WO2021261036A1 - 試料破砕装置 - Google Patents

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WO2021261036A1
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base
axis
sample
vibration
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勉 岡▲崎▼
壱 渡辺
忠一 渡辺
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フロンティア・ラボ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/14—Mills in which the charge to be ground is turned over by movements of the container other than by rotating, e.g. by swinging, vibrating, tilting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C17/18—Details
    • B02C17/20—Disintegrating members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18—Details
    • B02C17/24—Driving mechanisms

Definitions

  • the present invention relates to a sample crushing device for crushing a sample such as an organic material or an inorganic material.
  • the tilting shaft is tilted and fixed with respect to the rotating shaft, the support member is rotatably supported relative to the tilting shaft via the rotary bearing mechanism, and the sample is sampled at the outer peripheral edge of the support member.
  • a plurality of crushing containers containing a crushing medium and a crushing medium are held.
  • a magnetic force generated between the magnet fixed to the support member and the counter electrode magnet fixed to the device base side is used.
  • the link mechanism is composed of a plurality of members that can rotate relative to each other at the connecting portion, the link mechanism may be slightly imbalanced in frictional force or bite of dust or the like at the connecting portion of the plurality of portions.
  • the operation of the support member may become unstable, and the vibration of the support member and the vibration of other members accompanying the vibration may not be absorbed.
  • an object of the present invention is to provide a sample crushing apparatus having a function of stably absorbing the vibration of the support member supporting the sample container and the vibration of other members accompanying the vibration.
  • the sample crusher of the present invention is Base and A rotary drive machine fixed to the base and A rotary shaft that is rotationally driven by the rotary drive machine, An inclined shaft fixed in an inclined state with respect to the rotating axis, and A first support member that is rotatably supported on the outside of the tilted shaft via a first rotary bearing mechanism and supports a plurality of sample containers in a state of being separated from the circumference of the tilted shaft.
  • It includes a first elastic member that is stretchable in the longitudinal direction and is connected to each of the first support member and the base.
  • the first support member is in a state where the sample (object to be crushed) and the crushing medium are housed in the sample container and a plurality of the sample containers are separated from each other around the tilt axis. Supported by.
  • the rotation axis is rotationally driven by the rotation drive mechanism in a posture in which the axis of the rotation axis is parallel to the vertical direction, so that the tilt axis is rotationally driven around the axis of the rotation axis.
  • the first support member is the tilt axis since the turning motion around the axis of the rotation axis of the first support member and the rotation around the axis of the tilt axis are restrained by the base via the first elastic member, the first support member is the tilt axis.
  • the sample container supported by the first support member is vibrated in each of the plurality of directions, and the sample contained in the sample container is crushed by the crushing medium. Vibrations of the first support member in a plurality of directions are absorbed by the base via the first elastic member.
  • the first elastic member is only connected to each of the first support member and the base, and the possibility that the expansion / contraction motion is constrained by other components of the sample crushing device is eliminated or reduced. Therefore, the possibility of problems such as frictional force with the other components or biting of dust is eliminated or reduced, and the vibration of the first support member and the accompanying other such as the tilted shaft and the rotating shaft are eliminated or reduced.
  • the vibration of the member can be stably absorbed by the base by the expansion and contraction movement of the first elastic member.
  • each of the plurality of locations having rotational symmetry with respect to the axis of the inclined axis one end of each of the plurality of first elastic members is connected to the first support member, and the axis of the rotating axis is connected. It is preferable that the other ends of the plurality of first elastic members are connected to the base at each of the plurality of locations having rotational symmetry as a reference.
  • the absorption mode of the vibration around the axis of the inclination axis of the first support member and the vibration in the vertical direction by the expansion and contraction motion of the plurality of first elastic members can be equalized.
  • the vibration of the first support member in each of the plurality of directions can be stabilized, and the vibration of the other members accompanying the vibration of the first support member can be absorbed more stably.
  • a second support member that rotatably supports the rotary shaft on the outside of the rotary shaft via a second rotary bearing mechanism. It is preferable to further include a second elastic member having at least a partial elasticity, which is interposed between the second support member and the base.
  • vibrations of the first support member in a plurality of directions are propagated to the second support member via the inclined shaft, the rotary shaft and the second rotary bearing mechanism, and the second support member is Although it vibrates, this vibration is absorbed by the base via the second elastic member.
  • the second elastic member is only interposed between the second support member and the base, eliminating or reducing the possibility that its elastic deformation is constrained by other components of the sample crusher. Therefore, the possibility of problems such as frictional force with the other components or biting of dust is eliminated or reduced, and the vibration of the first support member and the accompanying other such as the tilted shaft and the rotating shaft are eliminated.
  • the vibration of the member can be absorbed by the base more stably than the elastic deformation of the second elastic member in addition to the expansion / contraction motion of the first elastic member.
  • each of the plurality of second elastic members is interposed between the second support member and the base at each of the plurality of locations having rotational symmetry with respect to the axis of the rotation axis.
  • a plurality of second elasticity of the vibration in a plurality of directions of the second support member when the vibration around the axis of the inclination axis of the first support member and the vibration in the vertical direction are propagated.
  • the absorption mode is equalized by the expansion and contraction movement of the member.
  • the side view which a part of the sample crushing apparatus as one Embodiment of this invention is a vertical sectional view.
  • Top view of the sample crushing apparatus as one embodiment of the present invention Explanatory drawing about the 1st deformation arrangement mode of the 1st elastic member. Explanatory drawing about the 2nd deformation arrangement mode of the 1st elastic member.
  • the side view which a part of the sample crushing apparatus as another embodiment of this invention is a vertical sectional view. Top view of the sample crusher as another embodiment of the present invention.
  • the sample crushing device as an embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 includes a base 1, a rotary drive machine 2, a rotary shaft 20, an inclined shaft 10, and a first support member 12. , A first elastic member 14. A second support member 22 and a second elastic member 24 are provided.
  • the vertical direction is the z direction
  • the two directions orthogonal to each other in the horizontal plane are the x direction and the y direction, respectively.
  • a three-dimensional Cartesian coordinate system is shown.
  • the base 1 (housing) is made of, for example, metal and / or resin, and is placed or fixed on the mounting base via a vibration isolator.
  • the base 1 is provided with an output interface that displays the operating state such as the rotation speed and temperature of the rotation drive machine 2, and a touch panel that constitutes an input interface for the operator to specify the rotation speed of the rotation drive machine 2. Has been done.
  • the rotary drive machine 2 is composed of, for example, an electric motor and is fixed to the base 1.
  • the drive driver 200 housed in the base 1 controls the electric power from the power source (for example, an external commercial power source or a battery) and then supplies the electric power to the rotary drive machine 2. The operation is controlled.
  • the drive driver 200 is composed of an arithmetic processing unit such as a core processor and a storage device such as a memory.
  • the rotary shaft 20 is connected or connected to the output shaft 202 of the rotary drive machine 2 via a connecting portion 204.
  • Each of the axis C2 of the rotary shaft 20 and the axis of the output shaft 202 of the rotary drive mechanism 2 extends along the same straight line extending in the vertical direction (z-axis direction).
  • the rotary shaft 20 may be indirectly connected to the output shaft 202 of the rotary drive machine 2 via a force transmission mechanism such as a pulley and a pulley belt, a gear or a reduction mechanism, or a cam mechanism.
  • the first support member 12 is composed of a first cylindrical element 121 and a first plate-shaped element 122.
  • the first cylindrical element 121 and the first plate-shaped element 122 may be integrally configured or may be separately configured and then connected.
  • the first tubular element 121 has a substantially cylindrical shape, and is supported inside the inclined shaft 10 so as to be relatively rotatable via a first rotary bearing mechanism 11 (for example, a ball bearing).
  • the first plate-shaped element 122 has a substantially square plate shape having a rounded corner angle and is fixed to the outside of the first cylindrical element 121, and a plurality (for example, four) penetrating in the thickness direction thereof. Through hole 1220 is formed.
  • the first plate-shaped element 122 has rotational symmetry with respect to the central axis of the first support member 12 or the first tubular element 121, such as a disk shape, an elliptical plate shape, a regular polygonal plate shape, and a parallelogram plate shape. It may be formed in a shape having the above, or may be formed in a shape having no rotational symmetry such as a trapezoidal plate.
  • the plurality of through holes 1220 are arranged so as to have rotational symmetry with respect to the central axis of the first support member 12 or the first tubular element 121.
  • the holder 42 containing the sample container 41 is vertically inserted into the through hole 1220, and is fixed to the first plate-shaped element 122 by an appropriate mechanical fixing means such as a clamp mechanism.
  • the plurality of sample containers 41 are supported by the first support member 12 in a state of being separated from the circumference of the inclined shaft 10.
  • a slit continuously extending inward from the outer peripheral edge is formed in the first plate-shaped element 121 so as to avoid interference with the first elastic member 14, and the holder 42 is guided inward from the lateral direction with respect to the slit. Then, it may be fixed to the first plate-shaped element 122.
  • the first plate-shaped element 122 and, by extension, the first support member 12 may be lightened, such as providing a through hole and / or a hole (dent) or a groove separately from the through hole 1220.
  • the weight of the first support member 12 can be reduced, and as a result, the load applied to the rotary drive machine 1 and others due to the vibration of the first support member 12 can be reduced.
  • a cooling medium piping for circulating a cooling medium (for example, water) for cooling the sample container 41 is connected to the holder 42, and the cooling medium piping is connected to an external cooling medium supply source through a flexible piping.
  • a cooling medium for example, water
  • the first elastic member 14 is composed of a rubber band that can be expanded and contracted in the longitudinal direction, a string-shaped or band-shaped member having elasticity such as a rubber string, and / or a spring such as a wound spring.
  • Each of the first elastic members 14 is an outer peripheral edge portion (or a connecting member locally protruding outward from the outer peripheral edge portion) of the first support member 12 and above the base 1 as shown in FIG. It is connected to each of a plurality of rod-shaped connecting members 104 provided so as to project from the above.
  • the first elastic member 14 may be simply turned or tied to each of the outer peripheral edge portion of the first support member 12 and the connecting member 104.
  • each of the plurality of locations having rotational symmetry with respect to the axis C1 of the inclined shaft 10 one end of each of the plurality of first elastic members 14 is connected to the first support member 12, and the rotary shaft 20 is connected.
  • the other ends of the plurality of first elastic members 14 are connected to the base 10 at each of the plurality of locations having rotational symmetry with respect to the axis C2 of the above.
  • the number and arrangement of the first elastic members 14 may be changed in various ways.
  • the first elastic member 14 may be connected to a portion inside the outer peripheral edge portion thereof.
  • the first elastic member 14 may be connected not only to the side surface of the first support member 12 but also to the upper surface side and / or the lower surface side.
  • the plurality of connection points of the first elastic member 14 to the first support member 12 do not have to have rotational symmetry with respect to the axis C1 of the inclined shaft 10.
  • the number of connecting members 104 may be 3 or less, or 5 or more.
  • the arrangement mode of the plurality of connecting members 104, and thus the plurality of connecting points of the first elastic member 14 with respect to the base 1, may not have rotational symmetry with respect to the axis C2 of the rotating shaft 20.
  • first elastic member 14 may be connected between each of the locations of the above and the connecting member 104 arranged at the location of n: 30 on the base 1.
  • a single connection member 104 is located between the n o'clock portion of the outer peripheral edge portion of the first support member 12 and the connecting member 104 arranged at the n o'clock portion on the base 1.
  • the (or a plurality) first elastic members 14 may be connected.
  • the second support member 22 is composed of a second cylindrical element 221 and a second plate-shaped element 222.
  • the second cylindrical element 221 and the second plate-shaped element 222 may be integrally configured or may be separately configured and then connected.
  • the second tubular element 221 has a substantially cylindrical shape with a step that gradually expands in diameter from top to bottom, and inside the second tubular element 221 via a second rotary bearing mechanism 21 (for example, a ball bearing) with respect to the rotary shaft 20. It is supported so that it can rotate relative to each other.
  • the second plate-shaped element 222 has a substantially annular plate shape that projects and is fixed to the outside of the second cylindrical element 221.
  • the second plate-shaped element 222 has a shape having rotational symmetry with respect to the central axis of the second support portion 22 or the second tubular element 221 such as an elliptical plate shape, a regular polygonal plate shape, and a parallelogram plate shape. It may be formed or may be formed in a shape having no rotational symmetry such as a trapezoidal plate.
  • the second elastic member 24 is composed of a washer 240, a first anti-vibration member 241, a second anti-vibration member 242, a bolt 244, and a nut 246.
  • the first anti-vibration member 241 is made of rubber such as silicon rubber having a substantially cylindrical shape.
  • Each of the first anti-vibration member 241 and the second anti-vibration member 242 is made of a substantially cylindrical or substantially annular silicon rubber or a vibration-proof rubber such as butadiene rubber.
  • the rubber constituting each of the first anti-vibration member 241 and the second anti-vibration member 242 may be the same or different.
  • a single or three or more cylindrical or annular anti-vibration members are interposed between the base 1 and the second support member 22 and then fixed to the base 1 and the second support member 22. May be.
  • the base 1 and the second are in a state where the first anti-vibration member 241 and the washer 240 (or an annular metal plate) and the second anti-vibration member 242 are stacked in order from the top. It is interposed between the plate-shaped elements 222 and fixed to the base 1 and the second support member 22 by bolts 244 penetrating them and nuts 246 screwed to the ends of the bolts 244.
  • the second support member 22 is placed on the base 1 via the second elastic member 24 at the respective positions of 1:30, 4:30, 7:30 and 10:30. Is linked to. That is, at each of the plurality of locations having rotational symmetry with respect to the axis C2 of the rotating shaft 20, each of the plurality of second elastic members 24 is interposed between the base 10 and the second support member 22. ..
  • the shape, number, and arrangement of the second elastic member 24 may be changed in various ways.
  • a single substantially annular second elastic member 24 or a plurality of arcuate second elastic members 24 surrounding the rotating shaft 20 may be interposed between the second support member 22 and the base 1.
  • the number of the second elastic members 24 may be 3 or less, or 5 or more.
  • the arrangement mode of the plurality of connecting members 104, and thus the plurality of connecting points of the first elastic member 14 with respect to the base 1, may not have rotational symmetry with respect to the axis C2 of the rotating shaft 20.
  • a plurality of the sample containers 41 have the inclined shaft 10 in a state where the sample (crushing object) and the crushing medium are stored in the sample container 41. It is supported by the first support member 12 in a state of being separated from the surroundings. In this state, the rotating shaft 20 is rotationally driven by the rotation drive mechanism in a posture in which the axis X2 of the rotating shaft 20 is parallel to the vertical direction, so that the inclined shaft 10 rotates around the axis X2 of the rotating shaft 20. Driven.
  • the turning motion of the rotating shaft 10 of the first support member 12 around the axis X1 and the rotation of the inclined shaft 20 around the axis X2 are constrained to the base 10 via the first elastic member 14. Therefore, the first support member 12 vibrates around the axis X1 of the inclined shaft 10 and vibrates so as to raise and lower the outer peripheral edge thereof. As a result, the sample container 41 supported by the first support member 12 is vibrated in each of the plurality of directions, and the sample contained in the sample container 41 is crushed by the crushing medium.
  • Vibration of the first support member 12 in a plurality of directions is absorbed by the base 1 by the expansion and contraction movement of the first elastic member 14. Further, vibration of the first support member 12 in a plurality of directions is propagated to the second support member 22 via the inclined shaft 10, the rotary shaft 20, and the second rotary bearing mechanism 21, and the second support member 22 vibrates. However, this vibration is absorbed by the base 1 via the second elastic member 24.
  • the first elastic member 14 is only connected to each of the first support member 12 and the base 1, and the possibility that the expansion and contraction movement thereof is constrained by other components of the sample crushing device is eliminated or reduced. ing.
  • the second elastic member 22 is only interposed between the second support member 22 and the base 1, and the possibility that the elastic deformation thereof is constrained by other components of the sample crushing device is eliminated or reduced. ing. Therefore, the possibility of problems such as frictional force with the other components or biting of dust is eliminated or reduced, and the vibration of the first support member 12 and the accompanying tilting shaft 10 and rotating shaft 20 and the like are eliminated or reduced.
  • the vibrations of the other members can be stably absorbed by the base 1 by the expansion and contraction movement of the first elastic member 14.
  • the first elastic member 14 includes a pair of spring members 141 fixed to the base 1, a first support member 12, or a substantially disk plate in this embodiment.
  • a roller 142 rotatable with respect to the first plate-shaped element 122 having a shape, and a wire 144 having both ends connected to the pair of spring members 141 and wound around the roller 142 in the intermediate portion. It is composed of.
  • the wire 144 may be made of metal, but may be made of silicon rubber or the like having elasticity in itself.
  • rollers 142 are provided at each of the 1 o'clock, 5 o'clock and 9 o'clock positions.
  • the number and arrangement of the rollers 142 may be changed in various ways.
  • a pair of spring members 141 and rollers 142 are arranged substantially linearly in a top view.
  • the vibration of the first support member 12 in a plurality of directions causes the expansion / contraction motion of the spring member 141 and the rotation of the roller 142 via the wire 144. Is absorbed by the base 1.

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Abstract

試料容器を支持する支持部材の振動およびこれに伴うその他の部材の振動を安定して吸収する機能を有する試料破砕装置を提供する。回転軸２０が回転駆動機構により回転駆動される際、第１支持部材１２の回転軸１０の軸線Ｘ１まわりの旋回運動および傾斜軸２０の軸線Ｘ２まわりの回動が、第１弾性部材１４を介して基台１０に拘束される。その結果、第１支持部材１２および試料容器４１が複数の方向に振動され、当該試料容器４１に収容された試料が破砕用媒体により破砕される。第１支持部材１２の複数の方向への振動が、第１支持部材１２および基台１のそれぞれに連結された第１弾性部材１４を介して基台１に吸収される。

Description

試料破砕装置
　本発明は、有機材料または無機材料などの試料を破砕する試料破砕装置に関する。
　細胞または植物の組織などの試料を破砕用媒体とともに破砕容器に収容して、この破砕容器に対して複数の方向の往復運動を与えることにより、破砕容器において破砕用媒体を試料に衝突させて破砕する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　この破砕装置によれば、回転軸に対して傾斜軸が傾斜して固定され、傾斜軸に対して回転軸受機構を介して相対回転自在に支持部材が支持され、支持部材の外周縁部において試料と破砕用媒体とが収容された複数の破砕容器が保持されている。また、傾斜軸まわりの支持部材の回転を拘束する手段として、支持部材に固定された磁石と、装置基台側に固定された対極磁石との間に生じる磁力が用いられている。
　また、回転軸を駆動するモータへの負荷を低減させながら、支持部材の回転を拘束するため、磁石のような非接触方式ではなく、リンク機構を構成する各部材間の連結部分における回動を用いて、当該リンク機構との接触によって支持部材の振動およびこれに伴うその他の部材の振動を吸収する技術が提案されている(例えば、特許文献２参照)。
特開２００５－０８７７７８ 特許第５３５１２４２号公報
　しかし、リンク機構が連結部分において相対回動可能な複数の部材により構成されているため、当該複数の部分の連結部分における摩擦力のわずかな不均衡または塵芥等の噛み込みなどのため、リンク機構の動作が不安定になり、支持部材の振動およびこれに伴うその他の部材の振動が吸収されなくなる可能性がある。
　そこで、本発明は、試料容器を支持する支持部材の振動およびこれに伴うその他の部材の振動を安定して吸収する機能を有する試料破砕装置を提供することを目的とする。
　本発明の試料破砕装置は、
　基台と、
　前記基台に対して固定されている回転駆動機と、
　前記回転駆動機により回転駆動される回転軸と、
　前記回転軸に対して傾斜した状態で固定されている傾斜軸と、
　前記傾斜軸に対して当該傾斜軸の外側で第１回転軸受機構を介して相対回転可能に支持され、複数の試料容器を前記傾斜軸の周囲に離間させた状態で支持する第１支持部材と、
　前記第１支持部材および前記基台のそれぞれに連結されている、長手方向に伸縮自在な第１弾性部材と、を備えている。
　当該構成の試料破砕装置によれば、試料容器に試料（破砕対象物)および破砕用媒体が収納された状態で、複数の当該試料容器が傾斜軸の周囲に離間された状態で第１支持部材により支持される。この状態で、回転軸の軸線が鉛直方向に平行になるような姿勢で当該回転軸が回転駆動機構により回転駆動されることで、傾斜軸が回転軸の軸線まわりに回転駆動される。この際、第１支持部材の回転軸の軸線まわりの旋回運動および傾斜軸の軸線まわりの回動が、第１弾性部材を介して基台に拘束されるため、第１支持部材が傾斜軸の軸線まわりに振動するとともにその外周縁を上下に昇降させるように振動する。その結果、第１支持部材により支持されている試料容器が複数の方向のそれぞれに振動され、当該試料容器に収容された試料が破砕用媒体により破砕される。第１支持部材の複数の方向への振動が、第１弾性部材を介して基台に吸収される。
　第１弾性部材は、第１支持部材および基台のそれぞれに連結されているだけであり、その伸縮運動が試料粉砕装置の他の構成要素により拘束される可能性が解消または低減されている。よって、当該他の構成要素との間の摩擦力または塵芥の噛み込みなどの問題が生じる可能性が解消または低減され、第１支持部材の振動およびこれに伴う傾斜軸および回転軸などのその他の部材の振動が第１弾性部材の伸縮運動により安定して基台に吸収されうる。
　本発明の試料破砕装置において、
　前記傾斜軸の軸線を基準として回転対称性を有する複数の箇所のそれぞれにおいて、複数の前記第１弾性部材のそれぞれの一端部が前記第１支持部材に連結され、かつ、前記回転軸の軸線を基準として回転対称性を有する複数の箇所のそれぞれにおいて、複数の前記第１弾性部材のそれぞれの他端部が前記基台に連結されていることが好ましい。
　当該構成の試料破砕装置によれば、第１支持部材の傾斜軸の軸線まわりの振動および上下方向の振動の、複数の第１弾性部材の伸縮運動による吸収態様の均等化が図られる。これにより、第１支持部材の複数の方向のそれぞれの振動の安定、ひいては第１支持部材の振動に伴うその他の部材の振動がより安定に吸収されうる。
　本発明の試料破砕装置において、
　前記回転軸を当該回転軸の外側で第２回転軸受機構を介して相対回転可能に支持する第２支持部材と、
　前記第２支持部材と前記基台との間に介在する、少なくとも部分的に弾性を有する第２弾性部材と、をさらに備えていることが好ましい。
　当該構成の試料破砕装置によれば、第１支持部材の複数の方向への振動が、傾斜軸、回転軸および第２回転軸受機構を介して第２支持部材に伝搬され、第２支持部材が振動するが、この振動が第２弾性部材を介して基台に吸収される。第２弾性部材は、第２支持部材および基台の間に介在しているだけであり、その弾性変形が試料粉砕装置の他の構成要素により拘束される可能性が解消または低減されている。よって、当該他の構成要素との間の摩擦力または塵芥の噛み込みなどの問題が生じる可能性が解消または低減され、第１支持部材の振動およびこれに伴う傾斜軸および回転軸などのその他の部材の振動が第１弾性部材の伸縮運動に加えて第２弾性部材の弾性変形よりさらに安定して基台に吸収されうる。
　本発明の試料破砕装置において、
　前記回転軸の軸線を基準として回転対称性を有する複数の箇所のそれぞれにおいて、複数の前記第２弾性部材のそれぞれが前記第２支持部材と前記基台との間に介在することが好ましい。
　当該構成の試料破砕装置によれば、第１支持部材の傾斜軸の軸線まわりの振動および上下方向の振動が伝搬された際の第２支持部材の複数の方向の振動の、複数の第２弾性部材の伸縮運動による吸収態様の均等化が図られる。これにより、第１支持部材の複数の方向のそれぞれの振動の安定、ひいては第１支持部材の振動に伴うその他の部材の振動がより安定に吸収されうる。
本発明の一実施形態としての試料破砕装置の一部が縦断面図である側面図。 本発明の一実施形態としての試料破砕装置の上面図。 第１弾性部材の第１変形配置態様に関する説明図。 第１弾性部材の第２変形配置態様に関する説明図。 本発明の他の実施形態としての試料破砕装置の一部が縦断面図である側面図。 本発明の他の実施形態としての試料破砕装置の上面図。
　（構成）
　図１および図２に示されている本発明の一実施形態としての試料破砕装置は、基台１と、回転駆動機２と、回転軸２０と、傾斜軸１０と、第１支持部材１２と、第１弾性部材１４と、を備えている。第２支持部材２２と、第２弾性部材２４と、を備えている。図１および図２には、試料破砕装置の各構成要素の位置および姿勢の理解の容易のため、鉛直方向をｚ方向、水平面内において直交する２つの方向をのそれぞれをｘ方向およびｙ方向とする３次元直交座標系が示されている。
　基台１（ハウジング）は、例えば金属および／または樹脂により構成され、載置台に防振部材を介して載置されるまたは固定される。基台１には、回転駆動機２の回転数および温度などの動作状態を表示する出力インターフェースのほか、回転駆動機２の回転数を作業者が指定するための入力インターフェースを構成するタッチパネルが設けられている。
　回転駆動機２は、例えば電動モータにより構成され、かつ、基台１に対して固定されている。基台１に収容された駆動用ドライバ２００により、電源（例えば、外部商用電源またはバッテリ）からの電力が制御されたうえで回転駆動機２に対して供給されることにより、回転駆動機２の動作が制御される。駆動用ドライバ２００は、コアプロセッサなどの演算処理装置およびメモリなどの記憶装置により構成されている。
　回転軸２０は、回転駆動機２の出力軸２０２に対して連結部２０４を介して連結または接続されている。回転軸２０の軸線Ｃ２および回転駆動機構２の出力軸２０２の軸線のそれぞれは、鉛直方向（ｚ軸方向）に延在する同一の直線に沿って延在している。傾斜軸１０は、回転軸２０の先端部に対して傾斜した状態で固定されており、その軸線Ｃ１は、回転軸２０の軸線Ｃ２に対して角度θ（例えばθ＝５°～３０°）だけ傾斜している。回転軸２０は、プーリおよびプーリベルト、ギアまたは減速機構、カム機構などの力伝達機構を介して間接的に回転駆動機２の出力軸２０２に対して連結されていてもよい。
　第１支持部材１２は、第１筒状要素１２１および第１板状要素１２２により構成されている。第１筒状要素１２１および第１板状要素１２２は一体的に構成されていてもよく、別個に構成されたうえで連結されていてもよい。第１筒状要素１２１は略円筒状であり、その内側において傾斜軸１０に対して第１回転軸受機構１１（例えば、ボールベアリング）を介して相対回転可能に支持されている。
　第１板状要素１２２は、第１筒状要素１２１に対してその外側に張り出して固定されている隅角が丸い略正方形板状であり、その厚さ方向に貫通する複数（例えば４個）の貫通孔１２２０が形成されている。第１板状要素１２２は、円板状、楕円板状、正多角形板状、平行四辺形板状など、第１支持部材１２または第１筒状要素１２１の中心軸線を基準として回転対称性を有する形状に形成されていてもよく、台形板状のように当該回転対称性がない形状に形成されていてもよい。複数の貫通孔１２２０は、第１支持部材１２または第１筒状要素１２１の中心軸線を基準として回転対称性を有するように配置されている。試料容器４１が収容されたホルダ４２が縦方向に貫通孔１２２０に挿入された状態で、第１板状要素１２２に対してクランプ機構等の適当な機械的固定手段により固定される。これにより、複数の試料容器４１が、傾斜軸１０の周囲に離間した状態で第１支持部材１２により支持されている。第１板状要素１２１に外周縁から内側に連続的に延在するスリットが第１弾性部材１４と干渉を回避するように形成され、当該スリットに対してホルダ４２が横方向から内側に案内されたうえで第１板状要素１２２に対して固定されてもよい。
　貫通孔１２２０とは別に貫通孔および／または穴（窪み）または溝が設けられるなど、第１板状要素１２２、ひいては第１支持部材１２が肉抜きされていてもよい。これにより、第１支持部材１２の軽量化が図られ、その結果として第１支持部材１２の振動により回転駆動機１およびその他にかかる負荷の軽減が図られる。
　ホルダ４２には、試料容器４１を冷却するための冷却媒体（例えば水）を循環させるための冷却媒体用配管が接続され、この冷却媒体用配管はフレキシブル配管を通じて外部の冷却媒体供給源に接続される。
　第１弾性部材１４は、長手方向に伸縮自在なゴムバンド、ゴム紐などの弾性を有する紐状または帯状の部材および／または巻きばねなどのばねにより構成されている。第１弾性部材１４のそれぞれは、第１支持部材１２の外周縁部（または外周縁部から外側に局所的に突出する連結用部材）および図１に示されているように基台１の上方に突出して設けられた複数のロッド状の連結用部材１０４のそれぞれに対して連結されている。第１弾性部材１４がゴムバンドまたはゴム紐により構成されている場合、第１支持部材１２の外周縁部および連結用部材１０４のそれぞれに対して単に回し掛けまたは結び付けられてもよい。
　図２に示されているように、第１支持部材１２の外周縁部の３時（第１支持部材１２の中心軸線または回転軸２０の軸線Ｘ２を基準とした方位を表わす。以下同じ。）の箇所と、基台１において１時半および４時半のそれぞれの箇所に配置された２つの連結用部材１０４のそれぞれとに対して、２つの（または単一の）紐状または長尺状の第１弾性部材１４が連結されている。同様に、図２に示されているように、第１支持部材１２の外周縁部の９時の箇所と、基台１において７時半および１０時半のそれぞれの箇所に配置された２つの連結用部材１０４のそれぞれとに対して、２つの（または単一の）紐状または長尺状の第１弾性部材１４が連結されている。これにより、図２に示されているように、第１支持部材１２は、３時および９時のそれぞれの箇所において第１弾性部材１４を介して基台１に対して連結されている。
　すなわち、傾斜軸１０の軸線Ｃ１を基準として回転対称性を有する複数の箇所のそれぞれにおいて、複数の第１弾性部材１４のそれぞれの一端部が第１支持部材１２に連結され、かつ、回転軸２０の軸線Ｃ２を基準として回転対称性を有する複数の箇所のそれぞれにおいて、複数の第１弾性部材１４のそれぞれの他端部が基台１０に連結されている。
　第１弾性部材１４の個数および配置態様はさまざまに変更されてもよい。第１支持部材１２または第１板状要素１２２において、その外周縁部よりも内側の箇所に第１弾性部材１４が連結されていてもよい。第１支持部材１２の側面だけではなく、上面側および／または下面側に第１弾性部材１４が連結されていてもよい。第１弾性部材１４の第１支持部材１２に対する複数の連結箇所は傾斜軸１０の軸線Ｃ１に対して回転対称性を有していなくてもよい。連結用部材１０４の個数は３個以下であってもよく、５個以上であってもよい。複数の連結用部材１０４の配置態様、ひいては第１弾性部材１４の基台１に対する複数の連結箇所は回転軸２０の軸線Ｃ２に対して回転対称性を有していなくてもよい。
　例えば、図３に示されているように、第１支持部材１２の外周縁部の（ｎ＋３）時半（ｎ＝０，１，２，３）の箇所および外周縁部よりも内側でｎ時の箇所のそれぞれと、基台１においてｎ時半の箇所に配置された連結用部材１０４との間に、２つの（または単一の）第１弾性部材１４が連結されていてもよい。図４に示されているように、第１支持部材１２の外周縁部のｎ時の箇所と、基台１においてｎ時の箇所に配置された連結用部材１０４との間に、単一の（または複数の）第１弾性部材１４が連結されていてもよい。
　第２支持部材２２は、第２筒状要素２２１および第２板状要素２２２により構成されている。第２筒状要素２２１および第２板状要素２２２は一体的に構成されていてもよく、別個に構成されたうえで連結されていてもよい。第２筒状要素２２１は上から下にかけて段階的に拡径する段差付きの略円筒状であり、その内側において回転軸２０に対して第２回転軸受機構２１（例えば、ボールベアリング）を介して相対回転可能に支持されている。第２板状要素２２２は、第２筒状要素２２１に対してその外側に張り出して固定されている略円環板状である。第２板状要素２２２は、楕円板状、正多角形板状、平行四辺形板状など、第２支持部２２または第２筒状要素２２１の中心軸線を基準として回転対称性を有する形状に形成されていてもよく、台形板状のように当該回転対称性がない形状に形成されていてもよい。
　第２弾性部材２４は、ワッシャ２４０、第１防振部材２４１、第２防振部材２４２、ボルト２４４およびナット２４６により構成されている。第１防振部材２４１は、略円筒状のシリコンゴムなどのゴムにより構成されている。第１防振部材２４１および第２防振部材２４２のそれぞれは、略円筒状または略円環状のシリコンゴムまたはブタジエンゴムなどの防振用ゴムにより構成されている。第１防振部材２４１および第２防振部材２４２のそれぞれを構成するゴムは同じであっても異なっていてもよい。基台１および第２支持部材２２の間に単一または３つ以上の円筒状または円環状の防振部材が介装されたうえで、基台１および第２支持部材２２に対して固定されていてもよい。
　図１に示されているように、第１防振部材２４１、ワッシャ２４０（または円環状の金属板）および第２防振部材２４２が上から順に重ね合わせられた状態で基台１および第２板状要素２２２の間に介装され、これらを貫通するボルト２４４およびボルト２４４の端部に螺着されたナット２４６により基台１および第２支持部材２２に対して固定されている。これにより、図２に示されているように、１時半、４時半、７時半および１０時半のそれぞれの位置において第２支持部材２２が第２弾性部材２４を介して基台１に対して連結されている。すなわち、回転軸２０の軸線Ｃ２を基準として回転対称性を有する複数の箇所のそれぞれにおいて、複数の第２弾性部材２４のそれぞれが基台１０および第２支持部材２２の間に介装されている。
　第２弾性部材２４の形状、個数および配置態様はさまざまに変更されてもよい。回転軸２０を取り囲む単一の略円環状の第２弾性部材２４または複数の円弧状の第２弾性部材２４が第２支持部材２２および基台１の間に介在していてもよい。第２弾性部材２４の個数は３個以下であってもよく、５個以上であってもよい。複数の連結用部材１０４の配置態様、ひいては第１弾性部材１４の基台１に対する複数の連結箇所は回転軸２０の軸線Ｃ２に対して回転対称性を有していなくてもよい。
　（機能）
　当該構成の本発明の一実施形態としての試料破砕装置によれば、試料容器４１に試料（破砕対象物)および破砕用媒体が収納された状態で、複数の当該試料容器４１が傾斜軸１０の周囲に離間された状態で第１支持部材１２により支持される。この状態で、回転軸２０の軸線Ｘ２が鉛直方向に平行になるような姿勢で当該回転軸２０が回転駆動機構により回転駆動されることで、傾斜軸１０が回転軸２０の軸線Ｘ２まわりに回転駆動される。この際、第１支持部材１２の回転軸１０の軸線Ｘ１まわりの旋回運動および傾斜軸２０の軸線Ｘ２まわりの回動が、第１弾性部材１４を介して基台１０に拘束される。このため、第１支持部材１２が傾斜軸１０の軸線Ｘ１まわりに振動するとともにその外周縁を上下に昇降させるように振動する。その結果、第１支持部材１２により支持されている試料容器４１が複数の方向のそれぞれに振動され、当該試料容器４１に収容された試料が破砕用媒体により破砕される。
　第１支持部材１２の複数の方向への振動が、第１弾性部材１４の伸縮運動によって基台１に吸収される。また、第１支持部材１２の複数の方向への振動が、傾斜軸１０、回転軸２０および第２回転軸受機構２１を介して第２支持部材２２に伝搬され、第２支持部材２２が振動するが、この振動が第２弾性部材２４を介して基台１に吸収される。
　第１弾性部材１４は、第１支持部材１２および基台１のそれぞれに連結されているだけであり、その伸縮運動が試料粉砕装置の他の構成要素により拘束される可能性が解消または低減されている。第２弾性部材２２は、第２支持部材２２および基台１の間に介在しているだけであり、その弾性変形が試料粉砕装置の他の構成要素により拘束される可能性が解消または低減されている。よって、当該他の構成要素との間の摩擦力または塵芥の噛み込みなどの問題が生じる可能性が解消または低減され、第１支持部材１２の振動およびこれに伴う傾斜軸１０および回転軸２０などのその他の部材の振動が第１弾性部材１４の伸縮運動により安定して基台１に吸収されうる。
　（本発明の他の実施形態）
　図５および図６に示されている本発明の他の実施形態としての試料破砕装置は、第１弾性部材１４の構成を除いて前記実施形態と同様であるため、当該同様の構成については前記実施形態と同一符号を用いるとともに説明を省略する。
　図５および図６に示されているように、第１弾性部材１４は、基台１に対して固定された一対のばね部材１４１と、第１支持部材１２またはこの実施形態では略円板板状の第１板状要素１２２に対して回動可能なローラ１４２と、当該一対のばね部材１４１に対して両端部が連結され、中間部においてローラ１４２に対して巻き掛けられたワイヤ１４４と、により構成されている。ワイヤ１４４は金属により構成されていてもよいが、それ自体が弾性を有するシリコンゴム等により構成されていてもよい。
　図６に示されているように、本実施形態では３つのローラ１４２が1時、５時および９時のそれぞれの箇所に設けられている。ローラ１４２の個数および配置態様はさまざまに変更されてもよい。同じく、図６に示されているように、上面視で一対のばね部材１４１およびローラ１４２が略直線状に配置されている。
　当該構成の本発明の他の実施形態としての試料破砕装置によれば、第１支持部材１２の複数の方向への振動が、ワイヤ１４４を介してばね部材１４１の伸縮運動およびローラ１４２の回動によって基台１に吸収される。
１‥基台、２‥回転駆動機、１０‥傾斜軸、１１‥第１回転軸受機構、１２‥第１支持部材、１４‥第１弾性部材、２０‥回転軸、２１‥第２回転軸受機構、２２‥第２支持部材、２４‥第２弾性部材、４１‥試料容器、４２‥ホルダ、１２１‥第１筒状要素、１２２‥第１板状要素、２００‥駆動用ドライバ、２２１‥第２筒状要素、２２２‥第２板状要素、１２２０‥貫通孔。
 

Claims (4)

  1. 　基台と、
    　前記基台に対して固定されている回転駆動機と、
    　前記回転駆動機により回転駆動される回転軸と、
    　前記回転軸に対して傾斜した状態で固定されている傾斜軸と、
    　前記傾斜軸に対して当該傾斜軸の外側で第１回転軸受機構を介して相対回転可能に支持され、複数の試料容器を前記傾斜軸の周囲に離間させた状態で支持する第１支持部材と、
    　前記第１支持部材および前記基台のそれぞれに連結されている、長手方向に伸縮自在な第１弾性部材と、を備えている
    試料破砕装置。
  2. 　請求項１記載の試料破砕装置において、
    　前記傾斜軸の軸線を基準として回転対称性を有する複数の箇所のそれぞれにおいて、複数の前記第１弾性部材のそれぞれの一端部が前記第１支持部材に連結され、かつ、前記回転軸の軸線を基準として回転対称性を有する複数の箇所のそれぞれにおいて、複数の前記第１弾性部材のそれぞれの他端部が前記基台に連結されている
    ことを特徴とする試料破砕装置。
  3. 　請求項１または２記載の試料破砕装置において、
    　前記回転軸を当該回転軸の外側で第２回転軸受機構を介して相対回転可能に支持する第２支持部材と、
    　前記第２支持部材と前記基台との間に介在する、少なくとも部分的に弾性を有する第２弾性部材と、をさらに備えている
    ことを特徴とする試料破砕装置。
  4. 　請求項３記載の試料破砕装置において、
    　前記回転軸の軸線を基準として回転対称性を有する複数の箇所のそれぞれにおいて、複数の前記第２弾性部材のそれぞれが前記第２支持部材と前記基台との間に介在する
    ことを特徴とする試料破砕装置。
     
     
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