JP2613362C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 この出願に係る発明は、一軸剪断式破砕機の改良に係り、詳しくは、破砕抵抗
を小さくしたり、或いはスクリーンの目詰まりや電動機の過負荷を防止して安定
した運転を可能とする一軸剪断式破砕機に関する。 【０００２】 【従来の技術】 従来より、実開昭４７−１３７６９号公報および実開昭４７−１７２６７号公
報に示されているような回転刃と固定刃で構成された一軸剪断式破砕機が多用さ
れている。 【０００３】 図１１(a)は実開昭４７−１３７６９号公報に記載の一般的な一軸剪断式破砕
機の縦断面図である。機体５１の上部に被破砕物を投入するためのホッパー５２
と、機体５１の内部に駆動軸５３により回転する回転刃５４と、この回転刃５４
と共働して剪断破砕するための機体５１側に固着された固定刃５５、５６とが設
けられている。そして、回転刃５４の下部にこれと近接してスクリーン５７が機
体５４に固定装着され、このスクリーン５７を通過した被破砕物が排出される排
出路５８がスクリーン５７の下部に連設されている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】 図１１(a)に代表されるような従来の一軸剪断式破砕機においては、図１１(b)
に示すように、剪断破砕が、回転刃５４の先端直線部が固定刃５５（５６）の先
端直線部に近づいて通過する際に行われる。つまり、従来のものは、線と線との
間で剪断破砕する機構である（これを「線状破砕」という）。 【０００５】 このような線状破砕では、破砕抵抗が大きくなり、必然的に消費電力も大きく
なる。 【０００６】 なお、図１１の回転刃５４の刃先５４ａは回転刃５４と一体になっているので
、これが摩耗すれば、当該回転刃５４全体を新しいものと取り替える必要がある
。その点、実開昭４７−１７２６７号公報に記載の回転刃には着脱自在な刃先が
装着されているので回転刃はそのままで刃先のみ交換すればよい点では経済的で
あるが、刃先が摩耗すれば、その都度、別の新しい刃先と交換しなければならな
いものである。 【０００７】 一方、従来の回転刃５４の下部に設けられたスクリーン５７は機体に固定され
たままであるから、回転刃５４はスクリーン５７上の同じ位置を通過することに
なる。つまり、スクリーン５７との回転刃５４との相対的な位置は変化しないこ
とから、破砕物が一定の位置に滞留し易く、そのため目詰まりを起こすことがあ
る。このように従来はスクリーンの清浄機能がないため円滑な運転に支障を来し
ている。 【０００８】 また、被破砕物には、日常生活において発生する家庭ごみや都市ゴミなど種々
雑多なものが含まれているため、被破砕物の変動により駆動軸を駆動する電動機
に過負荷が発生し、破砕機が停止することがある。また、過負荷になるのは、従
来の破砕機が図１１に示すようにホッパー５２から投入された被破砕物が全て回
転刃５４の上に供給されて破砕負荷がかかるような構造になっていることにも原
因している。 【０００９】 この出願に係る発明は、上記のような従来の課題に鑑みてなされたもので、一
軸剪断式破砕機の円滑安定な運転を実現することを目的とし、詳しくは、破砕抵
抗を小さくし、また、スクリーンに自己清掃機能を持たせて目詰まりを防止する
ことを他の目的とし、更には、供給押し込み装置を設けて電動機の過負荷を防止
することを他の目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】 前記目的達成のため、請求項１の一軸剪断式破砕機は、駆動軸の周上に複数列
設した回転刃と、機体側に装着した静止刃とを備え、該回転刃の周上に一定間隔
で形成した刃先の先端を山形に形成する一方、この山形の刃先と共働して被破砕
物を剪断破砕する機体側に固定される静止刃を鋸刃状に形成するとともに、該静
止刃を駆動軸の軸心を通る水平線からずらした位置に設けた一軸剪断式破砕機に
おいて、回転刃の刃先を、回転刃とは別体なものとなすと共にこれを着脱自在に
構成し、且つ該刃先を正方形断面の角柱に形成し、この正方形刃先の４つの角部
をそれぞれ山形の刃先として利用し得るようにし、回転刃の垂直面に刃先の位置
決め用の溝を横長に形設する一方、刃先の正面にはこの溝に嵌まり込む正方形の
突起を設け、この正方形の突起は刃先の正方形より４５°ずらして形成したこと
を特徴とする。 【００１１】 請求項２の一軸剪断式破砕機は、駆動軸の周上に複数列設した回転刃と、機体
側に装着した静止刃とを備え、該回転刃の周上に一定間隔で形成した刃先の先端
を山形に形成する一方、この山形の刃先と共働して被破砕物を剪断破砕する機体
側に固定される静止刃を鋸刃状に形成するとともに、該静止刃を駆動軸の軸心を
通る水平線からずらした位置に設けた一軸剪断式破砕機において、回転刃の刃先
を、回転刃とは別体なものとなすと共にこれを着脱自在に構成し、且つ該刃先を
正方形断面の角柱に形成する一方、機体側に固着された受座の上面に先端が鋸刃
状に形成された板状の刃物台を載置すると共に、その上面に回転刃用の正方形刃
先と同一の刃先を駆動軸の軸方向と同一方向に複数列設して鋸刃状の静止刃を形
成し、その上から押さえ板で静止刃を前記刃物台に固定したことを特徴とする。 【００１２】 請求項３の一軸剪断式破砕機は、駆動軸の周上に複数列設した回転刃と、機体
側に装着した静止刃とを備え、該回転刃の周上に一定間隔で形成した刃先の先端
を山形に形成する一方、この山形の刃先と共働して被破砕物を剪断破砕する機体
側に固定される静止刃を鋸刃状に形成するとともに、該静止刃を駆動軸の軸心を 通る水平線からずらした位置に設けた一軸剪断式破砕機において、回転刃の下部
に設けたスクリーンを、駆動軸の軸方向に一定範囲移動可能に構成したことを特
徴とする。 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【作用】 請求項１では、回転刃の刃先を山形に形成する一方、これと共働して剪断破砕
するための機体側の静止刃を鋸の刃状に形成し、しかも、これを水平軸心線（こ
の位置では図４の示すように回転刃の刃先の先端は垂直になる）よりずらして設
けたので、回転刃の山形刃先の先端（山形の頂）が鋸刃状に静止刃に近づいて通
過する際、山形刃先の頂（刃先点）の移動によりまず最初に被破砕物を破砕する
ので、（従来のような線状破砕に比べて）破砕抵抗が小さくなる。また、回転刃
の刃先を正方形にしておけば、４つの角部がそれぞれ山形の刃先として使用でき
、頻繁に生じる刃先の摩耗に対してその都度新しい刃先を用意する必要もなく経
済的である。 【００１６】 請求項２のように、回転刃用の正方形刃先を静止刃としてそのまま使用すれば
、静止刃用の刃先を別に設計製造して準備しておく必要もなく、部品の一元化（
統一化）により部品点数を減少できる。また、静止刃が摩耗しても４つの角部を
使用できるので新しい部品にその都度交換することない。 【００１７】 請求項３のように、スクリーンを回転刃の軸方向に一定距離（通常は２つの回
転刃間の距離分）進退させることによりスクリーン上の破砕物を滞留させること
なく、円滑に破砕物をスクリーンの目から通過させて下方に排出でき、このスク
リーンの自己清掃作用の結果、スクリーンの目詰まり防止作用を発揮する。 【００１８】 【００１９】 【００２０】 【実施例】 以下、この出願に係る発明の実施例を図面を参照しながら説明する。 【００２１】 図１は実施例に係る一軸剪断式破砕機を正面からみた外形図、図２は同側面か
ら見た外形図、図３は正面から見た拡大縦断面図、図４は側面から見た拡大縦断
面図である。 【００２２】 これらの図に基づき、まず破砕機の概略構成を説明すると、略筐状に形成した
機体１の上部には被破砕物を投入するためのホッパー２が設けられ、このホッパ
ー２の中央下部の機体１内には滞留室３が形成され、この滞留室３には駆動シリ
ンダ４で往復動作する押し込み装置５が設けられている。そして、ホッパー２の
中央より偏位して前記滞留室３に臨んで破砕室６が形成され、この破砕室６内に
は駆動軸７の周上に装着された回転刃８が設けられ、駆動軸７が駆動電動機９で
チェーン駆動されることにより回転刃８が矢印Ｒ方向（図４）に回転するように
なっている。破砕室６に臨む前後の静止刃１０、１１が機体１側に固定されてい
る。また、破砕室６の下部には回転刃８に沿うような形で断面半円状のスクリー
ン１２が設けられている。このスクリーン１２は後述するように駆動軸７の軸方
向に一定距離往復動可能に構成されている。スクリーン１２の下方には減速機付
き電動モータ１３で駆動されるスクリューコンベヤ１４が設けてある。このスク
リューコンベヤ１４は、その中央下部に設けた排出口１５に向けて破砕物を寄せ
るために中心線１６より対称なスクリュ形状をしている。なお、図２に示すよう
にホッパー２部分は、シリンダ１７を作動させることによりヒンジ１８の回りに
上方に仮想線位置まで回動して開放でき、破砕室６内の回転刃８等を保守点検で
きるようになっている。 【００２３】 更に上記各構成について詳述する。 上記破砕室６には、六角形断面をした駆動軸７が水平に設けられ、その周上に
は複数の回転刃８が軸方向に列設されている。駆動軸７の両端は軸受１９により
支持されるとともに、その一端にはチェーンスプロケット２０が設けられている
。 チェーンスプロケット２０と駆動電動機９との間にはチェーン２１が架設され、
駆動軸７がチェーン駆動されることによって、回転刃８が矢印Ｒ方向（図４）回
転するようになっている。 【００２４】 図４に示すように、側面視で、ホッパー２の開口中心２ａよりずれた位置に、
つまり、ホッパー２の機体１側の基端２ｂ位置まで駆動軸７の垂直軸心線７ａが
略一致する程度にずれた位置に駆動軸７が配置されており、これによって、ホッ
パー２の下部開口の下方には機体１内部に被破砕物の滞留室３が形成されるよう
になっている。ホッパー２から投入された被破砕物がこの滞留室３で一旦溜めら
れて、回転刃８方向に進退自在な押し込み装置５により被破砕物の供給が加減さ
れることにより、過負荷が駆動電動機９にかからないようになっている。この押
し込み装置５は先端が下方に傾斜した前面板５ａを有した長箱状に形成されてお
り、この箱の中に駆動シリンダ４が内蔵され、シリンダ胴部４ａが機体１側に固
定されている（図２）。この駆動シリンダ４は、電動機９の負荷（電流値又は電
力値）に応じて過負荷にならないよう、破砕が簡単になされる場合には押し込み
速度を速め、破砕が容易でないものが投入されてきた場合には押し込み速度を遅
くなるよう作動して回転刃８への被破砕物の押し込み量を自動的に調整できるよ
うになっている。上記のような押し込み装置５は、従来ホッパー部に設けている
フィーダの機能をも兼ね備えているので、従来のフィーダは不要となる。 【００２５】 図５は駆動軸に装着される一つの回転刃８と、この回転刃８の周上に装着され
る刃先２２の分解斜視図を示す。円形の回転刃８の周上の４か所が突起状に形成
されるとともに、その突起部分８ａの終端で段付構造になっている。突起部分８
ａ終端の垂直面８ｂの形状は、略山形（切妻形）をしており、これに矩形平面８
ｃが続いている。垂直面８ｂにはボルト２３をねじ込むための雌ねじ２３ａが切
ってあり、同様に平面８ｃにも押さえ金物２４を固着するためボルト２５をねじ
込むための２つの雌ねじ２５ａが切ってある。 【００２６】 回転刃８に着脱自在に装着される刃先２２は、正方形断面の角柱（サイコロを 半分に切ったような形状）として形成されている。刃先２２を正方形としたのは
、正方形の４つの角２２ａをそれぞれ切刃として利用し得るようにするためであ
る。刃先２２は、上記垂直面８ａに正方形の面を押しつけて取り付けられ、ボル
ト２３で回転しないよう固定される。この時ボルト２３の頭は刃先２２のボルト
穴２３ｂに埋没する。また、正方形刃先２２の背後から押さえ金物２４が２本の
ボルト２５で上記平面８ｃに取り付けられて刃先２２を動かないように固定して
いる。 【００２７】 従って、刃先２２の一つの角（切刃）２２ａが摩耗すれば、押さえ金物２４を
取り外して刃先２２を固定しているボルト２３を取り外して摩耗していない他の
角２２ｂを切刃となる位置まで９０°回転して再び上記同様な要領で回転刃８側
に固定する。このような刃先２２は、回転刃８の周上に９０°間隔で装着されて
いる。 【００２８】 図６(a)は、上記のような構成を有する回転刃８を駆動軸上に列設した状態の
図である。隣りの回転刃の刃先との間には一定の位相差をもつように取り付けら
れている。すなわち、図６(b)に示すように、の回転刃８の刃先２２は、60°
、150°、240°、330°に位置している（丸印が刃先の位置を示す）が、隣の
の回転刃８の刃先２２は、０°、90°、180°、270°に位置している。全体的に
見ると、刃先２２がＶの字形に配置されており、これによって、破砕物が回転刃
の両側の隅部にいかずに、中心に寄せられるような作用を奏する。 【００２９】 上記図５の刃先２２の取り付けに際して、特に位置決めのための構成を有して
いない（上述したような刃先固定用のボルト２３と、押さえ金物２４で実際には
位置固定されるため）が、図７に示すように回転刃８の垂直面８ｂに横長の溝２
６を形設しておき、刃先２７の正面にはこの溝２６に嵌まり込むような正方形の
突起２７ａを設けるようにしてもよい。突起２７ａの正方形は、刃先２７の正方
形より45°ずらして形成されており、そのため、刃先２７を90°回転させても突
起２７ａが溝２６に嵌まり込んで位置決めができるようになっている。他の構成
は図５と同様である。なお、下記の静止刃１０、１１についても同様に構成でき る。つまり、静止刃１０、１１に突起、刃物台２９側に溝を設ければよい。 【００３０】 上記回転刃８の刃先２２と協働して剪断破砕機構を実現する機体１側の静止刃
は、図４にも示すように、前静止刃（前刃）１０と後静止刃（後刃）１１により
構成されている。 図８は前静止刃１０の機体１への取付構造を示す斜視図である。機体１側に固
着されたＬ形の受座２８の上面に先端が鋸刃状に形成された板状の刃物台２９が
載置され、その上面に回転刃の刃先２２（図５）と同一形状（正方形の角柱）を
した多数の静止刃１０が一つの角を刃物台２９から少し破砕室６（図４）側へ突
き出した状態で駆動軸７（図４）の軸方向と同一方向に複数列設され、ボルト３
０で固定されており、その上から押さえ板３１で押さえられ、ボルト３２で刃物
台２９と固定されるとともに全体がボルト３３で受座２８に固定されている。多
数列設された静止刃１０の先端を見ると鋸刃状になっている。従って、各回転刃
の刃先２２は仮想線で示すように静止刃１０の谷部を通過して行き、この際に剪
断破砕が実行される。なお、受座２８の下部にはスクリーン１２が設けられてい
る。押さえ板３１の上面は上述した押し込み装置５の摺動面となっている。 【００３１】 後刃を構成する静止刃１１（図４）の取付構造は、ほぼ上記と同様である。つ
まり、図４の如く機体１側に固着された受座２８に、先端が鋸刃状に形成された
刃物台２９が取り付けられ、刃物台２９の下面に回転刃の刃先２２（図５）と同
一形状をした静止刃１１が駆動軸７の軸方向と同一方向に列設され、全体として
見ると鋸刃状を呈している。 【００３２】 図４に示すように、上記前静止刃（前刃）１０は、駆動軸７の軸心Ｏを通る水
平線（水平軸心線）７ｂより下方に、後静止刃（後刃）１１は上方にずれて配置
されている。つまり、図９の模式的な図（この図は前静止刃１０の位置における
場合）に示すように、回転刃の刃先２２の下端が前静止刃１０の上面にきた時の
角度θが０°＜θ≦６°の範囲内になるよう、前静止刃１０が水平軸心線７ａよ
り下方にずれて配置されている。θ＞６°となると被破砕物が逃げていく傾向と なり、却って破砕抵抗が増加する。後静止刃１１は、前静止刃１０と駆動軸７の
軸心Ｏに対して点対称位置に配されることから、後静止刃１１の上方へのずれも
、前静止刃１０の場合と同様である。 【００３３】 上記のような配置にしたのは、従来の一軸剪断式破砕機の線状破砕(図11(b)参
照)によって生じる大きな破砕抵抗を解消するためである。すなわち、図９の模
式図に示すように、水平位置にきた回転刃側の刃先２２は、これより下方に位置
した静止刃１０に近接してきた時、回転刃側の刃先２２先端（山形）ａの下端点
（刃先点）ｂがまず最初に被破砕物に当たって、この刃先点ｂの移動により破砕
を開始し、続いて仮想線で示す回転刃の山形刃先２２が山形静止刃１０の谷部を
通過する際、両者の山形刃先の稜面ｃの間で剪断破砕がなされることによって破
砕抵抗が大きく軽減されるものである。 【００３４】 図３に示すように、回転刃８の下方に破砕室６を臨んで樋状のスクリーン１２
が、機体１側に固着された摺動台３４上に設けられている。このスクリーン１２
の円弧面には、図１０に示すように、千鳥状に多数の排出孔１２ａが配設されて
いる。そして、スクリーン１２の一端の端枠１２ｂに、機体１の側壁に設けられ
た油圧シリンダ３５（図３）のロッド３５ａ先端が連結されており、油圧シリン
ダ３５の作動によりスクリーン１２は摺動台３４上を一定範囲（通常は２つの回
転刃８間の距離）往復動するように構成されている。スクリーン１２を往復動さ
せることによって、スクリーン１２に自己清掃作用が生じ、この自己清浄作用に
よりスクリーン１２上の破砕物は滞留せず、移動させられることから目詰まりを
起こさず、下方に確実に排出されるようになる。 【００３５】 また、前述したように、スクリーン１２の下方にはスクリューコンベヤ１４が
配置されており、中心線１６に対して対称なスクリュ構造になっているため、排
出された破砕物は中央に集められ、排出口１５より外部に排出されるようになっ
ている。 【００３６】 【発明の効果】 請求項１〜３では、一軸剪断式破砕機の円滑安定な運転を実現できる。 特に、請求項１では、回転刃の刃先と機体側の静止刃を鋸の刃状に形成し、静
止刃を駆動軸の水平軸心線よりずらして配置したので、回転刃の山形刃先の先端
（山形の頂）が鋸刃状の静止刃に近づいて通過する際、まず山形の頂（刃先点）
の移動により最初に被破砕物を破砕するので、従来のような線状破砕機構に比べ
て、破砕抵抗を小さくすることができ、結果的に消費電力も小さくできる。また
、回転刃の刃先を正方形にしておけば、４つの角部がそれぞれ山形の刃先として
使用でき、頻繁に生じる刃先の摩耗に対してその都度新しい刃先を用意する必要
もなく経済的となる。 【００３７】 特に、請求項２のように、回転刃用の正方形刃先と同一のものを静止刃とし
ても使用すれば、部品の一元化（統一化）により部品点数を減少できる。また、
静止刃の刃先が摩耗しても４つの角部を使用できるので新しい部品にその都度交
換することなく部品を有効利用できる。 【００３８】 特に、請求項３のように、スクリーンを回転刃の軸方向に一定距離往復動さ
せることによりスクリーン上に破砕物を滞留させることなく、円滑に破砕物をス
クリーンの目から通過させて下方に排出できる（スクリーンに自己清掃作用を持
たせる）結果、スクリーンの目詰まりを防止できる。 【００３９】 【００４０】

【図面の簡単な説明】 【図１】 この出願に係る発明の実施例である一軸剪断式破砕機の正面から
見た外形図である。 【図２】 同側面から見た外形図である。 【図３】 同破砕機の正面における拡大縦断面図である。 【図４】 同側面における拡大縦断面図である。 【図５】 同破砕機に装備される回転刃と刃先の分解斜視図である。 【図６】 (a)は回転刃を列設した状態の平面図、(b)は各回転刃の刃先位置
を示した図である。 【図７】 回転刃に装着される刃先の別の実施例を示す分解斜視図である。 【図８】 静止刃の取付構造を一部切り欠いて示した斜視図である。 【図９】 本発明の破砕機構を模式的に示した側面図である。 【図１０】 スクリーンの斜視図である。 【図１１】 (a)は従来の一軸剪断式破砕機の縦断面図、(b)は従来の剪断破
砕（線状破砕）機構を示した平面図である。 【符号の説明】 １…機体 ２…ホッパー ２ａ…ホッパー開口中心 ３…滞留室 ４…駆動シリンダ ５…押し込み装置 ６…破砕室 ７…駆動軸 ７ａ…垂直軸心線（駆動軸の軸心を通る垂直線） ７ｂ…水平軸心線（駆動軸の軸心を通る水平線） ８…回転刃 ９…（回転刃駆動用）電動機 １０…前静止刃（前刃） １１…後静止刃（後刃） １２…スクリーン １４…スクリューコンベヤ １５…排出口 ２２…刃先 ２４…押さえ金物 ２７…刃先 ２８…受座 ２９…刃物台

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 駆動軸の周上に複数列設した回転刃と、機体側に装着した静止
   刃とを備え、該回転刃の周上に一定間隔で形成した刃先の先端を山形に形成する
   一方、この山形の刃先と共働して被破砕物を剪断破砕する機体側に固定される静
   止刃を鋸刃状に形成するとともに、該静止刃を駆動軸の軸心を通る水平線からず
   らした位置に設けた一軸剪断式破砕機において、 回転刃の刃先を、回転刃とは別体なものとなすと共にこれを着脱自在に構成し
   、且つ該刃先を正方形断面の角柱に形成し、この正方形刃先の４つの角部をそれ
   ぞれ山形の刃先として利用し得るようにし、回転刃の垂直面に刃先の位置決め用
   の溝を横長に形設する一方、刃先の正面にはこの溝に嵌まり込む正方形の突起を
   設け、この正方形の突起は刃先の正方形より４５°ずらして形成したことを特徴
   とする一軸剪断式破砕機。 【請求項２】 駆動軸の周上に複数列設した回転刃と、機体側に装着した静止
   刃とを備え、該回転刃の周上に一定間隔で形成した刃先の先端を山形に形成する
   一方、この山形の刃先と共働して被破砕物を剪断破砕する機体側に固定される静
   止刃を鋸刃状に形成するとともに、該静止刃を駆動軸の軸心を通る水平線からず
   らした位置に設けた一軸剪断式破砕機において、 回転刃の刃先を、回転刃とは別体なものとなすと共にこれを着脱自在に構成し
   、且つ該刃先を正方形断面の角柱に形成する一方、機体側に固着された受座の上
   面に先端が鋸刃状に形成された板状の刃物台を載置すると共に、その上面に回転
   刃用の正方形刃先と同一の刃先を駆動軸の軸方向と同一方向に複数列設して鋸刃
   状の静止刃を形成し、その上から押さえ板で静止刃を前記刃物台に固定したこと
   を特徴とする一軸剪断式破砕機。 【請求項３】 駆動軸の周上に複数列設した回転刃と、機体側に装着した静止
   刃とを備え、該回転刃の周上に一定間隔で形成した刃先の先端を山形に形成する
   一方、この山形の刃先と共働して被破砕物を剪断破砕する機体側に固定される静
   止刃を鋸刃状に形成するとともに、該静止刃を駆動軸の軸心を通る水平線からず らした位置に設けた一軸剪断式破砕機において、 回転刃の下部に設けたスクリーンを、駆動軸の軸方向に一定範囲移動可能に構
   成したことを特徴とする一軸剪断式破砕機。