特開 2024-39135 旋動式破砕機

(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】P2024039135

(43)【公開日】2024-03-22

(54)【発明の名称】旋動式破砕機

(51)【国際特許分類】

   B02C 2/04 20060101AFI20240314BHJP

【ＦＩ】

B02C2/04 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022143465

(22)【出願日】2022-09-09

(71)【出願人】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100187827

【弁理士】

【氏名又は名称】赤塚 雅則

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 智

(72)【発明者】

【氏名】芦田 義和

(72)【発明者】

【氏名】末本 裕一

(72)【発明者】

【氏名】小玉 幸司

【テーマコード（参考）】

4D063

【Ｆターム（参考）】

4D063BB06

4D063BB17

4D063GA07

4D063GC05

4D063GC25

4D063GC27

4D063GC29

4D063GD02

4D063GD04

4D063GD12

4D063GD13

(57)【要約】

【課題】粒径と処理能力の両方を簡便にかつ正確に最適化することが可能な旋動式破砕機を提供する。
【解決手段】主軸２６を傾斜した状態で回転させる回転軸１３が、周方向位置において肉厚が異なるスリーブ筒部１８を有する偏角スリーブ１６と、周方向位置において肉厚が異なるブッシュ筒部２０を有する偏角スリーブ１６の内径側に挿入される偏角ブッシュ１７と、を有し、偏角ブッシュ１７を偏角スリーブ１６に対して相対回転することで垂直軸に対する主軸２６の傾斜角を変更することができるようになっており、偏角スリーブ１６および偏角ブッシュ１７に、偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７の周方向位置を表示する位置表示部２１、２３が形成されている構成とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面にバウルライナ（４）が形成された垂直方向に上下動可能なバウル（５）と、垂直軸周りに回転する回転軸（１３）と、前記回転軸（１３）に挿入された上で傾斜した状態で回転する主軸（２６）と、前記主軸（２６）によって揺動回転するように設けられ、前記バウルライナ（４）と対向する表面にマントル（７）が形成されたマントルコア（３０）と、を有する旋動式破砕機において、
前記回転軸（１３）が、周方向位置において肉厚が異なるスリーブ筒部（１８）を有する偏角スリーブ（１６）と、周方向位置において肉厚が異なるブッシュ筒部（２０）を有する前記偏角スリーブ（１６）の内径側に挿入される偏角ブッシュ（１７）と、を有し、前記偏角ブッシュ（１７）を前記偏角スリーブ（１６）に対して相対回転することで垂直軸に対する前記主軸（２６）の傾斜角を変更することができるようになっており、前記偏角スリーブ（１６）および前記偏角ブッシュ（１７）に、前記偏角スリーブ（１６）と前記偏角ブッシュ（１７）の周方向位置を表示する位置表示部（２１、２３）が形成されていることを特徴とする旋動式破砕機。

【請求項2】

前記位置表示部（２１、２３）が、凹状に形成された係合凹部（２１、２３）であって、前記偏角スリーブ（１６）および前記偏角ブッシュ（１７）にそれぞれ形成された前記係合凹部（２１、２３）を径方向に対向するように合わせた上で当該係合凹部（２１、２３）に共通のキー部材（２４）を設けることにより、前記偏角スリーブ（１６）と前記偏角ブッシュ（１７）の周方向相対位置が固定される請求項１に記載の旋動式破砕機。

【請求項3】

前記偏角スリーブ（１６）および前記偏角ブッシュ（１７）の少なくとも一方に複数の前記位置表示部（２１、２３）が形成されており、前記偏角スリーブ（１６）および前記偏角ブッシュ（１７）にそれぞれ形成された前記位置表示部（２１、２３）の周方向位置の組み合わせを変えることによって、前記主軸（２６）をその組み合わせに対応した傾斜角に設定できる請求項１または２に記載の旋動式破砕機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、旋動式破砕機に関する。

【背景技術】

【0002】

ジョークラッシャなどの破砕機によって一次破砕された被砕物を所望の粒径とするためにさらに細かく破砕（二次、三次、四次破砕）する際に、旋動式破砕機（コーンクラッシャ）が用いられることがある。この旋動式破砕機は、例えば下記特許文献１に示すように、旋動するマントルコア８の表面に設けられたマントル９とバウル２１の表面に設けられたバウルライナ１０との間に一次破砕された被砕物を噛み込ませることによって、さらに細かく破砕する。

【0003】

このタイプの旋動式破砕機においては、旋動するマントル９とバウルライナ１０との間の出口間隔の大きさを円周上に沿って連続的に変化させることによって破砕を行っている。すなわち、出口間隔が最小（閉じ側出口間隔）となる部分で破砕を行い、周方向に対向する出口間隔が最大（開き側出口間隔）となる部分から被砕物Ｐが破砕された破砕物の排出が行われる。破砕物の粒径および処理能力（破砕物の排出され易さ）は、バウルライナ１０を上下させてマントル９とバウルライナ１０との間の出口間隔を変えることによって調整される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１５９８２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に係る旋動式破砕機においては、破砕物Ｐ’の粒径は閉じ側出口間隔の大きさによって、処理能力は開き側出口間隔と閉じ側出口間隔の大きさの差（スロー）によって決まる。そして、この両出口間隔は、バウルライナ１０の垂直方向の上下動によって調節されるため、スローは、主軸７の偏心角によって一義的に決まる。このため、粒径と処理能力の一方を変更するためにバウルライナ１０を上下動すると、粒径と処理能力の他方も変更されてしまい、粒径と処理能力の両方を個別に最適化するのが難しい。また、偏心角の異なる回転軸４に交換して主軸７の偏心角を変更することも考えられるが、交換用の多数の回転軸４を予め揃えておく必要があり、コスト面から現実的ではない。

【0006】

そこで、本発明は、粒径と処理能力の両方を簡便にかつ正確に最適化することが可能な旋動式破砕機を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため、本発明においては、
表面にバウルライナが形成された垂直方向に上下動可能なバウルと、垂直軸周りに回転する回転軸と、前記回転軸に挿入された上で傾斜した状態で回転する主軸と、前記主軸によって揺動回転するように設けられ、前記バウルライナと対向する表面にマントルが形成されたマントルコアと、を有する旋動式破砕機において、
前記回転軸が、周方向位置において肉厚が異なるスリーブ筒部を有する偏角スリーブと、周方向位置において肉厚が異なるブッシュ筒部を有する前記偏角スリーブの内径側に挿入される偏角ブッシュと、を有し、前記偏角ブッシュを前記偏角スリーブに対して相対回転することで垂直軸に対する前記主軸の傾斜角を変更することができるようになっており、前記偏角スリーブおよび前記偏角ブッシュに、前記偏角スリーブと前記偏角ブッシュの周方向位置を表示する位置表示部が形成されていることを特徴とする旋動式破砕機を構成した。

【0008】

このようにすると、偏角スリーブと偏角ブッシュを相対回転して主軸の傾斜角を変更するとともにバウルライナを上下動させることにより、マントルとバウルライナの閉じ側出口間隔と開き側出口間隔を独立的に調整することができる。このため、粒径と処理能力の両方を最適化することができる。しかも、偏角スリーブおよび偏角ブッシュに位置表示部を形成したので、偏角スリーブと偏角ブッシュの周方向位置を容易に合わせることができ、主軸の傾斜角を簡便にかつ正確に変更することができる。

【0009】

上記の構成においては、
前記位置表示部が、凹状に形成された係合凹部であって、前記偏角スリーブおよび前記偏角ブッシュにそれぞれ形成された前記係合凹部を径方向に対向するように合わせた上で当該係合凹部に共通のキー部材を設けることにより、前記偏角スリーブと前記偏角ブッシュの周方向相対位置が固定される構成とするのが好ましい。

【0010】

このようにすると、偏角スリーブと偏角ブッシュの周方向位置を簡便に合わせることができる。しかも、旋動式破砕機の稼働中に偏角スリーブと偏角ブッシュの周方向の位置ずれが生じないため、稼働中における粒径と処理能力のばらつきを防止することができる。

【0011】

上記のすべての構成においては、
前記偏角スリーブおよび前記偏角ブッシュの少なくとも一方に複数の前記位置表示部が形成されており、前記偏角スリーブおよび前記偏角ブッシュにそれぞれ形成された前記位置表示部の周方向位置の組み合わせを変えることによって、前記主軸をその組み合わせに対応した傾斜角に設定できる構成とするのが好ましい。

【0012】

このようにすると、偏角スリーブと偏角ブッシュにそれぞれ形成された位置表示部の周方向位置を合わせることにより、主軸の傾斜角のパターンを増やすことができ、この旋動式破砕機の適用範囲を拡大することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明では、上記のように旋動式破砕機を構成したので、偏角スリーブと偏角ブッシュの周方向の相対位置の調整、および、バウルライナの上下動によって、粒径と処理能力の両方を最適化することができるとともに、偏角スリーブと偏角ブッシュに形成された位置表示部に基づいて、主軸の傾斜角を簡便にかつ正確に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る旋動式破砕機の一実施形態を示す断面図

【図2】図１に示す旋動式破砕機に用いる偏角スリーブの断面図

【図3】図１に示す旋動式破砕機に用いる偏角ブッシュの断面図

【図4】偏角スリーブと偏角ブッシュ（偏角ブッシュＡ）の周方向位置の組み合わせを示す平面図であって、（ａ）は基準角度、（ｂ）は相対角度θ１、（ｃ）は相対角度θ２

【図5】偏角スリーブと偏角ブッシュ（偏角ブッシュＢ）の周方向位置の組み合わせを示す平面図であって、（ａ）は相対角度θ３、（ｂ）は相対角度θ４、（ｃ）は相対角度θ５

【図6】図１に示す旋動式破砕機の変形例を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明に係る旋動式破砕機（コーンクラッシャ）の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す旋動式破砕機は、上部フレーム２と下部フレーム３から構成される機体フレーム１を備えている。

【0016】

上部フレーム２の内側には、内側表面に破砕用のバウルライナ４が形成された、垂直方向に上下動可能な円筒状のバウル５が設けられている。上部フレーム２とバウル５の間には、その周方向の全周に亘る環状の油圧シリンダ６が設けられている。この油圧シリンダ６は、上部油圧室６ａと下部油圧室６ｂを有する複動形である。両油圧室６ａ、６ｂに作動油を給排することによってバウル５を上下動させて、バウルライナ４と後述するマントル７との間の隙間の大きさを調節することができる。

【0017】

この隙間の大きさは周方向位置で異なり、周方向で最も狭い部分を閉じ側出口間隔といい、周方向で最も広い部分を開き側出口間隔という。閉じ側出口間隔と開き側出口間隔は、周方向１８０度の対向する位置にある。閉じ側出口間隔の大きさが大きいほど破砕物の粒径は大きくなり、その大きさが小さいほど破砕物の粒径は小さくなる。また、開き側出口間隔の大きさと閉じ側出口間隔の大きさの差（以下、スローという。）が大きいほど破砕物の排出量（処理能力）は多くなり、スローが小さいほど排出量は少なくなる。スローの大きさは、主軸の傾斜角が大きいほど大きくなる。

【0018】

上部フレーム２とバウル５との間には、パッキン８、９が設けられている。また、上部フレーム２の上端に固定され上部油圧室６ａを密閉するパッキンリテーナ１０とバウル５との間にも同様にパッキン１１が設けられている。これらのパッキン８、９、１１によって作動油の漏れを防止している。また、ダストシール１２によって、油圧シリンダ６内への粉塵の侵入を防止している。

【0019】

下部フレーム３の中央には、垂直軸周りに回転する回転軸１３を回転自在に保持する筒部１４と、その筒部１４から水平方向外向きに延設された保持部１５が形成されている。

【0020】

回転軸１３は、偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７を備えている。偏角スリーブ１６は、図２に示すように、周方向位置において肉厚が異なる（連続的に変化する）スリーブ筒部１８を有している。スリーブ筒部１８の外径は軸方向において一定で、内径は軸方向の下方に向かうほど小さくなっている。スリーブ筒部１８の下端側には、中央に軸方向に延びる貫通孔が形成された基部１９が一体に形成されており、偏角スリーブ１６は全体として軸方向の途中に内径段差を有する筒状となっている。

【0021】

偏角ブッシュ１７は、図３に示すように、周方向位置において肉厚が異なる（連続的に変化する）ブッシュ筒部２０を有している。ブッシュ筒部２０の外径および内径は、軸方向の下方に向かうほどいずれも小さくなっている。軸方向の各位置における偏角スリーブ１６の内径の大きさは、偏角ブッシュ１７の外径の大きさとほぼ同じであり、偏角スリーブ１６の内径側に偏角ブッシュ１７が着脱可能に嵌合するよう構成されている。この嵌合状態において、偏角スリーブ１６の内底面と偏角ブッシュ１７の底側端部との間には、軸方向の隙間が形成されている。

【0022】

偏角スリーブ１６のスリーブ筒部１８の上端面には、周方向の２か所にこのスリーブ筒部１８の内径側から外径側に至る位置表示部２１としての係合凹部（以下、位置表示部２１と同じ符号を付する。）が形成されている。この係合凹部２１には、ボルト穴２２が形成されている。また、偏角ブッシュ１７のブッシュ筒部２０の上端面には、周方向の３か所にこのブッシュ筒部２０の内径側から外径側に至る位置表示部２３としての係合凹部（以下、位置表示部２３と同じ符号を付する。）が形成されている。

【0023】

偏角スリーブ１６および偏角ブッシュ１７にそれぞれ形成された係合凹部２１、２３の周方向幅および軸方向深さは同じであって、両係合凹部２１、２３に後述するキー部材２４がちょうど嵌まり込むように構成されている。この係合凹部２１、２３の形状は特に限定されず、半円、半楕円、多角形などとすることもできる。偏角ブッシュ１７の内径面には、軸方向に延びる油溝２５が２本形成されている。油溝２５は、係合凹部２３の周方向位置からずらして形成されている。油溝２５から供給される潤滑油によって、回転軸１３と後述する主軸２６の間が潤滑される。

【0024】

偏角スリーブ１６に形成された係合凹部２１のいずれかと、偏角ブッシュ１７に形成された係合凹部２３のいずれかの周方向位置を合わせた上で、両係合凹部２１、２３に跨るように共通のキー部材２４を設け、このキー部材２４をボルト２７で固定する。これにより偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７の周方向位置が固定されて、回転軸１３（偏角ブッシュ１７）に挿入される主軸２６が、両係合凹部２１、２３の組み合わせに対応した傾斜角に設定される。なお、偏角スリーブ１６への偏角ブッシュ１７の嵌合のみによってこれらの周方向位置が十分固定されるのであれば、キー部材２４を省略できる可能性がある。回転軸１３（偏角スリーブ１６、偏角ブッシュ１７）には、駆動源（図示せず）から、プーリ２８、かさ歯車２９を介して回転駆動力が伝達される。

【0025】

主軸２６の上端部側には、この主軸２６の回転に伴って揺動回転するマントルコア３０が設けられている。マントルコア３０のバウルライナ４と対向する表面には、破砕用のマントル７が形成されている。回転軸１３が回転すると、主軸２６がこの回転軸１３に対し傾斜した状態で回転し、この主軸２６に設けられたマントル７（マントルコア３０）が旋動する。

【0026】

マントルコア３０の下側の平坦面には、摺動部材３１が設けられている。摺動部材３１は、マントルコア３０の下面にボルトで固定された固定部３２と、固定部３２に対して周方向に相対回転可能な摺動部３３とを有している。固定部３２は、上下面が平坦な鋼板からなる円環状の部材である。

【0027】

摺動部３３は、樹脂材からなる円環状の部材であって、その上面は固定部３２の下面に沿う平坦面となっている。摺動部３３の底面には、下向きに突出した球面の一部からなる球面部３４が形成されている。摺動部３３は、固定部３２および後述するスラスト部３５のいずれにも固定されておらず、単に両者の間に挟まっているだけなので、マントルコア３０の揺動に伴ってその円環の中心軸周りに自在に回転することができる。

【0028】

摺動部材３１（摺動部３３に形成された球面部３４）は、機体フレーム１の筒部１４の上部にボルト３６で固定された鋳鋼製のスラスト部３５によって回転自在に支持されている。スラスト部３５の上面には、摺動部材３１（摺動部３３）に形成された球面部３４を受ける球面凹部３７が形成されている。マントル７（マントルコア３０）の旋動時には、摺動部３３に形成された球面部３４とスラスト部３５の球面凹部３７との間で摺動が生じる。

【0029】

摺動部材３１およびスラスト部３５の外周側には、摺動部材３１を潤滑する潤滑油が外側に漏れるのを防止するオイルフェンス３８が設けられている。オイルフェンス３８は、マントルコア３０の下面から下向きに延設された周方向断面がＬ字形の部材であって、その上端がマントルコア３０の下面に、ボルト３９で着脱可能に固定されている。また、オイルフェンス３８は、いずれの部材にも固定されていない摺動部３３が旋動時に逸脱しそうになった場合に、その逸脱を防止する作用も有する。

【0030】

図１に示すように、バウル５の上端部には、防塵カバー４０が設けられている。防塵カバー４０の内側には、被破砕物Ｐを投入するためのホッパ４１が設けられている。このホッパ４１に被破砕物Ｐを投入して回転軸１３を回転させると、主軸２６を介してマントルコア３０が旋動回転する。すると、マントル７とバウルライナ４との間の閉じ側出口間隔に岩石などの被破砕物Ｐが噛み込まれる。そして、所定の大きさに破砕された破砕物Ｐ’がマントル７とバウルライナ４との間の開き側出口間隔から排出される。

【0031】

破砕に伴ってマントル７とバウルライナ４が摩耗して閉じ側出口間隔および開き側出口間隔の大きさが変化するが、そのときは油圧シリンダ６を動作させることでマントル７に対してバウルライナ４を昇降させて、両出口間隔の大きさを所定値に保つ。

【0032】

偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７の周方向位置の組み合わせを図４および図５に示す。図４に示す組み合わせで用いた偏角ブッシュ１７（以下、偏角ブッシュＡという。）と、図５に示す組み合わせで用いた偏角ブッシュ１７（以下、偏角ブッシュＢという。）は、係合凹部２３の周方向位置が異なっているが、その点以外は共通である。

【0033】

この実施形態に係る偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７は、それぞれの肉厚が最大となる箇所の周方向位置を合わせた状態を基準とし（図４（ａ）を参照）、所望するマントル７の傾斜角度に応じて偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７の周方向の相対角度を決定する（図４（ｂ）、（ｃ）、図５（ａ）～（ｃ）中の相対角度θ１～θ５を参照）。

【0034】

上記の旋動式破砕機は、偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７の周方向の相対位置の調整、および、バウルライナ４の上下動によって、粒径と処理能力の両方を最適化することができるとともに、偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７に形成された位置表示部２１、２３としての係合凹部２１、２３に基づいて、主軸２６（マントル７）の傾斜角を簡便かつ正確に変更することができる。これにより、破砕物Ｐ’の粒径と処理能力の両方を最適化することが可能となる。

【0035】

上記の旋動式破砕機は、マントルコア３０とは別部材である摺動部材３１（摺動部３３）の底面に球面部３４を形成したので、この球面部３４に摩耗が生じたときに大型のマントルコア３０の代わりに相対的に小型の摺動部材３１のみ交換や補修をすればよい。このため、その作業を簡便にかつ低コストで行うことができる。

【0036】

上記の旋動式破砕機の変形例を図６に示す。この変形例に係る旋動式破砕機は、基本的な構成は図１に示したものと共通するが、マントルコア３０の下面に球面部３４を直接形成した点で相違する。このようにすると、部品点数が減少するため部品コストや組立てコストを削減できる可能性がある。

【0037】

上記の旋動式破砕機においては、偏角スリーブ１６に２か所、偏角ブッシュ１７に３か所の係合凹部２１、２３をそれぞれ形成したが、その形成位置や数は例示であって適宜変更することができる。

【0038】

また、上記の実施形態においては、偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７の上端面に係合凹部２１、２３を形成したが、例えば、偏角スリーブ１６の内径面と偏角ブッシュ１７の外径面に軸方向に延びるスリットをそれぞれ形成し、このスリットに軸方向からキー部材２４を挿入することで偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７の周方向位置を固定することもできる。

【0039】

また、上記の実施形態においては、偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７のそれぞれに係合凹部２１、２３を形成したが、偏角スリーブ１６または偏角ブッシュ１７の一方に係合凹部２１、２３を形成し、この係合凹部２１、２３にキー部材２４を強く嵌合することによって偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７の周方向位置を固定するようにすることもできる。

【0040】

また、上記の実施形態においては、偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７にそれぞれ形成される位置表示部２１、２３を凹状に形成された係合凹部２１、２３としたが、キー部材２４を設けないのであれば、この位置表示部２１、２３を偏角スリーブ１６と偏角ブッシュ１７のそれぞれに描いた単なる目印とすることもできる。

【0041】

また、偏角ブッシュ１７の係合凹部２３にボルト穴２２を設けて、キー部材２４をボルト２７で固定することもできる。

【0042】

このように、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およびすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0043】

１ 機体フレーム
２ 上部フレーム
３ 下部フレーム
４ バウルライナ
５ バウル
６ 油圧シリンダ
６ａ 上部油圧室
６ｂ 下部油圧室
７ マントル
８、９、１１ パッキン
１０ パッキンリテーナ
１２ ダストシール
１３ 回転軸
１４ 筒部
１５ 保持部
１６ 偏角スリーブ
１７ 偏角ブッシュ
１８ スリーブ筒部
１９ 基部
２０ ブッシュ筒部
２１、２３ 位置表示部（係合凹部）
２２ ボルト穴
２４ キー部材
２５ 油溝
２６ 主軸
２７、３６、３９ ボルト
２８ プーリ
２９ かさ歯車
３０ マントルコア
３１ 摺動部材
３２ 固定部
３３ 摺動部
３４ 球面部
３５ スラスト部
３７ 球面凹部
３８ オイルフェンス
４０ 防塵カバー
４１ ホッパ
Ｐ 被破砕物
Ｐ’ 破砕物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】