に取り付けた揚力発生面積を減らし、駆動軸が持つ動力量の内で、より速い回転が可能で、その結果より速い揚水速度が得られる翼平面積のバランスの探りあいと言える。
従って、このバランスを保には、揚力面は、翼構造物中の長手支持軸に交差する短手の回転軸を保持する柱より先端部に掛けて主の揚力面を設置し、その揚力面には必要に応じて、発生する水流の指向性を高めるための工夫を付加されせる。
【００４０】
この為には、例えば、右翼の右端の上部に凹面状に彫りを入れ、対象的に逆の左翼の裏側の左端下部に同様な凹面状の彫りを入れることが考えられる。
更に、この様な形状の中心軸対象の、裏返しの構造物が考えられる訳であり、両者を合わせると，より好ましい指向性の強い水流を発生指せる翼の特性を発揮すると判断される。
【００４１】
適応される各種のバネ材に求められる変形を開始する軸トルクは、小型モーターの場合は０．１０ｋｇ・ｆ・ｍより１．５５ｋｇ・ｆ・ｍ前後での応答性が求められる部材を構造造物として適応した、大型翼で言えば０．９５ｋｇ・ｆ・ｍより５．５ｋｇ・ｆ・ｍ前後の物が対象になるりこの力を鋼材の変化開始となるヤング率に変換した鋼材に変換して鋼材の選択を行ったが、この値に付いては鋼材の形状によりことなり、この値でバネ構造物を採用した効果を薄めるものではない。
【００４２】
これらの改善対策工作により対処した撹拌翼を、並行する駆動軸に連結した棹に懸架し、連続運転を行った結果、好ましい材料と構造の組み合わせより判別していくと下記の如くの結果を得られた。
最も好ましいのは、イ）翼の長い支持柱中の二つの支点軸間に挟まった梁構造を、スプリング状バネ材を繋ぎの柱材を介して接続したものが、全ての潤滑性軸受け材の衝撃的な損耗は発生せず、交換寿命が１２ケ月以上であることが判明できた。
次に好ましいのは、ロ）厚み３ｍｍ×巾３ｍｍの帯状のバネ材を中心部で９０度前後に捻られた全長が２０ｍｍの鋼材を梁柱に取り付けた。
前記と同様に磨耗速度は遅く、軸振れの心配もなく、スムースナ回転を維持した。
更に、前記する梁材の中心部を二分割し、軸芯をずらさない構造物を、三次元な方向に変動する歪みの変形を、一方のみの永久的な変形で、軸芯をずらさせない様に、三次元の方向の動きを同時に制御できる有機形高分子素材を用いた補正結合構造材を用いることで、補正を可能とした。
【００４３】
次に、駆動軸への動力源の伝達方式は、動力源室２０の体積を如何に薄い形状にして、設置底面と翼の全高部との距離を出来るだけ少ない構造物とするために、動力室２０の高さの巾を狭くすることは、適応範囲を広めるためには有効とされ、そのために動力源を駆動軸に直角にし配置した構造を有効に利用することが考えられる。
【００４５】
並行に設置された駆動動力軸２６への動力源２５を如何に供給するかが、両軸の先端部２８と棹１５との間に懸架する撹拌体１０の回転運動に伴い発生する左右の翼１２に懸かる最大仕事作動点での揚力付加加重の不均一性に大きく関連してくることが判明している。
【００４６】
これらの経験則より、駆動動力は最大荷重仕事作動点時には、両軸に均一な荷重が付加されることが理想とされ、安定した揺動反転回転運動を連続的に可能とするには、前記する如く構造構築物には多数の制限事項があることなどの制限事項を外しては、安定した連続運動を続行することは不可能であることも確認された。
【００４７】
水中に於ける負荷は空気中での空運転の如く均一では無く、左右の羽根翼の周辺環境の影響等を実際の実荷重付加の状況を観察して見るとその変化は激しく、再現性のある荷重状況を得るための条件は限定される。
【００４８】
このためには、二軸の互いに独立した動力源を供給する工夫を凝らし、特に動力伝達機能を付与させるために狭い空間に設置する工夫が、水流の発生器を必要とする現場では要望されていることを生かすためには、動力源の要素の全てを駆動軸上に全てを取り付けるのでなく、駆動軸に動力伝達媒体を搭載して、軸と直交する配置に設置した動力源の出力軸と連結することで、駆動動力室の空間を狭くすることが可能になり重量も軽くなると同時に設置のための制限を省ける要素が多くなった。
【００４９】
この駆動軸への動力源の伝達媒体は、駆動軸より見た出力軸を人力で持って回転させて動力モーター軸の入力が軽く回転し、この間に設置した減速及び伝達機構の内部の伝達機構を衝撃で破壊することがない工夫を凝らす工夫＝バネ材の要所への適応により回避することで大きく緩衝され、機械構造を介した連結では、必ずギヤーの破損を伴うとした伝達機構に再度の適応の道が開けたことを確認できた。
【００５０】
このことより、駆動軸上に圧縮空気量の吹き込み量に比例して回転させることを特徴ととするエヤーモーターを駆動源とし、使用後の空気は、機械室外の水中に飛散されることで、周辺に酸素成分を供給させる次の目的に用いられるし、機械室への浸水に伴う障害が電気動力源とするモーター類に見る障害に比して格段と軽傷であり、復元の可能性は格段と高く、初期の建設費を見ても格段と軽減されることが読み取れる。
しかし、エヤーモーターの駆動の回転の制御性は電気動力源に比して、制御性は悪く、左右の駆動軸に掛かる回転の受渡を左右に移行されようとすると、二次よりの駆動であり、翼の回転は増速さあれることとなり、スムースナな回転を可能とすることは難しい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の撹拌装置は、このように、駆動部に設けられた一対の回転軸の回転によって、棹に懸架された撹拌体の軸体が回転されつつ揺動反転回転運動されることによって、撹拌体の周辺の流体を確実に遠方にまで低い電気エネルギーによって効率よく流動させると同時に、周辺の水層を撹拌混合しながら大きな水量を均一にさせることが出来る。
【００５２】
しかし、この操作を長期間にわたり安定して操作を続行維持させるためには、二軸間に懸架させる撹拌体内部の複数の梁材の内部、関節部への伝達柱材の内部に歪みを吸収可能な微細な可逆運動が可能とするバネ材またはスリップ機構材を適応することで、蓄積する歪みを解消し、正常な駆動位置を取戻し支点軸を中心に、回転運動を可能にする。
運動機構を構成する部材の損耗は翼の押し出した水流状況により撹拌翼に掛かる反動状況で異なるり、関節部の磨損は避けられず、その寿命取り替え周期期間が問題であり、こ
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月26日(2003.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】互いに並行に直立し、互いに逆方向に回転し会う伝達軸と、その両軸の先端部には、両軸間に懸架構造物が連続的な揺動反転運動を可能とする寸法比に従った腕棹を準備し、且つこの腕端で支持する４つの支点と懸架構造物とを結ぶ支持棒とを保持させながら、連続回転を可能とさせるための支点支持部との連結操作を必要とする。
この連結操作において、支持支点の内部に玉型支持を装填し、懸架構造物との連結を行い、四つの支点間距離を維持させるために、支点を玉型球形構造を採用する。
また、各関節部と駆動動力伝達軸部材との近傍に、金属または高分子物からなる、機械構造をした、弾性吸収体を適合させることで、前記の運動機構内に蓄積する歪みの吸収に応用される。
更に腕棹を慣性運動などで微細な寸法変形での歪みの吸収を常に円滑な回転運動を維持でき様うに弾性変形体で構成させ、支点関節内での懸架物を支える玉型支持枠とが示す直角だけで無くとも、回転が可能になる様に任意に変形させ得ることを適応させる。
これらの玉型の可動支点構造と弾性変形を可能とする繋ぎ棒状物を、支持固定枠腕棹と組み合わせることで、駆動伝達軸の互いの逆転回転運動を、両軸間に懸架する揚力発生翼の、揺動反転転運動に転換し、その回転運動がスム−ズ−に行う様にして、各関節支持支点部の保持素材の不等比磨耗損耗を促進することなく、長期間の運転寿命を維持させるための工夫を凝ら、例え磨耗損耗に伴う補正が生じても、最も弱い関節保持樹脂素材の素早い安価な交換作業で、正常性を短時間で回復することを特徴とする送水攪拌装置。
【請求項２】一つ回転伝動源の出力軸と、【請求項１】記す二つの独立した駆動軸の先端間に懸架する懸架構造物を同時に左右の伝達駆動軸に分配しながら円滑な回転運動の維持を目的とする相互の入力軸とを結合する場合、イ）互いに懸架物の回転運動軸への入力と出力との間に発生する相互の角速度の違いを吸収するために弾性吸収体を鋏み込み、駆動する二軸間に懸架した懸架物の伝達軸への出力角速度の違いにより生ずる動力源軸との噛み合を相互に鋏み込まれた弾性吸収体の変形で衝撃を吸収させる方法。
ロ）又は、動力源の出力軸に直結した伝達動力判別機能器を介し、左右の動力軸が要求するより高い動力トルクが軸側をに要求されれば、正当なトルクを伝達させる判断機能を有する分配機能器具（磁石式トルクリミッタ−）を選別して、動力軸の空回転をさせ、適応した、駆動軸の先端部での懸架物の衝撃損傷と関節部の磨耗損傷を保護させながら揺動反転回転を維持し、撹拌機能を発揮することを特徴とする撹拌装置。
【請求項３】請求項２に記載された伝動軸に、伝達させる回転数を抑制した動力源を、動力伝達軸を装填したのと同一箱に設置する場合と、各種（減速機構付き電動機、空気作動、水流作動等）な適応の可能性が考えられる動力源を別途に独立させて、翼送液機能部と同一装填箱に納めるのでなく、動力源との連結を可能とするための連結器具を装填箱の外に取り出し、外部に設置した動力源の出力軸との間に要望に応じた距離に見合う各種な連結器具（例えば、直結棒状、又はフレキしブルなバネ材等）を用いて、動力を遠方より伝達する機能を備えることで、動力源の昇温による運転機能の低下などの問題を回避して幅広い環境条件に適応の可能とすること特徴とする攪拌装置。
【請求項４】【請求項１】で記載さている揺動反転運動を可能とする取決められた寸法比を維持した懸架構造物に揚力機能を発揮する翼機能物の取り付け位置は、支柱への支点腕を取り付ける位置より両端方向に、板状または板状物の端部に立体物を取り付け左右のバランスを加味し、更に揚力効果をより発揮し易い構造物（肉盛り）などを適応することで、目的に応じた翼機能構造物を簡便に交換可能とする撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種流体の撹拌、混合等に使用される撹拌装置に関し、さらに詳述すれば、撹拌翼を有する撹拌体を、２軸の回転運動を、２軸間の先に付けた腕棹間に懸架し、揺動反転運動を行う撹拌体の操作する。
【０００２】
【従来の技術】
スイス特許  ５００００（１９６８・１０・１）に、立体的な形状をした、オロイド形態が、二つの異なる位置にある重心の移動により、連続的に回転を続けることが可能となる構造物の製作方法を開示している〜参考図１）参照
特公昭４８−７４９６２号（１９７３、４、１８）に、二本の相反する方向に回転する駆動伝達軸の先端間に互いに二つの一方向の変更可能な支点間を、常に正三角形を維持させる寸法比を維持させる、第三の継ぎ手に固定位置での回転可動支点を付与する独立二軸の構造部を作り、更にこの二軸を互いに相反する方向に回転させることにより、中央の第二の継ぎ手の動きに注目すると、如何にも酔っぱらった状態で歩いて居る様に見える酔歩運動しながら回転する揺動反転運動機構の基礎的な構成要素が開示されている〜参考図２）参照
特公平６−８６６２号には、先に開示したオロイド形状（スイス特許）と、揺動反転運動機構（特公昭４１−７４９６２号）を組み合わせ、立体翼を撹拌翼として二軸間に懸架することで、二つの水圧モ−タ−に、交互に圧力水を送りながら、撹拌翼を駆動させることをが開示されているが、公知の取り扱える資料となっている〜参考図３）参照
ＷＯ９９／５７４６１に、一つ駆動源より、一方の駆動軸にベルトを掛け他方の駆動伝達軸には、楕円ホイルとベルトを介して伝達し、左右の二軸を、真円運動する動力源の出力を、懸架構造物の回転に連結する駆動軸を、交互に楕円軌道に従って回転させることで、懸架構造物を介して伝達される軸の動きと同調させることを可能とする、駆動軸の駆動管理法が開示されている〜参考図４）参照
特公報  ２００１−０００８７１に揺動反転運動機構を有する懸架物を、独立した相互の駆動軸の回転を機械構造物を介することなく、磁力拘束力で回転を維持させることで、懸架翼より伝わる抵抗力（真円運動を楕円運動に変換時に発生する速度班現象）の逆回転の動作を吸収することで、懸架物中に存在する支点部分の損耗速度の加速、消耗破損を抑制しようとしている駆動軸操作法が開示されている〜参考図５）参照
これらの開示されている特許に共通して言えることは、揺動反転運動を行う懸架物に揚力機能を与えることにより、超省エネで送液機能を発揮することが述べられている。
【０００３】
しかし、この撹拌装置の主要素である懸架物の動きが特異な傾斜角度を連続的に替えながら荷重点を移動する揺動反転運動と言う新しい運動機構を採用するために、回転する懸架物を保持する各支点内での、指示棒との固定角度の維持する潤滑機能を付与した密接した固定支持台からなり、大きな弾性吸収機能は無く、複雑な回転方向よりの水流の衝撃力が加わり、翼の支持部材の衝撃破損と支点支持部と保持機材の不均一な接触磨耗損耗が激しく、安定した機器としての感触の説得性に欠けている様に思える。
【０００４】
駆動伝達軸の動きをより難しくしている最大の要因は、この運動機構が、超省エネ下での連続運動を可能にさせ揺動反転運動機構を採用していることである。
この運動は、左右の各伝達軸が示す入力回転角速度に対し、揺動反転運動機構を介して出力される出力回転角速度の間に差が生じる円運動が楕円運動の形に変換されることで、動力伝達二軸の先端部に懸架される揺動反転運動を可能とする寸法比で作られた構造物に経由して動力が伝達される出力角速度が相互に違い、この違いを吸収させる新しい工夫を凝らした合理的な運動機構の採用をしなければ、様々な問題点の発生を生み出し、安定した機械の耐久性が得られず、この問題点の解決の工夫を発揮させようと試みが提起されねばならない。
【０００５】
更に、回転動力の伝達源設備については、出来るだけ体積が少なく軽量で、漏電トラブル等などの諸問題を引き起こさない様に、撹拌機能翼は水中で作動させることで得られる作用効を高めるなど有効性を生かし、装填ケ−ス−を完全に防水構造を長期維持するなどの問題点を克服させねばならず、製作目標とする価格、簡便な工作性、保守維持管理性などが複雑となり、目標を達成させるための重要な課題があると言える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
先ず第一に検討すべきは、懸架される構造物を揺動（左右に作動重心位置を移動させる）反転運動を可能とする（真円回転運動を、揺動＝位置をずらす運動＝楕円運動に変換し、再度はその逆の運動に変える）ことを、スム−スに、動力源の  交互の真円回転運動を、楕円運動に変えるかにある〜参考図６）参照
この問題を解決するために、楕円ギヤ−を用いて、真円ギヤ−に伝え、更にその逆を行うとすることが考えるられるが、この間の張力の調整が難しく、高速回転には追随できず、実用化がなされていない。〜参考図４）参照
【０００７】
一方、この問題を解決したのは、駆動すべき伝達軸を機械機構での拘束連結することなく、磁力での引き合いの理論で、駆動軸を回転させ、引きつける磁力より強い機械的な抑制制動が、懸架物構造物より伝われば、伝達軸の回転は、真円運動より回転速度が抑制された楕円回転に追随させることが出来るとしたのが、先発の開発技術である〜参考図５）参照。
【０００８】
これらの、先発開発技術に対抗し、発明されたのが、左右の駆動伝達軸の間に、数カ所に別れて、作動機構が異なる弾性吸収体を、組み合わせて、間接部に適合することで、設備全体のサイズをコンパクトにして、磨耗損出箇所を、分散して、交換部品の点検修理期間を延長させて、要所部品の交換作業だけで、簡便に点検修理が可能とする方策の採用、大きく掛かるトルクのみを、動力軸の空運転させることで回避することも出来る。
【０００９】
より具体的に表現すると、左右の回転運動を伝達する腕で、４本の懸架物を支える支持棒を保持し、さらに連続的な揺動反転運動における正常な回転を維持させ、なお且つ、回転運動に係わる慣性に伴う惰性運動とか、反動的な不定期的な、翼構造物に掛かる周辺の構造物から反射する衝撃的な過剰な付加などを、どの様に効果的に吸収させて有効に分散させる構造を採用し、適応機構の損傷避け、磨耗損出速度を最低に抑え、必要なメンテ周期期間を延長し、実用性を発揮することの実感を強めることにある。
【００１０】
更に、前記する懸架構造物が持つ４つの支持軸と、対の棹腕の両端部の４か所の支持具の損耗の度合いは、左右の駆動軸より伝達される回転トルクが、必要以上に常に揺動反転運動を維持させるに必要な動力以上に伝達され、懸架構造物を破損させることでは問題であり、必要以上のトルクを磁石式のトルクリミッタ−を介して排除できる安全弾性吸収機構が追加設備コストの割りに、得られる効果を考慮すると、より効果的であると言えることを発見した。
【００１１】
更に、効果を高めるために、機器の軽量化による搬送、据え付け易さへの改善と、適応可能な環境の拡大化を可能とする要素の取り込みにある。
また、製作費用の低減化と、保守メンテ時の発生費用の軽減化を達成させるための機械工作要素の交換負担箇所の軽減化を達成させる設計要素を組み込む、更なる配慮をする必要がる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
発明が解決しようとする手段を分別すれば、第一に揺動反転運動の特色を認識し、この揺動反転運動機構を構成する要素の働きを再分析し、それらに応じられる簡便な設備で対応策を講じられることである。
回転伝達の、入力の左側の軸を真円軌跡で回転すると、右側の出力側では楕円軌跡に変換させられることにより、左右の軸の回転角度は最大で８．５度の角度の違いを生じ、一回転では４回の速度が同期する場所があり、この間を随時に変動し、一方的に片方のみが、速いのでなく、交互に（９０度ごとに）速い、遅いを組み合わせて、周期的に再現されている。〜参考図６）参照
【００１３】
従来の検討では、駆動源の回転軸の擦れを修正させる手法については、数々の工夫ががなされてきているが、揺動反転運動機構を支配する４つの支持支点の構造について、取り付け角度を変化させて、蓄積する歪みを、全周に発散させる考えは見られていない。
【００１４】
この間の懸架構造物を支持する支点の内部には不均一な回転角速度を示す状況へ変化して駆動軸に伝達されることを確認することが、支点内部の壁に掛かる付加の分散方法が最大の問題解決の要素であると言える。
【００１５】
この様な変換状況が、各支点での損耗が不均一に進んでいる原因であることを認識し各支点の損耗の軽減化対策として適応させる手法の効果性を考慮する上に基本的な要素であり、各支点の軸受け部の内部に掛かる付加ベクトルは均等でないことを認識すべきであると言える。
【００１６】
この問題を可決させるために、▲１▼：特に懸架構造物を支える四本の支持棒と回転伝達駆動軸よりの駆動力を伝える棹腕の内部にある伝達支点との連結に、球形型支点を用い、架橋構造物との連結を球面で受けることで、支点に掛かる負荷を、全面に発散させることで、一点集中を避けること、更に球形型支点の表面の仕上げ精度を向上させ、また支点外部との隙間に、高粘度潤滑剤を満たし、負荷の発散性を向上させることに配慮されている。〜図面【図１】、【図２】参照
【００１７】
▲２▼：球形型支点の素材は硬度の高いセラミックを採用し、その外側の保持素材には、衝撃吸収性に強い、フッ素系で代表される、化石素材で出来た高分子素材樹脂ブロックから構成され、この樹脂の内側の球形空間＝支点セラミックの外側部と球形型支点とのクリアランスについては、外部の締めつけネジで調整が可能な様に製作され、用途先に応じて、密閉構造を採用することで、異物の進入による影響を排除を考慮している。
これらの要素を取り込むことで、支点部分の部材の耐久性を格段と高めたと言える。
【００１８】
▲３▼：更に、支点部分を支持する回転を伝達する腕棹部分の部材、硬い弾性機能が全く無い鋼材を用いるのでなく、弾性吸収機能を持ち、複数の方向に掛かる負荷を分散させる機能を備えた屈曲性をもった棒状の弾性吸収棒状体を介して、棹腕とその先端部に球形型支点構造保持物とが結合されている。〜図面【図１】、【図２】参照
【００１９】
従って、球形型支点構造物で、懸架構造物に掛かる衝撃的な負荷を全面に分散させるながら、その負荷にも耐えられない異常な負荷が掛れば、その支点を支持する腕棹を構成する鋼性な素材と、弾性吸収機能を持ち、応力に応じて変形して衝撃破壊に対応することで、動力源と連結して、支持腕の傾斜運動を支持する支点部材の変形と片ちび損耗速度を軽減するのに貢献するものと確信されている。〜図面【図２】参照
【００２０】
揺動反転運動を連続的に続行させることは、左右の軸の軌跡は、翼が１８０度回転する事に、交互に真円と楕円起動を交互描く事となり、伝動源の出力を楕円軌跡と真円軌跡の交互に変換させる切替え時点での左右の食い違いを修正する歪みを吸収する微小な軸の回転による吸収が必要になると言える。〜図面【図１】、参考図６）参照。
【００２１】
この様な制御を電動機の出力制御させることは速い応答速度を維持させることは出来ず、電動機の回転状態を制御させようとして、電圧制御を行ったとしても、応答速度が遅く、逆に二つの制御電圧が交錯して無制御状況に陥り、ギヤ−が噛み合って、回転が出来ない状況に陥いり、このトラブルを避けようとすると、更に高速なコンピュ−タが必要と成ることが判明し、実用的な解決策には至らないことが判明した。
【００２２】
一方では、簡易な手法として、伝達駆動軸を高トルクな低速回転で、直流モ−タ−のロ−タ−を兼ねる構造で対応させようとしたが、駆動力発生部の重量が重く、制御部が嵩高な体積となり、割高な設備となり、目的とした駆動収納箱の嵩が小さく、軽量な、安価構造とは、かけ離れた設備となることが判明した。
【００２３】
これらの問題点を解決させるためには、動力源の出力と、二つの回転伝達の間に懸架した揺動反転運動機構を介して伝達軸入力との間に、真円軌道と楕円軌道を重ね合わせることで発生する出力と入力との擦れを、より低いトルクで伝達媒体が変形し、更に合致させるまでの時間を持ちこたえることが出来る弾性吸収体（ゴム弾性構造体、幾重にも重ねた皿バネの擦れ等構造）物を左右の伝達軸の入力側に挿入すれば、互いに次最大の歪みの蓄積と成る時間は微細な時間を互いに打ち消し会うこととなり、十分に弾性吸収体の機械構造の耐久性は十分に耐えることが判明した。〜図面【図４】参照
【００２４】
この様に、左右の伝達軸の入力側と出力側との断絶部分に弾性吸収体を鋏込み、互いの端を伝達軸側と固定させることで、歪み時間（吸収回転角度と必要トルクの関係）を吸収させることが可能となることで、安全回路として、磁石トルクリミットを同様に伝達軸に挿入して、入力回転と出力回転とをトルクリミットで隔離する機構を、所期の目的である衝撃の吸収する方法を見つけ出した。〜図面【図３】−ａ）参照
【００２５】
この様な動力源側での、噛み合いで発生するであろう歪みの積極的な解消法と、先に述べた様な回転運動伝達軸の先端に取り付けられた懸架構造物とその周辺を構成する支持部材との間に発生する可動復元力の可能性を増すことにより、運動慣性により生ずる弾性歪みの吸収機能力を組み合わせる事などを組み合わせると、固定方向のみを規定した支持部材に比して格段と大きな吸収変形能力を発揮すると判断される。
【００２６】
第二の問題点を解決させる手法は，伝動源の機能機材を、伝達機構軸を装填する同一の箱の中に装填させる必要があるのか？の疑問を検討することにある。
このことは、伝動源は発熱源であり、狭い装填箱の内部温度を上昇させ、この熱で、構成部材の熱劣化を引き起こし、耐久寿命を短くするだけでなく、撹拌器の適応させる環境が、高くて６０摂氏度で、安全なら４０摂氏度で、著しく適応を狭めている。
【００２７】
この問題を解決させるためには、動力源を系外に取り出し、外部より動力伝動軸と結合させることで、動力源は任意の環境下に設置し、出力軸と駆動機構を装填した撹拌機能を支持箱のみを、要望される環境に設置して期待する効果を引き出せる様に設置されれば良いこととな、更に設備を割高にさせていた装填室内を、常に高い絶縁性を維持させるための、機械構造上の工夫、適応部材の選択にかなりの大きな枠の時間を割かねば、ならなかったよりの開放と、機械工作精度の要求を格段と落とせることとなり、製作コストと、駆動伝達、分配部の働きと、材料選択の見方が異なってくる。図面【図５】参照
【００２８】
この様な機能が発揮されれば、粘性が高く、高い温度下で作動させようとする熱溶媒の冷却効果の悪い撹拌操作とか、高い温度の熱水中の撹拌とかに十分に適応できることで、作業加価値を高め、応用先を格段と広めると想定される。
この様な問題を解決させるためには、直結した棒の端にユニバ−サル−ジョイントを付けること、伝達ロスを低く抑えた伝達方法から、かなりの位置の擦れと、角度の擦れから生じる駆動源位置から生じる屈曲位置でも耐えるバネ機能に飛んだフレキシブルジョイントを採用させることで、要望に十分に対応し目的を達成されるものと想定される。
更に、回転動力源を、圧縮空気の供給で、回転動力を得られるなら、動力源は、動力源室よりの空気の排出に伴う体積の膨張のために、周辺より熱を奪い、冷却されることより、発熱性の電動機を動力源とする問題よりは開放される。〜図面【図６】、【図７】参照
【００２９】
【発明の実施の形態】
１）玉型支点構造物を適応した翼関節構造物について。
▲１▼：図面【図１】に見られる如く、左右の駆動伝達軸▲２６▼間の懸下翼機能物▲１０▼を、翼機能物▲１０▼側に付随した４つの支点支持材▲１３▼と、図面【図２】に見られる様な４つの駆動懸下翼機能物に伝達する棹▲１５▼側に付随する玉型支持材を保持する周辺樹脂保持▲１４▼とで保持されている。
▲１３▼支点は玉状であり、支点の中心は、玉型の中心であり、始点棒の動きは、自由度が広く、固定型に比して、棹▲１５▼が、弾性体バ懸下翼機能物▲１０▼おり、慣性の動きを吸収するための擦れを吸収させることが出来るが、懸下翼機能物▲１０▼の貫性的な動きになどに、微細な動き等は、棹の歪みと、玉型支点の擦れ等で吸収される。
【００３０】
▲２▼：従って、左右の駆動伝達軸側▲１５▼の伝達の擦れと、その先端部に付随する４つの回転を可能とするための関節部▲１３▼に、棹▲１５▼側に付随し、球型支点を保持する▲１４▼と、懸下翼機能物▲１０▼が持つ４つの球型支点の固定棒と支点玉▲１３▼との間においては、密接に無限に接近した、玉の擦れ界面を介して回転動作のベクトルが、擦れ回転と、伝達棒の歪みで時間ずれを発生させながら、伝達されている。
▲３▼：最大な関心事項は、棹▲１５▼の歪みを吸収可能とする素材とは、複数のバネ線材を、異なる方向より捩ることにより、幅広い方向より力が掛かっても、各々の線材はバラケルることはなく、歪みを吸収しながら、位置寸法も微細な変動をしながら、伝達する棒状物の適合を可能にしていることである。〜図面【図１】▲１５▼−ａ）参照
【００３１】
▲４▼：一方の玉型支点の構造は、どの方向からの力を受け止め為に、表面研磨をしたセラミック玉とその支持棒▲１３▼と潤滑性を維持しながら、非常に高い耐磨耗性を発揮する超高分子物を球状に切削加工をした樹脂ブロック▲１４▼から構成されている。
▲５▼：従って、これらの関節機構と棹部材で形勢される揺動反転運動機構内における間接部の擦れは、許容される角度の擦れと（多分に，０．２°）位置の移動（０．１ｍｍ）の前後を維持し、何らの支障を生じていない。〜図面【図２】▲１４▼参照
【００３２】
２）機械構造バネ素材を関節近辺に適合する構造物について。
▲１▼：先ず適応させるのは図面【図３】−ａ），【図３】−ｂ），【図３】−ｃ），【図３】−ｄ）に見られる如く撹拌体１０の内部に構築されの対の回転支持軸間１４、短い柱１３ａとを結ぶ翼を支持する柱材１１＋両端の１６との結合箇所が最も効果的であると言える。
ここに適応するバネ材の形状はイ）帯状の板材の両端に決められた位置に連結すべき部材の設置操作がなされる作業が可能な構造も考えられ。
【００３３】
ロ）前記の如く板状梁構造にバネ材機能を発揮する鋼材を適応し、さらに板状の中心部で９０度に捩じられている構造も採用の対象とされる。図面【図３】−ｃ参照
【００３２】
ハ）前記イ項で記載されたバネ材機能部を、円筒状のリング状の線材で出来たバネ材を用いて左右を連結する考えもある。〜図面【図３】−ｄ）参照
【００３４】
二）更には、前記ハ項に記載された対の短手の柱▲１３▼ａコイル状のバネ材▲１３▼を溶接して中心を維持出来る工作を施すことで、目的とする機能が発揮させる。
しかし、金属性のバネ材は鋼材であり、周辺の固定金属材とでは組成を異にすることより、鋼材との溶接面では、完全固溶体を形勢し難く、時間の経過で破損を生じるので、機械工作上でのはめ込み作業などが要望されるが、工作上での問題は少ない。
【００３５】
ホ）この様な問題点を回避する方法には、有機性高分子素材を適合させて、同様に要求される要望事項を満たすことは十分に可能性が残されている。
要望される特性には、軸の回転方向には復元力が強い変形弾性が求められるに対して上下の伸び方向については、出来るだけ少ないことが望まれていることより、この様な特性を満たすには、素材の持つ物性に加え、形状による要素を組み合わせる必要がある。
この様な要素を満たすには、高分子素材物を選ぶ方が選択の幅が広く、必要とする軸上への固定は、金属素材製の固定補助材との組み合わせにより、要望される軸材に固定が可能となり、更に必要とする形状を、取り付ける位置によって取り付け形状を選択するとが可能であると言える。〜図面【図３】−ａ）参照
【００３６】
▲２▼両駆動軸２６の先端部の端に設置する半月状に分岐した棹１５の腕を構成する部材１５ａにバネ材を適合させることも十分に効果を期待することは可能である。
【００３７】
イ）この棹１５に求められる要項を満たすには先端部には回転体１０を連結する部材１３を取り付ける空間が必要になり、更には棹を駆動軸の先端部に固定するための支点軸１５ａを固定させる空間２８を必要とする。
ロ）この為にはは、棹１５の下部の支点部１５ａと両端の固定部２８を結ぶ支点部に丸棒状のバネ材を弓型に変形させて適応することも推奨される。
【００３８】
特に、懸架された撹拌体１０を構成する長手の柱構造に揚力を発揮するを撹拌体部材で覆い被せることは、バネ材を適合した梁１１の動きを固定させることとなり、好ましい構造物では無くなってしまう。
このことより、撹拌翼の抑揚作用を発揮機能物１２は、長手の柱構造物の両端部柱の固定部分と回転支点柱造１３との距離の内に設置することが有効であると言える。
【００３９】
このことで、翼構造物の形状は、回転支持具とを連結させる短手柱軸１３と長手の柱材の両端との間、意図した揚力を発生する構造物１２を設置し、回転に伴う揚力は、両端の発生構造体１２の部分のみと限定されることとさせる。
【００４０】
この構造をした翼機能は、回転運動により中心部での立体構造物の移動に伴う吸引機能が急激に低下するが、両端の抑揚機能により創りだされる反転運動により伏流水流は自動的に翼の回転軸に巻きつき吸引力を発生し、この吸引力を無くすることは出来ないが、弱めることは可能であり、両端より主水流を発生させる機能を発揮すると言える。
この羽根構造については、羽根翼の両端の距離が大きい程、その中心部の吸引効果を抑制させ、更に水流を中央に集中効果は強いと言える。
適応した翼の両端の距離は５００ｍｍ前後を示すもので、翼を構成する揚力を発揮する機能部を支持柱部より排除し、端部に移動させることで、目的とする機能を発揮うることができた。
【００４１】
さらに両端に取り付けた抑揚発生機能体の形状については、一回転方向に対しては、より強い流れの方向性を規程できる形状に変形されていることを採用することで、回転軸を結ぶ方向に対し、延長線上方向に発散する特性を弱め、より駆動二軸を一辺とする三角形の頂点の方向に近い方向に向かうベクトル成分を増す目的のために、翼の形状を、不対象に変形させることは、送水効果を高めるためには有利であると言える。
【００４２】
また、駆動軸の消費動力に比して効果的な、伝達距離を優先する水流をえるためには、翼構造に取り付けた揚力発生面積を減らし、駆動軸が持つ動力量の内で、より速い回転が可能性、その結果より速い揚水速度が得られる翼平面積のバランスの探りあいと言える。
従って、このバランスを保には、揚力面は、翼構造物中の長手支持軸に交差する短手の回転軸を保持する柱より先端部に掛けて主の揚力面を設置し、その揚力面には必要に応じ、て発生する水流の指向性を高めるための工夫を付加されせる。
【００４３】
この為には、例えば、右翼の右端の上部に凹面状に彫りを入れ、対象的に逆の左翼の裏側の左端下部に同様な凹面状の彫りを入れることが考えられる。
更に、この様な形状の中心軸対象の、裏返しの構造物が考えられる訳であり、両者を合わせると，より好ましい指向性の強い水流を発生させる翼の特性を発揮すると判断される。
これらの工夫を凝らした翼構造と柱材への取り付けついは、図面【図１】の翼構造に記載されている。
【００４４】
適応される各種のバネ材に求められる変形を開始する軸トルクは、小型モ−タ−の場合は０．１０ｋｇ・ｆ・ｍより１．５５ｋｇ・ｆ・ｍ前後での応答性が求められる−材を構造造物として適応した、大型翼で言えば０．９５ｋｇ・ｆ・ｍより５．５ｋｇ・ｆ・ｍ前後の物が対象物になるりこの力を鋼材の変化開始となるヤング率に変換した＝材に変換して鋼材の選択を行ったが、この値に付いては鋼材の形状番によりことなり、この値でバネ構造物を採用した効果を薄めるものではない。
【００４５】
３）翼の構造に係わる工夫について
これらの改善対策工作により対処した撹拌翼を、並行する駆動軸に連結した棹に懸架し、連続運転を行った結果、好ましい材料と構造の組み合わせより判別していくと下記の如くの結果を得られた。
最も好ましいのは、イ）翼の長い支持柱中の二つの支点軸間に挟まった梁構造を、スプリング状バネ材を繋ぎの柱材を介して接続したものが、全ての潤滑性軸受番け材の衝撃的な損耗は発生せず、交換寿命が１２ケ月以上であることが判明できた。
次に好ましいのは、ロ）厚み３ｍｍ×巾３ｍｍの帯状のバネ材を中心部で９０度前後に捻られた全長が２０ｍｍの鋼材を梁柱に取り付けた。
前記と同様に磨耗速度は遅く、軸振れの心配もなく、スム−スナ回転を維持した。更に、前記する梁材の中心部を二分割し、軸芯をずらさない構造物を、三次元な方向に変動する歪みの変形を、一方のみの永久的な変形で、軸芯をずらさせない様に、三次元の方向の動きを同時に制御できる有機形高分子素材を用いた補正結合構造材を用いることで、補正を可能とした。〜図面【図３】−ａ），▲１３▼参照
【００４６】
４）翼構造部分への駆動伝達源部よりの伝達の擦れの補正ついて
次に、駆動軸への動力源の伝達方式は、動力源室２０の体積を如何に薄い形状にして、設置底面と翼の全高部との距離を出来るだけ少ない構造物とするために、動力室２０の高さの巾を狭くすることは、適応範囲を広めるためには有効とされ、そのために動力源を駆動軸に直角にし配置した構造を有効に利用することが考えられる。
【００４７】
並行に設置された駆動動力軸２６への動力源２５を如何に供給するかが、両軸の先端部２８と棹１５との間に懸架する撹拌体１０の回転運動に伴い発生する左右の翼１２に懸かる最大仕事作動点での揚力付加加重の不均一性に大きく関連してくることが判明している。
【００４８】
これらの経験則より、駆動動力は最大荷重仕事作動点時には、両軸に均一な荷重が付加されることが理想とされ、安定した揺動反転回転運動を連続的に可能とするには、前記する如く構造構築物には多数の制限事項があることなどの制限事項を外しては、安定した連続運動を続行することは不可能であることも確認された。
【００４９】
水中に於ける負荷は空気中での空運転の如く均一では無く、左右の羽根翼の周辺環境の影響等を実際の実荷重付加の状況を観察して見るとその変化は激しく、再現性のある荷重状況を得るための条件は限定される。
【００５０】
このためには、二軸の互いに独立した動力源を供給する工夫を凝らし、特に動力伝達機能を付与させるために狭い空間に設置する工夫が、水流の発生器を必要とする現場では要望されていることを生かすためには、動力源の要素の全てを駆動軸上に全てを取り付けるのでなく、駆動軸に動力伝達媒体を搭載して、軸と直交する配置に設置した動力源の出力軸と連結することで、駆動動力室の空間を狭くすることが可能になり重量も軽くなると同時に設置のための制限を省ける要素が多くなった。
【００５１】
この駆動軸への動力源の伝達媒体は、駆動軸より見た出力軸を人力で持って回転させて動力モ−タ−軸の入力が軽く回転し、この間に設置した減速及び伝達機構の内部の伝達機構を衝撃で破壊することがない工夫を凝らす工夫＝バネ材の要所への適応により回避することで大きく緩衝され、機械構造を介した連結では、必ずギヤ−の破損を伴うとした伝達機構に再度の適応の道が開けたことを確認できた。図面【図５】参照
【００５２】
このことより、駆動軸上に圧縮空気量の吹き込み量に比例して回転させることを特徴ととするエヤ−モ−タ−を駆動源とし、使用後の空気は、機械室外の水中に飛散されることで、周辺に酸素成分を供給させる次の目的に用いられるし、機械室への浸水に伴う障害が電気動力源とするモ−タ−類に見る障害に比して格段と軽傷であり、復元の可能性は格段と高く、初期の建設費を見ても格段と軽減されることが読み取れる。
しかし、エヤ−モ−タ−の駆動の回転の制御性は電気動力源に比して、制御性は悪く、左右の駆動軸に掛かる回転の受渡を左右に移行されようとすると、二次よりの駆動であり、翼の回転は増速さあれることとなり、スム−スナな回転を可能とすることは難しい。〜図面【図６】，【図７】参照
【課題】低消費電力によって、広い範囲にわたって渦流体塊を確実に拡散送液することが出来ると同時に、その操作に際し送液翼を懸架する棹構造物及び回転維持のための保持部材の磨耗損出を減少させる。
【解決の手段】一対の回転軸を有する駆動部によって撹拌体が回転される。撹拌体は、運動機構を構成する関節部材と適当な長さの円柱状、スプリング状、平板状をしたバネ材、または球形型のどれかを用いた素材とで結合し、回転運動により得られる、衝撃的な伝達で、潤滑性の軸受け部の損傷破損を著しく削減し、安定的な回転運動の維持が保たれる工夫が施されている。
さらに、撹拌体の揚力発揮機能面を、撹拌体の長手方向柱の両端部に設置して、中央部には搭載しな構造にすることで、更にその揚力面の面積をより小さい物として、高速な回転を可能にすることで、遠方にまで伝達する水流を発生することが可能になる。
また、攪拌機として機能を発揮させる動力源を準備するに際し、この動力源の回転伝達軸などの伝達機構の装填するのと、同一箱内いではなく、独立した位置に準備し、動力源の出力軸と、伝達機構を搭載した入力軸とを、設置目的に応じた伝達治具を用いて連結、撹拌部のみを、その機能を必要とする箇所に設置し、動力部は別途の違った環境に設置することで、一体構造の場合には適応出来なかった環境での撹拌混合操作を可能とすることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】：懸架構造側（翼機能構造物）に付帯する玉型支点構造の配置立面図
【図２】：棹腕構造に付帯する、玉型支点を保持する周辺樹脂構造平面図
【図３−ａ】：駆動二軸間に懸架する構造物の間に挿入された各種の機械（バネ）構造弾性吸収及びゴム等素材での弾性吸収体物及磁性スリップリングの配置位置概念立面図
【図３−ｂ】：駆動二軸間に懸架する構造物の支持柱に挿入さる弾性吸収体械（バネ）構造物の側面図
【図３−ｃ】：翼構造支持柱部に装填される機械（バネ）構造弾性吸収体配置立面図
【図３−ｄ】：懸架構造物中の柱の周辺二取り付ける各支点とのバネ構造物配置概念図
【図４】：懸架する翼物を駆動する二軸間と駆動源軸との間に発生するズレを、駆動軸側のトルクと翼構造物の変形角度の時間ずれを弾性吸収体の挿入で吸収させる構造物の概念図とその変形角度と必要なトルクの関係図
【図５】：翼構造駆動部と、動力源搭載部とを、フレキシブルなワイヤ−で結ぶ連結機構概念図
【図６】：翼構造駆動部と、動力源として圧縮空気を用いた駆動構造物の側面図
【図７】：空気作動モ−タ−による揺動反転運動構造物の作動概念図
【符号の説明】
▲１０▼：翼構造物＝揚翼構造物    ▲１１▼：翼柱材    ▲１２▼：翼機能発揮物
▲１３▼：玉型支点及び支持棒    ▲１４▼：玉型支点保持樹脂物    ▲１５▼：棹
▲１５▼−ａ：棹腕（フォ−ク）    ▲１５▼−ｂ：棹支点ブッシュ    ▲１５▼−ｃ：棹支点軸    ▲１６▼：支持柱    ▲２５▼：駆動源（モ−タ−）    ▲１５▼−ａ′：棹腕し弾性吸収体棒状    ▲３０▼，▲３１▼：磁性スリップリング    ▲２８▼：棹支点−固定させる空間（ブロック）    ▲２７▼：ベアリング    ▲２６▼：駆動伝達軸
▲１３▼−ａ：短手柱軸    ▲１３▼−ｂ：ゴム製ブロック（弾性吸収体）の構造
▲１３▼−ｃ：ゴム製ブロック（弾性吸収体）の与えられたトルク（縦）と変形角度（横）の関係    ▲２０▼−ｂ：フレキシブル連結ワイヤ−    ▲２０▼−ａ：駆動源（減速−モ−タ−）


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３】
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【図３】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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