JP2003225579A - ビーズミル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オイルシールの早期劣化を防止しメカニカルシ
ールの損傷を防止すること、微小ビーズが取付ボルトの
ボルト穴に侵入しない様にすること、及び、製品が大き
な流体抵抗を受けることなく製品排出管から排出できる
様にすること。 【解決手段】ロータ２の通路面２ａに接触シール面６８
を設け、軸受部６６の通路面６６ａに該接触シール面に
当接する保護リング６９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、湿式粉砕及び分
散分野等で用いられるミルに関するものであり、更に述
べると、予め液体内に分散させた粉体原料を粉砕及び細
砕するための湿式媒体撹拌ミル（ビーズミル）に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のビーズミルは、ステータ(2)の内
部に設けられたロータ(25)と、該ロータ(25)の回転軸(2
2)と、該ロータ(25)の押え板(59)を前記回転軸(22)の端
部に固定する取付ボルト(60)と、該ロータ(25)と該ステ
ータ(2)との間に形成された環状通路（粉砕室）(24)
と、該環状通路(24)と連通する原料入口管(23)及びビー
ズ分離器(17)と、該ビーズ分離器(17)を挟持する内側の
スクリーン押え部材(51)と外側のスクリン取付台(52)
と、前記押え部材(51)と前記取付台(52)とを螺着するス
クリーン取付ボルト(56)と、該ビーズ分離器(17)を通過
する製品を排出する製品排出管(18)と、前記回転軸(22)
の軸受部(66)にロータ側から外方に向かって順次配設さ
れたオイルシール(38)とメカニカルシール(40)と、ビー
ズ分離器(17)の外周に設けた数本の固定ボルト(57)と、
ビーズ分離器(17)と製品排出管(18)を冷却する冷却室(7
0)と、を備えている。（特許第１９４１６６９号公報参
照）。このミルでは、環状通路(24)に媒体メデア（ビー
ズ）を所定量充填し、この環状通路(24)に高粘度のスラ
リー原料を供給し、ロータ(25)を回転させることにより
分散及び微粉砕を行った後、ビーズ分離器(17)で製品を
分離し、スラリー状の製品を製品排出管(18)から機外に
排出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来例のビーズミルに
は、次の様な問題がある。 １）微小な媒体メデア、例えば、0.5〜1.0mmの微小ビー
ズを含むスラリー原料を環状通路に供給すると、ロータ
の回転軸の軸受部に該微小ビーズが侵入し、オイルシー
ルを早期に劣化させる。そのため、シール漏れが発生
し、メカニカルシールを損傷させてしまう。このメカニ
カルシールが損傷すると、メカニカルシールの循環液に
スラリー原料が漏れ出し、連続長時間の運転ができなく
なる。

【０００４】２）スラリー原料とビーズとを分離するビ
ーズ分離器は、スクリーン押え部材の中央にあるスクリ
ーン取付ボルト(56)及びビーズ分離器の外周にあるスク
リーン固定ボルト数本(57)、によりスクリーン押え部材
(51)に固定され、又、ロータを押える押え板(59)は、押
え板取付ボルト(60)により回転軸の軸端に固定されてい
る。この両ボルトの頭部は、スラリー原料の通る環状通
路(24)の通路面に露出しているので、該スラリー中の微
小ビーズは、該ボルト穴に侵入する。そうすると、ミル
分解時にボルトが回わりにくくなるとともに、分解し清
掃しても該ビーズはなかなかねじ部から落ちないので、
清掃が大変である。また、該ビーズがねじ部に付着した
状態で組み立てると、ねじ部が損傷してしまうことがあ
る。

【０００５】３）スラリー原料は、ビーズ分離器の各段
のスリットを通り、製品は製品排出管から排出される
が、従来の製品排出管は、ミルの構造上細く、且つ、直
角に曲げられていたので、通過断面積が小さく、流体抵
抗が大きい。そのため、粘性の高いスラリー原料を処理
する場合には、大きな抵抗を受け、ミル機内圧が上昇
し、ビーズ分離器表面の温度も上昇するので、該ビーズ
分離器及び製品排出管を冷却しなければならず、それら
を冷却するための冷却室が必要となる。又、冷却室の冷
却水の温度管理、流量の分配等の管理も必要となる。

【０００６】この発明は、上記事情に鑑み、オイルシー
ルの早期劣化を防止し、メカニカルシールの損傷を防止
することを目的とする。他の目的は、微小ビーズが取付
ボルトのボルト穴に侵入しない様にすることである。更
に他の目的は、製品を円滑に製品排出管から排出できる
様にすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、ステータの
内部に設けられたロータと、該ロータの回転軸と、該ロ
ータと該ステータとの間に形成された環状通路と、該環
状通路と連通する原料入口管及びビーズ分離器と、該ビ
ーズ分離器を通過する製品を排出する製品排出管と、前
記回転軸の軸受部にロータ側から外方に向かって順次配
設されたオイルシールとメカニカルシールと、を備えた
ビーズミルにおいて；前記オイルシールと対向するロー
タの通路面、又は、前記軸受部の通路面のいずれか一方
の通路面に接触シール面を設け、前記他方の通路面に、
該接触シール面に当接する後側保護リングを設けたこと
を特徴とする。

【０００８】この発明は、ステータの内部に設けられた
ロータと、該ロータの回転軸と、該ロータと該ステータ
との間に形成された環状通路と、該環状通路と連通する
原料入口管及びビーズ分離器と、該ビーズ分離器を挟持
する内側のスクリーン押え部材と外側のスクリン取付台
と、該押え部材と技取付台を螺着するスクリーン取付ボ
ルトと、該ビーズ分離器を通過する製品を排出する製品
排出管と、を備えたビーズミルにおいて；前記スクリー
ン取付ボルトが、該スクリーン取付台側から螺着されて
いることを特徴とする。

【０００９】この発明は、ステータの内部に設けられた
ロータと、該ロータの回転軸と、該ロータの押え板を前
記回転軸の端部に固定する押え板取付ボルトと、該ロー
タと該ステータとの間に形成された環状通路と、該環状
通路と連通する原料入口管及びビーズ分離器と、該ビー
ズ分離器を挟持する内側のスクリーン押え部材と外側の
スクリン取付台と、該ビーズ分離器を通過する製品を排
出する製品排出管と、を備えたビーズミルにおいて；前
記ロータの押え板の通路面、又は、スクリーン押え部材
の通路面のいずれか一方の通路面に接触シール面を設
け、前記他方の通路面に、前記接触シール面に当接する
前側保護リングを設けたことを特徴とする。

【００１０】この発明は、ステータの内部に設けられた
ロータと、該ロータの回転軸と、該ロータと該ステータ
との間に形成された環状通路と、該環状通路と連通する
原料入口管及びビーズ分離器と、該ビーズ分離器を挟持
する内側のスクリーン押え部材と外側のスクリーン取付
台と、該ビーズ分離器を通過する製品を排出する製品排
出管と、を備えたビーズミルにおいて；前記製品排出管
が、大径短直筒であることを特徴とする。

【００１１】この発明は、ステータの内部に設けられた
ロータと、該ロータの回転軸と、該ロータの押え板を前
記回転軸の端部に固定する押え板取付ボルトと、該ロー
タと該ステータとの間に形成された環状通路と、該環状
通路と連通する原料入口管とビーズ分離器と、該ビーズ
分離器を挟持する内側のスクリーン押え部材と外側のス
クリーン取付台と、該スクリーン押え部材と該取付台と
を螺着するスクリーン取付ボルトと、該ビーズ分離器を
通過する製品を排出する製品排出管と、前記回転軸の軸
受部にロータ側から外方に向かって順次配設されたオイ
ルシールとメカニカルシールと、を備えたビーズミルに
おいて；前記オイルシールに対向するロータの通路面、
又は、前記軸受部の通路面のいずれか一方の通路面に接
触シール面が設けられ、前記他方の通路面に、該接触シ
ール面に当接する後側保護リングが設けられ、 前記ス
クリーン取付ボルトが、スクリーン取付台側から螺着さ
れ、 前記ロータの押え板の通路面、又は、スクリーン
押え部材の通路面のいずれか一方の通路面に接触シール
面が設けられ、前記他方の通路面に、前記接触シール面
に当接する前側保護リングが設けられ、前記製品排出管
が、大径短直筒に形成されていることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者は、前記課題を解決する
ために、オイルシールやボルト穴に微小ビーズが侵入す
るのを防止する手段及び製品排出管の流体抵抗を軽減す
るための手段、を研究し実験を重ねた。その結果、次の
ようにすれば良いことが判明したが、本発明は、この知
見に基づいてなされたものである。 (1)オイルシールと対向するロータの通路面、又は、前
記軸受部の通路面のいずれか一方の通路面に接触シール
面を設け、前記他方の通路面に、該接触シール面に当接
する保護リングを設けること。 (2)ロータの押え板の通路面、又は、スクリーン押え部
材の通路面のいずれか一方の通路面に接触シール面を設
け、前記他方の通路面に、前記接触シール面に当接する
保護リングを設けること。

【００１３】(3)スクリーン取付ボルトをスクリーン取
付台側から螺着すること。 (4)前記製品排出管を大径短直筒にすること。

【００１４】

【実施例】この発明の実施例を図１〜図３により説明す
る。フレーム１には、軸受箱７１が取り付けられ、該軸
受箱７１の一端には、ステータ２が取り付けられてい
る。このステータ２は、前半部３と後半部４とを備え、
前記両半部３，４の開放開底辺部には、外側フランジ
５、６が設けられている。

【００１５】前記両半部３、４の外側に外囲容器７、８
を設け、冷却室９、１０を形成する。該冷却室９、１０
は、図示しない冷却液の入口及び出口を備えている。

【００１６】前半部３の端部中央には、ビーズ分離器１
７が設けられているが、この分離器１７として、例え
ば、スリット１７ａを階段状に配置した、所謂ピラミッ
ドスクリーン、が用いられる。

【００１７】このスクリーン１７は、内側のスクリーン
押え部材５１と外側のスクリーン取付台５２とにより挟
持されている。前記両者５１、５２には、ボルト穴５
４、５５が設けられている。該押え部材５２のボルト穴
５４からスクリーン取付けボルト５６を挿入し、該押え
部材５１のボルト穴５５にねじ込むことにより、前記ス
クリーン１７は固定される。

【００１８】前半部３の下部の外側には、該スクリーン
１７に連通する製品排出管１８が設けられているが、こ
の管１８は、大径短直筒に形成されている。ここで大径
短直筒とは、従来の製品排出管より太く、かつ、短い直
筒管を言うが、製品排出管１８をこの様に形成できるの
は、該分離器１７をスクリーン取付台５２の機外から一
本の取付ボルト５６だけで固定できるからである。この
排出管１８は、例えば、ステンレスで形成され、その直
径Ｄは、従来の２倍に形成され、その長さは、従来の１
／５に形成される。そのため、通過断面積が大きく、摩
擦抵抗が小さくなるため、該分離器１７及び製品排出管
１８の中で高粘性スラリーの製品の温度の上昇が押さえ
られる。 従って、従来と異なり、この部分を冷却する
ための冷却装置を設ける必要がない。

【００１９】冷却室９、１０の冷却液の入り口は、図示
しない冷却装置に接続され、冷却液がポンプ等を介して
強制供給される。

【００２０】後半部４には、その中央を貫通して回転軸
２２が設けられ、この回転軸２２の端面２２ａには、ボ
ルト穴５８が設けられている。前記回転軸２２には、ロ
ータ２５が嵌着され、その基端部には、ロータ２５を押
える押え板５９が当接している。この押え板５９は、前
記ボルト穴５８に挿入される押え板取付けボルト６０、
により固定されている。

【００２１】押え板５９の通路面５９ａ、即ち、環状通
路２４の一部をなす面、には、ボルト穴６１を囲む円環
状の接触シール面６３が設けられている。この接触シー
ル面６３は、耐摩耗性の平滑面であるが、例えば、耐摩
耗性鋼で形成した押え板５９の通路面５９ａ、にセラミ
ックスやタングステンカーバイトを高速フレーム溶射で
密着させた後、研磨し硬度を上げて平滑にし、耐摩耗性
を向上させても良い。

【００２２】前記接触シール面６３は、前側保護リング
６５の先端６５ａに当接している。この保護リング６５
は、スクリーン押え部材５１の通路面５１ａに突設さ
れ、前記ボルト穴６１を包囲している。この保護リング
６５は、摩擦抵抗が低く、かつ、耐摩耗性に優れた材料
で形成されているが、例えば、その材料として、フッ素
樹脂、ガラス繊維混入のフッ素樹脂、等が用いられる。
この保護リング６５は、取付初期には接触シール面６３
に密着して削られ、僅かに接触する状態になると、摩耗
せず、そのままの状態を維持する。

【００２３】ロータ２５とステータ２との間には、環状
通路２４、即ち、粉砕室、が形成されている。この環状
通路２４には、原料入口管２３が連通しているが、この
管２３は、後半部４の上部側に設けられている。

【００２４】ロータ２５は、前部円錐台２６と後部円錐
台２７とから構成され、前部円錐台２６の閉鎖底辺部に
は、中央凹部２８が設けられている。該凹部２８には、
ロータ２５を規制する押え板５９が嵌着される。

【００２５】回転軸２２の被駆動プーリ３４は、Ｖベル
ト３１を介して電動機３３の駆動プーリ３５に連結され
ている。回転軸２２の軸受部６６には、ロータ２５側か
ら外方に向かって順次、オイルシール３８とメカニカル
シール４０とが配設されている。

【００２６】後部円錐台２７の基端部の通路面２７ａ、
即ち、環状通路２４の一部をなす面、には、オイルシー
ル３８に対応する円環状の接触シール面６８が設けられ
ている。この接触シール面６８は、耐摩耗性の平滑面で
あるが、例えば、耐摩耗性鋼で形成されている通路面２
８ａに、セラミックスやタングステンカーバイトを高速
フレーム溶射で密着させた後、研磨し硬度を上げて平滑
にし、耐摩耗性を向上させても良い。

【００２７】前記接触シール面６８は、後側保護リング
６９の先端６９ａに当接している。この保護リング６９
は、オイルシール３８を囲むように軸受部６６の通路面
６６ａに突設されている。この保護リング６９は、摩擦
抵抗が低く、かつ、耐摩耗性に優れた材料で形成されて
いるが、例えば、その材料として、フッ素樹脂、ガラス
繊維混入のフッ素樹脂、等が用いられる。この保護リン
グ６９は、取付初期には接触シール面６８に密着して削
られ、僅かに接触する状態になると、摩耗せず、そのま
まの状態を維持する。

【００２８】環状通路２４内には、媒体メデア（ビー
ズ）が入っているが、この媒体メデアとして、例えば、
鋼球、ガラス、セラミック等で形成された、直径0.5〜
0.1ｍｍの微小ビーズ、が用いられる。この微小ビーズ
は、粉体処理操作前にビーズ入口管４５から所定量、例
えば、５０％〜８０％、環状通路２４内に充填される。
環状通路２４内の微小ビーズは、栓４８を開けると、ビ
ーズ出口管４７を介して器外に排出される。

【００２９】次に、本実施例の作動について説明する。
電動機３３を起動し、ロータ２５を回転させるととも
に、液体内に分散されたスラリー原料Ｆを原料入口管２
３から環状通路２４に投入する。この原料として、例え
ば、懸濁重合法トナー、乳化重合法トナー、インクジェ
ットプリンタ用インク、光デスク用有機感光剤（フタロ
シアニン系）、複写機感光ドラム用有機感光体、インク
顔料（オフセットインキ・グラビアインキ・絶縁インキ
・水性インキ・油性インキ・フレキソインキ）、ボール
ペン用インク（水性及び油性）光触媒用酸化チタン、フ
イルム用感光剤、タンタル（コンデンサ用原料）、口紅
・マニキュア用顔料、食品原料及び食品添加物、ｕｖカ
ット用酸化チタン及び酸化亜鉛、塗料原料用顔料、液晶
カラーフィルタ、チョコレート、チタン酸バリウム、Ｐ
ＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛などの圧電セラミックス
用）、ファンデーション原料、が挙げられる。

【００３０】前記スラリー原料Ｆは、粉体原料の入口か
らステータ２の最大直径部まで加速され、環状通路の直
径が大きくなっている領域で粉体原料は処理され、微小
ビーズの作用により粉砕される。

【００３１】この時、環状通路２４内の微小ビーズは、
ボルト穴６１及びオイルシール３８に入り込もうとする
が、接触シール面６３、６８と保護リング６５、６９と
により構成されているシール手段により、その侵入が阻
止される。

【００３２】又、従来と異なり、スクリーン取付けボル
ト５６が、スクリーン取付台５２側からスクリーン押え
部材５１に螺着されているので、該押え部材５１の通路
面５１ａにボルト穴５４、５５が露出することがない。
そのため、微小ビーズが該ボルト穴５４、５５に入り込
める余地はない。又、１本のスクリーン取付ボルト５６
を着脱するだけで、スクリーン１７を着脱できるので、
分解組立等の作業が容易となる。

【００３３】環状通路２４で粉砕された粉体は、ピラミ
ッドスクリーン１７を通ってスラリー状で製品排出口管
１８内に排出され、機外に排出される。この時、該製品
排出管１８は、大径短直筒に形成され、流れやすくなっ
ているので、粘性の高いスラリー製品が管内を通って
も、冷却しなければならない程の高温となることはな
い。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、次の様な効果を奏する。 （１）オイルシールに対向するロータの通路面、又は、
軸受部の通路面のいずれか一方の通路面に接触シール面
を設け、他方の通路面に、該接触シール面に当接する後
側保護リングを設けたので、微小ビーズがオイルシール
に侵入することがない。そのため、オイルシールの早期
劣化を防止できるので、その後方に位置するメカニカル
シールの損傷も防止できる。

【００３５】（２）スクリーン取付ボルトが、スクリー
ン押え部材側から螺着されているので、ボルト穴が環状
通路内に露出することがない。そのため、該ボルト穴に
微小ビーズが侵入する恐れはない。

【００３６】（３）ロータの押え板の通路面、又は、ス
クリーン押え部材の通路面のいずれか一方の通路面接触
シール面を設け、他方の通路面に、前記接触シール面に
当接する前側保護リングを設けたので、微小ビーズがボ
ルト穴に侵入することがない。そのため、取付ボルトの
着脱が容易になると共に、損傷を防止できる。

【００３７】（４）製品排出管が、大径短直筒であるの
で、高粘性のスラリー製品でも円滑に排出できる。その
ため、ビーズ分離器及び製品排出管において温度上昇が
ない為、冷却する必要がないので、従来例のように冷却
室を設ける必要がない。従って、装置全体を小型化で
き、又、装置の価格を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１の腰部拡大図である。

【図３】装置全体の正面図で、カバーを外した状態を示
す。

【図４】従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

２ ステータ １７ ビーズ分離器 １８ 製品排出管 ２４ 環状通路 ２５ ロータ ３８ オイルシール ４０ メカニカルシール ５１ スクリーン押え部材 ５２ スクリーン取付台 ５４ ボルト穴 ５５ ボルト穴 ５６ スクリーン取付けボルト ５８ ボルト穴 ５９ ロータの押え板 ６０ 押え板取付けボルト ６１ ボルト穴 ６３ 接触シール面 ６５ 前側保護リング ６８ 接触シール面 ６９ 後側保護リング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステータの内部に設けられたロータと、該
   ロータの回転軸と、該ロータと該ステータとの間に形成
   された環状通路と、該環状通路と連通する原料入口管及
   びビーズ分離器と、該ビーズ分離器を通過する製品を排
   出する製品排出管と、前記回転軸の軸受部にロータ側か
   ら外方に向かって順次配設されたオイルシールとメカニ
   カルシールと、を備えたビーズミルにおいて；前記オイ
   ルシールと対向するロータの通路面、又は、前記軸受部
   の通路面のいずれか一方の通路面に接触シール面を設
   け、前記他方の通路面に、該接触シール面に当接する後
   側保護リングを設けたことを特徴とするビーズミル。
2. 【請求項２】ステータの内部に設けられたロータと、該
   ロータの回転軸と、該ロータと該ステータとの間に形成
   された環状通路と、該環状通路と連通する原料入口管及
   びビーズ分離器と、該ビーズ分離器を挟持する内側のス
   クリーン押え部材と外側のスクリーン取付台と、該押え
   部材と該取付台を螺着するスクリーン取付ボルトと、該
   ビーズ分離器を通過する製品を排出する製品排出管と、
   を備えたビーズミルにおいて；前記スクリーン取付ボル
   トが、該スクリーン取付台側から螺着されていることを
   特徴とするビーズミル。
3. 【請求項３】ステータの内部に設けられたロータと、該
   ロータの回転軸と、該ロータの押え板を前記回転軸の端
   部に固定する押え板取付ボルトと、該ロータと該ステー
   タとの間に形成された環状通路と、該環状通路と連通す
   る原料入口管及びビーズ分離器と、該ビーズ分離器を挟
   持する内側のスクリーン押え部材と外側のスクリーン取
   付台と、該ビーズ分離器を通過する製品を排出する製品
   排出管と、を備えたビーズミルにおいて；前記ロータの
   押え板の通路面、又は、スクリーン押え部材の通路面の
   いずれか一方の通路面に接触シール面を設け、前記他方
   の通路面に、前記接触シール面に当接する前側保護リン
   グを設けたことを特徴とするビーズミル。
4. 【請求項４】ステータの内部に設けられたロータと、該
   ロータの回転軸と、該ロータと該ステータとの間に形成
   された環状通路と、該環状通路と連通する原料入口管及
   びビーズ分離器と、該ビーズ分離器を挟持する内側のス
   クリーン押え部材と外側のスクリーン取付台と、該ビー
   ズ分離器を通過する製品を排出する製品排出管と、を備
   えたビーズミルにおいて；前記製品排出管が、大径短直
   筒であることを特徴とするビーズミル。
5. 【請求項５】ステータの内部に設けられたロータと、該
   ロータの回転軸と、該ロータの押え板を前記回転軸の端
   部に固定する押え板取付ボルトと、該ロータと該ステー
   タとの間に形成された環状通路と、該環状通路と連通す
   る原料入口管とビーズ分離器と、該ビーズ分離器を挟持
   する内側のスクリーン押え部材と外側のスクリーン取付
   台と、該取付台と該押え部材を螺着するスクリーン取付
   ボルトと、該ビーズ分離器を通過する製品を排出する製
   品排出管と、前記回転軸の軸受部にロータ側から外方に
   向かって順次配設されたオイルシールとメカニカルシー
   ルと、を備えたビーズミルにおいて；前記オイルシール
   に対向するロータの通路面、又は、前記軸受部の通路面
   のいずれか一方の通路面に接触シール面が設けられ、前
   記他方の通路面に、該接触シール面に当接する後側保護
   リングが設けられ、 前記スクリーン取付ボルトが、スクリーン取付台側から
   螺着されて、 前記ロータの押え板の通路面、又は、スクリーン押え部
   材の通路面のいずれか一方の通路面に接触シール面が設
   けられ、前記他方の通路面に、前記接触シール面に当接
   する前側保護リングが設けられ、 前記製品排出管が、大径短直筒に形成されていることを
   特徴とするビーズミル。