JP3561696B2 - ロールクラッシャとその運転方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート、アスファルト、砕石を所定の塊に解砕するためのロールクラッシャ、及びその運転方法に関する。更に詳しくは、道路、コンクリート構造物等を補修、建て替え等のとき排出されるコンクリート、アスファルト等の廃材のリサイクルのための解砕、又は砕石を所定の塊に破砕するためのロールクラッシャ、及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートや、アスファルトの廃材が建物の建替えや道路補修工事により、産業廃棄物として多く排出されるようになり、それらは従来は埋立処分されていた。しかしながら、埋立処分場も環境破壊等の問題から少なくなり、再利用が望まれている。そこで、近年コンクリート等の廃材を所定の大きさの塊に破砕して解砕し、再利用を図るために回転する回転歯で破砕する解砕機が開発されている（例えば、特開平５−３０９２８２号公報等）。本発明の発明者等も回転する回転歯を備えたロールクラッシャーを提案した（例えば、特開平１１−３１９５９６号、特開２０００−３２５８０８号、特願２０００−１５８３７９号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンクリートの廃材は、大きさや厚みが不規則であり、それらを解砕機に投入しても、適宜な大きさの塊になりにくかったり、また破砕時に、回転するロータの間の隙間に引っ掛って、ロータが回転不能になったりしてしまう。また、破砕歯は投入されるコンクリート片で摩耗し、ロータの外周に設けられた解砕歯の損耗がはげしく、ロータ自体を交換をしなければならなくなり、コストを上昇させる原因となっていた。
【０００４】
これらの解砕歯は、何れも単一機能の解砕歯を円筒状のロータ本体の外周に配置したものであり、原料が目詰まりを起こす原因でもあった。即ち、同一形状、同一機能の解砕歯が並んでいるだけであるので、例えば原料が大きな球に近い場合には解砕歯が原料に食い込むことなく空回りすることもあった。本発明はこれらの問題点に鑑みて発明されたものであり、次の目的を達成するものである。
【０００５】
本発明の目的は、如何なる形状、サイズの原料でも回転不能になり難いロールクラッシャ、及びその運転方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、投入原料を誘導することなく自動的に破砕領域に移動することができるロールクラッシャ、及びその運転方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、異なる破砕機能で原料を破砕することができるロールクラッシャ、及びその運転方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、解砕歯をロータ本体に強固に固定できる固定機構を備えたロールクラッシャ、及びその運転方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、鉄筋等の金属線がロータ本体に絡んでも取り出しやすいロールクラッシャ、及びその運転方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は次の手段を採用する。
本発明１のロールクラッシャは、
互いに平行に配置され、２軸以上の回転駆動されるロータの外周に被破砕物を破砕するための複種類の破砕歯を有したロールクラッシャであって、
半径方向に開けられた穴である解砕歯固定穴を有し、回転駆動される円筒状のロータ本体と、
前記解砕歯固定穴に挿入部が挿入固定され、回転方向に角度を有して連続する２つのくさび面を有し、主に楔効果により被破砕物を破砕するための複数の解砕歯と、
前記ロータ本体の外周に配置され、平面部を有し、主に圧縮効果により被破砕物を破砕するための複数の圧縮歯と、
前記ロータ本体の外周に配置され、切刃を有し、主に切削により被破砕物を破砕するための複数の切削歯と
からなるロールクラッシャであり、
前記解砕歯固定穴（７６）に形成され、前記ロータ本体（５０）の回転方向の前方に形成された面である解砕歯固定穴前面（８２）、及び前記解砕歯固定穴（７６）の底に形成された面である解砕歯固定穴底面（８３）と、
前記解砕歯固定穴前面（８２）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯前面（７９）、及び前記解砕歯固定穴底面（８３）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯底面（８０）と、
前記解砕歯（５５）には、前記ロータ本体（５０）の外周面（５１）をカバーするために、前記外周面（５１）と実質的に同一曲率の曲面で形成され、前記外周面（５１）との間に隙間（Ｓ）が形成されたスカート部（７４）とを備え、
前記挿入部（７７）が前記ロータ本体（５０）にクランプされることを特徴とする。
【０００８】
本発明２のロールクラッシャは、本発明１において、
前記解砕歯前面（７９）と前記解砕歯前面（７９）の背面に形成された解砕歯背面（８１）とが、下部が広がるテーパーを形成すると良い。
【０００９】
本発明３のロールクラッシャの運転方法は、本発明１又は２に記載のロールクラッシャにおいて、
前記第１ロータ（１１）、又は前記第２ロータ（１２）を回転駆動する電動機は、互いに独立してそれぞれ正転、逆転、又は停止させることを特徴とする。
【００１０】
本発明４のロールクラッシャは、
互いに平行に配置され、２軸以上の回転駆動されるロータの外周に被破砕物を破砕するための複種類の破砕歯を有したロールクラッシャであって、
半径方向に開けられた穴である解砕歯固定穴を有し、回転駆動される円筒状のロータ本体と、
前記解砕歯固定穴に挿入部が挿入固定され、回転方向に角度を有して連続する２つのくさび面を有し、主に楔効果により被破砕物を破砕するための複数の解砕歯と、
前記ロータ本体の外周に配置され、前記解砕歯により前記ロータ本体の外周面から径方向に低い複数の破砕歯と、
前記ロータ本体の外周面上に前記被破砕物が搭載されるように前記ロータ本体の上部が開放されている破砕室と
からなるロールクラッシャであり、
前記解砕歯固定穴（７６）に形成され、前記ロータ本体（５０）の回転方向の前方に形成された面である解砕歯固定穴前面（８２）、及び前記解砕歯固定穴（７６）の底に形成された面である解砕歯固定穴底面（８３）と、
前記解砕歯固定穴前面（８２）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯前面（７９）、及び前記解砕歯固定穴底面（８３）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯底面（８０）と、
前記解砕歯（５５）には、前記ロータ本体（５０）の外周面（５１）をカバーするために、前記外周面（５１）と実質的に同一曲率の曲面で形成され、前記外周面（５１）との間に隙間（Ｓ）が形成されたスカート部（７４）とを備え、
前記挿入部（７７）が前記ロータ本体（５０）にクランプされることを特徴とする。
【００１１】
本発明５のロールクラッシャは、本発明４において、
前記解砕歯前面（７９）と前記解砕歯前面（７９）の背面に形成された解砕歯背面（８１）とが、下部が広がるテーパーを形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明６のロールクラッシャは、
互いに平行に配置され、２軸以上の回転駆動されるロータの外周に被破砕物を破砕するための複種類の破砕歯を有したロールクラッシャであって、
半径方向に開けられた穴である解砕歯固定穴を有し、回転駆動される円筒状のロータ本体と、
前記解砕歯固定穴に挿入部が挿入固定され、回転方向に角度を有して連続する２つのくさび面を有し、主に楔効果により被破砕物を破砕するための複数の解砕歯と、
前記解砕歯固定穴と前記解砕歯の挿入部との間に配置されたテーパー状のコッタと、
前記コッタが移動しないように固定するためのコッタ固定金具と
からなるロールクラッシャであり、
前記解砕歯固定穴（７６）に形成され、前記ロータ本体（５０）の回転方向の前方に形成された面である解砕歯固定穴前面（８２）、及び前記解砕歯固定穴（７６）の底に形成された面である解砕歯固定穴底面（８３）と、
前記解砕歯固定穴前面（８２）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯前面（７９）、及び前記解砕歯固定穴底面（８３）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯底面（８０）と、
前記解砕歯（５５）には、前記ロータ本体（５０）の外周面（５１）をカバーするために、前記外周面（５１）と実質的に同一曲率の曲面で形成され、前記外周面（５１）との間に隙間（Ｓ）が形成されたスカート部（７４）とを備え、
を有しており、前記挿入部（７７）が前記ロータ本体（５０）にクランプされることを特徴とする。
【００１３】
本発明７のロールクラッシャは、本発明６において、
前記解砕歯前面（７９）と前記解砕歯前面（７９）の背面に形成された解砕歯背面（８１）とが、下部が広がるテーパーを形成することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１を図面に従って説明する。図１は、本発明の２軸のロータを備えたロールクラッシャの正面図である。図２は図１の平面図であり、図３は図１の左側面図である。ロールクラッシャ１は、中心軸線が互いに平行になるように配置された２体の第１ロータ１１、及び第２ロータ１２を備えたものである。架台２は、平面視で矩形の鋼製の台である。架台２の４隅は、脚部３で支持されている。架台２の上にロールクラッシャ１が固定されて搭載されている。
【００２０】
ロールクラッシャ１は、上下が開放された四角状の矩形の箱状の機枠４を有している。機枠４の下面が架台２の上にボルト、溶接等で固定されている。機枠４の上部外周には、角錐状の投入ホッパ５が配置され固定されている。投入ホッパ５は、投入された破砕原料を中心部にガイドするためのものである。投入ホッパ５の一辺には、長方形の板材である落石防止カバー６の１辺が揺動軸７を中心に揺動自在に設けられている。
【００２１】
落石防止カバー６の他辺の下面には、揺動軸８を介して支持棒９の上端が揺動自在に設けられている。支持棒９の下端は、架台２上に支持固定されている。落石防止カバー６は、原料の落下によってこの下部に配置された各種機器が損傷しないようにするためのカバーである。落石防止カバー６は、揺動軸７を中心に揺動自在であるから、角度α、即ち水平状態になる角度位置まで揺動可能である。この水平位置で、短い支持棒９で支持固定される。
【００２２】
落石防止カバー６を何れかの角度位置で固定するかは、原料の種類、サイズ等で任意に選択する。ロールクラッシャ１には、第１ロータ１１及び第２ロータ１２が配置されている。第１ロータ１１の第１ロータ駆動軸１３と第２ロータ１２の第２ロータ駆動軸１４（図１参照）は、互いに平行になるように配置されている。第１ロータ１１と第２ロータ１２は、実質的には同一構造であるが、破砕歯が互いに違いになるように第２ロータ駆動軸１４の軸線方向の位相が異なるように配置されている。
【００２３】
第１ロータ１１の第１ロータ駆動軸の両端は、軸受を介して機枠４に回転自在に支持されている。第１ロータ駆動軸の一端には、平行に配置された２枚のスプロケットホイール１５がキー固定されている。２枚のスプロケットホイール１５には、２本のチェーン１６がそれぞれ噛み合っている。他方、２本のチェーン１６は、距離をおいて配置された２枚のスプロケットホイール１７とそれぞれ噛み合っている。
【００２４】
２枚のスプロケットホイール１７は、伝動軸１９の一端にキー固定されている。伝動軸１９の中間部は、支持管２０に回転自在に支持されている。支持管２０は、支持台２１に固定されている。支持台２１は、架台２上に固定配置されている。伝動軸１９の他端には、２枚のスプロケットホイール２５がキー固定されている。２枚のスプロケットホイール２５には、２本のチェーン２６がそれぞれ噛み合っている。
【００２５】
他方、２本のチェーン２６は、２枚のスプロケットホイール２７ともそれぞれ噛み合っている。２枚のスプロケットホイール２７は、減速機２９の出力軸２８にキー固定されている。減速機２９は、電動機３０の回転速度を減速するものであり、歯車機構により減速するものである。以上の説明から理解されるように、第１ロータ１１の回転駆動は、電動機３０、減速機２９、この減速機２９の出力軸２８、スプロケットホイール２７、チェーン２６、スプロケットホイール２５，伝動軸１９、スプロケットホイール１７、チェーン１６、スプロケットホイール１５、及び第１ロータ駆動軸１３を介して回転駆動される。
【００２６】
従って、概略すると、電動機３０、減速機２９、この減速機２９の出力軸２８、スプロケットホイール２７、チェーン２６、スプロケットホイール２５，及び伝動軸１９は、第１ロータ駆動手段３１を構成する。スプロケットホイール１７、チェーン１６、及びスプロケットホイール１５は、概略すると第１動力伝動手段１８を構成する。ただし、この分類は、画一的に決定されるべきものではなく、電動機３０から第１ロータ１１を回転駆動するための動力伝達機構によって異なるからである。
【００２７】
同様に、第２ロータ１２を駆動するための回転動力発生手段として第２ロータ駆動手段３５、及びこの回転動力を第２ロータ１２に伝動するための第２動力伝動手段３６が配置されている。第２ロータ駆動手段３５の構造と機能は、第１ロータ駆動手段３１と実質的に同一構造であるからその詳細な説明は省略する。ただ、第２ロータ駆動手段３５は、第１ロータ１１及び第２ロータ１２の長さ方向の中央を中心として、第１ロータ駆動手段３１と対称的に配置されている。
【００２８】
更に、第２動力伝動手段３６を構成するチェーンの長さは、第１動力伝動手段１８を構成するチェーン１６の長さより長い。この理由は、第２ロータ１２の第２ロータ駆動軸１４と伝動軸の間隔が、第１ロータ１１の第１ロータ駆動軸と伝動軸１９との間隔より長いためである。第１ロータ駆動手段３１、及び第２ロータ駆動手段３５は、ロールクラッシャ１を構成する機枠４の一側面側に配置されいるので、この反対側から原料を投入ホッパ５に投入すれば障害にはならない。また、原料が落下しても、第１ロータ駆動手段３１、及び第２ロータ駆動手段３５を構成する機器に落下する確率が低い利点がある。
【００２９】
架台２の下部には、ロールクラッシャ１で破砕された後の被破砕物を排出するためのベルトコンベヤ４１が配置されている。ベルトコンベヤ４１は、固定部材４２により架台２に動かないように固定されている。投入ホッパ５から投入された原料は、第１ロータ１１及び第２ロータ１２により破砕され、架台２の下部の排出口３９から被破砕物として落下する。
【００３０】
この被破砕物は、ベルト４４の上に落下する。ベルト４４は、電動機等の駆動手段により駆動され、支持ローラ４３に支持されて移動している。ベルト４４に落下した被破砕物は、架台２の下部から排出されて次の工程に送られるか、この近傍に山積される。
【００３１】
［第１ロータ１１］
以下、第１ロータ１１の具体的な構造について説明する。図４は、第１ロータ１１の外周に配置した各歯の展開図である。第１ロータ本体５０の外周面５１には、３種類の解砕歯５５、圧縮歯５６、切削歯５７が等角度間隔に突出するように配置されている。図６は、図５のＶ−Ｖ線で切断したときの断面図である。ロールクラッシャ１には、２体の第１ロータ１１及び第２ロータ１２が配置されている。
【００３２】
第１ロータ１１の第１ロータ駆動軸（図１参照）と第２ロータ１２の第２ロータ駆動軸１４は、互いに平行になるように配置されている。第１ロータ１１と第２ロータ１２は、実質的には同一構造であるが、破砕歯が交互になるように第１ロータ駆動軸１３と第２ロータ駆動軸１４の軸線方向の位相が異なる。以下、第１ロータ１１の構造を説明する。第１ロータ駆動軸１３の外周には、キー５４を介して第１ロータ本体５０が連結固定されている。第１ロータ本体５０の外周面５１には、３種類の解砕歯５５、圧縮歯５６、切削歯５７が等角度間隔に突出するように配置されている。
【００３３】
解砕歯５５は、主に大塊の破砕原料を楔効果により噛み込み破砕するための歯である。解砕歯５５は、図５に示すように第１ロータ本体５０の外周に等角度間隔に配置され、本例では４個配置されている。解砕歯５５は、後述する方法で第１ロータ本体５０に固定されている。解砕歯５５は、本例では使用されている３種の歯の中で第１ロータ本体５０の外周面５１から半径方向の外方に最も飛び出している歯である。
【００３４】
圧縮歯５６は、主に原料を圧縮破砕するためのものである。圧縮歯５６は、破砕機能も備えているが原料の噛み込みを支援するためのものである。圧縮歯５６は、摩耗が進行していない段階で解砕歯５５の外径より半径方向で高さｈだけ低く設定されている。従って、小塊の原料がこの部分に入り込み破砕される。切削歯５７は、更にこの圧縮歯５６より低くなるように設定されている。即ち、第１ロータ駆動軸の軸線方向でいうと二つの解砕歯５５の間に配置され、解砕歯５５の原料の噛み込みを支援する機能も備えている。
【００３５】
圧縮歯５６は、鍔部５８が一体に形成されている。鍔部５８は、外周面５１をカバーしているので、第１ロータ本体５０に原料が接触して生じる摩耗から防ぐことができる。圧縮歯５６の第１ロータ本体５０への固定は、鍔部５８を外周面５１に溶接することにより行う。圧縮歯５６は、概略正方体を成しており主に原料を圧縮する平面部５９と角部６０とを有し、角部６０は約４５度に面取りされている。圧縮歯５６は、図６に示すように第１ロータ本体５０の外周に等角度間隔で、解砕歯５５の間で、かつ本例では４個配置されている。切削歯５７は、原料を少しずつ削るためのものである。
【００３６】
切削歯５７の外周には、鋸歯状の凹凸６１が形成されている（図７（ａ）参照）。ロールクラッシャ１に投入された原料の形状によっては解砕歯５５にも圧縮歯５６にも接触せず、破砕されずに破砕室６５に留まることがある（図７（ａ）参照）。このような原料のときに、切削歯５７の凹凸６１によって原料を少しづつ削り、その原料を最終的に解砕歯５５、若しくは圧縮歯５６に接触させ破砕する。
【００３７】
切削歯５７の第１ロータ本体５０への固定は、外周面５１に溶接により固定されている。本例では、切削歯５７は外周面５１に隙間が生じないように等角度間隔に８個配置されているので、第１ロータ本体５０の外周面５１に原料が接触することがないので、摩耗を防ぐことができる（図８参照）。３種類の解砕歯５５、圧縮歯５６、及び切削歯５７の外周面５１からの高さは、それぞれ解砕歯５５をｈ１、圧縮歯５６をｈ２、及び切削歯５７をｈ３とすれば、ｈ１＞ｈ２＞ｈ３の関係にある。
【００３８】
３種類の解砕歯５５、圧縮歯５６、及び切削歯５７は、高さが大きい順の確率で破砕室６５に投入された原料と接触し、原料を破砕する確率は高くなる。第２ロータ１２の各破砕歯の配置は同一であるが、第１ロータ１１と対向する軸線方向位置の配置が互いに対向しないように形成されている。即ち、第１ロータ１１の解砕歯５５と圧縮歯５６が配置されている位置には、第２ロータ１２の切削歯５７が向き合う位置に配置されている。
【００３９】
第１ロータ１１の切削歯５７が配置されている位置には、第２ロータ１２の解砕歯５５と圧縮歯５６が向き合う位置に配置されている。従って、第１ロータ１１と第２ロータ１２の間の空間である破砕空間６６は、平面視でジグザク状に形成されている（図２参照）。なお、第１ロータ駆動軸１３と第２ロータ１２の第２ロータ駆動軸１４との間隔は、間隔調整機構（図示せず）により調節することができる。
【００４０】
破砕室６５の上部外周には、前述した投入ホッパ５が配置されているが、しばしばこの投入ホッパ５に原料が滞留することがある。しかしながら、本実施の形態のものは、この投入ホッパ５から破砕空間６６に原料を積極的に誘導する必要はない。言い換えると、破砕室６５の上部には原料を破砕空間６６に、積極的に送るための攪拌翼のような手段は配置されていないし、後述する理由から配置する必要がない。
【００４１】
第１ロータ１１と第２ロータ１２の両側には、解砕歯５５の高さｈ１と切削歯５７の歯の高さｈ３に対応して隙間を均一にするように、凹凸状の形をした固定歯６７，６８が配置されている。固定歯６７は、原料が詰まり過負荷が発生したときに第１ロータ１１を逆転させて、第１ロータ１１と固定歯６７との間で原料を破砕するためのものである。同様に、固定歯６８は、原料が詰まり過負荷が発生したときに第２ロータ１２を逆転させて、第２ロータ１２と固定歯６８との間で原料を破砕するためのものである。
【００４２】
［解砕歯５５とその固定機構］
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、解砕歯５５の形状を示す図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図、図６（ｃ）は左側面図である。解砕歯５５を第１ロータ本体５０に取り付け固定したとき、第１ロータ本体５０の外周面５１から露出する露出部７３は異形の形を成している。解砕歯５５のくさび面７０は鈍角である楔角γを成している（図６（ｃ））。
【００４３】
楔角γは、楔効果により原料に食い込み破砕するために形成されたものであり、解砕歯５５を第１ロータ本体５０に取り付け固定したとき、くさび面７０の頂部７１は半径方向と切れ刃角βがマイナスの角度を成す（図５参照）。この切れ刃角βがマイナスの角度を成すので、原料への食い込みが適度に抑制されるので、過度な負荷がかからない効果がある。
【００４４】
解砕歯５５が楔角γで原料に食い込み破砕する作用は、折曲げによる切断、圧縮による破砕も同時に行っているが、主に次のような破砕の作用をしていると推定される。薪を斧で割るときは、斧を薪に押し付けて斧の刃の楔作用で薪を割る。しかしながら、紙をナイフで切るときは、押し付けただけでは紙は切れにくい。このため紙を平面においてナイフを傾けて引いて切ることを行う。この切断作用は、ナイフを引くことにより刃の実際の刃の角度より鋭角に作用するので紙は簡単に楔作用で切れる。回転している解砕歯５５は、これと同様の原理で見かけの楔角γより鋭角として破砕作用するので、原料に食い込みが促進され薪と同様に割れが成長して破砕に至る。
【００４５】
くさび面７０は、主に正転（ここでは破砕方向を意味する。）しているときに原料に接触し、主に楔効果（原料への食い込み）により破砕、粉砕するものである。くさび面７０の裏面は、このくさび面７０と概略４５度の角度を成す面取り部７２が形成されている。露出部７３の下部両側と前部には、一体に突出したスカート部７４が形成されている。スカート部７４の裏面は円筒面７５であり、円筒面７５は第１ロータ本体５０の外周面５１に僅かな隙間Ｓが形成され（図５参照）、かつ外周面５１と実質的に同一曲率の曲面で形成されている。
【００４６】
露出部７３の下部には、概長方体状の挿入部７７が一体に形成されている。挿入部７７の両側面には、軽量化のために除肉された凹部７８が形成されている。解砕歯５５は、鋳造された製品であるから形状精度が悪く、表面は粗い。このために挿入部７７の前方の前面７９、これと鋭角で交差する底面８０、及びこの底面８０と鋭角で交差する背面８１は、切削されて平面加工されている。前面７９及び背面８１は、下部が広がるテーパーに形成されている。
【００４７】
解砕歯５５の挿入部７７は、第１ロータ本体５０に形成された解砕歯固定穴７６に挿入されて固定されている。解砕歯固定穴７６は、前面８２、この前面８２と鋭角で交差する底面８３、この底面８３と略直角で交差する後面８５とからなる。解砕歯固定穴７６は、前面８２、底面８３、及び後面８５は、機械加工により表面が平らになるように加工されている。
【００４８】
解砕歯固定穴７６に解砕歯５５の挿入部７７を挿入すると、解砕歯固定穴７６の前面８２、及び底面８３と、解砕歯５５の前面７９、及び底面８０は、角度が一致しているので、密着する関係にある。このとき、円筒面７５は第１ロータ本体５０の外周面５１に僅かな隙間Ｓが形成される。解砕歯５５の背面８１と、解砕歯固定穴７６との間の隙間には、楔状のコッタ８４が両者に密着するように配置されている。
【００４９】
コッタ８４は、テーパーに形成されているので、これを解砕歯５５の背面８１と、解砕歯固定穴７６の後面８５との間の隙間に圧入すると、解砕歯固定穴７６の前面８２、及び底面８３と、解砕歯５５の前面７９、及び底面８０は互いに密着し、挿入部７７は第１ロータ本体５０にクランプされる。
【００５０】
コッタ８４は、これを囲むように第１ロータ本体５０の外周面５１に配置されたＵ字状のコッタ固定金具９０に溶接で固定されている更に、コッタ固定金具９０は、第１ロータ本体５０の外周面５１に溶接により固定されている。コッタ８４の上面には、ネジ穴（図示せず）が形成されている。ネジ穴は、コッタ８４を解砕歯固定穴７６から抜き取るために治具をねじ込み、コッタ８４を引き抜くためのものである。ネジ穴は、通常は使用しないのでゴミが入らないようにネジがねじ込んである。
【００５１】
［作 動］
前述したロールクラッシャは、概略すると次のような作用で原料Ｍを破砕する。図７は、本発明のロールクラッシャによる原料Ｍの破砕を説明する断面図である。投入ホッパ５内に原料Ｍが投入されると、破砕室６５の上部には原料Ｍを案内するものがないので、原料Ｍはランダムに破砕室６５に投入される。このとき、解砕歯５５の間は空間があるので小粒径原料（図示せず）はこの空間に挟まれ、第１ロータ１１及び第２ロータ１２の外周面に搭載される（図７参照）。搭載された小粒径原料は破砕空間６６側に両ロータの回転により送られる。
【００５２】
第１ロータ１１及び第２ロータ１２が互いに逆方向に回転し、小粒径原料は圧縮歯５６で相手側のロータの圧縮歯５６，又は切削歯５７に押し付けて、圧縮破砕を起こす。互いの切削歯５７は、小粒径原料が破砕空間６６（図２参照）に詰まり留まっているいるとき、これを切削して隙間を作り小粒径原料を落下させて詰まりを解除する。
【００５３】
大きな異形の原料Ｍは、解砕歯５５が最も直径が大きいのでこのくさび面７０に接して、破砕空間６６側に移送される。第１ロータ１１及び第２ロータ１２の両方の解砕歯５５が同様の作用で破砕室６５から破砕空間６６側に移動させる、即ち第１ロータ１１及び第２ロータ１２の中間部にホッパー等で案内することなく寄せることができる。
【００５４】
従って、大きな異形の原料Ｍでも図７（ａ）に図示したように、即ち第１ロータ１１及び第２ロータ１２の解砕歯５５に挟まれるような姿勢となり、これらの解砕歯５５により破砕室６５から破砕空間６６に移動し破砕、又は楔効果により切断される。破砕抵抗が大きくなり第１ロータ１１及び第２ロータ１２を駆動する原動機の負荷限度を超えるとき、原動機を逆転させて第１ロータ１１及び第２ロータ１２を逆転させて負荷から解放する機能を備えている。
【００５５】
［鉄筋除去方法］
第１ロータ１１、又は第２ロータ１２を回転駆動する電動機３０は、互いに独立してそれぞれ正転、逆転、停止させる機能を備えている。従って、第１ロータ１１、又は第２ロータ１２を互いに同一方向に回転させる、一方を停止させて他方を正転、又逆転させる等のあらゆる組み合わせができる。この機能は、例えば原料Ｍ内の鉄筋Ｉ等の金属線が第１ロータ１１、又は第２ロータ１２の外周に巻き付いて絡んだとき等もこれを容易に外すことができる（図７参照）。
【００５６】
このための電動機３０の制御は、３相誘導電動機、直流サーボモータ等では周知の技術であるから、この制御回路については、詳記しない。
【００５７】
［鉄筋除去方法］
第１ロータ１１、又は第２ロータ１２の一方の電動機３０のみを正転、逆転、停止させる機能を備えている。従って、互いに同一方向に回転させる機能、一方を停止させて、他方を正転、又逆転させることもできる。従って、原料Ｍ内の鉄筋Ｉ等の金属線が第１ロータ１１、又は第２ロータ１２に絡んだとき等もこれを容易に外すことができる。
【００５８】
（その他の実施の形態）
前記実施の形態のロールクラッシャは、第１ロータ１１及び第２ロータ１２の２軸タイプであったが、単軸のみ、固定歯と単軸による破砕、単軸と反撥板、３軸、４軸等のタイプにも適用できることはいうまでもない。前述した実施の形態では、第１ロータ本体５０の外周面５１に３種類の解砕歯５５、圧縮歯５６、及び切削歯５７が配置されていた。しかしながら、解砕歯５５と圧縮歯５６、解砕歯５５と切削歯５７のみを配置しても良い。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明のロールクラッシャ、及びその運転方法は、如何なる形状の原料でも破砕が可能である。また、複種類の破砕歯の中で、主として解砕を行う解砕歯をロータ本体へのクランプを強固にできたので、クランプの緩みが少なくトラブルが少ない。
また、各ロータの正転、逆転、停止を単独に制御できるので、金属線等がロータ本体に絡んでも容易にこれを取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の２軸のロータを備えたロールクラッシャの正面図である。
【図２】図２は、図１の平面図である。
【図３】図３は、図１の左側面図である。
【図４】図４は、第１ロータの外周に配置した各歯の展開図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ線で切断したときの断面図である。
【図６】図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、解砕歯の形状を示す図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図、図６（ｃ）は左側面図である。
【図７】図７は、ロールクラッシによる原料の破砕プロセスの例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ロールクラッシャ
２…架台
５…投入ホッパ
６…落石防止カバー６
１１…第１ロータ
１２…第２ロータ
１３…第１ロータ駆動軸
１４…第２ロータ駆動軸
１８…第１動力伝動手段
２９…減速機
３０…電動機
３１…第１ロータ駆動手段
３５…第２ロータ駆動手段
３６…第２動力伝動手段
５０…第１ロータ本体
５５…解砕歯
５６…圧縮歯
５７…切削歯
７０…くさび面
７４…スカート部
７６…解砕歯固定穴
７７…挿入部
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート、アスファルト、砕石を所定の塊に解砕するためのロールクラッシャ、及びその運転方法に関する。更に詳しくは、道路、コンクリート構造物等を補修、建て替え等のとき排出されるコンクリート、アスファルト等の廃材のリサイクルのための解砕、又は砕石を所定の塊に破砕するためのロールクラッシャ、及びその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートや、アスファルトの廃材が建物の建替えや道路補修工事により、産業廃棄物として多く排出されるようになり、それらは従来は埋立処分されていた。しかしながら、埋立処分場も環境破壊等の問題から少なくなり、再利用が望まれている。そこで、近年コンクリート等の廃材を所定の大きさの塊に破砕して解砕し、再利用を図るために回転する回転歯で破砕する解砕機が開発されている（例えば、特開平５−３０９２８２号公報等）。本発明の発明者等も回転する回転歯を備えたロールクラッシャーを提案した（例えば、特開平１１−３１９５９６号、特開２０００−３２５８０８号、特願２０００−１５８３７９号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンクリートの廃材は、大きさや厚みが不規則であり、それらを解砕機に投入しても、適宜な大きさの塊になりにくかったり、また破砕時に、回転するロータの間の隙間に引っ掛って、ロータが回転不能になったりしてしまう。また、破砕歯は投入されるコンクリート片で摩耗し、ロータの外周に設けられた解砕歯の損耗がはげしく、ロータ自体を交換をしなければならなくなり、コストを上昇させる原因となっていた。
【０００４】
これらの解砕歯は、何れも単一機能の解砕歯を円筒状のロータ本体の外周に配置したものであり、原料が目詰まりを起こす原因でもあった。即ち、同一形状、同一機能の解砕歯が並んでいるだけであるので、例えば原料が大きな球に近い場合には解砕歯が原料に食い込むことなく空回りすることもあった。本発明はこれらの問題点に鑑みて発明されたものであり、次の目的を達成するものである。
【０００５】
本発明の目的は、如何なる形状、サイズの原料でも回転不能になり難いロールクラッシャ、及びその運転方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、投入原料を誘導することなく自動的に破砕領域に移動することができるロールクラッシャ、及びその運転方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、異なる破砕機能で原料を破砕することができるロールクラッシャ、及びその運転方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、解砕歯をロータ本体に強固に固定できる固定機構を備えたロールクラッシャ、及びその運転方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、鉄筋等の金属線がロータ本体に絡んでも取り出しやすいロールクラッシャ、及びその運転方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は次の手段を採用する。
本発明１のロールクラッシャは、
互いに平行に配置され、２軸以上の回転駆動されるロータの外周に被破砕物を破砕するための複種類の破砕歯を有したロールクラッシャであって、
半径方向に開けられた穴である解砕歯固定穴を有し、回転駆動される円筒状のロータ本体と、
前記解砕歯固定穴に挿入部が挿入固定され、回転方向に角度を有して連続する２つのくさび面を有し、主に楔効果により被破砕物を破砕するための複数の解砕歯と、
前記ロータ本体の外周に配置され、平面部を有し、主に圧縮効果により被破砕物を破砕するための複数の圧縮歯と、
前記ロータ本体の外周に配置され、切刃を有し、主に切削により被破砕物を破砕するための複数の切削歯と
からなるロールクラッシャであり、
前記解砕歯固定穴（７６）に形成され、前記ロータ本体（５０）の回転方向の前方に形成された面である解砕歯固定穴前面（８２）、及び前記解砕歯固定穴（７６）の底に形成された面である解砕歯固定穴底面（８３）と、
前記解砕歯固定穴前面（８２）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯前面（７９）、及び前記解砕歯固定穴底面（８３）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯底面（８０）と、
前記解砕歯（５５）には、前記ロータ本体（５０）の外周面（５１）をカバーするために、前記外周面（５１）と実質的に同一曲率の曲面で形成され、前記外周面（５１）との間に隙間（Ｓ）が形成されたスカート部（７４）とを備え、
前記挿入部（７７）が前記ロータ本体（５０）にクランプされることを特徴とする。
【０００８】
本発明２のロールクラッシャは、本発明１において、
前記解砕歯前面（７９）と前記解砕歯前面（７９）の背面に形成された解砕歯背面（８１）とが、下部が広がるテーパーを形成すると良い。
【０００９】
本発明３のロールクラッシャの運転方法は、本発明１又は２に記載のロールクラッシャにおいて、
前記第１ロータ（１１）、又は前記第２ロータ（１２）を回転駆動する電動機は、互いに独立してそれぞれ正転、逆転、又は停止させることを特徴とする。
【００１０】
本発明４のロールクラッシャは、
互いに平行に配置され、２軸以上の回転駆動されるロータの外周に被破砕物を破砕するための複種類の破砕歯を有したロールクラッシャであって、
半径方向に開けられた穴である解砕歯固定穴を有し、回転駆動される円筒状のロータ本体と、
前記解砕歯固定穴に挿入部が挿入固定され、回転方向に角度を有して連続する２つのくさび面を有し、主に楔効果により被破砕物を破砕するための複数の解砕歯と、
前記ロータ本体の外周に配置され、前記解砕歯により前記ロータ本体の外周面から径方向に低い複数の破砕歯と、
前記ロータ本体の外周面上に前記被破砕物が搭載されるように前記ロータ本体の上部が開放されている破砕室と
からなるロールクラッシャであり、
前記解砕歯固定穴（７６）に形成され、前記ロータ本体（５０）の回転方向の前方に形成された面である解砕歯固定穴前面（８２）、及び前記解砕歯固定穴（７６）の底に形成された面である解砕歯固定穴底面（８３）と、
前記解砕歯固定穴前面（８２）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯前面（７９）、及び前記解砕歯固定穴底面（８３）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯底面（８０）と、
前記解砕歯（５５）には、前記ロータ本体（５０）の外周面（５１）をカバーするために、前記外周面（５１）と実質的に同一曲率の曲面で形成され、前記外周面（５１）との間に隙間（Ｓ）が形成されたスカート部（７４）とを備え、
前記挿入部（７７）が前記ロータ本体（５０）にクランプされることを特徴とする。
【００１１】
本発明５のロールクラッシャは、本発明４において、
前記解砕歯前面（７９）と前記解砕歯前面（７９）の背面に形成された解砕歯背面（８１）とが、下部が広がるテーパーを形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明６のロールクラッシャは、
互いに平行に配置され、２軸以上の回転駆動されるロータの外周に被破砕物を破砕するための複種類の破砕歯を有したロールクラッシャであって、
半径方向に開けられた穴である解砕歯固定穴を有し、回転駆動される円筒状のロータ本体と、
前記解砕歯固定穴に挿入部が挿入固定され、回転方向に角度を有して連続する２つのくさび面を有し、主に楔効果により被破砕物を破砕するための複数の解砕歯と、
前記解砕歯固定穴と前記解砕歯の挿入部との間に配置されたテーパー状のコッタと、
前記コッタが移動しないように固定するためのコッタ固定金具と
からなるロールクラッシャであり、
前記解砕歯固定穴（７６）に形成され、前記ロータ本体（５０）の回転方向の前方に形成された面である解砕歯固定穴前面（８２）、及び前記解砕歯固定穴（７６）の底に形成された面である解砕歯固定穴底面（８３）と、
前記解砕歯固定穴前面（８２）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯前面（７９）、及び前記解砕歯固定穴底面（８３）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯底面（８０）と、
前記解砕歯（５５）には、前記ロータ本体（５０）の外周面（５１）をカバーするために、前記外周面（５１）と実質的に同一曲率の曲面で形成され、前記外周面（５１）との間に隙間（Ｓ）が形成されたスカート部（７４）とを備え、
を有しており、前記挿入部（７７）が前記ロータ本体（５０）にクランプされることを特徴とする。
【００１３】
本発明７のロールクラッシャは、本発明６において、
前記解砕歯前面（７９）と前記解砕歯前面（７９）の背面に形成された解砕歯背面（８１）とが、下部が広がるテーパーを形成することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１を図面に従って説明する。図１は、本発明の２軸のロータを備えたロールクラッシャの正面図である。図２は図１の平面図であり、図３は図１の左側面図である。ロールクラッシャ１は、中心軸線が互いに平行になるように配置された２体の第１ロータ１１、及び第２ロータ１２を備えたものである。架台２は、平面視で矩形の鋼製の台である。架台２の４隅は、脚部３で支持されている。架台２の上にロールクラッシャ１が固定されて搭載されている。
【００２０】
ロールクラッシャ１は、上下が開放された四角状の矩形の箱状の機枠４を有している。機枠４の下面が架台２の上にボルト、溶接等で固定されている。機枠４の上部外周には、角錐状の投入ホッパ５が配置され固定されている。投入ホッパ５は、投入された破砕原料を中心部にガイドするためのものである。投入ホッパ５の一辺には、長方形の板材である落石防止カバー６の１辺が揺動軸７を中心に揺動自在に設けられている。
【００２１】
落石防止カバー６の他辺の下面には、揺動軸８を介して支持棒９の上端が揺動自在に設けられている。支持棒９の下端は、架台２上に支持固定されている。落石防止カバー６は、原料の落下によってこの下部に配置された各種機器が損傷しないようにするためのカバーである。落石防止カバー６は、揺動軸７を中心に揺動自在であるから、角度α、即ち水平状態になる角度位置まで揺動可能である。この水平位置で、短い支持棒９で支持固定される。
【００２２】
落石防止カバー６を何れかの角度位置で固定するかは、原料の種類、サイズ等で任意に選択する。ロールクラッシャ１には、第１ロータ１１及び第２ロータ１２が配置されている。第１ロータ１１の第１ロータ駆動軸１３と第２ロータ１２の第２ロータ駆動軸１４（図１参照）は、互いに平行になるように配置されている。第１ロータ１１と第２ロータ１２は、実質的には同一構造であるが、破砕歯が互いに違いになるように第２ロータ駆動軸１４の軸線方向の位相が異なるように配置されている。
【００２３】
第１ロータ１１の第１ロータ駆動軸の両端は、軸受を介して機枠４に回転自在に支持されている。第１ロータ駆動軸の一端には、平行に配置された２枚のスプロケットホイール１５がキー固定されている。２枚のスプロケットホイール１５には、２本のチェーン１６がそれぞれ噛み合っている。他方、２本のチェーン１６は、距離をおいて配置された２枚のスプロケットホイール１７とそれぞれ噛み合っている。
【００２４】
２枚のスプロケットホイール１７は、伝動軸１９の一端にキー固定されている。伝動軸１９の中間部は、支持管２０に回転自在に支持されている。支持管２０は、支持台２１に固定されている。支持台２１は、架台２上に固定配置されている。伝動軸１９の他端には、２枚のスプロケットホイール２５がキー固定されている。２枚のスプロケットホイール２５には、２本のチェーン２６がそれぞれ噛み合っている。
【００２５】
他方、２本のチェーン２６は、２枚のスプロケットホイール２７ともそれぞれ噛み合っている。２枚のスプロケットホイール２７は、減速機２９の出力軸２８にキー固定されている。減速機２９は、電動機３０の回転速度を減速するものであり、歯車機構により減速するものである。以上の説明から理解されるように、第１ロータ１１の回転駆動は、電動機３０、減速機２９、この減速機２９の出力軸２８、スプロケットホイール２７、チェーン２６、スプロケットホイール２５，伝動軸１９、スプロケットホイール１７、チェーン１６、スプロケットホイール１５、及び第１ロータ駆動軸１３を介して回転駆動される。
【００２６】
従って、概略すると、電動機３０、減速機２９、この減速機２９の出力軸２８、スプロケットホイール２７、チェーン２６、スプロケットホイール２５，及び伝動軸１９は、第１ロータ駆動手段３１を構成する。スプロケットホイール１７、チェーン１６、及びスプロケットホイール１５は、概略すると第１動力伝動手段１８を構成する。ただし、この分類は、画一的に決定されるべきものではなく、電動機３０から第１ロータ１１を回転駆動するための動力伝達機構によって異なるからである。
【００２７】
同様に、第２ロータ１２を駆動するための回転動力発生手段として第２ロータ駆動手段３５、及びこの回転動力を第２ロータ１２に伝動するための第２動力伝動手段３６が配置されている。第２ロータ駆動手段３５の構造と機能は、第１ロータ駆動手段３１と実質的に同一構造であるからその詳細な説明は省略する。ただ、第２ロータ駆動手段３５は、第１ロータ１１及び第２ロータ１２の長さ方向の中央を中心として、第１ロータ駆動手段３１と対称的に配置されている。
【００２８】
更に、第２動力伝動手段３６を構成するチェーンの長さは、第１動力伝動手段１８を構成するチェーン１６の長さより長い。この理由は、第２ロータ１２の第２ロータ駆動軸１４と伝動軸の間隔が、第１ロータ１１の第１ロータ駆動軸と伝動軸１９との間隔より長いためである。第１ロータ駆動手段３１、及び第２ロータ駆動手段３５は、ロールクラッシャ１を構成する機枠４の一側面側に配置されいるので、この反対側から原料を投入ホッパ５に投入すれば障害にはならない。また、原料が落下しても、第１ロータ駆動手段３１、及び第２ロータ駆動手段３５を構成する機器に落下する確率が低い利点がある。
【００２９】
架台２の下部には、ロールクラッシャ１で破砕された後の被破砕物を排出するためのベルトコンベヤ４１が配置されている。ベルトコンベヤ４１は、固定部材４２により架台２に動かないように固定されている。投入ホッパ５から投入された原料は、第１ロータ１１及び第２ロータ１２により破砕され、架台２の下部の排出口３９から被破砕物として落下する。
【００３０】
この被破砕物は、ベルト４４の上に落下する。ベルト４４は、電動機等の駆動手段により駆動され、支持ローラ４３に支持されて移動している。ベルト４４に落下した被破砕物は、架台２の下部から排出されて次の工程に送られるか、この近傍に山積される。
【００３１】
［第１ロータ１１］
以下、第１ロータ１１の具体的な構造について説明する。図４は、第１ロータ１１の外周に配置した各歯の展開図である。第１ロータ本体５０の外周面５１には、３種類の解砕歯５５、圧縮歯５６、切削歯５７が等角度間隔に突出するように配置されている。図６は、図５のＶ−Ｖ線で切断したときの断面図である。ロールクラッシャ１には、２体の第１ロータ１１及び第２ロータ１２が配置されている。
【００３２】
第１ロータ１１の第１ロータ駆動軸（図１参照）と第２ロータ１２の第２ロータ駆動軸１４は、互いに平行になるように配置されている。第１ロータ１１と第２ロータ１２は、実質的には同一構造であるが、破砕歯が交互になるように第１ロータ駆動軸１３と第２ロータ駆動軸１４の軸線方向の位相が異なる。以下、第１ロータ１１の構造を説明する。第１ロータ駆動軸１３の外周には、キー５４を介して第１ロータ本体５０が連結固定されている。第１ロータ本体５０の外周面５１には、３種類の解砕歯５５、圧縮歯５６、切削歯５７が等角度間隔に突出するように配置されている。
【００３３】
解砕歯５５は、主に大塊の破砕原料を楔効果により噛み込み破砕するための歯である。解砕歯５５は、図５に示すように第１ロータ本体５０の外周に等角度間隔に配置され、本例では４個配置されている。解砕歯５５は、後述する方法で第１ロータ本体５０に固定されている。解砕歯５５は、本例では使用されている３種の歯の中で第１ロータ本体５０の外周面５１から半径方向の外方に最も飛び出している歯である。
【００３４】
圧縮歯５６は、主に原料を圧縮破砕するためのものである。圧縮歯５６は、破砕機能も備えているが原料の噛み込みを支援するためのものである。圧縮歯５６は、摩耗が進行していない段階で解砕歯５５の外径より半径方向で高さｈだけ低く設定されている。従って、小塊の原料がこの部分に入り込み破砕される。切削歯５７は、更にこの圧縮歯５６より低くなるように設定されている。即ち、第１ロータ駆動軸の軸線方向でいうと二つの解砕歯５５の間に配置され、解砕歯５５の原料の噛み込みを支援する機能も備えている。
【００３５】
圧縮歯５６は、鍔部５８が一体に形成されている。鍔部５８は、外周面５１をカバーしているので、第１ロータ本体５０に原料が接触して生じる摩耗から防ぐことができる。圧縮歯５６の第１ロータ本体５０への固定は、鍔部５８を外周面５１に溶接することにより行う。圧縮歯５６は、概略正方体を成しており主に原料を圧縮する平面部５９と角部６０とを有し、角部６０は約４５度に面取りされている。圧縮歯５６は、図６に示すように第１ロータ本体５０の外周に等角度間隔で、解砕歯５５の間で、かつ本例では４個配置されている。切削歯５７は、原料を少しずつ削るためのものである。
【００３６】
切削歯５７の外周には、鋸歯状の凹凸６１が形成されている（図７（ａ）参照）。ロールクラッシャ１に投入された原料の形状によっては解砕歯５５にも圧縮歯５６にも接触せず、破砕されずに破砕室６５に留まることがある（図７（ａ）参照）。このような原料のときに、切削歯５７の凹凸６１によって原料を少しづつ削り、その原料を最終的に解砕歯５５、若しくは圧縮歯５６に接触させ破砕する。
【００３７】
切削歯５７の第１ロータ本体５０への固定は、外周面５１に溶接により固定されている。本例では、切削歯５７は外周面５１に隙間が生じないように等角度間隔に８個配置されているので、第１ロータ本体５０の外周面５１に原料が接触することがないので、摩耗を防ぐことができる（図８参照）。３種類の解砕歯５５、圧縮歯５６、及び切削歯５７の外周面５１からの高さは、それぞれ解砕歯５５をｈ１、圧縮歯５６をｈ２、及び切削歯５７をｈ３とすれば、ｈ１＞ｈ２＞ｈ３の関係にある。
【００３８】
３種類の解砕歯５５、圧縮歯５６、及び切削歯５７は、高さが大きい順の確率で破砕室６５に投入された原料と接触し、原料を破砕する確率は高くなる。第２ロータ１２の各破砕歯の配置は同一であるが、第１ロータ１１と対向する軸線方向位置の配置が互いに対向しないように形成されている。即ち、第１ロータ１１の解砕歯５５と圧縮歯５６が配置されている位置には、第２ロータ１２の切削歯５７が向き合う位置に配置されている。
【００３９】
第１ロータ１１の切削歯５７が配置されている位置には、第２ロータ１２の解砕歯５５と圧縮歯５６が向き合う位置に配置されている。従って、第１ロータ１１と第２ロータ１２の間の空間である破砕空間６６は、平面視でジグザク状に形成されている（図２参照）。なお、第１ロータ駆動軸１３と第２ロータ１２の第２ロータ駆動軸１４との間隔は、間隔調整機構（図示せず）により調節することができる。
【００４０】
破砕室６５の上部外周には、前述した投入ホッパ５が配置されているが、しばしばこの投入ホッパ５に原料が滞留することがある。しかしながら、本実施の形態のものは、この投入ホッパ５から破砕空間６６に原料を積極的に誘導する必要はない。言い換えると、破砕室６５の上部には原料を破砕空間６６に、積極的に送るための攪拌翼のような手段は配置されていないし、後述する理由から配置する必要がない。
【００４１】
第１ロータ１１と第２ロータ１２の両側には、解砕歯５５の高さｈ１と切削歯５７の歯の高さｈ３に対応して隙間を均一にするように、凹凸状の形をした固定歯６７，６８が配置されている。固定歯６７は、原料が詰まり過負荷が発生したときに第１ロータ１１を逆転させて、第１ロータ１１と固定歯６７との間で原料を破砕するためのものである。同様に、固定歯６８は、原料が詰まり過負荷が発生したときに第２ロータ１２を逆転させて、第２ロータ１２と固定歯６８との間で原料を破砕するためのものである。
【００４２】
［解砕歯５５とその固定機構］
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、解砕歯５５の形状を示す図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図、図６（ｃ）は左側面図である。解砕歯５５を第１ロータ本体５０に取り付け固定したとき、第１ロータ本体５０の外周面５１から露出する露出部７３は異形の形を成している。解砕歯５５のくさび面７０は鈍角である楔角γを成している（図６（ｃ））。
【００４３】
楔角γは、楔効果により原料に食い込み破砕するために形成されたものであり、解砕歯５５を第１ロータ本体５０に取り付け固定したとき、くさび面７０の頂部７１は半径方向と切れ刃角βがマイナスの角度を成す（図５参照）。この切れ刃角βがマイナスの角度を成すので、原料への食い込みが適度に抑制されるので、過度な負荷がかからない効果がある。
【００４４】
解砕歯５５が楔角γで原料に食い込み破砕する作用は、折曲げによる切断、圧縮による破砕も同時に行っているが、主に次のような破砕の作用をしていると推定される。薪を斧で割るときは、斧を薪に押し付けて斧の刃の楔作用で薪を割る。しかしながら、紙をナイフで切るときは、押し付けただけでは紙は切れにくい。このため紙を平面においてナイフを傾けて引いて切ることを行う。この切断作用は、ナイフを引くことにより刃の実際の刃の角度より鋭角に作用するので紙は簡単に楔作用で切れる。回転している解砕歯５５は、これと同様の原理で見かけの楔角γより鋭角として破砕作用するので、原料に食い込みが促進され薪と同様に割れが成長して破砕に至る。
【００４５】
くさび面７０は、主に正転（ここでは破砕方向を意味する。）しているときに原料に接触し、主に楔効果（原料への食い込み）により破砕、粉砕するものである。くさび面７０の裏面は、このくさび面７０と概略４５度の角度を成す面取り部７２が形成されている。露出部７３の下部両側と前部には、一体に突出したスカート部７４が形成されている。スカート部７４の裏面は円筒面７５であり、円筒面７５は第１ロータ本体５０の外周面５１に僅かな隙間Ｓが形成され（図５参照）、かつ外周面５１と実質的に同一曲率の曲面で形成されている。
【００４６】
露出部７３の下部には、概長方体状の挿入部７７が一体に形成されている。挿入部７７の両側面には、軽量化のために除肉された凹部７８が形成されている。解砕歯５５は、鋳造された製品であるから形状精度が悪く、表面は粗い。このために挿入部７７の前方の前面７９、これと鋭角で交差する底面８０、及びこの底面８０と鋭角で交差する背面８１は、切削されて平面加工されている。前面７９及び背面８１は、下部が広がるテーパーに形成されている。
【００４７】
解砕歯５５の挿入部７７は、第１ロータ本体５０に形成された解砕歯固定穴７６に挿入されて固定されている。解砕歯固定穴７６は、前面８２、この前面８２と鋭角で交差する底面８３、この底面８３と略直角で交差する後面８５とからなる。解砕歯固定穴７６は、前面８２、底面８３、及び後面８５は、機械加工により表面が平らになるように加工されている。
【００４８】
解砕歯固定穴７６に解砕歯５５の挿入部７７を挿入すると、解砕歯固定穴７６の前面８２、及び底面８３と、解砕歯５５の前面７９、及び底面８０は、角度が一致しているので、密着する関係にある。このとき、円筒面７５は第１ロータ本体５０の外周面５１に僅かな隙間Ｓが形成される。解砕歯５５の背面８１と、解砕歯固定穴７６との間の隙間には、楔状のコッタ８４が両者に密着するように配置されている。
【００４９】
コッタ８４は、テーパーに形成されているので、これを解砕歯５５の背面８１と、解砕歯固定穴７６の後面８５との間の隙間に圧入すると、解砕歯固定穴７６の前面８２、及び底面８３と、解砕歯５５の前面７９、及び底面８０は互いに密着し、挿入部７７は第１ロータ本体５０にクランプされる。
【００５０】
コッタ８４は、これを囲むように第１ロータ本体５０の外周面５１に配置されたＵ字状のコッタ固定金具９０に溶接で固定されている更に、コッタ固定金具９０は、第１ロータ本体５０の外周面５１に溶接により固定されている。コッタ８４の上面には、ネジ穴（図示せず）が形成されている。ネジ穴は、コッタ８４を解砕歯固定穴７６から抜き取るために治具をねじ込み、コッタ８４を引き抜くためのものである。ネジ穴は、通常は使用しないのでゴミが入らないようにネジがねじ込んである。
【００５１】
［作 動］
前述したロールクラッシャは、概略すると次のような作用で原料Ｍを破砕する。図７は、本発明のロールクラッシャによる原料Ｍの破砕を説明する断面図である。投入ホッパ５内に原料Ｍが投入されると、破砕室６５の上部には原料Ｍを案内するものがないので、原料Ｍはランダムに破砕室６５に投入される。このとき、解砕歯５５の間は空間があるので小粒径原料（図示せず）はこの空間に挟まれ、第１ロータ１１及び第２ロータ１２の外周面に搭載される（図７参照）。搭載された小粒径原料は破砕空間６６側に両ロータの回転により送られる。
【００５２】
第１ロータ１１及び第２ロータ１２が互いに逆方向に回転し、小粒径原料は圧縮歯５６で相手側のロータの圧縮歯５６，又は切削歯５７に押し付けて、圧縮破砕を起こす。互いの切削歯５７は、小粒径原料が破砕空間６６（図２参照）に詰まり留まっているいるとき、これを切削して隙間を作り小粒径原料を落下させて詰まりを解除する。
【００５３】
大きな異形の原料Ｍは、解砕歯５５が最も直径が大きいのでこのくさび面７０に接して、破砕空間６６側に移送される。第１ロータ１１及び第２ロータ１２の両方の解砕歯５５が同様の作用で破砕室６５から破砕空間６６側に移動させる、即ち第１ロータ１１及び第２ロータ１２の中間部にホッパー等で案内することなく寄せることができる。
【００５４】
従って、大きな異形の原料Ｍでも図７（ａ）に図示したように、即ち第１ロータ１１及び第２ロータ１２の解砕歯５５に挟まれるような姿勢となり、これらの解砕歯５５により破砕室６５から破砕空間６６に移動し破砕、又は楔効果により切断される。破砕抵抗が大きくなり第１ロータ１１及び第２ロータ１２を駆動する原動機の負荷限度を超えるとき、原動機を逆転させて第１ロータ１１及び第２ロータ１２を逆転させて負荷から解放する機能を備えている。
【００５５】
［鉄筋除去方法］
第１ロータ１１、又は第２ロータ１２を回転駆動する電動機３０は、互いに独立してそれぞれ正転、逆転、停止させる機能を備えている。従って、第１ロータ１１、又は第２ロータ１２を互いに同一方向に回転させる、一方を停止させて他方を正転、又逆転させる等のあらゆる組み合わせができる。この機能は、例えば原料Ｍ内の鉄筋Ｉ等の金属線が第１ロータ１１、又は第２ロータ１２の外周に巻き付いて絡んだとき等もこれを容易に外すことができる（図７参照）。
【００５６】
このための電動機３０の制御は、３相誘導電動機、直流サーボモータ等では周知の技術であるから、この制御回路については、詳記しない。
【００５７】
［鉄筋除去方法］
第１ロータ１１、又は第２ロータ１２の一方の電動機３０のみを正転、逆転、停止させる機能を備えている。従って、互いに同一方向に回転させる機能、一方を停止させて、他方を正転、又逆転させることもできる。従って、原料Ｍ内の鉄筋Ｉ等の金属線が第１ロータ１１、又は第２ロータ１２に絡んだとき等もこれを容易に外すことができる。
【００５８】
（その他の実施の形態）
前記実施の形態のロールクラッシャは、第１ロータ１１及び第２ロータ１２の２軸タイプであったが、単軸のみ、固定歯と単軸による破砕、単軸と反撥板、３軸、４軸等のタイプにも適用できることはいうまでもない。前述した実施の形態では、第１ロータ本体５０の外周面５１に３種類の解砕歯５５、圧縮歯５６、及び切削歯５７が配置されていた。しかしながら、解砕歯５５と圧縮歯５６、解砕歯５５と切削歯５７のみを配置しても良い。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明のロールクラッシャ、及びその運転方法は、如何なる形状の原料でも破砕が可能である。また、複種類の破砕歯の中で、主として解砕を行う解砕歯をロータ本体へのクランプを強固にできたので、クランプの緩みが少なくトラブルが少ない。
また、各ロータの正転、逆転、停止を単独に制御できるので、金属線等がロータ本体に絡んでも容易にこれを取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の２軸のロータを備えたロールクラッシャの正面図である。
【図２】図２は、図１の平面図である。
【図３】図３は、図１の左側面図である。
【図４】図４は、第１ロータの外周に配置した各歯の展開図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ線で切断したときの断面図である。
【図６】図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、解砕歯の形状を示す図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は正面図、図６（ｃ）は左側面図である。
【図７】図７は、ロールクラッシによる原料の破砕プロセスの例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ロールクラッシャ
２…架台
５…投入ホッパ
６…落石防止カバー６
１１…第１ロータ
１２…第２ロータ
１３…第１ロータ駆動軸
１４…第２ロータ駆動軸
１８…第１動力伝動手段
２９…減速機
３０…電動機
３１…第１ロータ駆動手段
３５…第２ロータ駆動手段
３６…第２動力伝動手段
５０…第１ロータ本体
５５…解砕歯
５６…圧縮歯
５７…切削歯
７０…くさび面
７４…スカート部
７６…解砕歯固定穴
７７…挿入部
Claims (7)
- 互いに平行に配置され、２軸以上の回転駆動されるロータの外周に被破砕物を破砕するための複種類の破砕歯を有したロールクラッシャであって、
半径方向に開けられた穴である解砕歯固定穴を有し、回転駆動される円筒状のロータ本体と、
前記解砕歯固定穴に挿入部が挿入固定され、回転方向に角度を有して連続する２つのくさび面を有し、主に楔効果により被破砕物を破砕するための複数の解砕歯と、
前記ロータ本体の外周に配置され、平面部を有し、主に圧縮効果により被破砕物を破砕するための複数の圧縮歯と、
前記ロータ本体の外周に配置され、切刃を有し、主に切削により被破砕物を破砕するための複数の切削歯と
からなるロールクラッシャであり、
前記解砕歯固定穴（７６）に形成され、前記ロータ本体（５０）の回転方向の前方に形成された面である解砕歯固定穴前面（８２）、及び前記解砕歯固定穴（７６）の底に形成された面である解砕歯固定穴底面（８３）と、
前記解砕歯固定穴前面（８２）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯前面（７９）、及び前記解砕歯固定穴底面（８３）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯底面（８０）と、
前記解砕歯（５５）には、前記ロータ本体（５０）の外周面（５１）をカバーするために、前記外周面（５１）と実質的に同一曲率の曲面で形成され、前記外周面（５１）との間に隙間（Ｓ）が形成されたスカート部（７４）とを備え、
前記挿入部（７７）が前記ロータ本体（５０）にクランプされる
ことを特徴とするロールクラッシャ。 - 請求項１に記載のロールクラッシャにおいて、
前記解砕歯前面（７９）と前記解砕歯前面（７９）の背面に形成された解砕歯背面（８１）とが、下部が広がるテーパーを形成する
ことを特徴とするロールクラッシャ。 - 請求項１又は２に記載のロールクラッシャの運転方法であって、
前記第１ロータ（１１）、又は前記第２ロータ（１２）を回転駆動する電動機は、互いに独立してそれぞれ正転、逆転、又は停止させる
ことを特徴とするロールクラッシャの運転方法。 - 互いに平行に配置され、２軸以上の回転駆動されるロータの外周に被破砕物を破砕するための複種類の破砕歯を有したロールクラッシャであって、
半径方向に開けられた穴である解砕歯固定穴を有し、回転駆動される円筒状のロータ本体と、
前記解砕歯固定穴に挿入部が挿入固定され、回転方向に角度を有して連続する２つのくさび面を有し、主に楔効果により被破砕物を破砕するための複数の解砕歯と、
前記ロータ本体の外周に配置され、前記解砕歯により前記ロータ本体の外周面から径方向に低い複数の破砕歯と、
前記ロータ本体の外周面上に前記被破砕物が搭載されるように前記ロータ本体の上部が開放されている破砕室と
からなるロールクラッシャであり、
前記解砕歯固定穴（７６）に形成され、前記ロータ本体（５０）の回転方向の前方に形成された面である解砕歯固定穴前面（８２）、及び前記解砕歯固定穴（７６）の底に形成された面である解砕歯固定穴底面（８３）と、
前記解砕歯固定穴前面（８２）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯前面（７９）、及び前記解砕歯固定穴底面（８３）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯底面（８０）と、
前記解砕歯（５５）には、前記ロータ本体（５０）の外周面（５１）をカバーするために、前記外周面（５１）と実質的に同一曲率の曲面で形成され、前記外周面（５１）との 間に隙間（Ｓ）が形成されたスカート部（７４）とを備え、
前記挿入部（７７）が前記ロータ本体（５０）にクランプされる
ことを特徴とするロールクラッシャ。 - 請求項４に記載のロールクラッシャにおいて、
前記解砕歯前面（７９）と前記解砕歯前面（７９）の背面に形成された解砕歯背面（８１）とが、下部が広がるテーパーを形成する
ことを特徴とするロールクラッシャ。 - 互いに平行に配置され、２軸以上の回転駆動されるロータの外周に被破砕物を破砕するための複種類の破砕歯を有したロールクラッシャであって、
半径方向に開けられた穴である解砕歯固定穴を有し、回転駆動される円筒状のロータ本体と、
前記解砕歯固定穴に挿入部が挿入固定され、回転方向に角度を有して連続する２つのくさび面を有し、主に楔効果により被破砕物を破砕するための複数の解砕歯と、
前記解砕歯固定穴と前記解砕歯の挿入部との間に配置されたテーパー状のコッタと、
前記コッタが移動しないように固定するためのコッタ固定金具と
からなるロールクラッシャであり、
前記解砕歯固定穴（７６）に形成され、前記ロータ本体（５０）の回転方向の前方に形成された面である解砕歯固定穴前面（８２）、及び前記解砕歯固定穴（７６）の底に形成された面である解砕歯固定穴底面（８３）と、
前記解砕歯固定穴前面（８２）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯前面（７９）、及び前記解砕歯固定穴底面（８３）と密着し、前記解砕歯（５５）に形成された解砕歯底面（８０）と、
前記解砕歯（５５）には、前記ロータ本体（５０）の外周面（５１）をカバーするために、前記外周面（５１）と実質的に同一曲率の曲面で形成され、前記外周面（５１）との間に隙間（Ｓ）が形成されたスカート部（７４）とを備え、
を有しており、前記挿入部（７７）が前記ロータ本体（５０）にクランプされる
ことを特徴とするロールクラッシャ。 - 請求項６記載のロールクラッシャにおいて、
前記解砕歯前面（７９）と前記解砕歯前面（７９）の背面に形成された解砕歯背面（８１）とが、下部が広がるテーパーを形成する
ことを特徴とするロールクラッシャ。
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