JP2003220347A - タイヤ粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転刃の製造や再研磨等のコストを低減し、
小さなサイズのゴム片の粉砕処理能力の低下を防止し、
ゴム粉の軸受侵入を回避する。 【解決手段】 外周にバイト１２を装着した回転板１１
を、両端の回転板から中央の回転板に向って回転と逆方
向に、粉砕後のゴム片のサイズに適合する所定の回転ピ
ッチ角だけずらしつつ積層して回転刃部１を構成するこ
とにより、回転刃部の製造コスト等の低減と粉砕処理能
力低下の防止を可能とする。排出チャンバー６１を設け
てゴム粉を収集排出することで、軸受１５へのゴム粉の
侵入を回避する。

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、円筒ドラム形状
の回転刃部と平板形状の固定刃とによって、タイヤのゴ
ム片を微小片に剪断粉砕するタイヤ粉砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃タイヤをゴム製品に再利用する場合に
は、この廃タイヤを加熱成形等し易くするために、「特
開２０００−３３４３２４号」等で提案した手段によ
り、廃タイヤを例えば３０ｍｍ程度のゴム片に粉砕した
うえで、さらにこのゴム片を例えば３ｍｍ程度の微小片
に粉砕して使用する。ところで、この微小片に粉砕する
手段として、従来から「実用新案登録１８４５４９２
号」で提案されている粉砕機がある。この粉砕機は図５
〜図６に示すように、柱状形状のロータ本体１１１の外
周上に、このロータ本体の回転軸に平行な回転刃１１２
を脱着可能なように取り付け、この回転刃の刃先１１２
ａを、両端部から中心に向って回転方向と逆向きに傾斜
させたものである。

【０００３】すなわち、このように回転刃１１２の刃先
１１２ａを傾斜することにより、第１に、この刃先が両
端から中央へ順に固定刃１０２と噛み合うために、ゴム
片１１０を微小片に粉砕する際に必要な力が低減でき、
第２に、粉砕片が刃先１１２ａ中央に集まり、ロータ本
体１１１の両側面とケースとの間から粉砕粉が洩れ出る
のを抑制できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところがこの従来の手
段を用いて廃タイヤのゴム片を粉砕する場合には、次の
問題があった。第１に、回転刃１１２はロータ本体１１
１と脱着可能であり、磨耗時の修理や交換が可能ではあ
るが、このような長い傾斜部からなる刃先１１２ａを、
成形したり再研磨するには多大なコストが掛かる。第２
に、回転刃１１２の両端部から中央部への刃先１１２ａ
の傾斜角度が一定のままでは、ゴムの粉砕後の粉砕片の
サイズによって、粉砕処理能力に大きな差が出ることが
判明した。したがって、刃先１１２ａの傾斜角度が一定
のままで、大きなサイズのゴム片から、一度に細かいサ
イズのゴム片に粉砕しようとすると、粉砕処理能力が低
下する。このため、大きなサイズのゴム片から細かいサ
イズのゴム片まで効率的に粉砕するためには、粉砕後の
ゴム片のサイズに応じて、最適な粉砕処理能力が発揮さ
れる傾斜角度を変更して、順次段階的に粉砕処理を行な
う必要がある。

【０００５】第３に、粉砕前のゴム片のサイズが小さく
なると、回転刃１１２と固定刃１０２の間隙からゴム片
が逃げてしまい、粉砕処理能力が低下してしまう。第４
に、ロータ本体１１１の両側面とケースとの間から、ゴ
ム粉砕粉が洩れ出るのを完全には防止できないため、こ
のゴム粉砕粉がロータ本体１１１を支持する軸受に押し
込まれて、グリース等の潤滑油を吸収してしまう。この
ため、頻繁に潤滑油の補給が必要になり、これを怠ると
軸受が破損する危険がある。

【０００６】そこで本発明の目的は、回転刃の製造や再
研磨等のコストが低く、粉砕前のゴム片のサイズが小さ
くなっても、粉砕処理能力が低下することを防止でき、
さらにゴム粉砕粉の軸受侵入を回避できるタイヤ粉砕機
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明によるタイヤ粉砕機の第１の特徴は、回転刃部
と、この回転刃部に対向する固定刃と、これらの下方に
位置するスクリーンとを備え、この回転刃部は、所定の
厚さを有する複数個の回転板を同心状に積層して構成さ
れていることにある。回転板の外周上には、この回転板
の回転軸と平行な刃先を有する脱着可能なバイトが装着
してある。そしてこの回転板は、バイトの刃先が、両端
に位置するこの回転板から中央に位置するこの回転板に
向って、回転と逆方向に所定の回転ピッチ角θだけずれ
るようにそれぞれ積層してある。

【０００８】固定刃の刃先は、直線形状を有し、バイト
の刃先の回転軌跡面に対して所定の間隔を置いて設定し
てある。そしてスクリーンは、回転刃部の下方に設置さ
れ、この回転刃部と固定刃とによって粉砕したタイヤの
粉砕片を通過させる。

【０００９】このように発明を構成することにより、次
の作用効果を奏することができる。第１に、バイトは、
回転板に脱着可能に装着されているため、刃先が磨耗あ
るいは破損した場合には、回転板を交換、修理すること
なく、バイトだけを交換あるいは修理するだけで足り
る。第２に、回転刃部は、所定の厚さの回転板を複数積
層して構成しているため、バイトの刃先は回転板の厚さ
分だけ直線形状に成形したもので足りる。したがって、
バイトの製作や刃先の再研磨等のコストが大幅に低減で
きる。

【００１０】すなわち、図５に示した従来例のように、
回転軸方向に長い回転刃１１２を使用する場合は、傾斜
させた刃先１１２ａの全ての部分が、直線状の刃先を有
する固定刃１０２と一定の間隔で噛み合うようにするた
めには、この回転刃の外周面を、刃先１１２ａの回転軌
跡に一致するような円弧断面形状にする必要がある。し
たがって、このような回転刃１１２の製作や、刃先１１
２ａの再研磨はコストがかかる。一方本発明のように、
幅が狭いバイトを所定の回転ピッチ角θだけずらして積
層する構造では、このバイト外周面は、刃先の回転軌跡
面より回転中心側に傾斜していれば、直線断面形状で足
りる。したがって、このような形状のバイトの製作や、
刃先の再研磨は極めて容易になる。

【００１１】第３に、回転板とバイトは、同じ形状のも
のをそれぞれ回転ピッチ角θをずらして積層する。した
がって、１種類の回転板とバイトを準備するだけで足り
ることになり、製作や修理コストの大幅な低減化が可能
になる。また後述するように、粉砕処理能力の低下を防
止するためには、粉砕後のゴム片のサイズに合わせて、
回転ピッチ角θのずらし量を変更する必要がある。この
場合に、例えば各回転板を細かい歯のスプライン軸で同
心状に積層する構造を採用すれば、１種類の回転板とバ
イトだけで回転ピッチ角θのずらし量を変更することが
できる。

【００１２】第４に、各回転板は、両端に位置するもの
から中央に位置するものへと、回転と逆方向にそれぞれ
所定の回転ピッチ角θだけずらして積層してあるため、
固定刃とは、両端に位置するバイトの刃先から順々に噛
み合うことになる。したがって、破砕に要する力が大幅
に低減できる。また、粉砕片が中央部に集まり、両端に
位置する回転板の外側面と外部ケースとの摺動面から、
ゴムの粉砕粉が洩れ出ることを低減できる。

【００１３】このタイヤ粉砕機の第２の特徴は、前記特
徴１に記載した回転ピッチ角θが、粉砕後のタイヤのゴ
ム片のサイズ（ミリメータ）を２乗した値を１０で除し
た値±０．５度であることにある。

【００１４】すなわち上述したように、回転ピッチ角θ
のずらし量が一定の場合には、粉砕後のゴム片のサイズ
が小さくなると、粉砕処理能力が低下する。したがって
粉砕後のゴム片のサイズに合わせて、回転ピッチ角θの
ずらし量を変更する必要がある。発明者は、この回転ピ
ッチ角θのずらし量について試行錯誤を繰り返し、上述
した実験式に基づく回転ピッチ角θのずらし量が、粉砕
処理能力の低下を防止することに有効であることを見出
した。

【００１５】このタイヤ粉砕機の第３の特徴は、前記特
徴１〜２のいずれかに記載したタイヤのゴム片を、回転
刃部と固定刃とに導入する入口通路を備え、この入口通
路の壁面の一部が、この回転刃部の刃先の回転軌跡面に
沿うような形状に形成してあることにある。そして、こ
の壁面の一部と、回転刃部の刃先の回転軌跡面との間隔
が、固定刃に近づくにつれて狭くなっていくように構成
してある。

【００１６】このように発明を構成することにより、ゴ
ム片のサイズが小さい場合であっても、固定刃に近づく
につれて狭くなっていく入口通路を通過する際に圧縮さ
れつつ固定刃に押し込まれるので、粉砕処理能力を向上
させることができる。

【００１７】このタイヤ粉砕機の第４の特徴は、前記特
徴１〜３のいずれかの１に記載した回転刃部の両側面
は、これらと密接摺動する側壁にはさまれており、これ
らの側壁の外側と、回転刃部の回転軸を支える軸受との
間には、これらの側壁と回転刃部の両側面の両端面との
摺動面から洩れ出るタイヤのゴムの粉砕粉を、収集して
排出する排出チャンバーを備えていることにある。

【００１８】このように発明を構成することにより、ゴ
ム粉が軸受に侵入することを防止できる。すなわちゴム
片を粉砕する際に発生する細かいゴムの粉砕粉は、回転
刃部の両側面と、これに密接摺動するケースの側壁面と
の間隙から少量が洩れ出る。したがって、この洩れ出る
タイヤのゴムの粉砕粉が軸受に到達する前に、排出チャ
ンバーにおいて収集して排出することにより、潤滑油の
頻繁な交換や軸受の破損を防止することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜図４に示すタイヤ粉砕機
は、サイズが約３０ｍｍタイヤのゴム片１０を、約８ｍ
ｍのサイズの粉砕片２０に粉砕するものである。このタ
イヤ粉砕機は、回転刃部１と、固定刃２と、スクリーン
３とを備えている。回転刃部１は、所定の厚さを有する
１１個の鋳鉄製の回転板１１を、それぞれ同心状に積層
して構成されている。それぞれの回転板１１の外周上に
は、回転板１１の回転軸１４と平行な刃先１２ａを有す
る、脱着可能な高硬度鋼材からなるバイト１２が装着し
てある。

【００２０】図３を参照して、バイト１２の回転板１１
への装着を説明する。回転板１１の外周には、回転軸を
中心として各々６０度の間隔で、６個のバイト１２を装
着する突起面１１ａが形成してある。そして突起面１１
ａには、ネジ穴１１ｂが形成してある。バイト１２は、
幅寸法が回転板１１のリブ幅と同じである縦長形状を有
しており、突起面１１ａに形成したネジ穴１１ｂに螺合
するボルト１３により、この突起面に装着してある。バ
イト１２の刃先１２ａは、回転軸１４と平行な直線形状
に成形してあり、このバイトの外周面１２ｂは、この刃
先から、この刃先の回転軌跡面の内側に向けて傾斜する
平面形状に形成してある。

【００２１】そしてバイト１２の底面は、回転板１１の
外周に形成した突起面１１ａと垂直な支え面１１ｃに接
している。したがって、後述するように回転板１１を所
定の回転ピッチ角θだけずらして積層した場合には、バ
イト１２の両端は相互に接触して回転軸方向の動きが拘
束され、回転方向の動きは突起面１１ａで拘束され、回
転中心方向の動きが支え面１１ｃで拘束されるため、こ
のバイトをこの回転板に確実に固定しておくことができ
る。

【００２２】図２に示すように回転板１１は、バイト１
２の刃先１２ａが、両端に位置するこの回転板から中央
に位置するこの回転板に向って、回転と逆方向に所定の
回転ピッチ角θだけずれるように積層してある。このピ
ッチ角θは、θ＝「粉砕後のタイヤの平均サイズ（ｍ
ｍ）の２乗」／１０からなる実験式で計算する。この発
明の実施の形態では、粉砕後のタイヤの平均サイズは８
ｍｍであるため、θ＝８ ^２／１０＝６４／１０＝６．４
度となり、四捨五入して６度に設定してある。なお、更
にサイズを８から５ｍｍへ、そして５から３ｍｍに、順
次粉砕化する場合には、θは、それぞれ四捨五入して３
度、１度になる。ただし、θが２．４度以下、すなわち
四捨五入したθが３度以下になる場合には、粉砕処理能
力への影響が変化しないため、θは３度に設定する。し
たがって、サイズを５から３ｍｍに粉砕化する場合に
は、θを３度に設定することになる。

【００２３】固定刃２は、その刃先が直線形状からなる
高硬度鋼材で成形してあり、バイト１２の刃先１２ａの
回転軌跡に対して所定の間隔を置いて、入口ケース４と
出口ケース５との水平合わせ面の間に、回転軸１４を対
称として２個設置してある。したがって、固定刃２を交
換あるいは再研磨する場合には、入口ケース４と出口ケ
ース５とを分離すれば容易に脱着できる。なお、図示し
ていないが、固定刃２は、押しネジで水平方向に移動可
能になっており、バイト１２の刃先１２ａと、この固定
刃の刃先との間隔を調整できるようになっている。

【００２４】回転刃部１の下方には、ステンレス製の板
を半円形状に成形し、所定のサイズの貫通穴３ａを一面
に配列したスクリーン３が、左右の回転刃部１の下面に
その両端部を密接させて装着してある。この貫通穴３ａ
の直径は、粉砕後の粉砕片２０のサイズに応じて決めら
れており、この直径以下のサイズの粉砕片だけが下方に
通過し、通過しない粉砕片は、回転する回転刃部１によ
って、スクリーン３の内側半円面上を移動して、再度入
口通路４ａ内に戻される。なお、スクリーン３には、所
定のメッシュサイズを有する金属網を使用することもで
きる。

【００２５】図３に示すように、タイヤのゴム片１０
を、回転刃部１と固定刃２とに導入する入口ケース４の
入口通路４ａの壁面４ｂには、ブラケット４１が装着し
てある。そしてブラケット４１の一側面４１ａは、回転
刃部１の刃先１２ａの回転軌跡面に沿うように形成して
あり、この一側面とこの回転軌跡面との間隔４ｃが、固
定刃２に近づくにつれて狭くなるように構成してある。
したがって、入口通路４ａに投入されたタイヤのゴム片
１０は、回転する回転刃部１によって、順次間隔４ｃに
押し込まれて、徐々に圧縮集合されて固定刃２に強制的
に供給される。このため、回転刃部１がゴム片を捕捉し
ないで空回りすることが回避され、破砕処理能力が大幅
に向上する。

【００２６】回転刃部１は、上述したように回転板１１
を同心状に積層して構成する。すなわち図２に示すよう
に、回転板１１の中心には、細かい歯の雌スプライン１
１ｅが形成してあり、この雌スプラインと嵌合する雄ス
プラインを形成した回転軸１４により、所定の回転ピッ
チ角だけずらして同心状に積層する。なお各回転板１１
は、平行に機械加工したハブ部の両端で互いに接触し、
タイボルト（図示せず。）で軸方向を固定する。そし
て、このようにして積層した回転刃部１の両側面は、入
口ケース４と出口ケース５の側壁４２，５２の内側面に
密接して摺動する。

【００２７】回転刃部１は、入口ケース４と出口ケース
５の側壁４２，５２を貫通する、回転軸１４の両端に設
けたボールベアリング１５，１５によって支持されてい
る。入口ケース４と出口ケース５の側壁４２，５２の外
側面には、中心に回転軸１４の貫通穴を開けた板金製の
排出チャンバー６，６がビスによって装着してある。排
出チャンバー６，６の底部には、排出管６１，６１が溶
接してある。そして、排出チャンバー６，６内には、側
壁４２，５２の内側面と、これと摺動する回転刃部１の
両側面との間隙から洩れ出るタイヤのゴム粉が収集さ
れ、排出管６１，６１から外部に放出される。したがっ
て、回転刃部１の両端面と側壁４２，５２の内側面との
摺動面から洩れ出るタイヤのゴム粉が、ボールベアリン
グ１５，１５に侵入するのを防止できる。

【００２８】図４に、タイヤ粉砕機の全体構造を示す。
回転刃部１は、入口ケース４と出口ケース５に収納して
あり、この入口ケースと出口ケースとは、それぞれ水平
フランジ４３と５３とを有し、これらの水平フランジの
一端に設けた回転ジョイント５４を中心として開閉す
る。入口ケース４の上部には、タイヤのゴム片を投入す
るホッパー７が連結してあり、出口ケース５の下部は、
粉砕片を収集し搬出する基台８に連結してある。なお粉
砕片は、基台８に設けた搬出口８１から搬出される。

【００２９】回転刃部１は、基台８に設けた駆動系９に
よって回転駆動される。すなわち、回転刃部１の回転軸
１４の一端には、プーリー９３が取り付けてあり、この
プーリーをベルト９２を介してモーター９１で回転させ
る。なお、駆動系９は、安全カバー９４で覆ってある。

【００３０】

【発明の効果】第１に、バイトは回転板に脱着可能に装
着されているため、バイトの刃先が磨耗あるいは破損し
た場合には、回転板を交換、修理することなく、バイト
だけを交換あるいは修理するだけで足りる。第２に、回
転刃部は、所定の厚さの回転板を複数積層して構成して
いるため、バイトの刃先を回転板の厚さの直線形状に形
成するだけでよい。したがって、バイトの製作や刃先の
再研磨等のコストが大幅に低減できる。

【００３１】第３に、回転板とバイトは、同じ形状のも
のを回転ピッチ角θをずらして積層する。したがって、
一種類の回転板とバイトを準備するだけで足りることに
なり、製作や修理コストの低減化が可能になる。第４
に、回転刃部は、両端に位置するバイトの刃先から順々
に固定刃と噛み合うため、破砕に要する力が大幅に低減
できる。第５に、回転と逆方向に回転ピッチ角θをずら
した回転刃部の中央部に、粉砕片が集まり易くなるの
で、回転刃部の両端の摺動面から粉砕粉が洩れ出ること
を低減できる。

【００３２】第６に、ゴムの粉砕後のサイズに合わせ
て、バイトの刃先を最適な回転ピッチ角θのずらし量で
積層することにより、粉砕処理能力の向上を図ることが
できる。第７に、タイヤのゴム片を回転刃部と固定刃と
に導入する通路面積を、固定刃に近づくにつれて狭くす
ることによって、ゴム片のサイズが小さい場合であって
も、粉砕処理能力を向上させることができる。

【００３３】第８に、回転刃部の両側面と、これに密接
摺動する側壁の内側面との間隙から洩れ出る細かいゴム
の粉砕粉を、排出チャンバーにおいて、軸受に到達する
前に収集して排出することによって、潤滑油の頻繁な交
換や軸受の破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転刃部の上面図である。

【図２】回転刃部の回転中心に垂直な断面図である。

【図３】回転刃部の回転中心に垂直な拡大断面図であ
る。

【図４】タイヤ粉砕機の全体図である。

【図５】従来例による回転刃部の回転中心に垂直な断面
である。

【図６】従来例による回転刃部の拡大斜視図である。

【符号の説明】

１ 回転刃部 １１ 回転板 １２ バイト １２ａ 刃先 ２ 固定刃 ３ スクリーン ４ 入口ケース ４ａ 入口通路 ４ｂ 壁面 ４ｃ 間隔 ６ 排出チャンバー １０ ゴム片 １４ 回転軸 １５ 軸受 ２０ 粉砕片 ４２，５２ 側壁

フロントページの続き (72)発明者 新田 儀昭 北海道北広島市大曲緑ヶ丘２丁目10番地３ (72)発明者 徳井 博樹 北海道札幌市西区発寒13条12丁目２番13号 寿産業株式会社発寒工場内 Ｆターム(参考） 4D021 AA12 AB02 CA01 EB01 4D065 CA16 CB01 CC01 DD05 DD18 DD26 EB14 EC09 ED06 ED16 ED23 ED27 EE02 EE19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤのゴム片を微小片に粉砕するタイヤ
   粉砕機であって、 回転刃部(1)とこの回転刃部に対向する固定刃(2)とこれ
   らの下方に位置するスクリーン(3)とを備え、 上記回転刃部(1)は、所定の厚さを有する複数個の回転
   板(11)を同心状に積層して構成され、 上記回転板(11)の外周上には、この回転板の回転軸(14)
   と平行な刃先(12a)を有する脱着可能なバイト(12)が装
   着してあり、 上記回転板(11)は、上記バイト(12)の刃先(12a)が、両
   端に位置するこの回転板から中央に位置するこの回転板
   に向って、回転と逆方向に所定の回転ピッチ角θだけず
   れるようにそれぞれ積層してあり、 上記固定刃(2)の刃先は直線形状を有し、上記バイト(1
   2)の刃先(12a)の回転軌跡面に対して所定の間隔を置い
   て設定してあり、 上記スクリーン(3)は、上記回転刃部(1)と上記固定刃
   (2)とによって粉砕した上記タイヤの粉砕片(20)を通過
   させることを特徴とするタイヤ粉砕機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記回転ピッチ角θ
   が、粉砕後のタイヤのゴム片のサイズ（ミリメータ）を
   ２乗した値を１０で除した値±０．５度となる角度であ
   ることを特徴とするタイヤ粉砕機。
3. 【請求項３】請求項１〜２のいずれかにおいて、前記タ
   イヤのゴム片を前記回転刃部(1)と前記固定刃(2)とに導
   入する入口通路(4a)を備え、 上記入口通路(4a)は、この入口通路の壁面(4b)の一部が
   上記回転刃部(1)の刃先(12a)の回転軌跡面に沿うような
   形状に形成してあり、 上記壁面(4b)の一部と上記回転刃部(1)の刃先(12a)の回
   転軌跡面との間隔(4c)が前記固定刃(2)に近づくにつれ
   て狭くなっていくことを特徴とするタイヤ粉砕機。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかの１において、前
   記回転刃部(1)の両側面は、これらと密接摺動する側壁
   (42,52)に挟まれており、 上記側壁(42,52)の外側と上記回転刃部(1)の回転軸(14)
   を支える軸受(15)との間には、これらの側壁と上記回転
   刃部(1)の両側面との摺動面から洩れ出る前記タイヤの
   ゴム粉を収集して排出する排出チャンバー(6)を備えて
   いることを特徴とするタイヤ粉砕機。