(57)【要約】【課題】試料の粉砕をより効率よく行なうことができる装置を提供する。【解決手段】モータ４６の駆動によって支持台８０および粉砕容器２２を楕円振動させると共に、モータ４２の駆動によって粉砕容器２２をその軸周りに（回転軸２３，２４と共に）回転させる。これにより、粉砕容器２２を楕円振動させるだけのものに比して、粉砕容器２２内の試料をより舞い上がらせることができると共に複数のリング２６の転動をより促進させることができる。この結果、複数のリング２６の転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。【選択図】図１
2017023900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を粉砕する粉砕装置であって、
円筒状で且つ軸方向が水平方向となるように配置される粉砕容器と、
円板状または円環状で且つ厚み方向が前記軸方向と同一方向になるように前記粉砕容器に装入される複数の粉砕媒体と、
前記粉砕容器に該粉砕容器の軸周り方向の楕円振動または前記軸方向とは直交する方向の振動を付与すると共に前記粉砕容器に該粉砕容器の軸周りの回転を付与する振動回転付与手段と、
を備える粉砕装置。
【請求項２】
請求項１記載の粉砕装置であって、
前記粉砕容器または該粉砕容器の軸方向の端部に接続された回転軸を回転自在に支持する支持部材を備え、
前記振動回転付与手段は、前記粉砕容器に回転を付与するための回転用モータと、前記支持部材に振動を付与するための振動用モータと、を有する、
粉砕装置。
【請求項３】
請求項２記載の粉砕装置であって、
前記回転用モータは、前記回転軸に第１自在継手を介して接続され、
前記振動用モータは、前記支持部材によって回転自在に支持される第２回転軸に第２自在継手を介して接続され、
前記第２回転軸には、前記振動用モータから伝達されるトルクによって前記支持部材を振動させるための振動付与部材が取り付けられている、
粉砕装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の粉砕装置であって、
前記粉砕容器内に試料を供給する試料供給ユニットと、
前記粉砕容器内から粉砕後の試料が排出される試料排出ユニットと、
を備え、
前記試料供給ユニットは、前記粉砕容器の軸方向の一端部を回転自在に支持し、
前記試料排出ユニットは、前記粉砕容器の軸方向の他端部を回転自在に支持する、
粉砕装置。
【請求項５】
請求項１記載の粉砕装置であって、
円筒状で、軸方向が前記粉砕容器の軸方向と同一方向になると共に前記粉砕容器の軸方向とは直交する方向に前記粉砕容器と並ぶように配置される第２粉砕容器と、
円板状または円環状で且つ厚み方向が前記第２粉砕容器の軸方向と同一方向になるように前記第２粉砕容器に装入される複数の第２粉砕媒体と、
前記第２粉砕容器に該第２粉砕容器の軸周り方向の楕円振動または前記第２粉砕容器の軸方向とは直交する方向の振動を付与すると共に前記第２粉砕容器に該第２粉砕容器の軸周りの回転を付与する第２振動回転付与手段と、
を備える粉砕装置。
【請求項６】
請求項５記載の粉砕装置であって、
前記粉砕容器または該粉砕容器の軸方向の端部に接続された第１回転軸を回転自在に支持すると共に前記第２粉砕容器または該第２粉砕容器の軸方向の端部に接続された第２回転軸を回転自在に支持する支持部材を備え、
前記第２粉砕容器，前記複数の第２粉砕媒体，前記第２振動回転付与手段は、前記粉砕容器，前記複数の粉砕媒体，前記振動回転付与手段と同一に構成されており、
前記振動回転付与手段と前記第２振動回転付与手段とは、前記粉砕容器と前記第２粉砕容器とを各々の前記軸周りに互いに反対方向に同一回転数で回転させると共に前記支持部材を鉛直方向に振動させる、
粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セルロース系の試料を粉砕する粉砕装置として、円筒状で且つ軸方向が水平方向となるように配置される円筒容器と、円環状で且つ厚み方向が円筒容器の軸方向と同一方向になるように円筒容器に装入される複数の粉砕媒体と、円筒容器をその静止状態の中心軸と略同じ位置となる仮想軸周りに公転させる公転用装置と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この粉砕装置では、粉砕容器を公転させて、複数の粉砕媒体を粉砕容器内で転動させることにより、試料を粉砕する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３３５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の粉砕装置では、複数の粉砕媒体が粉砕容器内で転動するが、粉砕容器内の試料の多くが重力によって粉砕容器内の下部に存在することから、試料の多くは粉砕容器内の下部で複数の粉砕媒体によって粉砕される。このため、複数の粉砕媒体の転動によって試料をより効率よく粉砕することができる装置の考案が要請されている。
【０００５】
本発明の粉砕装置は、試料の粉砕をより効率よく行なうことができる装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の粉砕装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の粉砕装置は、
試料を粉砕する粉砕装置であって、
円筒状で且つ軸方向が水平方向となるように配置される粉砕容器と、
円板状または円環状で且つ厚み方向が前記軸方向と同一方向になるように前記粉砕容器に装入される複数の粉砕媒体と、
前記粉砕容器に該粉砕容器の軸周り方向の楕円振動または前記軸方向とは直交する方向の振動を付与すると共に前記粉砕容器に該粉砕容器の軸周りの回転を付与する振動回転付与手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の粉砕装置では、振動回転付与手段によって、粉砕容器にその軸周り方向の楕円振動またはその軸方向とは直交する方向の振動を付与すると共に粉砕容器にその軸周りの回転を付与する。粉砕容器にその軸周り方向の楕円振動または軸方向とは直交する方向の振動を付与することによって、複数の粉砕媒体を粉砕容器内で転動（自転および公転）させて試料を粉砕することができるが、これに加えて、粉砕容器にその軸周りの回転を付与することにより、粉砕容器内の試料をより舞い上がらせると共に複数の粉砕媒体の転動をより促進させることができる。この結果、複数の粉砕媒体の転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。ここで、試料としては、セルロース系の試料などが用いられる。また、粉砕容器にその軸周り方向の楕円振動を付与するとは、粉砕容器をその軸周り方向（粉砕装置の停止時の粉砕容器の軸と略同一となる仮想軸周り方向）に楕円運動（公転）させることを意味する。なお、楕円には、円が含まれる。粉砕容器にその軸方向とは直交する方向の振動を付与するとは、粉砕容器をその軸方向とは直交する方向のうち水平方向，鉛直方向などに振動させることを意味する。粉砕容器にその軸周りの回転を付与するとは、粉砕容器をその軸周り（粉砕容器の軸中心周り）に回転させる（自転させる）ことを意味する。粉砕容器に付与する回転としては、舞い上がった試料が粉砕容器の内周面の周方向全体に付着すると共に複数の粉砕媒体の転動によって剥がす（掻き落とす）ことができる回転とするのが好ましい。
【０００９】
こうした本発明の粉砕装置において、前記粉砕容器または該粉砕容器の軸方向の端部に接続された回転軸を回転自在に支持する支持部材を備え、前記振動回転付与手段は、前記粉砕容器に回転を付与するための回転用モータと、前記支持部材に振動を付与するための振動用モータと、を有するものとしてもよい。こうすれば、振動用モータの回転数および回転用モータの回転数をそれぞれ調節することにより、粉砕容器に付与する振動および回転の程度をそれぞれ調節することができる。この場合、前記回転用モータは、前記回転軸に第１自在継手を介して接続され、前記振動用モータは、前記支持部材によって回転自在に支持される第２回転軸に第２自在継手を介して接続され、前記第２回転軸には、前記振動用モータから伝達されるトルクによって前記支持部材を振動させるための振動付与部材が取り付けられているものとしてもよい。
【００１０】
また、本発明の粉砕装置において、前記粉砕容器内に試料を供給する試料供給ユニットと、前記粉砕容器内から粉砕後の試料が排出される試料排出ユニットと、を備え、前記試料供給ユニットは、前記粉砕容器の軸方向の一端部を回転自在に支持し、前記試料排出ユニットは、前記粉砕容器の軸方向の他端部を回転自在に支持するものとしてもよい。こうすれば、粉砕容器の回転中に、試料供給ユニットから粉砕容器内への試料の供給および粉砕容器内から試料排出ユニットへの試料（粉砕後の試料）の排出を行なうことができる。
【００１１】
さらに、本発明の粉砕装置において、円筒状で、軸方向が前記粉砕容器の軸方向と同一方向になると共に前記粉砕容器の軸方向とは直交する方向に前記粉砕容器と並ぶように配置される第２粉砕容器と、円板状または円環状で且つ厚み方向が前記第２粉砕容器の軸方向と同一方向になるように前記第２粉砕容器に装入される複数の第２粉砕媒体と、前記第２粉砕容器に該第２粉砕容器の軸周り方向の楕円振動または前記第２粉砕容器の軸方向とは直交する方向の振動を付与すると共に前記第２粉砕容器に該第２粉砕容器の軸周りの回転を付与する第２振動回転付与手段と、を備えるものとしてもよい。こうすれば、粉砕容器にその軸周り方向の楕円振動またはその軸方向とは直交する方向の振動を付与すると共に粉砕容器にその軸周りの回転を付与し、更に、第２粉砕容器にその軸周り方向の楕円振動またはその軸方向とは直交する方向の振動を付与すると共に粉砕容器にその軸周りの回転を付与することにより、複数の粉砕媒体および複数の第２粉砕媒体の転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。また、粉砕容器，第２粉砕容器の軸方向の長さが長くなるのを抑制しつつ、装置として粉砕可能な量を多くすることができる。
【００１２】
第２粉砕容器と複数の第２粉砕媒体と第２振動回転付与手段とを備える態様の本発明の粉砕装置において、前記粉砕容器または該粉砕容器の軸方向の端部に接続された第１回転軸を回転自在に支持すると共に前記第２粉砕容器または該第２粉砕容器の軸方向の端部に接続された第２回転軸を回転自在に支持する支持部材を備え、前記第２粉砕容器，前記複数の第２粉砕媒体，前記第２振動回転付与手段は、それぞれ前記粉砕容器，前記複数の粉砕媒体，前記振動回転付与手段と同一に構成されており、前記振動回転付与手段と前記第２振動回転付与手段とは、前記粉砕容器と前記第２粉砕容器とを各々の前記軸周りに互いに反対方向に同一回転数で回転させると共に前記支持部材を鉛直方向に振動させるものとしてもよい。こうすれば、支持部材と粉砕容器と第２粉砕容器とを鉛直方向に振動させると共に粉砕容器と第２粉砕容器とを各々の軸周りに同一回転数で回転させることにより、複数の粉砕媒体および複数の第２粉砕媒体の転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。
【００１３】
粉砕容器と第２粉砕容器とを互いに反対方向に同一回転数で回転させると共に支持部材を鉛直方向に振動させる態様の本発明の粉砕装置において、前記振動回転付与手段は、前記粉砕容器を回転させるための第１回転用モータと、前記支持部材を振動させるための第１振動用モータと、を有し、前記第２振動回転付与手段は、前記粉砕容器を回転させるための第２回転用モータと、前記支持部材を振動させるための第２振動用モータと、を有するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施例の粉砕装置２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】粉砕装置２０の一部の構成の概略を示す構成図である。
【図３】第１実施例の粉砕装置２０および比較例の粉砕装置２０Ｘの実験結果を示す説明図である。
【図４】変形例の粉砕装置２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。
【図５】変形例の粉砕装置２０Ｃの構成の概略を示す構成図である。
【図６】第２実施例の粉砕装置１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図７】第２実施例の粉砕装置１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図８】変形例の粉砕装置１２０Ｂの構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の第１実施例としての粉砕装置２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、粉砕装置２０の一部の構成の概略を示す構成図である。第１実施例の粉砕装置２０は、セルロース系の試料などを粉砕する粉砕装置として構成されており、図１，図２に示すように、粉砕容器２２と、粉砕容器２２の内側に装入される複数の粉砕媒体としての複数のリング２６と、粉砕容器２２内に試料を供給する試料供給ユニット３０と、粉砕容器２２内から試料（粉砕後の試料）が排出される試料排出ユニット３５と、粉砕容器２２に振動および回転を付与する振動回転付与装置４０と、粉砕容器２２の温度を調節する温度調節装置６０と、を備える。ここで、試料としては、セルロース系の試料、例えば、草類（稲わら，麦わら，竹や笹，バガスなど），間伐材（スギや松など），木材加工木屑（おがくずやチップ，端材など），木質系（街路樹剪定材や木質建築廃材，樹皮，流木など），セルロース製品（綿や紙，衣類など）などを粗粉砕して得られる試料などが用いられる。また、この粉砕装置２０では、粉砕容器２２内に試料供給ユニット３０側から試料排出ユニット３５側への気流を生じさせたり、試料供給ユニット３０から粉砕容器２２内に新たに試料を供給したりすることによって、粉砕容器２２内の試料を試料排出ユニット３５側に移動させる。
【００１７】
粉砕容器２２は、炭素鋼鋼材（例えばＳ４５Ｃなど）などによって形成されている。この粉砕容器２２は、軸方向の両端（図２の左右方向の端）に開口部を有する円筒状に形成されており、軸方向が水平方向（図２の左右方向）となるように配置されている。粉砕容器２２の軸方向の一端部（図２の左端部）には、接続部材２５ａを介して回転軸２３が接続されており、粉砕容器２２の軸方向の他端部（図２の右端部）には、接続部材２５ｂを介して回転軸２４が接続されている。回転軸２３，２４と粉砕容器２２とは、回転軸２３，２４の軸中心と粉砕容器２２の軸中心とが一直線に並ぶように接続されている。回転軸２３，２４は、ベアリング（図示せず）を介して支持台８０によって回転自在に支持されており、支持台８０は、コイルバネなどの複数のバネ部材８４を介して基台８６によって支持されている。また、支持台８０は、支持台８０を水平方向（図２の左右方向）に貫通する回転軸８１をベアリング（図示せず）を介して回転自在に支持する。
【００１８】
複数のリング２６は、それぞれ、炭素鋼鋼材（例えばＳ４５Ｃなど）に焼き入れが施されたものなどによって形成されている。この複数のリング２６は、それぞれ、円環状で且つ外周側に軸方向（図２の左右方向）に延びる複数の突起が形成されている。また、複数のリング２６は、それぞれ、内側と外側とを径方向に連絡するスリット或いは孔などの連絡路２７を有する。これにより、リング２６の内側と外側との試料の移動をより容易にすることができる。さらに、複数のリング２６のうち少なくとも一部のリング２６は、その内側に、粉砕容器２２内に供給される試料の径よりも若干大きい間隔のメッシュ２８を有する。これにより、試料供給ユニット３０から粉砕容器２２内に導入された試料が複数のリング２６の内側を通って比較的短時間で試料排出ユニット３５に移動してしまうのを抑制することができる。
【００１９】
試料供給ユニット３０は、炭素鋼鋼材（例えばＳ４５Ｃなど）などによって形成されており、粉砕容器２２の一端部（図２の左端部）をベアリング３４を介して回転自在に支持する。この試料供給ユニット３０は、試料の供給口３１と、供給口３１と粉砕容器２２の一端側の開口部とを連絡する連絡路３２と、を備える。試料供給ユニット３０は、支持台８０にボルトなどによって固定されている。
【００２０】
試料排出ユニット３５は、炭素鋼鋼材（例えばＳ４５Ｃなど）などによって形成されており、粉砕容器２２の他端部（図２の右端部）をベアリング３９を介して回転自在に支持する。この試料排出ユニット３５は、試料の排出口３６と、排出口３６と粉砕容器２２の他端側の開口部とを連絡する連絡路３７と、を備える。試料排出ユニット３５は、支持台８０にボルトなどによって固定されている。
【００２１】
振動回転付与装置４０は、駆動源としてのモータ４２と、粉砕容器２２に接続された上述の回転軸２３と、モータ４２の回転軸４３と回転軸２３との間に介在する自在継手（ユニバーサルジョイント）４４と、駆動源としてのモータ４６と、支持台８０によって回転自在に支持される上述の回転軸８１と、モータ４６の回転軸４７と回転軸８１との間に介在する自在継手（ユニバーサルジョイント）４８と、回転軸８１に取り付けられたバランサー（アンバランスウェイト）５０，５１と、を備える。モータ４２，４６は、支持台８８，８９にボルトなどによって固定されており、支持台８８，８９は、基台８６にボルトなどによって固定されている。バランサー５０，５１は、モータ４６の回転軸４７から自在継手４８を介して回転軸８１に伝達される力（トルク）を支持台８０および粉砕容器２２に付与するように、回転軸８１に取り付けられている。
【００２２】
温度調節装置６０は、粉砕容器２２の外周に沿って螺旋状に配置される配管６１と、配管６１に熱媒体を供給する熱媒体供給ユニット６２と、配管６１から熱媒体が排出される熱媒体排出ユニット６８と、を備える。熱媒体供給ユニット６２は、粉砕容器２２の軸方向の一端部（図２の左端部）で径方向に貫通すると共に径方向外側の端部に配管６１が接続される流路６３と、回転軸２３の内部で軸方向に延びる流路６４と、流路６３の径方向内側の端部と流路６４の一端部（図２の右端部）とを接続する配管６６と、いわゆるスリップリング構造を有すると共に流路６４の他端部（図２の左端部）に連通する孔６５に熱媒体を供給する熱媒体供給部６７と、を備える。熱媒体排出ユニット６８は、粉砕容器２２の他端部（図２の右端部）で径方向に貫通すると共に径方向外側の端部に配管６１が接続される流路６９と、回転軸２４の内部で軸方向に延びる流路７０と、流路６９の径方向内側の端部と流路７０の一端部（図２の左端部）とを接続する配管７２と、いわゆるスリップリング構造を有すると共に流路７０の他端部（図２の右端部）に連通する孔７１から熱媒体が排出される熱媒体排出部７３と、を備える。この温度調節装置６０の配管６１に熱媒体を流通させることにより、粉砕容器２２内の温度を調節することができる。例えば、試料の粉砕時に発熱が生じることを考慮して、配管６１に比較的低温の熱媒体を流通させることにより、粉砕容器２２内の過熱を抑制することができる。また、粉砕装置２０の起動時直後などに、配管６１に比較的高温の熱媒体を流通させることにより、粉砕容器２２内を加温することができる。
【００２３】
こうして構成された第１実施例の粉砕装置２０では、モータ４６を駆動すると、バランサー５０，５１によって、モータ４６の回転軸４７から自在継手４８を介して回転軸８１に伝達される力（トルク）が支持台８０に付与される。これにより、支持台８０が、粉砕装置２０の停止時の支持台８０の軸と略同一となる第１仮想軸周り方向に楕円振動（公転）し、これに伴って、回転軸２３，２４および粉砕容器２２も、粉砕装置２０の停止時の回転軸２３，２４および粉砕容器２２の軸と略同一となる第２仮想軸周り方向に楕円振動（公転）する。ここで、支持台８０および粉砕容器２２を楕円振動させるとは、支持台８０および粉砕容器２２を楕円運動（公転）させることを意味する。なお、楕円には、円が含まれる。この粉砕容器２２の楕円振動によって、複数のリング２６が粉砕容器２２の内周面に沿って転動し、試料を粉砕する。また、モータ４２を駆動すると、モータ４２の回転軸４３から自在継手４４，回転軸２３を介して粉砕容器２２に伝達される力（トルク）により、粉砕容器２２がその軸周りに（回転軸２３，２４と共に）回転する（自転する）。したがって、粉砕容器２２を楕円振動させると共に回転させることにより、粉砕容器２２を楕円振動させるだけのものに比して、試料をより舞い上がらせると共に複数のリング２６の転動をより促進させることができる。この結果、複数のリング２６の転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。また、この際に、モータ４６の回転数およびモータ４２の回転数をそれぞれ調節することにより、粉砕容器２２に付与する楕円振動および回転の程度をそれぞれ調節することができる。ここで、粉砕容器２２に付与する楕円振動および回転としては、複数のリング２６が十分に転動すると共に試料が十分に舞い上がるのに必要な楕円振動および回転とするのが好ましい。特に、粉砕容器２２に付与する回転としては、舞い上がった試料が粉砕容器２２の内周面の周方向全体に付着すると共に複数のリング２６の転動によって剥がす（掻き落とす）ことができる回転数、例えば、粉砕容器２２内の試料に１．０Ｇ（＝９．８ｍ／ｓ2）或いはそれよりも若干大きい重力加速度の遠心力を付与する回転とするのが好ましい。
【００２４】
また、第１実施例の粉砕装置２０では、試料供給ユニット３０および試料排出ユニット３５によって粉砕容器２２の両端部を回転自在に支持すると共に試料供給ユニット３０の連絡路３２および試料排出ユニット３５の連絡路３７が粉砕容器２２の両端側の開口部と連絡することにより、試料容器２２の回転中に、試料供給ユニット３０から粉砕容器２２内への試料の供給および粉砕容器２２内から試料排出ユニット３５への試料（粉砕後の試料）の排出を行なうことができる。
【００２５】
図３は、第１実施例の粉砕装置２０および比較例の粉砕装置２０Ｘの実験結果を示す説明図である。図中、実線は、粉砕装置２０の実験結果を示し、破線は、粉砕装置２０Ｘの実験結果を示す。ここで、比較例の粉砕装置２０Ｘとしては、粉砕容器２２を楕円振動させるだけの構成（粉砕容器２２を回転させない構成）を考えるものとした。この実験では、粉砕装置２０と粉砕装置２０Ｘとの実験条件をできるだけ揃えるために、粉砕装置２０の振動回転付与装置４０のモータ４２の回転数を０ｒｐｍとして粉砕容器２２の回転数Ｎｃを０ｒｐｍとすることにより、粉砕装置２０Ｘの構成を実現するものとした。実験において、粉砕装置２０，２０Ｘは、粉砕容器２２の内径，軸長がそれぞれ１３４ｍｍ，２０４ｍｍでリング２６の外径，厚みがそれぞれ１０４ｍｍ，５ｍｍの装置を用いるものとした。粉砕装置２０については、予備粉砕した稲わら１００ｇを試料として用いて、粉砕容器２２の回転数Ｎｃを５０ｒｐｍ，振動数Ｆｃを１６００／６０Ｈｚ，振動の振幅Ａｃを７ｍｍとして実験を行なった。粉砕装置２０Ｘについては、予備粉砕した稲わら１００ｇを試料として用いて、粉砕容器２２の回転数Ｎｃを０ｒｐｍ，振動数Ｆｃを１６００／６０Ｈｚ，振動の振幅Ａｃを７ｍｍとして実験を行なった。図３において、縦軸の「セルロースの結晶化度」は、粉末Ｘ線結晶解析スペクトルによって求めた。図３から、粉砕装置２０では、粉砕装置２０Ｘに比して、セルロースの結晶化度を３分の１程度の時間で低減できたことが分かる。
【００２６】
なお、本発明者は、上述の実験とは異なる実験により、以下のことを見出した。ここで、粉砕容器２２の内径，複数のリング２６の外径がそれぞれ１３２ｍｍ程度，１００ｍｍ程度であり、且つ、バネ部材８４のバネ定数およびバランサー５０，５１の質量などが、モータ４６を１５００ｒｐｍ程度で回転させたときに支持台８０が８ｍｍ程度の振幅で振動して支持台８０および粉砕容器２２に１０Ｇ程度の加速度が作用するように調節されている場合を考える。この場合、モータ４６を１５００ｒｐｍ程度で回転させると、複数のリング２６が十分に転動し、この転動によって複数のリング２６には５０Ｇ程度の加速度が作用し、粉砕容器２２の内周面には、４０Ｇ程度の相対加速度と複数のリング２６の質量との積の力が作用することを見出した。そして、モータ４６を１５００ｒｐｍ程度で回転させるのに加えて、モータ４２を１１０ｒｐｍ〜１２０ｒｐｍ程度で回転させると、試料に１，２Ｇ程度の遠心力が作用して粉砕容器２２の内周面の周方向全体に付着するようになり、粉砕効率が十分に向上することを見出した。
【００２７】
以上説明した第１実施例の粉砕装置２０では、モータ４６の駆動によって粉砕容器２２を第２仮想軸周り方向に楕円振動させると共にモータ４２の駆動によって粉砕容器２２をその軸周りに（回転軸２３，２４と共に）回転させる。これにより、粉砕容器２２を楕円振動させるだけのものに比して、粉砕容器２２内の試料をより舞い上がらせることができると共に複数のリング２６の転動をより促進させることができる。この結果、複数のリング２６の転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。
【００２８】
第１実施例の粉砕装置２０では、粉砕容器２２を第２仮想軸周り方向に楕円振動させると共に粉砕容器２２をその軸周りに（回転軸２３，２４と共に）回転させるものとした。しかし、粉砕容器２２をその軸方向に直交する方向のうち水平方向，鉛直方向などに振動させると共に粉砕容器２２をその軸周りに回転させるものとしてもよい。
【００２９】
第１実施例の粉砕装置２０では、振動回転付与装置４０を備えるものとしたが、図４の変形例の粉砕装置２０Ｂに示すように、振動回転付与装置４０に代えて、振動回転付与装置４０Ｂを備えるものとしてもよい。振動回転付与装置４０Ｂは、振動回転付与装置４０のモータ４６と自在継手４８とバランサー５０，５１とに代えて、バランサー（アンバランスウェイト）５２Ｂを備える。バランサー５２Ｂは、粉砕容器２２の外周面に取り付けられている。この粉砕装置２０Ｂでは、モータ４２を駆動すると、バランサー５２Ｂによって、粉砕容器２２が振動しながら回転する。これにより、粉砕容器２２を振動させるだけのものに比して、複数のリング２６の転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。
【００３０】
この変形例の粉砕装置２０Ｂでは、振動回転付与装置４０Ｂを備え、支持台８０は、バネ部材８４を介して基台８６によって支持されるものとした。しかし、図５の変形例の粉砕装置２０Ｃに示すように、振動回転付与装置４０Ｂに代えて振動回転付与装置４０Ｃを備えると共に、バネ部材８４に代えてスライド機構８３Ｃとバネ部材８４Ｃとを備えるものとしてもよい。
【００３１】
振動回転付与装置４０Ｃは、振動回転付与装置４０Ｂの各構成に加えて、モータ４６Ｃと自在継手（ユニバーサルジョイント）４８Ｃとバランサー（アンバランスウェイト）５２Ｃとを備える。モータ４６Ｃは、支持台８９Ｃに固定されており、支持台８９Ｃは、基台８６Ｃに固定されている。自在継手４８Ｃは、モータ４６Ｃの回転軸４７Ｃとバランサー５２Ｃが接続された回転軸５４Ｃとの間に介在する。バランサー５２Ｃは、回転軸５４Ｃに対して偏心するように回転軸５４Ｃに取り付けられている。回転軸５４Ｃは、バランサー５２Ｃの両端側でベアリング（図示せず）を介して支持台８０によって回転自在に支持されている。
【００３２】
スライド機構８３Ｃは、支持台８０を基台８６Ｃに対して水平方向（図５の手前奥方向）に移動可能に支持する。複数のバネ部材８４Ｃは、支持台８０の水平方向（図５の手前奥方向）の両側面と、基台８６Ｃに固定された固定部材（図示せず）と、の間に介在する。
【００３３】
この粉砕装置２０Ｃでは、モータ４６Ｃを駆動すると、バランサー５２Ｃによって、モータ４６Ｃの回転軸４７Ｃから自在継手４８Ｃを介して回転軸５４Ｃに伝達される力（トルク）によって回転軸５４Ｃが回転しながら振動し、これによって、支持台８０および粉砕容器２２が振動する。また、モータ４２を駆動すると、バランサー５２Ｂによって、粉砕容器２２が振動しながら回転する。そして、装置の停止時には、複数のリング２６が粉砕容器２２内の最下部に位置し、バランサー５２Ｂが最下部となるように粉砕容器２２の回転位置が定まり、重心位置が最下部となるようにバランサー５２Ｃの回転位置が定まる。したがって、バランサー５２Ｂ，５２Ｃの質量等を適宜設定し、モータ４２とモータ４６Ｃとの起動タイミングをπの位相差だけずらして両者を反対方向に同一回転数で回転させることにより、バランサー５２Ｂ，５２Ｃによって、支持台８０および粉砕容器２２に作用する振動のうち垂直方向（図５の上下方向）の成分が打ち消されると共に水平方向（図５の手前奥方向）の成分が合成される。これにより、粉砕容器２２を水平方向に振動させながら回転させることができる。この結果、粉砕容器２２を振動させるだけのものに比して、複数のリング２６の転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。
【００３４】
第１実施例の粉砕装置２０では、支持台８０は、粉砕容器２２に接続された回転軸２３，２４を回転自在に支持するものとしたが、粉砕容器２２を回転自在に支持するものとしてもよい。
【００３５】
第１実施例の粉砕装置２０では、試料供給ユニット３０と試料排出ユニット３５とを備えるものとしたが、試料供給ユニット３０と試料排出ユニット３５とを備えず、粉砕容器２２の軸方向の端部が塞がれているものとしてもよい。この場合、粉砕容器２２に形成された試料供給口を開けて粉砕容器２２内に試料を供給し、試料供給口を閉めて、粉砕容器２２を振動および回転させて試料の粉砕を行ない、その後に、粉砕容器２２に形成された試料排出口（試料供給口と同一でもよい）を開けて粉砕容器２２内の試料（粉砕後の試料）を取り出せばよい。
【００３６】
第１実施例の粉砕装置２０では、温度調節装置６０を備えるものとしたが、温度調節装置６０を備えないものとしてもよい。
【実施例２】
【００３７】
図６，図７は、第２実施例の粉砕装置１２０の構成の概略を示す構成図である。第２実施例の粉砕装置１２０は、図６，図７に示すように、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂと、複数のリング１２６ａ，１２６ｂと、試料供給ユニット１３０ａ，１３０ｂと、試料排出ユニット１３５ａ，１３５ｂと、温度調節装置１６０ａ，１６０ｂと、を備える。なお、第２実施例の粉砕装置１２０の各構成要素は、基本的に、符号の値から１００を減じると共に「ａ」または「ｂ」の添え字を外すと、第１実施例の粉砕装置２０の各構成要素に対応する。具体的には、以下の通りである。粉砕容器１２２ａ，１２２ｂは、第１実施例の粉砕装置２０の粉砕容器２２と同一に構成されている。複数のリング１２６ａ，１２６ｂは、粉砕装置２０の複数のリング２６と同一に構成されている。試料供給ユニット１３０ａ，１３０ｂは、粉砕装置２０の試料供給ユニット３０と同一に構成されている。試料排出ユニット１３５ａ，１３５ｂは、粉砕装置２０の試料排出ユニット３５と同一に構成されている。振動回転付与装置１４０ａ，１４０ｂは、振動回転付与装置４０と同一に構成されている。温度調節装置１６０ａ，１６０ｂは、粉砕装置２０の温度調節装置６０と同一に構成されている。
【００３８】
粉砕容器１２２ａと粉砕容器１２２ｂとは、それぞれの軸方向が同一方向となり且つ軸方向とは直交する方向のうち水平方向（図６の左右方向，図７の手前奥方向）に並ぶように配置されている。粉砕容器１２２ａに接続された回転軸１２３ａ，１２４ａと粉砕容器１２２ｂに接続された回転軸１２３ｂ，１２４ｂとは、共にベアリング（図示せず）を介して支持台１８０によって回転自在に支持されており、支持台１８０は、第１実施例の粉砕装置２０と同様に、複数のバネ部材８４を介して基台８６によって支持されている。
【００３９】
振動回転付与装置１４０ａと振動回転付与装置１４０ｂとは、粉砕容器１２２ａと粉砕容器１２２ｂとの位置関係と同様に、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂの軸方向とは直交する方向のうち水平方向に並ぶように配置されている。振動回転付与装置１４０ａの回転軸１８１ａと振動回転付与装置１４０ｂの回転軸１８１ｂとは、共にベアリング（図示せず）を介して支持台１８０によって回転自在に支持されている。
【００４０】
こうして構成された第２実施例の粉砕装置１２０では、装置の停止時には、複数のリング１２６ａ，１２６ｂは、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂ内の最下部に位置する。そして、モータ１４２ａ，１４２ｂを互いに反対方向（図６ではそれぞれ反時計回り，時計回り）に同一回転数で回転させると共にモータ１４６ａ，１４６ｂを互いに反対方向（図６ではそれぞれ時計回り，反時計回り）に同一回転数で回転させると、複数のリング１２６ａ，１２６ｂが粉砕容器１２２ａ，１２２ｂ内で互いに反対方向に同一周期で転動すると共に、モータ１４６ａ，１４６ｂから回転軸１８１ａ，１８１ｂを介して支持台１８０に作用する力のうち水平方向（図６の左右方向）の力が打ち消されると共に鉛直方向（図６の上下方向）の力が合成されて支持台１８０および粉砕容器１２２ａ，１２２ｂが鉛直方向に振動する。これにより、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを鉛直方向に振動させると共に粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを互いに反対方向に同一回転数で回転させることができるから、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを振動させるだけのものに比して、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂ内の試料をより舞い上がらせると共に複数のリング１２６ａ，１２６ｂの転動をより促進させることができる。この結果、複数のリング１２６ａ，１２６ｂの転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。また、粉砕装置２０に比して、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂの軸方向の長さが長くなるのを抑制しつつ、装置として粉砕可能な量を多くすることができる。
【００４１】
以上説明した第２実施例の粉砕装置１２０では、粉砕容器１２２ａと粉砕容器１２２ｂとを粉砕容器１２２ａ，１２２ｂの軸方向とは直交する方向のうち水平方向に並ぶように配置すると共に、振動回転付与装置１４０ａと振動回転付与装置１４０ｂとを粉砕容器１２２ａと粉砕容器１２２ｂとの位置関係と同様の位置関係となるように配置し、モータ１４２ａ，１４２ｂを互いに反対方向に同一回転数で回転させると共にモータ１４６ａ，１４６ｂを互いに反対方向に同一回転数で回転させる。これにより、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを鉛直方向に振動させると共に粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを互いに反対方向に同一回転数で回転させることができるから、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを振動させるだけのものに比して、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂ内の試料をより舞い上がらせると共に複数のリング１２６ａ，１２６ｂの転動をより促進させることができる。この結果、複数のリング１２６ａ，１２６ｂの転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。また、粉砕装置２０に比して、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂの軸方向の長さが長くなるのを抑制しつつ、装置として粉砕可能な量を多くすることができる。
【００４２】
第２実施例の粉砕装置１２０では、粉砕容器１２２ａと粉砕容器１２２ｂとを粉砕容器１２２ａ，１２２ｂの軸方向とは直交する方向のうち水平方向に並ぶように配置すると共に、振動回転付与装置１４０ａと振動回転付与装置１４０ｂとを粉砕容器１２２ａと粉砕容器１２２ｂとの位置関係と同様の位置関係となるように配置するものとした。しかし、図８の変形例の粉砕装置１２０Ｂに示すように、粉砕容器１２２ａと粉砕容器１２２ｂとを粉砕容器１２２ａ，１２２ｂの軸方向とは直交する方向のうち鉛直方向に並ぶように配置すると共に、振動回転付与装置１４０ａと振動回転付与装置１４０ｂとを粉砕容器１２２ａと粉砕容器１２２ｂとの位置関係と同様の位置関係となるように配置するものとしてもよい。
【００４３】
この変形例の粉砕装置１２０Ｂは、第２実施例の粉砕装置１２０と同様に動作させることができる。具体的には、以下の通りである。装置の停止時には、複数のリング１２６ａ，１２６ｂが粉砕容器１２２ａ，１２２ｂ内の最下部に位置する。そして、モータ１４２ａ，１４２ｂを互いに反対方向（図８ではそれぞれ反時計回り，時計回り）に同一回転数で回転させると共にモータ１４６ａ，１４６ｂを互いに反対方向（図８ではそれぞれ時計回り，反時計回り）に同一回転数で回転させると、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを鉛直方向に振動させると共に粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを互いに反対方向に同一回転数で回転させることができる。これにより、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを振動させるだけのものに比して、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂ内の試料をより舞い上がらせると共に複数のリング１２６ａ，１２６ｂの転動をより促進させることができる。この結果、複数のリング１２６ａ，１２６ｂの転動による試料の粉砕をより効率よく行なうことができる。
【００４４】
第２実施例の粉砕装置１２０では、粉砕容器１２２ａと粉砕容器１２２ｂとが同一に構成され、複数のリング１２６ａと複数のリング１２６ｂとが同一に構成され、振動回転付与装置１４０ａと振動回転付与装置１４０ｂとが同一に構成されるものとした。しかし、粉砕容器１２２ａと粉砕容器１２２ｂとの内径，軸長などが互いに異なるものとしてもよいし、複数のリング１２６ａと複数のリング１２６ｂとの外径，厚みなどが互いに異なるものとしてもよいし、振動回転付与装置１４０ａと振動回転付与装置１４０ｂとの構成（モータ１４２ａとモータ１４２ｂとの定格値，モータ１４６ａとモータ１４６ｂとの定格値など）が互いに異なるものとしてもよい。
【００４５】
第２実施例の粉砕装置１２０では、第１実施例の粉砕装置２０の振動回転付与装置４０と同一構成の２つの振動回転付与装置１４０ａ，１４０ｂを備えるものとした。しかし、粉砕装置２０Ｂの振動回転付与装置４０Ｂと同一構成の２つの振動回転付与装置を備えるものとしてもよいし、粉砕装置２０Ｃの振動回転付与装置４０Ｃと同一構成の２つの振動回転付与装置を備えるものとしてもよい。後者の場合、粉砕装置２０Ｃと同様に、粉砕装置１２０のバネ部材８４に代えて、スライド機構８３Ｃとバネ部材８４Ｃとを備えるものとしてもよい。
【００４６】
第２実施例の粉砕装置１２０では、支持台１８０は、粉砕容器１２２ａに接続された回転軸１２３ａ，１２４ａおよび粉砕容器１２２ｂに接続された回転軸１２３ｂ，１２４ｂを回転自在に支持するものとした。しかし、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを回転自在に支持するものとしてもよい。
【００４７】
第２実施例の粉砕装置１２０では、試料供給ユニット１３０ａ，１３０ｂと試料排出ユニット１３５ａ，１３５ｂとを備えるものとしたが、試料供給ユニット１３０ａ，１３０ｂと試料排出ユニット１３５ａ，１３５ｂとを備えず、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂの軸方向の端部が塞がれているものとしてもよい。この場合、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂに形成された試料供給口を開けて粉砕容器１２２ａ，１２２ｂ内に試料を供給し、試料供給口を閉めて、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂを振動および回転させて試料の粉砕を行ない、その後に、粉砕容器１２２ａ，１２２ｂに形成された試料排出口（試料供給口と同一でもよい）を開けて粉砕容器１２２ａ，１２２ｂ内の試料（粉砕後の試料）を取り出せばよい。
【００４８】
第２実施例の粉砕装置１２０では、温度調節装置１６０ａ，１６０ｂを備えるものとしたが、温度調節装置１６０ａ，１６０ｂを備えないものとしてもよい。
【００４９】
第１，第２実施例の粉砕装置２０，１２０では、複数のリング２６，１２６ａ，１２６ｂは、連絡路２７を有するものとしたが、連絡路２７を有しないものとしてもよい。また、複数のリング２６，１２６ａ，１２６ｂのうち少なくとも一部は、内側にメッシュ２８を有するものとしたが、メッシュ２８を有しないものとしてもよい。
【００５０】
第１，第２実施例の粉砕装置２０，１２０では、複数の粉砕媒体として、円環状で且つ複数の突起を有する複数のリング２６，１２６ａ，１２６ｂを用いるものとした。しかし、複数の粉砕媒体として、円環状のものに代えて円板状のものを用いるものとしてもよい。また、複数の粉砕媒体として、突起を有しないものを用いるものとしてもよい。
【００５１】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、粉砕容器２２が「粉砕容器」に相当し、複数のリング２６が「複数の粉砕媒体」に相当し、振動回転付与装置４０が「振動回転付与手段」に相当する。
【００５２】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５３】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、粉砕装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｘ，１２０，１２０Ｂ  粉砕装置、２２，１２２ａ，１２２ｂ  粉砕容器、２３，２４，１２３ａ，１２３ｂ，１２４ａ，１２４ｂ  回転軸、２５ａ，２５ｂ  接続部材、２６，１２６ａ，１２６ｂ  リング、２７  連絡路、２８  メッシュ、３０，１３０ａ，１３０ｂ  試料供給ユニット、３１  供給口、３２，３７  連絡路、３４，３９  ベアリング、３５，１３５ａ，１３５ｂ  試料排出ユニット、３６  排出口、４０，４０Ｂ，４０Ｃ，１４０ａ，１４０ｂ  振動回転付与装置、４２，４６，４６Ｃ，１４２ａ，１４２ｂ，１４６ａ，１４６ｂ  モータ、４３，４７，４７Ｃ，８１，１８１ａ，１８１ｂ  回転軸、４４，４８，４８Ｃ  自在継手、５０，５１，５２Ｂ，５２Ｃ  バランサー、５４Ｃ  回転軸、６０，１６０ａ，１６０ｂ  温度調節装置、６１，６６，７２  配管、６２  熱媒体供給ユニット、６３，６４，６９，７０  流路、６５，７１  孔、６７  熱媒体供給部、６８  熱媒体排出ユニット、７３  熱媒体排出部、８０，８８，８９，１８０  支持台、８３Ｃ  スライド機構、８４，８４Ｃ  バネ部材、８６，８６Ｃ  基台、８９Ｃ  支持台。
【図１】
2017023900.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2017023900.tif 000007
【図６】
2017023900.tif 000008
【図７】
2017023900.tif 000009
【図８】
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