(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】P2023169887
(43)【公開日】2023-11-30
(54)【発明の名称】粉砕装置
(51)【国際特許分類】
B02C 18/14 20060101AFI20231122BHJP
B02C 18/16 20060101ALI20231122BHJP
【ＦＩ】
B02C18/14 A
B02C18/16 Z
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023081099
(22)【出願日】2023-05-16
(31)【優先権主張番号】P 2022081170
(32)【優先日】2022-05-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】591040708
【氏名又は名称】株式会社瑞光
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】島田 崇博
【テーマコード（参考）】
4D065
【Ｆターム（参考）】
4D065CA06
4D065CB02
4D065CC01
4D065DD08
4D065DD30
4D065EB11
4D065EE02
4D065EE07
(57)【要約】
【課題】パルプシートを粉砕してパルプ繊維を生成する粉砕装置であって、パルプ繊維の焦げやパルプシートの未粉砕等の不具合を抑制可能で、コンパクトで処理能力の高い粉砕装置を提供する。
【解決手段】粉砕装置は、回転軸（１２４）と、複数の回転刃（１２２）と、回転軸を回転させるモータ（１２６）と、ケーシング（１１０）と、回転軸を回転可能に支持する玉軸受（１３２）を備える。複数の回転刃は、回転軸に取り付けられ、回転軸と共に回転してパルプシートを粉砕する。ケーシングは、パルプシートが供給される供給口とパルプ繊維を排出する排出口とを有し、回転軸に取り付けられている回転刃を収容する。玉軸受の転動体（１３２ａ）はセラミック球である。
【選択図】図３
【解決手段】粉砕装置は、回転軸（１２４）と、複数の回転刃（１２２）と、回転軸を回転させるモータ（１２６）と、ケーシング（１１０）と、回転軸を回転可能に支持する玉軸受（１３２）を備える。複数の回転刃は、回転軸に取り付けられ、回転軸と共に回転してパルプシートを粉砕する。ケーシングは、パルプシートが供給される供給口とパルプ繊維を排出する排出口とを有し、回転軸に取り付けられている回転刃を収容する。玉軸受の転動体（１３２ａ）はセラミック球である。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
パルプシートを粉砕してパルプ繊維を生成する粉砕装置であって、
回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と共に回転して前記パルプシートを粉砕する複数の回転刃と、
前記回転軸を回転させるモータと、
前記パルプシートが供給される供給口と前記パルプ繊維を排出する排出口とを有し、前記回転軸に取り付けられている前記回転刃を収容するケーシングと、
前記回転軸を回転可能に支持する玉軸受と、
を備え、
前記玉軸受の転動体はセラミック球である、
粉砕装置。
回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と共に回転して前記パルプシートを粉砕する複数の回転刃と、
前記回転軸を回転させるモータと、
前記パルプシートが供給される供給口と前記パルプ繊維を排出する排出口とを有し、前記回転軸に取り付けられている前記回転刃を収容するケーシングと、
前記回転軸を回転可能に支持する玉軸受と、
を備え、
前記玉軸受の転動体はセラミック球である、
粉砕装置。
【請求項2】
前記玉軸受は、グリス封入式である、
請求項１に記載の粉砕装置。
請求項１に記載の粉砕装置。
【請求項3】
前記玉軸受は、密封構造が非接触形である、
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
【請求項4】
前記玉軸受は、前記玉軸受と前記ケーシングとの間に空間が形成されるよう、離して配置されている、
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
【請求項5】
前記回転軸の中心から、前記回転軸の径方向において前記回転軸の前記中心に対して最も遠くに配置される前記回転刃の端部までの距離を半径とし、前記回転軸の軸方向において前記複数の回転刃が配置されている区間の距離を高さとする仮想円柱を仮想した際の、前記仮想円柱内のボイド空間の体積をＶ［ｍ３］とし、
前記回転軸の回転数をＮ［ｒｐｍ］とし、
前記粉砕装置の最大粉砕量をＡｍａｘ［ｋｇ／ｈ］とするときに、
粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］は、（Ｖ［ｍ３］×Ｎ［ｒｐｍ］×６０［ｍｉｎ］）÷Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］という数式で定義され、
前記体積Ｖ［ｍ３］、前記回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び前記最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、前記粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が１２．０以上となるように設定される、
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
前記回転軸の回転数をＮ［ｒｐｍ］とし、
前記粉砕装置の最大粉砕量をＡｍａｘ［ｋｇ／ｈ］とするときに、
粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］は、（Ｖ［ｍ３］×Ｎ［ｒｐｍ］×６０［ｍｉｎ］）÷Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］という数式で定義され、
前記体積Ｖ［ｍ３］、前記回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び前記最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、前記粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が１２．０以上となるように設定される、
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
【請求項6】
前記体積Ｖ［ｍ３］、前記回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び前記最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、前記粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、１４．０以上となるように設定される、
請求項５に記載の粉砕装置。
請求項５に記載の粉砕装置。
【請求項7】
前記体積Ｖ［ｍ３］、前記回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び前記最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、前記粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、２３．０以下となるように設定される、
請求項６に記載の粉砕装置。
請求項６に記載の粉砕装置。
【請求項8】
前記体積Ｖ［ｍ３］、前記回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び前記最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、前記粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、２１．５以下となるように設定される、
請求項７に記載の粉砕装置。
請求項７に記載の粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、吸収体の原料となるパルプシートを粉砕し、パルプ繊維を生成する粉砕装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１（特開２０１５－６２４６３号公報）に開示されているように、回転刃を回転させ、回転刃によりパルプシートを粉砕することで、吸収体を製造するためのパルプ繊維を生成する粉砕装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－６２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような粉砕装置には、一般的な課題として、コンパクトな装置で、高処理能力を実現することが求められている。
【0005】
しかし、従来の粉砕装置では、処理能力を高くするために回転刃の取り付けられている回転軸を高速回転させると、摩擦熱の影響で軸受の寿命が短くなる、軸受の滑りにより効率が低下する等の不具合が発生する可能性がある。
【0006】
本発明の目的は、処理能力が高くても、軸受の損傷が抑制されやすく、かつ、高効率な粉砕装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本願発明の粉砕装置は、パルプシートを粉砕してパルプ繊維を生成する。粉砕装置は、回転軸と、複数の回転刃と、モータと、ケーシングと、玉軸受と、を備える。複数の回転刃は、回転軸に取り付けられ、回転軸と共に回転してパルプシートを粉砕する。モータは、回転軸を回転させる。ケーシングは、パルプシートが供給される供給口と、パルプ繊維を排出する排出口と、を有する。ケーシングは、回転軸に取り付けられている回転刃を収容する。玉軸受は、回転軸を回転可能に支持する。玉軸受の転動体はセラミック球である。
【発明の効果】
【0008】
本願発明の粉砕装置では、回転軸を高速回転させて、粉砕装置を高負荷で運転した場合にも、軸受の寿命が低下しにくく、高効率の運転が実現されやすい。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本願発明の一実施形態に係る粉砕装置を有する吸収体製造装置の概略図である。
【図2】本願発明の一実施形態に係る粉砕装置を、粉砕装置の回転軸の軸方向に沿って見た概略図である。
【図7】粉砕装置の試験機を用いてパルプシートを粉砕した際の最大粉砕量及び粉砕空間指数を（表１のデータを）、最大粉砕量を横軸にとり粉砕空間指数を縦軸にとったグラフにプロットしたものであり、各プロットの記号は、得られたパルプ繊維の品質を示している。
【図9】変形例Ａに係る粉砕装置を、粉砕装置の回転軸の軸方向に沿って見た概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、図面を参照しながら、本願発明に係る粉砕装置の実施形態を説明する。
【0011】
なお、以下で説明する実施形態は、本願発明の実施例に過ぎず、本願発明の範囲を限定するものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本願発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、以下の実施形態に多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
【0012】
【0013】
吸収体製造装置１の製造する吸収体Ｐは、パルプ繊維を所定形状に成形した物品である。吸収体Ｐは、例えば、ディスポーザブルのおむつや生理用ナプキン等に使用され、尿や経血等の体液を吸収する物品である。
【0014】
吸収体製造装置１は、粉砕装置１００と、積繊装置１０と、ダクト２０と、サクションコンベア３０と、を備える（図１参照）。粉砕装置１００は、パルプ繊維を膠着させてシート状に形成したパルプシートＳを粉砕し、パルプ繊維を生成する。粉砕装置１００は、言い換えれば、シート状に形成されているパルプ繊維を綿状にほぐす（解繊する）装置である。ダクト２０は、粉砕装置１００の生成したパルプ繊維を、粉砕装置１００から積繊装置１０へと導くパルプ繊維の通路として機能する。積繊装置１０は、粉砕装置１００により粉砕されたパルプ繊維を所定形状の吸収体Ｐに成形する。積繊装置１０の製造した吸収体Ｐは、サクションコンベア３０により吸収体製造装置１の後段の工程へと搬送される。
【0015】
粉砕装置１００についての詳細は後述する。
【0016】
ダクト２０は、パルプ繊維の搬送経路において最上流に配置される第１開口２２と、パルプ繊維の搬送経路において最下流に配置される第２開口２４と、を有する（図１参照）。第１開口２２は、粉砕装置１００の、後述するケーシング１１０に形成されているパルプ繊維の排出口１１４と接続されている。第２開口２４は、積繊装置１０の、後述する積繊ドラム１２の外周面の一部と対向するように配置されている。第１開口２２からダクト２０に流入するパルプ繊維は、第２開口２４から、積繊ドラム１２の外周面に設けられた後述する凹部１２ａに供給される。
【0017】
積繊装置１０は、主に、積繊ドラム１２を備える（図１参照）。
【0018】
積繊ドラム１２は、内部が中空の円筒状の回転ドラムである。積繊ドラム１２の外周部は、円筒状の積繊ドラム１２の中心に沿って延びる回転軸周りを、矢印Ｋ１の方向に回転する（図１参照）。積繊ドラム１２の外周面には、パルプ繊維を集合させ、パルプ繊維を所定の形状の吸収体Ｐに成形するための凹部１２ａが形成されている。凹部１２ａは、凹部１２ａから取り出されるパルプ繊維の形状が所定の吸収体Ｐの形状となるように、吸収体Ｐと対応する形状を有する。積繊ドラム１２の外部と内部とは、凹部１２ａの底部（径方向内側）に形成されている孔１２ｂを介して連通している（図１参照）。孔１２ｂは、ダクト２０から凹部１２ａに流入するパルプ繊維を含む空気のうち、空気の通過は許容し、パルプ繊維の通過は許容しないような寸法に設計されている。
【0019】
積繊ドラム１２の内部には、積繊ドラム１２の内部に配置される隔壁１４により分割された空間が、積繊ドラム１２の周方向に沿って複数形成されている（図１参照）。複数の空間の１つである吸入空間Ｓｉ（図１参照）は、図示しない開口から内部の空気が吸い出されている空間であり、積繊ドラム１２の外部の圧力より圧力が低い（負圧の）空間である。吸入空間Ｓｉは、凹部１２ａの底部に形成されている孔１２ｂを介して、積繊ドラム１２の外部の空間から空気を取り込む。複数の空間の１つである吹出空間Ｓｏ（図１参照）は、積繊ドラム１２の周方向において、吸入空間Ｓｉに隣接して配置される空間であり、積繊ドラム１２の回転方向（図１の矢印Ｋ１参照）において、吸入空間Ｓｉの下流側に配置される。吹出空間Ｓｏは、図示しない開口から内部に空気が吹き込まれる空間であり、積繊ドラム１２の外部の圧力よりも圧力が高い（正圧の）空間である。吹出空間Ｓｏは、凹部１２ａの底部に形成されている孔１２ｂを介して、積繊ドラム１２の外部の空間に空気を吹き出す。なお、積繊ドラム１２が回転する際、積繊ドラム１２の内部の吸入空間Ｓｉ及び吹出空間Ｓｏの位置は変化しない。
【0020】
ダクト２０の第２開口２４は、積繊ドラム１２の外周面のうち、外周面を隔てて内部に吸入空間Ｓｉが形成されている部位の一部と対向する。積繊ドラム１２は回転しているため、第２開口２４と対向する積繊ドラム１２の外周面の部位は、積繊ドラム１２の回転に従い変化する。積繊ドラム１２が回転し、積繊ドラム１２の外周面に形成されている凹部１２ａが、ダクト２０の第２開口２４と対向しながら移動していくと、その凹部１２ａにダクト２０から供給されるパルプ繊維を含む空気が流入し、空気は、凹部１２ａの底面の孔１２ｂを通過して供給空間Ｓａより圧力の低い吸入空間Ｓｉに流入する。一方で、孔１２ｂがパルプ繊維の通過を許容しない寸法に設計されているため、凹部１２ａに流入するパルプ繊維は、吸入空間Ｓｉには流入せずに、凹部１２ａに積層されていく。
【0021】
サクションコンベア３０は、積繊ドラム１２を介して、積繊ドラム１２の内部の吹出空間Ｓｏと隣接して配置される（図１参照）。サクションコンベア３０は、積繊ドラム１２の回転方向（矢印Ｋ１参照）において、吸入空間Ｓｉの下流側に配置される（図１参照）。サクションコンベア３０は、図１に矢印で示すように、コンベア面（搬送面）から空気を吸引するコンベアである。サクションコンベア３０は、積繊ドラム１２の外表面の凹部１２ａに積層されたパルプ繊維（吸収体Ｐ）を吸引して、吸収体Ｐを凹部１２ａから離型し、離型した吸収体Ｐを搬送する。サクションコンベア３０が搬送する吸収体Ｐは、後段の工程に搬送され、ディスポーザブルのおむつや生理用ナプキン等に使用される。
【0022】
（２）粉砕装置
以下、図２～図８を参照して、粉砕装置１００の具体的構成について説明する。図２は、粉砕装置１００を、粉砕装置１００の後述する回転軸１２４の軸方向に沿って見た概略図である。図３は、粉砕装置１００の回転体１２０の及び軸受装置１３０の概略上面図であり、後述するケーシング１１０及び軸受ボックス１３４は二点鎖線で描画している。図３は、言い換えれば、回転軸１２４の軸方向の延びる方向に垂直な方向から見た図である。図４は、回転軸１２４に取り付けられる回転刃１２２（回転刃プレート１２３）を、回転軸１２４の軸方向に沿って見た概略図である。図５は、回転体１２０の後述する回転刃１２２の刃先１２２ａの配置される円弧面を平面状に描画した図であり、回転刃１２２の刃先１２２ａの配置状態を説明するための図である。図６は、図３中の四角形VIの領域を部分的に拡大した図であり、ボイド空間を説明するための図である。図７は、粉砕装置の試験機を用いてパルプシートＳを粉砕した際の最大粉砕量Ａｍａｘ及び粉砕空間指数Ｉを（表１のデータを）、最大粉砕量Ａｍａｘを横軸にとり粉砕空間指数Ｉを縦軸にとったグラフにプロットしたものであり、各プロットの記号は、得られたパルプ繊維の品質を示している。図８は、図７のグラフ（表１のデータ）を得る上で試験に用いられた回転刃１２２（回転刃プレート１２３）を、回転軸１２４の軸方向に沿って見た概略図である。
以下、図２～図８を参照して、粉砕装置１００の具体的構成について説明する。図２は、粉砕装置１００を、粉砕装置１００の後述する回転軸１２４の軸方向に沿って見た概略図である。図３は、粉砕装置１００の回転体１２０の及び軸受装置１３０の概略上面図であり、後述するケーシング１１０及び軸受ボックス１３４は二点鎖線で描画している。図３は、言い換えれば、回転軸１２４の軸方向の延びる方向に垂直な方向から見た図である。図４は、回転軸１２４に取り付けられる回転刃１２２（回転刃プレート１２３）を、回転軸１２４の軸方向に沿って見た概略図である。図５は、回転体１２０の後述する回転刃１２２の刃先１２２ａの配置される円弧面を平面状に描画した図であり、回転刃１２２の刃先１２２ａの配置状態を説明するための図である。図６は、図３中の四角形VIの領域を部分的に拡大した図であり、ボイド空間を説明するための図である。図７は、粉砕装置の試験機を用いてパルプシートＳを粉砕した際の最大粉砕量Ａｍａｘ及び粉砕空間指数Ｉを（表１のデータを）、最大粉砕量Ａｍａｘを横軸にとり粉砕空間指数Ｉを縦軸にとったグラフにプロットしたものであり、各プロットの記号は、得られたパルプ繊維の品質を示している。図８は、図７のグラフ（表１のデータ）を得る上で試験に用いられた回転刃１２２（回転刃プレート１２３）を、回転軸１２４の軸方向に沿って見た概略図である。
【0023】
粉砕装置１００は、主に、ケーシング１１０と、回転体１２０と、軸受装置１３０と、を主に備える（図２参照）。
【0024】
（２－１）回転体
回転体１２０は、図３のように、回転軸１２４と、複数の回転刃１２２と、モータ１２６と、を含む。
回転体１２０は、図３のように、回転軸１２４と、複数の回転刃１２２と、モータ１２６と、を含む。
【0025】
【0026】
複数の回転刃１２２は、回転軸１２４に取り付けられている。形状を限定するものではないが、各回転刃１２２は、回転体１２０を回転軸１２４の軸方向に沿って見た時に、刃先１２２ａ（回転体１２０の径方向外側端部）側が鉤爪状に形成されている。
【0027】
回転刃１２２の回転軸１２４への取り付けの態様を限定するものではないが、例えば、複数の回転刃１２２は、以下のような態様で回転軸１２４に取り付けられている。
【0028】
回転体１２０は、図４のように、周方向に沿って複数の回転刃１２２が配置され、中央部に取付穴１２３ａが形成されている回転刃プレート１２３を複数有する。なお、図４に描画されている、回転刃プレート１２３に設けられている回転刃１２２の数は、例示に過ぎず、回転刃プレート１２３に設けられている回転刃１２２の数は適宜決定されればよい。回転軸１２４には、回転軸１２４の軸方向に沿って、複数の回転刃プレート１２３が、互いに所定距離だけ離して取り付けられている。回転軸１２４の軸方向における回転刃プレート１２３の位置決めのため、図示しないスペーサが利用されてもよい。各回転刃プレート１２３は、具体的には、回転軸１２４が取付穴１２３ａを挿通するように回転軸１２４に取り付けられ、所定の方法で回転軸１２４と固定されている。なお、各回転刃プレート１２３は、回転軸１２４の周方向において、図５のように回転刃１２２の刃先１２２ａの位置がずれて配置されるように、隣接する回転刃プレート１２３と角度をずらして回転軸１２４に取り付けられる。ただし、図２では、図面が煩雑になるのを避けるため、図面上一番手前に配置される回転刃プレート１２３しか描画していない。
【0029】
回転体１２０（回転刃１２２の取り付けられた回転軸１２４）がモータ１２６により駆動されて回転すると、回転軸１２４に取り付けられている複数の回転刃１２２も回転軸１２４と共に回転し、粉砕装置１００に供給されるパルプシートＳに接触して、パルプシートＳを粉砕（解繊）する。
【0030】
（２－２）軸受装置
軸受装置１３０は、回転体１２０を回転可能に軸支する。より具体的には、軸受装置１３０は、回転体１２０の回転軸１２４を回転可能に支持する。粉砕装置１００は、一対の軸受装置１３０を有し、一対の軸受装置１３０の間に、回転体１２０の回転刃１２２（回転刃プレート１２３）が配置される。
軸受装置１３０は、回転体１２０を回転可能に軸支する。より具体的には、軸受装置１３０は、回転体１２０の回転軸１２４を回転可能に支持する。粉砕装置１００は、一対の軸受装置１３０を有し、一対の軸受装置１３０の間に、回転体１２０の回転刃１２２（回転刃プレート１２３）が配置される。
【0031】
【0032】
玉軸受１３２は、回転軸１２４を回転可能に支持する軸受である。玉軸受１３２は、好ましくは深溝玉軸受である。深溝玉軸受を用いる場合、他のタイプの玉軸受を用いる場合に比べ、一対の玉軸受１３２間の軸ズレが許容されやすい。
【0033】
玉軸受１３２は、転動体として鋼球を用いる物であってもよい。ただし、後述するような方法で設定される回転軸１２４の回転数が大きい場合（例えば、３５００ｒｐｍを超える回転数（４０００ｒｐｍ等）で運転される場合）には、玉軸受１３２の転動体は、セラミック球１３２ａであることが好ましい。また、回転軸１２４の回転数が大きくしつつ、これに合わせて回転軸１２４の径を大きくするような場合には、ＤＮ値（玉軸受１３２の内径［ｍｍ］と回転軸１２４の回転数［ｒｐｍ］との積）も大きくなる。ＤＮ値が、３００，０００を超えるような場合（例えば４５００００である場合）、玉軸受１３２の転動体は、セラミック球１３２ａであることが好ましい。セラミック球１３２ａを転動体に使用した玉軸受１３２を使用することで、回転軸１２４の回転数やＤＮ値が大きくなっても、軸受の長寿命化が図られやすい。
【0034】
また、本願発明者は、セラミック球１３２ａを転動体に使用する場合、玉軸受１３２における滑りによる効率低下が、鋼球を転動体に使用する場合に比べて抑制されやすく、回転軸を高速で回転させても動力損失は比較的小さくなることを見出した。
【0035】
また、玉軸受１３２は、グリス封入式であることが好ましい。グリス封入式の玉軸受１３２を用いることで、油潤滑式（給油式）の軸受を採用する場合に比べ、玉軸受１３２周りの構造を単純化できる。また、油潤滑式の軸受を利用する場合、何らかの原因で油が後述するケーシング１１０内に流入しると、発火事故等につながるおそれがある。これに対し、給油構造のないグリス封入式の玉軸受１３２を利用する粉砕装置１００では、このようなリスクがない。
【0036】
なお、軸受は、必ずしもグリス封入式の玉軸受である必要はなく、例えば、油潤滑式の高速アンギュラ玉軸受等が採用されてもよい。ただし、グリス封入式の玉軸受を用いることには、上述のような利点がある。
【0037】
さらに、玉軸受１３２の密封（シール）構造は、接触形・非接触形のいずれが採用されてもよいが、非接触形を採用することが好ましい。密封構造に非接触形を採用することにより、高速回転時の摩擦熱の発生を低減することができる。
【0038】
軸受ボックス１３４は、玉軸受１３２を内部に収容する筐体である。なお、軸受ボックス１３４は、回転刃１２２を内部に収容するケーシング１１０に取り付けられるのではなく、ベース１３６により下方から支持される。軸受ボックス１３４は、軸受ボックス１３４とケーシング１１０との間に空間が形成されるよう、回転軸１２４の軸方向において離して配置されている。言い換えれば、玉軸受１３２は、玉軸受１３２とケーシング１１０との間に空間が形成されるよう、回転軸１２４の軸方向において離して配置されている。例えば、玉軸受１３２（より具体的には軸受ボックス１３４）とケーシング１１０とは、後述する半径ｒ（回転軸１２４の径方向において回転軸１２４の中心Ｏ１に対して最も遠くに配置される回転刃１２２の端部１２２ｂまでの距離）の１／６倍以上２倍以下の距離だけ離して配置されることが好ましい。このように構成されることで、粉砕装置１００の過度な大型化は抑制しつつ、ケーシング１１０内の熱が玉軸受１３２の性能に与える悪影響を抑制することができる。
【0039】
なお、軸受ボックス１３４は、回転軸１２４の軸方向に沿って見た時、玉軸受１３２を収容する本体部１３４ａと、本体部１３４ａから、回転軸１２４の軸方向と直交する方向（図２で言えば左右方向）に張り出す脚部１３４ｂと、を有することが好ましい。軸受ボックス１３４の脚部１３４ｂは、ベース１３６に固定され、玉軸受１３２を、上下方向に加え、回転軸１２４の軸方向と直交する方向（図２で言えば左右方向）についても支持する。
【0040】
（２－３）ケーシング
ケーシング１１０は、図２のように、回転軸１２４に取り付けられている回転刃１２２（回転刃プレート１２３）を収容する筐体である。ケーシング１１０は、図１に示すように、図示しないシート搬送装置により供給されるパルプシートＳが供給される供給口１１２と、回転刃１２２がパルプシートＳを粉砕することで生成するパルプ繊維を排出する排出口１１４とを有している。
ケーシング１１０は、図２のように、回転軸１２４に取り付けられている回転刃１２２（回転刃プレート１２３）を収容する筐体である。ケーシング１１０は、図１に示すように、図示しないシート搬送装置により供給されるパルプシートＳが供給される供給口１１２と、回転刃１２２がパルプシートＳを粉砕することで生成するパルプ繊維を排出する排出口１１４とを有している。
【0041】
（２－４）粉砕装置のパラメータの設定
粉砕装置１００には、一般的な課題として、コンパクトな装置で、高処理能力を実現することが求められている。
粉砕装置１００には、一般的な課題として、コンパクトな装置で、高処理能力を実現することが求められている。
【0042】
一方で、粉砕装置１００には、生成されるパルプ繊維が品質水準を満たすことも求められる。具体的には、生成されるパルプ繊維には、例えば、生成されるパルプ繊維に焦げつきの無いことが求められる。また、生成されるパルプ繊維には、例えば、未解繊のパルプ繊維の混入量が一定量以下であることが求められる。また、生成されるパルプ繊維では、パルプ繊維の繊維長が一定であること（繊維が細かく粉砕され過ぎていないこと）が好ましい。従来は、生成されるパルプ繊維が品質水準を満たすことを優先して、実際には、装置サイズや処理能力にかなり余裕をみて粉砕装置の設計がなされている。
【0043】
これに対し、本願発明者は、コンパクトな装置で高処理能力を実現するという課題と、生成されるパルプ繊維が品質水準を満たすという課題と、を満たす条件を数値化することで、パルプ繊維が焦げる、パルプシートの粉砕が不十分となる等の不具合を抑制可能で、なおかつ、コンパクトで処理能力の高い粉砕装置を提供することが可能になることを見出した。
【0044】
より具体的には、本願発明者は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］という値を定義し、この粉砕空間指数Ｉが所定の数値条件を満たすように、粉砕装置１００の構造（具体的には後述する仮想円柱Ｃ内のボイド空間の体積Ｖ［ｍ３］）、最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］、回転軸１２４の回転数［ｒｐｍ］を設定することで、パルプ繊維の品質水準を満たすことが可能となることを見出した。
【0045】
初めに、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］、仮想円柱Ｃ内のボイド空間の体積Ｖ［ｍ３］、及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］について定義を説明する。
【0046】
粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］は、（Ｖ［ｍ３］×Ｎ［ｒｐｍ］×６０［ｍｉｎ］）÷Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］という数式で定義される量である。
【0047】
ボイド空間の定義の中で登場する仮想円柱Ｃとは、回転軸１２４の中心Ｏ１から、回転軸１２４の径方向において回転軸１２４の中心Ｏ１に対して最も遠くに配置される回転刃１２２の端部１２２ｂまでの距離を半径ｒとし（図４参照）、回転軸１２４の軸方向において複数の回転刃１２２が配置されている区間の距離を高さｈとする（図３参照）、仮想の円柱である（図３中の太い一点鎖線で示した部分を参照）。
【0048】
そして、仮想円柱Ｃ内のボイド空間の体積Ｖ［ｍ３］とは、仮想円柱Ｃ内で、何も部材が存在していない部分の体積を意味する。言い換えれば、仮想円柱Ｃ内のボイド空間の体積Ｖ［ｍ３］とは、仮想円柱Ｃ内の空洞部分の体積を意味する。例えば、図４のように、回転刃プレート１２３を回転軸１２４の軸方向に沿って見た時、ハッチングで示した回転刃１２２の存在しない部分がボイド空間に含まれる。また、図６中にハッチングで示した、回転軸１２４の軸方向において隣接する回転刃１２２間の隙間（言い換えれば、回転刃プレート１２３間の隙間）もボイド空間に含まれる。なお、仮に隣接する回転刃プレート１２３の間にスペーサを配置する場合には、スペーサの配置される空間は、ボイド空間からは除外される。
【0049】
最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、粉砕装置１００に許容される粉砕量（１時間あたりのパルプシートＳの処理量）の設計最大値である。
【0050】
本願発明者は、粉砕装置１００の試験機を用い、回転刃プレート１２３の形状、回転刃プレート１２３の直径（仮想円柱Ｃの半径ｒの２倍の値）、回転軸１２４の回転数、最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］、仮想円柱Ｃ内のボイド空間の体積Ｖ［ｍ３］を表１のように変化させて、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］と、パルプ繊維の品質と、の関係を求めた（表１参照）。なお、表１中の形状は、回転刃プレート１２３の形状を意味しており、表１中の数字は、図８中の回転刃プレート１２３のうち、どの回転刃プレート１２３を用いたかを示している。また、表１中の粉砕空間とは、Ｖ［ｍ３］×Ｎ［ｒｐｍ］×６０［ｍｉｎ］という数式で定義される値である。
【0051】
表１：粉砕空間指数とパルプ繊維品質との関係
【0052】
表１の試験結果に基づき、最大粉砕量Ａｍａｘ及び粉砕空間指数Ｉを、最大粉砕量Ａｍａｘを横軸にとり粉砕空間指数Ｉを縦軸にとったグラフにプロットしたものが図７である。図７中のプロットの記号は、表１中のパルプ繊維品質の欄に対応しており、得られたパルプ繊維の品質を示している。
【0053】
この結果、本願発明者は、粉砕空間指数Ｉを１２．０ｍ３／ｋｇ以上とすると、粉砕の際にパルプ繊維が焦げる、パルプシートＳの粉砕が著しく不十分となる等の不具合の発生を抑制できることを見出した（表１及び図７参照）。
【0054】
また、本願発明者は、粉砕空間指数Ｉを１４．０ｍ３／ｋｇ以上とすると、生産するパルプ繊維に、十分に粉砕されていない比較的大きな塊の状態のパルプ繊維が混入する可能性を低減できることを見出した（表１及び図７参照）。
【0055】
さらに、本願発明者は、粉砕空間指数Ｉを２１．５ｍ３／ｋｇ以上とすると、更に好ましくは粉砕空間指数Ｉを２０．０ｍ３／ｋｇ以上とすると、生産するパルプ繊維に、過度に粉砕されたパルプ繊維が混入する可能性を低減できることを見出した（表１及び図７参照）。
【0056】
これらの結果に基づき、本願発明者は、粉砕装置１００では、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］を、以下のように設定することが好ましいことを見出した。
【0057】
まず、本願発明者は、パルプ繊維の品質の観点から大きな不具合を避けるという観点からは、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が１２．０以上となるように設定されることが望まれることを見出した。
【0058】
さらに、本願発明者は、生産するパルプ繊維に、十分に粉砕されていない比較的大きな塊の状態のパルプ繊維が混入する可能性を低減する上では、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が１４．０以上となるように設定されることが好ましいことを見出した。
【0059】
また、本願発明者は、生産するパルプ繊維に、過度に粉砕されたパルプ繊維が混入する可能性を低減するという観点からは、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が２１．５以下となるように設定されることが好ましいことを見出した。さらに好ましくは、本願発明者は、生産するパルプ繊維に、過度に粉砕されたパルプ繊維が混入する可能性を低減するという観点からは、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が２０．０以下となるように設定されることが好ましいことを見出した。逆に、本願発明者は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が大きくなり過ぎると、過度に粉砕されたパルプ繊維の量が増えることから、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］が、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が２３．０を超えないように設定されることが好ましいことを見出した。
【0060】
このように粉砕空間指数Ｉを用いることで、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］をどのように設定すればよいかを数値的に把握できるため、本実施形態の粉砕装置１００では、パルプ繊維が焦げる、パルプシートの粉砕が不十分となる等の不具合を抑制可能で、なおかつ、コンパクトで処理能力の高い粉砕装置を実現することが可能である。
【0061】
（３）特徴
（３－１）
上記実施形態の粉砕装置１００は、パルプシートＳを粉砕してパルプ繊維を生成する。粉砕装置１００は、回転軸１２４と、複数の回転刃１２２と、モータ１２６と、ケーシング１１０と、を備える。複数の回転刃１２２は、回転軸１２４に取り付けられ、回転軸１２４と共に回転してパルプシートＳを粉砕する。モータ１２６は、回転軸１２４を回転させる。ケーシング１１０は、パルプシートＳが供給される供給口１１２と、パルプ繊維を排出する排出口１１４と、を有する。ケーシング１１０は、回転軸１２４に取り付けられている回転刃１２２を収容する。ここで、仮想円柱Ｃ内のボイド空間の体積をＶ［ｍ３］とし、回転軸１２４の回転数をＮ［ｒｐｍ］とし、粉砕装置１００の最大粉砕量をＡｍａｘ［ｋｇ／ｈ］とする。また、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］を、（Ｖ［ｍ３］×Ｎ［ｒｐｍ］×６０［ｍｉｎ］）÷Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］という数式で定義する。なお、仮想円柱Ｃは、回転軸１２４の中心Ｏ１から、回転軸１２４の径方向において回転軸１２４の中心Ｏ１に対して最も遠くに配置される回転刃１２２の端部１２２ｂまでの距離を半径ｒとし、回転軸１２４の軸方向において複数の回転刃１２２が配置されている区間の距離を高さｈとする仮想の円柱である。以上の定義において、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が１２．０以上となるように設定される。
（３－１）
上記実施形態の粉砕装置１００は、パルプシートＳを粉砕してパルプ繊維を生成する。粉砕装置１００は、回転軸１２４と、複数の回転刃１２２と、モータ１２６と、ケーシング１１０と、を備える。複数の回転刃１２２は、回転軸１２４に取り付けられ、回転軸１２４と共に回転してパルプシートＳを粉砕する。モータ１２６は、回転軸１２４を回転させる。ケーシング１１０は、パルプシートＳが供給される供給口１１２と、パルプ繊維を排出する排出口１１４と、を有する。ケーシング１１０は、回転軸１２４に取り付けられている回転刃１２２を収容する。ここで、仮想円柱Ｃ内のボイド空間の体積をＶ［ｍ３］とし、回転軸１２４の回転数をＮ［ｒｐｍ］とし、粉砕装置１００の最大粉砕量をＡｍａｘ［ｋｇ／ｈ］とする。また、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］を、（Ｖ［ｍ３］×Ｎ［ｒｐｍ］×６０［ｍｉｎ］）÷Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］という数式で定義する。なお、仮想円柱Ｃは、回転軸１２４の中心Ｏ１から、回転軸１２４の径方向において回転軸１２４の中心Ｏ１に対して最も遠くに配置される回転刃１２２の端部１２２ｂまでの距離を半径ｒとし、回転軸１２４の軸方向において複数の回転刃１２２が配置されている区間の距離を高さｈとする仮想の円柱である。以上の定義において、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が１２．０以上となるように設定される。
【0062】
本願発明者は、粉砕空間指数Ｉを１２．０ｍ３／ｋｇ以上とすると、粉砕の際にパルプ繊維が焦げる、パルプシートＳの粉砕が著しく不十分となる等の不具合の発生を抑制できることを見出した（表１及び図７参照）。この粉砕装置１００では、この条件を満たすように体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］を設定するので、過度な安全余裕を見なくても、パルプ繊維が焦げる、パルプシートＳの粉砕が著しく不十分となる等の不具合の発生を抑制できる。
【0063】
より好ましくは、粉砕装置１００では、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、１４．０以上となるように設定される。
【0064】
本願発明者は、粉砕空間指数Ｉを１４．０ｍ３／ｋｇ以上とすると、生産するパルプ繊維に、十分に粉砕されていない比較的大きな塊の状態のパルプ繊維が混入する可能性を低減できることを見出した（表１及び図７参照）。粉砕装置１００において、この条件を満たすように体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］が設定されることで、過度な安全余裕を見なくても、生産するパルプ繊維に十分に粉砕されていない比較的大きな塊の状態のパルプ繊維が混入しにくい。
【0065】
（３－２）
好ましくは、粉砕装置１００では、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、２３．０以下となるように設定される。
好ましくは、粉砕装置１００では、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、２３．０以下となるように設定される。
【0066】
上記条件を満たすことで、粉砕装置１００では、パルプシートＳが過度に粉砕される不具合の発生を抑制でき、高品質なパルプ繊維を生成することができる。
【0067】
より好ましくは、粉砕装置１００では、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、２１．５以下となるように設定される。
【0068】
本願発明者は、粉砕空間指数Ｉを２１．５ｍ３／ｋｇ以上とすると、生産するパルプ繊維に、過度に粉砕されたパルプ繊維が混入する可能性を低減できることを見出した（表１及び図７参照）。粉砕装置１００において、この条件を満たすように体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］が設定されることで、過度な安全余裕を見なくても、生産するパルプ繊維に、過度に粉砕されたパルプ繊維が混入しにくく、より高品質なパルプ繊維を生成できる。
【0069】
（３－３）
上記実施形態の粉砕装置１００は、パルプシートＳを粉砕してパルプ繊維を生成する。粉砕装置１００は、回転軸１２４と、複数の回転刃１２２と、モータ１２６と、ケーシング１１０と、玉軸受１３２と、を備える。複数の回転刃１２２は、回転軸１２４に取り付けられ、回転軸１２４と共に回転してパルプシートＳを粉砕する。モータ１２６は、回転軸１２４を回転させる。ケーシング１１０は、パルプシートＳが供給される供給口１１２と、パルプ繊維を排出する排出口１１４と、を有する。ケーシング１１０は、回転軸１２４に取り付けられている回転刃１２２を収容する。玉軸受１３２の転動体はセラミック球１３２ａである。
上記実施形態の粉砕装置１００は、パルプシートＳを粉砕してパルプ繊維を生成する。粉砕装置１００は、回転軸１２４と、複数の回転刃１２２と、モータ１２６と、ケーシング１１０と、玉軸受１３２と、を備える。複数の回転刃１２２は、回転軸１２４に取り付けられ、回転軸１２４と共に回転してパルプシートＳを粉砕する。モータ１２６は、回転軸１２４を回転させる。ケーシング１１０は、パルプシートＳが供給される供給口１１２と、パルプ繊維を排出する排出口１１４と、を有する。ケーシング１１０は、回転軸１２４に取り付けられている回転刃１２２を収容する。玉軸受１３２の転動体はセラミック球１３２ａである。
【0070】
従来、粉砕装置には、回転軸を軸支する軸受の転動体には鋼球が用いられている。しかし、このような粉砕装置では、回転数を大きくし過ぎると、摩擦熱により軸受が損傷しやすくなる、効率が低下する等の不具合が生じる可能性がある。
【0071】
これに対し、玉軸受１３２の転動体にセラミック球１３２ａを用いれば、セラミックは熱に強いため、回転軸１２４を従来の粉砕装置における回転数よりも増速し、粉砕装置を高負荷で運転した場合にも、摩擦熱による玉軸受１３２の損傷が抑制されやすい。また、本願発明者は、玉軸受１３２の転動体にセラミック球１３２ａを用いることで、玉軸受１３２における滑りに伴う効率の低下も抑制できることを見出した。
【0072】
玉軸受１３２の転動体にセラミック球１３２ａを用いれば、粉砕装置１００では、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が上述の数値を満たすように回転軸１２４が高速回転で運転され、ＤＮ値（軸受内径［ｍｍ］と回転軸１２４の回転速度［ｒｐｍ］との積の値で無次元量）が大きな値となった場合でも、軸受の寿命が低下しにくい。
【0073】
（３－４）
上記実施形態の粉砕装置１００では、玉軸受１３２はグリス封入式である。
上記実施形態の粉砕装置１００では、玉軸受１３２はグリス封入式である。
【0074】
粉砕装置１００では、油潤滑の玉軸受を使用しないため、玉軸受１３２周りの構造を単純化できる。
【0075】
また、油潤滑の軸受を利用する場合、何らかの原因で油がケーシング１１０内に流入しると、発火事故等につながるおそれがある。これに対し、給油構造のないグリス封入式の玉軸受１３２を利用する粉砕装置１００では、このようなリスクがない。
【0076】
（３－５）
上記実施形態の粉砕装置１００では、玉軸受１３２は、密封（シール）構造が非接触形であることが好ましい。
上記実施形態の粉砕装置１００では、玉軸受１３２は、密封（シール）構造が非接触形であることが好ましい。
【0077】
非接触形の密封構造を採用することにより、密封構造の存在に伴う高速回転時の摩擦熱の発生を低減できる。
【0078】
（３－６）
上記実施形態の粉砕装置１００では、玉軸受１３２は、玉軸受１３２とケーシング１１０との間に空間が形成されるよう、離して配置されている。より具体的には、玉軸受１３２を収容する軸受ボックス１３４は、玉軸受１３２とケーシング１１０との間に空間が形成されるよう、離して配置されている。
上記実施形態の粉砕装置１００では、玉軸受１３２は、玉軸受１３２とケーシング１１０との間に空間が形成されるよう、離して配置されている。より具体的には、玉軸受１３２を収容する軸受ボックス１３４は、玉軸受１３２とケーシング１１０との間に空間が形成されるよう、離して配置されている。
【0079】
粉砕装置１００では、ケーシング１１０内が高温になりやすい。そのため、玉軸受１３２（玉軸受１３２を収容する軸受ボックス１３４）がケーシング１１０と接触している場合、ケーシング１１０内の熱が玉軸受１３２の性能に悪影響を与えるおそれがある。これに対し、玉軸受１３２をケーシング１１０から離して配置することで、玉軸受１３２が、ケーシング１１０内の熱の影響を受けにくい。
【0080】
【0081】
例えば、軸受ボックス１３４の脚部１３４ｂ及びベース１３６の、回転軸１２４の軸方向に沿って見た時の左右方向の幅は、図９に示すように比較的大きいことが好ましい。
【0082】
例えば、軸受ボックス１３４の脚部１３４ｂの最大幅Ｗ１は、回転軸１２４の玉軸受１３２が支持する部分の直径Ｄ１（図３参照）の３倍以上６倍未満であることが好ましい。
【0083】
また、例えば、軸受ボックス１３４のベース１３６の幅Ｗ２の平均は、回転軸１２４の玉軸受１３２が支持する部分の直径Ｄ１の３倍以上６倍未満であることが好ましい。
【0084】
このように構成されることで、回転軸１２４が高速で回転しても振動が抑制されやすく、玉軸受１３２の損傷や、粉砕装置１００の効率低下を抑制することができる。
【0085】
（４－２）変形例Ｂ
図３の描画では、回転軸１２４の玉軸受１３２が支持する部分の直径Ｄ１に対して、ケーシング１１０内に収容され、回転軸１２４に回転刃１２２が取り付けられている部分の直径Ｄ２が大きく設定されているが（直径Ｄ１＜直径Ｄ２）、図３で描画した形状に限定されず、直径Ｄ１≧直径Ｄ２の関係となる形状であってもよい。ただし、直径Ｄ１＜直径Ｄ２の形状であれば、たわみの減少や共振の発生を防止することができるため好ましい。
図３の描画では、回転軸１２４の玉軸受１３２が支持する部分の直径Ｄ１に対して、ケーシング１１０内に収容され、回転軸１２４に回転刃１２２が取り付けられている部分の直径Ｄ２が大きく設定されているが（直径Ｄ１＜直径Ｄ２）、図３で描画した形状に限定されず、直径Ｄ１≧直径Ｄ２の関係となる形状であってもよい。ただし、直径Ｄ１＜直径Ｄ２の形状であれば、たわみの減少や共振の発生を防止することができるため好ましい。
【0086】
＜付記＞
最後に、上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に追記する。
最後に、上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【0087】
本願発明の第１観点に係る粉砕装置は、パルプシートを粉砕してパルプ繊維を生成する。粉砕装置は、回転軸と、複数の回転刃と、モータと、ケーシングと、玉軸受と、を備える。複数の回転刃は、回転軸に取り付けられ、回転軸と共に回転してパルプシートを粉砕する。モータは、回転軸を回転させる。ケーシングは、パルプシートが供給される供給口と、パルプ繊維を排出する排出口と、を有する。ケーシングは、回転軸に取り付けられている回転刃を収容する。玉軸受は、回転軸を回転可能に支持する。玉軸受の転動体はセラミック球である。
【0088】
第１観点に係る粉砕装置では、回転軸を高速回転させて、粉砕装置を高負荷で運転した場合にも、軸受の寿命が低下しにくく、高効率の運転が実現されやすい。
【0089】
本願発明の第２観点に係る粉砕装置は、第１観点の粉砕装置であって、玉軸受は、グリス封入式である。
【0090】
第２観点に係る粉砕装置では、油潤滑の玉軸受を使用しないため、玉軸受周りの構造を単純化できる。
【0091】
また、油潤滑の軸受を利用する場合、何らかの原因で油がケーシング内に流入しると、発火事故等につながるおそれがある。これに対し、給油構造のないグリス封入式の玉軸受を利用する粉砕装置では、このようなリスクがない。
【0092】
本願発明の第３観点に係る粉砕装置は、第１観点又は第２観点の粉砕装置であって、玉軸受は、密封（シール）構造が非接触形であることが好ましい。
【0093】
第３観点に係る粉砕装置では、非接触形の密封構造を採用することにより、高速回転時の摩擦熱の発生を低減できる。
【0094】
本願発明の第４観点に係る粉砕装置は、第１観点から第３観点のいずれかの粉砕装置であって、玉軸受は、玉軸受とケーシングとの間に空間が形成されるよう、離して配置されている。
【0095】
粉砕装置では、ケーシング内が高温になりやすい。そのため、玉軸受がケーシングと接触している場合、ケーシング内の熱が軸受の性能に悪影響を与えるおそれがある。これに対し、第４観点に係る粉砕装置では、玉軸受がケーシングから離して配置されるので、玉軸受が、ケーシング内の熱の影響を受けにくい。
【0096】
本願発明の第５観点に係る粉砕装置は、第１観点から第４観点のいずれかの粉砕装置である。ここで、仮想円柱内のボイド空間の体積をＶ［ｍ３］とし、回転軸の回転数をＮ［ｒｐｍ］とし、粉砕装置の最大粉砕量をＡｍａｘ［ｋｇ／ｈ］とする。また、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］を、（Ｖ［ｍ３］×Ｎ［ｒｐｍ］×６０［ｍｉｎ］）÷Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］という数式で定義する。なお、仮想円柱は、回転軸の中心から、回転軸の径方向において回転軸の中心に対して最も遠くに配置される回転刃の端部までの距離を半径とし、回転軸の軸方向において複数の回転刃が配置されている区間の距離を高さとする仮想の円柱である。以上の定義において、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が１２．０以上となるように設定される。
【0097】
本願発明者は、粉砕空間指数Ｉを１２．０ｍ３／ｋｇ以上とすると、粉砕の際にパルプ繊維が焦げる、パルプシートの粉砕が著しく不十分となる等の不具合の発生を抑制できることを見出した。第５観点に係る粉砕装置では、この条件を満たすように体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］を設定するので、過度な安全余裕を見なくても、パルプ繊維が焦げる、パルプシートの粉砕が著しく不十分となる等の不具合の発生を抑制できる。
【0098】
本願発明の第６観点に係る粉砕装置は、第５観点の粉砕装置であって、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、１４．０以上となるように設定される。
【0099】
本願発明者は、粉砕空間指数Ｉを１４．０ｍ３／ｋｇ以上とすると、生産するパルプ繊維に、十分に粉砕されていない比較的大きな塊の状態のパルプ繊維が混入する可能性を低減できることを見出した。第６観点に係る粉砕装置では、この条件を満たすように体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］を設定するので、過度な安全余裕を見なくても、生産するパルプ繊維に十分に粉砕されていない比較的大きな塊の状態のパルプ繊維が混入しにくい。
【0100】
本願発明の第７観点に係る粉砕装置は、第５観点又は第６観点の粉砕装置であって、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、２３．０以下となるように設定される。
【0101】
第７観点に係る粉砕装置では、パルプシートが過度に粉砕される不具合の発生を抑制でき、高品質なパルプ繊維を生成することができる。
【0102】
本願発明の第８観点に係る粉砕装置は、第７観点の粉砕装置であって、体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、２１．５以下となるように設定される。
【0103】
本願発明者は、粉砕空間指数Ｉを２１．５ｍ３／ｋｇ以上とすると、生産するパルプ繊維に、過度に粉砕されたパルプ繊維が混入する可能性を低減できることを見出した。第４観点に係る粉砕装置では、この条件を満たすように体積Ｖ［ｍ３］、回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］を設定するので、過度な安全余裕を見なくても、生産するパルプ繊維に、過度に粉砕されたパルプ繊維が混入しにくく、より高品質なパルプ繊維を生成できる。
【符号の説明】
【0104】
１００ 粉砕装置
１１０ ケーシング
１１２ 供給口
１１４ 排出口
１２４ 回転軸
１２２ 回転刃
１２２ｂ 端部
１２６ モータ
１３２ 玉軸受
１３２ａ セラミック球
１３４ 軸受ボックス
Ａｍａｘ 最大粉砕量
Ｃ 仮想円柱
ｈ 高さ
Ｉ 粉砕空間指数
Ｎ 回転数
ｒ 半径
Ｓ パルプシート
Ｖ ボイド空間の体積
１１０ ケーシング
１１２ 供給口
１１４ 排出口
１２４ 回転軸
１２２ 回転刃
１２２ｂ 端部
１２６ モータ
１３２ 玉軸受
１３２ａ セラミック球
１３４ 軸受ボックス
Ａｍａｘ 最大粉砕量
Ｃ 仮想円柱
ｈ 高さ
Ｉ 粉砕空間指数
Ｎ 回転数
ｒ 半径
Ｓ パルプシート
Ｖ ボイド空間の体積
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-21
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
パルプシートを粉砕してパルプ繊維を生成する粉砕装置であって、
回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と共に回転して前記パルプシートを粉砕する複数の回転刃と、
前記回転軸を回転させるモータと、
前記パルプシートが供給される供給口と前記パルプ繊維を排出する排出口とを有し、前記回転軸に取り付けられている前記回転刃を収容するケーシングと、
前記回転軸を回転可能に支持する玉軸受と、
を備え、
前記玉軸受の転動体はセラミック球であり、
前記玉軸受は、軸受ボックスに収容され、
前記軸受ボックスは、前記玉軸受を収容する本体部と、前記本体部から、前記回転軸の軸方向と直交する方向に張り出す、前記玉軸受を支持する脚部と、を有し、
前記回転軸の軸方向と直交する方向における前記脚部の最大幅（Ｗ１）は、前記回転軸の前記玉軸受により支持される部分の直径（Ｄ１）の３倍以上６倍未満である、
粉砕装置。
回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と共に回転して前記パルプシートを粉砕する複数の回転刃と、
前記回転軸を回転させるモータと、
前記パルプシートが供給される供給口と前記パルプ繊維を排出する排出口とを有し、前記回転軸に取り付けられている前記回転刃を収容するケーシングと、
前記回転軸を回転可能に支持する玉軸受と、
を備え、
前記玉軸受の転動体はセラミック球であり、
前記玉軸受は、軸受ボックスに収容され、
前記軸受ボックスは、前記玉軸受を収容する本体部と、前記本体部から、前記回転軸の軸方向と直交する方向に張り出す、前記玉軸受を支持する脚部と、を有し、
前記回転軸の軸方向と直交する方向における前記脚部の最大幅（Ｗ１）は、前記回転軸の前記玉軸受により支持される部分の直径（Ｄ１）の３倍以上６倍未満である、
粉砕装置。
【請求項2】
前記玉軸受は、グリス封入式である、
請求項１に記載の粉砕装置。
請求項１に記載の粉砕装置。
【請求項3】
前記玉軸受は、密封構造が非接触形である、
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
【請求項4】
前記玉軸受は、前記玉軸受と前記ケーシングとの間に空間が形成されるよう、離して配置されている、
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
【請求項5】
前記回転軸の中心から、前記回転軸の径方向において前記回転軸の前記中心に対して最も遠くに配置される前記回転刃の端部までの距離を半径とし、前記回転軸の軸方向において前記複数の回転刃が配置されている区間の距離を高さとする仮想円柱を仮想した際の、前記仮想円柱内のボイド空間の体積をＶ［ｍ３］とし、
前記回転軸の回転数をＮ［ｒｐｍ］とし、
前記粉砕装置の最大粉砕量をＡｍａｘ［ｋｇ／ｈ］とするときに、
粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］は、（Ｖ［ｍ３］×Ｎ［ｒｐｍ］×６０［ｍｉｎ］）÷Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］という数式で定義され、
前記体積Ｖ［ｍ３］、前記回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び前記最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、前記粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が１２．０以上となるように設定される、
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
前記回転軸の回転数をＮ［ｒｐｍ］とし、
前記粉砕装置の最大粉砕量をＡｍａｘ［ｋｇ／ｈ］とするときに、
粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］は、（Ｖ［ｍ３］×Ｎ［ｒｐｍ］×６０［ｍｉｎ］）÷Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］という数式で定義され、
前記体積Ｖ［ｍ３］、前記回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び前記最大粉砕量Ａｍａｘ［ｋｇ／ｈ］は、前記粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が１２．０以上となるように設定される、
請求項１又は２に記載の粉砕装置。
【請求項6】
前記体積Ｖ［ｍ３］、前記回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び前記最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、前記粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、１４．０以上となるように設定される、
請求項５に記載の粉砕装置。
請求項５に記載の粉砕装置。
【請求項7】
前記体積Ｖ［ｍ３］、前記回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び前記最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、前記粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、２３．０以下となるように設定される、
請求項６に記載の粉砕装置。
請求項６に記載の粉砕装置。
【請求項8】
前記体積Ｖ［ｍ３］、前記回転数Ｎ［ｒｐｍ］及び前記最大粉砕量［ｋｇ／ｈ］は、前記粉砕空間指数Ｉ［ｍ３／ｋｇ］が、２１．５以下となるように設定される、
請求項７に記載の粉砕装置。
請求項７に記載の粉砕装置。