JPH0636861B2 - 混合撹拌機における軸受装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明が属する利用分野） 本発明は、混合撹拌機における軸受装置に関するもの
で、より詳細には粉体、スラリー、ペースト等の混合撹
拌に際しては、軸受部及び継手部の摩耗が有効に解消さ
れた軸受装置に関する。

（従来の技術） 従来、粉体等の混合撹拌の目的に、公転及び自転される
撹拌軸を備えた混合撹拌機が広く使用されている。この
種の混合撹拌機の典型的な例（例えば英国特許第１，０
４１，６１９号明細書参照）は、第１図及び第２図に示
す通り、中空逆円錐型容器１の頂板部２の中心に、駆動
軸３を設けると共に、駆動軸３の下端に回転アーム４を
設け、容器１の下端に軸受５を介して短かい垂直軸６を
設け、回転アーム４の先端部７と垂直軸６上軸のユニバ
ーサルジョイント８との間に、撹拌羽根９を有する撹拌
軸１０を回転可能に設けたものから成っている。撹拌軸
１０は、駆動軸３及び回転アーム４の内部に設けられた
適当な動力伝達機構（図示せず）により自転可能である
と共に、回転アーム４の回転により公転可能である。

頂板部２に設けられた投入口１１を通して供給される粉
体等は、容器１の内部において、撹拌軸１０の公転及び
自転により混合撹拌され、混合撹拌が終了した粉体等は
排出口１２を介して装置外に排出される。

（発明が解決しようとする問題点） 撹拌軸１０の公転と自転とを可能にするためには、撹拌
軸１０の下端と垂直軸６とをユニバーサルジョイント８
で接続することが必須不可欠であり、しかもユニバーサ
ルジョイント８が混合撹拌しようとする粉体等の被処理
材料中に直接露出するため、ユニバーサルジョイント８
の摺動部が著しく摩耗するという問題を生じる。例え
ば、シリカやケイ酸塩等の研摩剤的性質を有する無機材
料の混合の場合には、僅かに１．５ヶ月等の比較的短期
間の運転で、ユニバーサルジョイント８の摩耗により、
交換が必要となることが認められた。

また、粒径が微細な無機粒子は、軸受部５にも容易に浸
透し、この軸受部５の摩耗をも著しく発生させることが
認められた。

従って、本発明の技術的課題は、一切の摺動部の被撹拌
処理材料中への露出が防止されると共に、摺動部への粒
子の浸透が有効に解消された混合撹拌機における軸受装
置を提供するにある。

本発明の他の技術的課題は、公転及び自転される撹拌軸
を備えた混合撹拌機において、従来のユニバーサルジョ
イントに代わり被処理材料から完全に隔離された新たな
複合軸受機構を備えた軸受装置を提供するにある。

本発明の更に他の技術的課題は、公転及び自転される撹
拌軸を備えた混合撹拌機において、継手及び軸受の摩耗
が抑制され、その寿命が延長化された軸受装置を提供す
るにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、公転及び自転される撹拌軸を備えた混合
撹拌機において、該撹拌軸の一端に、被処理材料から隔
離された公転軸受機構と自転軸受機構とを配置すること
により、撹拌軸の円滑な公転及び自転が可能となると共
に、如何なる摺動部も粉体等の被処理材料中に露出する
のが防止され、回動部の摩耗が有効に防止されることを
見出した。

本発明によれば、公転及び自転される撹拌軸を備えた混
合撹拌機において、該撹拌軸の一方の端部には公転軸受
機構と自転軸受機構とが設けられ、該公転軸受機構は、
湾曲乃至折曲った公転軸の一端部と軸受ケーシグとの間
に流体潤滑剤封入部を介して設けられ、撹拌軸の一端は
環状空隙を介して設けられた外筒部と中心軸部とを有
し、公転軸の他端は前記環状空隙に嵌挿し得る中空軸部
を有し、撹拌軸の中心軸部と公転軸の中空軸部内面との
間に自転軸受機構及び撹拌軸の外筒部と公転軸の中間軸
部外面との間に流体潤滑剤封入部が設けられていること
を特徴とする軸受装置が提供される。

（作 用） 無機粒子を含有する被処理材料を混合撹拌する場合、二
つの面が接触乃至近接し且つこれらの面が相対的に移動
するような部分、例えば摺動部においては、これらの面
の間に入り込んだ無機粒子によって前記面の摩耗が最も
著しく進行する。かくして、ユニバーサルジョイントを
用いた場合互いに回動可能に設けられた４つの摺動部が
著しく摩耗することが明らかであり、またボールジョイ
ントを使用したとしても、やはりこの摺動部が摩耗する
ことが明白であろう。

本発明においては、このような自在継手を使用すること
なく、撹拌軸と別個に、撹拌軸の公軸運動に合致する角
度で湾曲乃至折曲った公転軸を設けるのである。この公
転軸の一端に公転軸受機構を設け、公転軸の他端と撹拌
軸の一端との間に自転軸受機構を設けることにより、撹
拌軸の回転は専ら自転軸受で軸受され、一方撹拌軸の公
転は公転軸の公転となって、これらの公転は専ら公転軸
受機構で軸受されることになる。このため、本発明にお
いては、自在継手の使用に伴なう摺動部の被処理材料へ
の露出を防止しながら、撹拌軸の公転と自転とを円滑に
行うことが可能となる。

しかも本発明においては、前述した公転端部と軸受ケー
シングとの間に、流体潤滑剤封入部を介して公転軸受機
構を設けることにより、この軸受機構に侵入しようとす
る微細粒子が前記封入部で封止され、その結果として軸
受機構の摩耗が防止される。

更に、撹拌軸の一端部を外筒部と中心軸部との二重構造
とし、対応する公転軸の他端部を中空軸部とし、この中
空軸部と二重構造の撹拌軸端部とを嵌合させ、中心軸部
外面と中空軸部内面との間に自転軸受機構を形成させる
ことにより、撹拌軸による撹拌作用を損うことなしに、
円滑な自転軸受作用と軸受の被処理材からの離隔作用と
を行わせることが可能となる。更に、前述した該筒部と
中空軸外面との間に流体潤滑材封入部を設けることによ
り、微細粒子の自転軸受への侵入も完全に防止される。

（実施例） 本発明を第３図に示す実施例に基づき詳細に説明する。

本発明の軸受装置が適用される混合撹拌機は第１図に示
したものと同様であり、第２図に示したユニバーサルジ
ョイント８の代りに第３図に示す軸受装置が使用されて
いることが特徴である。

先ず、公転及び自転される撹拌軸１０の一方の端部、即
ちこの具体例においては下方の端部には全体として１３
で示す公転軸受機構１３と全体として１４で示す自転軸
受機構１４とが設けられる。図示する具体例では、公転
軸受機構１３は容器１の最下部に設けられ、自転軸受機
構１４はそれより上方に位置しており、両者の間には湾
曲乃至折曲った公転軸１５が位置している。公転軸１５
の折り曲り角度は、勿論、撹拌軸１０が垂直方向になす
角度と等しい。

公転軸受機構１３は、公転軸受ケーシング１６、スタッ
フイングボックス１７及びこれらの中心部に嵌挿された
フランジ付垂直１８から成っている。軸受ケーシング１
６と垂直軸１８との間には、ベアリング１９が設けられ
ており、その上部はシール２０により、また下部はメタ
ルケース蓋２１により閉じられている。スタッフイング
ボックス１７と垂直軸１８との間にはグランドパッキン
グ２２が設けられ、その下端にはパッキング押え２３が
設けられている。公転軸受ケーシング１６とスタッフイ
ングボックス１７とは、それらのフランジ部をボルトナ
ット等（図示せず）で締結することにより一体化されて
おり、スタップイングボックス１７の下方の空隙部には
流体循環剤封入部２４があり、注入口２５からの潤滑剤
注入が可能となっている。

公転軸１５は一方の端部、即ち下方端部にフランジ２６
を有し、公転軸受装置１３のフランジ付垂直軸１８に締
結される。またその上方端部にフランジ２７を有してお
り、自転軸受機構１４に対して、以下に述べる仕組みで
接続される。

自転軸受機構１４はフランジ付自転中心軸２８、公転中
空軸２９及び外筒３０から成っている。フランジ付自転
中心軸２８及び外筒３０は、撹拌軸１０の下端フランジ
３１に締結されており、撹拌軸１０の自転及び公転に伴
なって回転し得るようになっている。公転中空軸２９は
中心軸２８と外筒３０との環状空隙部に嵌挿され中心軸
２８と中空軸２９との間にはベアリング３２が設けられ
ている。また中空軸２９は公転軸１５の上端フランジ２
７に締結され公転可能となっている。外筒３０の外周面
には、撹拌羽根９が設けられており、その内面と中空軸
２９の外周面との間にはシール押え３３を介してシール
３４が設けられている。

また、中心軸２８と中空軸２９との間にもシール押え３
５を介してシール３６が設けられている。これらのシー
ル３４及び３６で区画される外筒部３０と中空軸２９と
の間の環状空隙部にも流体潤滑剤封入部３７が設ける。
この空隙部３７に流体潤滑剤を封入するために、外筒部
３０には潤滑剤注入口３８が設けられる。更に運転中に
も潤滑剤の注入を可能にするために、公転軸受機構１３
のメタルケース蓋２１に潤滑剤注入口３９を設けると共
に、公転垂直軸１８に通路４０、公転軸１５に通路４
１、自転中心軸に通路４２と出口４３とを夫々設け、こ
れを通して空隙３７への潤滑剤の注入が行われるように
する。

第３図に示す軸受装置においては、撹拌軸１０の自転は
自転軸受機構１４の自転中心軸２８に伝達され、ベアリ
ング３２により軸受され、撹拌軸１０の公転やスラスト
荷重は公転中空軸２９及び公転軸（カップリング）１５
により公転軸装置１３に伝達される。

しかも、外筒部３０と公転中空軸２９との間に潤滑剤封
入部３７を設け、この潤滑剤の圧力と被処理材料の低圧
とがシール３４を介して圧力平衡を保持したため、ベア
リング３２に摩耗性の微細粒子が侵入するのが有効に抑
制されると共に、潤滑剤の漏洩も防止される。

また、自転軸受装置１４として、撹拌羽根９を設けた外
筒部３０を自転中心軸２８と共に、撹拌軸１０に一体化
させた構造としたことにより、容器１の底部に迄、撹拌
羽根９の自転及び公転による被処理材料の混合撹拌作用
が安定に且つ定常に行われ、被処理材料の払出作用を円
滑に行われる。

また、公転軸１５に伝達される公転は全て公転軸受機構
１３のベアリング１９により軸受され、被処理材料の混
合撹拌作用によるスラスト・ラジアル荷重の合成荷重は
公転軸受機構１３により受けられ、負荷変動トルクに対
しても無理なく回転運動できる構造となっている。ま
た、容器１の底部に取付けたスタッフイングボックス１
７にグランドパッキング２２を挿入し、パッキング押え
２３で締めつけることにより、公転垂直軸１８に接面圧
力を与え、密封効果を向上させると共に、被処理材料の
漏洩や侵入を防止し得る。また、パッキング押え２３の
下方に流体潤滑剤封入２４を設けたことにより、パッキ
ング部２２からの摩擦熱の吸収、更にはパッキング寿命
の延長と公転垂直軸１８の摩耗の軽減とが確実に行われ
る。更に、ベアリング１９の上方にシール２０を設けた
こと、及びその上方に流体潤滑封入部２４が位置するこ
とにより、公転軸受機構１３のベアリング１９への異物
侵入は完全に防止されることになる。

更に、公転軸受機構１３の流体潤滑封入部２４及び自転
軸受機構１４の流体潤滑剤封入部３７への流体潤滑剤の
注入は、負々装置外部に設けられた注入口２５及び注入
口３９から、装置の運転中においても円滑に行うことが
できる。

（発明の作用効果） 第１図の混合撹拌機において、第２図の従来のユニバー
サルジョイントを使用したものでは、約１．５ヶ月程度
の稼働で新しいジョイントに部品交換が必要であった
が、第３図に示す軸受装置を用いることにより１年の稼
動を経過した後にも何等異状の発生が認められなかっ
た。また、従来の軸受構造では下部グランド部から粉塵
の漏洩により環境衛生上局部排気の設置を必要とした
が、本発明の装置においては、このような粉塵漏洩が皆
無となり、保全管理面からも大きな作用効果が得られ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は混合撹拌機の概要を示す一部断面側面図であ
り、 第２図は第１図の混合撹拌機に適用されていた従来のユ
ニバーサルジョイントの拡大側面図であり、 第３図は第１図の混合撹拌機に適用される本発明の軸受
装置の拡大側面断面図である。 １は容器、２は頂板部、３は駆動軸、４は回転アーム、
５は軸受、７は先端部、８はユニバーサルジョイント、
９は撹拌羽根、１０は撹拌軸、１１は投入口、１２は排
出口、１３は公転軸受機構、１４は自転軸受機構、１５
は公転軸（カップリング）、１６は公転軸受ケーシン
グ、１７はスタッフイングボックス、１８はフランジ付
公転垂直軸、１９，３２はベアリング、２０，３４，３
６はシール、２２はグランドパッキング、２４，３７は
流体潤滑剤封入部、２８は自転中心部、２９は公転中空
軸、３０は外筒、２５，３９は潤滑剤注入口である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】公転及び自転される撹拌軸を備えた混合撹
   拌機において、 該撹拌軸の一方の端部には公転軸受機構と自転軸受機構
   とが設けられ、該公転軸受機構は、湾曲乃至折曲った公
   転軸の一端部と転受ケーシングとの間に流体潤滑剤封入
   部を介して設けられ、撹拌軸の一端は環状空隙を介して
   設けられた外筒部と中心軸部とを有し、公転軸の他端は
   前記環状空隙に嵌挿し得る中空軸部を有し、撹拌軸の中
   心軸部と公転軸の中空軸部内面との間に自転軸受機構及
   び撹拌軸の外筒部と公転軸の中空軸部外面との間に流体
   潤滑剤封入部が設けられていることを特徴とする軸受装
   置。