JP2014046216A - ライナ及びこれを備えた粉体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体処理装置などに用いるライナを、部分的な損傷に対する修復を低コストで行うことができるよう構成する。
【解決手段】筒状に形成されたホルダ１１の内周に沿って多数個のライナチップ１２ａ，１２ｂを周方向に並列支持するとともに、ホルダ半径方向への高さが異なる複数種類のライナチップ１２ａ，１２ｂを、周方向に交互に配列して、ホルダ中心に向けて凹凸形状となるライナ１２内周面を形成してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、粉砕装置などの粉体処理装置のケーシング内面に取り付けられるライナ、及び、このライナを備えた粉体処理装置に関する。

粉体処理装置の一例である粉砕装置としては、例えば、特許文献１に開示されているように、粉砕ロータを中心に配備した円筒状のケーシングの内周に、粉砕ロータの周部に備えた粉砕片に近接対向するように、セラミックや超硬合金などの耐摩耗性に優れた硬質素材からなるライナを配備し、投入された原料を粉砕ロータとライナとの間に導いて粉砕するよう構成したものが知られている。

特開２００８−１１４１５２号公報

上記粉砕装置においては、原料に混入した大きい塊や異物が粉砕ロータの粉砕片とライナの間に噛み込まれて、ライナが部分的に欠損したり、クラックが入ることがあり、このような場合には、ライナの修復作業を行うことになる。

しかし、従来のライナは、環状に一体形成されたものであったために、極一部分の損傷であってもライナ全体を取り替える必要があり、修復コストが嵩むものとなっていた。また、かかる修復に備えてライナを保管しておく場合、大型の筒状部材であるライナの保管に大きいスペースを要する問題もあった。

本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、粉体処理装置などに用いるライナを、部分的な損傷に対する修復を低コストで行うことができるよう構成することを主たる目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。

（１）本発明に係るライナは、筒状に形成されたホルダの内周に沿って多数個のライナチップを周方向に並列支持してあることを特徴とする。

この構成によると、ライナの一部が損傷しても、損傷箇所のライナチップだけを取り替えることができ、簡単かつ低コストで修復を行うことができる。また、個々のライナチップは小さいので、修復に備えてのライナチップの保管も小さいスペースですますことができる。また、負荷が大きくかかる部位と負荷が少ない部位とでライナチップの材質を変えることができ、必要箇所のみに高価な材質のライナチップを用いて、ライナ全体の材料コストを低減することも可能となる。

（２）本発明の好ましい実施態様では、ホルダ半径方向への高さが異なる複数種類の前記ライナチップを、周方向に交互に配列して、ホルダ中心に向けて凹凸形状となるライナ内周面を形成してある。

この構成によると、少ない種類のライナチップで所望の凹凸形状を有する内周面のライナを得ることができる。ライナチップの組合せを変更することで、凹凸形状のパターンの変更も容易となる。

（３）本発明の他の実施態様では、前記各ライナチップは、前記周方向の厚さが一定である。

この構成によると、厚さが一定のライナチップは、製造および加工が容易であるとともに、精度の管理も容易となる。

（４）本発明の更に他の実施態様では、前記ホルダの軸心方向の端部にリテーナを脱着自在に連結し、当該リテーナで前記ライナチップを係合支持する。

この構成によると、ライナチップ群をホルダの内面に沿って内周に並列配置した状態で、ホルダの端部にリテーナを連結することで、ライナチップ群を正しく位置決め保持することができる。

（５）上記（４）の実施態様では、前記ライナチップの両端には、同一仕様の係合部が形成され、前記リテーナの厚み方向の一方の面には、前記ライナチップの前記係合部に対応する係合部が形成され、２つの前記リテーナを、前記ホルダの軸心方向両端にそれぞれ装着するとともに、前記リテーナの前記係合部を、ライナチップの両端の前記係合部にそれぞれ係合させる。

この構成によると、ライナチップの取り付け向きに制約がなくなり、ホルダへのチップ組付け作業が容易になる。また、ライナチップの両端に係合させる２つのリテーナは、互いに向かい合う係合部が同一の仕様となるので、一種類のリテーナを表裏反転して使用することができ、部品の種類が少なくなってコスト低減に有効となる。

（６）本発明の粉体処理装置は、上記（１）ないし（５）のいずれかのライナを備え、前記ライナが、回転自在なロータの外周に固定配置されることを特徴とする
この構成によると、部分的なライナ損傷に対しても低コストで修復することが可能な実用性に優れた粉体処理装置を得ることができる。

このように、本発明によれば、部分的な損傷に対する修復を低コストで行うことができるライナ、及び、粉体処理装置を得ることができる。

粉体処理装置の縦断正面図である。 ライナを備えた中間ケーシングの一部切欠き平面図である。 ライナ部の一部を拡大した平面図である。 ライナ部の縦断面図である。 ライナチップの斜視図である。 ライナチップの組付け部位の分解斜視図である。 ライナチップの組付け過程を示す縦断面図である。 ライナチップ支持構造の別実施例を示す縦断面図である。 ライナチップ支持構造の他の実施例を示す平面図である。 ライナチップ支持構造の他の実施例を示す斜視図である。 ライナチップの各種別実施例を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１に、本発明に係るライナを備えた粉体処理装置の一例としての粉砕装置の縦断正面図が示されている。この粉砕装置は、水平に設置されたベース１の上に、縦向きの軸心ｘを中心にして高速回転自在な粉砕ロータ２を配備するとともに、この粉砕ロータ２を同芯に囲むように粉砕処理室を形成する円筒状のケーシング３を配備し、ケーシング３の外側に配備された外ケーシング４の原料供給口５から粉砕処理室に供給された原料粉体を、粉砕ロータ２で微細に粉砕し、所定の粒径以下にまで粉砕された粉体を、外ケーシング４の外気取入れ口６から導入した外気の気流に乗せて、天板７に備えた排出口８から送り出すよう構成されている。

粉砕ロータ２の中心上部には、複数の羽根を有し粉砕ロータ２とは別駆動される分級ロータ９が配備され、処理粉体をケーシング３の内部で旋回流動させることで分級し、粒径が大きい粉体は、下方に位置する粉砕ロータ２の周部粉砕処理箇所に導かれて再度粉砕処理され、一方所望の粒径以下まで粉砕された粉体は、分級ロータ９内に導かれ粉砕装置から排出される。

前記ケーシング３は、ベース１上に設置される下部ケーシング３Ａ、その上の中間ケーシング３Ｂと、更にその上の上部ケーシング３Ｃとの三段分割構造に構成されており、天板７を取り外すことで、外ケーシング４の取り外し、および、三段分割されたケーシング３の分解を行うことができるようになっている。

中間ケーシング３Ｂは、粉砕ロータ２の周部に脱着可能に備えた粉砕刃２ａに対向する高さに配備されるものであり、その詳細な構造が、図２，その一部を拡大した図３及び図４に示されている。

すなわち、中間ケーシング３Ｂは、筒状に形成された金属製のホルダ１１の内周に沿ってセラミックス製のライナ１２を装着して構成されており、ライナ１２は、２種類のライナチップ１２ａ，１２ｂをホルダ内周方向に沿って交互に並列配備して構成されている。

図５に示すように、一方のライナチップ１２ａは、厚さＤ1が数ｍｍ、ホルダ軸心方向での長さＬ1が数十ｍｍ、ホルダ径方向に向かう高さＨ1が十数ｍｍの厚板状小片に形成されている。他方のライナチップ１２ｂは、一方のライナチップ１２ａの厚さＤ1と同じ厚さＤ2（＝Ｄ1）、ライナチップ１２ａの長さＬ1と同じ長さＬ2（＝Ｌ1）、ホルダ径方向に向かう高さＨ2がライナチップ１２ａの高さＨ1より数ｍｍ低い厚板状小片に形成されている。このような高さＨ1，Ｈ2が異なる２種類のライナチップ１２ａ，１２ｂをホルダ周方向に交互に並べることで、粉砕刃２ａに対向するライナ内周が、周方向で数ｍｍピッチで深さ数ｍｍの縦溝が繰り返し現れる凹凸形状の面に形成されている。なお、上記に示したライナチップの寸法は一例にすぎず、粉体処理装置の大きさ、処理対象の種類や性状、目的とする製品粒径に応じて適宜変更可能である。

これらライナチップ１２ａ，１２ｂは、以下のようにしてホルダ１１に装着支持される。すなわち、ライナチップ１２ａ，１２ｂの上端には、ホルダ側に位置する角形の係合突起１３ａと角形の係合凹部１３ｂとからなる係合部１３が設けられるとともに、ライナチップ１２ａ，１２ｂの下端にも上側の係合部１３と同一仕様の係合部１３が設けられている。

他方、ホルダ１１の上端および下端には、図３、図４及び図６に示すように、外径がホルダ外径と同一で、内径がホルダ内径よりも小径の環状に形成されたライナ支持用のリテーナ１４が配備されて、ホルダ１１の上下端面に８本ずつのボルト１５で連結固定される。

上側のリテーナ１４における厚み方向の一方の面である下面の内周側部位には、角形の係合凹部１６ａと角形の係合突起１６ｂとからなる係合部１６が設けられるとともに、下側のリテーナ１４における上面の内周側部位にも前記係合部１６と同一仕様の係合部１６が設けられており、かつ、これらリテーナ１４の係合部１６にライナチップ１２ａ，１２ｂの係合部１３が上下方向（ホルダ軸心方向）から着脱自在となっている。

なお、リテーナ１４のホルダ１１に対する取付け面には、図６に示すように、ホルダ１１の上下端に設けた環状突起１７に係合する環状段差１８が形成されており、これら環状突起１７と環状段差１８の係合によって上下のリテーナ１４がホルダ１１と同芯に連結される。

ライナ１２の組付けに際しては、図７に示すように、予め、ホルダ１１の下端にリテーナ１４を連結しておき、ホルダ１１の内側において上向きに露出したリテーナ１４の係合部１６に、ライナチップ１２ａ，１２ｂにおける下端側の係合部１３を上方から差込み嵌合する。この場合、両係合部１３，１６においては角形の係合突起１３ａ，１６ｂと角形の係合凹部１６ａ，１３ｂとが密に嵌合することで、ライナチップ１２ａ，１２ｂは起立姿勢に自立保持され、手を離しても勝手に脱落したり起立姿勢が大きく変るようなことなく、所定の姿勢に仮り止め保持しておくことができる。

ホルダ１１の内周全体に亘るライナチップ１２ａ，１２ｂの仮り止め保持が完了すると、上側のリテーナ１４をホルダ１１の上端に載置するとともに、仮り止め保持されているライナチップ１２ａ，１２ｂ群に上方から被せ、リテーナ１４の下向き嵌合部１６をライナチップ１２ａ，１２ｂ群の上向き嵌合部１３に嵌合させ、全ライナチップ１２ａ，１２ｂを正しく嵌合支持した状態で、リテーナ１４をボルト１５によってホルダ１１の上端に締め付け固定する。

このようにしてホルダ１１に支持されたライナチップ１２ａ，１２ｂは、上下方向（ホルダ軸心方向に沿った方向）への移動、および、ホルダ中心側への抜け出し移動が阻止された状態となる。

以上のような手順で組上げられた中間ケーシング３Ｂは、図１に示されるベース１上に位置決め設置された下部ケーシング３Ａの上端に位置決め載置した後、この中間ケーシング３Ｂの上端に上部ケーシング３Ｃを位置決め載置することで、所定高さのケーシング３が粉砕ロータ２の軸心ｘと同芯に組み上がる。なお、ケーシング３が組み上がった状態では、ライナ１２を形成する高さの低いライナチップ１２ｂのケーシング中心に向かう先端が下部ケーシング３Ａおよび上部ケーシング３Ｃの内周位置に略相当し、高さの高いライナチップ１２ａ群だけがケーシング中心に向けて突出して粉砕刃２ａに近接対向する状態となる。

また、下側のリテーナ１４の下向き外側面、および、上側のリテーナ１４の上向き外側面には、同一仕様の環状突起１９が備えられており、下側リテーナ１４の環状突起１９は、中間ケーシング３Ｂを下部ケーシング３Ａに載置結合する際の芯出しに利用され、また、上側リテーナ１４の環状突起１９は、中間ケーシング３Ｂに上部ケーシング３Ａを載置結合する際の芯出しに利用され、三段分割構造のケーシング３が正しく芯出しされ筒状に組上げられる。また、下側のリテーナ１４の適所には、図４に示すように、下部ケーシング３Ａの上端に打ち込み装着されたノックピン２０を係入する係合孔２１が設けられており、この係合によって中間ケーシング３Ｂが周方向へ回動することが阻止されるようになっている。

ケーシング３が組み上がると、外ケーシング４をベース１上に装填するとともに、ケーシング３および外ケーシング４の上に天板７を装着してベース側にボルトを介して締め付け固定することで粉砕装置の主要部が完成する。

粉砕処理において、原料に混入した塊や異物が粉砕ロータ２の粉砕刃２ａとライナ１２との間に噛み込んで、ライナ１２の一部が欠損したような場合には、上記と逆の手順で粉砕装置を分解して中間ケーシング３Ｂを取り出し、上側のリテーナ１４を取り外すことでライナチップ１２ａ，１２ｂを上方に取り外すことが可能となる。損傷したライナチップ１２ａ，１２ｂだけを上方に抜き外して、予め準備しておいた同じ種類のライナチップ１２ａ，１２ｂと交換することができる。なお、実際には、粉砕刃２ａに近接対向する高さの大きいライナチップ１２ａが損傷することが多いので、この種類のライナチップ１２ａを予備に多く保管準備しておくことが望ましい。

［他の実施例］
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。

（１）図８に示すように、ホルダ１１の下部に下側の係合部１６を一体形成して実施することもできる。

（２）ライナチップ１２ａ，１２ｂ群をホルダ１１の内周に沿って支持する手段は上記実施例の構造に限られるものではなく、例えば、図９，図１０に示すように、ホルダ１１を周方向に複数に分割した構造にして、分離開放された状態のホルダ１１の係合部１６にライナチップ１２ａ，１２ｂを周方向から差込み係合させることも可能である。これによると、分割されたホルダ１１を突き合わせてノックピンなどで位置合わせしてボルト連結する必要はあるが、上下のリテーナ１４およびこれをホルダ１１に取り付ける多く（実施例では上下１６本）のボルト１５が不要であり、ホルダ連結用の少ないボルト操作だけですますことができる。また、ライナ組付け作業中において、一旦ホルダ１１に差込み係合したライナチップ１２ａ，１２ｂは不用意に抜け外れることがなく、ライナ組付け作業が容易となる。

（３）図１１に示すように、内周部の凹凸を１組、あるいは、複数組備えたライナチップ１２ｃに形成して実施することもできる。これによると、ライナチップ１２ｃは１種類だけですみ、製作が容易になるとともに、幅の小さいライナチップ１２ａ，１２ｂを交互に並べる上記実施例に比べて使用するライナチップ１２ｃの個数も少なくなり、組付け作業が容易となる。また、このように周方向幅広のライナチップ１２ｃを使用した場合には、ホルダ１１の内周に沿って配備した各ライナチップ１２ｃをホルダ１１の外周から挿入したボルトでライナチップ１２ｃごとに締め付け固定することも可能であり、この場合はリテーナ１４は不要となる。

（４）ライナチップは、ホルダ中心外側へ向けて厚さが大きくなる構成、すなわち、平面視において略台形型となる構成とすることもできる。これによると、ライナチップをホルダ周方向に並列配備したときに、各ライナチップ間の隙間が小さくなり、ライナチップががたつくおそれを小さくできる。

（５）その他、ライナチップの粉砕ロータ２と対向する部分の形状は、三角形型、丸溝型、波型又はノコギリ歯型とすることもできる。ライナチップの形状は、処理対象の種類や性状、目的とする製品粒径に応じて適宜選択すればよい。なお、三角形型、丸溝型、波型又はノコギリ歯型のライナチップをホルダ周方向に並べてライナを構成した場合には、上記実施例でスペーサ的に利用されていたライナチップ１２ｂは用いなくてもよい。

（６）ホルダ中心に向かう高さがそれぞれ異なる３種以上のライナチップを組み合わせてホルダ周方向に並べて複雑に凹凸する内周面を形成し、処理対象に対応させた好適な内周面のライナを構成することも可能である。

（７）並列配備したライナチップの内で負荷のかかるもの、例えば、上記実施例では、高さの大きいライナチップ１２ａだけをセラミックスや超硬合金などの耐摩耗性が特に高い素材で形成し、スペーサ的に利用されるライナチップ１２ｂを単なる鋼材で形成することも可能である。セラミックスの好適な例としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化珪素又は窒化珪素などが挙げられる。また、超硬合金の好適な例としては、炭化タングステンなどが挙げられる。

（８）本発明は、上記実施例の粉砕装置に限らず、例えば、国際公開番号ＷＯ２０１１／１３８９３２に記載のロングギャップミルタイプの粉砕装置、あるいは、粉体を細かく解して乾燥処理する他の粉体処理装置にも適用できるものである。

本発明の粉体処理装置の処理対象としては、例えば、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム若しくは炭素材料などの電池材料、炭酸カルシウムなどの鉱物、又はトナー若しくは粉体塗料などの樹脂材料などが挙げられる。

２ 粉砕ロータ
３ ケーシング
１１ ホルダ
１２ ライナ
１２ａ ライナチップ
１２ｂ ライナチップ
１２ｃ ライナチップ
１３ 係合部
１４ リテーナ
１６ 係合部

Claims (6)

1. 筒状に形成されたホルダの内周に沿って多数個のライナチップを周方向に並列支持してある、
   ことを特徴とするライナ。
2. ホルダ半径方向への高さが異なる複数種類の前記ライナチップを、周方向に交互に配列して、ホルダ中心に向けて凹凸形状となるライナ内周面を形成してある、
   請求項１に記載のライナ。
3. 前記各ライナチップは、前記周方向の厚さが一定である、
   請求項１または２に記載のライナ。
4. 前記ホルダの軸心方向の端部にリテーナを脱着自在に連結し、当該リテーナで前記ライナチップを係合支持する、
   請求項１ないし３のいずれかに記載のライナ。
5. 前記ライナチップの両端には、同一仕様の係合部が形成され、
   前記リテーナの厚み方向の一方の面には、前記ライナチップの前記係合部に対応する係合部が形成され、
   ２つの前記リテーナを、前記ホルダの軸心方向両端にそれぞれ装着するとともに、前記リテーナの前記係合部を、ライナチップの両端の前記係合部にそれぞれ係合させる、
   請求項４に記載のライナ。
6. 前記請求項１ないし５のいずれかに記載のライナを備え、
   前記ライナが、回転自在なロータの外周に固定配置される、
   ことを特徴とする粉体処理装置。

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