JP2000237618A - 破砕機用の固定刃および回転刃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】破砕機の固定刃および回転刃を超硬合金とした
ときの耐欠損性の改善を図ると同時に、研削の容易な刃
部形状とする。 【解決手段】固定刃具２の固定刃１１は、回転刃具１の
回転刃４に対して傾斜角θの傾きを持って配設される。
固定刃１１および回転刃４を超硬合金とするに当たり、
鋸歯状をなす固定刃１１の刃底角度βを９０゜のＶ字谷
に形成し、回転刃４はこの固定刃１１に対し略一定幅と
なるクリアランスをもたせるために傾斜角θ分の補正を
加え、頂角αが９０゜より大きな三角山に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は産業廃棄物などを
破砕する一軸式の破砕機に組み込まれる固定刃および回
転刃に関し、特に超硬合金としたときの刃部形状に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一軸式破砕機は二種類に大別される。一
つは、回転刃上面と固定刃上面とが噛み合い時に形成す
る食付き角をほぼ０゜として、被破砕物を剪断する方法
である。被破砕物は瞬時に引き裂かれるように分断され
る。もう一つは、前記食付き角に一定の大きさを持たせ
て、噛み合いに時間差を持たせる方法である。いわばハ
サミの原理で被破砕物の剪断を進行させるもので、この
方法は、破砕機の負荷が小さくなること、刃部の負荷が
小さくなって欠損等が抑制され工具寿命に有利となるこ
と、被破砕物が目標とする粒度になるまでの時間が短か
くて済むこと、などの点で前者より優れている。また、
被破砕物が噛み込まれやすくなることも大きな特長とし
て挙げられる。

【０００３】固定刃や回転刃には、従来は耐摩耗性と耐
欠損性とが適度にバランスして具合のよい合金工具鋼や
高速度工具鋼などの合金鋼が利用されてきた。そして上
記後者の如き破砕機の場合、食付き角が一定の大きさに
設定されたことに原因する固定刃と回転刃との噛み合い
角度の狂いを補正するために、回転刃の頂角を９０゜の
三角山形としたうえ、固定刃の方を刃底角度を９０゜よ
り小さいＶ字谷に成形していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】超硬合金は前記の如き
合金鋼に比較して耐摩耗性に遥かに優れるので、超硬合
金に置き換えることができれば、刃部寿命の延長や、刃
部の交換回数減少によるランニングコストの低減などが
期待できる。しかしながら、超硬合金の採用に当たって
は、耐欠損性の点で問題を引き起こすことがないように
十分な注意を払う必要がある。この発明の第１の課題と
するところである。

【０００５】超硬合金製とした固定刃は、固定刃具に鑞
付け接合されたあと研削により仕上げ加工される。また
破砕刃として使用して摩耗すれば再研削することにな
る。合金鋼の場合は被研削性が問題となることがなかっ
た。しかしながら、超硬合金は被研削性が悪いので、多
少なりとも研削しやすくすることを考える必要がある。
この発明の第２の課題とするところである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は以上のような
課題に鑑みなされたもので、鋸歯状の刃形を有する固定
刃具の固定刃と、回転可能な筒体の外周面に配設されて
前記固定刃と特定のクリアランスでもって噛み合うよう
に構成された回転刃具の回転刃とがなす剪断作用によ
り、被破砕物を破砕するようにした破砕機用の固定刃お
よび回転刃において、前記固定刃および回転刃は超硬合
金からなるとともに、この固定刃は刃底角度が９０゜の
Ｖ字谷を有し、この回転刃は、前記固定刃に対して略一
定幅となるクリアランスが保たれるように、回転刃上面
と固定刃上面との噛み合い時に形成される傾斜角に応じ
てなされる補正に伴って、頂角が９０゜より大きな三角
山となっていることを特徴とする。

【０００７】このような構成とすることにより、一軸式
の破砕機用の固定刃および回転刃を超硬合金としたとき
に発生する上記２つの課題が同時に改善される。すなわ
ち、固定刃の刃底角度を９０゜のＶ字谷とすることは山
の角度も９０゜となることでもあり、従来のような鋭角
とならないので、耐欠損性は改善される。また前記角度
が９０゜であることは、研削砥石の選択余地が広まると
ともに、段取りも簡単で済むことから、能率がよく精度
のよい研削加工が行えるようになる。

【０００８】一方、回転刃の頂部は９０゜を超える三角
山となり、これも耐欠損には有利に働く。回転刃の周面
は外面研削なので９０゜でなくとも研削作用の困難性は
少なく、また素材は型押しによって容易に得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の一形態に
ついて、図を参照しながら説明する。まず、図１はこの
発明の一実施形態である回転刃具１の一部を示し、図４
および図５は固定刃具２を示すものである。回転刃具１
は円板状をしていて、その何枚かが並列して破砕機の主
軸に組み込まれる。そして、両端から挟持するように固
定されることにより筒体として組み立てられ、全体とし
てホブのような姿となる。

【００１０】円板状をなす回転刃具１本体の外周には、
放射状に突出する凸部３が配設される。凸部３の上面に
は回転刃取付座が凹設され、これに回転刃４が着脱自在
に装着される。本事例では、凸部３の背面より挿入され
た締付ボルト５が回転刃４と螺合して引き寄せ固定する
構成をとっている。回転刃具１本体の中央部には六角の
主軸取付穴６が設けられ、破砕機の主軸に挿入されるよ
うになっている。

【００１１】図２は回転刃４の一形態を示し、菱形平板
状の外観を呈するものである。菱形の２箇所の鈍角のコ
ーナが破砕刃部７として使われる。鈍角コーナの大きさ
を角度αとして詳細は後述する。回転刃４の主体は超硬
合金からなり、その中心部には一部座繰り穴を含む穴が
穿設されている。この穴に断面Ｔ形をなす鋼製の埋め金
８が埋設されて鑞付け接合される。さらに埋め金８の中
心にはねじ穴９が設けられてねじ切りされ、これが締付
ボルト５のねじ部と螺合することになる。

【００１２】破砕刃部７のコーナ先端には、面取りコー
ナ１０が形成されて耐欠損性の向上が図られる。ここは
丸コーナとしてもよい。さらに、コーナ稜および破砕刃
稜はホーニングの施されたホーニング刃とされ、欠けの
発生を防ぐようにする。因みに、本発明者の経験では、
チャンファ幅は１〜２ｍｍ、ホーニング量は０．１〜
０．２ｍｍが好適である。

【００１３】図３は、回転刃４の他の実施形態を示すも
ので、前記と同一箇所には同符号を付してある。回転刃
４は外観略正方形平板を呈するが、４角のコーナが鈍角
に形成されて詳しくは八角形となっている。各コーナの
頂部は面取りコーナ１０が備わり、ホーニング刃とさ
れ、４箇所利用可能な破砕刃部７を形成している。

【００１４】図４および図５に示された固定刃具２は、
長尺の刃具本体と、その一辺に沿い鋸歯状に形成された
固定刃１１とにより構成されたものである。固定刃１１
は、筒体をなす回転刃具１の回転刃４と特定のクリアラ
ンスでもって噛み合うような刃形を有している。刃具本
体には座繰り穴を含む長穴１２が穿設されていて、締付
ボルトを用いた破砕機本体への取付時の取付穴となって
いる。

【００１５】固定刃１１は超硬合金からなり、野球のホ
ームベース様の５角形の小片を並べて形成されている。
小片は、刃具本体に鑞付けにより接合されたあと、研削
により所定の刃形に成形される。この固定刃の刃底は角
度βのＶ字谷となっている。破砕刃部７に対しても、耐
欠損性を改善する目的で面取りコーナ１０または丸コー
ナを付設し、また稜線をホーニング刃とするとよい。

【００１６】図６および図７には、回転刃４の山の角度
αと固定刃１１の谷の角度βとの関係が模式的に示され
ている。いま、回転刃４の上面１３は回転刃具の回転半
径と一致するものとする。すなわち、回転刃４のすくい
角は０゜である。これに対し、固定刃１１は、その上面
１４と回転刃４の上面１３とがなす角度θなる傾斜角を
有して配設される。回転刃４のすくい角は、心高の設定
を変えることがあったとしても０゜前後となり、この場
合、傾斜角θは２０゜〜４０゜に設定するとよい。これ
により、被破砕物は破砕刃部分に誘引されやすくなり、
またハサミのように時間差のある剪断が効果的に行われ
るようになる。

【００１７】ところで、固定刃１１が回転刃４に対して
傾斜して配置されることから、回転刃４と固定刃１１の
間のクリアランスを一定とするためには、角度αと角度
βとの関係を補正する必要がある。すなわち、ｔａｎ
（β／２）＝ｔａｎ（α／２）／ｃｏｓθである。たと
えば、図６のように回転刃４の先端が固定刃１１の上面
１４に接する瞬間の傾斜角θを３０゜とした場合、従来
は回転刃４の角度αを９０゜としていたので、固定刃１
１の角度βは約８１．５゜と計算される。この数値は９
０°と比較して、超硬合金にとっては、性能差として認
識されるほどの大きさであり、無視できない。

【００１８】この発明は、固定刃１１の角度βを９０゜
とすることを特徴としている。傾斜角θが３０゜の場合
には、回転刃４の角度αを約９８゜としたときに略一定
幅のクリアランスが保たれることとなる。このクリアラ
ンスは、回転刃４の上面１３と固定刃１１の上面１４と
の交点におけるものであって、厳密には交点は時々刻々
移動するものであるから、図７のようにある瞬間で図示
した場合、見た目には一定の幅を有するクリアランスと
しては表現されない。

【００１９】なお、傾斜角θを決める位置であるが、回
転刃具１の半径が小さい場合には、固定刃１１に対する
回転刃４の入り際で決めるか抜け際で決めるかによっ
て、傾斜角θの大きさが無視できないほど異なってく
る。前者の入り際での傾斜角θの大きさで角度αを決め
ると抜け際で固定刃１１と干渉する心配が出てくるの
で、このような場合には後者のような抜け際での角度を
傾斜角θとするとよい。

【００２０】

【発明の効果】この発明の破砕機用の固定刃は、鋸歯状
をなす刃形の刃底角度が９０゜のＶ字谷であるので、超
硬合金を使用しても、製造時あるいは再研削時の研削作
業が行いやすく、また欠損に対しても従来のものより改
善されたものとなっている。この発明の破砕機用の回転
刃は、頂角が９０゜より大きな三角山となっているの
で、超硬合金を使用しても耐欠損の向上が図られたもの
となる。回転刃は異形であっても型押しによる量産が可
能なので、研削性やコスト問題への影響は固定刃の場合
より小さく抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 回転刃具の一部を示す斜視図である。

【図２】 本発明回転刃の一形態を示す（ａ）正面図と
（ｂ）中心断面図である。

【図３】 本発明固定刃の一形態を示す（ａ）正面図と
（ｂ）中心断面図である。

【図４】 固定刃具を示す正面図である。

【図５】 図４の側面図である。

【図６】 回転刃と固定刃との関係を説明するための模
式図である。

【図７】 図６のＡ矢視図である。

【符号の説明】

１ 回転刃具 ２ 固定刃具 ４ 回転刃 ７ 破砕刃部 １０ 面取りコーナ １１ 固定刃 α （回転刃の山の）角度 β （固定刃の谷の）角度 θ 傾斜角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋸歯状の刃形を有する固定刃具の固定刃
   と、回転可能な筒体の外周面に配設されて前記固定刃と
   特定のクリアランスでもって噛み合うように構成された
   回転刃具の回転刃とがなす剪断作用により、被破砕物を
   破砕するようにした破砕機用の固定刃および回転刃にお
   いて、前記固定刃および回転刃は超硬合金からなるとと
   もに、この固定刃は刃底角度が９０゜のＶ字谷を有し、
   この回転刃は、前記固定刃に対して略一定幅となるクリ
   アランスが保たれるように、回転刃上面と固定刃上面と
   の噛み合い時に形成される傾斜角に応じてなされる補正
   に伴って、頂角が９０゜より大きな三角山となっている
   ことを特徴とする破砕機用の固定刃および回転刃。