(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心衝突式破砕機のロータ部に固着される衝撃破砕用工具であって、
前記ロータ部の外周縁に取り付けられるチッププレート（２０）と、
このチッププレート（２０）に接着剤を介して密着接合される略Ｌ字状の衝撃部材（１９）と、
前記チッププレート（２０）に設けられた複数の第１ピン穴（２６）と、
前記略Ｌ字状の向きの異なる面側（Ａ，Ｂ）にそれぞれ設けられた複数の第２ピン穴（２５）と、
前記第１ピン穴（２６）と前記第２ピン穴（２５）に挿入され、前記チッププレート（２０）に前記衝撃部材（１９）を固定するピン（２７）と
からなる衝撃部材固定構造。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃部材固定構造において、
前記衝撃部材は、耐摩耗材であって超硬合金、サーメット、及びセラミックから選択される１種以上で構成されるチップであることを特徴とする衝撃部材固定構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心衝突式破砕機における衝撃破砕用工具の固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート用骨材等のために、岩石等の塊状物を破砕する破砕機として遠心衝突式破砕機がよく知られており、本発明の出願人も特開平１０−３０９４８４号で提案しており、かつ周知の構造である。この遠心衝突式破砕機の構造については、前記公報に記載されているので、詳しい説明は省略する。概略説明すると、この遠心衝突式破砕機は、ロータの中心部分に破砕すべき岩石等の被破砕物を供給し、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している。
【０００３】
遠心力を被破砕物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、この案内体から周方向（回転方向）の速度を与えられる被破砕物は、遠心力を与えられる。この被破砕物は周方向速度成分（接線方向）と遠心方向成分が合成された速度でロータから放出される。
【０００４】
被破砕物がデッドストックやアンビルの衝突体に衝突するときの衝撃力を大きくするためには、ロータの半径およびロータの回転角速度が大きくなるように設計される。ロータの半径を大きくすることは、設計上の制限があるため回転角速度が大きくなるように設計される。このため高速化が要求され、これに耐える剛性の大きい構造体が要望されている。
【０００５】
高能率化が進められ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おり、このコリオリ力は案内体が存在する場合には、案内体と被破砕物との間に大きい摩擦力を生じさせる。速度に比例する大きさをも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。ロータ部材の摩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。
【０００６】
遠心衝突式破砕機は、岩石等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。デッドストック方式のものは、破砕機の中央上部の挿入穴から挿入された岩石等の被破砕物を回転するロータの回転翼により破砕するもので、破砕される被破砕物を遠心力によりロータのデッドストックに放出し、ロータの回転翼の高速な角速度によって破砕させるものである。
【０００７】
前記ロータは正逆回転が可能で、どの方向に回転しても破砕できる構成になっている。このロータの外周縁に被破砕物と衝突し破砕させるための衝撃破砕用工具が取り付けられている。この衝撃破砕用工具はチッププレートと衝撃部材で構成され、衝撃部材は消耗するので、種々の対策が施されている。この衝撃部材には、超硬合金やセラミック等の耐摩耗材料が使用されている。
【０００８】
前記ロータ外周縁に対するこの衝撃部材の固定方法は、ロータに直接取り付けられるチッププレートに対し銀ろう付や接着剤によっている。被破砕物が衝突する部分においては、大きな衝撃力がかかるので、強固な固定が必要である。例えば、前記ロータ本体側のチッププレートを凹部状にして前記衝撃部材をこの凹部にはめ込む等の処置をしていた。
【０００９】
しかしこの方法は、前記衝撃部材の取り付け構成が複雑になり、また取り付けのための精度も高精度を必要としていた。さらに、前記被破砕物が衝突する際、場合によってはチッププレートの方に接触することもある。この場合はチッププレートの方が前記衝撃部材より硬度が低いので先に摩耗してしまう。この結果、前記衝撃部材はチッププレートの摩耗のため、衝撃部材が消耗する前にチッププレートから脱落してしまうおそれがあった。
【００１０】
銀ろう付によって衝撃部材をチッププレートに固着させる場合は、形状を複雑にすることなく取り付けはできるが、ろう付け時の熱影響が大きく、大きな部品に適用するのは難しい。このため、取り付ける衝撃部材を細分化し小さな部品を組み合わせて取り付けを行なわざるを得ず、強固な強度のある取り付けはできなかった。
【００１１】
【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きなされたものであって、次の目的を達成するものである。
本発明の目的は、衝撃部材の固着強度を高め、ロータの高速回転を可能にし破砕効率を高めた衝撃部材固定機構の提供にある。
本発明の他の目的は、衝撃部材を固着させるチッププレートの残留熱応力やひずみを除去し破砕効率を高めた衝撃部材固定機構の提供にある。
本発明の更に他の目的は、熱影響を考慮して特別な取り付けを要することなく低コストで衝撃部材の取り付けが可能な衝撃部材固定機構の提供にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の衝撃部材固定構造は、遠心衝突式破砕機のロータ部に固着される衝撃破砕用工具であって、前記ロータ部の外周縁に取り付けられるチッププレート（２０）と、このチッププレート（２０）に接着剤を介して密着接合される略Ｌ字状の衝撃部材（１９）と、前記チッププレート（２０）に設けられた複数の第１ピン穴（２６）と、前記略Ｌ字状の向きの異なる面側（Ａ，Ｂ）にそれぞれ設けられた複数の第２ピン穴（２５）と、前記第１ピン穴（２６）と前記第２ピン穴（２５）に挿入され、前記チッププレート（２０）に前記衝撃部材（１９）を固定するピン（２７）とからなる。
また、前記衝撃部材固定構造において、前記衝撃部材は超硬合金、サーメット、又はセラミック等から選択して構成されるチップであってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明するが、比較のため従来の例を先に説明する。図４は従来の例を示したもので、衝撃破砕用工具１を取り付けたロータ２の平面図である。３ケ所等間隔に設けられたロータ２の翼体３に対称的にチッププレート４が設けられている。この従来の遠心衝突式破砕機については、本発明と同一出願人の出願である特開平１０−３０９４８４号に構造が記載されており、かつ周知であるので詳細な説明は省略する。
【００１４】
基本的には次のような構成になっている。遠心衝突式破砕機の中央上部に被破砕物投入穴が設けられており、岩石等の被破砕物はこの投入穴から挿入される。この投入穴の下部に回転自在のロータ２が設けられており、被破砕物はこのロータ２中央部のセンターキャップ５上に落下しロータ２の回転に伴って外周のデッドストック６に向かって放出される。この放出の際、被破砕物は翼体３に設けられた衝撃破砕用工具１に衝突し破砕される。
【００１５】
衝撃破砕用工具１は図示のようにロータ２外側に設けられているが、ロータ２内側のセンターキャップ５側にも第２の衝撃破砕用工具７が設けられている。衝撃破砕用工具１は基本的には母材としてのチッププレート４に超硬合金チップ８（衝撃部材）が取り付けられる構成になっており、衝撃破砕用工具単体としての詳細構成が図５、図６に図示されている。チッププレート４の先端が凹部９になっており、この凹部９に超硬合金チップ８が銀ろう付されている。
【００１６】
このチッププレート４は２分割されており、各々接着またはボルト１０で翼体３に取り付けられている。この構成のチッププレート４は超硬合金チップ８を取り付けるに際し、チッププレートの肉厚が薄くなり、剛性が低下する欠点がある。また、このチッププレート４に被破砕物はＡ面とＢ面に衝突し、この面が摩耗する。特にＡ面はチッププレート４面そのものであり特別硬化処理をしておらず、また肉厚が薄いので摩耗対策のため硬化肉盛溶接１１を施し補強している。この結果、超硬合金チップ８の取り付けとこの硬化肉盛溶接１１の際、熱の影響を受ける。
【００１７】
図７，図８も従来の実施例で、チッププレート１２を２分割するのは前記同様であるが、硬化肉盛溶接を省き、超硬合金チップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃを３つに分けチッププレート１２に銀ろう付して取り付けた例である。Ａ面，Ｂ面ともに超硬合金チップ１３ａ，１３ｂ，１３ｃで被覆してはいるが、チップ取り付け構成が複雑でまた剛性も低く大型の衝撃破砕用工具構成は難しい。
【００１８】
図９，図１０も従来の例である。図７，図８の例を発展させたもので、チッププレート１４を一体化した構成ではあるが、超硬合金チップ１５自体は２分割になっており、接着または銀ろう付によりチッププレート１４に取り付けている。この場合においても、被破砕物の衝突による衝撃でこの超硬合金チップ１５が破損する。破砕衝撃が大きいと、内部残留応力の影響で破損してしまう。固着強度が不足していたり、内部応力が残っていると、大きい被破砕物が破砕機に投入されたとき、また金属等の異物が混在して投入されるときに超硬合金チップがかけてしまう。
【００１９】
［実施の形態１］
次に本発明の実施例について説明する。図１は本発明のチッププレートを取り付けた遠心衝突式破砕機のロータ平面図である。前記同様、このロータ２には３つの翼体３があり、１つの翼体３の外周縁に対称的に２つの勝手違いの衝撃破砕用工具１６が取り付けられている。また、ロータ２中央部のセンターキャップ５側にも第２の衝撃破砕用工具７が設けられている。
【００２０】
この第２の衝撃破砕用工具７は１つの翼体３左右のデッドストック１７側に跨ってチッププレート１８が貼り付けられており、このチッププレート１８上に超硬合金チップ１８ａを銀ろう付した構成になっている。この第２の衝撃破砕用工具７は上から落下する岩石等の衝撃に耐える必要があり、ロータ２の回転に伴って岩石等に対しても衝撃を加える。
【００２１】
前記同様翼体３外周縁のデッドストック１７側に、左右のチッププレート２０が翼体３の端部２１を抱き込むようにチップカバープレート２２で挟み、ボルト２３により取り付けられている。チッププレート２０上の超硬合金チップ１９（衝撃部材）が、投入口から投入されロータ２に落下放出される被破砕物に相対している。翼体３には、前述のように内周側にも第２の衝撃破砕用工具７が取り付けられているので、被破砕物は外周の衝撃破砕用工具１６に衝突する前に、この第２の衝撃破砕用工具７にも衝突し破砕される。
【００２２】
しかし、外周の衝撃破砕用工具１６に比し衝撃力は弱い。ロータ２は正逆回転可能であるが、図のＸ方向に回転したとき被破砕物はＣ側の衝撃破砕用工具１６に衝突し、ロータがＹの方向に回転したとき被破砕物はＤ側の衝撃破砕用工具１６に衝突する。実際に衝突するのは超硬合金チップ１９に対してである。
【００２３】
衝突により破砕され、あるいは擦って放出された被破砕物は翼体３間のプロテクタ２４空間部から外方へはじき飛ばされる。この破砕された被破砕物はデッドストック方式の場合、ケーシング本体内のデッドストックに衝突し、この被破砕物は、互いに相手を破砕すると同時に互いに相手を研磨し、砕砂が生産される。
【００２４】
運転開始後には、デッドストックスペースに被破砕物は集積する。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およ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。このように被破砕物が外方に放出されるときに超硬合金チップ１９は摩耗を生じる。前述のように対称に翼体３の両側に配置された超硬合金チップ１９はロータ２の正逆回転により均等に摩耗させることが可能である。
【００２５】
図２，図３は本発明の衝撃部材固定構造を示している。チッププレート２０を分割することなく一体にし、さらに超硬合金チップ１９も分割せず一体化した。この超硬合金チップ１９は略Ｌ字状の形状をなし、取り付け面を超硬合金チップ１９の取り付け形状に合わせたチッププレート２０に、接着剤を介して接着されている。
【００２６】
本実施例では、超硬合金チップ１９をチッププレート２０に取り付けることで説明しているが、セラミックであっても同様である。耐摩耗性のある部材であればどの材料でもよい。また、超硬合金チップ１９にはピン穴２５がＡ面側とＢ面側に各々２ケ設けられており、取り付けられるチッププレートにも同様位置にピン穴２６があけられている。
【００２７】
超硬合金チップ１９はこれらピン穴２５，２６に挿入されるピン２７によりチッププレート２０に接着剤と相まって固定される。本発明においては、銀ろう付による接着は行わない。熱影響を避けるためである。熱影響は、接合面積が大きいと、歪みの度合いが大きくなり応力が残る。この歪みによる障害は製造工程においても発生し、生産上のネックでもある。
【００２８】
接着剤による方法は、接合力は銀ろう付より若干劣る欠点はあるが、熱の影響は全くなく、製造も容易である利点を生かしている。ピン２７の材質は超硬合金チップ１９同様超硬合金である。ピン２７の材質を超硬合金チップ１９と同じ材質にしたことで、被破砕物が衝突の際、ピン２７のみが先に摩耗してしまうことはない。
【００２９】
従って、ピン２７だけが変質したり、腐食等で脱落するようなことは避けられる。またピン２７の挿入方向はＡ面，Ｂ面にそれぞれ直角方向になっているので、Ａ面，Ｂ面のどちらからの方向の衝撃にも有効である。これは、面の数が多くなってもそれに応じてピン２７を設ければ同様に複数の方向の衝撃に対して有効となる。
【００３０】
遠心衝突式破砕機の効率を上げるためには、高速化が必要であるが、以上説明した本発明の構成により、超硬合金チップ１９を強固に取り付け固着強度を上げたことにより可能となる。また、接着面と平行な方向の衝撃や荷重に対しても、ピン２７の挿入と接着面を大きくとったことで、超硬合金チップ１９がチッププレート２０から剥がれることは避けられる。
【００３１】
また、超硬合金チップ１９にピン２７を挿入することで説明したが、ボルトであってもよい。この場合はチッププレート２０の方にねじ穴を設け、超硬合金チップ１９を締め付けるやり方で固定すればよい。孔２８はチッププレート２０を翼体３に取り付けるためのボルト用孔である。また、ボルトの頭部を超硬合金チップの面より出さないように超硬合金チップの面に座ぐり孔を設けてもよく、あるいはピン状のねじ棒であってもよい。
【００３２】
［実施の形態２］
以上、本発明の実施の形態を述べてきたが、本発明の対象はこれに限定されるものではない。例えば、チッププレートへの超硬合金チップの取り付けは、ピンを設置する部分において、超硬合金チップ側にねじ孔を設けチッププレート側からボルト締めをしてもよい。また、チッププレートを介さず直接ロータに超硬合金チップを接合してもよい。
【００３３】
さらに、強度上問題のない部分であれば、接着剤を用いないで超硬合金チップを着脱自在な固定手段であるピン又はボルトのみで接合することも可能である。さらに、超硬合金チップを簡単に外せるように、固定部材をワンタッチで着脱自在に取り付けられる構成のものにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、ろう付等の熱処理を必要としない構成にしたので、内部残留応力やひずみのおそれがなくなり、破砕工具の形状や大きさ、また耐摩耗材料の選択の上で制限がなくなり、確実で低価格の部品供給が可能となった。また、超硬合金チップを接着剤でチッププレートに接着した上、ピンまたは、ボルトで止め補強した状態にしたので、強固な構成の破砕工具となり、適用した遠心衝突式破砕機の高速運転を可能とした。
【００３５】
また、破砕工具として、超硬合金チップ、チッププレートともに分割でなく一体化したので破砕工具自体の剛性も高められ寿命を長くすることができ、さらに、異物等の噛み込みに対しても安全となり、破砕効率を高めることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の破砕工具を取り付けた遠心衝突式破砕機のロータ部を示す平面断面図である。
【図２】図２は、本発明の破砕工具の平面図である。
【図３】図３は、本発明の破砕工具の側面図である。
【図４】図４は、従来の破砕工具を取り付けた遠心衝突式破砕機のロータ部を示す平面断面図である。
【図５】図５は、従来の破砕工具の平面図である。
【図６】図６は、従来の破砕工具の側面図である。
【図７】図７は、従来の破砕工具の平面図である。
【図８】図８は、従来の破砕工具の側面図である。
【図９】図９は、従来の破砕工具の平面図である。
【図１０】図１０は、従来の破砕工具の側面図である。
【符号の説明】
２…ロータ
３…翼体
１６…衝撃破砕用工具
１９…超硬合金チップ
２０…チッププレート
２２…チップカバープレート
２７…ピン
【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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【図６】
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【図７】
0003624150.tif 000008
【図８】
0003624150.tif 000009
【図９】
0003624150.tif 000010
【図１０】
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