JPS594452A - 粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ミルケーシングと、該ミルケーシング内に収
容された複数個のボールとから成り、特にボールが磁力
により制御された粉砕機に関し、更に詳しくは磁力が印
加されたボールがケーシングの回転に伴う遠心力を充分
に受けてから、ケーシング内を放物線状に飛翔落下し、
対応するケーシング内壁に激突し充分な衝撃力を試料に
与え、望ましくは、ボール列がランダムに交換されるよ
うに制御され、試料には均等的に粉砕の機会が与えられ
ると共に、印加された磁力により試料に衝撃力とｇｇ断
力とが作用するように構成された粉砕機に関する。

複数個のボールと、該ボールを収容するミルケーシング
とから成る粉砕機は一般に第１図に示すように構成され
ている。りなわちミルケーシング１内に複数個のボール
２．２・・・が封入され、イして粉砕される試料３がケ
ーシング１内に入れられて、ケーシング１が回転駆動さ
れると、試料３とボール２はケーシング１の内壁に沿っ
て」−昇し、そしである高さに達したのち重力の作用で
落下するが、その際ボールとボールとの間或いはボール
とケーシングの内壁との間に作用する衝撃力で試料は粉
砕されると言われている。

ところで、試料はこのような衝撃力で粉砕されるので、
この効率を高めるためには、ボールはケーシング内をパ
ラボラ曲線状に飛翔するようにすること、すなわち第２
図に示づように、ボールにはケーシングの回転による遠
心力が充分に与えられて、該ボールはケーシング１の略
真上まで来て落下するように構成覆ることが望ましいが
、従来のこの種粉砕機は、このようには成っていない。

づなわらボールの挙動を子細に観察すると、第１図に示
すように、ケーシング１内のボール２．２・・・は第３
象限■に集合化し、０点にあるボールは順次せり上って
矢印Ｅの方向に落下しながら移動して行く、いわゆる海
底の抵抗を受（プて］砕（）波」となる浅海の波に似ｌ
、：挙動をしている。従って粉砕作用は、集合化したボ
ールとケーシングとの間の回転摩擦のみとなり、また使
用されるケーシング内の空間も１１８１／４という非効
率なものとなっている。

また従来の粉砕機は、ボール或いはケーシングに格別に
工夫が施されていなかったのて゛、ケーシングに収容さ
れているボールは第３図に示づように、周方向に整列し
て、これらの列間に交換はなく、従って粉砕される機会
のない区域が存在して粉砕効率が悪かった。

一般に粉砕される量と粒度との関係は、確率分布で表わ
されるといわれている。そして理想的な粉砕機による確
率分布は、第４図＜ｈ　＞に示すように、所望の粒度Ａ
の近くに大多数の吊が集中するが、記述したような欠点
を有づる従来の粉砕機の確率分布は第４図（ａ　＞のよ
うになり、粉砕効率が悪く、特に数ミクロンオーダの極
微粒子を得るのには適さなかった。

本発明は、−ｈ記したような種々の欠点を完全に解消し
たボールミルづなわち粉砕機を提供しようとするもので
ある。また用途を限定するものではないが、ガスタービ
ンのブレード或いはプリント配線等には数ミク１」ンオ
ーダ以下の極微粒子のセラミックを必要とするが、この
ような産業分野でも有効に利用される粉砕機を提供しよ
うとするものである。そして本発明のこのような目的は
、ボールは磁性体から構成され、ケーシングの外周壁に
は磁力発生手段が取付けられ、そしてこの磁力発生手段
が適宜制御されることによって達成される。

以下本発明の１実施例を示す第５図ないし第１０図によ
って説明する。第５図（ａ　’）、（ｂ）はボールの実
施例を示す図で、第５図（ａ　＞は球形のボール４をま
た第５図（ｂ）は円筒状またはラグビーボール状のボー
ル４をそれぞれ示している。

このように、本発明に適用されるボールの形状は格別に
限定はされないが、その心材６はいずれも軟鉄等の磁性
材で構成されている。そしてその該局面部は、望ましく
は透磁性のアルミナ、フリント素材５等で被覆或いはラ
イニングされている。

ミルケーシング７は、第６図に示すように、円筒状を呈
している。そして図示はされていないが、その両側は蓋
体で閉鎖できるようになっている。

なおこの蓋体の構成については詳しい説明は省略するが
、連続運転成いはバッチ式運転に適した構成になってい
る。そして従来のボールミルと同様に軸受等に軸支され
て回転駆動される。ミルケーシングの外部には、磁力発
生手段が取付（）られ、その磁力は内部に封入されてい
るボールに達するようになっている。従っでこのケーシ
ング７の外殻８は、透磁性であると共に、非磁性材の１
８−８ステンレス鋼、高張力アルミニウム、強化プラス
チック等で構成され、その内周面はボールと同様に、ア
ルミナ、フリント素材でライニング９されている。

ミルク−シングア内のボールに作用する磁力は、ケーシ
ングの外表面に接着などの適当な手段により取イ１＆ノ
られる磁力発生手段により発生されるが、第６図には磁
力発生手段として永久磁石が適用された例が示されてい
る。そしてこの永久磁石１０．１０は棒状を呈し、ケー
シング７の軸方向に、複数本設けられている。

第２図に関して説明したように、ケーシング内のボール
はケーシングの略真上まで来てから、パラボラ曲線を描
くように落下するのが望ましい。

従って本発明によると、磁ツノの強さを調節する調節手
段が設けられ、永久磁石１０．１０に吸引されるボール
はケーシングの略真上では開放され、落下速度は重力作
用に加えて磁力の吸引力も負荷されるように構成される
。すなわち第７図においてケーシング７が矢印へ方向に
回転駆動されるとすると、垂直線Ｘから右方向に計って
約１３５度の区間Ｆと約１８０度〜２２５度の区間Ｇは
磁力線がボールに作用しないように、また約１３５度〜
１８０度の区間Ｂおよび約２２５度〜３６０度の区間△
は磁力線がボールに作用するように構成される。このよ
うに磁力線が印加される区間と印加されない区間が設け
られると、区間Ａではボールはケーシング７の回転にＪ
：る遠心力が充分に与えられ、区間Ｆでは開放されて自
由落下すると共に区間Ｂの磁力により吸引される。また
区間Ｇではボールのランダム化が行われることになる。

さて磁力の作用づる区間（磁力印加区間）Ａ、Ｂは永久
磁石がクーシングアの外表面に取付（）られているので
、容易に実現できるが、磁力の作用しない区間（消磁区
間）Ｆ、Ｇは一般には永久磁石１０．１０と極性を異に
づる磁石によって実現される。すなわち第６図に示づよ
うにゲージング〈従って永久磁石１０．１０）が回転駆
動されるとき障害にならない程度に装置されている永久
磁石１１によって、消磁区間Ｆ、Ｇが設けられる。

なお図示はされていないが、消磁区間Ｆ、Ｇは、周方向
に長さを有するので、消磁用の磁石は一般に複数本周方
向に適当な間隔をおいて設置されることになる。

本発明に係る粉砕器は、以上のように構成されているの
で、ケーシング７内に粉砕される試料と、適当数のボー
ルとを封入し、ケーシングを回転駆動づると、ボールは
磁力印加区間Ａではケーシング壁に吸着され、あたかも
ケーシングの内壁に設けられた翼で束縛されたと同じ効
果によって、ケーシングの回転による遠心ツノが充分に
与えられる。

そしてケーシングの略真上まで来ると磁力の吸引力から
開放されるのでボールは放物線を描い玉落下する。この
どきボールは重力作用に代えて区間Ｂの磁力によっても
吸引される。従って大きな衝撃力が得られ、粉砕効率が
高められることになる。

次に消磁区間Ｇではボールのランダム化或いは剪断力に
よる粉砕が行われ、次の磁力印加区間△へと移行する。

以上詳述したように、本発明によるとミルケーシング内
のボールは外部から磁力により吸引されるようになって
いるので、試料の粉砕はボールの落下衝撃に加えて、剪
断力にもよって行われる。

従って粉砕効率はより高められ、短時間で極微粒子化が
達成される。また本発明によると、磁力の強さ、或いは
磁力の印加位置を制御することによっで、粉砕に必要な
衝撃力或いは剪断力を任意に調節できるので、粉砕に最
適な条件が容易に設定できる。従って粉砕効率は著しく
向上し、粉砕時間も短くて１み、ボール或いはミルケー
シングの摩耗もづくなくてすむのである。それ故不純物
が試料に混入覆る危険も少くなる。また粉砕動力もすく
なくてすむという利点も有する。

さて本発明は以上のように実施されるが、他にも色々実
施可能である。例えば第６図、第７図において、消磁区
間Ｆ、Ｇは、永久磁石１０．１０と極性を異にする永久
磁石１１によって実現される旨説明したが、永久磁石１
１を電磁石に代えることができることは明らかである。

また磁力印加区間の磁力を強めるために、永久磁石１０
．１０と同極性の磁石を設けることもできる。更には、
第８図に示すように、ケーシング７と同心円のスライド
リング１２を設け、消磁区間発生用の磁石１１′を、こ
のリングにより案内し、消磁区間の最適位置を決定する
こともできる。

第９図は、磁力発生手段として永久磁石１０′１〇−・
・・を採用し、ケーシングの母線に対してθ°だけ角度
をもたせた実施例を示す。角度θは試料の種類、ボール
の大きさ、ケーシングの径等により決定されるが、３０
度と９０度どの間に設定されると、ボールのランダム化
が一層促進されることになる。なお、消磁区間が、第６
図、第７図に関しで述べたような手段により実現される
ことは明らかである。

磁力発生手段としては、永久磁石に代えて電磁石も適用
可能である。そしてその実施例が第１０図に示されてい
る。電磁石１３．１３も第６図ないし第９図に関して述
べたようにケーシング７の外表面に設けられる。そして
その集電装置１５．１５は正確には図示されていないが
、バネ付勢されたローラから成っていて、このローラが
ケーシング７と同心的に、支持部材１６上に固設された
スリップリング１４上を転勤するようになっている。ス
リップリング１４は、第７図に示すように磁力印加区間
Ａ、Ｂと、消磁区間Ｆ、Ｇを有するように構成する必要
がある。従って区間Ａ”、Ｂ′は導電材で、また区間Ｆ
′、Ｇ′は絶縁材で構成され、導電材はライン１７によ
り電源１８に連結されている。ケーシングが回転駆動さ
れて、集電装置１５．１５が導電材−Ｆを転勤するとき
は電磁石１３．１３に通電されるので、磁力がボールに
印加され、絶縁材上を転動づ゛るときは、印加されず、
所期の目的が達成される。このように磁力発生手段とし
て電磁石が適用されると、磁力の強さが可変抵抗器など
によって容易に制御でき、まｌζ磁力印加区間或いは消
磁区間の調節はスリップリング１４の導電材の区間を変
更するだ番ノで、可能となる。

第１１図は本発明のさらに別の実施例を示し、図におい
て、磁石１０はミルケーシング７の外周に張設したベル
ｌ−８に取付（）られており１、そのベルトＢはテンシ
ョンプーリＴによって部分的にミルク−シングアから餡
れるようになっており、この離れた部分が消磁区間であ
り、ミルケーシング７と密着している部分が磁力印加区
間である。

図では１つのテンションプーリＴのみが示されているが
、消磁区間が２カ所必要な場合は、テンションブーりを
２ケ設ければよい。この場合磁石１０はミルケーシング
７の長手方向に設けられており、円周方向には角度的に
離れているので磁石１０の半径方向内方のボール４のみ
が＠磁され、磁石と磁石との間のボール４は着磁されな
いが、着磁されたボールとボールとの間に挾まれて上昇
し、消磁区間で落下づる。

なお、永久磁石を用いる場合に、消磁区間を形成するた
めに、反対極の磁場を永久磁石に印加してもよい。

従って試料の種類、ボール径、ケーシング径等による粉
砕最適条件を満足づる磁力の強さ、磁力印加区間などを
容易に決定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は、それぞれボールとミルケー
シングとから成る粉砕機の作用を説明づるための模式的
斜視図、第４図は粒度と量との関係を示づグラフ、第５
図は本発明に適用されるボールの実施例を示す断面図、
第６図は本発明の１実施例を示づ斜視図、第７図は第６
図にａ３いて矢？５！Ｉ−１でみた図に相当する図で、
磁力印加区間と消磁区間を説明するための模式図、第８
図は第７図と同様な模式図、第９図および第１０図はそ
れぞれ本発明の他の実施例を示す第６図と同様な斜視図
、第１１図はさらに他の実施例を示す端面図である。 ４・・・ボール　　６・・・軟鉄等の磁性体７・・・ミ
ルケーシング　　１０．１０′・・・永久磁石（磁力発
生手段）　　１３・・・電磁石（磁力発生手段）　　△
、Ｂ・・・磁力印加区間　　Ｆ、Ｇ・・・消磁区間 箆ｌＯ図 第１１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　内部に複数個のボールと粉砕される試料とが封
   入されているミルケーシングが回転駆動されると、その
   試料が粉砕されるようになっている粉砕機において、前
   記ミルケーシングは非磁性材で、また前記ボールは軟鉄
   等の磁性材で形成されていると共に、前記ミルケーシン
   グの外表面には該ケーシング内に封入されているボール
   に作用する磁力発生手段が設けられ、その磁力の強さを
   任意に調節される調節手段が設けられていることを特徴
   とする粉砕機。
2. （２）　磁力の強さが、ケーシングの垂直線の略真上か
   ら回転方向に計って約０度〜１３５度および約１８０度
   〜２２５度の区間では零或いは他の区間より弱められる
   特許請求の範囲の第１項記載の粉砕機。
3. （３）　　！ｉ磁力発生手段、ミルケーシングの母線に
   対して角度を有するように設けられている特許請求の範
   囲の第１項または第２項記載の粉砕機。
4. （４）　磁力発生手段が、電磁石である特許請求の範囲
   の第１項〜第３項のいずれかの項に記載の粉砕機。