JP2012086106A - ロールミル - Google Patents

Abstract

【課題】粉砕時の負荷が大きくなったとき、ロールがベースの内側へ戻るときの戻りの度合いを向上させることができるロールミルを提供すること。
【解決手段】ロールミル１は、ケーシング２０と、このケーシング２０の内部に設けられ、このケーシング２０の軸方向の軸回りに回転可能なベース５０、５２と、このベース５０、５２に対して、その中心側と外側との間でスライド可能に軸支されたロール６０とを備えている。このロールミル１は、ベース５０、５２の回転に伴う遠心力によって、ロール６０がベース５０、５２に対して外側にスライドすることで、外側にスライドしたロール６０の表面とケーシング２０の内面との間の隙間で固形素材を粉砕可能となっている。このベース５０、５２は、対向配置された２枚のパネル部材５０、５２から構成されており、ロール６０は、その支持軸６２が両パネル部材５０、５２によって両持ちされる構造となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、固形素材を粉砕可能なロールミルに関する。

この種のロールミルとして、例えば、図４に示す技術が既に知られている。この技術では、ベース１５２の回転に伴う遠心力によって、３個のロール１６０がベース１５２に対して外側にスライドすることで、この外側にスライドした各ロール１６０の表面とケーシング１２０の内面の固定板１２４との間の隙間で固形素材を粉砕可能となっている。これにより、粉砕時の負荷が大きくなると、各ロール１６０がベース１５２の内側へ戻る（スライドする）ため、固形素材の強制粉砕を防止できる。したがって、大きな形状の固形素材を粉砕する場合でも、固形素材の特性を損なうことなく細かく粉砕できる。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

国際公開第２００６／００１１２６号公報

しかしながら、上述した従来技術では、ロール１６０を支持する支持軸１６２は、その一端（図４において、上端）が自由端を成す構造となっている。すなわち、ロール１６０は、その支持軸１６２がベース１５２によって片持ちされる構造となっている。これにより、ベース１５２の回転に伴ってこの支持軸１６２にも遠心力が作用すると、この自由端側が外方を向くように支持軸１６２に撓みが生じることになっていた。したがって、粉砕時の負荷が大きくなっても、各ロール１６０がベース１５２の内側へ戻るときの戻りが悪いことがあり（戻り難いことがあり）、大きな形状の固形素材を粉砕する場合、固形素材の特性を損なう荒い粉砕となることがあった。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、その課題は、粉砕時の負荷が大きくなったとき、ロールがベースの内側へ戻るときの戻りの度合いを向上させることができるロールミルを提供することである。

本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、ケーシングと、このケーシングの内部に設けられ、このケーシングの軸方向の軸回りに回転可能なベースと、このベースに対して、その中心側と外側との間でスライド可能に軸支されたロールとを備えており、ベースの回転に伴う遠心力によって、ロールがベースに対して外側にスライドすることで、外側にスライドしたロールの表面とケーシングの内面との間の隙間で固形素材を粉砕可能なロールミルであって、ベースは、対向配置された２枚のパネル部材から構成されており、ロールは、その支持軸が両パネル部材によって両持ちされる構造となっていることを特徴とする構成である。
この構成によれば、固形素材を粉砕しているときの負荷が大きくなると、従来技術のロールミルと同様に、ロールがベースの内側へ戻る（スライドする）ため、固形素材の強制粉砕を防止できる。そのため、大きな形状の固形素材を粉砕する場合でも、固形素材の特性を損なうことなく細かく粉砕できる。なお、ロールを支持する支持軸は、従来技術のロールミルと異なり、ベースによって両持ちされる構造となっている。これにより、ベースの回転に伴ってこの支持軸にも遠心力が作用しても、この支持軸に撓みが生じることがない。したがって、ロールがベースの内側へ戻るときの戻りの度合いを向上させることができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロールミルであって、パネル部材には、その厚み方向を貫通するように貫通孔が形成されていることを特徴とする構成である。この構成によれば、粉砕された固形素材（粉体）をパネル部材の縁からだけでなく、この貫通孔からも下流工程へ送ることができる。したがって、多くの粉体を下流工程へ送ることができる。

図１は、本発明の実施例に係るロールミルの縦断面図である。 図２は、図１のロールミルにおける上回転円盤の平面図である。 図３は、図２の動作状態を示す図である。 図４は、従来技術に係るロールミルの縦断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図１〜３を用いて説明する。まず、図１〜２を参照して、本発明の実施例に係るロールミル１の全体構成を説明する。このロールミル１は、主として、フレーム部２と、駆動部３と、粉砕部４と、分級部５とから構成されている。以下に、これらフレーム部２、駆動部３、粉砕部４、分級部５を個別に説明する。

はじめに、フレーム部２から説明していく。このフレーム部２は、床フロアＦに設置された架台１０と、この架台１０に組み付けられた下ケーシング２０と、この下ケーシング２０に組み付けられた上ケーシング２２とから構成されている。この下ケーシング２０には、その側面にエアを取り込み可能なエア取込口２０ａが形成されている。また、この下ケーシング２０には、その内周面に後述するロール６０の外周面に対して対向する位置に固定板２４が組み付けられている。

一方、この上ケーシング２２には、その側面に固形素材を投入可能な素材投入口２２ａと後述する分級部５によって分級された粉体を排出可能な粉体排出口２２ｂとが形成されている。この粉体排出口２２ｂの下流側には、この粉体排出口２２ｂから粉体を排出可能なファン（図示しない）が備えられている。なお、これら上下のケーシング２０、２２の外側の面には、冷却水を循環させることができる冷却ジャケット（図示しない）が備えられている。これにより、固形素材を粉砕するときの発熱を抑制できる。フレーム部２は、このように構成されている。

次に、駆動部３を説明する。この駆動部３は、架台１０に組み付けられたモータ３０と、下ケーシング２０の内部に鉛直方向の軸回りに回転可能にベアリング４２を介して組み付けられた主軸４０とから構成されている。このモータ３０の回転軸３２に固着された小プーリ３４と、この主軸４０に固着された大プーリ４４との間には、Ｖベルト３６が掛け渡されている。これにより、モータ３０を駆動させると、主軸４０を回転させることができる。駆動部３は、このように構成されている。

次に、粉砕部４を説明する。この粉砕部４は、主軸４０の長手方向の略中央に組み付けられた下回転円盤５０と、この下回転円盤５０に対向するように主軸４０の先端に組み付けられた上回転円盤５２と、これら両回転円盤５０、５２を橋渡すように３本の支持軸６２、６２、６２を介して組み付けられた３個のロール６０、６０、６０とから構成されている。この両回転円盤５０、５２が、特許請求の範囲に記載の「２枚のパネル部材」に相当する。

ここで、このロール６０の組み付け構造について詳述すると、このロール６０には、その軸方向に形成された貫通孔（符号なし）に支持軸６２がベアリング６４を介して差し込まれている。これにより、支持軸６２に対してロール６０を回転させることができる。そして、この支持軸６２は、その両端が両回転円盤５０、５２に形成されている後述する長孔５０ａ、５２ａに差し込まれている。

この記載が、特許請求の範囲に記載の「ロールは、その支持軸が両パネル部材によって両持ちされる構造となっている」に相当する。この差し込まれた支持軸６２の両端には、ストッパ６６、６６が組み付けられている。これにより、支持軸６２が両長孔５０ａ、５２ａから抜け落ちることを防止できる。ロール６０は、このように組み付けられている。

なお、この支持軸６２は、その平面形状が略矩形を成すように形成されている。これにより、この支持軸６２の両端を両長孔５０ａ、５２ａに差し込んだとき、この差し込んだ支持軸６２が両長孔５０ａ、５２ａ内を回転することを防止できる。

また、このロール６０の外周面には、その長手方向に沿って凹状の６０ａ溝が形成されている。これにより、固形素材を粉砕するとき、この溝６０ａに固形素材が引っ掛かるため、固形素材に対して十分に圧縮力、切り裂きせん断力、摩擦力を作用させることができる。なお、この溝６０ａは、ロール６０の長手方向に対して傾斜するように形成されている。これにより、固形素材に対して十分に圧縮力、切り裂きせん断力、摩擦力をさらに作用させることができる。

一方、両回転円盤５０、５２には、上述したように、支持軸６２の両端を差し込み可能な長孔５０ａ、５２ａが形成されている。これら両長孔５０ａ、５２ａは、図２からも明らかなように、両回転円盤５０、５２の周方向に均等を成すように３箇所ずつ形成されている。

これら両長孔５０ａ、５２ａは、その長手方向の両端（アウタ側の端部とインナ側の端部）を結ぶ線Ａと、このアウタ側の端部と両回転円盤５０、５２の中心とを結ぶ線Ｂとが所定の角度「θ」を成すように形成されている。また、これら両長孔５０ａ、５２ａは、その長手方向の軸線がＲ状（略円弧状）を成すように形成されている。

これらにより、ロール６０に遠心力が作用したとき、両回転円盤５０、５２に対してロール６０をスムーズに外側にスライドさせることができる。また、上回転円盤５２には、その厚み方向を貫通するように貫通孔５２ｂ、５２ｂ、５２ｂが形成されている。これにより、粉砕された固形素材（粉体）を上回転円盤５２の縁からだけでなく、これら貫通孔５２ｂからも後述する分級部５へ送ることができるため、多くの粉体を分級部５へ送ることができる。粉砕部４は、このように構成されている。

なお、これら貫通孔５２ｂ、５２ｂ、５２ｂは、上回転円盤５２において、その中心側寄りに形成されている（図２参照）。これにより、粉砕された固形素材（粉体）のうち、細かい粒子の粉体は、粉砕部４の中心寄り（内側寄り）を漂っているため、素早く、後述する分級部５へ排出させることができる。そのため、固形素材の過剰な粉砕を抑えることができる。一方、粉砕された固形素材（粉体）のうち、荒い粒子の粉体は、遠心力により粉砕部４の外側寄りを漂っているため、上回転円盤５２により跳ね返され、ロール６０、６０、６０により再粉砕されることとなる。

次に、分級部５を説明する。この分級部５は、上ケーシング２２に組み付けられた分級モータ７０と、この分級モータ７０の回転軸７２の先端に組み付けられた分級羽根７４とから構成されている。この分級羽根７４には、上述した粉砕部４によって粉砕された固形素材（粉体）のうち、所定のサイズ以下の粉体のみを通すことができる貫通孔７４ａ、７４ａが形成されている。これにより、粉砕された固形素材（粉体）が所定のサイズ以下のものとなるように分級（選別）できる。なお、この所定のサイズとは、所望する粉体のサイズによって決められる設計的な事項である。分級部５は、このように構成されている。

ロールミル１は、これらフレーム部２と、駆動部３と、粉砕部４と、分級部５とから構成されている。

続いて、図２〜３を参照して、上述した構成から成るロールミル１の動作を説明する。まず、図２に示す状態から、モータ３０と、分級モータ７０およびファンを駆動させる作業を行う。すると、既に説明したように、主軸４０が回転するため、この主軸４０の回転に伴って両回転円盤５０、５２も回転し始める。

この回転に伴って各ロール６０と共に各支持軸６２に作用する遠心力により、３本の支持軸６２は、各ロール６０と共に両回転円盤５０、５２の長孔５０ａ、５２ａ内を中心側から外側へとスライドしていく（図３参照）。このとき、各ロール６０は、各支持軸６２に対しても回転していく。すなわち、各ロール６０は、公転だけでなく自転も行う格好となっている。

次に、粉砕する固形素材を素材投入口２２ａから投入する作業を行う。すると、投入された固形素材は、両回転円盤５０、５２と各ロール６０の回転力により、各ロール６０の外周面と固定板２４との間に入り込む。この入り込んだ固形素材は、潰されると同時にせん断や摩擦力により細かく粉砕される。このとき、既に説明したように、ロール６０の溝６０ａは、ロール６０の長手方向に対して傾斜しているため、固形素材に対して十分に圧縮力、切り裂きせん断力、摩擦力をさらに作用させることができる。したがって、より、固形素材を細かく粉砕できる。

そして、粉砕された固形素材（粉体）は、分級羽根７４により所定のサイズに分級され、この分級された粉体のみ粉体排出口２２ｂから排出される。一方、分級されなかった粉体は、再度、粉砕部４により粉砕され、所定のサイズに分級されるまで繰り返される。

本発明の実施例に係るロールミル１は、上述したように構成されている。この構成によれば、固形素材を粉砕しているときの負荷が大きくなると、従来技術のロールミル１０１と同様に、各ロール６０が両回転円盤５０、５２の内側へ戻る（スライドする）ため、固形素材の強制粉砕を防止できる。そのため、大きな形状の固形素材を粉砕する場合でも、固形素材の特性を損なうことなく細かく粉砕できる。なお、ロール６０を支持する支持軸６２は、従来技術のロールミル１０１と異なり、その両端（図１において、上下端）が両長孔５０ａ、５２ａにより支持（規制）された構造となっている。すなわち、ロール６０は、その支持軸６２が両回転円盤５０、５２によって両持ちされる構造となっている。これにより、両回転円盤５０、５２の回転に伴ってこの支持軸６２にも遠心力が作用しても、この支持軸６２に撓みが生じることがない。したがって、ロール６０が両回転円盤５０、５２の内側へ戻るときの戻りの度合いを向上させることができる。このように戻りの度合いを向上させることができると、大きな形状の固形素材を粉砕する場合でも、確実に、固形素材の特性を損なうことなく細かく粉砕できる。

また、この構成によれば、上回転円盤５２には、貫通孔５２ｂ、５２ｂ、５２ｂが形成されている。そのため、粉砕された固形素材（粉体）を上回転円盤５２の縁からだけでなく、これら貫通孔５２ｂからも後述する分級部５へ送ることができる。したがって、多くの粉体を分級部５へ送ることができる。

上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
実施例では、粉砕部４には、その周方向に均等となるように３個のロール６０、６０、６０が備えられている構成を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、ロール６０の数はいくつであっても構わない。ただし、バランス、振動および騒音等を考慮して、３個、５個、９個等（３の倍数であって、且つ、２の倍数でない数字、例外的に５を含む）が好ましい。

１ ロールミル
２０ 下ケーシング（ケーシング）
５０ 下回転円盤（ベース）
５２ 上回転円盤（ベース）
６０ ロール
６２ 支持軸

Claims (2)

1. ケーシングと、
   このケーシングの内部に設けられ、このケーシングの軸方向の軸回りに回転可能なベースと、
   このベースに対して、その中心側と外側との間でスライド可能に軸支されたロールと、を備えており、
   ベースの回転に伴う遠心力によって、ロールがベースに対して外側にスライドすることで、外側にスライドしたロールの表面とケーシングの内面との間の隙間で固形素材を粉砕可能なロールミルであって、
   ベースは、対向配置された２枚のパネル部材から構成されており、
   ロールは、その支持軸が両パネル部材によって両持ちされる構造となっていることを特徴とするロールミル。
2. 請求項１に記載のロールミルであって、
   パネル部材には、その厚み方向を貫通するように貫通孔が形成されていることを特徴とするロールミル。

Images