JPH0679677B2 - 温度調整機能を具えた遊星ボールミル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は遊星ボールミル、特にバッチ式で１回ごとに
装入した砕料を微粉砕するミルに最適であるが、連続式
に対しても適用が可能である。

［従来の技術］ 遊星ボールミルの一般構造は主軸の回転を受けて公転す
る複数のミルポットを主軸の周囲に均等（２ヶならば対
称的に、３ヶ以上ならば主軸から等距離放射状に）に配
設し、該ミルポット自体も自己の回転軸を中心に自転す
るものである。

具体的には主軸と共に回転するケーシングにミルケース
を固着し、主軸に周設した太陽歯車とミルケース外周に
周設した遊星歯車とを噛合させて、ミルケースを公転し
つつ自転させ、バッチ式においてはミルケースの内へ嵌
合係止したミルポットをケースと共に連動し、粉砕が終
了すればミルポットだけをミルケースから取り外してポ
ット内の微粉を回収するのが典型である。

通常の転動式ボールミルは粉砕媒体のボールと砕料とが
１本の転動する円筒内でカスケード運動を起し、その重
力落下による圧潰と摩滅によって粉砕させるものである
のに対し、遊星ボールミルは前記の公転，自転運動によ
る遠心力と、コリオリスカとが相乗的に働いて粉砕力は
抜群に強化され優れた効率を誇っている。

特に高速回転による摩擦力は強力で例えば数ミリサイズ
の珪砂を装入して僅か数分間稼動しただけで平均粒径が
数ミクロンの微粉を得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 遊星ボールミルは前記のように短時間で強力な破砕効率
を特徴としているが、高速で公転しつつ自転を加えると
言う激しい遊星運動のためミルケースを支える軸受は苛
酷な負荷を集中され発熱と摩耗の悪条件に直面する。勿
論、従来のすべての遊星ボールミルについてもミルケー
スの軸受に対しては潤滑油（主として鉱物性）を循環給
油させることによって悪条件に対応しているが、この場
合別途循環装置が必要になり、その結果装置も大きくな
り費用もかかる。

さらに遊星ボールミルの最大の問題点はミルポット内に
おける強力な摩砕作用のために、粉砕媒体である鋼球な
どが遠心力を受けて激しい摺動運動と衝突を続けるた
め、多量の粉砕摩擦熱を発生し、被粉砕物も昇温して変
質したり化学反応が生じたりして品質上の欠陥を生じる
原因となる虞れがある。この装置がその特徴を評価され
て精緻な化学品，薬品類の微粉砕を対象とするため、こ
の課題は重要である。

しかも単に発熱の防止だけではなく、粉砕条件を常温以
上の一定温度に保持する機能がもし付与できれば、例え
ばミルポット内に特殊なガスを封入し粉体の表面改質や
メカニカルアロイイングを可能とするなどこの型式の装
置の適応範囲をさらに拡張することもできる。

本願発明は以上の課題を解決するために、粉砕条件にお
いて温度調整機能を新たに具備した遊星ボールミルの提
供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本願発明に係る温度調整機能を具えた遊星ボールミル
は、主軸と平行に複数個のミルケースを等間隔に周設
し、該ミルケース内へ嵌入係止するミルポット内へ粉砕
媒体と被粉砕物を収容して主軸を中心とする公転に該ミ
ルケースの自転を加える構成において、前記のミルケー
ス内周面とミルポットの外周面との間に環状の中空部を
形成し、ミルケースの軸受部および該環状中空部へそれ
ぞれ同質の液体を同時に強制循環することによって前記
の課題を解決した。

さらにより具体的には前記の液体が水又は水に減摩剤，
防錆剤等を添加したものであること、または液体が油類
であること、およびさらにこの液体を加熱又は冷却する
手段を流路に具えたことが最も望ましい実施態様である
ことを明らかにした。

［作用］ 前記の構成があるから、ミルケースとミルポットの間の
環状中空部へ常に温度をコントロールされた液体が流入
して粉砕条件を一定温度に保持するように作用する。一
般的には冷媒としての働きを務めて発生熱を奪いポット
を冷却する目的が大半であるが、時として特殊な条件を
形成するために特定の温度下に常時保持する機能を発揮
する要請にも応え得る。

この液体は同時にミルケースを支える軸受部に対しても
強制的に進入して行くから軸受の加熱焼付きを防止して
円滑な高速回転を保証する。

冷却自体については水又は水を主体に添加剤で補強した
水軸受が能力大であり、一般の鉱物性潤滑剤に比較して
ほぼ10倍以上という優れた値をもつのに、価格的にはき
わめて安価なであるという利点がある。

油類の場合は冷却効果については水に及ばないが、流路
の発錆銹を防いで部材の腐食などの劣化を予防する利点
もある。その他、主軸回りの自転用軸受と公転用軸受を
同一の油類で強制潤滑することも可能である。どの液体
を選ぶかについては粉砕条件や装置の設計によって最適
のものを選ぶ必要がある。

［実施例］ 第１図から第３図は本願発明の第一実施例を示し温度調
整の媒体としては、水又は水主体の調整液を使用するの
に適当な構成である。

架台１の上に軸受台２を立設して装置全体を支え、モー
タ20の駆動力は駆動車５から従動車４を経由して主軸３
へ伝えられる。主軸３の中心に液体の通過孔31を設け、
主軸の途中から円盤状の回転体７と連通する連孔71を経
て液室73へ通じている。

回転体７には主軸中心線と平行に等間隔の孔を設けて筒
状の液中軸受14を嵌め込み、複数の円筒状ミルケース８
がこの液中軸受14によって支持されている。

ミルケース８は底孔81,側面孔82を穿孔し、この内側に
環状中空部（冷却室）80を隔ててミルポット10を着脱自
在に嵌入し連結ピン９を介して両者を係止するので、両
者は一体的に回転を共にする。

なお冷却室80には熱伝導の能力を高めるためにフィン83
を周壁に螺旋状に巻回して下から上へ至っているのは好
ましい実施例の一つである。この冷却室80の頂端からス
リーブ状の液中軸受15,回転体７を共通して貫通し回転
体外の流路を形成するカバー16へ抜ける連孔72を穿孔す
る。

装置の運転としては、まずミルケース８の上部の蓋11を
外して被粉砕原料の入ったミルポット８をミルケース内
へ嵌入しピン９によって係止する。主軸３の回転によっ
て回転体７が公転すると共に、主軸に固定した太陽歯車
13と噛合する遊星歯車12の回転によってミルケース８が
回転体内で自転をはじめる。

第３図に示すように、液槽30に蓄えられた液体は加熱器
33,又は冷却器32の作用を受けて温度を所定の範囲内に
調整し、ポンプ34によって回転接手６を経て主軸内の通
過孔31内を圧送され連孔71,液室73に至って流路は別
れ、底孔81から冷却室80へ進入した媒体は螺旋状に回動
しながら効率的な熱交換を果し連孔72からケーシング16
の傾斜面を流下して排出口17から液槽30へ戻入する。別
れたもう一方の液体はミルケース側面孔82を通過して液
中軸受15とミルケース８外周との微小な間隙を通過して
潤滑作用を果す。この他液室73から直接液中軸受14とミ
ルケース８との微小間隙を押し上げられて前記ミルケー
ス８外周の流路と合流する系路も形成され、結局、両軸
受の摺動面には常に豊富な液体が介在して十分な潤滑作
用を施すことができる。なお第２図は本実施例の平面図
である。

次に第４図に示すのは本願発明の第二実施例であって、
液体としてはむしろ油類を採用するのに好適な構成であ
る。概要な前例と殆ど等しいが、前例の液中軸受14に代
ってころがり軸受18を採用し自転用軸受にも同一の油類
を強制潤滑すると共に液の流路も若干違えて水と異なる
油類の流動性を考慮した系路に変更している。

［発明の効果］ 本願発明は以上に述べた構成，作用よりなるから、過激
な粉砕作用に伴なう発生熱を吸収して微粉の品質を担保
すると共に、軸受部分の潤滑剤を強制的に循環させるこ
とにより、軸受の摩擦抵抗をへらし、軸受の寿命を長く
し、かつ消費動力を少なくすることができる。また特殊
な粉砕使用によって求められる特定の温度下における条
件設定にも対応し、広範な用途と精緻な品質管理を可能
とする。このような機能が従来の遊星ボールミルの特性
を大きく増幅するもので、新しい微粉製造法の可能性を
展開したと言うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の第一実施例を示す垂直断面図、第２
図は同じく平面図、第３図は全体の正面図、第４図は別
の実施例を示す垂直断面図。 ３……主軸、８……ミルケース 10……ミルポット、80……環状中空部（冷却室） 14,15,18……軸受

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主軸と平行に複数個のミルケースを等間隔
   に周設し、該ミルケース内へ嵌入係止するミルポット内
   へ粉砕媒体と被粉砕物を収容して主軸を中心とする公転
   に該ミルケースの自転を加えて遠心力のもとで強力な粉
   砕力を発揮する遊星ボールミルにおいて、前記のミルケ
   ース内周面とミルポットの外周面との間に環状の中空部
   を形成し、ミルケースの軸受部および該環状中空部へそ
   れぞれ同質の液体を同時に強制循環することを特徴とす
   る温度調整機能を具えた遊星ボールミル。
2. 【請求項２】請求項１において液体が水又は水に減摩
   剤，防錆剤等を添加したことを特徴とする温度調整機能
   を具えた遊星ボールミル。
3. 【請求項３】請求項１において液体が油類であることを
   特徴とする温度調整機能を具えた遊星ボールミル。
4. 【請求項４】請求項１乃至３の何れかにおいて液体を加
   熱又は冷却する手段を流路に具えたことを特徴とする温
   度調整機能を具えた遊星ボールミル。