特開 2022-148483 分級ロータ用羽根ピン、分級ロータおよび遠心式気流分級機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022148483

(43)【公開日】2022-10-06

(54)【発明の名称】分級ロータ用羽根ピン、分級ロータおよび遠心式気流分級機

(51)【国際特許分類】

   B07B 7/083 20060101AFI20220929BHJP

【ＦＩ】

B07B7/083

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021050191

(22)【出願日】2021-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003029

【氏名又は名称】弁理士法人ブナ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 徹彌

【テーマコード（参考）】

4D021

【Ｆターム（参考）】

4D021FA23

4D021GA02

4D021GA08

4D021GA11

4D021HA01

(57)【要約】

【課題】耐摩耗性が高い分級ロータ用羽根ピン、分級ロータおよび遠心式気流分級機を提供する。
【解決手段】本開示に係る分級ロータ用羽根ピンは、厚み方向に貫通孔を有する円板状の下板と、貫通孔と同一軸上に軸孔を有する円板状の上板とを円周に沿って複数個で結合する、セラミックス柱体からなる。上記の分級ロータ用羽根ピンは、セラミックス柱体が、直胴状の本体部と、本体部の両端部の少なくともいずれかに位置して外径が本体部よりも小さい締結部とを有してもよい。本開示に係る分級ロータは、この分級ロータ用羽根ピンの本体部と締結部との間の段差面と、下板のセラミックス柱体に対向する第１対向面および上板のセラミックス柱体に対向する第２対向面の少なくともいずれかとが、セラミックスからなる層を介して接合されてなる。本開示に係る遠心式気流分級機は、上記の分級ロータを用いてなる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

厚み方向に貫通孔を有する円板状の下板と、前記貫通孔と同一軸上に軸孔を有する円板状の上板とを円周に沿って複数個で結合する、セラミックス柱体からなる、分級ロータ用羽根ピン。

【請求項2】

前記セラミックス柱体は、直胴状の本体部と、該本体部の両端部の少なくともいずれかに位置して外径が前記本体部よりも小さい締結部とを有する、請求項１に記載の分級ロータ用羽根ピン。

【請求項3】

請求項２に記載の分級ロータ用羽根ピンの前記本体部と前記締結部との間の段差面と、前記下板の前記セラミックス柱体に対向する第１対向面および前記上板の前記セラミックス柱体に対向する第２対向面の少なくともいずれかとは、セラミックスからなる層を介して接合されてなる、分級ロータ。

【請求項4】

前記層は、前記円周の内周側で、前記層に接続する第１凸部を有する、請求項３に記載の分級ロータ。

【請求項5】

前記第１凸部に存在する閉気孔の平均径は、前記下板および前記上板の少なくともいずれかの前記第１凸部の近傍に存在する閉気孔の平均径の１．５倍以下である、請求項４に記載の分級ロータ。

【請求項6】

前記層は、前記円周の外周側で、前記層に接続する第２凸部を有する、請求項３～５のいずれかに記載の分級ロータ。

【請求項7】

前記第２凸部に存在する閉気孔の平均径は、前記下板および前記上板の少なくともいずれかの前記第２凸部の近傍に存在する閉気孔の平均径の１．５倍以下である、請求項６に記載の分級ロータ。

【請求項8】

前記上板の前記第２対向面を含む内向部に存在する閉気孔の平均径は、前記上板の上面を含む外向部に存在する閉気孔の平均径よりも小さい、請求項３～７のいずれかに記載の分級ロータ。

【請求項9】

前記セラミックス柱体の前記本体部の外周面、前記締結部の外周面、前記下板の前記第１対向面および前記上板の前記第２対向面は、焼き放し面である、請求項３～８のいずれかに記載の分級ロータ。

【請求項10】

請求項３～９のいずれかに記載の分級ロータを用いてなる、遠心式気流分級機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、分級ロータ用羽根ピン、分級ロータおよび遠心式気流分級機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、微粉化および分級機能を有する対面衝突型の高圧気流式粉砕機は、セラミックス粉体を微粉化し、粉体径のバラツキを小さくするために使われている。

【0003】

しかし、このような高圧気流式粉砕機は、粉体同士を高圧気流により衝突させて粉体を微細化することから、粉砕機内の各部品の摩耗が激しく、特に、粉砕された粉体を分級する羽根ピン（棒状体）の摩耗が激しかった。

【0004】

このような問題を解決するために、特許文献１では、ウレタン樹脂から形成された中空円筒部と、この中空円筒部に挿入されて両端部が上板および下板と結合する芯材とを有し、芯材の両端部が、軸方向において中空円筒部よりも外側に配置されるとともに、両端部にビス穴が形成された分級ローター用羽根ピンが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４８３２８２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１で提案された、ウレタン樹脂からなる分級ローター用羽根部品は、炭化珪素や炭化硼素等の硬いセラミックス粉体を分級する場合、摩耗が激しいという問題を解決することができなかった。

【0007】

本開示の課題は、耐摩耗性が高い分級ロータ用羽根ピン、分級ロータおよび遠心式気流分級機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に係る分級ロータ用羽根ピンは、厚み方向に貫通孔を有する円板状の下板と、貫通孔と同一軸上に軸孔を有する円板状の上板とを円周に沿って複数個で結合する、セラミックス柱体からなる。

【0009】

上記の分級ロータ用羽根ピンは、セラミックス柱体が、直胴状の本体部と、本体部の両端部の少なくともいずれかに位置して外径が本体部よりも小さい締結部とを有してもよい。本開示に係る分級ロータは、この分級ロータ用羽根ピンの本体部と締結部との間の段差面と、下板のセラミックス柱体に対向する第１対向面および上板のセラミックス柱体に対向する第２対向面の少なくともいずれかとが、セラミックスからなる層を介して接合されてなる。

【0010】

本開示に係る遠心式気流分級機は、上記の分級ロータを用いてなる。

【発明の効果】

【0011】

本開示に係る分級ロータ用羽根ピン、分級ロータおよび遠心式気流分級機は、耐摩耗性が高い。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の限定されない実施形態の分級ロータ用羽根ピンを示す斜視図である。

【図2】本開示の限定されない実施形態の分級ロータ用羽根ピンおよび分級ロータを示す斜視図である。

【図3】図２に示す分級ロータを軸に沿って切断した破断面図である。

【図4】図３に示す分級ロータにおけるセラミックスからなる層の周辺の拡大図である。

【図5】本開示の限定されない実施形態の分級ロータ用羽根ピンを示す斜視図である。

【図6】本開示の限定されない実施形態の遠心式気流分級機を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜分級ロータ用羽根ピン＞
以下、本開示の限定されない実施形態の分級ロータ用羽根ピンについて、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下で参照する各図では、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみが簡略化して示される。したがって、分級ロータ用羽根ピンは、参照する各図に示されない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。これらの点は、後述する分級ロータおよび遠心式気流分級機においても同様である。

【0014】

分級ロータ用羽根ピン１（以下、「羽根ピン１」ということがある。）は、図１～図４に示す一例のように、厚み方向に貫通孔１１１を有する円板状の下板１１と、貫通孔１１１と同一軸Ｓ上に軸孔１２１を有する円板状の上板１２とを円周に沿って複数個で結合する、セラミックス柱体２からなる。

【0015】

すなわち、羽根ピン１は、材質がセラミックスであって、形状が柱状であるセラミックス柱体２からなる。このような構成によれば、羽根ピン１の耐摩耗性が高くなるため、硬い粉体の分級において磨耗粉の粉体への混入が抑制される。粉体としては、例えば、セラミックス粉体等の硬質粉体が挙げられ得る。

【0016】

セラミックス柱体２の材質であるセラミックスは、酸化アルミニウム、窒化珪素またはサイアロンを主成分としてもよい。主成分とは、セラミックスを構成する全成分の合計１００質量％のうち、最も多い成分のことを意味してもよい。主成分は、例えば、８０質量％以上であってもよい。セラミックスの主成分が酸化アルミニウムである場合には、珪素、マグネシウムおよびカルシウムの少なくともいずれかを酸化物として含んでいてもよい。セラミックスの主成分が窒化珪素またはサイアロンである場合には、カルシウム、アルミニウムおよびイットリウム等の希土類元素を酸化物として含んでいてもよい。上記した点は、他の部材における材質がセラミックスである場合においても同様である。

【0017】

セラミックスを構成する成分は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置（ＸＲＤ）を用いて同定した後、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ）またはＩＣＰ発光分光分析装置（ＩＣＰ）を用いて、元素の含有量を求め、同定された成分の含有量に換算すればよい。

【0018】

セラミックス柱体２の形状は、図１に示す一例のように、円柱状であってもよい。なお、セラミックス柱体２の形状は、円柱状に限定されない。セラミックス柱体２の形状は、例えば、角柱状等であってもよい。

【0019】

セラミックス柱体２は、直胴状の本体部２１と、本体部２１の両端部の少なくともいずれかに位置して外径が本体部２１よりも小さい締結部２２とを有してもよい。この場合には、下板１１および上板１２が締結部２２を挿入する凹部、装着孔等の係合部１３を備えていると、締結部２２を挿入、固定することができるので、信頼性が向上する。

【0020】

例えば、図１に示す一例のように、本体部２１の両端部に締結部２２が位置してもよい。また、締結部２２は、凸状であってもよい。締結部２２の端部は、平面であってもよい。

【0021】

セラミックス柱体２は、本体部２１と締結部２２との間に位置する段差面２３を有してもよい。段差面２３は、平面であってもよい。

【0022】

羽根ピン１は、特定の大きさに限定されない。例えば、軸Ｓに沿った方向における羽根ピン１の最大長さは、１００ｍｍ以上１８０ｍｍ以下程度に設定されてもよい。軸Ｓに直交する方向における羽根ピン１の最外径は、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下程度に設定されてもよい。

【0023】

次に、本開示の限定されない実施形態の分級ロータ用羽根ピン１Ａ（以下、「羽根ピン１Ａ」ということがある。）について、図面を用いて説明する。以下では、羽根ピン１Ａにおける羽根ピン１との相違点について主に説明し、羽根ピン１と同様の構成を有する点については詳細な説明を省略する場合がある。

【0024】

羽根ピン１Ａは、図５に示す一例のように、直胴状の本体部２１を有するセラミックス柱体２からなる。すなわち、羽根ピン１Ａにおけるセラミックス柱体２は、締結部２２を有していない。羽根ピン１Ａは、形状が比較的簡単なことから、製造しやすい。

【0025】

＜分級ロータ＞
次に、本開示の限定されない実施形態の分級ロータについて、上記の羽根ピン１を備えてなる場合を例に挙げて、図面を用いて説明する。

【0026】

分級ロータ１０は、図２～図４に示す一例のように、厚み方向に貫通孔１１１を有する円板状の下板１１と、貫通孔１１１と同一軸Ｓ上に軸孔１２１を有する円板状の上板１２と、下板１１および上板１２を円周に沿って複数個で結合する、セラミックス柱体２からなる羽根ピン１とを備えてなる。分級ロータ１０は、耐摩耗性が高い羽根ピン１を備えてなることから、長期間に亘って安定した分級が可能である。

【0027】

貫通孔１１１は、粉体から分級した細粉を分級ロータ１０の外部に取り出すための取り出し孔として機能し得る。また、軸孔１２１は、分級ロータ１０を回転させるモータの取り付け孔として機能し得る。軸孔１２１は、上方に向かって突出する筒体１２２の孔からなってもよい。

【0028】

なお、軸Ｓは、回転軸と言い換えてもよい。分級ロータ１０は、軸Ｓの周りで回転可能である。また、分級ロータ１０は、軸Ｓに沿って延びる形状であってもよい。

【0029】

下板１１および上板１２の材質としては、例えば、セラミックス、石英、ステンレス鋼、超硬合金等が挙げられ得る。下板１１および上板１２がセラミックスからなる場合には、分級ロータ１０の耐摩耗性が高くなるため、硬い粉体の分級において磨耗粉の粉体への混入が抑制される。また、分級ロータ１０の全体が軽くなるので、分級ロータ１０を回転させるためのモータに与える負荷が低減し、長期間に亘って用いることができる。

【0030】

下板１１および上板１２は、羽根ピン１の締結部２２を挿入する係合部１３を備えてもよい。また、羽根ピン１の数は、２４以上１２０以下であってもよい。複数の羽根ピン１は、円周に沿って等間隔に位置してもよい。複数の羽根ピン１は、軸Ｓに沿って延びていてもよい。

【0031】

分級ロータ１０は、羽根ピン１の本体部２１と締結部２２との間の段差面２３と、下板１１のセラミックス柱体２に対向する第１対向面１１２および上板１２のセラミックス柱体２に対向する第２対向面１２３の少なくともいずれかとが、セラミックスからなる層１４を介して接合されてなってもよい。例えば、図４に示す一例のように、段差面２３と第１対向面１１２および段差面２３と第２対向面１２３が、それぞれ層１４を介して接合されてなってもよい。

【0032】

段差面２３と、第１対向面１１２および第２対向面１２３の少なくともいずれかとが、層１４を介して接合されてなる場合には、段差面２３と第１対向面１１２の間および段差面２３と第２対向面１２３の間の少なくともいずれかが、分級している間、粉体が挟まりにくくなり、各面が損傷しにくくなる。

【0033】

下板１１および上板１２がセラミックスからなる場合には、セラミックス柱体２、下板１１、上板１２および層１４におけるセラミックスは、同じであってもよく、また、異なってもよい。例えば、段差面２３と第１対向面１１２とを接合する層１４が、セラミックス柱体２および下板１１におけるセラミックスと同じ主成分のセラミックスからなってもよい。この場合には、段差面２３と第１対向面１１２とを強固に接合し得る。また、段差面２３と第２対向面１２３とを接合する層１４が、セラミックス柱体２および上板１２におけるセラミックスと同じ主成分のセラミックスからなってもよい。この場合には、段差面２３と第２対向面１２３とを強固に接合し得る。なお、層１４の厚みは、例えば、４０μｍ以上６０μｍ以下程度に設定されてもよい。

【0034】

層１４は、円周の内周側で、層１４に接続する第１凸部１４１を有してもよい。第１凸部１４１があると、円周の内周側で、層１４と下板１１との間および層１４と上板１２との間に粉体が挟まれにくくなり、前後で異なる粉体を分級しても、挟まった粉体が異物として混入するおそれが低減する。

【0035】

第１凸部１４１に存在する閉気孔の平均径は、下板１１および上板１２の少なくともいずれかの第１凸部１４１の近傍に存在する閉気孔の平均径の１．５倍以下であってもよい。この場合には、第１凸部１４１に存在する閉気孔が小さいので、第１凸部１４１の閉気孔を起点としたマイクロクラックの発生と、層１４および羽根ピン１へのマイクロクラックの進展とを抑制することができる。

【0036】

第１凸部１４１に存在する閉気孔の平均径は、下板１１および上板１２の少なくともいずれかの第１凸部１４１の近傍に存在する閉気孔の平均径の０．８倍以上であってもよい。また、第１凸部１４１に存在する閉気孔の平均径は、下板１１および上板１２の少なくともいずれかの第１凸部１４１の近傍に存在する閉気孔の平均径よりも小さくてもよい。

【0037】

閉気孔の平均径は、特定の値に限定されない。例えば、第１凸部１４１に存在する閉気孔の平均径は、０．８μｍ以上１．７μｍ以下程度に設定されてもよい。また、下板１１および上板１２の少なくともいずれかの第１凸部１４１の近傍に存在する閉気孔の平均径は、１μｍ以上２．１μｍ以下程度に設定されてもよい。

【0038】

第１凸部１４１と、下板１１および上板１２の少なくともいずれか（以下、下板１１および上板１２の少なくともいずれかを環状円板ともいう。）ととの第１凸部１４１の近傍にそれぞれ存在する閉気孔の平均径の測定は、例えば、走査型電子顕微鏡を用いた断面観察で行ってもよい。測定対象とする環状円板の一部と、この環状円板に接する第１凸部１４１とを含む試料を切り出して、ポリエステル系の樹脂に埋め込んで円柱状の試料とする。ここで、試料の断面は、ダイヤモンド砥粒を用いて鏡面加工してもよい。倍率は、例えば、５００倍に設定してもよい。試料の断面を観察の対象とする観察範囲は、例えば、横方向の長さを２５６μｍ、縦方向の長さを１９２μｍに設定し、下板１１と第１凸部１４１とを分割してもよく、また、上板１２と第１凸部１４１とを分割してもよい。

【0039】

環状円板の第１凸部１４１の近傍とは、環状円板の一部とこの環状円板に接する第１凸部１４１の一部とを含む観察範囲を１００％とした場合、この観察範囲における第１凸部４１の断面積が２５％以上５０％以下となるようにしたときの環状円板の残部をいう。

【0040】

この分割された観察範囲をそれぞれ解析の対象とし、画像解析ソフト「Ａ像くん(Ｖｅｒ２．５２)」（登録商標、旭化成エンジニアリング（株）製）の粒子解析という手法を適用して閉気孔の平均径を求めてもよい。なお、閉気孔の平均径は、円相当径の平均値であってもよい。

【0041】

解析に際し、粒子解析の設定条件である粒子の明度を暗、２値化の方法を手動、しきい値を７０～１００、小図形除去面積を０．３μｍ²および雑音除去フィルタを有とする。

【0042】

なお、上述の測定に際し、しきい値は７０～１００としたが、観察範囲である画像の明るさに応じて、しきい値を調整すればよく、粒子の明度を暗、２値化の方法を手動とし、小図形除去面積を０．３μｍ²および雑音除去フィルタを有とした上で、画像に現れるマーカーが閉気孔の形状と一致するように、しきい値を調整すればよい。

【0043】

層１４は、円周の外周側で、層１４に接続する第２凸部１４２を有してもよい。この場合には、腐食性の高い環境で用いられても、層１４が腐食しにくくなるので、下板１１および上板１２の少なくともいずれかと羽根ピン１とが分離するおそれが低減し、長期間に亘って用いることができる。

【0044】

第２凸部１４２に存在する閉気孔の平均径は、下板１１および上板１２の少なくともいずれかの第２凸部１４２の近傍に存在する閉気孔の平均径の１．５倍以下であってもよい。この場合には、第２凸部１４２に存在する閉気孔が小さいので、第２凸部１４２の閉気孔を起点としたマイクロクラックの発生と、層１４および羽根ピン１へのマイクロクラックの進展とを抑制することができる。

【0045】

第２凸部１４２に存在する閉気孔の平均径は、下板１１および上板１２の少なくともいずれかの第２凸部１４２の近傍に存在する閉気孔の平均径の０．８倍以上であってもよい。また、第２凸部１４２に存在する閉気孔の平均径は、下板１１および上板１２の少なくともいずれかの第２凸部１４２の近傍に存在する閉気孔の平均径よりも小さくてもよい。

【0046】

例えば、第２凸部１４２に存在する閉気孔の平均径は、０．８μｍ以上１．７μｍ以下程度に設定されてもよい。また、下板１１および上板１２の少なくともいずれかの第２凸部１４２の近傍に存在する閉気孔の平均径は、１μｍ以上２．１μｍ以下程度に設定されてもよい。

【0047】

第２凸部１４２および環状円板の第２凸部１４２の近傍にそれぞれ存在する閉気孔の平均径の測定は、例えば、走査型電子顕微鏡を用いた断面観察で行ってもよい。測定対象とする環状円板の一部とこの環状円板に接する第２凸部１４２とを含む試料を切り出して、ポリエステル系の樹脂に埋め込んで円柱状の試料とする。ここで、試料の断面は、ダイヤモンド砥粒を用いて鏡面加工してもよい。倍率は、例えば、５００倍に設定してもよい。試料の断面を観察の対象とする観察範囲は、例えば、横方向の長さを２５６μｍ、縦方向の長さを１９２μｍに設定し、下板１１と第２凸部１４２とを分割してもよく、また、上板１２と第２凸部１４２とを分割してもよい。

【0048】

環状円板の第２凸部１４２の近傍とは、環状円板の一部と、この環状円板に接する第２凸部１４２の一部とを含む観察範囲を１００％とし、第２凸部１４２の断面積が２５％以上５０％以下となるようにした場合の環状円板の残部をいう。

【0049】

なお、第２凸部１４２が下板１１の上面および上板１２の下面の少なくともいずれかに接していない（即ち、本体部２１の外周面の一部と下板１１の上面および上板１２の下面の少なくともいずれかとが面一になっている）場合、環状円板の第２凸部１４２の近傍とは、蓋体２の外周面と蓋体２の下面とによって形成される隅部と第２凸部１４２の一部とを含む観察範囲を１００％とした場合、この観察範囲における第２凸部１４２の断面積が２５％以上５０％以下となるようにしたときの環状円板の残部をいう。いずれの場合も、環状円板の残部の断面積がこの観察範囲で２５％以上５０％以下となるように設定する。
これ以降は、上述した方法と同じ方法を用いて、閉気孔の平均径を求めればよい。

【0050】

上板１２の第２対向面１２３を含む内向部１２４に存在する閉気孔の平均径は、上板１２の上面１２５を含む外向部１２６に存在する閉気孔の平均径よりも小さくてもよい。この場合には、第２対向面１２３の硬度が上面１２５の硬度よりも高くなるので、第２対向面１２３の耐摩耗性が向上する。一方、上面１２５は第２対向面１２３よりもモータの回転により、大きな振れが発生しやすいが、その振れを低減することができる。

【0051】

内向部１２４は、上板１２の厚み方向における中央１２ａよりも第２対向面１２３の側に位置してもよい。外向部１２６は、上板１２の厚み方向における中央１２ａよりも上面１２５の側に位置してもよい。上記した上板１２の厚みは、軸孔１２１を除いた状態の上板１２の厚みであってもよい。軸孔１２１を除いた状態の上板１２の厚みは、１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度に設定されてもよい。また、内向部１２４に存在する閉気孔の平均径は、２μｍ以上７μｍ以下程度に設定されてもよい。外向部１２６に存在する閉気孔の平均径は、３μｍ以上８μｍ以下程度に設定されてもよい。

【0052】

内向部１２４および外向部１２６にそれぞれ存在する閉気孔の平均径の測定は、例えば、走査型電子顕微鏡を用いた断面観察で行ってもよい。測定対象とする内向部１２４、外向部１２６をそれぞれ含む試料を切り出して、ダイヤモンド砥粒を用いて試料の断面を鏡面加工してもよい。倍率は、例えば、５００倍に設定してもよい。試料の断面を観察の対象とする観察範囲は、例えば、横方向の長さを２５６μｍ、縦方向の長さを１９２μｍに設定してもよい。
これ以降は、上述した方法と同じ方法を用いて、閉気孔の平均径を求めればよい。

【0053】

セラミックス柱体２の本体部２１の外周面２１１、締結部２２の外周面２２１、下板１１の第１対向面１１２および上板１２の第２対向面１２３は、焼き放し面であってもよい。焼き放し面であれば、焼き放し面に破砕層がないので、焼き放し面からの脱粒が抑制される。

【0054】

分級ロータ１０は、特定の大きさに限定されない。例えば、軸Ｓに沿った方向における分級ロータ１０の最大長さは、１５０ｍｍ以上２２０ｍｍ以下程度に設定されてもよい。軸Ｓに直交する方向における分級ロータ１０の最外径は、２８０ｍｍ以上３５０ｍｍ以下程度に設定されてもよい。

【0055】

なお、図２などに示す一例においては、分級ロータ１０が羽根ピン１を備えてなるが、このような形態に限定されない。例えば、分級ロータ１０は、羽根ピン１Ａを備えてなってもよい。この場合には、分級ロータ１０は、本体部２１における両端部の少なくともいずれかと、第１対向面１１２および第２対向面１２３の少なくともいずれかとが、層１４を介して接合されてなってもよい。

【0056】

次に、本開示の分級ロータの製造方法について、下板１１および上板１２がセラミックスからなり、段差面２３と第１対向面１１２および段差面２３と第２対向面１２３が、それぞれ層１４を介して接合されてなる分級ロータ１０を製造する場合を例に挙げて説明する。

【0057】

まず、水酸化マグネシウムを酸化物（ＭｇＯ）に換算して０．３質量％～０．４２質量％、酸化珪素を０．０３質量％～０．０５質量％、炭酸カルシウムを酸化物（ＣａＯ）に換算して０．０１質量％～０．０２質量％、残部が酸化アルミニウムからなる粉末となるように秤量した混合粉末を水等の溶媒とともに回転ミルに投入して、純度が９９．５％以上９９．９９％以下の酸化アルミニウムからなるセラミックスボールで混合する。

【0058】

次に、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールやアクリル樹脂等の成形用バインダを添加した後、混合してスラリーを得る。ここで、成形用バインダの添加量は混合粉末１００質量部に対して合計２質量部以上１０質量部以下とする。

【0059】

次に、噴霧乾燥装置を用いてスラリーを噴霧乾燥させることにより造粒した顆粒を得る。この顆粒を例えば圧力を８０ＭＰａ以上１００ＭＰａとしてＣＩＰ（Cold Isostatic Pressing）法により成形して円柱状の成形体を得る。この成形体に切削加工等を施し、下板１１の前駆体Ａ、上板１２の前駆体Ｂおよび羽根ピン１の前駆体Ｃを得る。

【0060】

ここで、酸化アルミニウムを主成分とする粉末とセルロース系多糖類と溶媒とを含有するペーストを準備する。

【0061】

具体的には、上記混合粉末に対して、水、エタノール等の溶媒を、体積比で、混合粉末：溶媒＝５５～６０：４０～４５となるように加え、この溶媒と混合粉末との合計を１００質量部とする。この１００質量部に対し、８質量部以上２０質量部以下のセルロース系多糖類を加え、これらを撹拌装置内の収納容器に入れ、混合・撹拌して、ペーストを得る。

【0062】

ここで、セルロース系多糖類は、例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロースおよびカルボキシエチルセルロースの少なくともいずれかである。

【0063】

閉気孔の平均径は、例えば、ペーストを撹拌する際の条件で調整してもよい。例えば、第１凸部１４１に存在する閉気孔の平均径を、下板１１および上板１２の第１凸部１４１の近傍に存在する閉気孔の平均径の１．５倍以下とする場合には、撹拌装置の回転数を１２００ｒｐｍ以上１６００ｒｐｍ以下とし、回転時間を５分以上１５分以下に設定してもよい。また、第１凸部１４１に存在する閉気孔の平均径を、下板１１および上板１２の第１凸部１４１の近傍に存在する閉気孔の平均径よりも小さくする場合には、回転数を高くして１４００ｒｐｍ以上１６００ｒｐｍ以下、回転時間を５分以上１５分以下に設定してもよい。

【0064】

このような撹拌条件の範囲内でペーストを攪拌すると、閉気孔の平均径を上記した関係に調整することが可能となる。上記した点は、第２凸部１４２に存在する閉気孔の平均径の調整にも適用可能である。

【0065】

上記ペーストを前駆体Ａおよび前駆体Ｃの少なくともいずれかの対向面と、前駆体Ｂおよび前駆体Ｃの少なくともいずれかの対向面に塗布した後、対向面同士を向き合った状態にして、前駆体Ａおよび前駆体Ｂを、例えば圧力を２０ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下として加圧する。このとき、円周の内周側および外周側で、対向面からペーストをはみ出させてもよい。そして、上記の加圧により、前駆体Ａ、前駆体Ｂおよび前駆体Ｃを接続した前駆体を得る。

【0066】

次に、常温で、湿度を調整しながら１２時間以上４８時間以下保持することによりペーストを乾燥させる。そして、大気雰囲気中で、１５００℃以上１７００℃以下の温度で、５時間以上８時間以下保持して前駆体を焼成することにより、分級ロータ１０を得ることができる。

【0067】

ここで、上板の第２対向面を含む内向部に存在する閉気孔の平均径が上板の上面を含む外向部に存在する閉気孔の平均径よりも小さい分級ロータを得るには、予め前駆体Ｂを厚く（例えば、上板の厚みの２倍以上）しておき、焼成後、上層部側および下層部側を研削し、その研削代が内向部側よりも外向部側が多くなるようにすればよい。

【0068】

なお、上記の製造方法は、分級ロータ１０を製造する方法の一例である。したがって、分級ロータ１０が、上記の製造方法によって作製されたものに限定されないことはいうまでもない。

【0069】

＜遠心式気流分級機＞
次に、本開示の限定されない実施形態の遠心式気流分級機について、上記の分級ロータ１０を用いる場合を例に挙げて、図面を用いて説明する。

【0070】

図６に示す一例のように、遠心式気流分級機１００（以下、「分級機１００」ということがある。）は、分級ロータ１０を用いてなる。分級機１００は、耐摩耗性が高い羽根ピン１を備える分級ロータ１０を用いてなることから、長期間に亘って安定した分級が可能である。

【0071】

分級機１００は、分級ロータ１０を内部に収容するケーシング１０１と、分級ロータ１０を回転させるモータ１０２と、ケーシング１０１の内部に原料を供給する供給管１０３と、供給管１０３よりも下方に位置してケーシング１０１の内部に圧縮空気を供給する複数のノズル１０４と、分級ロータ１０で分級された細粉をケーシング１０１の外部へ搬出する搬出管１０５とを備えてなってもよい。

【0072】

以上、本開示に係る実施形態について例示したが、本開示は上記の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。

【0073】

例えば、上記の実施形態では、下板１１が貫通孔１１１を有し、上板１２が軸孔１２１を有する場合を例にとって説明したが、下板１１および上板１２における互いの構成を逆にしてもよい。すなわち、上板１２が貫通孔１１１を有し、下板１１が軸孔１２１を有してもよい。

【0074】

また、上記の実施形態では、締結部２２が凸状であるが、締結部２２は凹状であってもよい。この場合には、下板１１および上板１２が、凹状の締結部２２に挿入する凸部等の係合部１３を備えていてもよい。なお、締結部２２が本体部２１の両端部に位置する場合には、一方の締結部２２が凸状であり、他方の締結部２２が凹状であってもよい。

【0075】

また、上記の実施形態では、段差面２３と、第１対向面１１２および第２対向面１２３の少なくともいずれかとの接合に、セラミックスからなる層１４を用いているが、これに代えて、他の材質からなる層を用いてもよい。他の材質からなる層としては、例えば、エポキシ樹脂等の合成樹脂からなる層、ガラスからなる層等が挙げられ得る。

【符号の説明】

【0076】

１・・・分級ロータ用羽根ピン
２・・・セラミックス柱体
２１・・・本体部
２１１・・・外周面
２２・・・締結部
２２１・・・外周面
２３・・・段差面
１０・・・分級ロータ
１１・・・下板
１１１・・・貫通孔
１１２・・・第１対向面
１２・・・上板
１２１・・・軸孔
１２２・・・筒体
１２３・・・第２対向面
１２４・・・内向部
１２５・・・上面
１２６・・・外向部
１２ａ・・・中央
１３・・・係合部
１４・・・層
１４１・・・第１凸部
１４２・・・第２凸部
１００・・・遠心式気流分級機
１０１・・・ケーシング
１０２・・・モータ
１０３・・・供給管
１０４・・・ノズル
１０５・・・搬出管
Ｓ・・・軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】