(57)【要約】      （修正有）【課題】商品の嵌め合い部分の寸法公差が小さいロータリージョイントのロータとシャフトとの接合構造を提供する。【解決手段】ロータリージョイントのロータとシャフトの接合構造において、加圧液体により膨張するブッシングを用いたロータリージョイントのロータとシャフトとを強固に接合するための接合構造である。ブッシング１０４は、環状のベース部材１３０とそこからヘッド方向に延びるスリーブ状本体１０６を備えている。このスリーブ状本体１０６は、ロータと自由端部との間に介在している。スリーブ状本体１０６には、ほぼ長手方向全長に環状の空間１３２が形成されている。この空間１３２には、作用液体１３４が注入される。この空間１３２が形成されたことにより、スリーブ状本体１０６には、外管部１０６ａと内管部１０６ｂが形成されている。【選択図】図４
0003149456.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ロータリージョイントのロータとシャフトとの接合構造において、前記ロータリージョイントの取付端である第１端および前記シャフトの取付端である第２端のうち一方の端を他方の端に設けられた挿入孔に嵌合して取り付けるようになっており、前記挿入孔の内径が、前記一方の端の外径より大きくされて、環状空間が形成されるようになっており、この環状空間には、前記ロータリージョイントの前記ロータと前記シャフトとを接合するためのブッシングのスリーブ状本体が挿入されるようになっており、該スリーブ状本体は、外管と内管からなり、間に液体注入用の環状の液体注入空間が設けられており、この液体注入空間には、作用液体が注入されており、この作用液体を加圧するための加圧手段が設けられており、この加圧手段により前記作用液体を加圧して、前記スリーブ状本体の外管を外側に、内管を内側に押し広げることにより、前記外管を前記他方の管の挿入口の内壁に摩擦接触させるとともに、前記内管を前記一方の端の外壁に摩擦接触させ、これによりロータリージョイントのロータとシャフトとを強固に接合するための接合構造。
【請求項２】
請求項１に記載された接合構造を持つロータリージョイントを備えたメディア混合式ミル。
【請求項３】
原料入口を有し、球形の粉砕室を有する粉砕容器、前記粉砕室内であって前記粉砕容器の内壁近傍に回転自在に設置された攪拌部材、前記粉砕室内に入れられた粉砕メディア、および前記粉砕室内であって前記攪拌部材に対向して回転自在に配置された遠心分離式メディア分離部材を備えている請求項２に記載のメディア混合式ミル。
【請求項４】
前記メディア分離部材が球形な前記粉砕室の中央部近傍に配されていることを特徴とする請求項３に記載のメディア混合式ミル。
【請求項５】
前記粉砕容器自体が球形であることを特徴とする請求項３または４に記載のメディア混合式ミル。
【請求項６】
前記攪拌部材が、前記円形の粉砕室の中心を通る回転軸の周りに回転自在とされていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
【請求項７】
前記粉砕室の中心を通り、前記攪拌部材の前記回転軸と直交する面で、前記粉砕容器が２つに分割できることを特徴とする請求項６に記載のメディア混合式ミル。
【請求項８】
前記粉砕容器の外周に冷媒体または熱媒体を通すためのジャケットを設け、粉砕室内を温調可能にしたことを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のメディア混合ミル。
【請求項９】
前記攪拌部材が５〜４０m/ｓの範囲の回転速度で駆動が可能であることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
【請求項１０】
竪型であり、前記攪拌部材が前記粉砕室の下方に配され、前記メディア分離部材が前記粉砕室の上方に配されたことを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
【請求項１１】
一端に前記メディア分離部材が固定され、そこから前記粉砕室外に延びる中空のメディア分離部材駆動軸を備え、該メディア分離部材駆動軸の内部が原料出口となっていることを特徴とする請求項３〜１０のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ロータリージョイントのロータとシャフトとの接合構造、および該接続構造を備えたメディア混合式ミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のロータリージョイントのロータとシャフトとの接合構造は、通常、ネジ固定式であるが、ねじ部での加工精度に限界があり、軸芯のずれによってバランスを崩し、振動の要因となっている。また、ネジは軸方向の面接触で締結するため、ネジ面間にクリアランスを持たせる必要があるので、あたり具合では軸芯がずれる可能性がある。さらに、発錆防止のため、ステンレス鋼を使用することが多いが、上記のクリアランスのため、ネジ面間で摩擦摺動が生じ、ねじ部の焼き付きが生じ、問題となっていた。
【０００３】
以上を解消するため、特開２００３−４９４５１号公報では、上記結合構造として、カプラー状の脱着手段を用いたものを提案している。
上記公報によれば、このカプラー状の脱着手段を用いることにより、ワンタッチで脱着が可能となったとあるが、このようにワンタッチで脱着を可能とするには、部品の嵌め合い部分の寸法公差が大きく、ネジ取付と同様に回転物に対して芯が出せないと言う問題がある。
【特許文献１】特開２００３−４９４５１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本考案は、上記のような問題を解決したロータリージョイントのロータとシャフトとの接合構造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】
【０００５】
上記の課題は、以下の構成の本考案のロータリージョイントのロータとシャフトとの接合構造により解消される。
（１）
ロータリージョイントのロータとシャフトとの接合構造において、前記ロータリージョイントの取付端である第１端および前記シャフトの取付端である第２端のうち一方の端を他方の端に設けられた挿入孔に嵌合して取り付けるようになっており、前記挿入孔の内径が、前記一方の端の外径より大きくされて、環状空間が形成されるようになっており、この環状空間には、前記ロータリージョイントの前記ロータと前記シャフトとを接合するためのブッシングのスリーブ状本体が挿入されるようになっており、該スリーブ状本体は、外管と内管からなり、間に液体注入用の環状の液体注入空間が設けられており、この液体注入空間には、作用液体が注入されており、この作用液体を加圧するための加圧手段が設けられており、この加圧手段により前記作用液体を加圧して、前記スリーブ状本体の外管を外側に、内管を内側に押し広げることにより、前記外管を前記他方の管の挿入口の内壁に摩擦接触させるとともに、前記内管を前記一方の端の外壁に摩擦接触させ、これによりロータリージョイントのロータとシャフトとを強固に接合するための接合構造。
（２）
上記（１）に記載された接合構造を持つロータリージョイントを備えたメディア混合式ミル。
（３）
原料入口を有し、球形の粉砕室を有する粉砕容器、前記粉砕室内であって前記粉砕容器の内壁近傍に回転自在に設置された攪拌部材、前記粉砕室内に入れられた粉砕メディア、および前記粉砕室内であって前記攪拌部材に対向して回転自在に配置された遠心分離式メディア分離部材を備えている上記（２）に記載のメディア混合式ミル。
（４）
前記メディア分離部材が球形な前記粉砕室の中央部近傍に配されていることを特徴とする上記（３）に記載のメディア混合式ミル。
（５）
前記粉砕容器自体が球形であることを特徴とする上記（３）または（４）に記載のメディア混合式ミル。
（６）
前記攪拌部材が、前記円形の粉砕室の中心を通る回転軸の周りに回転自在とされていることを特徴とする上記（３）〜（５）のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
（７）
前記粉砕室の中心を通り、前記攪拌部材の前記回転軸と直交する面で、前記粉砕容器が２つに分割できることを特徴とする上記（６）に記載のメディア混合式ミル。
（８）
前記粉砕容器の外周に冷媒体または熱媒体を通すためのジャケットを設け、粉砕室内を温調可能にしたことを特徴とする上記（３）〜（７）のいずれかに記載のメディア混合ミル。
（９）
前記攪拌部材が５〜４０m/ｓの範囲の回転速度で駆動が可能であることを特徴とする上記（３）〜（８）のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
（１０）
竪型であり、前記攪拌部材が前記粉砕室の下方に配され、前記メディア分離部材が前記粉砕室の上方に配されたことを特徴とする上記（３）〜（９）のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
（１１）
一端に前記メディア分離部材が固定され、そこから前記粉砕室外に延びる中空のメディア分離部材駆動軸を備え、該メディア分離部材駆動軸の内部が原料出口となっていることを特徴とする上記（３）〜（１０）のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
【考案の効果】
【０００６】
本考案の接合構造では、半径方向の接触であり、かつ接合面を長く取れるのでブレが小さく、接合制度が向上し、回転中の振動を極力抑えることができるとともに、接合に遊びを設ける必要がないので、摩擦摺接がなく、したがって焼き付けが生ずるおそれがない。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照して本考案を実施するための好ましい形態によるロータリージョイントのロータとシャフトとの接合構造について説明する。以下の説明においては、本接合構造をメディア混合式ミルに組み込んだものを説明する。
【０００８】
図１は、本発明の実施形態によるロータリージョイントのロータとシャフトとの接合構造を組み込んだメディア混合式ミルについて説明する。なお、以下の説明では、竪型のミルについて説明するが、本発明のミルは横型であってもよいことは勿論である。
図１は、本発明の実施の形態によるメディア混合式ミル１０を示すものであり、このメディア混合式ミル１０は、ほぼ球形の粉砕容器１２を備えている。この粉砕容器１２は、内部に球形の粉砕室１４を備えており、この粉砕室１４内にスラリー状の原料を導入するための原料入口１６を有している。なお、粉砕室１４さえ球形であれば、粉砕容器１２自体の形状はどのような形状であってもよいが、上記したように球形であることが好ましい。粉砕容器１２の下部中央には、円形の開口１２ａが設けられており（後に説明するジャケットにも同様の開口が設けられている）、この開口１２ａには、フレーム１８の上部中央の上方に突出したリング状部分１８ａが嵌合されている。一方、粉砕容器１２の上部中央には、円形の開口１２ｂが設けられており（後に説明するジャケットにも同様の開口が設けられている）、この開口１２ｂには、円筒状のケーシング２０が嵌合しており、このケーシング２０の下端は、粉砕室１４垂直に内部まで延びている。
【０００９】
上記粉砕容器１２の粉砕室１４の内部下部中央には、攪拌部材２２が回転自在に配置されている。攪拌部材２２は、従来の構造のものであってよいが、例えば、中心に配置されたハブ部２２ａ、該ハブ部２２ａから半径方向外方に所定長延びる延長部２２ｂ、および該延長部２２ｂの外周先端に支持されたほぼ歯車の歯の形をした攪拌部材主部２２ｃを一体に備えている。上記延長部２２ｂには、複数の開口２２ｄが設けられており、これらの複数の開口２２ｄは、複数の粉砕メディア循環用開口とされている。上記ハブ部２２ａには撹拌部材駆動軸である回転駆動軸２４が固定されている。この回転駆動軸２４は、上記フレーム１８を軸方向下方に貫通して延び、その端部は、図示しない周知の駆動機構を介して駆動源に接続されており、図に矢印で示す方向に回転駆動される。この回転駆動軸２４の回転軸（回転軸線）は球形の粉砕室１４の中心を通っていることが好ましい。なお、上記回転駆動軸２４には、軸封２５（メカニカルシール等）が設けられている。メディア混合式ミルにおいて周知のように、粉砕容器１２の内部には、ビーズ状の粉砕メディア３０（なお、図においては極めて拡大して示した）が収納されている。この粉砕メディア３０は、その直径が０．０２〜２ｍｍのものを用いることができる。
【００１０】
上記粉砕容器１２の粉砕室１４の内部上方であって粉砕室１４の中心部近傍には、上記該攪拌部材と軸方向に間隔をおいて対向して配置され、スラリー状の原料内に分散したメディア３０を該原料から分離するための遠心分離式メディア分離部材３２が設けられている。このメディア分離部材３２は、遠心羽根車式のものであって、上記該攪拌部材と同軸に配置されていることが好ましいが、軸がずれていてもよい。このメディア分離部材３２には、中空の回転駆動軸３４が固定されている。この駆動軸３４は、ケーシング２０を貫通して上方に延び、その端部は、図示しない周知の駆動機構を介して駆動源に接続されており、図に矢印で示す方向に回転駆動される。なお、上記回転駆動軸３４には、軸封３６（メカニカルシール等）が設けられている。また、この駆動軸３４の中空部は、メディア分離部材３２の内部空間に連通し、原料出口３８を形成している。
【００１１】
上記メディア分離部材３２は、ハブ部３２ａおよび閉鎖板３２ｂ間に周方向（回転駆動軸３４に同軸）に等間隔で配置された複数の羽根部材４４を有している（図２（Ａ）参照）。上記羽根部材４４は、上記図２（Ａ）に示したように完全に放射状に配置してもよいし、図２（Ｂ）に示したように傾斜して配置してもよい。上記羽根部材４４は、あるいは、図２（Ｃ）に示したように断面が内方に向かって徐々に細くなる４角形状のものであってもよい。
【００１２】
粉砕容器１２の外周には、冷媒体または熱媒体（通常は冷媒体であって、冷却水）を通すためのジャケット４０を設けられており、粉砕室１４内を温調可能にしている。このジャケット４０には、下方部分に冷却水を導入するための冷却水入口４２、上方部分に冷却水を排出するための冷却水出口４６が設けられている。
【００１３】
粉砕容器１２は、粉砕室１４の中心を通り、攪拌部材２２の回転軸（垂直軸）と直交する面で２つに分割できるようになっている。上記ジャケット４０も同様である。これにより、粉砕容器１２を開いて、容易にメンテナンスができるようになっている。
【００１４】
本メディア混合式ミルにおいては、上記攪拌部材２２は、５〜４０ｍ／ｓの範囲の回転速度で駆動が可能であり、メディア分離部材３２は、１０〜２０ｍ／ｓの範囲の回転速度で駆動が可能である。
【００１５】
なお、本メディア混合式ミルにおいては、攪拌部材２２が、メディア分離部材３２から十分に離隔されているので、該メディア分離部材３２の干渉が極めて少ない。
【００１６】
上記回転駆動軸３４は、その自由端部（図１において上端）３４ａの外径が縮径されており、その自由端部３４ａは、ロータリージョイント１００のスリーブ状ロータ１０２内にブッシング１０４のスリーブ状本体１０６（図３では、ブッシング１０４の概要を描いている）を介在させた状態で嵌合している。
【００１７】
次に、図４以降を参照して、回転駆動軸３４のロータリージョイント１００への結合構造について説明する。
【００１８】
ロータリージョイント１００は、チューブ状部材１０８の中央部に環状の鍔１０９を付けた構造のヘッド１１０を備えている。上記鍔１０９の回転駆動軸３４側の面には、管状のケーシング１１２が一体的に取り付けられている。図の例では、ボルト１１４で固着されている。
【００１９】
ロータ１０２の回転駆動軸３４とは反対側の端部１０２ａは縮径されており、ケーシング１１２内に挿入されている。この端部１０２ａの先端１０２ｂは、チューブ状部材１０８のロータ１０２側の端部１０８ａに接近するまで延びている。
【００２０】
ロータ１０２は、その端部１０２ａとケーシング１１２の間に配置されたベアリング１１６を介してケーシング１１２に回転自在に支持されている。
【００２１】
前記端部１０２ａの先端１０２ｂ内部には、段差１０２ｃが設けられており、この段差１０２ｃにはリング状の摺接材１１８が固定されている。また、前記端部１０８ａの先端１０８ｂ内部には、段差１０８ｃが設けられており、この段差１０ｃには、摺接材１１８と密接対向するリング状の摺接材１２０が回転方向かつ軸方向に摺動可能に配置されている。
【００２２】
摺接材１２０と鍔１０９の間には、摺接材１２０を摺接材１１８側に付勢して、摺接材１２０を摺接材１１８に密着させるためのスプリング１２２が配置されている。これらの摺接材１１８および摺接材１２０は、ロータ１０２側が回転し、ヘッド１１０側が回転しない状態でのロータ１０２側とヘッド１１０側とでのシールを形成している。スリーブ状部材１０８の端部は、スラリー状の原料の排出パイプ１２２の端部にヘールクランプ１２４によって接合されている。
【００２３】
回転駆動軸３４とロータ１０２とは、上記したように接合部材であるブッシング１０４（これが本考案の実施の形態の接合構造の主要部を構成する）によって同軸に強固に接合されるようになっている。
【００２４】
以下、図４以降を参照して、ブッシング１０４の詳細構造に付いて説明する。
【００２５】
ブッシング１０４は、環状のベース部材１３０とそこからヘッド１１０方向（図３において）に延びるスリーブ状本体１０６を備えている。このスリーブ状本体１０６は、ロータ１０２と自由端部３４ａとの間に介在している。スリーブ状本体１０６には、図４〜６に示されているように、ほぼ長手方向全長に環状の空間１３２が形成されている。この空間１３２には、作用液体１３４が注入される。この空間１３２が形成されたことにより、スリーブ状本体１０６には、外管部１０６ａと内管部１０６ｂが形成されている。
【００２６】
上記環状のベース部材１３０には、上記空間１３２に連通し、上記空間１３２に作用液体１３４を注入するための注入通路１３６が設けられている。この注入通路１３６の入口部１３８は、上記空間１３２に注入された作用液体１３４に圧力を加える加圧部となっており、プレッシャースクリュー１４０が螺合している。上記空間１３２および注入通路１３６に作用流体を満たし、このプレッシャースクリュー１４０を注入通路１３６の入口部にねじ込むことにより、上記作用流体１３４に圧力が加えられる。このように作用流体１３４に圧力が加えられると、外管部１０６ａは半径方向外方に、内管部１０６ｂは半径方向内方に膨張（変形）し、これにより、回転駆動軸３４とロータ１０２とを強固に連結する。
【００２７】
前記スリーブ状本体１０６の外管部１０６ａと内管部１０６ｂの肉厚は、適度のものとすることが好ましい。厚すぎると、上記作用流体１３４に上記のような圧力が加わったとしても、外管部１０６ａと内管部１０６ｂが良好に膨張できず、したがって、回転駆動軸３４とロータ１０２とを強固に連結することができなくなる可能性がある。一方で、薄すぎると、外管部１０６ａと内管部１０６ｂの強度が十分でなくなる。
【００２８】
作動においては、先ず、上記空間１３２および注入通路１３６に作用流体を満たし、上記プレッシャースクリュー１４０を注入通路１３６の入口部にねじ込むことにより、上記作用流体１３４に圧力を加え、これにより、外管部１０６ａを半径方向外方に、内管部１０６ｂを半径方向内方に膨張（変形）させて、回転駆動軸３４とロータ１０２とを強固に連結する。この状態で、原料入口１６から被粉砕粒子を含むスラリーである原料を粉砕室１４に導入しながら撹拌部材２２を回転駆動する。粉砕室１４内に導入されたスラリーは、粉砕室１４内にすでに形成されているスラリーとメディア３０の回転流れｆ１に乗って攪拌部材２２の方向に下降移動されて、攪拌部材２２により撹拌混合される。撹拌混合された上記スラリーとメディア３０は、今度は粉砕室１４の内壁付近を上昇移動する流れｆ２となり、そして上昇しきると、今度は先の流れｆ１となる。粉砕室１４中心付近やや上方において、スラリーおよびメディアにはメディア分離部材３２により回転運動が与えられる。この回転運動により、質量の大きいメディアは半径方向外向きに付勢され、スラリーから分離される。この場合、被粉砕粒子のうち、粉砕が不十分で粒子サイズが大きいものもメディアと同様に挙動する。一方、十分に粉砕されて質量が小さくなった粒子を含むスラリーは、メディア分離部材３２の内部空間に入り、回転軸３４内部の原料出口３８、ロータリージョイント１００および排出パイプ１１２を介してメディア混合式ミル外部へ排出される。
【００２９】
以上の結合構造により、シャフトである回転駆動軸３４とロータリージョイントのロータ１０２とを、軸芯のブレなく、強固に結合でき、この結果、装置全体の振動が極めて低減され、また接続部の焼き付きも防止される。
【００３０】
また、上記の構造のメディア混合式ミルにおいては、流れｆ１，ｆ２中に、原料粒子は、自由に運動する粉砕メディアの接触により良質な破砕、分散が行われ、その結果、高品質の製品がえられる。また、本メディア混合式ミルによれば、上記の作用により、粒度分布幅の狭い粉砕を達成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施態様によるメディア混合式ミルを示す断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ図１に示したメディア混合式ミルに使用されているメディア分離部材の羽根部材の例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施態様によるロータリージョイントにおけるシャフトとローターの結合構造を示す断面図である。
【図４】上記結合構造に用いられるブッシングの断面図である。
【図５】図４の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図６】図４の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  メディア混合式ミル
１２  粉砕容器
１２ａ  開口
１２ｂ  開口
１４  粉砕室
１６  原料入口
１８  フレーム
１８ａ  リング状部分
２０  ケーシング
２２  攪拌部材
２２ａ  ハブ部
２２ｂ  延長部
２２ｃ  攪拌部材主部
２２ｄ  開口
２４  回転駆動軸
２５  軸封
３０  粉砕メディア
３２  メディア分離部材
３２ａ  ハブ部
３２ｂ  閉鎖板
３４  中空駆動軸
３６  軸封
３８  原料出口
４０  ジャケット
４０ａ  冷却水入口
４０ｂ  冷却水出口
４４  羽根部材
１００  ロータリージョイント
１０２  ロータ
１０４  ブッシング
１０６  スリーブ状本体
１０８  チューブ状部材
１１９  鍔
１１０  ヘッド
１１２  ケーシング
１１４  ボルト
１１６  ベアリング
１１８  摺接材
１２０  摺接材
１２２  スプリング
１２４  ヘールクランプ
１３０  ベース部材
１３２  空間
１３４  作用液体
１３６  注入通路
１３８  注入通路の入口部
１４０  プレッシャースクリュー
【図４】
0003149456.tif 000003
【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図２】
0003149456.tif 000007
【図３】
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