JPH10309484A

JPH10309484A - 遠心衝突式破砕機

Info

Publication number: JPH10309484A
Application number: JP13754497A
Authority: JP
Inventors: Teruji Watajima; 輝二綿島
Original assignee: NAKAYAMA TEKKOSHO KK
Current assignee: NAKAYAMA TEKKOSHO KK
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【目的】ロータの外周部分のコリオリ力に基づく磨耗を
防止することにより、破砕効率の減少を防止し、粒径分
布を均質にする。【構成】コリオリ力が大きくなり磨耗量が大きくなるロ
ータ外周縁最外側を含む外周縁の部分を交換自在とす
る。その外周縁に近接し内側に位置する近接部分の超硬
チップを交換自在に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐用期間を延長するた
めに磨耗部分のみを交換できるようにした遠心衝突式破
砕機に関する。さらに詳細には、天然岩石等の塊状物を
所定の粒径に破砕し、かつ、粒形を整えることができる
竪型の遠心衝突式破砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】天然岩石等の塊状物（以下、単に物体と
いう）は、例えばコンクリート用骨材、敷石、路床材な
ど各種の用途に応じて破砕される。このような破砕を行
う破砕機の１つとして、竪型衝撃式破砕機がよく知られ
ている。竪型衝撃式破砕機は、遠心衝突式破砕機とも称
される。遠心衝突式破砕機は、ロータの中心部分に破砕
すべき物体を供給し、遠心力で加速してロータの周縁か
ら放出することを原理とする破砕機である。遠心力を物
体に有効に与えるためのロータは、回転翼構造である。
原理的な回転翼構造は、円板に放射方向に延びる案内体
（ライナーともいう）が設けられている。

【０００３】このような案内体から周方向（回転方向）
の速度を与えられる物体には、幾何学的な力即ち遠心力
を与えられる。物体は周方向速度成分（接線方向成分）
と遠心方向速度成分が合成された速度でロータから放出
される。物体が衝突体に衝突する時の衝撃力を大きくす
るためには、ロータの半径及びロータの回転角速度が大
きくなるように設計される。ロータの半径には設計上の
制限があり、回転角速度が大きくなるように設計されて
いる。

【０００４】高能率化が進められている最近の遠心衝突
式破砕機では、コリオリ力を無視できないほどの回転角
速度が与えられている。見かけ上の力であるコリオリ力
は、案内体が存在する場合には、案内体と物体との間に
大きい現実の摩擦力を生じさせる。速度に比例する大き
さを持つコリオリ力は、案内体のより外側寄りでより大
きい摩擦力を生じさせる。

【０００５】ロータ部材の磨耗を惹起するこのような摩
擦力の存在は、ロータの特定部分を侵食する。その侵食
部分が等比級数的に拡大しロータの一部分を破壊する。
このような破壊・欠損が起こると、物体の放出角度が大
きく変化して破砕態様を変更し、破砕された物体の粒径
分布が安定せず、ロータの安定性が悪くなる。このた
め、大きい摩擦力の存在は、補修を必要とし、特に、頻
繁な部品交換を余儀なくさせている。

【０００６】遠心衝突式破砕機は、岩石の破砕形式から
アンビル方式とデッドストック方式とに大別される。ア
ンビル方式の遠心衝突式破砕機は衝突体としてアンビル
を用いることにより、原料物体のサイズを小さくするこ
とを目的とし、一方デッドストック方式の遠心衝突式破
砕機は衝突体としてデッドストックを用いることにより
すでに所望のサイズに破砕された物体の表面を滑らかに
し粒形を整えることを目的としている。このような異な
る目的のために両用できる遠心衝突式破砕機が求められ
ている。

【０００７】また、次に説明する矛盾を解決した遠心衝
突式破砕機も求められている。コンクリート用骨材は大
径の砕石と小径の砕砂を必要とするが、ＪＩＳでは砕石
及び砕砂のいずれも一定の粒度分布にあることが要求さ
れている。例えばＪＩＳ規格の「砕石５００５」の場
合、ふるいの通過重量百分率が６０ｍｍ：１００％、５
０ｍｍ：９５〜１００％、２５ｍｍ：３５〜７０％、１
５ｍｍ：１０〜３０％、５ｍｍ：０〜５％であることが
要求される。しかし、前記のようにアンビル方式は粒径
を小さくするのを目的とした破砕方式であるので、要求
される粒度分布のうち大径のものを産物として得にく
く、また粒形も悪い。他方デッドストック方式は粒形調
整を目的とした破砕方式であるので、要求される粒度分
布のうち小径のものを産物として得にくい。

【０００８】砕石が大きいと、約４０ｍｍ以上だとロー
タの翼に配置された超硬チップの破壊が起こり易くチッ
ピング摩耗を早めることになるので、破損しにくい材料
のものがよい。しかしながら、砕石が１０ｍｍ以下の砕
砂になるとチッピング摩耗の量は少なく通常の摩耗量が
多くなるので耐摩耗性が良い超硬チップで構成したほう
が良い。したがって、比較的大きい原石の場合と砂の場
合とでは要求される特性が異なり、矛盾した要求とな
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目
的を達成するものである。

【００１０】本発明の目的は、ロータの特定部位の部材
を交換自在とすることにより耐用期間を大幅に延長する
ことができる遠心衝突式破砕機を提供することにある。

【００１１】本発明の他の目的は、ロータの特定部位の
部材を交換するコストを低廉にする遠心衝突式破砕機を
提供することにある。

【００１２】本発明の更に他の目的は、ロータの特定部
位の部材を交換するコストを低廉にするとともに粒径分
布を安定化する遠心衝突式破砕機を提供することにあ
る。

【００１３】本発明の更に他の目的は、ロータの特定部
位の部材を交換するコストを低廉にするとともに他目的
化できる遠心衝突式破砕機を提供することにある。

【００１４】本発明の更に他の目的は、ロータの特定部
位の部材を交換自在とすることにより耐用期間を大幅に
延長し交換コストを低廉にするとともに粒径分布を安定
化する遠心衝突式破砕機を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するために、請求項記載のような手段が採用されている
が、次のような作用のもとで、多用に改変される。

【００１６】本発明による遠心衝突式破砕機では、ロー
タの中心域に破砕されるべき物体が投入される。このよ
うに投入された物体は、ロータの中心域からロータの外
周縁に向かう遠心流を形成する。ロータ上に形成される
遠心流中の物体の一部は、見かけ上のコリオリ力を受け
る。流路を形成し規定する案内体である流路形成部材に
接触する物体は、実体的なコリオリの反作用力を受け
る。

【００１７】本発明は、本出願人に係る特開平５−９６
１９４号公報で詳しく示される物体の運動の数学的解析
に基づいている。遠心力のみを受ける物体は、角速度が
十分に大きく放出されるまでの時間が長い場合には、ロ
ータ外から見て、半径方向に対して４５度の角度（放出
速度は回転方向に向かうベクトルを持つ）で放出され
る。

【００１８】このような傾向は、物体と物体が接触する
流路形成部材との間の摩擦係数が零より大きければ、同
じ条件で前記角度はより大きくなる（なぜなら、遠心方
向の速度が同じ条件で小さくなるからである）。

【００１９】コリオリ力はロータの外周縁に近づくほど
大きくなり、本発明が関係する破砕機ではコリオリ力は
無視できない大きさである。物体は外側に位置するほど
指数関数（ハイパーボリックサイン・オメガ時間・ｈｓ
ｉｎ（ωｔ）又はこれに類似した関数）的に増大するコ
リオリ力を受ける。流路形成部材のうち外周縁の近傍の
近傍部分は、大きいコリオリ力を受けて内周部分よりも
激しく磨耗を受ける。もし流路形成部材が物体を案内す
る面がロータの回転軸心線を通りロータの回転面に直交
する面であれば、その面の外周端の位置即ち物体が離脱
して放出される位置でもっとも激しく磨耗が生じる。こ
の外端点又は外端線を含む近傍領域の近傍部分が交換さ
れる。

【００２０】近傍部分は磨耗を受けて滑らかな曲面を形
成する。磨耗により形成される曲面は、コリオリ力の方
向に曲がる。ということは、初めからその方向に曲げて
おくことにより磨耗量は減少する。コリオリ力の影響を
考慮した物体の軌道よりも内側寄り即ち回転中心寄りの
曲面に近傍部分を初めから形成しておけば、ある特定点
から外側寄りの部分には理論的には磨耗が生じないこと
になる。

【００２１】磨耗は中心領域から始まるので磨耗をなく
すことはできないが、前記した曲面に初めから形成して
おいた場合には、磨耗量を少なくすることができる。特
に、近傍領域の始端点に硬い材質の近接部分を置いてお
けば、極端な言い方をすれば、決して磨耗しない材料の
部材即ち近接部分を前記始端点（近傍領域に接続し近傍
領域よりも半径方向に内側に位置する領域）に置き、し
かも、前記近傍領域を特定の前記曲面に形成しておけ
ば、磨耗は全く起こらない。磨耗量が少なければ物体の
放出位置の変動量が少ないので、物体が飛び出す位置と
方向が安定する。前記公報に示されるように、接線方向
と物体の飛跡との間の角度である放出角度θは、次式で
表される。

【００２２】

【数１】 μは、物体と流路形成部材との間の摩擦係数であり、全
流路で一定であると仮定されている。この式は、回転角
速度の値及びロータの直径値が十分に大きく、中心点に
おける初速度が零である初期条件下の近似式であり、現
実のロータの設計定数において現実的な値を示してい
る。

【００２３】摩擦係数が零であれば、放出角度θは４５
度である。摩擦係数は零より大きいので、放出角度θは
４５度より大きい。このことは、摩擦力により物体の半
径方向加速度に制限がかかっており接線方向速度は飛び
出す位置において定数であるから、当然の結果である。
重力による影響下でも、現実のロータでは回転角速度が
十分に大きいから、放出角度はほぼ同じ値を示す。

【００２４】流路形成部材は、半径方向に延びる半径方
向部分と周方向に延びる周方向部分を備えている。前記
近傍部分は半径方向部分の一部と前記周方向部分の一部
として形成することができる。この場合、両部分に前記
曲面を連続させて形成することができる。前記近接部分
と前記近傍部分は独立に交換自在に形成することができ
る。

【００２５】流路は複数好ましくは３つが形成される。
流路は、１２０度間隔で位相が異なっている。１つの流
路は１２０度回転させることにより他の流路に重なる。
各流路は、角度位置が異なる２箇所の流路形成部材によ
り形成される。この場合、ロータは反転・逆転する。回
転方向に前方の近接部分及び近傍部分が磨耗する。

【００２６】前記曲面は、ロータの回転中心軸心線に直
交する断面上の形状が、前記コリオリ力の周方向分力を
時間に関して２回積分した値とロータの半径方向長さと
の間の関数の形で表される形状又はこれに近似した形状
であることが好ましい。

【００２７】ロータの周域には、ロータから放出された
物体が衝突する衝突体が配置されている。衝突体は、金
属製のアンビルであり、鉛直方向に延びる溝が形成され
た凹凸体である。これは、ロータが正方向及び逆方向に
回転し且つ放出方向が斜め（静止系即ち機械本体からみ
て）である物体を直交方向に衝突面に衝突させるためで
ある。衝突体は、また、デッドストックである。デッド
ストックとアンビルとをロータの周域で交互に配置する
こともできる。また、ロータ側にもデッドストックを形
成することができる。

【００２８】前記近接部分及び近傍部分は流路の両側に
設けられている。回転方向に先行するそれらの部分と回
転方向に後行するそれらの部分との硬度を異ならせるこ
とができる。その技術的意義は、詳細な説明の欄におい
て述べられる。

【００２９】

【発明の効果】本発明による遠心衝突式破砕機は、機械
の使用可能期間を大幅に延長することができる。その他
の効果は、前記作用説明及び実施形態の説明において具
体的に述べられている。例えば、期間延長のための作業
が容易であり、その維持コストが低廉であることなどで
ある。

【００３０】

【実施の形態】

（実施の形態１）本発明の実施の形態を図面を参照しな
がら以下に説明する。図１，図２はこの発明によるデッ
ドストック形式の遠心衝突式破砕機の実施形態１を示し
ている。ケーシング１は、ケーシング本体１と蓋２とか
ら形成されている。蓋２は、止め具３を介して着脱自在
にケーシング本体１に固定されている。ケーシング本体
の形は、水平断面上で正方形である。

【００３１】ケーシング本体１には、支持体４が支持さ
れている。支持体４に旋回軸５が回転自在に支持されて
いる。旋回軸５に、旋回台６が固定されている。旋回台
６に、油圧シリンダ７の一端部が揺動自在に支持されて
いる。また、旋回台６にはレバー８の基端部が揺動自在
に支持されている。レバー８の部分が、油圧シリンダ７
の他端部に回転自在に支持されている。

【００３２】レバー８の自由端部が、蓋２の中心蓋９の
近傍に回転自在に結合している。中心蓋９は、蓋２の中
心領域に設けられている蓋挿入孔１１に嵌め込まれてい
る。油圧シリンダ７の伸縮と旋回軸５の旋回との組み合
わせにより、中心蓋９をケーシング本体１の側方の床に
静置することができる。中心蓋９と同体に蓋２をその床
に静置することもできる。

【００３３】床１２に回転駆動機構１３が、設置されて
いる。回転駆動機構１３の鉛直向きの回転中心線は、前
記正方形の中心を通っている。回転駆動機構１３は、軸
ハウジング１４を有している。駆動軸１５が、駆動モー
タ（図示せず）、Ｖベルト（図示せず）等を介して、軸
ハウジング１４の中に回転自在に支持されている。駆動
軸１５の回転中心線は、回転駆動機構１３の前記中心線
に一致している。

【００３４】回転翼１６が、駆動軸１５の上端面に支持
され駆動軸１５に固定されている。前記駆動モータの回
転方向は、正方向及び負方向に回転することができ、即
ち、前記駆動モータは逆転可能である。したがって、駆
動軸１５は、正逆方向に回転することができる。

【００３５】蓋２に形成された蓋挿入孔１１は、原石な
どの破砕すべき物体を投入するための投入口１７を兼ね
ている。投入口１７は、水平断面上で円形である。投入
口１７の鉛直向きの中心線は、回転駆動機構１３の前記
中心線に一致している。蓋２に、天井１８が形成されて
いる。

【００３６】天井１８の下面に円筒体１９が吊り下げら
れて支持されている。円筒体１９の下部から、シュート
２１が垂下されている。シュート２１は水平断面上で略
緩円錐形であり、下方部が上方部よりも狭くなるように
形成されている。シュート２１の中心線は、回転駆動機
構１３の前記中心線に一致している。

【００３７】円筒体１９の下端面に、カバー２３が取り
つけられている。カバー２３は、回転翼１６を上方側か
ら覆い、回転翼から跳ねる物体のケーシング本体１内へ
の飛散を防止している。シュート２１の下端縁の高さ位
置は、回転翼１６の後述する翼体の上端面の高さ位置に
概ね一致している。

【００３８】図３及び図４は、ロータを示している。ロ
ータは、その翼構造から、回転翼１６と呼ばれる。回転
翼１６は、物体の遠心流を生起させることができる。回
転翼１６は、回転円盤３１を含み、また、三枚翼体を含
む。三枚翼体は、３体の翼体３３から形成されている。
回転円盤３１は、中心に同軸に分配盤３４を備えてい
る。分配盤３４の上面は、中心部分を形成する水平面３
５と緩やかに傾斜する円錐面３６とから形成されてい
る。

【００３９】円錐面３６は、水平面３５を同心に包囲し
ている。水平面３５は、円錐面３６よりも高い位置にあ
る。円錐面３６は、外側寄り部分が内側寄り部分よりも
低い位置にある。３体の翼体３３の回転方向に隣り合う
２体は、１２０度の位相差を有し同一構造、同一形状で
ある。２体の翼体３３の間には流動用床３７が敷かれて
いる。流動用床３７の上面は、水平面である。

【００４０】流動用床３７の内端部分は、回転円盤３１
の上面と分配盤３４の外周端部の下端面との間に挟まれ
ている。回転円盤３１の上面側には、３箇所に凹部３８
が設けられている。各流動用床３７の下端面側には、凸
部３９が設けられている。凸部３９は、凹部３８に嵌め
込まれている。この凹凸嵌合は、流動用床３７の遠心力
による飛出しを防いでいる。

【００４１】各翼体３３は、分配盤３４の外側領域で回
転円盤３１の外周端近くまで概ね半径方向に延びてい
る。各翼体３３は、図３に示すように、半径方向に延び
る本体部分４１と、回転円盤３１の内側寄りの領域で周
方向に延びる第１周方向部分４２と、回転円盤３１の外
周端部領域で周方向に延びる第２周方向部分４３から形
成されている。

【００４２】第１周方向部分４２及び第２周方向部分４
３は、本体部分４１の中心線（半径に一致する線）に対
してそれぞれに線対称に形成されている。第２周方向部
分４３の周方向に離隔する両端部分は、後に説明するよ
うに近傍部分４５を形成する。第１周方向部分４２の両
端部は、半径方向に延びる半径方向部分４６を形成して
いる。本体部分４１と第１周方向部分４２と第２周方向
部分４３は、本体部分４１の両側（周方向に両側）に２
つの凹部を形成している。

【００４３】この凹部は、デッドストックスペース４７
を形成する。デッドストックスペース４７に物体が集積
されて形成されるデッドストックの外側面と半径方向部
分４６の端面（周方向に概ね直交する面）４８と近傍部
分４５の端面（周方向に概ね直交する面）とで、物体の
遠心流を案内する案内面を形成する。

【００４４】言い換えると、デッドストックスペース４
７に集積するデッドストックと半径方向部分４６と近傍
部分４５とは、流路形成部材を構成している。このよう
な流路形成部材は、ロータの中心域からロータの外周縁
に向かう物体の遠心流を形成することができる。その遠
心流の流路は、流路形成部材により規定される。

【００４５】近傍部分４５は、回転翼１６の外周端部で
周方向に延びる周方向近傍部分４５Ａと、周方向近傍部
分４５Ａの端部として径方向に延びる径方向近傍部分４
５Ｂとから形成されている。周方向近傍部分４５Ａと径
方向近傍部分４５Ｂの端面は、回転翼１６又はロータの
外周縁５１を形成している。

【００４６】外周縁５１は、コリオリ力により物体が押
しつけられる領域の面又はこの面を含む流路形成部材で
あり物体が離脱する点を含みこの点の近傍の領域又はこ
の領域を含む流路形成部材をいう。具体的には、近傍部
分４５又は近傍部分４５の部分を含む。前記離脱点は、
磨耗の進行により前進するから定点ではない。

【００４７】近傍部分４５は、第２周方向部分４３の端
部に外側から取りつけられている。即ち、周方向近傍部
分４５Ａの内側面（半径方向に内側の面）と第２周方向
部分４３の外側面（半径方向に外側の面）が密着してい
る。近傍部分４５は、内側周方向部分５２及び外側周方
向部分５３を一体に備えている。内側周方向部分５２
は、外側周方向部分５３よりも半径方向に内側に位置し
ている。

【００４８】内側周方向部分５２と外側周方向部分５３
との間に第２周方向部分４３の端部が嵌め込まれてい
る。ボルト５４が、外側周方向部分５３の側から通され
第２周方向部分４３の端部及び内側周方向部分５２を貫
通している。締付ナット５５をボルト５４の突出部にね
じ込んで、近傍部分４５を第２周方向部分４３に強固に
固定している。

【００４９】近傍部分４５の径方向近傍部分４５Ｂの内
側寄り部分に、硬質体５７が取りつけられている。硬質
体とは、近傍部分４５の部材に比較して硬質であること
を意味する。硬質体として、高価な超硬チップ５７が用
いられている。超硬チップ５７は、流路形成部材の一部
分であり、近傍部分４５よりも半径方向に内側に（中心
より）あり近傍部分４５に近接している。近傍部分４５
と近接部分４５は半径方向に連続している。近傍部分４
５には硬い合金が用いられ、本体部分４１の部材よりも
硬質である。

【００５０】超硬チップの他に非超硬チップという用語
が本明細書において用いられる。非超硬チップは、いわ
ゆるクロム鋼、ニッケル・クロム鋼など強靭な鋼又は合
金鋼等であり、摩耗しやすいが粘りがあり欠けにく
い。”欠けにくい”とは、チッピング摩耗が少ないこと
である。これに対して超硬チップは、ＷＣ−Ｃo系、Ｗ
Ｃ−ＴｉＣ−Ｃo系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴaＣ（ＮbＣ）−
Ｃo、ＴaＣ−Ｎi系、Ｃr2−Ｎi系等の燒結合金からな
り、ダイヤモンドに匹敵する硬さを有し、軟質炭化物を
鉄族元素を結合剤金属として圧縮成形した後高温度で燒
結して作られ、非超硬チップに比較して、欠けやすいが
摩耗しにくい。超硬チップは、非超鋼チップに対して比
較的に硬いチップであり、上記例示のものに限られず、
ファインセラミックスも含まれる。

【００５１】硬質体５７は、近傍部分４５から独立させ
ることができる。即ち、近傍部分４５を交換する際に、
硬質体５７をそのまま残存させることができる。この場
合は、硬質体５７は、本体部分４１又は流動用床３７に
取りつけることになる。硬質体５７は、第２周方向部分
４３の両端部に取りつけられている。

【００５２】第１周方向部分４２の両端部分の半径方向
部分４６にも、内側硬質体５８である内側超硬チップが
交換可能に設けられている。内側硬質体５８は、超硬チ
ップに代えて非超硬チップを用いることができる。内側
硬質体５８は、第１周方向部分４２の材質よりも硬質で
ある。

【００５３】各翼体３３には、覆蓋５９が設けられてい
る。覆蓋５９は、本体部分４１の上端面に固着されてい
る。このような固着構造の説明は省略する。図１，２に
示すように、回転翼１６の周域にデッドストックを形成
するためのデッドストック形成用床板６１がケーシング
本体１に固定されている。

【００５４】デッドストック形成用床板６１には、中心
孔６２が開けられている。デッドストック形成用床板６
１より上方の空間が、デッドストックスペース６３とし
て使用される。ロータから放出される物体の運転開始後
の初期衝突を行わせるための衝突板６４がケーシング本
体１の四周の鉛直壁の内面に固定されている。

【００５５】次に、実施形態１の動作、物体の運動を説
明する。運転中は、中心蓋９が蓋挿入孔１１より取り外
される。他の破砕機で既に破砕された物体が蓋挿入孔１
１より投入される。回転翼１６は、正転でも逆転でもど
ちらでもよい。投入された物体は、シュート２１に案内
され回転翼１６の中心領域即ち分配盤３４の水平面３５
上に落下する。

【００５６】水平面３５上に落下した物体は円錐面３６
に案内され重力により初速度を与えられて流動用床３７
上で滑動しながら、遠心力を付与される。流動用床３７
の上面と物体との間の摩擦がなくても、物体は流路形成
部材４６、４５から直接に周方向の運動を与えられ遠心
力を受ける。

【００５７】物体は、運転開始後には、デッドストック
スペース４７に集積する。デッドストックの集積量が限
界に達すると、そのデッドストック及び流路形成部材か
ら直接に周方向の運動を与えられ遠心力を受ける。近傍
部分４５の外周縁５１に案内される時には既に大きい速
度を有している物体は、大きいコリオリの反作用力を受
けながら、外周縁５１に含まれるある点でその外周縁５
１から離脱され放てきされる。

【００５８】物体は、遠心方向速度成分と回転方向に向
かう接線方向速度成分が合成された速度で放出される。
物体の放出角度即ち放射方向と放出方向との間の角度
は、４５度より大きい。摩擦力がきわめて大きい場合に
は、放出方向は接線方向に近づく。図５は、外周縁５１
が放射方向に向いている場合の運動解析図である。放出
点Ｐは外周縁５１上で最外端にある。摩擦がない場合に
はθは４５度であるが、摩擦は必ずあるので、θは４５
度より大きい。

【００５９】図６は、摩擦があり外周縁５１が曲面に形
成されている場合の運動解析図である。放出点Ｐは外周
縁５１上にあるが、最外側点Ｑに一致するとは限らな
い。図５に示すように外周縁５１が初期条件として平面
（回転中心Ｏを含む鉛直面）が与えられていても、摩擦
係数μは零ではないので、コリオリ力をＦで表すと、摩
擦力μＦが物体（図中小円で示す）に働き、この摩擦力
により外周縁５１は磨耗される。

【００６０】運転を継続すると、磨耗による研磨作用に
より外周縁５１は一定の曲面に自然に形成される。この
曲面が図６に示される曲面Ｓである場合には、放出点Ｐ
は最外側の点Ｑに一致する。今点Ｒが絶対に磨耗しない
物質で形成されている場合には、曲面Ｓが形成された後
には、もはや磨耗は起こらない。

【００６１】従って、適当な任意の位置Ｒに超硬チップ
５７が設けられている。このように超硬チップ５７を設
けた場合には、始めから、近傍部分４５に外周縁５１を
与えておけばよい。外周縁５１を形成することにより、
もし外周縁５１を形成しなかった場合に磨耗する分だけ
材料費の節約になる。

【００６２】外周縁５１は数学的に理想化した場合の曲
線である必要はなく、理想的な曲線に近似する直線
（面）に形成しておけばよい。高価な超硬チップに代え
て、各種合金を用いてもよい。硬質体５７は、近傍部分
４５よりも硬質であればよい。ある程度に磨耗が進め
ば、ロータを逆転させる。ロータの逆転使用により、耐
久性を２倍にすることができる。

【００６３】硬質体５７も当然に磨耗するから、外周縁
５１も侵食を受ける。外周縁５１の侵食が進めば、近傍
部分４５を交換する。硬質体５７の磨耗が進み急速に近
傍部分４５が侵食し始める頃に、硬質体５７を交換す
る。したがって、近傍部分４５の交換時期と硬質体５７
の交換時期を独立させることが好ましい。しかし、近傍
部分４５の交換時期と硬質体５７の交換時期を一致させ
るように設計することは可能である。このように交換時
期を一致させた場合には、交換作業にかかるコストを低
減させることができる。

【００６４】硬質体５７は、必ずしも必要ではない。交
換回数を最小にするような外周縁５１の最適形状があ
る。外周縁５１の形状は、外周縁５１と物体の間の摩
擦、外周縁５１と物体の間の滑りが物体の放出角度に影
響する。放出角度は、物体の破砕、研磨に影響を与え
る。外周縁５１の形状の長時間に亘る安定性は、物体の
破砕、研磨の安定性、即ち、粒径分布の均一性、研磨程
度の一定性をもたらす。

【００６５】実施形態１は、図２に鎖線で示すように、
ケーシング本体内のデッドストックスペス６３にデッド
ストック７１を形成する。デッドストック７１に衝突す
る物体は、互いに相手を破砕すると同時に互いに相手を
研磨するから、砕砂が生産される。外周縁５１の形状
は、ロータの回転中心軸心線に直交する断面上の形状
が、前記コリオリ力の周方向分力を時間に関して２回積
分した値とロータの半径方向長さとの間の関数の形で表
される形状である。

【００６６】（実施の形態２）図７は、本発明による実
施形態２を示している。ロータである回転翼１６の構造
は、超硬チップの材質に関する点を除いて、実施形態１
のものと全く同一である。実施形態２は、デッドストッ
ク形式とアンビル形式が折衷した折衷方式の破砕機を示
している。

【００６７】デッドストック形成用床板６１上には、デ
ッドストックスペースが形成されている。デッドストッ
ク形成用床板６１よりも上方に４つのアンビル８１が配
置されている。各アンビル８１は、隣同士で互いに直交
するケーシング本体１の鉛直壁に取りつけられている。

【００６８】各アンビル８１は、複数のアンビル要素８
２から形成されている。各アンビル要素８２は、従来と
同様に耐摩耗性を有するマンガン鋼等により形成されて
いる。隣り合う２つのアンビル８１の間に、デッドスト
ックスペース８４が形成されている。即ち、デッドスト
ックスペース８４はケーシング内でその４隅に形成され
ている。

【００６９】図８に、１２０度角度位置が異なる３本の
中心線Ｌ，Ｍ，Ｎが示されている。各中心線Ｌ，Ｍ，Ｎ
は、それぞれに本体部分４１の中心を通り回転軸心線に
直交する線である。円周方向に隣り合う２本の中心線の
間にある回転翼の部分は実質的に互いに合同である。

【００７０】隣り合う翼体３３は、各中心線Ｌ，Ｍ，Ｎ
に対して円周方向にそれぞれに対称である。このように
翼体３３を構成する部品は、全て、中心線Ｌ，Ｍ，Ｎに
対して回転方向即ち周方向に対称に設けられている。こ
のような対称性は、回転翼１６の高速回転のために基本
的に必要である。

【００７１】このような基本的要請により、対称な位置
にある近傍部分４５に硬質体５７も各翼体３３に一対２
体が設けられている。同様に、内側硬質体５８も各翼体
３３で一対２体が設けられている。このようなチップ５
７，５８の内で、回転方向に同一位相にある１組のチッ
プ５７，５８は、超硬チップである。回転方向に同一位
相にある他の１組のチップ５７，５８は超硬チップでな
くてよく、通常の鋼材を用いた非超硬チップである。全
チップは、取換え可能である。内側チップ５８として超
硬チップを用いる必要性は、外側チップ５７に比較して
小さい。

【００７２】放出された物体は、アンビル８１あるいは
デッドストックスペース８４に成されたデッドストック
のいずれかに衝突する。なお、運転初期にはデッドスト
ックは未形成であるが、デッドストックスペース８４に
物体が堆積することにより、デッドストックが形成され
る。飛び出しを阻止された砕石・砕砂・砂の遠心力堆積
によりある特定の安息角を持っ回転翼１６にもデッドス
トックが形成される点は、実施形態１に同じである。

【００７３】アンビル８１と物体との衝突は、硬度が極
めて大きいマンガン鋼等の鋼材と物体との衝突であり、
物体は比較的小径に破砕される。一方、デッドストック
と物体との衝突は物体どうしの衝突であり、デッドスト
ックに衝突した物体は外形形状が滑らかになる程度であ
り、径が大きく減じることはない。

【００７４】異なった種類の物体で同じ粒度分布にする
場合又は同じ種類の物体で粒度分布を変える場合、アン
ビル８１と回転翼１６との間の水平距離を変えるように
することもある。デッドストックスペース８４の大きさ
を変えることもある。例えば、全体に小粒径の粒度分布
の破砕産物を得るには、衝突エネルギーを大きくするよ
うに、アンビル８１とケーシング１内面との間のスペー
サ９１の枚数を増大させる。

【００７５】物体の種類により回転方向を変える。硬い
物体を破砕する場合には、硬いチップの側に物体が寄り
集まる方向に回転翼１６を回転し、柔らかい物体を破砕
する場合には、柔らかいチップの側に物体が寄り集まる
方向に回転翼１６を回転する。本発明によるロータから
放出される物体の放出角度は、均一性が高い。したがっ
て、図７中に示す矢Ａの向きは、ほとんど一定の向きで
ある。

【００７６】アンビル要素８２の衝突面９２と矢Ａの角
度として設定されている９０度は、ほとんど変更されな
い。このため、破砕機の使用を開始した時期と長期間使
用した後の時期との間で、破砕能率に大きい変更がな
い。デッドストックの面とデッドストックの面に衝突す
る物体の角度も一定に維持されるので、破砕、研磨の状
態を一定に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による遠心衝突式破砕機の実施
形態１を示す平面断面図である。

【図２】図２は、図１の正面断面図である。

【図３】図３は、実施形態１のロータを示す部分平面断
面図である。

【図４】図４は、図３の側面断面図である。

【図５】図５は、運動を解析する幾何学図である。

【図６】図６は、他の運動を解析する幾何学図である。

【図７】図７は、本発明による遠心衝突式破砕機の実施
形態１を示す平面断面図である。

【図８】図８は、図１に線Ｌ，Ｍ，Ｎを付加した断面図
である。

【符号の説明】

１…ケーシング本体２…投入口Ｌ，Ｍ，Ｎ…中心線１７…投入口１６…回転翼（ロータ）３３…翼体３７…流動用床４３…第２周方向部分４５…近傍部分４７…デッドストックスペース４８…端面４５Ａ…周方向近傍部分４５Ｂ…径方向近傍部分５７…硬質体（超硬チップ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータと、前記ロータの周域に配置される衝突体とからなり、前記ロータの中心域に破砕されるべき物体が投入され、前記ロータの中心域から前記ロータの外周縁に向かう前
記物体により遠心流が前記ロータ上に形成され、前記遠心流の流路は流路形成部材により規定され、前記ロータの前記外周縁から放出された前記物体が前記
衝突体に衝突して破砕される竪型衝撃式破砕機におい
て、前記遠心流の中の物体にコリオリ力に対する反作用力を
与える前記流路形成部材のうち前記外周縁を含む前記外
周縁の近傍の近傍部分が交換自在であることを特徴とす
る遠心衝突式破砕機。
【請求項２】請求項１において、前記流路形成部材は、半径方向に延びる半径方向部分と
周方向に延びる周方向部分とから形成され、前記近傍部分は前記半径方向部分の一部と前記周方向部
分の一部であることを特徴とする遠心衝突式破砕機。
【請求項３】請求項１において、前記近傍部分の面であり前記物体が接触する面は前記コ
リオリ力の向きに初めから曲がっていることを特徴とす
る遠心衝突式破砕機。
【請求項４】請求項１において、前記近傍部分に放射方向に近接し前記近傍部分よりも中
心側寄りの部位に前記近傍部分の材料よりも磨耗に対し
て硬い近接部分が前記流路形成部材の一部として設けら
れていることを特徴とする遠心衝突式破砕機。
【請求項５】請求項４において、前記近接部分は交換自在であることを特徴とする遠心衝
突式破砕機。
【請求項６】請求項１において、前記流路形成部材は前記流路を両側から規定する左側流
路部材と右側流路部材とから形成され、前記左右側流路部材のそれぞれの前記近傍部分がそれぞ
れに交換自在であることを特徴とする遠心衝突式破砕
機。
【請求項７】請求項６において、前記流路は複数が形成され、前記複数の流路は互いに回転方向に等角度位相が異なる
ことを特徴とする遠心衝突式破砕機。
【請求項８】請求項７において、前記ロータの回転はその正逆方向が変更可能であること
を特徴とする遠心衝突式破砕機。
【請求項９】請求項３において、前記面はロータの回転中心軸心線に直交する断面上の形
状が、前記コリオリ力の周方向分力を時間に関して２回
積分した値とロータの半径方向長さとの間の関数の形で
表される形状であることを特徴とする遠心衝突式破砕
機。