振動粉砕機
【課題】メンテナンスが容易で、しかも信頼性のある振動粉砕機を提供する。
【解決手段】被粉砕物を装入する円筒ドラム１とこれを囲むフレーム２とをそれぞれの重心を合わせて配置し、円筒ドラム１とフレーム２とを上下左右に配置されたバネ３で接合するとともに、円筒ドラム１の上下左右に電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄを配置した振動粉砕機である。バネ３はそれぞれ同じバネ定数を有するとともに各バネの合力が円筒ドラム１及びフレーム２の重心を向くように配置する。電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄはそれぞれ同じ性能を有するとともに各電磁加振用マグネットの振動方向が円筒ドラム１及びフレーム２の重心を向くように配置する。そして、固有振動制御により、上下に配置された電磁加振用マグネット４ｃ，４ｄに流す電流と左右に配置された電磁加振用マグネット４ａ，４ｂに流す電流の位相を９０度ずらすようにして円筒ドラム１に円振動を発生させる。
【解決手段】被粉砕物を装入する円筒ドラム１とこれを囲むフレーム２とをそれぞれの重心を合わせて配置し、円筒ドラム１とフレーム２とを上下左右に配置されたバネ３で接合するとともに、円筒ドラム１の上下左右に電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄを配置した振動粉砕機である。バネ３はそれぞれ同じバネ定数を有するとともに各バネの合力が円筒ドラム１及びフレーム２の重心を向くように配置する。電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄはそれぞれ同じ性能を有するとともに各電磁加振用マグネットの振動方向が円筒ドラム１及びフレーム２の重心を向くように配置する。そして、固有振動制御により、上下に配置された電磁加振用マグネット４ｃ，４ｄに流す電流と左右に配置された電磁加振用マグネット４ａ，４ｂに流す電流の位相を９０度ずらすようにして円筒ドラム１に円振動を発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉱物等の被粉砕物を粉砕する粉砕機に関し、とくに被粉砕物を装入した円筒ドラムを振動させて被粉砕物を粉砕する振動粉砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉱物等の被粉砕物を粉砕する粉砕機として、被粉砕物を装入した円筒ドラムを振動させて被粉砕物を粉砕する振動粉砕機が多用されている。この振動粉砕機の基本構成は、例えば特許文献１に開示されているように、円筒ドラムを加振機等の加振手段によって振動させるというものである。そして、従来、この加振手段としては、例えば特許文献２に開示されているように、偏心モータを使用して、あるいはモータによって偏心重を回転させて、強制振動力を発生させ、円筒ドラム内の被粉砕物を粉砕するのが主流であった。
【０００３】
しかし、このようなモータを使用した加振手段では、モータの回転軸等を保持するためにベアリングが不可欠であり、とくに装置が大きくなると、ベアリングの発熱損失が大きくなると同時に、給油、交換等のメンテナンスも大変である。また、モータを使用した加振手段では、モータの起動時に通常運転時の数倍の振動を起こすので、この対策にも大きな費用を要し、信頼性にも欠けていた。
【特許文献１】特開平７−２９９３７４号公報
【特許文献２】特開平７−１８５３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、メンテナンスが容易で、しかも信頼性のある振動粉砕機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の振動粉砕機は、被粉砕物を装入する円筒ドラムとこれを囲むフレームとをそれぞれの重心を合わせて配置し、この円筒ドラムとフレームとを円筒ドラムの上下左右に配置されたバネで接合するとともに、円筒ドラムの上下左右に電磁加振用マグネットを配置したものである。この本発明の振動粉砕機において、円筒ドラムとフレームとを接合するバネは、それぞれ同じバネ定数を有するとともに、それぞれのバネの合力が前記円筒ドラム及びフレームの重心を向くように配置される。また、円筒ドラムの上下左右に配置された電磁加振用マグネットは、それぞれ同じ性能（同じコアに同じ巻線をしたもの）を有するとともに、それぞれの電磁加振用マグネットの振動方向が前記円筒ドラム及びフレームの重心を向くように配置される。そして、固有振動制御により、上下に配置された電磁加振用マグネットに流す電流と左右に配置された電磁加振用マグネットに流す電流の位相を９０度ずらすようにして円筒ドラムに円振動を発生させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の振動粉砕機は、上記の構成としたことで、起動して直ちに共振周波数で運転し、起動時も通常運転時と全く同じでスムーズな運転ができる。また、ベアリングが不要であるので、その発熱による損失もなく、省エネ効果も大である。加えて、従来のように、ベアリングの給油、交換等が不要であり、メンテナンスも容易に行うことができる。
【０００７】
このように、本発明によれば、メンテナンスが容易で、しかも信頼性のある振動粉砕機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は本発明の原理を説明するための断面図である。同図に示すように、本発明の振動粉砕機では、被粉砕物を装入する円筒ドラム１とこれを囲むフレーム２とをそれぞれの重心を合わせて配置し、この円筒ドラム１とフレーム２とを円筒ドラム１の上下左右に配置されたバネ３で接合するとともに、円筒ドラム１の上下左右に電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄを配置する。フレーム２は、防振バネ５を介して基礎６に接合される。
【００１０】
円筒ドラム１とフレーム２とを接合するバネ３は、それぞれ同じバネ定数を有するとともに、それぞれのバネ３の合力が円筒ドラム１及びフレーム２の重心を向くように配置される。また、円筒ドラム１の上下左右に配置された電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄは、それぞれ同じ電磁加振特性を有するとともに、それぞれの電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄの振動方向（電磁加振用マグネットの中心線の向き）が円筒ドラム１及びフレーム２の重心を向くように配置される。
【００１１】
このような構成において、本発明では、上下に配置された電磁加振用マグネット４ｃ、４ｄに流す電流と左右に配置された電磁加振用マグネット４ａ、４ｂに流す電流の位相を９０度ずらすようにして円筒ドラム１に強力な円振動を発生させて、円筒ドラム１内の被粉砕物を粉砕する。
【００１２】
この電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄによる加振方法について、図１を参照してより具体的に説明する。図１において、左右の電磁加振用マグネット４ａ、４ｂの中心線をＸ−Ｘ、上下の電磁加振用マグネット４ｃ、４ｄの中心線をＹ−Ｙとすると、まず、Ｘ−Ｘ軸の電磁加振用マグネット４ａには電気位相用の０〜１８０度の間に固有振動制御された電流を流し、１８０〜３６０度の間は電流は流さず、電磁加振用マグネット４ｂには０〜１８０度の間は電流は流さず、１８０〜３６０度の間は電流を流し、以下この順で電流制御すれば、Ｘ−Ｘ方向に発生する振動力Ｆｘは次式（１）のとおりになる。
Ｆｘ＝Ｆ０ｓｉｎωｔ （Ｆ０：振動力） …（１）
【００１３】
一方、Ｙ−Ｙ軸の電磁加振用マグネット４ｃには上記より電気用で９０度進んだ電流を９０〜２７０度の間流し、２７０〜４５０度の間は電流を流さず、電磁加振用マグネット４ｄには９０〜２７０度の間電流を流さず、２７０〜４５０度の間電流を流せばＹ−Ｙ方向に発生する振動力Ｆｙは次式（２）のとおりになる。
Ｆｙ＝Ｆ０ｓｉｎ（ωｔ＋π／２）＝Ｆ０ｃｏｓωｔ …（２）
【００１４】
したがって、ＦｘとＦｙの合力Ｆは次式（３）のとおりになる。
Ｆ＝（Ｆｘ２＋Ｆｙ２）１／２＝Ｆ０２（ｓｉｎ２ωｔ＋ｃｏｓ２ωｔ）１／２＝Ｆ０ …（３）
すなわち、Ｆ０の振動力が角速度ωで回転していることになる。これによって、円筒ドラム１に強力な円振動を発生させることができる。
【００１５】
図２は本発明を適用した振動粉砕機の断面を示す。また、図３は図２の振動粉砕機の側面を示し、その右上半分には図２のａ−ａ断面を示し、左上半分には図２のｂ−ｂ断面を示す。
【００１６】
図３において、７は巻線されたＳコアであり、これに間隙ｇを取ってＡコア８がギャップ調整用ボルト９にて円筒ドラム１に取り付けられている。このＳコア７とＡコア８とによって図１で説明した電磁加振用マグネットが構成される。
【００１７】
チャンネル１０にはＳコア７が取り付けられ、また、バネ３が本実施例ではバネ取付座１１に合計１６本取り付けられている。このバネ３は、圧縮されて円筒ドラム１との間に弾接して取り付けられている。１２は端子箱でＳコア７の巻線はここに集められ、外部より固有振動制御による電力が供給されるようになっている。
【００１８】
そして、図１で説明したように、それぞれの電磁加振用マグネット（Ｓコア７の巻線）に流す電流を制御することにより、円筒ドラム１とフレーム２とはそれぞれ反対方向に大きく振動し、強力な円振動を発生して円筒ドラム１内の被粉砕物が粉砕される。
【００１９】
このように固有振動制御による本発明の振動粉砕機は、円筒ドラム内部で消費される消費電力のみが電磁加振用マグネットの吸引力に関係し、円筒ドラムの耐久力を高めるために板厚を厚くして補強しても消費電力及び吸引力に関係なく共振用のバネをその分増すだけでよい。
【００２０】
また、本発明の振動粉砕機にはベアリングはなく、従来の振動粉砕機のようなベアリング交換が不要となり、メンテナンスも楽である。また、従来の共振型振動粉砕機は運転安定性のため共振周波数より１０〜１５％高い周波数で運転するので、共振用のバネが一本でも破損すると共振点と近くなるためますます大きな振幅になり、全体的にバネ破損を招いたが、本発明の固有振動制御による振動粉砕機は、２，３本バネが切損したとしても、振動振幅は一定で変化がないから、全体的に破損する心配は全くない。さらに、起動又は停止時に従来のものは通常運転時の振幅の数倍大きく振動するのでその対策が大変で、防振バネが非常に高価につく欠点があった。これに対して本発明の振動粉砕機は、固有振動制御を行うので、起動又は停止時の振幅と通常運転時の振幅が同じとなり、防振バネが小さくて安価なもので済む。
【００２１】
また、従来の振動粉砕機では、スケールアップするとき、ベアリングが一番問題になり、また高価になっていたが、本発明の振動粉砕機では、共振用のバネを増やせばよく、また、そのバネもビッグテルバネと違って標準仕様であるから安価に入手でき、安価に大型の振動粉砕機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の原理を説明するための断面図である。
【図２】本発明を適用した振動粉砕機の断面を示す。
【図３】図２の振動粉砕機の側面を示し、その右上半分には図２のａ−ａ断面を示し、左上半分には図２のｂ−ｂ断面を示す。
【符号の説明】
【００２３】
１：円筒ドラム
２：フレーム
３：バネ
４：電磁加振用マグネット
５：防振バネ
６：基礎
７：Ｓコア
８：Ａコア
９：調整ボルト
１０：チャンネル
１１：バネ取付座
１２：端子箱
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉱物等の被粉砕物を粉砕する粉砕機に関し、とくに被粉砕物を装入した円筒ドラムを振動させて被粉砕物を粉砕する振動粉砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鉱物等の被粉砕物を粉砕する粉砕機として、被粉砕物を装入した円筒ドラムを振動させて被粉砕物を粉砕する振動粉砕機が多用されている。この振動粉砕機の基本構成は、例えば特許文献１に開示されているように、円筒ドラムを加振機等の加振手段によって振動させるというものである。そして、従来、この加振手段としては、例えば特許文献２に開示されているように、偏心モータを使用して、あるいはモータによって偏心重を回転させて、強制振動力を発生させ、円筒ドラム内の被粉砕物を粉砕するのが主流であった。
【０００３】
しかし、このようなモータを使用した加振手段では、モータの回転軸等を保持するためにベアリングが不可欠であり、とくに装置が大きくなると、ベアリングの発熱損失が大きくなると同時に、給油、交換等のメンテナンスも大変である。また、モータを使用した加振手段では、モータの起動時に通常運転時の数倍の振動を起こすので、この対策にも大きな費用を要し、信頼性にも欠けていた。
【特許文献１】特開平７−２９９３７４号公報
【特許文献２】特開平７−１８５３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、メンテナンスが容易で、しかも信頼性のある振動粉砕機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の振動粉砕機は、被粉砕物を装入する円筒ドラムとこれを囲むフレームとをそれぞれの重心を合わせて配置し、この円筒ドラムとフレームとを円筒ドラムの上下左右に配置されたバネで接合するとともに、円筒ドラムの上下左右に電磁加振用マグネットを配置したものである。この本発明の振動粉砕機において、円筒ドラムとフレームとを接合するバネは、それぞれ同じバネ定数を有するとともに、それぞれのバネの合力が前記円筒ドラム及びフレームの重心を向くように配置される。また、円筒ドラムの上下左右に配置された電磁加振用マグネットは、それぞれ同じ性能（同じコアに同じ巻線をしたもの）を有するとともに、それぞれの電磁加振用マグネットの振動方向が前記円筒ドラム及びフレームの重心を向くように配置される。そして、固有振動制御により、上下に配置された電磁加振用マグネットに流す電流と左右に配置された電磁加振用マグネットに流す電流の位相を９０度ずらすようにして円筒ドラムに円振動を発生させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の振動粉砕機は、上記の構成としたことで、起動して直ちに共振周波数で運転し、起動時も通常運転時と全く同じでスムーズな運転ができる。また、ベアリングが不要であるので、その発熱による損失もなく、省エネ効果も大である。加えて、従来のように、ベアリングの給油、交換等が不要であり、メンテナンスも容易に行うことができる。
【０００７】
このように、本発明によれば、メンテナンスが容易で、しかも信頼性のある振動粉砕機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は本発明の原理を説明するための断面図である。同図に示すように、本発明の振動粉砕機では、被粉砕物を装入する円筒ドラム１とこれを囲むフレーム２とをそれぞれの重心を合わせて配置し、この円筒ドラム１とフレーム２とを円筒ドラム１の上下左右に配置されたバネ３で接合するとともに、円筒ドラム１の上下左右に電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄを配置する。フレーム２は、防振バネ５を介して基礎６に接合される。
【００１０】
円筒ドラム１とフレーム２とを接合するバネ３は、それぞれ同じバネ定数を有するとともに、それぞれのバネ３の合力が円筒ドラム１及びフレーム２の重心を向くように配置される。また、円筒ドラム１の上下左右に配置された電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄは、それぞれ同じ電磁加振特性を有するとともに、それぞれの電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄの振動方向（電磁加振用マグネットの中心線の向き）が円筒ドラム１及びフレーム２の重心を向くように配置される。
【００１１】
このような構成において、本発明では、上下に配置された電磁加振用マグネット４ｃ、４ｄに流す電流と左右に配置された電磁加振用マグネット４ａ、４ｂに流す電流の位相を９０度ずらすようにして円筒ドラム１に強力な円振動を発生させて、円筒ドラム１内の被粉砕物を粉砕する。
【００１２】
この電磁加振用マグネット４ａ〜４ｄによる加振方法について、図１を参照してより具体的に説明する。図１において、左右の電磁加振用マグネット４ａ、４ｂの中心線をＸ−Ｘ、上下の電磁加振用マグネット４ｃ、４ｄの中心線をＹ−Ｙとすると、まず、Ｘ−Ｘ軸の電磁加振用マグネット４ａには電気位相用の０〜１８０度の間に固有振動制御された電流を流し、１８０〜３６０度の間は電流は流さず、電磁加振用マグネット４ｂには０〜１８０度の間は電流は流さず、１８０〜３６０度の間は電流を流し、以下この順で電流制御すれば、Ｘ−Ｘ方向に発生する振動力Ｆｘは次式（１）のとおりになる。
Ｆｘ＝Ｆ０ｓｉｎωｔ （Ｆ０：振動力） …（１）
【００１３】
一方、Ｙ−Ｙ軸の電磁加振用マグネット４ｃには上記より電気用で９０度進んだ電流を９０〜２７０度の間流し、２７０〜４５０度の間は電流を流さず、電磁加振用マグネット４ｄには９０〜２７０度の間電流を流さず、２７０〜４５０度の間電流を流せばＹ−Ｙ方向に発生する振動力Ｆｙは次式（２）のとおりになる。
Ｆｙ＝Ｆ０ｓｉｎ（ωｔ＋π／２）＝Ｆ０ｃｏｓωｔ …（２）
【００１４】
したがって、ＦｘとＦｙの合力Ｆは次式（３）のとおりになる。
Ｆ＝（Ｆｘ２＋Ｆｙ２）１／２＝Ｆ０２（ｓｉｎ２ωｔ＋ｃｏｓ２ωｔ）１／２＝Ｆ０ …（３）
すなわち、Ｆ０の振動力が角速度ωで回転していることになる。これによって、円筒ドラム１に強力な円振動を発生させることができる。
【００１５】
図２は本発明を適用した振動粉砕機の断面を示す。また、図３は図２の振動粉砕機の側面を示し、その右上半分には図２のａ−ａ断面を示し、左上半分には図２のｂ−ｂ断面を示す。
【００１６】
図３において、７は巻線されたＳコアであり、これに間隙ｇを取ってＡコア８がギャップ調整用ボルト９にて円筒ドラム１に取り付けられている。このＳコア７とＡコア８とによって図１で説明した電磁加振用マグネットが構成される。
【００１７】
チャンネル１０にはＳコア７が取り付けられ、また、バネ３が本実施例ではバネ取付座１１に合計１６本取り付けられている。このバネ３は、圧縮されて円筒ドラム１との間に弾接して取り付けられている。１２は端子箱でＳコア７の巻線はここに集められ、外部より固有振動制御による電力が供給されるようになっている。
【００１８】
そして、図１で説明したように、それぞれの電磁加振用マグネット（Ｓコア７の巻線）に流す電流を制御することにより、円筒ドラム１とフレーム２とはそれぞれ反対方向に大きく振動し、強力な円振動を発生して円筒ドラム１内の被粉砕物が粉砕される。
【００１９】
このように固有振動制御による本発明の振動粉砕機は、円筒ドラム内部で消費される消費電力のみが電磁加振用マグネットの吸引力に関係し、円筒ドラムの耐久力を高めるために板厚を厚くして補強しても消費電力及び吸引力に関係なく共振用のバネをその分増すだけでよい。
【００２０】
また、本発明の振動粉砕機にはベアリングはなく、従来の振動粉砕機のようなベアリング交換が不要となり、メンテナンスも楽である。また、従来の共振型振動粉砕機は運転安定性のため共振周波数より１０〜１５％高い周波数で運転するので、共振用のバネが一本でも破損すると共振点と近くなるためますます大きな振幅になり、全体的にバネ破損を招いたが、本発明の固有振動制御による振動粉砕機は、２，３本バネが切損したとしても、振動振幅は一定で変化がないから、全体的に破損する心配は全くない。さらに、起動又は停止時に従来のものは通常運転時の振幅の数倍大きく振動するのでその対策が大変で、防振バネが非常に高価につく欠点があった。これに対して本発明の振動粉砕機は、固有振動制御を行うので、起動又は停止時の振幅と通常運転時の振幅が同じとなり、防振バネが小さくて安価なもので済む。
【００２１】
また、従来の振動粉砕機では、スケールアップするとき、ベアリングが一番問題になり、また高価になっていたが、本発明の振動粉砕機では、共振用のバネを増やせばよく、また、そのバネもビッグテルバネと違って標準仕様であるから安価に入手でき、安価に大型の振動粉砕機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の原理を説明するための断面図である。
【図２】本発明を適用した振動粉砕機の断面を示す。
【図３】図２の振動粉砕機の側面を示し、その右上半分には図２のａ−ａ断面を示し、左上半分には図２のｂ−ｂ断面を示す。
【符号の説明】
【００２３】
１：円筒ドラム
２：フレーム
３：バネ
４：電磁加振用マグネット
５：防振バネ
６：基礎
７：Ｓコア
８：Ａコア
９：調整ボルト
１０：チャンネル
１１：バネ取付座
１２：端子箱
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被粉砕物を装入する円筒ドラムとこれを囲むフレームとをそれぞれの重心を合わせて配置し、この円筒ドラムとフレームとを円筒ドラムの上下左右に配置されたバネで接合するとともに、円筒ドラムの上下左右に電磁加振用マグネットを配置してなり、
前記円筒ドラムとフレームとを接合するバネは、それぞれ同じバネ定数を有するとともに、それぞれのバネの合力が前記円筒ドラム及びフレームの重心を向くように配置され、
前記円筒ドラムの上下左右に配置された電磁加振用マグネットは、それぞれ同じ性能を有するとともに、それぞれの電磁加振用マグネットの振動方向が前記円筒ドラム及びフレームの重心を向くように配置され、
さらに、固有振動制御により、上下に配置された電磁加振用マグネットに流す電流と左右に配置された電磁加振用マグネットに流す電流の位相を９０度ずらすようにして前記円筒ドラムに円振動を発生させる振動粉砕機。
【請求項１】
被粉砕物を装入する円筒ドラムとこれを囲むフレームとをそれぞれの重心を合わせて配置し、この円筒ドラムとフレームとを円筒ドラムの上下左右に配置されたバネで接合するとともに、円筒ドラムの上下左右に電磁加振用マグネットを配置してなり、
前記円筒ドラムとフレームとを接合するバネは、それぞれ同じバネ定数を有するとともに、それぞれのバネの合力が前記円筒ドラム及びフレームの重心を向くように配置され、
前記円筒ドラムの上下左右に配置された電磁加振用マグネットは、それぞれ同じ性能を有するとともに、それぞれの電磁加振用マグネットの振動方向が前記円筒ドラム及びフレームの重心を向くように配置され、
さらに、固有振動制御により、上下に配置された電磁加振用マグネットに流す電流と左右に配置された電磁加振用マグネットに流す電流の位相を９０度ずらすようにして前記円筒ドラムに円振動を発生させる振動粉砕機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１３０５２２（Ｐ２００７−１３０５２２Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２３４９３（Ｐ２００５−３２３４９３）
【出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（０００１４８６９０）株式会社村上精機工作所 (4)
【出願人】（５９７１２５６２３）
【出願人】（５９８１５５３１３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月８日（２００５．１１．８）
【出願人】（０００１４８６９０）株式会社村上精機工作所 (4)
【出願人】（５９７１２５６２３）
【出願人】（５９８１５５３１３）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]