(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌する液体を入れる開放容器または密閉容器と、
前記容器に入れる前記液体を撹拌する撹拌部であって、該撹拌部は、磁気浮上磁石と被駆動磁石とこれらを連結する回転軸とから構成され、前記磁気浮上磁石が上向きに前記被駆動磁石が下向きになるよう前記容器内に設置される撹拌部と、
前記容器の上部に備えた真空室内に設けられ、冷凍部に固着したピン止め力の強い塊状の高温超電導体であって、前記撹拌部の磁気浮上磁石を前記ピン止め力でピン止めすることにより、前記撹拌部を前記容器内に浮上させる高温超電導体と、
前記容器の底部の外側に設けられ、回転駆動源と、該回転駆動源の回転を磁気力で前記浮上している撹拌部の被駆動磁石に伝えて前記回転軸を中心に前記撹拌部を回転させる駆動磁石と、
前記撹拌部の回転軸の軸方向の変位を検出する変位センサーと、
前記変位センサーの検出信号を前記回転駆動源に加えて回転力を調整して前記回転軸の軸方向の変位を制御する変位制御手段と
を備えた
ことを特徴とする非接触撹拌装置。
【請求項２】
前記駆動磁石の外周近傍に、該駆動磁石から磁気センサーへの磁場を遮蔽する磁気遮蔽体と、前記被駆動磁石が離脱したことを検出する磁気センサーと、前記磁気センサーの検出信号を前記回転駆動源に加えて回転力を調整して前記被駆動磁石を元の位置に戻すよう制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする請求項１に記載の非接触撹拌装置。
【請求項３】
前記変位センサーを防水保護ケースに収納して前記磁気浮上磁石の近傍の前記容器内に配設した請求項１又は２に記載の非接触撹拌装置。
【請求項４】
前記被駆動磁石は、長手方向に平行な一面である表面全面を一方の極の磁極とし、該表面の反対の面である裏面全面を他方の極の磁極とする両面２極型磁石から構成され、
前記駆動磁石は、前記両面２極型磁石と略同等の長さを有し、長手方向にＶ字形に傾斜させた一面の長手方向一端近傍部分を一方の極の磁極とし、前記一面の該長手方向他端近傍を他方の極の磁極とする左右２極型磁石から構成され、
前記左右２極型磁石のＶ字形の磁極面がなす角度が、前記両面２極型磁石の回転中心延長線上に直交してなる面を基準面とし、左右２極型磁石の一方の極の磁極面の角度が基準面より１゜から４５゜とし、他方の極の磁極面の角度が基準面より１゜から４５゜とすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の非接触撹拌装置。
【請求項５】
前記被駆動磁石を構成する前記両面２極型磁石の磁極面が、多角形（ホームベース状）または台形状に形成され、前記被駆動磁石の回転中心延長線上に前記駆動磁石の回転中心を合わせ、該駆動磁石の長手方向にＶ字形に傾斜した前記左右２極型磁石の磁極面の配設角度と位置は、前記被駆動磁石の回転外周傾斜面の傾斜角と同じとし、適宜離間してなることを特徴とする請求項４に記載の非接触撹拌装置。
【請求項６】
前記磁気浮上磁石または前記被駆動磁石のいずれか一方の磁石が、撹拌翼状に合成樹脂により被覆形成され、または前記磁気浮上磁石及び前記被駆動磁石が撹拌翼状に合成樹脂により被覆形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の非接触撹拌装置。
【請求項７】
液体を撹拌するために収容する密閉容器と、
前記密閉容器に設けられ、前記液体を前記密閉容器内に供給する適宜数の試料供給口、および撹拌処理を終えた前記液体を前記密閉容器外へ排出する試料排出口と、
前記密閉容器内の上部および下部にそれぞれ収容された前記液体を撹拌する第１および第２の撹拌部であって、磁気浮上磁石と、前記磁気浮上磁石を中心としその外周に非磁性体を介して支持され、円筒状に交互に異なる磁極が配設された円筒外周面多極磁石とから構成され、前記磁気浮上磁石の磁極面が上下を向き、前記円筒外周面多極磁石の磁極面が円筒の径方向を向くよう前記容器内に設置される第１および第２の撹拌部と、
前記容器の上部および下部にそれぞれ備えた真空室内に設けられ、冷凍部に固着したピン止め力の強い塊状の高温超電導体であって、前記第１および第２の撹拌部の前記磁気浮上磁石を前記ピン止め力でピン止めすることにより、前記第１および第２の撹拌部を前記容器内に浮上させる第１および第２の高温超電導体と、
前記高温超電導体により浮上する前記第１および第２の撹拌部の円筒外周面多極磁石をローターとして前記磁気浮上磁石を中心に前記第１および第２の撹拌部を回転させるために、前記密閉容器の外周であって、前記円筒外周面多極磁石と適宜離間して設けられた第１および第２のステーターと、
前記第１および第２のステーターに電気を供給する第１および第２のドライバと、
を備えた非接触撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高温超電導体と永久磁石の非接触浮上現象を利用した非接触回転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、真空ポンプ等では永久磁石の反発を利用した磁気浮上の軸受と称して市販されている。
また、特許第２６７３４６２号、発明の名称、非接触撹拌装置が公告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の真空ポンプに使われている磁気浮上の軸受けは構造が複雑で液体をかき混ぜる装置には不向きである。
【０００４】
特許の名称非接触撹拌装置にあっては、超電導円筒を冷凍しその内側の容器を熱遮断すると撹拌翼である磁石との距離が遠くなり、撹拌容器の直径が大きくなるに従いピン止め力は大幅に減少する。また、回転駆動源のソレノイドコイルから撹拌のための回転トルクを撹拌翼に与えるには、大型になり実用化に問題がある。
【０００５】
ところで、医薬品の製造ラインでは、ある薬品が終わると容器を洗浄し別の医薬品を製造するとき、もし洗浄が十分でなければ、前の医薬品が後の医薬品に混入することもあり、厳重な交差汚染対策が望まれている。そのためには、密閉容器の中で非接触撹拌ができ、容器内の洗浄性に優れた装置が望まれる。
また、半導体製造分野においても医薬品製造とは異業種であるが異物混入に関しては技術的な共通性をもっている。
さらに、産業界では、混合する液体を連続的に供給して、混合された液が連続的に吐出さるれ非接触連続撹拌機が望まれている。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みなされ、磁気浮上現象を利用した非接触回転装置と、その非接触回転装置を応用した非接触撹拌装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の非接触回転装置は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわ真空室内に冷凍部と固着したピン止め力の強い塊状の高温超電導体と、その高温超電導体と離間して対向する磁気浮上磁石と、磁気浮上磁石の一方の端に結合された回転軸と、その回転軸のもう一方の端に結合された磁気力で回転する被駆動磁石とでなる非接触回転部、そして被駆動磁石と適宜離間して配設して被駆動磁石に磁気力で回転を与える駆動磁石と駆動源とからなり、回転軸がその軸の長さ方向に移動する変位を検出して出力する変位センサーと、その変位センサーの出力信号を受けて非接触回転部の変位を制御する変位制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００８】
第２の発明は、真空室内に冷凍部と固着したピン止め力の強い塊状の高温超電導体と、その真空室の一部を介して前記高温超電導体と離間して対向する磁気浮上磁石と、磁気浮上磁石の外周に非磁性体で支持された円筒外周面多極磁石と、円筒外周面多極磁石の円周面が適宜離間してステーター（コイル）を有し、そのモーター機構を有するステーターに電気を供給するドライバとからなる非接触回転部であって、その非接触回転部を、もう１組対向させて１対１組の非接触回転装置とする。
【０００９】
第３の発明は、回転軸のもう一方の端に固定され磁気力で回転する被駆動磁石の両面２極型磁石と、被駆動磁石に磁気力で回転を与える前記駆動源の回転軸に固定されて回転駆動される駆動磁石は、長手方向にＶ字形の一面の長手方向一端近傍部分を一方の極の磁極とし、その一面の該長手方向他端近傍を他方の極の磁極とする左右２極型磁石を有し、その左右２極型磁石の磁極面がなす角度は、両面２極型磁石の回転中心延長線上に直行してなる面を基準面とし、左右２極型磁石の一方の極の磁極面の角度が１゜から４５゜とし、また他方の極の磁極面の角度が１゜から４５゜とする。
【００１０】
第４の発明は、回転軸のもう一方の端に固定され磁気力で回転する被駆動磁石において、長手方向に平行な一面である表面全面を一方の極の磁極とし、その表面の反対の面である裏面全面を他方の極の磁極とする両面２極型磁石の磁極面が、多角形（ホームベース状）または台形状の被駆動磁石であって、その被駆動磁石の回転中心延長線上に駆動磁石の回転中心を合わせ、その駆動磁石の長手方向にＶ字形の左右２極型磁石の磁極面の配設角度と位置は、前記被駆動磁石の回転外周傾斜面の傾斜角と同じとし、適宜離間して配設する。
すなわち、両面２極型磁石を被駆動磁石とし、左右２極型磁石を駆動磁石とする組み合わせで、回転力を大きくしてスラスト力は小さくしする。
【００１１】
第５の発明は、高温超電導装置のピン止め力を利用する場合には、回転駆動系での回転軸方向のスラスト力を極力軽減することが必要である。
非接触回転部の回転軸中心延長線上の被駆動磁石の位置に円盤型両面２極磁石を配設して、その円盤型両面２極磁石の外周に非磁性体で支持された円筒外周面多極磁石を配設し、駆動回転軸の先端に円盤型両面２極磁石を配設し、その円盤型両面２極磁石の外周に非磁性体で支持された円筒内周面多極磁石は、円筒外周面多極磁石と適宜離間して配設する。
【００１２】
第６の発明は、非接触回転装置を非接触撹拌装置に応用する場合に、撹拌をする液体を入れる開放容器または密閉容器内に収納する、ピン止め力で保持された磁気浮上磁石と回転軸と被駆動磁石とでなる非接触回転部の重量を軽減するために、別な撹拌翼を用いないで、磁気浮上磁石と被駆動磁石のいずれか他方の磁石を撹拌翼状に合成樹脂により被覆形成する、または、磁気浮上磁石及び被駆動磁石を撹拌翼状に合成樹脂により被覆形成する。撹拌翼状には合成樹脂に限らず非磁性体の金属で被覆形成する。
【００１３】
第７の発明は、連続撹拌のための容器は、密閉容器とし、撹拌する液体を送り込む供給口を適宜数と、撹拌処理を終えた液体を排出する排出口を適宜数備え、１対１組の高温超電導装置と１対１組の非接触撹拌装置を設ける。
【００１４】
第８の発明は、撹拌中に何らかの要因で被駆動磁石が離脱して旋回運動（すりこぎ棒のような運動）を起こしたとき、その旋回運動の軌跡近傍に磁気センサーを複数個配設しておき、被駆動磁石が磁気センサー近傍にくると磁気センサーは、被駆動磁石の磁気を検出して、出力信号を回転制御部へ送る。回転制御部は、磁気センサーの出力信号を受けて被駆動磁石を元に戻すための制御出力を駆動源に送るようにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の非接触回転装置の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は非接触回転装置の模式的な構成を示し、Ａは非接触回転装置、Ｂは非接触回転部、符号１は冷凍が可能な高温超電導体、２は磁気浮上磁石、３は磁気浮上磁石と被駆動磁石を連結する回転軸、４は撹拌翼を有する被駆動磁石、５は被駆動磁石に磁気力で回転を与える駆動磁石、６は駆動磁石を回転させる駆動源、７は熱移動を遮断する真空室、８は冷凍部、１１ａ、１１ｂは変位センサー、１２は変位制御手段。
【００１６】
このような非接触回転装置では、高温超電導体と磁気浮上磁石とからなるピン止め力を最大にすることが実用化に向けて大切になる。
実施例によると、第２種超電導体のイットリウム系高温超電導体の厚みのある円盤（バルク）をパルス管冷凍機の冷凍部に固着して、熱伝導を遮断するために真空室を設ける。
冷凍手段はパルス管冷凍機に限らず約９０Ｋを保てるならば液体窒素等でも良い。
【００１７】
磁気浮上磁石を真空室の外壁を介して高温超電導体と対向して密着させ真空にしながら冷凍を始める。
真空度が約１０-6Ｔｏｒｒに到達し、かつ、冷凍温度が臨界温度以下の約９０Ｋ（−１８３℃）に到達したら磁気浮上磁石を取り除く。
再び磁気浮上磁石を手で高温超電導体に近づけていくと、高温超電導体と離間した位置で反発力を受ける、その位置で手を離すと空間に浮上する。
この位置が高温超電導体が磁気浮上磁石に記憶させられた位置である。
手で磁気浮上磁石を左右に動かすと記憶した位置に戻ろうとする、上に動かすと反発力を受け、下に動かすと吸引力を受けて元に戻ろうとする。これがピン止め力効果である。浮上位置については、磁気浮上磁石に付帯される要素の重さで異なる。
また、磁気浮上磁石と高温超電導体との重力方向の関係位置によっても異なる。
【００１８】
同じ磁界の場合、磁気浮上磁石が高温超電導体の上にある場合には、磁気浮上磁石の重力が加わって高温超電導体に近づく方向に変位するのでクーロンの法則によりピン止めの保持力が強くなる。逆に、磁気浮上磁石が高温超電導体の下にある場合には、重力により遠ざかろうとするのでピン止め力は弱くなる。
よって実用向きには磁気浮上磁石が高温超電導体の上にある場合が好ましい。
【００１９】
磁気力で回転する被駆動磁石と駆動磁石については、前に述べた磁気浮上磁石と高温超電導体のピン止め力の性質により、極力吸引作用（スラスト力）を取り除き、極力磁気力を回転力（回転トルク）に変換する必要がある。
本発明者の磁気回転伝達装置（特許第２６７８５６９）の磁気回路を構成することにより、被駆動磁石に（限界以内において）負荷が掛かれば掛かるほど吸引力は減少していく作用を利用するとよい。
【００２０】
本発明者の磁気回転伝達装置の磁気回路を構成し、実験をおこなった結果、被駆動磁石と駆動磁石をよほど離さないとピン止め効果で保持することが出来なかった。それは、吸引力によるスラスト力が強いためである。そこで、種々の実験をおこなった。
【００２１】
図３は、駆動磁石の磁極面の傾斜角度の決め方を説明した図である。
回転中心延長線３１と直行している面は、磁極面の角度基準面３２でこのラインを０゜として説明する。
磁石面間距離特性実験。
従来の駆動磁石（傾斜角度０゜）と本発明の磁極面の傾斜角度１０゜、４０゜の磁石面間距離の特性実験をした測定結果が、表１である。
実験条件として、従来方式の駆動磁石と本発明の駆動磁石は同じ磁石を使い、傾斜の磁極面の場合は、左右の磁極面の中央を結ぶ直線と被駆動磁石の対向面とを設定距離とした。
以下、従来方式の駆動磁石と本発明の駆動磁石（２種の傾斜角度）の距離特性について説明する。
【００２２】
距離０ｍｍにおいて、従来の駆動磁石（傾斜角度０゜）の最大トルクは２７００ｇｃｍに対し、本発明の駆動磁石の傾斜角度１０゜おいての最大トルクは２８００ｇｃｍと１００ｇｃｍ多い。最大スラストは１５００ｇｆに対して１３００ｇｆと２００ｇｆ減少している。
以下、５ｍｍにおいては、最大トルクは２００ｇｃｍ多い、最大スラストは５０ｇｆ少ない。
【００２３】
本発明の駆動磁石の傾斜角度４０゜について考察すると、従来のトルクは２７００ｇｃｍに対し本発明は２３００ｇｃｍであるが、距離５ｍｍの時、従来と本発明ともトルクは１２００ｇｃｍである、距離１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの時は、ほぼ同じ値を示している。
以上のことから、トルクが大きくてスラストが小さい駆動磁石の傾斜角度は従来の０゜より本発明の１０゜付近が一番効果的である。
【表１】
0004070326.tif 000002
従来方式の駆動磁石に比して本発明の駆動磁石の方が回転トルクが増大し、スラスト力が減少することが分かった。
しかし、この実験は、本発明の磁気回路における特性を見いだすものであって、磁極間の距離０ｍｍは実用にならない。実用化は１ｍｍ以上である。
すなわち、本発明の駆動磁石と被駆動磁石との有効な距離は５ｍｍ付近であることが判明した。
【００２４】
磁極面角度特性実験。
従来の駆動磁石（傾斜角度０゜）と本発明の磁極面の傾斜角度１０゜、２０゜、３０゜、４０゜の磁極面角度の特性実験をした測定結果が、表２である。
実験条件は、全て同じ磁石を用い、本発明の駆動磁石と従来方式の被駆動磁石の間に１０ｍｍの非磁性の板を挟んで両磁石の距離を設定した。
以下、従来方式の駆動磁石と本発明の駆動磁石（４種の傾斜角度）の特性について表２をもとに説明する。
【００２５】
従来の駆動磁石（傾斜角度０゜）の最大トルクは６００ｇｃｍに対し本発明の駆動磁石（傾斜角度１０゜）の最大トルクは６００ｇｃｍと値は同じであるが最大スラストは５００ｇｆと１００ｇｆ減少している。以下、本発明の駆動磁石の傾斜角度２０゜、３０゜、４０゜においては、スラストの値は減少しているものの、同時にトルクも減少しているので結果的には、駆動磁石の傾斜角度は１０゜付近が一番効果的である。この実験は、実用化のためにおこなったものである。
【表２】
0004070326.tif 000003
以上、磁石面間距離特性実験（表１）と磁極面角度特性実験（表２）の結果をまとめると、従来技術の駆動磁石と被駆動磁石の組み合わせにおいて、本発明の駆動磁石は、磁極面角度が約１０゜を中心にプラス１０゜マイナス５゜の範囲において、その距離は、約５ｍｍを中心にプラス５ｍｍマイナス３ｍｍが実用化の目安になる。
【００２６】
前記の実験で用いられた磁極面の角度を９０゜にするならば、従来のラジアル型カツプリングになる。従って、従来のラジアル型カツプリングの組み合わせで実験を行った結果。被駆動磁石が回転中心を保持出来ず、容器の内壁を擦る結果になった。
【００２７】
そこで、ラジアル型カツプリングを応用した非接触撹拌機の構成を図５により説明する。
【００２８】
非接触回転部の回転軸３の中心延長線上に、磁気浮上磁石の他端に円盤型両面２極磁石５１を配設して、その円盤型両面２極磁石５１の外周に非磁性体５２で支持された円筒外周面多極磁石５３を配設し、駆動回転軸５９の先端に円盤型両面２極磁石５４を配設し、その円盤型両面２極磁石の外周に非磁性体５５で支持された円筒内周面多極磁石５６が円筒外周面多極磁石５３と液体５８の入った容器５７の側壁を介して配設する。
【００２９】
このようにすると中央の磁石同志の吸引作用で回転の中心を保つことが出来る。より強力に中心を保つために、各々の吸引作用面を頭を切った円錐状にすると良い。このように回転の中心を保持することにより、ラジアル型カツプリングの内側磁石は偏心しないで撹拌ができる。
【００３０】
つぎに従来方式の磁極面が０゜の磁気回路と、従来のラジアル型カツプリングの磁気回路の中間の特性を持つ本発明に付いて図４で説明する。
被駆動磁石４１が両面２極型磁石で磁極面が多角形（ホームベース状）または台形板状で、回転軸３の先端に固定され、合成樹脂等で被覆して、そのまま撹拌羽根として使用する。そして、撹拌用容器４３の底部をその撹拌羽根と同じ傾斜の底とする。円錐状の容器の底の外面に容器の底と同じ角度を持たせた左右２極磁石４２をモーターで回す。これらの傾斜角度は、４５゜以下でないと撹拌羽根がタンクの内壁に触る可能性がある。なぜなら、吸引力の水平分力が大きくて、左右２極磁石４２のどちらかの磁極面に吸引されるからである。
吸引力の垂直分力を大きくすると、回転中心の位置を保つことができる。
【００３１】
先にも述べたが、磁気浮上現象を利用する場合、撹拌部の重量を極力少なくする必要がある。そのためには、回転軸は耐食性のある比重の軽い強靭な材料を使うと良い。また、回転軸に撹拌翼を設置しても良いが極力重さを軽減するには、被駆動磁石に耐食用の合成樹脂被覆の際に撹拌翼を形成するとよい。
撹拌翼の形成について図６で説明する。
【００３２】
図６ａは、磁気浮上した非接触回転部を液体６４の入った密閉容器６３内に収納した図である。磁気浮上磁石２と共に合成樹脂被覆で形成した撹拌翼６１と、被駆動磁石４と共に合成樹脂被覆で形成した撹拌翼６２である。
この撹拌翼は、撹拌目的に応じて、どちらか一方の撹拌翼のみを使用しても良い。
【００３３】
図６ｂは、磁気浮上した非接触回転部を液体６４の入った密閉容器６３内に収納した図である。被駆動磁石５１と共に合成樹脂被覆で形成した撹拌翼６５と円筒外周面多極磁石５３である。
これらの撹拌翼の数は、撹拌目的に応じた撹拌効果をだすために２箇所から８箇所程度の数としても良い。また接液部は耐食性の金属でも良い。
【００３４】
そして、従来方式の撹拌では、撹拌翼は一方向回転なので撹拌液が連れまわり現象のため容器内部にバッフルを付帯して撹拌効率を上げているが、洗浄性を求められる場合には問題がある。
【００３５】
本発明の被駆動磁石と駆動磁石の磁気回路であれば瞬時反転撹拌が行えるので、従来のような洗浄性の悪いバッフルを使わないでもそれ以上の撹拌効率が得られる。
【００３６】
ピン止め効果を利用する無接触軸受けは、機械的軸受けに比して外力による保持位置が移動する。
【００３７】
本実施例によると、ピン止め力は高温超電導体から遠ざかる方向の力はｍａｘ８００ｇｆ、磁気浮上磁石と真空容器外面との距離は約５ｍｍ、非接触回転部の重さは２５０ｇｆ、瞬時反転をおこなっての回転数は１３００ｒｐｍ、樹脂で被覆された撹拌翼を有する被駆動磁石と駆動磁石面（磁極面角度１０゜）の距離は１５ｍｍとして、表１からトルク４００ｇｃｍ、スラスト３５０ｇｆである。ピン止め力から非接触回転部の重さを引いた残りが５５０ｇｆである。そこで非接触回転部をセットすると２００ｇｆの保持力をもって非接触で磁気浮上した。そして１リットルの容器に２５℃の水を８５０ｃｃ用意して、粒状のインスタントコーヒーを１ｃｃ添加して溶解時間を測定した結果、２５秒で完全にとけ込んだ。
【００３８】
前記、実施例のようなバッチ式撹拌以外に連続して複数の液体を混合する場合がある。密閉容器内に連続的に複数の混合液を送り、混合槽内で接触回転機構の撹拌翼で混合し、混合された液体を連続で吐出する装置はあるが接触回転部からの汚染は避けられない。
【００３９】
高温超電導体のピン止め効果を利用する非接触回転部として、図２でもう１度その構成を説明する。磁気浮上磁石２２の外周に非磁性体２３で支持された円筒外周面多極磁石２４（モーターのローターに該当）と、その円筒外周面多極磁石２４の円周面と適宜離間してステーター２５（モーターのコイルに該当）を配設して、そのモーター機構を有するステーター２５に回転制御手段２７、２８から電気を供給すると、ピン止め力の効果が非接触軸受けとなり円筒外周面多極磁石２４（モーターのローターに該当）が回転する。
その非接触回転部を、もう１組対向させて１対１組の非接触回転装置として、各々の円筒外周面多極磁石の回転の方向を異なるようにすると、非接触連続撹拌機に利用できる。
【００４０】
非接触連続撹拌機は、図７で説明する。磁気浮上磁石２２と円筒外周面多極磁石２４を支持している非磁性体２３を撹拌羽根状に形成し、密閉容器７１内に収納する。そして、密閉容器７１の外周面と適宜離間してステーター（コイル）２５を有し、そのモーター機構を有するステーター２５に電気を供給するドライバ２６とからなる非接触回転部をもう１組対向して配設する。
【００４１】
撹拌用の密閉容器７１は、円筒状の容器とし、その円周側壁に必要数の液体を送液する入り口となるノズル７２、７３を設置し、その入り口から極力離れた円周側壁に混合された液体の出口となるノズル７４を設ける。液体の流入量と混合された液体の吐出量は実際には同量であるが、密閉容器内では内圧が掛かる方が撹拌効率がよいことが分かった。したがつて、液体の入り口の総断面積と混合された液体の出口の断面積の比は、液体の粘度に応じて１対１以下が望ましい。
【００４２】
前記、インスタントコーヒーの実験で判明したことは、瞬時反転撹拌を行うと、非接触回転部がピン止め効果の保持力に逆らって高温超電導体の方へ約１ｍｍ瞬時に往復移動する。
この現象は回転方向が急激に変わるとき、被駆動磁石の負荷が増大して駆動磁石に追従できなくなり位相差がひらき反発磁界に近づいたことを意味する。
【００４３】
この現象は、非接触で撹拌をする上で重要な課題である。撹拌中における環境変化、すなわち、予期せぬ撹拌液の粘度上昇、ピン止め効果の低減等の発生が考えられる。撹拌中に上記の要因等で非接触回転部が移動し磁気浮上磁石が高温超電導体に近づいて真空室の壁に接触したり、被駆動磁石が駆動磁石に近づき容器内壁に接触するのを防止する必要がある。
以下、予期せぬ環境変化で起きる非接触回転部の移動を管理する方法を説明する。
【００４４】
図９に示すごとく、密閉容器の蓋体９２に配設された防水保護ケース９１に収納された複数個の変位センサー１１ａ、１１ｂ（本実施例では磁気センサーを２個使用してあるが安全を確保するために３個か４個でも良い）を磁気浮上磁石近傍に配設し、磁気を検出した磁気センサー１１ａ、１１ｂは、変位制御手段１２へ信号を送り、信号を受けた変位制御手段１２は駆動源６（モーター）に指令をだすドライバ９５へ信号を送る、信号を受けたドライバ９５はモーターの回転数を回転の設定されていた値の１０％下げる。それでも信号が入ると２０％に下げる。以下、信号が入る度に１０％づつ撹拌の回転数を下げる、被駆動磁石と被駆動磁石との位相差を少なくして反発力を少なくして撹拌部の移動を押さえる。
また、変位センサーは、目的に応じて光センサーでもかまわない。
【００４５】
撹拌中に何らかの要因で被駆動磁石が離脱して、非接触回転部がすりこぎ棒が動いているような旋回運動を起こすことがある。
図８は旋回運動の軌跡近傍に磁気センサー８２を複数個配設しておき、駆動磁石５の磁界の影響が磁気センサー８２におよばないように駆動磁石５の回転外周近傍に磁気遮蔽体８１を配設して、被駆動磁石４が磁気センサー８２の近傍にくると磁気センサー８２は出力信号を制御手段である回転制御部８３へ送る。回転制御部８３は、磁気センサー８２の出力信号を受けて被駆動磁石４を元に戻すための制御出力を駆動源６に送りモーターの回転数を約５０ｒｐｍ程度に落とす、駆動磁石５の回転数が落ちると、旋回運動をしていた被駆動磁石４が磁石同志の吸引力で元の位置に戻る、事前に設定してある時間がくると、離脱した時の回転数の約１０％分落ちて撹拌を始める、再度離脱したら２０％減となり、５０％減まで５段階に回転制御部が働き非接触撹拌が続行できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の非接触撹拌装置によれば、真空室内に冷凍部と固着したピン止め力の強い塊状（バルク）の高温超電導体を密閉容器の開閉出来る蓋体に配設してその近傍に磁気浮上磁石を有する撹拌部を配置することで、液体または粉体等を非接触で
撹拌出来る。作業性並びに品質の向上に効果がある。
【００４７】
そして、被駆動磁石に磁気力で回転を与える駆動磁石の磁極面をＶ字形に傾斜させることによってスラスト力が少なくなり、また、円筒外周面多極磁石と円筒外周面多極磁石の構成でもスラスト力が少なくなる。その効果によって高温超電導体を小型にすることが出来、実用性が高まった。
【００４８】
また、撹拌部の回転軸方向の移動の制御は変位センサーで、被駆動磁石の離脱復帰の制御は磁気センサーで、いつも監視しながら安定した撹拌ができるようにコントロールされているので安定性のある作業ができる効果がある。
【００４９】
本発明の非接触撹拌機は、無接触で撹拌効率の良い瞬時反転撹拌が出来、発塵要素が無いのでクリーン度が高く、かつ、洗浄性に優れているので交差汚染の無い、信頼性のある撹拌作業ができるなどの効果がある。
【００５０】
非接触連続撹拌機は、化学反応の早い液体同志の場合に用いられる。各種の小量液を連続的に供給して瞬時に混合して反応させ、反応した液は連続して廃液口から吐出されるので、小型でありながら大容量の反応液を作る効果がある。
また、非接触混合のため汚染問題が解消され製品の品質が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非接触回転装置の模式的な構成図である。
【図２】本発明の非接触回転装置の模式的な構成図である。
【図３】本発明の駆動磁石である左右２極磁石の磁極面の角度を表した説明図である。
【図４】本発明の被駆動磁石が多角形をした撹拌翼機能のある一実施形態の正面断面図である。
【図５】本発明の円筒外周面多極磁石と円筒内周面多極磁石の磁気回転伝達機構に回転中心を保持するための円盤形両面２極型磁石を配設した一実施形態の正面断面図である。
【図６】本発明の非接触回転装置の一実施形態の図である。６ａの図は磁気浮上磁石と回転軸と被駆動磁石である両面２極型磁石を合成樹脂皮膜で被覆した一実施形態の断面図である。６ｂの図は磁気浮上磁石と回転軸と被駆動磁石である円筒外周面多極磁石を合成樹脂皮膜で被覆した一実施形態の断面図である。
【図７】本発明の磁気浮上のローターがステーターによって回転を与えられて撹拌を行う２組の非接触回転装置と入り口と出口を設けてある密閉容器で構成した一実施形態の正面断面図である。
【図８】本発明の被駆動磁石が離脱する作用を防止するための制御手段の一実施形態の正面断面図である。
【図９】本発明の非接触回転装置に変位センサーを設置した一実施形態の正面断面図である。
【符号の説明】
Ａ    非接触回転装置
Ｂ    非接触回転部
１    高温超電導体
２    磁気浮上磁石
３    回転軸
４    被駆動磁石
５    駆動磁石
６    駆動源
７    真空室
８    冷凍部
１１ａ、１１ｂ  変位センサー
１２  変位制御手段
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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