JP4220241B2 - 可動清掃リングを有する自己清掃切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、包括的に言えば、物質処理産業、特にリサイクルおよび廃棄物処理産業で使用する機械、装置、および設備に関する。具体的には、本発明がかかわるのは、いろいろな物質、特に廃棄物またはスクラップ物質を、切断、破砕、粉砕、微粉砕、その他の方法で寸法を小さくして、該廃棄物またはスクラップ物質を、たとえばリサイクル製品の製造におけるさらなる処理での使用のために有用または有効な寸法にし、あるいは廃棄が容易な寸法にし、あるいは廃棄物またはスクラップ物質をリサイクルのための埋立て材料または燃料その他としての消費のためにより有利な寸法の最終廃棄物とするのに使用される装置、器具、および集成装置である。さらにまた、本発明がかかわるのは、物質の寸法を小さくするための切断配列その他に配列される一つ以上の切断要素を有する切断装置を備えた装置または設備であって、前記配列が、自己掃除または自己清掃手段、特に切断要素に付随するものを備えている装置または設備である。さらに、本発明がかかわるのは、細断装置、特に使用済み自動車タイヤを細断するためのものである。この装置においては、切断装置が、対向配列された切断要素およびスペーサーから成り、切断要素が回転して物質を細断するとき、切断要素は、スペーサーの運動、特に実質的に偏心運動である運動によって掃除または清掃され、この運動は好ましくは切断要素の回転と切断要素による接触とに従う、直線運動と組み合わされた回転運動である。切断要素を有する切断手段、装置、または系列が、互いに協働するように対向配置され、これらが互いに回転するとき、特に互いに逆向きに回転するとき、それぞれのカッターの間にある物質が切断される。本発明の装置の一つの特定応用は、該装置がスクラップ物質の寸法減少のために使用されるときにカッターを清掃するために、回転カッターと交互に配置される回転清掃リングを有する装置または設備に関する。スクラップ物質はたとえば使用済み自動車タイヤその他であり、この寸法減少により、細断物質は、他の用途、たとえば炉、特にセメント、電力その他を作り出すための炉の燃料として、またたとえばテーマパーク、レクリエーション区域その他で使用されるタイプのゴムを敷いた歩道もしくは通路の建設における舗装材料または道路建設材料における充填材として、使用することができる。

本明細書では、本発明を、特に、使用済み自動車タイヤの細断に使用するシュレッダーの形態一つの切断装置に即して説明する。このシュレッダーは、列を成すように交互に配置されて一つの配列となる複数のカッターとスペーサーとを有し、該カッターは該カッターに対するスペーサーリングの回転により清浄に保たれる。ここで、注意すべきことは、本発明は、ここで説明する実施形態または説明する使用もしくは説明する適用のみに範囲が限定されるものではなく、本発明は、さらに範囲が広く、切断装置の他の形態と構成、および該切断装置の他の装置における使用、ならびに、すべての各種の装置、設備、および集成装置におけるその他の使用、およびいろいろな寸法、形態、または形状の比較的小さな寸法の粒子を製造するための他の物質の処理、が含まれる、ということである。

注意すべきことは、本発明を、特にカッターによる物質の切断または細断について説明するが、切断、切断要素、またはカッターという言葉の範囲は、切断のみに限定されるものではなく、物質の寸法が減少するすべての操作、たとえば破砕、スライシング、粉砕、その他を含む。

スクラップ物質または廃棄物質の寸法を減少させて比較的小さな寸法の粒子にするために廃棄物質またはスクラップ物質のリサイクルで使用される既存の切断装置およびシュレッダーにおける一つの問題は、寸法減少操作の一部として形成される物質のストリップが切断装置または配列に巻きつく傾向を有し、装置の運転中、カッターまたはカッターが取りつけてある軸に巻きつき、かつ／または絡みつくことになる、ということである。これは、カッターおよび軸のまわりに切断された物質のストリップの過剰な堆積がある場合、機械の切断効率の低下、または機械の故障停止さえも起こしうることである。物質がカッターのまわりに巻きつくかもしくは切断装置に堆積することを防止するか、または切断された物質をカッターから除去するための機構または手段を備える従来の試みは、いくつかの理由により、完全には成功していない。したがって、本発明の一つの目的は、切断装置の使用中に、切断要素および／または軸に巻きついて切断配列および軸に絡みつく物質の量を減少させまたはそのような絡みつきがないようにするための有効な巻きつき防止構成を有する切断装置を提供することである。

既存の切断装置におけるもう一つの問題は、カッターに付着する部分的に切断された物質によってカッターが詰まるということである。したがって、切断または部分的に切断された物質の、カッター上またはその付近での圧力により、カッターの効率が低下する。

既存の切断装置におけるもう一つの問題は、切断要素の切刃面が、切刃面および切刃エッジの摩耗を加速する互いの定常的接触により、非常に短期間で鈍化してしまう、ということである。切刃面または切刃エッジが鈍化すると、カッターの配列を分解して各カッターを個別に研いでから、再使用のために配列を組立てなければならない。切刃エッジまたは切刃面の速すぎる鈍化の原因の一つは、カッターが該カッターの有効使用寿命を長くするための自己清掃または自己研摩機構を備えていないからである。切断された物質からの切断屑がカッターの間に堆積することにより、カッターの摩耗速度が大きくなる。

既存の切断装置の早すぎる鈍化のもう一つの理由は、投入物質に紛れ込んでいる異物がカッターの間に捕らえられて、その異物は、たとえば異物が隣接するカッターの間および／またはカッターと軸との間に押し込まれることによって、切断装置のカッターの回転によって持続的にたたかれることになる、ということである。それは、そのような異物をカッターから掃除または清掃するのに有効な機構が備わっていないからである。この場合にも、この状況によって引起される摩耗は、軸および／またはカッターに巻きつく物質のストリップによって加速される。場合によっては、切断装置が異物によって損傷を受け、また場合によっては切断装置が故障停止する。

したがって、やはり必要なのは、使用中に自己研摩して、カッターの研摩の間の時間間隔を大きくすることによってカッターの有効使用寿命を長くする切断装置である。

したがって、自己掃除または自己清掃する個別カッターから成る切断アセンブリを有する切断装置が必要である。また、自己研摩する切断アセンブリも必要である。さらにまた必要なのは、自己排除切断アセンブリ、すなわち異物をカッターに過剰な損傷を与えることなく多少なりとも安全に切断配列を通過させることを可能にし、かつ／または切断アセンブリが故障停止または運転中断する機会を少なくする構成を有する切断アセンブリである。

したがって、本発明の一つの目的は、自己掃除および／または自己清掃カッターを提供することである。本発明のもう一つの目的は、カッターの切刃面の早すぎる摩耗を防止することによって、より長い使用寿命を有する切断装置を提供することである。本発明のもう一つの目的は、カッターのための自己研摩装置を有する切断装置を提供することである。

本発明においては、
自己清掃切断装置、特に物質を比較的小さな寸法の物質片になるように細断するためのシュレッディング設備に使用するのに適した切断装置であって、
− 第一の運動を行うことのできる第一の切断手段、
− 第二の運動を行うことのできる第二の切断手段、および
− 第三の運動を行うことのできる掃除または清掃手段、
を有し、
前記第一および第二の切断手段は、実質的に互いに隣接対向配置され、前記切断装置の第一の切断手段と第二の切断手段との間に投入される物質がこれら二つの切断手段の協働相互作用によって切断されて、比較的小さな寸法の物質片が生成される、
自己清掃切断装置において、
前記清掃手段は第一の切断手段に隣接して配置されて、第一の切断手段の運動が前記清掃手段に運動の第一の成分を与え、また、前記清掃手段は前記第二の切断手段と実質的に対向して配置されて、前記第二の切断手段が運動するとき、前記第二の切断手段が清掃手段と接触して、清掃手段に運動の第二の成分を与えることができ、また、清掃手段の前記第三の運動は、少なくとも、第一の切断手段と第二の切断手段とによって与えられる運動の前記第一の成分と第二の成分との組合せであり、
接触によって第二の切断手段からもたらされる第一の切断手段に対する清掃手段の運動が、第一の切断手段を、切断された比較的小さな寸法の物質片が実質的に付着していない状態に保ち、それにより、比較的小さな寸法の物質片が前記切断装置の使用中に第一の切断手段に巻きつきあるいは接触したままになることによって第一の切断手段の動作を妨害または中断させることを少なくするかまたは実質的になくし、前記清掃手段の運動により前記切断装置の自己清掃が行われるようになっている、
ことを特徴とする自己清掃切断装置、
を提供する。

主として、本発明の切断装置は、シュレッディング機械またはシュレッディング装置である。さらに主として、このシュレッディング装置は、物質を物質の細長いストリップに細断する。さらに主として、物質の細長いストリップは、規則的に反復される輪郭または形状を有し、また主として、物質の長さ方向に延びる軸を含む平面から外部に湾曲している。さらに主として、細断片は、切断手段に巻きつくかまたは絡みつく傾向を有し、これは、特に、湾曲または同様に特にその長さ方向軸のまわりに湾曲しているという細断片の形状による。

本発明のシュレッダーによって処理するのに好ましい物質の一つは、ゴムその他の弾性物質、たとえば使用済みの自動車タイヤたとえば重荷重のトラックおよびバスタイヤからのものであるが、本発明は、任意の種類の物質を切断または粉砕するのに使用できるということに注意すべきである。

主として、切断手段は、回転切断刃装置、主として刃の外周に沿って配置された一つ以上の切刃面を有するものである。さらに主として、刃の外側切刃面は、表面不規則性または不連続性、たとえば歯、溝、クリート、その他の形の突起およびトラフ、を備えている。さらに主として、切刃面は留め手段または保持手段を備えている。主として、留め手段はフック、大きな歯、突起、槍の穂もしくは先端、その他である。さらに主として、二つ、三つ、四つ、またはそれより多くの前記突起が、切刃面の外周に沿って規則的な間隔で配置される。さらに主として、切刃面は三つの部分から成り、それは、刃の側面またはその近くに配置された二つの切刃エッジまたはセクションと、これらの側面セクションの間にある中央セクションである。さらに主として、保持手段は中央セクションまたはその近くに配置される。

主として、複数の回転刃が、類似の刃の系列または列として延びるように配列される。主として、これらの刃は調和して回転する。

主として、第一の切断手段の第一の運動は回転である。主として、第二の切断手段の第二の運動は回転である。さらに主として、第一の切断手段の回転の向きは第二の切断手段の回転の向きと逆である。さらに主として、第一および第二の切断手段は、同じ速度で互いに調和して逆向きに回転する。あるいは、切断手段の二つの列は異なる速度で回転することもできる。これらの回転速度は変えることができる。

主としてすべての切断手段が軸に取りつけてある。さらに主として、二つの軸があって、各軸が複数の切断手段を有している。さらに主として、各軸上のこれらの切断手段はすべて同じ寸法を有する。あるいは、一つの軸上の切断手段は異なる寸法を有することができる。さらに主として、これらの切断手段は異なる幅を有することができる。主として、一つの軸に二つまたは三つの寸法の切断手段が取りつけられる。さらに主として、異なる寸法の切断手段によって定められる異なる切断領域が存在する。さらに主として、実質的に互いに対向配置されている切断手段が互いに同じ寸法を有し、切断配列の異なる領域を定めるようになっている。さらに主として、切断手段の幅が約１００ｍｍである切断手段の第一の領域が存在し、主として、切断手段の幅が約７０ｍｍである切断手段の第二の領域が存在し、また主として、切断手段の幅が約４０ｍｍである切断手段の第三の領域が存在する。これらの切断手段は軸上で容易に交換することができる。一般に、これらの切断手段はそれらの摩耗に応じてまとめて交換することができる。

主として、掃除または清掃手段はスペーサーである。主として、このスペーサーはリング装置である。さらに主として、このスペーサーは、内部配置の半径方向に向いた強化フランジと外周表面とを有する単純なリングである。さらに主として、このリングは、一つ以上の内側リング部分、好ましくはフランジ装置を備えたもの、好ましくは異なる機械的性質または特性を有する材料から成る中間リング部分、および該中間リング部分を包囲する外側リング部分、を有する複合構造を有する。

主として、第三の運動は回転運動と直線運動との組合せである偏心運動である。さらに主として、直線運動は半径方向または接線方向の縦または横運動である。さらに主として、スペーサーリングの一つ以上の切断手段に対する運動により一つまたは複数の切断手段が掃除または清掃され、物質の切断片またはストリップが一つまたは複数の切断手段に残留または付随することが防がれ、またはこれらの切断手段に付着することが防がれる。さらに主として、直線運動、主として半径方向運動が、スペーサーリングの回転運動に、該リングの一回転あたり、２、３、４回以上重なる。

主として、第二の切断手段の突起がスペーサーリングの外側表面をたたいて該リングを第一の切断手段に対して動かし、第一の切断手段を掃除または清掃する。さらに主として、スペーサーリングの外側表面が切断手段その他の突起の先端によってたたかれる。さらに主として、リングの直線運動により、リングが突起の先端を越えて移動し、物質を隣接する切断手段から押して除去して、該切断手段が完全に清掃される。

主として、スペーサーリングは駆動軸によっては駆動されず、該リングに対向配置されている第一の切断手段との接触によって、または対向配置されている切断手段との接触とスペーサーリングの両側の切断手段との協働によって、駆動される。

主として、スペーサーの運動は切断手段の側面に向うかまたは沿うものであり、切断手段に対するこの運動が切断手段から特に切断手段の切刃面から物質を除去し、スペーサーが回転するとき、切断手段から切断物質片をたたき落すことにより、切断物質片が切断手段に巻きつくことを防ぐようになっている。さらに主として、スペーサーの運動の範囲は、切断手段に付着する物質を除去するのに十分であるようなものである。

主として、スペーサーリングは摩耗面または摩耗部分を備えている。さらに主として、この摩耗面はリングであり、スペーサーリングの片側または両側またはその近くに配置された完全または部分リングである。さらに主として、この摩耗リングは、金属製であるか、またはフォーム（発泡）物質から成る弾性物質であるか、または塑性変形できる物質である。さらに主として、フォーム物質は切断手段の衝撃または切断手段に対する衝撃の雑音を減少させるための消音物質である。さらに主として、摩耗部分はスペーサーリングと同じ物質で作られるか、またはスペーサーリングよりも耐久性が大きいかもしくは硬質の物質で作られる。

主として、本発明の装置は、物質をシュレッダーに戻してさらに細断し、より均一な寸法の細断片とするための循環装置を備えている。さらに主として、この循環装置はシュレッダーの片側に、好ましくはこの片側と同軸に配置される。この循環装置はシュレッダーに物質を搬送する手段を有する。さらに主として、この搬送手段は、切断された物質を保持するための滑り台、バスケット、その他である。

さらに主として、この循環装置は、切断片をシュレッダーに再投入するために回転する回転ふるいまたは回転ふるい状の装置である。さらに主として、この回転ふるいは、切断片を搬送してシュレッダーの受けホッパーに戻すための、バスケットを有する回転車輪状のフレーム構造である。さらに主として、この回転ふるいは、切断片を、対向回転している切断手段の一つの領域、好ましくは小さな幅または相対的に小さな幅たとえば約４０〜７０ｍｍの幅の切断手段を有する配列の部分に、投入するために、シュレッダーの一端に軸を偏心させて配置してある。さらに主として、この回転ふるいは、滑り台、好ましくは物質を捕集および／または分配するための調節できる可動滑り台を備えている。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。

図１は、使用済み自動車タイヤの細断に適した一つの形態のシュレッダーまたはシュレッディング機械であり、その全体を２で示す。簡単に言えば、シュレッダー２は、実質的に互いに平行な関係に間隔をとって配置され対向回転する一対の従動軸４ａ、４ｂを有する。軸４ａ、４ｂは、実質的に平行に配置された適切なモーター６ａ、６ｂにより、適切な伝動装置８を通じて駆動される。たとえば、電動機または油圧原動機および機械的ギヤボックスによって駆動される。カップリング９ａ、９ｂは、軸４ａ、４ｂを、ギヤボックス／伝動装置８に連結する。

複数の回転カッター１０が一方の軸４ａ上に配置してあり、該複数のカッター１０は複数のスペーサーリング１２と交互に配置してあって、この軸上でカッター１０とスペーサー１２との交互配置系列を形成している。第二の軸４ｂ上にも、複数のカッター１０と複数のスペーサー１２とが交互に配置してあり、やはりカッター１０とスペーサー１２との交互配置系列を形成している。一方の軸４ａ上のカッター１０は他方の軸４ｂ上のカッター１０と協働するように配置してあって、各カッター１０は、一方の軸上の二つの隣接スペーサー１２の間に、他方の軸上のスペーサーリング１２に対向するように配置してあり、また同様に、各スペーサー１２は、一方の軸上の二つの隣接カッター１０の間に、他方の軸上のカッター１０に対向するように配置してある。したがって、カッター１０とスペーサー１２との交互配列が、二つの軸上に、互いに対面する関係で形成され、カッターが互いに隣接対向配置された、図１に示すようなカッターとスペーサーとの配列が形成される。この装置の動作においては、軸４ａ、４ｂ、およびカッター１０が、たとえば図２の矢印ＡとＢで示すように、逆向きに回転する。これらの向きは、配列の頂部において互いに向かい合う向きであり、したがって、使用時にシュレッダーの頂部に供給される物質はまず、カッター１０が配列の頂部で互いに向って回転するのでカッター１０に捕らえられる。次に、物質は、カッターが互いに同じ向きに回転している対向隣接カッター対の間を通過することによって、スライスその他の切断を受けてストリップになり、そのあと、カッターは配列の底部において互いに離れる向きに回転し、切断物質を開放して、該物質が、シュレッダーの底部に配置してあるホッパーその他の受け器内に落下することを可能にし、あるいは該物質を、さらなる切断のためにシュレッダーに再投入するための適切な循環手段に導くことを可能にする。

カッター１０とスペーサー１２との交互配列は、適切な引張り手段による所定の引張り荷重下で互いに接触した状態で、一緒に保持されている。一つの実施形態では、この引張り荷重は、前記配列の各側部に配置されスラスト板１９その他の形の適切な連結具によって前記配列の一端に力を加えるための引張り荷重ばね１８によって、加えられる。

注意すべきことは、配列の各系列における各カッター１０は互いに同じものであり、また同様に、配列の各スペーサー１２も互いに同じものである、ということである。したがって、以下、本発明の装置の動作を、二つのカッターと一つのスペーサーとに関してのみ説明する。ここで、スペーサーは一つのカッターに隣接し、他のカッターに対向して配置されており、これら二つのカッターは対面する側部切刃面を有し、これらの切刃面は互いに協働して、これらの間にある物質を切断し、ストリップにする。

図８に示すように、一つの実施形態においては、カッター１０は中心に配置された六角形の開口２２を有し、該開口２２を、対応する寸法の六角形軸４ａまたは４ｂが通っている。使用においては、六角形軸４ａまたは４ｂがモーター６ａまたは６ｂによって駆動され、カッター１０が回転する。フランジ付き突起（ｆｌａｎｇｅｄ ｂｏｓｓ）２４が備えられて、カッター１０の両側で六角形開口２２を包囲し、軸４ａまたは４ｂのための駆動面を与え、またカッターの一つの系列上の二つの隣接カッター１０が互いに近づきすぎてそれぞれの切刃面の不要な摩耗が起こるのを防ぐための緩衝装置となっている。図８に示すように、突起２４の内部輪郭は六角形であり、外部輪郭は円形である。注意すべきことは、突起２４の長さはカッターに対する要件とカッターの摩耗パターンとによって変化しうるということである。場合によっては、突起２４は比較的長くて、隣接カッター同士を離れた状態に保つが、他の実施形態では、突起２４は比較的短くて、隣接カッターの切刃面が比較的長い時間互いに接触することを可能にする。

カッター１０の本体は、実質的に円形のディスク２６であって、該ディスク２６は、周囲が突起２４の円形輪郭の外周に沿うようになっていて、カッターのためのディスク状本体となっている。

全体を２８で示す、カッター１０の切刃面が、ディスク２６の外周のまわりに備えてある。切刃面２８はいろいろな形態、形状、または輪郭とすることができる。切刃面２８のそのような形の一つは、実質的な溝付きの表面の形のものであって、該表面は、複数の盛り上がった実質的に四角い輪郭の歯３０と複数の実質的に湾曲または丸いトラフまたは溝３２とから成り、これらは、切刃面２８の各側面エッジに沿って交互に配置されている。隣り合う盛り上がった歯の間隔は、規則的でも、不規則的でも、ランダムでも良いし、または任意のパターンもしくは構成とすることができる。歯３０とトラフ３２は、任意の適切な形状、輪郭、または形態をとることができる。

図面、特に図８に示す実施形態の場合、切刃面２８は、横方向に見たとき、すなわち使用時にカッターが取りつけられる軸４ａまたは４ｂの長さ方向の軸線に沿うカッターの軸方向の断面で見たとき、三つのセクションから成る。これら三つのセクションは、切刃面の一つの側面エッジまたはその近くにある第一のエッジセクション３４、切刃面の他の側面エッジまたはその近くにある第二のエッジセクション３６、およびこれら二つのエッジセクションの間にある中央セクション３８から成る。中央セクション３８はカッターのディスク本体２６と半径方向に実質的に合致している。第一のエッジセクション３４と第二のエッジセクション３６は、各々、実質的に丸められた三角形の切欠きまたはトラフ３２によって互いに分離されている実質的に四角い輪郭の歯３０から成っている。さらに、この歯はカッターの中心線から外向きに軸方向および半径方向に勾配または傾きを有し、シュレッダーに投入される物質用のつかみ面を形成するばかりでなく、対向隣接カッターの間に載置される物質用の切刃面をも形成している。

中央セクション３８は実質的に滑らかであり、くぼみ、突起、もしくは他の表面不規則、または表面不連続をあまり有しないが、円周上のある部分にわたってかなり波打っている。

カッターの外周は実質的に円形であると述べたが、カッターのある実施形態の場合、たとえば図２と８に示す実施形態の場合、丸められたかど、および／またはわずかにふくらんだ側面を有する実質的に四角いものとすることができ、または平坦化セグメントを有する実質的に円形のものとすることができる。すなわち、図２に明瞭に示されているように、円が実質的に同じ四つの表面セクション４０に分割されている。フック４２、やり、尖端、その他が、二つの隣接セクション４０の間に備えてあって、これら四つのフック４２は表面の周囲の規則的に離れた位置に配置され、切刃面を、図２に特によく示されているように、四つの同じセクション４０に分割している。

フック４２は、任意の数の異なる形状をとることができる。そのような形状の一つは、側面図で見たとき、輪郭が鮫のひれであるような外観を有する。しかし、フック４２の末端から見たときには、一点で終わる二つの反対傾斜切断刃を有し、槍の尖端または槍の穂または槍状突起４４を形成する外観が槍状のものである。フック４２の尖端または先端４４はシュレッダーに投入されるすべての物質を突き刺して、該物質をカッター上に保持し、該物質が、二つの対向回転カッターによって切断または細断されるときにカッターの間から逸脱することを防ぐ。

第一のフランジ付き突起２４と同様の第二の突起２４がディスク状本体２６の他の側にも備えてあり、緩衝装置として作用する。この緩衝装置は、軸上でこのカッターに隣接配置されているカッターの対応する突起と接触することによって、一つのカッター１０の切刃面３４、３６が隣接カッターの切刃面３４、３６に接触して摩耗することを防ぎ、したがって両カッターの切刃面３４、３６の早すぎる摩耗を防ぐ。しかし、異なる突起の配置も本発明の範囲内にある。

スペーサーリング１２は多くの異なる形状および／または内部輪郭とすることができ、また多くの形態および／または寸法とすることができる。特に、図４を参照しつつ、スペーサーリングの一つの形状について説明する。この形状の場合、リング１２の外周面は滑らかで、該リングはカッターの切刃面３４、３６の内径と大体同じかまたは同程度の直径を有する。リング１２は半径方向内側に向いたフランジ部分４６を備えており、この部分４６は、該リングの周囲部分または周囲面の内部表面から半径方向内部に延びる断面内で見たとき、Ｔ字形断面を有している。フランジその他の強化構成のその他の内部輪郭も可能である。

次に、特に図７を参照しつつ、スペーサーリング１２の別の実施形態について述べる。この実施形態のスペーサー１２は、Ｔ字形の半径方向内向きフランジ４６を有する内側リング面部分５０と、外側環状リング部分５２とを備えている。内側リング面部分５０の外側表面には溝が備えてあり、外側リング部分５２の内部表面には、もう一つの溝が備えてあり、これらの溝は、実質的に互いに揃って配置されており、互いに対面する関係にある。実質的に弾性の物質から成る円形パッドまたはループを形成する環状リングまたは‘Ｏ’リング５４または他の同様のものが、内側リング面部分５０と外側リング部分５２との間で、対面する溝内に配置してある。

使用においては、弾性パッド５４が外側リング部分５２と内側リング面部分５０との間のクッションとして作用して、シュレッダーの使用時に、フック４２、特に先端４４に外側リング部分５２の外側表面がたたかれあるいはぶつかられることの影響を和らげる。このことについては、あとで詳しく説明する。

カッターの説明に戻ると、カッターの別の実施形態においては、図３に示すように、カッターのディスク状本体２６に変形が加えられる。一つの実施形態においては、本体ディスク２６の軸方向外側に向いた側面に、溝６０が備えられ、該溝６０はディスク本体２６の各側面に配置され、実質的に四角または直線で囲まれた輪郭を有する。カッターが作られる物質とは異なる物質で作られたリングが、これらの環状溝内に備えられて、犠牲摩耗面として作用する。この摩耗面は、シュレッダーの使用時に、スペーサーを定常的にこすることによって引き起こされるカッターの摩耗時に切刃面に優先して、摩耗する。図３の実施形態の場合、犠牲摩耗リング６２は任意の適切な摩耗物質たとえば金属、プラスチック材料、その他で作られる。一つの好ましい物質はカッター自身が作られている金属と少なくとも同程度に硬い金属、たとえば耐摩耗（ｈａｒｄ ｗｅａｒｉｎｇ）鋼である。その他の実施形態の場合、カッターを、カッターが製造されるときに、鋳造その他によって、カッターと同じ物質で作られた一体リングまたはインサートとともに作ることができる。

別の形態のカッターは、摩耗リングまたは摩耗セグメントもしくはブロックの代わりにまたはこれに隣接して、カッターの各側面に弾性物質のループを備えている。このループは、塑性的に変形できる物質または他の容易に圧縮できる物質で作られて、消音物質として作用し、カッターの側面をこするスペーサーリングの雑音または互いに逆回転してぶつかるカッターの雑音を小さくするようになっている。一つの形態においては、弾性物質は発泡材料またはフォームたとえば天然または合成セーム革その他に類似の物質である。注意すべきことは、シュレッダーの使用中、リングは移動してカッターの周縁を通り過ぎ、特にカッターのフックを通り過ぎ、カッターを、カッター上に付着または残留する物質を完全に除去することにより、特にフックに捕らえられるか貫かれている物質を除去することにより、完全に清掃する、ということである。

図５と６に示す、本発明のカッターのもう一つの変形例においては、カッター１０は、複合材料または積層構造物で作られており、カッター１０のそれぞれの部分を異なる物質から成る異なる構成とすることができる。図５に示す一つの実施形態の場合、ディスク状本体２６である、カッターの内側部分は、一つの物質たとえば鋳鉄、鋼、その他で作られている。環状リング６４または‘Ｏ’リング、その他は、弾性物質、または少なくともカッターの本体２６よりも‘軟らかい’物質で作られており、カッターの本体２６を形成する鉄または鋼ディスクの両側の環状溝に備えられ、摩耗面として作用し、または隣接するカッターとスペーサーとの間の強力なシールを与え、切断屑、切断された物質、その他が、従動軸４ａ、４ｂの近くでカッターに隣接して堆積すること、または装置を通過して落下して回転軸のまわりに捕らえられることを防ぐ。

図６に示す他の実施形態においては、また図５に示すカッターの一つにおいても、‘Ｏ’リング６４または相当物が省略される。

図５と６に示すどちらの実施形態においても、異なる物質の中間リング７０がディスク状本体２６の半径方向外向きかつディスク状本体２６の外周のまわりに備えられる。中間リング７０はその一つの形態において、図５と６に示すように、横断面で見たとき実質的にＨ形の輪郭を有する。

この実施形態の場合、シュレッダーの隣接するカッター１０の間に切断のために投入される物質の切断と捕捉とのための歯３０を有する切刃面２８を形成する外側リング７２が存在する。

また、注意すべきことは、一つのシュレッダーで、いくつかのタイプのカッターを混用することができるということである。これらのカッターのタイプには、（ｉ）カッターの外周に形成された切刃面２８を有する一体鋳鉄または鋼カッター、（ｉｉ）本体２６と外側リング７２との間に中間リング７０を有し、外側リング７２が切刃面２８を形成するカッター、（ｉｉｉ）中間リング７０と切刃面２８を形成する外側リング７２とに加えて、弾性または摩耗物質から成る内側リング６４を有するカッター、（ｉｖ）一対のフォームループを有し、一つずつカッターのそれぞれの側面に配置されてカッターの衝撃音を吸収するようになっているカッター、がある。注意すべきことは、カッターの形態や構造がどうであれ、外側リング７２は、常に、シュレッダーに供給される物質の保持、突き刺し、スライス、切断、その他のための、突起、歯３０、フック４２、槍の先端４４、その他を有する切刃面２８を備えているということである。

本発明のシュレッダーは、部分的に切断された物質をシュレッダーに再循環させるための回転ふるいまたは回転ふるい様アセンブリである随意の機能装置を備えている。一つの形態において、この回転ふるい様装置は、部分的に切断されたタイヤのかたまりをシュレッダーに戻して切断配列を再度通すために受けかつ導くためのバスケットその他の受けまたは案内手段を有するフレーム構造のような大きな車輪の形のものである。この再循環回転ふるいは、部分的に切断された物質をシュレッダーのホッパーに再循環させてシュレッダーを再度通すために、シュレッダーの軸方向片側に配置してある。

以下、シュレッダーの運転の一方法について説明する。

シュレッダー２は、二つの回転軸４ａ、４ｂを調和させて互いに逆向きに駆動することによって運転される。この駆動はこの目的のために備えられたモーター６ａ、６ｂの動作によって行われる。図１において、フック４２の槍の穂４４が軸４ａ、４ｂとカッター１０の二つの系列の各回転方向を指していることに注意すべきである。すなわち、図１におけるように上から見たとき、カッターの二つの系列のそれぞれの上表面は、互いに向って回転し、カッターの回転につれてカッターの間に物質が強制的に送り込まれて落ちていく。

物質がシュレッダー２に投入されると、カッター１０の外側切刃面２８の歯３０がまず物質をつかみ、二つの系列のカッターの間の領域内に引き込み、それから、物質が一対の対向隣接カッターの間にあるときに、物質は二つの対向隣接カッターの対向切刃エッジ３４、３６の協働により切断されてストリップになる。次に、この物質ストリップは、カッターの回転により、二系列のカッターの間から歯３０によって引き出されて、切断装置または装置のカッター配列の下方に備えてある、物質を回転ふるいに導くためのホッパーその他の容器内、または滑り台内に落下する。

フック４２は、物質をカッターの間に保持するのを助け、また先端４４が物質を突き刺して物質が対向回転カッターの外に押し出されないようにしっかりと保持することによって、物質が除去されるのを防ぐ。本発明のシュレッダーによって細断するのに好ましい一つの物質としては、ゴム、特に使用済み自動車タイヤがあるが、切断されたゴムストリップはカッターのまわりに丸められて、カッターと軸に巻きつく傾向があり、したがってカッター配列に面倒が起こり、シュレッダーが動作を停止するか、またはシュレッダーの動作効率が大きく低下するということが起こる。スペーサーリング１２を各カッターの両側に配置することにより、ゴムタイヤの切断ストリップは軸とカッターに巻きつくのが防がれ、したがってこの切断装置は切断屑が実質的に付着していない状態に保たれ、連続して高効率で運転することが可能になる。さらに、スペーサーリングを押して隣接または対面カッターとのかみ合いを解除して、ギャップまたはスペースを残し、異物が二つの系列の回転カッターの間を通過して、切断アセンブリ下方の捕集ホッパー内に落下するようにすることができる。これにより、異物が硬いものであるときには特にそうであるが、異物にぶつかることによりカッターが損傷を受ける機会を少なくすることができる。

各スペーサーリング１２は、それぞれのリングに作用している力とその向きとに応じて、その軸に対して自由に動くことができる。というのは、これらのリングは軸に対して該軸によって駆動されるようには取りつけられておらず、軸上に自由に配置されるようになっており、回転運動と直線運動との組合せにより軸のまわりに偏心運動できるようになっているからである。

一対の隣接カッターが回転すると、これらの間にあるスペーサーリングもそれに応じて回転する。というのは、スペーサーは実質的に二つのカッターの間にサンドイッチまたはクランプされているからである。スペーサーリングは、該リングの両側にある二つのカッターの規則的な回転運動に従って大体円形経路の回転をする。

しかし、カッター、特に当該スペーサーリングに直接対面するカッターが回転すると、この対面カッターのフック４２も回転し、フック４２は対面カッターの切刃面２８の残りの部から半径方向外側に延び出ているので、フック４２、特に先端４４が、このカッターに直接対面するように配置されているスペーサーリングの外周７２と接触する。それにより、スペーサーリング１２は強制的に軸４ａまたは４ｂに対して半径方向または直線的に変位させられ、スペーサーリング１２の内側表面が隣接カッターの各フランジ付き突起２４の組合せ外側表面に接触する。このようにして、スペーサーは軸上に保持されるが、二つの隣接カッターによる通常の回転下で、回転時に対向カッターにぶつからなかった場合にとるであろう位置からは、ずれた位置にある。したがって、カッターが回転すると、各カッターに直接対面するように配置されているスペーサーリングにカッターの側面に沿ってまたは対抗する形で横からの打撃が連続的に与えられ、すなわちスペーサーが実質的に半径方向に連続的に押されることになり、したがってスペーサーリングの実際の運動は回転運動と半径方向運動との組合せである偏心運動すなわち実質的に反復偏心運動となる。対面カッターの一回転ごとに、スペーサーリングは、カッターの側面に沿って、横から四回たたかれる。カッターは四つのフック４２と先端４４とを有するからである。このように、スペーサーは、運転時に、二種類の同時運動を行い、回転につれて横からたたかれる。これはカッターの一回転につき四回起こる。

スペーサーリングが回転するときの該リングの横方向運動の効果は、カッターと軸に巻きつくタイヤストリップをカッターの切刃面およびカッター自身からたたき落して、カッターを清掃し、切断屑または切断物質のストリップをカッターから除去しゴムストリップがカッターに巻きつくのを防ぐ、ということである。すなわち、ストリップは、回転しつつあるカッターに巻きつく機会を与えないうちに、カッターからたたき落される。注意すべきことは、スペーサーリングの運動範囲は、対面カッターによってたたかれるとき、フック突起の端を越えて延び出るようなものであり、したがってフック上に残留している物質が除去されてカッターが清掃される、ということである。このように、スペーサーリングの直線運動範囲は、カッターの最大幅の場所の半径よりも大きい。

取りつけてある場合、再循環回転ふるいは、比較的大きな寸法の細断された物質片または非切断ストリップを、車輪状の回転フレーム構造に備えられた回転バスケットその他に捕集し、これらの物質片を搬送してシュレッダーの入口に戻し、ふたたびシュレッダーを通過させてさらに細断されるようにする。

一つの実施形態の場合、再循環機構は、シュレッダーからの部分的切断物質を回転ふるいに導くための滑り台、および／または回転ふるいからの物質をシュレッダーの入口に導くための他の滑り台を有する。他の実施形態においては、この滑り台は、定置であるか、または可動で調節でき、もしくは定期的に反復可動であり、物質をより均一に分配できるようになっている。この滑り台は、回転ふるいの片側に備えられ、物質片を回転ふるいの中心に導き、該回転ふるいからシュレッダーの入口に送り戻すことができるようになっている。回転ふるい装置のその他の構成も可能である。

前記の構成は、ここでの説明によってさらに発展させられ、ここで開示したすべての新しい特徴と新しい特徴の組合せとを含む、本発明の趣旨と範囲とを逸脱することのない多くの変形を行うことができる。

当業者には明らかなように、ここで示した発明には、具体的に説明したものとは異なる変形と変更とを加えることができる。本発明の趣旨と範囲に含まれるそのような変形と変更とはすべて本発明に含まれると理解すべきである。

本発明の利点に含まれるのは、カッターに対するスペーサーの偏心運動のため、切断装置が実質的に自己清掃性および／または自己掃除性を有し、したがって、カッターの切刃面、刃、その他が長時間にわたって鋭利に保たれることにより、切断装置の有効使用寿命が長くなるという効果が得られる、ということである。

本発明の切断装置の一つの形態を表すシュレッダーの平面図であり、該シュレッダーは、一つの系列に沿って他の系列に対向するように交互に配置された複数のカッターとスペーサーリングの二つの対向配置系列を有する。 図１の線２−２に沿う部分垂直断面図であり、本発明のカッターとスペーサーリングとのアセンブリの一つの形態と構成とを一つの回転位置に関して示す。 カッターとスペーサーリングの構成の、図２の線３−３に沿う、より詳細な拡大断面図である。 一つの形態のスペーサーリングの部分断面図と該スペーサーリングの外周の部分側面図である。 本発明のカッターとスペーサーリングの構成の別の実施形態の、一つの回転位置における、図３と同様のより詳細な拡大断面図である。 本発明のカッターとスペーサーリングの構成のさらに別の実施形態の、一つの回転位置における、図３と同様のより詳細な拡大断面図である。 本発明のもう一つの形態のスペーサーリングの部分側面図および部分断面図である。 本発明の装置で有用な一つの形態のカッターの斜視図である。

符号の説明

２ シュレッダー
４ａ、４ｂ 一対の対向回転軸
６ａ、６ｂ モーター
８ 伝動装置
９ａ、９ｂ カップリング
１０ 回転カッター
１２ スペーサーリング
１８ 引張り荷重ばね
１９ スラスト板
２０ 六角形の開口
２４ フランジ付き突起
２６ 円形ディスク
２８ 切刃面
３０ 歯
３２ トラフ
３４ 第一のエッジセクション
３６ 第二のエッジセクション
３８ 中央セクション
４０ 四つの表面セクション
４２ フック
４４ 槍状突起
４６ フランジ部分
５０ １２の内側リング面部分
５２ １２の外側環状リング部分
５４ 環状リング
６０ 溝
６２ 犠牲摩耗リング
６４ 内側リング
７０ 中間リング
７２ 外側リング

Claims (33)

1. 自己研磨装置であって、
   第 1 の回転方向に回転する第 1 の軸上に取り付けられた一体の第 1 の切刃面を有する第 1 の駆動カッター、および、
   前記第 1 の駆動カッターと反対方向に回転する第２の軸上に搭載された一体の第２の切刃面を有する第２の駆動カッター
   を含む装置に投入される物質を切断するための自己研磨切断装置であって、
   前記第１および第２の駆動カッターは、２つの駆動カッターが互いに対して対向回転しながら、第 1 の切刃面の少なくとも一部分が、第２の切刃面の少なくとも一部分と摩擦接触するように、異なる軸上に互いに隣接対向配置され、
   それらの各軸上にある前記駆動カッターは、第２の切刃面の一部分と摩擦接触して第 1 の切刃面の一部分を保持するために噛み合わさっていて、その結果、第１および第２の駆動カッター間で切断装置へ投入された物質は、２つの駆動カッターが対向回転しながら互いに対して摩擦接触している２つの切刃面によってより小さな個片に切断され、
   前記装置は、運動の第 1 成分および運動の第２成分の組み合わせを含む偏心運動を行うために、第 1 の駆動カッターに近接して第 1 の軸上に搭載され、第２の軸上にある第２の駆動カッターに対向して配置された清掃リングを含み、
   第 1 の駆動カッターの回転は運動の第 1 成分を回転運動である清掃リングへ与え、第２の駆動カッターの回転は、周期的に清掃リングを接触させるために、本質的に線形運動である運動の第２成分を与え、この結果、前記偏心運動は回転運動と線形運動の組み合わせであり、
   前記駆動カッターは、清掃リングが作られる物質より耐摩耗性の良い物質から作られ、その結果、清掃リングが第 1 の駆動カッターの側面にこすれながら、清掃リングは駆動カッターの摩耗に優先して摩耗し、このことにより、駆動カッターに対する清掃リングの摩擦運動は駆動カッターに切断屑を付着させず、かつ切刃面をシャープな状態（研磨状態）に保持する、
   ことを特徴とする自己研磨切断装置。
2. 清掃リングは、第１の軸上の２つの隣接した第１の駆動カッターの間で、当該２つの第１の駆動カッターを所定の距離または間隔で互いから離間するためのスペーサーとして機能し、スペーサーの幅は、対向の駆動カッターの幅と等しいか、または小さいことを特徴とする請求項１に記載の自己研磨切断装置。
3. 清掃リングは、駆動カッターの側面に向かって動くか、またはこれに沿って動くことを特徴とする請求項２に記載の自己研磨切断装置。
4. 清掃リングが駆動カッターに対してこすれるとき、駆動カッターは、切刃面より優先して摩耗する摩耗部分を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の自己研磨切断装置。
5. 駆動カッターの側面は、駆動カッターの両側に配置され、実質的に四角または直線で囲まれた輪郭を有する溝または切込みを備え、そこで摩耗部分を受けていることを特徴とする、請求項４に記載の自己研磨切断装置。
6. 摩耗部分は、駆動カッターの切刃面より優先して摩耗する犠牲摩耗面として機能するために、駆動カッターの作製物質と異なる物質から作られる内側リングであり、摩耗部分は、円形に配列された離間ブロックの形で連続リングまたは分割リングであることを特徴とする請求項５に記載の自己研磨切断装置。
7. 犠牲摩耗部分は金属またはプラスチック物質から作られ、その金属の硬さは、駆動カッターよりも優先して摩耗するために、最大でも駆動カッター自身が作られる金属と同程度であることを特徴とする請求項６に記載の自己研磨切断装置。
8. 駆動カッターは複合または積層構造物で作られていて、前記複合または積層構造の駆動カッターの異なる部分は異なる物質から作られていることを特徴とする請求項７に記載の自己研磨切断装置。
9. 鋼または鋳鉄で作られる駆動カッターの本体を形成するディスクの形で内側 部分、中間リング部分および外側リング部分が内側リング部分を包囲している切刃面を有する外側リング部分を含む、請求項８に記載の自己研磨切断装置。
10. 駆動カッターの中間リングは、内側部分を包囲している外側部分の物質と異なる物質から作られていることを特徴とする請求項９に記載の自己研磨切断装置。
11. 中間リングは、駆動カッターの本体のディスクを横断面で見たときに、外側溝と内側溝を持つ実質的にＨ形の輪郭を有し、駆動カッターの本体のディスクが中間リングの内側溝に配置されることを特徴とする請求項８に記載の自己研磨切断装置。
12. 摩耗部分はＨ形中間リング内に半径方向に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の自己研磨切断装置。
13. 摩耗リングまたは摩耗部分の代わりにまたは隣に、駆動カッターの両側に配置された弾性物質のループをさらに含む、請求項６に記載の自己研磨切断装置。
14. ループは、駆動カッターの側面に対してこすれて生じるスペーサーリングの騒音を減じるために消音物質として機能する、弾性物質または塑性変形可能な物質または他の容易に圧縮可能な物質から作られていることを特徴とする、請求項１３に記載の自己研磨切断装置。
15. 弾性物質は発泡材料または発泡体であることを特徴とする、請求項１３に記載の自己研磨切断装置。
16. 第２の駆動カッターとの接触によって引き起こされる清掃リングの直線運動範囲は、清掃リングの内側表面が第１の駆動カッターの外側切刃面を越えて伸びている程度であることを特徴とする、請求項６に記載の自己研磨切断装置。
17. 清掃リングは、半径方向に内側部分および半径方向に外側部分を備えていて、半径方向の外側部分は、清掃リングが駆動カッターに対してこすれるとき、隣接する駆動カッターの切刃面の摩耗に優先して摩耗するための犠牲摩耗部分となっていることを特徴とする、請求項１に記載の自己研磨切断装置。
18. 清掃リングの内側部分はＴ字形断面を持つリングの形状であり、Ｔ字形の幹は、偏心運動のためにリングを搭載している軸に対して半径方向内側に向けられていることを特徴とする、請求項１７に記載の自己研磨切断装置。
19. 清掃リングの外側表面は対向する駆動カッター上にある突起の先端によって接触されていることを特徴とする、請求項１８に記載の自己研磨切断装置。
20. 第 1 の軸上に配置されたそれぞれの第 1 の切刃面を有する多数の第 1 の駆動カッターが存在し、第 1 の軸上に配置された多数の清掃リングとその関係を交換することを特徴とし、
    第２の軸上に配置されたそれぞれの第２の切刃面を有する多数の第２の駆動カッターが存在し、第２の軸上にある多数の清掃リングとその関係を交換することを特徴とし、
    前記多数の第 1 の駆動カッターは多数の第２の駆動カッターと互いに噛み合され、その間に配置された清掃リングを有して交互に配置された第 1 および第２の駆動カッターのアレイを形成し、１方の軸上にある各駆動カッターの切刃面の１部が他方の軸上にある各隣接する駆動カッターの切刃面の 1 部と接触していることを特徴とし、
    一方の軸上にある清掃リングは他方の軸上にある駆動カッターに対向配置されていて、装置が対向回転するときに、清掃リングが同じ軸の両側にある駆動カッターに対してこすれるように、および、他方の軸上にある対向する駆動カッターによって叩かれるように、該他方の軸が配置されていることを特徴とし、
    清掃リングの摩擦運動は、駆動カッターを清掃状態にし、駆動カッターの切刃面を研磨することを特徴とする、
    請求項１に記載の自己研磨切断装置。
21. 切刃面は表面不規則性または不連続性を有し、その表面不規則性または不連続性は歯、クリート、くぼみ、切込み、スペース、ギャップまたは突起であることを特徴とする、請求項２０に記載の自己研磨切断装置。
22. 切刃面は駆動カッターの間に切断装置へ投入される材料を留めるリテーナ（留め手段）を備えていて、その結果、押し出されるように装置へ投入される材料が駆動 カッターを通過する前に駆動カッターの間に存在する傾向が軽減され、その軽減によって駆動カッターの間に配置された材料の切断を補助し、より小さな個片に切断することを特徴とする、請求項２１に記載の自己研磨切断装置。
23. リテーナは、フック、大きくした歯、突起、槍の穂、先端、ノーズ、フィンガーまたはその他の突出部であることを特徴とする、請求項２２に記載の自己研磨切断装置。
24. 駆動カッターの切刃面の外周に沿って離間して配置された２つ以上の突起が存在することを特徴とする、請求項２３に記載の自己研磨切断装置。
25. 隣接の対向する駆動カッターの切刃面はエッジ間接触していて、切刃面はその駆動カッターと一体になっていて、その駆動カッターは、駆動カッターに備わった表面が駆動カッターの両側に配置された２つの切刃エッジおよび２つの側面エッジの間に配置された中心部分を含むように、配置され、
    その結果、１つの切刃面の側面エッジは対向して隣接する駆動カッターの側面エッジと接触していることを特徴とする、請求項２４に記載の自己研磨切断装置
26. ２つ以上の突起は、両側面エッジの間で切刃面の中心部分に配置され、駆動カッター表面から半径方向に外側へ伸びていることを特徴とする、請求項２５に記載の自己研磨切断装置。
27. 清掃リングは、強化用の内部配置の半径方向に向いたフランジおよび外周面を有し、その結果、対向して配置された駆動カッターの切刃面により接触していることを特徴とする、請求項１に記載の自己研磨切断装置。
28. 清掃リングはＴ字形フランジの形態で内側リング、中間リングおよび外側リングを有し、中間リングは、半径方向の外側部分と半径方向の内側部分の間に配置され、弾性材料から作られていることを特徴とする、請求項２７に記載の自己研磨切断装置。
29. 直線運動は、清掃リングの 1 回転あたり繰り返して清掃リングの回転運動に重なり、偏心運動を形成することを特徴とする、請求項１に記載の自己研磨切断装置。
30. 第２の駆動カッターとの接触によって引き起こされる清掃リングの直線運動の範囲は、第 1 の駆動カッターにおける突起の先端を越えてリングが伸びる程度であることを特徴とする、請求項２９に記載の自己研磨切断装置。
31. 第２の駆動カッターによって清掃リングへ与えられる直線運動の回数は、第２の駆動カッターに備えられた突起の数に対応することを特徴とする、請求項３０に記載の自己研磨切断装置。
32. 各駆動カッターは駆動カッターの外周に沿って一般に規則的に離間した４つの突起を備えていることを特徴とする、請求項３１に記載の自己研磨切断装置。
33. 前記第１および第２の軸は、同じ速度で、或いは切断される物質の使用および種類に依存して異なる速度で、反対方向に回転することを特徴とする、請求項１に記載の自己研磨切断装置。

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