JP4517752B2 - 生ゴミ処理装置 - Google Patents

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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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