JP2001070821A - 粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉砕時における消費電力の少ない粉砕装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 処理物が導入される投入口２を有する粉
砕室５と、粉砕室５内の底面に回転自在に配設された回
転刃８と、粉砕室５の下部に配設され回転刃８により粉
砕された処理物を排出する排出路１２と、回転刃８を回
転駆動する粉砕部駆動モータ１１と、粉砕部駆動モータ
１１に印加される電流を制御するモータ駆動回路と、粉
砕部駆動モータ１１の入力電流の電流値を検出する電流
検出部と、電流検出部の検出する電流値が所定の電流値
（Ａ１）以下になった場合、入力電流の所定の位相角
（α１）からπまでをモータ駆動回路により粉砕部駆動
モータ１１に入力するようにモータ駆動回路の動作制御
を行う制御部とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厨芥や発砲トレ
ー、ペットボトル等を粉砕する粉砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、食物の屑である厨芥や発砲トレ
ー、ペットボトル等の被粉砕物の処理において、これら
の再資源化又は減容化のために粉砕処理する粉砕装置が
広く用いられるようになってきている。

【０００３】このような従来の粉砕装置として、特願平
１１−１５６１４７号（以下イ号出願と呼ぶ）の明細書
に記載されたものがある。

【０００４】図１３はイ号出願の明細書に記載の粉砕装
置の構成図である。

【０００５】図１３において、１は粉砕装置、２は厨芥
等の処理物や水などを投入するための投入口、３は投入
口２の周囲にわたって漏斗状に設けられたシンク、４は
投入口２の直下に配設され中空構造体からなるホッパー
である。

【０００６】ホッパー４は筒状であればよく、必ずしも
円筒状である必要はない。

【０００７】５はホッパー４の内部に形設された粉砕
室、６は粉砕室５の下部に配設された底板、７はホッパ
ー４の内部の底板６の下部に形設された粉砕物流入室、
８は粉砕室５内の底板６の上面に回転自在に配設された
回転刃、９は粉砕室５の内側壁に突設された固定刃、１
０は粉砕室５の中心位置に垂直に設けられた回転刃８の
回転軸、１１は粉砕装置１の下部に配設され回転軸１０
に連設され回転軸１０を高速で回転駆動する粉砕部駆動
モータ、１２は粉砕物流入室７の側部に粉砕物流入室７
から外部に向けて配設され粉砕物流入室７内に流入する
粉砕物を外部に排出する排出路、１３はシンク３の上部
に配置された水栓である。

【０００８】以上のように構成された従来の粉砕装置に
ついて、以下その動作を説明する。

【０００９】まず、厨芥等の処理物を粉砕する際、水栓
１３より水を流し、投入口２より処理物と水とを粉砕室
５内に導入する。その後、粉砕部駆動モータ１１を起動
して回転刃８を高速回転させる。粉砕室５内に投入され
た処理物は、回転刃８から受ける衝撃や、回転刃８と固
定刃９との間での切削により粉砕される。粉砕された処
理物は、粉砕物流入室７内に流れ込み、排出路１２から
排出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の粉砕装置では、粉砕時に不必要に大きな電力が粉砕部
駆動モータに印加されるため、粉砕装置のエネルギー効
率が低下するという課題を有していた。

【００１１】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、粉砕時における消費電力の少ない粉砕装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の粉砕装置は、処理物が導入される投入口を
有する粉砕室と、粉砕室内の底面に回転自在に配設され
た回転刃と、粉砕室の下部に配設され回転刃により粉砕
された処理物を排出する排出路と、回転刃を回転駆動す
る粉砕部駆動モータと、粉砕部駆動モータに印加される
電流を制御するモータ駆動回路と、粉砕部駆動モータの
入力電流の電流値を検出する電流検出部と、電流検出部
の検出する電流値が所定の電流値（Ａ１）以下になった
場合、入力電流の所定の位相角（α１）からπまでをモ
ータ駆動回路により粉砕部駆動モータに入力するように
モータ駆動回路の動作制御を行う制御部と、を備えた構
成より成る。

【００１３】この構成により、粉砕時における消費電力
の少ない粉砕装置を提供することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】上記目的を達成するために、本発
明の請求項１に記載の粉砕装置は、処理物が導入される
投入口を有する粉砕室と、粉砕室内の底面に回転自在に
配設された回転刃と、粉砕室の下部に配設され回転刃に
より粉砕された処理物を排出する排出路と、回転刃を回
転駆動する粉砕部駆動モータと、粉砕部駆動モータに印
加される電流を制御するモータ駆動回路と、粉砕部駆動
モータの入力電流の電流値を検出する電流検出部と、電
流検出部の検出する電流値が所定の電流値（Ａ１）以下
になった場合、入力電流の所定の位相角（α１）からπ
までをモータ駆動回路により粉砕部駆動モータに入力す
るようにモータ駆動回路の動作制御を行う制御部と、を
備えた構成としたものである。

【００１５】この構成により、以下のような作用が得ら
れる。

【００１６】（１）処理物は投入口より粉砕室内に投入
され、回転刃の回転により粉砕され、排出路より排出さ
れる。粉砕初期時には、粉砕室内の処理物の粒径が大き
く、処理物から回転刃に加わる衝撃力が大きいため、粉
砕部駆動モータには大きな負荷トルクが加わる。処理物
の粉砕が進むと、処理物から回転刃に加わる衝撃力が減
少すると共に、処理物が排出路から流出し、粉砕室内の
処理物の量が減少するため、粉砕部駆動モータにかかる
負荷トルクが減少する。粉砕部駆動モータにかかる負荷
トルクが減少してくると、それに伴い、電流検知部で検
知される電流値が下がる。電流値が所定の電流値Ａ１以
下であった場合、制御部は、粉砕部駆動モータの負荷ト
ルクが軽減したと判断し、電源よりモータ駆動回路に供
給される交流電流が、半周期の間で位相がα１〜π（ｒ
ａｄ）の間（１周期中ではα１〜π（ｒａｄ）及びα１
＋π〜２π（ｒａｄ）の間）だけ粉砕部駆動モータに対
して印加されるように、モータ駆動回路を制御する。こ
れにより、粉砕部駆動モータの回転数が下がり、粉砕部
駆動モータに印加される電力は低下し、粉砕部駆動モー
タの発生トルクは減少する。このとき、処理物の粉砕処
理は進行しており、粉砕部駆動モータの発生トルクが減
少しても、粉砕装置の粉砕能力には影響しない。

【００１７】（２）粉砕動作のうち、粉砕部駆動モータ
があまり大きな発生トルクを必要としないときにおい
て、粉砕部駆動モータに印加する電力が下がるため、粉
砕部駆動モータの消費電力が抑えられ粉砕中（粉砕後
期）のエネルギー効率を改善することができる。

【００１８】ここで、処理物としては厨芥や発泡トレー
やペットボトルなどが考えられる。

【００１９】モータ駆動回路としては、トライアックや
サイリスタ、ＰＷＭ制御回路等により構成される。

【００２０】電流検出部には、カレントトランス等が使
用される。

【００２１】所定の電流値（Ａ１）としては、粉砕部駆
動モータとして使用するモータの出力、粉砕装置に投入
される被粉砕物の種類、要求される粉砕所要時間を考慮
して決定される。

【００２２】所定の位相角α１としては、０＜α１＜π
であれば、任意の値を設定することが可能であるが、α
１＝π／３（ｒａｄ）とすることで、粉砕部駆動モータ
への印加電圧を約半分にすることができる。また、α１
≦４π／９（ｒａｄ）とすることで、粉砕部駆動モータ
への印加電力を１／３にすることができる。尚、α１の
範囲としては、好ましくは、４π／９≦α１≦π／２
（ｒａｄ）とするのが好適である。粉砕部駆動モータへ
の印加電力を１／４〜１／３程度に抑えることができる
からである。

【００２３】請求項２に記載の粉砕装置は、処理物が導
入される投入口を有する粉砕室と、粉砕室内の底面に回
転自在に配設された回転刃と、粉砕室の下部に配設され
回転刃により粉砕された処理物を排出する排出路と、回
転刃を回転駆動する粉砕部駆動モータと、粉砕部駆動モ
ータに印加される電流を制御するモータ駆動回路と、粉
砕開始からの経過時間を計測するタイマと、タイマによ
り計測される時間が粉砕開始より所定の時間（Ｔ１）を
経過した場合、入力電流の所定の位相角（α１）からπ
までをモータ駆動回路により粉砕部駆動モータに入力す
るようにモータ駆動回路の動作制御を行う制御部と、を
備えた構成としたものである。

【００２４】この構成により、以下のような作用が得ら
れる。

【００２５】（１）処理物は投入口より粉砕室内に投入
され、回転刃の回転により粉砕され、排出路より排出さ
れる。粉砕初期時には、粉砕室内の処理物の粒径が大き
く、処理物から回転刃に加わる衝撃力が大きいため、粉
砕部駆動モータには大きな負荷トルクが加わる。処理物
の粉砕が進むと、処理物から回転刃に加わる衝撃力が減
少すると共に、処理物が排出路から流出し、粉砕室内の
処理物の量が減少するため、粉砕部駆動モータにかかる
負荷トルクが減少する。タイマにより計測される時間が
粉砕開始より所定の時間（Ｔ１）を経過した場合、制御
部は、粉砕部駆動モータの負荷トルクが軽減したと判断
し、電源よりモータ駆動回路に供給される交流電流が、
半周期の間で位相がα１〜π（ｒａｄ）の間（１周期中
ではα１〜π（ｒａｄ）及びα１＋π〜２π（ｒａｄ）
の間）だけ粉砕部駆動モータに対して印加されるよう
に、モータ駆動回路を制御する。これにより、粉砕部駆
動モータの回転数が下がり、粉砕部駆動モータに印加さ
れる電力は低下し、粉砕部駆動モータの発生トルクは減
少する。このとき、処理物の粉砕処理は進行しており、
粉砕部駆動モータの発生トルクが減少しても、粉砕装置
の粉砕能力には影響しない。

【００２６】（２）粉砕動作のうち、粉砕部駆動モータ
があまり大きな発生トルクを必要としないときにおい
て、粉砕部駆動モータに印加する電力が下がるため、粉
砕部駆動モータの消費電力が抑えられ粉砕中（粉砕後
期）のエネルギー効率を改善することができる。

【００２７】ここで、所定の時間（Ｔ１）は、粉砕部駆
動モータとして使用するモータの出力、粉砕装置に投入
される被粉砕物の種類、要求される粉砕所要時間を考慮
して決定される。

【００２８】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の粉砕装置であって、モータ駆動回路はインバータによ
り構成され、制御部は、電流検出部の検出する電流値が
所定の電流値（Ａ１）以下になった場合、モータ駆動回
路の電圧出力のデューティー比を下げるようにモータ駆
動回路の動作制御を行う構成としたものである。

【００２９】この構成により、以下のような作用が得ら
れる。

【００３０】（１）粉砕動作のうち、粉砕部駆動モータ
があまり大きな発生トルクを必要としないときにおい
て、粉砕部駆動モータに印加する電力が下がるため、粉
砕部駆動モータの消費電力が抑えられ粉砕中（粉砕後
期）のエネルギー効率を改善することができる。

【００３１】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の粉砕装置であって、モータ駆動回路はインバータによ
り構成され、制御部は、タイマにより計測される時間が
粉砕開始より所定の時間（Ｔ１）を経過した場合、モー
タ駆動回路の電圧出力のデューティー比を下げるように
モータ駆動回路の動作制御を行う構成としたものであ
る。

【００３２】この構成により、以下のような作用が得ら
れる。

【００３３】（１）粉砕動作のうち、粉砕部駆動モータ
があまり大きな発生トルクを必要としないときにおい
て、粉砕部駆動モータに印加する電力が下がるため、粉
砕部駆動モータの消費電力が抑えられ粉砕中（粉砕後
期）のエネルギー効率を改善することができる。

【００３４】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４
の何れか一項に記載の粉砕装置であって、処理物を選択
する選択手段と、処理物に応じたパラメータである所定
の位相角（α１）又は所定の時間（Ｔ１）を記憶する記
憶手段と、を備え、制御部は、パラメータに従ってモー
タ駆動回路の動作制御を行う構成としたものである。

【００３５】この構成により、以下のような作用が得ら
れる。

【００３６】（１）処理物に応じて粉砕時の粉砕部駆動
モータに印加する電力を下げることが可能となる。

【００３７】以下に本発明の一実施の形態について、図
面を参照しながら説明する。

【００３８】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における粉砕装置の構成図である。

【００３９】図１において、１は粉砕装置、２は投入
口、３はシンク、４はホッパー、５は粉砕室、６は底
板、７は粉砕物流入室、８は回転刃、９は固定刃、１０
は回転軸、１１は粉砕部駆動モータ、１２は排出路、１
３は水栓である。これらは従来の技術と同様のものであ
り同一の符号を付して説明を省略する。

【００４０】１４は投入口２に脱着可能に装着され投入
口２を閉蓋する蓋、１５は投入口２の側部に配設され蓋
１４の装脱を検出するマグネットとホールＩＣからなる
蓋スイッチ、１６は粉砕装置１の運転のオン／オフを指
示する運転スイッチ、１７は粉砕装置１の粉砕部駆動モ
ータ１１の運転の制御を行う制御ボックス、１８は制御
ボックス１７に電流を供給する電源コードである。

【００４１】厨芥等の処理物を粉砕する際には、まず、
水栓１３の蛇口を開けて水を流し、その後粉砕部駆動モ
ータ１１を起動し、回転軸１０を介して回転刃８を回転
状態とし、投入口２よりホッパー４内に処理物を投入す
る。ホッパー４内に投入された処理物は、回転刃８から
受ける衝撃や、固定刃９と回転刃８との間での切削によ
り粉砕される。粉砕された処理物は、粉砕物流入室７に
流れ込み、排出路１２から排出される。

【００４２】図２は実施の形態１における粉砕装置の制
御機構の構成を表すブロック図である。

【００４３】図２において、１１は粉砕部駆動モータ、
１５は蓋スイッチ、１６は運転スイッチ、１７は制御ボ
ックスであり、これらは図１と同様のものであるため同
一の符号を付して説明を省略する。

【００４４】１９は粉砕部駆動モータ１１に印加する電
流を制御することにより駆動制御を行うモータ駆動回
路、２０はモータ駆動回路１９から粉砕部駆動モータ１
１に供給される電流の大きさを検出する電流検知部、２
１は電流検知部２０の出力する電流検出信号を平滑化し
その平均値を出力する平滑回路、２２は平滑回路２１の
出力する粉砕部駆動モータ１１への印加電流の平均値に
基づきモータ駆動回路１９の動作制御を行う制御部、２
４は制御ボックス１７に駆動用の交流電圧を供給する電
源、２５は電源２４から印加される交流電圧を整流し制
御部２２に供給する整流回路である。

【００４５】モータ駆動回路１９はトライアックやサイ
リスターにより構成される。また、本実施の形態では、
粉砕部駆動モータ１１として単相インダクションモータ
を使用している。

【００４６】尚、粉砕部駆動モータ１１としては、単相
インダクションモータに限られるものではなく、ユニバ
ーサルモータ、ＤＣモータ等を用いて構成してもよい。

【００４７】電流検知部２０は、粉砕部駆動モータ１１
に印加される電流値を検出し、電流検出信号を平滑回路
２１を介して制御部２２に出力する。この際、電流検出
信号は平滑回路２１により平滑化され、制御部２２に
は、電流検出信号の平均値（少なくとも、電源２４から
入力される交流電流の１周期分の平均値）が入力され
る。

【００４８】以上のように構成された実施の形態１にお
ける粉砕装置について、以下その動作を説明する。

【００４９】図３は実施の形態１の粉砕装置の動作を表
すフローチャートであり、図４は電源から駆動回路に供
給される交流電流の１周期分の位相と電流値との関係を
表す図である。

【００５０】処理物を粉砕処理する際、まず最初に、処
理物を粉砕室５内に投入し、蓋１４が閉じておく。

【００５１】まず、制御部２２は、蓋スイッチ１５によ
り蓋１４が閉じられているか否かを検出する（Ｓ１）。
蓋スイッチ１５により、蓋１４が閉じられていることが
検出されると、次いで、制御部２２は、運転スイッチ１
６がオン状態になっているか否かを検出する（Ｓ２）。
このとき、運転スイッチ１６がオフ状態の場合には、ス
テップＳ１にもどる。

【００５２】ステップＳ２において、運転スイッチ１６
がオン状態であった場合、制御部２２は、電源２４より
供給される交流電流の全周期が粉砕部駆動モータ１１に
対して印加されるように、モータ駆動回路１９を制御す
る（Ｓ３）。以下、この制御状態を通常運転モードと呼
ぶ。

【００５３】これにより、通常運転モード（粉砕初期）
には粉砕部駆動モータ１１のトルクが大きくなり、粉砕
装置１の処理物の粉砕能力は最大となる。

【００５４】粉砕初期時には、粉砕室５内の処理物の粒
径が大きく、処理物から回転刃８に加わる衝撃力が大き
いため、粉砕部駆動モータ１１には大きな負荷トルクが
加わる。処理物の粉砕が進むと、処理物から回転刃８に
加わる衝撃力が減少すると共に、処理物が粉砕物流入室
７内に流出し、粉砕室５内の処理物の量が減少するた
め、粉砕部駆動モータ１１にかかる負荷トルクが減少す
る。粉砕部駆動モータ１１にかかる負荷トルクが減少し
てくると、それに伴い、電流検知部２０で検知される電
流値が下がる。制御部２２は、電流検知部２０で検知さ
れる電流値が所定の閾値Ａ１以下であるか否かを判定し
（Ｓ４）、電流値がＡ１以下でない場合、ステップＳ
３，Ｓ４を繰り返す。

【００５５】ステップＳ４で電流値がＡ１以下であった
場合、制御部２２は、粉砕部駆動モータ１１の負荷トル
クが軽減したと判断し、電源２４より供給される交流電
流が、半周期の間で位相がα１〜π（ｒａｄ）の間（１
周期中ではα１〜π（ｒａｄ）及びα１＋π〜２π（ｒ
ａｄ）の間）だけ粉砕部駆動モータ１１に対して印加さ
れるように、モータ駆動回路１９をオンオフ制御する
（Ｓ５）。ここで、α１は、０＜α１＜πの条件を満た
す任意の定数とする。以下、この制御状態を低電力運転
モードと呼ぶ。

【００５６】これにより、低電力運転モード（粉砕後
期）には粉砕部駆動モータ１１のトルクが下がる。しか
しながら、この時点では、既に処理物の粉砕処理はかな
り進行しており、粉砕部駆動モータ１１のトルクが下が
っても粉砕装置１の粉砕能力にはあまり影響しない。逆
に、処理物の粉砕処理の進行した状態においては、粉砕
部駆動モータ１１は、大きなトルクを発生する必要はな
い。このようなときには、粉砕部駆動モータ１１に印加
する電流を抑制することで、粉砕部駆動モータ１１の消
費電力を抑制し、粉砕処理における粉砕装置１のエネル
ギー効率を改善する。

【００５７】次いで、制御部２２は、運転スイッチ１６
がオン状態になっているか否かを検出し（Ｓ６）、運転
スイッチ１６がオン状態の場合には、ステップＳ４にも
どり、運転スイッチ１６がオフ状態の場合には、モータ
駆動回路１９により粉砕部駆動モータ１１への電流の供
給を遮断し（Ｓ７）、動作を終了する。

【００５８】尚、上記動作中に、蓋スイッチ１５によ
り、蓋１４が開けられていることが検出されると、制御
部２２は、モータ駆動回路１９により粉砕部駆動モータ
１１への電流の供給を遮断し、動作を終了する。

【００５９】以上の動作により、粉砕動作の後期におい
て、粉砕部駆動モータ１１への印加電力が抑制されるた
め、粉砕部駆動モータ１１の消費電力が抑えられ粉砕中
（粉砕後期）の粉砕装置１の処理物の粉砕処理のエネル
ギー効率が改善される。

【００６０】図５は低電力運転モード及び通常運転モー
ドにおける粉砕部駆動モータの回転数と粉砕部駆動モー
タに発生するトルクとの関係を表す図である。

【００６１】図５において、低電力運転モードでは、粉
砕部駆動モータ１１の発生するトルクが小さくなる。通
常運転モードでは、粉砕部駆動モータ１１のトルクが同
じ回転数で低電力運転モードにおいて発生するトルクよ
りも大きくなり、まだ粉砕処理の進行していない処理物
の粉砕処理を効率的に行うことができる。

【００６２】本実施の形態では、例えば、α１はπ／３
（ｒａｄ）とされる。この場合、低電力運転モードにお
ける粉砕部駆動モータ１１の消費電力は、通常運転モー
ドの１／３とすることができる。尚、α１の値として
は、０＜α１＜πであれば、任意の値を設定することが
可能であるが、好ましくは４π／９≦α１＜π／２とす
るのが好適とされる。粉砕部駆動モータとして使用する
モータの出力、粉砕装置に投入される被粉砕物の種類、
要求される粉砕所要時間を考慮して決定される。

【００６３】図６は低電力運転モード及び通常運転モー
ドにおける粉砕部駆動モータに加わる負荷トルクと粉砕
部駆動モータに流れる電流値との関係を表す図であり、
図７は低電力時と通常時のモータのトルク特性を表した
図である。

【００６４】図６において、粉砕部駆動モータ１１に加
わる負荷トルクＴが上昇すると、粉砕部駆動モータ１１
の回転が負荷トルクＴにより制動され、それに伴い、粉
砕部駆動モータ１１に流れる電流の電流値Ａは増加す
る。しかしながら、低電力運転モード時には既に粉砕も
終了しており粉砕部駆動モータ１１に加わる負荷トルク
が低く、低トルクでも粉砕部駆動モータ１１の定格運転
ができるため、電流値を小さくすることができる。

【００６５】モータ駆動回路１９をＰＷＭ方式等のイン
バータ回路にした場合は、例えば、低電力運転モード
（粉砕後期）にはインバータ出力のデューティー比を調
節して見かけの電圧が通常運転モードの７０％程度入力
さるようにすれば、低電力運転モードにおける粉砕部駆
動モータ１１への印加電力を、通常運転モード時の半分
にすることができる。尚、この場合、低電力運転モード
のインバータ出力のデューティー比を、通常運転モード
時の５５〜５８％の範囲とするのが好適とされる。粉砕
部駆動モータ１１の消費電力を通常時の約１／３に低下
させることができ、しかも、粉砕部駆動モータ１１のロ
ック等の心配なく定格運転ができる。

【００６６】（実施の形態２）図８は本発明の実施の形
態２における粉砕装置の制御機構の構成を表すブロック
図である。

【００６７】図８において、１１は粉砕部駆動モータ、
１５は蓋スイッチ、１６は運転スイッチ、１７は制御ボ
ックス、１９はモータ駆動回路、２２は制御部、２４は
電源、２５は整流回路であり、これらは図２と同様のも
のであるため、同一の符号を付して説明を省略する。

【００６８】２３は制御部２２の要求に基づき粉砕部駆
動モータ１１の運転時間をカウントするタイマである。

【００６９】以上のように構成された実施の形態２にお
ける粉砕装置について、以下その動作を説明する。

【００７０】図９は実施の形態２の粉砕装置の動作を表
すフローチャートである。

【００７１】尚、本実施の形態において、電源２４から
駆動回路に供給される交流電流の１周期分の位相と電流
値との関係は図４と同様である。

【００７２】処理物を粉砕処理する際、まず最初に、処
理物を粉砕室５内に投入し、蓋１４が閉じておく。

【００７３】まず、制御部２２は、蓋スイッチ１５によ
り蓋１４が閉じられているか否かを検出する（Ｓ１
０）。蓋スイッチ１５により、蓋１４が閉じられている
ことが検出されると、次いで、制御部２２は、運転スイ
ッチ１６がオン状態になっているか否かを検出する（Ｓ
１１）。このとき、運転スイッチ１６がオフ状態の場合
には、ステップＳ１０にもどる。

【００７４】ステップＳ１１において、運転スイッチ１
６がオン状態であった場合、制御部２２は、電源２４よ
り供給される交流電流の全位相が、粉砕部駆動モータ１
１に対して印加されるように、モータ駆動回路１９を制
御する（Ｓ１２）（図４参照）。以下、この制御状態を
通常運転モードと呼ぶ。

【００７５】これにより、通常運転モード（粉砕初期）
には粉砕部駆動モータ１１のトルクが大きく、粉砕装置
１の処理物の粉砕能力は最大となる。

【００７６】制御部２２は、タイマ２３により処理物粉
砕開始からの経過時間ｔの計時を開始する（Ｓ１３）。

【００７７】粉砕初期時には、粉砕室５内の処理物の粒
径が大きく、処理物から回転刃８に加わる衝撃力が大き
いため、粉砕部駆動モータ１１には大きな負荷トルクが
加わる。処理物の粉砕が進むと、処理物から回転刃８に
加わる衝撃力が減少すると共に、処理物が粉砕物流入室
７内に流出し、粉砕室５内の処理物の量が減少するた
め、粉砕部駆動モータ１１にかかる負荷トルクが減少す
る。所定の時間Ｔ１が経過し粉砕が進むと、粉砕部駆動
モータ１１にかかる負荷トルクが十分に減少する。制御
部２２は、タイマ２３の計測時間ｔが所定の時間Ｔ１を
経過するまで待機し（Ｓ１４）、タイマ２３の計測時間
ｔが所定の時間Ｔ１を経過すると、粉砕部駆動モータ１
１の負荷トルクが軽減したと判断し、電源２４より供給
される交流電流が、半周期の間で位相がα１〜π（ｒａ
ｄ）の間（１周期中ではα１〜π（ｒａｄ）及びα１＋
π〜２π（ｒａｄ）の間）だけ粉砕部駆動モータ１１に
対して印加されるように（図４参照）、モータ駆動回路
１９をオンオフ制御する（Ｓ１５）。ここで、α１は、
０＜α１＜πの条件を満たす任意の定数とする。以下、
この制御状態を低電力運転モードと呼ぶ。

【００７８】これにより、低電力運転モード（粉砕後
期）には粉砕部駆動モータ１１のトルクが下がる。しか
しながら、この時点では、既に処理物の粉砕処理はかな
り進行しており、粉砕部駆動モータ１１のトルクが下が
っても粉砕装置１の粉砕能力にはあまり影響しない。逆
に、処理物の粉砕処理の進行した状態においては、粉砕
部駆動モータ１１は、大きなトルクを発生する必要はな
い。このようなときには、粉砕部駆動モータ１１に印加
する電流を抑制することで、粉砕部駆動モータ１１の消
費電力を抑制し、粉砕処理における粉砕装置１のエネル
ギー効率を改善する。

【００７９】次いで、制御部２２は、運転スイッチ１６
がオン状態になっているか否かを検出し（Ｓ１６）、運
転スイッチ１６がオン状態の場合には、通常運転モード
を継続し、運転スイッチ１６がオフ状態の場合には、モ
ータ駆動回路１９により粉砕部駆動モータ１１への電流
の供給を遮断し（Ｓ１７）、動作を終了する。

【００８０】尚、上記動作中に、蓋スイッチ１５によ
り、蓋１４が開けられていることが検出されると、制御
部２２は、モータ駆動回路１９により粉砕部駆動モータ
１１への電流の供給を遮断し、動作を終了する。

【００８１】本実施の形態では、例えば、α１はπ／３
（ｒａｄ）に設定される。この場合、低電力運転モード
における粉砕部駆動モータ１１の消費電力は、通常運転
モードの１／３とすることができる。尚、α１の値とし
ては、０＜α１＜πであれば、任意の値を設定すること
が可能であるが、好ましくは４π／９≦α１＜π／２と
するのが好適とされる。粉砕部駆動モータとして使用す
るモータの出力、粉砕装置に投入される被粉砕物の種
類、要求される粉砕所要時間を考慮して決定される。

【００８２】モータ駆動回路１９をＰＷＭ方式等のイン
バータ回路にした場合は、例えば、低電力運転モード
（粉砕後期）にはインバータ出力のデューティー比を調
節して見かけの電圧が通常運転モードの７０％程度入力
さるようにすれば、低電力運転モードにおける粉砕部駆
動モータ１１への印加電力を、通常運転モード時の半分
にすることができる。尚、この場合、低電力運転モード
のインバータ出力のデューティー比を、通常運転モード
時の５５〜５８％の範囲とするのが好適とされる。粉砕
部駆動モータとして使用するモータの出力、粉砕装置に
投入される被粉砕物の種類、要求される粉砕所要時間を
考慮して決定される。

【００８３】図１０はモータ駆動回路をＰＷＭ方式等の
インバータ回路にした場合の低電力運転モード及び通常
運転モードにおける粉砕部駆動モータの印加電圧波形を
表す図である。

【００８４】図１０から、粉砕後期においては、粉砕部
駆動モータ１１への印加電力が減少し、粉砕部駆動モー
タ１１の出力トルクが下がり、粉砕部駆動モータ１１の
回転数が押さえられることがわかる。

【００８５】（実施の形態３）図１１は本発明の実施の
形態３における粉砕装置の制御機構の構成を表すブロッ
ク図である。

【００８６】図１１において、１１は粉砕部駆動モー
タ、１５は蓋スイッチ、１６は運転スイッチ、１７は制
御ボックス、１９はモータ駆動回路、２０は電流検知
部、２１は平滑回路、２２は制御部、２３はタイマ、２
４は電源、２５は整流回路であり、これらは図２又は図
１０と同様のものであるため、同一の符号を付して説明
を省略する。

【００８７】２８は処理物として何を入れたかを使用者
が選択し制御部２２に指示を入力する選択スイッチ、２
６は選択スイッチ２８よりどのような指示が入力された
かを判定する選択手段、２７は選択手段２６により選択
された処理物に応じモータ駆動回路１９を制御させる粉
砕シーケンスのパラメータを記憶する記憶装置である。

【００８８】以上のように構成された実施の形態３にお
ける粉砕装置について、以下その動作を説明する。

【００８９】図１２は実施の形態３の粉砕装置の動作を
表すフローチャートである。

【００９０】尚、本実施の形態において、電源２４から
駆動回路に供給される交流電流の１周期分の位相と電流
値との関係は図４と同様である。

【００９１】処理物を粉砕処理する際、まず最初に、処
理物を粉砕室５内に投入し、蓋１４が閉じておく。使用
者は、選択スイッチ２８より、投入される処理物の特徴
に応じて粉砕シーケンスを選択する。

【００９２】まず、制御部２２は、蓋スイッチ１５によ
り蓋１４が閉じられているか否かを検出する（Ｓ２
０）。蓋スイッチ１５により、蓋１４が閉じられている
ことが検出されると、次いで、制御部２２は、運転スイ
ッチ１６がオン状態になっているか否かを検出する（Ｓ
２１）。このとき、運転スイッチ１６がオフ状態の場合
には、ステップＳ２０にもどる。

【００９３】ステップＳ２１において、運転スイッチ１
６がオン状態であった場合、制御部２２は、選択手段２
６により、どの粉砕シーケンスが選択されたかを判断
し、選択された粉砕シーケンスのパラメータを記憶装置
２７から呼び出し（Ｓ２２）、読み出した粉砕シーケン
スのパラメータに従って、処理物を粉砕する動作制御を
行う（Ｓ２３）。

【００９４】ここで、「粉砕シーケンスのパラメータ」
とは、実施の形態１で説明したα１，α２や、実施の形
態２で説明したＴ１のことをいう。例えば、処理物が鶏
の皮やトウモロコシの皮など粉砕し難いものである場
合、粉砕シーケンスのパラメータとしては、通常運転モ
ードに至るまでの時間（Ｔ１）を４０ｓｅｃ、又は、低
電力運転モードのスイッチングの位相制御の角度（α
１）をπ／４（ｒａｄ）程度とし、低電力運転モード時
も通常運転モード時の７０％程度の電力を印加する。ま
た、にんじんやグレープフルーツの皮など比較的粉砕し
やすいものに対しては、通常運転モードに至るまでの時
間（Ｔ１）を１０ｓｅｃとし、又は、低電力運転モード
のスイッチングの位相制御の角度（α１）をπ／２程度
とし、低電力運転モード時の印加電力を通常運転モード
時の１／４程度とする。

【００９５】ステップＳ２３においては、制御部２２
は、読み出した粉砕シーケンスのパラメータに従って、
実施の形態１で説明したステップＳ３からステップＳ７
の動作、又は、実施の形態２で説明したステップＳ１２
からステップＳ１６の動作に従って動作制御を行う。

【００９６】以上説明した本実施の形態の粉砕装置１に
おいては、処理物を厨芥としているが、本発明は、たと
えば、発砲トレーやペットボトルなど、厨芥以外を処理
物とする粉砕にも適用することができる。粉砕部駆動モ
ータ１１の大きさやホッパー４容量により変化する粉砕
処理時間からα１やα２及びＴ１を設定することができ
る。

【００９７】

【発明の効果】以上のように本発明の粉砕装置によれ
ば、以下のような有利な効果を得ることができる。

【００９８】請求項１に記載の発明によれば、粉砕動作
のうち、粉砕部駆動モータがあまり大きな発生トルクを
必要としないときにおいて、粉砕部駆動モータに印加す
る電力が下がるため、粉砕部駆動モータの消費電力が抑
えられ粉砕中（粉砕後期）のエネルギー効率を改善する
ことが可能な粉砕装置を提供することができる。

【００９９】請求項２に記載の発明によれば、粉砕動作
のうち、粉砕部駆動モータがあまり大きな発生トルクを
必要としないときにおいて、粉砕部駆動モータに印加す
る電力が下がるため、粉砕部駆動モータの消費電力が抑
えられ粉砕中（粉砕後期）のエネルギー効率を改善する
ことが可能な粉砕装置を提供することができる。

【０１００】請求項３に記載の発明によれば、粉砕動作
のうち、粉砕部駆動モータがあまり大きな発生トルクを
必要としないときにおいて、粉砕部駆動モータに印加す
る電力が下がるため、粉砕部駆動モータの消費電力が抑
えられ粉砕中（粉砕後期）のエネルギー効率を改善する
ことが可能な粉砕装置を提供することができる。

【０１０１】請求項４に記載の発明によれば、粉砕動作
のうち、粉砕部駆動モータがあまり大きな発生トルクを
必要としないときにおいて、粉砕部駆動モータに印加す
る電力が下がるため、粉砕部駆動モータの消費電力が抑
えられ粉砕中（粉砕後期）のエネルギー効率を改善する
ことが可能な粉砕装置を提供することができる。

【０１０２】請求項５に記載の発明によれば、処理物に
応じて粉砕時の振動、騒音を下げることが可能な粉砕装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における粉砕装置の構成
図

【図２】実施の形態１における粉砕装置の制御機構の構
成を表すブロック図

【図３】実施の形態１の粉砕装置の動作を表すフローチ
ャート

【図４】電源から駆動回路に供給される交流電流の１周
期分の位相と電流値との関係を表す図

【図５】低電力運転モード及び通常運転モードにおける
粉砕部駆動モータの回転数と粉砕部駆動モータに発生す
るトルクとの関係を表す図

【図６】低電力運転モード及び通常運転モードにおける
粉砕部駆動モータに加わる負荷トルクと粉砕部駆動モー
タに流れる電流値との関係を表す図

【図７】低電力時と通常時のモータのトルク特性を表し
た図

【図８】本発明の実施の形態２における粉砕装置の制御
機構の構成を表すブロック図

【図９】実施の形態２の粉砕装置の動作を表すフローチ
ャート

【図１０】モータ駆動回路をＰＷＭ方式等のインバータ
回路にした場合の低電力運転モード及び通常運転モード
における粉砕部駆動モータの印加電圧波形を表す図

【図１１】本発明の実施の形態３における粉砕装置の制
御機構の構成を表すブロック図

【図１２】実施の形態３の粉砕装置の動作を表すフロー
チャート

【図１３】イ号出願の明細書に記載の粉砕装置の構成図

【符号の説明】

１ 粉砕装置 ２ 投入口 ３ シンク ４ ホッパー ５ 粉砕室 ６ 底板 ７ 粉砕物流入室 ８ 回転刃 ９ 固定刃 １０ 回転軸 １１ 粉砕部駆動モータ １２ 排出路 １３ 水栓 １４ 蓋 １５ 蓋スイッチ １６ 運転スイッチ １７ 制御ボックス １８ 電源コード １９ モータ駆動回路 ２０ 電流検知部 ２１ 平滑回路 ２２ 制御部 ２３ タイマ ２４ 電源 ２５ 整流回路 ２８ 選択スイッチ ２６ 選択手段 ２７ 記憶装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理物が導入される投入口を有する粉砕室
   と、 前記粉砕室内の底面に回転自在に配設された回転刃と、 前記粉砕室の下部に配設され前記回転刃により粉砕され
   た処理物を排出する排出路と、 前記回転刃を回転駆動する粉砕部駆動モータと、 前記粉砕部駆動モータに印加される電流を制御するモー
   タ駆動回路と、 前記粉砕部駆動モータの入力電流の電流値を検出する電
   流検出部と、 前記電流検出部の検出する電流値が所定の電流値（Ａ
   １）以下になった場合、入力電流の所定の位相角（α
   １）からπまでを前記モータ駆動回路により粉砕部駆動
   モータに入力するように前記モータ駆動回路の動作制御
   を行う制御部と、 を備えたことを特徴とする粉砕装置。
2. 【請求項２】処理物が導入される投入口を有する粉砕室
   と、 前記粉砕室内の底面に回転自在に配設された回転刃と、 前記粉砕室の下部に配設され前記回転刃により粉砕され
   た処理物を排出する排出路と、 前記回転刃を回転駆動する粉砕部駆動モータと、 前記粉砕部駆動モータに印加される電流を制御するモー
   タ駆動回路と、 粉砕開始からの経過時間を計測するタイマと、 前記タイマにより計測される時間が粉砕開始より所定の
   時間（Ｔ１）を経過した場合、入力電流の所定の位相角
   （α１）からπまでを前記モータ駆動回路により粉砕部
   駆動モータに入力するように前記モータ駆動回路の動作
   制御を行う制御部と、 を備えたことを特徴とする粉砕装置。
3. 【請求項３】前記モータ駆動回路はインバータにより構
   成され、 前記制御部は、 前記電流検出部の検出する電流値が所定の電流値（Ａ
   １）以下になった場合、前記モータ駆動回路の電圧出力
   のデューティー比を下げるように前記モータ駆動回路の
   動作制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の粉砕
   装置。
4. 【請求項４】前記モータ駆動回路はインバータにより構
   成され、 前記制御部は、 前記タイマにより計測される時間が粉砕開始より所定の
   時間（Ｔ１）を経過した場合、前記モータ駆動回路の電
   圧出力のデューティー比を下げるように前記モータ駆動
   回路の動作制御を行うことを特徴とする請求項２に記載
   の粉砕装置。
5. 【請求項５】前記処理物を選択する選択手段と、 前記処理物に応じたパラメータである前記所定の位相角
   （α１）又は前記所定の時間（Ｔ１）を記憶する記憶手
   段と、 を備え、 前記制御部は、前記パラメータに従って前記モータ駆動
   回路の動作制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４
   の何れか一項に記載の粉砕装置。