(57)【要約】【課題】粉砕機構部からの熱流出を抑えることができるとともに、熱影響による粉砕機構部の不具合を未然に防ぐことができ、これによって被粉砕物の粉砕処理と同時に被粉砕物に対する加熱処理を良好に行うことができる粉砕機を提供すること。【解決手段】被粉砕物Ｗを粉砕する粉砕機１であって、被粉砕物Ｗを収容する粉砕容器８と、粉砕容器８を振動させる振動モータ５と、粉砕容器８内の被粉砕物Ｗを加熱する電熱線２５とを備えるものとする。ここで、粉砕容器８を、外部への熱の流出を抑える断熱材３２〜３７で覆うのが好ましい。また、粉砕容器８を、その外周部分を構成するケーシング９と、このケーシング９の内部に該ケーシング９に対して抜き差し可能に組み込まれ、被粉砕物Ｗが収容される粉砕室１５を有するポット１０とにより構成し、電熱線２５を、ケーシング９の外周面に密着状態でコイル状に巻き掛け装着するのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被粉砕物を粉砕する粉砕機であって、被粉砕物を収容する粉砕容器と、粉砕容器を振動させる振動手段と、粉砕容器内の被粉砕物を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とする粉砕機。
【請求項２】
粉砕容器を、外部への熱の流出を抑える断熱材で覆ったことを特徴とする請求項１記載の粉砕機。
【請求項３】
粉砕容器を、その外周部分を構成するケーシングと、このケーシングの内部に該ケーシングに対して抜き差し可能に組み込まれ、被粉砕物が収容される粉砕室を有するポットとにより構成し、加熱手段を、粉砕容器におけるケーシングの外周面に配設したことを特徴とする請求項１又は２記載の粉砕機。
【請求項４】
粉砕容器内の圧力を調整する圧力調整手段を設けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の粉砕機。
【請求項５】
圧力調整手段は、粉砕容器と連通状態で接続されてその粉砕容器内を減圧する真空ポンプとしたことを特徴とする請求項４記載の粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被粉砕物を振動によって粉砕する粉砕機に関し、特に、加熱機能を備えた粉砕機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、平行に設けられた２本の回転駆動軸のそれぞれに複数の切断刃を軸方向に所定の配置で設けてなる破砕機構部で被破砕物を破砕処理した後に、その破砕機構部の下流側に設けられているヒーターで被破砕物を加熱するようにした装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
また、回転駆動軸に装着されたローター部材に複数のハンマー（衝撃子）を回転方向に所定の配置で設けてなる粉砕機構部で被粉砕物を粉砕処理するとともに、その粉砕機構部に対し乾燥空気を供給することで被粉砕物を乾燥させるようにした装置もある（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８０６３２号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４２０８４号公報
【０００４】
ところで、被粉砕物を、例えば、６００℃以上という高温に加熱し、この加熱処理と同時に粉砕処理も実施したいという要望がある。
しかしながら、上記特許文献１及び２のいずれの装置でも、破砕機構部や粉砕機構部に回転駆動軸があるため、仮にそれら破砕機構部や粉砕機構部で加熱処理を行おうとしたとき、その回転駆動軸を通じて外部への熱流出が大きくなるという問題がある。また、回転駆動軸を支える軸受部への伝熱が大きく、軸受部への熱影響が問題となり、上記の要望の実現が困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の装置の有する問題点に鑑み、粉砕機構部からの熱流出を抑えることができるとともに、熱影響による粉砕機構部の不具合を未然に防ぐことができ、これによって被粉砕物の粉砕処理と同時に被粉砕物に対する加熱処理を良好に行うことができる粉砕機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の粉砕機は、被粉砕物を粉砕する粉砕機であって、被粉砕物を収容する粉砕容器と、粉砕容器を振動させる振動手段と、粉砕容器内の被粉砕物を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
この場合において、粉砕容器を、外部への熱の流出を抑える断熱材で覆うようにすることができる。
【０００８】
また、粉砕容器を、その外周部分を構成するケーシングと、このケーシングの内部に該ケーシングに対して抜き差し可能に組み込まれ、被粉砕物が収容される粉砕室を有するポットとにより構成し、加熱手段を、粉砕容器におけるケーシングの外周面に配設することができる。
【０００９】
また、粉砕容器内の圧力を調整する圧力調整手段を設けることができる。
【００１０】
また、圧力調整手段は、粉砕容器と連通状態で接続されてその粉砕容器内を減圧する真空ポンプとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の粉砕機によれば、被粉砕物を粉砕する粉砕機構部が、振動手段によって振動される粉砕容器により構成され、従来技術では粉砕機構部（破砕機構部）に設けられる回転駆動軸やそれを支える軸受部がないので、粉砕機構部からの熱流出を抑えることができるとともに、熱影響による粉砕機構部の不具合を未然に防ぐことができる。
したがって、被粉砕物の粉砕処理と同時に、加熱手段により被粉砕物に対する加熱処理を良好に行うことができる。
【００１２】
また、粉砕容器を、外部への熱の流出を抑える断熱材で覆うようにすることにより、粉砕容器からの熱流出をより確実に抑えることができる。
【００１３】
また、粉砕容器を、その外周部分を構成するケーシングと、このケーシングの内部に該ケーシングに対して抜き差し可能に組み込まれ、被粉砕物が収容される粉砕室を有するポットとにより構成し、加熱手段を、粉砕容器におけるケーシングの外周面に配設することにより、コイル状に巻かれた電熱線の弾性力にて該電熱線をケーシングに強固に固定して耐振性を持たせることができるとともに、ケーシングに対するポットの抜き差し操作にて被粉砕物の交換を容易に行うことができる。
【００１４】
また、粉砕容器内の圧力を調整する圧力調整手段を設けることにより、被粉砕物への加熱処理等に伴う圧力上昇を所定値で抑えることができ、加熱温度と圧力条件を各々設定して被粉砕物の粉砕処理を実施することができる。
【００１５】
また、圧力調整手段は、粉砕容器と連通状態で接続されてその粉砕容器内を減圧する真空ポンプとすることにより、真空ポンプの減圧作用によって粉砕容器内の圧力上昇を所定値で抑えることができ、簡易な構成で粉砕容器内の圧力を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の粉砕機の一実施例を示す正面図で、要部を断面図で表わした図である。
【図２】同右側面図である。
【図３】図１のＡ部拡大図である。
【図４】電熱線の異なる装着形態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の粉砕機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図２に、本発明の粉砕機の一実施例を示す。
この粉砕機１は、粉砕処理が施される被粉砕物Ｗに対して加熱処理と共に振動加速度を作用させて微粉砕する装置であって、機械の土台部分を構成する架台２を備えている。
【００１９】
架台２の四隅には、圧縮コイルばね３が設置され、これら圧縮コイルばね３上に振動板４が設置され、振動板４がそれら圧縮コイルばね３を介して架台２に弾性支持されることにより、架台２に対し振動板４が振動自在とされている。
【００２０】
振動板４の下面には、図示されない偏心錘を電動モータにより回転させることで振動を発生させる振動モータ５が取り付けられている。
振動板４上には、図１において左右方向に所定間隔を有して左側ブラケット６及び右側ブラケット７がそれぞれ立設され、これらブラケット６、７によって粉砕容器８が支持されている。
【００２１】
＜粉砕容器の説明＞
図３に示されるように、粉砕容器８は、被粉砕物Ｗと粉砕媒体Ｍとを収容するものであり、円筒状のケーシング９にポット１０が組み込まれて構成されている。
ここで、被粉砕物Ｗとしては、例えば、金属や有機物の粒状物が挙げられる。また、粉砕媒体Ｍは、被粉砕物Ｗの粉砕処理をより効率良く行うためのものであって、例えば、ＳＵＳ、アルミナ、ジルコニュウム等の硬質材料からなる球体が用いられる。
【００２２】
ケーシング９は、その軸線を図３において左右方向に向けて配され、左側ブラケット６を貫通し、その一端側を右側ブラケット７の板面に突き当てた状態でそれらブラケット６、７に固定されている。
ケーシング９の一端部において、その内周側には、ケーシング９の一端側に進むにつれて径が小さくなる第１テーパ受面９ａが形成されている。また、ケーシング９の中間部において、その内周側には、第１テーパ受面９ａと同様に、ケーシング９の一端側に進むにつれて径が小さくなる第２テーパ受面９ｂが形成されている。
【００２３】
ポット１０は、一端側が塞がれて他端側が開口された有底筒状のポット本体１１に、このポット本体１１の開口部を閉じる蓋体１２がボルト１３によって着脱可能に取り付けられて構成されている。
ポット本体１１と蓋体１２との間には、シール１４が介在されており、このシール１４により両者間を密封することができる。このため、湿式粉砕で利用することも可能である。
このポット１０においては、ポット本体１１が蓋体１２で閉じられることによってその内部に粉砕室１５が形成され、この粉砕室１５に被粉砕物Ｗと粉砕媒体Ｍとが収容される。
【００２４】
ポット本体１１の一端面には、そのポット本体１１の軸線回りに、所定のピッチ円直径で円周方向に等間隔で３つの位置決め用穴１６ａが形成されている（図１及び図３では位置決め用穴１６ａが２つしか描かれていないが、実際には３つあり、残りの１つは図示省略されている。）。
各位置決め用穴１６ａに対応する位置決め用ピン１６ｂが右側ブラケット７に取り付けられ、これら位置決め用穴１６ａと位置決め用ピン１６ｂとにより、ケーシング９におけるポット１０の周方向の位置決めを容易に行うことができる。
ポット本体１１の一端部において、その外周側には、ポット本体１１の一端側に進むにつれて径が小さく第１テーパ押面１１ａが形成されている。また、ポット本体１１の他端部において、その外周側には、第１テーパ押面１１ａと同様に、ポット本体１１の一端側に進むにつれて径が小さくなる第２テーパ押面１１ｂが形成されている。
ここで、これら第１テーパ押面１１ａ及び第２テーパ押面１１ｂは、ケーシング９における第１テーパ受面９ａ及び第２テーパ受面９ｂにそれぞれ対応して設けられるものであって、これら第１テーパ受面９ａ及び第２テーパ受面９ｂにそれぞれ密着状態で押し当て可能とされている。
蓋体１２の他端面の中心部には、所要深さで非貫通のテーパ穴１７が形成されている。
【００２５】
ケーシング９の他端部には、心押し具１８が装着されている。
心押し具１８は、ケーシング９の他端部に着脱可能に装着されるブラケット１９にボルト２０を貫通状態でねじ込み装着し、このボルト２０の先端部に、蓋体１２のテーパ穴１７に係合するテーパ面を有する心押し棒２１を連結してなるものである。
この心押し具１８においては、ボルト２０を締め付けることにより、心押し棒２１が蓋体１２のテーパ穴１７に向けて押し出され、この押し出された心押し棒２１によってポット１０がケーシング９の一端側に向かって押されると、第１テーパ押面１１ａと第１テーパ受面９ａとの間でのくさび作用、及び第２テーパ押面１１ｂと第２テーパ受面９ｂとの間でのくさび作用によって、ケーシング９に対しポット１０の心出しがなされた状態で、ケーシング９にポット１０が強固に保持されるようになっている。
なお、右側ブラケット７には、心押し具１８と基本構造が類似している抜き具２２が固着されており、この抜き具２２においては、ボルト２３のねじ込み操作により、抜き棒２４でポット１０をケーシング９の他端側に向かって押すことができるようになっている。この抜き具２２により、ケーシング９に強固に保持されたポット１０のその保持状態を容易に解除することができ、ポット１０のケーシング９からの抜き取り操作をスムーズに行うことができる。
【００２６】
＜加熱手段の説明＞
ケーシング９の外周面には、電熱線２５が密着状態でコイル状に巻き掛け装着されている。この電熱線２５に電源ケーブル２６を介して電流が供給されると、ケーシング９からポット１０の粉砕室１５内の被粉砕物Ｗや粉砕媒体Ｍに熱が伝えられ、被粉砕物Ｗ等が所定温度まで加熱される。
【００２７】
本実施形態においては、粉砕容器８が、その外周部分を構成するケーシング９と、このケーシング９の内部に該ケーシング９に対して抜き差し可能に組み込まれるポット１０とによりなるものとし、電熱線２５を、ケーシング９の外周面に密着状態でコイル状に巻き掛け装着するようにされているので、コイル状に巻かれた電熱線２５の弾性力にて該電熱線２５をケーシング９に強固に固定して耐振性を持たせることができるとともに、ケーシング９に対するポット１０の抜き差し操作にて被粉砕物Ｗの交換を容易に行うことができる。
【００２８】
ところで、本実施例においては、円筒状に形成したケーシング９の外周面に、電熱線２５が密着状態でコイル状に巻き掛け装着するようにしているが、図４に示すように、ケーシング９の外周面に電熱線２５の巻きピッチと同じピッチの螺旋状の溝９１を形成し、この螺旋状の溝９１に電熱線２５をねじ込むようにして装着するようにすることができる。
これにより、ケーシング９の外周面に装着した電熱線２５が、振動によってケーシング９の軸方向に移動することを防ぐことができ、電熱線２５の破損等の故障を未然に防止することができる。
【００２９】
＜圧力調整手段の説明＞
ポット１０を構成するポット本体１１と蓋体１２とにおいて、ポット本体１１には、その他端面から粉砕室１５内に繋がる連通孔２７が設けられ、この連通孔２７に対応するように取付孔２８が蓋体１２に設けられている。
蓋体１２の取付孔２８には、配管継手２９がねじ込み固定され、この配管継手２９には、ガス配管３０が接続され、このガス配管３０から所要の図示されない配管継手やガス配管等を介して真空ポンプ３１が接続され、真空ポンプ３１とポット１０とが連通状態で接続されている。
そして、真空ポンプ３１の作動により、粉砕室１５内を減圧することができ、この減圧作用によって粉砕室１５内の圧力上昇を所定値で抑えることができ、簡易な構成でポット１０内の圧力を調整することができる。
なお、本実施形態では、真空ポンプ３１により、減圧限界について、３０〜１５０ｈＰａ程度まで達成することができる。
このように、圧力調整手段を設けることにより、以下の利点がある。
・被粉砕物Ｗの粉砕を行う場合する場合、衝突や摩擦によって粉砕室１５、さらには粉砕容器８の温度は上昇する傾向にある。密閉で粉砕を行うと、粉砕室１５内のガス温度は上昇し、それに伴って内圧も上昇するため、連続的な運転は危険を伴うことが予想される。圧力調整手段を設けることによって、内圧上昇を防止でき、連続運転が可能となる。
・抽出等の化学反応を行う場合、温度、圧力等が反応効率を左右する場合がある。例えば、常圧で反応させる場合、温度条件を高温にする必要があるが、減圧することで、常温に近い温度条件で同様の反応を行うことができる場合があり、エネルギ的に考えると、省エネルギの反応が行える。
・加熱して複数成分からなる被粉砕物Ｗを成分ごとに分離するような場合、加熱と共に減圧することで、外部からの力が小さくなるため成分分離が容易になる。
【００３０】
＜断熱材の説明＞
図１に示されるように、ケーシング９の外周面側は、電熱線２５との間に若干の隙間を有して配される断熱材３２により覆われている。
左側ブラケット６及び右側ブラケット７のそれぞれの外側面も断熱材３３、３４により覆われている。また、これらブラケット６、７と振動板４との間には、それぞれ断熱材３５、３６が介在されている。
心押し具１８とポット１０との間にも断熱材３７が介在されている。
こうして、粉砕容器８を、外部への熱の流出を抑える断熱材３２〜３７で覆うものとすることにより、粉砕容器８からの熱流出をより確実に抑えることができ、粉砕容器８内の温度の変動を低く抑えることができる。
なお、図１及び図２において、符号３８にて示されるのは、それら断熱材３２〜３７を覆うように振動板４に取り付けられる保護カバーである。
【００３１】
＜粉砕媒体の説明＞
粉砕媒体Ｍは、特に限定されるものではないが、鋼鉄製やステンレス製の球を使用する。
粉砕媒体Ｍの大きさは、被粉砕物Ｗに対して小さすぎると、粉砕媒体Ｍの１個１個が運動により被粉砕物Ｗに与えるエネルギが小さくなってしまうため、被粉砕物Ｗとの大きさとの比から粉砕媒体Ｍの大きさを決定する必要がある。より具体的には、振動条件（振動加速度、振幅、振動数等）や被粉砕物Ｗの性状、粉砕媒体Ｍの数、被粉砕物Ｗと粉砕媒体Ｍの充填比等の条件を加味しながら決定するようにするが、粉砕媒体Ｍの大きさ（直径）は、被粉砕物Ｗの数倍〜数十倍、通常、十倍程度に設定するようにする。
【００３２】
＜作用効果の説明＞
以上に述べたように構成される粉砕機１による被粉砕物Ｗの粉砕処理を、主に、図１及び図３を用いて、以下に説明する。
まず、ポット本体１１の中に被粉砕物Ｗと粉砕媒体Ｍとを入れてそのポット本体１１を蓋体１２で蓋をし、ポット１０をケーシング９内に挿入して、位置決め用穴１６ａと位置決め用ピン１６ｂとにより、ケーシング９に対してポット１０を周方向に位置決めし、心押し具１８により、ケーシング９に対してポット１０を強固に保持させる。
次いで、振動モータ５を作動させるとともに、電熱線２５に電源ケーブル２６を介して電流を供給し、併せて真空ポンプ３１を作動させる。
電熱線２５への電流の供給により、ケーシング９からポット１０の粉砕室１５内の被粉砕物Ｗに熱が伝えられ、被粉砕物Ｗが所定温度まで加熱される。
振動モータ５によるポット１０への振動加速度の作用により、被粉砕物Ｗと粉砕媒体Ｍとが互いに叩き付けられ、被粉砕物Ｗが微粉に粉砕される。
真空ポンプ３１による粉砕室１５内の減圧作用により、粉砕室１５内の圧力上昇が所定値で抑えられる。
【００３３】
この粉砕機１によれば、被粉砕物Ｗを粉砕する粉砕機構部が、振動モータ５によって振動される粉砕容器８により構成され、従来技術では粉砕機構部（破砕機構部）に設けられる回転駆動軸やそれを支える軸受部がないので、粉砕機構部（粉砕容器８）からの熱流出を抑えることができるとともに、熱影響による粉砕機構部（粉砕容器８）の不具合を未然に防ぐことができる。
したがって、被粉砕物Ｗの粉砕処理と同時に、電熱線２５により被粉砕物Ｗに対する加熱処理を良好に行うことができる。
また、粉砕容器８内の圧力を調整する真空ポンプ３１が設けられているので、被粉砕物Ｗへの加熱処理等に伴う圧力上昇を所定値で抑えることができ、加熱温度と圧力条件を各々設定して被粉砕物Ｗの粉砕処理を実施することができる。
【００３４】
上記の実施形態において、振動モータ５が本発明の「振動手段」に相当する。
また、電熱線２５が本発明の「加熱手段」に相当する。
また、真空ポンプ３１が本発明の「圧力調整手段」に相当する。
【００３５】
以上、本発明の粉砕機について、一実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００３６】
例えば、上記の実施形態では、粉砕容器８に対する振動手段として、振動発生機構がコンパクトに纏められた構成の振動モータ５を採用した例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、偏心錘が取り付けられた回転軸を振動板４の下面に回転可能に取り付け、この回転軸と、振動板４とは独立して設置される電動モータの出力軸とを自在継手により連結し、電動モータの回転動力を自在継手及び回転軸を介して偏心錘に伝達して、振動を発生させる構成を採用することもできる。また、所要の電磁加振用マグネットの採用により振動を発生させるようにしてもよい。
また、粉砕容器８に対する加熱手段として、電熱線２５による抵抗加熱を用いた例を示したが、電磁誘導による誘導加熱で粉砕容器８を加熱するようにしてもよい。
また、粉砕容器８に対する圧力調整手段として、真空ポンプ３１を用いた例を示したが、これに代えて、圧力調整弁（減圧弁）を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の粉砕機は、被粉砕物に対する粉砕処理と加熱処理とを同時に行うことができ、併せて圧力調整を行うことができるという特性を有していることから、ある温度や圧力条件下で反応が進行するような物質の粉砕（粉砕により反応進行が早められる効果も考えられる）の用途や、ある温度と圧力下で粉砕性が向上するような物質の粉砕、分離の用途（例えば、基板上にはんだで固定された素子部品と基板の分離する用途）に好適に用いることができるほか、例えば、複合成分からなる対象物を加熱しながら力を与えてやれば成分の分離性能が向上するような分離処理の用途（例えば、鉱石から金属を分離する用途や食品や植物から特定成分を抽出する用途）にも用いることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  粉砕機
５  振動モータ（振動手段）
８  粉砕容器
９  ケーシング
１０  ポット
１５  粉砕室
２５  電熱線（加熱手段）
３１  真空ポンプ（圧力調整手段）
３２〜３７  断熱材
Ｗ  被粉砕物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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