JP2008272712A - 粉砕ロール及び該粉砕ロールを備えた粉砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 粉砕ロールから粉砕面を備えた粉砕セグメント部材を着脱できるようにする。
【解決手段】 台ロール１２と、粉砕面を有する周方向に同一の幅を有する複数の粉砕セグメント部材２０とを有し、前記セグメント部材２０が前記台ロール１２上に着脱自在に装着される。前記台ロール１２と前記セグメント部材２０は、それぞれのキー溝１２ａ，２０ａに収納される共通のキー３０を介して連結され、前記台ロール１２の駆動力が前記キー３０を介して粉砕セグメント部材２０に伝達され、前記台ロール１２と前記粉砕セグメント部材２０が、ボルトＢにより取り外し自在に連結されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、粉砕ロール、例えば、ゴム材、木材、鉱石、樹脂などの固形物を粉砕するための粉砕ロール及び該粉砕ロールを備えた粉砕装置に関する。

例えば、使用済みタイヤを粉砕して得られゴム材料を回収して再利用したり、或いは石炭などの鉱石を粉砕して利用しやすい形態に変えたりする等のために、固形物を粉砕することが行われている。これらの固形物の粉砕は粉砕ロールを用いた粉砕装置が用いられている。

図５は、従来の粉砕装置の１例を示す。
この粉砕装置は、予備粉砕機１で処理された細粉砕ゴムを微粉砕機２によって荒粉砕から中粉砕を経て仕上げ粉砕されて微粉砕ゴムに加工するものである。
微粉砕機２は、荒粉砕部２ａ、中粉砕部２ｂ及び仕上げ粉砕部２ｃを上段（又は上流）から下段（又は下流）に向けて連続的に配置したロール粉砕手段からなっている。荒粉砕部２ａ、中粉砕部２ｂ及び仕上げ粉砕部２ｃは、いずれも対のロール２ａ１１・・・２ｃ１２を一段又は複数段に配置している。

荒粉砕ゴムは、中粉砕ロール２ｂ１１，２ｂ１２に供給されて中粉砕され、ふるい機２ｂ２によって所定の粒径の粉砕ゴムのみが中粉砕ゴムとして、仕上げ工程へ送られる。さらに、中粉砕ゴムは仕上げ粉砕ロール２ｃ１１，２ｃ１２によって微粉砕ゴムに仕上げられる。
微粉砕機２における粉砕ロール２ａ１１・・・２ｃ１２のそれぞれの外周面は凹凸面となっており、粉砕ゴムは、各粉砕段階における荒粉砕ロール、中粉砕ロール、仕上げ粉砕ロールで粉砕される。

即ち、対を成す荒粉砕ロール２ａ１１，２ａ１２・・・は、粉砕ロールの一方が低速側、他方が高速側となるよう双方の回転に速度差を設け、それによって各粉砕ロール間に生じる剪断力とゴム同士の摩擦力でゴムを粉砕する。各段階における粉砕ロール２ａ１１・・・２ｃ１２の溝形状、表面速度差比率及びロール間隙（ギャップ）などの加工条件は、得ようとするゴム粒径に応じて調整される。

ところで、上記従来の粉砕装置で使用する粉砕ロールは、ロール表面に粉砕用切削面が直接加工されている。そのため、例えば切削面が摩耗すると、粉砕ロールを再加工したり新規のものに交換して上記粉砕処理を行う必要がある。
この粉砕ロールの交換は、摩耗したロールを装置から外して再加工したものや新規の粉砕ロールを装着するため、大がかりな作業となる。

また、それだけではなく、取り外した摩耗ロールの切削面を再加工する場合には、再加工に要する時間から納期の問題や工数を要するという問題が出てくるが、ロール自体が減耗して外径が細っている場合には、粉砕ロールの再切削加工自体が不可能になり、新規のロールに替えなければならない。
また、従来の粉砕装置では、得ようとする粉体に合わせて切削面の粗さ変更を行う場合でも、ロール自体の交換作業を要するため、大掛かりな工数が掛かるという問題もある。
したがって、従来の粉砕装置では、粉砕ロールのメンテナンスに費用が掛かるという問題もある。

さらに、別の問題として、従来の粉砕ロールは、ロール表面に直接切削面が加工されているため、ロールの製造時や再加工時に、その構造上ロール表面側からの硬化処理しか行うことができず、したがって、硬化層の厚さを均一化することが難しく、安定したロール表面硬化加工が難しいという問題もある。
特開２００６−１７６５６０号公報

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、粉砕ロール自体を交換することなくその切削又は粉砕面部分のみを着脱出来るようにして、メンテナンスコストを大幅に低減すると共に、粉砕ロールから粉砕面部分を分離することで、粉砕面部分の表面硬化処理が均一にできるようにすることである。

請求項１の発明は粉砕ロールであって、回転軸を有する台ロールと、破砕面を備えた複数の粉砕セグメント部材とから成り、前記複数の粉砕セグメントを前記台ロールの周面上に着脱自在に取り付けて粉砕面を備えたスリーブ部材を形成したことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された粉砕ロールにおいて、前記複数の粉砕セグメント部材は前記粉砕ロールの円周方向に互いに等しい幅を有していることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された粉砕ロールにおいて、前記台ロールと前記粉砕セグメント部材は、それぞれのキー溝に収納される共通のキーを介して連結され、前記台ロールの駆動力が前記キーを介して前記セグメント部材に伝達されることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載された粉砕ロールにおいて、前記台ロールと前記粉砕セグメント部材が、取り外し自在な連結手段により連結されることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載された粉砕ロールにおいて、前記粉砕セグメント部材が前記台ロールの周面上で互いに密接して配置されていることを特徴とする。
請求項６の発明は粉砕装置であって、請求項１ないし５のいずれかに記載された粉砕ロールを備えたことを特徴とする。

（作用）
本発明によれば、摩耗する部分である粉砕面と台ロール（ロール本体）を分離して、粉砕面を台ロールに着脱自在に装着できるようにする。これにより、粉砕面が摩耗したり或いは得ようとする粉体のサイズに合わせて粉砕面を変更するときは、粉砕ロールを粉砕装置に装着したまま、上記セグメント部材のみを取り外して、交換作業を行うことができる。
また、上記セグメント部材は、台ロールに比べて薄ゲージに形成されているため、製造又は修理時に表面、裏面の両面から熱処理を行い、上記セグメント部材をより均一な硬度に加工できる。

本願発明によれば以下の効果を得ることができる。
（１）粉砕装置において、粉砕面を備えたセグメント部材のみを交換可能とし、従来のように粉砕装置から粉砕ロールを降ろす（外す）作業を要しないから、交換作業の能率を大幅に向上させることができる。
（２）粉砕面を備えたスリーブ部材を複数の粉砕セグメントで構成することで、各粉砕セグメント部材を軽量化して交換を容易にすると共に、均一な硬化処理を可能にした。
（３）台ロールと粉砕セグメント部材を、台ロールに植え込んだキーで連結したため、ボルトだけで連結するのに比べて精度よく固定できる。また、粉砕ロールの回転力でボルト穴付近に応力が集中するのを抑制することができる。

本願発明の粉砕装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る粉砕ロールの斜視図である。
本粉砕ロール１０は、両端部から突出する回転軸１４を備えた台ロール１２と、台ロール１２の周面上に密接して配置された同一幅を有する複数（図示のものでは６個）の破砕セグメント部材２０とからなっている。破砕セグメント部材２０は、例えば微細な凹凸が形成された粉砕面２２を備えている。
ここで凹凸は、ローレット加工で形成される片綾目又は両綾目で構成したり、スパイラル状に溝を切って形成するなど任意である。

図２は粉砕ロール１０を示し、図２Ａは上記粉砕ロール１０の正面からみた透視図、図２Ｂはその側断面図である。
図２Ａに示すように、台ロール１２の長手方向には複数のキー溝１２ａがその円周に沿って等間隔に設けられている。
なお、台ロール１２の内部は粉砕作業時に冷却水を通すため空洞になっている。

台ロール１２の周面に取り付ける粉砕セグメント２０は、上記凹凸加工を施した粉砕面２２と、この粉砕面２２の裏面２４に、台ロール１２のキー溝１２ａに嵌め込み固定された、即ち植え込まれたキー３０に嵌合するキー溝２０ａと、粉砕エレメント２０を台ロール１２に固定するための連結手段、例えばボルトＢを挿入するボルト孔２６が設けられている。上記キー溝２０ａは、各粉砕セグメント部材２０の裏面の一部に或いはその長手方向の一端側から他端側に延びる一条の溝として形成することができる。

上記台ロール１２に粉砕セグメント部材２０を取り付けるには、図３Ａに示すように、まず、台ロール１２の溝１２ａに図３Ｂに示すキー３０を挿入固定し、そのキー３０に対して粉砕セグメント部材２０の裏面２４のキー溝２０ａを上記キー３０に位置合わせして嵌合し、さらに、粉砕セグメント部材２０のボルト孔２６から台ロール１２のボルト孔１２ｂにボルトＢを差し込んで両者を一体に固定する。
このようにして台ロール１２と粉砕セグメント部材２０とを一体化することで、台ロール１２の回転力は上記キー３０を介して粉砕セグメント部材２０に伝達されるため、ボルトＢの周りに応力が集中することが防止できる。
また、粉砕セグメント部材２０を台ロール１２から外すには、上記ボルトＢを外すだけで、台ロール１２から容易に取り外すことができる。

本実施形態の粉砕ロール１０は、その台ロール１２の粉砕面２２に複数の粉砕セグメント部材２０を着脱自在に備えているため、粉砕ロール１０の粉砕面が摩耗したり、或いは損傷したりした場合は、一部または全ての粉砕セグメント部材２０を取り替えることができる。粉砕セグメント部材２０の取り替えは、一部又は全部に関わらず、粉砕ロール自体（台ロール１２）は粉砕装置から取り外す必要がなく、粉砕装置に装着したままで行うことができる。

ここで、粉砕セグメント部材２０は、図３Ａに示すように、湾曲した断面形状を備えた薄ゲージの板状であるため、その熱処理を表面及び裏面の両面から均一に行うことができ、そのため内部に歪みが生じることがなく、粉砕に必要な硬さを容易に確保することができる。
この点、ロール本体表面を熱処理硬化する場合は、その構造上、ロール本体表面側からでしか熱処理ができないため、熱処理、即ち硬化処理が不均一になり易いが、本実施形態の粉砕ロール１０ではその虞がない。

本実施形態の粉砕ロール１０は、以上の構成から成るから、台ロール１２の回転時には、その回転力がキー３０を介してその表面に固定された粉砕セグメント部材２０に伝達される。キーと溝との嵌合により、各セグメントは、精度よく台ロールに固定できるので、粉砕セグメント部材２０は、台ロール１２の周面上に全て固定した状態では、隙間無く形成された均一な外周面（破砕又は切削面）を有するスリーブ部材を構成することができる。
したがって、台ロール１２を回転することにより、従来の粉砕ロール１０と同様の粉砕を行うことができる。

以上の説明では、粉砕セグメント部材２０は各々円周方向の幅が互いに等しいものとして説明したが、本発明はこれに限定されず、台ロール１２の周面上に取り付けたときにスリーブ部材を構成できるものであれば、円周方向に異なる幅の粉砕セグメント部材として構成してもよい。また、連結手段はボルトに限らず、台ロール１２上に粉砕セグメント部材２０を連結できるものであれば、周知又は公知のどのような連結手段を用いてもよい。

以上粉砕ロール１０について説明したが、本実施形態に係る粉砕ロール１０は、図４に示すようにカッターロール４０と対になって固形物を粉砕する。その粉砕のメカニズムは従来装置について既に説明したのと同様に、両ローラ間における被粉砕物同士の摩擦力や速度差による剪断力を利用して被粉砕物の粉砕を行う。具体的粉砕装置としては、例えば、特許文献１に記載された粉砕装置等のような従来公知の粉砕装置に上記粉砕ロールを適用したものを挙げることができる。

本発明の実施形態の粉砕ロールの斜視図である。 粉砕ロールを示し、図２Ａは上記粉砕ロールの正面からみた透視図であり、かつ図２Ｂはその側断面図である。 図３Ａは粉砕ロールの断面図であり、図３Ｂはキーの斜視図である。 本件実施形態の粉砕ロールを用いた粉砕装置の粉砕部を模式的に示す図である。 従来の粉砕装置を模式的に示す図である。

符号の説明

１０・・・粉砕ロール、１２・・・台ロール、１２ａ・・・キー溝、１４・・・ロール軸、２０・・・粉砕セグメント部材、２０ａ・・・キー溝、３０・・・キー、Ｂ・・・ボルト。

Claims (6)

1. 回転軸を有する台ロールと、破砕面を備えた複数の粉砕セグメント部材とから成り、前記複数の粉砕セグメントを前記台ロールの周面上に着脱自在に取り付けて粉砕面を備えたスリーブ部材を形成したことを特徴とする粉砕ロール。
2. 請求項１に記載された粉砕ロールにおいて、
   前記複数の粉砕セグメント部材は前記粉砕ロールの円周方向に互いに等しい幅を有していることを特徴とする粉砕ロール。
3. 請求項１又は２に記載された粉砕ロールにおいて、
   前記台ロールと前記粉砕セグメント部材は、それぞれのキー溝に収納される共通のキーを介して連結され、前記台ロールの駆動力が前記キーを介して前記粉砕セグメント部材に伝達されることを特徴とする粉砕ロール。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載された粉砕ロールにおいて、
   前記台ロールと前記粉砕セグメント部材が、取り外し自在な連結手段により連結されることを特徴とする粉砕ロール。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載された粉砕ロールにおいて、
   前記粉砕セグメント部材が前記台ロールの周面上で互いに密接して配置されていることを特徴とする粉砕ロール。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載された粉砕ロールを備えたことを特徴とする粉砕装置。

Images