JP2000279832A - 砕砂製造用竪型粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 破砕物の粒形を良好に保ち、しかも破砕物の
微粉量を少なくする。 【解決手段】 竪軸線Ｔ回りに回転する回転テーブル３
と、回転テーブル３の上面に所定の軸傾斜角θをもって
取付けられ回転テーブル３に従動回転する複数の粉砕ロ
ーラ４とを備え、回転テーブル３上面に供給した原料を
粉砕ローラ４に所定の粉砕圧力を与えて回転テーブル３
と粉砕ローラ４周面との間で粉砕する竪型粉砕機におい
て、粉砕ローラ４は軸傾斜角θを１６〜３０度の範囲に
設定して取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、花崗岩や安山岩等
の原石を破砕してコンクリート骨材用などの砕砂を得る
砕砂製造用の竪型粉砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より砕砂製造用破砕（粉砕）装置と
して旋動型破砕機である所謂コーンクラッシャのうちの
細破砕型コーンクラッシャが主として使用されている。
しかし、これらによる破砕産物としての砕砂は形状が偏
平であったり、角が尖ったりして、丸みを帯びた立体形
状を成さにくく、コンクリート用骨材としては粒形が必
ずしも良くなく、天然砂に対して劣るものとなってい
た。このため、近年では、上記のようなクラッシャに代
わる破砕機として竪型粉砕機が用いられるようになって
きた。

【０００３】この竪型粉砕機は、竪軸線回りに回転する
テーブルの上面に回転自在な粉砕ローラをその軸傾斜角
を或る所定の角度として揺動自在に取付け、該粉砕ロー
ラに所定の粉砕（破砕）圧力を与えて回転テーブル上に
押し付け、該回転テーブル上に供給した原石を該回転テ
ーブルと粉砕ローラ周面との間に噛み込ませて粉砕、破
砕させるものである。このような竪型粉砕機で原石を粉
砕すると、前記のようなクラッシャによる圧縮又は衝撃
による破砕よりもむしろ粉砕ローラの幅方向における粉
砕ローラと回転テーブルの周速の違いによる剪断作用に
よる磨砕（磨り潰し）作用が効果的に働き、クラッシャ
と比較して生成される製品粒子を角の取れた丸い形状、
即ち、粒形の良いものとすることができる。

【０００４】ところで、このような砕砂製造用竪型粉砕
機においては、その粉砕ローラは、軸傾斜角、即ち、粉
砕ローラの回転中心軸線と回転テーブルの水平な上面線
との交差角度、が１６度よりも小さい角度となるように
選ばれて取付けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように軸傾斜角
が１６度未満という小さい軸傾斜角を有した従来の砕砂
製造用の竪型粉砕機では、前記、粒形を良好にするため
に与える回転テーブルと粉砕ローラの協働による剪断作
用に基づく磨砕作用が必要以上に大きくなり、却って不
必要な例えば１５０μｍ以下の微粉が、ワンパス粉砕時
（粉砕機出口の破砕品を篩にかけて篩い上の粒子を粉砕
機に戻して再粉砕しない場合の粉砕）で、粉砕機出口に
おいて例えば１５０μｍパス８〜９％というように多く
製造されてしまうことが分かった。このように微粒粉が
多く生成されるとコンクリート骨材用砕砂としての適用
が難しくなり、この結果、別途、篩装置を設置したり分
級装置を設置して不必要量の微粉分を除去しなくてはな
らないという問題が生じる。

【０００６】本発明は、上記のような従来の砕砂製造用
竪型粉砕機の有する問題に鑑みなされたもので、破砕物
の粒形を良好に保ち、しかも破砕物の微粉量、例えば１
５０μｍ以下の微粉の量、を少なくして、骨材用等とし
て好適な砕砂を得ることのできる砕砂製造用竪型粉砕機
を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の砕砂製造用竪型粉砕機はつぎのような構成
とした。

【０００８】（１）竪軸線回りに回転する回転テーブル
と、該回転テーブルの上面に所定の軸傾斜角をもって取
付けられ回転テーブルに従動回転する複数の粉砕ローラ
とを備え、回転テーブル上面に供給した原料を該粉砕ロ
ーラに所定の粉砕圧力を与えて回転テーブルと粉砕ロー
ラ周面との間で粉砕する竪型粉砕機において、前記粉砕
ローラは軸傾斜角を１６〜３０度の範囲に設定して取付
けた構成とした。

【０００９】（２）上記（１）の構成の砕砂製造用竪型
粉砕機を、粉砕物のほぼ全量を回転テーブル外周から下
部に落下させて取出す竪型粉砕機とした。

【００１０】

【作用】上記（１）の構成の砕砂製造用竪型粉砕機で
は、従来のものに比べて粉砕ローラの軸傾斜角が大きく
なっており、このため、回転テーブルと粉砕ローラの協
働による剪断作用、即ち、磨砕作用が必要以上に大きく
なることが防がれ、微粉の生成量を、ワンパス粉砕時
（粉砕機出口の破砕品を篩にかけて篩い上の粒子を粉砕
機に戻して再粉砕しない場合の粉砕）で、粉砕機出口に
おいて例えば１５０μｍパス８％未満と小さいものに抑
えることができる。従って、コンクリート骨材として好
適に用いることができるようになる。また、微粉を除去
するための篩装置或いは分級装置を必要としなくなる。

【００１１】上記（２）の構成では、竪型粉砕機の粉砕
物のほぼ全量をそのまま回転テーブルから落下させて外
部へ取出すので、コーンクラッシャを破砕機とする既存
の砕砂製造設備において該クラッシャのみを竪型粉砕機
に取り替えることにより篩い装置等の該既存砕砂製造設
備をそのまま流用して前記のような微粉の少ない砕砂を
容易に得るようにすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の砕砂製造用竪型
粉砕機を図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１
は本発明の砕砂製造用竪型粉砕機の一実施形態の全体縦
断正面図、図２は粉砕ローラの回転テーブルへの取付状
況を本発明と従来技術とを対比して示す正面図、図３は
粉砕ローラの回転中の周速を本発明と従来技術とを対比
して示す説明図である。

【００１３】まず、図１に基づいて、本発明の砕砂製造
用竪型粉砕機の一実施形態を説明する。竪型粉砕機１は
下部ケーシング８とその上部に取付けられた円筒状の上
部ケーシング９を備え、下部ケーシング８内部には減速
機２が取付けられ、減速機２の上部には減速機２の出力
軸に円盤状の回転テーブル３が取付けられて水平面内で
低速で回転可能に設けられている。符号Ｔは該回転テー
ブルの竪回転中心軸線を示す。そして、該回転テーブル
３の上面には、その外周部を円周方向に等分する個所に
油圧などで圧接されて従動回転する複数個の粉砕ローラ
４が備えられている。

【００１４】粉砕ローラ４は、下部ケーシング８に取付
けられた軸受に回動自在に軸支された揺動軸１５にそれ
ぞれ固着され、該軸１５回りに揺動可能な上部アーム５
と下部アーム６を介して油圧シリンダ７のピストンロッ
ド７ａに連結されており、油圧シリンダ７を作動させる
ことにより、粉砕ローラ４を回転テーブル３の上面に押
圧（圧接）させて原料への粉砕圧力を付与する。３ａは
回転テーブル３の外周縁に設けられ原料層厚を調整、確
保するダムリング、１６は回転テーブル３の外周の環状
空間の下部の全周に亘って位置されて下部ケーシングに
取付けられた破砕（粉砕）物受けホッパ、１１は該受け
ホッパ１６内に位置され回転テーブル３に取付けられた
破砕物排出スクレーパ、１０は上端が該受けホッパ１６
に開口されて接続された粉砕物排出シュートである。

【００１５】一方、上部ケーシング９の天板９ａには回
転テーブル３の中心に位置するように原料投入シュート
１２が垂下されて取付けられており、その下端開口は回
転テーブル３の中央部直上に対向されている。１３は天
板９ａに開設した発塵防止空気吸引口である。

【００１６】粉砕ローラ４は、その回転中心軸線Ｒと回
転テーブル３の上面水平線との交差角、即ち、軸傾斜角
θ、が１６〜３０度の範囲内の角度に設定されて回転テ
ーブル３上面に位置されて取付けられる。本実施形態で
は軸傾斜角θは２０度とされている。本実施形態では、
粉砕ローラ４の軸傾斜角θが上記の範囲内の所定角度に
設定され、従来の粉砕機の粉砕ローラの軸傾斜角に比し
て大きいため、回転テーブル３と粉砕ローラ４の協働に
よる剪断作用による磨砕作用が従来の粉砕機よりも弱め
られる。このため微粉生成量を少なくすることができ
る。

【００１７】ここで、前記本実施形態の軸傾斜角の大き
い粉砕ローラ４が従来の軸傾斜角の小さい粉砕ローラ４
ａに比べ剪断作用が弱められる原理を図２、図３に基づ
いて説明する。図２に示すように、実線で示す本実施形
態による粉砕機１の粉砕ローラ４の軸傾斜角θは、鎖線
で示す従来の粉砕機の粉砕ローラ４ａの軸傾斜角θａに
比べて小さく構成されており、従って、本実施形態の粉
砕ローラ４は、その回転中心軸線Ｒと回転テーブル３の
水平上面線との交点Ｐが回転テーブル３の竪回転中心軸
線Ｔと回転テーブル上面との交点Ｎに近づくのに対し
て、従来の粉砕ローラ４ａは、その回転中心軸線Ｒａと
回転テーブル３の水平上面線との交点Ｑは該交点Ｎより
もテーブル外周側に寄った遠い位置となる。

【００１８】従って、図３に示すように、回転テーブル
３の周速線ＮＤに対して、粉砕ローラの小径部Ａで粉砕
ローラ４、４ａが各々転動する場合（即ち、粉砕ローラ
の小径部Ａで回転テーブル３と周速が等しく、該周速が
ＣＡである場合）には、粉砕ローラの大径部Ｂにおい
て、本実施形態の軸傾斜角の大きい粉砕ローラ４の周速
はＥＢであり、従来の軸傾斜角の小さい粉砕ローラ４ａ
の周速はＦＢであり、従って、本実施形態の粉砕ローラ
４は回転テーブルとの周速差はＤＥで小さいものである
のに対し、従来の粉砕ローラ４ａの回転テーブルとの周
速差は当該本実施形態の粉砕ローラの回転テーブルとの
周速差ＤＥよりも大きいＤＦとなる。

【００１９】このため、軸傾斜角の大きい本実施形態の
粉砕ローラ４では従来の粉砕ローラ４ａに比べて粉砕ロ
ーラの小径部と大径部とにおける回転テーブル３との間
の滑り速度差が小さくなる。なお、この関係は、回転テ
ーブル３と粉砕ローラの大径部とが転動する場合や転動
点がその中間にある場合でも同一の傾向を示す。従っ
て、本実施形態の粉砕ローラ４では前記の通り回転テー
ブルとの間の滑り速度差が小さくなることによりその軸
傾斜角θを大きいものとすることによって、回転テーブ
ル３と粉砕ローラ４の協働による原料に与える剪断作用
が小さいものとなり磨砕作用が小さいものとなる。この
ため、微粉の生成量を小さく抑えることができる。

【００２０】このように構成された本実施形態の砕砂製
造用竪型粉砕機１において、原料投入シュート１２を通
して回転テーブル３の中心部に供給された原料は、図示
しない電動機により減速機２を介して駆動され竪軸線Ｔ
回りに回転する回転テーブル３の遠心力により渦巻状に
外周側へ向かって移動し、粉砕ローラ４と回転テーブル
３との間に噛み込まれて粉砕（破砕）される。粉砕（破
砕）物は、ダムリング３ａを乗り越え、ほぼ全量が、回
転テーブル３外周の環状空間下部の受けホッパ１６内に
落下され、回転テーブルに取付けられたスクレーパ１１
によって排出シュート１０の開口部に移動され、該開口
部を通して排出シュート１０から機外へ取り出される。

【００２１】取り出された破砕物は、図示しないベルト
コンベア等の輸送機で機械式振動篩に移送され、該振動
篩で篩われて所定サイズ、例えば５〜２．５ｍｍより大
きい粒径の粒子は竪型粉砕機１に戻され再度粉砕され
る。また、当該所定サイズより小さい粒径の粒子は篩い
を通過して製品（砕砂）として回収される。

【００２２】しかして、本発明の砕砂製造用竪型粉砕機
１では、粉砕ローラ４はその軸傾斜角θが１６〜３０度
の範囲内で所定の値に選ばれ取付けられる。軸傾斜角θ
が１６度未満の場合は、ワンパス粉砕時の破砕品の１５
０μｍの通過率が８〜９％であり、砕石業界が目標とし
ている粉砕機出口（破砕物排出シュート１０）での基準
値１５０μｍ以下８％を外れる。３０度よりも大きいと
前記の粉砕ローラ４の小径部と大径部とにおける回転テ
ーブル３との間の滑り速度差が小さくなり、回転テーブ
ル３と粉砕ローラ４の協働による原料に与える剪断作用
が小さくなり、従って磨砕作用も小さくなり、このため
製品粒子が角が尖りやすくなり、即ち、製品の粒形が良
好でなくなり、コンクリート骨材として不適ではないが
良好とは言えなくなる。また、１５０μｍ以下に微粉量
も８％以上となる傾向になる。

【００２３】そして、粉砕ローラ４の軸傾斜角θを上記
のように１６〜３０度の範囲内に選ぶことにより、粉砕
性（破砕性）の異なる多様な砕砂用原料（非常に脆い原
料から非常に硬い原料）に対して上記のように１５０μ
ｍ以下の微粉の量を少なくして破砕を良好に行なわせる
ことができる。風化花崗岩等の脆い原料に対しては軸傾
斜角θを大きい値に選定することにより上記滑り速度差
を小さくして原料に及ぼす剪断作用、磨砕作用を小さく
する。また、硬質砂岩等の硬い原料に対しては軸傾斜角
θを小さい値に選定することにより上記滑り速度差を大
きくして原料に及ぼす剪断作用、磨砕作用を大きくす
る。

【００２４】さらに、本発明では、粉砕ローラの軸傾斜
角θは、好ましくは１６〜２０度の範囲内の値に設定す
る。軸傾斜角θが２０度よりも大きくなると、ワンパス
粉砕時において、原料投入シュート１２から供給される
被破砕物のニューフィード量に対して粉砕機１の破砕物
排出シュート１０から得られる３．５ｍｍアンダーの破
砕品の量が例えば３０〜４０％となって、破砕品の歩留
りが悪くなる傾向になり、従って、破砕品を篩いにかけ
て篩い分けする場合、リサイクル量（粉砕機に戻して再
粉砕する量）が多くなると共に粉砕機が大きくなる傾向
になる。軸傾斜角θが１６〜２０度の範囲では、該歩留
りは５０％程度に保つことができる。

【００２５】本発明では、既設の、コーンクラッシャを
破砕機とする砕砂製造設備において、該クラッシャのみ
を、本実施形態の、粉砕（破砕）物のほぼ全量を回転テ
ーブル３の外周から下部に落下させて取出す竪型粉砕機
１、に取り替えることにより、該既存砕砂製造設備の振
動篩やコンベヤ等の構成設備をそのまま流用して前記の
ような微粉の少ない砕砂を容易に得ることができる。

【００２６】本発明では、砕砂原料として、花崗岩、安
山岩、蛇紋岩、硬質砂岩、玄武岩などの原石が用いられ
る。

【００２７】上記実施形態の砕砂製造用竪型粉砕機１で
は、粉砕ローラ４が円錐形（コニカル形）ローラである
場合を示したが、本発明では、球面形（スフェリカル
型）ローラである場合でも適用することができる。

【００２８】

【実施例】以上の実施形態の砕砂製造用竪型粉砕機１を
用いて行った破砕テスト結果例について説明する。回転
テーブル径３６０ｍｍφ、粉砕ローラ平均径２６０ｍｍ
φの竪型粉砕機１を用い、ローラ軸傾斜角θの設定を、
それぞれ１５度、３５度（比較例）、２０度、３０度
（実施例）とし、粉砕（破砕）運転条件を、該各々の設
定角度において、回転テーブル３の回転数を５０〜１０
０ｒｐｍ、粉砕面圧を０（ローラの自重のみ）〜２５０
ｋｇ／ｃｍ²として同一にすると共に、ワンパス粉砕時
の処理（破砕）量および破砕品の平均粒子径［Ｄｐ
₅₀（粉砕して得られる物の５０％パス粒径）が３．５ｍ
ｍ］もほぼ同一となるようにし、被破砕物（原石）とし
て、脆い（破砕性の良い）被破砕物Ａ（風化花崗岩）
と、硬い（破砕性の悪い）被破砕物Ｂ（硬質砂岩）をそ
れぞれ用いて破砕テストを行ない、破砕物の１５０μｍ
以下の微粉量を測定した。その結果を表１に示す。

【００２９】該粉砕面圧は油圧シリンダ７による粉砕ロ
ーラ４の回転テーブル３への押圧力（圧接力）を粉砕ロ
ーラ直下の被破砕物の存在する占有面積で除した値であ
り、該占有面積は粉砕ローラの幅と粉砕ローラの中心角
（経験値であり、例えば６度）に見合う弦長との積で算
出した。即ち、粉砕面圧Ｐは、円錐形ローラ４の平均直
径をＤ、ローラ４の幅をＷ、ローラ４の回転テーブル３
上面への垂直方向の押圧力（圧接力）Ｆとするとき、Ｐ
＝Ｆ／［Ｗ×（２／Ｄ）×ｓｉｎ６°］で表される。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から明らかなように、被破砕物Ａ、Ｂ
とも、粉砕機１の排出シュート１０から得られた破砕物
は１５０μｍパスの量が、本実施例の粉砕ローラ４の軸
傾斜角θが２０度、３０度の場合はいずれも８％未満に
収まっており、これに反して比較例の該軸傾斜角θが１
５度、３５度の場合では、１５０μｍパスの量が８％以
上となっており、本実施例では１５０μｍ以下の微粉が
少ないことがわかる。また、本実施例では破砕物はいず
れも角が尖ったものが少なく丸みを帯びた粒形の良い良
好なものが得られた。

【００３２】なお、本テスト例では、回転テーブルの直
径３６０ｍｍφ、粉砕ローラの平均直径２６０ｍｍφの
竪型粉砕機を用いた場合を示したが、上記ローラ軸傾斜
角θの１６〜３０°は、回転テーブル直径及び粉砕ロー
ラ平均直径の異なる竪型粉砕機でも同様な効果が確認で
きた。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
はつぎのような優れた効果を有する。請求項１の構成で
は、粉砕ローラを軸傾斜角を１６〜３０度の範囲内の所
定角度に設定して取付けることにより、粒形がよく、か
つ、例えば１５０μｍ以下の微粉が少ない砕砂を得るこ
とができる。従って、コンクリート骨材等に好適に用い
ることができる。また、微粉を除去するための篩装置や
分級装置を別途設ける必要もなくなり、破砕設備を簡略
化することができる。

【００３４】請求項２の構成では、竪型粉砕機を、粉砕
（破砕）物のほぼ全量をそのまま回転テーブルから落下
させて外部へ取出す粉砕機とした場合は、コーンクラッ
シャを破砕機とする既存の砕砂製造設備において該クラ
ッシャのみを竪型粉砕機に取り替えることにより篩い装
置等の該既存砕砂製造設備をそのまま流用して前記のよ
うな微粉の少ない砕砂を容易に得るようにすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の砕砂製造用竪型粉砕機の一実施形態の
全体縦断正面図である。

【図２】粉砕ローラの回転テーブルへの取付状況を本発
明と従来技術とを対比して示す正面図である。

【図３】粉砕ローラの回転中の周速を本発明と従来技術
とをそれぞれ対比して示す説明図である。

【符号の説明】

１ 砕砂製造用竪型粉砕機 ３ 回転テーブル ４ 粉砕ローラ Ｒ 粉砕ローラ回転中心軸線 Ｔ 回転テーブル竪回転中心軸線 θ 粉砕ローラ軸傾斜角 ５、６ 揺動アーム ７ 油圧シリンダ １０ 破砕物排出シュート １１ 破砕物排出スクレーパ １２ 原料投入シュート

フロントページの続き (72)発明者 浅川 肇 山口県宇部市大字小串字沖の山1980番地 宇部興産株式会社宇部機械・エンジニアリ ング事業所内 Ｆターム(参考） 4D063 EE03 EE12 GA07 GC05 GC14 GC17 GC36 GD02 GD11 GD24

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】竪軸線回りに回転する回転テーブルと、該
   回転テーブルの上面に所定の軸傾斜角をもって取付けら
   れ回転テーブルに従動回転する複数の粉砕ローラとを備
   え、回転テーブル上面に供給した原料を該粉砕ローラに
   所定の粉砕圧力を与えて回転テーブルと粉砕ローラ周面
   との間で粉砕する竪型粉砕機において、前記粉砕ローラ
   は軸傾斜角を１６〜３０度の範囲に設定して取付けたこ
   とを特徴とする砕砂製造用竪型粉砕機。
2. 【請求項２】該砕砂製造用竪型粉砕機は、粉砕物のほぼ
   全量を回転テーブル外周から下部に落下させて取出す竪
   型粉砕機である請求項１の砕砂製造用竪型粉砕機。