ボールミル

【目的】ボールミルにおいて、ボールミルの運転を止めることなしに、粉砕物の投入と排出を可能にすること。
【構成】粉砕室内に粉砕媒体と粉砕材料を入れて密閉し、前記粉砕室をその回転中心線をほぼ水平にして回転させて前記粉砕材料を粉砕するボールミルにおいて、前記粉砕室の前記回転中心側の一方の側板の開口部に開閉弁を二重に取り付け、前記二重の開閉弁のうち内側の開閉弁を流通孔付開閉弁としたことを特徴とするボールミル。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボールミルに関し、特にセラミックス原料・顔料などを微粉砕するのに広く用いられるバッチ式ボールミルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のボールミルにおいては、円筒型（又は多角形筒型）の粉砕室の回転軸方向の両方の側板を平面又は穏やかな球面とし、この側板の一方に開口部を設け、他方の側板にはボールミルの粉砕室を支えて回転駆動する回転軸を設けている。この開口部は粉砕材料の投入口であり、粉砕時にはこの開口部は蓋により密閉される。また前記粉砕室の内部の全面は、耐磨耗性のライナ（例えばセラミツクス・ゴム）で被われている。更に前記粉砕室の前記回転軸は軸受に回転可能に支えられ、この軸受には前記回転中心方向に直交する方向両側面に一対の支軸が突設され、この一対の支軸が水平架台に設けられた一対の軸受上に回転自在に載置されて開口部を真上方向から真下方向まで移動できるようになっている。また前記回転軸を回転中心として前記粉砕室を回転可能な回転駆動手段が配設されている。開口部を真上にした上で前記蓋を開いて前記粉砕室の内部に粉砕媒体（例えばセラミックスボール）と粉砕材料や分散液などを投入した後、前記蓋を閉じて開口部を水平方向に戻し、前記粉砕室を回転させることによって前記粉砕室内の粉砕材料を粉砕することができる。粉砕終了後、開口部を真上にした上で前記開口部から前記蓋を外して、前記開口部に前記粉砕媒体の径よりも小さい幅のスリット付蓋をセットする。湿式粉砕したときは、前記開口部を下にむけて、前記スリット付蓋によって前記粉砕媒体を前記粉砕室内部に止めながら、流動状の粉砕物のみを前記粉砕室から流出させていた。また乾式粉砕したときは、同様にスリット付蓋を前記開口部にセットした後、前記開口部を斜め下に向けて、前記粉砕室を継続して回転させて粉状の粉砕物を前記スリット付蓋により粉砕媒体と分離して前記粉砕室から少しずつ排出させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この粉砕材料の投入や排出には、ボールミルの運転を止めて前記開口部を開いてスリット付蓋を取付たり、逆にスリット付蓋を取り外して、前記開口部を蓋で閉じたりすることや、また前記蓋もしくはスリット付蓋の着脱・交換の度に前記開口部を正しく上に向け、更に前記流動性粉砕物の排出のために、前記開口部を正しく下に向けて止めるなどの操作が必要であった。これらの操作は、殆ど人力によって行われるため、多大な体力と熟練とが必要とされる困難な作業であった。したがって本発明の課題は、上述の従来例の欠点をなくし、多大な体力と熟練が不要で、ボールミルの運転を止めることなしに、粉砕物の投入と排出が可能なボールミルを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため本発明の構成は、粉砕室内に粉砕媒体と粉砕材料を入れて密閉し、前記粉砕室をその回転中心線をほぼ水平にして回転させて前記粉砕材料を粉砕するボールミルにおいて、前記粉砕室の前記回転中心側の一方の側板の開口部に開閉弁を二重に取り付け、前記二重の開閉弁のうち内側の開閉弁を流通孔付開閉弁としたことである。
【０００５】
【作用】上記構成のボールミルでは、粉砕室の回転中心側の一方の側板の開口部に開閉弁を二重に取り付け、この二重の開閉弁のうち内側の開閉弁を流通孔付開閉弁としているので、前記開口部を上向きにしてこの二重の開閉弁を開いたときは、大きな塊の粉砕材料を粉砕室に入れることができ、一方前記開口部を下向きにしてこの二重の開閉弁のうち外側の開閉弁のみを開いたときは、前記内側の開閉弁の流通孔によって粉砕媒体の排出を阻止しつつ粉砕された粉砕材料を排出することができる。
【０００６】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。図１は第１実施例の一部切欠正面を示し、図２R>２〜図４はこの第１実施例を使用した状態の粉砕室の断面を示し、図５はこの第１実施例の流通孔付開閉弁の正面を示している。図１〜図５において、粉砕室１は、その後述する側板１３に垂直に固定された回転軸１１を回転中心１１１として回転可能に配設されている。粉砕室１の前記回転中心１１１側に側板１２、１３が設けられている。また円筒状側壁１４が前記側板１２、１３で挟まれるように設けられ、これら側板１２、１３及び円筒状側壁１４は粉砕室１の外殻を形成している。側板１２には開口部１２１が形成され、また円筒状側壁１４の上端には開口部１４１が形成されている。この開口部１４１は開閉可能な蓋１４２で密閉されている。前記側板１２、１３、円筒状側壁１４及び蓋１４２の内側の全面にはライナー１５が張り付けられている。また前記開口部１２１には二重の開閉弁２１、２２が設けられている。このうち外側の開閉弁２１は流通孔のない蝶型弁であり、内側の開閉弁２２は流通孔付蝶型弁である。図５は流通孔付開閉弁２２の平面を示している。図５において流通孔付開閉弁２２には多数の幅５ｍｍのスリット２２１が平行に形成されている。更に開閉弁２２の内側にはスリツト１６が設けられている。このスリット１６は後述する粉砕時に流通孔付開閉弁２２を保護するためのものである。なおスリツト１６のスリット幅は前記流通孔付開閉弁２２のスリット２２１の幅よりも広く形成されている。開閉弁２１、２２は空気圧式アクチュエータによって開閉される方式のものである。このため開閉弁２１にはコンプレッサー２９の圧縮空気がバルブ２６、エアパイプ２３及びロータリージョイント２５を介して供給される。一方開閉弁２２にはコンプレッサー２９の圧縮空気がバルブ２７、エアパイプ２４及びロータリージョイント２５を介して供給される。またコントローラー２８がバルブ２６及びバルブ２７の開閉を制御する。したがってコントローラー２８がバルブ２６を開くと開閉弁２１が開き、コントローラー２８がバルブ２７を開くと開閉弁２２が開くことになる。なお５は粉砕室１内に投入された粉砕材料及び粉砕媒体である。
【０００７】基台３の上端に一対の軸受３３が固定されている。この一対の軸受３３は軸受３１の両側面に突設された一対の支軸３２を回動可能に支持している。また軸受３１は前記粉砕室１の回転軸１１を回動可能に支持している。軸受３１の上端には、モーター３４が固定されている。このモーター３４の回転軸にはプーリー３５が取り付けられ、一方前記粉砕室１の回転軸１１の先端にはプーリー１７が取り付けられ、このプーリー１７とプーリー３５とをベルト３６が連結している。したがってモーター３４は粉砕室１を回転可能に配設されている。ブレーキ付で正逆転可能なモーター４１が基台３の側面に固定されている。ウォーム減速機４２はこのモーター４１の回転出力を減速して低速高トルクにするように配設されている。更にスプロケット４３がこのウォーム減速機４２の回転出力によって駆動されるように配置されている。一方スプロケット４５が前記支軸３２に固定され、このスプロケット４５とスプロケット４３とをチェーン４４が連結している。したがってモーター４１が粉砕室１を支軸３２を回転中心として回動可能に配設されている。しかも減速機４２によってモーター４１の回転が減速されているので、粉砕室１の回動は極めて低速になる。また減速機４２がウォームギヤ方式なので、粉砕室１の姿勢による回転力によって、粉砕室１がモーター４１を駆動することがない。またスプロケツト４３及びスプロケット４５とチェーン４４との間にスリツプが発生しない。このためモーター４１が粉砕室１の姿勢を安定に制御可能である。
【０００８】以上の構成により、図２〜図４に示す動作をする。まず図２において粉砕室１の開口部１２１を上向きにして、コントローラー２８により開閉弁２１及び開閉弁２２を開く。この状態にて粉砕材料（例えばセラミックス、研磨材、顔料、ガラスの原料）を開口部１２１より粉砕室１内に投入する。なお湿式粉砕のときは分散液も粉砕室１内に投入する。その後コントローラー２８により開閉弁２１及び開閉弁２２を閉じる。なお粉砕室１内には、１０〜３０ｍｍ径の粉砕媒体（例えばアルミナボール、シャコ石、磁器ボール、フランス玉石、スチールボール）があらかじめ開口部１４１から投入されている。つぎに図３に示すようにモーター４１により粉砕室１の回転中心１１１をほぼ水平にして、モーター３４により粉砕室１を回転させて前記粉砕材料を粉砕する。この時の最適回転数Ｎは、粉砕室１の大きさ、粉砕媒体の大きさ、粉砕方式等によって異なる。普通最適回転数Ｎは臨界回転数Ｎｃに対する割合で表現される。臨界回転数Ｎｃとは、粉砕室１の回転数を増加させていく上で、粉砕媒体が遠心力で粉砕室１の円筒状側壁１４のライナー１５に圧着されて、粉砕室１内に落下しなくなるときの回転数をいう。すなわちＮｃはＮｃ＝４２．３×（Ｄ−ｄ）^-1/2〔ｒｐｍ〕
となる。ただしＤは粉砕室１の内径〔ｍ〕、ｄは粉砕媒体径〔ｍ〕、ｒｐｍは１分間の回転数である。また最適回転数割合Ｎ／Ｎｃは、乾式で７０〜８０％、湿式で６０〜７０％である。なお矢印１８は粉砕室１の回転方向を示している。このようにして粉砕が終了したのちに図４R>４に示すように、モーター３４により粉砕室１を回転させつつ、モーター４１により粉砕室１の開口部１２１を下側にする。この場合の回転中心１１１は重力方向１９と所定の角度がある。このときコントローラー２８により開閉弁２１を開くと、粉砕された粉砕材料（湿式粉砕のときは流動状の粉砕物、乾式粉砕のときは粉状の粉砕物）が開閉弁２２のスリット２２１を通り抜けて粉砕室１の外側に排出される。なお粉砕媒体はこのスリット２２１を通り抜けできないので、粉砕室１内に保持される。
【０００９】図６は、本発明の第２実施例を示している。図６において、前記流通孔付開閉弁２２の変形例として流通孔付開閉弁２２ａが示されている。流通孔としての多数の５ｍｍ径の円形孔２２２がこの流通孔付開閉弁２２ａの全面に形成されている。図７は、本発明の第３実施例を示している。図７において、前記流通孔付開閉弁２２の変形例として流通孔付開閉弁２２ｂが示されている。流通孔としての多数の５ｍｍ幅の長孔２２３がこの流通孔付開閉弁２２ｂの全面に同心円状に形成されている。なお、上記の流通孔２２１、２２２、２２３の幅又は径は、５ｍｍに限らず、粉砕媒体の最小径より小さいものであればよい。
【００１０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のボールミルによれば、粉砕室の投入口の蓋を付け替える必要がないので、ボールミルの運転を止めることなしに、粉砕物の投入と排出が可能であり、しかもその際に多大な体力と熟練が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の正面図である。
【図２】前記第１実施例の動作説明図である。
【図３】前記第１実施例の動作説明図であり、図２の続きを示すものである。
【図４】前記第１実施例の動作説明図であり、図３の続きを示すものである。
【図５】前記第１実施例の流通孔付開閉弁の正面図である。
【図６】本発明の第２実施例の流通孔付開閉弁の正面図である。
【図７】本発明の第３実施例の流通孔付開閉弁の正面図である。
【符号の説明】
１粉砕室
１１１回転中心
１２側板
１２１開口部
２１開閉弁
２２流通孔付開閉弁
２２ａ流通孔付開閉弁
２２ｂ流通孔付開閉弁
２２１スリット
２２２円形孔
２２３長孔

【特許請求の範囲】
【請求項１】粉砕室内に粉砕媒体と粉砕材料を入れて密閉し、前記粉砕室をその回転中心線をほぼ水平にして回転させて前記粉砕材料を粉砕するボールミルにおいて、前記粉砕室の前記回転中心側の一方の側板の開口部に開閉弁を二重に取り付け、前記二重の開閉弁のうち内側の開閉弁を流通孔付開閉弁としたことを特徴とするボールミル。

【図１】