JP4167858B2 - 剪断式粉砕装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、剪断式粉砕装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、嘗て、ランナーやスプール、或いはその他の樹脂廃材を再利用又は廃棄のために剪断によって粉砕するための装置を開発し、特許出願した（特開平１０−１３７６１５号公報参照）。
この剪断式破砕装置は、鉛直方向に沿った回転軸に対して複数の回転刃が互いに所定間隔で設けられ、これら回転刃の相互間には、各回転刃に重なる状態で固定刃が設けられている。従って、これら固定刃は、回転軸まわりを取り囲み、また各回転刃に対してこれを上下に挟持する配置で設けられていることになる。
【０００３】
なお、固定刃の種類には、最上位に位置付けられる掻き落とし刃や最下位に位置付けられるスクリーンが含まれているものとする。
なお、回転刃の外周には、この回転刃と同等厚のスペーサが設けられており、これら複数の固定刃及びスペーサが、全て回転軸方向に串刺し状に設けられるボルトによって一体的に連結されている。
最上位となる回転刃の上部には、スクリュウフィーダーより成る材料押し込み部が設けられ、この材料押し込み部には側方へ突出する材料投入用のホッパーが設けられている。なお、材料押し込み部のスクリュウ軸と上記回転軸とは一体的に繋がったものである。
【０００４】
また最下位となる回転刃の下部には粉砕後の材料の落下領域を取り込む材料取出室が設けられている。
従って、この従来の剪断式粉砕装置は、回転刃を回転させ、ホッパーから材料押し込み部へ材料を投入すると、回転刃と固定刃との間で剪断作用が生じ、これによって材料が粉砕され、粉砕後の材料は材料取出室を介して装置外へ取り出されるというものであった。
ところで、この従来の剪断式粉砕装置において、複数の固定刃及び複数のスペーサは、全て、回転軸を境とする半割り状態とされていた。従って、これら半割りされたもの相互が串刺し状に設けられたボルトによって連結されていることで、左右のブロック状になっていることになる。
【０００５】
そして、このような左右のブロックは、回転刃を取り囲むように設けられた箱形ケーシングに対し、必要に応じてその左側面及び右側面から抜き差しできるようにしてあった。
これは、粉砕後の材料を再利用する場合にあって、投入する材料が変わるときに、粉砕後の材料としてその色や材質が混ざらないように回転刃や固定刃の清掃が必要となるためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の剪断式粉砕装置では、回転刃や固定刃を清掃するに際し、ケーシングに対して左右のブロック（複数の固定刃と複数のスペーサとの各半割りされたもの相互を連結したもの）を抜き差しするのに神経を使わなければならないということがあった。
それは、このブロックが５ｋｇ程度又はそれ以上もあり、人手によって持ち上げるには重いためである。
【０００７】
のみならず、清掃中やメンテナンス中には、この抜き出した左右のブロック（固定刃等）を装置周辺の床等へ置く必要があるが、このために清掃作業やメンテナンス作業にとって邪魔になるということもあった。
また、従来の剪断式粉砕装置において、ホッパーや材料取出室はボルト結合によって組み立てられており、それらをいちいち清掃のたびに分解するのは面倒であった。そのため、これらホッパー内や材料押し込み部内、また材料取出室内等を清掃やメンテナンスするのは面倒であると共に、作業し難いということがあった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、回転刃や固定刃に対する清掃をはじめとするメンテナンスが迅速且つ簡単に行えるようにした剪断式粉砕装置を提供することを目的とする。
また本発明は、回転刃や固定刃のみならず、ホッパー内や材料押し込み部内、及び粉砕後材料の取出部分等に対する清掃やメンテナンスをも迅速且つ簡単に行えるようにした剪断式粉砕装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
すなわち、本発明に係る剪断式粉砕装置１は、第１に、脚体３に支持柱４を介して粉砕ヘッド５を保持しており、この粉砕ヘッド５は鉛直方向に沿った回転軸１０と、この回転軸１０に設けられた回転刃１１，１２と、この回転刃１１，１２との間で剪断作用を生じさせるべく回転軸１０まわりに設けられた固定刃１３，１４，１５とを有し、
前記固定刃１３，１４，１５は回転刃１１，１２を上下に挟持する配置で複数設けられ、且つ前記回転刃１１，１２の外周には当該回転刃１１，１２と同等厚のスペーサ２２，２３が設けられており、
これら複数の固定刃１３，１４，１５及びスペーサ２２，２３が回転軸１０方向に一体的に連結されて回転軸１０を境とする左右半割り状態の左右固定刃半体２７ａ，２７ｂが構成されており、
前記回転軸１０と平行に前記支持柱４を兼ねる支持軸３０が設けられ、この支持軸３０を支点として前記左右固定刃半体２７ａ，２７ｂが観音開き揺動自在に保持されていることを特徴とする。
【００１０】
第２に、前記粉砕ヘッド５の上部には前記回転軸１０と一体のスクリュウ軸３３を有する材料押し込み部６が設けられ、この材料押し込み部６の上部に前記回転軸１０からスクリュウ軸３３までを上端片持ち状に支持している減速機３５が設けられ、前記粉砕ヘッド５の下部には粉砕後の材料の落下領域を取り込むスカート部４５が設けられていることを特徴とする。
第３に、前記材料押し込み部６には前記回転軸１０と平行な縦ヒンジ軸４１を介して材料投入用のホッパー４０が揺動自在に設けられており、
前記スカート部４５は前記左右固定刃半体２７ａ，２７ｂの一方に回転軸１０と直交する横ヒンジ軸４６を介して揺動自在に保持されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明はつぎのような特徴を有する。
鉛直方向に沿った回転軸１０に対して設けられた回転刃（１１等）とこの回転刃（１１等）に重なる状態で回転軸１０まわりに設けられた固定刃（１３等）とを有し、これら両刃間で剪断作用を生じさせるものである。また上記固定刃（１３等）は、回転軸１０を境として左右で半割りにされている。
そして、これら半割りされた両側の固定刃半体２７ａ，２７ｂ相互は、観音開き状に揺動開閉自在とされている。
【００１２】
このような構成であると、固定刃半体２７ａ，２７ｂを観音開き状に揺動して開くだけで回転刃（１１等）や固定刃（１３等）に対する清掃をはじめ、その他各種のメンテナンスをすることができる。
またこの清掃中やメンテナンス中において、固定刃（１３等）を持っておく必要も、また抜き出した固定刃（１３等）を装置周辺の床等へ置く必要もないため、この固定刃（１３等）が清掃作業やメンテナンス作業にとって邪魔となるおそれもない。
【００１３】
なお、固定刃（１３等）は回転刃（１１等）を上下に挟持する配置で複数設けられ、且つ回転刃（１１等）の外周には当該回転刃（１１等）と同等厚のスペーサ（２２等）が設けられており、これら複数の固定刃（１３等）及びスペーサ（２２等）が全て回転軸１０を境とする半割り状態とされたうえで互いに回転軸１０方向に一体的に連結されており、これら連結された両側の固定刃半体２７ａ，２７ｂ全体として、観音開き状に揺動開閉自在とされているものとすればよい。
固定刃（１３等）において、半割りされた左右の固定刃半体２７ａ，２７ｂを上記のように揺動開閉自在にさせるには、これら固定刃半体２７ａ，２７ｂを、回転軸１０と平行させて設ける支持軸３０を共通の支点として保持させるようにすればよい。
【００１４】
この場合、この支持軸３０を、装置全体としての支持柱４を兼ねた構造にすると、回転刃（１１等）等を所定高さに保持させるための脚体構造等（粉砕後の材料を取り出すための高さスペース確保のためのもの）は、わざわざ別途設ける必要がなくなり、この装置全体としての構造簡潔化及びコンパクト化が図れるものである。
回転刃（１１等）の上部には、例えばスクリュウフィーダーより成る材料押し込み部６が設けられ、またこの材料押し込み部６には側方へ突出する材料投入用のホッパー４０が設けられているものとすればよい。
【００１５】
この場合、ホッパー４０は、回転軸１０に平行する縦ヒンジ軸４１を支点として材料押し込み部６に対する左右方向へ揺動開閉自在に保持されているものとするのが好適である。
このようにすることで、このホッパー４０内や材料押し込み部６内に対する清掃やメンテナンス等も迅速且つ簡単に行えるようになる。
回転刃（１１等）の下部には、粉砕後の材料の落下領域を取り込むスカート部４５が設けられているものとすればよい。
【００１６】
この場合、スカート部４５は、回転軸１０と直交する横ヒンジ軸４６を支点として上下方向へ揺動自在に保持されているものとするのが好適である。
このようにすることで、このスカート部４５の内部（粉砕後材料の取出部分）に対する清掃やメンテナンス等も迅速且つ簡単に行えるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図２乃至図４は、本発明に係る剪断式粉砕装置（以下、単に「粉砕装置」と言う）１の一実施形態についてその全体を示している。
この粉砕装置１は、移動自在なキャスター２を具備した脚体３に支持柱４を介して粉砕ヘッド５が保持されたものとなっている。またこの粉砕ヘッド５には、材料押し込み部６が設けられている。
【００１８】
図５に示すように、粉砕ヘッド５は、鉛直方向に沿った回転軸１０に対して設けられた回転刃（１１等）と、この回転刃に重なる状態で回転軸１０まわりに設けられた固定刃（１３等）とを有している。
本実施形態において回転刃には上部回転刃１１と下部回転刃１２とがあるものとした。
また固定刃には、中段に位置付けられるメインの固定刃１３の他、これの上段側に位置付けられる掻き落とし刃１４、及び下段側に位置付けられるスクリーン１５の計３枚があるものとした。
【００１９】
すなわち、回転刃（１１等）と固定刃（１３等）とは回転軸１０に沿って交互配置で設けられており、上部回転刃１１がその上下を掻き落とし刃１４とメインの固定刃１３とで挟持され、また下部回転刃１２がその上下をメインの固定刃１３とスクリーン１５とで挟持される配置となっている。
従って、回転軸１０を回転させることによって、これら各刃間で剪断作用が生じて材料の粉砕ができるものである。
図６に示すように、上部回転刃１１はヒトデ状に形成されたもので、突出する刃部１１ａの数が粗く、例えば図８に示すように、これら各刃部１１ａの下縁部にエッジ状の刃１１ｂが形成されている。
【００２０】
これに対して下部回転刃１２は風車状に形成されたもので、突出する刃部１２ａの数が細かく、例えば図７に示すように、これら各刃部１２ａの上下両縁部にエッジ状の刃１２ｂが形成されている。
なお、上部回転刃１１と下部回転刃１２とは、回転軸１０に対してキー接合されるが、このとき上部回転刃１１の刃部間空間と下部回転刃１２の刃部間空間とが合致するのをなるべく避けて、材料の未粉砕通過（長尺粉砕物の発生）が起こらないようにするための角度関係を設けてある。
【００２１】
一方、メインの固定刃１３は、そのベースプレート１３ａに対して回転軸１０を通す中央孔１７が設けられ、この中央孔１７から放射状配置で複数本の溝１３ｂが設けられており、これら各溝１３ｂの開口縁となる上下両縁部にエッジ状の刃（刃の断面は図７に示した下部回転刃１２の場合と略同様である）が形成されている。
掻き落とし刃１４は、そのベースプレート１４ａに対し、上部回転刃１１の回転領域に略相当する範囲で中央開口１４ｂが設けられ、この中央開口１４ｂ内へ向けて書き落としバー１８が突出形成されたものである。
【００２２】
スクリーン１５は、そのベースプレート１５ａに対し、下部回転刃１２の回転領域に略相当する範囲で篩目となる多数の細孔１９が設けられたものである。
これらメインの固定刃１３、掻き落とし刃１４、スクリーン１５は、いずれも、それらのベースプレート１３ａ，１４ａ，１５ａが、回転軸１０の軸心位置を境として左右方向に半割りできるように、それぞれ切断面１３ｋ，１４ｋ，１５ｋが形成されている。
また、これらメインの固定刃１３、掻き落とし刃１４、スクリーン１５のベースプレート１３ａ，１４ａ，１５ａには、互いに共通する位置付けで連結用孔１３Ｌ，１４Ｌ，１５Ｌが設けられている。
【００２３】
これら各連結用孔１３Ｌ，１４Ｌ，１５Ｌには、位置的に対応するもの相互が、図５に示すように上部回転刃１１や下部回転刃１２と同等厚のスペーサ２２，２３、及び固定刃台２４をも加えた状態で、回転軸方向に串刺し状にボルト連結（なお、ボルトの図示は省略したが図６中にボルトの串刺し軸線を符号Ｐで示した）される。
これらの説明から明らかなように、これらメインの固定刃１３、掻き落とし刃１４、スクリーン１５は、それぞれにおいて半割りされたもの相互が集合したかたちで連結一体化され、図１に示すようにブロック形体を呈する固定刃半体２７ａ，２７ｂを形成しているものである。
【００２４】
このような固定刃半体２７ａ，２７ｂは、回転軸１０と平行して設けられた支持軸３０を支点として保持されており、左右方向へ向けて観音開き状に揺動開閉自在とされている（図１及び図４に示す矢符Ｘ参照）。
すなわち、正面から見て左側（図１上側）配置となる固定刃半体２７ａは、回転軸１０を中心に右側の固定刃半体２７ｂと合致する位置を基準位置として、この基準位置の左方領域を揺動自在となっており、また同様に右側（図１下側）配置となる固定刃半体２７ｂは、回転軸１０を中心に左側の固定刃半体２７ａと合致する位置を基準位置として、この基準位置の右方領域を揺動自在となっている。
【００２５】
このように固定刃半体２７ａ，２７ｂが観音開き状に揺動自在となっていれば、これらを開くだけで上部回転刃１１や下部回転刃１２、及びメインの固定刃１３はじめ掻き落とし刃１４やスクリーン１５にいたるまで、清掃やその他各種のメンテナンスをすることができる。
勿論、この清掃中やメンテナンス中において、固定刃半体２７ａ，２７ｂは支持軸３０に対して支持されたままであるから、作業者が持っておく必要も、また装置周辺の床等へ置く必要もなく、この清掃作業やメンテナンス作業が容易であり、また清掃作業やメンテナンス作業に邪魔となるおそれもない。
【００２６】
なお、これら固定刃半体２７ａ，２７ｂの揺動は、個々別々に（相手側との連動を図ることなく）行わせるものとしてある。
固定刃半体２７ａ，２７ｂの各揺動角度は、単体で最大９０°（両者間でも最大９０°）であり、清掃作業・メンテナンス等に支障が無い。
固定刃半体２７ａ，２７ｂを支持している支持軸３０は、図２や図３等から明らかなように、この粉砕装置１の全体としての支持柱４を兼ねた構造になっており、これによって構造簡潔化及びコンパクト化が図られている。
【００２７】
上記した材料押し込み部６（図２乃至図４参照）は、粉砕ヘッド５（即ち、回転刃１１，１２等）の上部に設けられている。
図９に示すように、本実施形態においてこの材料押し込み部６はスクリュウフィーダーより成る。
すなわち、この材料押し込み部６は、スクリュウ軸３３を中心としてそのまわりで螺旋を描くように設けられたスクリュウ３４を有しており、このスクリュウ３４が減速機３５付きのモータ３６（モータ３６に関しては図２乃至図４参照）によって回転駆動されるようになっている。
【００２８】
従って、この材料押し込み部６においてモータ３６を作動させることにより、スクリュウ３４には下送り方向の回転が加えられ、これによって材料が粉砕ヘッド５（上部回転刃１１等）へ向けて押し込まれるようになっている。
なお、このスクリュウ３４のスクリュウ軸３３は粉砕ヘッド５の回転軸１０と兼用になっている。そのため、このスクリュウ３４を回転させれば、粉砕ヘッド５側では上部回転刃１１及び下部回転刃１２も一緒に回転駆動されるようになっている。
【００２９】
このようにスクリュウ軸３３と回転軸１０とを兼用構造（一体）とさせることで、材料の定量供給が可能であると共に、負荷変動の少ない剪断を可能にするという利点を得ることができる。
そして、このスクリュウ軸３３〜回転軸１０は、減速機３５に内蔵された２個の軸受け３７に、更に１個の外付け軸受け３８を加えた計３個の軸受けにより、上端片持ち状に支持される構造としてある。
モータ３６は、スクリュウ３４、上部回転刃１１、下部回転刃１２をそれぞれ６０ｒｐｍ程度で回転させるように設定してあり、これによって５ｋｇ／ｈの粉砕処理能力が得られるようにした。
【００３０】
図２乃至図４に示すように、この材料押し込み部６には、側方へ突出する材料投入用のホッパー４０が設けられている。
このホッパー４０は、材料押し込み部６の外側面に対し、回転軸１０に平行する縦ヒンジ軸４１を有した蝶番４２によって取り付けられている。
従って、この蝶番４２の縦ヒンジ軸４１を支点として左右方向に揺動開閉自在になっている（図４に示す矢符Ｙ参照）。
このようにしてホッパー４０を揺動させると、材料押し込み部６は正面部が開放され、スクリュウ３４が露呈されるので、このスクリュウ３４等に対する清掃やメンテナンス等が迅速且つ簡単に行えるようになっている。
【００３１】
このホッパー４０は、固定刃半体２７ａ，２７ｂが観音開き状に開かれないと、開き方向へ揺動させることができないように機械的（物理的）な係合構造（図示略）が採られている。これにより、ホッパー４０が開いてできる正面部空間内（スクリュウ３４等）に対して人手が差し込まれることがないようにしている。
また、固定刃半体２７ａ，２７ｂの背後（支持軸３０まわり）にはセンサ又はスイッチ等の検出器（図示略）が設けられており、この検出器によって固定刃半体２７ａ，２７ｂが開かれているか否かの判断ができるようにしてある。
【００３２】
そして、固定刃半体２７ａ，２７ｂが開かれることによってこの検出器が固定刃半体２７ａ，２７ｂの開放状態を検出すると、モータ３６が動作しなくなる（動作中なら停止される）ように回路が組まれている。
なお、上記した粉砕ヘッド５（即ち、回転刃１１，１２等）には、その下部にスカート部４５が設けられている。
このスカート部４５は、粉砕後の材料の落下領域を取り込むようにしたもので、上下が開放された箱カバーとなっている。
【００３３】
このスカート部４５は、粉砕ヘッド５における一方の固定刃半体２７ｂの外側面に対し、回転軸１０と直交する横ヒンジ軸４６を有した蝶番４７によって取り付けられている。
従って、この蝶番４７の横ヒンジ軸４６を支点として上下方向に揺動自在になっている（図４に示す矢符Ｚ参照）。言うまでもなく、固定刃半体２７ｂを左右方向へ揺動させるとこのスカート部４５も一緒に、左右方向へ揺動することになる（図４に示す矢符Ｗ参照）。
【００３４】
このスカート部４５の正面板は、固定刃半体２７ａ，２７ｂが閉じられているときには、これら固定刃半体２７ａ，２７ｂの正面に係合するようになっている。
スカート部４５においても、開放状態を検出するセンサーやスイッチ類を設けておき、これらの検出信号が所定の条件を満たしていない時にはモータ３６を作動させないようにしたり、或いは非常停止させたりするといった回路をもたせておくこともできる。
【００３５】
このような構成の粉砕装置１では、粉砕しようとする材料がその色や材質などにおいて変わるときに、モータ３６を停止し、スカート部４５を下向きに揺動させ、固定刃半体２７ａ，２７ｂを観音開き状に揺動して開き、そのうえでホッパー４０を開かせることで、上部回転刃１１、下部回転刃１２、メインの固定刃１３、掻き落し刃１４、スクリーン１５、スクリュ３４を清掃したり、各種メンテナンスしたりすることができる。
また、このとき当然に、ホッパー４０の内部、材料押込み部６の内部、及びスカート部４５の内部（粉砕後材料の取出部分）に関しても清掃や各種メンテナンスを行うことができる。
【００３６】
そして、清掃やメンテナンスの終了後、ホッパー４０を閉じ、固定刃半体２７ａ，２７ｂを閉じて、スカート部４５を上方へ揺動させて元の状態に戻せば、変更になった材料に対する粉砕が可能になるものである。
ところで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る剪断式粉砕装置は、回転刃や固定刃に対する清掃をはじめとするメンテナンスが迅速且つ簡単に行えるようになっている。
また本発明に係る剪断式粉砕装置は、回転刃や固定刃のみならず、ホッパー内や材料押し込み部、更には粉砕後材料の取出部分等に対する清掃やメンテナンスをも迅速且つ簡単に行えるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図３のＡ−Ａ線拡大矢視図である。
【図２】 本発明に係る剪断式粉砕装置の一実施形態を示した斜視図である。
【図３】 図１に示した粉砕装置の側面図である。
【図４】 図２に対応する正面図である。
【図５】 図１のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図６】 回転刃及び固定刃の組み合わせ例を示した分解斜視図である。
【図７】 下部回転刃の刃先形状を示した断面図である。
【図８】 上部回転刃の刃先形状を示した断面図である。
【図９】 材料押し込み部を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 剪断式粉砕装置
４ 支持柱
６ 材料押し込み部
１０ 回転軸
１１ 回転刃（上部回転刃）
１２ 回転刃（下部回転刃）
１３ 固定刃（メインとなる固定刃）
１４ 固定刃（掻き落とし刃）
１５ 固定刃（スクリーン）
２２ スペーサ
２３ スペーサ
２７ａ 固定刃半体
２７ｂ 固定刃半体
３０ 支持軸
４０ ホッパー
４１ 縦ヒンジ軸
４５ スカート部
４６ 横ヒンジ軸

Claims (3)

1. 脚体（３）に支持柱（４）を介して粉砕ヘッド（５）を保持しており、この粉砕ヘッド（５）は鉛直方向に沿った回転軸（１０）と、この回転軸（１０）に設けられた回転刃（１１，１２）と、この回転刃（１１，１２）との間で剪断作用を生じさせるべく回転軸（１０）まわりに設けられた固定刃（１３，１４，１５）とを有し、
   前記固定刃（１３，１４，１５）は回転刃（１１，１２）を上下に挟持する配置で複数設けられ、且つ前記回転刃（１１，１２）の外周には当該回転刃（１１，１２）と同等厚のスペーサ（２２，２３）が設けられており、
   これら複数の固定刃（１３，１４，１５）及びスペーサ（２２，２３）が回転軸（１０）方向に一体的に連結されて回転軸（１０）を境とする左右半割り状態の左右固定刃半体（２７ａ，２７ｂ）が構成されており、
   前記回転軸（１０）と平行に前記支持柱（４）を兼ねる支持軸（３０）が設けられ、この支持軸（３０）を支点として前記左右固定刃半体（２７ａ，２７ｂ）が観音開き揺動自在に保持されていることを特徴とする剪断式粉砕装置。
2. 前記粉砕ヘッド（５）の上部には前記回転軸（１０）と一体のスクリュウ軸（３３）を有する材料押し込み部（６）が設けられ、この材料押し込み部（６）の上部に前記回転軸（１０）からスクリュウ軸（３３）までを上端片持ち状に支持している減速機（３５）が設けられ、前記粉砕ヘッド（５）の下部には粉砕後の材料の落下領域を取り込むスカート部（４５）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の剪断式粉砕装置。
3. 前記材料押し込み部（６）には前記回転軸（１０）と平行な縦ヒンジ軸（４１）を介して材料投入用のホッパー（４０）が揺動自在に設けられており、
   前記スカート部（４５）は前記左右固定刃半体（２７ａ，２７ｂ）の一方に回転軸（１０）と直交する横ヒンジ軸（４６）を介して揺動自在に保持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の剪断式粉砕装置。

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