JP7436073B1

JP7436073B1 - 縦型粉砕機

Info

Publication number: JP7436073B1
Application number: JP2022205453A
Authority: JP
Inventors: 大介杉山
Original assignee: 杉山重工株式会社
Priority date: 2022-12-22
Filing date: 2022-12-22
Publication date: 2024-02-21
Anticipated expiration: 2042-12-22

Abstract

【課題】微粉砕が可能で動力の損失が少なく、粉砕品が潤滑油で汚染されるおそれがなく、また粉砕品を完全に機外へ排出できる縦型粉砕機３０を提供すること。【解決手段】首振り用モータ３６と下皿体３４の自転用モータ３７を同時稼働させ、首振り用モータ３６によって偏心回転体３５が回転し、下部主軸５１が旋回する。同時に下皿体３４の自転用モータ３７の出力軸の回転が旋回している下部主軸５１にリンク式カップリング６０を介して伝達され、下部主軸５１の旋回運動と回転運動はユニバーサルジョイント５０を介して下皿体３４に伝達され、下皿体３４が回転しながら、自動調心コロ軸受４７の中心４７ｄを支点にして上下に揺動する。これにより、貫通穴３３ａに投入された原料が下皿体３４の上面のテーパ面３４ａと上皿体３３の下面のテーパ面３３ｂで圧縮粉砕される。そして、粉砕品は貫通穴３３ａから回収部３４ｂに遠心力で排出され、回収部３４ｂから吸引管４０ａで吸引して回収される。【選択図】図１

Description

本発明は縦型粉砕機に関する。

縦型粉砕機の一形式として、図８に示すサイモンズ・ディスク粉砕機１０が鉱山での砕石に用いられている。この粉砕機１０は筒軸１０Ａを立設した基台１０Ｂ、円板状の下皿体１１、下向きに伏せた上皿体１２、回転円板１３、偏心機１４、シュート１５及びこれらが組み付けられ、筒軸１０Ａに回転可能に嵌合した回転体１６を備えている。

上皿体１２は中心部に原料が投入される貫通穴１２ａが設けられている。この上皿体１２は回転体１６に上下動可能に組み付けられ、スプリング１７で下皿体１１に向けて付勢されている。回転体１６の下部にはベベルギヤ１８が設けられ、駆動用プーリ１９で回転される駆動軸２０に設けたべベルギヤ２１に連結されている。

下皿体１１は取付台２２に固定され、取付台２２は回転体１６に上下動可能で、かつ回転可能に組み付けられている。この取付台２２の下面は凹レンズ状の曲面に形成され、回転円板１３に支持されている。回転円板１３は凸レンズ状の上面を有し、取付台２２は下面が回転円板１３の上面に嵌合するように載置されている。

回転円板１３は下面の中心に凸軸１３ａが設けられ、偏心機１４の回転軸心に対して偏心した穴１４ａに嵌合している。偏心機１４は回転体１６の筒軸１０Ａに回転可能に組み付けられ、下端部外周にベベルギヤ１４ｂが設けられている。このベベルギヤ１４ｂは駆動軸２０の先端に設けたベベルギヤ２３と連結されている。

駆動用プーリ１９で駆動軸２０を回転させると回転体１６が回転して上皿体１２と下皿体１１が同方向に回転する。一方、偏心機１４は回転体１６と逆方向に回転する。回転円板１３は偏心して偏心機１４に連結されているので、偏心機１４の回転に伴い旋回運動する。そして、回転円板１３の旋回に伴い、取付台２２に固定した下皿体１１が凸軸１３ａを支点にして揺動するので、貫通穴１２ａに投入された原料が上皿体１２と下皿体１１に挟まれて圧潰され、粉砕される。そして、粉砕品は上皿体１２と下皿体１１の間から遠心力でシュート１５へ排出され、シュート１５から機外に排出される。

引用無し

上記したサイモンズ・ディスク粉砕機１０では、下皿体１１の揺動に伴い原料が下皿体１１と上皿体１２で挟まれて圧潰される。しかし、下皿体１１と上皿体１２はほぼ同じ速度で同じ方向に回転するため、原料には圧潰力が作用するだけで、擂り潰す力は作用しない。そのため、サイモンズ・ディスク粉砕機１０は大塊から中粒までの粗粉砕にしか適さず、微粉砕には適さない。

回転円板１３が自転しながら揺動するので、取付台２２の下面と回転円板１３の上面との間にすべり運動が発生する。加えて、取付台２２の下面と回転円板１３の上面に原料を圧縮粉砕するときの反力が加わり大きな運転動力の損失が生ずる。

取付台２２の下面と回転円板１３の上面のすべり運動部分には常に多量の潤滑油を注入しなければならず、この潤滑油の漏れ、飛散が粉砕品を汚染する。

粉砕品をシュート１５で機外に排出しているが、機内に残留する粉砕品を完全排出することは困難である。そのため電子部品素材、二次電池素材など、厳重に成分管理しなければならない原料の粉砕には適合しない。
かかる問題点に鑑み、本発明は微粉砕が可能で動力の損失が少なく、粉砕品が潤滑油で汚染されるおそれがなく、また粉砕品を完全に機外へ排出できる縦型粉砕機を提供することを目的とする。

本発明は縦型粉砕機であって、
中心部に貫通穴が形成されるとともに、貫通穴の下端開口の周囲にテーパ面を形成した下面を有し、基台に水平回転可能に組み付けられるとともに上下動可能に組み付けた上皿体と、
基台に自動調心コロ軸受を介して回転可能かつ揺動可能に支持された上部主軸と、
上面に上皿体のテーパ面に当接するテーパ面が形成され、上部主軸の上端部に固定された下皿体と、
上皿のテーパ面が下皿体のテーパ面に圧接するように上皿体を下方へ付勢するスプリングと、
基台に固定され、原料を貫通穴に投入する原料供給口と、
基台に回転可能に組み付けられた偏心回転体と、
偏心回転体を駆動する首振り用モータと、
下皿体の自転用モータと、
偏心回転体の回転中心に対して回転中心が偏心するように偏心回転体に回転可能に組み付けられ、上部主軸とユニバーサルジョイントを介して連結されるとともに、下皿体の自転用モータの出力軸にリンク式カップリングを介して連結された下部主軸とを備え、
首振り用モータで偏心回転体を回転させて下部主軸を旋回させ、
旋回する下部主軸にリンク式カップリングを介して下皿の自転用モータの出力軸の回転を伝達して下部主軸を回転させ、
ユニバーサルジョイントを介して下軸受の回転を上部主軸に伝達して下皿体を自転させるとともに、下部主軸の旋回運動を上部主軸に伝達して下皿体を自動調心コロ軸受を支点に上下に揺動させながら旋回させ、
貫通穴に投入された原料を下皿体の上面と上皿体の下面で圧縮粉砕することを特徴とする。

そして好ましくは下皿体の外周に沿うように下皿体にリング溝状の粉砕品の回収部を組み付け、粉砕品を貫通穴から遠心力で回収部に排出する。

また、好ましくは、粉砕品の回収部から粉砕品を吸引管で吸引する。

本発明に係る粉砕機では、下皿体とスプリングで付勢された上皿体が接触するのは下皿体及び上皿体の半径方向に延びる一線となり、この接触線は下皿体の自転と揺動に伴い下皿体と上皿体の間を周回する。下皿体の自転に伴って下皿体と上皿体の間に原料が噛み込まれると、原料の食い込みで上皿体は下皿体の自転に従動し、ついて廻りする。そして、ついて廻りの際に上皿体を廻すための運動エネルギーが原料を介して上皿体に伝わり、そのとき原料を擂り潰す作用が生じる。そのため原料には圧潰する力と擂り潰す力が同時に作用するので、原料を微粉砕できる。

従来のサイモンズ・ディスク粉砕機が下皿体と上皿体の両方に動力を伝えて回転させているが、本発明の粉砕機では下皿体だけに動力を伝え、下皿体の自転によって原料が下皿体と上皿体の間に噛み込まれたときのみ、ついて廻りする。そのため動力損失が小さく、また下皿体と上皿体の間に潤滑油を注入する必要もないので、潤滑油で粉砕品が汚染されることもない。

粉砕品を貫通穴から遠心力で回収部に排出し、回収部から粉砕品を吸引管で吸引することにより、粉砕品を完全に排出できる。

本発明の一実施例に係る縦型粉砕機を示す一部破断した断面図である。同縦型粉砕機の主要部を示す一部破断した断面図である。上皿体を示す下から見た斜視図である。自動調心コロ軸受を示す斜視図である。自動調心コロ軸受を示す断面図である。下皿体を示す上から見た斜視図である。リンク式カップリングを示す斜視図である。従来の縦型粉砕機を示す断面図である。

以下に本発明を図１及び図２に基づき説明する。図１には本発明の一実施例に係る縦型粉砕機３０が示され、図２には縦型粉砕機の主要部が拡大して示されている。当該縦型粉砕機３０は基台３１、基台３１に立設したハウジング３２、上皿体３３、下皿体３４、偏心回転体３５、首振り用モータ３６及び下皿体３４の自転用モータ３７を備えている。

ハウジング３２の上端部に２本の支柱３８，３９が立設して固定され、２本の支柱３８，３９の上端部に水平フレーム４０が固定されている。水平フレーム４０には筒軸４１が垂設されている。

上皿体３３は取付プレート４２に固定されている。この取付プレート４２は中心部に筒状のブラケット４３が立設して固定され、このブラケット４３が筒軸４１にベアリンク４４で回転可能に、かつ上下動可能に嵌合し、コイルスプリング４５で下方へ付勢されている。

図３に示すように、上皿体３３の中心部には貫通穴３３ａが形成されている。この貫通穴３３ａは下端開口面に向けて拡径している。上皿体３３の貫通穴３３ａの下面の下端開口端面の周囲にはテーパ面３３ｂが形成されている。
一方、取付プレート４２の中心部にも貫通穴３３ａに連通する貫通穴４２ａが形成されている。筒軸４１には貫通穴４２ａに連通する原料供給口４６が接続されている。

ハウジング３２の上部には自動調心コロ軸受４７によって上部主軸４８が回転可能に組み付けられ、ハウジング３２内に垂設されている。図４と図５に示すように、自動調心コロ軸受４７は内輪４７ａに二列の軌道溝、外輪４７ｂに球面の軌道面及び転動体４７ｃがたる形のころ軸受で、外輪４７ｂの軌道面の中心が軸受中心４７ｄに一致しているので自動調心性があり、そのため上部主軸４８はハウジング３２に軸受中心４７ｄを支点にして矢印Ａ方向に揺動可能に組み付けられている。

下皿体３４は取付プレート４９に固着され、取付プレート４９が上部主軸４８の上端部に固着されている。図６に示すように、下皿体３４の上面には上皿体３３のテーパ面３３ｂと同じ傾斜角度を有し、コイルスプリング４５で付勢されたテーパ面３３ｂが圧接するテーパ面３４ａが形成されている。取付プレート４９には下皿体３４の外周に沿うようにリング状の回収部３４ｂが固定されている。この回収部３４ｂは溝構造を有する。水平フレーム４０にはこの回収部３４ｂに達する吸引管４０ａが垂設されている。

上部主軸の下端部はユニバーサルジョイント５０を介して下部主軸５１に連結されている。この下部主軸５１はベアリング５２、５３で偏心回転体３５に回転可能に支持されている。偏心回転体３５はベアリング５５，５６でハウジング３２の下部に回転可能に組み付けられている。そして、偏心回転体３５の回転中心線に対し下部主軸５１はその回転中心線が偏心するように設けられている。偏心回転体３５の下部にはギヤ５７が固着され、ギヤ５７と首振り用モータ３６の出力軸に固着したギヤ５８がベルト５９で連結されている。また下部主軸５１は図７に示すリンク式カップリング６０を介して下皿体３４の自転用モータ３７の出力軸に連結されている。このリンク式カップリング６０は、リンクのクランクモーションを利用した軸心違いカップリングで、一方のエンドディスク６０ａに入力された動力は、リンク６０ｂとセンターディスクを６０ｃ介して他方のエンドディスク６０ｄに伝達される。この、リンク６０ｂの長さによって軸心の移動量が決定されるので、軸心違いでの動力伝達が可能なだけではなく、回転中の軸心の平行移動も可能となる。

本実施例に係る縦型粉砕機３０の構造は以上の通りであって、原料供給口４６から原料を上皿体３３の貫通穴３３ａに投入し、首振り用モータ３６と下皿体３４の自転用モータ３７を同時稼働させる。首振り用モータ３６によって偏心回転体３５が回転し、下部主軸５１が旋回する。同時に下皿体３４の自転用モータ３７の出力軸の回転が旋回している下部主軸５１にリンク式カップリング６０を介して伝達され、下部主軸５１の旋回運動と回転運動はユニバーサルジョイント５０を介して下皿体３４に伝達され、下皿体３４が回転しながら、自動調心コロ軸受４７の中心４７ｄを支点にして上下（矢印Ａ方向）に揺動する。これにより、貫通穴３３ａに投入された原料が下皿体３４の上面のテーパ面３４ａと上皿体３３の下面のテーパ面３３ｂで圧縮粉砕される。そして、粉砕品は貫通穴３３ａから回収部３４ｂに遠心力で排出され、回収部３４ｂから吸引管４０ａで吸引して回収される。

本実施例に係る縦型粉砕機３０で原料が圧縮粉砕されるとき、下皿体３４とコイルスプリング４５で付勢された上皿体３３が接触するのは下皿体３４及び上皿体３３の半径方向に延びる一線となり、この接触線は下皿体３４の自転と揺動に伴い下皿体３４と上皿体３３の間を周回する。下皿体３４の自転に伴って下皿体３４と上皿体３３の間に原料が噛み込まれると、原料の食い込みで上皿体３３は下皿体３４の自転に従動し、ついて廻りする。そして、ついて廻りの際に上皿体３３を廻すための運動エネルギーが原料を介して上皿体３３に伝わり、そのとき原料を擂り潰す作用が生じる。そのため原料には圧潰する力と擂り潰す力が同時に作用するので、原料を微粉砕できる。

従来のサイモンズ・ディスク粉砕機１０が下皿体１１と上皿体１２の両方に動力を伝えて回転させているが、本実施例に係る縦型粉砕機３０では下皿体３４だけに動力を伝え、下皿体３４の自転によって原料が下皿体３４と上皿体３３の間に噛み込まれたときのみ、ついて廻りする。そのため動力損失が小さく、また下皿体３４と上皿体３３の間に潤滑油を注入する必要もないので、潤滑油で粉砕品が汚染されることもない。

粉砕品を貫通穴３３ａから遠心力で回収部３４ｂに排出し、回収部３４ｂから粉砕品を吸引管４０ａで吸引することにより、粉砕品を完全に排出できる。

３０…縦型粉砕機
３１…基台
３２…ハウジング
３３…上皿体
３３ａ…貫通穴
３３ｂ…テーパ面
３４…下皿体
３４ａ…テーパ面
３４ｂ…回収部
３５…偏心回転体
３６…首振り用モータ
３７…下皿体の自転用モータ
４０ａ…吸引管
４５…コイルスプリング
４６…原料供給口
４７…自動調心コロ軸受
４７ｄ…自動調心コロ軸受の中心
４８…上部主軸
５０…ユニバーサルジョイント
５１…下部主軸
６０…リンク式カップリング

Claims

中心部に貫通穴が形成されるとともに、貫通穴の下端開口の周囲にテーパ面を形成した下面を有し、基台に回転可能に組み付けられるとともに上下動可能に組み付けた上皿体と、
基台に自動調心コロ軸受を介して回転可能かつ揺動可能に支持された上部主軸と、
上面に上皿体のテーパ面に当接するテーパ面が形成され、上部主軸の上端部に固定された下皿体と、
上皿のテーパ面が下皿体のテーパ面に圧接するように上皿体を下方へ付勢するスプリングと、
基台に固定され、原料を貫通穴に投入する原料供給口と、
基台に回転可能に組み付けられた偏心回転体と、
偏心回転体を駆動する首振り用モータと、
下皿体の自転用モータと、
偏心回転体の回転中心に対して回転中心が偏心するように偏心回転体に回転可能に組み付けられ、上部主軸とユニバーサルジョイントを介して連結されるとともに、下皿体の自転用モータの出力軸にリンク式カップリングを介して連結された下部主軸とを備え、
原料供給口から原料を上皿体の貫通穴に投入して首振り用モータと下皿体の自転用モータを同時稼働させ、
首振り用モータによって偏心回転体を回転させて下部主軸を旋回させ、
下皿体の自転用モータの出力軸の回転を旋回している下部主軸にリンク式カップリングを介して伝達し、
下部主軸の旋回運動と回転運動をユニバーサルジョイントを介して下皿体に伝達し、
下皿体を回転しながら、自動調心コロ軸受の中心を支点にして上下揺動させ、
貫通穴に投入された原料を下皿体の上面のテーパ面と上皿体の下面のテーパ面で圧縮粉砕することを特徴とする縦型粉砕機。
溝構造を有するリング状の回収部を下皿体の外周に沿うように設け、貫通穴から回収部に排出された粉砕品を吸引管で吸引して回収することを特徴とする請求項１に記載の縦型粉砕機。