(57)【要約】【課題】十分な分散性や凝集解消効果を得ることが可能でありながら、作業性の悪化と回収率低下との両方を回避することができる、ロールミル装置を提供する。【解決手段】ロールミル装置１は、それぞれ回転可能に設けられた始点ロール３、終点ロール５及び中間ロール７と、ロール制御機構９とを備える。ロール制御機構は、上記ロールの回転速度が大小順に並ぶように各ロールを回転させる回転機構と、ロールのそれぞれの回転方向を順周りと逆周りとの間で選択に切り替える逆転機構と、複数のロールの回転速度の大小順を反転させる反転機構としての機能を有する。【選択図】図４
2008246395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ回転可能に設けられた複数のロールと、
前記複数のロールの回転速度が大小順に並ぶように該複数のロールを回転させる回転機構と、
前記複数のロールのそれぞれの回転方向を順周りと逆周りとの間で選択に切り替える逆転機構と、
前記複数のロールの回転速度の大小順を反転させる反転機構と
を備えたロールミル装置。
【請求項２】
前記ロールから材料を剥離させる掻き取り部を備えた請求項１に記載のロールミル装置。
【請求項３】
所定の前記ロールにおいて材料を滞留させる滞留板を少なくとも二つ備える請求項１又は２に記載のロールミル装置。
【請求項４】
前記滞留板の少なくとも一つは、材料を滞留させる滞留位置と材料の進行を許容する非滞留位置との間で移動可能である請求項３に記載のロールミル装置。
【請求項５】
材料が前記ロールの側方から漏れ出ることを防止するガード板を備えた請求項１乃至４の何れか一項に記載のロールミル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロールミル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロールミル装置は、例えば、セラミック電子部品の製造に用いるセラミックペーストの生産過程で使用されている。すなわち、金属粉末又はセラミック粉末やバインダなどを含むペースト材料を、ロールミル装置によって、粒径を適当に調整すべく材料を粉砕し、凝集を解消しながら、分散・混錬する。
【０００３】
このようなロールミル装置の一例として、特許文献１に開示のものを挙げることができる。特許文献１に示された３本ロールミル装置には、横一直線上に回転軸が並んだ後ロール、中ロール、前ロールという３本のロールが設けられている。これらのロールは、後ロール、中ロール、前ロールの順に、より高速で回転する。相対的に最も低速な後ロールに対して材料が供給され、材料は、その後、後ロールから中ロールへ乗り移り、さらに、中ロールから前ロールへ乗り移って、材料の分散や粉砕が行われる。
【特許文献１】特開２００６−２４７４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ロールミル装置では、材料を、最初のロールから最終のロールまで一回流しだだけでは分散が十分ではない場合があり、その場合、最終のロールから排出された材料を最初のロールに戻し、再度、複数のロールでの処理を行うことが考えられる。しかしながら、従来のロールミル装置では、最終のロールから排出された材料は、人手によって、最初のロールに戻しているのが現状であり、作業性が悪かった。
【０００５】
また、人手で戻すため、最終のロールの排出部には、材料を受ける容器を用意し、容器内にある程度、材料を溜めたところで、作業者が容器を持って最初のロールに移動し、容器内の材料を最初のロールに再供給していた。しかしながら、粘性により材料を容器内面から完全に掻き取ることは困難であり、人手による再供給が繰り返されるほど材料の回収率低下が問題となってくる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、十分な分散性や凝集解消効果を得ることが可能でありながら、作業性の悪化と回収率低下との両方を回避することができる、ロールミル装置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】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係るロールミル装置は、それぞれ回転可能に設けられた複数のロールと、前記複数のロールの回転速度が大小順に並ぶように該複数のロールを回転させる回転機構と、前記複数のロールのそれぞれの回転方向を順周りと逆周りとの間で選択に切り替える逆転機構と、前記複数のロールの回転速度の大小順を反転させる反転機構とを備える。
【０００８】
ロールミル装置は、前記ロールから材料を剥離させる掻き取り部や、所定の前記ロールにおいて材料を滞留させる少なくとも二つの滞留板や、材料が前記ロールの側方から漏れ出ることを防止するガード板を、適宜備えていてもよい。
【０００９】
その場合、前記滞留板の少なくとも一つは、材料を滞留させる滞留位置と材料の進行を許容する非滞留位置との間で移動可能とすると好適である。
【発明の効果】
【００１０】
上述した本発明によれば、十分な分散性や凝集解消効果を得ることが可能でありながら、作業性の悪化と回収率低下との両方を回避することができる。
【００１１】
なお、本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明に係るロールミル装置を、セラミック電子部品の製造に用いるペーストの処理に適用する場合の実施の形態として、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【００１３】
図１に、本実施の形態に係るロールミル装置を示す。図２に、ロール部分近傍の側面及び正面を示す。ロールミル装置１は、始点ロール３と、終点ロール５と、少なくとも１つ（本実施の形態では１つ）の中間ロール７と、後述する回転機構、逆転機構及び反転機構として機能するロール制御機構９と、スクレーパ１１とを有する。
【００１４】
始点ロール３、終点ロール５及び中間ロール７はそれぞれ、円柱状の部材であり、軸芯周りに回動可能に支持されている。始点ロール３、終点ロール５及び中間ロール７のそれぞれの回転軸Ｏ３、Ｏ５、Ｏ７は、すべて相互に平行に指向されている。本実施の形態では、これらの回転軸Ｏ３、Ｏ５、Ｏ７はほぼ水平方向に沿って延長されている。
【００１５】
中間ロール７は、後述するように始点ロール３と終点ロール５との材料移動経路中に設けられている。また、始点ロール３、終点ロール５及び中間ロール７は、それらの回転軸Ｏ３、Ｏ５、Ｏ７が同一面上に位置するように、配置されている。
【００１６】
３つのロールの回転速度は全て異なるように設定され、ロール制御機構９によって制御される。ロール制御機構９は、回転機構、逆転機構及び反転機構としての機能を有するが、まず、回転機構の機能として、始点ロール３、中間ロール７及び終点ロール５の回転速度が大小順に並ぶような関係で、各ロールを回転させる。始点ロール３の回転速度をＶ３とし、終点ロール５の回転速度をＶ５とし、中間ロール７の各回転速度をＶ７とすると、回転速度の関係は（後述する反転前を基準として）、Ｖ３＜Ｖ７＜Ｖ５を満たすように設定されている。一例を示すと、Ｖ３＝１０［ｒｐｍ］、Ｖ７＝３０［ｒｐｍ］、Ｖ５＝９０［ｒｐｍ］を挙げることができる。
【００１７】
また、３つのロールの回転方向は図２に矢印で示されるように、全て同一方向ではない。材料の移動経路に沿ってみて、一のロールの回転方向と、そのすぐ隣り合うロールの回転方向とが逆転しているような関係で、複数のロールの回転方向が設定されている。
【００１８】
また、ロール制御機構９は、逆転機構として、始点ロール３、中間ロール７及び終点ロール５のそれぞれの回転方向を順周りと逆周りとの間で選択的に切り替える。すなわち、図２に矢印で示す回転方向を、始点ロール３、中間ロール７及び終点ロール５のそれぞれの順周りの状態とすると、切り替えられた逆周りの状態では、始点ロール３、中間ロール７及び終点ロール５のそれぞれが、図２に矢印で示す回転方向と逆周りに回転される。
【００１９】
さらに、ロール制御機構９は、反転機構として、始点ロール３、中間ロール７及び終点ロール５の回転速度の大小順を反転させる。反転前の状態で、Ｖ３＜Ｖ７＜Ｖ５の回転速度の関係であるならば、反転後の状態は、Ｖ３＞Ｖ７＞Ｖ５の回転速度の関係とされる。よって、上述した例ならば、反転前の状態で、Ｖ３＝１０［ｒｐｍ］、Ｖ７＝３０［ｒｐｍ］、Ｖ５＝９０［ｒｐｍ］であった各回転速度を、反転後の状態で、Ｖ３＝９０［ｒｐｍ］、Ｖ７＝３０［ｒｐｍ］、Ｖ５＝１０［ｒｐｍ］とする。
【００２０】
このような回転機構、逆転機構及び反転機構の機能を奏するロール制御機構９の構造は、特に、限定されるものではない。よって例えば、ロールと同数のサーボモータを用意してロールの回転速度、回転方向を個別的に制御してもよいし、あるいは、ロールよりも少ないモータに対してギヤボックスやクラッチを設け、ロールの回転速度、回転方向を最終的に制御してもよいし、あるいは、その他の駆動源や伝達機構を用いて実施することも可能である。
【００２１】
スクレーパ１１は、本実施の形態では概ね板状の部材であり、その上端が下端よりも鉛直方向でいう上方に位置するように傾斜して配置されている。スクレーパ１１の上端部は、終点ロール５に当接して又は終点ロール５の極近傍に位置しており、終点ロール５から材料を剥離させる掻き取り部１５として機能する。スクレーパ１１の下端部の下方には、材料を回収する受け皿（図示省略）が配置されている。
【００２２】
スクレーパ１１の中央部から下端部は、終点ロール５から剥離した材料を搬送する搬送部１７として機能する。搬送部１７は、搬送斜面を有し、この搬送斜面を介して、剥離された材料をその自重により回収用の受け皿に導くことができる。
【００２３】
また、始点ロール３、中間ロール７及び終点ロール５の上方には、材料の移動を制御する制御フード３１が設けられている。制御フードの詳細について、図１〜図３を参照して説明する。図３は、制御フード単体の側面図である。本実施の形態では、制御フード３１は、３つの滞留板３３、３５、３７と、２つのガード板３９、４１と、シャッター型開閉機構４３とを有している。
【００２４】
３つの滞留板３３、３５、３７は、始点ロール３、終点ロール５及び中間ロール７のそれぞれの回転軸Ｏ３、Ｏ５、Ｏ７のほぼ直上において鉛直方向に延びると共に、当該回転軸Ｏ３、Ｏ５、Ｏ７とほぼ平行方向に延びている。３つの滞留板のうち、スクレーパ１１が設置されている終点ロール５の上方の滞留板３５は、後述するように材料を滞留させる滞留位置と材料の進行を許容する非滞留位置との間で移動可能に設けられている。具体的には、滞留板３５は、終点ロール５に対する接近・離隔方向にスライド可能に設けられている。また、移動可能な滞留板３５の上方には、シャッター型開閉機構４３が設けられており、滞留板３５はシャッター型開閉機構４３によってスライドされる。
【００２５】
２つのガード板３９、４１は、当該回転軸Ｏ３、Ｏ５、Ｏ７とほぼ直交する方向に延びており、３つの滞留板３３、３５、３７の両側縁と接続するように設けられている。ガード板３９、４１は、隣り合う一対のロールの間に入り込むようにロールの円周形状に沿った縁形状を有する。
【００２６】
なお、滞留板やガード板は、後述するように、滞留・ガードができれば、厳密に上述した平行・鉛直・直交等の構成で設けられていることには限定されず、また、滞留板の位置も回転軸からずれていれもよい。さらに、滞留板やガード板は、フードとして一体的・連続的に構成されていることには限定されず、全て或いは一部、個別的に分離して設置されていてもよい。
【００２７】
次に、上記のような構成を有するロールミル装置の動作について説明する。図４は、ロールミル装置の動作の過程を説明する図である。まず、始点ロール３、中間ロール７及び終点ロール５を、順周り状態として、ロール制御機構９によって、図４の（ａ）に矢印で示されるような回転方向で回転させる。その際の各回転速度は、Ｖ３＝１０［ｒｐｍ］、Ｖ７＝３０［ｒｐｍ］、Ｖ５＝９０［ｒｐｍ］である。
【００２８】
この状態において、ペーストの材料２５を、始点ロール３及び中間ロール７の間に投入する。供給された材料２５は、始点ロール３と中間ロール７とが最も接近若しくは当接した部分に引きずり込まれた後、両ロールの回転速度差に起因して、中間ロール７側に乗り移り、中間ロール７と一体的に回転する。
【００２９】
続いて、中間ロール７に乗り移った材料２５は、中間ロール７と終点ロール５とが最も接近若しくは当接した部分に引きずり込まれた後、両ロールの回転速度差に起因して、終点ロール５側に乗り移る。このような過程で、隣り合う一対のロールの間に引きずり込まれていく度に、材料２５は、所期粒径にむけて粉砕され、凝集が解消されながら、分散・混錬される。
【００３０】
終点ロール５に乗り移ってきた材料２５は、回転する終点ロール５と一緒に連れ周り、滞留板３５に達すると、滞留板３５に堰き止められる。また、堰き止められた材料２５が多量になり、中間ロール７に付着した材料２５は、滞留板３７によって堰き止められる。よって、中間ロール７から終点ロール５に乗り移ってきた材料２５は次々と滞留板３５に堰き止められ、図４の（ｂ）に示されるように、材料２５は全て、滞留板３５と滞留板３７との間に集められる。
【００３１】
また、本実施の形態では、上述したガード板３９、４１が設けられているため、このように材料２５が投入されてから、始点ロール３、中間ロール７、終点ロール５へと乗り移る間、材料２５が各ロールの側方から漏れ出してしまうことが防止されている。よって、ほぼ全ての材料２５が終点ロール５と中間ロール７との間に回収される（後述する逆戻り時も同様）。なお、本明細書では、ロールの回転軸の延長方向を側方として説明している。
【００３２】
図４の（ｂ）に示されるように、材料２５が、滞留板３５と滞留板３７との間に集められたら、始点ロール３、中間ロール７及び終点ロール５を、ロール制御機構９によって、逆周り状態として、図４の（ｂ）に矢印で示されるような回転方向で回転させる。その際、各ロールの回転速度は、それまでの大小順が反転され、Ｖ３＝９０［ｒｐｍ］、Ｖ７＝３０［ｒｐｍ］、Ｖ５＝１０［ｒｐｍ］とされる。
【００３３】
これにより、材料２５は、より速い回転速度のロールに乗り移っていき、終点ロール５から中間ロール７へ、中間ロール７から始点ロール３へと乗り移り、つまり逆戻りする。この間も、隣り合う一対のロールの間に引きずり込まれていく際に、材料２５は、所期粒径にむけて粉砕され、凝集が解消されながら、分散・混錬される。
【００３４】
また、始点ロール３に乗り移ってきた材料２５は、回転する始点ロール３と一緒に連れ周り、滞留板３３に達すると、滞留板３３に堰き止められる。また、多量になり、中間ロール７に付着した材料２５は、滞留板３７によって堰き止められる。よって、中間ロール７から始点ロール３に乗り移ってきた材料２５は次々と滞留板３３に堰き止められ、図４の（ａ）に示されるように、材料２５は全て、滞留板３３と滞留板３７との間に集められる。
【００３５】
以降、ロール制御機構９により、各ロールの回転方向を順周りと逆周りとの間で切り替える共に回転速度の大小順も反転させることによって、図４の（ａ）と（ｂ）とに示される状態を繰り返し、材料２５を往復させて分散・混錬を進める。
【００３６】
材料２５の分散・混錬が完了したならば、次のようにして、材料２５をロールミル装置１から排出する。図４の（ｃ）に示されるように、スクレーパ１１が割り当てられた終点ロール５の上方の滞留板３５を、シャッター型開閉機構４３によって上方移動させる。すなわち、材料２５の往復時は材料を滞留させる滞留位置（図４の（ａ）等の位置）にあった滞留板３５を、材料２５の進行を許容する非滞留位置（図４の（ｃ）の位置）に移動させる。これによって、例えば、始点ロール３と中間ロール７との間に集められていた材料２５は、矢印Ｐで示されるように移動し、スクレーパ１１の掻き取り部１５によって、終点ロール５から剥離される。さらに、剥離した材料２５は、自重により搬送部１７の搬送斜面を滑り、スクレーパ１１の下端から落下し、その下方に予め配置された図示しない受け皿に回収される。
【００３７】
以上のような本実施の形態に係るロールミル装置によれば、最初のロールから最終のロールまで一回流しだだけでは分散が十分でない場合でも、材料が始点ロール３と終点ロール５との間を往復することができるので、所望の分散性や凝集解消効果を確実に得ることができる。そして、かかる材料の移動は、人手による材料の運搬を介在させることなく行うことができるため、十分な分散性や凝集解消効果を得ることが可能でありながら、作業性を悪化させることはない。また、人手による材料の運搬が伴わないためコンタミの解消に有利であり、電子部品の電極に用いられる金属（ニッケル）ペースト等、極端にコンタミが問題となるペーストの処理には特に有効である。さらに、上記のような材料の移動態様は、いわゆるバッチ態様ではなく連続処理態様なので生産効率を非常に良好に維持することができる。
【００３８】
さらに、材料２５が終点ロール５から始点ロール３に戻るにあたり、運搬手段としての容器を用いないで済むため、材料を容器内面から完全に掻き取ることが困難であるといった既存の問題を生じることがなく、材料の回収率低下を回避することができる。この点、本実施の形態では、ガード板３９、４１によって材料２５の側方への漏れも防止されており、それによっても材料の回収率向上が図られている。さらに、スクレーパ１１の先端や滞留板３３、３５、３７の先端を刃物鋼で構成することで、材料の回収率向上をよりいっそう促進することができる。
【００３９】
また、本実施の形態のように、回転軸が同一面上に位置するロールが最大３つに設定されていれば、３つのロール相互間の間隔又は面圧の設定値実現が正確且つ容易に行うことができる。すなわち、一直線上に並ぶロールが３つであれば、中央のロールを基準にその両側にあるロールをそれぞれ位置調整すればよく、隣り合う２つのロールの双方が位置調整されなければならない煩雑な態様を採らないで済むという利点がある。
【００４０】
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【００４１】
例えば、中間ロールは２つであることには限定されず、３つ以上設けられた構成として実施することもできる。
【００４２】
また、本発明はガード板を設けることに限定されるものではない。例えば、材料が少量であって、ロールの側方から漏れることが問題とならない場合には、ガード板を設けずに実施してもよい。さらに、本発明は、ロール毎に滞留板を設けることに限定されるものではない。材料の量によっては、滞留板を全てのロール上に設けることなく或いは滞留板を全く設けることなく、ロールの逆転・反転だけで材料を往復させてもよい。その場合、スクレーパは何れかのロールに対して接近・離隔方向に可動にすることで、所定のロールから、分散・混錬が完了した材料を回収することができる。
【００４３】
また、滞留板を設ける場合、シャッター型開閉機構を設けずに、全ての滞留板を固定態様で設置し、スクレーパを何れかのロールに対して接近・離隔方向に可動にすることで、分散・混錬が完了した材料の回収を行うようにしてもよい。
【００４４】
なお、本明細書における始点ロール及び終点ロールはそれぞれ、材料の投入及び回収を行う箇所のロールという意ではなく、単純に並んだロール群のうちの両端に位置するロールという意でしかない。よって、中間ロールで材料の投入及び／又は回収を行ってもよい。
【００４５】
また、本明細書における順周り、逆周りは、図４に示す態様に限定されるものではなく、相対的な関係で観念される。よって、複数のロールのある回転状態を順周りとし、それらロールが逆回転した状態を逆周りとしているにすぎない。
【００４６】
また、材料の投入位置は、２つのロールの中間部に限定されるものではなく、ロールの真上の部分でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係るロールミル装置の斜視図である。
【図２】ロール部分近傍の側面及び正面を示す図である。
【図３】制御フード単体の側面図である。
【図４】ロールミル装置の動作の過程を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１                      ロールミル装置
３                      始点ロール
５                      終点ロール
７                      中間ロール
９                      ロール制御機構（回転機構、逆転機構、反転機構）
１５                    掻き取り部
３３、３５、３７        滞留板
３９、４１              ガード板
【図１】
2008246395.tif 000003
【図２】
2008246395.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008246395.tif 000006