ボールミル
【課題】小径のボールであってもドラムからの飛び出しを防止することが可能なボールミルの提供。
【解決手段】略水平な軸線回りに回転する円筒状のドラム２内に砕石とボールとが一端の投入口より投入され、他端の排出口より排出されるボールミルであって、ドラム２の排出口２ｂに、砕石を通過させ、ボールの排出を防止するリング状のボール止め部材２２と、中央に開口部２３ｂを有し、ボール止め部材２２の内周縁にボール止め部材２２のドラム２の内側面２２ｃよりさらにドラム２の内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材２３とを備える。
【解決手段】略水平な軸線回りに回転する円筒状のドラム２内に砕石とボールとが一端の投入口より投入され、他端の排出口より排出されるボールミルであって、ドラム２の排出口２ｂに、砕石を通過させ、ボールの排出を防止するリング状のボール止め部材２２と、中央に開口部２３ｂを有し、ボール止め部材２２の内周縁にボール止め部材２２のドラム２の内側面２２ｃよりさらにドラム２の内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材２３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転するドラム内に砕石とボールとを投入し、砕石とボールとを接触させることにより、砕石の角取りおよび表面研磨加工を行うボールミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように、従来、ボールミルは、軸線回りに回転される水平な円筒状を呈し、供給口を設けた端壁により一端が、また、排出口を設けた端壁により他端が閉塞されたドラムと、ドラムの排出口に設けられたボール排出防止用のグレートとを備えている。この種のボールミルでは、ボールを収容して回転するドラム内に被粉砕物を供給口から供給することにより、被粉砕物が、ドラムの回転に伴って持ち上げられて落下するボールの衝撃力によって粉砕され、排出口側へ移動して排出口に至り、グレートの目開きより小粒径の粉砕物（製品）のみがグレートを通過してドラム外に排出される一方、グレートの目開きより直径の大きなボールは排出されないものである。
【０００３】
しかし、従来のボールミルは、所望の製品粒度よりはるかに大きな直径のボールミルを用いて被粉砕物を粉砕する場合にのみ適用できるものであり、被粉砕物がボールの直径と似通った粒度の場合にはボールが機外へ排出されてしまうという問題がある。そこで、例えば特許文献１では、ドラムの排出口に、先端に向かって縮径するテーパ状の排出トロンメルを備えることで、被粉砕物の粉砕に従って被粉砕物と一緒に排出口を経て排出トロンメル内へ移動してきたボールを、排出トロンメルの傾斜によってドラム内へ返送されるようにしている。
【０００４】
また、例えば特許文献２には、ボールの出口側の集積またはボールの機外への排出を抑制または阻止するため、ドラムの内周に連続または断続する螺旋状の帯板からなるボール移動抑制・阻止手段を備えたボールミルが開示されている。また、例えば特許文献３には、ドラムの排出口に、円周が５分割された扇形形状のスリット部材が５枚連接された外径部と、１枚の円板状の砂利止め部材によって形成された内径部とからなり、中央に略円形状の開口部が形成された仕切り目板を備えたボールミルが開示されている。
【０００５】
また、例えば特許文献４には、シェル本体の排出口の位置に、円形の外形形状を有し、全体に板状を呈するとともに、中央には、円形の開口部が設けられた仕切り板を有する見る装置が開示されている。この仕切り板は、その中央から外周側にいくに従い、背面側に湾曲する形状または直線状を呈しており、この仕切り板に押し寄せられたボールは仕切り板により押し返されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４０３０１号公報（段落００１２，００１４、図１）
【特許文献２】特開２００４−２９８８３４号公報（段落０００９、図１）
【特許文献３】特開平１１−３１９６０５号公報（段落００２２，００２５、図５、図６）
【特許文献４】特開２００４−１８１３６７号公報（段落００８９，０１０８，０１１１，図４、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に記載のボールミルでは、排出口から排出トロンメルに移動してきたボールは実際にはドラム内へうまく返送されずに、排出トロンメル内に留まってしまい、ドラム内での被粉砕物の粉砕に利用されなくなってしまうという問題がある。また、特許文献２に記載のボールミルでは、ボールだけでなく被粉砕物の移動までもが帯板によって阻止されていまい、被粉砕物の粉砕がうまくできなくなるという問題がある。
【０００８】
また、従来のボールミルは、１２０ｍｍ程度の大径のボールを用いて砕石を破砕することにより砂を製造するものであるが、本発明者らは特許文献３，４に記載のボールミルを応用し、３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の小径のボールを用いることにより砕石の破砕を少なくし、砕石の角取りおよび表面研磨を行おうと試みたところ、３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の小径のボールを使用すると、仕切り板の中央の開口部からボールが飛び出してしまうという問題が発生した。
【０００９】
本発明者らは、この現象について鋭意研究した結果、ドラムが回転する際に、ドラム内のボールは上方に持ち上げられて下方に投下され、直下に位置する砕石に衝突することにより、砕石の角取りおよび表面研磨を行うが、小径のボールは軽量であるため、大径のものと比較してドラム内での跳ね返りが大きく、仕切り板の中央の開口部から飛び出していることが分かった。
【００１０】
特許文献３に記載のボールミルでは、ドラムの排出口に外径部と内径部とからなる円板状の仕切り目板が設けられているが、これは単にドラムの軸線に対して直角な平板状であり、ドラム内で跳ね返って仕切り板に衝突したボールは仕切り板の表面に沿ってスリップし、中央の開口部から飛び出すことになる。また、特許文献４に記載のミル装置では、中央から外周側にいくに従い、背面側に湾曲する形状または直線状を呈した仕切り板を備えているが、この仕切り板はドラムの下方で排出口に向かって砕石とともに移動してくるボールを押し返すだけであり、ドラム内で跳ね返って仕切り板に衝突したボールは仕切り板の表面に沿ってスリップし、特許文献３に記載のボールミルと同様に、中央の開口部から飛び出すことになる。
【００１１】
そこで、本発明においては、小径のボールであってもドラムからの飛び出しを防止することが可能なボールミルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のボールミルは、略水平な軸線回りに回転する円筒状のドラム内に砕石とボールとが一端の投入口より投入され、他端の排出口から排出されるボールミルであって、ドラムの排出口に、砕石を通過させ、ボールの排出を防止するリング状のボール止め部材と、中央に開口部を有し、ボール止め部材の内周縁にボール止め部材のドラムの内側面よりさらに内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材とを備えたものである。
【００１３】
本発明のボールミルによれば、ドラム内に投入された砕石とボールとがドラムの回転により攪拌され、ボールが砕石と接触することにより、砕石の表面研磨が行われる。そして、砕石はドラムの排出口から排出され、ドラム内のボールは、リング状のボール止め部材により排出が防止される。また、ドラム内で跳ね返ってボール止め部材に衝突したボールは、ボール止め部材の表面に沿ってスリップしたとしても、このボール止め部材の内周縁には、このドラムの内周面よりさらに内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材が備えられているため、このボール返し部材によりドラムの内側に向かって跳ね返されるので、ボール返し部材の中央の開口部からの飛び出しが防止される。
【００１４】
ここで、ボール返し部材の傾斜角は、ドラムの軸線に対して５〜７５°、より好ましくは１０〜６０°、さらに好ましくは１５〜４５°、さらに好ましくは２０〜３０°であることが望ましい。これにより、ボール止め部材の表面に沿ってスリップするボールを、より効果的にドラムの内側に向かって跳ね返すことができ、ドラムからの飛び出しが防止されるようになる。なお、この傾斜角が５°未満の場合には、ボール止め部材の表面に沿ってスリップするボールがそのままボール返し部材の表面に沿ってスリップする可能性がある。また、この傾斜角が７５°超の場合には、ドラムの内側面から跳ね返ってきたボールが直接開口部内に侵入する可能性がある。
【００１５】
また、ボール返し部材の幅は、５０ｍｍ以上であることが望ましい。これにより、ドラム内のボールがボール返し部材によって効果的にドラムの内側へ導かれるようになり、さらにドラムからの飛び出しが防止されるようになる。なお、幅が５０ｍｍ未満では、ボールのドラム内側へうまく導かれない可能性がある。
【００１６】
また、本発明のボールミルは、ドラムの内壁面にドラムの排出口より外側まで突出して設けられ、その突出部に砕石を通過させるスリットを有するライナを備えたものであることが望ましい。これにより、角取りおよび表面研磨が行われた砕石がこのライナのスリットからも排出されるようになる。
【００１７】
また、本発明のボールミルは、ボール止め部材の外周縁とドラムの排出口との間に、砕石を通過させるスリットを有するリングを備えたものであることが望ましい。これにより、角取りおよび表面研磨が行われた砕石が、このリングのスリットからも排出されるようになる。
【００１８】
また、本発明のボールミルのドラム内に投入される砕石の粒径は、０ｍｍ超２５ｍｍ以下であり、ドラム内に投入されるボールの粒径は、３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることが望ましい。これにより、流動性を良くし、砕石の破砕は少なくして、砕石の角取りおよび表面研磨を効果的に行うことができるようになる。本発明のボールミルでは、この３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の小径のボールであっても、前述のようにボール止め部材の表面に沿ってスリップしたボールが、ボール返し部材によりドラムの内側に向かって跳ね返されるので、ボール返し部材の中央の開口部からの飛び出しが防止される。
【発明の効果】
【００１９】
（１）ドラムの排出口に、砕石を通過させ、ボールの排出を防止するリング状のボール止め部材と、中央に開口部を有し、ボール止め部材の内周縁にボール止め部材のドラムの内側面よりさらに内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材とを備えたことにより、小径のボールであっても、ボール止め部材に衝突し、ボール返し部材の表面に沿ってスリップしたボールは、ボール返し部材によりドラムの内側に向かって跳ね返されるので、ドラムからの飛び出しが防止される。これにより、生産効率良く、小径のボールで砕石の角取りおよび表面研磨を行うことが可能となり、粒形判定実積率の高い砕石を得ることができる。
【００２０】
（２）ボール返し部材の傾斜角が、ドラムの軸線に対して５〜７５°であることにより、ボール止め部材の表面に沿ってスリップするボールを、より効果的にドラムの内側に向かって跳ね返すことができ、ドラムからの飛び出しがさらに防止されるので、さらに生産効率が向上する。
【００２１】
（３）ボール返し部材の幅が、５０ｍｍ以上であることにより、ドラム内のボールがボール返し部材によって効果的にドラムの内側へ導かれるようになり、ドラムからの飛び出しがさらに防止され、生産効率が向上する。
【００２２】
（４）ドラムの内壁面にドラムの排出口より外側まで突出して設けられ、その突出部に砕石を通過させるスリットを有するライナを備えたものであることにより、角取りおよび表面研磨が行われた砕石がこのライナのスリットからも排出されるようになり、砕石の排出が促進されるので、砕石の投入量を増やして生産量を向上することができる。
【００２３】
（５）ボール止め部材の外周縁とドラムの排出口との間に、砕石を通過させるスリットを有するリングを備えたものであることにより、角取りおよび表面研磨が行われた砕石が、このリングのスリットからも排出されるようになり、砕石の排出が促進されるので、砕石の投入量を増やして生産量を向上することができる。
【００２４】
（６）ドラム内に投入される砕石の粒径が、０ｍｍ超２５ｍｍ以下であり、ドラム内に投入されるボールの粒径が、３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることにより、流動性を良くし、砕石の破砕は少なくして、砕石の表面研磨を効果的に行い、製粒することが可能となり、粒形判定実積率の高い砕石を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態におけるボールミルの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本実施形態におけるボールミルの使用状態を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は本発明の実施の形態におけるボールミルの縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４は本実施形態におけるボールミルの使用状態を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００２７】
図１において、本発明の実施の形態におけるボールミル１は、略水平な軸線回りに回転する円筒状のドラム２と、ドラム２の一端の投入口２ａへ原材料である０ｍｍ超２５ｍｍ以下の砕石を投入するシュート３と、ドラム２を回転させる駆動装置４と、ドラム２の他端の排出口２ｂから排出される砕石を分級する分級装置としてのトロンメル５とを備えている。ドラム２の側胴部には投入口２ａ側および排出口２ｂ側にそれぞれ外輪体６ａ，６ｂが周設されている。これらの外輪体６ａ，６ｂは、タイヤ４ａ，４ｂに圧接されており、駆動装置４のタイヤ４ａ，４ｂが回転駆動されると、その動きに応じて回転し、ドラム２に回転力を伝達する。
【００２８】
ドラム２は、投入口２ａから排出口２ｂへ向かって直径が緩やかに細くなるように小さなテーパで形成され、途中からさらに直径が急に細くなるように大きなテーパで形成されたシェル２０と、中央部が投入口２ａとして開口された略円板状の側壁２１と、排出口２ｂに設けられたボール止め部材２２およびボール返し部材２３とから構成されている。
【００２９】
また、シェル２０の内壁面には、金属製やゴム製等のライナ２４が、投入口２ａから排出口２ｂまで設けられている。なお、このライナ２４は、ドラム２の排出口２ｂから１００ｍｍ外側へ突出するように設けられている。また、このライナ２４の突出部２４ａには、図３に示すように、ドラム２の軸線方向のスリット２４ｂが多数形成されている。このスリット２４ｂは、粒径３０ｍｍ超のボールは排出させず、砕石を通過させるために３０ｍｍ幅としている。
【００３０】
図２および図３に示すようにボール止め部材２２は、略円板状に形成され、中央部が開口されてリング状に形成された部材であり、中央部側をドラム２の内側に向かって若干傾斜させたものである。ボール止め部材２２には、回転方向に長い多数のスリット２２ａが形成されている。スリット２２ａの幅は３０ｍｍであり、粒径３０ｍｍ超のボールを排出させずに砕石を通過させるようになっている。
【００３１】
ボール止め部材２２は、放射状に接合部材２２ｂが溶接などによって固着されており、この接合部材２２ｂを介して、ドラム２の排出口２ｂ端部から突出するブラケット２ｃにボルトによって締結され、固定されている。ブラケット２ｃの長さは、ライナ２４との間に３０ｍｍの隙間Ｗが形成されるように調整されており、ボール止め部材２２は、この隙間Ｗから粒径３０ｍｍ超のボールを排出させずに砕石を通過させるようになっている。
【００３２】
ボール返し部材２３は、略円板状に形成され、中央部が開口されてリング状に形成された部材である。ボール返し部材２３は、ドラム２の軸線に対して２０°の傾斜角となるように、ボール止め部材２２のドラム２の内側面２２ｃよりさらに内側に向かって傾斜させたものである。ボール返し部材２３には、放射状に接合部材２３ａが溶接などにより固着されている。ボール返し部材２３は、この接合部材２３ａがボール止め部材２２の接合部材２２ｂにボルトによって締結され、ボール止め部材２２の内周縁に固定されている。また、ボール返し部材２３のリング部分の幅は、１００ｍｍとしている。
【００３３】
トロンメル５は、金網によって略円筒状に形成されたものである。トロンメル５は、ドラム２にボルトによって締結されて固定されており、ドラム２とともに回転する。ドラム２から排出された砕石は、最終的にトロンメル５によって、金網を通過可能な粒径のものと、通過不可能な粒径のものとに分級される。なお、本実施形態においては、金網の目開き寸法は２３ｍｍとしている。
【００３４】
次に、上記構成のボールミル１による砕石の製造について説明する。まず、ボールミル１のドラム２内には、粒径９０〜７０ｍｍ、７０〜５０ｍｍおよび５０〜３０ｍｍの複数の大きさの鉄鋼製のボールＭ1，Ｍ2，Ｍ3が２：３：５の割合で投入されている。ボールＭ1，Ｍ2，Ｍ3は、投入口２ａ側が最も粒径が大きく、排出口２ｂ側が最も小さくなるようにし、小径のボールＭ3の比率が最も高くなるようにする。なお、ボールＭ1，Ｍ2，Ｍ3は、ボールミル１の運転中に徐々に摩耗していくが、粒径が小さくなるにつれてシェル２０の内径の小さい方、すなわち排出口２ｂ側へ移動していく。また、ボールＭ1は、運転中に投入口２ａ側へ適宜追加される。
【００３５】
そして、原材料である０ｍｍ超２５ｍｍ以下の砕石がシュート３に供給されると、シュート３によりドラム２の投入口２ａからシェル２０内に投入される。また、このシュート３にはバルブ３ａを通じて一定水量の水が供給される。続いて、駆動装置４によってタイヤ４ａ，４ｂを回転駆動すると、外輪体６ａ，６ｂを介してドラム２が回転駆動される。これにより、ドラム２内のボールＭ1，Ｍ2，Ｍ3はライナ２４の働きによって上方に持ち上げられて下方に投下され、直下に位置する砕石に接触する。
【００３６】
ここで、本実施形態におけるボールミル１のドラム２内に投入される砕石の粒径が０ｍｍ超２５ｍｍ以下と小さく、ボールＭ1，Ｍ2，Ｍ3の粒径も３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下と通常のボールミルのボールの粒径よりも小さいので、砕石はほとんど破砕されず、角取り（製粒）および表面研磨されることになる。そして、図４に示すように角取りおよび表面研磨が行われた砕石Ｓは、３０ｍｍ幅のスリット２２ａ，２４ｂおよび隙間Ｗを通過してトロンメル５へ排出され、トロンメル５により分級される。
【００３７】
このとき、徐々に摩耗して排出口２ｂ側へ移動してきたボールＭは、ボール止め部材２２により排出が防止されるとともに、ドラム２の回転によって上方に持ち上げられて下方に投下されるなどした際にドラム２内で跳ね返り、ボール止め部材２２およびボール返し部材２３に衝突する。ボール止め部材２２に衝突したボールＭは、ボール止め部材２２の表面に沿ってスリップするが、このボール止め部材２２の内周縁には、このボール止め部材２２の内側面２２ｃよりさらに内側に向かって傾斜したボール返し部材２３が備えられているため、このボール返し部材２３によりドラム２の内側に向かって跳ね返され、ボール返し部材２３の中央の開口部２３ｂから飛び出さない。
【００３８】
また、このボール返し部材２３は、ボール止め部材２２の内側面２２ｃよりもさらにドラム２の内側に向かって傾斜しているため、このボール返し部材２３に直接衝突したボールＭもドラム２の内側に向かって跳ね返され、ボール返し部材２３の中央の開口部２３ｂから飛び出さない。なお、粒径３０ｍｍ未満まで摩耗したボールＭは、スリット２２ａ，２４ｂおよび隙間Ｗを通過してトロンメル５へ排出される。
【００３９】
以上のように、本実施形態におけるボールミル１では、ドラム２の排出口２ｂに、砕石をスリット２２ａおよび隙間Ｗより通過させ、ボールＭの排出を防止するリング状のボール止め部材２２と、中央に開口部２３ｂを有し、ボール止め部材２２の内周縁にボール止め部材２２のドラム２の内側面２２ｃよりさらに内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材２３とを備えたことにより、小径のボールであっても、ボール止め部材２２に衝突し、ボール返し部材２３の表面に沿ってスリップしたボールは、ボール返し部材２３によりドラム２の内側に向かって跳ね返されるので、ドラム２からの飛び出しが防止される。これにより、小径のボールで砕石の角取りおよび表面研磨を行うことが可能となり、粒形判定実積率の高い砕石を得ることができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、ドラム２内に投入される砕石の粒径を０ｍｍ超２５ｍｍ以下とし、ドラム２内に投入されるボールの粒径を３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下とすることにより、砕石の破砕は少なくして、砕石の角取りおよび表面研磨を効果的に行うことが可能となっているが、本実施形態におけるボールミル１に使用することが可能な砕石の粒径およびボールの粒径はこれに限られない。なお、ライナ２４のドラム２の排出口２ｂからの突出幅、ボール止め部材２２のスリット２２ａの幅、ボール止め部材２２とライナ２４との隙間Ｗや、ライナ２４のスリット２４ｂの幅は、砕石の粒径に応じて適宜変更することが可能である。
【００４１】
また、本実施形態におけるボールミル１では、ドラム２の内壁面にドラム２の排出口２ｂより外側まで突出して設けられたライナ２４にスリット２４ｂが形成されているため、角取りおよび表面研磨が行われた砕石Ｓが、このスリット２４ｂからも排出されるようになり、砕石Ｓの排出が促進されるので、砕石の投入量を増やして生産量を向上させることが可能となっている。
【００４２】
同様に、本実施形態におけるボールミル１では、ボール止め部材２２とライナ２４との隙間Ｗや、ボール止め部材２２のスリット２２ａにより同様に砕石Ｓの排出を促進して、生産量を向上させており、従来比で２倍の生産量を実現できる。
【００４３】
また、本実施形態におけるボールミル１では、ボール返し部材２３の傾斜角をドラム２の軸線に対して２０°としているが、この傾斜角は、ドラム２の軸線に対して５〜７５°、より好ましくは１０〜６０°、さらに好ましくは１５〜４５°、さらに好ましくは２０〜３０°の範囲で変更することができる。これにより、ボール止め部材２２の表面に沿ってスリップするボールを、より効果的にドラム２の内側に向かって跳ね返すことができ、ドラム２からの飛び出しがさらに防止される。
【００４４】
さらに、本実施形態におけるボールミル１では、ボール返し部材２３のリング部分の幅を１００ｍｍとしているが、この幅は５０ｍｍ以上とすることも可能である。なお、この幅に上限はないが、１５０ｍｍ以下や２００ｍｍ以下とすることができる。これにより、ドラム２内のボールＭがボール返し部材２３によって効果的にドラム２の内側へ導かれるようになり、さらにドラム２からの飛び出しがさらに防止される。
【００４５】
なお、砕石の排出量を増やすために、図５に示すようにボール止め部材２２の外周縁にスリットリング２５を設けることも効果的である。図５は本発明の別の実施形態を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００４６】
スリットリング２５は、円筒状に形成された部材であり、ボール止め部材２２の外周縁に溶接などにより固着されている。スリットリング２５には、図５に示すように、粒径３０ｍｍ超のボールを排出させずに砕石を通過させる３０ｍｍ幅の多数のスリット２５ａが形成されている。このスリットリング２５と前述のライナ２４との間に３０ｍｍの隙間Ｗが形成されるように、ブラケット２ｃの長さが調整される。なお、この隙間Ｗや、スリットリング２４のスリット２４ａの幅は、砕石の粒径に応じて適宜変更することが可能である。
【００４７】
このように、ボール止め部材２２の外周縁とドラム２との間にスリットリング２５を備えたボールミル１では、角取りおよび表面研磨が行われた砕石Ｓが、このスリットリング２５のスリット２５ａからも排出されるようになり、砕石Ｓの排出が促進されているので、砕石の投入量を増やして生産量を向上させることが可能となる。
【実施例】
【００４８】
本発明の実施の形態におけるボールミル１により製造された粒径５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の砕石について粒形判定実積率の試験を行った。砕砂の粒形判定実積率試験は、日本工業規格ＪＩＳ Ａ５００５（２００９）、砕石の粒形判定実積率試験は、日本工業規格ＪＩＳ Ａ１１０４（２００９）による。試料の詰め方は棒つき試験である。表１に試験結果を示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１から分かるように、実施例１，２の砕石の粒形判定実積率は６１．４％となった。従来の砕石の粒形判定実積率は５９％であり、従来と比較して極めて高い粒形判定実積率を実現できていることが確認できた。
【００５１】
次に、本発明の実施の形態におけるボールミル１により製造された砕石を使用したコンクリート（実施例）と、従来のボールミルにより製造された砕石を使用したコンクリート（比較例）について性状の比較を行った。使用材料を表２に示す。なお、表２中、「ボールミル砕石２００５」が実施例であり、「インペラ砕石２００５」が比較例である。
【００５２】
【表２】
【００５３】
配合は、スランプ、空気量を変化させず、ワーカビリチーが同じとなるように粗骨材嵩容積を定めた。比較例（インペラ砕石２００５）の配合を表３に、実施例（ボールミル砕石２００５）の配合を表４にそれぞれ示す。
【表３】
【表４】
【００５４】
試験練り結果を表５に示す。
【表５】
【００５５】
表５から分かるように、実施例と比較例とでは、まだ固まらないコンクリートの比較において、ワーカビリチーを同じにした場合、単位水量が約４％減少した。この結果は、粒形判定実積率の単なる上昇のみではなく、表面研磨の効果が相乗したものと思われる。この単位水量の減少により、乾燥収縮量が減少すると考えられる。また、強度試験結果において、実施例と比較例とでは大きな差はない。よって、実施例の砕石を使用したコンクリートは耐久性が大きく改善されるものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のボールミルは、砕石の角取りおよび表面研磨加工を行う装置として有用であり、特に、小径のボールにより砕石の角取りおよび表面研磨を行い、粒形判定実積率の高いコンクリート骨材としての砕石を得る装置として好適である。
【符号の説明】
【００５７】
１ ボールミル
２ ドラム
２ａ 投入口
２ｂ 排出口
３ シュート
４ 駆動装置
４ａ，４ｂ タイヤ
５ トロンメル
６ａ，６ｂ 外輪体
２０ シェル
２１ 側壁
２２ ボール止め部材
２３ ボール返し部材
２４ ライナ
２５ スリットリング
２２ａ，２４ｂ，２５ａ スリット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転するドラム内に砕石とボールとを投入し、砕石とボールとを接触させることにより、砕石の角取りおよび表面研磨加工を行うボールミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように、従来、ボールミルは、軸線回りに回転される水平な円筒状を呈し、供給口を設けた端壁により一端が、また、排出口を設けた端壁により他端が閉塞されたドラムと、ドラムの排出口に設けられたボール排出防止用のグレートとを備えている。この種のボールミルでは、ボールを収容して回転するドラム内に被粉砕物を供給口から供給することにより、被粉砕物が、ドラムの回転に伴って持ち上げられて落下するボールの衝撃力によって粉砕され、排出口側へ移動して排出口に至り、グレートの目開きより小粒径の粉砕物（製品）のみがグレートを通過してドラム外に排出される一方、グレートの目開きより直径の大きなボールは排出されないものである。
【０００３】
しかし、従来のボールミルは、所望の製品粒度よりはるかに大きな直径のボールミルを用いて被粉砕物を粉砕する場合にのみ適用できるものであり、被粉砕物がボールの直径と似通った粒度の場合にはボールが機外へ排出されてしまうという問題がある。そこで、例えば特許文献１では、ドラムの排出口に、先端に向かって縮径するテーパ状の排出トロンメルを備えることで、被粉砕物の粉砕に従って被粉砕物と一緒に排出口を経て排出トロンメル内へ移動してきたボールを、排出トロンメルの傾斜によってドラム内へ返送されるようにしている。
【０００４】
また、例えば特許文献２には、ボールの出口側の集積またはボールの機外への排出を抑制または阻止するため、ドラムの内周に連続または断続する螺旋状の帯板からなるボール移動抑制・阻止手段を備えたボールミルが開示されている。また、例えば特許文献３には、ドラムの排出口に、円周が５分割された扇形形状のスリット部材が５枚連接された外径部と、１枚の円板状の砂利止め部材によって形成された内径部とからなり、中央に略円形状の開口部が形成された仕切り目板を備えたボールミルが開示されている。
【０００５】
また、例えば特許文献４には、シェル本体の排出口の位置に、円形の外形形状を有し、全体に板状を呈するとともに、中央には、円形の開口部が設けられた仕切り板を有する見る装置が開示されている。この仕切り板は、その中央から外周側にいくに従い、背面側に湾曲する形状または直線状を呈しており、この仕切り板に押し寄せられたボールは仕切り板により押し返されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４０３０１号公報（段落００１２，００１４、図１）
【特許文献２】特開２００４−２９８８３４号公報（段落０００９、図１）
【特許文献３】特開平１１−３１９６０５号公報（段落００２２，００２５、図５、図６）
【特許文献４】特開２００４−１８１３６７号公報（段落００８９，０１０８，０１１１，図４、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に記載のボールミルでは、排出口から排出トロンメルに移動してきたボールは実際にはドラム内へうまく返送されずに、排出トロンメル内に留まってしまい、ドラム内での被粉砕物の粉砕に利用されなくなってしまうという問題がある。また、特許文献２に記載のボールミルでは、ボールだけでなく被粉砕物の移動までもが帯板によって阻止されていまい、被粉砕物の粉砕がうまくできなくなるという問題がある。
【０００８】
また、従来のボールミルは、１２０ｍｍ程度の大径のボールを用いて砕石を破砕することにより砂を製造するものであるが、本発明者らは特許文献３，４に記載のボールミルを応用し、３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の小径のボールを用いることにより砕石の破砕を少なくし、砕石の角取りおよび表面研磨を行おうと試みたところ、３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の小径のボールを使用すると、仕切り板の中央の開口部からボールが飛び出してしまうという問題が発生した。
【０００９】
本発明者らは、この現象について鋭意研究した結果、ドラムが回転する際に、ドラム内のボールは上方に持ち上げられて下方に投下され、直下に位置する砕石に衝突することにより、砕石の角取りおよび表面研磨を行うが、小径のボールは軽量であるため、大径のものと比較してドラム内での跳ね返りが大きく、仕切り板の中央の開口部から飛び出していることが分かった。
【００１０】
特許文献３に記載のボールミルでは、ドラムの排出口に外径部と内径部とからなる円板状の仕切り目板が設けられているが、これは単にドラムの軸線に対して直角な平板状であり、ドラム内で跳ね返って仕切り板に衝突したボールは仕切り板の表面に沿ってスリップし、中央の開口部から飛び出すことになる。また、特許文献４に記載のミル装置では、中央から外周側にいくに従い、背面側に湾曲する形状または直線状を呈した仕切り板を備えているが、この仕切り板はドラムの下方で排出口に向かって砕石とともに移動してくるボールを押し返すだけであり、ドラム内で跳ね返って仕切り板に衝突したボールは仕切り板の表面に沿ってスリップし、特許文献３に記載のボールミルと同様に、中央の開口部から飛び出すことになる。
【００１１】
そこで、本発明においては、小径のボールであってもドラムからの飛び出しを防止することが可能なボールミルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のボールミルは、略水平な軸線回りに回転する円筒状のドラム内に砕石とボールとが一端の投入口より投入され、他端の排出口から排出されるボールミルであって、ドラムの排出口に、砕石を通過させ、ボールの排出を防止するリング状のボール止め部材と、中央に開口部を有し、ボール止め部材の内周縁にボール止め部材のドラムの内側面よりさらに内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材とを備えたものである。
【００１３】
本発明のボールミルによれば、ドラム内に投入された砕石とボールとがドラムの回転により攪拌され、ボールが砕石と接触することにより、砕石の表面研磨が行われる。そして、砕石はドラムの排出口から排出され、ドラム内のボールは、リング状のボール止め部材により排出が防止される。また、ドラム内で跳ね返ってボール止め部材に衝突したボールは、ボール止め部材の表面に沿ってスリップしたとしても、このボール止め部材の内周縁には、このドラムの内周面よりさらに内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材が備えられているため、このボール返し部材によりドラムの内側に向かって跳ね返されるので、ボール返し部材の中央の開口部からの飛び出しが防止される。
【００１４】
ここで、ボール返し部材の傾斜角は、ドラムの軸線に対して５〜７５°、より好ましくは１０〜６０°、さらに好ましくは１５〜４５°、さらに好ましくは２０〜３０°であることが望ましい。これにより、ボール止め部材の表面に沿ってスリップするボールを、より効果的にドラムの内側に向かって跳ね返すことができ、ドラムからの飛び出しが防止されるようになる。なお、この傾斜角が５°未満の場合には、ボール止め部材の表面に沿ってスリップするボールがそのままボール返し部材の表面に沿ってスリップする可能性がある。また、この傾斜角が７５°超の場合には、ドラムの内側面から跳ね返ってきたボールが直接開口部内に侵入する可能性がある。
【００１５】
また、ボール返し部材の幅は、５０ｍｍ以上であることが望ましい。これにより、ドラム内のボールがボール返し部材によって効果的にドラムの内側へ導かれるようになり、さらにドラムからの飛び出しが防止されるようになる。なお、幅が５０ｍｍ未満では、ボールのドラム内側へうまく導かれない可能性がある。
【００１６】
また、本発明のボールミルは、ドラムの内壁面にドラムの排出口より外側まで突出して設けられ、その突出部に砕石を通過させるスリットを有するライナを備えたものであることが望ましい。これにより、角取りおよび表面研磨が行われた砕石がこのライナのスリットからも排出されるようになる。
【００１７】
また、本発明のボールミルは、ボール止め部材の外周縁とドラムの排出口との間に、砕石を通過させるスリットを有するリングを備えたものであることが望ましい。これにより、角取りおよび表面研磨が行われた砕石が、このリングのスリットからも排出されるようになる。
【００１８】
また、本発明のボールミルのドラム内に投入される砕石の粒径は、０ｍｍ超２５ｍｍ以下であり、ドラム内に投入されるボールの粒径は、３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることが望ましい。これにより、流動性を良くし、砕石の破砕は少なくして、砕石の角取りおよび表面研磨を効果的に行うことができるようになる。本発明のボールミルでは、この３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下の小径のボールであっても、前述のようにボール止め部材の表面に沿ってスリップしたボールが、ボール返し部材によりドラムの内側に向かって跳ね返されるので、ボール返し部材の中央の開口部からの飛び出しが防止される。
【発明の効果】
【００１９】
（１）ドラムの排出口に、砕石を通過させ、ボールの排出を防止するリング状のボール止め部材と、中央に開口部を有し、ボール止め部材の内周縁にボール止め部材のドラムの内側面よりさらに内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材とを備えたことにより、小径のボールであっても、ボール止め部材に衝突し、ボール返し部材の表面に沿ってスリップしたボールは、ボール返し部材によりドラムの内側に向かって跳ね返されるので、ドラムからの飛び出しが防止される。これにより、生産効率良く、小径のボールで砕石の角取りおよび表面研磨を行うことが可能となり、粒形判定実積率の高い砕石を得ることができる。
【００２０】
（２）ボール返し部材の傾斜角が、ドラムの軸線に対して５〜７５°であることにより、ボール止め部材の表面に沿ってスリップするボールを、より効果的にドラムの内側に向かって跳ね返すことができ、ドラムからの飛び出しがさらに防止されるので、さらに生産効率が向上する。
【００２１】
（３）ボール返し部材の幅が、５０ｍｍ以上であることにより、ドラム内のボールがボール返し部材によって効果的にドラムの内側へ導かれるようになり、ドラムからの飛び出しがさらに防止され、生産効率が向上する。
【００２２】
（４）ドラムの内壁面にドラムの排出口より外側まで突出して設けられ、その突出部に砕石を通過させるスリットを有するライナを備えたものであることにより、角取りおよび表面研磨が行われた砕石がこのライナのスリットからも排出されるようになり、砕石の排出が促進されるので、砕石の投入量を増やして生産量を向上することができる。
【００２３】
（５）ボール止め部材の外周縁とドラムの排出口との間に、砕石を通過させるスリットを有するリングを備えたものであることにより、角取りおよび表面研磨が行われた砕石が、このリングのスリットからも排出されるようになり、砕石の排出が促進されるので、砕石の投入量を増やして生産量を向上することができる。
【００２４】
（６）ドラム内に投入される砕石の粒径が、０ｍｍ超２５ｍｍ以下であり、ドラム内に投入されるボールの粒径が、３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下であることにより、流動性を良くし、砕石の破砕は少なくして、砕石の表面研磨を効果的に行い、製粒することが可能となり、粒形判定実積率の高い砕石を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態におけるボールミルの縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本実施形態におけるボールミルの使用状態を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は本発明の実施の形態におけるボールミルの縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４は本実施形態におけるボールミルの使用状態を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００２７】
図１において、本発明の実施の形態におけるボールミル１は、略水平な軸線回りに回転する円筒状のドラム２と、ドラム２の一端の投入口２ａへ原材料である０ｍｍ超２５ｍｍ以下の砕石を投入するシュート３と、ドラム２を回転させる駆動装置４と、ドラム２の他端の排出口２ｂから排出される砕石を分級する分級装置としてのトロンメル５とを備えている。ドラム２の側胴部には投入口２ａ側および排出口２ｂ側にそれぞれ外輪体６ａ，６ｂが周設されている。これらの外輪体６ａ，６ｂは、タイヤ４ａ，４ｂに圧接されており、駆動装置４のタイヤ４ａ，４ｂが回転駆動されると、その動きに応じて回転し、ドラム２に回転力を伝達する。
【００２８】
ドラム２は、投入口２ａから排出口２ｂへ向かって直径が緩やかに細くなるように小さなテーパで形成され、途中からさらに直径が急に細くなるように大きなテーパで形成されたシェル２０と、中央部が投入口２ａとして開口された略円板状の側壁２１と、排出口２ｂに設けられたボール止め部材２２およびボール返し部材２３とから構成されている。
【００２９】
また、シェル２０の内壁面には、金属製やゴム製等のライナ２４が、投入口２ａから排出口２ｂまで設けられている。なお、このライナ２４は、ドラム２の排出口２ｂから１００ｍｍ外側へ突出するように設けられている。また、このライナ２４の突出部２４ａには、図３に示すように、ドラム２の軸線方向のスリット２４ｂが多数形成されている。このスリット２４ｂは、粒径３０ｍｍ超のボールは排出させず、砕石を通過させるために３０ｍｍ幅としている。
【００３０】
図２および図３に示すようにボール止め部材２２は、略円板状に形成され、中央部が開口されてリング状に形成された部材であり、中央部側をドラム２の内側に向かって若干傾斜させたものである。ボール止め部材２２には、回転方向に長い多数のスリット２２ａが形成されている。スリット２２ａの幅は３０ｍｍであり、粒径３０ｍｍ超のボールを排出させずに砕石を通過させるようになっている。
【００３１】
ボール止め部材２２は、放射状に接合部材２２ｂが溶接などによって固着されており、この接合部材２２ｂを介して、ドラム２の排出口２ｂ端部から突出するブラケット２ｃにボルトによって締結され、固定されている。ブラケット２ｃの長さは、ライナ２４との間に３０ｍｍの隙間Ｗが形成されるように調整されており、ボール止め部材２２は、この隙間Ｗから粒径３０ｍｍ超のボールを排出させずに砕石を通過させるようになっている。
【００３２】
ボール返し部材２３は、略円板状に形成され、中央部が開口されてリング状に形成された部材である。ボール返し部材２３は、ドラム２の軸線に対して２０°の傾斜角となるように、ボール止め部材２２のドラム２の内側面２２ｃよりさらに内側に向かって傾斜させたものである。ボール返し部材２３には、放射状に接合部材２３ａが溶接などにより固着されている。ボール返し部材２３は、この接合部材２３ａがボール止め部材２２の接合部材２２ｂにボルトによって締結され、ボール止め部材２２の内周縁に固定されている。また、ボール返し部材２３のリング部分の幅は、１００ｍｍとしている。
【００３３】
トロンメル５は、金網によって略円筒状に形成されたものである。トロンメル５は、ドラム２にボルトによって締結されて固定されており、ドラム２とともに回転する。ドラム２から排出された砕石は、最終的にトロンメル５によって、金網を通過可能な粒径のものと、通過不可能な粒径のものとに分級される。なお、本実施形態においては、金網の目開き寸法は２３ｍｍとしている。
【００３４】
次に、上記構成のボールミル１による砕石の製造について説明する。まず、ボールミル１のドラム２内には、粒径９０〜７０ｍｍ、７０〜５０ｍｍおよび５０〜３０ｍｍの複数の大きさの鉄鋼製のボールＭ1，Ｍ2，Ｍ3が２：３：５の割合で投入されている。ボールＭ1，Ｍ2，Ｍ3は、投入口２ａ側が最も粒径が大きく、排出口２ｂ側が最も小さくなるようにし、小径のボールＭ3の比率が最も高くなるようにする。なお、ボールＭ1，Ｍ2，Ｍ3は、ボールミル１の運転中に徐々に摩耗していくが、粒径が小さくなるにつれてシェル２０の内径の小さい方、すなわち排出口２ｂ側へ移動していく。また、ボールＭ1は、運転中に投入口２ａ側へ適宜追加される。
【００３５】
そして、原材料である０ｍｍ超２５ｍｍ以下の砕石がシュート３に供給されると、シュート３によりドラム２の投入口２ａからシェル２０内に投入される。また、このシュート３にはバルブ３ａを通じて一定水量の水が供給される。続いて、駆動装置４によってタイヤ４ａ，４ｂを回転駆動すると、外輪体６ａ，６ｂを介してドラム２が回転駆動される。これにより、ドラム２内のボールＭ1，Ｍ2，Ｍ3はライナ２４の働きによって上方に持ち上げられて下方に投下され、直下に位置する砕石に接触する。
【００３６】
ここで、本実施形態におけるボールミル１のドラム２内に投入される砕石の粒径が０ｍｍ超２５ｍｍ以下と小さく、ボールＭ1，Ｍ2，Ｍ3の粒径も３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下と通常のボールミルのボールの粒径よりも小さいので、砕石はほとんど破砕されず、角取り（製粒）および表面研磨されることになる。そして、図４に示すように角取りおよび表面研磨が行われた砕石Ｓは、３０ｍｍ幅のスリット２２ａ，２４ｂおよび隙間Ｗを通過してトロンメル５へ排出され、トロンメル５により分級される。
【００３７】
このとき、徐々に摩耗して排出口２ｂ側へ移動してきたボールＭは、ボール止め部材２２により排出が防止されるとともに、ドラム２の回転によって上方に持ち上げられて下方に投下されるなどした際にドラム２内で跳ね返り、ボール止め部材２２およびボール返し部材２３に衝突する。ボール止め部材２２に衝突したボールＭは、ボール止め部材２２の表面に沿ってスリップするが、このボール止め部材２２の内周縁には、このボール止め部材２２の内側面２２ｃよりさらに内側に向かって傾斜したボール返し部材２３が備えられているため、このボール返し部材２３によりドラム２の内側に向かって跳ね返され、ボール返し部材２３の中央の開口部２３ｂから飛び出さない。
【００３８】
また、このボール返し部材２３は、ボール止め部材２２の内側面２２ｃよりもさらにドラム２の内側に向かって傾斜しているため、このボール返し部材２３に直接衝突したボールＭもドラム２の内側に向かって跳ね返され、ボール返し部材２３の中央の開口部２３ｂから飛び出さない。なお、粒径３０ｍｍ未満まで摩耗したボールＭは、スリット２２ａ，２４ｂおよび隙間Ｗを通過してトロンメル５へ排出される。
【００３９】
以上のように、本実施形態におけるボールミル１では、ドラム２の排出口２ｂに、砕石をスリット２２ａおよび隙間Ｗより通過させ、ボールＭの排出を防止するリング状のボール止め部材２２と、中央に開口部２３ｂを有し、ボール止め部材２２の内周縁にボール止め部材２２のドラム２の内側面２２ｃよりさらに内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材２３とを備えたことにより、小径のボールであっても、ボール止め部材２２に衝突し、ボール返し部材２３の表面に沿ってスリップしたボールは、ボール返し部材２３によりドラム２の内側に向かって跳ね返されるので、ドラム２からの飛び出しが防止される。これにより、小径のボールで砕石の角取りおよび表面研磨を行うことが可能となり、粒形判定実積率の高い砕石を得ることができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、ドラム２内に投入される砕石の粒径を０ｍｍ超２５ｍｍ以下とし、ドラム２内に投入されるボールの粒径を３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下とすることにより、砕石の破砕は少なくして、砕石の角取りおよび表面研磨を効果的に行うことが可能となっているが、本実施形態におけるボールミル１に使用することが可能な砕石の粒径およびボールの粒径はこれに限られない。なお、ライナ２４のドラム２の排出口２ｂからの突出幅、ボール止め部材２２のスリット２２ａの幅、ボール止め部材２２とライナ２４との隙間Ｗや、ライナ２４のスリット２４ｂの幅は、砕石の粒径に応じて適宜変更することが可能である。
【００４１】
また、本実施形態におけるボールミル１では、ドラム２の内壁面にドラム２の排出口２ｂより外側まで突出して設けられたライナ２４にスリット２４ｂが形成されているため、角取りおよび表面研磨が行われた砕石Ｓが、このスリット２４ｂからも排出されるようになり、砕石Ｓの排出が促進されるので、砕石の投入量を増やして生産量を向上させることが可能となっている。
【００４２】
同様に、本実施形態におけるボールミル１では、ボール止め部材２２とライナ２４との隙間Ｗや、ボール止め部材２２のスリット２２ａにより同様に砕石Ｓの排出を促進して、生産量を向上させており、従来比で２倍の生産量を実現できる。
【００４３】
また、本実施形態におけるボールミル１では、ボール返し部材２３の傾斜角をドラム２の軸線に対して２０°としているが、この傾斜角は、ドラム２の軸線に対して５〜７５°、より好ましくは１０〜６０°、さらに好ましくは１５〜４５°、さらに好ましくは２０〜３０°の範囲で変更することができる。これにより、ボール止め部材２２の表面に沿ってスリップするボールを、より効果的にドラム２の内側に向かって跳ね返すことができ、ドラム２からの飛び出しがさらに防止される。
【００４４】
さらに、本実施形態におけるボールミル１では、ボール返し部材２３のリング部分の幅を１００ｍｍとしているが、この幅は５０ｍｍ以上とすることも可能である。なお、この幅に上限はないが、１５０ｍｍ以下や２００ｍｍ以下とすることができる。これにより、ドラム２内のボールＭがボール返し部材２３によって効果的にドラム２の内側へ導かれるようになり、さらにドラム２からの飛び出しがさらに防止される。
【００４５】
なお、砕石の排出量を増やすために、図５に示すようにボール止め部材２２の外周縁にスリットリング２５を設けることも効果的である。図５は本発明の別の実施形態を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００４６】
スリットリング２５は、円筒状に形成された部材であり、ボール止め部材２２の外周縁に溶接などにより固着されている。スリットリング２５には、図５に示すように、粒径３０ｍｍ超のボールを排出させずに砕石を通過させる３０ｍｍ幅の多数のスリット２５ａが形成されている。このスリットリング２５と前述のライナ２４との間に３０ｍｍの隙間Ｗが形成されるように、ブラケット２ｃの長さが調整される。なお、この隙間Ｗや、スリットリング２４のスリット２４ａの幅は、砕石の粒径に応じて適宜変更することが可能である。
【００４７】
このように、ボール止め部材２２の外周縁とドラム２との間にスリットリング２５を備えたボールミル１では、角取りおよび表面研磨が行われた砕石Ｓが、このスリットリング２５のスリット２５ａからも排出されるようになり、砕石Ｓの排出が促進されているので、砕石の投入量を増やして生産量を向上させることが可能となる。
【実施例】
【００４８】
本発明の実施の形態におけるボールミル１により製造された粒径５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の砕石について粒形判定実積率の試験を行った。砕砂の粒形判定実積率試験は、日本工業規格ＪＩＳ Ａ５００５（２００９）、砕石の粒形判定実積率試験は、日本工業規格ＪＩＳ Ａ１１０４（２００９）による。試料の詰め方は棒つき試験である。表１に試験結果を示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
表１から分かるように、実施例１，２の砕石の粒形判定実積率は６１．４％となった。従来の砕石の粒形判定実積率は５９％であり、従来と比較して極めて高い粒形判定実積率を実現できていることが確認できた。
【００５１】
次に、本発明の実施の形態におけるボールミル１により製造された砕石を使用したコンクリート（実施例）と、従来のボールミルにより製造された砕石を使用したコンクリート（比較例）について性状の比較を行った。使用材料を表２に示す。なお、表２中、「ボールミル砕石２００５」が実施例であり、「インペラ砕石２００５」が比較例である。
【００５２】
【表２】
【００５３】
配合は、スランプ、空気量を変化させず、ワーカビリチーが同じとなるように粗骨材嵩容積を定めた。比較例（インペラ砕石２００５）の配合を表３に、実施例（ボールミル砕石２００５）の配合を表４にそれぞれ示す。
【表３】
【表４】
【００５４】
試験練り結果を表５に示す。
【表５】
【００５５】
表５から分かるように、実施例と比較例とでは、まだ固まらないコンクリートの比較において、ワーカビリチーを同じにした場合、単位水量が約４％減少した。この結果は、粒形判定実積率の単なる上昇のみではなく、表面研磨の効果が相乗したものと思われる。この単位水量の減少により、乾燥収縮量が減少すると考えられる。また、強度試験結果において、実施例と比較例とでは大きな差はない。よって、実施例の砕石を使用したコンクリートは耐久性が大きく改善されるものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のボールミルは、砕石の角取りおよび表面研磨加工を行う装置として有用であり、特に、小径のボールにより砕石の角取りおよび表面研磨を行い、粒形判定実積率の高いコンクリート骨材としての砕石を得る装置として好適である。
【符号の説明】
【００５７】
１ ボールミル
２ ドラム
２ａ 投入口
２ｂ 排出口
３ シュート
４ 駆動装置
４ａ，４ｂ タイヤ
５ トロンメル
６ａ，６ｂ 外輪体
２０ シェル
２１ 側壁
２２ ボール止め部材
２３ ボール返し部材
２４ ライナ
２５ スリットリング
２２ａ，２４ｂ，２５ａ スリット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略水平な軸線回りに回転する円筒状のドラム内に砕石とボールとが一端の投入口より投入され、他端の排出口から排出されるボールミルであって、
前記ドラムの排出口に、前記砕石を通過させ、前記ボールの排出を防止するリング状のボール止め部材と、中央に開口部を有し、前記ボール止め部材の内周縁に前記ボール止め部材の前記ドラムの内側面よりさらに内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材とを備えたボールミル。
【請求項２】
前記ボール返し部材の傾斜角は、前記ドラムの軸線に対して５〜７５°である請求項１記載のボールミル。
【請求項３】
前記ボール返し部材の幅は、５０ｍｍ以上である請求項１または２に記載のボールミル。
【請求項４】
前記ドラムの内壁面に前記ドラムの排出口より外側まで突出して設けられ、その突出部に前記砕石を通過させるスリットを有するライナを備えた請求項１から３のいずれかに記載のボールミル。
【請求項５】
前記ボール止め部材の外周縁と前記ドラムの排出口との間に、前記砕石を通過させるスリットを有するリングを備えた請求項１から４のいずれかに記載のボールミル。
【請求項６】
前記ドラム内に投入される砕石の粒径は、０ｍｍ超２５ｍｍ以下であり、
前記ドラム内に投入されるボールの粒径は、３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下である
請求項１から５のいずれかに記載のボールミル。
【請求項１】
略水平な軸線回りに回転する円筒状のドラム内に砕石とボールとが一端の投入口より投入され、他端の排出口から排出されるボールミルであって、
前記ドラムの排出口に、前記砕石を通過させ、前記ボールの排出を防止するリング状のボール止め部材と、中央に開口部を有し、前記ボール止め部材の内周縁に前記ボール止め部材の前記ドラムの内側面よりさらに内側に向かって傾斜したリング状のボール返し部材とを備えたボールミル。
【請求項２】
前記ボール返し部材の傾斜角は、前記ドラムの軸線に対して５〜７５°である請求項１記載のボールミル。
【請求項３】
前記ボール返し部材の幅は、５０ｍｍ以上である請求項１または２に記載のボールミル。
【請求項４】
前記ドラムの内壁面に前記ドラムの排出口より外側まで突出して設けられ、その突出部に前記砕石を通過させるスリットを有するライナを備えた請求項１から３のいずれかに記載のボールミル。
【請求項５】
前記ボール止め部材の外周縁と前記ドラムの排出口との間に、前記砕石を通過させるスリットを有するリングを備えた請求項１から４のいずれかに記載のボールミル。
【請求項６】
前記ドラム内に投入される砕石の粒径は、０ｍｍ超２５ｍｍ以下であり、
前記ドラム内に投入されるボールの粒径は、３０ｍｍ以上９０ｍｍ以下である
請求項１から５のいずれかに記載のボールミル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５５８０３（Ｐ２０１２−５５８０３Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９９３１７（Ｐ２０１０−１９９３１７）
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（５１０２４０３１０）株式会社古賀建設 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月６日（２０１０．９．６）
【出願人】（５１０２４０３１０）株式会社古賀建設 (2)
【Ｆターム（参考）】
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