(57)【要約】【課題】本発明は、粘度の高い２つの液体を混合撹拌することのできる磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明は、底面をシールして擂り鉢状のノズルを接続した撹拌室に第一液を投入した円筒状の本体に、撹拌子用磁石を内蔵する略円錐状の撹拌子で底孔に栓をして第二液を投入したシリンダーを挿入し、さらに前記シリンダーにプランジャーを挿入したカプセルと、前記カプセルを収容できる円筒状の容器の側面にＮ極とＳ極とが向かい合うように２つの回転子用磁石を設け、回転子用動力により前記カプセルの周りを回転する回転子とからなることを特徴とする磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面とノズルの間をシールした撹拌室に第一液を投入した円筒状の本体に、撹拌子用磁石を内蔵する略円錐状の撹拌子で底孔に栓をして第二液を投入したシリンダーを挿入したカプセルに対し、プランジャーを押し込んで前記撹拌子を前記撹拌室内に落とすことにより第一液と第二液とを混合し、前記撹拌子を回転させることで両液を撹拌した後、前記撹拌室のシールを破って混合液をノズルから吐出させることを特徴とする磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置。
【請求項２】
Ｎ極とＳ極とが向かい合うように配置した２つの回転子用磁石をカプセルの周りで回転させることにより、磁力で撹拌子を回転させる回転子を設けたことを特徴とする請求項１に記載の磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置。
【請求項３】
アプライヤーの先端の磁石で撹拌子の尖端を下に向け、プランジャーで撹拌子を押し込んで撹拌室のシールを破ることにより、撹拌室内の混合液をノズルから吐出させることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置。
【請求項４】
撹拌子が撹拌室のシールを破ってノズルの拡幅部に嵌合することにより、撹拌室内の混合液をノズルから完全に吐出させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置。
【請求項５】
上下可動スライダーでカプセルを上下運動させることにより、撹拌室における撹拌子の位置を相対的に上下させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘度の高い２つの液体を混合撹拌することのできる磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つの液体を混合撹拌する装置としては、スタティックミキサーやマグネティックスターラー等がある。二相液体撹拌用スタティックミキサーは、エレメント（撹拌用羽根形状）部に残液が多量に残りやすく、残液の廃棄の手間、及び廃棄分のコストが負担となっている。また、磁石を使用した撹拌装置であるマグネティックスターラーは、一般的に粘度の低い液体しか混ぜることができない。
【０００３】
特許文献１に記載されているように、上端部材付円筒部とその下部のホッパー状吐出口を有する非磁性材からなる円筒状容器と、前記円筒状容器内に当該円筒状容器縦断面形状に相似した平板状の軟磁性体からなる撹拌子を遊離独立して配設し、該撹拌子と磁気的に結合する回転磁界装置を該容器外周部に配設した構成の連続混合撹拌装置の発明も公開されている。
【特許文献１】特開平０８−１９６８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、撹拌子が平板状であり、回転軸が容器の中心で羽根状に回転することから、回転の際の抵抗が大きくなるため、粘度の高い液体には不向きであると考えられる。
【０００５】
そこで、本発明は、粘度の高い２つの液体を混合撹拌することのできる磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために、底面をシール２ｃして擂り鉢状のノズル６を接続した撹拌室２ｂに第一液２ｄを投入した円筒状の本体２ａに、撹拌子用磁石３ａを内蔵する略円錐状の撹拌子３で底孔４ａに栓をして第二液４ｂを投入したシリンダー４を挿入し、さらに前記シリンダー４にプランジャー５を挿入したカプセル２と、前記カプセル２を収容できる円筒状の容器の側面にＮ極とＳ極とが向かい合うように２つの回転子用磁石７ａ、７ｂを設け、回転子用動力９により前記カプセル２の周りを回転する回転子７とからなり、前記プランジャー５で前記撹拌子３を前記撹拌室２ｂに押し出して第一液２ｄと第二液４ｂとを混合し、前記回転子７の回転を磁力で前記撹拌子３に伝達することにより両液を撹拌した後、アプライヤー８の先端の磁石で撹拌子３の尖端３ｂを下に向け、前記撹拌子３を前記プランジャー５で押し込んで撹拌室２ｂのシール２ｃを破ることにより混合液６ｃをノズル６から完全に吐出させることを特徴とする磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置１の構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。第１に、撹拌室の側面方向に配置した磁石付き回転子を動力によって回転させ、撹拌室の液体中に入れた磁石付きの撹拌子を磁力で引っ張って回転させることにより、液体を撹拌することができる。
【０００８】
第２に、撹拌室の側面方向に磁石付き回転子を配置するので、撹拌中に撹拌室又は回転子の上下運動を可能とすることにより、多量の液体でも撹拌ムラを少なく撹拌することができる。
【０００９】
第３に、撹拌子の形状を円錐状とすることにより、混合する液体の入ったカプセルの封を容易に開けたり、撹拌後に撹拌室の底を開けて液体を押出する際の残液を最小限に抑えることができる。
【００１０】
第４に、回転子用の磁石と撹拌子用の磁石の距離を最小限とすることにより、高い粘度の液体でも撹拌することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、粘度の高い２つの液体を混合撹拌するという目的を、底面をシールして擂り鉢状のノズルを接続した撹拌室に第一液を投入した円筒状の本体に、撹拌子用磁石を内蔵する略円錐状の撹拌子で底孔に栓をして第二液を投入したシリンダーを挿入し、さらに前記シリンダーにプランジャーを挿入したカプセルと、前記カプセルを収容できる円筒状の容器の側面にＮ極とＳ極とが向かい合うように２つの回転子用磁石を設け、回転子用動力により前記カプセルの周りを回転する回転子とからなる磁石付き撹拌子を使用した二相液体撹拌装置を用い、前記プランジャーで前記撹拌子を前記撹拌室に押し出して第一液と第二液とを混合し、前記回転子の回転を磁力で前記撹拌子に伝達することにより両液を撹拌した後、アプライヤー８の先端の磁石で撹拌子３の尖端３ｂを下に向け、前記プランジャーで押し込んで撹拌室のシールを破ることにより混合液をノズルから完全に吐出させることにより実現した。
【実施例１】
【００１２】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である液体撹拌装置について詳細に説明する。図１は、本発明である液体撹拌装置の縦断面図である。図２は、本発明である液体撹拌装置のＡ−Ａで切断した横断面図である。
【００１３】
液体撹拌装置１は、磁石の回転を利用して、混合させた２つの液体を撹拌する装置である。主に歯科などで用いられる液体を均一に混ぜ合わせる。尚、液体撹拌装置１は、カプセル２と回転子７とからなる。
【００１４】
カプセル２は、２つの液体を混合及び撹拌する容器であり、混合した液体内に入れた撹拌子３を回転させることにより撹拌する。尚、撹拌子３は、周りで回転する回転子７の磁力を利用して回転させる。
【００１５】
回転子７は、上面が空き底面が塞がった略円筒状の容器である。側面上部には回転子用磁石（左）７ａと回転子用磁石（右）７ｂとが対向し、かつ、Ｎ極とＳ極とが向かい合うように設けらる。また、下面には回転力を得るための軸受け７ｃが設けられる。
【００１６】
回転子７の上側からカプセル２を回転子７とは接触させないように内部に入れ、カプセル２内の撹拌子３の高さが、回転子用磁石７ａ、７ｂの高さとなるようにする。撹拌子３内の撹拌子用磁石３ａと回転子用磁石７ａ、７ｂとの間に吸引力が働く。
【００１７】
例えば、回転子用磁石（左）７ａの外側をＮ極、内側をＳ極とし、回転子用磁石（右）７ｂの内側をＮ極、外側をＳ極として、磁力線が回転子用磁石（右）７ｂのＮ極から回転子用磁石（左）７ａのＳ極に向くようにする。
【００１８】
撹拌子３内の撹拌子用磁石３ａのＮ極は回転子用磁石（左）７ａのＳ極側を向き、撹拌子用磁石３ａのＳ極は回転子用磁石（右）７ｂのＮ極側を方を向いて、両側からバランスの取れた位置で安定する。尚、Ｎ極とＳ極を入れ換えても同様である。
【００１９】
図３は、本発明である液体撹拌装置のカプセルを分解した図である。図４は、本発明である液体撹拌装置のカプセルの初期状態を示す図である。カプセル２には上側からシリンダー４及びプランジャー５が挿入され、下面にはノズル６が接続される。
【００２０】
カプセル２の本体２ａは略円筒状であり、側面上部に本体２ａを固定するための溝部２ｅが形成される。上面は空いており、内部の撹拌室２ｂに第一液２ｄを入れる。尚、底面中央に円形の穴が空いているが、薄膜等でシール２ｃして塞いでおく。
【００２１】
撹拌子３は、丸みを帯びた略円錐状であり、撹拌子用磁石３ａが底側寄りに内蔵される。撹拌子用磁石３ａは、例えば、頂点である尖端３ｂ側がＮ極、底側がＳ極となるように設置するが、Ｎ極とＳ極は入れ換えても良い。
【００２２】
シリンダー４は略円筒状であり、外径がカプセル２の内径とほぼ同じである。上面は空いており、内部に第二液４ｂを入れる。尚、底面には中央に円形の底孔４ａが空いているが、撹拌子３の尖端３ｂを下側から嵌入させて塞ぐことができる。
【００２３】
プランジャー５は略円筒状であり、外径がシリンダー４の内径とほぼ同じである。内部の中空部５ａは、上面が空いて、底面が塞がる。尚、下端５ｂは、シリンダー４の底孔４ａに嵌合できる形状で下方に突出する。
【００２４】
ノズル６は、第一液２ｄと第二液４ｂとが混ざり合った混合液６ｃを吐出口６ｂから放出する。カプセル２と接合する拡幅部６ａは、シール２ｃと同等の大きさから擂り鉢状に狭くなっており、撹拌子３を尖端３ｂから収めることができる。
【００２５】
ノズル６を接続したカプセル２に第一液２ｄを入れ、撹拌子３で底孔４ａを塞いだシリンダー４に第二液を入れた上で、シリンダー４をカプセル２に挿入し、さらにシリンダー４にプランジャー５を挿入した状態が、初期状態となる。
【００２６】
図５は、本発明である液体撹拌装置で使用するアプライヤーの図である。図６は、本発明である液体撹拌装置の２液を混合する状況を示す図である。アプライヤー８は、プランジャー５を押し込むのに使用する。
【００２７】
アプライヤー８は、レバー８ｃを引く度に、押出部８ａが一定量飛び出す仕組みを有する器具である。尚、押出部８ａの直径は、プランジャー５の中空部５ａの内径とほぼ同じである。
【００２８】
押出部８ａの先端に設けられた磁石８ｂは、撹拌子３を引き寄せるためのものであり、例えば、撹拌子用磁石３ａのＳ極が撹拌子３の底側を向いていれば、磁石８ｂの先端はＮ極となり、撹拌子用磁石３ａのＮ極が撹拌子３の底側を向いていれば、磁石８ｂの先端はＳ極となる。即ち、Ｎ極とＳ極の入れ換えは可能であるが、全て同時に行う必要がある。
【００２９】
初期状態のカプセル２において、アプライヤー８の押出部８ａを、プランジャー５の中空部５ａの底に押し当てる。アプライヤー８のレバー８ｃを引いて押出部８ａを突出させ、プランジャー５をカプセル２内に押し込む。
【００３０】
プランジャー５の下端５ｂが、シリンダー４内で撹拌子３を下方に押し出し、撹拌子３はカプセル２の撹拌室２ｂに落下する。栓が抜けてシリンダー４の底孔４ａは空いた状態となり、シリンダー４内の第二液４ｂも撹拌室２ｂに流れ込む。
【００３１】
プランジャー５の下端５ｂは、シリンダー４の底孔４ａに嵌入し、シリンダー４内の第二液４ｂは完全に撹拌室２ｂに押し出され、撹拌室２ｂには元々投入されていた第一液２ｄと、流入した第二液４ｂとが混入する。
【００３２】
図７は、本発明である液体撹拌装置の２液を撹拌する状況を示す図である。図８は、本発明である液体撹拌装置の回転子と撹拌子の回転を示す図である。カプセル２を回転子７内に設置し、撹拌子３を回転させて撹拌する。
【００３３】
撹拌子３は、撹拌室２ｂ内の液中にあるので、回転子７の回転子用磁石７ａ、７ｂの磁力により横向きとなり、撹拌子３の底側が撹拌室２ｂの壁面に引き寄せられ、尖端３ｂが中心を向いた状態となる。
【００３４】
回転子７の軸受け７ｃに回転子用動力９の回転軸９ａを接続し、回転子用動力９の回転力を回転子７に伝達する。回転子７の回転により、回転子用磁石７ａ、７ｂがカプセル２の周りを回転し、撹拌子３もカプセル２の中心を軸として回転する。
【００３５】
カプセル２は回転せずに、撹拌子３のみが、尖端３ｂ付近を回転軸として、撹拌子３の底側が撹拌室２ｂの内壁に沿うように回転するので、撹拌室２ｂ内の第一液２ｄと第二液４ｂとが掻き混ぜられる。
【００３６】
図９は、本発明である液体撹拌装置の撹拌子の引き寄せを示す図である。図１０は、本発明である液体撹拌装置の混合液の押出しを示す図である。撹拌後にカプセル２を回転子７から取り出す。
【００３７】
撹拌後のカプセル２において、アプライヤー８の押出部８ａを、プランジャー５の中空部５ａの底に押し当てる。押出部８ａの先端の磁石８ｂにより、撹拌子３の底側がプランジャー５の下端５ｂに引き寄せられる。
【００３８】
アプライヤー８のレバー８ｃを引いて押出部８ａを突出させ、プランジャー５をカプセル２内に押し込む。カプセル２のシール２ｃが押出時の圧力により破れ、混合液６ｃはノズル６へ流れ込む。
【００３９】
撹拌子３は略円錐状で、尖端３ｂが下方を向いているので、尖端３ｂでシール２ｃを突くことで破りやすくなる。プランジャー５はシリンダー４と共にカプセル２の底面まで押し込まれ、撹拌子３はシール２ｃを突き抜けて、ノズル６の拡幅部６ａに嵌入する。
【００４０】
撹拌室２ｂ内の混合液６ｃは、完全にノズル６の管内へ押し出され、吐出口６ｂから放出される。カプセル２内及びノズル６の拡幅部６ａに空間が生じないないように混合液６ｃが押し出されるので、カプセル２内の残液を最小限にすることができる。
【実施例２】
【００４１】
図１１は、本発明である液体撹拌装置の上下可動機構を示す図である。図１２は、本発明である液体撹拌装置の上下運動の状況を示す図である。図１３は、本発明である液体撹拌装置のカプセルの上下運動を示す図である。
【００４２】
上下可動液体撹拌装置１ａは、カプセル２を上下可動スライダー１０で上下運動させることにより、撹拌効率を向上させたものである。尚、上下可動スライダー１０以外の上下可動機構を用いても良い。
【００４３】
上下可動スライダー１０は、カプセル２を上下運動させる部材である。上面中央にはカプセル２を取り付けるための開口部１０ａが空き、側面には上下可動スライダー１０を上下運動させるための円孔１０ｂが空く。
【００４４】
開口部１０ａは円形に空いており、縁をカプセル２の溝部２ｅに螺合させることで固定することができる。円孔１０ｂは横長の楕円形であり、内周に沿って楕円状のカム１２が回転するため、円孔１０ｂの短径は、カム１２の長径以上である。
【００４５】
上下可動用動力１１は、カム１２に回転力を伝達する。回転軸１１ａをカム１２の中心からずれた位置に通すことにより、カム１２の近軸側１２ａは回転軸１１ａの近くを回転し、遠軸側１２ｂは回転軸１１ａの遠くを回転する。尚、カム１２が横を向いたとき、回転軸１１ａは円孔１０ｂの中心に位置する。
【００４６】
カム１２は、回転力を上下運動に変換して、上下可動スライダー１０に伝達する部材である。近軸側１２ａが下側で遠軸側１２ｂが上側に来たとき上下可動スライダー１０は上方に押し上げられ、近軸側１２ａが上側で遠軸側１２ｂが下側に来たとき上下可動スライダー１０は下方に押し下げられる。
【００４７】
上下可動スライダー１０の上下運動に伴い、上下可動スライダー１０に固定されたカプセル２も上下運動を行う。撹拌室２ｂ内で撹拌子３が回転する位置については、撹拌子３が回転子用磁石７ａ、７ｂの間で高さがほぼ維持されるため、相対的に上下に変動する。
【００４８】
尚、カプセル２を上下運動させるのではなく、回転子７を上下運動させる機構を用いても良い。当該構造においても、撹拌子３は、磁力の作用で回転子用磁石７ａ、７ｂの中心軸に近付こうとするので、高さが上下に変動する。
【００４９】
液量が多くなって、撹拌室２ｂが上下に長くなった場合でも、撹拌室２ｂ内における撹拌子３の相対位置を上下に変動させることにより、デッドスペースを最小限とすることができ、十分に撹拌することが可能となる。
【実施例３】
【００５０】
液体撹拌装置１及び上下可動液体撹拌装置１ａにおいて、撹拌子３の形状は、円錐に近い形状が好ましい。また、撹拌デッドスペースを最小限とするためには、撹拌子３の高さは、撹拌室２ｂの直径の半分以上であることが望ましい。
【００５１】
尚、撹拌子３が円柱状又は直方体状であると、カプセル２内の液体容量を縮小させてしまい、回転時の抵抗も大きくなる。また、球状であると、磁石間距離が増加し、撹拌性能が落ちる。
【００５２】
撹拌子用磁石３ａと回転子用磁石７ａ、７ｂとの距離は、互いの吸着力の低下を防ぐため、できるだけ短い方が良い。尚、歯科用の液体撹拌装置１においては、部材の厚さやクリアランスを考慮して、６ｍｍ以下が望ましい。
【００５３】
撹拌子用磁石３ａ及び回転子用磁石７ａ、７ｂの形状は、撹拌性能や組付性等を考慮すると、円柱型が好ましい。尚、球体であると取付時の磁力方向性が定まらなく、直方体であると取付けが難しくなる。
【００５４】
尚、歯科用の液体撹拌装置１においては、撹拌子用磁石３ａの磁束密度は３０００ガウス以上、回転子用磁石７ａ、７ｂの磁束密度は４０００ガウス以上、回転子７の回転数は５００〜２０００ｒｐｍであることが望ましい。
【００５５】
また、上下可動スライダー１０の動作速度は６〜３０ストローク／分で、移動距離は撹拌室２ｂの高さ相当であることが望ましい。撹拌する液体の粘度については、剪断速度１．０（１／ｓ）以上の時、粘度１５０（Ｐａ−Ｓ）以下が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明である液体撹拌装置の縦断面図である。
【図２】本発明である液体撹拌装置のＡ−Ａで切断した横断面図である。
【図３】本発明である液体撹拌装置のカプセルを分解した図である。
【図４】本発明である液体撹拌装置のカプセルの初期状態を示す図である。
【図５】本発明である液体撹拌装置で使用するアプライヤーの図である。
【図６】本発明である液体撹拌装置の２液を混合する状況を示す図である。
【図７】本発明である液体撹拌装置の２液を撹拌する状況を示す図である。
【図８】本発明である液体撹拌装置の回転子と撹拌子の回転を示す図である。
【図９】本発明である液体撹拌装置の撹拌子の引き寄せを示す図である。
【図１０】本発明である液体撹拌装置の混合液の押出しを示す図である。
【図１１】本発明である液体撹拌装置の上下可動機構を示す図である。
【図１２】本発明である液体撹拌装置の上下運動の状況を示す図である。
【図１３】本発明である液体撹拌装置のカプセルの上下運動を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１        液体撹拌装置
１ａ      上下可動液体撹拌装置
２        カプセル
２ａ      本体
２ｂ      撹拌室
２ｃ      シール
２ｄ      第一液
２ｅ      溝部
３        撹拌子
３ａ      撹拌子用磁石
３ｂ      尖端
４        シリンダー
４ａ      底孔
４ｂ      第二液
５        プランジャー
５ａ      中空部
５ｂ      下端
６        ノズル
６ａ      拡幅部
６ｂ      吐出口
６ｃ      混合液
７        回転子
７ａ      回転子用磁石（左）
７ｂ      回転子用磁石（右）
７ｃ      軸受け
８        アプライヤー
８ａ      押出部
８ｂ      磁石
８ｃ      レバー
９        回転子用動力
９ａ      回転軸
１０        上下可動スライダー
１０ａ      開口部
１０ｂ      円孔
１１        上下可動用動力
１１ａ      回転軸
１２        カム
１２ａ      近軸側
１２ｂ      遠軸側
【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】
2009131742.tif 000011
【図１０】
2009131742.tif 000012
【図１１】
2009131742.tif 000013
【図１２】
2009131742.tif 000014
【図１３】
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