JPH0753710Y2 - 竪形ミルのローラ構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、竪形ミルにおいて回転駆動されるテーブル上
に押付けられて被粉砕物を粉砕するローラの構造に関す
る。

従来の技術 竪形ミルは、省エネルギ形粉砕機として広く利用され、
現在は、クリンカ、スラグなどの仕上げ粉砕にまで応用
される至つている。

第６図は典型的な先行技術の断面図である。竪形ミルの
ローラ１は、鉛直軸線２のまわりに回転駆動されるテー
ブル３上に押付けられ、アーム４に取付けられているロ
ーラ軸５には軸受６を介してハブ７が回転自在に設けら
れ、このハブ７の外周部に耐摩耗材から成るローラタイ
ヤ８が交換可能に取付けられる。

ハブ７とローラタイヤ８とを一体的に固定するために、
たとえば実開昭59−184942が存在し、これはキー９を用
いて、ハブ７とローラタイヤ８との回り止めを行つてい
る。

第７図は、第６図の矢符VII−VIIから見た図である。ハ
ブ７とローラタイヤ８とにはキー溝11,12が形成されて
おり、これらのキー溝11,12にキー９が打込まれ、回り
止めが行われる。このキー９は、ボルト13によつてハブ
７に固定される。

考案が解決すべき課題 このような第６図および第７図に示される先行技術で
は、次の解決すべき課題が存在する。

第１の課題は、ローラタイヤ８には、粉砕時に、時折、
大きな衝撃力が生じ、したがつて第７図の参照符14で示
されるようにローラタイヤ８にクラツクを生じ、最悪時
には、ローラタイヤ８の割れに至る。ローラタイヤ８は
耐摩耗性の材料から成り、したがつて強度的に脆い性質
があり、上述のようにクラツク14を生じやすい。

第２の課題として、上述のクラツク14を生じるのを防ぐ
ために、キー溝11,12を深くして、キー９を大きくし、
キー溝11,12の内周面とキー９の外側面との受圧面積を
大きくし、単位面積当たりに作用する圧力を小さくする
ことが考えられるけれども、そのようにすると、ローラ
タイヤ８が過度に大きな肉厚を必要として大きくなり、
コストアツプとなる。

第３の課題として、運転中、ローラタイヤ８の内側は、
軸受６の潤滑油の強制冷却によつて、或る一定温度以上
には上昇しないのに対して、ローラタイヤ８の外表面の
温度は、高温度の外気によつて、あるいは高温度の被粉
砕物によつて、高められる。したがつてローラタイヤ８
の内周面とハブ７の外周面との間に隙間が存在し、この
隙間によつて、キー９およびキー溝11,12に作用する衝
撃力が大きくなり、したがつて前述のように、ローラタ
イヤ８の肉厚を大きくしても、決定的な解決策とはなり
得ない。

本考案の目的は、クラツクが生じることなく、強度を向
上し、しかも軽量化形状の簡素化を図り、コストダウン
することができる竪形ミルのローラ構造を提供すること
である。

課題を解決するための手段 本考案は、テーブル上で、回転自在に設けられるハブ
に、ローラタイヤが固定される竪形ミルのローラ構造に
おいて、 ハブには、テーブルの半径方向外方になるにつれて外径
が大きくなる円錐台状の支持面を形成し、 ローラタイヤには、 前記支持面に沿つて当接する内周面が円錐台状の第１当
接面と、 第１当接面よりもテーブルの半径方向内方側で、テーブ
ルの半径方向内方になるにつれて内径が大きくなる円錐
台状の第２当接面とを形成し、さらに、 前記第２当接面に沿つて当接する外周面が円錐台状の第
３当接面を有し、かつハブから離間している固定用リン
グと、 固定用リングを、ハブに対してテーブルの半径方向外方
に締付ける締付け手段とを備えることを特徴とする竪形
ミルのローラ構造である。

作用 本考案に従えば、ハブの外周部にローラタイヤを固定
し、このハブには円錐台状の支持面を形成し、ローラタ
イヤには、前記支持面に当接する第１当接面を形成して
面接触させ、このローラタイヤにはまた、円錐台状の第
２当接面を形成し、固定用リングは第２当接面に面接触
して当接する円錐台状の第３当接面を有し、この固定用
リングはハブから離間しており、換言すると固定用リン
グはハブにローラの半径方向には当接しておらず、この
固定用リングをハブに対してテーブルの半径方向外方に
締付けて、これによつてハブの支持面とローラタイヤの
第１当接面とを当接し、またローラタイヤの第２当接面
と固定用リングの第３当接面とを当接し、これらの円錐
台状の面の接触によるくさび効果によつてローラタイヤ
をハブに固定することができる。

このような構成では、前述の先行技術に関連して述べた
キー構造を用いていないので、ローラタイヤが衝撃力に
よつてクラツクを生じたり、割れたりすることが全くな
くなる。またローラタイヤはキー溝が不要であるので、
そのローラタイヤの肉厚を大きくする必要がなく、軽量
化が可能となる。またこのキー溝がないので、形状を簡
素化することができ、これらのことから、コストダウン
が可能になる。

実施例 第１図は、本考案の一実施例の断面図である。このロー
ラ20は、鉛直回転軸線を有するテーブル21上に押付けら
れ、ローラアーム22に取付けられているローラ軸23に回
転自在に支持される。

第２図は、このようなローラ20を備える竪形ミルの簡略
化した断面図である。ローラ20は、ハウジング24内で、
シユート25から落下される被粉砕物を粉砕し、入口ダク
ト26からの高温度の熱風または常温などの冷風がノズル
27に導かれ、ノズル27からの吹き上げにより被粉砕物も
吹き上げる。ローラ20の回転軸23およびアーム22は、水
平な軸28によつて角変位可能に取付けられたアーム29に
固定され、加圧装置30によつて、前述のようにローラ20
がテーブル21に加圧される。製品および排ガスはハウジ
ング24の上部からセパレータ31を経て出口32から排出さ
れる。

ローラ20は、基本的には、ハブ34と耐摩耗材から成るロ
ーラタイヤ35と、固定用リング36と、締付け手段37とを
有する。ローラタイヤ35は、ローラ軸23の軸線に垂直な
外表面38に関して面対称であり、したがつて、テーブル
21の半径方向外方側におけるローラタイヤ35の表面35a
が摩耗してきたときには、それと反対側の表面35bを使
うことができるように、反転して使用することができ、
寿命を長くすることができる。

ハブ34は軸受39と軸受40とによつて、ローラ軸23に回転
自在支持される。軸受39は、ラジアル力を受ける。もう
１つの軸受40は、軸受39よりも大きく構成され、これに
よつて大きなラジアル力と大きなスラスト力とを受ける
ことができる。軸受39の内輪は、ローラ軸23に固定され
た止めリング41によつて固定され、その外輪は軸受カバ
ー42によつてハブ34に固定される。また軸受40の外輪は
ハブ34に固定された軸受押さえ部材43によつて固定され
る。

ハブ34にローラタイヤ35を固定するために、このハブ34
には、テーブル21の半径方向外方（第１図の左方）にな
るにつれて外径が大きくなる円錐台状の支持面45が形成
される。ローラタイヤ35には、この支持面45に沿つて面
接触して当接する円錐台状の内周面である第１当接面46
が形成される。このローラタイヤ35にはまた、第１当接
面46よりもテーブル21の半径方向内方側（第１図の右
方）で、テーブル21の半径方向内方になるにつれて内径
が大きくなる円錐台状の内周面である第２当接面47が形
成される。

固定用リング36は、ローラタイヤ35の第２当接面47に沿
つて面接触して当接する円錐台状の外周面である第３当
接面48を有する。この固定用リング36はハブ34を外囲
し、ローラ20の半径方向に間隔d1を有し、そのハブ34か
ら離間している。

ハブ34には周方向に間隔をあけて複数のボルト挿通孔50
が形成され、また環状の固定用リング36にはボルト挿通
孔50に対応してボルト挿通孔51が形成され、これらのボ
ルト挿通孔50,51にはボルト52が挿通される。ボルト52
の軸部が挿通されるボルト52のボルト頭53は、ハブ34に
当接し、このボルト52に螺合するナツト54は固定用リン
グ36の端面に当接する。こうして締付け手段37が構成さ
れる。ナツト54を締付けることによつて、ハブ34の支持
面45とローラタイヤ35の第１当接面46とが圧接され、ま
たローラタイヤ35の第２当接面47と固定用リング36の第
３当接面48とが圧接され、くさび効果が発揮される。こ
れらの面45,46;47,48の圧接力は、ボルト52とナツト54
との締付け力によつて上述のように発生され、その締付
け力の調整を行うことが容易である。したがつてその締
付け力がむやみに大きくなつてローラタイヤ35が割れを
生じるおそれはなく、また、ローラタイヤ35とハブ34の
一体化は円錐台状の広い当接面で行うため、単位面積当
たりに作用する力も小さく、さらにキー溝のように応力
集中箇所もなく、したがつてローラタイヤ35の肉厚を薄
くすることが可能であり、このことによつても、軽量化
を図ることができ、コストダウンが可能となる。

このような第１図に示される実施例では、前述の先行技
術におけるキー構造ではないので、ローラタイヤにクラ
ツクが生じたり割れたりすることがなく、キー溝が不要
であるのでクラツクの発生を防ぐためにローラタイヤ35
の肉厚を大きくする必要がなく、軽量化が可能であり、
また構成が簡単であり、このようにしてコストダウンが
可能となる。さらにまたローラタイヤ35の回転力などの
力は、全てハブ34の支持面45側に伝わつて軸受40によつ
て支持され、軸受39によつて受けられる力は僅かであ
り、このようにしてローラ軸23に生じる力が単純化す
る。またローラタイヤ35の弾性力を考慮すると、ハブ34
の支持面45を作用点とするローラ軸23、アーム22,29に
作用するモーメントを小さくすることができ、これによ
つて構造上、有利であり、加圧装置30の小形化を図るこ
とができる。また、もともとスラスト力を受ける軸受40
に大きな力が作用することになり、軸受40はそのままの
大きさでよく、軸受39を小さくすることができ、コスト
ダウンとなる。

面45,46;47,48の軸線はローラ軸23の軸線に一致してお
り、ボルト52の軸線はローラ軸23の軸線に平行である。

第３図は、本考案の他の実施例の一部の断面図である。
ハブ35の第２当接面47には固定用リング57の第３当接面
48が当接することが、上述の実施例と同様であり、この
固定用リング36の内周面58はハブ34と間隔d1を有してい
ればよく、その内周面58の形状はどのようであつてもよ
い。

このような本考案に従うローラ構造では、ハブ34とロー
ラタイヤ35にキー溝を形成せずに、キーを用いることな
く、両者34,35を一体的に固定することを可能にしてい
る。このような一体化のための力は、ボルト52とナツト
54とによる締付け力であり、この締付け力は、運転中
に、ローラタイヤ35の温度が上昇し、これによつてロー
ラタイヤ35が膨張し、このときローラタイヤ35の第１お
よび第２当接面46,47の内径がローラタイヤ35の熱膨張
によつて大きくなり、このことに起因して面45,46;47,4
8の圧接力の低下分をも見越した大きな値としておくこ
とが好ましい。

しかしながらこのような締付け力について次の問題
（ａ），（ｂ）が発生する。

（ａ）締付け力は面45,46;47,48の圧着に関しては、大
きい方が好ましいけれども、この締付け力を大きくする
ことはローラタイヤ35の内側圧接力、したがつて引張応
力の増大になり、そのため、硬くて脆い材質であるロー
ラタイヤ35の肉厚を厚くして強度を向上する必要が生じ
る。そのようにすると、ローラタイヤ35の重量が増大
し、またコストアツプとなる。したがつて必要以上の締
付け力は好ましくない。

（ｂ）また運転中、ローラタイヤ35の温度上昇によつて
膨張するのに伴い、固定用リング48がボルト52の力によ
つて沈む方向（第１図の左方）に移動する。この移動し
た位置のままで、運転停止後、ローラタイヤ35が冷却さ
れると、ローラタイヤ35は、予想以上の焼き嵌め効果と
なり、ローラタイヤ35に異常に大きな引張応力を生じさ
せる。これによつて場合によつては、ローラタイヤ35が
冷却時に、割れることも生じ得る。

上述の問題点（ａ）を解決するためには、ボルト52の締
付け力を管理することが容易に考えられ、この締付け力
の管理に、比較的容易な手法として、ナツト54の締付け
トルクの管理を行えばよいであろう。しかしながら実際
の締付け作業時に、トルクと締付け力の関係は、面45,4
6;47,48の状態、ボルト52とナツト54のねじ面の状態、
およびナツト54とともに座金を用いているとき、その座
金の表面の状態による摩擦係数の変化によつて大きく変
わる。したがつてこのような締付け力をナツト54のみの
トルクの調整によつて設定するという手法は信頼性の乏
しいものである。上述の問題点（ｂ）に関して、第１図
の構成では、その解決が不可能である。

このような問題点（ａ），（ｂ）を解決するための本考
案の他の実施例は第４図に示されている。この実施例は
前述の第１図に示される実施例に類似し、対応する部分
には同一の参照符を示す。注目すべきはこの実施例では
ハブ34においてテーブル21の半径方向内方側（第４図の
右方）に突起59を形成する。この突起59はローラタイヤ
35の内径よりも小さい外径を有しており、したがつてロ
ーラタイヤ35をハブ34に、第４図の右方から嵌め込んで
装着することが可能であることは勿論、この突起59は固
定用リング36に当接することができ、これによつてリン
グ36が第４図の左方に沈む方向に移動するのを阻止す
る。

固定用リング36と突起59とのローラ20の軸線方向に沿う
間隔d2を、d2＝０となつたとき、ローラタイヤ35の周方
向の引張応力が設計応力上許容される範囲となるような
値に定める。これによつて前述の問題点（ａ）の対策に
関連して前述したように、ナツト54のトルクとボルト52
による締付け力との関係が変化しても、突起59に固定用
リング36が当接し、それ以上に固定用リング36が第４図
の左方に移動することがないので、ローラタイヤ35に過
大な引張応力が生じることがない。また前述の問題点
（ｂ）に関連して述べたように、運転中にローラタイヤ
35が昇温してその内周面が大径となり、これによつて固
定用リング36が移動して、間隔d2が零となつて突起59に
固定用リング36が当接しても、リング36が、それ以上移
動することはなく、したがつてローラタイヤ35に過大な
引張応力が作用することがなくなる。したがつてローラ
タイヤ35が割れを生じる心配が全くない。

第４図の実施例において、面45,46;47,48の工作精度に
よつて、突起59と固定用リング36との間の間隔d2の予め
定める最適な設計値が、そのときの状況によつて変化す
るので、ローラタイヤ35の引張応力を完全に計算され得
る値とすることはできない。

このような第４図に示される実施例の問題点を解決する
さらに他の他の実施例は、第５図に示されている。この
実施例は前述の第４図の実施例に類似するけれども、注
目すべきは、突起59と固定用リング36との間に、厚みを
調整可能なスペーサ60を介在する。この突起56と固定用
リング36との間隔d3を少し大きく選び、組立時に、実際
の間隔d3を計測し、それに対応するスペーサ60の厚みを
計算し、その厚みを有するスペーサ60を介在する。ナツ
ト54の締付作業時には、面45,46;47,48が接触するとと
もに、突起59とスペーサ60と固定用リング36とが完全に
接触するまで締付ける。このようにして、ナツト54のト
ルク管理を行う必要がなく、前述の問題点（ａ）が解決
され、突起59とスペーサ60と固定用リング36とが単に、
接触することを目安にして締付作業を行えばよく、しか
もその締付作業が容易であり、しかも締付力を一定とす
ることができる。また前述の問題点（ｂ）について、固
定用リング36が運転中に沈んで移動し、その後の冷却時
にローラタイヤ35に過大な応力が作用して割れを生じる
恐れがなくなる。さらにまたこの第５図に示される実施
例では、ローラタイヤ35の引張応力は完全に計算され得
る値であるので、そのローラタイヤ35を大幅に軽量化し
これによつて大幅なコストダウンが可能になる。

考案の効果 以上のように本考案によれば、ローラタイヤが衝撃力に
よつてクラツクを生じたり割れたりすることを防ぐこと
ができ、強度の向上を図ることができ、しかも、そのロ
ーラタイヤをむやみに肉厚とする必要がなく、軽量化が
可能となり、このようにしてコストダウンを図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図に
示されるローラ20を有する竪形ミルの簡略化した断面
図、第３図は本考案の他の実施例の１部の断面図、第４
図は本考案の他の実施例の断面図、第５図は本考案のさ
らに他の実施例の断面図、第６図は先行技術の断面図、
第７図は第６図の矢符VII−VIIから見た正面図である。 20…ローラ、21…テーブル、23…ローラ軸、34…ハブ、
35…ローラタイヤ、36…固定用リング、37…締付け手
段、45…支持面、46…第１当接面、47…第２当接面、48
…第３当接面、52…ボルト、54…ナツト、59…突起、60
…スペーサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】テーブル上で、回転自在に設けられるハブ
   に、ローラタイヤが固定される竪形ミルのローラ構造に
   おいて、 ハブには、テーブルの半径方向外方になるにつれて外径
   が大きくなる円錐台状の支持面を形成し、 ローラタイヤには、 前記支持面に沿つて当接する内周面が円錐台状の第１当
   接面と、 第１当接面よりもテーブルの半径方向内方側で、テーブ
   ルの半径方向内方になるにつれて内径が大きくなる円錐
   台状の第２当接面とを形成し、さらに、 前記第２当接面に沿つて当接する外周面が円錐台状の第
   ３当接面を有し、かつハブから離間している固定用リン
   グと、 固定用リングを、ハブに対してテーブルの半径方向外方
   に締付ける締付け手段とを備えることを特徴とする竪形
   ミルのローラ構造。