JP4124778B2 - ロール軸型破砕装置およびそれを用いた石膏ボード破砕／分離機 - Google Patents

Description

本発明は、被破砕物の投入口と排出口とが形成された本体と、本体内に設けられ、外周部に当接した被破砕物を破砕するロール軸と、ロール軸を回転駆動するロール軸駆動装置とを備えたロール軸型破砕装置、および、そのロール軸型破砕装置を用いた、表面に紙が貼付された石膏ボードを破砕するとともに破砕した石膏ボードを石膏と紙とに分離する石膏ボード破砕／分離機に関する。

被破砕物の投入口と排出口とが形成された本体と、本体内に設けられ、外周部に当接した被破砕物を破砕するロール軸と、ロール軸を回転駆動するロール軸駆動装置とを備えたロール軸型破砕装置が従来から開発されている。
従来のロール軸型破砕装置の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載されたロール軸型破砕装置（粉砕機）は、軸線がほぼ平行に対向して配置され、互いの対向面の間で被破砕物を挟んで破砕する二つのロール軸（荒粉砕ローラ）を有する（特許文献１ 段落００１８，第１図等参照）。

また、特許文献２に開示されたロール軸型破砕装置のように、ロール軸と平行に固定された反力棒等の反力部材を有し、その反力部材とロール軸の外周部との間で被破砕物を挟むことによって破砕を行うロール軸型破砕装置もある（特許文献２ 段落０００６，第２，３図等参照）。

特開２００３−４７８６５号公報 特開平１０−３２３５７３号公報

従来のロール軸型破砕装置においては、ロール軸は、ほぼ円柱体の表面に破砕刃が形成され、ロール軸の表面形状を簡単かつ安価には変更することが出来ないという課題がある。
すなわち、ロール軸の表面の破砕刃の形状は、破砕後の被破砕物の粒径や形状、および破砕効率等の性能を左右するが、従来のロール軸型破砕装置においてその形状を変更する場合には、ロール軸表面を切削したりロール軸そのものを交換したりするなど、手間やコストが掛かるという課題がある。

また、ロール軸型破砕装置においては、複数のロール軸間、またはロール軸と反力部材との間に被破砕物が詰まって、ロール軸の回転駆動がロックされてしまい、破砕作業が停止してしまうという不具合が発生することがあるという課題がある。

この点、特許文献１記載のロール軸型破砕装置においては、ロール軸（荒破砕ローラ）の一方を他方に対して付勢して設け、両ロール軸間に過大な力が掛かった際には、ロール軸の一方がその付勢力に抗して、ロール軸間を離間させる方向に逃げ起動して、ロール軸間に被破砕物が詰まるのを防ぐ構成が採用されている（特許文献１ 段落００１９−００２２等参照）。なお、このようにロール軸に過大な力が掛かった際にロール軸が逃げる構成は、特許文献２に記載されたような反力部材を備えた構成のロール軸型破砕装置においても採用することができる。即ち、反力部材に対してロール軸が逃げるよう構成すればよい。
しかしながら、このように、ロール軸に過大な力が掛かった際に、ロール軸の軸が平行移動してロール軸が逃げるよう構成した場合には、被破砕物が破砕されないままロール軸間またはロール軸と反力部材間を通過してしまい、破砕後の被破砕物の粒径のばらつきが過大となってしまうなどの別の不都合が生じるという課題がある。

本願発明は、上記課題を解決すべく成され、その目的とするところは、ロール軸の表面形状を容易かつ安価に変更できるとともに、複数のロール軸間、またはロール軸と反力部材との間に被破砕物が詰まることがなく、その上で、ロール軸を逃がす構成のように被破砕物が破砕されないまま排出されてしまうことのない、ロール軸型破砕装置を提供することにある。また、そのロール軸型破砕装置を採用することで、表面に紙が貼付された石膏ボードを好適に破砕するとともに、破砕した石膏ボードを石膏と紙とに好適に分離することのできる石膏ボード破砕／分離機を提供することにある。

本発明に係るロール軸型破砕装置は、上記課題を解決するために、以下の構成を備える。すなわち、被破砕物の投入口と排出口とが形成された本体と、該本体内に設けられ、外周部に当接した被破砕物を破砕するロール軸と、該ロール軸を回転駆動するロール軸駆動装置とを備えたロール軸型破砕装置において、前記ロール軸は、前記ロール軸駆動装置により回転駆動される回転軸部が、外周部に側断面が三角形状の突起歯が形成されたスプロケット状の円板状部材と、真円板状の円板状部材の中心部に形成された貫通孔に挿通され、前記スプロケット状の円板状部材と、前記真円板状の円板状部材とが、軸線方向に交互に重ねられて構成され、前記回転軸部の外周面に、その軸線と平行に突条部が形成されるとともに、前記円板状部材の前記貫通孔の内周部に、前記突条部に係合する係合部が形成され、前記突条部は、前記係合部に対して前記ロール軸の回転方向に遊びがあるように設けられることにより、前記スプロケット状の円板状部材のうちの少なくとも一つは、前記回転軸部に、前記ロール軸の回転方向に遊びを設けて取り付けられていることを特徴とする。

これによれば、ロール軸に過大な力が掛かった際には、その力が掛かった部分の円板状部材がロール軸の回転方向に逃げるため、被破砕物が詰まってロール軸がロックしてしまうことがない。また、逃げる部分がロール軸の一部にとどまり、他の大部分においては被破砕物は正常に破砕されるから、従来のロール軸を逃がす構成のように被破砕物が破砕されないまま排出されてしまうことがない。

また、軸線がほぼ平行に対向して配置され、互いの対向面の間で被破砕物を挟んで破砕する複数の前記ロール軸を有することを特徴とする。
これによれば、特に石膏ボードを細かく破砕するのに適している。

また、本発明に係る石膏ボード破砕／分離機は、以下の構成を備える。すなわち、表面に紙が貼付された石膏ボードを破砕するとともに、破砕した石膏ボードを石膏と紙とに分離する石膏ボード破砕／分離機であって、石膏ボードを破砕するための、請求項１または２記載のロール軸型破砕装置と、該ロール軸型破砕装置により破砕され前記排出口から排出された、分離前の石膏および紙が投入されるスクリューコンベアとを備え、該スクリューコンベアは、一端側に前記分離前の石膏および紙が投入される二次投入口が形成され、他端部に二次排出口が形成され、外周面に篩穴が形成された筒部材と、該筒部材内に設けられたスクリューと、該スクリューを回転駆動するスクリュー駆動装置とを有し、前記二次投入口から投入された石膏および紙を、前記スクリューにより前記筒部材の前記一端側から他端側へ搬送することで、石膏を前記篩穴から、紙を前記二次排出口から、それぞれ筒部材外に排出することで、石膏と紙とを分離することを特徴とする。

本発明に係るロール軸型破砕装置によれば、ロール軸の表面形状を容易かつ安価に変更できるとともに、複数のロール軸間、またはロール軸と反力部材との間に被破砕物が詰まることがなく、その上で、ロール軸を逃がす構成のように被破砕物が破砕されないまま排出されてしまうことがない。
また、本発明に係る石膏ボード破砕／分離機によれば、そのロール軸型破砕装置を採用することで、表面に紙が貼付された石膏ボードを好適に破砕するとともに、破砕した石膏ボードを石膏と紙とに好適に分離することができる。

以下、本発明に係るロール軸型破砕装置を備える石膏ボード破砕／分離機の最良の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る石膏ボード破砕／分離機Ａの構成を示す説明図である。
石膏ボード破砕／分離機Ａは、被破砕物としての石膏ボードを破砕するためのロール軸型破砕装置Ｂと、ロール軸型破砕装置Ｂにより破砕された、分離前の石膏および紙が投入されるスクリューコンベアＣとを備える。

（ロール軸型破砕装置Ｂ）
ロール軸型破砕装置Ｂの説明図を図２に示す。図２（ａ）はロール軸型破砕装置Ｂの平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
図２に示すように、ロール軸型破砕装置Ｂは、箱状の本体２と、本体２内に設けられた二つ（複数）のロール軸４，５と、ロール軸４，５を回転駆動するロール軸駆動装置としてのモータ６とを備える。

本体２は、石膏ボードが投入される投入口として上方に開口するホッパ２ａを上部に有し、下端が排出口２ｂとして開口する。
二つのロール軸４，５は、それぞれ本体２に回転可能に水平に軸支され、互いの軸線がほぼ平行に対向して配置され、互いにギア４ｂ，５ｂを介して連動して回転駆動するよう設けられ、互いの対向面の間で被破砕物を挟んで破砕する。
モータ６は、その駆動軸６ａに鎖車６ｂが設けられ、ロール軸４の端部に設けられた鎖車４ｃと前記鎖車６ｂとに掛け回された無端チェーン８（図２（ｃ）参照）を介してロール軸４，５を回転駆動させる。

ロール軸４，５はそれぞれ、図２（ａ）に示すように、複数の円板状部材１０，１０・・が軸線方向に重ねられて構成されている。
円板状部材１０の形状を図３に示す。図３（ａ）は、円板状部材１０をロール軸４の軸線方向から見た側面図であり、図３（ｂ）は、円板状部材１０をロール軸４の軸線方向に直交する方向から見た正面図である。図３（ａ），（ｂ）に示すように、円板状部材１０はスプロケット形に形成されている。すなわち、外周部に側断面が三角形状の突起歯１０ａ，１０ａ・・が一定周期で設けられた歯車状に形成されている。
ロール軸４，５は、隣接する円板状部材１０Ａ，１０Ｂが、スプロケットの各突起歯１０Ａａ，１０Ｂａの先端が互い違いに位置するよう配置されて構成されている（図４参照）。
なお、各円板状部材１０の形状は、任意に設定することができ、互いに形状の異なる円板状部材１０，１０・・を組み合わせてロール軸４，５を構成することもできる。

ロール軸４，５は、モータ６により無端チェーン８、鎖車４ｃおよびギア４ｂ，５ｂを介して回転駆動される回転軸部４ｄ，５ｄが、各円板状部材１０の中心部に形成された貫通孔１０ｂに挿通されて構成されている（図３参照）。回転軸部４ｄ，５ｄには、外周面に、その軸線と平行に突条部４ｄａ，５ｄａが形成され、一方の貫通孔１０ｂの内周部には、突条部４ｄａ，５ｄａに係合する係合部１０ｃが形成されている。

また、突条部４ｄａ，５ｄａは、係合部１０ｃに対してロール軸４，５の回転方向（即ち周方向）に若干の遊び１２があるよう設けられている。
なお、この遊び１２の量は、各円板状部材１０毎に異なるよう設けて良い。これは、例えば、各円板状部材１０の係合部１０ｃの周方向長さをそれぞれ異ならせることで実現できる。
なお、この遊び１２内に弾性部材等を設けて、回転軸部４ｄ，５ｄに対して円板状部材１０が遊ぶ際に所定の動作抵抗が生じるよう構成してもよい。

このように、複数の円板状部材１０，１０・・を、その貫通孔１０ｂに回転軸部を挿通させて軸線方向に重ねることでロール軸４，５を構成することにより、各円板状部材１０，１０・・を組み合わせてそれぞれ交換や組み換え等を行うことが容易にできる。
これにより、形状の異なる円板状部材を組み合わせてそれぞれ交換や組み換え等を行うことにより、ロール軸表面に切削等を施したりロール軸全体を交換したりすることなく、容易かつ安価にロール軸の表面形状を変更することができる。
例えば、スプロケット状の円板状部材１０，１０・・のみでロール軸４，５を構成すると突起歯１０ａが被破砕物を噛み過ぎて動作抵抗が大きくなりすぎる場合や、被破砕物としての石膏ボードに貼付された紙をなるべく破ることなく回収したい場合等には、スプロケット状の円板状部材１０と、外周部がフラットな周面、即ち真円板状の円板状部材１０とを交互に重ね合わせてロール軸４，５を構成して、ロール軸４，５の外周面上の突起歯１０ａの密度を低くして突起歯１０ａの前記噛み過ぎを抑えるなどの対策を施すことができる。

また、円板状部材１０が、ロール軸４，５の回転方向に所定の遊びを設けて取り付けられていることから、ロール軸４，５に過大な力が掛かった際には、その力が掛かった部分の円板状部材１０がロール軸４，５の回転方向に逃げるため、被破砕物が詰まってロール軸がロックしてしまうことがない。また、逃げる部分がロール軸４，５の一部にとどまり、他の大部分においては被破砕物は正常に破砕されるから、従来のロール軸を逃がす構成のように被破砕物が破砕されないまま排出されてしまうことがない。

（スクリューコンベアＣ）
次にスクリューコンベアＣの構成について説明する。
図１に示すように、スクリューコンベアＣは、一端がロール軸型破砕装置Ｂの排出口２ｂの下方となり、他端が斜め上方に向かうよう、３０°程度傾斜して配設された筒部材２０と、筒部材２０内に設けられたスクリュー２２（図１においては筒部材２０の一部を透視してスクリュー２２を記載している）と、スクリュー２２を回転駆動するスクリュー駆動装置としてのモータ２４とを有する。

筒部材２０は、前記一端側の上面に開口部が形成され、その開口部にはホッパ２０ａが取り付けられる。ホッパ２０ａは、ロール軸型破砕装置Ｂの排出口２ｂから排出された破砕後の石膏および紙がスクリューコンベアＣ内に投入される二次投入口として機能する。
筒部材２０の他端部の下面には、開口部が、二次排出口２０ｂとして形成されている。
また、筒部材２０の他端側の下面には、複数の微細孔が篩穴２０ｃとして形成されている。篩穴２０ｃは、図５に示すように複数の円形の開口部であり、石膏ボードを破砕／分離する場合には、その直径は６ｍｍ〜１５ｍｍ程度、互いの中心間の間隔は１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度に形成すると好適である。図５（ａ）においては篩穴２０ｃの直径がそれぞれ６ｍｍ、中心間隔が１０ｍｍ、図５（ｂ）においては篩穴２０ｃの直径がそれぞれ１０ｍｍ、中心間隔が１５ｍｍ、図５（ｃ）おいては篩穴２０ｃの直径がそれぞれ１５ｍｍ、中心間隔が１０ｍｍに形成されている。篩穴２０ｃはおおよそこの程度の径および間隔で形成してもよいし、複数種類の径および間隔を組み合わせて形成してもよい。

スクリュー２２は、円柱状部材の外周面に螺旋状に突起して形成されたスクリュー突起部が形成され、スクリュー２２が回転駆動することで、スクリュー突起部により被搬送物（投入された石膏および紙）を上方に搬送する。
スクリュー２２の中心の円柱状部材の上端部には、プーリーおよび無端ベルト等を介してモータ２４が連繋され、スクリュー２２はモータ２４により回転駆動可能に設けられる。

被搬送物（石膏および紙）は、スクリュー２２により筒部材２０内を前記一端（下端）から他端（上端）に向かって搬送される際、筒部材２０の内周壁もしくはスクリュー２２に摺接し、あるいは被搬送物の粒同士が互いに擦れ合うことなどによって、より細かく破砕または粉砕される。
筒部材２０の前記他端側の下面には篩穴２０ｃが形成されており、破砕または粉砕された石膏は、篩穴２０ｃを通じて筒部材２０外に排出される。ここで、紙は繊維質であるためロール軸型破砕装置ＢやスクリューコンベアＣによっては細かく破砕されないから、篩穴２０ｃを通過することなく、筒部材２０内に残る。
筒部材２０内に残った紙はさらにスクリュー２２によって前記他端部（上端部）へ向かって搬送され、二次排出口２０ｂから筒部材２０の外部に排出される。
そして、篩穴２０ｃから排出される石膏と、二次排出口２０ｂから排出される紙とを別々に回収することにより、石膏と紙とを好適に分離して回収することができる。

なお、建築廃材としての石膏ボードには、釘等の金属くずが付着している場合があるが、筒部材の壁部に磁石等を取り付けて、金属くずを回収可能に設ければなおよい。

本実施の形態においては、ロール軸型破砕装置の被破砕物として石膏ボードを例にとって説明したが、本発明に係るロール軸型破砕装置の被破砕物としてはこれに限定されるものではない。一例としては、本発明に係るロール軸型破砕装置を、瓦を破砕するのに用いることもできる。

本発明に係る石膏ボード破砕／分離機の構成を示す説明図である。 本発明に係るロール軸型破砕装置Ｂの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。 円板状部材の形状を示す図であり、（ａ）は、円板状部材をロール軸の軸線方向から見た側面図、（ｂ）は、円板状部材をロール軸の軸線方向に直交する方向から見た正面図である。 隣接する円板状部材の配置を示す図である。 篩穴の形状および配置を示す説明図である。

符号の説明

Ａ 石膏ボード破砕／分離機
Ｂ ロール軸型破砕装置
Ｃ スクリューコンベア
２ ロール軸型破砕装置の本体
２ａ ホッパ（投入口）
２ｂ 排出口
４，５ ロール軸
４ｄ，５ｄ 回転軸部
４ｄａ，５ｄａ 突条部
６ モータ（ロール軸駆動装置）
１０，１０Ａ，１０Ｂ 円板状部材
１０ａ，１０Ａａ，１０Ｂａ 突起歯
１０ｂ 貫通孔
１０ｃ 係合部
１２ 遊び
２０ 筒部材
２０ａ ホッパ（二次投入口）
２０ｂ 二次排出口
２０ｃ 篩穴
２２ スクリュー
２４ モータ（スクリュー駆動装置）

Claims (3)

1. 被破砕物の投入口と排出口とが形成された本体と、
   該本体内に設けられ、外周部に当接した被破砕物を破砕するロール軸と、
   該ロール軸を回転駆動するロール軸駆動装置とを備えたロール軸型破砕装置において、
   前記ロール軸は、前記ロール軸駆動装置により回転駆動される回転軸部が、外周部に側断面が三角形状の突起歯が形成されたスプロケット状の円板状部材と、真円板状の円板状部材の中心部に形成された貫通孔に挿通され、前記スプロケット状の円板状部材と、前記真円板状の円板状部材とが、軸線方向に交互に重ねられて構成され、
   前記回転軸部の外周面に、その軸線と平行に突条部が形成されるとともに、前記円板状部材の前記貫通孔の内周部に、前記突条部に係合する係合部が形成され、
   前記突条部は、前記係合部に対して前記ロール軸の回転方向に遊びがあるように設けられることにより、前記スプロケット状の円板状部材のうちの少なくとも一つは、前記回転軸部に、前記ロール軸の回転方向に遊びを設けて取り付けられていることを特徴とするロール軸型破砕装置。
2. 軸線がほぼ平行に対向して配置され、互いの対向面の間で被破砕物を挟んで破砕する複数の前記ロール軸を有することを特徴とする請求項１記載のロール軸型破砕装置。
3. 表面に紙が貼付された石膏ボードを破砕するとともに、破砕した石膏ボードを石膏と紙とに分離する石膏ボード破砕／分離機であって、
   石膏ボードを破砕するための、請求項１または２記載のロール軸型破砕装置と、
   該ロール軸型破砕装置により破砕され前記排出口から排出された、分離前の石膏および紙が投入されるスクリューコンベアとを備え、
   該スクリューコンベアは、
   一端側に前記分離前の石膏および紙が投入される二次投入口が形成され、他端部に二次排出口が形成され、外周面に篩穴が形成された筒部材と、
   該筒部材内に設けられたスクリューと、
   該スクリューを回転駆動するスクリュー駆動装置とを有し、
   前記二次投入口から投入された石膏および紙を、前記スクリューにより前記筒部材の前記一端側から他端側へ搬送することで、石膏を前記篩穴から、紙を前記二次排出口から、それぞれ筒部材外に排出することで、石膏と紙とを分離することを特徴とする石膏ボード破砕／分離機。

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