JP2004066088A

JP2004066088A - 破砕機およびそれを搭載した自走式破砕装置

Info

Publication number: JP2004066088A
Application number: JP2002227904A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kitani; 木谷　利夫; Hidekazu Muramoto; 村本　英一
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】カッタ間隙間調整間隔時間を長くできて、稼働率を高くできる破砕機およびそれを搭載した自走式破砕装置を提供する。
【解決手段】第１、第２軸（１０，１１）に複数個のカッタ（２０）とスペーサ（２１）とを交互に嵌入し、第１、第２軸（１０，１１）に設けた段付部（１２）に当接させて軸端部からカッタ間隙間防止機構（３０）で締付ける。カッタ間隙間防止機構（３０）による締め付けは、軸受（３）の外側から座金（３１）と、円筒部（３３）及びフランジ部（３４）を有する締付部材（３２）とを嵌入し、座金（３１）とフランジ部（３４）との間に皿ばね（３７）を設ける。軸端に締着したプレート（４０）にねじ込んだ調整ボルト（４２）の先端部でフランジ部（３４）を押して、カッタ（２０）及びスペーサ（２１）を締付部材（３２）と皿ばね（３７）との力の和で締め付ける。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、破砕機に関し、特には多層にしたカッタの、カッタ間の隙間発生防止機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建設廃材、廃木材、廃プラスチック、廃家電品および廃薄鋼板等を破砕するために、回転式のせん断破砕機が使用されている。その従来技術としては、例えば米国特許ＵＳ−５２０５４９５Ａ公報に示されたものがある。図５は一例の破砕機６０の平面一部断面図であり、図６は図５のＸ−Ｘ矢視の正面一部断面図である。図５、図６において、ケース２には第１軸６１及び第２軸６２が並列に配置されている。第１軸６１及び第２軸６２にはそれぞれ段付部１２，１２が設けられ、複数個のカッタ２０とスペーサ２１とが交互に積層されて嵌入され、軸端部に設けられたカッタ間隙間防止機構７０と段付部１２との間で締め付けられている。第１軸６１は段付部１２の外側に第１歯車１３を有し、更にその外側の軸端部に入力部１４を備えている。第１軸６１は軸受３，４，５によりケース２に回転自在に支持されている。第２軸６２は段付部１２の外側に第２歯車１５を有し、第１軸６１と同様の軸受３，４，５によりケース２に回転自在に支持されている。第１歯車１３と第２歯車１５とは噛み合っており、第１軸６１と第２軸６２のカッタ２０の先端部は相互に相手のスペーサ２１の位置に挿入され、重なり合うようになっている。又、第１軸６１と第２軸６２のそれぞれ隣接するカッタ２０の間には、クリーニングフィンガ２２が配置されている。
【０００３】
図７は図５のＱ部詳細図であり、カッタ間隙間防止機構７０の構成を示している。図７において、第１軸６１及び第２軸６２の、段付部１２と反対側の端部には、スペーサ２１、リング２３、カラー２４、軸受３、座金７１、リテーナ７２が順次嵌入されている。第１軸６１及び第２軸６２の軸端部の外周面には環状の溝６３が形成されており、該溝６３には２つ割りリング７３が係合して取付けられている。この２つ割りリング７３の外周縁部には前記リテーナ７２に形成された凹部７４が係合し、２つ割りリング７３が溝６３から脱落しないように取り付けてある。リテーナ７２には周方向に複数個の調整ボルト４２が貫通して締め込まれ、その先端部は前記座金７１に当接している。すなわち、調整ボルト４２を締め込むことにより、座金７１、軸受３、カラー２４及びリング２３を介してカッタ２０とスペーサ２１とは前述の第１軸６１及び第２軸６２の段付部１２に押し付けられる。調整ボルト４２は所定の力で締付けられた後、ロックナット４３で固定される。
【０００４】
次に破砕機６０の作動について説明する。図５において、入力部１４からの動力により第１軸６１が回転駆動されると、第２軸６２は第１歯車１３および第２歯車１５を介して回転駆動される。その結果、図６に示すように、カッタ２０，２０は矢印方向に回転する。被破砕物をケース２内に白矢印の方向から投入すると、被破砕物はカッタ２０，２０により破砕され、下方に排出される。その間、隣接するカッタ２０，２０の間に付着した被破砕物はクリーニングフィンガ２２により排除される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成においては以下のような問題点がある。図８はカッタ間隙間防止機構７０の調整ボルト４２の締付力を示すグラフである。図８において、縦軸は締付力であり、横軸は時間である。当初の締付力はＦＡである。ＦＡは装置の強度上から得られる最大の値に定められる。すなわち各カッタ２０とスペーサ２１との間には締付力ＦＡが発生し、隙間はない。この状態で破砕作業を行うと、時間が経過するにつれて、破砕時の反力による第１、第２軸６１，６２の撓み等によりカッタ２０とスペーサ２１との間にヘタリや磨耗が生じる。その結果、調整ボルト４２の締付力はグラフに示すように急激に低下し、カッタ２０とスペーサ２１との間の締付力が低下し、遂には０になって隙間が発生する。その隙間に破砕屑や塵埃等が侵入し、磨耗してガタを生じ、カッタ２０同士が干渉したり、切れ味が落ちたりする。さらには第１軸６１や第２軸６２が磨耗し、機械の寿命を低下させる。それを防止するため、締付力が図８に示す所定値ＦＢ（＜ＦＡ）に達すると増し締めを行う。増し締めは時間Ｔ１を定めて定期的に行われ、例えばＴ１＝５００時間である。すなわち、短期間で機械を停止して増し締めを行わなければならないので、メンテナンスに多大の工数を要すると共に、破砕機を含む全体の装置の稼働率を低下させるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、カッタ間隙間調整間隔時間を長くできて、稼働率を高くできる破砕機およびそれを搭載した自走式破砕装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１発明は、破砕機において、ケースと、多層にしたカッタを貫通し、前記ケースに軸受を介して回転自在に支持された軸と、前記カッタを軸方向に締め付けるとともに、カッタ間の軸方向隙間を防止するカッタ間隙間防止機構とを備え、前記カッタ間隙間防止機構は、前記カッタに軸方向の締付力を付与する弾性体を有する構成としている。
【０００８】
第１発明によると、カッタ間隙間防止機構に、カッタに軸方向の締付力を付与する弾性体を設けたためばね定数を小さくすることができ、カッタ間が磨耗しても所定のストロークの間、軸方向の締付力が付与されているので、所定の締付力を保持することができる。そのため、締付力が所定の値に低下するまでの時間を延長することができ、増し締め調整間隔を長くして稼働率の向上を図ることができる。
【０００９】
第２発明は、第１発明において、前記弾性体は鋼製ばね体である構成としている。
【００１０】
第２発明によると、弾性体を鋼製ばね体としたため、小型で所定のストロークの間、大きな力を発生させることができ、耐久性も高い。
【００１１】
第３発明は、第２発明において、前記鋼製ばね体は皿ばねである構成としている。
【００１２】
第３発明によると、鋼製ばね体を皿ばねにしたため、更に小さい場積で大きなストロークと力とを得ることができ、カッタ間隙間防止機構をコンパクトにすることができる。
【００１３】
第４発明は、第２、第３発明において、前記カッタ間隙間防止機構は、前記カッタを軸方向に前記軸受を介して締め付ける締付部材および鋼製ばね体と、前記軸受と前記締付部材および鋼製ばね体との間に介装される座金とを有する構成としている。
【００１４】
第４発明によると、締付部材および鋼製ばね体と軸受との間に座金を介装したため、座金と軸受との接触面積を十分に確保でき、接触面圧が低くなって耐久性が向上する。
【００１５】
第５発明は、自走式破砕装置において、ケースと、多層にしたカッタを貫通し、前記ケースに軸受を介して回転自在に支持された軸と、前記カッタを軸方向に締め付けるとともに、カッタ間の軸方向隙間を防止するカッタ間隙間防止機構とを備え、前記カッタ間隙間防止機構は、前記カッタに軸方向の締付力を付与する弾性体を有する破砕機を搭載した構成としている。
【００１６】
第５発明によると、カッタ間隙間防止機構に、カッタに軸方向の締付力を付与する弾性体を設け、増し締め調整間隔を長くした破砕機を自走式破砕装置に搭載した。そのため、任意の場所で破砕作業を行うことができ、しかも増し締め調整間隔が長いため、作業の効率化と稼働率の向上を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る破砕機およびそれを搭載した自走式破砕装置の実施形態について図面を参照して詳述する。
【００１８】
図１は破砕機１の平面一部断面図である。図５に示す従来のものと同一部材には同一符号を付して説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
図１において、ケース２には第１軸１０及び第２軸１１が並列に配置され、軸受３，４，５を介して回転自在に支承されている。第１軸１０及び第２軸１１の一端側にはそれぞれ段付部１２，１２が形成されており、該段付部１２の小径側には複数個のカッタ２０とスペーサ２１とが交互に積層されて嵌入されている。そして、段付部１２と反対側の軸端部に設けられたカッタ間隙間防止機構３０と段付部１２との間で、所定の締付力で締め付けられている。
【００１９】
図２は本発明のカッタ間隙間防止機構３０の詳細図であり、図１のＰ部詳細図である。第１軸１０及び第２軸１１の、段付部１２と反対側の端部には、スペーサ２１に当接するリング２３と、カラー２４と、軸受３とが順次嵌入され、軸受３の外側に座金３１及び締付部材３２が直列に、それぞれ当接して配置されている。締付部材３２は筒状部３３とフランジ部３４とからなり、座金３１と締付部材３２のフランジ部３４との間には筒状部３３の外周部に、弾性体３５の一例である鋼製ばね体３６を構成する皿ばね３７が装着されている。また、第１軸１０及び第２軸１１の軸端部にはそれぞれプレート４０がボルト４１により締着されており、プレート４０に貫通して取付けられた調整ボルト４２の先端部は締付部材３２のフランジ部３４の端面に当接している。調整ボルト４２は締め付け後、ロックナット４３によりロックされる。
【００２０】
次にカッタ２０の締着方法について説明する。図１及び図２において、第１軸１０及び第２軸１１に所定個数のカッタ２０及びスペーサ２１を交互に嵌入し、端部を第１、第２軸１０，１１の段付部１２に当接させる。次に段付部１２と反対側の軸端部にリング２３、カラー２４、軸受３、座金３１、皿ばね３７及び締付部材３２を順次嵌入する。次に、その軸端にプレート４０をボルト４１により締着し、調整ボルト４２で締付部材３２を締め付ける。この時、皿ばね３７は所定量撓むと共に、締付部材３２は座金３１に当接してカッタ２０及びカラー２３を所定の締付力で締め付ける。すなわち、締付力は締付部材３２による締付力と皿ばね３７による締付力との和になる。
【００２１】
破砕機１の作動については従来のものと同一なので説明は省略する。
【００２２】
次に効果について説明する。図３はカッタ間隙間防止機構３０による締付力を示すグラフである。図３において、縦軸は締付力であり、横軸は時間である。調整ボルト４２の当初の締付力はＦＡであり、ＦＡの値は装置の強度上から定められ、従来のものと同一である。ＦＡは前述のように、締付部材３２による締付力ＦＣと皿ばね３７による締付力ＦＤとの和である。この状態で作業を行うと、時間の経過に伴って締付部材３２による締付力は急激に低下し、図示のＭ点で皿ばね３７の締付力ＦＤ１となる。以降締付力の低下は皿ばね３７のばね定数に従って緩やかになる。このため、締付力が増し締めを必要とするＦＢになるまでの時間Ｔ２が従来の増し締めする時間間隔Ｔ１よりも長くなり、本出願人の実験例では例えば１０００時間以上になり、整備に要する時間及び工数を低減して稼動率を向上できる。なお、図中の２点鎖線は従来のものの締付力の線図である。
【００２３】
本実施形態においては、弾性体３５を鋼製ばね体３６である皿ばね３７とした例で示しているが、弾性体３５は例えばゴム、合成樹脂等でもよく、また鋼製ばね体３６は例えばコイルばね等であっても構わない。また、皿ばねの配置、個数は上記実施形態に限定されない。さらに、２軸せん断破砕機を例に説明したが、１軸、または３軸以上のせん断破砕機であっても構わない。
【００２４】
図４は本発明のカッタ間隙間防止機構３０を有する破砕機１を搭載した自走式破砕装置５０の側面図である。この自走式破砕装置５０は、下部に履帯式走行装置５１を有する本体フレーム５２の前後方向一側に破砕機１を搭載し、該破砕機１の上部に被破砕物を投入するホッパ５３を設けている。破砕機１の下方には、破砕物（製品）を外部に搬出する搬出用コンベア５４が設けられている。また、破砕機１と反対側の本体フレーム５２には、エンジン等の動力発生源５５が搭載されている。
【００２５】
自走式破砕装置５０は、作業時に任意の作業現場に自走して移動することができる。被破砕物をホッパ５３に投入し、破砕機１で破砕して製品化し、搬出用コンベア５４で機外に製品を搬出する。
【００２６】
上記構成によれば、前述のように破砕機１のカッタ間隙間調整のための整備時間、整備工数が少なく、メンテナンスが容易で、かつ作業効率の良い破砕機１を自走式破砕装置５０に搭載したため、破砕装置全体の稼働率を向上できる。また、任意の作業現場等で作業できるので、その場で製品化して使用することも可能であり、破砕機の作業性及び汎用性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカッタ間隙間防止機構を有する破砕機の平面一部断面図である。
【図２】図１のＰ部詳細図である。
【図３】本発明のカッタ間隙間防止機構の締付力を示すグラフである。
【図４】本発明に係る破砕機を搭載した自走式破砕装置の側面図である。
【図５】従来のカッタ間隙間防止機構を有する破砕機の平面一部断面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ矢視図である。
【図７】図５のＱ部詳細図である。
【図８】従来のカッタ間隙間防止機構の締付力を示すグラフである。
【符号の説明】
１…破砕機、２…ケース、３，４，５…軸受、１０…第１軸、１１…第２軸、１２…段付部、１３…第１歯車、１５…第２歯車、２０…カッタ、２１…スペーサ、２２…クリーニングフィンガ、２３…リング、２４…カラー、３０…カッタ間隙間防止機構、３１…座金、３２…締付部材、３３…筒状部、３４…フランジ部、３５…弾性体、３６…鋼製ばね体、３７…皿ばね、５０…自走式破砕装置。

Claims

破砕機において、
ケース（２）と、
多層にしたカッタ（２０）を貫通し、前記ケース（２）に軸受（３，４）を介して回転自在に支持された軸（１０，１１）と、
前記カッタ（２０）を軸方向に締め付けるとともに、カッタ間（２０）の軸方向隙間を防止するカッタ間隙間防止機構（３０）とを備え、
前記カッタ間隙間防止機構（３０）は、前記カッタ（２０）に軸方向の締付力を付与する弾性体（３５）を有する
ことを特徴とする破砕機。
請求項１記載の破砕機において、
前記弾性体（３５）は鋼製ばね体（３６）である
ことを特徴とする破砕機。
請求項２記載の破砕機において、
前記鋼製ばね体（３６）は皿ばね（３７）である
ことを特徴とする破砕機。
請求項１又は２記載の破砕機において、
前記カッタ間隙間防止機構（３０）は、
前記カッタ（２０）を軸方向に前記軸受（３）を介して締め付ける締付部材（３２）および鋼製ばね体（３６）と、
前記軸受（３）と前記締付部材（３２）および鋼製ばね体（３６）との間に介装される座金（３１）とを有する
ことを特徴とする破砕機。
自走式破砕装置において、
ケース（２）と、
多層にしたカッタ（２０）を貫通し、前記ケース（２）に軸受（３，４）を介して回転自在に支持された軸（１０，１１）と、
前記カッタ（２０）を軸方向に締め付けるとともに、カッタ（２０）間の軸方向隙間を防止するカッタ間隙間防止機構（３０）とを備え、
前記カッタ間隙間防止機構（３０）は、前記カッタ（２０）に軸方向の締付力を付与する弾性体（３５）を有する破砕機（１）を搭載した
ことを特徴とする自走式破砕装置。