JP2735767B2 - 旋動破砕機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、岩石や鉱石などを破砕
するのに使用される旋動破砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】機体の上部胴体内に着脱可能に嵌着され
た円錐筒状のコンケーブ内で、円錐台状のマントルを偏
心旋回させて、上部から供給された岩石や鉱石等の原材
料を、コンケーブとマントルとの間で挟圧破砕する旋動
破砕機において、そのコンケーブを上部胴体内に保持す
る構成としては、大別して次の２つの形態がある。

【０００３】１つの形態は、その保持構成を説明するた
めの要部断面図である〔図４〕に示すように、コンケー
ブを下方から支持するものである。〔図４〕に示す旋動
破砕機では、複数の締結ボルト(24)を介して上部胴体(2
1)の下端部に取着された支え輪(23)によって、コンケー
ブ(22)を下方から支持して、機体(20)の上部胴体(21)内
に固定させている。更にまた、ここでは図示を省略した
が、コンケーブ(22)下端と接触する支え輪(23)の上面部
には、同じく図示省略のマントルの回転方向で上り勾配
となる複数の傾斜面が、つまり破砕の反力が作用する方
向で締まり勝手となる傾斜面が、周方向で断続して形成
されている。この旋動破砕機では、支え輪(23)を介する
締結ボルト(24)の軸力にて、取付け時におけるコンケー
ブ(22)の上部胴体(21)に対する固定力を確保する。ま
た、破砕の継続によって、コンケーブ(22)と上部胴体(2
1)との間に生じた緩みは、破砕の反力を利用したコンケ
ーブ(22)と支え輪(23)との相対滑りによって当該コンケ
ーブ(22)を押し上げ、自律的に増締・補正することがで
きる。

【０００４】他の１つの形態は、例えば、実公昭56−13
92号および特公昭60-78649号公報に開示されているよう
に、コンケーブを上方から支持するものである。前者の
旋動破砕機（実公昭56−1392号）では、その正断面図で
ある〔図５〕の(a)図に示すように、機体(30)の上部胴
体(31)内に嵌着させるコンケーブ(32)の上部外周に環状
鍔(32a) を設ける一方、 (a)図の要部拡大図である (b)
図に示すように、その上部胴体(31)上に、ピポット支持
点(33a) を支点として揺動可能とされ、かつ基端部を締
付けボルト(34)で締付けられた複数の支持レバー(33)を
配設し、それら支持レバー(33)の先端部を、コンケーブ
(32)の環状鍔(32a) の下面に当接させて、コンケーブ(3
2)を上方から支持して上部胴体(31)内に固定させてい
る。更に、同上部胴体(31)上に、コンケーブ(32)の環状
鍔(32)下方に所要間隙をおいて、複数の回転ローラ(35)
を配設している。この旋動破砕機では、支持レバー(33)
を介する締結ボルト(34)の軸力にて、取付け時における
コンケーブ(32)の上部胴体(31)に対する固定力を確保す
る。また、破砕の継続によって、コンケーブ(32)と上部
胴体(31)との間に緩みが生じた場合には、稼働を中断し
て各締結ボルト(34)の締め増しを行う。また、その締め
増し際して、コンケーブ(32)を回転ローラ(35)で支持し
て適宜回動した上で固定することで、当該コンケーブ(3
2)の周方向の偏摩耗を分散軽減させる。

【０００５】一方、後者の旋動破砕機（特開昭60-78649
号）は、機体の上部胴体上に、コンケーブを上方から支
持する支持レバーおよび回転ローラを複数配設する点で
は、上記前者とものと同構成であるが、この旋動破砕機
では、その要部断面図である〔図６〕の (a)図に示すよ
うに、上部胴体(41)上に配設された各支持レバー(43)の
基端部を、締付けボルトで締付ける代わりに、図外の油
圧装置により作動する油圧シリンダ(44)の出力桿(44a)
に連結させ、その押圧力によって先端部をコンケーブ(4
2)の環状鍔(42)下面に当接させている。また、同 (b)図
に示すように、回転ローラ(45)を同油圧装置により作動
する油圧モータ(46)に連結させている。この旋動破砕機
では、支持レバー(43)を介する油圧シリンダ(44)の押圧
力にて、コンケーブ(42)の上部胴体(41)に対する固定力
を常時自動的に確保する。また、油圧シリンダ(44)と油
圧モータ(46)との連係作動により回転ローラ(45)を駆動
し、コンケーブ(42)を適宜時点で回動させて偏摩耗を分
散軽減させる。

【０００６】なお、以上に述べた３例の旋動破砕機で
は、コンケーブとマントルとの間に設定する破砕間隙の
調整は、〔図５〕の (a)図に示すように、マントル(36)
を上部に保持する主軸(37)内に設けた昇降機構(38)によ
って、マントル側を上下動させて行う構成が採用されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】旋動破砕機におけるコ
ンケーブでは、破砕に際して負荷される大きな応力によ
り、その表面の材料が加工硬化を生じると共に、その内
部の材料がメタルフローを起こす。また、メタルフロー
は摩耗の進展と共に漸次発生するため、摩耗が最も激し
く生じるコンケーブの下端部がメタルフローの影響を受
け易い。また、破砕を繰り返して行くと、コンケーブに
軸方向の伸びが生じると共に、嵌着された上部胴体との
間にも多少の摩耗が生じ、その結果、そのコンケーブと
上部胴体との間に緩みが起こり、それをそのまま放置す
ると、コンケーブが破砕の反力によってマントルの旋回
方向に回転し、上部胴体との間の摩耗が増大して緩みを
加速させ、ついには機体破損の事態まで引き起こすこと
になる。

【０００８】〔図４〕に示した従来の旋動破砕機では、
破砕の継続によってコンケーブに緩みが生じ、破砕の反
力によって回動し始めた場合、その回動を利用して緩み
を自律的に増締・補正できるのであるが、破砕を繰り返
して行くと、コンケーブの下端部がメタルフローの影響
を受けて変形し、それを下方から支持する支え輪および
締結ボルトに偏った応力を負荷し易い。そのため、コン
ケーブ下端と支え輪の傾斜面との間にガタ付が生じて、
自律的な増締機能を損なったり、締結ボルトが切損した
りして、コンケーブを上部胴体内に固定・保持できなく
なるという問題が発生していた。更に、そのコンケーブ
の下端に支え輪と接触して支持される面を確保するため
に、その下端部の肉厚が破砕強度上最低限必要とされる
肉厚よりも大きくなり、すなわち使用により摩耗して廃
却する際の重量がその分大きくなり、結果としてコンケ
ーブの材料の使用歩留りが悪くなるという問題点もあ
る。

【０００９】一方、〔図５〕に示した従来の旋動破砕機
では、コンケーブを上方から支持するので、メタルフロ
ーに起因する支持部への悪影響は回避できるが、破砕を
繰り返して行くと、コンケーブの軸方向の伸びや、上部
胴体との間の摩耗によって、コンケーブに緩みが生じる
ことは避けられず、また、その緩みを自律的に増締・補
正する機能を備えないので、その緩みのために締結ボル
トの軸力が漸減して行き、前述したように、破砕の反力
にてコンケーブが回転し始めて、更に緩みを加速させ
る。従って、それを防ぐには、かなり高頻度で締結ボル
トの締め増しを行う必要があり、しかも、その締め増し
は、人力に依存するため効率に劣り、加えて稼働中断を
伴うため、当該旋動破砕機の稼働率を低下させる。

【００１０】そこで〔図６〕に示した従来の旋動破砕機
では、締付けボルトの代わりに、油圧シリンダの押圧力
によって、コンケーブの上部胴体内面に対する固定力を
常時自動的に確保することで、上記従来の旋動破砕機で
の問題点を解消させている。しかしながら、この場合で
は、締め増し等の問題が解消できてその稼働率は高めら
れるものの、油圧シリンダや回転ローラを作動させるた
めに、制御用の機器やバルブ類を備える油圧装置および
専用の油圧管路が必要となり、装置コストが増大するだ
けでなく、装置全体の構成が複雑になって、その保全管
理についても比較的大きな負担を強いられるという問題
点がある。

【００１１】本発明は、上記従来技術の問題点を解消す
べくなされたもので、コンケーブを上方から支持するこ
とで、メタルフローに起因する支持部への悪影響や、コ
ンケーブの材料の使用歩留りの低下を回避できてなお、
破砕の継続によりコンケーブに生じた緩みを、装置コス
トや保全管理負担の増大を招く油圧機構等に依存するな
く、簡易な構成のもとで自律的に増締・補正することが
できて、より経済的に安定した稼働を継続できる旋動破
砕機の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成とされている。すなわち、本
発明に係る旋動破砕機は、上部胴体に、支持点を支点と
して揺動可能とされ、かつ基端部を締付けボルトで締付
けられた複数の支持レバーを配設する一方、その上部胴
体内に嵌着させるコンケーブの上部外周に環状鍔を設
け、前記支持レバーの先端部をコンケーブの環状鍔の下
面に当接させて、このコンケーブを上部胴体内に保持さ
せてなる旋動破砕機において、前記コンケーブの環状鍔
の下面が、周方向で断続する複数の傾斜面に形成され、
かつ、その傾斜面がマントルの旋回方向に向けて下り勾
配に傾斜させられていることを特徴とするものである。

【００１３】また、上記の締付けボルトと支持レバーの
基端部との間にバネが介装されていても良い。

【００１４】

【作用】本発明では、上部胴体に複数の揺動可能な支持
レバーを配設すると共に、それら支持レバーの基端部を
締付けボルトで締付ける一方、その上部胴体内に嵌着さ
せるコンケーブの上部外周に環状鍔を設けるので、この
コンケーブの環状鍔の下面に各支持レバーの先端部を当
接させて支持すると共に、それら支持レバーを介する締
付けボルトの軸力にて、このコンケーブを上部胴体内に
固定させて保持することができる。また、そのコンケー
ブの環状鍔の下面が、周方向で断続する複数の傾斜面に
形成され、かつ、その傾斜面がマントルの旋回方向に向
けて下り勾配に傾斜させられているので、破砕の継続に
よりコンケーブに緩みが生じて、コンケーブが破砕の反
力によってマントルの旋回方向に回動し、その環状鍔の
下面と支持レバーの先端部との間に周方向の相対滑りが
生じると、当該コンケーブは環状鍔下面の傾斜に沿って
押し上げられ、上部胴体との間に破砕の反力と同等の固
定力を得た後に回動停止することになり、これにより、
各締付けボルトの締め増しによることなく、生じた緩み
を稼働中において自律的に増締・補正することができ
る。

【００１５】また、上記の締付けボルトと支持レバーの
基端部との間にバネが介装されていると、締付けボルト
単独による締結に比べてバネ定数を低い値に設定できる
ため、各締付けボルトの許容軸力の範囲で大きな変位が
得られ、コンケーブの周方向においてバラツキのあるメ
タルフローが発生している場合でも、複数配置された締
付けボルトおよび支持レバーの内の特定箇所のものだけ
が高負荷の締結状態となって破損に至ることのないよう
に、締結力をそれぞれに均等的に分散できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。〔図１〕は本発明の実施例の旋動破砕機の
概要構成を示す図面であって、 (a)図は正断面図、 (b)
図は (a)図のイ部拡大断面図、 (c)図は (b)図のＡ−Ａ
断面図である。

【００１７】〔図１〕に示す本実施例の旋動破砕機で
は、機体(1) の下部胴体(2) 内に、上部が偏心旋回する
主軸(4) と、外端部に設けたＶベルトプーリ(5a)を介し
て図外の駆動装置によって駆動され、主軸(4) を回転さ
せるピニオン軸(5) とを配設し、その主軸(4) のヘッド
センタ(4a)上に冠着された円錐筒状のマントル(6) を、
機体(1) の上部胴体(3) 内に嵌着された円錐筒状のコン
ケーブ(7) 内で偏心旋回させて、上部から供給された岩
石や鉱石等の原材料を、コンケーブ(7) とマントル(6)
との間で挟圧破砕する。

【００１８】また、その上部胴体(3) は、内周に鋸歯ネ
ジを有する円筒状の固定胴体部(3a)と、下部内周に円錐
台状のコンケーブ嵌着面部を有すると共に、外周に鋸歯
ネジを有する異形筒状に形成され、固定胴体部(3a)内に
上下動可能に螺合されたコンケーブ支持部(3b)とを備え
てなる２重筒構造とされている。

【００１９】そして、そのコンケーブ支持部(3b)の内径
側の上部には、先端部をコンケーブ支持部(3b)の内径側
に突出させて半径方向に配され、(b) 図に示すように、
コンケーブ支持部(3b)上面に接するピポット支持点(8a)
を支点として揺動可能な支持レバー(8) が、周方向に等
ピッチで複数（本例では６個）配設されている。また、
それら支持レバー(8) の基端部は、連結ピン(11)を介し
てコンケーブ支持部(3b)に揺動可能に連結された締付け
ボルト(9) と、この締付けボルト(9) が備えるダブルナ
ット(9a)にて締付けられている。

【００２０】一方、上部胴体(3) 内、つまりコンケーブ
支持部(3b)内に嵌着されるコンケーブ(7) の上部外周に
は、(b) 図に示すように、半径方向に張り出す環状鍔(7
a)が設けてあり、更に、その環状鍔(7a)の下面には、後
述する勾配リング(10)が１体に取着されている。そし
て、このコンケーブ(7) は、その環状鍔(7a)を、勾配リ
ング(10)介して、各支持レバー(8) によって支持される
と共に、それら支持レバー(8) を介する締付けボルト
(9) の軸力にて、コンケーブ支持部(3b)の嵌着面部に外
周面を密着させて保持されている。

【００２１】ここで、コンケーブ(7) の環状鍔(7a)の下
面に取着される勾配リング(10)は、その説明図である
〔図２〕（ (a)図は正面図、 (b)図は下面図）に示すよ
うに、下面が所定方向に向けて下り勾配に傾斜する傾斜
面に形成された円弧状の勾配凸部(10a) を、周方向に等
ピッチで複数個断続させて平リング状の取付環部(10b)
の下方に突設している。また、その勾配凸部(10a) は、
支持レバー(8) の配設数に対応する数（本例では６個）
およびピッチで設けられると共に、その下面をマントル
(6) の旋回方向に向けて下り勾配に傾斜する傾斜面に形
成され、かつ、その始端部と終端部との高低差ｈ、つま
り傾斜角度と周方向の長さは、コンケーブ(7) の設計許
容摩耗量によって設定（本例では設計許容摩耗量が約16
mmであることより、余裕値を含み高低差ｈを19mm、有効
高低差を18mmに設定）される。

【００２２】そして、この勾配リング(10)は、その取付
環部(10b) に設けた複数のボルト穴(10c) それぞれに挿
入された締結ボルトを介して、コンケーブ(7) の環状鍔
(7a)下面に１体に取着され、また、コンケーブ(7) の初
期取付け時には、〔図１〕の(c)図に示すように、支持
レバー(8) の先端部が、勾配凸部(10a) の傾斜面の始端
部側に当接する周方向位置に位置づけられる。なお、こ
の勾配凸部(10a) に当接する支持レバー(8) は、コンケ
ーブ支持部(3b)の内径側の上部に半径方向に設けられた
角溝内で揺動し、周方向には移動できないものとされて
いる。

【００２３】翻って、〔図１〕の (a)図および (b)図に
おいて、(12)は上部カバーであって、この上部カバー(1
2)は、内端部をシール部材を介してコンケーブ(7) の上
開口端に接触させて、上部胴体(3) のコンケーブ支持部
(3b)の上端に取り付けられ、上方から供給される原材料
を、コンケーブ(7) 内に導く投入口を形成すると共に、
支持レバー(8) および締付けボルト(9) の配設部位を閉
塞する。また、この上部カバー(12)の外周部には、ここ
では図示を省略した駆動装置に連結される歯車(12a) が
設けられてあり、その駆動装置により駆動されてコンケ
ーブ支持部(3b)を回転させ、これによりコンケーブ(7)
を上下動させて、マントル(6) との間の破砕間隙を任意
に調整できるものとされている。

【００２４】上記構成を具備する本実施例の旋動破砕機
では、コンケーブ(7) の環状鍔(7a)を各支持レバー(8)
によって支持すると共に、それら支持レバー(8) を介す
る締付けボルト(9) の軸力によって、当該コンケーブ
(7) の取付け時の初期締結力を得て、上部胴体(3) のコ
ンケーブ支持部(3b)内に確実に固定して保持できる。

【００２５】また、破砕の継続によってコンケーブ(7)
と上部胴体(3) のコンケーブ支持部(3b)との間に緩みが
生じ、コンケーブ(7) が破砕の反力によってマントル
(6) の旋回方向に回動し始め、その環状鍔(7a)下面に取
着した勾配リング(10)と、支持レバー(8) の先端部との
間に周方向の相対滑りが生じると、当該コンケーブ(7)
は勾配リング(10)の勾配凸部(10a) 下面の傾斜に沿って
押し上げられ、コンケーブ支持部(3b)内面に密着して破
砕の反力と同等の固定力を得た後に回動停止することに
なるので、各締付けボルトの締め増しによることなく、
生じた緩みを稼働中において自律的に増締・補正でき、
これにより、メンテナンスフリーの状態で稼働を継続す
ることができて、そのランニングコストを低減できる。

【００２６】なお、上記実施例では、支持レバー(8) の
基端部を、締付けボルト(9) のダブルナット(9a)によっ
て直接的に締め付けるものとしたが、これは例えば、本
発明の別の実施態様の説明図である〔図３〕に示すよう
に、ダブルナット(9a)と支持レバー(8) との間に、皿バ
ネないしはコイルバネ等のバネ(13)を介装することも好
ましい実施態様である。この場合、直接的な締結に比べ
てバネ定数を低い値に設定できるため、各締付けボルト
の許容軸力の範囲で大きな変位が得られ、コンケーブの
周方向においてバラツキのあるメタルフローが発生して
いる場合でも、締付けボルトおよび支持レバーの内の特
定箇所のものだけが高負荷の締結状態となって破損に至
るこのないように、締結力をそれぞれに均等的に分散さ
せることができる。

【００２７】また、コンケーブ(7) の環状鍔(7a)下面
に、勾配リング(10)を１体に取着することで、その下面
に複数の傾斜面を形成せしめたが、これは、施工を容易
とするためであって、施工性に問題がない場合、そのコ
ンケーブの環状鍔下面を加工して、同様の傾斜面を直接
に設けられて良いことは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明に係る旋動
破砕機では、コンケーブを上方から支持する構成とし
て、メタルフローに起因する支持部への悪影響や、コン
ケーブの材料の使用歩留りの低下を回避できてなお、破
砕の継続によりコンケーブに生じた緩みを、装置コスト
や保全管理負担の増大を招く油圧機構等に依存するな
く、簡易な構成のもとで自律的に増締・補正することが
できて、より経済的に安定した稼働を継続することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の旋動破砕機の概要構成を示す
図面であって、 (a)図は正断面図、 (b)図は (a)図のイ
部拡大断面図、 (c)図は (b)図のＡ−Ａ断面図である。

【図２】本発明の実施例の旋動破砕機の主要構成部材の
説明図であって、 (a)図は正面図、 (b)図は下面図であ
る。

【図３】本発明の別の実施態様の説明図である。

【図４】従来の旋動破砕機のコンケーブ保持構成を示す
要部断面図である。

【図５】従来の別の旋動破砕機の概要構成を示す正断面
図である。

【図６】従来のまた別の旋動破砕機の要部断面図であ
る。

【符号の説明】

(1) --機体、(2) --下部胴体、(3) --上部胴体、(3a)--
固定胴体部、(3b)--コンケーブ支持部、(4) --主軸、(4
a)--ヘッドセンタ、(5) --ピニオン軸、(5a)--Ｖベルト
プーリ、(6) --マントル、(7) --コンケーブ、(7a)--環
状鍔、(8) --支持レバー、(8a)--ピポット支持点、(9)
--締付けボルト、(9a)--ダブルナット、(10)--勾配リン
グ、(10a)-- 勾配凸部、(11)--連結ピン、(12)--上部カ
バー、(12a)-- 歯車。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 真一 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所 高砂製作所内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部胴体に、支持点を支点として揺動可
   能とされ、かつ基端部を締付けボルトで締付けられた複
   数の支持レバーを配設する一方、その上部胴体内に嵌着
   させるコンケーブの上部外周に環状鍔を設け、前記支持
   レバーの先端部をコンケーブの環状鍔の下面に当接させ
   て、このコンケーブを上部胴体内に保持させてなる旋動
   破砕機において、前記コンケーブの環状鍔の下面が、周
   方向で断続する複数の傾斜面に形成され、かつ、その傾
   斜面がマントルの旋回方向に向けて下り勾配に傾斜させ
   られていることを特徴とする旋動破砕機。
2. 【請求項２】 締付けボルトと支持レバーの基端部との
   間にバネが介装されている請求項１記載の旋動破砕機。