JP4406327B2 - タイヤチップ製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、廃タイヤからビードを抜き去り、これを所定の大きさに切断するとともに、その周縁部から金属線がひげ状に突出することがなく、相互に絡み合わないゴムチップを得るためのタイヤチップ製造装置に関する。

自動車等の普及に伴うタイヤの廃棄数量は次第に高騰し、廃棄タイヤの処理処分については、ビードを抜き取る廃タイヤ処理システム（特許文献１，２参照）が確立しており、また、ビードを抜き取った後こま切れにする廃タイヤ処理システム（特許文献３参照）が提供されており、こま切れにしたタイヤチップの処理処分については種々の用途が開発されている。

こま切れにしたタイヤチップの処理処分のひとつとして、タイヤチップを燃焼させて火力発電をする用途が開発中であるが、タイヤチップを燃焼させる炉の構造によっては、ビードを抜き取ってこま切れにしただけの状態では不都合を生じて不向きな場合がある。例えば、火力発電の燃焼炉は金属の格子又は網からなる火格子（ロストル）の上に燃焼物を載せてそれを燃焼させ、燃え尽きた灰じんは炉底部に落下させるようになっている。

一方、タイヤチップは廃タイヤからビードを抜き取ってはいるものの、タイヤ表面付近には金属製網が埋設されている構造であるから、これをこま切れにする際には、ゴムを引っ張りながら切り裂くような切断作業が多いために、ゴムは比較的容易に切断されても、埋設されている金属網はゴムの切断に遅れて切断されることや、ゴムと金属の膨張・収縮率の違いにより、タイヤチップにはその周縁部に、切断された金属網が突出してなるひげを持つことがある。
特許第３００９８９１号 特願２００２−３０２４８０ 特願２００２−３０５４９６

上記の従来技術においては、廃タイヤをこま切れにしただけのタイヤチップを製造するものであるから、その周縁部にひげが突出しており、ひげどうしが互いに絡み合って空洞のあるタイヤチップの塊を造ったり、ひげが何処かに引っ掛かって移動を妨げるような事態が生じるので、燃焼炉内への定量的でスムーズな搬入ができず、例えば火格子に載せる火力発電用燃料としては適さない、という問題がある。

そこで、この発明は、周縁部にひげが突出しないようにこま切れにした所定サイズのタイヤチップを得ることにより、例えば火力発電用燃料として障害なくタイヤチップを利用できるようにすることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、駆動用モータによって回転駆動され、周面に所定径の透孔が複数穿設された回転ドラムと、
ベースに固定されつつ前記回転ドラムの内部に配置され、廃タイヤが投入されるホッパと、
前記回転ドラム内に設けられて、前記ホッパを介して投入された廃タイヤを互いの歯部を噛合させて切断する一対の回転刃体と、
前記回転ドラムの内周面に対向して円周方向に沿って配置され、上端側が前記ホッパに接続固定された円弧状のガイド板と、
前記回転ドラムの内周面に少なくとも１つ設けられ、前記回転刃体によって切断されて前記透孔を通過できなかったタイヤチップを、前記回転ドラムの回転に伴って前記ガイド板の外周面を介して前記ホッパへ再度送り込む内周側の掻寄せ板と、
を備えたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、前記回転ドラムは、前記ベース上の湾曲凹面に沿って回転駆動されていると共に、前記回転ドラムの外周面に少なくとも１つ設けられ、前記透孔から前記湾曲凹面上に落下したタイヤチップを前記ベースの一方側へ向けて掻き出す外周側の掻寄せ板を備えたことを特徴としている。

請求項３に記載の発明にあっては、前記一対の回転刃体は、一方がドラムの周面に軸方向へ一定間隔で複数の鍔状に円刃を突設してなり、他方が前記円刃を嵌合する凹溝をドラムの周面に軸方向へ一定間隔で円周方向へ設け、前記円刃の先端部に形成された三角断面の両斜辺部が前記凹溝の両角縁部にそれぞれ当接するようにしてなり、かつ、前記凹溝間にスプロケットをドラムの周面に軸方向へ一定間隔で円周方向へ固定して設けたことを特徴としている。

したがって、ビードを抜き去るとともに、少なくとも半割りした廃タイヤをホッパ内に投入すると、廃タイヤは回転刃体に噛合して短冊状に切り裂かれ、その短冊は回転ドラムの内周面側に落下するが、透孔を通過することができずに回転ドラムの内周面側の掻寄せ板で掻き集められて再びホッパ内に投入され、再び回転刃体にて切り裂かれて細の目状等の不特定形状になり、回転ドラムの内周面側に落下し透孔を通過して回転ドラムから排出されるとベースの湾曲凹面に落下し、これを回転している回転ドラムの外周面側の掻き寄せ板がベースの外へ製品として排出する。

本発明によれば、ビードを抜き取ると共に、少なくとも半円形の２つ割りにした廃タイヤを、回転ドラム内に投入すると、回転刃体間にてこま切れにする動作が繰り返され、かつ、この回転刃体の特殊構造によってゴムを圧縮しながら金属網の切断をすることができるので、ゴムが圧縮を解除された時に膨張し、周縁部が平滑でひげが突出することのないタイヤチップを得ることができるから、例えば火力発電用燃料に適したタイヤチップを軽便容易に得ることができるという効果が得られる。

本発明のタイヤチップ製造装置は、湾曲凹面を備えたベース上に回転自在に支持されて前記湾曲凹面に沿う回転ドラムの周面に所定径の透孔が穿設され、かつ、この回転ドラムの内周面及び外周面にそれぞれ円周方向へ一定間隔で軸長方向の、少なくとも１以上の掻寄せ板が設けられ、外周面側の掻寄せ板は前記湾曲凹面をほぼ摺接し、また、内周面側の掻寄せ板は円弧面を有して回転ドラム内に挿入したガイド板をほぼ摺接して設けられ、このガイド板の上端側は回転ドラム内に挿入したホッパと接続され、この固定ホッパの下方には一対の回転刃体を互いに噛合させて回転自在に回転ドラム内に挿入して構成される。この発明の実施例を図面に基づき説明する。

図１は組付状態の斜視図、図２は分解斜視図、図３は平面図、図４は図３のＸ−Ｘ断面図であり、図において１は床面又は地面に載置固定するベースで、上部に円弧状の湾曲凹面２を有する。ベース１の上部には回転ドラム３が回転自在に支持される。この回転ドラム３はベース１の湾曲凹面２と相似形の周面を有するドラムであって、軸方向の両端部にはフランジ部３ａが形成されるとともに、円周部には多数の透孔４が開設されている。この透孔４の直径は、例えば火力発電用燃料として適する最大サイズのものとしてあり、廃タイヤがこま切れになった後、最終的な製品として回転ドラム３から排出するために設けられている。

回転ドラム３は自転するものであって、ベース１と連結される前後のフレーム１ａ，１ａに回転自在に支持される４つの支承輪５，５ａ，５ｂ，５ｃ上に載置されており、支承輪５，５ａはシャフト６に同軸結合してその端部にＶ溝を形成したプーリー７を有し、また、支承輪５ｂ，５ｃはシャフト６ａに同軸結合してその端部にＶ溝を形成したプーリー７ａを有する。プーリー７，７ａ間にはＶベルト等のエンドレスベルト８，８が掛けられており、このエンドレスベルト８，８にはプーリー７，７ａ間のほぼ中央部位で駆動用プーリー９が摺接している。駆動用プーリー９は駆動用モータ１０の減速軸に連結されている。なお、図１及び図２に示すように、回転ドラム３の上部側に支承輪５ｄ，５ｅを設け、支承輪５ｄ，５ｅにシャフト６ｂを枢着し、そのシャフト６ｂの両端部をフレーム１ａ，１ｂに回転自在に支承させてもよい。また、エンドレスベルト８をチェーンベルとに代えるとともに、プーリー７，７ａ，９をスプロケットに代えてもよい。

したがって、回転ドラム３は、支承輪５，５ａ，５ｂ，５ｃに載置されて転動自在であり、そのため駆動用モータ１０を始動して駆動用プーリー９が回転すると、エンドレスベルト８でプーリー７，７ａを介しシャフト６，６ａが回転して支承輪５，５ａ，５ｂ，５ｃが回転することにより、例えば反時計回り方向へ自転することができる。

また、支承輪５，５ａ，５ｂ，５ｃが摺接する部分から離れた回転ドラム３の軸方向の前後端部側には、フランジ部１１，１１ａが円周方向へ設けられている。これらのフランジ１１，１１ａ間には、外周側の掻寄せ板１２が回転ドラム３の円周方向の一定間隔で少なくとも８カ所に設けられている。この各掻寄せ板１２は、それぞれ前記回転ドラム３の軸方向に沿って延設され、前記透孔４から回転ドラム３の外に排出された最終製品たるタイヤチップがベース２の湾曲凹面２に落下した場合に、湾曲凹面２に沿ってベース１の一方の側部へ向けて掻き出すために設けられている。

そして、回転ドラム３の内周面には、直径方向で相対向する円周面の少なくとも２箇所に、内周側の掻寄せ板１３が半径方向へ突設されていると共に、前記回転ドラム３の軸方向に延設されている。
また、前記回転ドラム３の内部には、円弧状に曲成されたガイド板１４が配置されている。このガイド板１４は、前記フレーム１ａ，１ｂに固定され、前記掻寄せ板１３が接触しないが摺動できるように、回転ドラム３の底部側からその真上側までの内周面の約半分程度を占めている。また、このガイド板１４の上端部側は、前傾部１５ａとしてホッパ１５の一部を形成している。
このホッパ１５は、フレーム１ａ，１ｂに固定されており、その下方には一対の回転刃体１６，１７が回転自在に収納されている。
前記ガイド板１４は、回転刃体１６，１７で粉砕されたタイヤチップが、回転ドラム３の透孔４から排出されない場合に、掻寄せ板１３にて回転ドラム３の自転時にガイド板１４を経て前傾部１５ａからホッパ１５へ再度送り込むために設けられている。

さらに、回転ドラム３の空間内部に収容された一対の回転刃体１６，１７は、シャフト１８，１９がフレーム１ａ，１ｂに回転自在に支承されている（図３参照）。軸１８はカプリング２０を介して減速機２２の出力軸２１に連結されている。２３は減速機２２と連結された駆動モータである。
回転刃体１６には、駆動モータを有していないが、必要によっては駆動モータで独立して回転させてもよい。したがって、駆動モータ２３を始動すれば回転刃体１７は独立して回転駆動することができる。この回転時に、回転刃体１６，１７間に後記する廃タイヤＴが投入されると、スプロケット２８に噛み込まれた廃タイヤＴは回転刃体１６に接触し、その接触抵抗で回転刃体１６が共に回転するというものである。

回転刃体１６は、図５及び図６に示すように、所定の軸長を有するドラムに、軸方向へ一定間隔で複数枚の鍔状の円刃２６を円周面に固定したものであり、また、回転刃体１７は、所定軸長のドラムに前記円刃２６が進入する円周方向の凹溝２７を軸方向へ一定間隔で円周方向へ形成するとともに、凹溝２７間にタイヤ送りスプロケット２８を鍔状に固定して設けたものである。円刃２６の円周縁は鋭角に形成された刃であって、断面形状が三角形である（図６中円印ａ内参照）。また、スプロケット２８の半径方向高さは円刃２６の半径方向高さとほぼ同じか、それ以下の高さである。一方、この三角形の斜面部が凹溝２７のエッジ部２９，２９に当接するように、凹溝２７は長方形の断面形状をしている（図６中円印ａ内参照）。なお、図６中円印ｂ内に示すように、円刃２６の一方の片面が凹溝２７に内接し、他方の片面が凹溝２７の外にあって、それらを結ぶ斜面がエッジ部２９に当接するような三角形の断面形状としてもよい。

回転刃体１６のドラムの外周面に一端部が摺接し他端部を支持部材２５に固定したスクレーパ３０が円刃２６，２６間において設けられ、前記支持部材２５はフレーム１ａ，１ｂ等に固定してある。
また、回転刃体１７の凹溝２７内に一端部を挿入し他端部を支持部材３１に固定したスクレーパ３２がタイヤ送りスプロケット２８，２８間に設けられ、前記支持部材３１はフレーム１ａ，１ｂ等に固定してある。
スクレーパ３０はドラムの表面に付着するゴムチップを掻き落とし、また、スクレーパ３２は凹溝２７内に付着し停滞するゴムチップを掻き落とすものである。
なお、図６に示すように、スクレーパ３０，３２はそれぞれ金属のブロックを削り加工して支持部材２５，３１と一体形成してもよい。

また、回転刃体１６，１７間への廃タイヤＴの送り込みをスムーズにするため、回転刃体１６側のホッパ１５に送りローラ３３を設けることが望ましい。この送りローラ３３は断面が星形のスプライン軸であって、廃タイヤＴを強制的に回転刃体１６，１７間へ送り込むことができ、円刃２６でとかく滑り勝ちとなる回転刃体１６の切断作用を向上させることができる。この送りローラ３３はホッパ１５の下方に位置して、その軸３４は回転刃体１６，１７と同様にフレーム１ａ，１ｂに回転自在に支承されている。そして、軸３４にはプーリー３５が設けられ、このプーリー３５にエンドレスベルト３６を掛け回し、さらに、このエンドレスベルト３６は回転刃体１６のシャフト１９に固定したプーリー３７に掛け回されている。また、エンドレスベルト３６をチェーンベルトに代えるとともに、プーリー３５，３７をスプロケットに代えてもよい。

上記構成にかかるタイヤチップ製造装置の作用を説明すると、図７に示すように、回転ドラム３を矢示Ａのように反時計方向へ回転させるとともに、回転刃体１７を矢示Ｂのように反時計回りに回転させる。回転刃体１６は自身では回転しない。この状態で、ビードを引き抜くとともに、少なくとも半割りした廃タイヤＴをホッパ１５に投入すると、廃タイヤＴはそれから落下して、回転している回転刃体１７のタイヤ送りスプロケット２８に引掛けられて強制的に回転刃体１６との間に噛み込まれ、これにより回転刃体１６が回転することで送りローラ３３が回転しつつ廃タイヤＴは強制的に送り込まれ、円刃２６が廃タイヤＴを圧縮しながら凹溝２８内に押し込み、凹溝２８のエッジ部２９，２９で切断する。

このとき、廃タイヤＴの内部に埋設された金属網は、エッジ部２９，２９（図６参照）で切断され、ゴムは凹溝２８内に圧縮されているから凹溝２８から掻き出された時に膨張するため、切断された中間チップＧの周縁部から金属網がひげ状にはみだすようなことがない。また、中間チップＧやタイヤチップＨが回転刃体１６のドラム周面や凹溝２７内に付着して落下しないものは、スクレーパ３０，３２で回転ドラム３内に掻き落とされる。

なお、廃タイヤＴは円刃２６と凹溝２７により、初めには短冊状等の比較的長尺の中間チップＧに切り裂かれ、これが回転ドラム３の内周面側に落下して掻寄せ板１３，１３で掻き揚げられ、ガイド板１４を経てホッパ１５内に戻り、再び回転刃体１６，１７間に落下される。

ついで、図８に示すように、短冊状の中間チップＧは細の目状のタイヤチップＨに切り裂かれて透孔４から回転ドラム３の外に排出され、掻寄せ板１２によって湾曲凹面２に沿いベース１の外に製品として排出される。したがって、タイヤチップＨのように、透孔４を通過できるのに十分な三角、四角やひし形等の不特定形状となって初めて製品としてのタイヤチップＨとして排出される。なお、短冊状の中間チップＧがそのままの状態で再度回転刃体１６，１７間を通過することもあり得るが、その場合には透孔４を通過することはできないために、タイヤチップＨになるまで繰り返して回転刃体１６，１７に送られる。

この発明にかかるタイヤチップ製造装置の要部斜視図である。 図１の一部を破断した分解斜視図である。 この発明にかかるタイヤチップ製造装置の平面図である。 図３のＸ−Ｘ断面図である。 回転刃体の一部破断した斜視図である。 一対の回転刃体とその一部拡大の平面図である。 作用説明図である。 作用説明図である。

符号の説明

Ｔ…廃タイヤ
Ｇ…中間チップ
Ｈ…タイヤチップ
１…ベース
２…湾曲凹面
３…回転ドラム
４…透孔
５，５ａ，５ｂ，５ｃ…支承輪
７，７ａ…プーリー
８…エンドレスベルト
９…駆動用プーリー
１０…駆動用モータ
１１，１１ａ…フランジ部
１２，１３…掻寄せ板
１４…ガイド板
１５…ホッパ
１６，１７…回転刃体
１８，１９…シャフト
２０…カプリング
２２…減速機
２３…駆動モータ
２６…円刃
２７…凹溝
２８…スプロケット
２９…エッジ部
３０，３２…スクレーパ
３３…送りローラ
３５，３７…プーリー
３６…エンドレスベルト

Claims (3)

1. 駆動用モータによって回転駆動され、周面に所定径の透孔が複数穿設された回転ドラムと、
   ベースに固定されつつ前記回転ドラムの内部に配置され、廃タイヤが投入されるホッパと、
   前記回転ドラム内に設けられて、前記ホッパを介して投入された廃タイヤを互いの歯部を噛合させて切断する一対の回転刃体と、
   前記回転ドラムの内周面に対向して円周方向に沿って配置され、上端側が前記ホッパに接続固定された円弧状のガイド板と、
   前記回転ドラムの内周面に少なくとも１つ設けられ、前記回転刃体によって切断されて前記透孔を通過できなかったタイヤチップを、前記回転ドラムの回転に伴って前記ガイド板の外周面を介して前記ホッパへ再度送り込む内周側の掻寄せ板と、
   を備えたことを特徴とするタイヤチップ製造装置。
2. 前記回転ドラムは、前記ベース上の湾曲凹面に沿って回転駆動されていると共に、
   前記回転ドラムの外周面に少なくとも１つ設けられ、前記透孔から前記湾曲凹面上に落下したタイヤチップを前記ベースの一方側へ向けて掻き出す外周側の掻寄せ板を備えたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤチップ製造装置。
3. 前記一対の回転刃体は、
   一方がドラムの周面に軸方向へ一定間隔で複数の鍔状に円刃を突設してなり、
   他方が前記円刃を嵌合する凹溝をドラムの周面に軸方向へ一定間隔で円周方向へ設け、前記円刃の先端部に形成された三角断面の両斜辺部が前記凹溝の両角縁部にそれぞれ当接するようにしてなり、
   かつ、前記凹溝間にスプロケットをドラムの周面に軸方向へ一定間隔で円周方向へ固定して設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤチップ製造装置。

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