JP5713253B2

JP5713253B2 - 破砕機

Info

Publication number: JP5713253B2
Application number: JP2010161977A
Authority: JP
Inventors: 森　誠一; 誠一森
Original assignee: M Dia and Co Ltd
Current assignee: M Dia and Co Ltd
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2030-07-16
Also published as: JP2012020261A

Description

本発明は、廃タイヤ、廃光ファイバ、ペットボトル、金属を含む廃プラスチック製品などを破砕、分離する破砕機に関する。

従来、廃タイヤやペットボトルなどの破砕機としては、２軸の剪断式破砕機や１軸の衝撃式破砕機が用いられているが、いずれも鋭利な刃を持った回転刃と固定刃とで切断するものであった。このように鋭利な回転刃や固定刃を用いる破砕機は、回転刃や固定刃の摩耗損傷が早く、長時間使用できないという欠点があるとともに、金属材を含む廃タイヤや堅いペットボトルを破砕すると、さらに回転刃や固定刃の摩耗損傷が早く、回転刃や固定刃の交換や取り替えによる破砕コストが高くなり、使用できないという欠点があった。

そこで、本願発明者は、特許文献１に示す破砕機を提案している。これは、ケーシングと、回転軸と、複数個の回転刃と、スライド移動刃とを備え、ケーシングが略箱形で、対向する壁面に回転軸が取り付けられており、回転刃が、回転軸に並んで取り付けられ、外周部に切断刃を有しており、スライド移動刃が、回転刃の切断刃の先端と隙間を介してケーシングに取り付けられており、ケーシングに所定値以上の負荷が加わった場合に、スライド移動刃が逃げ方向にスライド移動して、それ以上の負荷が回転刃とスライド移動刃とに加わるのを防止できるものである。これにより、回転刃やスライド移動刃の刃先の損傷を効率よく防止して、長期間使用することができる。

特開２００２−１２６５５７号公報

しかしながら、特許文献１の発明においては、ケーシングの壁面と、これに隣接する回転刃との間に、破砕物を噛み込んでしまう問題があった。また、回転軸には回転刃を挟んで円形のディスクが取り付けられており、このディスクの外周部が両壁面と摺接しているが、ディスクが摺接することにより摩耗した場合、ディスクごと取り替えなければならず、手間やコストがかかるという問題があった。さらに、回転刃の切断刃がＶ字状に配置されていることにより（特許文献１の図４、図５）、破砕物が中央に集められて速く破砕が行われるものであるが、破砕物の種類によっては、十分に破砕が行われないまま排出されてしまう場合があるという問題があった。

本発明は、上記事情を鑑みたものであり、壁面と回転刃との間の噛み込みを防止する破砕機、ディスクの取り替えの手間を低減する破砕機、および破砕物の種類に合わせて適当な速さで破砕することができる破砕機を提供することを目的とする。

本発明は、ケーシングと、回転軸と、複数個の回転刃と、対向刃とを備え、前記ケーシングが、略箱形で、対向する壁面に回転軸が取り付けられており、前記回転刃が、前記回転軸に並んで取り付けられ、外周部に切断刃を有しており、前記対向刃が、前記回転刃の切断刃の先端と隙間を介して前記ケーシングに取り付けられており、各回転刃が、互いに異なる角度で回転軸に取り付け可能であって、回転刃の並ぶ順序を入れ替えることで、回転刃を並べて形成される切断刃の配置パターンを変更できるものであり、前記回転軸に、前記回転刃を挟んで円形のディスクが取り付けられており、該ディスクの外周部には円環状の摺接部が嵌められていて、該摺接部が両壁面に形成された円形孔に嵌められており、前記ディスクと、前記摺接部の内周側部分が、壁面よりも回転刃側に突出していることを特徴とする。

本発明によれば、回転刃を並べて形成される切断刃の配置パターンを変更できるので、たとえば切断刃をＷ字状に配置すれば、破砕物が分散されて長い時間滞留してより細かく破砕されるなど、破砕物の種類に合わせて適当な速さで破砕することができる。また、ディスクの外周部に円環状の摺接部が嵌められていて、摩耗した場合には摺接部のみを取り替えればよいから、取り替えの手間やコストを低減できる。

本発明の破砕機の第一実施形態の側面図。本発明の破砕機の第一実施形態の平面図。（ａ）は回転刃の側面図、（ｂ）は回転刃の平面図。切断刃と対向刃の関係を示す説明図。回転刃とフィルタによる破砕の説明図。図１のＡ−Ａ線断面図。切断刃の配置パターンを示す説明図。破砕機の第二実施形態の対向刃部分の説明図。

本発明の破砕機の具体的な構成について、各図面に基づいて説明する。なお、以下における上下左右側、手前側および奥側とは、図１を基準とする。図１および図２に示すように、この破砕機の第一実施形態は、略箱形のケーシング１と、ケーシング１を支持する枠体１５とを備える。ケーシング１は、手前側および奥側に対向する壁面１１，１２を有しており、ケーシング１の上下方向および左右方向の略中心位置には、両壁面１１，１２を貫く回転軸２が設けられており、両壁面１１，１２の外側位置においてベアリング１４により軸支されている。回転軸２には、両壁面１１，１２の間の位置に、１６枚の回転刃３が並んで取り付けられており、各回転刃３は、後述のとおり互いに所定角度ずれた状態で配置されている。

各回転刃３は、キー溝３２が形成されていて、キー３３によって回転軸２と一体に回転するように固定されており、略三角形で頂点が弧状に形成されており、各頂点部に切断刃３１が取り付けられている。より詳しくは、図３（ａ）に示すように、回転刃３の各頂点部の中央よりも回転方向の前方寄りに、切断刃３１を挿入するための切断刃挿入穴３４が形成されている。この切断刃挿入穴３４は、挿入した切断刃３１の先端が回転刃３から突出し、さらに図３（ｂ）に示すように、切断刃３１の刃先が回転刃３の回転方向に対して傾斜するようになっている。そして、各切断刃挿入穴３４の前方には、切断刃挿入穴３４の開口部側と連通して固定駒挿入穴３５が形成されている。固定駒挿入穴３５は、開口部側に向けて広がった形状であり、切断刃挿入穴３４に切断刃３１を挿入した後、固定駒挿入穴３５に略台形の固定駒３６を挿入してボルト止めすることで、切断刃３１が回転刃３に固定される。さらに、各切断刃３１の後方には、外周側に向けて円弧状に突出する押圧部３７が形成されている。

さらに、ケーシング１には、回転刃３の左右両側位置に、切断刃３１の先端と隙間を介して対向刃４が取り付けられている。対向刃４の刃先は、回転刃３の回転方向に対して垂直向きであり、図４に示すように、切断刃３１の刃先は対向刃４の刃先に対して傾斜していることになる。また、ケーシング１の、回転刃３の上方部は開口しており、破砕物を投入するための投入口１３となっている。投入口１３は、上方に向けて左右に広がった形状である。

さらに、回転刃３の下方には、切断刃３１の先端と隙間を介してフィルタ８が設けられている。フィルタ８は、平板に無数の孔を空けて半円弧状に形成したものであり、半円弧状のアーム８１によって下方から支持されている。アーム８１は、左側端がケーシング１に軸支されており、右側端にはワイヤ８２が取り付けられていて、ワイヤ８２の他端は枠体１５に取り付けられたハンドル８３に接続されている。このハンドル８３を回転させてワイヤ８２を巻き取ることにより、アーム８１が左側端を中心に反時計回りに回転して上昇し、フィルタ８を所定の位置に保持する。そしてハンドルを逆回転させてワイヤ８２を送り出すことにより、アーム８１が左側端を中心に時計回りに回転して下降し、フィルタ８を取り外すことができる。フィルタ８は孔の大きさの異なるものが複数種類用意されており、目標とする破砕物の細かさに応じて容易に交換できる。

そして、ケーシング１の左側にはモータ２５が設置されており、モータ２５に取り付けられた駆動プーリー２６と、回転軸２の手前側端部に取り付けられたプーリー２１とにベルト２７が掛け渡されている。また、回転軸２の奥側端部には、フライホイール２２が取り付けられている。さらに、ケーシング１の下方には、破砕物を搬送するためのコンベア９が設置されている。そして、フィルタ８の下方には、手前側および奥側に対向して平板上のスカート板１６が設けられ、左側および右側に対向して平板状のスカートゴム１７が設けられており、これはフィルタ８を通過してコンベア９上へ落下する破砕物が外側へ飛散しないようにガイドするためのものである。なお、スカートゴム１７はアーム８１に取り付けられており、アーム８１を下降させた際にも柔軟に変形して下端がコンベア９上に位置し続け、ガイドとして機能する。

このように構成された破砕機は、モータ２５を駆動することで回転軸２および回転軸２に固定した回転刃３が連動して回転する。そして上部の投入口１３から、廃タイヤ、廃光ファイバ、ペットボトルや、金属を含む廃プラスチック製品などの破砕物を投入すると、破砕物は回転刃３の切断刃３１と対向刃４に挟み込まれて破砕される。この際、図４に示すように、切断刃３１が対向刃４に対して順次通過する押し切り状態で切断され、大きな抵抗がなく、低騒音でスムーズに破砕できる。また、上流側において切断刃３１と対向刃４によって切断破砕された破砕物Ａは、下流側において、図５に示すように、切断刃３１とフィルタ８によって切断破砕され（フィルタ８が対向刃と同様に機能する）、さらに押圧部３７により押し潰されて破砕される。そして、フィルタ８の孔８４よりも小さくなった破砕物Ａは、孔８４を通ってコンベア９上に落下し、搬送される。

そして、両壁面１１，１２の、回転刃３の上側部分には、切断刃３１の先端と隙間を介して円弧状のカバー５が取り付けられている。カバー５は、図６に示すように（図６は奥側の壁面１２のカバー５を示すが、手前側の壁面１１のカバーも同様である）、壁面１２にボルトにより固定されており、断面が略直角三角形で、上面が中央側に向けて下方に傾斜しており、最も壁面１２に近い回転刃３の壁面１２側部分のおよそ２／３を上側から覆っている。このようなカバー５を設けることにより、上面視して壁面１１，１２と回転刃３との間部分が覆われ、カバー５により破砕物が中央側へ導かれるので、破砕物が壁面１１，１２と回転刃３との間に噛み込むのを防ぐことができる。

また、回転軸２には、回転刃３を挟むようにして、円形のディスク６が取り付けられている。ディスク６は、図６に示すように（図６は奥側のディスク６を示すが、手前側のディスクも同様である）、一つの回転刃３と略同じ厚さで、外周部には円環状の摺接部６１が取り付けられている。より詳しくは、ディスク６の外周の内側部分が大径に形成されており、また摺接部６１の内周の内側部分も同様に大径に形成されており、ディスク６の外周部に摺接部６１が嵌められていて、ボルトにより固定されている。そして、摺接部６１を取り付けたディスク６は、壁面１２に形成された円形孔７に嵌められている。より詳しくは、摺接部６１の外周の内外方向中央部が大径に形成されており、円形孔７の内周の内側部分が同様に大径に形成されており、円形孔７の内周部に摺接部６１（ディスク６）が嵌められている。回転軸２の回転時には、ディスク６の摺接部６１の外周が円形孔７の内周に摺接し、軸封シールとして機能する。そして、円形孔７の内周との摺接により摺接部６１が摩耗した場合には、この摺接部６１のみを取り替えればよく、ディスク６はそのまま使用することができるので、ディスク全体を取り替えていた従来品と比較して、取り替えの手間やコストを低減できる。

さらに、各回転刃３は、回転軸２に対して、互いに異なる角度で取り付け可能である。これは、キー３３を挿入するためのキー溝３２が、各回転刃３において異なる角度で形成されているからである。このようにすると、隣り合う切断刃３１間に段差が生じ、切断刃３１で切断した部分の両端部を破断するように破砕することができる。そして、回転軸２に対して回転刃３を取り付ける順序を入れ替えることで、回転刃３を並べて形成される切断刃３１の配置パターンを変更できる。たとえば、図７（ａ）は、切断刃３１がＶ字形に配置されたパターンを示す。便宜上、この場合の各回転刃３に、手前側（図７中左側）からａ，ｂ，・・・，ｐと名付ける。このように配置した場合、破砕物が中央に集められて速く破砕が行われるようになり、廃プラスチックなどの破砕に好適である。しかしながら、破砕物の種類によっては、破砕の時間が速すぎて十分に破砕が行われないまま排出されてしまう場合がある。そのような場合には、図７（ｂ）に示すように、切断刃３１がＷ字形に配置されたパターンにすればよい。このパターンは、図７（ａ）に示すＶ字形のパターンに対して、ｆ〜ｋの回転刃３の順序を入れ替えることで完成するものである。このように配置した場合、破砕物が分散されて長い時間滞留し、より細かく破砕されるようになり、廃タイヤや廃光ファイバの破砕に好適である。

さらに、この破砕機の第二実施形態として、対向刃４を、所定値以上の負荷が加わった際に逃げ方向（左右方向）にスライド移動するようにしてもよい。すなわち、図８に示すように（図８は右側の対向刃４を示すが、左側の対向刃も同様である）、対向刃４には上下に貫通し左右方向に延びる長孔４１が形成されており、さらに基端（刃先の反対側端）には下方に突出する係合片４２が形成されている。対向刃４は支持板４３により下方からスライド自在に支持されており、支持板４３には対向刃４の係合片４２と係合する段部４４が形成されていて、対向刃４の刃先側への移動を規制している。支持板４３はボルト４５によりケーシング１に取り付けられており、ボルト４５は対向刃４の長孔４１を貫通している。さらに、対向刃４の基端側には、左右方向に移動可能な基板４６が設けられており、対向刃４と基板４６の間に、対向刃４を刃先側へ付勢するスプリング４７が挿入されている。そして、ケーシング１に螺合する調整ネジ４８の先端が基板４６に回転自在に連結されており、調整ネジ４８を回転させることにより基板４６の位置を調整できる。このように構成することにより、破砕時に対向刃４に大きな負荷が加わった場合、対向刃４と回転刃３の切断刃３１との間の隙間が大きくなるように、スプリング４７の付勢力に抗して対向刃４がスライド移動して、対向刃４や切断刃３１に加わる負荷を軽減し、損傷を防ぐことができる。また、スプリング４７の付勢力は、調整ネジ４８を回転させることにより強弱を調整できる。

本発明は、上記の実施形態に限定されない。破砕機の全体構成は、一例を示すものであり、回転軸の駆動構造や、フィルタの取付構造などは、一般に採用される他の構造であってもよい。フィルタの取付構造としては、たとえば、アームを中央で分割して左右両開きにしたものや、アームの駆動機構にエアシリンダや油圧シリンダを用いたもの、あるいはフィルタを支持する部材を壁面にボルト止めするものなどが挙げられる。また、対向刃は、左右の何れかに一つだけ設けられるものであってもよい。さらに、切断刃を回転刃の回転方向に対して垂直向きとし、対向刃の方を回転刃の回転方向に対して傾斜させてもよい。また、切断刃の配置パターンは、Ｖ字形、Ｗ字形に限られず、破砕物の種類に応じて種々に変更できる。

１ケーシング
２回転軸
３回転刃
４対向刃
５カバー
６ディスク
７円形孔
１１，１２壁面
３１切断刃
６１摺接部

Claims

ケーシングと、回転軸と、複数個の回転刃と、対向刃とを備え、前記ケーシングが、略箱形で、対向する壁面に回転軸が取り付けられており、前記回転刃が、前記回転軸に並んで取り付けられ、外周部に切断刃を有しており、前記対向刃が、前記回転刃の切断刃の先端と隙間を介して前記ケーシングに取り付けられており、
各回転刃が、互いに異なる角度で回転軸に取り付け可能であって、回転刃の並ぶ順序を入れ替えることで、回転刃を並べて形成される切断刃の配置パターンを変更できるものであり、
前記回転軸に、前記回転刃を挟んで円形のディスクが取り付けられており、該ディスクの外周部には円環状の摺接部が嵌められていて、該摺接部が両壁面に形成された円形孔に嵌められており、前記ディスクと、前記摺接部の内周側部分が、壁面よりも回転刃側に突出していることを特徴とする破砕機。