(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定容器と、該固定容器内で高速回転するアジテーターシャフトと、前記アジテーターシャフトの外周面及び前記固定容器の内周面に突設された攪拌ピンと、予め固定容器内に装填されているボールとを備え、前記固定容器内に供給される被処理材料の分散・混練を前記ボール及び前記攪拌ピンの攪拌作用によって行う分散機において、
前記攪拌ピンが、有頭筒状をなしてスタッドボルトに被冠される超硬合金製のピン本体を具備し、且つ、前記アジテーターシャフトの壁部には前記スタッドボルトを螺着する袋ナット部材が固着されると共に、該袋ナット部材には前記ピン本体の裾部を没入可能なピン取り付け部がネジ穴の開放端側に凹設されており、少なくともアジテーターシャフトの外周面に突設される攪拌ピンが、ピン本体の裾部を前記ピン取り付け部内に埋没させた状態で取り付けられることを特徴とする分散機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は分散機に関し、更に詳しくは少なくともアジテーターシャフトの外周面に突設され、固定容器内に供給される被処理材料の分散・混練を行う分散機用の攪拌ピンの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、被処理材料の分散・混練を行う分散機１の要部を示す概略構成図である。
ここに示した分散機１は、所謂、横形サンドグラインダと呼ばれているものであり、中心軸線（イ）を水平方向に向けた筒状の固定容器３と、該固定容器３内で高速回転するアジテーターシャフト５と、前記固定容器３の内周面及びアジテーターシャフト５の外周面のそれぞれに突設された多数の攪拌ピン２２と、予め固定容器３内に装填されているガラスビーズや鋼球などのボール（図示略）とを備えている。そして、前記固定容器３内に供給される被処理材料の分散・混練を前記ボール及び前記攪拌ピン２２の攪拌作用によって行うものである。
【０００３】
この様な分散機１により分散・混練された被処理材料は攪拌により熱が発生するので、温度コントロールができるように、前記固定容器３及び前記アジテーターシャフト５は、冷却水を循環させるジャケット構造をそれぞれ有している。
前記固定容器３は、容器外筒２３と容器内筒２４とから成るジャケット構造を有しており、容器外筒２３の下部に装備された冷却水給水口９から給水された冷却水は、これら容器外筒２３と容器内筒２４の間に構成された流路を循環して容器外筒２３の上部に装備された冷却水排出口１１から排出される。
【０００４】
また、前記アジテーターシャフト５は、内筒１４及び外筒１５から成る二重筒構造になっており、回転軸上の支持端側に装備された冷却水給水口１３から内筒１４内に給水された冷却水は、該内筒１４内を自由端側に流れ、自由端側で内筒１４と外筒１５との隙間に移って、この内筒１４と外筒１５との隙間内を支持端側に戻り、排出口１７から排出される。
【０００５】
前記被処理材料は、固定容器３の自由端側に装備された材料供給口１９から固定容器３内に供給され、該固定容器３内で分散・混練を受けながら該固定容器３の支持端側に送られ、固定容器３の支持端側に装備された材料排出口２０から排出される。
ところで、このような分散機１に使用される前記攪拌ピン２２は、供給される被処理材料や、分散・混練を促進するために固定容器３内に装填されるボールと激しい衝突を繰り返すため、高い耐摩耗性が要求される。
【０００６】
そこで、図４に示す様に、アジテーターシャフト５の外筒１５の外周面に突設される攪拌ピン２２は、該外筒１５の外周面に植設されたスタッドボルト２６と、有頭筒状をなして前記スタッドボルト２６に被冠される超硬合金製のピン本体２８とから構成されている。
前記スタッドボルト２６は、一端に形成されたねじ部２９が、外筒１５に溶接固定された袋ナット３０に螺着することで、外筒１５の外周面に固着されている。
【０００７】
一方、超硬合金製であるピン本体２８にはねじの刻設ができないため、該ピン本体２８が被冠するスタッドボルト２６の他端側はねじ部のない単純な円柱状とされている。そして、ピン本体２８の側面に穿設されたスプリングピン挿入穴３３を貫通してスタッドボルト２６に嵌挿されたスプリングピン３２により、ピン本体２８はスタッドボルト２６の他端に固定されている。
【０００８】
また、前記袋ナット３０は、外筒１５に形成された段付き穴であるナット取り付け穴２５に、外筒１５の外表面側から嵌め込まれ、フランジ部３１の周縁部を外筒１５の外表面側からナット取り付け穴２５の周縁に溶接することで外筒１５に固定されており、結果的に、外筒１５の表面上にピン本体２８が立てられた状態となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如き分散機１においては、固定容器３内に装填されたボールや被処理材料との擦れによる摩耗が、容器内筒２４の内周面やアジテーターシャフト５の外周面においても発生する。そこで、容器内筒２４の壁部やアジテーターシャフト５の壁部は、摩耗によって簡単に穴があいたりしないように肉厚が設定されている。
【００１０】
しかし、図４に示した従来の攪拌ピン２２の取り付け構造では、図５に示すように、固定容器３内に装填されたボールや被処理材料との擦れによって外筒１５や袋ナット３０の表面が摩耗した時に、前記ピン本体２８の裾部２７と袋ナット３０の表面との間に隙間Ｓ１が発生し、スタッドボルト２６の一部が被処理材料の分散・混練空間内に露出してしまうため、超硬合金製のピン本体２８や外筒１５が摩耗による寿命を全うする前に、スタッドボルト２６の摩耗折損という不都合が発生する虞があった。
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、アジテーターシャフト外周面の摩耗が進んでも、該アジテーターシャフトの壁部に植設したスタッドボルトの一部が被処理材料の分散・混練空間内に露出することがなく、長期に渡って連続使用可能な攪拌ピンを備えた分散機を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、固定容器と、該固定容器内で高速回転するアジテーターシャフトと、前記アジテーターシャフトの外周面及び前記固定容器の内周面に突設された攪拌ピンと、予め固定容器内に装填されているボールとを備え、前記固定容器内に供給される被処理材料の分散・混練を前記ボール及び前記攪拌ピンの攪拌作用によって行う分散機において、
前記攪拌ピンが、有頭筒状をなしてスタッドボルトに被冠される超硬合金製のピン本体を具備し、且つ、前記アジテーターシャフトの壁部には前記スタッドボルトを螺着する袋ナット部材が固着されると共に、該袋ナット部材には前記ピン本体の裾部を没入可能なピン取り付け部がネジ穴の開放端側に凹設されており、少なくともアジテーターシャフトの外周面に突設される攪拌ピンが、ピン本体の裾部を前記ピン取り付け部内に埋没させた状態で取り付けられることを特徴とする分散機により達成される。
【００１２】
尚、好ましくは前記袋ナット部材が、前記アジテーターシャフトの壁部に貫通形成されたナット取り付け穴に螺着された後に溶接固定されると共に、そのねじ螺合部には樹脂含浸加工が施される。
本発明の上記構成によれば、アジテーターシャフトの外周面に突設される攪拌ピンは、スタッドボルトに被冠される超硬合金製のピン本体の裾部が前記スタッドボルトを螺着する袋ナット部材のピン取り付け部内に埋没した形態で取り付けられるため、固定容器内に装填されたボールや被処理材料との擦れによってアジテーターシャフトの外周面や袋ナット部材の表面の摩耗が進んでも、スタッドボルトは超硬合金製のピン本体によって覆われた状態が保たれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明に係る攪拌ピンの取り付け構造を示す一部破断図、図２は図１に示した攪拌ピンの周囲において摩耗が進んだ状態を示す要部断面図である。
本実施形態の攪拌ピン７は、図３に示した攪拌ピン２２と同様に、分散機１のアジテーターシャフト５に装備されるものである。尚、分散機全体の構造は、図３に示した分散機１と同様の為、詳細な説明を省略する。
【００１４】
前記攪拌ピン７は、前記アジテーターシャフト５の壁部である外筒１５に植設されるスタッドボルト４２と、有頭筒状をなして前記スタッドボルト４２の他端に被冠される超硬合金製のピン本体４４とから構成されている。
そして、前記スタッドボルト４２は、一端に形成されたねじ部４６が、図１に示すように、前記外筒１５に溶接固定された袋ナット部材である袋ナット３６に螺着することで、該外筒１５に固定されている。
【００１５】
一方、前記ピン本体４４が被冠するスタッドボルト４２の他端側は、単純な円筒状であり、ピン本体４４との間に溶融金属（ろう材）を流す適度な隙間Ｓが形成されるように、外径寸法が設定されている。
又、前記スタッドボルト４２の中心には、前記隙間Ｓに注入される溶融金属を吸引する吸引孔４８が該スタッドボルト４２の中心軸線に沿って貫通形成されている。
【００１６】
即ち、前記ピン本体４４は、スタッドボルト４２の吸引孔４８に適宜吸引手段を接続して吸引しながら、その裾側に開口した前記隙間Ｓから溶融金属５０を注入し、注入した溶融金属５０の固化によってスタッドボルト４２の他端にろう付け固定される。
そのため、前記スタッドボルト４２は、超硬合金ではない一般の構造用金属材で形成されるが、ピン本体４４をろう付けするため、熱膨張特性がピン本体４４の超硬合金と同等の金属材を使用することが好ましい。尚、使用するろう材としては、銀ろう、黄銅ろう、りん銅ろう、その他の硬ろうなど、種々のものを使用することができる。
【００１７】
そして、図１に示すように、アジテーターシャフト５の外筒１５に溶接固定される前記袋ナット３６は、前記スタッドボルト４２のねじ部４６が螺合するネジ穴５３の開口端側に、前記ピン本体４４の裾部４９を没入可能なピン取り付け部５５が凹設されている。また、該袋ナット３６の外周部には、前記外筒１５に貫通形成されたナット取り付け穴５７の雌ねじ部６０に螺合する雄ねじ部６２が刻設されている。
【００１８】
そこで、前記袋ナット３６は、外筒１５の外表面側から前記ナット取り付け穴５７に螺着された後、その周縁部を外筒１５の外表面側からナット取り付け穴５７の周縁に溶接することで外筒１５に固定される。又、袋ナット３６の雄ねじ部６２とナット取り付け穴５７の雌ねじ部６０とのねじ螺合部には、樹脂含浸加工が施され、該ねじ螺合部におけるシール性能の信頼性が高められている。
上記の樹脂含浸加工の特に好ましい方法としては、アジテーターシャフト５に袋ナット３６を取り付けた後に、アジテーターシャフト全体を樹脂の原料である重合性モノマー（例えば、水溶性メタクリル酸エステル）の水溶液に真空下で浸漬して上記ねじ螺合部に重合性モノマー水溶液を充填したのち、アジテーターシャフト全体を水洗いして余分な重合性モノマーを洗浄・除去し、次いで重合開始剤の溶液にアジテーターシャフト全体を浸漬して上記ねじ螺合部の重合性モノマーを重合・硬化させる方法が挙げられる。
【００１９】
更に、前記攪拌ピン７は、該袋ナット３６のネジ穴５３にスタッドボルト４２のねじ部４６を螺着することで、ピン本体４４の裾部４９が前記ピン取り付け部５５内に埋没される。
即ち、アジテーターシャフト５の外周に突設される撹拌ピン７は、ピン本体４４の裾部４９が前記袋ナット３６のピン取り付け部５５内に埋没した形態で前記外筒１５に取り付けられている。
【００２０】
上述のように攪拌ピン７を取り付けた分散機では、固定容器３内に装填されたボールや被処理材料との擦れによって図２に示すように、アジテーターシャフト５の外筒１５や袋ナット３６の表面の摩耗が進んでも、スタッドボルト４２は超硬合金製のピン本体４４によって覆われた状態が保たれ、スタッドボルト４２の一部が被処理材料の分散・混練空間内に露出してしまうことがない。
従って、アジテーターシャフト５の外筒１５が摩耗による寿命を全うする前にスタッドボルト４２の摩耗折損という不都合が発生することを防止することができ、より長期に渡って連続使用可能になる。
【００２１】
しかも、袋ナット３６に刻設した雄ねじ部６２が、外筒１５のナット取り付け穴５７に刻設された雌ねじ部６０に螺合されることによって、攪拌ピン７の垂直度が出やすくなると共に袋ナット３６と外筒１５との間がシール機能を有するので、外筒１５の外表面側に施されている溶接部３４が摩耗しても、袋ナット３６と外筒１５との間のシール性を維持し易い。その上、ねじ螺合部には、樹脂含浸加工が施されているので、ジャケット内の冷却水の漏出が生じる虞はない。
【００２２】
さらに、本実施形態の攪拌ピン７では、超硬合金製のピン本体４４がろう付けによってスタッドボルト４２に固定されるため、応力集中の要因となるスプリングピン挿入穴をピン本体４４に装備する必要がなくなる。しかも、図１に示すように、ろう付けに使用した溶融金属５０がピン本体４４とスタッドボルト４２との間の隙間Ｓを埋めれば、固定容器３内のボールや被処理材料との衝突による衝撃によって、ピン本体４４とスタッドボルト４２との間にガタつきが発生することも防止できる。
したがって、超硬合金製のピン本体４４に応力集中によって亀裂が発生する危険を回避し、それによって超硬合金製のピン本体４４に本来の摩耗による寿命を全うさせて、設計寿命の信頼性をさらに高めることができる。
【００２３】
尚、本発明の分散機における袋ナット部材及び攪拌ピンの構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の形態を採りうることは言うまでもない。
又、本発明の分散機の形式は、本実施形態における横形サンドグラインダに限らず、縦形サンドグラインダ等の他の形式の分散機にも応用できる。
【００２４】
【発明の効果】
上述したように、本発明の分散機によれば、アジテーターシャフトの外周面に突設される撹拌ピンは、スタッドボルトに被冠される超硬合金製のピン本体の裾部が前記スタッドボルトを立てる袋ナット部材に埋没した形態で取り付けているため、固定容器内に装填されたボールや被処理材料との擦れによって前記アジテーターシャフトの外周面の摩耗が進んでも、スタッドボルトは超硬合金製のピン本体によって覆われた状態が保たれ、スタッドボルトの一部が被処理材料の分散・混練空間内に露出してしまうことがない。
従って、アジテーターシャフトの外周面が摩耗による寿命を全うする前にスタッドボルトの摩耗折損という不都合が発生することを防止することができ、より長期に渡って連続使用可能な攪拌ピンを備えた分散機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る攪拌ピンの取り付け構造を示す一部破断図である。
【図２】図１に示した攪拌ピンの周囲において摩耗が進んだ状態を示す要部断面図である。
【図３】分散機の要部を示す概略構成図である。
【図４】従来の攪拌ピンの取り付け構造を示す要部断面図である。
【図５】図４に示した従来の攪拌ピンの取り付け構造における問題点を説明する為の要部断面図である。
【符号の説明】
１  分散機
３  固定容器
５  アジテーターシャフト
７  撹拌ピン
１５  外筒
３６  袋ナット
４２  スタッドボルト
４４  ピン本体
４６  ねじ部
４９  裾部
５０  溶融金属
５５  ピン取り付け部
５７  ナット取り付け穴
Ｓ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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