JP2007014882A - 破砕機とその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 １台の破砕機で破砕対象物を効率良く細かく破砕することができる破砕機と、破砕対象物の詰まり解消と破砕を合理的に処理することができる破砕機の制御方法。
【解決手段】 ２本の回転軸１，２が、多数枚の破砕刃１７，１９を備えてケーシング３内に配設され、破砕回転に伴って、投入口１０から供給される破砕対象物を破砕して、破砕後の処理物を排出口から排出する破砕機とその制御方法で、破砕刃１７，１９が、破砕回転に伴って破砕対象物を搬送するように構成され、搬送方向の上手側に投入口１０が、下手側に排出口が設けられ、多数のふるい孔を備えたふるい部が、投入口１０の下方に位置する部分に設けられている破砕機と、破砕回転時に回転軸１，２に設定値以上の負荷がかかると、２本の回転軸１，２を互いに同じ第一方向へ回転させるように制御する制御方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、２本の回転軸が、その長手方向に沿ってそれぞれ多数枚の破砕刃を備えてケーシング内にほぼ平行に回転自在に配設され、その回転軸の軸心方向視において、互いに逆方向でかつ上方から互いに近接する方向へ回転する破砕回転に伴って、前記ケーシングの投入口から供給される破砕対象物を前記破砕刃により破砕して、その破砕後の処理物を前記ケーシングの排出口から排出するように構成されている破砕機とその制御方法に関する。

このような破砕機は、例えば、プラスチック製品などの廃棄物を再利用のために細かく破砕するためのもので、従来の破砕機では、破砕対象物を供給する投入口がケーシングの上方に設けられ、破砕後の処理物を排出する排出口が、その投入口の真下に位置する状態でケーシングの下方に設けられていた（例えば、特許文献１参照）。
また、破砕機の制御方法としては、２本の回転軸が前記破砕回転により破砕対象物を破砕している際に回転軸に設定値以上の負荷がかかると、２本の回転軸を破砕回転とは逆の方向へ回転させるように制御するものが知られている（実際に実施されているが、このような制御方法に言及した適切な特許文献は見当たらない）。

特開平８−２８１１３８号公報

しかし、上記特許文献に開示の破砕機では、投入口から供給された破砕対象物は、２本の回転軸の破砕回転に伴って破砕された後、直ちに下方の排出口から排出されるため、例えば、比較的大きな破砕対象物を１台の破砕機で一挙に細かく破砕するのは不可能とされていた。
そこで、従来、比較的大きな破砕対象物を細かく破砕する場合には、複数台の破砕機を使用し、例えば、一次破砕機によりある程度まで破砕し、その後、二次破砕機によりさらに細かく破砕し、その後、三次破砕機により破砕して、順次細かく破砕しながら所望する破砕処理物を得ていた。
したがって、従来では、比較的大きな破砕対象物を細かく破砕する場合に複数台の破砕機を必要とし、イニシャルコストやランニングコストが高くなるばかりか、破砕作業に長時間を要するという欠点があった。

また、上述した従来の制御方法では、２本の回転軸が破砕回転により破砕対象物を破砕している際、例えば、破砕対象物が破砕刃間に詰まって回転軸に設定値以上の負荷がかかると、２本の回転軸を破砕回転とは逆の方向へ回転させていたので、たとえ破砕対象物の詰まりが解消されても、破砕回転とは逆の方向へ回転させて詰まりを解消する間、破砕刃による破砕対象物への破砕作用が完全に中断され、合理的な詰まり解消作用が期待できないという欠点があった。

本発明の目的は、このような従来の欠点を解消する破砕機と破砕機の制御方法を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、２本の回転軸が、その長手方向に沿ってそれぞれ多数枚の破砕刃を備えてケーシング内にほぼ平行に回転自在に配設され、その回転軸の軸心方向視において、互いに逆方向でかつ上方から互いに近接する方向へ回転する破砕回転に伴って、前記ケーシングの投入口から供給される破砕対象物を前記破砕刃により破砕して、その破砕後の処理物を前記ケーシングの排出口から排出するように構成されている破砕機であって、前記２本の回転軸の破砕刃が、前記破砕回転に伴ってその回転軸の軸心方向に沿って前記破砕対象物を搬送するように構成され、その搬送方向の上手側に前記投入口が、下手側に前記排出口が設けられ、多数のふるい孔を備えたふるい部が、前記ケーシングの底部のうちの少なくとも前記投入口の下方に位置する部分に設けられているところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、２本の回転軸の破砕刃が、破砕回転に伴ってその回転軸の軸心方向に沿って破砕対象物を搬送するように構成され、その搬送方向の上手側に投入口が、下手側に排出口が設けられているので、投入口から供給された破砕対象物は、回転軸の軸心方向に沿って排出口側へと搬送され、その搬送時においても破砕刃により破砕作用を受けて徐々に細かく破砕されることになる。
したがって、たとえ比較的大きな破砕対象物を細かく破砕する場合においても、１台の破砕機によって細かく破砕することが可能となり、その結果、少ない時間で所望する破砕が可能となるばかりか、イニシャルコストやランニングコストのコストダウンを図ることができる。
その上、多数のふるい孔を備えたふるい部が、ケーシングの底部のうちの少なくとも投入口の下方に位置する部分に設けられているので、破砕対象物から出た比較的細かい物は、ほとんど搬送されることなくふるい部からケーシング外へと排出され、破砕の必要がある物のみが搬送されて破砕されることになり、破砕対象物の破砕は確実なものとなる。

本発明の第２の特徴構成は、上述した破砕機において、前記２本の回転軸における破砕刃間の間隔が、前記搬送方向の上手側ほど大で下手側ほど小に設定されているところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、２本の回転軸における破砕刃間の間隔が、搬送方向の上手側ほど大で下手側ほど小に設定されているので、破砕対象物は、搬送方向の上手側から下手側へ搬送されるに従って小さな間隔に設定された破砕刃により順次破砕され、その結果、破砕対象物は一層確実に細かく破砕される。

本発明の第３の特徴構成は、上述した破砕機において、前記ふるい部が、前記ケーシングの底部のほぼ全面に設けられ、そのふるい部のふるい孔の開口面積が、前記搬送方向の上手側ほど大で下手側ほど小に設定されているところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、ふるい部が、ケーシングの底部のほぼ全面に設けられているので、搬送途中においても、破砕対象物から出た細かい物はふるい部からケーシング外へ排出され、しかも、ふるい孔の開口面積が、搬送方向の上手側ほど大で下手側ほど小に設定されているので、破砕対象物から出た物は、上手側から下手側へ搬送されるに従って徐々に細かい物が排出され、全体として効率のよい破砕が可能となる。

本発明の第４の特徴構成は、２本の回転軸が、その長手方向に沿ってそれぞれ多数枚の破砕刃を備えてケーシング内にほぼ平行に回転自在に配設され、その回転軸の軸心方向視において、互いに逆方向でかつ上方から互いに近接する方向へ回転する破砕回転に伴って、前記ケーシングの投入口から供給される破砕対象物を前記破砕刃により破砕して、その破砕後の処理物を前記ケーシングの排出口から排出するように構成されている破砕機の制御方法であって、前記破砕回転時に前記回転軸に設定値以上の負荷がかかる過負荷時において、前記２本の回転軸を前記軸心方向視において互いに同じ第一方向へ回転させるように制御するところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、破砕回転時に回転軸に設定値以上の負荷がかかる過負荷時、例えば、破砕対象物が破砕刃間に詰まった場合などにおいて、２本の回転軸をその軸心方向視において互いに同じ第一方向へ回転させるように制御するので、２本の回転軸のうち一方の回転軸に備えられた破砕刃は、破砕回転時と逆の方向へ回転して破砕対象物の詰まりを解消し、他の回転軸に備えられた破砕刃は、破砕回転時と同じ方向へ回転して破砕対象物を破砕することになり、破砕対象物の詰まり解消と破砕を合理的に処理することができる。

特に、上述した本発明の第１の特徴構成を備えた破砕機において、このような制御方法を採用する場合には、一方の回転軸に備えられた破砕刃が詰まりを解消し、他の回転軸に備えられた破砕刃が破砕対象物を破砕するのに加えて、他の回転軸に備えられた破砕刃が、破砕対象物を排出口側へと搬送することになるので、この他の回転軸による作用と一方の回転軸による作用の協働によって詰まり解消が一層確実となり、かつ、破砕対象物の搬送も中断することなく続行されるので、破砕対象物の詰まり解消と破砕のみならず、破砕対象物の搬送も合理的に処理することができる。

本発明の第５の特徴構成は、上述した制御方法において、前記過負荷時において、前記２本の回転軸を前記破砕回転とは逆の方向へ回転させた後、前記第一方向へ回転させるように制御するところにある。

本発明の第５の特徴構成によれば、過負荷時において、まず、２本の回転軸を破砕回転とは逆の方向へ回転させるように制御するので、破砕対象物の詰まり解消が確実となり、その後、第一方向へ回転させるように制御するので、上述したように、破砕対象物の詰まり解消と破砕とを合理的に処理して、全体として効率的な詰まり解消と破砕を実行することができる。

本発明の第６の特徴構成は、上述した制御方法において、前記２本の回転軸を前記第一方向へ回転させた後、その第一方向とは逆の第二方向へ回転させるように制御するところにある。

本発明の第６の特徴構成によれば、２本の回転軸を第一方向へ回転させた後、その第一方向とは逆の第二方向へ回転させるように制御するので、第一方向への回転により解消しない詰まりも、第二方向への回転により確実に解消され、その間においても破砕対象物の破砕が実行されることになる。

本発明による破砕機とその制御方法につき、実施の形態を図面に基づいて説明する。
この破砕機は、例えば、プラスチック製品などの廃棄物を再利用のために細かく破砕するためのもので、図１〜図３に示すように、第一と第二の金属製の２本の回転軸１，２が、四角い箱状の金属製ケーシング３内にほぼ平行に配設され、ケーシング３が架台枠４上に載置固定されている。
第一回転軸１は、軸受５ａ，５ｂにより、第二回転軸２は、軸受６ａ，６ｂによりそれぞれケーシング３に回転自在に支持され、第一回転軸１には第一モータ７が、第二回転軸２には第二モータ８が連動連結されている。

ケーシング３自体は、金属製の外板と耐磨耗性を備えた金属製のライナーからなる二重構造に構成され、その上方開口部の一部が蓋体９により覆われ、それによって、破砕対象物をケーシング３内に投入する投入口１０が、ケーシング３の一側方における上方に開口して設けられている。
ケーシング３の底部１１も、ケーシング３と同様に二重構造に構成され、その底部１１は、図３に示すように、両回転軸１，２の軸心方向視においてケーシング３の一側方にヒンジ１２を介して回動固定自在に取り付けられている。

その底部１１における他側方、つまり、投入口１０の反対側には、破砕後の処理物をケーシング３から排出する排出口１３が設けられ、底部１１をケーシング３に固定した状態で、排出口１３がケーシング３の他側方における下方に位置するように構成されている。
さらに、底部１１には、図４の平面図に示すように、比較的大きな開口面積を有する同じ大きさの開口１４が底部１１のほぼ全面にわたって多数設けられ、かつ、底部１１の内側には、多数のふるい孔１５を備えたふるい部としてのふるい板１６が取り替え可能に装着されている。
ふるい板１６のふるい孔１５は、その開口面積が、投入口１０側ほど大で排出口１３側ほど小に設定され、底部１１の内側に装着した状態で、底部１１の開口１４にそれぞれ対応して位置するように配置されている。

各回転軸１，２は、ケーシング３内に位置する部分が、図３に示すように、ほぼ正四角形の断面形状に形成され、第一回転軸１には、正四角形の開口孔を有する金属製の第一破砕刃１７とスペーサ１８が１枚置きに外嵌固定され、第二回転軸２には、第二破砕刃１９とスペーサ１８が１枚置きに外嵌固定されている。
第一破砕刃１７と第二破砕刃１９は、各回転軸１，２に対する取り付けの向きが逆になっているだけで実質的に同じものであり、各破砕刃１７，１９は、周囲に合計６枚の刃体１７ａ，１９ａを備え、かつ、投入口１０側ほど幅が大で排出口側１３側ほど幅が小に設定されている。このような破砕刃１７，１９が、図５に示すように、各刃体１７ａ，１９ａを各回転軸１，２の長手方向に沿って少しずつ位相をずらせて回転軸１，２に外嵌固定され、それによって、各刃体１７ａ，１９ａが、各回転軸１，２の軸心方向に沿って実質的に投入口１０側から排出口１３側へ向かう螺旋状に配置された構成となっている。

第一破砕刃１７間に位置するスペーサ１８と第二破砕刃１９間に位置するスペーサ１８も同じものであるが、これらのスペーサ１８も、投入口１０側ほど幅が大で排出口側１３側ほど幅が小に設定され、それによって、第一回転軸１と第二回転軸２における破砕刃１７，１９間の間隔は、投入口１０側ほど大で排出口１３側ほど小に設定されている。
そして、第一回転軸１を回転駆動する第一モータ７と第二回転軸２を回転駆動する第二モータ８は、その作動が制御装置２０により制御され、その制御装置２０には、回転軸１，２に作用する負荷を検出する負荷センサ（図示せず）からの信号が入力されるように構成されている。

つぎに、この破砕機の作動とその制御方法について説明する。
この破砕機は、制御装置２０により第一モータ７と第二モータ８が互いに連動して作動され、投入口１０から投入された破砕対象物を破砕する際には、第一回転軸１と第二回転軸２が、図３、図５、および、図６の（ａ）において矢印「Ａ」で示す破砕回転を実行する。つまり、各回転軸１，２と破砕刃１７，１９は、回転軸１，２の軸心方向視において、互いに逆方向でかつ上方から互いに近接して破砕対象物を両破砕刃１７，１９の間へ引き込む方向へ回転する。
この両破砕刃１７，１９による破砕回転Ａによって、破砕対象物は破砕され、かつ、上述したように、両破砕刃１７，１９の刃体１７ａ，１９ａが、各回転軸１，２の軸心方向に沿って実質的に螺旋状に配置されているので、破砕対象物は投入口１０側から排出口１３側へと搬送され、その間に破砕対象物から出た細かい物はふるい孔１５からケーシング３外へ排出され、破砕後の処理物は排出口１３からケーシング３外へと排出される。

その間、負荷センサからの信号が制御装置２０へ入力され、例えば、破砕対象物が両破砕刃１７，１９間に詰まって、回転軸１，２に設定値以上の負荷がかかる過負荷状態になると、制御装置２０は、図６の（ｂ）に示すように、両回転軸１，２を破砕回転Ａとは逆の方向へ一定時間回転させて、破砕対象物の詰まりを解消するように制御する。
その後、制御装置２０は、図６の（ｃ）に示すように、両回転軸１，２を互いに同じ第一方向Ｂ（例えば、反時計方向）へ一定時間回転させ、更に、図６の（ｄ）に示すように、第一方向Ｂとは逆の第二方向Ｃ（例えば、時計方向）へ一定時間回転させるように制御する。
そして、必要な場合には、この第一方向Ｂと第二方向Ｃへの回転を繰り返し実行して破砕対象物の詰まりを解消するのであり、この第一方向Ｂと第二方向Ｃへの回転時においては、第一破砕刃１７と第二破砕刃１９のうち、いずれか一方の破砕刃が破砕対象物の詰まりを解消し、他の破砕刃が破砕対象物を破砕するとともに、破砕対象物を排出口１３側へと搬送することになる。

〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、底部１１とは別にふるい部としてのふるい板１６を設け、そのふるい板１６を底部１１の内側に取り替え可能に装着した例を示したが、底部１１自体にふるい孔を設けてふるい部とすることもできる。
また、そのふるい板１６におけるふるい孔１５の開口面積を投入口１０側ほど大で排出口１３側ほど小に設定した例を示したが、例えば、全てのふるい孔１５の開口面積をほぼ同一に設定することもできる。
さらに、ふるい部１６を底部１１のほぼ全面、つまり、排出口１３を除くほぼ全面にわたって設けた例を示したが、ケーシング３の底部１１のうち、投入口１０の下方に位置する部分にのみ設けることもできる。

（２）先の実施形態では、回転軸１，２に設定値以上の負荷がかかる過負荷状態において、両回転軸１，２を破砕回転Ａとは逆の方向へ回転させた後、互いに同じ第一方向Ｂへ回転させる例を示したが、過負荷状態において、直ちに第一方向Ｂへ回転させるように制御することもできる。
また、第一方向Ｂへ回転させた後、第一方向Ｂとは逆の第二方向Ｃへ回転させる例を示したが、第一方向Ｂへの回転のみによって詰まり解消を終了するように制御することもできる。

破砕機の横断平面図 破砕機の縦断正面図 破砕機の縦断側面図 破砕機の底部とふるい板の平面図 破砕刃の配置状態を示す斜視図 破砕刃の制御回転状態を示す説明図

符号の説明

１，２ 回転軸
３ ケーシング
１０ 投入口
１１ 底部
１３ 排出口
１５ ふるい孔
１６ ふるい部
１７，１９ 第一破砕刃
Ａ 破砕回転
Ｂ 第一方向Ｂ
Ｃ 第二方向

Claims (6)

1. ２本の回転軸が、その長手方向に沿ってそれぞれ多数枚の破砕刃を備えてケーシング内にほぼ平行に回転自在に配設され、その回転軸の軸心方向視において、互いに逆方向でかつ上方から互いに近接する方向へ回転する破砕回転に伴って、前記ケーシングの投入口から供給される破砕対象物を前記破砕刃により破砕して、その破砕後の処理物を前記ケーシングの排出口から排出するように構成されている破砕機であって、
   前記２本の回転軸の破砕刃が、前記破砕回転に伴ってその回転軸の軸心方向に沿って前記破砕対象物を搬送するように構成され、その搬送方向の上手側に前記投入口が、下手側に前記排出口が設けられ、多数のふるい孔を備えたふるい部が、前記ケーシングの底部のうちの少なくとも前記投入口の下方に位置する部分に設けられている破砕機。
2. 前記２本の回転軸における破砕刃間の間隔が、前記搬送方向の上手側ほど大で下手側ほど小に設定されている請求項１に記載の破砕機。
3. 前記ふるい部が、前記ケーシングの底部のほぼ全面に設けられ、そのふるい部のふるい孔の開口面積が、前記搬送方向の上手側ほど大で下手側ほど小に設定されている請求項１または２に記載の破砕機。
4. ２本の回転軸が、その長手方向に沿ってそれぞれ多数枚の破砕刃を備えてケーシング内にほぼ平行に回転自在に配設され、その回転軸の軸心方向視において、互いに逆方向でかつ上方から互いに近接する方向へ回転する破砕回転に伴って、前記ケーシングの投入口から供給される破砕対象物を前記破砕刃により破砕して、その破砕後の処理物を前記ケーシングの排出口から排出するように構成されている破砕機の制御方法であって、
   前記破砕回転時に前記回転軸に設定値以上の負荷がかかる過負荷時において、前記２本の回転軸を前記軸心方向視において互いに同じ第一方向へ回転させるように制御する破砕機の制御方法。
5. 前記過負荷時において、前記２本の回転軸を前記破砕回転とは逆の方向へ回転させた後、前記第一方向へ回転させるように制御する請求項４に記載の破砕機の制御方法。
6. 前記２本の回転軸を前記第一方向へ回転させた後、その第一方向とは逆の第二方向へ回転させるように制御する請求項４または５に記載の破砕機の制御方法。

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