JPH0757325B2 - 回分式横型転動ミルの自動供給排出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回分式横型転動ミルへ原料を供給し、粉砕後排
出する装置の自動化に係る。

［従来の技術］ 一般に陶磁器原料やタイル等の窯業原料は数種、場合に
よっては十数種の多品種原料を混合粉砕される場合が多
く、コンタミネーションのない、かつ均一な微粉が要求
されるため回分式の横型転動ミル（多くの場合ボールミ
ル）が用いられる。

粉砕の方式としてはさらに乾式と湿式とに分別され一般
には湿式（原料中へ水を添加したスラリー状とする）が
多用されているようである。

第６図（イ），（ロ）は典型的な回分式横型転動ミルの
要部を例示したものであって円筒状の本体1aの両端は軸
受で回転自在に支承され減速機101を介して連結するモ
ータ102の駆動力を受けて回転する。なお減速機にはイ
ンチング（寸動）モータ103が付設されていて、ミル本
体の開口部に被せた蓋（マンホール）12aが本体の最上
部の位置で停止するように微調整をする。

ミルの本体には少くとも１ヶ所（図では２ヶ所）の開口
部とその蓋が内装されていてここから原料の供給，排出
を実施するが、従来この型式のミルについては少くとも
次の手順を経過しなければならなかった。すなわち （１） 締付ボルトなどで本体に取付けている蓋を手作
業によって取外す。大型ミルでは蓋の重量が大きいので
チェンブロック，ホイストの力を借りて吊り上げる。

（２）開口部へ原料投入用シュートを手作業で取りつけ
る。シュートの上方には原料搬入用コンベヤを懸架す
る。

（３）あらかじめ所望の配合をした原料を所定量だけシ
ュートを通じて本体内へ供給する。必要なときは摩損し
た粉砕媒体（ボールなど）も同時に投入する。

（４）シュートを取外し、蓋を手作業によって開口部へ
嵌入し、ボルトで締め付け固着する。

（５）粉砕終了，ミル停止後、（１）と同様の作業を経
て蓋を取外し、排出用蓋と嵌め替える。大型の場合には
すべて手作業と玉掛け作業、一時仮置きなどの手順を要
する。

（６）排出用蓋13aを取付けたミル本体はインチングモ
ータを作動して180゜回動し、その位置が丁度真下を向
ける。

（７）排出用蓋13aの使用状態は第７図に示すようにコ
ンプレッサ104に連結した空気管4aと排出管31aとがバル
ブ14a,15aを介して取付けられ、蓋を貫通してミル本体
の内外と開閉自在に連通している。図のように一方から
空気が圧入され、この圧力によってスラリー状の粉砕物
Paが排出管31aを通って外部のスラリータンク3a内へ排
出される。なおミルの内部にはペブル等の粉砕用媒体も
入っているから、これらが同時に流出しないようにスト
レーナ105を排出管の先端に取付ける必要がある。

（８）排出が終れば排出用蓋と空気管，排出管との係合
を外し、再び180゜回動して蓋を直上に向ける。

（９）排出用蓋を取外して仮置きし、仮置きしてあった
原料投入用シュートを取付け原料を供給する。

（10）前記シュートを取外し、仮置きしてあった蓋と吊
り替えてミルの本体に取付ける。

この様な手順を繰返すこととなるが、回転バランスのた
め上下対称に２ヶの蓋を設けることも多いがこの手順を
省略することはできない。本来、横型の転動ミルは一方
から連続的に原料を供給し、他方から連続的に製品を排
出する連続式とするのが一般の態様であり、セメントク
リンカの製造をはじめ工業的に粉体を量産する実務レベ
ルの装置としては、生産性および生産コストの点から連
続式を採用するのは通常の態様である。回分式横型転動
ミルを窯業原料の場合など特殊な業界に限って回分式と
するのは、生産性を犠牲にしても定量の原料を粉砕し練
り合わせるという特殊な処理が必須の条件となるからで
ある。陶磁器用の原料としてはミル内での処理が一昼夜
もの長時間に及ぶことも稀ではなく、しかも多くの場合
は湿式で水を添加して微粉をスラリー状に練り上げると
いう特殊な条件が適用される。現実の工業生産として
は、この条件であっても大量の中間原料に転化しなけれ
ば経営が成り立たないから、回分式横型転動ミルの容量
を巨大化してその直径や軸線の長さが何れも4mに迫る大
きなミル本体を設定し、しかもその回分式横型転動ミル
を数列並設して回分式であるための低生産性と処理の過
小能力をカバーしなければならないのである。

通常窯業原料を粉砕する工場にはこの様な回分式ミルが
十台以上、数十台の規模で設置されており、粉砕仕込時
間を少しつづすらしながら、原料の仕込，製品の排出を
行うことになり粉砕時間の点より昼夜を問わずミルへの
原料供給と排出に多大の労力を強いられ作業環境上、労
働災害上大きな課題となっていた。

もちろんこの課題を改善するために数多くの提案も既に
発表されており、たとえば原料の装入用，排出用の筒体
を本体開口部へ着脱する技術に係る実開昭63−144846号
公報、蓋体の密着性に係る実開昭63−197643号公報、蓋
体などの係脱に便利なスイングクランプ装置に係る実開
昭60−165125号公報などが見出される。

しかしこれらは何れも本体と蓋との係脱に着目した単独
部材の改善にのみ限られ、部分的な省力化に効果がある
とは言え、前記の工場全体の過大な労働負荷を根本的に
救済するほどの期待はできないと言わざるを得ない。そ
の他、回分式横型転動ミルの自動化を目指した従来技術
としては、特公昭58−3745号公報の提案もある。この従
来技術では粉体処理機へ原料を供給するために処理機の
上部に位置し、水平に移動してきた容器を内部で回転し
て原料を反転落下させる投入ホッパと、処理機の下方に
待機して排出された処理後の粉体を受け入れた容器を抱
持して水平に移動し、さらに把持を替え垂直に上昇して
元の投入ホッパの高さまで帰還する移送装置から形成さ
れている。このような循環系路と粉体処理機によって成
立する回分式の作動原理を図示すると、第８図（イ）〜
（ニ）で纏められ、図（イ）は処理機1b内へ原料を投入
する段階を示し、原料の投入口101は上向きに開口し排
出口102は閉鎖している。この時点において図示されて
いないが投入口101の上方に位置する投入ホッパ内で原
料を収容した容器が回転して中の原料を投入口へ向けて
供給するのである。図（ロ）は処理機の運転中の状態で
あり、処理機本体の軸線は水平に保たれて投入口、排出
口は共に閉鎖している。図（ハ）は処理が終って製品を
排出する段階でミル本体は斜めに立ち上がり中の粉体は
排出口102を通過して図示しない下方の容器内へ排出さ
れる。図（ニ）では排出時に偏った粉砕媒体（粉砕ボー
ル）を元に戻すために軸線を逆方向に傾斜した状態であ
る。この一連のミル本体の作動とその上下で循環する容
器の移動とを組み合わせて、すべての作業を連続化、自
動化して労働力の軽減、能率向上が図れると謳ってい
る。

しかし、このタイプの回分式横型転動ミルは本発明が対
象とする陶磁器、タイルの原料調整用の装置としては不
適当である。原料の供給には投入ホッパの中で容器を反
転することを要件としているが、巨大化した陶磁器用、
タイル用の回分式横型転動ミルには到底適用不可能であ
る。大容量の容器を水平移動、反転するとすれば過大な
駆動機構が必要であり、それを避けようとすれば容器の
移動を繰り返さなければ所望量の原料供給が覚束無い。
しかもその間の所要時間は甚だしく生産性の阻害要因と
ならざるを得ないから、実験室的レベルならば別とし
て、工業的な生産態勢に対しては殆ど適用の余地が見出
し難い。

さらに処理後の粉体排出について言えば、本来連続式が
好ましい横型転動ミルを、敢えて回分式とした理由を考
えれば理解できるように、陶磁器用、タイル用の中間製
品に処理した粉体は、一般にスラリー状の高粘度に練り
上げることが目的であり、乾性の粉体とは全く流動性が
異なるから、単に排出口を開口したところで自重だけで
簡単にミル本体内から流出する筈がない。すなわち、前
記第８図（ハ）の姿勢にミル本体を傾斜したところで、
内部の高粘結性のスラリー材が排出されるためには、過
大な時間の浪費が伴うことは必定であり、生産性から言
えば到底耐え難い負担である。

本発明は以上にのべた課題を根本的に解決するために陶
磁器用、タイル用の中間原料を主たる対象とする回分式
横型転動ミルに対する原料の供給と排出を自動化した総
合的システムの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る回分式横型転動ミルの自動供給排出装置は
上段3F、中段2F、下段1Fの３段よりなる構築体の中段2F
へ少なくとも１個の開口部11を有する複数個の回分式横
型転動ミル１を軸線を平行に並列し、下段1Fへ先端に継
手32を具えた排出管31を有する製品の貯槽３を設置し、
中段2Fには先端に継手41を開閉自在に具えた空気管４を
設け、上段3Fには回分式横型転動ミル１の軸線上に上架
した軌道７の上を走行自在に作業車５と原料供給車６と
を直列に配置し、作業車５は回分式横型転動ミル１の開
口部11へ嵌合する原料の挿入用蓋12、製品の排出用蓋13
をそれぞれ着脱し把持し昇降する１セット以上の油圧機
構を具え、原料供給車６はその頂部にコンベア８から定
量切り出される原料を受け入れる上部ホッパー61と昇降
自在に回分式横転動ミルの開口部11の中へ密着進入する
円錐筒体63とを一体的に支保し、前記排出用蓋13には排
出管31の継手32、および回分式横型転動ミル１内で微粉
砕された高粘度の製品を強制排出する空気進入用の継手
42とそれぞれ係脱する継手16、17を具えて各配列毎の１
組の粉砕機構を形成し、前記各列の粉砕機構の端部を直
交して相互に繋ぐ縦軌道９を配設し、該縦軌道９の上へ
前記軌道７と同一水準で横行する台車10を載置し、各配
列間、および各配列毎の各段、各部材の時間と位置と動
きを所定の関係に管理する制御手段を連結したことによ
って前記の課題を解決した。

［作用］ 第１図は本発明実施例の斜視図、第２図（イ），
（ロ），（ハ）は全体の作用の流れを説明する正面図で
ある。

各図において下段1_Fには先端に継手32を具えた排出管31
を取付けた貯槽３を据え、中段2_Fには少くとも１ヶの開
口部11を有するミル本体１を置き、圧気源（図示せず）
と連繋した空気管４を配管する。空気管にはバルブ41を
経て先端は継手42で終っている。

上段3_Fにはミルの軸方向へ軌道７を布設し作業車５と原
料供給車６とを直列に並べる。作業車５はミルの開口部
11へ内嵌する装入用蓋12および排出用蓋13をそれぞれ別
個に係脱し把持し昇降する機能を与えられている。

一方原料供給車６は上部ホッパ61,伸縮自在の筒体62,円
錐筒体63を一体的に昇降できる機能を与えられている。

排出用蓋13は排出管の継手32および空気管の継手42とそ
れぞれ別個に係脱できる継手を具え、開閉自在に内外を
連通する。

以上に述べた基本構成に伴なう特有の効果を第２図
（イ），（ロ），（ハ）に基いて説明すると、図イにお
いて停止したミル本体１の頂天に装入用蓋12が位置し、
この上へ作業車５が走行してきて蓋を把持している瞬間
を示す。この後、装入用蓋とミル本体との係合を外し蓋
を上方へ持ち上げた後仮置きし、代りに作業車は排出用
蓋13を把持して下降しミル本体開口部11へ内嵌係合す
る。ここで作業車の油圧部と排出用蓋の係合を解きミル
本体を180゜回動して排出用蓋の位置を最底部へ替え、
図（ロ）に示すように排出用蓋13を排出管，空気管とそ
れぞれの継手を継合して開きミル内の粉砕物Ｐを貯槽３
の中へ排出する。排出の終ったミル本体１は再び180゜
回動して排出用蓋13を取外して仮置きし、原料供給車６
を走行してミルの開口部直上に置き先端の円錐筒体63を
ミル内まで嵌入密着して固形原料Ｃを上架してあるコン
ベア８から上部ホッパ61へ、また必要な液状原料Ｌは直
接円錐筒体63へそれぞれ供給する。この状態が図ハに示
す態様で原料の供給工程である。

次にこのような一組三段のミルおよびその周辺機器の組
合せは、多数列並べた通常の実工場において第１図のよ
うに列線を直角に横切る縦軌道９の上を作業車５が移動
することによって作業の省力化とレイアウトの簡素化は
一段と進む。このように複数の列線を縦横に駆使する総
合的なシステムを運用するときのフローチャートを第３
図に例示する。

第１図の例ではミルの各ラインの軌道７と同一レベルの
軌道を上架した台車10を直角の縦軌道９の上で横行さ
せ、いずれのラインへでも作業車の転用を可能とした。

なおこの図では各ラインごとにコンベア８を具えた原料
槽81をそれぞれ固設し、原料供給車６も各ラインに１ヶ
つづ具えているが、これは単なる一例に過ぎず、種々の
部材の組合せが可能であって技術的範囲の制約を受ける
ものではない。

［実施例］ 本発明の実施例について前項までの記述との重複を避け
て説明すると、第４図は作業車５の具体的な断面図であ
り、車輪51の転動によって作業車は軌道７の上を走行で
き、その内部には油圧シリンダ52と油圧ユニット53とを
装備し、油圧ユニットの先端にある継手54が装入用蓋12
の固定用スイングクランプ18の継手19と係脱自在に構成
されている。

装入用蓋12の中心にはフック20が突出し、作業車の油圧
シリンダ52は伸縮してその先端のチャック55がフック20
を把持すると同時に継手19と継手54とが係合して油圧ユ
ニット53が作動し、スイングクランプ18は付勢力に抗し
て持上がり、同時に水平に旋動して装入用蓋12を解放す
る。

したがってこれら一連の作動がタイミングよく進行する
ので、装入用蓋は軌道上まで吊り上げられた後水平に移
動して所望の場所で仮置きするために吊り下ろされる。

なおこの図の例はトラバーサ56を上方に具えて、作業車
の走行とは別にミル軸方向への移動を可能としたもので
結局この作業車についてはＸ軸（走行）,Y軸（トラバー
サ）,Z軸（油圧シリンダ昇降）,A軸（油圧シリンダ横
行）,B軸（油圧チャック）の自走式５軸制御ロボットが
望ましい実施例でありＸ〜Ａ軸は外部エンコーダフィー
ドバック制御により、Ｂ軸は２位置制御により作動を管
理され、これとスイングクランプの作動とを含めシーケ
ンサ制御盤を介して自動的に運転を進めることができ
る。

第５図は第２図（ロ）の部分拡大図で排出用蓋13が排出
作用中の係合関係を例示したものである。ミル本体１の
開口部に嵌合した排出用蓋に具えられた継手16は空気管
４の継手42と、同じく継手17は排出管31の継手32とそれ
ぞれ係合し、中間に介装したバルブ14および15を開いて
圧力空気をミル本体内へ案内し、内部の粉砕物Ｐを貯槽
４内へ排出する。

［発明の効果］ 本発明は以上に述べた構成と作用よりなるから、長年の
懸案であった過大で不安全な現場作業の自動化を実現
し、全体の工程を合理化，省力化して経済上のメリット
も大きく見込むことができる。本発明は当業界の趨勢が
複数の回分式横型転動ミルを配列した大量処理を基本と
している現況を捉え、複数の系列の処理機構を共通する
供給排出機構で賄う合理的な構成とした。すなわち、１
台の作業車が隣接の系列の回分式横型転動ミル装置へ次
々と転用され、共通する制御機能によって各系列間の調
整を一元的にカバーすると共に一単位の系列内の各段、
各部材の一切の位置と動きを時間的に整合し、総合すれ
ば全工場の生産活動を全面的に自動化する画期的な合理
化の実施を促す効果がある。

粉砕工場は一般的に作業環境がよくない上、体力に依存
する重労働が作業員の健康を害し災害を誘発していた
が、本発明の実施によって面目を一新したシステム化に
脱皮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の斜視図、第２図（イ），
（ロ），（ハ）は各工程順の正面図、第３図は実施例の
フローチャート、第４図は実施例の一部垂直断面図、第
５図も実施例の別の一部を示す垂直断面図、第６図
（イ），（ロ）は従来技術の平面図と正面図、第７図は
従来技術の一工程を示す垂直断面図、第８図（イ）
（ロ）（ハ）（ニ）は別の従来技術要部の作動を示す垂
直断面略図。 １……ミル本体、３……貯槽 ４……空気管、５……作業車 ６……原料供給車、７……軌道 ９……縦軌道、12……装入用蓋 13……排出用蓋 16,17……排出用蓋の継手 31……排出管、32……排出管の継手 42……空気管の継手、61……上部ホッパ 62……筒体、63……円錐筒体 Ｃ……固形原料、Ｌ……液状原料 Ｐ……粉砕物（スラリー） 1_F……下段、2_F……中段、3_F……上段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回分式横型転動ミルの供給排出装置におい
   て、上段3F、中段2F、下段1Fの３段よりなる構築体の中
   段2Fへ少なくとも１個の開口部11を有する複数個の回分
   式横型転動ミル１を軸線を平行に並列し、下段1Fへ先端
   に継手32を具えた排出管31を有する製品の貯槽３を設置
   し、中段2Fには先端に継手41を開閉自在に具えた空気管
   ４を設け、上段3Fには回分式横型転動ミル１の軸線上に
   上架した軌道７の上を走行自在に作業車５と原料供給車
   ６とを直列に配置し、作業車５は回分式横型転動ミル１
   の開口部11へ嵌合する原料の挿入用蓋12、製品の排出用
   蓋13をそれぞれ着脱し把持し昇降する１セット以上の油
   圧機構を具え、原料供給車６はその頂部にコンベア８か
   ら定量切り出される原料を受け入れる上部ホッパー61と
   昇降自在に回分式横型転動ミルの開口部11の中へ密着進
   入する円錐筒体63とを一体的に支保し、前記排出用蓋13
   には排出管31の継手32、および回分式横型転動ミル１内
   で微粉砕された高粘度の製品を強制排出する空気進入用
   の継手42とそれぞれ係脱する継手16、17を具えて各配列
   毎の１組の粉砕機構を形成し、前記各列の粉砕機構の端
   部を直交して相互に繋ぐ縦軌道９を配設し、該縦軌道９
   の上へ前記軌道７と同一水準で横行する台車10を載置
   し、各配列間、および各配列毎の各段、各部材の時間と
   位置と動きを所定の関係に管理する制御手段を連結した
   ことを特徴とする回分式横型転動ミルの自動供給排出装
   置。