JP4974104B2

JP4974104B2 - Eccentric rotary sample crusher

Info

Publication number: JP4974104B2
Application number: JP2006135804A
Authority: JP
Inventors: 寿美男大津
Original assignee: 株式会社アトム精密
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-05-15
Also published as: JP2007301536A

Description

本発明は、研究室等で用いられ、穀物等の硬質試料を鋼球等の粉砕媒体とともに小型容器に入れたものが搭載された状態で、モータを動力源として該容器をシェイクすることにより試料を粉砕する偏心回転式試料粉砕装置に関する。 The present invention is used in a laboratory or the like, and a sample is obtained by shaking a container using a motor as a power source in a state where a hard sample such as a grain is put in a small container together with a grinding medium such as a steel ball. The present invention relates to an eccentric rotation type sample crushing apparatus for crushing.

下記特許文献１には、試料と剛球をいれた容器を、下部を軸支したＴ字形揺動体の上部内に配置しておき、偏心カムホイールをモータで回転させ、このホイールで揺動体を左右に揺動させることにより、剛球で試料を粉砕する装置が開示されている。 In Patent Document 1 below, a container containing a sample and a hard sphere is placed in the upper part of a T-shaped rocking body that pivotally supports the lower part, and an eccentric cam wheel is rotated by a motor. An apparatus is disclosed in which a sample is pulverized with a hard sphere by being swung.

また、下記特許文献２には、偏心モータを回転させてその振動をチューブ形コンテナ内に、コンテナ内の位置によって直線運動、楕円運動及び円運動となうように伝達させ、コンテナ内の対象物を粉砕する構成が開示されている。
特開平２−２６３４５９号公報特開平７−１８５３７７号公報 Further, in Patent Document 2 below, an eccentric motor is rotated, and the vibration is transmitted to the tube-shaped container so as to be linear motion, elliptical motion, and circular motion depending on the position in the container. The structure which grind | pulverizes is disclosed.
JP-A-2-26359 JP-A-7-185377

しかしながら、特許文献１ではカム式なので摩耗しやすく耐久性が劣るとともに、定期的に注油する必要があるので煩雑である。また、カムを高速回転させると、揺動に伴い大きな上下振動が発生し、研究室内の卓上で使用が妨げられる。さらに、装置が横方向に広がっているので、大型となる。 However, in Patent Document 1, since it is a cam type, it is easy to wear and has poor durability, and it is necessary to lubricate regularly, which is complicated. In addition, when the cam is rotated at a high speed, a large vertical vibration is generated as the cam swings, which hinders its use on a desktop in the laboratory. Furthermore, since the device spreads in the lateral direction, it becomes large.

また、特許文献２では、偏心モータを用いているので、振動の振幅が数ミリ程度と小さすぎて、粉砕効率がよくなく、粉砕に長時間を要する。また、コイルばねで振動を緩和させているものの、コンテナ内で円運動も生ずることから、比較的強い上下振動が外部へ伝達し、研究室内の卓上で使用が妨げられる。 Further, in Patent Document 2, since an eccentric motor is used, the amplitude of vibration is as small as about several millimeters, the pulverization efficiency is not good, and the pulverization takes a long time. In addition, although the vibration is mitigated by the coil spring, a circular motion also occurs in the container, so that a relatively strong vertical vibration is transmitted to the outside and the use on the desktop in the laboratory is hindered.

本発明は、このような問題点に鑑み、専有面積を比較的狭くできるとともに、充分な粉砕能力発揮しながら外部への振動伝達をより抑制できる偏心回転式試料粉砕装置を提供することにある。 In view of such problems, the present invention is to provide an eccentric rotation type sample crushing apparatus that can make the occupied area relatively narrow and can further suppress vibration transmission to the outside while exhibiting sufficient crushing ability.

本発明による偏心回転式試料粉砕装置の第１態様では、
機枠と、該機枠のベースに立設され軸心が該ベースと平行なラジアルベアリングが設けられた回転支持部と、該機枠の上部に揺動自在に軸支されスラスト軸受が設けられた揺動部材とを有する主支持部と、
該ラジアルベアリングに回転自在に支持された回転軸と、該回転軸に偏心方向及び偏心距離を互いに同一にして固着された第１及び第２の偏心ディスクと、該ベースに固定されたモータと、該モータの出力軸回転を該回転軸に伝達する伝達機構とを備えた偏心回転駆動部と、
それぞれ第１及び第２の穴が形成され互いに対向する第１及び第２の脚部と、該第１及び第２の穴にそれぞれ嵌合された第１及び第２のラジアルベアリングと、該第１及び第２の脚部の間に横架され試料収容手段を固定する手段を備えた台部と、該台部に立設されたスラスト軸とを備え、該第１及び第２のラジアルベアリングのインナーレースにそれぞれ該偏心回転駆動部の第１及び第２の偏心ディスクが嵌合され、該スラスト軸が該主支持部のスラスト軸受に貫通支持された従動部と、
重心が該回転軸の軸心から偏位し、該スラスト軸が該ベースから最も離れる位置で該軸心に対する該重心の偏位方向が該スラスト軸と反対方向になるように該回転軸に固着されたカウンターウエイトとを有し、
該スラスト軸が該ベースから最も離れる位置で該スラスト軸の軸心が該回転軸の軸心に対し垂直である。 In the first aspect of the eccentric rotating type sample crusher according to the present invention,
A machine frame, a rotation support portion provided on a base of the machine frame and provided with a radial bearing whose axis is parallel to the base, and a thrust bearing supported on a swingable upper part of the machine frame. A main support portion having a swinging member;
A rotating shaft rotatably supported by the radial bearing; first and second eccentric disks fixed to the rotating shaft with the same eccentric direction and eccentric distance; a motor fixed to the base; An eccentric rotation drive unit comprising a transmission mechanism for transmitting the output shaft rotation of the motor to the rotation shaft;
First and second legs that are respectively formed with first and second holes and facing each other, first and second radial bearings fitted in the first and second holes, respectively, The first and second radial bearings, comprising: a base portion provided between the first and second leg portions and provided with means for fixing the sample storage means; and a thrust shaft erected on the base portion. Each of the first and second eccentric discs of the eccentric rotation drive unit is fitted to the inner race, and the thrust shaft is penetrated and supported by the thrust bearing of the main support unit,
The center of gravity deviates from the axis of the rotating shaft, and is fixed to the rotating shaft so that the direction of deviation of the center of gravity with respect to the axis is opposite to the thrust axis at the position where the thrust shaft is farthest from the base Counterweight, and
The axial center of the thrust shaft is perpendicular to the axial center of the rotating shaft at a position where the thrust shaft is farthest from the base.

本発明による偏心回転式試料粉砕装置の第２態様では、第１態様において、懸架枠体と、該懸架枠体の上面から該ベースを吊支する吊支具とをさらに有し、該吊支具は、
該ベースに形成された孔に下端部が遊挿される吊軸と、該吊軸の下端部に設けられ該ベースの底面を受ける第１止め部と、該ベースの底面と該第１止め部との間の位置で該吊軸に挿通されたダンピング環と、該吊軸の上端部が貫通され該懸架枠体の上面に支持されたるカラーと、該吊軸上端部に設けられた第２止め部と、該第２止め部と該カラーとの間の該吊軸に環装された弾性部材と、該カラーに内設されたスラスト軸受とを備えている。 According to a second aspect of the eccentric rotating type sample crushing apparatus of the present invention, in the first aspect, the suspension frame further includes a suspension frame and a suspension fixture that suspends the base from the upper surface of the suspension frame. The ingredients are
A suspension shaft whose lower end is loosely inserted into a hole formed in the base, a first stop portion provided at a lower end portion of the suspension shaft and receiving a bottom surface of the base, a bottom surface of the base, and the first stop portion; A damping ring inserted through the suspension shaft at a position between, a collar penetrating the upper end portion of the suspension shaft and supported on the upper surface of the suspension frame, and a second stop provided at the upper end portion of the suspension shaft , An elastic member provided around the suspension shaft between the second stopper and the collar, and a thrust bearing provided in the collar.

本発明による偏心回転式試料粉砕装置の第３態様では、第２態様において、該ダンピング環は合成樹脂製ワッシャであり、該カラーに内設されたスラスト軸受は超高分子量樹脂層で形成されている。 In the third aspect of the eccentric rotating type sample crusher according to the present invention, in the second aspect, the damping ring is a synthetic resin washer, and the thrust bearing provided in the collar is formed of an ultrahigh molecular weight resin layer. Yes.

上記第１態様の構成によれば、従動部の第１及び第２の脚部がそれぞれ第１及び第２のラジアルベアリングを介して機枠のベース側の偏心回転駆動部の第１及び第２の偏心ディスクと連結され、従動部の第１及び第２の脚部の間に台部が横架され、該台部に直接又は試料収容手段を介してスラスト軸が立設され、該スラスト軸が該機枠の上部側のスラスト軸受に貫通支持された縦型構造であるので、装置専有面積を比較的狭くすることができるという効果を奏する。 According to the configuration of the first aspect, the first and second leg portions of the driven portion are respectively connected to the first and second eccentric rotation driving portions on the base side of the machine frame via the first and second radial bearings. And a stand is horizontally mounted between the first and second leg portions of the driven portion, and a thrust shaft is erected on the stand directly or via a sample storage means. However, since the vertical structure is penetrated and supported by the thrust bearing on the upper side of the machine frame, the device-occupied area can be made relatively narrow.

また、この台部に、試料収容手段を固定する手段を備えているので、同種又は多種の多くの試料を同時に粉砕することが可能であるという効果を奏する。 In addition, since the base is provided with means for fixing the sample storage means, there is an effect that many samples of the same type or various types can be pulverized simultaneously.

さらに、第１及び第２の偏心ディスクが固着された回転軸にカウンターウエイトが固着され、その重心が該回転軸の軸心から偏位し、該スラスト軸が該機枠のベースから最も離れる位置で該軸心に対する該重心の偏位方向が該スラスト軸と反対方向になっているので、装置の振動を低減することができるという効果を奏する。 Further, the counterweight is fixed to the rotating shaft to which the first and second eccentric discs are fixed, the center of gravity is deviated from the axis of the rotating shaft, and the thrust shaft is the most distant from the base of the machine casing. Thus, since the deviation direction of the center of gravity with respect to the axial center is opposite to the thrust axis, there is an effect that the vibration of the apparatus can be reduced.

また、この振動低減により、該回転軸の回転速度と該偏心ディスクの偏位距離との積を比較的大きくして試料位置の加速度を大きくすることができるので、充分な粉砕能力発揮しながら振動をより抑制できるという効果を奏する。 Further, by reducing the vibration, the product of the rotational speed of the rotating shaft and the displacement distance of the eccentric disk can be made relatively large to increase the acceleration of the sample position. There is an effect that can be further suppressed.

上記第２態様の構成によれば、懸架枠体と、該懸架枠体の上面から該ベースを吊支する振動ダンピング用の吊支具とをさらに備えているので、上記振動低減効果及び試料粉砕能力向上効果が高められる。 According to the configuration of the second aspect, since the suspension frame further includes the suspension support for vibration damping that suspends the base from the upper surface of the suspension frame, the vibration reduction effect and the sample crushing are provided. The ability improvement effect is enhanced.

本発明の他の目的、構成及び効果は以下の説明から明らかになる。 Other objects, configurations and effects of the present invention will become apparent from the following description.

ハウジング外または可能な限りハウジング側端部に近い位置からイメージを入力するという目的を、最小の部品点数で、光学系構成部品の厚みを損なわずに実現した。 The objective of inputting an image from a position outside the housing or as close to the end of the housing as possible was realized with the minimum number of components and without sacrificing the thickness of the optical system components.

図１は本発明に係る偏心回転式試料粉砕装置の斜視図であり、図２はこの装置の平面図である。 FIG. 1 is a perspective view of an eccentric rotating type sample crushing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the apparatus.

この装置では、主支持部１０に偏心回転駆動部２０が取り付けられ、偏心回転駆動部２０により従動部３０の下部が円駆動されるとともに、その上部のスラスト軸が主支持部１０の上部において略上下方向移動自在に支持されている。該装置は、その正面からみて、モータ関係以外は左右対称構造であり、図１及び図２では左右対称な構成要素の符号にそれぞれＡ及びＢを付加している。以下の説明では、図１において隠れて見えない要素（符号を付していないもの）にも対応する符号を使用している。 In this apparatus, an eccentric rotation driving unit 20 is attached to the main support unit 10, and the lower portion of the driven unit 30 is circularly driven by the eccentric rotation driving unit 20, and the upper thrust shaft is substantially above the main support unit 10. It is supported so that it can move up and down. The apparatus has a left-right symmetric structure except for the motor, and A and B are added to the reference numerals of the left-right symmetric components in FIGS. 1 and 2, respectively. In the following description, the reference numerals corresponding to the elements that are hidden and not visible in FIG.

主支持部１０は機枠を備え、この機枠は、ベース１１の縁部に壁枠１２が立設されている。ベース１１上には、軸支体１３Ａ及び１３Ｂが互いに平行に立設され、それぞれに形成された孔にラジアルベアリング１４Ａ及び１４Ｂが嵌着されている。一方、壁枠１２の上部に横架されたバー１５には、ブラケット１６Ａ及び１６Ｂが従動部３０のスラスト軸側へ突設されている。これらバー１５、ブラケット１６Ａ及びブラケット１６Ｂは、機枠の一部である。ブラケット１６Ａ及び１６Ｂにはそれぞれ、揺動片１７Ａ及び１７Ｂが、ベース１１と平行な支軸１８Ａ及び１８Ｂを中心として回動自在に支持されている。 The main support portion 10 includes a machine frame, and a wall frame 12 is erected on the edge of the base 11. On the base 11, shaft support bodies 13A and 13B are erected in parallel with each other, and radial bearings 14A and 14B are fitted into holes formed in the shaft support bodies 13A and 13B, respectively. On the other hand, brackets 16 A and 16 B are projected from the thrust shaft side of the driven portion 30 on the bar 15 horizontally mounted on the upper portion of the wall frame 12. These bar 15, bracket 16A and bracket 16B are a part of the machine frame. Oscillating pieces 17A and 17B are supported on the brackets 16A and 16B, respectively, so as to be rotatable about support shafts 18A and 18B parallel to the base 11.

偏心回転駆動部２０では、回転軸２１が、ラジアルベアリング（本実施例ではボールベアリング）１４Ａ及び１４Ｂ、のインナーレースを貫通して、回転自在に支持されている。回転軸２１の一端側及び他端側にはそれぞれ、ディスク２２Ａ及び２２Ｂが偏心して回転軸２１と直角に固着されている。 In the eccentric rotation drive unit 20, the rotation shaft 21 passes through inner races of radial bearings (ball bearings in this embodiment) 14 A and 14 B and is rotatably supported. Disks 22 A and 22 B are eccentrically fixed to the rotary shaft 21 at right angles to one end side and the other end side, respectively.

回転軸２１にはさらに、ベルト車２３が回転軸２１と同心に固着されている。一方、ベース１１上にモータ２４が固定され、その出力軸にベルト車２５が固着され、ベルト車２５とベルト車２３とにタイミングベルト２６が巻き掛けられて、モータ２４の回転がベルト車２３に伝達される。この回転により、偏心ディスク２２Ａ及び２２Ｂは、ベルト車２３の中心ＥＣの周りに偏心回転する。 Further, a belt wheel 23 is fixed to the rotating shaft 21 concentrically with the rotating shaft 21. On the other hand, the motor 24 is fixed on the base 11, the belt wheel 25 is fixed to the output shaft, the timing belt 26 is wound around the belt wheel 25 and the belt wheel 23, and the rotation of the motor 24 is applied to the belt wheel 23. Communicated. By this rotation, the eccentric disks 22A and 22B rotate eccentrically around the center EC of the belt wheel 23.

従動部３０では、脚部３１Ａ及び３１Ｂにそれぞれ円穴３２Ａ及び３２Ｂが形成され、円穴３２Ａの内周面と偏心ディスク２２Ａの外周面との間にラジアルベアリング３３Ａが介装され、同様に、円穴３２Ｂの内周面と偏心ディスク２２Ｂの外周面との間にラジアルベアリング３３Ｂが介装されている。 In the driven portion 30, circular holes 32A and 32B are formed in the leg portions 31A and 31B, respectively, and a radial bearing 33A is interposed between the inner peripheral surface of the circular hole 32A and the outer peripheral surface of the eccentric disk 22A. A radial bearing 33B is interposed between the inner peripheral surface of the circular hole 32B and the outer peripheral surface of the eccentric disk 22B.

脚部３１Ａと３１Ｂの上端部には、台板３４が横架されている。台板３４上にはハウジング３５が固着され、その内側の試料室３６に後述の試料を保持可能となっている。ハウジング３５の両側の台板３４上には、支軸片３７Ａ及び３７Ｂを介してスラスト軸３８Ａ及び３８Ｂが立設されている。ここで、揺動片１７Ａ及び１７Ｂにそれぞれ穿設された孔に、スラスト軸受１９Ａ及び１９Ｂが内設されている。これらスラスト軸受１９Ａ及び１９Ｂを、スラスト軸３８Ａ及び３８Ｂの上部が貫通している。スラスト軸３８Ａ及び３８Ｂがベース１１から最も離れる位置において、スラスト軸３８Ａ及び３８Ｂの軸心が該回転軸の軸心に対し垂直となっている。スラスト軸受１９Ａ及び１９Ｂに加わる力は比較的小さいので、これらは合成樹脂製のカラーで構成しても、耐久性上充分である。 A base plate 34 is horizontally mounted on the upper ends of the legs 31A and 31B. A housing 35 is fixed on the base plate 34, and a sample chamber 36 described later can be held in a sample chamber 36 inside thereof. On the base plate 34 on both sides of the housing 35, thrust shafts 38A and 38B are erected via support shaft pieces 37A and 37B. Here, thrust bearings 19A and 19B are provided in the holes formed in the swinging pieces 17A and 17B, respectively. The thrust shafts 38A and 38B pass through the thrust bearings 19A and 19B. In the position where the thrust shafts 38A and 38B are farthest from the base 11, the axial centers of the thrust shafts 38A and 38B are perpendicular to the axis of the rotating shaft. Since the force applied to the thrust bearings 19A and 19B is relatively small, even if they are made of a synthetic resin collar, they are sufficient in terms of durability.

図２（Ａ）に示すように、カプセル４０のカプセル本体４１内に米、小豆又は大豆等の硬質（柔らかいものは例えば液体窒素で急冷して硬化する）の試料が鋼球４３と共に入れられて、その上端部がキャップ４４で閉じられる。一方、図２（Ｂ）に示す如く、試料箱４５の本体部４６には、多数の孔４７が格子状に配列されて形成され、これらにそれぞれ、試料が封入されたカプセル４０が嵌入され、蓋４８で本体部４６の上部が閉じられる。この試料箱４５が図１の試料室３６内に嵌入されて保持される。 As shown in FIG. 2 (A), a hard sample (such as rice, red beans or soybeans) that is hard (softly hardened by quenching with liquid nitrogen, for example) such as rice, red beans, and soybeans is put together with the steel ball 43 in the capsule body 41 of the capsule 40. The upper end is closed with a cap 44. On the other hand, as shown in FIG. 2 (B), the body portion 46 of the sample box 45 is formed with a large number of holes 47 arranged in a lattice pattern, and capsules 40 in which the sample is sealed are respectively inserted into these. The upper part of the main body 46 is closed by the lid 48. The sample box 45 is fitted and held in the sample chamber 36 of FIG.

この状態で、不図示の制御部でモータ回転数を設定して、モータ２４をオンにすると、ディスク２２Ａ及び２２Ｂが偏心ＥＣを中心として回転し、これに伴って従動部３０の下部が回運動するとともに、上部のスラスト軸３８Ａ及び３８Ｂがそれぞれ、スラスト軸受１９Ａ及び１９Ｂに案内されて略上下動し、この際、揺動片１７Ａ及び１７Ｂがそれぞれ支軸１８Ａ及び１８Ｂを中心として比較的小さな振幅、例えば２ｍｍで揺動する。これにより、カプセル４０が高速に、後述のように略楕円運動し、その加速度により鋼球４３が試料４２に衝突して、試料４２が粉砕される。 In this state, when the motor speed is set by a control unit (not shown) and the motor 24 is turned on, the disks 22A and 22B rotate around the eccentric EC, and the lower part of the driven unit 30 rotates in association with this. At the same time, the upper thrust shafts 38A and 38B are guided by the thrust bearings 19A and 19B to move substantially vertically, and at this time, the swinging pieces 17A and 17B have relatively small amplitudes around the support shafts 18A and 18B, respectively. For example, it swings at 2 mm. As a result, the capsule 40 moves substantially elliptically at a high speed as described later, and the steel ball 43 collides with the sample 42 due to the acceleration, and the sample 42 is crushed.

従動部３０のこのような運動により、従動部３０の重心が後述のように略楕円軌跡を描き、これがベース１１に伝達される。この振動を大幅に低減するために、回転軸２１にカウンタウエイト２７が固着されている。 As a result of the movement of the driven unit 30, the center of gravity of the driven unit 30 draws a substantially elliptical locus as will be described later, and this is transmitted to the base 11. In order to significantly reduce this vibration, a counterweight 27 is fixed to the rotating shaft 21.

次に、図３及び図４を参照して、偏心回転式試料粉砕装置の動作の詳細を説明する。 Next, with reference to FIG.3 and FIG.4, the detail of operation | movement of an eccentric rotation type sample crusher is demonstrated.

図３において、軌跡Ｃｔは、図１の偏心ディスク２２Ｂが回転したときのその中心Ｃの軌跡であり、軌跡Ｃｔの中心は、ベルト車２３の中心ＥＣである。軌跡Ｃｔ上の点Ｃ０、Ｃ１及びＣ２はそれぞれ、偏心ディスク２２Ｂが最高位置にあるとき（状態０）、この状態からベルト車２３が９０゜回転したとき（状態１）及びさらにベルト車２３が９０゜回転して偏心ディスク２２Ｂが最低位置にあるとき（状態２）の、中心Ｃの位置を示している。円Ｒ０、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ、状態０〜２における偏心ディスク２２Ｂの外周Ｒを示している。偏心ディスク２２Ｂの偏心距離及び半径をそれぞれｄ及びｒと表記すると、外周Ｒは半径（ｒ＋ｄ）の円ＯＣの内接円となる。直線Ｌ０〜Ｌ２はそれぞれ、状態０〜２におけるスラスト軸３８Ｂの中心線を示している。また、点Ｔ０〜Ｔ２は、それぞれ状態０〜２でのスラスト軸３８Ｂの上端中心Ｔを示している。 In FIG. 3, the locus Ct is a locus of the center C when the eccentric disk 22 B of FIG. 1 rotates, and the center of the locus Ct is the center EC of the belt wheel 23. Points C0, C1 and C2 on the locus Ct are respectively when the eccentric disk 22B is at the highest position (state 0), when the belt wheel 23 is rotated 90 ° from this state (state 1), and further when the belt wheel 23 is 90 The position of the center C is shown when the eccentric disk 22B is at the lowest position by rotating (°) (state 2). Circles R0, R1, and R2 respectively indicate the outer circumference R of the eccentric disk 22B in the state 0-2. When the eccentric distance and the radius of the eccentric disk 22B are expressed as d and r, respectively, the outer periphery R is an inscribed circle of a circle OC having a radius (r + d). The straight lines L0 to L2 indicate the center lines of the thrust shaft 38B in the states 0 to 2, respectively. Points T0 to T2 indicate the upper end centers T of the thrust shafts 38B in the states 0 to 2, respectively.

試料箱４５を試料室３６内に装着した状態の従動部３０と偏心ディスク２２Ａと偏心ディスク２２Ｂとの組み合わせの重心をＧＢ、質量をＭＢとする。この重心ＧＢの従動部３０に対する相対位置は、不変である。偏心回転式試料粉砕装置は、スラスト軸３８Ａとスラスト軸３８Ｂの両中心線を通る面内の近くに、この重心ＧＢが存在するように設計されている。この場合、状態０での重心位置をＧＢ０とすると、状態１及び２での重心位置はそれぞれ図３に示すＧＢ１及びＧＢ２となる。同様に、状態０での直線Ｌ０上のサンプル位置をＳ０とすると、状態１及び２でのサンプル位置はそれぞれ図３中のＳ１及びＳ２となる。重心ＧＢ、試料位置Ｓ及び上端Ｔの軌跡ＧＢｔ、Ｓｔ及びＴｔはいずれも、略楕円であり、その長軸は互いに等しく、短軸は上方に位置しているほど短くなる。 The center of gravity of the combination of the follower 30 with the sample box 45 mounted in the sample chamber 36, the eccentric disk 22A, and the eccentric disk 22B is GB, and the mass is MB. The relative position of the center of gravity GB with respect to the driven portion 30 is unchanged. The eccentric rotating type sample crusher is designed such that the center of gravity GB exists in the vicinity of the plane passing through the center lines of the thrust shaft 38A and the thrust shaft 38B. In this case, if the gravity center position in state 0 is GB0, the gravity center positions in states 1 and 2 are GB1 and GB2 shown in FIG. 3, respectively. Similarly, if the sample position on the straight line L0 in the state 0 is S0, the sample positions in the states 1 and 2 are S1 and S2 in FIG. 3, respectively. The center of gravity GB, the sample position S, and the trajectories GBt, St, and Tt of the upper end T are all substantially elliptical, their major axes are equal to each other, and the shorter axis is shorter as it is positioned higher.

試料を図２（Ａ）に示すようにカプセル４０内に保持して鋼球４３で粉砕するためには、カプセル４０を直線的に振動させるよりも、楕円軌跡で振動させた方が効率がよい。最も効率が良くなる楕円軌跡の扁平率は、カプセル４０、試料４２及び鋼球４３のサイズに依存する。 In order to hold the sample in the capsule 40 and pulverize with the steel ball 43 as shown in FIG. 2A, it is more efficient to vibrate the capsule 40 with an elliptical locus than to vibrate linearly. . The oblateness of the elliptical trajectory with the highest efficiency depends on the size of the capsule 40, the sample 42, and the steel ball 43.

図４は、図３にさらに、カウンタウエイト２７の重心ＧＣ（質量ＭＣ）の軌跡ＧＣｔ及び状態０〜２でのカウンタウエイト２７の重心ＧＣ０〜ＧＣ２を付加し、また、複雑化を避けるため図３から偏心ディスク２２Ｂの状態０〜２での周面Ｒ０〜Ｒ２を図示省略したものである。試料箱４５を試料室３６内に装着した状態の従動部３０と偏心ディスク２２Ａ及び２２Ｂとカウンタウエイト２７との組み合わせの重心Ｇは、重心ＧＢとＧＣとの内分点であり、ＭＢ＝ＭＣの場合には、状態０〜２でそれぞれ図４に示すＧ０〜Ｇ２となる。この図から明らかなように、カウンタウエイト２７を用いることにより、全体の重心移動量を大幅に低減することができる。これにより、装置の振動を大幅に低減することができる。 4 further adds a locus GCt of the center of gravity GC (mass MC) of the counterweight 27 and the centers of gravity GC0 to GC2 of the counterweight 27 in the states 0 to 2 in FIG. 3, and to avoid complication, FIG. The peripheral surfaces R0 to R2 in the states 0 to 2 of the eccentric disk 22B are omitted from the drawings. The center of gravity G of the combination of the driven portion 30, the eccentric disks 22A and 22B and the counterweight 27 with the sample box 45 mounted in the sample chamber 36 is an internal dividing point between the centers of gravity GB and GC, and MB = MC In this case, G0 to G2 shown in FIG. As can be seen from this figure, by using the counterweight 27, the total center-of-gravity movement amount can be greatly reduced. Thereby, the vibration of the apparatus can be greatly reduced.

この低減により。回転軸２１の回転速度と偏心ディスク２２Ａ、２２Ｂの偏位距離との積に比例する試料位置の最大加速度を比較的大きくすることができるので、剛球による試料粉砕能力が向上する。 By this reduction. Since the maximum acceleration of the sample position that is proportional to the product of the rotation speed of the rotating shaft 21 and the displacement distance of the eccentric disks 22A and 22B can be made relatively large, the ability to grind the sample with a hard sphere is improved.

全体の比較的小さな重心移動に伴う振動を減衰させるために、図５に示すような吊下ダンピング構造をさらに備えている。すなわち、懸架枠体５０の天板５１から図１のベース１１を吊り下げて、振動をダンピングするための吊支具５２〜５５を備えている。 In order to attenuate the vibration accompanying the relatively small movement of the center of gravity, a suspension damping structure as shown in FIG. 5 is further provided. That is, the suspension supports 52 to 55 for suspending the base 11 of FIG. 1 from the top plate 51 of the suspension frame 50 and damping the vibration are provided.

吊支具５３は、図６に示すように、吊軸５３０の下端部が、ベース１１の周縁部に形成された孔に挿通され、吊軸５３０の下端部にナット５３１が螺合され、ナット５３１とベース１１との間にナイロン製のダンピングワッシャ５３２が介装されている。一方、天板５１に形成された孔５１２にフランジ付カラー５３３が嵌入され、これに吊軸５３０の上部が挿通されている。吊軸５３０の上端部にはナット５３４が螺着され、ナット５３４とカラー５３３のフランジとの間にコイルスプリング５３５が介在している。カラー５３３の内周面には、超高分子量ポリエチレン樹脂が被着されたスラスト軸受５３６が形成されている。 As shown in FIG. 6, the lower end of the suspension shaft 530 is inserted into a hole formed in the peripheral portion of the base 11, and the nut 531 is screwed into the lower end of the suspension shaft 530. A nylon damping washer 532 is interposed between 531 and the base 11. On the other hand, a flanged collar 533 is inserted into a hole 512 formed in the top plate 51, and the upper part of the suspension shaft 530 is inserted through the collar 533. A nut 534 is screwed onto the upper end portion of the suspension shaft 530, and a coil spring 535 is interposed between the nut 534 and the flange of the collar 533. On the inner peripheral surface of the collar 533, a thrust bearing 536 to which ultra high molecular weight polyethylene resin is applied is formed.

図７は、図１の装置が図５のダンピング機構で懸架されている状態を示す。 FIG. 7 shows a state in which the apparatus of FIG. 1 is suspended by the damping mechanism of FIG.

以上のような構成により、振動を大幅に抑制できるので、騒音も小さくなるとともに、モータ２４を高速回転させて比較的大きな加振力で試料を粉砕することができ、また、装置が高さ方向に延びた縦型であるので、装置専有面積を比較的狭くでき、このようなことから、偏心回転式試料粉砕装置を研究室の卓上に載置して用いることが可能となる。さらに、カムを用いておらず、しかも振動が小さいので、耐久性に優れ、メンテナンスフリーで長期間使用可能である。ボールベアリング３３Ａ及び３３Ｂにはグリースを１回付けておけば長期間そのまま使用できる。 With the configuration as described above, vibration can be greatly suppressed, noise is reduced, and the motor 24 can be rotated at a high speed so that the sample can be crushed with a relatively large excitation force. Therefore, the area occupied by the apparatus can be made relatively small. For this reason, the eccentric rotating type sample crushing apparatus can be mounted on a laboratory table and used. Further, since no cam is used and vibration is small, it is excellent in durability, can be used for a long time without maintenance. If grease is applied to the ball bearings 33A and 33B once, they can be used as they are for a long time.

試作機の試験例は次の通りであった。 The test example of the prototype was as follows.

モータ２４：定格出力２００Ｗ、回転速度範囲０〜１２００ｒｐｍ
偏心ディスク２２Ｂ：外径ｒ＝１０５ｍｍ、偏心距離ｄ＝１５ｍｍ
回転軸の中心ＥＣから揺動片１７Ｂまでの長さ：３００ｍｍ
図７の装置をさらにケースに入れた状態での装置底面：幅４１０ｍｍ×奥行４４０ｍｍ×高さ６００ｍｍ
モータ２４を９００ｒｐｍに設定して試料の位置で測定した加速度は約２０Ｇであった。 Motor 24: rated output 200W, rotation speed range 0-1200rpm
Eccentric disc 22B: outer diameter r = 105 mm, eccentric distance d = 15 mm
Length from the center EC of the rotating shaft to the swing piece 17B: 300 mm
The bottom surface of the apparatus with the apparatus shown in FIG. 7 in a case: width 410 mm × depth 440 mm × height 600 mm
The acceleration measured at the position of the sample with the motor 24 set to 900 rpm was about 20G.

試料として米を用い、約２分で細粒粉末になった。試料として、液体窒素で急冷した小豆を用い、約２分で細粒粉末になった。防音対策無しの一般的な鋼板ケースに装置を入れた状態で測定した騒音は７１ｄＢであった。振動が小さいので、机の上に本装置を配置して利用できることがわかった。 Using rice as a sample, it became a fine powder in about 2 minutes. A red bean rapidly cooled with liquid nitrogen was used as a sample, and it became a fine powder in about 2 minutes. The noise measured in a state where the apparatus was put in a general steel plate case without soundproofing measures was 71 dB. Since the vibration is small, it was found that the device can be used on a desk.

モータ２４を１２００ｒｐｍに設定して試料の位置で測定した加速度は約２５Ｇであった。 The acceleration measured at the position of the sample with the motor 24 set to 1200 rpm was about 25G.

なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。 Note that the present invention includes various other modifications.

例えば、図１に示す揺動片１７Ｂの支軸１８Ｂは、スラスト軸受１９Ｂの軸心と垂直であってもよい。また、スラスト軸３８Ａをハウジング３５の上面に立設させてスラスト軸３８Ｂを省略した構成であってもよい。さらに、回転軸２１に対するベルト車２３の取付位置は、偏心ディスク２２Ｂとカウンタウエイト２７の間の位置であってもよい。また、試料箱４５及びハウジング３５を用いずにカプセル４０を台板３４に、着脱自在に取着する構成であってもよい。ダンピング機構は、図５とは異なる公知の構成であってもよい。 For example, the support shaft 18B of the swing piece 17B shown in FIG. 1 may be perpendicular to the axial center of the thrust bearing 19B. Further, the thrust shaft 38A may be erected on the upper surface of the housing 35 and the thrust shaft 38B may be omitted. Further, the attachment position of the belt wheel 23 with respect to the rotating shaft 21 may be a position between the eccentric disk 22B and the counterweight 27. Further, the capsule 40 may be detachably attached to the base plate 34 without using the sample box 45 and the housing 35. The damping mechanism may have a known configuration different from that shown in FIG.

本発明に係る偏心回転式試料粉砕装置の斜視図。The perspective view of the eccentric rotation type sample grinding apparatus which concerns on this invention. （Ａ）は試料及び剛球が封入されたカプセルを示す図であり、（Ｂ）はこカプセルが嵌入される孔が格子状に形成された試料箱を示す斜視図である。(A) is a figure which shows the capsule with which the sample and the hard sphere were enclosed, (B) is a perspective view which shows the sample box in which the hole by which this capsule is inserted was formed in the grid | lattice form. 偏心回転式試料粉砕装置の動作説明用線図である。It is a diagram for operation explanation of an eccentric rotation type sample crusher. 偏心回転式試料粉砕装置の、カウンターウエイトを考慮した動作説明用線図である。It is a diagram for operation explanation in consideration of the counterweight of the eccentric rotation type sample crusher. 図１の装置を懸架する吊下ダンピング構造斜視図である。It is a suspension damping structure perspective view which suspends the apparatus of FIG. 図５中の１つの吊支具を示す一部断面正面図である。It is a partial cross section front view which shows one hanging support in FIG. 図１の装置を図５のダンピング機構で懸架した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which suspended the apparatus of FIG. 1 with the damping mechanism of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０機枠
１１ベース
１２壁枠
１３Ａ、１３Ｂ軸支体
１４Ａ、１４Ｂラジアルベアリング
１５バー
１６Ａ、１６Ｂブラケット
１７Ａ、１７Ｂ揺動片
１８Ａ、１８Ｂ支軸
２０偏心回転駆動部
２１回転軸
２２Ａ、２２Ｂ偏心ディスク
２３、２５ベルト車
２４モータ
２６タイミングベルト
２７カウンタウエイト
３０従動部
３１Ａ、３１Ｂ脚部
３２Ａ、３２Ｂ円穴
３３Ａ、３３Ｂラジアルベアリング
３４台板
３５ハウジング
３６試料室
３７Ａ、３７Ｂ支軸片
３８Ａ、３８Ｂスラスト軸
４０カプセル
４１カプセル本体
４２試料
４３鋼球
４４キャップ
４５試料箱
４６本体
４７孔
４８蓋
５０懸架枠体
５１天板
５１２孔
５２〜５５吊支具
５３０吊軸
５３１、５３４ナット
５３２ダンピングワッシャ
５３３カラー
５３５コイルスプリング
５３６スラスト軸受
ＥＣ中心
Ｃ中心
Ｒ外周
ＯＣ円
Ｔ上端
ＧＢ、ＧＣ重心
Ｃｔ、ＧＢｔ、ＧＣｔ、Ｓｔ、Ｔｔ軌跡 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Machine frame 11 Base 12 Wall frame 13A, 13B Shaft support 14A, 14B Radial bearing 15 Bar 16A, 16B Bracket 17A, 17B Oscillating piece 18A, 18B Support shaft 20 Eccentric rotation drive part 21 Rotating shaft 22A, 22B Eccentric disk 23 , 25 belt wheel 24 motor 26 timing belt 27 counterweight 30 driven portion 31A, 31B leg portion 32A, 32B circular hole 33A, 33B radial bearing 34 base plate 35 housing 36 sample chamber 37A, 37B support shaft piece 38A, 38B thrust shaft 40 Capsule 41 Capsule body 42 Sample 43 Steel ball 44 Cap 45 Sample box 46 Body 47 Hole 48 Lid 50 Suspension frame 51 Top plate 512 Hole 52-55 Suspension support 530 Suspension shaft 531, 534 Nut 532 Damping washer 53 3 Color 535 Coil spring 536 Thrust bearing EC center C center R outer periphery OC circle T upper end GB, GC center of gravity Ct, GBt, GCt, St, Tt locus

Claims

機枠と、該機枠のベースに立設され軸心が該ベースと平行なラジアルベアリングが設けられた回転支持部と、該機枠の上部に揺動自在に軸支されスラスト軸受が設けられた揺動部材とを有する主支持部と、
該ラジアルベアリングに回転自在に支持された回転軸と、該回転軸に偏心方向及び偏心距離を互いに同一にして固着された第１及び第２の偏心ディスクと、該ベースに固定されたモータと、該モータの出力軸回転を該回転軸に伝達する伝達機構とを備えた偏心回転駆動部と、
それぞれ第１及び第２の穴が形成され互いに対向する第１及び第２の脚部と、該第１及び第２の穴にそれぞれ嵌合された第１及び第２のラジアルベアリングと、該第１及び第２の脚部の間に横架され試料収容手段を固定する手段を備えた台部と、該台部に立設されたスラスト軸とを備え、該第１及び第２のラジアルベアリングのインナーレースにそれぞれ該偏心回転駆動部の第１及び第２の偏心ディスクが嵌合され、該スラスト軸が該主支持部のスラスト軸受に貫通支持された従動部と、
重心が該回転軸の軸心から偏位し、該スラスト軸が該ベースから最も離れる位置で該軸心に対する該重心の偏位方向が該スラスト軸と反対方向になるように該回転軸に固着されたカウンターウエイトと、
を有し、該スラスト軸が該ベースから最も離れる位置で該スラスト軸の軸心が該回転軸の軸心に対し垂直であることを特徴とする偏心回転式試料粉砕装置。 A machine frame, a rotation support portion provided on a base of the machine frame and provided with a radial bearing whose axis is parallel to the base, and a thrust bearing supported on a swingable upper part of the machine frame. A main support portion having a swinging member;
A rotating shaft rotatably supported by the radial bearing; first and second eccentric disks fixed to the rotating shaft with the same eccentric direction and eccentric distance; a motor fixed to the base; An eccentric rotation drive unit comprising a transmission mechanism for transmitting the output shaft rotation of the motor to the rotation shaft;
First and second legs that are respectively formed with first and second holes and facing each other, first and second radial bearings fitted in the first and second holes, respectively, The first and second radial bearings, comprising: a base portion provided between the first and second leg portions and provided with means for fixing the sample storage means; and a thrust shaft erected on the base portion. Each of the first and second eccentric discs of the eccentric rotation drive unit is fitted to the inner race, and the thrust shaft is penetrated and supported by the thrust bearing of the main support unit,
The center of gravity deviates from the axis of the rotating shaft, and is fixed to the rotating shaft so that the direction of deviation of the center of gravity with respect to the axis is opposite to the thrust axis at the position where the thrust shaft is farthest from the base Counterweight,
An eccentric rotating type sample crusher characterized in that the axial center of the thrust shaft is perpendicular to the axial center of the rotating shaft at a position where the thrust shaft is farthest from the base.

懸架枠体と、該懸架枠体の上面から該ベースを吊支する吊支具とをさらに有し、該吊支具は、
該ベースに形成された孔に下端部が遊挿される吊軸と、該吊軸の下端部に設けられ該ベースの底面を受ける第１止め部と、該ベースの底面と該第１止め部との間の位置で該吊軸に挿通されたダンピング環と、該吊軸の上端部が貫通され該懸架枠体の上面に支持されたるカラーと、該吊軸上端部に設けられた第２止め部と、該第２止め部と該カラーとの間の該吊軸に環装された弾性部材と、該カラーに内設されたスラスト軸受と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の偏心回転式試料粉砕装置。 The suspension frame further includes a suspension frame and a suspension fixture that suspends the base from the upper surface of the suspension frame,
A suspension shaft whose lower end is loosely inserted into a hole formed in the base, a first stop portion provided at a lower end portion of the suspension shaft and receiving a bottom surface of the base, a bottom surface of the base, and the first stop portion; A damping ring inserted through the suspension shaft at a position between, a collar penetrating the upper end portion of the suspension shaft and supported on the upper surface of the suspension frame, and a second stop provided at the upper end portion of the suspension shaft An elastic member provided around the suspension shaft between the second stop portion and the collar, a thrust bearing provided in the collar,
The eccentric rotating type sample crushing apparatus according to claim 1, comprising:

該ダンピング環は合成樹脂製ワッシャであり、該カラーに内設されたスラスト軸受は超高分子量樹脂層で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の偏心回転式試料粉砕装置。 The eccentric rotating sample crushing apparatus according to claim 2, wherein the damping ring is a synthetic resin washer, and a thrust bearing provided in the collar is formed of an ultrahigh molecular weight resin layer.