JP6103458B2 - コーン型クラッシャー - Google Patents

Description

本発明は、コーン型クラッシャーに関し、更に詳しくは、破砕間隔を調節することができるコーン型クラッシャーに関する。

コーン型クラッシャーは、骨材産業や鉱物加工産業において非常に重要な破砕機として、使い道が広く、構造及び種類も多様に発展してきた。

国際公開公報ＷＯ２００９／０６５９９５は、コーン型クラッシャーを開示しており、このコーン型クラッシャー（以下、「先行発明１」という）は、内部に空洞が形成されているフレームと、フレームの内側に設けられる第１のクラッシングブレードと、フレームの内部に偏心された状態で収容されるメインシャフトと、メインシャフトの外周面に結合されるコーン状のクラッシングヘッドと、クラッシングヘッドの表面を覆う第２のクラッシングブレードと、メインシャフトの上端部に結合される上部ベアリング部と、前記メインシャフトの下端部に結合される下部ベアリング部と、前記メインシャフトを旋動運動（ｇｙｒａｔｏｒｙ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）することができるように駆動する駆動手段とを備える。

ここにおいて、第１のクラッシングブレードは、クラッシングヘッドの外周面上に装着される第２のクラッシングブレードと適正距離だけ離隔されており、コーン型クラッシャーに投入された破砕対象物は、メインシャフトとともに旋動運動をする第２のクラッシングブレードと固定された第１のクラッシングブレードとの間の間隔が狭くなると、圧縮されて破砕され、破砕された骨材は、第２のクラッシングブレードと第１のクラッシングブレードとの間の間隔が広くなると、落下する過程を繰り返しながら外部に排出される。

先行発明１に投入される岩石のサイズは多様であるため、クラッシングヘッドは上下に昇降しながら、破砕間隔を調節するようになっている。

より詳しく説明すると、クラッシングヘッドは、メインシャフトの長さ方向に沿って移動することができ、内部に小径部と大径部とを有する円柱型空洞部が形成されている。また、メインシャフトは、クラッシングヘッドの内部に形成されている空洞部に挟まれる小径部と大径部とを有するように形成される。

メインシャフトの大径部の上面とクラッシングヘッドの小径部の下面との間に形成されている空間（以下、「油圧空間」という）に注入される油圧油の量を調節して、クラッシングヘッドは、メインシャフトに沿って上下に移動することができる。

クラッシングヘッドがメインシャフトに沿って移動することができるためには、クラッシングヘッドの内側面とメインシャフトの外側面との間に一定の遊隔が必要となる。したがって、小径部及び大径部を有するクラッシングヘッドの空洞部の直径は、これと対向しているメインシャフトの外側面の直径よりも大きい。

したがって、クラッシングヘッドとメインシャフトは、破砕対象物を破砕する際、ともに旋動運動をするが、旋動運動が継続することに伴い、クラッシングヘッドとメインシャフトは相対回転運動をするようになる。

より詳しく説明すると、クラッシングヘッドの内部の空洞部に形成されている小径部と大径部は、これと対向しているメインシャフトの小径部と大径部の表面に対し、それぞれ独立して相対回転運動をしようとする。クラッシングヘッドの小径部とメインシャフトの小径部との間の遊隔と、クラッシングヘッドの大径部とメインシャフトの大径部との間の遊隔とが同じである場合に、クラッシングヘッドの小径部の表面とクラッシングヘッドの大径部の表面とが同じ線速度で回転するためには、クラッシングヘッドの小径部は、クラッシングヘッドの大径部より速い角速度で回転しなければならない。

しかしながら、クラッシングヘッドは、剛体（ｒｉｇｉｄ ｂｏｄｙ）であるため、クラッシングヘッドの小径部と大径部は、同じ角速度で回転するしかなく、各小径部の表面及び各大径部の表面のいずれか１つの表面では、滑り摩擦が生じるようになる。

クラッシングヘッドとメインシャフトとの間の相対回転運動は、たとえその速度は遅いが、回転力は非常に強く、これによって発生する滑り摩擦により、クラッシングヘッドとメインシャフトは相対側の表面を互いに破壊するようになる。

表面が破壊されて荒くなると、油圧シールが破壊され、油圧油が急速に漏出される。したがって、クラッシングヘッドの内側面には、必ず潤滑性材質のコーティングを施すか、または、潤滑性材質のライナーを設けなければならない。

しかしながら、岩石などの破砕によってクラッシングヘッドが受ける力は、非常に不規則な衝撃の形であるため、潤滑性コーティングまたは潤滑性材質のライナーを設けることでは、滑り摩擦による表面破壊を緩和することができるだけであり、滑り摩擦を根本的に防止することは不可能で、更に潤滑性材質のライナーなども徐々に磨耗していく。しかも、クラッシングヘッドは、重量が非常に重く、体積が大きいため、潤滑性コーティングまたは潤滑性材質のライナーを設けることには、膨大なコストがかかるだけでなく、作業が非常に難しいという問題がある。

それで、前記コーン型クラッシャーの問題を解決するために、本発明の発明者は、マントルコア（前記先行発明１の「クラッシングヘッド」に該当する）の内周面に形成された円柱型空間部に、上下方向に長いキー溝を形成し、メインシャフトの外周面にはキーが挿入されるキー溝を形成して、ここにキーを挿入したコーン型クラッシャー（国際公開番号ＷＯ２０１２／１４１５５８Ａ１）に関する発明（以下、「先行発明２」という）をＰＣＴ出願してある。

先行発明２の場合、マントルコアは、メインシャフトの長さ方向に沿って円滑に移動することができ、同時にマントルコアとメインシャフトとの相対回転運動は抑制される。一方、先行発明２は、メインシャフトの下部に破砕間隔調節板が固定され、この破砕間隔調節板上に複数の油圧ジャッキが設けられており、この油圧ジャッキがマントルコアをメインシャフトの長さ方向に沿って移動させる油圧力を提供する構造となっている。

先行発明２によると、上述したように、キーとキー溝によって、マントルコアはメインシャフトの相対回転を抑制することができる。しかしながら、岩石の破砕時に発生する衝撃がキーとキー溝に継続的に加えられ、この衝撃によって、キーとキー溝には応力が集中され、キーとキー溝の強度が弱くなる問題が発生するようになる。更に、メインシャフトのそのものの構造的強度まで弱くなる可能性もある。

国際公開第２００９／０６５９９５号 国際公開第２０１２／１４１５５８号

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものであって、マントルコアとメインシャフトとの間に滑り摩擦による表面破壊現象が発生する虞のないコーン型クラッシャーを提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、マントルコアとメインシャフトとの間にキー及びキー溝を形成する必要のないコーン型クラッシャーを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、破砕間隔を調節するために、高圧の油圧油が用いられても油圧油が漏出する可能性を減らすことができるコーン型クラッシャーを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、マントルコアとメインシャフトとの間の隙間にほこりなどの異物質の流入を減らすことができる構造を有するコーン型クラッシャーを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、マントルコアとメインシャフトの接触面の機械的摩擦を著しく減らすことができる構造を有するコーン型クラッシャーを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、使用寿命が長いコーン型クラッシャーを提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の好ましい実施例に係るコーン型クラッシャーは、空洞を有するフレームと、前記フレームの中心軸から偏心され、前記空洞に配置されて旋動運動をするメインシャフトと、前記メインシャフトの長さ方向に沿って移動可能に前記メインシャフトに結合され、前記メインシャフトとともに旋動運動をするマントルコア組立体を備えるコーン型クラッシャーにおいて、前記コーン型クラッシャーは、前記マントルコア組立体の下方に位置し、前記メインシャフトに固定される破砕間隔調節支持板、前記メインシャフトの外側を取り囲み、前記破砕間隔調節支持板から前記マントルコア組立体の下面に向かって延長される環状のシリンダー部、及び前記マントルコア組立体との相対位置が固定され、前記マントルコア組立体の下部に形成され、前記シリンダー部に挿入され、前記シリンダー部の内部空間に流出入する油圧油の圧力によって昇降可能なピストン部を備える。

好ましくは、前記メインシャフトの内部には、油圧油通路が形成され、前記油圧油通路は、前記シリンダー部の内部空間に直接連通するか、または前記破砕間隔調節支持板を経由して、前記シリンダー部の内部空間に連通する。

好ましくは、前記コーン型クラッシャーは、前記油圧油の流出を防止するために、前記ピストン部の下端部の外周面及び内周面に設けられたシール部材を更に備える。

好ましくは、前記マントルコア組立体に備えられているマントルコアは、２つ以上の部品から組み立てられて形成される。

好ましくは、前記コーン型クラッシャーは、前記マントルコア組立体と前記メインシャフトとの間に介在したマントルコアスリーブを更に備える。

好ましくは、前記マントルコアスリーブは、前記ピストン部の下面に接触され、前記ピストン部の下面を覆うフランジを有する。

好ましくは、前記コーン型クラッシャーは、前記油圧油の流出を防止するために、前記フランジの外周面及び内周面に設けられたシール部材を更に備える。

好ましくは、前記コーン型クラッシャーは、前記シリンダー部と前記ピストン部に異物質の流入を防止するために、前記シリンダー部よりも大きい直径を有し、前記破砕間隔調節支持板から前記マントルコア組立体の下面に向かって延長される環状の第１のダストシールスリーブ、及び前記マントルコア組立体の下面から前記破砕間隔調節支持板に向かって延長され、前記第１のダストシールスリーブの外周面を取り囲む第２のダストシールスリーブを更に備える。

好ましくは、前記コーン型クラッシャーは、前記メインシャフトと前記マントルコア組立体との間に異物質の流入を防止するために、前記メインシャフトの外周に挟まれるタイヤ型シーラーを更に備え、前記タイヤ型シーラーは、上端内径部が前記メインシャフトの外周面に接触され、下端内径部が前記マントルコア組立体の上端部に固定される。

好ましくは、前記コーン型クラッシャーは、前記タイヤ型シーラーの下端内径部を前記マントルコア組立体の上端部に固定させるクランプを更に備える。

好ましくは、前記マントルコア組立体は、前記メインシャフトに挟まれるマントルコアと、前記マントルコアの外側面を覆うマントルと、前記マントルを前記マントルコアに結合させるロックナットとを有し、前記タイヤ型シーラーの下端内径部は、前記ロックナットと前記クランプとの間に圧搾されて固定される。

好ましくは、前記タイヤ型シーラーの下端内径部と接触する前記ロックナットの一面と、前記タイヤ型シーラーの下端内径部と接触する前記クランプの一面との少なくともいずれか一面には、凹凸が形成される。

好ましくは、前記タイヤ型シーラーと前記メインシャフトによって区画される空間には、潤滑剤が注入されている。

好ましくは、前記コーン型クラッシャーは、前記メインシャフトを前記フレームの中心軸Ｙから偏心させる偏心駆動部、及び前記偏心駆動部を回転させ、前記メインシャフトを旋動運動するように駆動するメインシャフト駆動手段を更に備える。

本発明に係るコーン型クラッシャーは、次のような効果を有する。

第一に、マントルコアとメインシャフトとの間に滑り摩擦による表面破壊現象が発生する虞のないコーン型クラッシャーを提供することができる。

第二に、マントルコアとメインシャフトとの間にキー及びキー溝を形成する必要のないコーン型クラッシャーを提供することができる。

第三に、破砕間隔を調節するために高圧の油圧油が用いられても油圧油が漏出する可能性を減らすことができるコーン型クラッシャーを提供することができる。

第四に、マントルコアとメインシャフトとの間の隙間にほこりなどの異物質の流入を減らすことができる構造を有するコーン型クラッシャーを提供することができる。

第五に、マントルコアとメインシャフトの接触面の機械的摩擦を著しく減らすことができる構造を有するコーン型クラッシャーを提供することができる。

第六に、使用寿命が長いコーン型クラッシャーを提供することができる。

本明細書に添付する次の図面は、本発明の好ましい実施例を例示するもので、前述した発明の詳しい説明とともに、本発明の技術思想が更に理解できるようにする役割をするものであるため、本発明は、このような図面に記載した事項のみに限定して解釈してはいけない。

本発明の好ましい第１の実施例に係るコーン型クラッシャーを示す断面図である。 本発明の好ましい第２の実施例に係るコーン型クラッシャーを示す断面図である。 本発明の好ましい第３の実施例に係るコーン型クラッシャーを示す断面図である。

以下、添付した図面を参照し、本発明の好ましい実施例に係るコーン型クラッシャーについて詳しく説明する。

本発明で用いられるコーン型クラッシャーという用語は、コーンクラッシャーとジャイレートリークラッシャー（ｇｙｒａｔｏｒｙ ｃｒｕｓｈｅｒ）などを通称するもので用いられる。

本明細書及び請求の範囲に用いられる用語や単語は、通常的または辞書的意味で限定して解釈してはいけなく、発明者は自分自身の発明を最も最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義することができるという原則に立って、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈しなければならない。したがって、本明細書に記載した実施例と図面に示した構成は、本発明の最も好ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないので、本出願時点においてこれらに代替することができる様々な均等物と変形例がある可能性があることを理解しなければならない。

図面において、各構成要素またはその構成要素をなす特定の部分の大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張及び省略し、または概略的に示した。したがって、各構成要素の大きさは実際の大きさを全面的に反映するものではない。関連する公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に曖昧にすると判断される場合、その説明は省略する。

図１は、本発明の好ましい第１の実施例に係るコーン型クラッシャーを示す断面図である。
図１を参照すると、第１の実施例に係るコーン型クラッシャーは、空洞を有するフレームと、フレームの中心軸から偏心され、空洞に配置されて旋動運動をするメインシャフト１００と、メインシャフト１００に結合され、メインシャフト１００とともに旋動運動をしながら、メインシャフト１００の長さ方向に沿って移動可能なマントルコア組立体２００と、フレームの内側面のうちマントルコア組立体２００と対向する面に装着されたコンケーブ３０と、マントルコア組立体２００の下方に位置し、メインシャフト１００に固定される破砕間隔調節支持板４０と、メインシャフト１００をフレームの中心軸Ｙから偏心させる偏心駆動部１６０と、偏心駆動部１６０を回転させ、メインシャフト１００を旋動運動するように駆動するメインシャフト駆動手段と、メインシャフト１００の上端部に位置し、メインシャフト１００の旋動運動が可能になるように、メインシャフト１００を径方向と垂直方向で支持する懸垂ベアリング１２０とを備える。

フレームは、外郭が略円筒状のメインフレーム１０と、メインフレーム１０の上部に結合され、１つの層または複数の層で構成されたトップフレーム２０とで形成することができる。

メインシャフト１００の下端部は、メインフレーム１０の内部に収容され、上端部はコンケーブ３０を通って、トップフレーム２０に収容される。また、メインシャフト１００は旋動運動（ｇｙｒａｔｏｒｙ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）をし、旋動運動に比べ、上、下方向の動きは殆どない。

通常のコーン型クラッシャーと同様に、本発明の第１の実施例に係るコーン型クラッシャーも、トップフレーム２０の上部から岩石などの破砕対象物が供給され、メインシャフト１００及びメインシャフト１００に挟まれたマントルコア組立体２００が旋動運動をし、コンケーブ３０とマントル２１０との間で破砕対象物が破砕され、メインフレーム１０の下部に落下するようになる。

本発明の核心的技術的思想が更に明らかに伝えられるように、第１の実施例の前記構成中、上述した通常のコーン型クラッシャーと重複する内容はできるだけ省略し、異なる構成を中心として説明する。

メインシャフト１００は、その内部にマントルコア組立体２００を昇降させるための油圧油が流れる油圧油通路１１０が形成される。この油圧油通路１１０は、メインシャフト１００の長さ方向に沿って形成された垂直油圧油通路１１２と、この垂直油圧油通路１１２の下端で水平方向に曲がった水平油圧油通路１１４とで形成することができる。

該油圧油通路１１２、１１４は、メインシャフト１００に形成される流路の一例であり、メインシャフト１００の内部に流路が形成され、後述するシリンダー部５０の内部空間５２まで連通するものであれば構わない。また、後述する破砕間隔調節支持板４０がマントルコア組立体２００の下方でメインシャフト１００に安定して結合できるように、メインシャフト１００の外周面には段付き突部１１６が形成されるものが好ましい。

破砕間隔調節支持板４０は、破砕対象物の破砕によって発生するメインシャフト１００の長さ方向の力を受け取る役割と、後述するシリンダー部５０の装着マウントの役割をする。

マントルコア組立体２００は、メインシャフト１００に挟まれ、全体として円錐台状のマントルコア２２０と、マントルコア２２０の外側面を覆い、中空の円錐台状のマントル２１０と、マントル２１０をマントルコア２２０に堅く結合させるロックナット２４０を有する。

マントルコア２２０は、マントル２１０が安着するマントル安着部２２４と、マントルコア２２０の下部に形成されるピストン部２２２とで形成することができる。ここにおいて、ピストン部２２２は、後述するシリンダー部５０に挿入される。

図１では、マントルコア２２０は、１つの剛体（ｒｉｇｉｄ ｂｏｄｙ）であるものとして示しているが、これとは異なり、マントル安着部２２４と、ピストン部２２２が別に構成されて互いの結合によってマントルコア２２０を成しても構わない。ただし、この場合、ピストン部２２２は、マントル安着部２２４に結合された状態でマントル安着部２２４と相対位置が固定される。

マントルコア組立体２００とメインシャフト１００との間には、パイプ状のマントルコアスリーブ２３０を介在することができる。マントルコアスリーブ２３０の下端部には、反径方向の外側に向かって延長されたフランジ２３２が形成され、フランジ２３２の上面はピストン部２２２の下面と接触され、ピストン部２２２の下面はフランジ２３２によって覆われるようになる。

破砕間隔調節支持板４０上には、環状のシリンダー部５０が形成される。前記シリンダー部５０は、ピストン部２２２の外側を取り囲み、破砕間隔調節支持板４０からマントルコア組立体２００の下面に向かって延長される。

シリンダー部５０の内周面は、メインシャフト１００の外周面と離隔された状態で、ピストン部２２２の外周面と対向しており、シリンダー部５０には、油圧油が流出入することができる内部空間５２が形成される。また、ピストン部２２２は、この内部空間５２に流出入する油圧油の圧力によって、メインシャフト１００の長さ方向に沿って昇降可能である。

一方、メインシャフト１００に形成されている水平油圧油通路１１４は、図１に示したように、破砕間隔調節支持板４０に形成されている油圧油通路６２を経由して、シリンダー部５０の内部空間５２に連通することができる。

これとは異なり、水平油圧油通路１１４の出口が内部空間５２に直接連通することもできる。この場合、水平油圧油通路１１４は、図１に示した位置に比べて多少高い位置に形成されており、例えば、内部空間５２と当接している破砕間隔調節支持板４０の上面の直上に水平油圧油通路１１４の出口を形成することができる。

第１の実施例によると、シリンダー部５０の内面、メインシャフト１００の外側面、マントルコアスリーブ２３０の下端に形成されているフランジ２３２の下面、及び破砕間隔調節支持板４０の上面によって、シリンダーの内部空間５２が区画される。

油圧油がシリンダーの内部空間５２から流出される可能性のある最も有力な部位は、シリンダー部５０の内周面とフランジ２３２との間の隙間、またはメインシャフト１００の外周面とフランジ２３２との間の隙間である。したがって、油圧油の流出を防止するために、フランジ２３２の外周面及び内周面には、ゴムなどからなるシール部材２３４が設けられるものが好ましい。

第１の実施例では、マントルコアスリーブ２３０がピストン部２２２と別の構成となっているが、図１に示したマントルコアスリーブ２３０及びピストン部２２２が１つの構成として一体化した第１の実施例の変形例も可能である。

また、前記第１の実施例の変形例は、マントルコアスリーブ２３０を備えていないため、シリンダー部５０の内面、メインシャフト１００の外側面、ピストン部２２２の下面、及び破砕間隔調節支持板４０の上面によって、シリンダーの内部空間５２が区画される。

この場合、油圧油がシリンダー部５０の内部空間５２から流出される可能性のある最も有力な部位は、シリンダー部５０の内周面とピストン部２２２との間の隙間、またはメインシャフト１００の外周面とピストン部２２２との間の隙間である。したがって、油圧油の流出を防止するために、ピストン部２２２の下端部の外周面及び内周面には、ゴムなどからなるシール部材２３４が設けられるものが好ましい。

図２は、本発明の好ましい第２の実施例に係るコーン型クラッシャーを示した断面図であり、第２の実施例は、マントルコア２２０が２つの部品に区分されて製作され、これらを組み立ててマントルコア２２０が完成されるという点において、第１の実施例と相違である。もちろん、マントルコア２２０は、２つ以上の部品からなることもできる。第１の実施例と同様に、第２の実施例でも、マントルコア２２０の内部にマントルコアスリーブ２３０が装着される構造を採ることも可能で、マントルコアスリーブ２３０がピストン部２２２に一体化した構造を採ることも可能である。

次いで、第１の実施例に係るコーン型クラッシャーについて引き続き説明をする。

コンケーブ３０とマントル２１０との間で破砕された破砕対象物から発生する多量の粉塵及び石粉などの異物質がシリンダー部５０とピストン部２２２に流入することを防止する必要があり、このために、第１の実施例には、破砕間隔調節支持板４０に設けられる第１のダストシールスリーブ７０と、マントルコア２２０に設けられる第２のダストシールスリーブ２７０が備えられている。

第１のダストシールスリーブ７０は、シリンダー部５０より大きい直径を有し、破砕間隔調節支持板４０からマントルコア組立体２００の下面に向かって延長されている環状のスリーブである。

第２のダストシールスリーブ２７０は、マントルコア２２０のマントル安着部２２４の下面の縁部から破砕間隔調節支持板４０に向かって延長されて形成され、第１のダストシールスリーブ７０の外周面を取り囲む環状のスリーブである。

第２のダストシールスリーブ２７０は、マントルコア組立体２００に装着されてともに昇降するため、コーン型クラッシャーが稼動しながら破砕間隔が継続的に調節される間に、第２のダストシールスリーブ２７０の内周面は第１のダストシールスリーブ７０の外周面に沿って昇降するようになる。

また、粉塵及び石粉などの異物質は、主にコーン型クラッシャーの上から下の方向に向かって移動するため、図１に示したように、第２のダストシールスリーブ２７０を下方向に長く形成して、第１のダストシールスリーブ７０の外周面を十分に覆うように設計すると、第１のダストシールスリーブ７０と第２のダストシールスリーブ２７０との隙間を介した異物質流入防止の側面において有利である。

第１のダストシールスリーブ７０と第２のダストシールスリーブ２７０とは、少し間隔をおいたまま互いに離隔され、コーン型クラッシャーの稼動中にも互いに接触することはない。この間隔を埋めるために、第１のダストシールスリーブ７０の外周の上端にゴムや羊毛のような弾力性のある材質からなるシールを設け、グリスのような潤滑剤を塗布することができる。

偏心駆動部１６０は、メインシャフト１００の下端を収容する偏心ベアリング１６２と、偏心駆動部１６０そのものの回転軸である偏心駆動軸１６４を有する。偏心駆動軸１６４の下端部には、プーリー１６６が固定され、このプーリー１６６は、モータまたはエンジンなどに連結されたベルトなどによって、駆動力が伝達される。

偏心駆動軸１６４は、フレームの中心軸Ｙと同軸であり、偏心ベアリング１６２は、メインシャフト１００の中心軸Ｘと同軸で形成される。したがって、モータまたはエンジンなどの駆動によって、偏心駆動軸１６４が回転すると、メインシャフト１００は、フレームの中心軸Ｙとメインシャフト１００の中心軸Ｘとの間の角αだけフレームの中心軸Ｙから傾いた状態で、旋動運動をするようになる。ここにおいて、前記モータまたはエンジンなどは、メインシャフト１００を旋動運動させるように駆動するメインシャフト駆動手段に該当する。

メインシャフト１００が旋動運動をするためには、メインシャフト１００の下端部に比べ、上端部は相対的に少なく動揺する状態で支持されなければならず、このために、メインシャフト１００の上端部は、トップフレーム２０の上部に固定されている上部ベアリング室１３０に挿入されて支持される。

上部ベアリング室１３０の下部には、開口部が形成され、メインシャフト１００の上端部は、この開口部に挿入される。また、メインシャフト１００の上端部は、回転輪１２２及び固定輪１２４で形成された懸垂ベアリング１２０によって、摩擦が低減される。

回転輪１２２は、メインシャフト１００の上端部に堅く締結され、固定輪１２４は、上部ベアリング室１３０の内周面に堅く安着する。回転輪１２２の外周面と固定輪１２４の内周面とは、ともに下にいくほど直径が狭くなり、メインシャフト１００の自重によって、回転輪１２２が下方に移動しても、回転輪１２２の外周面が固定輪１２４の内周面に接触して係止されるようになるので、メインシャフト１００の上部ベアリング室１３０からの離脱が防止される。

図１のＣで表示した部分は、メインシャフト１００の旋動運動の焦点に該当する部分として、理論上全く動きがない部分である。また、旋動運動の焦点Ｃは、メインシャフト１００の両端部のうち上端部側に偏って位置しているため、当然、メインシャフト１００の下端部は、上端部に比べ、旋動運動の半径がはるかに大きくなる。

一方、メインシャフト１００の上端部には、長さ方向に沿って下に円柱型陥没部が形成され、この円柱型陥没部は、旋動運動の焦点Ｃよりも下まで陥没しているものが好ましい。

弾力性材質からなる油圧油導管１４６は、円柱型陥没部の内周面と所定の間隔離隔された状態で、円柱型陥没部に挿入され、導管固定部１４４は、油圧油導管１４６を上部ベアリング室１３０に固定させる。円柱型陥没部は、メインシャフト１００が旋動運動をしても、油圧油導管１４６が円柱型陥没部の内側面に接触しないほどの内径を有するものが好ましい。

導管固定部１４４には、外部から供給される油圧油の通路となる外部油圧油導入管１４２が連結されており、メインシャフト１００の垂直油圧油通路１１２の上端部は、連通コネクタ１１５によって油圧油導管１４６に連結される。ここにおいて、油圧油導管１４６上に旋動運動の焦点Ｃが位置するものが好ましく、この場合、油圧油導管１４６の変形を最小化することができる。

油圧油ソースから順次に、外部油圧油導入管１４２、導管固定部１４４、油圧油導管１４６、連通コネクタ１１５、垂直油圧油通路１１２、水平油圧油通路１１４、及び油圧油通路６２を経て、油圧油はシリンダー部５０の内部空間５２まで供給される。

油圧油導管１４６は、可撓性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）材質からなるものが好ましく、この場合、メインシャフト１００の上端の動揺に伴い、油圧油導管１４６が少しずつ曲がり、油圧油導管１４６は、導管固定部１４４と連通コネクタ１１５との間で、安定して結合され、メインシャフト１００が旋動運動をしても、シリンダー部５０の内部空間５２に油圧油が安定して流出入することができる。

上述したように、油圧油導管１４６は、可撓性を有するものが好ましいが、長さ方向に加えられる力には強く抵抗できる材質で形成されるものが更に好ましい。したがって、例えば、鉄などの金属線を外周面に巻いて補強したゴム材質のホースを用いることができる。

偏心駆動部１６０と破砕間隔調節支持板４０との間を介して、偏心駆動部１６０及びメインシャフト１００の下端部に異物質が流入することを防止するために、破砕間隔調節支持板４０と偏心駆動部１６０との間には、ダストシールが形成される。

該ダストシールは、旋動球面リング４２、固定球面リング１５２、及び固定球面リングガイド１５４からなる。旋動球面リング４２は、破砕間隔調節支持板４０の縁部の下面にボルトなどによって固定され、固定球面リング１５２の下面は、旋動球面リング４２の上面に載置される。また、固定球面リング１５２は、固定球面リングガイド１５４に挟まれ、昇降可能な構造となっている。

旋動球面リング４２の上面は、旋動運動の焦点Ｃを中心とする球面で形成され、固定球面リング１５２の下面は、前記旋動球面リング４２の上面と同じ曲率を有する球面で形成される。この場合、固定球面リング１５２と旋動球面リング４２の接触面の間の隙間を最小化することができ、この隙間を介した異物質の流入を最小化することができる。

一方、偏心駆動部１６０と破砕間隔調節支持板４０との間への異物質流入を能動的に遮断するために、固定球面リングガイド１５４の内部空間には、空気流路１５６が連結される。空気流路１５６を介して、圧縮空気が固定球面リングガイド１５４の内部に形成されている空間に印加され、この圧縮空気は、旋動球面リング４２と固定球面リング１５２との間の隙間、及び固定球面リング１５２と固定球面リングガイド１５４との間の隙間を介して外部に抜け出ながら、ほこりなどの異物質を外部に排出することができる。また、この圧縮空気は、破砕間隔調節支持板４０に形成されている空気孔４４を介して前記した第１のスリーブ７０と第２のスリーブ２７０との間にも作用し、ほこりが流入することを遮断する。

先に説明したように、マントルコア組立体２００とメインシャフト１００との間には、パイプ状のマントルコアスリーブ２３０を介在することができる。第１の実施例では、マントルコア２２０の中央に形成されている空洞にマントルコアスリーブ２３０が挟まれ、マントルコア２２０のピストン部２２２の下面がマントルコアスリーブ２３０のフランジ２３２の上面に当たるまで、マントルコアスリーブ２３０をマントルコア２２０に入れ込んだ状態で、マントルコアスリーブ２３０の上端部は、マントルコア２２０の上端より上に突出する。また、マントルコアスリーブ２３０の上端部の外周面には、ねじ山が形成されている。

マントルコア２２０のマントル安着部２２４に、マントル２１０を安着した後に、ロックナット２４０をマントルコアスリーブ２３０の上端部の外周面に結合して締めると、マントルコアスリーブ２３０がマントルコア２２０に堅く結合され、マントル２１０は、ロックナット２４０の下方向の圧力によって、マントル安着部２２４に密着する。また、ロックナット２４０とマントル２１０との間には、ロックナット２４０を緩めて、マントル２１０を交換する際、作業が容易になるように、トーチで溶かして除去することができるトーチリング２４２を設けることができる。

第１の実施例で、マントルコアスリーブ２３０がロックナット２４０によってマントルコア２２０に堅く結合されると、マントルコアスリーブ２３０は、マントルコア２２０と相対移動なしで一体化して動くようになり、あたかもマントルコアスリーブ２３０がマントルコア組立体２００を成す一部構成のようになる。したがって、メインシャフト１００とマントルコア組立体２００との間の隙間とは、メインシャフト１００の外周面とマントルコアスリーブ２３０の内周面との間に形成される隙間１０２を示すものとして定義する。

一方、先に説明した第１の実施例の変形例のように、マントルコアスリーブ２３０及びピストン部２２２が１つの構成で一体化した場合、メインシャフト１００とマントルコア組立体２００との間の隙間とは、メインシャフト１００の外周面とマントルコア２２０の内周面との間に形成される隙間を示すものとして定義する。

メインシャフト１００とマントルコア組立体２００との間に異物質の流入を防止するために、メインシャフト１００には、タイヤ型シーラー２６０が挟まれる。

タイヤ型シーラー２６０は、上端内径部２６２がメインシャフト１００の外周面に接触され、下端内径部２６４がマントルコア組立体２００の上端部に固定される。

タイヤ型シーラー２６０の上端内径部２６２の直径は、メインシャフト１００の全体でタイヤ型シーラー２６０の上端内径部２６２に接触している部分の直径より多少小さく形成することができ、この場合、タイヤ型シーラー２６０の上端内径部２６２は、弾性変形され、メインシャフト１００の外周をタイトにシーリングすることができる。

タイヤ型シーラー２６０の下端内径部２６４は、クランプ２５０によってマントルコア組立体２００の上端部に固定される。

クランプ２５０は、タイヤ型シーラー２６０の下端内径部２６４をロックナット２４０またはマントルコアスリーブ２３０の上端面に押して固定させる環状部材で形成することができる。図１では、クランプ２５０が固定ボルト２５２によってマントルコアスリーブ２３０の上端部に固定されているものとして示しているが、固定ボルト２５２が必ずマントルコアスリーブ２３０の上端部に固定されなければならないものではない。例えば、固定ボルト２５２は、図１に示したものよりクランプ２５０の半径方向の外側に位置してロックナット２４０に直接に結合されても構わない。

タイヤ型シーラー２６０の下端内径部２６４は、ロックナット２４０とクランプ２５０との間に圧搾されて固定されているが、固定性を更に向上するために、ロックナット２４０とクランプ２５０には凹凸を形成することができる。

更に詳しく説明すると、タイヤ型シーラー２６０の下端内径部２６４と接触するロックナット２４０の一面と、タイヤ型シーラー２６０の下端内径部２６４と接触するクランプ２５０の一面のうち少なくともいずれか一面には、凹凸を形成することができ、図１に示したように、両面に凹凸を形成することもできる。

タイヤ型シーラー２６０とメインシャフト１００によって区画される空間には、例えば、グリスのような潤滑剤を注入することができ、タイヤ型シーラー２６０の下端内径部２６４がクランプ２５０及びロックナット２４０によってよくシーリングされているため、潤滑剤がクランプ２５０やロックナット２４０を介して抜け出ることがない。前記空間に注入された潤滑剤は、メインシャフト１００の外周面とマントルコア組立体２００の内周面との間を潤滑するために用いられる。

メインシャフト１００が偏心駆動部１６０とメインシャフト駆動手段によって、旋動運動をしながら破砕対象物を破砕すると、マントルコア組立体２００の内周面は、コンケーブ３０とマントル２１０との間で破砕される岩石などによって、メインシャフト１００の外周面に強く押されるようになる。これによって、マントルコア組立体２００の内周面の一部領域は、メインシャフト１００の外周面に強く密着する。これに対し、破砕される岩石による力が加えられる部位の反対側では、マントルコア組立体２００の内周面とメインシャフト１００の外周面との間に隙間１０２が更に広がるようになる。

タイヤ型シーラー２６０とメインシャフト１００によって区画される空間に注入された潤滑剤は、この隙間１０２に集中的に流入するようになる。

厳密にいうと、マントルコア組立体２００の内周面の円周方向の長さは、メインシャフト１００の外周面の円周方向の長さより長いため、マントルコア組立体２００は、メインシャフト１００に線接触した状態で、メインシャフト１００の外周面に沿って回るようになる。また、マントルコア組立体２００とメインシャフト１００の線接触部位は、旋動運動が進行することに伴い、メインシャフト１００の円周方向に沿って移動するようになる。もちろん、前記線接触部位の反対側に位置している「マントルコア組立体２００の内周面とメインシャフト１００の外周面との間の隙間１０２」もメインシャフト１００の円周方向に沿って移動するようになる。

結局、メインシャフト１００の円周方向に沿って隙間１０２の位置が移動することに伴い、これに流入した潤滑剤は、メインシャフト１００の外周面とマントルコア組立体２００の内周面の全体に均一に注入することができる。

図３は、本発明の好ましい第３の実施例に係るコーン型クラッシャーを示した断面図である。

図３を参照して本発明の第３の実施例について説明し、重複の説明を回避するために、第１の実施例との相違点を中心に説明する。第１の実施例と比較すると、第３の実施例は、偏心駆動部１７０とメインシャフト駆動手段が異なり、懸垂ベアリング１２０の代わりに通常のベアリング１２６を用いるという点において相違がある。

第３の実施例において、偏心駆動部１７０は、ジャーナル型ベアリング１７１、１７２を装着したエキセントリックスリーブ１７５と、エキセントリックスリーブ１７５の外周面に形成されているベベルギア１７６とを備える。エキセントリックスリーブ１７５は、メインシャフト１００の下端部を収容し、エキセントリックスリーブ１７５そのものはフレームの中心軸Ｙと同軸で形成される。

メインシャフト１００の下端部をエキセントリックスリーブ１７５に挿入すると、メインシャフト１００の中心軸Ｘは、フレームの中心軸Ｙからαの角だけ傾くようになる。また、メインシャフト１００は、下端部には凸状の球面型スラストベアリング１７３が結合され、この凸状の球面型スラストベアリング１７３は、凹状の球面型スラストベアリング１７４によって支持される。更に、この球面型スラストベアリング１７３、１７４の間には摩擦低減のために潤滑油が注入される。

前記球面型スラストベアリング１７３、１７４が破砕対象物から伝えられるメインシャフト１００の長さ方向の分力を支持することができるため、単に径方向力（ｒａｄｉａｌ ｆｏｒｃｅ）のみを支持する通常のベアリング１２６をメインシャフト１００の上端部を支持するベアリングとして用いることができる。

前記偏心駆動部１６０を回転させるために、モータまたはエンジンなどのメインシャフト駆動手段が設けられる。

前記ベベルギア１７６に噛み合うベベルギア１８２が一端部に形成され、プーリー１８６が他端部に形成されている軸１８４は、メインシャフト駆動手段とベルトなどによって、駆動力が伝達され、該軸１８４の回転によって、偏心駆動部１６０が回転し、メインシャフト１００が旋動運動することができる。

偏心駆動部１６０及びこれを駆動するための構造、更に、メインシャフト１００の上端部及び下端部に用いられるベアリング１２６、１７３、１７４を除き、残りの構成は第１の実施例と同一である。

以上で述べた本発明に係るコーン型クラッシャーによると、マントルコア２２０の内周面（またはマントルコアスリーブ２３０の内周面）がメインシャフト１００の外周面と強く接触した状態で、マントルコア２２０及びメインシャフト１００が旋動運動をしても、マントルコア２２０の内周面（またはマントルコアスリーブ２３０の内周面）がメインシャフト１００の外周面に乗って回るため、相互間の接触面の間に滑り摩擦が発生せず、相互の表面を破壊する現象が発生しない。また、タイヤ型シーラー２６０とメインシャフト１００によって区画される空間に注入された潤滑剤が、マントルコア組立体２００とメインシャフト１００との間の隙間１０２に注入された状態で、持続的に両方を潤滑するため、両方間の表面破壊現象は更に防止される。

更に、本発明に係るコーン型クラッシャーでは、マントルコア組立体２００とメインシャフト１００との間の相対回転を無理に拘束せず、両方間の相対回転を許容しているため、マントルコア組立体２００とメインシャフト１００との間にキー及びキー溝を形成する必要がない。

マントルコア組立体２００とメインシャフト１００との間にキー及びキー溝を備えていないため、両方の接触面の間の応力集中を懸念する必要がなく、これによって、マントルコア組立体２００とメインシャフト１００の構造的強度が長期間保障される。

更に、第１のスリーブ７０及び第２のスリーブ２７０がピストン部２２２及びシリンダー部５０を外部空間から構造的に遮蔽しているため、ピストン部２２２及びシリンダー部５０にほこりなどの異物質が流入する可能性を非常に低くすることができる。

以上で、本発明は、たとえ限定された実施例と図面によって説明されたが、本発明は、これによって限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって、本発明の技術思想と下記する特許請求の範囲の均等範囲内で様々な修正及び変形が可能であることはもちろんである。

Claims (14)

1. 空洞を有するフレームと、前記フレームの中心軸から偏心され、前記空洞に配置されて旋動運動をするメインシャフトと、前記メインシャフトの長さ方向に沿って移動可能に前記メインシャフトに結合され、前記メインシャフトとともに旋動運動をするマントルコア組立体とを備えるコーン型クラッシャーにおいて、
   前記マントルコア組立体の下方に位置し、前記メインシャフトに固定される破砕間隔調節支持板、
   前記メインシャフトの外側を取り囲み、前記破砕間隔調節支持板から前記マントルコア組立体の下面に向かって延長される環状のシリンダー部、及び
   前記マントルコア組立体との相対位置が固定され、前記マントルコア組立体の下部に形成され、前記シリンダー部に挿入され、前記シリンダー部の内部空間に流出入する油圧油の圧力によって昇降可能なピストン部、を備えるコーン型クラッシャー。
2. 前記メインシャフトの内部には、油圧油通路が形成され、
   前記油圧油通路は、前記シリンダー部の内部空間に直接連通するか、または前記破砕間隔調節支持板を経由して、前記シリンダー部の内部空間に連通することを特徴とする請求項１に記載のコーン型クラッシャー。
3. 前記油圧油の流出を防止するために、前記ピストン部の下端部の外周面及び内周面に設けられたシール部材を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のコーン型クラッシャー。
4. 前記マントルコア組立体に備えられているマントルコアは、複数の部品に区分されて製作され、組み立てられて形成されたことを特徴とする請求項１に記載のコーン型クラッシャー。
5. 前記マントルコア組立体と前記メインシャフトとの間に介在されたマントルコアスリーブを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のコーン型クラッシャー。
6. 前記マントルコアスリーブは、前記ピストン部の下面に接触され、前記ピストン部の下面を覆うフランジを有することを特徴とする請求項５に記載のコーン型クラッシャー。
7. 前記油圧油の流出を防止するために、前記フランジの外周面及び内周面に設けられたシール部材を更に備えることを特徴とする請求項６に記載のコーン型クラッシャー。
8. 前記シリンダー部と前記ピストン部に異物質の流入を防止するために、
   前記シリンダー部よりも大きい直径を有し、前記破砕間隔調節支持板から前記マントルコア組立体の下面に向かって延長される環状の第１のダストシールスリーブ、及び
   前記マントルコア組立体の下面から前記破砕間隔調節支持板に向かって延長され、前記第１のダストシールスリーブの外周面を取り囲む第２のダストシールスリーブ、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のコーン型クラッシャー。
9. 前記メインシャフトと前記マントルコア組立体との間に異物質の流入を防止するために、前記メインシャフトの外周に挟まれるタイヤ型シーラーを更に備え、
   前記タイヤ型シーラーは、上端内径部が前記メインシャフトの外周面に接触され、下端内径部が前記マントルコア組立体の上端部に固定されることを特徴とする請求項１に記載のコーン型クラッシャー。
10. 前記タイヤ型シーラーの下端内径部を前記マントルコア組立体の上端部に固定させるクランプを更に備えることを特徴とする請求項９に記載のコーン型クラッシャー。
11. 前記マントルコア組立体は、前記メインシャフトに挟まれるマントルコアと、前記マントルコアの外側面を覆うマントルと、前記マントルを前記マントルコアに結合させるロックナットとを有し、
    前記タイヤ型シーラーの下端内径部は、前記ロックナットと前記クランプとの間に圧搾されて固定されることを特徴とする請求項１０に記載のコーン型クラッシャー。
12. 前記タイヤ型シーラーの下端内径部と接触する前記ロックナットの一面と、前記タイヤ型シーラーの下端内径部と接触する前記クランプの一面との少なくともいずれか一面には、凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のコーン型クラッシャー。
13. 前記タイヤ型シーラーと前記メインシャフトによって区画される空間には、潤滑剤が注入されていることを特徴とする請求項９に記載のコーン型クラッシャー。
14. 前記メインシャフトを前記フレームの中心軸（Ｙ）から偏心させる偏心駆動部、及び
    前記偏心駆動部を回転させて、前記メインシャフトを旋動運動するように駆動するメインシャフト駆動手段、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のコーン型クラッシャー。

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