(57)【要約】【課題】  被破砕物と破砕媒体とを収容した円筒容器を所定位置に静止させた状態にして破砕媒体のみを三次元的に運動させて被破砕物を破砕処理する破砕方法及び破砕装置を提供する。【解決手段】  被破砕物Ｃ及び破砕媒体Ｂを収容した円筒容器Ａを囲むように複数の電磁極２２を配した下部リング電磁極群１０及び上部リング電磁極１１を配設する。制御部２４により複数の電磁極２２それぞれの励磁巻線２３に流す励磁電流を制御することにより、強磁性体又は着磁体で形成した破砕媒体Ｂを回転運動を含む三次元方向に運動させ、被破砕物Ｃを摩砕及び圧砕する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒容器内に強磁性体を主体として形成された破砕媒体を収容し、円筒容器を囲む複数位置から印加する磁界の切り換えにより、破砕媒体を円筒容器内で回転運動を含む三次元方向に運動させ、円筒容器内に収容した被破砕物を破砕媒体によって摩砕及び圧砕することを特徴とする破砕方法。
【請求項２】
円筒容器内に強磁性体を主体として形成された破砕媒体を収容し、円筒容器の外周回りの複数位置から印加する磁界を切り換えると共に、円筒容器の円筒軸方向の複数位置から印加する磁界を切り換えることにより、破砕媒体を円筒容器内で回転運動させると共に円筒軸方向に往復運動させ、円筒容器内に収容した被破砕物を破砕媒体によって摩砕及び圧砕することを特徴とする破砕方法。
【請求項３】
円筒容器の内壁面との間に所要の間隙が形成される外径に形成された破砕媒体を用いる請求項１又は２に記載の破砕方法。
【請求項４】
円筒容器の直径方向に複数の突出部が形成された破砕媒体を用いる請求項１〜３いずれか一項に記載の破砕方法。
【請求項５】
着磁された破砕媒体を用いる請求項１〜４いずれか一項に記載の破砕方法。
【請求項６】
円筒容器の底部に吸引磁界を印加する請求項１〜５いずれか一項に記載の破砕方法。
【請求項７】
磁界強度を変化させる請求項１〜６いずれか一項に記載の破砕方法。
【請求項８】
任意のタイミングで交流磁界を印加する請求項１〜７いずれか一項に記載の破砕方法。
【請求項９】
円筒容器内にその円筒軸方向に着磁した破砕媒体を収容し、円筒容器の底部側に印加する磁界の方向を反復反転させることにより、破砕媒体を円筒容器内で円筒軸方向に往復振動させ、円筒容器内に収容した被破砕物を破砕媒体によって圧砕することを特徴とする破砕方法。
【請求項１０】
円筒容器内にその円筒軸方向に着磁した破砕媒体を収容し、円筒容器の外周回りの複数位置から印加する磁界を切り換えると共に、円筒容器の底部側に印加する磁界の方向を反復反転させることにより、破砕媒体を円筒容器内で回転運動させると共に円筒軸方向に往復振動させ、円筒容器内に収容した被破砕物を破砕媒体によって摩砕及び圧砕することを特徴とする破砕方法。
【請求項１１】
円筒容器の開口部を閉じる蓋体の外部に吸引磁界を作用させ、磁界の切り換えにより蓋体側に移動させた破砕媒体を前記吸引磁界により蓋体の内側に吸着保持させ、蓋体の円筒容器からの離脱と共に破砕媒体を円筒容器から取り出す請求項１〜１０いずれか一項に記載の破砕方法。
【請求項１２】
強磁性体を主体として形成された破砕媒体と被破砕物とを収容した円筒容器を囲む三次元位置に配設された複数の電磁極と、複数の電磁極それぞれの励磁巻線に対する励磁電流の印加を制御する制御手段と、を備えてなることを特徴とする破砕装置。
【請求項１３】
強磁性体を主体として形成された破砕媒体と被破砕物とを収容した円筒容器の少なくとも底部側の外周回りに対応する位置に配設された複数の電磁極と、複数の電磁極それぞれの励磁巻線に対する励磁電流の印加を制御する制御手段と、を備えてなることを特徴とする破砕装置。
【請求項１４】
円筒容器の高さ方向の底部寄り外周回りを含む複数高さの外周回りに対応する位置に電磁極を配設してなる請求項１３に記載の破砕装置。
【請求項１５】
円筒容器の外周を囲むように配した複数の電磁極の放射方向の位置が可変である請求項１２〜１４いずれか一項に記載の破砕装置。
【請求項１６】
円筒容器の外周を囲むように配した複数の電磁極と円筒容器との相対高さ位置が可変である請求項１２〜１５いずれか一項に記載の破砕装置。
【請求項１７】
円筒容器の最底部に対応する位置に電磁極を配設してなる請求項１２〜１６いずれか一項に記載の破砕装置。
【請求項１８】
破砕媒体は着磁されてなる請求項１２〜１７いずれか一項に記載の破砕装置。
【請求項１９】
制御手段は、励磁電流のＯＮ／ＯＦＦ、電流方向の反転、電流量、直流／交流の切り換えのうち、１つ又はそれらの組み合わせにより励磁電流を制御する請求項１２〜１８いずれか一項に記載の破砕装置。
【請求項２０】
制御手段は、円筒容器の円筒軸方向に着磁した破砕媒体を収容した円筒容器に対し、円筒容器の底部に対応する位置に配した電磁極の励磁電流方向を反転させるように制御する請求項１２〜１９いずれか一項に記載の破砕装置。
【請求項２１】
制御手段は、円筒容器の円筒軸方向に着磁した破砕媒体を収容した円筒容器に対し、円筒容器の底部に対応する位置に配した永久磁石の円筒容器の底部に対向する磁極が反転するように永久磁石を回転制御する請求項１２〜１９いずれか一項に記載の破砕装置。
【請求項２２】
円筒容器の外面に接して冷却手段が設けられてなる請求項１２〜２１いずれか一項に記載の破砕装置。
【請求項２３】
破砕媒体は中空構造の内部に蓄冷材が収容されてなる請求項１２〜２２いずれか一項に記載の破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査あるいは分析などに供する試料を破砕するための破砕方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、生体試料をＤＮＡ解析等に供するためには、動物や植物などの細胞を破砕する前処理が必要となる。実験的なレベルでは、乳鉢に投入した試料を乳棒で磨り潰すことにより試料の破砕処理を行うことができるが効率的でなく、試料に異物が混入する恐れがあるため、細胞破砕を可能にする破砕装置が用いられている。
【０００３】
細胞破砕に用いる破砕装置として、超音波による破砕、圧力による破砕、ビーズなどの破砕媒体を用いた振動破砕などが知られている。超音波破砕方式や圧力破砕方式では困難な被破砕物であってもビーズなどの破砕媒体を用いた振動破砕方式では効果的な破砕が可能となる。この振動破砕方式による破砕装置は、図１７に示すように、破砕容器１００を保持した環状保持体１０３を円周方向に拘束に往復振動させると共に、上下方向に高速に往復振動させることにより、破砕容器１００中に収容した破砕媒体１０１が破砕容器１００の内部で回転し容器壁に激しく衝突するので、破砕容器１００が乳鉢、破砕媒体１０１が乳棒のように作用して破砕容器１００に収容した被破砕物が破砕される（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、破砕容器１００を高速に往復振動させるために、モータにより高速回転駆動される回転軸１０２に対して軸心を傾斜させた傾斜軸部１０４に相対回転自在に環状体１０５を外嵌させ、環状体１０５に前記環状保持体１０３を取り付け、環状体１０５の回転を磁石１０６と対極磁石１０７との磁気吸引により拘束しているので、装置に機械的な無理が加わる要素が多くなり、機械的振動により騒音が発生しやすく、装置の耐久性にも問題を有する構造となっている。破砕容器１００の中で破砕媒体１０１を激しく運動させるためには破砕容器１００を激しく振り回す必要があり、いわば乳棒を入れた乳鉢を振り回しているようなものである。
【０００５】
この装置では破砕容器１００を激しく往復振動させるので、破砕容器１００を環状保持体１０３に強固に固定する必要があり、破砕容器１００を装置に装着し、破砕処理終了後に破砕容器１００を装置から取り出す作業が容易ではないため、被破砕物を破砕処理する作業に大きな手間を要する。また、摩擦や装置の温度上昇等により被破砕物が温度上昇し、被破砕物の種類によっては変質が生じ、細胞分析等の作業に支障を来たす問題があり、温度上昇を抑えるために破砕容器１００を冷却することが要求されるが、激しく往復移動する破砕容器１００を冷却することは容易でない。
【０００６】
加振装置を用いることなく円筒容器の中で破砕媒体を運動させるために、手動により破砕を行い得る振動破砕装置として凍結試料破砕用容器が知られている（特許文献２参照）。この凍結試料破砕用容器は、図１８に示すように、凍結処理した試料（被破砕物）と破砕錘１２２とを投入した破砕容器１２１をマガジン１２４に収納し、このマガジン１２４を外ケース１２５に入れて手動により振り、凍結処理した試料を破砕錘１２２によって破砕するように構成されている。しかし、手動による振動では破砕能力が低いことは否めず、試料を凍結して破砕されやすくする必要がある。
【０００７】
上記のような振動破砕では円筒容器に強力な往復振動を与える必要があるため、円筒容器を装置に固定する手間や装置自体が大型化して設置場所を自由に選択できない問題がある。また、手動による振動は、装置に装着するための手間が省けるものの労力を要し、破砕能力の低下は否めない。望ましくは、乳鉢の役割をなす円筒容器は一定位置に固定し、乳棒の役割をなす破砕媒体だけを運動させる破砕方法が好ましいものとなる。この円筒容器を固定した破砕処理を実現すべく、所定位置に固定した円筒容器の外部から印加する磁界により破砕媒体を磁気駆動して被破砕物を破砕処理する破砕方法が提案されている。
【０００８】
図１９に示す破砕装置では、上下に配設された第１及び第２の各ソレノイド１４１，１４２の内側に取り付けた容器１４８に投入した磁性体１４３を第１及び第２の各ソレノイド１４１，１４２をオン／オフ制御することにより容器１４８内で往復直動させて被破砕物である検体１４４を破砕する。容器１４８の底部には予め質量体１４５が収容され、その上に検体１４４を置き、容器１４８内に磁性体１４３を投入して第１及び第２の各ソレノイド１４１，１４２を交互に励磁すると、磁性体１４３は往復直動して質量体１４５に衝突するので、検体１４４は質量体１４５と磁性体１４３との間で圧砕される（特許文献３参照）。
【０００９】
また、図２０に示すように、微細な磁気球や金属球を混合した被破砕物１１０を円筒容器１１１中に投入し、円筒容器１１１の直径方向に対向した２方向あるいは４方向に電磁石１１２，１１３を配し、複数の電磁石１１２，１１３にランダムなタイミングで通電し、必要に応じて通電方向を切り換えて磁極を反転させることにより、磁気球に不規則な移動や回転を生じさせ、被破砕物を破砕する破砕方法が提案されている（特許文献４参照）。
【００１０】
このような容器内に収容した強磁性体金属や磁性体を外部磁界により容器内で運動させる構造は、ビーカや試験管に入れた液体を攪拌する小型の攪拌装置から反応促進のための攪拌や溶融金属の攪拌などの工業的な大型攪拌装置など多くの提案がなされている。例えば、容器内に収容した融体を容器の外周面に設けた回転磁界発生コイルと軸方向移動磁界発生コイルとから印加する磁界により攪拌する電磁攪拌装置が知られている（特許文献５参照）。この電磁攪拌装置においては、溶融させた金属に回転磁界発生コイルからの回転磁界により回転運動を生じさせ、軸方向移動磁界発生コイルからの軸方向の磁界切り換えにより軸方向運動を生じさせることにより、融体を均一に攪拌することができるとしている。
【特許文献１】特開２００１−１７８４４４号公報
【特許文献２】実用新案登録３０８６５３９号公報
【特許文献３】特開２００５−１１１３５８号公報
【特許文献４】特開２００３−０００２２６号公報
【特許文献５】特開２００３−２２０３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２として示した従来技術の凍結試料破砕用容器は、前述したように被破砕物に加える圧縮力が小さいため、被破砕物が破砕されやすい凍結状態にすることを前提としているため、液体窒素による凍結処理のための設備が必要であり、破砕能力に限界があり労力を要する課題がある。
【００１２】
また、特許文献３として示した従来技術は、いわば金槌で被破砕物を叩き潰すような動作をソレノイドによる電磁駆動によって行っているようなもので、前記凍結試料破砕用容器における破砕錘の手動による運動を電磁的に行うようにしたものといえる。いずれの破砕方法も被破砕物が圧縮により破砕される圧砕の効果は得られるものの被破砕物を磨り潰す摩砕の効果は得られず、多様な被破砕物の種類に対応できないため、被破砕物の種類によっては充分な破砕能力が得られない課題がある。
【００１３】
また、特許文献４として示した従来技術は、破砕媒体とする微細な磁気球や金属球を磁界方向の切り換えにより円筒容器内で移動させるだけなので、破砕媒体の質量が小さいがために繊維質の試料や硬質の試料では対処し難く、微細な破砕媒体を混合することができる軟質の試料に限定される。また、破砕媒体は円筒容器中で通電された電磁石の側に移動する往復移動や周回移動を行うだけなので、円筒容器を乳鉢として乳棒となる破砕媒体が円筒容器に衝突し回転する摩砕や圧砕の効果は小さく、微細な破砕媒体どうしが衝突する際の破砕効果しか得られない。即ち、所要の質量を有する破砕媒体が回転し、容器中で三次元的な運動を生じさせないと乳鉢−乳棒の関係に似た破砕効果は得られない。この点では、特許文献１に示した従来技術に係る機械的な振動破砕が効果的である。しかし、前述したように装置へ円筒容器を装着する手間や装置が大型化するなどの問題がある。
【００１４】
また、特許文献５に例示したように攪拌装置では、容器内に収容した液体や粉体などをかき混ぜる攪拌作用はあっても、細胞を破砕するような破砕機能を与えることはできない。即ち、被破砕物を破砕処理するためには、被破砕物を圧縮し叩き潰す圧砕の作用や、被破砕物を磨り潰す摩砕の作用、あるいは被破砕物を切り刻む剪断の作用が必要であり、攪拌装置ではこれらの作用を得ることはできない。
【００１５】
本発明が目的とするところは、電磁的な破砕媒体の駆動により、従来の機械的振動破砕における課題を解決し、円筒容器を静止状態にして効果的な破砕処理を可能にする破砕方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本願第１発明に係る破砕方法は、円筒容器内に強磁性体を主体として形成された破砕媒体を収容し、円筒容器を囲む複数位置から印加する磁界の切り換えにより、破砕媒体を円筒容器内で回転運動を含む三次元方向に運動させて円筒容器内に収容した被破砕物を摩砕及び圧砕することを特徴とする。
【００１７】
上記破砕方法によれば、円筒容器を囲む複数位置から印加する磁界の位置切り換えや磁界方向の切り換えなどの変化により強磁性体を主体として形成された破砕媒体を円筒容器内で運動させることができる。例えば、円筒容器の外周回りの磁界位置を回転方向に切り換えると破砕媒体は円筒容器内で回転する。また、円筒容器の径方向で磁界位置を切り換えると破砕媒体は径方向に移動する。また、円筒容器の高さ方向に磁界を切り換えると、破砕媒体を円筒容器の高さ方向に昇降させることができる。また、上昇移動させた破砕媒体に対する磁界を遮断すると破砕媒体は落下し、底部側から吸引磁界を印加すると破砕媒体は円筒容器の底に衝突する。このような破砕媒体の回転運動を含む三次元方向の移動により円筒容器内に収容した被破砕物を摩砕及び圧砕することができる。
【００１８】
また、本願第２発明に係る破砕方法は、円筒容器内に強磁性体を主体として形成された破砕媒体を収容し、円筒容器の外周回りの複数位置から印加する磁界を切り換えると共に、円筒容器の円筒軸方向の複数位置から印加する磁界を切り換えることにより、破砕媒体を円筒容器内で回転運動させると共に円筒軸方向に往復運動させ、円筒容器内に収容した被破砕物を破砕媒体によって摩砕及び圧砕することを特徴とする。
【００１９】
上記破砕方法によれば、円筒容器の外周回りから印加する磁界を円周方向に順次切り換えると、強磁性体を主体として形成された破砕媒体は円筒容器の内周面に沿って回転運動し、乳鉢内で乳棒を動かしているような破砕媒体の運動により円筒容器内に収容した被破砕物を摩砕することができる。更に円筒容器の円筒軸方向に破砕媒体を往復運動させることにより、乳棒で被破砕物を叩き潰すような破砕媒体の動きによって被破砕物を圧砕することができる。
【００２０】
上記破砕方法において、円筒容器の内周面との間に所要の間隙が形成される外径に形成された破砕媒体を用いることにより、破砕媒体の移動距離が大きくなり運動が活発になされる。破砕媒体と円筒容器の内周面との間隙は被破砕物の種類や形状、状態、更には磁界の強度などによって最適な寸法が決定される。
【００２１】
また、直径方向に複数の突出部が形成された破砕媒体を用いることにより、磁界方向に突出部が誘引されるので、回転方向の磁界移動に伴う破砕媒体の回転移動が容易になされる。また、突出部によって被破砕物を剪断する作用が得られるので、繊維質の被破砕物の破砕に効果的である。
【００２２】
また、着磁された破砕媒体を用いることにより、磁気吸引の作用が大きくなされると共に、磁気反発の作用による破砕媒体の移動を生じさせることができる。また、磁界方向の反転により破砕媒体を回転させる自転運動を生じさせることも可能となる。
【００２３】
また、円筒容器の底部に吸引磁界を印加することにより、上昇移動させた破砕媒体の内底面への衝突速度を高めて圧砕効果を増加させることができる。また、回転や水平移動する破砕媒体を円筒容器の底面に引き付ける作用が及んで摩砕効果を向上させることができる。また、破砕媒体は円筒容器の高さ方向に着磁したものを適用し、円筒容器の底部に印加する磁界方向を反復反転させると、破砕媒体が上下に反復移動する杵つき運動が生じ、被破砕物を連続的に圧砕することができる。
【００２４】
また、磁界強度を変化させることにより、被破砕物の種類や攪拌、破砕の処理区別などに応じて破砕媒体の運動を変化させることができ、最適な処理状態で破砕処理を実施することができる。
【００２５】
また、任意のタイミングで交流磁界を印加することにより、破砕媒体に微振動を加えることができ、被破砕物の種類に応じて摩砕する効果を向上させることができる。
【００２６】
また、本願第３発明に係る破砕方法は、円筒容器内にその円筒軸方向に着磁した破砕媒体を収容し、円筒容器の底部側に印加する磁界の方向を反復反転させることにより、破砕媒体を円筒容器内で円筒軸方向に往復振動させて円筒容器内に収容した被破砕物を圧砕することを特徴とする。
【００２７】
上記破砕方法によれば、円筒容器の円筒軸方向に着磁した破砕媒体に対し、円筒容器の底部側から磁気反発の作用が生じるように磁界を印加すると、破砕媒体は円筒容器内で上昇移動する。上昇移動した破砕媒体に対し磁気吸引の作用が生じるように磁界を印加すると、破砕媒体は円筒容器の底に衝突し、円筒容器の底に在る被破砕物を圧砕する。この磁気反発と磁気吸引とを反復作用させることにより破砕媒体は杵つき運動して被破砕物を圧砕する。
【００２８】
また、本願第４発明に係る破砕方法は、円筒容器内にその円筒軸方向に着磁した破砕媒体を収容し、円筒容器の外周回りの複数位置から印加する磁界を切り換える動作と、円筒容器の底部側から印加する磁界の方向を反復反転させる動作とにより、破砕媒体を円筒容器内で回転運動させると共に円筒軸方向に往復振動させて円筒容器内に収容した被破砕物を摩砕及び圧砕することを特徴とする
【００２９】
上記破砕方法によれば、円筒容器の底部側から印加する磁界の反復反転により破砕媒体を杵つき運動させることに加え、外周回りから印加する磁界の切り換えにより破砕媒体を回転運動させることができるので、破砕媒体により被破砕物を圧砕及び摩砕を伴う破砕処理を効果的行うことができる。また、外周回りから印加する磁界は底部から印加する磁界に共同して破砕媒体の上下移動をより大きくすることができる。
【００３０】
また、円筒容器の開口部を閉じる蓋体の外部に吸引磁界を作用させ、磁界の切り換えにより蓋体側に移動させた破砕媒体を吸引磁界により蓋体の内側に吸着保持させ、蓋体の円筒容器からの離脱と共に破砕媒体を円筒容器から取り出すことにより、処理動作後には邪魔な存在になる破砕媒体を蓋体の円筒容器からの離脱と同時に外部に取り出すことができる。従って、処理後の円筒容器内には処理済の被破砕物だけが残るので、検査や分析などの後処理を行うのに好適な状態となる。
【００３１】
また、本願第５発明に係る破砕装置は、強磁性体を主体として形成された破砕媒体と被破砕物とを収容した円筒容器を囲む三次元位置に配設された複数の電磁極と、複数の電磁極それぞれの励磁巻線に対する励磁電流の印加を制御する制御手段と、を備えてなることを特徴とする。
【００３２】
上記破砕装置によれば、円筒容器を囲む三次元位置に配設した複数の電磁極に対する励磁のＯＮ／ＯＦＦや励磁電流量、励磁電流方向の反転などの制御により、破砕媒体を円筒容器内で回転運動を含む三次元方向に運動させることができるので、円筒容器内に収容した被破砕物を破砕媒体により摩砕及び圧砕することができる。
【００３３】
また、本願第６発明に係る破砕装置は、強磁性体を主体として形成された破砕媒体と被破砕物とを収容した円筒容器の少なくとも底部側の外周回りに対応する位置に配設された複数の電磁極と、複数の電磁極それぞれの励磁巻線に対する励磁電流の印加を制御する制御手段と、を備えてなることを特徴とする。
【００３４】
上記破砕装置によれば、複数の電磁極を円筒容器の底部側の外周回りに対応する位置に配設することにより、円周方向の順に電磁極を励磁すると、破砕媒体を円筒容器の内周面に沿って回転させることができ、径方向に対向する電磁極を交互に励磁すると、破砕媒体を円筒容器の直径方向に移動させることができ、円筒容器の底に在る被破砕物を効果的に摩砕することができる。複数の電磁極を円筒容器の底部側を含む複数高さ位置にも配設すると、電磁極の励磁を切り換えることにより破砕媒体を円筒容器の円筒軸方向に移動させることができ、上昇移動させた破砕媒体を底部側に引き戻す移動により被破砕物を圧砕することができる。
【００３５】
上記構成において、円筒容器の高さ方向の底部寄り外周回りを含む複数高さの外周回りに対応する位置に電磁極を配設することにより、破砕媒体を回転運動あるいは水平移動させながら昇降移動させることができ、被破砕物を満遍なく摩砕することができると同時に円筒容器の底に破砕媒体が衝突することによる圧砕効果を得ることができる。
【００３６】
また、円筒容器の外周を囲むように配した複数の電磁極の放射方向の位置が可変となるように構成することにより、円筒容器の直径寸法の変化に対応して至近位置から磁界を印加することができる。
【００３７】
また、円筒容器の外周を囲むように配した複数の電磁極と円筒容器との相対高さ位置が可変となるように構成することにより、円筒容器の高さ寸法の変化に対応して最適高さ位置から磁界を印加することができる。
【００３８】
また、電磁極を円筒容器の最底部に対応する位置に配設することにより、この電磁極を励磁すると、破砕媒体を円筒容器の内底面に引き付ける作用がなされ、回転や水平移動する破砕媒体による摩砕効果を増加させることができる。また、上昇移動させた破砕媒体の落下速度を増加させて圧砕の効果を向上させることができる。
【００３９】
また、破砕媒体は着磁したものを適用することにより、磁気吸着の効果が向上するだけでなく、磁気反発の効果も得られるので、制御手段により励磁電流方向を反転させると、破砕媒体を回転させることができ、破砕媒体が円筒容器の内周面に沿って回転する公転運動だけでなく自転運動も行わせることができる。
【００４０】
また、制御手段は、励磁電流のＯＮ／ＯＦＦ、電流方向の反転、電流量、直流／交流の切換のうち、１つ又はそれらの組み合わせにより励磁電流を制御することにより、破砕媒体の種類、被破砕物の種類などに応じた破砕処理を行うことができる。
【００４１】
また、制御手段は、円筒容器内の円筒軸方向に着磁した破砕媒体を収容した円筒容器に対し、円筒容器の底部に対応する位置に配した電磁極の励磁電流方向を反転させるように制御することにより、着磁した破砕媒体に対して磁気吸引力又は磁気反発力が作用して破砕媒体を上下方向に移動させることができ、それを繰り返すことにより破砕媒体は杵つき運動して被破砕物を圧砕する効果を向上させることができる。
【００４２】
また、制御手段は、円筒容器内の円筒軸方向に着磁した破砕媒体を収容した円筒容器に対し、円筒容器の底部に対応する位置に配した永久磁石の円筒容器の底部に対向する磁極が反転するように永久磁石を回転制御することにより、着磁した破砕媒体に対して磁気吸引力又は磁気反発力が作用して破砕媒体を上下方向に移動させることができ、それを繰り返すことにより破砕媒体は杵つき運動して被破砕物を圧砕する効果を向上させることができる。
【００４３】
また、円筒容器の外面に接して冷却手段を設けることにより、破砕媒体の円筒容器内での運動に伴う摩擦熱によって円筒容器内が温度上昇することが抑制でき、温度上昇によって変質が生じやすい被破砕物を破砕処理するのに有効となる。
【００４４】
また、破砕媒体は中空構造の内部に蓄冷材を収容した構造とすることにより、予め蓄冷材を冷却あるいは冷凍して円筒容器に投入することにより、被破砕物は破砕媒体により冷却されるので、被破砕物の温度上昇による変質を抑制することができる。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、被破砕物を収容した円筒容器内で破砕媒体を三次元的に運動させて被破砕物を破砕又は攪拌するために、円筒容器を機械的に振り回すような往復振動を加えることなく、円筒容器は静止状態にして外部磁界により破砕媒体のみを円筒容器中で三次元運動させることができる。従って、被破砕物と破砕媒体を投入した円筒容器を所定位置に配置するだけの作業で破砕動作を開始することができ、従来の円筒容器を装置に着脱するために要する作業を廃止することができ、被破砕物を破砕する前処理の後に実施される分析や検査等の作業効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。尚、本実施形態は本発明を具体化した一例であって本発明の技術的範囲を限定するものではない。
図１は、第１の実施形態に係る破砕装置１の構成を示すもので、本発明の基本的構成を示すものである。強磁性体を主体として形成された破砕媒体Ｂと被破砕物Ｃとを収容した円筒容器Ａを破砕装置１の下部リング電磁極群１０及び上部リング電磁極群１１の中に挿入すると、図１（ａ）に示すように、円筒容器Ａの外周回りの上下に下部リング電磁極群１０及び上部リング電磁極群１１が位置するようになる。
【００４７】
前記下部リング電磁極群１０及び上部リング電磁極群１１は、図１（ｂ）に平面図として示すように、複数（ここでは６極）の電磁極２２をリング状に一体化したもので、各電磁極２２には、それぞれ励磁巻線２３が巻回されている。各励磁巻線２３はそれぞれ制御部２４に接続され、制御部２４により励磁電源２５から供給される励磁電流の各電磁極１２に対する印加が個別に制御される。
【００４８】
制御部２４の制御により励磁巻線２３に励磁電流が流されて特定の電磁極２２が励磁されると、強磁性体を主体として形成された破砕媒体Ｂは励磁された電磁極２２に吸引される。複数の電磁極２２に対する励磁は任意に設定することができ、複数の電磁極２２が時計回りの順に励磁されると、破砕媒体Ｂには円筒容器Ａの内周面に沿って時計回りに回転する公転運動が生じる。逆に、複数の電磁極２２が反時計回りの順に励磁されると、破砕媒体Ｂは反時計回りに公転運動する。また、励磁されている１つの電磁極２２の励磁を停止すると同時に、他の電磁極２２を励磁することを任意の順に繰り返すと、破砕媒体Ｂは円筒容器Ａの径方向に移動する。この破砕媒体Ｂの水平方向の移動及び回転運動は、主に下部リング電磁極群１０で実行されることにより、円筒容器Ａの底部にある被破砕物Ｃを破砕媒体Ｂにより磨り潰す摩砕の効果が得られる。この破砕媒体Ｂの運動は、あたかも乳棒を乳鉢内で動かして破砕対象物を磨り潰す動作に近似である。
【００４９】
下部リング電磁極群１０に対する励磁を停止すると同時に上部リング電磁極群１１の励磁を開始すると、破砕媒体Ｂは磁気吸引により上昇移動して上部リング電磁極群１１のリング内に入り、下部リング電磁極群１０の場合と同様に複数の電磁極２２に対する励磁を切り換えると、破砕媒体Ｂを回転運動及び径方向に移動させることができるので、植物のように比較的長い被破砕物Ｃの全体を破砕処理するのに有効となる。また、破砕媒体Ｂを上昇移動させた後、上部リング電磁極群１１の励磁を解除すると、破砕媒体Ｂは自重で落下して円筒容器Ａの内底面に衝突するので、被破砕物Ｃを圧縮して破砕する圧砕の作用が得られるので、硬い被破砕物Ｃの破砕に有効となる。この破砕媒体Ｂの上下運動は、あたかも乳棒で乳鉢内の破砕対象物を叩き潰す動作に近似である。
【００５０】
この破砕媒体Ｂを上方から落下させるとき、下部リング電磁極群１０を励磁すると、破砕媒体Ｂを円筒容器Ａの底に衝突させる加速度を増加させることができるので、圧砕効果が向上する。下部リング電磁極群１０は、図１（ａ）に示すように、円筒容器Ａの底部より下方寄りに配設することにより、破砕媒体Ｂを円筒容器Ａの底側に吸引する作用が働くので、破砕媒体Ｂをより強力に円筒容器Ａの底面に衝突させることができる。
【００５１】
上昇移動させた破砕媒体Ｂの落下速度を増加させて圧砕の効果をより増加させるには、図２に示す第２の実施形態に係る破砕装置２のように、円筒容器Ａの底部に対応する位置に吸引電磁極２６を配設し、上部リング電磁極群１１の励磁を解除すると同時に吸引電磁極２６を励磁するのがより好適な構成となる。上記吸引電磁極２６は、下部リング電磁極群１０により被破砕物Ｃを摩砕しているタイミングで弱い吸引磁界を破砕媒体Ｂに与えることにより、摩砕効果を向上させる作用を得ることもできる。また、吸引電磁極２６を交流電流により励磁することにより、破砕媒体Ｂを微振動させることができ、被破砕物Ｃの種類によっては摩砕の効果を向上させることが可能となる。
【００５２】
図３は、第３の実施形態に係る破砕装置３の構成を示すものである。この構成では、下部リング電磁極群１０及び上部リング電磁極群１１に加え、それらの間に中間リング電磁極群１２を配設している。円筒容器Ａのサイズが大きい場合に有効な構成であり、破砕媒体Ｂをより高い位置まで上昇させることができるので、収容量が多い被破砕物Ｃの破砕に効果的であり、植物葉のような嵩高の試料を満遍なく破砕する効果を向上させることができる。
【００５３】
尚、上記各構成において、上部リング電磁極群１１を構成する電磁極２２の数は、他のリング電磁極群と必ずしも同数である必要はなく、破砕媒体Ｂを上方に引き上げる作用に限定するならば、１つのリング状の電磁極２２であっても任意数の電磁極２２で構成してもよい。
【００５４】
破砕媒体Ｂを上方に引き上げるための構成は、上記構成に示したようにリング状の電磁極群を複数段に設けるだけでなく、複数の電磁極２２を上方に向けて螺旋状に列設してもよく、各電磁極２２に対する励磁を制御することにより、破砕媒体Ｂの運動をより複雑にして攪拌性能や破砕性能を向上させることができる。
【００５５】
また、上記各構成において、破砕媒体Ｂを強磁性体を主体として形成した場合、励磁された電磁極１２に引き寄せられるだけで、破砕媒体Ｂが自転運動する効果は得難い。そこで、図４（ａ）に示すように、下部及び上部の各リング電磁極群１０，１１に配置した電磁極１２の数より少ない数の突出部２１を設けた破砕媒体Ｂ２を用いることが有効となる。ここでは、電磁極２２の数６に対して突出部２１の数は４としている。
【００５６】
この破砕媒体Ｂ２を適用することにより、電磁極２２に対する離隔距離が小さくなる突出部２１に電磁極１２からの吸引力が及ぶので、リング上に並ぶ電磁極２２に対する励磁順序を最適に制御することにより破砕媒体Ｂ２が自転する作用を得ることができる。この突出部２１は、被破砕物Ｃを攪拌する効果を向上させることができ、繊維質の被破砕物Ｃをせん断する効果も得られる。
【００５７】
また、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、破砕媒体Ｂ及び破砕媒体Ｂ２を着磁した破砕媒体Ｂ３，Ｂ４に構成することにより、より大きな吸引力が得られるばかりでなく、電磁極１２との間で磁気反発の作用も生じさせることができるので、自転運動を容易に生じさせることができる。即ち、磁気吸引により破砕媒体Ｂ３，Ｂ４を吸引している電磁極１２の励磁方向を反転させると、破砕媒体Ｂ３，Ｂ４は磁気反発と磁気吸引とが連続して自転運動する。
【００５８】
図５は、着磁させた破砕媒体Ｂ３の運動を説明するもので、着磁した破砕媒体Ｂ３を収容した円筒容器Ａを複数の電磁極２２ａ〜２２ｆを円周上に配置した中心部に挿入した状態を示している。図示するように電磁極２２ａを円筒容器Ａ側がＳ極となるように励磁したとき、着磁された破砕媒体Ｂ３は、そのＮ極が磁気吸引されて電磁極２２ａが位置する円筒容器Ａの内周面に当接する。この状態で電磁極２２ａの励磁電流の方向を反転させると、電磁極２２ａの円筒容器Ａ側がＮ極となるように励磁されるので、破砕媒体Ｂ３は磁気反発により電磁極２２ａから離れるが、同時にＳ極に磁気吸引力が生じて回転する。この励磁電流の反転が繰り返されることにより、破砕媒体Ｂ３にほぼ同一位置で回転する自転運動が生じる。即ち、電磁極２２ａから所要時間間隔で交番磁界を発生させることにより、着磁された破砕媒体Ｂ３を自転運動させることができる。
【００５９】
この交番磁界を複数の電磁極２２ａ〜２２ｆの時計回り、反時計回りで順次発生させると、破砕媒体Ｂ３は円筒容器Ａ内で自転運動しながら公転運動するようになる。この破砕媒体Ｂ３の運動により、乳鉢内で乳棒を円を描くように回転させて破砕対象物を磨り潰す動作に乳棒自体が回転する作用が加わるので、摩砕効果は大きくなる。
【００６０】
この摩砕動作を下部リング電磁極群１０で継続しながら所要のタイミングで下部リング電磁極群１０の励磁を停止し、同時に上部リング電磁極群１１の励磁を開始すると、破砕媒体Ｂ３は上昇移動するので、破砕媒体Ｂ３が上昇移動したタイミングで上部リング電磁極群１１の励磁を停止すると、破砕媒体Ｂ３は落下して円筒容器Ａの底に衝突し、被破砕物Ｃを圧砕する。前述したように、破砕媒体Ｂ３の落下にタイミングを合わせて吸引電磁極２６の励磁を行うと圧砕の効果は増加する。破砕媒体Ｂ３が落下したタイミングで下部リング電磁極群１０の励磁を開始すると引き続いて摩砕がなされる。
【００６１】
電磁極２２及び吸引電磁極２６の励磁は、基本的には直流電流であって、電磁極２２及び吸引電磁極２６が電磁石として機能するように励磁する。図６は、電磁極２２に対して直流励磁電流を印加する制御構成を示すもので、励磁電流の電流方向を反転する機能を備えている。１つの電磁極２２に対して、その電励磁巻線２３に４つの半導体スイッチを介して励磁電源２５に接続している。半導体スイッチとしてパワートランジスタを適用した場合には、図示するように構成することができる。４つのパワートランジスタＰＴ１〜ＰＴ４それぞれのベースに印加する制御信号によりパワートランジスタＰＴ１〜ＰＴ４を個別に導通させることができる。即ち、パワートランジスタＰＴ１，ＰＴ３を導通制御したときには、電励磁巻線２３に図示実線方向の励磁電流が流れ、パワートランジスタＰＴ２，ＰＴ４を導通制御したときには、電励磁巻線２３に図示破線方向の励磁電流が流れる。
【００６２】
電磁極２２に対する励磁電流の反転が必要ない場合では、単に励磁巻線２３に対する励磁電流のＯＮ／ＯＦＦを行えばよいので、励磁巻線２３と直列に１つの半導体スイッチを設けるだけでよい。
【００６３】
複数の電磁極２２のうち任意位置の任意数に励磁電流を印加する制御は、破砕媒体Ｂが円筒容器Ａの中で回転（自転及び公転運動）、径方向移動及び上下移動する頻度を勘案して複数の電磁極２２に対する励磁順序、励磁電流量及び処理時間を設定する制御パターンに基づいてなされる。制御パターンは、被破砕物Ｃの種類、円筒容器Ａのサイズや被破砕物の収容量などによって駆動プログラムを制御部２４に格納しておき、それを選択することにより最適の制御パターンで攪拌又は破砕の処理を実施することができる。
【００６４】
破砕媒体Ｂを着磁するとき、前述のように直径方向に着磁させることに限定されるものではなく、図７に示すように、高さ方向に着磁させてもよい。高さ方向に着磁させた破砕媒体Ｂを用いた場合には、円筒容器Ａの外周回りに配置する複数の外周電磁極３７は、図示するように破砕媒体Ｂの上下に存在する電磁極に対応する一対の電磁極が形成されるように構成する。また、円筒容器Ａの底部に対応させて底部電磁極３８を配し、この底部電磁極３８の円筒容器Ａの底部に対向する側に破砕媒体Ｂの下側に存在する磁極に対して磁気吸引の作用が生じるように励磁すると、上昇移動させた破砕媒体Ｂを底部に衝突させて被破砕物Ｃを圧砕する効果が得られる。逆に、磁気反発の作用が生じるように励磁すると、破砕媒体Ｂを上昇移動させることができる。また、励磁方向を所要の時間間隔で反転させることを繰り返すと、破砕媒体Ｂは上下に振動する杵つき運動するので、被破砕物Ｃを圧砕する効果を得ることができる。この杵つき運動させるために、底部電磁極３８に代えて永久磁石をその磁極が反転するように回転させても同様の効果が得られる。
【００６５】
破砕媒体Ｂを杵つき運動させるとき、底部電磁極３８の円筒容器Ａの底部に対向する磁極が反復反転するように励磁を制御するだけの簡単な構成でもよいが、円筒容器Ａの底部側外周回りに配した外周電磁極３７の励磁制御を併用すると、より大きな杵つき運動を生じさせることができる。即ち、底部電磁極３８に破砕媒体Ｂに磁気反発が生じるように励磁すると同時に、複数の外周電磁極３７にも破砕媒体Ｂに磁気反発が生じるように励磁すると、破砕媒体Ｂは磁気反発によって大きく上昇移動する。次いで、底部電磁極３８及び外周電磁極３７に破砕媒体Ｂに磁気吸引の作用が及ぶように励磁すると、破砕媒体Ｂは大きな力で円筒容器Ａの底に衝突し、底に在る被破砕物Ｃを効果的に圧砕する。
【００６６】
円筒容器Ａは汎用チューブを用いる場合、そのサイズや形状は様々である。従って、多様なサイズに対応できる電磁極配置構造であることが望ましいものとなる。図８は、円筒容器Ａの直径変化に対応する下部、上部、中間の各リング電磁極群１０，１１，１２の構成を示すもので、円筒容器Ａを収容する中心部の空間径を使用する円筒容器Ａの直径に応じて変化できるように構成している。
【００６７】
図８において、各電磁極２２の先端位置がリングの直径方向に進退移動できるように可動構造に形成している。この可動構造により、円筒容器Ａの直径変化に対応して電磁極２２の先端位置が変更できるので、円筒容器Ａの至近位置から磁界を印加することができる。図示するように、電磁極２２の可動部分の後端から付勢手段２８により中心方向に向けて付勢を与えておくことにより、円筒容器Ａを中心部に挿入すると、各電磁極２２の可動部分は円筒容器Ａの直径に応じて後退移動するので、円筒容器Ａの直径変化にかかわらず容器外周の至近位置に電磁極２２の先端を位置させることができる。
【００６８】
円筒容器Ａの高さ寸法の変化に対応させるには、下部リング極群１０の位置は固定として、上部リング電磁極群１１又は中間リング電磁極群１２の配設高さ位置が上下に変更可能とすることにより解決できる。
【００６９】
以上説明した構成において、金属によって形成している破砕媒体Ｂ〜Ｂ４は、破砕に伴って剥れた金属粉が破砕した被破砕物Ｃの中に混入する憂いがある。金属物の混入が好ましくない場合には、破砕媒体Ｂ〜Ｂ４の表面をセラミックやフッ素樹脂などによって被覆することが好適であり、腐食性の緩衝液などを用いる場合の耐性を向上させることができる利点も得られる。
【００７０】
また、破砕媒体Ｂの形状や円筒容器Ａ中に投入する数は限定されず、図９に示すように、円柱形や球形のものを適用することができる。但し、円柱形に形成した場合、円筒容器Ａの底部側に対応する面は、円筒容器Ａの内底面形状に対応する形状であることが望ましい。
【００７１】
円筒容器Ａは、遠心チューブやサンプルチューブ等と称される汎用チューブを適用することができるので、図１０に示すように、破砕媒体Ｂの下端形状は、円筒容器Ａの内底面形状に対応するものを用いることにより、被破砕物Ｃを摩砕あるいは圧砕する効果を向上させることができる。
【００７２】
また、被破砕物Ｃを攪拌して破砕する効果を向上させるためには、図１１に示すように、破砕媒体Ｂは攪拌に適した形状に構成することができる。図１１（ａ）に示す破砕媒体Ｂ４は、着磁した強磁性体によって形成された本体部６１の下方に複数の攪拌用突出部６２を形成している。また、図１１（ｂ）に示す破砕媒体Ｂ５は、樹脂成形により下方に複数の攪拌羽根６４を突出させた上部に着磁した強磁性体によって形成した本体芯材６３をインサートしている。攪拌羽根６４は円筒容器Ａの底部形状に応じて内側に折れ曲げる可撓性を与えることにより、円筒容器Ａ内を上下移動して被破砕物Ｃを満遍なく攪拌すると同時に被破砕物Cを攪拌羽根６４によって剪断することができる。
【００７３】
また、図１１（ｃ）に示す破砕媒体Ｂ６は、下方に複数のスリット６６を形成した樹脂製品の外筒６５の中に、着磁した強磁性体によって形成された回転本体６７を回転自在に配している。回転本体６７の下方にはスリット６６に対応する位置に複数の攪拌突起６８が設けられているので、回転本体６７が回転駆動されると、液状又は軟質の被破砕物Ｃは攪拌突起６８により攪拌分散されると同時にスリット６６から外方に噴出して攪拌あるいは破砕される。
【００７４】
これらの破砕媒体Ｂ４〜Ｂ６は、従来から広く用いられている棒状のペッスルを被破砕物を収容した円筒容器内に挿入し、モータでペッスルを回転駆動して被破砕物をホモジナイズするものに比して、円筒容器Ａを密閉した状態でも破砕媒体Ｂ４〜Ｂ６を回転させることができるので、被破砕物Ｃが外部に飛散することがなく、被破砕物Ｃが有害物質である場合などに好適な攪拌、破砕手段となる。このような破砕媒体Ｂ４〜Ｂ６の破砕能力をより向上させるには、ビーズを投入することが有効となる。
【００７５】
破砕処理を行うとき、円筒容器Ａ内には摩擦による熱が発生する。被破砕物Ｃが温度上昇によって変質が生じやすいものであるとき、円筒容器Ａや破砕媒体Ｂの発熱は好ましくないので、円筒容器Ａを冷却して被破砕物Ｃの温度上昇を抑制する必要がある。
【００７６】
図１２は、第４の実施形態に係る破砕装置４の構成を示すもので、円筒容器Ａを冷却する構造を備えている。下部リング電磁極群１０及び上部リング電磁極群１１のリング中に嵌挿させて周囲に冷却液が循環する樹脂製の冷却容器３１が配設され、冷却容器３１の二重構造に形成された内部には熱伝導樹脂３２を介して円筒容器Ａが収容される。冷却容器３１には給液口３１ａから所要温度に冷却された冷却液が注入され、排液口３１ｂから排出される間に熱伝導性樹脂３２を介して円筒容器Ａは冷却される。熱伝導性樹脂３２は軟質の樹脂であり、挿入された円筒容器Ａの外周面に密着し、円筒容器Ａの熱を冷却液に伝導させるので、円筒容器Ａ内を一定の温度に維持して破砕処理を実施することができる。
【００７７】
また、図１３（ａ）に示すように、二重構造の有底円筒形に形成されて中空内に蓄冷材３５を封入してなる樹脂製の冷却容器３４を冷却手段により所定温度に冷却して蓄冷材３５を凍結もしくは冷却し、この冷却容器３４内に円筒容器Ａを収容すると、簡易に冷却破砕を実施することができる。円筒容器Ａを収容する中空内には、図１２に示した冷却構造と同様に熱伝導性樹脂３２を設けておくことにより、蓄冷材３５の冷熱を円筒容器Ａに効果的に伝導させることができる。
【００７８】
また、図１３（ｂ）に示すように、円筒容器Ａを二重構造にして、中空内に蓄冷材３５を封入した蓄冷円筒容器Ａ２とし、予め冷却しておいた蓄冷円筒容器Ａ２に被破砕物Ｃを投入して破砕処理すると、破砕処理中もその後も低温状態が維持される。
【００７９】
更に、図１３（ｃ）に示すように、中空構造に形成した中空内に蓄冷材３５を封入した蓄冷破砕媒体Ｂ７を用いて、この蓄冷破砕媒体Ｂ７を予め冷却装置で冷却し、蓄冷材３５を凍結させたものを円筒容器Ａに投入して破砕処理すると、被破砕物Ｃはそれに直接的に接する蓄冷破砕媒体Ｂ７によって冷却され、温度上昇による被破砕物Ｃの変質が効果的に防止できる。この蓄冷破砕媒体Ｂ７を上記円筒容器Ａの冷却構造と併用すると冷却効果をより向上させることができる。
【００８０】
上記構成のように円筒容器Ａの周囲に冷却水を循環させる構造、あるいは蓄冷材を配置する構造を適用した場合、冷媒の量を増加させて冷却能力を増すにつれて電磁極２２と破砕媒体Bとの距離が離れて磁気駆動能力が低下するので、励磁巻線２３に対する励磁電流を大きくする必要があり、電磁極２２及び励磁巻線２３の発熱量の増加が円筒容器Ａに及ぶ恐れがある。これを解決するために、図１４に示すように、下部及び上部の各リング電磁極群１０，１１及び吸引電磁極２６を冷媒流路内に配すると、電磁極２２と破砕媒体Bとの距離離隔を抑制して効率的に破砕処理できる。
【００８１】
図示するように、給液口３１ａから冷却容器３１に注入された冷却液は円筒容器Ａを冷却すると同時に、下部及び上部の各リング電磁極群１０，１１及び吸引電磁極２６を冷却し、排液口３１ｂから排出される。冷却液は下部及び上部の各リング電磁極群１０，１１及び吸引電磁極２６も冷却するので、これらの温度上昇を抑えることができる。この構成の場合、冷却液は電気的構成要素に接触するので電気絶縁性を有していることが必要で、絶縁オイル等を冷却液として適用することになる。
【００８２】
以上説明した構成は、１本の円筒容器Ａに対して破砕又は攪拌の処理を実施できるように構成しているが、図１５に示すように、励磁電源２５及び制御部２４を共通にして磁気駆動部１５を任意数設け、複数本の円筒容器Ａに対して同時処理することができるように構成することができる。
【００８３】
また、以上説明した各実施形態において、破砕処理後には円筒容器Ａ中に存在する破砕媒体Ｂは、その後の作業において邪魔になるので、円筒容器Ａから簡単に取り出すことができるようにするのが好適である。図１６に示すように、破砕処理終了後の円筒容器Ａの蓋Ｄの外側に永久磁石３０を置き、上部リング電磁極群１１の励磁により破砕媒体Ｂを円筒容器Ａの上方に引き上げた後、励磁を停止すると、破砕媒体Ｂは永久磁石３０に吸引されて蓋Ｄの内側に吸着する。破砕媒体Ｂを吸着すると、永久磁石３０は蓋Ｄ上で動き難い状態になるので、蓋Ｄを円筒容器Ａから外す作業中に外れることはなく、蓋Ｄを円筒容器Ａから取り外すと、蓋Ｄと共に破砕媒体Ｂは円筒容器Ａの外に取り出される。
【００８４】
尚、本実施形態においては、円筒容器Ａは縦置きにするように構成しているが、円筒容器Ａの開口部を閉じる蓋体Ｄの密閉性が良好であれば、円筒容器Ａを横置きするように構成することも可能である。
【００８５】
また、破砕媒体Ｂを上下移動させることを原則としているが、円筒容器Ａの底部側で破砕又は攪拌の処理が可能であれば、上下移動させるための構成は省略することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上の説明の通り本発明によれば、ＤＮＡ分析やＢＳＥ検査などを行うための前処理として被破砕物を破砕する工程のために、従来の円筒容器を機械的に振り回すような往復振動によって破砕媒体を円筒容器内で運動させるのでなく、円筒容器は静止状態にして外部磁界により破砕媒体のみを円筒容器中で三次元運動させることができる。従って、被破砕物と破砕媒体を投入した円筒容器を所定位置に挿入するだけの作業で破砕動作を開始することができ、従来の円筒容器を装置に着脱するために要する作業を廃止することができ、被破砕物を破砕する前処理の後に実施される分析や検査等の作業効率を向上させることができる。また、装置の小型化が可能となるので設置場所の自由度が高く、分析や検査の作業が実施される安全キャビネットやクリーンルームなどの中に設置することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】第１の実施形態に係る破砕装置の構成を示す（ａ）は断面図、（ｂ）は    平面図。
【図２】第２の実施形態に係る破砕装置の構成を示す断面図。
【図３】第３の実施形態に係る破砕装置の構成を示す断面図。
【図４】破砕媒体の実施態様を示す平面図。
【図５】着磁した破砕媒体の運動を説明する説明図。
【図６】電磁極を個別に励磁する制御回路の例を示す回路図。
【図７】着磁した破砕媒体を用いた破砕処理の概略構成を示す断面図。
【図８】円筒容器の直径変化に対応するリング電磁極群の構成を示す平面図。
【図９】破砕媒体の変形例を示す断面図。
【図１０】円筒容器の底部形状に対応する破砕媒体の形状を示す断面図。
【図１１】攪拌に適した破砕媒体の構造を示す１／２断面図。
【図１２】第４の実施形態に係る破砕装置の構成を示す断面図。
【図１３】（ａ）は蓄冷材を用いた円筒容器の冷却構造、（ｂ）は冷却構造を設けた    円筒容器、（ｃ）は冷却構造を設けた破砕媒体の構造を示す断面図。
【図１４】円筒容器を冷却する変形例を示す断面図。
【図１５】複数の円筒容器に対する同時処理を行う構成例を示す斜視図。
【図１６】破砕媒体の取出し方法を示す断面図。
【図１７】従来技術に係る破砕装置の構成を示す断面図。
【図１８】従来技術に係る凍結試料破砕用容器の構成を示す分解斜視図。
【図１９】従来技術に係る破砕装置の構成を示す断面図。
【図２０】従来技術に係る破砕方法を示す概略図。
【符号の説明】
【００８８】
１，２，３，４  破砕装置
１０  下部リング電磁極群
１１  上部リング電磁極群
１２  中間リング電磁極群
２１  突出部
２２  電磁極
２３  電励磁巻線
２４  制御部
２５  励磁電源
２６  吸引電磁極
３０  永久磁石
３１、３４  冷却容器
３５  蓄冷材
Ａ、Ａ２  円筒容器
Ｂ，Ｂ２〜Ｂ７  破砕媒体
Ｃ  被破砕物
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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