JP4517752B2 - 生ゴミ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、厨房等で発生する生ゴミを破砕する生ゴミ処理装置に関するものであり、特に、破砕刃の枚数を減らしつつ破砕性能の向上を図った生ゴミ処理装置に関するものである。

一般家庭やレストラン等において発生する生ゴミ等の厨芥を破砕処理する生ゴミ処理装置は、ハンマーミル型とグラインダー型の２種類が知られている。ハンマーミル型の生ゴミ処理装置は、円筒形のホッパーの底部に配置した円板上に固定ハンマーあるいは揺動自在なハンマーが設けられている（例えば、特許文献１，２参照）。

ハンマーミル型の生ゴミ処理装置では、ホッパーへ投入された厨芥は、円板が回転することで生じる遠心力でホッパーの内周面へ押し付けられ、ハンマーにより破砕されてホッパーの壁面に形成した溝、あるいは円板の外縁とホッパーの内周面との隙間から下方へ落下し、排水管へ排出される。

グラインダー型の生ゴミ処理装置は、櫛状の歯部を放射状に設けた回転破砕刃と固定破砕刃を交互に積層してホッパー内に収容した構成である（例えば、特許文献３，４参照）。

グラインダー型の生ゴミ処理装置では、積層している回転破砕刃と固定破砕刃のそれぞれの櫛歯部は回転破砕刃の回転動作で噛み合い、厨芥を挟んで破砕する。積層された回転破砕刃と固定破砕刃の刃のピッチは、下層へ行くほど細かくなっており、ホッパーへ投入された厨芥は、上層の回転破砕刃と固定破砕刃によりまず粗く砕かれ、下層の回転破砕刃と固定破砕刃により更に細かく破砕されて下方へ排出される。

特開２００１−７０８１８号公報 特開２００２−２９２３００号公報 特表２００２−５２１１９３号公報 特表２００２−５２４２３３号公報

ハンマーミル型の生ゴミ処理装置は、ホッパー内の厨芥を破砕するためにハンマーを取り付けた円板を数千ｒｐｍで高速運転する設計としてあり、作動時には、厨芥がハンマーとホッパー内周面に衝突して破砕される騒音や振動、および円板の回転音が大きいという問題がある。

一方、回転破砕刃と固定破砕刃とを交互に積層した構成のグラインダー型の生ゴミ処理装置は、遠心力を利用する必要がないので回転数を抑えて低騒音とすることができる。

しかし、従来のグラインダー型の生ゴミ処理装置は、櫛歯部を有する破砕刃を３〜４枚程度積層する構成であるので、部品点数が多く、製品コストが高いという問題がある。

また、従来のグラインダー型の生ゴミ処理装置で、破砕刃の枚数を減らすと、破砕刃の積層方向の高さが低くなるので、キャベツの最外葉やグレープフルーツの皮等の大きめな厨芥の取り込み性が悪くなり、結果として破砕処理に時間がかかり、運用コストが高くなるという問題がある。

更に、大きめな厨芥の取り込み性を向上させるため、櫛歯の歯高を高くして破砕刃の積層方向の高さを高くすると、厨芥を破砕する際等の負荷が大きくなり、回転破砕刃を駆動する駆動源として出力が大きなモータ等が必要となるので、やはり製品コストが高くなるという問題がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、破砕性能を落とすことなく破砕刃の枚数を減らした生ゴミ処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、回転破砕刃と固定破砕刃を交互に積層し、回転破砕刃を回転駆動して回転破砕刃と固定破砕刃とにより生ゴミを破砕して下方へ排出する生ゴミ処理装置において、回転破砕刃および固定破砕刃は、対向する面に放射状に延在する櫛歯部が形成され、回転破砕刃および固定破砕刃の少なくとも一方の櫛歯部は、同心円状に配された複数の歯を備え、同心円状に配された複数の歯のうち同一円周上に配された歯の歯高が円周方向で段階的に異なるように設定されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、回転破砕刃または固定破砕刃の少なくとも一方の櫛歯部は、破砕刃の一の端部から他の端部へかけて歯高を段階的に異ならせたことを特徴とする。請求項３の発明は、回転破砕刃と固定破砕刃とを重ねたとき、回転破砕刃の回転動作に応じて、歯の歯高が高い櫛歯部同士が対向する箇所では櫛歯部の歯同士が深く噛み合い、歯の歯高が低い櫛歯部同士が対向する箇所では櫛歯部の歯同士がかみ合わず空間が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、回転破砕刃と固定破砕刃の相対回転動作中に、櫛歯部の歯高が低い部分では対向する破砕刃の間隔が広くなり、櫛歯部の歯高が高い部分では対向する破砕刃の間隔が狭くなる。

これにより、大きめな厨芥の取り込み性が向上すると共に、取り込んだ厨芥を細かく破砕することができる。また、歯高が低い櫛歯部を備えることで、破砕時等の負荷を軽減することができる。

従って、少ない枚数の回転破砕刃と固定破砕刃の組み合わせで、出力の大きなモータ等を使用することなく様々な大きさが混在した厨芥を細かく破砕することができ、低コストで破砕性能の向上した生ゴミ処理装置を提供できる。

以下、図面を参照して本発明の生ゴミ処理装置の実施の形態について説明する。

＜生ゴミ処理装置の全体構成＞
図１は第１の実施の形態の生ゴミ処理装置１の構成の概要を示す正面断面図である。生ゴミ処理装置１はグラインダー型と称されるもので、例えば厨房設備に設置され、ベースフレーム２の上に生ゴミ等が投入されるホッパー３が搭載されており、ホッパー３の上端がキッチンシンクＳの開口部に嵌合している。

ホッパー３は直立円筒形状で、その内部にはホッパー３に対して着脱可能に破砕ユニット４が装着される。破砕ユニット４は、後述する回転破砕刃が減速ユニット５の駆動軸５ａに嵌合され、ベースフレーム２に取り付けたモータ６が減速ユニット５を介して破砕ユニット４の回転破砕刃を回転駆動する。

また、ホッパー３は上端に投入開口部７が形成される。更に、ホッパー３の周面の下端に排水管接続口８が設けられる。ホッパー３の内部の破砕ユニット４の下側には、排水管接続口８へ向かって傾斜した底板９が設けられ、底板９の中心には減速ユニット５の駆動軸５ａが通る穴１０が形成される。

ホッパー３の投入開口部７には蓋体１１が着脱可能に取り付けられる。図示しないが、蓋体１１と投入開口部７は、マグネットと近接センサ等を利用して、蓋体１１で投入開口部７を閉じたことを検出する検出手段を備え、図示しない制御手段は、蓋体１１で投入開口部７を閉じたことを検出すると、モータ６の駆動等を制御する。

図２および図３は本実施の形態の生ゴミ処理装置１を構成する破砕ユニット４を示し、図２は破砕ユニット４の正面断面図、図３は破砕ユニット４の要部分解斜視図である。なお、図２における切断面は後述する各破砕刃等の切断面と異なり、特徴を模式的に図示している。

破砕ユニット４は、図３に示す第１回転破砕刃１２、第２固定破砕刃１３、第３回転破砕刃１４および第４固定破砕刃１５を、図２に示すようにハウジング１６に収容して１つのユニット構成としている。

各破砕刃の構成の詳細は後述するが、第１回転破砕刃１２と第３回転破砕刃１４の間に第２固定破砕刃１３が挟み込まれて保持され、かつ、第４固定破砕刃１５が第３回転破砕刃１４の軸部に例えばＣリング１７を嵌めることで保持されて、各破砕刃を一体とした破砕刃ユニット１８が構成される。そして、破砕刃ユニット１８がハウジング１６に収容されて破砕ユニット４が構成される。

ハウジング１６は円筒形状で、外径は図１等に示すホッパー３の内径とほぼ等しく構成される。破砕ユニット４はホッパー３の投入開口部７から挿入され、ホッパー３に装着された破砕ユニット４は、ハウジング１６がホッパー３の内周面で保持されて破砕室を構成する。

また、ハウジング１６は内周面には下端から上下中間にかけて２本の縦溝２１が１８０度間隔で設けられる。第２固定破砕刃１３および第４固定破砕刃１５は、縦溝２１に係合する形状を有することによって、ハウジング１６に回転出来ない状態で保持される。

ここで、破砕ユニット４は、第１回転破砕刃１２にハンドル２０を備えることで、このハンドル２０を持ってホッパー３に対して着脱できるようにしてある。

＜破砕ユニットの構成＞
破砕ユニット４の主要構成部品を図４から図７に示す。図４は破砕ユニット４の最上段に配置される第１回転破砕刃１２を示し、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は平面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

第１回転破砕刃１２は、軸受部２２の側部から１８０度間隔で放射方向へ水平に延びる２本の攪拌アーム２３と、攪拌アーム２３と一体に形成されるハンドル２０を備える。攪拌アーム２３は平板形状で、底面と両側面の境界にはエッジが形成され、第２固定破砕刃１３との協働で破砕刃として機能する。

ハンドル２０は開口部２４が形成される。第１回転破砕刃１２は、ハンドル２０の上端とハンドル２０の開口部２４の縁部を肉厚で形成し、ハンドル２０の他の部分を肉薄に形成することで、強度を落とすことなく軽量化を図っている。

軸受部２２は底面側に軸取付穴２５が形成されると共に、軸取付穴２５を貫通して図示しないネジが取り付けられる固定穴２６が形成される。第１回転破砕刃１２は、軸受部２２が図６に示す第３回転破砕刃１４の後述する軸部に固定され、第１回転破砕刃１２と第３回転破砕刃１４は一体となって回転する。

図５は第１回転破砕刃１２の下段に配置される第２固定破砕刃１３を示し、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図５（ｃ）は底面図である。

第２固定破砕刃１３は、ハブ２７から１２０度間隔で放射状に延びる３本のアーム２８と、各アーム２８を補強等するためのリング２９を備える。本例では各アーム２８の先端がリング２９で連結され、リング２９が環状につながっている。

第２固定破砕刃１３は、各アーム２８の底面に所定のピッチを有する櫛歯部２８ａが形成される。櫛歯部２８ａは、第２固定破砕刃１３の一の端部から他の端部にかけて、段階的に高さが低くなるように各歯の歯高が設定される。

また、第２固定破砕刃１３は、リング２９の外周に１８０度間隔で放射方向に突出するタブ２９ａが形成される。タブ２９ａはハウジング１６の縦溝２１に嵌合して、第２固定破砕刃１３の回転を規制する。

更に、タブ２９ａには脚部２９ｂが形成され、第２固定破砕刃１３と第４固定破砕刃１５の間に所定の高さの隙間が形成されるようにしてある。また、第２固定破砕刃１３は、ハブ２７の内径は図６に示す第３回転破砕刃１４の後述する軸部の径より大きく、第３回転破砕刃１４の軸部と干渉しない寸法となっている。

図６は第２固定破砕刃１３の下段に配置される第３回転破砕刃１４を示し、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

第３回転破砕刃１４は、ハブ３０から等間隔で接線方向に延びる８本のアーム３１と、各アーム３１を補強等するためのリング３２を備える。本例では各アーム３１の先端がリング３２で連結され、リング３２が環状につながっている。

第３回転破砕刃１４は、各アーム３１の上面に櫛歯部３１ａが形成される。第３回転破砕刃１４の櫛歯部３１ａは、図５に示す第２固定破砕刃１３の櫛歯部２８ａと噛み合うピッチを有する。

櫛歯部３１ａは、第３回転破砕刃１４の一の端部から他の端部にかけて、段階的に高さが低くなるように各歯の歯高が設定される。これにより、図２に示すように、第２固定破砕刃１３と第３回転破砕刃１４を重ねると、第３回転破砕刃１４の回転動作に応じて、歯高が高い櫛歯部同士が対向する箇所では、櫛歯部同士が深く噛み合い、歯高が低い櫛歯部同士が対向する箇所では、櫛歯部同士がかみ合わず空間が形成される。

ここで、各アーム３１はハブ３０の接線方向に沿って放射状に延在することで、第３回転破砕刃１４が回転する際に、第２固定破砕刃１３との噛合点を円周方向にずらして、破砕負荷のピークの抑制および負荷の平坦化を図っている。

また、第３回転破砕刃１４は、各アーム３１の一方の側面に縦溝を並列した波形面３４が形成される。これにより、第３回転破砕刃１４の一の方向の回転動作時には、波形面３４の凹部で生ゴミを捕らえて生ゴミの半径方向への移動を抑制し、生ゴミを確実に破砕できるようにしている。

第３回転破砕刃１４のハブ３０は、アーム３１の形成面の上側に第１の軸部３０ａを備えると共に、アーム３１の形成面の下側に第２の軸部３０ｂを備える。第１の軸部３０ａは、図５に示す第２固定破砕刃１３のハブ２７に対して回転自在に嵌る。また、第１の軸部３０ａの先端は、図４に示す第１回転破砕刃１２の軸受部２２の軸取付穴２５に嵌る。

第１の軸部３０ａには、第１回転破砕刃１２の軸受部２２に嵌めたときに、軸受部２２の固定穴２６と連通する固定穴３５が形成され、図示しないネジで軸受部２２の固定穴２６と第１の軸部３０ａの固定穴３５を締結することで、第１回転破砕刃１２は第３回転破砕刃１４に固定される。

第２の軸部３０ｂは、図７に示す第４固定破砕刃１５が回転自在に嵌る。また、第２の軸部３０ｂにはＣリング固定用の溝３６が形成され、図２に示すようにＣリング１７により第４固定破砕刃１５を保持する。

更に、第２の軸部３０ｂの底面には、図１に示す減速ユニット５の駆動軸５ａが嵌る角穴３７が形成される。図１に示すように、減速ユニット５の駆動軸５ａに第２の軸部３０ｂの角穴３７が嵌合されることで、モータ６の駆動力が第３回転破砕刃１４に伝達され、第３回転破砕刃１４と第１回転破砕刃１２が一体に回転する。

図７は第３回転破砕刃１４の下段に配置される第４固定破砕刃１５を示し、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

第４固定破砕刃１５は円板形状で中心のハブ３８を除く全面に多数のスリット３９を配列している。なお、本例の第４固定破砕刃１５においては、複数のスリット群が形成され、各スリット群においては、隣接するスリット３９同士は平行に配列される。

第４固定破砕刃１５の上面は平面で、図６に示す第３回転破砕刃１４の各アーム３１の底面が接しながら回転する。また、図７に示すようにスリット３９は第３固定破砕刃１５を表裏貫通し、スリット３９の上面側開口部には鋭利なエッジが形成される。

図５に示す第２固定破砕刃１３の櫛歯部２８ａと図６に示す第３回転破砕刃１４の櫛歯部３１ａにより破砕されて第４固定破砕刃１５の上面に落下した生ゴミは、第３回転破砕刃１４が回転することでアーム３１によりスリット３９に押し付けられて、スリット３９のエッジ部分により破砕される。そして、細かく破砕された生ゴミは、スリット３９を通って下方へ落下し、図１に示すホッパー３の底板９を通り排水管接続口８から外部へと排出される。

第４回転破砕刃１５の外周には、１８０度間隔で放射方向に突出するタブ４０が形成される。タブ４０はハウジング１６の縦溝２１に嵌合して、第４固定破砕刃１５の回転を規制する。

なお、スリット３９は中間に段差部を形成し、上面側の開口より底面側の開口を拡大して、スリット３９内に押し込まれた生ゴミが落下しやすいようにしてある。これにより、第３回転破砕刃１４のアーム３１でスリット３９に押し込まれた生ゴミが、下方へ落下しやすくなっている。

＜生ゴミ処理装置の動作＞
次に、図１に示す生ゴミ処理装置１の動作について各図を参照して説明する。投入開口部７から生ゴミが投入され、蓋体１１で投入開口部７を閉じると、例えば図示しない制御手段は、蓋体１１で投入開口部７を閉じたことを検出して、モータ６を回転させる。具体的には、数秒毎、例えば５秒毎に正転と逆転動作を繰り返す回転動作を行う。モータ６の回転速度としては、１００ｒｐｍ程度に設定され、騒音や振動の発生を抑えている。

なお、蓋体１１には図示しない給水穴が形成され、投入開口部７を蓋体１１で閉じても、ホッパー３内へ給水が可能な構成であり、生ゴミの破砕処理中は、シンクＳに水を流す等によって、ホッパー３の内部へ給水を行う。

モータ６が回転すると、破砕ユニット４は、第１回転破砕刃１２と第３回転破砕刃１４が一体に回転する。これに対して、第２固定破砕刃１３と第４固定破砕刃１５は回転しない。

これにより、投入開口部７からホッパー３内に投入された生ゴミは、第１回転破砕刃１２の攪拌アーム２３により攪拌され、下段の第２固定破砕刃１３のアーム２８との協働でおおまかに破砕されると共に、破砕された生ゴミは第２固定破砕刃１３のアーム２８間に送り込まれる。

第２固定破砕刃１３のアーム２８の間に送り込まれた生ゴミは、下段の第３回転破砕刃１４が回転していることで、第２固定破砕刃１３のアーム２８の櫛歯部２８ａと、第３回転破砕刃１４のアーム３１の櫛歯部３１ａとの噛み合いで細かく破砕される。

図８は第２固定破砕刃１３と第３回転破砕刃１４の動作を示す断面図で、第２固定破砕刃１３の櫛歯部２８ａと第３回転破砕刃１４の櫛歯部３１ａの噛み合い状態を模式的に示す。

図８（ａ）は、第３回転破砕刃１４の回転動作によって、歯高が高い櫛歯部と歯高が低い櫛歯部が対向した状態を示す。この状態では、第２固定破砕刃１３の櫛歯部２８ａと第３回転破砕刃１４の櫛歯部３１ａは全体的に浅く噛み合うので、生ゴミをおおまかに破砕する。また、破砕刃の枚数を減らした構成で破砕刃の積層高を確保するため、歯高の高い櫛歯部は従来の破砕刃の櫛歯部より歯高を高く構成しても、この状態では噛み合いが浅いので、破砕時の負荷は軽減される。

図８（ａ）に示す状態から、第３回転破砕刃１４が１８０度前後回転すると、第２固定破砕刃１３の櫛歯部２８ａと第３回転破砕刃１４の櫛歯部３１ａは、歯高が高い櫛歯部同士と歯高が低い櫛歯部同士が対向するような状態となる。

歯高が低い櫛歯部同士が対向する箇所では、櫛歯部同士がかみ合わず空間５０が形成される。これにより、大きめな生ゴミの取り込み性が向上する。これに対して、歯高が高い櫛歯部同士が対向する箇所では、櫛歯部同士が深く噛み合う。これにより、取り込んだ生ゴミをすりつぶすようにして細かく破砕する。

これにより、少ない枚数の固定破砕刃と回転破砕刃の組み合わせで、様々な大きさが混在した生ゴミを、破砕時の負荷を軽減しつつ破砕することができる。

以上のように第２固定破砕刃１３と第３回転破砕刃１４の協働で破砕された生ゴミは、第３回転破砕刃１４の各アーム３１と第４固定破砕刃１５のスリット３９との協働で更に細かく破砕され、スリット３９から排出される。

さて、生ゴミ処理装置１では、例えば一定時間モータ６を回転駆動した後、図示しない制御手段はモータ６の駆動を停止させる。モータ６の駆動時間は、ホッパー３内に投入された標準的な量の生ゴミを破砕して、排水管接続口８から排出するために必要な時間を考慮して設定される。

本実施の形態の変形例としては、第２固定破砕刃１３と第３回転破砕刃１４のどちらか一方の破砕刃の櫛歯部は全て同じ歯高で構成し、他方の破砕刃の櫛歯部を、破砕刃の一の端部から他の端部にかけて段階的に高さが低くなるように歯高を設定しても同様の効果が得られる。

また、破砕刃の円周方向において歯高を段階的に異ならせた櫛歯部でも同様の効果が得られる。

本発明は、建物のキッチン等に設置され、生ゴミ処理の利便性を向上させることができる。

本実施の形態の生ゴミ処理装置１の構成の概要を示す正面断面図である。 生ゴミ処理装置１を構成する破砕ユニット４の正面断面図である。 生ゴミ処理装置１を構成する破砕ユニット４の要部分解斜視図である。 第１回転破砕刃１２を示し、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は平面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 第２固定破砕刃１３を示し、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図５（ｃ）は底面図である。 第３回転破砕刃１４を示し、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 第４固定破砕刃１５を示し、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 第２固定破砕刃１３と第３回転破砕刃１４の動作を示す断面図である。

符号の説明

１・・・生ゴミ処理装置、３・・・ホッパー、４・・・破砕ユニット、６・・・モータ、７・・・投入開口部、１１・・・蓋体、１２・・・第１回転破砕刃、１３・・・第２固定破砕刃、１４・・・第３回転破砕刃、１５・・・第４固定破砕刃、１６・・・ハウジング、２８・・・アーム、２８ａ・・・櫛歯部、３１・・・アーム、３１ａ・・・櫛歯部、３９・・・スリット

Claims (3)

1. 回転破砕刃と固定破砕刃を交互に積層し、前記回転破砕刃を回転駆動して前記回転破砕刃と前記固定破砕刃とにより生ゴミを破砕して下方へ排出する生ゴミ処理装置において、
   前記回転破砕刃および前記固定破砕刃は、対向する面に放射状に延在する櫛歯部が形成され、
   前記回転破砕刃および前記固定破砕刃の少なくとも一方の前記櫛歯部は、同心円状に配された複数の歯を備え、同心円状に配された前記複数の歯のうち同一円周上に配された前記歯の歯高が円周方向で段階的に異なるように設定された
   ことを特徴とする生ゴミ処理装置。
2. 前記回転破砕刃または前記固定破砕刃の少なくとも一方の前記櫛歯部は、破砕刃の一の端部から他の端部へかけて歯高を段階的に異ならせた
   ことを特徴とする請求項１記載の生ゴミ処理装置。
3. 前記回転破砕刃と前記固定破砕刃とを重ねたとき、前記回転破砕刃の回転動作に応じて、前記歯の歯高が高い櫛歯部同士が対向する箇所では前記櫛歯部の歯同士が深く噛み合い、前記歯の歯高が低い櫛歯部同士が対向する箇所では前記櫛歯部の歯同士がかみ合わず空間が形成される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の生ゴミ処理装置。

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