JP3193870B2 - 破砕装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粗大ゴミ、家電
廃棄物、廃プラスチック、木材、紙等の種々の廃棄物に
ついてその形状、性状、強度の如何に拘らず安定した破
砕を可能とする破砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物を破砕する低速回転式の破砕機と
して、並列する２つの破砕ロータ間で破砕を行なう二軸
破砕機と、１つの破砕ロータと固定刃との間で破砕を行
なう１軸破砕機が知られている。２軸破砕機は、並列に
設けられる破砕ロータのそれぞれの外周に多数破砕刃を
設け、対向する破砕刃が互いに相手方の破砕刃間に嵌ま
り合うようにしてその隙間に被破砕物を噛み込んで破砕
するように構成されている。

【０００３】かかる二軸破砕機では、並列の破砕ロータ
間の間隔、破砕刃形状、破砕刃寸法等により破砕能力が
決まるため、嵩高い箱状廃棄物では噛込みがスムーズに
行かず、又、アルミベールのような中実の廃棄物では噛
込んだ一瞬にオーバロードが発生し、破砕ロータを正転
逆転の繰返し動作させて処理する必要があり、破砕処理
能力上効率が悪いという問題がある。

【０００４】他方、一軸破砕機は、破砕ロータの回転刃
と固定刃の間に被破砕物を噛込んで破砕する形式である
ため、上述した二軸破砕機のような問題が比較的少な
い。かかる一軸破砕機の一例として、実公平５−２９０
８３号公報により提案されたものがある。

【０００５】この公報による一軸破砕機は、破砕ロータ
外周面に螺旋溝を形成し、この螺旋溝内に所定間隔で設
けた複数の固定部材に切削刃を着脱自在に取付け、被破
砕物を載置するための支持板の破砕ロータに対向する端
面に固定刃が設けられ、支持板上を移動自在に配設され
た押圧部材を油圧シリンダのピストンロッドで進退動自
在に押圧する押圧手段を備えている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た公知の一軸破砕機は、溝は螺旋溝であり、着脱自在な
切削刃を取付けるための固定部材をこの螺旋溝に沿って
固定する形式であるため、破砕能力を設定する際に能力
を大きくしようとすると切削刃の数を増大させるだけで
なく螺旋溝の螺旋ピッチをも変化させねばならず、又こ
れに伴って固定刃の形状も変更しなければならない。従
って、同一螺旋ピッチの螺旋溝のままで破砕能力の大き
さを大きく調整することは殆ど不可能であり、かつ調整
幅が小さい。

【０００７】又、破砕は切削刃による１次破砕のみであ
り、２次破砕でさらに細かく破砕するという考慮はなさ
れていないため、被破砕物は一旦破砕されるとそのまま
排出され、破砕粒度が不均一になる場合がある。

【０００８】この発明は、上述した問題に留意して、ど
んな形状、性状、強度の被破砕物であるかに拘らず確実
に効率よく破砕することができる長寿命の一軸形式の破
砕装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決する手段として、外周面に破砕刃を有する回転自
在な円筒状の破砕ロータと、この破砕ロータと対向して
設けられ、破砕を行う固定刃とを破砕室の内部に設け、
その破砕ロータに向かって被破砕物を押圧供給する押圧
・供給手段を備え、前記破砕刃は破砕ロータ外周面に設
けられた複数の円周溝に着脱自在に取り付けられてお
り、その円周溝は前記ロータの外周面に、そのロータの
軸に直交する方向に隣接して形成されており、前記固定
刃は各円周溝に対向して破砕刃が挿通可能な溝刃を連続
して設けたものから形成され、前記破砕刃の刃部と前記
固定刃の溝刃の刃部の双方またはいずれか一方に超硬合
金材が埋め込まれ、かつ、破砕ロータの回転方向後方に
二次破砕用のアンビルを設けて成る破砕装置としたので
ある。

【００１０】上記の発明の破砕装置においては、破砕ロ
ータと押圧供給手段との間に被破砕物が投入され、押圧
供給手段で破砕ロータに押し付けられた状態で破砕ロー
タに供給された被破砕物を、破砕ロータに取付けた破砕
刃と、それに対向する固定刃との間で連続的に破砕す
る。

【００１１】破砕ロータの各々の円周溝に取付ける破砕
刃の個数は、破砕機の必要処理能力により適宜必要個数
取付けるものとする。この場合、破砕刃を固定する位置
を破砕刃の頂点を連ねた仮想曲線が螺旋状になるように
固定し、この螺旋ピッチを長くしたり短くしたりするこ
とにより必要個数を変化させる。

【００１２】さらに、固定刃の斜め下方には、断面三角
形のアンビルが取付けられ、破砕刃と固定刃とで１次破
砕された材料を、破砕刃とアンビルとの間で２次破砕す
ることができるため、従来の一軸破砕機よりも粒度の整
った破砕が可能となる。

【００１３】また、前記破砕刃の刃部や前記固定刃の溝
刃の刃部に超硬合金材を埋め込んでいるので、通常の工
具鋼製の切断刃より耐摩耗性に優れる。

【００１４】

【実施の形態】以下この発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は実施形態の破砕装置の一部
断面を含む側面図、図２は一部省略した平面図である。
図示のように、破砕装置は、箱形の鋼板製のフレーム１
の内部に設けた破砕室２内に破砕ロータ３、固定刃４、
プッシャ８が設けられ、その上方にホッパ９が備えられ
ている。

【００１５】破砕ロータ３の外周面には、断面がＶ字形
の多数の円周溝３ｖが軸方向に互いに隣接して並行に形
成され、ロータ３の回転軸とは直交する方向に破砕ロー
タ３の外周面を周回している。円周溝３ｖには、図３に
示すように、四角柱形状をした刃物固定ブロック３ｃ
が、その２面を円周溝３ｖの斜面に接地した状態で溶接
固定されている。この固定ブロック３ｃの中央にはねじ
孔にボルト３ｔが挿通され、これにより破砕刃３ａが着
脱自在に取付けられている。

【００１６】破砕刃３ａは、固定ブロック３ｃと同じよ
うな四角柱状をしており、その隣接する２つの側面が円
周溝３ｖのＶ字形表面に接地した状態で取付けられる。
この各円周溝３ｖに装着される破砕刃３ａは、他方の隣
接する２つの側面が破砕ロータ３の周面から突出した状
態になっており、その両側面の交差する角部Ｐが最も高
く突出した状態となる。そして、この破砕刃３ａの刃部
にあたる四隅の角部Ｐには、各隅の隣接二辺の一部を共
有する薄板三角形状の超硬合金材３ｓが破砕刃３ａの厚
み方向、表裏に埋め込まれている。

【００１７】上記破砕刃３ａと固定ブロック３ｃは、図
２に示す例では、各円周溝３ｖに１個ずつ取付けられ、
隣接する円周溝３ｖの間で円周方向に位相をずらして配
設されており、上述した破砕刃３ａの突出角部Ｐを連ね
た想像線が螺旋状となるように位相をずらしている。

【００１８】破砕ロータ３の側方には、フレームの一部
に接続固定されている支持台７が設けられており、その
一端が破砕ロータ３に向う側の端に固定刃４が設けられ
ている。この固定刃４は、図４に示すように、支持台７
にボルト等を用いて固定されており、破砕ロータ３に対
向する側近にＶ字形をした多数の溝刃が鋸歯状に連続し
て形成されたものから成る。

【００１９】その溝刃は、破砕ロータ３の各円周溝に対
向して設けられ、その形状は各溝刃間の溝と対向する円
周溝とがなす空間を各破砕刃が通過し得るようにして各
破砕刃の隣接する２側面と相関関係をもつように形成し
ている。また、この固定刃４の溝刃の刃部には、図４に
示すように、鋸歯状端面から所定の幅に亘って薄板状の
超硬合金材４ｓが埋め込まれている。このように、固定
刃４や前記した破砕刃３ａの刃部に、通常の工具鋼で形
成された切刃より耐摩耗性に優れる超硬合金材４ｓや３
ｓを埋め込んだことにより、切断刃の寿命が飛躍的に向
上し、その交換頻度も減少し、保守性が大きく向上す
る。なお、この実施形態では固定刃４と破砕刃３ａの両
方に超硬合金材４ｓ、３ｓを埋め込んだが、必ずしも両
方に埋め込む必要はなく、いずれか一方だけでもよい。

【００２０】上記固定刃４の下部で破砕ロータ３の回転
が進む方向に、断面が三角形一様なアンビル５が設けら
れている。アンビル５は、図１に示すように、Ｈ形のア
ンビル支持部材上に設けられその下方でフレームに固定
された穴付ブロックと一体のナットに螺合するねじボル
ト６で上下方向の位置調整自在に設けられている。

【００２１】支持台７の上には摺動自在に進退動する箱
形状のプッシャ８が設けられている。このプッシャ８の
両側方には、図５に示すように、ウィング板８_H が設け
られており、ウィング板８_H はホッパ９の側方の垂直板
９ｖを途中で切断して設けた隙間９ｓから外部へ突出し
ている。なお、図５ではホッパ９の後方側の壁は図示省
略している。

【００２２】上記ウィング板８_H とこれに取付けた立板
８ｖとには、適宜間隔で２ヶ所にチェーン係止具８ａと
案内ローラ８_R とが取付けられている。案内ローラ８_R
はホッパ９の垂直板９ｖの外面に設けた案内レール
９_G 、９_G の間で案内される。チェーン係止具８ａには
半エンドレス状にチェーン１０ａが係止され、その両端
のチェーンホイール１０ｂにより駆動され、プッシャ８
が進退動される。

【００２３】図６は図１の矢視Ｖ−Ｖから見た側面図で
ある。図示のように、上述したチェーン１０ａとチェー
ンホイール１０ｂは左右に設置されており、連結軸１０
ｃを介して連結され、この連結軸１０ｃに接続されてい
る油圧モータ１１により正転、逆転方向に回転駆動さ
れ、これらによって駆動部１０が構成されている。連結
軸１０ｃにより左右のチェーンホイール１０ｂを連結す
ることにより左右のチェーンの駆動を完全同期させるよ
うにしている。なお、油圧モータ１１用の油圧は支持台
７の下方の油圧源１２（図１参照）から供給される。

【００２４】上述したようなプッシャ駆動系は、ホッパ
長さが大きく貯留容量を大きくしたい場合や長尺の破砕
材料を主体として処理する場合に適用されるが、通常の
廃棄物でホッパ容量が比較的小さくてもよい場合は油圧
シリンダを支持板上に設けプッシャ端に設けたシリンダ
連結用ブラケットにより接続してプッシャを駆動する方
法を採用してもよい。

【００２５】さらに、図１、図２に戻って、上述した破
砕ロータ３の周辺の構成について説明すると、図１に示
すように、破砕ロータ３の下方にはロータの略半周に亘
って多孔板のグレート１３が設けられている。このグレ
ート１３の小孔１４の大きさを適当な大きさとして破砕
された被破砕物の大きさをある程度一定にすることがで
きる。又、上述したグレート１３のさらに下方には小さ
いホッパ１５が排出口として設けられている。

【００２６】図２に示すように、破砕ロータ３は円筒形
のドラム形状であり、両端から突出した軸部３ｂが軸受
を介してフレームに回転自在に支持され、その片側の軸
部に減速機１６の出力軸が連結され、減速機１６の入力
軸に接続したプーリ１７を介して電動機１８の動力を伝
達するように構成している。

【００２７】図７は上記実施形態で被破砕物の強度に合
せてプッシャの速度調整を自動的に行なえるようにした
制御回路の例を示したものである。

【００２８】この制御回路では、プッシャ８を進退動す
るための無端状チェーン１０ａに係合するチェーンホイ
ール１０ｂを回転駆動する油圧モータ１１と油圧源１２
の油圧ポンプ２２とを結び、油圧源１２内には電磁比例
式の流量制御弁２３を組込み、その流量制御弁２３の操
作により油圧モータ１１に供給する油量を調整し、プッ
シャ８の進退動の速度を制御するようにしている。

【００２９】また、破砕ロータ３を回転駆動する電動機
１８に、負荷電流の変化を検出する電流検出器１９を接
続し、その電流検出器１９と上記流量制御弁２３とを、
サーボ機構２０やポンプ吐出量制御アンプ２１を介して
接続している。このサーボ機構２０は、電流検出器１９
で検出された電流値の変化とは反比例する大きさの作動
信号を流量制御弁２３に送るようになっており、流量制
御弁２３には、そのサーボ機構２０からの信号を受けて
制御弁を通過する油量を調整するためのサーボバルブが
組込まれている。

【００３０】上記の構造では、破砕中、電動機１８の電
流値を測定し、その電流値の変化に反比例するようにサ
ーボ機構２０により流量制御弁２３のサーボバルブを制
御し、プッシャ駆動用の油圧モータ１１に供給する油量
を調整する。これにより、破砕ロータ３における破砕の
負荷が増大したとき、油圧モータ１１への供給油量が小
さくなってプッシャ８による被破砕物の送り量を減少さ
せ、逆に破砕ロータ３の負荷が小さくなった場合はプッ
シャ８による破砕位置への被破砕物の送り出し量が増大
して破砕ロータ３による破砕量を増大させることがで
き、自動運転により効率的な破砕作業を続行させること
ができる。

【００３１】なお、上記サーボ機構は簡易的には破砕ロ
ータの負荷状況を段階的に検出し、検出値に反比例した
プッシャ速度とすることも可能である。

【００３２】又、破砕粒度の調整をするために、破砕ロ
ータ３に被破砕物を押し付けるプッシャの押付力を変化
させるように上記油圧系統に遠隔操作式の圧力調整弁２
７を設け、プッシャ押付力制御アンプ２６を介して遠隔
より圧力調整して圧力を高めれば粒度を大きく、圧力を
下げれば粒度を小さくするようにしてもよい。

【００３３】この実施形態の破砕装置は上記のように構
成されており、次にその作用を説明する。

【００３４】被破砕物を処理する場合、被破砕物を支持
台７上に投入する。この時プッシャ８は一般に油圧モー
タ１１側に寄せておき、投入された被破砕物の大きさに
応じて少しずつプッシャを移動させてプッシャ８の位置
をそれぞれの被破砕物の大きさに対応するように調節す
る。この状態から、被破砕物を、プッシャ８で押して破
砕ロータ３の方へ送り込み、プッシャ８で破砕ロータ３
表面に押し付けながら破砕ロータ３と固定刃４間の破砕
位置に送り込む。この破砕位置に送られた被破砕物は、
破砕ローラ３に取付けた各破砕刃３ａと固定刃４間で剪
断作用により部分的に剪断破砕される。この破砕物はさ
らに、固定刃４の下方に設けられたアンビル５と破砕刃
３ａとの間で二次破砕されるので、粒度の整った破砕が
行われる。

【００３５】また、細かく破砕された破砕物は、グレー
ト１３の穴を通過して下方に落下して排出口から排出さ
れるが、グレート１３の穴寸法より大きな破砕物は、再
度破砕され、グレートの穴寸法よりも小さく破砕された
時点で下方に落下する。

【００３６】ここで、破砕装置の処理能力を増大させた
い場合は、破砕ロータ３の各円周溝３ｖに取付ける破砕
刃３ａを複数となるように破砕刃３ａの頂部を連ねて想
定される螺旋ピッチの長さを短くし、破砕ロータの１回
転中に作用する破砕刃の数を増加させるようにする。こ
れにより、破砕ロータの１回転当りの破砕の回数が増
え、破砕できる体積量を増大させることができる。

【００３７】又、上記油圧回路では、破砕中、電動機１
８の電流値を測定し、その電流値の変化に反比例するよ
うにサーボ機構２０により流量制御弁２３のサーボバル
ブを制御し、プッシャ駆動用の油圧モータ１１に供給す
る油量を調整する。これにより、破砕ロータ３における
破砕の負荷が増大したとき、油圧モータ１１への供給油
量が小さくなってプッシャ８による被破砕物の送り量を
減少させ、逆に破砕ロータ３の負荷が小さくなった場合
はプッシャ８による破砕位置への被破砕物の送り出し量
が増大して破砕ロータ３による破砕量を増大させること
ができ、自動運転により効率的な破砕作業を続行させる
ことができる。

【００３８】

【効果】以上詳細に説明したように、この発明の破砕装
置は、破砕ロータの円周溝の所定の位置に着脱自在な破
砕刃と、これと対向する固定刃を破砕室内に設け、前記
円周溝を前記ロータの外周面に、そのロータの軸に直交
する方向に隣接して形成したので、破砕能力を破砕刃の
取り付け個数を増減するだけで可変とすることができ、
また、破砕ロータの後方下部に二次破砕用アンビルを設
けたので、固定刃による一次破砕の後にアンビルで二次
破砕することにより破砕粒度を所望のものに調整でき、
破砕効率が増大するという利点が得られる。

【００３９】また、破砕刃と固定刃の刃部に、通常の工
具鋼で形成された切刃より耐摩耗性に優れる超硬合金材
を埋め込んでいるので、切断刃の寿命の長い、従って、
その交換頻度の少ない、保守性の良い装置となってい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の破砕装置の一部断面を含む側面図

【図２】同上の主要部平面図

【図３】（ａ）に正面図、（ｂ）に側面図を示す破砕刃
及びその固定部の詳細図

【図４】（ａ）に平面図、（ｂ）に（ａ）の矢視Ａ−Ａ
から見た側面図を示す固定刃及びその固定部の詳細図

【図５】プッシャの部分斜視図

【図６】図１の矢視Ｖ−Ｖから見た側面図

【図７】油圧回路のブロック図

【符号の説明】

１ フレーム ２ 破砕室 ３ 破砕ロータ ３ａ 破砕刃 ３ｓ、４ｓ 超硬合金 ３ｂ 軸部 ３ｃ 固定ブロック ３ｖ 円周溝 ４ 固定刃 ５ アンビル ６ ねじボルト ７ 支持台 ８ プッシャ ９ ホッパ １０ 駆動部 １０ａ チェーン １０ｂ チェーンホイール １０ｃ 連結軸 １１ 油圧モータ １２ 油圧源 １３ グレート １４ 小孔 １５ ホッパ １６ 減速機 １７ ベルト １８ モータ １９ 電流検出器 ２０ サーボ機構 ２１ ポンプ吐出量制御アンプ ２２ 可変ポンプ ２３ 制御弁 ２４ アキュムレータ ２５ 制御弁 ２６ プッシャ押付力制御アンプ ２７ 遠隔制御弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に破砕刃を有する回転自在な円筒
   状の破砕ロータと、この破砕ロータと対向して設けら
   れ、破砕を行う固定刃とを破砕室の内部に設け、その破
   砕ロータに向かって被破砕物を押圧供給する押圧・供給
   手段を備え、前記破砕刃は破砕ロータ外周面に設けられ
   た複数の円周溝に着脱自在に取り付けられており、その
   円周溝は前記ロータの外周面に、そのロータの軸に直交
   する方向に隣接して形成されており、前記固定刃は各円
   周溝に対向して破砕刃が挿通可能な溝刃を連続して設け
   たものから形成され、前記破砕刃の刃部と前記固定刃の
   溝刃の刃部の双方またはいずれか一方に超硬合金材が埋
   め込まれ、かつ、破砕ロータの回転方向後方に二次破砕
   用のアンビルを設けて成る破砕装置。