JP2021159824A - 旋動式破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】上部フレーム２下端内周面２ｂに付着した粉塵が環状複動形油圧シリンダ２２のシリンダ（上部フレーム２）内に侵入することを抑制する。【解決手段】機体フレーム１とバウル２１の間に形成した油圧シリンダによりバウル２１を昇降し、回転軸４に偏心して取付けたマントル９に対向してバウルライナー１０を取り付ける。回転軸の回転により、マントルを旋動回転させ、マントルとバウルライナーの間に投入された被砕物Ｐをその間で破砕する。油圧シリンダの下側にグランドパッキン２７、ダストスクレーパ２８を設け、上下油圧室２２ａ、２２ｂのパッキン２４、２５の外側にはダストシールリング２９をさらに設ける。上部フレーム下端内周面の粉塵は、ダストスクレーパによって掻き取られ、さらにグランドパッキン及びダストシールリングにより油圧シリンダ内への侵入が阻止される。このため、油圧シリンダの作動油が粉塵で汚染される恐れは極めて低く、油圧機器及びその部品の損傷は生じにくい。【選択図】図４

Description

この発明は、旋動作用を受けるマントルと、機体フレームに固定のバウルライナーとの間で、被砕物を破砕する旋動式破砕機に関するものである。

旋動式破砕機の一例として、この発明の一実施形態を示す図１を参照して説明すると、上下フレーム２、３からなる機体フレーム１に設けた上下方向の回転軸４に、その軸方向にマントルコア８を有する主軸７を偏心かつ傾けて摺動自在に嵌め込み、前記機体フレーム１（上部フレーム２）には前記マントルコア８のマントル９に対向してバウルライナー１０を取付けた構成のものがある。この旋動式破砕機は、回転軸４の回転により、主軸７を介してマントルコア８を旋動回転させ、マントル９とバウルライナー１０の間で被砕物Ｐを破砕する（特許文献１、２参照）。

この旋動式破砕機は、マントル９とバウルライナー１０の間で岩石などの被砕物Ｐを噛み込んでこれを噛み砕くものであり、破砕された被砕物Ｐの大きさ（粒度）はマントル９とバウルライナー１０との最小間隙によって決定される。また、当然に、その両者９、１０も摩耗してその間隙が広がり、破砕条件が劣化する。このため、その摩耗の進行と共にマントル９又はバウルライナー１０の位置（間隙）を調整して所望の粒度を得る必要がある。

その調整手段として、機体フレーム（上部フレーム２）にバウルライナー１０を取付けた筒状バウル（以下、適宜に「筒体」とも言う。）２１を昇降自在に嵌めるとともに、その機体フレーム１とバウル２１の間にその全周に亘る環状の油圧シリンダ２２を形成し、その油圧シリンダ２２の上部油圧室２２ａと下部油圧室２２ｂの作動油の出入りによってバウル２１を上昇又は下降させ、前記バウルライナー１０の位置を調整している（破砕された被砕物Ｐの出口間隔の拡縮を行っている）。

特開平１１−１３８０３４号公報 特開２００１−１９０９６８号公報

上記旋動式破砕機において、バウル２１が下降すると、そのバウル２１の下端外周面が破砕室内の粉塵環境に晒され、その下端外周表面に粉塵が付着する。この付着状態でバウル２１が再度上昇すると、油圧シリンダ２２のシリンダに相当する上部フレーム２下部に設けてあるダストシール（特許文献２図３のダストシール３６参照）で取り切れない粉塵が油圧シリンダ２２のシリンダ（上部フレーム２）内に侵入し、油圧シリンダ２２の作動油を汚染する。この汚染された作動油により、各油圧機器の早期損傷並びに各部品の損傷に繋がる問題がある。

この発明は、上記バウルの下端外周面に付着した粉塵が油圧シリンダ２２のシリンダ（上部フレーム２）内に侵入することをより抑制することを課題とする。

上記課題を達成するため、この発明は、上記油圧シリンダの下側にグランドパッキン及びダストスクレーパを設けることとしたのである。
上部フレーム下端内周面に付着した粉塵は、まず、ダストスクレーパに掻き取られて上部フレーム下端内周表面から少なからず除去され、掻き取られなかった粉塵は、グランドパッキンによってさらに油圧シリンダのシリンダ（上部フレーム）内に侵入することが阻止される。

具体的には、機体フレームにバウルを昇降自在に嵌め、その機体フレームとバウルの間にその全周に亘る環状複動形油圧シリンダを形成して、その油圧シリンダにより、機体フレームに対してバウルを昇降し、機体フレームに設けた上下方向の回転軸にマントルコアを偏心して旋動自在に取り付けるとともに、バウルにはマントルコアのマントルに対向してバウルライナーを取り付け、回転軸の回転によりマントルコアを旋動回転させ、マントルとバウルライナーの間に投入された被砕物をその間で破砕する旋動式破砕機において、前記油圧シリンダのピストン側となるバウルと同シリンダ側となる機体フレームとの間の油圧シリンダの下側にグランドパッキンとダストスクレーパを下方に向かって順々に設けた構成を採用したのである。

この構成において、上記バウルと機体フレームとの間の、上記油圧シリンダの下部油圧室下側のシール用パッキンのさらに下側にダストシールリングを設けることができる。このようにすれば、ダストシールリングによって、バウル下端外周表面に付着した粉塵は、油圧シリンダ内に侵入することがさらに阻止される。

この発明は、以上のように、油圧シリンダのピストン側となるバウルと同シリンダ側となる機体フレームとの間の油圧シリンダの下側にグランドパッキンとダストスクレーパを下方に向かって順々に設けたので、上部フレーム下端内周表面に付着した粉塵が、油圧シリンダのシリンダ（上部フレーム２）内に侵入し、油圧シリンダの作動油を汚染することは極力少なくなる。このため、汚染された作動油により、各油圧機器の早期損傷並びに各部品の損傷に繋がる問題も極力少なくなる。

この発明に係る旋動式破砕機の一実施形態の概略切断正面図 図１の一部省略平面図 同実施形態の固定部材と可動部材との重合部を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の一部切断平面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図 図１の要部拡大図 この実施形態の作用説明用要部拡大図であり、（ａ）はバウルの上昇状態、（ｂ）は同下降状態

この発明に係る旋動式破砕機の一実施形態を図１乃至図４に示し、機体フレーム１は、上部フレーム２と下部フレーム３からなり、下部フレーム３は、その中央に、軸心が上下方向の回転軸４を摺動自在に保持する筒部５と、その筒部５の外周４箇所で保持する中空保持部６を備えている。

上記回転軸４にはその軸方向の傾斜孔１１が形成されており、この傾斜孔１１に主軸７の下半部が回転自在に挿入されている。すなわち、主軸７は回転軸４に偏心して設けられている。その主軸７にマントルコア８が設けられ、そのマントルコア８の表面に破砕用マントル９を設けている。
上記回転軸４は、筒部５の内面下部に配設された軸受１２により支持されており、図示しない駆動機からマシンプーリ１３、かさ歯車１４等を介して回転する。このため、回転軸４が回転すると、主軸７が偏心していることから、マントル９は旋動する。すなわち、主軸７とマントルコア８（マントル９）とによって旋動体が構成される。図中、１５ａは回転軸４の下端に外嵌されたインナーブッシュ、１５ｂは回転軸４に外嵌されたアウターブッシュである。

上記マントルコア８は、その底面にマントルコア球面部が設けられて、機体フレーム１の筒部５の上面に固定されたスラストシートにより前記マントルコア球面部を介して回転自在に支承されている。また、マントルコア８は、その外周縁にスカート部１７が形成されており、そのスカート部１７に環状の防塵リング１８がガイド１８ａを介して設けられている。そして、筒部５の周囲上面に環状防塵筒１９を立設し、その上部のシール用オイルフェンス１９ａと前記防塵筒１９を隙間をもって対向させている。

上部フレーム２の内側に円筒状バウル２１が昇降可能に設けられており、その上部フレーム２とバウル２１の間にその全周に亘る環状の油圧シリンダ２２が形成されている。このため、この油圧シリンダ２２により、機体フレーム１（上部フレーム２）に対してバウル２１が昇降する（図５（ａ）、（ｂ）参照）。
バウル２１の表面には上記マントル９と対向するバウルライナー１０が設けられている。

上部フレーム２とバウル２１との間の油圧シリンダ２２は、上下の油圧室２２ａ、２２ｂを有する複動形で、その両油圧室２２ａ、２２ｂの間にシール用パッキン２３及び上下（外側）に同パッキン２４、２５がそれぞれ介在されている。上部油圧室２２ａは上部フレーム２上部に固定のパッキンリテーナ２６によって閉止され、このパッキンリテーナ２６に前記上側パッキン２４が設けられている。両油圧室２２ａ、２２ｂには給油孔、排油孔（図示せず）が設けられており、図示省略の油圧機構（油圧ユニット）により、作動油が給排され、油圧シリンダ２２が作動されてバウル２１が昇降する。

各パッキン２３、２４、２５は、シール性を考慮して、断面がＵ字形のものが用いられており、各パッキン２３は、そのリップ部が上部フレーム２の内周面２ｂと接して、油の洩れを防止している。また、その各パッキン２３，２４、２５の凹部に真鍮製のサポートリング（図示省略）が全周に亘って嵌められている。

以上の構成は従来と同様であり、この発明は、この実施形態においては、図１、図４、図５に示すように、上記油圧シリンダ２２の下側に、バウル２１に固定の円筒状取付板２０及びスタッフィングボックス２０ａを介してグランドパッキン２７及びダストスクレーパ２８を下側に向かって順々に設けた点が特徴である。これらのグランドパッキン２７及びダストスクレーパ２８の数は一つに限らず、２個等と任意である。
この実施形態においては、さらに上記バウルと機体フレームとの間の、油圧シリンダ２２の上下部油圧室２２ａ、２２ｂ外側（上側及び下側）のシール用パッキン２４、２５のさらに外側（上側及び下側）にダストシールリング２９、２９を設けている。このダストシールリング２９の数も一つに限らず、２個等と任意である。

グランドパッキン２７は、一般的に断面が角形で紐状の軸封部品であって、回転する軸、往復動する軸、ヘリカル運動（ら旋運動）をする軸に同一心で嵌められて、圧力の加わった流体が、機器の外部へ流出するのを防ぐために使用され、この実施形態においても、繊維、ゴム、合成樹脂等からなる同様な物を使用する。
ダストスクレーパ２８は、外部からの塵埃の侵入を防止してパッキンや軸受を保護する物であって、一般的に、断面形状が、取付溝に嵌る基部と、その基部から両側に斜めに突出するリップ部とからなり、この実施形態においても同様な物を使用する。
ダストシールリング２９は、円盤状を呈して軸などに嵌められる形状をしており、ポリウレタン（ＴＰＵ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＰＭ、ＦＫＭ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等からなる。

また、この実施形態においては、上記バウル２１の上部外周部の回りに、そのバウル２１の傾倒を抑制する支持部材３０を設けている。
この支持部材３０は、バウル２１を上方から包み、バウル２１と同心の円筒状であって、円筒部３１とその円筒部３１の上縁全周から内側に延びるリング状鍔部３２とからなる。鍔部３２はバウル２１の上端にビス止めされ、円筒部３１の下部内面に可動部材３３を摺動パット３３ｂを介して上下方向移動可能及び回転自在に設けている。この可動部材３３はバウル２１と同心の円環状で縮径方向の弾力を有する材料からなって、その周囲一個所が欠如されて（上下方向全長に亘る切欠き３３ｃが形成されて）径方向が拡縮可能となっている。

その可動部材３３に対向してバウル２１と同心の円環状の固定部材３４が上部フレーム２上部のパッキンリテーナ２６の外側部分で形成されている。この固定部材３４と可動部材３３は上向き外側に傾斜するテーパ面３３ａ、３４ａをそれぞれ有してその両テーパ面３３ａ、３４ａで重なり合っている。
また、固定部材３４の可動部材３３の切欠き３３ｃとの対向面にはビス３４ｂがねじ込まれて、このビス３４ｂが可動部材３３の切欠き３３ｃに楔状に打ち込まれて固定部材３４で可動部材３３を上下に移動可能に安定して支持するようになっている（図３参照）。
このため、可動部材３３が昇降すると、可動部材３３は固定部材３４から離脱することなく上記テーパ面３３ａ、３４ａを介して固定部材３４（パッキンリテーナ２６）及び支持部材３０に半径方向（図１において左右方向）の力が作用する。

可動部材３３の下方の上部フレーム２の外周面にフランジ３５が形成され、そのフランジ３５に前記可動部材３３に臨む油圧シリンダ３６が設けられており、その油圧シリンダ３６のビストンロッド３６ａが伸長すると、可動部材３３の下面に当接して上方に押圧する（図５鎖線参照）。

上記油圧シリンダ３６は、図２に示すように、可動部材３３を全周に亘って均等に押圧するようにフランジ３５の周囲に適宜に設ければよく、好ましくは均等間隔が好ましい。この実施形態においては、周囲３０度間隔で１２個設けている。
また、下部フレーム３には上下方向の棒状位置センサ４０が支持部材３０の円筒部３１の下端面に向かって設けられており、この位置センサ４０のコロ状接触子４１が円筒部３１の下端面に接して転動する。位置センサ４０は、内外の二重筒４２、４３からなって内部にばね４４を有するリニアセンサーであって、内筒４２に対する外筒４３の昇降量（位置）を磁気センサ等の検出器でもって検出して、支持部材３０（バウル２１）の昇降量を検出する。この検出値によって、マントル９とバウルライナー１０との間隙を測定できる（検出できる）。
図中、５０は支持部材３０の鍔部３２に設けた被砕物Ｐの投入筒（ホッパ）であり、前記鍔部３２の内側に位置する。

この実施形態の旋動式破砕機は以上の構成であり、いま、回転軸４の回転により、主軸７を介してマントルコア８を旋動回転させた状態において、投入筒５０内に岩石などの被砕物Ｐを投入すると、マントル９とバウルライナー１０の間で被砕物Ｐを噛み込んでこれを噛み砕いて所要の大きさとなって下方に落下する。

このとき、その破砕に伴って、マントル９とバウルライナー１０は摩耗し、その摩耗の進行に伴って、又は所望の大きさの破砕物Ｐ’を得るために、油圧シリンダ２２の作動油を、給排してマントル９に対してバウルライナー１０を昇降させて、所望の大きさの破砕物Ｐ’を得る。

この破砕作用時、マントルコア８（マントル９）の旋動に伴ってバウルライナー１０も回転し、バウル２１、支持部材３０も回転する。一方、油圧シリンダ２２のシリンダをなす上部フレーム２は下部フレーム３に固定されているため、回転しない。このため、パッキンリテーナ２６（固定部材３４）及び可動部材３３も回転せず、それらに対し、支持部材３０が摺動パット３３ｂを介して回転する。
また、破砕作用によって、バウル２１（バウルライナー１０）に偏荷重が加わるため、油圧シリンダ３６に作動油を給排して可動部材３３をテーパ面３３ａ、３４ａを介し押圧したり、その押圧力を減少したりさせてバウル２１の傾倒を抑制する。

さらに、上記油圧シリンダ２２の下側に、グランドパッキン２７、ダストスクレーパ２８を順々に設けたので、上部フレーム２下端内周表面に付着した粉塵は、まず、ダストスクレーパ２８によって掻き取られ、つぎに、ダストシール（ダストパッキン）２７によって油圧シリンダ２２のシリンダ（上部フレーム２）内への侵入は阻止される。
さらに、油圧シリンダ２２の上下油圧室２２ａ、２２ｂのシール用パッキン２４、２５の外側（上側及び下側）にダストシールリング２９があるため、油圧シリンダ２２のシリンダ（上部フレーム２）内への粉塵の侵入は有効に阻止される。
このため、油圧シリンダ２２の作動油が汚染される恐れは極めて低いため、汚染された作動油により、各油圧機器の早期損傷並びに各部品の損傷に繋がる問題は生じにくい。

上記実施形態において、ダストスクレーパ２８は省略することもできる。また、上部油圧室２２ａのシール用パッキン２４外側（上側）のダストシールリング２９を省略し得る。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ｐ 被砕物
Ｐ’ 破砕物
１ 機体フレーム
２ 機体フレームの上部フレーム
２ｂ 上部フレームの下端内周面
３ 機体フレームの下部フレーム
４ 回転軸
７ 主軸
８ マントルコア
９ マントル
１０ バウルライナー
２１ バウル
２２ 環状油圧シリンダ
２２ａ 環状油圧シリンダの下部油圧室
２２ｂ 同下部油圧室
２３、２４，２５ パッキン
２７ グランドパッキン
２８ ダストスクレーパ
２９ ダストシールリング
３３ 可動部材
３４ 固定部材
３３a、３４a テーパ面
３５ シリンダ支持フランジ
３６ 可動部材昇降用油圧シリンダ

Claims (2)

1. 機体フレーム（１）にバウル（２１）を昇降自在に嵌め、その機体フレーム（１）とバウル（２１）の間にその全周に亘る環状複動形油圧シリンダ（２２）を形成して、その油圧シリンダ（２２）により、前記機体フレーム（１）に対して前記バウル（２１）を昇降し、前記機体フレーム（１）に設けた上下方向の回転軸（４）にマントルコア（８）を偏心して旋動自在に取り付けるとともに、前記バウル（２１）には前記マントルコア（８）のマントル（９）に対向してバウルライナ（１０）を取り付け、前記回転軸（４）の回転により、前記マントルコア（８）を旋動回転させ、前記マントル（９）とバウルライナ（１０）の間に投入された被砕物（Ｐ）をその間で破砕する旋動式破砕機であって、
   上記油圧シリンダ（２２）のピストン側となるバウル（２１）と同シリンダ側となる機体フレーム（１）との間の前記油圧シリンダ（２２）の下側にグランドパッキン（２７）とダストスクレーパ（２８）を下方に向かって順々に設けたことを特徴とする旋動式破砕機。
2. 上記バウル（２１）と機体フレーム（１）との間の、上記油圧シリンダ（２２）の下部油圧室（２２ｂ）外側のシール用パッキン（２５）のさらに外側にダストシールリング（２９）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の旋動式破砕機。

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