JP3131873B2 - 粗粉砕装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，粗粉砕装置に関
し，詳しくは，硬質材料であるタングステンカーバイト
等の原料となる固い塊りを粗粉砕するための粗粉砕装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】タングステン・カーバイト（以下，ＷＣ
と呼ぶ）粉末は，原料となるタングステンとカーボンと
の混合粉を充填ケースと呼ばれる容器に充填し，炉で熱
処理後，粉砕工程を経て製造される。この混合粉は，炉
で熱処理されると固い塊となるため，熱処理工程の次の
工程で粗粉砕，及びそれに続く微粉砕が必要とされる。

【０００３】図４は従来技術による粗粉砕を行う装置の
概略構成を示す図である。図５は図４のＢ部分のジョー
クラッシャーを示す拡大図である。図６は図５のジョー
クラッシャーの動作を概略的に説明するための断面図で
ある。図４を参照すると，装置５０は，手作業によって
破砕を行うための手動粉砕用原料容器５１と，機械的粉
砕を行う装置とを備えている。機械的粉砕を行う装置
は，投入用シュート５２と，さく岩機用架台５３と，投
入フィダー５４と，ジョークラッシャー投入口５５と，
ジョークラッシャー５６と，ジョークラッシャー受容器
６２とを備えて構成されている。

【０００４】この装置を用いて，粗粉砕する手順は，ま
ず，図４に示すように，充填ケースから取り出された４
００×２００×３００（ｍｍ）の大きさのＷＣ半製品の
凝集粉（以下，ワークと呼ぶ）７１を作業者がさく岩機
用架台５３上で手動粉砕用原料容器５１内にて手動式さ
く岩機を用いて粗粉砕装置（以下，ジョークラッシャー
と呼ぶ）にて処理出来る大きさ（最大８０×８０×８０
ｍｍ）まで砕く。上記工程にて砕かれたワーク７１は，
手動粉砕用原料容器５１を矢印７２に示すように，転倒
させて，最大高さ１５００ｍｍ，最小高さ１０００ｍｍ
の側壁を有する投入シュート５２と，長さ５００ｍｍの
投入フィーダー５４を通り，ジョークラッシャー投入口
５５に供給される。

【０００５】次に，図５及び図６を参照すると，ジョー
クラッシャー５６には，固定歯５７に対して角度をなす
ように動歯板５８が設けられ，動歯板５８の一端は，ス
イングジョー５９に取り付けられ，他端側は，トグルプ
レート６０及びテンションロッド６１に支持されてい
る。

【０００６】図６に最も良く示されるように，ジョーク
ラッシャー５６に供給されたワークは，固定歯５７に対
して，動歯板５８がスイングジョー５９の作用によって
動作軌跡６５に示すように，揺動するので，粗粉砕前に
おいては，符号６３に示されるように，固定歯５７と動
歯板５８に挟み込まれ，その圧接動作によって，次工程
の微粉砕装置で処理出来る大きさ（最大１０×１０×１
０ｍｍ）まで粉砕され，符号６４で示される粗粉砕後の
状態となる。さらに，粉砕されたワークは，図４に示す
ジョークラッシャー受容器６２に入り，次工程へ運搬さ
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上述の
ジョークラッシャー５６を使用する場合，作業者が，さ
く岩機用架台５３上で手動粉砕用原料容器５１内にある
ワークを手動式さく岩機を用い，ジョークラッシャー５
６で処理出来る大きさ（最大８０×８０×８０ｍｍ）ま
で粉砕する必要がある。これは作業者にとって重労働で
あり，作業負担の大きい作業となっている。またこの作
業のため作業者が必ずついていなければならず作業効率
が悪く，将来自動無人運転化を考慮した時も問題となる
作業である。

【０００８】また，上記の作業で粉砕されたワークは手
動粉砕用原料容器５１を転倒，投入シュート５２，投入
フィーダー５４を通り，ジョークラッシャー投入口５５
まで供給されるが，品種変更時これらすべてを清掃する
ことが必要となる。また，上述の工程で粉砕されたワー
クを一度でこぼれないように受けるため，投入シュート
５２は高さが約１０００ｍｍ，ジョークラッシャーに定
量供給するための投入フィーダー５４も長さが約５００
あり清掃範囲が非常に広くなっている。また，投入シュ
ート５２からジョークラッシャー投入口５５までの清掃
は，手動式さく岩機用架台５３の下となるためやりづら
く，かなりの時間を費やし，作業効率の悪い作業となっ
ている。また，ジョークラッシャー本体についても開口
部が狭いため，固定歯５７と動歯板５８に付着したワー
クを取り除くことは非常に困難であり時間がかかるだけ
でなく，他品種混入の原因ともなっていた。

【０００９】さらに，カーボンケースからのワークの取
出しからＦＬまで高さ４８００ｍｍ，大きさも架台を含
め巾×奥行が３０００ｍｍ×２８００ｍｍとかなりの大
型装置であり，設置スペースをとっている。将来，設備
増設の際，スペースが問題となる可能性がある。

【００１０】一方，製造量を増加させるための下記
（イ）〜（ホ）に示す条件を満たす粗粉砕装置が要求さ
れている。しかし，市場にはその条件を満たすものがな
い。

【００１１】（イ）固い塊が微粉砕装置で処理出来る大
きさ（最大１０×１０×１０ｍｍ）まで粗粉砕できるこ
と。

【００１２】（ロ）多品種の粉末を扱うため，清掃が短
時間でかつ容易に行える構造であること。

【００１３】（ハ）作業負担の軽減及び作業効率の向上
につながる装置であること。

【００１４】（ニ）出来る限りスペースのとらないコン
パクトな装置であること。

【００１５】（ホ）将来，次工程も含めた自動化につな
がる装置であること。

【００１６】そこで，本発明の技術的課題は，上記条件
を全て備えた粗粉砕装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば，被粉砕
物を落下させて破砕する及び／又はプレス機によって破
砕する圧砕部と，破砕された被粉砕物をスクリューによ
って粉砕する粉砕部とを備え，前記圧砕部及び前記粉砕
部は，同時に作動し得るとともに一体化されて構成され
ている粗粉砕装置において，前記圧砕部は，前記プレス
機により水平方向に移動する移動加圧板と，前記移動加
圧板と対向する位置にある固定加圧板と，前記固定加圧
板の下端部に配置された破砕刃とを備え，前記粉砕部
は，前記スクリューとして，前記プレス圧砕部の下部に
位置し，前記プレス機に連動する駆動スクリューと，前
記駆動スクリューに平行に配置され，当該駆動スクリュ
ーの回転をギヤで受け同調回転する従動スクリューとを
備えていることを特徴とする粗粉砕装置が得られる。

【００１８】また，本発明によれば，前記粗粉砕装置に
おいて，前記圧砕部及び前記粉砕部は，四角筒状の構造
体内に配置されていることを特徴とする粗粉砕装置が得
られる。

【００１９】また，本発明によれば，前記いずれかの粗
粉砕装置において，前記粉砕部の前記駆動スクリュー及
び従動スクリューは，外周に突出するとともに螺旋状に
形成されたスクリュー山を夫々備え，前記夫々のスクリ
ュー山は，回転時干渉しない様にねじれ方向が互いに逆
向きの形状を成し，且つ前記駆動スクリュー及び従動ス
クリューは，当該一対のスクリュー間を一定間隔に保つ
よう同調回転するように構成されていることを特徴とす
る粗粉砕装置が得られる。

【００２０】また，本発明によれば，前記粗粉砕装置に
おいて，前記一対のスクリューは，それぞれ前記スクリ
ュー山に粉砕刃を備えることを特徴とする粗粉砕装置が
得られる。

【００２１】また，本発明によれば，前記粗粉砕装置に
おいて，前記粉砕刃が超硬チップからなることを特徴と
する粗粉砕装置が得られる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態につい
て，図面を参照して説明する。

【００２３】図１は本発明の実施の形態による粗粉砕装
置の全体構成を示す図である。図１に示すように，粗粉
砕装置は，角筒形状を備えた胴部２１内に形成された圧
砕部２０と，粉砕部３０とを備えている。圧砕部２０
は，胴部２１の上端に設けられた原料投入口１と，この
原料投入口１の近傍に設けられた投入検知センサー２
と，胴部の一側部に設けられた油圧プレス３と，油圧プ
レス３の加圧側端部に設けられた移動加圧板４と，移動
加圧板４に対向して，胴部２１内に設けられた固定加圧
板５と，移動加圧板４及び固定加圧板５の下方に設けら
れたワーク衝突板６とを備えている。また，粉砕部３０
は，水平方向に並列に設けられた駆動粉砕スクリュー７
と，従動粉砕スクリュー８とを備え，さらに，胴部２１
の下端に設けられた排出口９とを備えている。

【００２４】図２（ａ）は図１の粗粉砕装置の圧砕部２
０側から粉砕部３０を見た斜視図である。また，図２
（ｂ）は（ａ）のワーク衝突板６を示す拡大斜視図であ
る。図２（ａ）に示すように，圧砕部２０の固定加圧板
の下端で，駆動粉砕スクリュー７の上方には，ワーク衝
突板６が複数，この駆動粉砕スクリュー７の長さ方向に
並んで配置されている。このワーク衝突板６は，図２
（ｂ）に示されるように，ワークを衝突させて破砕させ
るように，上部には，破砕刃６ａが形成されている。

【００２５】図３は図１の粗粉砕装置の粉砕部３０の概
略構成を示す平面図である。図３に示すように，粉砕部
３０は，駆動粉砕スクリュー７と，従動粉砕スクリュー
８と，駆動粉砕スクリュー７を駆動伝達部１７を介して
回転させるモータ１１と，駆動粉砕スクリュー７と従動
粉砕スクリュー８とを互いに逆方向に回転させるため
に，夫々のスクリュー７，８の軸部材１３，１６の一端
部に設けられ，互いに噛み合わさるギア１０，１０を夫
々備えている。

【００２６】駆動粉砕スクリュー７は，胴部２１内に配
置され，外周に破砕刃をなす超硬チップ１９の先端部が
突出するように外周に沿って螺旋状に形成されたスクリ
ュー山１２が設けられた部分と，その両端から軸方向に
胴部２１を貫通し，突出した軸部材１３，１４を夫々備
えている。軸部材１４の先端は，駆動伝達部１７を介し
て，モータの回転軸に接続されている。駆動伝達部１７
は互いに噛み合わさる歯車から形成されている。また，
軸部材１３の先端には，ギア１０が設けられている。こ
こで，軸部材１３，１４は駆動粉砕スクリュー７の円筒
部と一体物でも良く，また，スクリューの円筒部ととも
に回転できるように，スクリューの円筒部を貫通して芯
をなすようにする一本の軸又は互いに結合されて一体と
なっているものであっても良い。

【００２７】一方，従動粉砕スクリュー８は，胴部２１
内に配置され，外周に破砕刃をなす超硬チップ１の先端
部が突出するように外周に沿って螺旋状に形成されたス
クリュー山１５が設けられた部分と，その両端から軸方
向に胴部２１を貫通し，突出した軸部材１６，１７を夫
々備えている。軸部材１７の先端は，図示しない軸受け
に支持されており，軸部材１６の先端には，駆動粉砕ス
クリュー７の軸部材１３のギア１０と噛み合わさる同様
のギア１０が設けられている。ここで，軸部材１６，１
７は，従動粉砕スクリュー８の円筒部と一体物でも良
く，また，従動粉砕スクリュー８の円筒部とともに回転
できるように，スクリュー８内を芯を為す用に貫通した
一本の軸又は互いに結合されて一体となっているもので
あっても良い。

【００２８】夫々のスクリュー７及び８のスクリュー山
１２及び１５は，互いに逆方向に回転するに従って，互
いに噛み合うように，互いに対称形に形成されており，
ワークは，矢印１８で示されるように，軸方向に沿って
移動する。

【００２９】次に，図１乃至図３を用いて，本発明の実
施の形態による粗粉砕装置の粗粉砕方法の動作について
説明する。本発明の実施の形態による粗粉砕装置では，
４００×２００×３００ｍｍの大きさのワークを微粉砕
装置で処理出来る大きさ（最大１０×１０×１０ｍｍ）
まで粉砕することができる。

【００３０】まず，第１工程において，原料投入口１よ
り投入されたワーク２２は，ワーク衝突板６に衝突，そ
の落下による衝撃で大まかに破砕される。

【００３１】次に，第２の工程において，ワーク投入の
有無を原料投入口１の側面に取り付けた投入検知センサ
ー２で確認後，油圧プレス３が可動する。油圧プレス３
によって，移動加圧板４が前進し，ワーク衝突板６で破
砕出来ない固い塊を固定加圧板５とではさみ圧砕する。

【００３２】次に第３工程において，上記各工程で破砕
されたワーク２２は１０×１０×１０ｍｍ以下のものは
円周上に超硬チップ１９がとりつけられた粉砕スクリュ
ー７，８間より排出口９へ落ち，粗粉砕完了となる。

【００３３】尚，１０×１０×１０ｍｍ以上のものはス
クリュー間を通過出来ないため第４工程となる。超硬チ
ップ１９を備えたスクリュー山１２，１５が設けられた
粉砕スクリュー７，８は，油圧プレス３の可動と同時に
回転を始め，モーター１１で駆動伝達部１７を介して，
駆動粉砕スクリュー７を動かし，ギヤ１０により従動粉
砕スクリュー８を回転させて互いのスクリューが干渉し
ない様，且つ隙間の調整を行なっている。駆動粉砕スク
リュー７と従動粉砕スクリュー８は互いに干渉しない様
ねじれが対称になっており，ギヤで同調させることによ
り隙間を一定に保ちながら逆回転させている。

【００３４】この第４工程において，図３に示すよう
に，粉砕スクリューを正転，逆転させることによりスク
リュー上にあるワークを矢印１８に示すように，軸方向
に沿う方向（左右に）移動させ，ほぐしながら砕いてい
く。ある一定の大きさになると２本のスクリューの円周
上のスクリュー山１２，１５を形成するように取り付け
られた超硬チップ１９に食い込み，さらに粉砕されてス
クリュー間を通過し，粗粉砕完了となる。

【００３５】このように，従来においては，作業者が手
動式さく岩機を用い，ジョークラッシャーで処理出来る
大きさまで破砕する作業が，本発明の実施の形態におい
ては，ワーク衝突板６による衝撃破砕と油圧プレス３に
よる移動加圧板４及び固定加圧板５による圧砕という機
械による処理に替えることが実現出来て，人手による作
業を省くことが出来る。従って，本発明の実施の形態に
おいては，作業者の労力負担の軽減につながり，且つ作
業者の混在しない無人化操業につなげることが出来る。

【００３６】また，上述の破砕と圧砕の機械的解決手段
の一元化が破砕部２０によって，実現出来たことによ
り，図４のところで説明したように，従来の手動粉砕用
原料容器５１，投入シュート５２，投入フィーダー５
４，ジョークラッシャー本体まで，約３５００ｍｍの高
さを約１０００ｍｍとすることが出来る。その結果，ワ
ークの接する場所が少なく清掃範囲が大幅に縮小するこ
とができる。

【００３７】また，粗粉砕装置においても，開口部が４
２０×３００ｍｍと広く，デッドゾーンのない簡単な構
造になったため，清掃効率が大幅に向上された。また，
他品種混入の可能性が少なくなり，品質向上にもつなが
る。

【００３８】また，前記したように，従来の３０００×
２８００×４８００（ｍｍ）の装置が，本発明の実施の
形態によれば，１２５０×１０００×２０００（ｍｍ）
とコンパクトな装置となり，設置スペースの縮小につな
がった。

【００３９】また，本発明の実施の形態においては，粉
砕スクリュー７，８の回転スピードを変えることによ
り，定量供給が可能となり，次工程の微粉砕装置とライ
ン一体の自動化につなげることが出来る。

【００４０】尚，本発明の実施の形態においては，粗粉
砕後のワークの大きさが一定であるためスクリューの軸
間を一定としたが，所望するワークの大きさに応じ軸間
を変えることも可能である。

【００４１】具体的に，本発明の実施の形態による粗粉
砕装置を用いたところ，コンパクトな装置となり，設置
スペースが約１／６となった。また，１バッチあたりの
粉砕時間が，１時間から約１５〜２０分間となり，大幅
に減少された。またその間作業者がついている必要がな
くなり，無人化とすることが出来た。さらに，品種変更
時の清掃時間が２時間から約１５分間に短縮され，作業
効率の向上につながった。また，清掃範囲も大幅に縮小
されたため作業労力の軽減にもつながった。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
粗粉砕方法を落下による破砕，プレスによる圧砕，スク
リューによる粗粉砕の各機構を装置として一体化したこ
とにより，コンパクトな装置となり，設置スペースの大
幅縮小につながる粗粉砕装置を提供することができる。

【００４３】また，本発明によれば，装置本体が四角筒
状の構造であり，デットゾーンをなくしたことにより完
全排出が可能となり，歩留向上につながるとともに，清
掃範囲が大幅に縮小したことから，清掃もしやすくな
り，作業者の作業負担の軽減につながり，作業効率の向
上や他品種混入もなくなり品質向上にもつながる粗粉砕
装置を提供することができる。

【００４４】また，本発明によれば，粗粉砕工程の機械
化によって粗粉砕方法を改善することができ，粉砕時間
が短縮され作業効率の向上につながった。また，作業者
が付きっきりしなくてもよい作業となり定量供給も可能
となったことから将来次工程である微粉砕装置とライン
を一本化し，自動無人化運転につなげることが可能であ
り，且つ工業化が容易である粗粉砕装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による粗粉砕装置の概略構
成を示す断面図である。

【図２】（ａ）は図１の粗粉砕装置の圧砕部２０から粉
砕部３０を見た斜視図である。（ｂ）は（ａ）のワーク
衝突板６を示す拡大斜視図である。

【図３】図１の粗粉砕装置の要部を示す断面図である。

【図４】従来技術による粗粉砕装置を示す図である。

【図５】図４の粗粉砕装置の要部を示す図である。

【図６】図５の粗粉砕装置の要部の動作説明に供せられ
る概略図である。

【符号の説明】

１ 原料投入口 ２ 投入検知センサー ３ 油圧プレス ４ 移動加圧板 ５ 固定加圧板 ６ ワーク衝突板 ６ａ 破砕刃 ７ 駆動粉砕スクリュー ８ 従動粉砕スクリュー ９ 排出口 １０ ギヤ １１ モーター １２，１５ スクリュー山 １３，１４，１６，１７ 軸部材 １９ 超硬チップ ５１ 手動粉砕用原料容器 ５２ 投入シュート ５３ さく岩機用架台 ５４ 投入フィーダー ５５ ジョークラッシャー投入口 ５６ ジョークラッシャー ５７ 固定歯 ５９ スイングジョー ６０ トグルプレート ６１ テンションロッド ６２ ジョークラッシャー受容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B02C 1/00 B02C 19/00 - 25/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被粉砕物を落下させて破砕する及び／又
   はプレス機によって破砕する圧砕部と，破砕された被粉
   砕物をスクリューによって粉砕する粉砕部とを備え，前
   記圧砕部及び前記粉砕部は，同時に作動し得るとともに
   一体化されて構成されている粗粉砕装置において，前記
   圧砕部は，前記プレス機により水平方向に移動する移動
   加圧板と，前記移動加圧板と対向する位置にある固定加
   圧板と，前記固定加圧板の下端部に配置された破砕刃と
   を備え，前記粉砕部は，前記スクリューとして，前記プ
   レス圧砕部の下部に位置し，前記プレス機に連動する駆
   動スクリューと，前記駆動スクリューに平行に配置さ
   れ，当該駆動スクリューの回転をギヤで受け同調回転す
   る従動スクリューとを備えていることを特徴とする粗粉
   砕装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の粗粉砕装置において，前
   記圧砕部及び前記粉砕部は，四角筒状の構造体内に配置
   されていることを特徴とする粗粉砕装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の粗粉砕装置におい
   て，前記粉砕部の前記駆動スクリュー及び従動スクリュ
   ーは，外周に突出するとともに螺旋状に形成されたスク
   リュー山を夫々備え，前記夫々のスクリュー山は，回転
   時干渉しない様にねじれ方向が互いに逆向きの形状を成
   し，且つ前記駆動スクリュー及び従動スクリューは，当
   該一対のスクリュー間を一定間隔に保つよう同調回転す
   るように構成されていることを特徴とする粗粉砕装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の粗粉砕装置において，前
   記一対のスクリューは，それぞれ前記スクリュー山に粉
   砕刃を備えることを特徴とする粗粉砕装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の粗粉砕装置において，前
   記粉砕刃が超硬チップからなることを特徴とする粗粉砕
   装置。