JP6348104B2 - 機械的剥離装置 - Google Patents

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Description

本発明は、機械的剥離装置に関するものである。
関係者各位：
我々、Ｃｉｔｙ ｏｆ Ｅａｓｔ Ｌａｎｓｉｎｇ， Ｃｏｕｎｔｙ ｏｆ Ｉｎｇｈａｍ， Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｍｉｃｈｉｇａｎに居住する、Ｓｃｏｔｔ Ｌ． Ｍｕｒｒａｙ、Ｃｉｔｙ ｏｆ Ｒｉｃｈｍｏｎｄ， Ｃｏｕｎｔｙ ｏｆ Ｍａｄｉｓｏｎ， Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｋｅｎｔｕｃｋｙに居住する、Ｊｉｍ Ｌ． Ｐｅｙｔｏｎ、およびＣｉｔｙ ｏｆ Ｌｅｘｉｎｇｔｏｎ， Ｃｏｕｎｔｙ ｏｆ Ｆａｙｅｔｔｅ ａｎｄ Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｋｅｎｔｕｃｋｙに居住する、Ｋｏｒｅｙ Ｍｏｒｒｉｓ（すべて米国民）は、新しい且つ新規の機械的剥離装置を発明したことを本明細書をもって以下に証する。
グラフェンを、化学的に、熱的に、および機械的に生成するための幾つかの発明および試みがある。剥離は、グラファイトの最外面上の層の除去を包含している。ボールミル粉砕は、これらの方法中で最も使用されており、この方法は、様々な粉砕する媒体を使用して、密閉容器中でグラフェンを粉砕することを包含している。ボールミルは、一方向のみ、即ち、水平軸上で回転して移動する。先行技術の方法は、結果を記載しているが、型およびサイズに特異的な機械的力、および成功するために必要な構成要素のシステムを記載していなかった。本出願人は、粒子材料を提供するための湿式法を扱うＯ２０１１００６８１４を認識している。
本発明、１つの実施形態において、多軸の手法を使用して、粒子材料を機械的に剥離するための構成要素のシステムを含む装置を扱う。本実施形態では、粒子材料または多層材料の層は、機械的動作を使用することによって、制御された剪断力を介して除去される。
本発明の装置は、力を送達するためのマシン、粒子材料および媒体を保持するための容器、媒体、およびそのような機器を操作するための関係するパラメーターを、方法、および該装置と方法によって提供される合成物とともに含む。
したがって、１つの実施形態で請求されるのは、基面（ｂａｓｉｌ ｐｌａｎｅ）を有する粒子材料を機械的に剥離するための装置であり、前記装置は、支持フレーム、モーターマウント、モーターマウント上に取り付けられたモーターを一緒に含み、該モーターは、駆動シャフトを有し、該駆動シャフトは、その上に取り付けられた、駆動されたフライホイールを有する。
支持フレームは、取り付けられた緩衝装置によってその上に載せられた非固定のプレートを有する。非固定のプレートは、前方端および後方端を有し、支持フレームは、その上にしっかりと載せられた非固定のプレートを有する。
駆動シャフトマウントを介して伸びる２つの端部を有する主駆動シャフトを含む、プロセッサーアセンブリがあり、主駆動シャフトは、その端部間にフライホイールを含む。
主駆動シャフト上には１つ以上のカムがあり、駆動シャフトマウントにおいて主駆動シャフトを維持するために主駆動シャフトの各端部上には固定手段がある。
各カム上には取り付けられたキャニスターキャリア（ｃａｎｉｓｔｅｒ ｃａｒｒｉｅｒ）があり、該キャニスターキャリアは、ハブを含み、該ハブは、外表面に取り付けられたクレードル（ｃｒａｄｌｅ）および内部平面を支持するベアリングを有する。
スタビライザの駆動機構があり、該スタビライザの駆動機構は、ピニオンギアによって駆動されたリングギア、非固定の平面プレート上に載せられた二次駆動シャフトを含む。二次駆動シャフトは、二次駆動シャフトマウントに取り付けられ、非固定の平面プレート上に載せられる。二次駆動シャフトは、少なくとも３つの第１駆動輪を有する。各第１駆動輪を一列に並んだ第２駆動輪と接続する、駆動リンクがある。
さらに、粒子材料を機械的に剥離するための装置である実施形態があり、該装置は、支持フレームを一緒に含む。支持フレームは、上部バーフレームおよび下部バーフレームで構成され、上部バーフレームおよび下部バーフレームは、垂直脚部によって支持される。上部バーフレームおよび下部バーフレームは、平行であり、互いに間隔を置かれる。
下部バーフレーム上には取り付けられた、およびそれによって支持されたモーターマウントがあり、前記モーターマウント上には取り付けられたモーターがあり、該モーターは、駆動シャフトを有し、および該駆動シャフトは、その上に取り付けられた駆動されたフライホイールを有する。
上部バーフレームは、少なくとも４つの角に取り付けられた緩衝マウントよってその上に載せられた非固定のプレートを有する。非固定のプレートは、前方端および後方端を有する。非固定のプレートは、その上に、駆動シャフトマウントをしっかりと載せている。非固定のプレートは、より小さな中心にある開口部の一方の側面に２つの大きな開口部を有し、駆動シャフトマウントは、大きな開口部の外側縁部に位置付けられる。
プロセッサーアセンブリがあり、該プロセッサーアセンブリは、すべての駆動シャフトを介して伸びる２つの端部を有する主駆動シャフトマウントを含む。主駆動シャフトは、その端部間の中心にあるフライホイールを含む。２つのカムがあり、その各々は、フライホイールと主駆動シャフトの端部との間の中心にあり、駆動シャフトマウントにおいて主駆動シャフトを維持するために主駆動シャフトの各端部上には固定手段がある。
各カム上には取り付けられたキャニスターキャリアがあり、該キャニスターキャリアは、ハブであって、外側ハブに取り付けられている、外表面に取り付けられたクレードルおよび内部平面を支持するベアリングを有するハブ、およびスタビライザ（ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）リングギアなどの駆動構成要素、を含む。スタビライザリングギアに隣接して、主駆動シャフト上には回転自在に取り付けられた、スタビライザハウジングがあり、該スタビライザハウジングは、主駆動シャフトに隣接している内部ベアリングを含み、ここには、スタビライザハウジングを囲む且つスタビライザリングギアとかみ合う、スタビライザピニオンギアがある。
スタビライザ駆動機構があり、該スタビライザ駆動機構は、後方端近くの非固定の平面プレート上に載せられた、二次駆動シャフトを含む。二次駆動シャフトは、非固定の平面プレート上に載せられた、二次駆動シャフトマウントに取り付けられる。二次駆動シャフトは、少なくとも３つの第１駆動輪を有し、その各１つは、二次駆動シャフトの端部の近くにあり、１つは、二次駆動シャフトの中心にある。
主駆動シャフトは、少なくとも３つの第２駆動輪を有し、その各々は、二次駆動シャフト上の第２端部の第１駆動輪と一列に並んでおり、中心にある第１駆動輪は、ギア減速機上に取り付けられた第３駆動輪と一列に並んでいる。ギア減速機は、フライホイールと二次駆動シャフトとの間の非固定の平面プレート上に載せられる。ギア減速機は、減速するギアによって第３駆動輪に機械的に接続された、第４駆動輪を有し、該第４駆動輪と中心にある第１駆動輪は、駆動リンクによって接続され、該駆動リンクは、第１駆動輪の各々と一列に並んだ第２駆動輪を接続する。
別の実施形態では、粒子材料を機械的に剥離するための装置があり、該装置は、支持フレームを一緒に含む。支持フレームは、上部バーフレームおよび下部バーフレームで構成され、上部バーフレームおよび下部バーフレームは、垂直脚部によって支持される。上部バーフレームおよび下部バーフレームは、平行であり、互いに間隔を置かれる。
下部バーフレーム上には取り付けられた、およびそれによって支持されたモーターマウントがあり、前記モーターマウント上には取り付けられたモーターがあり、該モーターは、駆動シャフトを有し、および該駆動シャフトは、その上に取り付けられた駆動されたフライホイールを有する。
上部バーフレームは、少なくとも４つの角に取り付けられた緩衝マウントよってその上に載せられた非固定のプレートを有する。非固定のプレートは、前方端および後方端を有する。非固定のプレートは、その上に、駆動シャフトマウントをしっかりと載せている。非固定のプレートは、より小さな中心にある開口部の一方の側面に２つの大きな開口部を有し、駆動シャフトマウントは、大きな開口部の外側縁部に位置付けられる。
プロセッサーアセンブリがあり、該プロセッサーアセンブリは、すべての駆動シャフトを介して伸びる２つの端部を有する主駆動シャフトマウントを含む。主駆動シャフトは、その端部間の中心にあるフライホイールを含む。２つのカムがあり、その各々は、フライホイールと主駆動シャフトの端部との間の中心にあり、駆動シャフトマウントにおいて主駆動シャフトを維持するために主駆動シャフトの各端部上には固定手段がある。
各カム上には取り付けられたキャニスターキャリアがあり、該キャニスターキャリアは、ハブであって、外側ハブに取り付けられている、外表面に取り付けられたクレードルおよび内部平面を支持するベアリングを有するハブ、およびスタビライザリングギア、を含む。第１スタビライザホイールに隣接して、主駆動シャフト上には回転自在に取り付けられた、スタビライザハウジングがあり、該スタビライザハウジングは、主駆動シャフトに隣接している内部ベアリングを含み、ここには、スタビライザハウジングを囲む且つ第１スタビライザホイールとかみ合う、第２スタビライザホイールがある。
スタビライザ駆動機構があり、該スタビライザ駆動機構は、後方端近くの非固定の平面プレート上に載せられた、二次駆動シャフトを含む。二次駆動シャフトは、非固定の平面プレート上に載せられた、二次駆動シャフトマウントに取り付けられる。二次駆動シャフトは、少なくとも３つの第１駆動輪を有し、その各１つは、二次駆動シャフトの端部の近くにあり、１つは、二次駆動シャフトの中心にある。
主駆動シャフトは、少なくとも３つの第２駆動輪を有し、その各々は、二次駆動シャフト上の第２端部の第１駆動輪と一列に並んでおり、中心にある第１駆動輪は、ギア減速機上に取り付けられた第３駆動輪と一列に並んでいる。ギア減速機は、フライホイールと二次駆動シャフトとの間の非固定の平面プレート上に載せられる。ギア減速機は、減速するギアによって第３駆動輪に機械的に接続された、第４駆動輪を有し、該第４駆動輪と中心にある第１駆動輪は、駆動リンクによって接続され、該駆動リンクは、第１駆動輪の各々と一列に並んだ第２駆動輪を接続する。
また別の実施形態では、駆動シャフトがある。駆動シャフトは、不可欠であり、２つの端子端部および中心点を有する線形シャフトを含む。線形シャフトは、フライホイールを、中心点で固定して取り付ける。２つのカムがあり、各カムは、近位端および遠位端を有する。各カムには、開口部があり、該開口部は、カムの底縁部の近くの近位端で始まり、頂縁部の近くの遠位端を通って終了する。線形シャフトは、カムの開口部を通って伸び、カムの遠位端を越えて伸びる。駆動シャフトは、その上に、フライホイールに隣接している駆動輪（ｗｈｅｅｌ ｄｒｉｖｅ）を取り付けている。
本発明のまた別の実施形態では、リングギアがある。リングギアは、内表面および外表面を含み、内表面は、複数のギアの歯で構成され、該ギアの歯の数および形状は、隣接したピニオンギア上の対応するギアとかみ合うように合わせられている。
さらなる実施形態は、筒状ハウジングを含むカムアセンブリである。筒状ハウジングは、近位端および遠位端、および近位端から遠位端を通って伸びる開口部を有する。開口部は、カムの近位端および底縁部の近くで始まり、頂縁部の近くの遠位端を通って終了し、遠位端は、その中に挿入されたバルブを有している、オフラウンドの（ｏｆｆ ｒｏｕｎｄ）、少なくとも１つのエンドキャップ（ｅｎｄ ｃａｐ）を有している。
また別の実施形態は、キャニスターのためのキャリアアセンブリである。キャリアアッセンブリは、内表面とともに、オープンセンタを有している、ハブ付きの（ｈｕｂｂｅｄ）ハウジングを含む。ハブは、ハウジングの内表面に取り付けられた、および各ハブの内部にある、少なくとも２つのベアリングを有する。ハブは、ハブに付けられた不可欠なキャニスタークレードルを支持する。１つのハブは、ギアのギア面がハブから離れるように、固定してそこに付けられたスタビライザリングギアを有する。
また別の実施形態では、キャリアアセンブリおよび少なくとも１つのキャニスターが一緒にある。
キャニスターの実施形態があり、該キャニスターは、２つの端子端部を有する中空円筒を含み、該端子端部の各々は、その上に取り付けられた密封可能なキャップを有する。バルブが挿入されている、少なくとも１つのエンドキャップがある。
図１は、本発明の装置の平面斜視図である。 図２は、本発明の装置の全体平面図である。 図３は、本発明の装置の全体正面図である。 図４は、モーターに対向する端部からの本発明の装置の全体端面図である。 図５は、モーターマウントの端部からの本発明の装置の全体端面図である。 図６は、本発明の主駆動シャフトの、その構成部品との全体側面図である。 図７は、図６の主駆動シャフトの斜視図である。 図８は、本発明のカムの全体側面図である。 図９は、矩形のインセットおよびそれを通る開口部を示す、本発明のカムの完全端面図である。 図１０は、図８のカムの斜視図である。 図１１は、線Ａ−Ａを通る、図９のカムの断面図である。 図１２は、カム上に取り付けたキャニスターキャリアの部分断面図である。 図１３は、キャニスターを取り付けたキャニスタークレードルを示すキャニスターキャリアの端面図およびリングギアの端面図である。 図１４は、図１３のキャニスターキャリアの全体側面図である。 図１５は、図１３のキャニスターキャリアの斜視図である。 図１６は、ラバーホイールを使用する、本発明のスタビライザアセンブリの別の実施形態である。 図１７は、本発明上のリングギアの全体端面図である。 図１８は、図１７のリングギアの全体縁視図である。 図１９は、図１７のリングギアの、前方からの斜視図である。 図２０は、本発明上のピニオンギアの全体背面図である。 図２１は、図２０のピニオンギアの全体側面図である。 図２２は、図２０のピニオンギアの背面の全体斜視図である。 図２３は、平面プレート上に取り付けられた二次駆動アセンブリの平面図である。 図２４は、図２３の駆動アセンブリの端面図である。 図２５Ａは、装置作動時の、キャニスターの軸（１）の軌道回転の実例である。 図２５Ｂは、装置作動時の、キャニスターの軸（２）の軌道回転の実例である。 図２５Ｃは、装置作動時の、キャニスターの平面軸（２）の並進移動および平面軸（１）の並進移動の実例である。 図２５Ｄは、装置作動時の、キャニスターの平面軸（３）のの並進移動の実例である。 図２６は、本発明の１つのキャニスター設計の全体側面図である。 図２７は、スタビライザアセンブリの部分拡大図である。 図２８は、本発明の同期駆動の全体側面図である。
ここで図１を参照すると、本発明の装置（１）の展望で全体平面斜視図が示される。図２は、装置の全体平面図であり、図３は、装置の全体正面図であり、および図４は、取り付けているモーターに対向する端部からの本発明の装置の全体端面図である。上記図は、続く情報の理解のために参照されるべきである。
図１、２、３、および４では、本発明の作動する構成要素を支持するための枠組（２）が示され、したがって、枠組（２）の脚部（３）、上部バーフレーム（４）、および下部バーフレーム（５）が示される。
図５を参照すると、下部バーフレーム（５）上に取り付けられた、モーターマウント（６）が示され、その上には、図３にもより明白に示される、モーター（７）が取り付けられている。モーター（７）は、装置（１）のための主駆動機構である。モーターは、図４に示される、モーター駆動シャフト（８）を有し、このモーター駆動シャフト（８）には、駆動されたフライホイール（９）が付けられている。
図１、２、および３で明白に示されるように、上部バーフレーム（４）は、緩衝マウント（１２）によって、４つの角（１１）の各々で少なくとも支持される、その上に載せられた非固定の平面プレート（１０）を有する。非固定の平面プレート（１０）は、（図５に示される）前方端（１３）および後方端（１４）を有する。非固定の平面プレート（１０）には、駆動シャフトマウント（１５）が堅く取り付けられ、これは、以下に詳しく議論される、主駆動シャフト（１６）を保持する。駆動シャフトマウント（１５）は、以下に議論される、小開口部の一方の側面上に、および２つのより大きな開口部（１８）の一方の側面上に位置付けられる。
平面プレート（１０）は、中心にある小開口部（１７）、および中心にある小開口部（１７）の一方の側面上の２つのより大きな開口部（１８）を有する。２つのより大きな開口部（１８）には、プロセッサーアセンブリ（１９）が位置し、両方のプロセッサーアセンブリは、主駆動シャフト（１６）によって支持および駆動されており、該主駆動シャフト（１６）は、平面プレート（１０）の一端上の駆動シャフトマウント（１５）から、平面プレート（１０）の対向する端部上の駆動シャフトマウント（１５）に伸びる。
主駆動シャフト（１６）上の中心には、主フライホイール（２０）があり、主フライホイール（２０）は、小開口部（１７）における主駆動シャフト（１６）によって本質的に吊るされる。したがって、プロセッサーアセンブリ（１９）は、主駆動シャフト（１６）および主フライホイール（２０）から成る。
ここで図６および７を参照すると、主駆動シャフト（１６）の詳細が示される。図６は、全体側面図であり、図７は、全体斜視図である。主駆動シャフトは、真っすぐなシャフト（２１）から成り、その上に、真っすぐなシャフト（２１）の端部（２２）間の中心にある、主フライホイール（２０）が取り付けられ、２つのカム（２３）が、真っすぐなシャフト（２１）の主フライホイール（２０）と端部（２２）との間に本質的に等距離に各々間隔を置かれている。駆動シャフトマウント（１５）において主駆動シャフト（１６）を固定するための留め具（２３）も示される（図６および７には示されず）。主駆動シャフトのための好ましい１つの駆動機構は、鎖歯車（２４）として示される。
カム（２３）は、図８、９、１０、および１１に詳しく示される。カムは、固体円筒（３１）を含み、これは、垂直からのわずかな角度θで構成された、１つの平端部（３２）および対向端部（３３）を有し、前記角度θは、１５°未満を包含する。図８は、本発明のカム（２３）の全体側面図である。対向端部（３３）が、その端部に関連しているわずかなハブも有することを留意されたい。図９および１０を観察すると、矩形である、開口部（３４）が示され、これを通って、主駆動シャフト（１６）の真っすぐなシャフト（２１）は伸びる。図１１から留意されるのは、開口部（３４）が、インセット（３５）を有し、開口部（３４）の残部が、カム（２３）を通って角度が付けられていることである。これによって、真っすぐなシャフト（２１）は、以下に詳しく記載されるように、主駆動シャフト（１６）が回転するときに、それに付けられたキャニスター（２６）を、不規則運動で移動させる。
各カム（２３）上には、キャ二スターキャリア（２６）が取り付けられている（図１２、１３、１４、１５、および１６を参照）。キャ二スターキャリア（２６）は、図１３、１４、１５、および１６に示されるように、１つ以上のキャ二スター（２７）を運ぶことができる。カム（２３）が移動するとともに、キャ二スターキャリア（２６）は移動する。キャ二スターキャリア（２６）は、外側ハブ（２８）（図１２）を有し、外側ハブ（２８）は、外表面に取り付けられたクレードル（２９）を有する。外側ハブ（２８）は、内部平面（３７）を支持するベアリング（３０）を有する。
キャニスターは、力を保持し、キャニスター中の材料を汚染しない、任意の材料から製造され得る。そのような使用可能な材料は、とりわけ、例えば、ステンレススチール、めっきスチール、ポリカーボネート、アルミニウムおよびチタンを含む。
外側ハブ（２８）には、１つの実施形態においてスタビライザアセンブリが取り付けられ、これは、図２０、２１、および２２のピニオンギア（３６）、および図１７、１８、および１９のリングギア（３８）、および別の実施形態での、スタビライザリング（３９）およびスタビライザホイール（４０）（図１６を参照）、から成る。
スタビライザリングギア（３８）（または別の実施形態の事象でのスタビライザリング（３９））に隣接して、主駆動シャフト（１６）上には、スタビライザハウジング（４２）が回転自在に取り付けられている。スタビライザハウジング（４２）は、主駆動シャフト（１６）に隣接している内部ベアリング（４３）を含んでいる。ピニオンギア（３６）が、スタビライザハウジング（４２）を取り囲み、この位置から、リングギア（３８）とかみ合うことを留意されたい（図１２を参照）。
リングギア（３８）は、内表面（４４）および外表面（４５）を含む。内表面（４４）は、複数のギアの歯（４６）で構成され、該ギアの歯（４６）の数および形状は、隣接したピニオンギア（３６）上の対応する歯とかみ合うように合わせられている。ギアの歯（４６）が、リングギア（２８）内で前に傾斜していることが図１７および１９から留意される。
ここで図２０、２１、および２２を参照すると、リングギア（３８）と協働するピニオンギア（３６）が示されている。ピニオンギア（３６）上の歯（４７）が、リングギア（３８）の歯（４６）とかみ合うように構成されていることに留意されたい。
スタビライザ駆動機構（４８）が、図２および２３および２４に最良に示されており、これは、非固定の平面プレート（１０）の後方端の近くで、非固定の平面プレート（１０）上に載せられる、二次駆動シャフト（４９）で構成される。二次駆動シャフト（４９）は、二次駆動シャフトマウント（５０）において取り付けられ、それらの二次駆動シャフトマウントうちの３つは、図２３に示され、非固定の平面プレート（１０）に載せられている。二次駆動シャフト（４９）は、少なくとも３つの第１駆動輪を有し、その各１つは、二次駆動シャフト（４９）の端部の近くにあり、１つは、二次駆動シャフト（４９）の中心にある。
主駆動シャフト（１６）は、二次駆動シャフト（４９）上の第２端部の第１駆動輪と一列に並んでいる、少なくとも３つの第２駆動輪を有する。中心にある第１駆動輪は、図２３に示されるギア減速機（５３）に取り付けられた、第３駆動輪と一列に並んでいる。ギア減速機（５３）は、駆動されたフライホイール（９）と二次駆動シャフト（４９）との間の非固定の平面プレート（１０）上に載せられている。ギア減速機（５３）は、減速するギア（図示せず）によって第３駆動輪に機械的に接続された、第４駆動輪を有する。第４駆動輪および第１駆動輪は、図２３に示される駆動リンク（５６）によって接続されている。各第１駆動輪を一列に並んだ第２駆動輪と接続する、駆動リンク（５７）がある。
図２７は、キャニスターキャリア（２６）において取り付けられた、キャニスター（５８）の側面図である。図２７は、安定化のための機構の拡大図を示し、すなわち、カム（２３）、カム上のベアリング（３０）、スタビライザリングギア（３８）、スタビライザハブ（２８）、ベルト駆動である駆動リンク（５７）、スタビライザベアリング（４３）、および主駆動シャフト（１６）を示す。キャニスターのサイズは、長さが１２乃至１５インチ、直径で４乃至８インチの範囲であり得る。
駆動輪を連結するこの方法では、操作中に、主駆動シャフト（１６）は、反時計回りに回転して移動し、スタビライザユニット用の二次駆動シャフト（４９）は、時計回りに回転して移動する。ギアリング機構（５３）によって、二次駆動シャフト（４９）は、主駆動シャフト（１６）よりもはるかに遅く移動する。
同期駆動ユニットを、二次駆動シャフトを駆動する二次駆動機構と置換することが、本発明の範囲内で熟慮される。図２６は、本発明の１つのキャニスター（２７）の設計の全体側面図を示し、ここで、キャニスター（２７）、キャップ（６０）および大気制御弁（６２）が示される。
ここで本発明のスタビライザ駆動機構の別の実施形態に目を向けると、図２８には、非固定のプレート（１０）上に取り付けられた、同期駆動（６３）の全体側面図が示される。同期駆動（６３）は、駆動輪（６５）に付けられており、第２駆動輪（６６）に連結されている駆動ベルト（６４）を含む、ベルトシステムで構成され、これは、二次駆動シャフト（４９）（図１に示される）に取り付けられている。主駆動シャフト（１６）が反時計回りの運動で駆動し、二次駆動シャフト（４９）が時計回りの運動で駆動することが、図２８での矢印から留意されるべきである。
装置（１）は、３つの平面および軌道面で、１、２、または３の（ｏｎｅ， ｔｗｏ， ｏｒ ｔｈｒｅｅ）力を同時に与えるように設計されている（図２５Ａ乃至２５Ｄを参照）。図２５Ａは、軸１の軌道回転を示す。図２５Ｂは、軸２の軌道回転を示す。図２５Ｃは、垂直方向の平面軸２の並進移動および水平方向の平面軸１の並進移動を示す。図２５Ｄは、平面軸３の並進移動を示す。
装置は、媒体に作用し、それをすべての面で同時に並進移動させる。そうすることによって、装置のエネルギーは、粒子材料の剥離作用をもたらすのに必要な応力状態へと転換される。微粒子の粉砕、摩砕、または破砕の他の方法は、これらの平面で同時に、力を与えたり、媒体を並進移動させたりはしない。最も典型的には、これらの機械は、２つまたは３つの平面、またはｅ位置（ｅ ｐｌａｃｅｓ）およびＩ軌道のｔ ｍｏｓｔ（Ｉ ｏｒｂｉｔａｌ ｔ ｍｏｓｔ）のみに影響を与える。これらの方法または機械の理論は、媒体を作用するように動かすことである。これによって粉状化が生じる。従来の機械の操作は、剥離作用を生じさせる正確な応力環境を作り出さない。
剪断力を介して剥離作用をもたらすことに加えて、本発明は、摩耗率をもたらすか、または媒体の悪化は、媒体ではなく作用する機械によって最小限にされる。本発明の装置は、媒体および装置が１ユニットとして作用し、分離されないように、媒体を動かす。
最適質量および正確な剪断力を提供する粉砕する媒体が選択される。質量は、媒体の比重によって決定される。比重が大きくなりすぎると、媒体が粒子材料と接触すると生じる力は、剪断力の閾値を越えて、自然に張力または圧縮力となる。もし力が張力または圧縮力となると、粉状化が生じる。媒体の比重が小さくなりすぎると、媒体が粒子材料と接触すると生じる力は、効果が限定される。
剪断力は、媒体の界面エネルギーによって決定される。剥離されている材料に対する界面エネルギーが、大きくなりすぎると、媒体が粒子材料と接触すると生じる力は、剪断力の閾値を越えて、自然に張力または圧縮力となる。界面エネルギーおよび表面積（直径を介して達成される）が最適化されると、装置の性能が最適化される。混合直径の媒体が使用されてもよい。剥離されている媒体と材料との間の表面エネルギーが低すぎると、媒体は、材料の表面上を滑り、剥離作用を引き起こす十分な剪断力が適用されない。
機械および媒体が、１ユニットとして作用する且つ剥離作用を作り出すために、キャビティ（ｃａｖｉｔｙ）およびキャビティにおける十分な充填量の（ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｆｉｌｌ ｏｆ）媒体は、正確でなければならない。キャビティは、平面ベクトルによって作り出された運動の期間に比例して充填されなければならない。充填率、Ｌｏｖｅｒａｌｌ ｔｏ Ｌｖｏｉｄ、が最適化されると、装置の性能が向上される。
装置（１）が使用される、本発明の方法では、作り出された剪断力（またはエネルギー）を、破損（ｆｒａｃｔｕｒｅ）（位置エネルギーの増加）が、引張力による破損の前にそれらの平面に優位に生じる基面（ｂａｓａｌ ｐｌａｎｅ）において、十分に大きくすることが必要である。試験結果に基づいて、以下では、装置が操作されるべき条件が最適に記載される。
媒体の質量対微粒子の質量の比率は、１：６乃至１：１５の範囲であるべきであり、キャニスターの高さに対する媒体の高さは、６０乃至９０％であるべきであり、キャニスターの変位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）に対する自由空間は、４０％未満であるべきであり、媒体の比重は、１．０５乃至１．３８であるべきである。この装置および方法に好ましいのは、プラスチック媒体であるが、本発明における使用のパラメーターに合う、すなわち、微粒子の比表面エネルギーに一致するように選択される限り、他の既知の剥離する媒体を使用することもできる。実際の作動時間は、４５分乃至約１２００分の範囲であるべきである。

この装置および方法によって生成された合成物は、任意の粒子材料、または粒子材料の任意の組み合わせであり得る。好ましい粒子材料は、基面を有する粒子材料であり、剥離して血小板を形成する。この方法に好ましい粒状物質は、グラフェンのナノプレートレットへと剥離されたグラファイトである。粒子材料は、横寸法で１ナノメートル乃至５ミクロンのサイズである粒子を含む、および０．３ナノメートル乃至１０ナノメートルの範囲のｚ寸法を有し、２００乃至１２００ｍ２／ｇの範囲の非常に高いＢＥＴの表面積を示す、グラフェンの１から２、３の層から成る、高表面積のグラフェンのナノプレートレットであることが好ましい。幾つかの実施形態では、３０乃至２００ｍ２／ｇのＢＥＴの表面積を有する部分的に剥離された粒状物質が生成され得る。
装置は、１つ又は複数の容器を含むことができる。それは、１つの駆動モーターからの移動の１つを超える重心を提供し得る。

Claims (28)

  1. 基面を有する粒子材料を機械的に剥離するための装置であって、該装置は、
    ｉ． 支持フレームであって、取り付けられた緩衝装置によって支持フレームの上に載せられた非固定のプレートを有し、前記非固定のプレートが、前方端および後方端を有し、支持フレームの上に載せられている、支持フレーム；
    ｉｉ． モーターマウント；
    ｉｉｉ．前記モーターマウント上に取り付けられた、モーターであって、駆動シャフトを有し、前記駆動シャフトが、その上に取り付けられた駆動されたフライホイールを有する、モーター；
    ｉｖ． プロセッサーアセンブリであって、
    駆動シャフトマウントを介して伸びる２つの端部を有する主駆動シャフトであって、前記主駆動シャフトの前記端部間にフライホイールを含む、主駆動シャフト；
    前記主駆動シャフト上の１つ以上のカム、および前記駆動シャフトマウントにおいて前記主駆動シャフトを維持するための前記主駆動シャフトの各端部上の固定手段、
    を含む、プロセッサーアセンブリ；
    ｖ． 各カム上に取り付けられたキャニスターキャリアであって、
    外表面に取り付けられたクレードルおよび内部平面を支持するベアリングを有するハブ、
    を含む、キャニスターキャリア；
    ｖｉ． スタビライザ駆動機構であって、
    ピニオンギアによって駆動されたリングギア、
    非固定の平面プレート上に載せられ、二次駆動シャフトマウントにおいて取り付けられた、少なくとも３つの第１駆動輪を有する、二次駆動シャフト、
    を含む、スタビライザ駆動機構；
    ｖｉｉ．各々の前記第１駆動輪を、一列に並んだ第２駆動輪と接続する、駆動リンク、
    を一緒に含み、
    前記キャニスターキャリアに、少なくとも１つのキャニスターが取り付けられ、
    前記キャニスターに前記粒子材料と媒体とが入れられ、
    前記媒体の質量対前記粒子材料の質量の比率が、１：６乃至１：１５であり、
    主駆動シャフトは第２駆動輪を有する装置。
  2. 前記キャニスターキャリアが、それに取り付けられた少なくとも１つのキャニスターを有し、前記キャニスターが、真空下にある、請求項１に記載の装置。
  3. 前記キャニスターキャリアが、それに取り付けられた少なくとも１つのキャニスターを有し、前記キャニスターが、不活性ガスで満たされた、請求項１に記載の装置。
  4. 前記キャニスターキャリアが、それに取り付けられた少なくとも１つのキャニスターを有し、前記キャニスターが、不活性ガスとヘリウムの混合物で満たされた、請求項１に記載の装置。
  5. 基面を有する粒子材料を機械的に剥離するための装置であって、該装置は、
    ｉ． 支持フレームであって、取り付けられた緩衝装置によって支持フレームの上に載せられた非固定のプレートを有し、前記非固定のプレートが、前方端および後方端を有し、支持フレームの上に載せられている、支持フレーム；
    ｉｉ． モーターマウント；
    ｉｉｉ．前記モーターマウント上に取り付けられた、モーターであって、駆動シャフトを有し、前記駆動シャフトが、その上に取り付けられた駆動されたフライホイールを有する、モーター；
    ｉｖ． プロセッサーアセンブリであって、
    駆動シャフトマウントを介して伸びる２つの端部を有する主駆動シャフトであって、前記主駆動シャフトの前記端部間にフライホイールを含む、主駆動シャフト；
    前記主駆動シャフト上の１つ以上のカム、および前記駆動シャフトマウントにおいて前記主駆動シャフトを維持するための前記主駆動シャフトの各端部上の固定手段、
    を含む、プロセッサーアセンブリ；
    ｖ． 各カム上に取り付けられたキャニスターキャリアであって、
    外表面に取り付けられたクレードルおよび内部平面を支持するベアリングを有するハブ、
    を含む、キャニスターキャリア；
    ｖｉ． スタビライザ駆動機構であって、
    少なくとも１つの同期駆動機構；
    非固定の平面プレート上に載せられ、二次駆動シャフトマウントにおいて取り付けられた、少なくとも３つの第１駆動輪を有する、二次駆動シャフト、
    を含む、スタビライザ駆動機構；
    ｖｉｉ．各々の前記第１駆動輪を、一列に並んだ第２駆動輪と接続する、駆動リンク、
    を一緒に含み、
    前記キャニスターキャリアに、少なくとも１つのキャニスターが取り付けられ、
    前記キャニスターに前記粒子材料と媒体とが入れられ、
    前記媒体の質量対前記粒子材料の質量の比率が、１：６乃至１：１５であり、
    主駆動シャフトは第２駆動輪を有する装置。
  6. 前記キャニスターキャリアが、それに取り付けられた少なくとも１つのキャニスターを有し、前記キャニスターが、真空下にある、請求項５に記載の装置。
  7. 前記キャニスターキャリアが、それに取り付けられた少なくとも１つのキャニスターを有し、前記キャニスターが、不活性ガスで満たされた、請求項５に記載の装置。
  8. 前記キャニスターキャリアが、それに取り付けられた少なくとも１つのキャニスターを有し、前記キャニスターが、ヘリウムを混合した不活性ガスで満たされた、請求項５に記載の装置。
  9. 基面を有する粒子材料を機械的に剥離するための装置であって、該装置は、
    ｉ． 支持フレームであって、上部バーフレームおよび下部バーフレームで構成され、前記上部バーフレームおよび下部バーフレームが、垂直脚部によって支持され、平行であり、および互いに間隔を置かれる、支持フレーム；
    ｉｉ． 前記下部バーフレーム上に取り付けられた、およびそれによって支持された、モーターマウント；
    ｉｉｉ． 前記モーターマウント上に取り付けられた、モーターであって、駆動シャフトを有し、前記駆動シャフトが、その上に取り付けられた駆動されたフライホイールを有する、モーター；
    ｉｖ． 少なくとも４つの角に取り付けられた緩衝マウントよって上部バーフレームの上に載せられた非固定のプレートを有する、前記上部バーフレームであって、前記非固定のプレートが、前方端および後方端を有し、上部バーフレームの上に駆動シャフトマウントを載せ、より小さな中心にある開口部の一方の側面に２つの大きな開口部を有し、前記駆動シャフトマウントが、前記大きな開口部の外側縁部に位置付けられる、前記上部バーフレーム；
    ｖ． プロセッサーアセンブリであって、
    すべての駆動シャフトマウントを介して伸びる２つの端部を有する、主駆動シャフトであって、前記主駆動シャフトの前記端部間の中心にフライホイールを含む、主駆動シャフト；
    ２つのカムであって、その各々が前記フライホイールと前記主駆動シャフトの端部との間の中心にある、２つのカム、および前記駆動シャフトマウントにおいて前記主駆動シャフトを維持するための前記主駆動シャフトの各端部上の固定手段、
    を含む、プロセッサーアセンブリ；
    ｖｉ． 各カム上に取り付けられたキャニスターキャリアであって、
    ハブであって、外側ハブに取り付けられている、外表面に取り付けられたクレードルおよび内部平面を支持するベアリングを有するハブ、およびスタビライザリングギア、
    を含む、キャニスターキャリア；
    ｖｉｉ． 前記スタビライザリングギアに隣接して、前記主駆動シャフト上に回転自在に取り付けられた、スタビライザハウジングであって、前記主駆動シャフトに隣接している内部ベアリングを含み、ここには、前記スタビライザハウジングを囲む且つ前記スタビライザリングギアとかみ合う、スタビライザピニオンギアがある、スタビライザハウジング；
    ｖｉｉｉ．スタビライザ駆動機構であって、
    その後方端の近くの非固定の平面プレート上に載せられて、二次駆動シャフトマウントにおいて取り付けられた、二次駆動シャフトを含み；
    前記二次駆動シャフトが、少なくとも３つの第１駆動輪を有し、その各１つが、前記二次駆動シャフトの端部の近くにあり、１つが、前記二次駆動シャフトの中心にあり；
    前記主駆動シャフトが、少なくとも３つの第２駆動輪を有し、その各々が、前記二次駆動シャフト上の第２端部の第１駆動輪と一列に並んでおり、中心にある前記第１駆動輪は、ギア減速機上に取り付けられた第３駆動輪と一列に並んでおり、前記ギア減速機が、前記フライホイールと前記二次駆動シャフトとの間の前記非固定の平面プレート上に載せられており、減速するギアによって第３駆動輪に機械的に接続された、第４駆動輪を有しており、中心にある第１駆動輪が、駆動リンクによって接続されている、スタビライザ駆動機構；
    ｉｘ． 各々の前記第１駆動輪を、一列に並んだ第２駆動輪と接続する、駆動リンク、
    を一緒に含み、
    前記キャニスターキャリアに、少なくとも１つのキャニスターが取り付けられ、
    前記キャニスターに前記粒子材料と媒体とが入れられ、
    前記媒体の質量対前記粒子材料の質量の比率が、１：６乃至１：１５であり、
    中心にある第１駆動輪が、駆動リンクによって第４駆動輪と接続されており、
    主駆動シャフトは第２駆動輪を有する装置。
  10. 前記キャニスターキャリアが、それに取り付けられた少なくとも１つのキャニスターを有し、前記キャニスターが、真空下にある、請求項９に記載の装置。
  11. 前記キャニスターキャリアが、それに取り付けられた少なくとも１つのキャニスターを有し、前記キャニスターが、不活性ガスで満たされた、請求項９に記載の装置。
  12. 前記キャニスターキャリアが、それに取り付けられた少なくとも１つのキャニスターを有し、前記キャニスターが、ヘリウムを混合した不活性ガスで満たされた、請求項９に記載の装置。
  13. 基面を有する粒子材料を機械的に剥離するための装置であって、該装置は、
    ｉ． 支持フレームであって、上部バーフレームおよび下部バーフレームで構成され、前記上部バーフレームおよび下部バーフレームが、垂直脚部によって支持され、平行であり、および互いに間隔を置かれる、支持フレーム；
    ｉｉ． 前記下部バーフレーム上に取り付けられた、およびそれによって支持された、モーターマウント；
    ｉｉｉ． 前記モーターマウント上に取り付けられた、モーターであって、駆動シャフトを有し、前記駆動シャフトが、その上に取り付けられた駆動されたフライホイールを有する、モーター；
    ｉｖ． 少なくとも４つの角に取り付けられた緩衝マウントよって上部バーフレームの上に載せられた非固定のプレートを有する、前記上部バーフレームであって、前記非固定のプレートが、前方端および後方端を有し、上部バーフレームの上に駆動シャフトマウントを載せ、より小さな中心にある開口部の一方の側面に２つの大きな開口部を有し、前記駆動シャフトマウントが、前記大きな開口部の外側縁部に位置付けられる、前記上部バーフレーム；
    ｖ． プロセッサーアセンブリであって、
    すべての駆動シャフトマウントを介して伸びる２つの端部を有する、主駆動シャフトであって、前記主駆動シャフトの前記端部間の中心にフライホイールを含む、主駆動シャフト；
    ２つのカムであって、その各々が前記フライホイールと前記主駆動シャフトの端部との間の中心にある、２つのカム、および前記駆動シャフトマウントにおいて前記主駆動シャフトを維持するための前記主駆動シャフトの各端部上の固定手段；
    を含む、プロセッサーアセンブリ；
    ｖｉ． 各カム上に取り付けられたキャニスターキャリアであって、
    ハブであって、外側ハブに取り付けられている、外表面に取り付けられたクレードルおよび内部平面を支持するベアリングを有するハブ、およびスタビライザリングギア、
    を含む、キャニスターキャリア；
    ｖｉｉ． 前記スタビライザリングギアに隣接して、前記主駆動シャフト上に回転自在に取り付けられた、スタビライザハウジングであって、前記主駆動シャフトに隣接している内部ベアリングを含み、ここには、前記スタビライザハウジングを囲むスタビライザホイールがあり、前記スタビライザホイールに接触する、スタビライザハウジング；
    ｖｉｉｉ．スタビライザ駆動機構であって、
    その後方端の近くの非固定の平面プレート上に載せられて、二次駆動シャフトマウントにおいて取り付けられた、二次駆動シャフトを含み；
    前記二次駆動シャフトが、少なくとも３つの第１駆動輪を有し、その各１つが、前記二次駆動シャフトの端部の近くにあり、１つが、前記二次駆動シャフトの中心にあり；
    前記主駆動シャフトが、少なくとも３つの第２駆動輪を有し、その各々が、前記二次駆動シャフト上の第２端部の第１駆動輪と一列に並んでおり、中心にある前記第１駆動輪は、ギア減速機上に取り付けられた第３駆動輪と一列に並んでおり、前記ギア減速機が、前記フライホイールと前記二次駆動シャフトとの間の前記非固定の平面プレート上に載せられており、減速するギアによって第３駆動輪に機械的に接続された、第４駆動輪を有しており、中心にある第１駆動輪が、駆動リンクによって接続されている、スタビライザ駆動機構；
    ｉｘ． 各々の前記第１駆動輪を、一列に並んだ第２駆動輪と接続する、駆動リンク、
    を一緒に含み、
    前記キャニスターキャリアに、少なくとも１つのキャニスターが取り付けられ、
    前記キャニスターに前記粒子材料と媒体とが入れられ、
    前記媒体の質量対前記粒子材料の質量の比率が、１：６乃至１：１５であり、
    中心にある第１駆動輪が、駆動リンクによって第４駆動輪と接続されており、
    り、
    主駆動シャフトは第２駆動輪を有する装置。
  14. 第１スタビライザホイールおよび第２スタビライザホイールが、トルクを使用して係合可能である、請求項１３に記載の粒子材料を機械的に剥離するための装置。
  15. 第１スタビライザホイールおよび第２スタビライザホイールが、機械的に係合可能である、請求項１３に記載の粒子材料を機械的に剥離するための装置。
  16. 基面を有する粒子材料を剥離する方法であって、該方法は、
    ｉ． 請求項１の装置を提供する工程；
    ｉｉ． 基面を有する粒子材料を提供し、前記装置のキャニスターに前記粒子材料を入れる工程；
    ｉｉｉ．剥離する媒体を提供し、前記装置の前記キャニスターに前記剥離する媒体を入れる工程；
    ｉｖ． 前記キャニスターを密封する工程；
    ｖ． 一連の予め決められた操作用パラメーターに従って、前記装置を操作する工程；
    ｖｉ． 前記一連の予め決められた操作用パラメーターを満たした後に、前記キャニスターから前記粒子材料を除去する工程、を含み、
    前記媒体の質量対前記粒子材料の質量の比率が、１：６乃至１：１５である方法。
  17. キャニスターの高さに対する媒体の高さが、６０乃至９０％である、請求項１６に記載の方法。
  18. キャニスターの変位に対する自由空間が、４０％未満である、請求項１６に記載の方法。
  19. 媒体の比重が、１．０５乃至１．３８である、請求項１６に記載の方法。
  20. 前記媒体が、プラスチック材料である、請求項１６に記載の方法。
  21. 作動時間が、４５分乃至約１２００分の範囲である、請求項１６に記載の方法。
  22. 基面を有する粒子材料を剥離する方法であって、該方法は、
    ｉ． 請求項１の装置を提供する工程；
    ｉｉ． 基面を有する粒子材料を提供し、前記装置のキャニスターに前記粒子材料を入れる工程；
    ｉｉｉ．剥離する媒体を提供し、前記装置の前記キャニスターに前記剥離する媒体を入れる工程；
    ｉｖ． 前記キャニスターを密封する工程；
    ｖ． 一連の予め決められた操作用パラメーターに従って、前記装置を操作する工程；
    ｖｉ． 前記一連の予め決められた操作用パラメーターを満たした後に、前記キャニスターから前記粒子材料を除去する工程、を含み、
    前記媒体の質量対前記粒子材料の質量の比率が、１：６乃至１：１５である方法。
  23. 基面を有する粒子材料を剥離する方法であって、該方法は、
    ｉ． 請求項１の装置を提供する工程；
    ｉｉ． 基面を有する粒子材料を提供し、前記装置のキャニスターに前記粒子材料を入れる工程；
    ｉｉｉ．剥離する媒体を提供し、前記装置の前記キャニスターに前記剥離する媒体を入れる工程；
    ｉｖ． 前記キャニスターを密封する工程；
    ｖ． 一連の予め決められた操作用パラメーターに従って、前記装置を操作する工程；
    ｖｉ． 前記一連の予め決められた操作用パラメーターを満たした後に、前記キャニスターから前記粒子材料を除去する工程、を含み、
    前記媒体の質量対前記粒子材料の質量の比率が、１：６乃至１：１５である方法。
  24. キャニスターの高さに対する媒体の高さが、６０乃至９０％である、請求項２３に記載の方法。
  25. キャニスターの変位に対する自由空間が、４０％未満である、請求項２３に記載の方法。
  26. 前記媒体の比重が、１．０５乃至１．３８である、請求項２３に記載の方法。
  27. 前記媒体が、プラスチック材料である、請求項２３に記載の方法。
  28. 作動時間が、４５分乃至約１２００分の範囲である、請求項２３に記載の方法。
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