JP3181772U7 - - Google Patents

Description

本考案は、炭化タングステン（ＷＣ）粒子をＣｏ等の遷移金属で結合した超硬合金用の原料粉末やその他の合金の原料粉末を粉砕又は混合するために用いられるボールミル装置に関する。

従来、金属材料の切削や研削用の加工工具、さらには金型の素材として、炭化タングステン（ＷＣ）粒子をＣｏ等の遷移金属で結合したＷＣ基超硬合金が用いられている。

この種の超硬合金は、一般に、次のような工程で製造される。まず、超硬合金の構成材料であるＷＣ粉末とＣｏ粉末とを混合した原料粉末に溶剤を添加して粉砕混合する。溶剤が添加されスラリー状とされた原料粉末は、粉砕混合された後、乾燥工程で乾燥される。次に、原料粉末が、金型を用いて所定の形状に成形される。この成形工程で製造された成形体は、焼成されることにより超硬工具等の素材として用いられる超硬合金となる。

ところで、超硬合金の原料粉末やその他の原料粉末を微粉末に粉砕しながら混合するため、ボールミル装置が用いられている。この種のボールミル装置として、特開２００６−１１１９０９号公報（特許文献１）に記載されるようなものがある。

特許文献１に開示されるボールミル装置は、原料粉末と粉砕用のボールが収納される容器と、この容器を回転する回転駆動機構とを備える。容器は、円筒状に形成されている。回転駆動機構は、一対の回転軸を互いに平行としたローラ機構を備える。ローラ機構は、駆動モータにより回転操作される。容器は、ローラ機構のローラ上に載置される。そして、容器は、ローラが駆動モータにより回転駆動されることにより全体が回転操作される。なお、ボールは、ステンレス鋼、アルミナ等の金属により形成されている。

そして、ボールとともに容器に収納された超硬合金等の原料粉末は、容器がが回転操作されることにより、容器内でボールとともに混合されながらボールと衝突することにより粉砕混合される。

特開２００６−１１１９０９号公報 特許第３７６２７７７号公報

ところで、ボールミル装置の容器には、容器に投入された原料粉末の粉砕混合の状態を確認することを可能とするため、原料粉末の一部を試料として取り出すためのサンプルポートが設けられている。サンプルポートは、通常、着脱自在に取り付けられる蓋体により閉塞されている。サンプルポートは、容器に収納された原料粉末の一部を取り出すためのものであるので、容器の内外を貫通する開口部を有する。この開口部は、容器の内外に亘って同径の円筒状に形成されている。

サンプルポートを閉塞する蓋体は、開口部に嵌合する円柱状の嵌合部と、サンプルポートの一部に固定される固定部を備える。蓋体は、嵌合部を開口部に嵌合し、固定部をサンプルポートの一部に固定してサンプルポートに取り付けられる。このとき、嵌合部の先端側は、開口部を介して容器の内部に臨まされる。

このボールミル装置において、原料粉末及びボールが収納された容器を回転操作すると、原料粉末やボールがサンプルポートの開口部に嵌合した蓋体の嵌合部に衝突し、この嵌合部にバリ等の突起を生じさせてしまう。嵌合部の先端部に発生したバリ等の突起は、嵌合部と開口部の内周面との間に食い込みあるいは脱落することにより、蓋体のサンプルポートからの取り外しを困難としてしまう。

そこで、本考案は、ボールミル装置の容器に設けられたサンプルポートを開閉する蓋体の損傷を抑え、サンプルポートの確実な開閉を行うことができるボールミル装置を提供することを目的とする。

上述のような目的を達成するために提案される本考案は、超硬合金用の原料粉末と金属製のボールが収納される円筒状をなす胴体部を備えた金属製の容器と、上記原料粉末と上記ボールが収納された上記容器を回転操作する回転駆動機構とを備え、上記回転駆動機構により上記容器を回転操作することにより、上記容器内に収納された上記原料粉末と上記ボールを衝突させて上記原料粉末を粉砕するボールミル装置において、上記回転駆動機構により回転操作される上記容器の胴体部には、上記容器に収納された原料粉末を取り出すためのサンプルポートが設けられるとともに、上記サンプルポートに着脱自在に取り付けられて、上記サンプルポートを開閉する蓋体とが設けられ、上記サンプルポートには、上記容器の内外を貫通し、上記容器の内方に向かってする縮径するテーパ状の開口部が形成され、上記蓋体には、上記開口部に密接嵌合して当該開口部を閉塞する上記開口部の形状に対応した先端に向かって縮径するテーパ状に形成された超硬合金によりなる嵌合部が設けられるとともに、上記嵌合部の上端部側に上記サンプルポートの基端部に設けた蓋固定部に固定される固定部が形成されてなり、上記蓋体は、上記嵌合部を上記開口部に嵌合し、上記嵌合部により上記開口部を密閉するとともに、上記固定部を上記サンプルポートの蓋固定部に固定して上記サンプルポートに取り付けられることを特徴とする。

ここで、蓋体の嵌合部は、上記開口部に嵌合して当該開口部を密閉したとき、先端面が上記容器の内周面と一連に連続する面を形成するように形成されている。

そして、サンプルポートの上記容器の内部に望む先端面は、円弧面として形成された上記容器の内周面と曲率を一致させた円弧面として形成されている。

本考案は、ボールミル装置の容器に設けたサンプルポートの開口部を閉塞する蓋体の嵌合部を、テーパ状に形成された開口部に対応する先端に向かって縮径するテーパ状に形成しているので、容器の内部に臨み原料粉やボールと衝突する嵌合部の先端部が最も細径とされている。そのため、蓋体をサンプルポートから取り外すとき、蓋体が外方に向かって移動するに従い嵌合部と開口部との間隔が大きくなるので、嵌合部の先端部に原料粉やボールが衝突して発生するバリ等の微小突起や、容器内で粉砕された原料粉末の一部が嵌合部と開口部との間に食い込み蓋体の取り外しを阻害するようなことを防止できる。

そして、蓋体の嵌合部は、サンプルポートの開口部に嵌合し、この開口部を閉塞したとき、先端面が容器の内周面と一連に連続する面を構成するように形成れているので、容器内で粉砕混合される原料粉やボールの衝突によりバリ等の微小突起の発生を抑えることができ、安定した蓋体の着脱を行うことができる。

さらに、サンプルポートの開口部を閉塞する嵌合部を、硬度の高い超硬合金により形成することにより、超硬合金の原料粉末を粉砕混合するときにも、嵌合部の損傷を抑えることができ、蓋体の取り外しを確実に行うことができる。

本考案に係るボールミル装置を示す斜視図である。 上記ボールミル装置の平面図である。 上記ボールミル装置の正面図である。 ボールミル装置の容器に設けたサンプルポートを蓋体により閉塞した状態を示す断面図である。 サンプルポートを閉塞する蓋体を示す斜視図である。 サンプルポートから蓋体を取り外す状態を示す断面図である。

以下、本考案に係るボールミル装置の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態は、炭化タングステン（ＷＣ）粒子をＣｏ等の遷移金属で結合したＷＣ基超硬合金や、その他の超硬合金の原料粉末の粉砕に用いて有用なボールミル装置であって、図１〜図３に示すように、原料粉末とボールが収納される容器１と、この容器１を回転する回転駆動機構２とを備える。

本実施の形態のボールミル装置を構成する容器１は、図１〜図３に示すように、ステンレス鋼等の金属を用いて円筒状に形成されている。容器１の内部には、図示しないが、原料粉とともにボールが収納され、原料粉を粉砕混合する原料粉粉砕室が設けられている。そして、容器１の一方の側面部には、原料粉粉砕室に原料粉とボールを投入するための原料粉投入口が設けられている。原料粉投入口は、開閉蓋３により閉塞される。

容器１を回転操作する回転駆動機構２は、図１〜図３に示すように、容器１が載置されるローラ機構を備える。このローラ機構は、それぞれ一対のローラ５，６を取り付けた一対の回転軸７，８を備える。一対の回転軸７，８は、互いに平行に架台４上に配設され、両端部を架台４上に取り付けた軸受け９，１０に回転自在に支持されている。これら回転軸７，８には、図示しないが駆動モータが連結され、この駆動モータにより回転駆動される。

円筒状に形成された容器１は、回転駆動機構２を構成する一対の回転軸７，８にそれぞれ取り付けられたローラ５，６上に載置される。なお、各ローラ５，６は、容器１の両端部側をそれぞれ支持し得るように回転軸７，８に取り付けられている。

容器１は、駆動モータが駆動され、回転軸７，８と一体にローラ５，６が回転駆動されることにより、これらローラ５，６から回転駆動力がが伝達されて回転操作される。

ところで、容器１は、ステンレス鋼等の金属形成され、その内部には質量の大きな超硬合金の原料粉末と金属製のボールが収納されるので大きな重量を有する。そのため、容器１は、ローラ５，６上に載置するのみで、これらローラ５，６からの回転駆動力が伝達可能となる。

なお、ローラ５，６上に載置された容器１の両端面部は、図１〜図３に示すように、架台４上に設けられた支持ローラ１１，１２により支持され、回転軸７，８と平行な方向への移動が規制されている。これら支持ローラ１１，１２は、容器１が回転する方向の接線方向に回転するように架台４上に支持されている。

また、架台４上には、ローラ５，６上で回転操作される容器１が架台４から脱落することを防止する４本の支柱１３が、容器１の両端部の両側を支持する位置に取り付けられている。

ところで、本実施の形態においては、容器１の胴体部１ａを構成する周面には、図１〜図３に示すように、容器１に投入された原料粉末の一部を取り出すためのサンプルポート１５が設けられている。このサンプルポート１５は、図１、図４に示すように、容器１の胴体部１ａのほぼ中央部に位置して、胴体部１ａから突出するように形成されている。

サンプルポート１５は、図４に示すように、筒状に形成され、中心部に、容器１の内外に亘って連通する開口部１６が形成されている。この開口部１６は、容器１の内方に向かってする縮径するテーパ状に形成されている。

なお、サンプルポート１５の容器１の内部に臨む先端面１５ａは、図４に示すように、円弧面として形成された容器１の内周面１ａと一連に連続する円弧面を形成するように、容器１の内周面１ａと曲率を一致させた円弧面として形成されている。

サンプルポート１５の基端部には、サンプルポート１５を閉塞するための蓋体１７が固定される蓋固定部１８が設けられている。蓋固定部１８は、開口部１６の外周囲を囲むフランジ部として形成されている。

サンプルポート１５は、このサンプルポート１５に着脱自在に取り付けられる蓋体１７により閉塞される。蓋体１７は、図４及び図５に示すように、サンプルポート１５の開口部１６に嵌合し、開口部１６を閉塞する嵌合部１９が設けられている。嵌合部１９は、サンプルポート１５の開口部１６に密接して嵌合し得るように、開口部１６の形状に対応する先端に向かって縮径するテーパ状に形成されている。

また、嵌合部１９の上端部には、嵌合部１９を開口部１６に嵌合して蓋体１７をサンプルポート１５に取り付けたときに、蓋体１７をサンプルポート１５の蓋固定部１８に固定するための固定部２０が形成されている。蓋体１７は、嵌合部１９を開口部１６に嵌合してサンプルポート１５に取り付けたとき、固定部２０が蓋固定部１８に当接する。ここで、蓋体１７は、固定部２０と蓋固定部１８との間が固定ネジ２１により固定されることによりサンプルポート１５に固定される。

ところで、蓋体１７の嵌合部１９の先端面１９ａは、図４に示すように、嵌合部１９が開口部１６に嵌合してこの開口部１６を閉塞したとき、容器１の内周面１ａと一連に連続する面を形成するように形成されている。本実施の形態にあっては、嵌合部１９の先端面１９ａは、サンプルポート１５の先端面１５ａと同様に、図４に示すように、円弧面として形成された容器１の内周面１ａと一連に連続する円弧面を形成するように、容器１の内周面１ｂと曲率を一致させた円弧面として形成されている。したがって、本実施の形態においては、蓋体１７により閉塞されるサンプルポート１５の先端部側は、容器１の内周面１ｂに一連に連続した面とされる。

また、蓋体１７は、炭化タングステン（ＷＣ）粒子をＣｏ等の遷移金属で結合したＷＣ基超硬合金により形成されている。

上述したような構成を備えた本実施の形態のボールミル装置は、例えば、炭化タングステン（ＷＣ）粒子をＣｏで結合するＷＣ基超硬合金の原料粉末と粉砕用のボールとともに容器１内に収納し、回転駆動機構２を駆動して容器１をローラ５，６上で回転操作すると、容器１の回転により発生する遠心力により原料粉とボールとが衝突しながら容器１を転動することにより原料粉の粉砕が行われながら均一な混合が行われる。

なお、原料粉末の粉砕混合を行うときには、サンプルポート１５には蓋体１７が取り付けられ、閉塞されている。

そして、容器１を所定時間回転操作したとき、容器１に収納した原料粉の一部を取り出し粉砕状況の確認が行われる。このとき、容器１の回転が止められ、サンプルポート１５に取り付けられた蓋体１７の取り外しが行われる。サンプルポート１５から蓋体１７を外して開口部１６を開け、容器１に収納された原料粉の一部を検査用の試料として取り出し、粉砕状態の確認が行われる。

ところで、本実施の形態のボールミル装置において、原料粉とボールを収納した容器１を回転操作して原料粉の粉砕混合を行うとき、原料粉とボールが、サンプルポート１５の開口部１６に嵌合して容器１の内部に臨む蓋体１７の嵌合部１９の先端部に衝突する。嵌合部１９は、極めて硬度の高い超硬合金により形成されているので、原料粉やボールの衝突による損傷を受けにくく、バリ等の発生を抑え、変形を防止することができる。そのため、サンプルポート１５を閉塞する蓋体１７の取り外しを円滑に行うことができる。

また、超硬合金により形成した蓋体１７であっても、原料粉の粉砕時に、嵌合部１９の先端部に原料粉やボールが衝突し、バリ等の微小突起が発生することがある。本実施の形態のボールミル装置にあっては、サンプルポート１５に形成した開口部１６の形状を容器１の内方に向かってする縮径するテーパ状とし、この開口部１６に嵌合する嵌合部１９の形状をサンプルポート１５の開口部１６の形状に対応する先端に向かって縮径するテーパ状としているので、図６に示すように、嵌合部１９を開口部１６から引き出すに従い、嵌合部１９の外周面と開口部１６の外周面との間隔が大きくなるので、嵌合部１９の先端部に微小突起等が発生しても、嵌合部１９の開口部１６の抜き出しを著しく阻害することがない。

さらに、蓋体１７をサンプルポート１５から取り外すときに、開口部１６と嵌合部１９との原料粉の一部が侵入しても、原料粉が開口部１６と嵌合部１９との間に食い込み蓋体１７の回転を困難とすることなく、蓋体１７のサンプルポート１５からの取り外しを容易に行うことを可能とする。

上述したように、本実施の形態のボールミル装置は、サンプルポート１５を閉塞する蓋体１７の取り外しを容易に行うことができるので、原料粉の粉砕の途中で容器１に収納された原料粉の一部を容易に取り出して粉砕状況の確認を行う作業を迅速に行うことができ、能率よく原料粉の粉砕を行うことができる。

さらに、サンプルポート１５を開閉する蓋体１７の耐久性を向上できるので、ボールミル装置自体の耐久性を向上できる。

上述した実施の形態では、蓋体１７の全体を超硬合金により形成した例を示したが、容器１内の原料粉やボールと接触する嵌合部１９のみを超硬合金により形成したものであってもよい。

本考案は、上述したような超硬合金の原料粉末の粉砕に限られることなく、各種の合金等の金属、さらにはその他の素材を粉砕するボールミル装置に適用できる。

１ 容器、３ 回転駆動機構、４ ローラ機構、５，６ ローラ、７，８ 回転軸、１５ サンプルポート、１６ 開口部、１７ 蓋体、１８ 蓋固定部、１９ 嵌合部、１９ａ 嵌合部の先端面、２０ 固定部

Claims (3)

1. 超硬合金用の原料粉末と金属製のボールが収納される円筒状をなす胴体部を備えた金属製の容器と、上記原料粉末と上記ボールが収納された上記容器を回転操作する回転駆動機構とを備え、上記回転駆動機構により上記容器を回転操作することにより、上記容器内に収納された上記原料粉末と上記ボールを衝突させて上記原料粉末を粉砕するボールミル装置において、
   上記回転駆動機構により回転操作される上記容器の胴体部には、上記容器に収納された原料粉末を取り出すためのサンプルポートが設けられるとともに、
   上記サンプルポートに着脱自在に取り付けられて、上記サンプルポートを開閉する蓋体とが設けられ、
   上記サンプルポートには、上記容器の内外を貫通し、上記容器の内方に向かってする縮径するテーパ状の開口部が形成され、
   上記蓋体には、上記開口部に密接嵌合して当該開口部を閉塞する上記開口部の形状に対応した先端に向かって縮径するテーパ状に形成された超硬合金によりなる嵌合部が設けられるとともに、上記嵌合部の上端部側に上記サンプルポートの基端部に設けた蓋固定部に固定される固定部が形成されてなり、
   上記蓋体は、上記嵌合部を上記開口部に嵌合し、上記嵌合部により上記開口部を密閉するとともに、上記固定部を上記サンプルポートの蓋固定部に固定して上記サンプルポートに取り付けられることを特徴とするボールミル装置。
2. 上記蓋体の嵌合部の先端面は、上記開口部に嵌合して当該開口部を密閉したとき、先端面が上記容器の内周面と一連に連続する面を形成するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のボールミル装置。
3. 上記サンプルポートの上記容器の内部に望む先端面は、円弧面として形成された上記容器の内周面と曲率を一致させた円弧面として形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールミル装置。