JPH0683796B2 - ボールミル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、上下軸芯周りで駆動回転自在な腕材に、個々
に取付けた複数の攪拌部材の夫々を、前記上下軸芯に沿
う細長い形状に形成して、前記上下軸芯周りで公転する
ように配置し、被処理物と粉砕用ボールをバッチ処理の
ために収容する容器内に抜き差し自在に設けてあるボー
ルミルに関する。

〔従来の技術〕

従来、第６図に示すように、容器（25）内に配置した上
下向きの駆動回転軸（26）に、多数の腕材（27）の全て
を被処理物及びボールの充填層内に位置するように取付
け、攪拌部材（28）を腕材（27）の夫々に立設していた
（例えば特公昭45−22280号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、十分な微粉砕ができず、消費動力の割には粉砕
処理速度が遅く、しかも、ボールの摩耗が激しい欠点が
あった。しかも、バッチ処理が完了した後において、容
器内から被処理物を取出すときには通常、容器上部の蓋
開放部から、攪拌部材付きの腕材を先ず取出した後、残
りの被処理物及び粉砕用ボールを取出すようにするが、
このような被処理物の取出し作業においては、攪拌部材
付きの腕材を取出すときに、その攪拌部材付きの腕材を
埋める被処理物及び粉砕用ボールの存在が抵抗となっ
て、前記攪拌部材付きの腕材の取出し作業が非常に面倒
になるという欠点もあった。

本発明の目的は、上記従来欠点の原因を究明して、動力
少なくて迅速に十分な粉砕を行え、かつ、粉砕用ボール
の摩耗を少なくでき、かっ、被処理物の取出し時の作業
性も改善できるようにする点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、上下軸芯周りで駆動回転自在で、
その上下軸芯に沿う細長い攪拌部材を公転するように取
付けた腕材の全てを、容器内の被処理物及び粉砕用ボー
ルよりも上方に配置し、前記複数の攪拌部材を、夫々先
端側が直線棒状に独立した状態で前記腕材より垂下させ
ると共に、前記腕材や前記容器に上下軸芯上に備えられ
た筒状や棒状の部材の周りに配置したことにあり、その
作用・効果は次の通りである。

〔作用〕

っまり、前述の従来欠点の原因を解明すべく、各種形態
の攪拌具を準備し、それら攪拌具の性能を比較実験した
ところ、腕材の全部又は一部を容器内の被処理物及びボ
ールの充填層内で回転させると、消費動力が多くて粉砕
速度が遅く、かつ、ボールの摩耗が激しくなるのに対
し、腕材のすべてを被処理物及びボールの上方に配置す
ると、極めて効果的に、動力消費量を抑制しながら十分
な粉砕を迅速に行えると共に、ボールの摩耗を抑制でき
ることが判明した。しかも、バッチ処理が完了した後に
おいて、容器内から被処理物を取出すときには、被処理
物及び粉砕用ボールの中から攪拌部材付きの腕材を先ず
取出した後、残りの被処理物及び粉砕用ボールを取出す
ようにしても、腕材の全てが容器内の被処理物及び粉砕
用ボールよりも上方に配置されていて、被処理物及び粉
砕用ボールの中には、上下軸芯に沿う細長い形状の攪拌
部材のみが、夫々先端側が直線棒状に独立した状態で垂
下姿勢で埋まっているため、被処理物及び粉砕用ボール
の中から腕材より垂下させた攪拌部材を抵抗少なく容易
に取出すことができるようになる。

さらに、十分な微粉砕を短時間で行えるようにするため
には、いかなる工夫を加えればよいかを調べたところ、
単に腕材の全てを被処理物とボールの上方に配置するだ
けでなく、それに加えて、複数の攪拌部材を、夫々先端
側が独立した状態で腕材より垂下させると共に、腕材や
容器に上下軸芯上に備えられた筒状や棒状の部材の周り
に配置して、攪拌部材による攪拌作用が少ない容器の中
心側に筒状や棒状の部材の作用で被処理物を収容しない
ように構成すると、被処理物の全量に対してボールによ
る強力な剪断力を確実に付与でき、より一層の微粉砕を
実現できると共に、効率良く短時間で微粉砕できること
が判明した。

ちなみに、後述の実施例において詳細に説明するが、腕
材を被処理物とボールの上方に配置しただけのボールミ
ル（比較例）と、さらに加えて筒状や棒状の部材の周り
に攪拌部材を配置したボールミル（本発明例）を用い、
平均粒径が30μｍのケイ砂を被処理物とした場合、比較
例では処理時間をいくら長くしても平均粒径が２μｍ程
度にしか粉砕されないが、本発明例では１時間程で平均
径を１μｍ程度にでき、かつ、３時間程度かければ平均
径を0.7μｍ程度にでき、一層の微粉砕が可能であり、
短時間で十分な微粉砕を実現できた。

〔発明の効果〕

その結果、十分な微粉砕を動力効率及び能率の良く実行
できると共に、動力費及びボールの交換経費を少なくで
き、しかも、被処理物の取出し時の作業性の改善も可能
となり、性能面、運転経費面、作業性、及び、管理面の
全てにおいて、従来のものよりも飛躍的に優れたボール
ミルを提供できるようになった。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

第３図及び第４図に示すように、車輪（１）を有する下
部ケース（２）に、上部ケース（３）をヒンジ（４）周
りで上下揺動操作自在に取付け、容器（５）を支軸
（６）周りでの回転で内容物取出し自在に下部ケース
（２）のブラケット（2a）に取付け、容器（５）をその
開口部がほぼ鉛直上方に向く粉砕処理状態で固定するた
めの固定具（７）、例えば容器（５）に付設のボルトと
ナットでブラケット（2a）を締付けるものを、固定解除
操作自在に設けてある。

容器（５）内に入れる攪拌具（８）を下端に取付けた回
転支軸（９）を、攪拌時にほぼ鉛直に向くように上部ケ
ース（３）に取付け、回転支軸（９）にベルト等の巻回
伝動具（10）で連動させて上部ケース（３）に取付けた
回転軸（11）に、下部ケース（２）に取付けた変速機付
電動モータ（Ｍ）の出力軸（12）を、上部ケース（３）
の上下揺動に伴って脱着するクラッチ（13）で連動させ
てある。変速機に対する操作ハンドル（14）、及び、モ
ータ（Ｍ）を運転・停止するスイッチやメータ類を取付
けた操作ボックス（15）を下部ケース（２）に取付けて
ある。

つまり、容器（５）を粉砕処理状態で固定して、上部ケ
ース（３）を下降させて攪拌具（８）を容器（５）内に
入れ、被処理物と粉砕用ボールを容器（５）内に適当な
レベル（例えば容器の60〜70％の高さ）まで充填し、２
つ割りの蓋（16）を容器（５）に取付け、モータ（Ｍ）
により攪拌具（８）を適当な速度（例えば攪拌作用速度
２〜3m/sec）で回転させて、被処理物をボールの作用で
粉砕するように構成してある。また、粉砕が完了すれ
ば、攪拌具（８）を停め、蓋（16）を外し、上部ケース
（３）を上昇させ、容器（５）を回転させて、被処理物
及びボール容器（５）から取出すように構成してある。

第１図及び第２図に示すように、冷却水供給ホース（17
a）と排水ホース（17b）に接続した冷却ジャケット（1
8）を容器（５）に形成し、粉砕に伴う容器（５）内の
昇温を抑制できるように構成してある。

また、攪拌具（８）は、回転支軸（９）に取付けた上下
軸芯（Ｐ）周りで駆動回転自在な腕材（8a）に、その上
下軸芯（Ｐ）に沿う細長い形状の攪拌部材（8b）を、そ
の上下軸芯（Ｐ）周りの同一円周上にほぼ等間隔で配置
した状態で、かつ、夫々先端側が直線棒状に独立した状
態で垂下姿勢で固定し、腕材（8a）を容器（５）内の被
処理物及びボールよりも上方に配置し、攪拌部材（8b）
のみを被処理物及びボールの充填層内部で前記上下軸芯
（Ｐ）周りで公転させるように構成し、効率良い粉砕と
ボールの摩耗抑制を図ってある。また、ボール容器
（５）から被処理物を取出すときにおいては、被処理物
及び粉砕用ボールの中に、上下軸芯（Ｐ）に沿う細長い
形状の攪拌部材（8b）のみが、夫々先端側が直線棒状に
独立した状態で垂下姿勢で埋まっているため、被処理物
及び粉砕用ボールの中から攪拌部材（8b）付きの腕材
（8a）を容易に取出すことができる。

攪拌部材（8b）を容器（５）に備えられた棒状部材（1
9）の周りに配置し、攪拌部材（8b）による攪拌作用が
少ない容器（５）の中心側に棒状の部材（19）の作用で
被処理物を収容しないように構成し、被処理物の全量に
対してボールによる強力な剪断力を確実に付与して、よ
り一層の微粉砕を実現できると共に、効率良く短時間で
微粉砕できるようにしてある。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

被処理物は、例えばフエライト、食品、金属粉、顔料、
インク、その他適当なものを選択できる。

ボールは、例えばスチール、セラミックス、ガラス、そ
の他適当な材料を選択でき、また、適当な寸法、一般的
には１〜10mm程度、望ましくは２〜3mmに設定する。

腕材（8a）の形状や設置数は攪拌部材（8b）の本数や配
置等に見合って自由に変更でき、また、攪拌部材（8b）
は、１本でも複数本でもよく、材質、形状、配置等は適
当に選択でき、例えば、上下軸芯（Ｐ）周りの複数の円
周上に攪拌部材（8b）を振分けてもよい。

棒状の部材（19）に代えて、第５図（イ）に示すように
筒状の部材（19）を容器に取付けてもよく、また、第５
図（ロ）や（ハ）に示すように棒状の部材（19）や筒状
の部材（19）を攪拌具（８）に取付けてもよい。

攪拌部材（8b）の姿勢は適当に変更でき、例えば下記
（イ）ないし（ニ）の傾斜姿勢を単独で又は適当に組み
合わせて、攪拌部材（8b）の一部又は全部に適用しても
よい。

（イ）下側ほど回転方向前方側になるように傾斜。

（ロ）下側ほど回転方向後方側になるように傾斜。

（ハ）下側ほど回転半径方向になるように傾斜。

（ニ）下側ほど回転中心側になるように傾斜。

ボールミルは、湿式でも乾式でもよく、また全体的な具
体構成は適当に変更できる。例えば容器（５）に被処理
物供給路と粉砕物回収路を上下左右に反対側に位置させ
て接続し、連続的に湿式粉砕できるように構成してもよ
い。

〔実験例〕

次に実験例を示す。

（実験例１） 腕材（8a）を被処理物とボールの上方に配置しただけの
ボールミル（比較例）と、さらに加えて筒状や棒状の部
材（19）を容器に取付けて、その部材（19）の周りに攪
拌部材（8b）を配置したボールミル（本発明例）を用
い、被処理物としてのケイ砂（試験用ダストJIS2種）を
湿式で粉砕処理し、粉砕時間と平均径（積算重量が50％
になる径）との相関を調べたところ、第７図に示す結果
を得た。

尚、原料ケイ砂の平均径は30μｍであり、本発明例にお
いて、ケイ砂が150gであり、媒液（水）が0.6lであり、
また、比較例において、ケイ砂が460gであり、媒液
（水）が0.84lであった。

すなわち、点線で示す比較例によればいくら時間をかけ
ても平均径が２μｍ程度以下にならないが、実線で示す
本発明例によれば１時間程で平均径が１μｍ程度にな
り、３時間程で平均径が0.7μｍ程度になり、本発明に
よればより一層の微粉砕が可能で、効率良く短時間に微
粉砕できた。

（実験例２） 実験例１と同様の比較例と本発明例を用い、実験例１と
同様のケイ砂を１時間湿式粉砕し、粒度分布を調べたと
ころ、第８図及び第９図に示す結果を得た。

すなわち、点線で示す比較例では、平均径が２μｍで粒
度分布の巾がかなり広いが、実線で示す本発明例では平
均径が１μｍで粒度分布の巾がかなり狭く、本発明によ
れば十分な微粉砕を粒径の揃った状態で実現できる。

（実験例３） 実験例１と同様の比較例と本発明例を用い、平均径45μ
ｍのタルクを被処理物として１時間湿式粉砕し、粒度分
布を調べたところ、第10図に示す結果を得た。

すなわち、点線で示す比較例では、平均径が27μｍであ
ったが、実線で示す本発明例では、平均径が２μｍであ
り、本発明例によれば十分な微粉砕を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示し、第１図は
要部断面図、第２図は第１図のII−II線矢視図、第３図
は全体正面図、第４図は全体の一部切欠側面図である。
第５図（イ），（ロ）及び（ハ）は本発明の各別の実施
例を示す要部断面図である。第６図は従来例の要部断面
図である。第７図ないし第10図は実験結果を示すグラフ
である。 （５）……容器、（８）……攪拌具、（8a）……腕材、
（8b）……攪拌部材、（19）……筒状や棒状の部材、
（Ｐ）……上下軸芯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下軸芯（Ｐ）周りで駆動回転自在な腕材
   （8a）に、個々に取付けた複数の攪拌部材（8b）の夫々
   を、前記上下軸芯（Ｐ）に沿う細長い形状に形成して、
   前記上下軸芯（Ｐ）周りで公転するように配置し、被処
   理物と粉砕用ボールをバッチ処理のために収容する容器
   （５）内に抜き差し自在に設けてあるボールミルであっ
   て、前記腕材（8a）の全てを前記容器（５）内の被処理
   物及びボールよりも上方に配置し、前記複数の攪拌部材
   （8b）を、夫々先端側が直線棒状に独立した状態で前記
   腕材（8a）より垂下させると共に、前記腕材（8a）や前
   記容器（５）に上下軸芯（Ｐ）上に備えられた筒状や棒
   状の部材（19）の周りに配置してあるボールミル。