JP2008168196A - 廃タイヤ切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉塵や騒音の発生を低減し、効率的な廃タイヤ切断装置を提供する。
【解決手段】廃タイヤ切断装置１は、ハウジング２と、ハウジング２内のドラム収容部７に格納したドラム３と、ドラム３を回転させる駆動手段と、ドラム３の周面に軸方向に沿って設けた内刃８と、ドラム収容部７にドラム軸方向に沿って設けた複数の外刃１０と、ドラム収容部７の外刃１０の上流側に設けられて、切断されたタイヤ切断片が落下する落下用開口と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用済みの廃タイヤを小片に切断する廃タイヤ切断装置に関する。

廃タイヤを粉砕してタイヤチップにし、これをボイラー等で燃焼させる処理方法がある。廃タイヤの粉砕には、リング状のカッタを並設した一対の回転軸を備え、これら一対の回転軸を平行に配置することで、そのカッタ同士を嵌合させるシュレッダーを使用している（特許文献１参照）。
特開平１０−２８６４８１号公報（図３）

しかし、この種のタイヤシュレッダーは、リング状のカッタの嵌合によって廃タイヤを磨り潰しているため、摩擦によって粉塵や熱、騒音が激しく発生し、作業環境が劣悪になるという問題があった。つまり、このタイヤシュレッダーは、岩石や材木、プラスティック等の砕けやすい素材に適しているが、弾性と粘りを有し、且つ内部にワイヤーを含んでいるタイヤの場合は、粉砕することができず、力任せに磨り潰さなければならないという問題があった。

更に、このタイヤシュレッダーでは、一度の処理で一回しか磨り潰す機会が無いため、作業効率を高めることが困難であるという問題があった。例えば、このタイヤシュレッダーを用いてタイヤを微細片まで磨り潰すには、シュレッダーで磨り潰したタイヤ片を振動ふるい装置にかけて、１インチから２インチ程度のタイヤ片のみを排出し、それ以上の大きなタイヤ片は、リターン機構によって再びシュレッダーに戻して磨り潰す等の工程が必要であった。従って、装置自体が大型化し、振動ふるい装置やリターン機構においても多量の粉塵が発生するという問題があった。

また、処理速度を高めるには、シュレッダーの回転軸の回転速度を毎分数百回転にまで高める必要があり、熱や騒音が益々増大する傾向があった。

更にまた、このタイヤシュレッダーでは、タイヤ内に埋め込まれているワイヤーは切断されないで残ってしまう。従って、磁気を用いた選別装置によって、磨り潰した後のタイヤ片の中から、ゴムが付着したワイヤー屑を取り除く作業が必要となり、処理コストが増大するという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑み、粉塵の発生を抑制し、騒音も低減した廃タイヤ切断装置を提供することを目的とする。

上記目的は、以下の手段によって達成されるものである。

（１）ハウジングと、該ハウジング内のドラム収容部に格納したドラムと、該ドラムを回転させる駆動手段と、上記ドラムの周面に軸方向に沿って設けた内刃と、上記ドラム収容部にドラム軸方向に沿って設けた複数の外刃と、上記ドラム収容部内にタイヤを投入するワーク投入部と、上記ドラム収容部において上記複数の外刃の上流側に設けられ、上記内刃と上記外刃で切断されたタイヤ切断片が落下する落下用開口と、を備えたことを特徴とする廃タイヤ切断装置。

（２）上記落下用開口部に設けられ、上記内刃と外刃で切断されるタイヤ切断片の保持及び解除を切替可能な保持手段を備えたことを特徴とする上記（１）記載の廃タイヤ切断装置。

（３）上記保持手段は、上記外刃のドラム回転方向上流側に隣接して設けた開閉式のリッドと、該リッドをドラムの回転に同期させて開閉する開閉機構とを有して構成されることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の廃タイヤ切断装置。

（４）上記ドラム及び上記ドラム収容部によって構成される切断ユニットを、上記ハウジング内の上下方向に複数配置したことを特徴とする上記（１）、（２）又は（３）に記載の廃タイヤ切断装置。

（５）上記ハウジングの上面にワーク投入部を設けるとともに、上記ワーク投入部の側壁下端に上記外刃が配置されていることを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれか記載の廃タイヤ切断装置。

（６）上記外刃を上記内刃に対して傾斜させたことを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれか記載の廃タイヤ切断装置。

（７）上記ドラムの周面に上記外刃を複数設けたことを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれか記載の廃タイヤ切断装置。

本発明によれば、ドラムの周面に軸方向に沿って設けた内刃と、ドラム収容部にドラム軸方向に沿って設けた複数の外刃とによる剪断作用によって、一度の回転によってタイヤが複数回に亘って切断されるので、切断効率を高めると共に、切断にともなう粉塵や騒音の発生を抑制することが可能になる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の廃タイヤ切断装置を概念的に示す正面図、図２は同側面図、図３は同平面図である。

廃タイヤ切断装置１は、ハウジング２内において、ドラム３とドラム収容部７によって構成される切断ユニット４Ａ、４Ｂが上下に２段に配置されている。上方の切断ユニット４Ａは、ハウジング２の上面に開口するワーク投入部５を備えている。下方の切断ユニット４Ｂの下方には、切断されて落下する切断片を捕集するトレー６を配設してある。

ドラム３はハウジング２内のドラム収容部７に格納されている。図２に示されるように、ドラム３の軸３ａは、ハウジング２の外に突出されて特に図示しない駆動手段に連結される（図２参照）。これによって、ドラム３は図中の矢印方向へ回転する。

図１に戻って、ドラム３の周面には内刃８が軸方向に沿って設けてある。この内刃８は断面が方形に形成されており、ホルダ９を介してドラム３に取り付けられる。従って、内刃８の刃先が磨耗した場合、９０度ずつ回転させて繰り返し使用できるようになっている。本実施形態では、ドラム３の周面の等間隔となる４箇所に内刃８が配置されている。内刃８は、本実施形態のように複数、好ましくは３以上配置することが好ましいが、勿論単一であってもかまわない。

ドラム収容部７には複数の外刃１０がドラム軸方向に沿って設けてある。外刃１０の１つは、ワーク投入部５の側壁下端であって、ドラム回転方向下流側に設けられている。また、残りの外刃１０はドラム収容部７の下部に設けてある。なお、ここでは１つのドラム収容部７に対して合計５個の外刃１０が配置されている。

図３に示されるように、すり鉢状のワーク投入部５の側壁下端に配置される外刃１０は、内刃８に対して周方向に傾斜させている。つまり、鋏のようにワークＷを片側から徐々に切断していくようにすることで、切断負荷を小さくしてある。なお、ワーク投入部５の側壁下端に配置される外刃１０以外の外刃１０についても、内刃８に対して周方向に傾斜させておくことが好ましい。なお、ここでは外刃１０を傾斜させる場合を示したが、内刃８側を傾斜させるようにしても良い。要は、内刃８と外刃１０が相対的に角度をなす事で、長手方向の一方から他方に向かって順番に切断するようにして、切断抵抗を低減させる。

また、図４に拡大して示されるように、外刃１０の内側刃先面１０ａは外側に窪ませてある（退避させている）。このようにすると、内刃８と外刃１０の不要な接触抵抗を低減させることができる。また、内刃８と外刃１０の接点Ｓにおいて、両者の接触力（挟み合う力）を大きくするために、内刃８と外刃１０が、ドラム３の半径方向についても相対的に傾斜するようになっている。即ち、内刃８と外刃１０の半径方向のクリアランスＣが、軸方向に沿って変化するようになっており、一方の端部のクリアランスＣ１はプラス（隙間があく）に設定され、他方のクリアランスＣ２はマイナス（重なり合う）に設定される。この結果、内刃８と外刃１０の相対回転に伴って、内刃８と外刃１０が擦れあうようにして接点Ｓを移動させることができ、いわゆる挟みのようにタイヤを切断することができる。また、このようにすると、接触する内刃８と外刃１０が常に研磨し合うので、切れ味が落ち難くなる。

図１に戻って、ドラム収容部７の下部には、内刃８と外刃１０で切断されて落下するワークの切断片を保持する保持手段１１が設けてある。この保持手段１１は、外刃１０のドラム回転方向上流側に位置する落下用開口にそれぞれ配置される。

この保持手段１１は、図５及び図６に拡大して示されるように、外刃１０の上流に隣接して設けた開閉式のリッド１２と、このリッド１２をドラム３の回転に同期させて開閉する開閉機構１３を有して構成される。リッド１２は、長手方向両端に軸１２ａを一対備え、これらの軸１２ａがハウジング２に回動自在に支持される（図２参照）。リッド１２は、ばね等の付勢手段１２ｂで付勢されてストッパ部１２ｃと係合し、常時は図５に示すような閉状態となって、隣接する外刃１０の間の落下用開口を塞ぐ。開閉機構１３は、リッド１２の軸１２ａに固設したカム部材１４と、カム部材１４に係合すべくドラム３の軸３ａに固設したロッド１５とで構成してある。つまり、図６に示されるように、ドラム３が１回転する度にロッド１５の先端のローラ１５ａがカム部材１４と係合し、カム部材１４が倒されてリッド１２を開成することになる。これにより、図５に示されるように、切断中は保持手段１１のリッド１２がワークＷｐを保持して落下を防止し、切断後に小さくなったワークＷｐは図６に示されるように、リッド１２による保持が解除されて下方に落下する。なお、上下の切断ユニット４Ａ,４Ｂはタイヤ投入部５を除いて同一であるので、同一の符号を付してある。

なお、上下の切断ユニット４Ａ、４Ｂの間には、点線で示されるような案内版２０が設置されている。この案内板２０を利用すれば、投入口が狭められるので、上方の切断ユニット４Ａで切断されたワークＷｐが、下方の切断ユニット４Ｂの投入口の外刃１０近辺に集中して投入することが可能に成り、切断効率を高めることが出来るようになる。

次に、この廃タイヤ切断装置１の動作について説明する。

まず、ワークとしての廃タイヤＷを立てタイヤ投入部５に投入する。上方の切断ユニット４Ａでは、ドラム３の回転にともなって、ワークＷはワーク投入部５で外刃１０と内刃８にとって切断され、比較的大きな切断片Ｗｐがドラム収容部７の下部に移動し、保持手段１１のリッド１２に載置される（図５参照）。この状態で内刃８が接近して切断片Ｗｐを切断する。次いで、ロッド１５がカム部材１４に係合し、リッド１２が開成して切断片Ｗｐを落下させる（図６参照）。ドラム収容部７内に残った切断片Ｗｐは、次の外刃１０側に移動して、更に切断される。これを順番に繰り返すことでドラム収容部７内の切断片Ｗｐが小さくなり、最後はそのまま下方に落下する。しかし、上方の切断ユニット４Ｂの合計５回の切断によっても残留した切断片Ｗｐは、そのまま上方の切断ユニット４Ａの内部で回転を繰り返して、徐々に小さく切断されていく。

上方の切断ユニット４Ａである程度小さく切断された切断片Ｗｐは、更に下方の切断ユニット４Ｂに投入されて同様に切断を繰り返す。これにより、微細になった切断片Ｗｐがトレー６に回収される。

本実施形態では、ドラム３の周面に軸方向に沿って設けた内刃８と、ドラム収容部７にドラム軸方向に沿って設けた複数の外刃１０とによる剪断作用でワークＷが鋭利にカットされるので、切断にともなう粉塵や騒音の発生は殆どない。また、一回の回転で複数回の切断作業を行うことから、ドラム３の回転速度を高める必要がなくなり、毎分１５〜６０回転程度でも良い。従って、低速で大きなトルクが得られ、エネルギーロスや騒音が小さくなり、動力の消費量も少なくて済む。

さらに、切断片Ｗｐは保持手段１１のリッド１２に載置された状態で切断されるので、十分に切断されないまま、切断片Ｗｐが落下してしまうことが防止され、ワークＷを細かく切断することできる。当然のことであるが、切断ユニット４の数を増やすと、ワークＷをさらに細かく切断できる。

また、本実施形態では、各切断ユニット４Ａ、４Ｂで複数回の切断を行いながらも、切断ユニット４Ａ、４Ｂが上下２段に用意されているので、タイヤを廃タイヤ切断装置１に通過させることで、再利用可能な小さいタイヤ片（１インチから２インチ程度）にすることが可能になる。また、各切断ユニット４Ａ、４Ｂをケーシング（筐体）内に配置することができ、切断時の屑が飛散しないので、振動ふるい装置やリターン機構が不要となり、作業環境を良好にすることができる。更に、この廃タイヤ切断装置１によれば、タイヤ内のワイヤーも同時に切断されるので、ワイヤーのみが分離してしまうことが無くなり、そのままリサイクル素材として利用することが可能になる。

なお、ここでは特に図示しないが、ドラム３の下流側に進むにつれて、ドラム収容部７の隙間を小さくしていくことが好ましい。このようにすると、切断サイズを少しずつ小さくしていくことが可能になる。また、上方の切断ユニット４Ａのドラム収容部７に対して、下方の切断ユニット４Ｂのドラム収容部７の隙間を狭くすることが好ましい。

更に、図５に示したように、外刃１０とリッド１２の高低差は、各切断ユニットの下流側に進むにつれて小さくすることが好ましい。切断片Ｗｐの切断サイズを小さくすることが可能になるからである。上方の切断ユニット４Ａと比較して、下側の切断ユニット４Ｂにおける外刃１０とリッド１２の高低差を小さくしておくことが望ましい。

なお、以上の実施形態では、リッド１２の開閉機構１３をカム部材１４とロッド１５で構成してあるが、この開閉機構１３の構造は特に問わない。例えば、ドラム３の回転を光センサで検出してリッド１２を開閉させるようにしてもよい。また、ここでは上下２段の切断ユニットを配置した場合に限って示したが、１段でもよく、３段以上配置してもかまわない。

本発明は、タイヤの切断作業において広く利用することが可能である。

本発明の廃タイヤ切断装置を概念的に示す正面図である。 同側面図である。 同平面図である。 図１の内刃と外刃の拡大図である。 保持手段が切断片を保持した状態を説明する図である。 図５の切断片の保持を解除した状態を示す図である。

符号の説明

１ 廃タイヤ切断装置
２ ハウジング
３ ドラム
４Ａ 切断ユニット
４Ｂ 切断ユニット
５ ワーク投入部
７ ドラム収容部
８ 内刃
１０ 外刃
１１ 保持手段
１２ リッド
１３ 開閉機構
１４ カム部材
１５ ロッド
１５ａ ローラ

Claims (7)

1. ハウジングと、該ハウジング内のドラム収容部に格納したドラムと、該ドラムを回転させる駆動手段と、上記ドラムの周面に軸方向に沿って設けた内刃と、上記ドラム収容部にドラム軸方向に沿って設けた複数の外刃と、上記ドラム収容部内にタイヤを投入するワーク投入部と、上記ドラム収容部において上記複数の外刃の上流側に設けられ、上記内刃と上記外刃で切断されたタイヤ切断片が落下する落下用開口と、を備えたことを特徴とする廃タイヤ切断装置。
2. 上記落下用開口部に設けられ、上記内刃と外刃で切断されるタイヤ切断片の保持及び解除を切替可能な保持手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の廃タイヤ切断装置。
3. 上記保持手段は、上記外刃のドラム回転方向上流側に隣接して設けた開閉式のリッドと、該リッドをドラムの回転に同期させて開閉する開閉機構とを有して構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃タイヤ切断装置。
4. 上記ドラム及び上記ドラム収容部によって構成される切断ユニットを、上記ハウジング内の上下方向に複数配置したことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の廃タイヤ切断装置。
5. 上記ハウジングの上面にワーク投入部を設けるとともに、上記ワーク投入部の側壁下端に上記外刃が配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の廃タイヤ切断装置。
6. 上記外刃を上記内刃に対して傾斜させたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の廃タイヤ切断装置。
7. 上記ドラムの周面に上記外刃を複数設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の廃タイヤ切断装置。

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