JP2006000723A

JP2006000723A - 破砕機用刃物

Info

Publication number: JP2006000723A
Application number: JP2004178159A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Takato; 竜雄高頭; Kazuo Tofun; 和夫藤墳; Ryoichi Tsuru; 良一鶴
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2004-06-16
Publication date: 2006-01-05

Abstract

【課題】被破砕物を破砕するための破砕機における回転ロータの外周への着脱作業を容易に行う。
【解決手段】被破砕物を破砕するための破砕機における回転ロータの外周に着脱可能に取り付けられる破砕機用刃物１０に、回転ロータの外周への着脱に用いるボルト部１５を一体に設ける。破砕機用刃物１０を、被破砕物を破砕する破砕面をなす硬質刃体１１と、この硬質刃体１１が接合されるとともにボルト部１５が一体に設けられる母材１２とから構成する。母材１２のＤｉ値を７０以上とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、産業廃棄物などの被破砕物を破砕するための破砕機において、回転ロータの外周に着脱可能に取り付けられて用いられる破砕機用刃物に関するものである。

産業廃棄物などの被破砕物を破砕するための破砕機としては、軸線回りに回転される回転ロータと、この回転ロータの外周に対してクランプボルトで着脱可能に固定される刃物とを備えたもの（例えば特許文献１・２参照）や、軸線回りに回転される回転ロータと、この回転ロータの外周に対して着脱可能に固定される刃保持体と、この刃保持体に対してクランプボルトで着脱可能に固定される刃物とを備えたもの（例えば特許文献３参照）が知られている。
このような破砕機では、回転ロータの外周に取り付けられた刃物が、回転ロータの回転にともなって例えば破砕機内に設けられた固定刃と噛み合うように回転させられることにより、破砕機内に投入された産業廃棄物などの被破砕物を、上記回転ロータの刃物と固定刃との間で破砕するようになっている。
特開２０００−９３８２８号公報特開２００３−２６５９７８号公報特開平８−１３１８６６号公報

ところで、上述したような破砕機に用いられる刃物は、この刃物とは別体のクランプボルトによって回転ロータ（刃保持体）に固定されるものであり、クランプボルトを挿通させるために貫通形成された挿通孔を有している。
そのため、被破砕物の破砕時の衝撃及び発熱により、クランプボルトの曲がりや折損が生じたり、クランプボルトの頭部及び挿通孔の開口部に被破砕物の溶着が生じたりすることがあり、刃物を回転ロータ（刃保持体）から取り外したり取り付けたりする着脱作業に多大な時間を要して、作業コストの増大を招いてしまうという問題があった。なお、クランプボルトの径を大きくすることによって、このクランプボルトの曲がりや折損を抑制することはできるものの、被破砕物との接触機会が多くなるクランプボルトの頭部及び挿通孔の開口部に生じる溶着はむしろ激しくなり、また、刃物の剛性を低下させてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、被破砕物を破砕するための破砕機における回転ロータの外周への着脱作業を容易に行うことができる破砕機用刃物を提供することを目的としている。

上記の課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、被破砕物を破砕するための破砕機における回転ロータの外周に着脱可能に取り付けられる破砕機用刃物であって、前記回転ロータの外周への着脱に用いる螺合部が一体に設けられていることを特徴としている。

本発明の破砕機用刃物では、破砕機における回転ロータの外周への着脱に用いる螺合部が一体に設けられていることにより、従来のように、別体のクランプボルトを挿通させるための挿通孔を刃物自体に貫通形成する必要がない。そのため、上記螺合部の径を大きくしてその強度を高めることにより、この螺合部の曲がりや折損などの損傷を抑制するようにしたとしても、刃物の剛性を高い状態に維持し続けることができる。また、クランプボルトや挿通孔が存在しないため、従来のようなクランプボルトの頭部及び挿通孔の開口部への被破砕物の溶着が生じることもない。したがって、本発明の破砕機用刃物を回転ロータの外周から取り外したり取り付けたりする着脱作業に多大な時間を要することなく、この破砕機用刃物の着脱作業を容易に行うことができ、作業コストの低減を図ることができる。

また、本発明の破砕機用刃物は、被破砕物を破砕する破砕面をなす硬質刃体と、この硬質刃体が接合されるとともに前記螺合部が一体に設けられる母材とから構成されていることが好ましい。
このような構成とすると、破砕面が高い硬度を有する硬質刃体で構成されるために破砕能力を損なわず、かつ、高価な硬質刃体の占める体積を減らして安価な破砕機用刃物を提供することができる。

ここで、上記のように硬質刃体と母材とを例えばロウ付けで接合する場合には、高価な硬質刃体を薄型化することで、より安価な破砕機用刃物を提供することができるが、その接合時において硬質刃体と母材との熱膨張率の差に起因して生じる残留応力などにより、硬質刃体の早期欠損が生じやすくなってしまうおそれがある。

そこで、本発明の破砕機用刃物では、前記硬質刃体と前記母材との接合面に開口する切り欠き部が前記母材に形成されていたり、前記硬質刃体と前記母材との接合面近傍に位置する孔部が前記母材に形成されていたりすることが好ましい。
このような切り欠き部や孔部を母材に設けることにより、硬質刃体と母材との熱膨張率の差に起因した残留応力を低減することができるため、硬質刃体を薄型化したとしても、この硬質刃体の早期欠損の発生を抑制することができる。

さらに、本発明の破砕機用刃物では、前記母材のＤｉ値が７０以上とされていることが好ましい。
このようなＤｉ値の高い、焼入れ性に優れた材料で母材を構成することにより、硬質刃体を保持している母材の芯部まで安定した機械的性質を得ることができる。そのため、破砕時の衝撃による母材の微小変形が抑制されるので、硬質刃体に無理な応力がかかりにくく、この硬質刃体を薄型化した場合であっても欠損を生じにくくすることができる。

以下、本発明の第１実施形態を添付した図面を参照しながら説明する。
本第１実施形態による破砕機用刃物１０は、図１に示すように、略多角形平板状（例えば一辺４０ｍｍ、５０ｍｍ、７０ｍｍなどの略正方形平板状）をなすように構成されたものであり、かつ、後述する回転ロータの外周への着脱に用いる螺合部としてのボルト部１５が一体に設けられたものである。

また、刃物１０は、その上面（破砕面）側部分を構成する薄肉平板状をなす硬質刃体１１と、下面側部分を構成する厚肉平板状をなす母材１２とが、例えばロウ付けで接合されることによって構成されている。
そして、刃物１０の下面、つまり刃物１０の下面側部分を構成する母材１２に対して、上記ボルト部１５が例えば摩擦圧接されることにより、この刃物１０（母材１２）にボルト部１５が一体に設けられている。

ここで、刃物１０の硬質刃体１１を構成する硬質材料としては、例えば、超硬合金が好ましく用いられるが、超硬合金の他にも合金工具鋼、高速度工具鋼、セラミックス、サーメットなどを用いることもできる。

また、刃物１０の母材１２を構成する材料としては、例えば、ＳＣＭ４３５（クロムモリブデン鋼、ＡＩＳＩ４１３５、Ｄｉ値＝７０以上）、ＳＣＭ４４０（クロムモリブデン鋼、ＡＩＳＩ４１４０、Ｄｉ値７９〜１１９）、ＳＮＣＭ４３９（ニッケルクロムモリブデン鋼、ＡＩＳＩ４３４０、Ｄｉ値１１７〜１５２）、ＳＣｒ４４０（クロム鋼、ＡＩＳＩ５１４０、Ｄｉ値＝５７〜７９）など、鋼材の焼き入れ性を示す値であるＤｉ値（理想臨界直径。大きい程良好な焼入れ性を示し、単位は〔ｍｍ〕。）が７０以上とされるものが好ましく用いられる。

なお、母材１２を構成する材料として上記のような鋼材以外にも、例えば、硬質刃体１１を構成する例えば超硬合金と熱膨張計数が類似するＤＦ４２Ｎ（大同特殊鋼株式会社製封着材料）や、ＳＫＤ１１（合金工具鋼、ＡＩＳＩＤ２）、ＳＫＨ５１（高速度工具鋼、ＡＩＳＩＭ３相当）、Ｓ４５Ｃ（機械構造用炭素鋼、ＡＩＳＩ１０４５、Ｄｉ値＝２３〜３３）、Ｓ５０Ｃ（機械構造用炭素鋼、ＡＩＳＩ１０５０、Ｄｉ値＝３０以下）などを用いることもできる。

さらに、刃物１０に一体に設けられるボルト部１５を構成する材料としては、ＳＣＭ４３５、ＳＣＭ４４０、ＳＮＣＭ４３９、ＳＣｒ４４０、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃなどが好ましく用いられるが、これらの鋼材以外にもＤＦ４２Ｎ、ＳＫＤ１１、ＳＫＨ５１などを用いることもできる。

以上のような構成とされた本第１実施形態の破砕機用刃物１０は、図１及び図２に示すように、上記ボルト部１５が刃保持体２０の取付座２１の底面に形成された取付孔２２に挿入させられるようにして、この刃保持体２０の取付座２１に着座させられる。
そして、取付孔２２に挿入させられたボルト部１５に、刃保持体２０の背面側からナット２３を螺合させることにより、刃物１０が刃保持体２０に対して着脱可能に固定される。なお、この状態において、ナット２３は、刃保持体２０の背面に形成された座ぐり部２４内に収容されている。

刃物１０が固定された刃保持体２０は、図２に示すように、破砕機の回転ロータの外周に形成された凹部３０に対して固定ボルト３１で着脱可能に固定され、これにより、刃物１０が回転ロータの外周に対して着脱可能に固定される。
このような破砕機では、回転ロータの外周に対して刃保持体２０を介して取り付けられた刃物１０が、回転ロータの回転にともなって例えば破砕機内に設けられた固定刃と噛み合うように回転させられることにより、破砕機内に投入された産業廃棄物などの被破砕物を、刃物１０と固定刃との間で破砕することになる。

本第１実施形態の破砕機用刃物１０によれば、破砕機における回転ロータの外周への着脱に用いる螺合部としてのボルト部１５が一体に設けられていることから、従来のように、別体のクランプボルトを挿通させるための挿通孔を刃物１０自体に貫通形成する必要がない。
そのため、ボルト部１５の外径を大きくしてその強度を高め、ボルト部１５の曲がりや折損などの損傷を抑制するようにした場合であっても、刃物１０の剛性を高く保った状態を維持することができる。

また、従来のようなクランプボルトが必要にならず、このクランプボルトを挿通させるための挿通孔も存在しないことから、これらクランプボルトの頭部及び挿通孔の開口部への被破砕物の溶着が生じることもない。
したがって、本第１実施形態の破砕機用刃物１０を回転ロータの外周から取り外したり取り付けたりする着脱作業に多大な時間を要することなく、この破砕機用刃物１０の着脱作業を容易に行うことができるようになり、作業コストの低減を図ることができる。

さらに、破砕機用刃物１０は、被破砕物を破砕するための破砕面をなす例えば超硬合金からなる硬質刃体１１と、ボルト部１５が一体に設けられる母材１２とが、例えばロウ付けで接合されることによって構成されている。
これにより、高い硬度を有する超硬合金からなる硬質刃体１１で破砕面を構成して、破砕能力を高く保ちつつも、高価になりがちな硬質刃体１１の占める体積を減らして安価な破砕機用刃物１０を提供することができる。

加えて、この破砕機用刃物１０の母材１２を構成する材料、つまり硬質刃体１１がロウ付けされることによってこの硬質刃体１１を保持することになる母材１２を構成する材料を、Ｄｉ値が７０以上とされて焼入れ性の高いものから選択するようになっている。
つまり、母材１２に対して所定の熱処理（硬質刃体１１と母材１２とのロウ付け時に同時に行う母材１２の焼入れ・焼き戻し、あるいは、ロウ付け時とは別に行う母材１２の焼入れ・焼き戻し、あるいは、それらの両方）を施すことにより、母材１２の芯部まで安定した機械的性質（じん性、強度）を得ることができるようになっている。そのため、破砕時の衝撃による母材１２の微小変形が抑制されるので、硬質刃体１１に無理な応力がかかりにくく、この硬質刃体１１を薄型化した場合であっても欠損を生じにくくすることができる。

ここで、上述した第１実施形態のように、硬質刃体１１と母材１２とを例えばロウ付けで接合する場合、より安価な破砕機用刃物を提供するためには、高価な硬質刃体１１をより薄型化すればよい。
しかしながら、これら硬質刃体１１と母材１２とのロウ付けによる接合時において、硬質刃体１１と母材１２との熱膨張率の差に起因して生じる残留応力などにより、硬質刃体１１の早期欠損が生じやすくなってしまうおそれがある。

そこで、例えば図３〜図５に示すような第２〜第４実施形態による破砕機用刃物１０を用いることにより、上記の問題を確実に解消することができる。
第２実施形態による破砕機用刃物１０（上述した第１実施形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する）は、図３に示すように、母材１２における硬質刃体１１をロウ付けする接合面に対して、例えば、その略中央部に位置する穴状をなす切り欠き部１２Ａが、上記接合面に開口するように形成されている。

また、第３実施形態による破砕機用刃物１０（上述した第１実施形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する）は、図４に示すように、母材１２における硬質刃体１１をロウ付けする接合面に対して、例えば、その略中央部を中心とする同心円状に配列された例えば複数の溝状をなす切り欠き部１２Ｂが、上記接合面に開口するように形成されている。

さらに、第４実施形態による破砕機用刃物１０（上述した第１実施形態と同様の部分については同一の符号を用いてその説明を省略する）は、図５に示すように、母材１２における硬質刃体１１をロウ付けする接合面近傍に対して、例えば、この母材１２における対向する側面同士を貫通する例えば複数の孔部１２Ｃが形成されている。

これら第２〜第４実施形態による破砕機用刃物１０では、上記切り欠き部１２Ａ，１２Ｂや孔部１２Ｃを母材１２に設けたことによって、硬質刃体１１と母材１２とのロウ付けによる接合時において、これら硬質刃体１１と母材１２との熱膨張率の差に起因した残留応力を低減することができるため、コスト削減のために硬質刃体１１をより薄型化したとしても、この硬質刃体１１の早期欠損の発生を抑制することができる。
なお、第２〜第３実施形態においては、切り欠き部１２Ａ，１２Ｂが接合面に開口していることから、これら切り欠き部１２Ａ，１２Ｂの内部には、ロウ付け時に用いるロウ材が充填された状態となる。また、第２〜第３実施形態の構成を適宜組合せるようにしてもよい。

ここで、以上説明した第１〜第４実施形態による破砕機用刃物１０は、破砕面をなす硬質刃体１１と母材１２とが例えばロウ付けで接合されることによって構成されているが、これに限定されることはなく、例えば図６に示すような破砕機用刃物１０を用いることもできる。
第５実施形態による破砕機用刃物１０（上述した第１〜第４実施形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する）は、それ自体が一体に構成されているとともに、この刃物１０の下面に対してボルト部１５が例えば摩擦圧接されることにより、刃物１０にボルト部１５が一体に設けられている。

また、刃物１０を構成する材料としては、例えば、ＳＫＤ１１、ＳＫＨ５１などが好ましく用いられるが、これらの鋼材以外にもＳＣＭ４３５、ＳＣＭ４４０、ＳＮＣＭ４３９、ＳＣｒ４４０、ＤＦ４２Ｎなどを用いることもできる。
さらに、刃物１０に一体に設けられるボルト部１５を構成する材料としては、ＳＣＭ４３５、ＳＣＭ４４０、ＳＮＣＭ４３９、ＳＣｒ４４０、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃなどが好ましく用いられるが、これらの鋼材以外にもＤＦ４２Ｎ、ＳＫＤ１１、ＳＫＨ５１などを用いることもできる。

なお、上述した各実施形態においては、破砕機用刃物１０を刃保持体２０を介して回転ロータの外周に取り付けるようにしているが、これに限定されることはなく、この破砕機用刃物１０を固定ボルトによって回転ロータの外周に直接固定して取り付けるようにしてもよい。

（ａ）は、本発明の第１実施形態による破砕機用刃物の部分断面側面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ方向矢視図、（ｃ）は、（ａ）におけるＢ方向矢視図である。本発明の第１実施形態による破砕機用刃物の取付状態を説明するための概略斜視図である。（ａ）は、本発明の第２実施形態による破砕機用刃物の部分断面側面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＣ方向矢視図である。（ａ）は、本発明の第３実施形態による破砕機用刃物の部分断面側面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＤ方向矢視図である。（ａ）は、本発明の第４実施形態による破砕機用刃物の部分断面側面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＥ方向矢視図である。本発明の第５実施形態による破砕機用刃物の部分断面側面図である。

符号の説明

１０破砕機用刃物
１１硬質刃体
１２母材
１２Ａ，１２Ｂ切り欠き部
１２Ｃ孔部
１５ボルト部
２０刃保持体
２２取付孔
２３ナット

Claims

被破砕物を破砕するための破砕機における回転ロータの外周に着脱可能に取り付けられる破砕機用刃物であって、
前記回転ロータの外周への着脱に用いる螺合部が一体に設けられていることを特徴とする破砕機用刃物。
請求項１に記載の破砕機用刃物であって、
被破砕物を破砕する破砕面をなす硬質刃体と、この硬質刃体が接合されるとともに前記螺合部が一体に設けられる母材とから構成されていることを特徴とする破砕機用刃物。
請求項２に記載の破砕機用刃物であって、
前記硬質刃体と前記母材との接合面に開口する切り欠き部が前記母材に形成されていることを特徴とする破砕機用刃物。
請求項２または請求項３に記載の破砕機用刃物であって、
前記硬質刃体と前記母材との接合面近傍に位置する孔部が前記母材に形成されていることを特徴とする破砕機用刃物。
請求項２〜請求項４のいずれかに記載の破砕機用刃物であって、
前記母材のＤｉ値が７０以上とされていることを特徴とする破砕機用刃物。