JP3072894B2 - 粉砕ピン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は粉砕機に使用する
ための粉砕ピンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】粉砕機は、多種多様の原料、たとえばガ
ラス原料、鉄鉱原料、鋳物砂、建築材、建築廃材、廃棄
物等を粉砕したり、舗装廃材を粉砕して再生するために
用いられる。

【０００３】粉砕機は、多数の粉砕ピンを配置した１枚
又は複数枚のロータディスクをケーシング内に支承し、
ロータディスクを回転させつつケーシング内に被粉砕物
を投入し、これを粉砕する構成になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の粉砕機は、粉砕
効率が悪かった。とくに、粉砕ピンの強度、耐久性、粉
砕性能のバランスが悪いため、粉砕効率が悪かった。

【０００５】本発明は、粉砕効率を良くすることができ
る粉砕ピンを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、粉砕機に使用
する粉砕ピンにおいて、金属部材は先細形状部分を有
し、セラミック部材は、円筒状の外周面の中に、金属部
材の先細形状部分に対応した先細形状の貫通穴を有し、
金属部材の先細形状部分がセラミック部材の先細形状の
貫通穴に固定されており、セラミック部材の先細形状の
貫通穴は、根元部の径（Ｃ）が先端部の径（Ｂ）の１．
４〜３．５倍であることを特徴とする粉砕ピンを要旨と
している。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明による粉砕ピンを使用する
粉砕機は、好ましくは、ロータディスクをケーシング内
に支承し、ロータディスクを回転させ、粉砕ピンを利用
して粉砕を行う。

【０００８】本発明による粉砕ピンは、典型的には、ピ
ン状の金属部材と筒状のセラミック部材から構成されて
いる。金属部材は、先細形状部分を有し、セラミック部
材は、その金属部材の先細形状部分に対応した先細形状
の貫通穴を有する。金属部材の先細形状部分がセラミッ
ク部材の先細形状の貫通穴に固定されている。セラミッ
ク部材の先細形状の貫通穴は、根元部の径（Ｃ）が先端
部の径（Ｂ）の１．４〜３．５倍である。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１０】図１は本発明の粉砕ピンを備えた粉砕機を
示す縦断面図、図２は粉砕室を示す横断面図である。ま
た、図３と図４は、図１の粉砕機の左側部分及び右側部
分を示す斜視図である。なお、実施例における左右は便
宜上のもので、限定的意味はない。

【００１１】粉砕機１０はベース１１を有し、その上に
コラム１２と可動コラム１３が形成されている。コラム
と可動コラム１２，１３には、粉砕室１８を形成するケ
ーシング１４，１５が設けられている。

【００１２】可動コラム１３は、ベース１１の右端部に
設けたリトラクター（移動手段）１６によって、ベース
１１上で長手方向に沿って平行移動可能である。リトラ
クター１６は、コラム１３に設けたリトラクター操作盤
６１で操作する構成になっている。

【００１３】リトラクター１６は、例えばシリンダ・ピ
ストン機構やモータ等を用いて構成できる。また、ベー
ス１１には、平行移動のための案内機構が設けられてい
る。

【００１４】粉砕作業は、図１のように可動コラム１３
を左側に移動した状態で行う。メンテナンス時は、可動
コラム１３を右側に移動し、粉砕室１８を開放した状態
で行う。

【００１５】ケーシング１４，１５の外周には、ケーシ
ング用の固定部材１７が配置されている。粉砕作業時に
は、この固定部材１７によってケーシング１４，１５を
一体化する。可動コラム１３を右側に移動する時には、
固定部材１７を解除する。

【００１６】ケーシング１４の内側には、右方向にテー
パ状に開いた環状の衝突板１９が固定されている。この
衝突板１９は、ケーシング１４，１５と共に粉砕領域を
画成する。

【００１７】粉砕領域内には、第１・第２ロータディス
ク２１，２２が支承されている。

【００１８】第１ロータディスク２１の右面には、金属
ピン３２と粉砕ピン３０が２重円状に固定されている。
外側の粉砕ピン３０は、片持ち方式である。この粉砕ピ
ン３０については、後で詳述する。一方、内側の金属ピ
ン３２は両持ち方式であり、他端はディスク３１の左面
に固定されている。

【００１９】ディスク３１は、軸２３の一端に非回転式
に接続されている。従って、軸２３が回転すると、ディ
スク３１及び第１ロータディスク２１も一緒に回転す
る。

【００２０】第２ロータディスク２２の左面には、粉砕
ピン３０が２重円状に固定されている。粉砕ピン３０
は、第１ロータディスクの粉砕ピン３０と同様に片持ち
方式である。

【００２１】第１・第２ロータディスク２１，２２の粉
砕ピン３０は図１に示すように互い違いに配置され、各
ロータディスクの粉砕ピン３０が隙間をおいて整列する
格好になっている。

【００２２】第２ロータディスク２２は、軸２４の一端
に非回転式に接続されている。

【００２３】軸２３，２４は、コラム及び可動コラム１
２，１３上で軸受２５，２６によって回転可能に支持さ
れている。軸２３，２４は、駆動モータ２７，２８によ
って各々所望の速度で、互いに反対方向に回転駆動可能
である。

【００２４】ケーシング１４には、石や砂利等の被粉砕
物を投入するための投入口３３が設けられている。投入
口３３の上部は上方に開いており、下部は軸２３の周囲
でディスク３１の左面に向って開口している。

【００２５】粉砕室１８の最下部中央付近には、粉砕で
得られた製品を回収するための製品排出口６３が設けら
れている。製品は、衝突板１９とケーシング１５の間か
ら重力で落下して回収される。

【００２６】粉砕室１８の右側中央部には、環状の微粉
排出口３４が形成されている。微粉排出口３４の内周
は、圧損低減用カバー３８で画成されている。微粉排出
口３４の開き具合は、ケーシング１５に配置した分級シ
ボリ板３５により調整可能である。微粉排出口３４に
は、微粉回収器を接続しても良い。

【００２７】粉砕室１８の下部手前側及び向う側（図
１、図３参照）には、粉砕室１８に風を送るための分級
風供給口３６が設けられている。分級風供給口３６に
は、分級風を送るためのブロワー（送風装置）７０が接
続されている。

【００２８】分級風取入口３６の内側には、風量を調整
するための板状の分級風量調整板３７が回動自在に配置
されている。分級風量調整板３７によって、分級風の流
路の絞りを調整するのである。

【００２９】分級風量調整板３７のさらに内側の領域に
は、板状の分級風向調整板３９が列状に配置されてい
る。分級風向調整板３９は回動可能に設定されており、
これによって分級風向を適宜調整することができる。

【００３０】ケーシング１５の左面には、板状の分級ガ
イド弁７１が多数個円状に配置されている。分級ガイド
弁７１は、所望の角度で固定できる構成になっている。

【００３１】分級ガイド弁７１の左端面は、第２ロータ
ディスクの右面とほぼ同一平面上に位置している。ま
た、分級ガイド弁７１の内側の辺は、第２ロータディス
クのほぼ外周に位置している（図１、図２参照）。

【００３２】第２ロータディスクとケーシング１５の間
には、外周が分級ガイド弁７１で画成され、内周が圧損
低減用カバー３８で画成される分級室４０が形成され
る。隣接する分級ガイド弁７１の間の隙間４２が、分級
室４０の入口となる。

【００３３】第２ロータディスク２２の右面には、多数
の分級羽根４１が円状に配置されている。分級羽根４１
は断面Ｌ字型の部材である。分級羽根４１は分級室４０
内で（第２ロータディスク２２と共に）回転し、所定粒
度を以上の粉砕製品を外側に排除する機能を有する。所
定粒度未満の微粉は、分級羽根４１の回転領域の内側に
進行可能である。

【００３４】粉砕室１８に導入された分級風は、入口４
２から分級室４０内に入り、中心軸の方向に流れ、微粉
排出口３４から排出される。

【００３５】図５〜図８を参照して、粉砕ピン３０につ
いて具体的に説明する。

【００３６】粉砕ピン３０は、ピン状の金属部材４４と
筒状のセラミック（セラミックス）部材４３から構成さ
れる。

【００３７】金属部材４４は、ナット５４とばね座金５
５によってロータディスク２２に片持ち式で固定され
る。ロータディスク２２の外側には、保護用セラミック
部材４９が固定されている。

【００３８】金属部材４４は全体的に先細形状であり、
セラミック部材４３はそれに対応した貫通穴を有する筒
形状である。

【００３９】金属部材４４とセラミック部材４３の間に
は、ゴムテープ５１及びゴムパッキン５３が配置され
る。このように緩衝材を配置することによって、応力集
中を防止し、両部材の寿命を長期化できる。

【００４０】図６の実施例では、セラミック部材４３
は、取り付けナット４５と座金状の押え部材４６で金属
部材４４に固定されている。

【００４１】図７の実施例では、押え部材４７は、セラ
ミック部材４７と同じ外径を有している。押え部材４７
とセラミック部材４３の間にはゴムテープ（ゴムパッキ
ン）５２が配置されている。この実施例では、押え部材
４７の接触面積が大きいので、取り付け強度を増大でき
る。

【００４２】図８の実施例では、押え部材４８の接合面
が凹形状であり、セラミック部材４３との接触面積が大
きくなっている。従って、セラミック部材４３や金属部
材４４の先端部全体が保護され、取り付け強度が大きく
なる。

【００４３】次に、図５を参照して、セラミック部材４
３と金属部材４４の寸法形状を説明する。

【００４４】セラミック部材の貫通穴は、根元部の径Ｃ
が先端部の径Ｂの１．０〜７．０倍になっている。この
ような先細形状にする理由は、片持ち方式であっても、
セラミック部材４３を支持し粉砕力に耐える十分な強度
を確保すると共に、ある程度の粉砕効率も得られるよう
にするためである。より好ましい値は、１．４〜３．５
倍である。

【００４５】セラミック部材４３の外周形状は例えば円
筒状であり、その場合、金属部材４４の根元部の径Ｃ
は、セラミック部材４３の外径Ａの１／４〜１／２倍又
は１／３〜３／５倍にすることが好ましい。このような
寸法形状にすることによって、セラミック部材４３及び
金属部材４４の十分な強度を確保し、両者の強度のバラ
ンスも適当なものにすることができる。

【００４６】以下、粉砕機１０の動作を簡単に説明す
る。

【００４７】粉砕を行う前に、メンテナンスが必要であ
れば、固定部材１７を解除し、リトラクター１６を作動
させ、可動コラム１３を図１で右方向に移動してケーシ
ング１４，１５を開放する。そして、メンテナンスを行
う。

【００４８】その際、粉砕ピン３０が片持ち式であるた
め、破損した粉砕ピンのみを取り外して交換することが
可能であり、極めて能率的である。

【００４９】メンテナンスが終了したら、移動手段１６
を作動させて可動コラム１３を左方向に移動して、ケー
シング１４，１５を合体する。そして、固定部材１７で
ケーシング１４，１５をしっかりと一体化する。

【００５０】しかる後に、粉砕作業を開始する。

【００５１】モータ２７，２８を作動させ、第１・第２
ロータディスク２１，２２を各々所定速度で反対方向に
回転させる。また、ブロワー７０を作動させて、分級風
を分級風取入口３６から送り込む。そして、非粉砕物
を、投入口３３から適当な量づつ被粉砕物を投入する。
なお、分級風量調整板３７と分級風向調整板３９は、予
め所望の角度に設定し、分級風の流量と風向きを調整し
ておく。

【００５２】被粉砕物は、粉砕室入口５６から粉砕室１
８内に入り、金属ピン３２の回転に巻き込まれるように
して半径方向外側領域に送られる。その領域では、粉砕
ピン３０が３重列に並び互いに反対方向に回転してい
る。被粉砕物は、この領域で、３列の粉砕ピン３０の相
互作用によって粉砕され、さらに外側の領域に勢い良く
飛ばされる。

【００５３】そして、粉砕物は、粉砕領域の外周にある
衝突板１９に勢い良く衝突し、粉砕物の一部はさらに細
かく粉砕される。衝突板１９がテーパ状に右側に開いて
いるので、粉砕物は、全体的に右方向に送られる。

【００５４】ところで、粉砕室１８内に送られる分級風
は、入口４２から分級室４０に入り、微粉排出口３４か
ら排出されている。従って、比較的小粒の粉砕物は、こ
の風に搬送されて、入口４２から分級室４０内に送られ
る。

【００５５】一方、風で搬送されない比較的大粒の粉砕
物は、重力で落下し、製品排出口６３から回収される。
また、分級室入口４２から分級室４０に入り損ねたり、
入れなかった粉砕物も、重力で落下して製品排出口６３
から回収される。

【００５６】さて、分級室４０内では、分級羽根４１が
回転している。このため、分級室４０内に送られた粉砕
物のうち所定の粒度を超えるものは、分級羽根４１に邪
魔されその回転領域から内側に入ることができない。そ
のような粉砕物は、分級羽根４１で弾き飛ばされて重力
で落下し、分級室入口４２を通って製品排出口６３から
回収される。

【００５７】分級室４０に送られ、分級羽根４１の回転
領域の内側に進んだ微粉は、分級風によって微粉排出口
３４から排出される。

【００５８】このようにして、製品排出口６３から回収
された粉砕製品は、微粉を含まず分級済の製品となる。
なお、分級の度合いは、分級風の調整、分級ガイド弁３
９の調整、分級羽根４１の調整、ロータディスク（特に
第２ロータディスク２２）等の調整によって適宜コント
ロール可能である。

【００５９】なお、本発明は前述の実施例に限定されな
い。例えば、ロータディスクに取り付ける粉砕ピンは２
列に限らず、１列又は３列以上であっても良い。ロータ
ディスクも２枚に限らず１枚のみでも良く、また、片方
を固定式にしても良い。さらに、分級風は、分級風取入
口から吹き込むのでなく、微粉排出口側を減圧して粉砕
室（分級室）に取り入れても良い。

【００６０】次に、実験例と比較例を説明して、本発明
の粉砕ピンの特徴をより明らかにする。

【００６１】 実験例 比較例 本発明の実施例 ディスク直径 ９５０ ｍｍ １００５ ｍｍ ピン長 ７５ ｍｍ １６５ ｍｍ ピン数 ２４ 本 ２４ 本 ピン直径 ３５ ｍｍ ３５ ｍｍ 能力 １０ ｔ／時 ２５ ｔ／時 本発明の例は１０〜１５ｍ／ｍサイズの石灰石を５ｍ／
ｍアンダー９０％の粉砕条件下の能力を示す。この例の
場合、金属製片持支持ピンに比重の軽い（３．３〜４．
３）セラミックス製のスリーブをかぶせて耐摩耗対策を
しているため金属製ピンに硬い材質（例えば２７％クロ
ーム鋳鉄）を選定する必要がなく、高じん性の材料（例
えばＳ５５Ｃの様な構造用炭素鋼）が使用出来る。この
点からも、ピンを長く出来る。又、比較例では、摩耗が
早いので、ピンの交換が早い。例えば、硅石では１００
ｔで、比較例は交換が必要であるのに対して、本発明の
例は１０，０００ｔの使用に耐えられる。

【００６２】なお、本発明の例は１６５ｍ／ｍの長さに
選定しているが、回転スピードが２５ｍ／ｓｅｃ以下で
あれば、その長さは２５０ｍ／ｍも当然可能となる。

【００６３】表１〜２に示すごとく風向調整板の角度を
変更することにより、風量、圧力の調整と相まって粉砕
条件にかかわらず巾広い分級点が得られることが判明し
た。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】 表１〜２において、粉砕粒度は微粉粒度（実測値）と粗
粉粒度（実測値）から推定した値である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉砕ピンを備えた粉砕機の−例を示す
断面図。

【図２】図１の粉砕室を示す横断面図。

【図３】図１の粉砕機の左側部分を示す斜視図。

【図４】図１の粉砕機の右側部分を示す斜視図。

【図５】本発明の粉砕ピンを構成するセラミック部材を
示す断面図。

【図６】本発明の粉砕ピンの一実施例を示す断面図。

【図７】本発明の粉砕ピンの他の実施例を示す断面図。

【図８】本発明の粉砕ピンのさらに他の実施例を示す断
面図。

【符号の説明】

１４，１５ ケーシング ２１，２２ ロータディスク ３４ 微粉排出口 ３７ 分級風量調整板 ３９ 分級風向調整板 ４０ 分級室 ７０ 分級風供給手段 ７１ 分級ガイド弁

フロントページの続き (72)発明者 今井 吉彦 大阪市北区西天満２−６−８ 堂ビル 関西マテック株式会社内 (72)発明者 千田 利勝 大阪市北区西天満２−６−８ 堂ビル 関西マテック株式会社内 (72)発明者 中村 英輝 大阪市北区西天満２−６−８ 堂ビル 関西マテック株式会社内 (72)発明者 大矢 嘉津 大阪市北区西天満２−６−８ 堂ビル 関西マテック株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−234955（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−51447（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−103743（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B02C 13/00 - 13/31

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉砕機に使用する粉砕ピンにおいて、金
   属部材は先細形状部分を有し、セラミック部材は、円筒
   状の外周面の中に、金属部材の先細形状部分に対応した
   先細形状の貫通穴を有し、金属部材の先細形状部分がセ
   ラミック部材の先細形状の貫通穴に固定されており、セ
   ラミック部材の先細形状の貫通穴は、根元部の径（Ｃ）
   が先端部の径（Ｂ）の１．４〜３．５倍であることを特
   徴とする粉砕ピン。