特表 2022-546727 実験室用ミル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-07

(54)【発明の名称】実験室用ミル

(51)【国際特許分類】

   B02C 17/14 20060101AFI20221028BHJP

   B02C 19/18 20060101ALI20221028BHJP

【ＦＩ】

B02C17/14 A

B02C19/18 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022514686

(86)(22)【出願日】2020-09-01

(85)【翻訳文提出日】2022-05-06

(86)【国際出願番号】 EP2020074288

(87)【国際公開番号】W WO2021043739

(87)【国際公開日】2021-03-11

(31)【優先権主張番号】102019123976.1

(32)【優先日】2019-09-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】102019135864.7

(32)【優先日】2019-12-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】102020101565.8

(32)【優先日】2020-01-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】514318781

【氏名又は名称】レッチェ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100171675

【弁理士】

【氏名又は名称】丹澤 一成

(72)【発明者】

【氏名】オルト ウーヴェ

(72)【発明者】

【氏名】オルハン ツィラン

(72)【発明者】

【氏名】メーラー シュテファン

(72)【発明者】

【氏名】ミューリグ アレクサンダー

【テーマコード（参考）】

4D063

4D067

【Ｆターム（参考）】

4D063FF08

4D063GC32

4D063GD02

4D063GD22

4D063GD28

4D067CG04

4D067EE35

(57)【要約】

少なくとも１つの粉砕ボウル（２、３）のための少なくとも１つの振動可能に取り付けられた粉砕ボウルホルダ（７、８）と、液体又は気体媒体を移送するための少なくとも１つのライン（１６、１７）とを備えた実験室用ミル（１）であって、ライン（１６、１７）が、粉砕ボウルホルダ（７、８）及び／又は粉砕ボウル（２、３）と実験室用ミル（１）の固定部品との間の相対的な動きを補償する少なくとも１つの補償要素を有する実験室用ミル（１）について図示し説明する。本発明によれば、相対的な動きを補償するために剛性の補償要素（１８、１９）が設けられ、補償要素（１８、１９）は、粉砕ボウルホルダ（７、８）の振動中に少なくとも複数の領域において弾性的に変形し、相対的な動きの補償は、互いに対して移動可能であるように、特に回転可能及び／又は枢動可能であるように接続された補償要素（１８、１９）の部品を伴わずに、補償要素の弾性変形のみによって達成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの粉砕ボウル（２、３）のための少なくとも１つの振動可能に取り付けられた粉砕ボウルホルダ（７、８）と、液体又は気体媒体を移送するための少なくとも１つのライン（１６、１７）とを備えた実験室用ミル（１）において、前記ライン（１６、１７）が、前記粉砕ボウルホルダ（７、８）及び／又は前記粉砕ボウル（２、３）と前記実験室用ミル（１）の固定部品との間の相対的な動きを補償する少なくとも１つの補償要素を有する実験室用ミル（１）であって、
相対的な動きを補償するために補償要素（１８、１９）が設けられ、前記補償要素（１８、１９）は、前記粉砕ボウルホルダ（７、８）の振動中に少なくとも複数の領域において弾性的に変形し、前記相対的な動きの補償は、互いに対して移動可能に、特に回転可能及び／又は枢動可能に接続された前記補償要素（１８、１９）の部品を伴わずに行われる、
ことを特徴とする実験室用ミル（１）。

【請求項2】

前記補償要素（１８、１９）は、実質的に剛性の管状体として設計される、
請求項１に記載の実験室用ミル（１）。

【請求項3】

前記補償要素（１８、１９）は、金属、特にステンレス鋼、又はアルミニウムなどの軽金属から成り、及び／又は前記補償要素は、１５０℃未満の、特に１９０℃未満の温度で耐低温性を有する材料から成り、及び／又は液体窒素の移送のための低温に耐える、
請求項１又は２に記載の実験室用ミル（１）。

【請求項4】

前記補償要素（１８、１９）はねじりばねとして設計され又は機能する、
請求項１から３の１項に記載の実験室用ミル（１）。

【請求項5】

前記ライン（１６、１７）は、その全長にわたってパイプラインとして設計され、前記補償要素（１８、１９）は、前記ライン（１６、１７）のパイプライン部分である、
請求項１から４の１項に記載の実験室用ミル（１）。

【請求項6】

前記ライン（１６、１７）は、前記粉砕ボウルホルダ（７、８）の振動中に、実質的に唯一及び／又は主に前記補償要素（１８、１９）の前記領域において弾性的に変形し、前記補償要素（１８、１９）の前記変形は、前記固定部品（１４、１５）に接続されたライン端部に向かう方向に減少する、
請求項１から５の１項に記載の実験室用ミル（１）。

【請求項7】

少なくとも１つの粉砕ボウル（２、３）のための少なくとも１つの振動可能に取り付けられた粉砕ボウルホルダ（７、８）と、液体又は気体媒体を移送するための少なくとも１つのライン（１６、１７）とを備えた実験室用ミル（１）であって、前記ライン（１６、１７）が、前記粉砕ボウルホルダ（７、８）及び／又は前記粉砕ボウル（２、３）と前記実験室用ミル（１）の固定部品との間の相対的な動きを補償する少なくとも１つの補償要素を有する、特に請求項１から６の１項に記載の実験室用ミル（１）において、前記ライン（１６、１７）の前記ライン長は、直線的なライン案内の場合のライン長に比べて前記補償要素（１８、１９）によって増加し、前記相対的な動きの補償は、互いに対して移動可能に、特に回転可能及び／又は枢動可能に接続された前記補償要素（１８、１９）の部品を伴わずに行われる、
ことを特徴とする実験室用ミル（１）。

【請求項8】

直線案内の場合の前記ライン長に対する前記補償要素（１８、１９）の前記ライン長の前記比率は少なくとも５であり、さらに好ましくは少なくとも１０である、
請求項１から７の１項に記載の実験室用ミル（１）。

【請求項9】

前記補償要素（１８、１９）は、少なくとも１つの湾曲した及び／又は角度付きのライン部分を有し、好ましくは前記補償要素（１８、１９）は、螺旋状ライン部分、或いは平坦な又は空間的な螺旋の形態で設計されたライン部分として設計される、
請求項１から８の１項に記載の実験室用ミル（１）。

【請求項10】

前記粉砕ボウルホルダ（７、８）及び／又は前記粉砕ボウル（２、３）は、液体又は気体媒体の供給及び排出のための少なくとも２つのライン（１６、１７）に接続され及び／又は接続可能であり、各ライン（１６、１７）は少なくとも１つの補償要素（１８、１９）を有する、
請求項１から９の１項に記載の実験室用ミル（１）。

【請求項11】

前記２つのライン（１６、１７）の前記補償要素（１８、１９）は、互いに入れ子状になった及び／又は互いに離隔したライン部分として設計される、
請求項１から１０の１項に記載の実験室用ミル（１）。

【請求項12】

前記２つのライン（１６、１７）の前記補償要素（１８、１９）は、それぞれ螺旋状ライン部分として、或いは平坦な又は空間的な螺旋の形態で設計され、好ましくは前記ライン部分は異なる巻数及び／又は異なる円周を有する、
請求項１から１１の１項に記載の実験室用ミル（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、少なくとも１つの粉砕ボウルのための振動可能に取り付けられた少なくとも１つの粉砕ボウルホルダと、液体又は気体媒体を移送するための少なくとも１つのラインとを備えた実験室用ミルであって、ラインが、粉砕ボウルホルダ及び／又は粉砕ボウルと実験室用ミルの固定部品との間の相対的な動きを補償する少なくとも１つの補償要素を有する実験室用ミルに関する。

【背景技術】

【0002】

実験室使用のための振動ミルでは、特に脆弱な材料を効率的に粉砕するために、粉砕すべき材料を液体窒素で冷却することによって材料のさらなる脆化を誘発することが知られている。既知のプロセスでは、例えば粉砕ボウルを液体窒素に沈めて粉砕ボウルホルダを溢れさせることによって冷却が行われる。この目的のために、液体窒素を粉砕ボウルホルダに連続供給してそこから引き離さなければならない。これに関連して、窒素などの液体又は気体媒体の供給を、適切に配置された柔軟なホースを使用して実行することが知られている。この場合、ホースが粉砕ボウルホルダに直接取り付けられることによって、粉砕ボウルホルダと使用する粉砕ボウルとの間に流体的接続が存在するようになる。しかしながら、これらの柔軟なホース接続は、粉砕ボウルの動きによって生じる繰り返し応力の振幅が大きいことに起因して耐用年数が短い。従って、特に液体窒素を冷却媒体として使用する際には、ホース接続部が損傷した場合の人体への影響を排除するためにさらなる安全措置が必要である。

【0003】

窒素の使用に加え、他の用途では、粉砕工程中に短期間で局所的に大量のエネルギーを放出して化学反応を引き起こす。発生する反応に応じて、粉砕ボウルを冷却又は加熱することが必要となり得る。また、反応室をテンパリングする（ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ、調質する）ために媒体を連続供給する必要もある。

【0004】

その他の用途では、粉砕工程によってガスが放出され、これはさらなる分析の対象となり得る。従って、これらのガスを粉砕ボウルから連続的に除去し、適切なガス供給によって除去された量とのバランスを取らなければならない。

【0005】

欧州特許第２３９１４５４Ｂ１号からは、媒体が供給される粉砕ジャー用の回転ユニオンを備えた実験室用ミルが知られている。この場合、各粉砕ボウルに媒体の供給用及び排出用の２つのラインが接続されて両ラインが回転ユニオンを経由し、これによって回転ユニオンの固定部品に実験室用ミルの固定ラインのための２つの外部接続部が形成され、回転ユニットの可動部品に粉砕ボウルにつながるラインのための２つの内部接続部が形成される。

【0006】

回転ユニオンを使用することにより、大部分が剛性であるラインシステムを介して粉砕ボウルと媒体の供給又は排出ラインとの接続部を形成することができ、これによって可動粉砕ボウルと、回転ユニオンの固定部品、或いは回転ユニオン上の固定ラインに接続された固定供給システム又は排出システムとの間の相対的な動きが、固定部品に対して移動できる中間回転ユニオンの可動部品を介して補償される。回転ユニオン内では、それぞれの動きができる限り小さな半径に抑えられる。回転ユニオンの固定部品と可動部品との間の相対速度及び相対的な動きが最小化されるので、回転ユニオンの固定部品及び可動部品の両方における整列したボア部分間で機能する接触シールを使用することができる。

【0007】

実験室用ミルの可動粉砕ボウルと固定接続部との間の相対的な動きは回転ユニオンの使用によって十分に補償されるが、粉砕ボウルの動きによって生じる繰り返し応力が回転ユニオンにおける接触シールの疲労を招く可能性があるため、回転ユニットの可動部品と固定部品との間の永続的に漏れない接続が保証されるわけではない。この結果、漏れ、すなわちラインを介して粉砕ボウルとの間で運ばれる媒体の漏れ、従って環境の汚染及び媒体の損失が発生する恐れがある。また、回転ユニオンとして設計された相対的な動きを補償する追加部品を使用することで、周知の実験室用ミルの設置作業及び設備コストも増加してしまう。

【0008】

欧州特許第２３９１４５４Ｂ１号から知られている別バージョンの実験室用ミルでは、回転ユニオンの固定部品及び可動部品の内部に穴が形成されていない。代わりに、ホースの形態の柔軟なライン部分によって、一方では供給ライン又は戻りラインのための関連する接続部が固定部品に接続され、他方では供給ライン及び戻りラインのための接続部が可動部品に接続される。しかしながら、上述したように、ホース接続は繰り返し応力に起因して耐用年数が短く、従ってここでもミルの長い動作時間に対して漏れのない接続を保証することはできない。

【0009】

英国特許第２２５７３７９Ａ号からは、粉砕すべき粒子含有懸濁液を粉砕するための実験室用ミルが知られている。粉砕工程中、懸濁液は、タンクから固定パイプを介して回転粉砕ボウルに連続供給される。この目的のために、固定部品としての固定ラインの端部を、粉砕ボウルの回転動作に結合された可動ノズルの端部と摺動接続（ｓｌｉｄｉｎｇ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）させることによって、粉砕ボウルに対して配置された固定ラインと供給ラインとの間に回転ユニオンが形成される。

【0010】

英国特許第１２６５７３５Ａ号には、冷却剤の供給によってシェルが冷却される粉砕容器を備えたミルが記載されている。ここでも、冷却剤は、回転ユニオンによって粉砕容器と共に回転するパイプ部分に固定パイプから供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】欧州特許第２３９１４５４号明細書

【特許文献2】英国特許第２２５７３７９号明細書

【特許文献3】英国特許第１２６５７３５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、冒頭で述べた特徴を有する実験室用ミルにおいて、実験室用ミルの動作中に発生する粉砕ボウルホルダ又は粉砕ボウルとミルの固定部品との間の相対的な動きが単純設計及び低設備コストで補償され、この動きの補償によってミルの長期動作中における漏れの発生に対して高度な安全性が確保される実験室用ミルを提供するという課題に基づく。

【課題を解決するための手段】

【0013】

この課題は、請求項１の特徴を有するミル、及び請求項７の特徴を有するミルによって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。

【0014】

上述した課題を解決するために、本発明の第１の代替実施形態は、相対的な動きを補償するために粉砕ボウル支持体の振動中に少なくともいくつかの領域で弾性的に変形する実質的に剛性の又は剛性に設計された補償要素であって、相対的な動きの補償が、枢着部又は回転軸を介して互いに機械的に及び／又は摺動的に接続され、補償要素の独立部品が互いに機械的に及び／又は摺動的に接続された、互いに対して移動可能な、特に回転可能及び／又は枢動可能な相対的な動きを伴わずに達成される補償要素を提供する。相対的な動きの補償は、実質的に唯一又は排他的に補償要素の弾性変形によって影響されることが好ましい。

【0015】

補償要素は、好ましくは弾性変形のみによって、具体的には非塑性的変形又は非塑性的弾性変形によって実質的に応力中立的な相対的な動きの補償を低変形抵抗で可能にし、従って粉砕ボウル支持体の振動中における補償要素の変形の結果、振動を生成するのに必要なモータ駆動電力の増加は全く又は無視できるほどにしか生じない。また、単純な動き補償の設計が可能であることにより、本発明によるミルの低メンテナンス動作及び低製造コストが可能になる。

【0016】

補償要素の可動接続部品が存在しないことにより、粉砕ボウルホルダ及び／又は粉砕ボウルとミルの固定部品との間の恒久的な気密シール接続が保証される。とりわけ、本発明は、一方では振動を実行する粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルと、他方ではミルの固定部品との間の接続を可能にし、相対的な動きを補償するために回転ユニオン、シール要素及び／又は柔軟なホースを設ける必要がない。

【0017】

補償要素は、特定の領域における撓み又は変形によって相対的な動きを補償するばね要素として機能する。相対的な動きを補償する際には、補償要素自体が振動し始めることができる。

【0018】

補償要素は、ねじりばねとして又はこのように機能することが特に好ましい。

【0019】

一方では実験室用ミルの固定部品と、他方では振動する粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルとの間で液体又は気体媒体を移送するために設けられる補償ラインのばね剛性、具体的には金属ライン、さらに具体的には実質的に剛性のパイプラインのばね剛性は、０．０５Ｎｍ／ＤＥＧ～５．０Ｎｍ／ＤＥＧとすることができる。このばね剛性は、０．１～０．５Ｎｍ／ＤＥＧの範囲内であり、例えば０．１～０．２Ｎｍ／ＤＥＧであることが好ましい。

【0020】

補償要素の剛性に応じて、粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウル及び／又は実験室用ミルの固定部品間のライン接続のばね剛性も大きくすることができる。上述した値は、一方では粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルと、他方では実験室用ミルの固定部品との間の、螺旋状の、或いは平坦な又は空間的な螺旋の形態で補償要素として設計されたライン部分を有する剛性パイプラインとしてのライン接続の設計に関する。最大ばね剛性は、コイルを含まない剛性金属パイプによって達成することができる。このばね剛性は、例えば２～４Ｎｍ／ＤＥＧの値を取ることができる。しかしながら、ばね剛性が高すぎる場合には、実験室用ミルの振動によるパイプ接続部のわずかな撓みでも塑性変形が起き、パイプ接続部を介した相対的な動きの恒久的補償が損なわれてしまう。この結果、２～３回の負荷サイクルでもライン接続部に塑性変形が生じてラインの破損に至る恐れもある。

【0021】

ばね剛性を計算する場合、ラインは、粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルが振動する結果としてその「自由」端、すなわち粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルに接続されたラインの端部が撓む、一方的にクランプされた梁として扱われる。パイプのばね剛性は、振動するパイプ端部に生じる［Ｎｍ］単位のトルクと、振動するパイプ端部における撓みの［角度、ＤＥＧ］単位の回転角との商に由来し、振動するパイプ端部は、粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルに接続される。撓みの回転角は、固定されたライン端部と振動するライン端部との間のレバーアームの長さに対する実験室用ミルの動作中における振動するライン端部の撓みに由来する。回転角は、撓み及びレバーアームによって形成される商に相当する。

【0022】

本発明によれば、相対的な動きを補償するために基本的に剛性又は剛性の補償要素が使用されることが好ましい。本発明の意味における「基本的に剛性又は剛性の補償要素」は、実験室用ミルの動作中に粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルと実験室用ミルの固定部品との間の相対的な動きの補償を弾性変形によって可能にするほど十分に低い剛性を依然として有しているものである。剛性は、一方では粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルと、他方では実験室用ミルの固定部品との相対的な動きの最中に発生する力又はモーメントによって生じる変形に対する補償要素の耐性を表す。補償要素の剛性は、一方では材料の弾性特性、すなわち弾性係数に依存し、他方では補償要素の幾何学的形状に依存する。

【0023】

特に、「剛性の」又は「硬い」補償要素という用語は、柔軟なホースと区別するために使用される。とりわけ、本発明の意味における「剛性の」又は「硬い」補償要素という用語は、柔軟なホースに比べて大幅に高い剛性を有するが、粉砕ボウル支持体の振動を受けて撓み、振動の終了後に自動的に元の形状に戻るばね要素を意味する。

【0024】

ライン及び／又は補償要素は、金属、特にステンレス鋼、又はプラスチック、特にＰＴＦＥで形成することができ、及び／又は金属、特にステンレス鋼、及び／又はプラスチック、特にＰＴＦＥを有することができる。プラスチック材料を使用する場合には、－１００℃以下の、特に－１５０℃以下の温度における耐温度性及び耐脆化性を有することが好ましい。

【0025】

具体的には、ライン及び／又は補償要素は、ポリフェニレンサルファイド、特にＰＰＳ ＧＦ４０、ペルフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、液晶ポリマー、特にＬＣＰ ＧＦ３０、ＬＣＰ ＧＦ３０ ＨＴ、ＬＣＰ ＧＦ３０ ＥＬＳ、ポリカーボネート、特にＰＣ Ｖ０、ＰＣ Ｖ０ Ｅ、ＰＣ ＦＤＡ、ＰＣ ＵＳＰ、ＰＣ ＧＦ１０ Ｖ０、ＰＣ ＧＦ３０、ポリサルフォン、特にＰＳＵ ＧＦ２０、ＰＳＵ ＧＦ３０、ポリエーテルサルフォン、特にＰＥＳ ＧＦ２０、ＰＥＳ ＧＦ３０、ポリフェニルサルフォン、ポリエーテルイミド、特にＰＥＩ ＧＦ３０、ＰＥＩ ＧＦ３０ ＦＡＲ、ポリエチレン、特にＰＥ－ＵＨＷＭ、ＰＥ－ＨＭＷ、ＰＥ－ＨＤ、ＰＥ－ＬＤ、及び／又はエチレン－酢酸ビニル共重合体（Ｅ／ＶＡ）、及び／又はポリアミドから成る群から選択されたプラスチックから成り、及び／又はこのようなプラスチックを有することができる。

【0026】

ライン及び／又は補償要素の生産は、粉末状の出発材料からレーザーで焼結することによって空間構造を作成するレーザー焼結などの付加製造工程によって行うことができる。高分子出発材料及び／又は金属出発材料を使用することができる。

【0027】

補償要素は、金属、特にステンレス鋼、又はアルミニウムなどの軽金属で形成されることが好ましい。これにより、補償要素が低温でも抵抗性のある材料であることが保証される。

【0028】

補償要素は、管状体として設計されることが好ましい。ここでは、「管状体」という用語は広く理解されるべきであり、直径よりも長さの方が大きな細長い中空体を含む。ホースとは対照的に、管状体は比較的柔軟性のない材料で形成される。管状体は、円形断面を有することが好ましいが、矩形、楕円形及びその他の断面を有する管状体を補償要素として使用することもできる。管状体の外径は４～１２ｍｍとすることができ、好ましくは６～１０ｍｍとすることができ、例えば８ｍｍとすることができる。管状体の壁厚は０．１～１．０ｍｍとすることができ、好ましくは０．２～０．５ｍｍとすることができる。

【0029】

パイプ本体は、滑らかな非波形の外側及び／又は内側ジャケット表面を有することが好ましい。これにより、標準的な配管を使用して補償要素を形成できるようになる。

【0030】

粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルへのラインに接続されたミルの固定部品は、粉砕ボウル支持体に対して固定して配置され、粉砕ボウル支持体の振動から分離した又は粉砕ボウル支持体の振動に追従しないミルの構成部品又は領域である。実験室用ミルの固定部品は、とりわけ媒体の供給及び廃棄システムに接続することができる。ミルの固定部品は、例えば粉砕ボウルホルダのベアリングと共に共通ベースプレート上に配置することができ、及び／又はミルの底部に接続することができる。しかしながら、このことは、ミルの固定部品及び粉砕ボウル支持体が振動減衰ベアリング（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ－ｄａｍｐｅｄ ｂｅａｒｉｎｇｓ）内に取り付けられてミルの動作中に振動し始める可能性を排除するものではない。

【0031】

本発明の意味における粉砕ボウル支持体又は粉砕ボウルの「振動」とは、粉砕ボウル支持体又は粉砕ボウルのいずれかの周期的な動き、特に枢動又は回転動作のことであり、粉砕ボウル支持体又は粉砕ボウルの３６０°の純粋な回転動作は除外される。ミルの動作中、粉砕ボウルは円形旋回動作を実行し、さらに好ましくは２０°未満の回転角にわたる、特に好ましくは１５°未満の回転角にわたる、例えば約１２°の回転角にわたる円形旋回動作を実行することが好ましい。

【0032】

粉砕ボウル内部の粉砕室の中心点に対する粉砕ボウルの振動経路は、１５～６０ｍｍ、好ましくは２０～５０ｍｍ、例えば２０～３０ｍｍとすることができる。本発明の観点では、この振動伝播（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｔｒａｖｅｌ）が、粉砕ボウルの動き及びその周期中の振幅長さの２倍に関連する。

【0033】

補償要素は、１５０℃未満、特に１９０℃未満の温度で耐低温性の材料で形成されている場合に特に有用である。特に、補償要素は、低温、特に窒素の沸騰温度、すなわち－１９６℃の常圧下で耐性があって脆弱になる傾向のない材料で形成される。さらに、とりわけ補償部材は低温で脆化しない材料で形成され、この点が設計において十分に考慮されていなければ破壊につながる恐れがある。原理上、補償要素は、材料が柔らかい状態から脆弱なガラス状態に変化する下限であるガラス転移温度が十分に低いプラスチック材料で形成することもできる。

【0034】

気体又は液体媒体の移送のために設けられるラインは、粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルへの接続部とミルの固定部品への接続部との間の全長にわたって剛性パイプラインとして設計され、従って特に柔軟なホース状部分及び／又はシール要素を有していないことがさらに望ましい。粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウル又はミルの固定部品へのパイプの接続点におけるリングシールは例外とすることができる。ラインは、１又は２以上の部品で設計することができる。ラインは、基本的に粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルと固定部品との間の相対的な動きの補償を可能にする少なくとも補償要素又は補償部分の領域で途切れないように設計されることが好ましい。

【0035】

ラインがその全長にわたって剛性パイプラインとして設計される場合には、一般に粉砕ボウル支持体の振動がラインの全長にわたってラインの弾性変形を引き起こすことができ、従ってライン全体が補償要素として機能するようになる。この時、ラインは、例えばロッドばねなどのばねの作用を示すことができる。

【0036】

しかしながら、補償要素は、パイプラインの両端まで伸びていない部分によって形成されることが好ましい。例えば、パイプ経路の形状に起因して、弾性補償要素として機能して粉砕ボウル支持体の振動中にパイプのパイプ端部よりも変形するパイプ部分を形成することができる。パイプ端部は、粉砕ボウル支持体の振動中にほとんど又は全く変形しないことが好ましい。

【0037】

原理上、補償要素は、ラインの直線的なパイプライン部分によって形成することもできる。しかしながら、好ましい設計では、補償要素として機能するラインのパイプライン部分が少なくとも部分的に湾曲し又は角度を有するように設計されてラインガイド（ｌｉｎｅ ｇｕｉｄｅ）にバッフル又はライン延長部を形成し、特にラインは、補償要素に隣接するさらなる直線的なパイプライン部分を有することができ、この直線部分は、一方では粉砕ボウルホルダ又は粉砕ボウルの方向及び／又は他方では固定部品の方向につながり、端部によって粉砕ボウルホルダ又は粉砕ボウル及び固定部品に接続され又は接続することができる。

【0038】

本発明の別の態様は、粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルをミルの固定部品に接続するために設けられた導管の長さを伸ばすことによって、一方では粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルと、他方ではミルの固定部品との間の相対的な動きを補償することに関する。この目的のために、補償要素が導管内に設けられ、或いは直線形状から逸脱した形状又は非直線導管経路を有する導管の部分を形成することができる。本発明のこの態様は、剛性パイプ部分などの剛性の又は硬い補償要素についても、また柔軟なホースなどの柔軟な補償要素についても同様に実現することができる。従って、直線に比べた実際のライン長の増加を単純な方法で達成することができる。ライン長が長くなることにより、相対的な動きを低変形抵抗で補償できるほど十分に大きな変形が可能になる。

【0039】

相対的な動きを補償する際に十分に低い変形抵抗を確実にするために、補償要素のライン開始部分と補償部分のライン終止部分との間の対応する直線経路でのラインの長さに対する曲げられた及び／又は角度が付いたパイプ又はホース部分の長さの比率は、好ましくは少なくとも５、さらに好ましくは少なくとも１０とすることができる。補償要素の最初及び最後は、渦巻状又は螺旋状に曲がったライン部分から、一方では粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルに、他方ではミルの固定部品につながる基本的に直線状のライン部分へのライン遷移によって定めることができる。

【0040】

例えば、補償要素は、ラインのＵ字型又は蛇腹状のライン部分によって形成することができる。本発明に関連して行った試験では、特に螺旋状、或いは平坦な又は空間的な螺旋の形態の補償要素として設けられたライン部分が低変形抵抗でとりわけ良好な変形挙動を示すことが示された。ライン要素は、ねじりばねの形態で設計することができる。粉砕ボウルの振動によって生じる繰り返し応力は、補償要素の撓みをコイルからコイルへと減少させる。ねじりばねの形の設計により、全ての空間方向における長さ補償が可能になる。

【0041】

パイプ部分は、円形又はほぼ円形の巻線を有することができる。これらの巻線は、例えば直線的な側面部分と曲線的なコーナー部分とを有する多角形とすることもできる。補償要素を形成するライン部分は、例えば少なくとも３ターンなどの複数のターン、好ましくは４ターン又は５ターンを有することが特に好ましい。

【0042】

粉砕ボウル支持体及び／又は粉砕ボウルは、液体又は気体媒体の供給及び排出のための少なくとも２つのラインに接続され及び／又は接続可能であり、この時、各ラインは、ばね要素の作用を示す少なくとも１つの剛性補償要素を有することができる。これにより、両ラインの永続的に漏れない接続が保証される。上述した設計では、各補償要素を、螺旋状に曲がったライン部分、或いは平坦な又は空間的な螺旋として設計することができる。

【0043】

ミルハウジング内における補償要素の配置に必要な設置空間を最低限に抑えるために、補償のために設けられる２つのラインのライン部分は、入れ子構造及び／又は相互貫入する空間構造として設計することができる。

【0044】

２つのラインの補償要素をそれぞれ異なる巻数及び／又は異なる円周を有する螺旋状ライン部分として、或いは平坦な又は空間的な螺旋の形態で設計した場合、とりわけ空間節約的な配置及び両ラインにおける十分に長い変形部分の確保が可能になる。

【0045】

実験室用ミルの固定部品と粉砕ボウルホルダ及び／又は粉砕ボウル及び補償要素とを接続するパイプは、一体部品として設計することができる。

【0046】

実験室用ミルの用途については、媒体が液体窒素であり、又は使用する液体又は気体媒体が例えば粉砕ジャーの加熱又は冷却効果を生じるようにテンパリングされ、或いは媒体が分析ガスから成るように意図されることが好ましい。

【0047】

以下で説明する図面に本発明の実施例を示す。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】本発明による実験室用ミルの斜視図である。

【図2】図１の実験室用ミルの上面図である。

【図3】図１の実験室用ミルを下方から見た図である。

【図4】図１の実験室用ミルの側面図である。

【図5】液体又は気体テンパリング媒体を粉砕ボウル支持体の方向に供給又は粉砕ボウル支持体から離れて排出するために設けられ、各ラインが一方のライン端部を粉砕ボウル支持体に接続されて他方のライン端部を実験室ミルの固定部品に接続された、図１に示す実験室用ミルの複数のラインの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0049】

図１は、２つの粉砕ボウル２、３が水平姿勢で振動する振動ミル１の上面図である。振動ミル１の振り子ドライブ（ｐｅｎｄｕｌｕｍ ｄｒｉｖｅ）は、垂直偏心軸を中心に回転できるように取り付けられた偏心シャフト４と、それぞれが垂直振動軸を中心に振動できるように取り付けられてカップリングを介して偏心シャフト４に接続された２つのスイングアーム５、６とを含む多部品設計（ｍｕｌｔｉｐａｒｔ ｄｅｓｉｇｎ）である。スイングアーム５、６には、粉砕ボウル２、３のための粉砕ボウルホルダ７、８が取り付けられる。また、トルク伝達のためにＶベルト９を介して偏心シャフト４に結合されたモータユニット１０も設けられる。偏心シャフト４は、ベースプレート１１に回転可能に取り付けられる。また、ベースプレート１１には２つのベアリングボルト１２、１３が取り付けられ、これらの周囲にスイングアーム５、６が回転可能に取り付けられる。最後に、ベースプレート１１上にモータユニット１０が配置される。従って、偏心シャフト４、ベアリングボルト１２、１３及びモータユニット１０、並びにベースプレート１１は、減衰要素を介して床上又は底土上に立つことができる構造ユニット（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）を形成する。

【0050】

モータユニット１０は、Ｖベルト９を介して偏心シャフト４にトルクを伝達する。偏心シャフト４の回転運動は、カップリングを介してスイングアーム５、６の振動に変換される。振動数は、３～５０Ｈｚ、好ましくは最大３５Ｈｚとすることができる。粉砕ボウルの振動経路（二重振幅偏差）は、２０～５０ｍｍ、好ましくは２０～３０ｍｍとすることができる。

【0051】

粉砕ボウル２、３のテンパリングには、詳細には図示していないテンパリング装置（ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を使用することができる。液体又は気体とすることができるテンパリング媒体を振動ミル１の固定部品１４、１５から粉砕ボウルホルダ７、８に搬送し、この媒体をそれぞれの粉砕ボウルホルダ７、８から固定部品１４、１５に排出するために、各粉砕ボウルホルダ７、８は２つのライン１６、１７に接続される。いずれの場合にも、２つのライン１６、１７のうちの一方は供給ラインのために設けられ、２つのライン１６、１７のうちの他方は、それぞれの粉砕ボウルホルダ７、８から気体又は液体媒体、具体的には液体窒素を排出するために設けられる。

【0052】

ライン１６、１７は、連続した途切れのないパイプラインとして設計されることが好ましい。ライン１６、１７は、例えばステンレス鋼又はプラスチックで形成することができ、或いはステンレス鋼及び／又はプラスチックを有することができる。

【0053】

ライン経路の設計は、両粉砕ボウルホルダ７、８について同じものであり、従って以下では一例として片方のライン経路のみを説明する。一方の粉砕ボウルホルダ７のライン１６、１７によるライン配置は、第２の粉砕ボウルホルダ８のライン配置と鏡面対称である。

【0054】

振動ミル１の動作中に、ライン１６、１７を介して割り当てられた粉砕ボウルホルダ７、８と固定部品１４、１５との間の相対的な動きを補償するために、各ライン１６、１７は補償要素１８、１９を含む。各ライン１６、１７の全長は、剛性パイプラインとして設計され、補償要素１８、１９は、ライン１６、１７のパイプライン部分によって形成される。

【0055】

振動ミル１の動作中には、補償要素１８、１９を形成するパイプライン部分が相対的な動きによって振動変形し、これによって補償要素１８、１９に隣接するそれぞれのライン１６、１７のパイプライン部分の変形が比較的小さくなる。補償要素１８、１９を剛性パイプライン部分として設計することで、互いに対して回転可能及び／又は旋回可能に接続されたライン部分を使用することなく相対的な動きの補償が可能になる。とりわけ、相対的な動きを補償するために公知の回転ユニオンを使用する必要がなく、従って粉砕ボウルホルダ７、８と固定部品１４、１５との間の気密シールされた途切れのない接続及び永続的に漏れないテンパリング媒体の移送が単純な形で保証される。特に、回転ユニオンの場合のようにシール要素を使用して相対的な動きを補償する必要がない。

【0056】

一方ではライン１６、１７を粉砕ボウルホルダ７、８に接続するために、他方では固定部品１４、１５に接続するために、公知の組み立て技術の接続部品及び付属部品を提供することができる。このような、すなわち相対的な動きの補償から分離されたラインの接続は、それぞれのライン１６、１７と、一方では粉砕ボウルホルダ７、８、他方では固定部品１４、１５との間の密封接続を可能にするために、シーリング材を用いて行うことができる。

【0057】

各補償要素１８、１９は、複数のコイル又は巻線を含む螺旋状のパイプライン部分として設計され、基本的に直線部分２０及び湾曲コーナー部分２１によって形成される。動きの補償中には、補償要素１８、１９を形成するライン部分の変形がコイルからコイルへと減少し、従ってそれぞれの最後のコイルの端部におけるパイプライン部分は基本的にもはや変形しなくなる。この結果、基本的に動きの補償は、もっぱら補償要素１８、１９の領域のみで行われる。

【0058】

補償要素１８、１９の形成は、例えばライン１６、１７の直線パイプ部分を曲げることなどで形成することによって行われる。

【0059】

粉砕ボウルホルダ７、８に接続された２つのライン１６、１７の補償要素１８、１９は、入れ子状螺旋（ｎｅｓｔｅｄ ｈｅｌｉｘｅｓ）として設計される。これにより、全ての空間方向における相対的な動きが補償されると同時に、振動ミル１の内部にライン１６、１７を設置するための空間がほぼ不要になる。

【0060】

螺旋状に曲げられた補償要素１８、１９、又はライン１６、１７のそれぞれのパイプライン部分は、直線的なライン経路でのライン長に比べてライン長を増加させることができる。このことを図５に概略的に示す。直線的なライン経路の場合のライン長Ｌに対する補償要素１８、１９の実際のライン長の比率は、少なくとも５、好ましくは少なくとも１０とすることができる。これにより、相対的な動きを補償するのに十分な長さのケーブル長が提供され、低応力かつ低変形抵抗での相対的な動きの補償が可能になる。

【0061】

ミル１の内部における補償要素１８、１９の配置に必要な空間を縮小するために、補償要素１８は、例えば４つの巻数を有する螺旋によって形成され、入れ子状の内部補償要素１９は、より小さな外周の５つの巻数を有する。言うまでもなく、巻線のタイプ及び設計、並びにその数は、図１～図５に示す振動ミル１の設計の一例として理解されたい。

【0062】

粉砕ボウルホルダ７、８の各側に平行に延びる２本のライン１６、１７は、ねじ式締め付け保持部品（ｓｃｒｅｗｅｄ ｃｌａｍｐｉｎｇ ａｎｄ ｈｏｌｄｉｎｇ ｐａｒｔｓ）２２、２３を介して互いに接続される。これにより、これらのライン部分でライン１６、１７間の相対的な動きが発生することが防がれるとともに、主に螺旋状に曲がった補償要素１８、１９の領域で動きが補償される。

【0063】

固定部品１４、１５は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の硬質ブロックであり、ベースプレート１１に固定される。固定部品１４、１５は、粉砕ボウルホルダ７、８の振動から分離される。固定部品１４、１５の内部には、テンパリング媒体の供給及び／又は廃棄装置２４との間でテンパリング媒体を通過させて移送するためのチャネルが設けられる。この目的のために、固定部品１４、１５は、さらなるパイプラインを介して供給及び／又は廃棄装置２４に接続される。

【符号の説明】

【0064】

１ 振動ミル
２ 粉砕ボウル
３ 粉砕ボウル
４ 偏心シャフト
５ スイングアーム
６ スイングアーム
７ 粉砕ボウルホルダ
８ 粉砕ボウルホルダ
９ Ｖベルト
１０ モータユニット
１１ ベースプレート
１２ ベアリングボルト
１３ ベアリングボルト
１４ 固定部品
１５ 固定部品
１６ ライン
１７ ライン
１８ 補償要素
１９ 補償要素
２０ ライン部分
２１ コーナー部分
２２ 保持部品
２３ 保持部品
２４ 供給及び／又は廃棄装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】