JP5291533B2 - 剪断式破砕機の切断刃とそれを備えた剪断式破砕機 - Google Patents

Description

本発明は、剪断式破砕機に用いられる切断刃と、それを備えた剪断式破砕機に関する。

従来、プラスチック、木片、紙、金属、ゴム、繊維、及び皮革等の固形状の被破砕物を破砕する破砕機として剪断式破砕機が知られている。この剪断式破砕機としては、例えば、本出願人が先に出願した剪断式破砕機がある（特許文献１参照）。

図１２の剪断式破砕機を示す平面図と、図１３の図１２に示すXIII−XIII断面図とに示すように、この剪断式破砕機１００には、回転軸１０１，１０２の軸方向に、複数の回転刃１０３をスペーサ１０４が挟むように交互に設けられている。スペーサ１０４は、回転刃１０３を軸方向に位置決めして固定しており、上記回転刃１０３の基部を軸方向に位置決めできる外径で形成されている。

これらの回転刃１０３は、回転軸１０１，１０２に固定される刃台部１０６と、この刃台部１０６の周囲を取り囲むように固定される分割式の切断刃１０５とを有しており、対向して回転方向Ｒに回転する回転刃１０３の側面間には、例えば、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度の軸方向隙間を設けた状態で、互いの切断刃１０５が噛合うようにラップした状態で配設されている。この回転刃１０３の周囲に設けられた切断刃１０５は、被破砕物１２０を引き込むとともに対向する回転刃１０３との間の剪断作用によって被破砕物１２０を破砕している。

また、上記切断刃１０５の取付面には係合段部１０７が設けられており、刃台部１０６に設けられた係合突起１０８と係合して破砕反力を受けるようになっている。この切断刃１０５は、外向きに突出して回転方向に尖った刃部１０９を具備しており、剪断破砕によってこの刃部１０９が早期摩耗した場合等には、その切断刃１０５のみを交換することができるようになっている。

特開平８−３２３２３２号公報

ところで、この種の剪断式破砕機の場合、図１４に示す切断刃の取付孔における被破砕物の詰まり状態を模式的に示す側面図のように、切断刃１０５はスペーサ１０４の間に挾持された状態で対向配置された切断刃１０５（図では、外周円を二点鎖線で示す）とスペーサ１０４との間で回転する。すなわち、切断刃１０５の回転時には、その切断刃１０５の刃部１０９が対向して回転する切断刃１０５との間で上記した０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度の軸方向隙間で近接した状態で回転するとともに、対向するスペーサ１０４に刃部１０９の先端が近接した状態で回転する。

そのため、切断刃１０５によって破砕された被破砕物１２０が切断刃１０５とスペーサ１０４とによって囲まれた空間を通るときに、この切断刃１０５の周囲は上記したような狭い隙間に設定されているため、この切断刃１０５を刃台部１０６に取付けているボルト１１０の取付孔１１１に被破砕物１２０が入ってしまう。

そして、この取付孔１１１に入った被破砕物１２０は、切断刃１０５の回転によって対向配置されたスペーサ１０４によって押圧されるとともに、次々と破砕される被破砕物１２０が積層された状態となり、その押圧されて取付孔１１１内で圧密された被破砕物１２０がボルト１１０の上部の取付孔１１１部分を塞いでしまう。

しかも、被破砕物１２０が水分を含んでいる場合、水分を含んだ状態で圧密された被破砕物１２０は運転後の停止時間に乾燥するので、運転と停止とが数日間繰り返されると被破砕物１２０は乾燥して強固に圧密された状態となる場合がある。

一方、上記切断刃１０５は、各取付孔１１１に挿入されたボルト１１０によって刃台部１０６に取付けられており、そのボルト１１０を取外すことによって切断刃１０５が交換できるようになっている。そのため、切断刃１０５を交換するためにはボルト１１０を取外す必要があるが、このボルト１１０を取外すためには、上記したようにボルト１１０上部の取付孔１１１部分に圧密された被破砕物１２０を取り除かなければならない。

しかし、この取付孔１１１に圧密された被破砕物１２０は、取付孔１１１の周面に密着した状態で上記したように層状に圧密されて非常に強固に固着しているため、例えば、工具類を取付孔１１１と被破砕物１２０との間に押し込むのも難しく、押し込んだとしても取付孔１１１の側壁に密着した被破砕物１２０は一度に取り出すのは難しく、層状に圧密された被破砕物１２０を少しずつ取り出すような作業となり、このボルト１１０の取付孔１１１部部に詰まった被破砕物１２０を取り除く作業に多くの時間と労力を要する。そのため、切断刃１０５の交換のために、取付ボルト１１０を取外す作業が破砕機の稼働率を低下させている。

そこで、本発明は、切断刃の取付孔に詰まった被破砕物を容易に取り除くことができる切断刃と、それを備えた剪断式破砕機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る切断刃は、複数の回転軸の軸方向に、分割式の切断刃を周囲に取付けた刃台部とスペーサとを交互に設け、該スペーサと上記切断刃とが対向して噛合うように前記複数の回転軸を配設し、該噛合う切断刃で被破砕物を破砕する剪断式破砕機の切断刃であって、前記切断刃は、前記刃台部に取付ける取付孔を有し、該取付孔は、ボルト挿入部に該取付孔の所定深さ位置から切断刃外周の前後方向外面に向けて拡がる傾斜面を有していることを特徴とする。この明細書及び特許請求の範囲の書類中の「切断刃外周」は、切断刃の回転方向外周面をいい、「切断刃内周」は、切断刃の回転方向内周面をいう。また、「切断刃外周の前後方向」は、切断刃の回転方向を前方向、反回転方向を後方向という。これにより、狭い隙間で回転する切断刃の取付孔におけるボルト挿入部に被破砕物が入ったとしても、ボルト挿入部の傾斜面によって取付孔に被破砕物が詰まるのを抑止することができる。しかも、取付孔に被破砕物が詰まったとしても、被破砕物と取付孔との接触面が傾斜面となるので、強固に圧密されるのを抑止することができるとともに、取外し時に接触面である傾斜面に反取付孔方向の力が作用して、被破砕物を取付孔から容易に除去することができる。

また、前記切断刃は、内周に、前記刃台部に形成された係合突起に係合させる係合段部を有し、外周に、回転方向中央部から突出する刃部を有し、該刃部の回転方向前後位置に前記取付孔を具備していてもよい。このようにすれば、刃部で破砕した被破砕物が詰まる取付孔の位置を、刃部の回転方向前後位置に分散して、取付孔に詰まった被破砕物の除去作業を行い易くできる。

さらに、前記傾斜面は、前記取付孔に挿入したボルト頭部の上面がほぼ位置する深さ位置から外面に向けて拡がるように傾斜していてもよい。このようにすれば、切断刃を取付けているボルトの頭部までに詰まった被破砕物を容易に除去することができるので、取付ボルトを外すための被破砕物除去作業を迅速に行ってボルトを取外すことができ、切断刃交換作業を効率良く行うことができる。

また、前記傾斜面は、切断刃の厚み方向にも拡がる傾斜面を有していてもよい。このようにすれば、取付孔のボルト挿入部における全周が外面に向けて拡がる傾斜面となるので、取付孔に被破砕物が詰まるのをより抑止するとともに、詰まった被破砕物を更に容易に除去することができる。

さらに、前記傾斜面は、前記取付孔の位置における切断刃外面とほぼ直交する方向に軸線を有するテーパ面で形成されていてもよい。このようにすれば、切断刃の外面に対して直交する角度で加工工具を移動させれば切断刃外周の前後方向に傾斜面を形成することができ、傾斜面を容易に形成することができる。

また、前記傾斜面は、切断刃外周の前方向よりも後方向が大傾斜角で形成されていてもよい。このようにすれば、切断刃外周の反回転方向が大傾斜角で形成された傾斜面により、破砕された被破砕物の流れ方向後方での被破砕物の引っ掛かりを抑止して詰まりを抑止するとともに、詰まっても圧密されるのを抑止することができる。

さらに、前記傾斜面は、該傾斜面に沿って切断刃外面から取付孔に向けて延びる凹状溝を有していてもよい。このようにすれば、傾斜面に被破砕物が詰まったとしても、凹状溝に治具等を押し込んで詰まった被破砕物を除去することができる。

また、前記凹状溝は、切断刃の外面側端部が深く、取付孔側端部が浅いテーパ状に形成されていてもよい。このようにすれば、傾斜面に被破砕物が詰まったとしても、テーパ状に形成された凹状溝に治具等を容易に押し込むことができ、被破砕物を容易に除去することことができる。

一方、本発明に係る剪断式破砕機は、上記いずれかの切断刃を備えている。これにより、切断刃の交換時には取付孔に詰まった被破砕物を容易に除去することができ、迅速に切断刃を交換することができる。

本発明によれば、分割式の切断刃の交換時にボルトの取付孔に詰まった被破砕物を容易に除去することができ、迅速な切断刃交換作業を行うことが可能となる。

本発明の第１実施の形態に係る切断刃を示す図面であり、(a) は縦断面図、(b) は平面図である。 図１に示す切断刃の斜視図である。 図１に示す切断刃の取付孔における被破砕物の詰まり状態を模式的に示す図面であり、(a) は側面図、(b) は一部拡大断面図である。 本発明の第２実施の形態に係る切断刃を示す図面であり、(a) は縦断面図、(b) は平面図である。 図４に示す切断刃の斜視図である。 本発明の第３実施の形態に係る切断刃を示す図面であり、(a) は縦断面図、(b) は平面図である。 図６に示す切断刃の斜視図である。 本発明の第４実施の形態に係る切断刃を示す図面であり、(a) は縦断面図、(b) は平面図である。 図８に示す切断刃の斜視図である。 本発明の第５実施の形態に係る切断刃を示す図面であり、(a) は縦断面図、(b) は平面図である。 図１０に示す切断刃の斜視図である。 従来の剪断式破砕機を示す平面図である。 図１２に示すXIII−XIII断面図である。 図１３に示す切断刃の取付孔における被破砕物の詰まり状態を模式的に示す側面図である。

以下、本発明に係る切断刃の実施の形態を図面に基づいて説明する。これらの実施の形態では、平面図に加工工具の進路を矢印Ｍで示す。なお、切断刃を取付ける刃台部等の構成であって、上述した構成と同一の構成には同一符号を付して説明する。また、以下に示す実施の形態の切断刃は一例であり、他の形態の切断刃であってもよい。

図１(a),(b) と図２に示すように、第１実施の形態の切断刃１は、刃台部１０６（図３）に係合する係合段部２を内周の回転方向後部に有し、外周には周方向中央部に刃部３を有している。この刃部３は、図示する回転方向Ｒに向けて尖っており、この刃部３の周方向前後位置に取付孔４，５が設けられている。この取付孔４，５は、切断刃１を刃台部に取付ボルト１５（図３）で取付けるためのものであり、所定深さにボルト座部６が形成されている。この実施の形態の取付孔４，５には、ボルト座部６から所定寸法上部に、この切断刃１を刃台部１０６から取外す時に使用する専用工具を係止する凹状溝７が形成されている。

そして、上記取付孔４，５の外周部であるボルト挿入部８，９には、取付孔４，５の所定深さ位置１２から外面に向けて拡がる傾斜面１０，１１が形成されている。この所定深さ位置１２としては、取付ボルト１５（図３）のほぼ頭部上面位置が好ましい。傾斜面１０，１１は、平面図に示すように、切断刃外周の前後方向（図１(b) の左右方向）外面に向けて拡がる傾斜面であり、この実施の形態では、切断刃１の厚み方向（図１(b) の上下方向）にも拡がった傾斜面となっている。この傾斜面１０，１１としては、少なくとも切断刃外面の回転方向の前後方向に拡がる傾斜面であればよい。

この傾斜面１０，１１は、ボルト座部６を形成する機械加工を行った後、図１(b) に示す矢印Ｍのように加工工具１６を移動させることで形成される。この加工工具１６としては、テーパエンドミルが用いられる。この加工工具１６による傾斜面１０，１１の加工としては、取付孔４，５の位置における切断刃１の外面に対してほぼ直交する軸線に加工工具１６の軸線を位置させ、この加工工具１６を切断刃１の周方向と厚み方向とに矢印Ｍのように移動させることで加工される。

図示する例の場合、周方向前方（図の左側）の取付孔４は、外面に直交する工具軸線Ｄは取付孔４の中心線Ｃに対して回転方向前方に傾くので、その傾いた軸線Ｄを加工工具１６の軸線として、この加工工具１６を矢印Ｍのように移動させることで傾斜面１０が形成される。一方、周方向後方（図の右側）の取付孔５は、外面に直交する工具軸線Ｅは取付孔５の中心線に対して回転方向後方に傾くので、その傾いた軸線Ｅを加工工具１６の軸線として、この加工工具１６を矢印Ｍのように移動させることで傾斜面１１が形成される。また、これらの傾斜面１０，１１の形成時には、加工工具１６に応じて前後方向に傾けて加工するようにしてもよい。

これにより、刃部３の回転方向後方の取付孔５では、傾斜面１１が回転方向前方の角度に対して回転方向後方の角度がより大きくなり、これにより、破砕された被破砕物１２０の引っ掛かりを抑止して、対向するスペーサ１０４（図３）との間で圧縮されながら取付孔４，５に流れる被破砕物１２０が詰まるのを効果的に抑止することができる。

図３(a) に示すように、以上のような切断刃１によれば、取付孔４，５の位置に流れた被破砕物１２０は傾斜面１０，１１によって取付孔４，５に引っ掛かるのが抑止されるとともに、破砕された被破砕物１２０には流れがあるため傾斜面１０，１１に沿って抜けていき、取付孔４，５の上部には詰まり難くなる。

また、図３(b) に示すように、取付孔４，５に被破砕物１２０が詰まったとしても、傾斜面１０，１１によって周囲の接触摩擦力は従来よりも弱くなるので、治具１７（ドライバー等を含む）を被破砕物１２０と傾斜面１１（１０）の間に押し込んで上げれば、容易に被破砕物１２０を除去することができる。

すなわち、破砕された被破砕物１２０が取付孔４，５の位置に流れたとしても、傾斜面１０，１１によって取付孔４，５の位置に詰まることが抑止され、仮に詰まったとしても、被破砕物１２０の周囲は傾斜面１０，１１に接しているので、その後の被破砕物１２０が斜めに押圧されることによって先に詰まった被破砕物１２０が除去されることもあり、被破砕物１２０の詰まりを効果的に抑止することができる。また、被破砕物１２０が詰まったとしても、その詰まった被破砕物１２０は周囲の傾斜面１０，１１と弱い摩擦力で接しているので、治具１７等で容易に除去することができる。

以下に、他の形態の切断刃の例を説明する。図４(a),(b) と図５に示すように、第２実施の形態の切断刃２１は、上記第１実施の形態における切断刃１と同一の形態であるが、上記傾斜面１０，１１に、取付孔４，５の上部に詰まった被破砕物１２０（図３）を治具等で容易に除去するための凹状溝２２を有している。他の構成は、上記第１実施の形態と同一であるため、同一の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

この切断刃２１の上記傾斜面１０，１１に設けられた凹状溝２２は、傾斜面１０，１１に沿って切断刃外面から取付孔４，５に向けて所定深さの凹状で設けられている。凹状溝２２としては、実線で示すように切断刃２１の外面から取付孔まで同じ深さの溝であってもよいが、二点鎖線で示すように切断刃２１の外面側端部が深く、取付孔４，５側端部が浅いテーパ状に形成されていてもよい。この凹状溝２２を設ければ、傾斜面１０，１１に被破砕物１２０が詰まっても、この凹状溝２２に治具１７を押し込んで上げれば被破砕物１２０を容易に除去することができる。凹状溝２２としては、断面形状がＶ字状、Ｕ字状等、凹状であればよい。なお、他の構成は上記第１実施の形態の切断刃１と同一であるため、詳細な説明は省略する。

このような切断刃２１によれば、傾斜面１０，１１に被破砕物１２０が詰まったとしても、上記凹状溝２２に治具１７を押し込んで上げることにより、被破砕物１２０と傾斜面１０，１１との摩擦抵抗は小さいので容易に被破砕物１２０を傾斜面１０，１１から除去することができ、切断刃２１の交換作業を効率良く行うことが可能となる。

また、上記したように凹状溝２２の切断刃外面側端部を深くすれば、治具１７をより容易に押し込むことができる場合があり、その場合には詰まった被破砕物１２０の除去作業をより効率良く行える。

図６(a),(b) と図７に示すように、第３実施の形態の切断刃３１は、上記第２実施の形態における切断刃３１と同一の形態であるが、凹状溝７が無く、傾斜面３３，３４を形成する加工工具（図示略）の種類が異なる例である。他の構成は、上記第２実施の形態と同一であるため、同一の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

この切断刃３１は、テーパ角が大きい加工工具によって傾斜面３３，３４を形成したものであり、傾斜面３３，３４の傾斜角が上記第２実施の形態の傾斜面１０，１１に比べて切断刃外周の前後方向に大きく傾斜している。

このような切断刃３１によれば、取付孔４，５に挿入される取付ボルト１５の頭部から切断刃３１の外面まで大きな傾斜角の傾斜面３３，３４が形成されるので、被破砕物１２０の詰まりをより抑止することができる。また、この実施の形態でも凹状溝３２を設けているので、傾斜面３３，３４に被破砕物１２０が詰まったとしても、凹状溝３２に治具１７を押し込んで上げることにより容易に除去することができる。

図８(a),(b) と図９に示すように、第４実施の形態の切断刃４１は、上記第１実施の形態における切断刃１に比べて厚みが小さい切断刃であり、凹状溝７が無い例である。側面形態等は、上記第１実施の形態と同一であるため、同一の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

この切断刃４１は、厚みが小さいため、取付孔４，５の所定深さ位置から拡がる傾斜面４２，４３が切断刃４１の前後方向（図７の左右方向）にのみ傾斜するように形成されている。この傾斜面４２，４３は、ボルト座部６を形成する機械加工を行った後、図示する加工工具の進路を示す矢印Ｍのように、切断刃４１の周方向前後に加工工具を移動させながら形成される。加工工具としては、テーパエンドミルが用いられる。

このような切断刃４１によっても、傾斜面４２，４３に被破砕物１２０が詰まったとしても、その被破砕物１２０と傾斜面４２，４３の周囲との接触摩擦力は小さく、治具１７等で容易に被破砕物１２０を除去することができる。

図１０(a),(b) と図１１に示すように、第５実施の形態の切断刃５１は、上記第４実施の形態の切断刃４１に比べて刃部３の突出量が小さく、上記傾斜面４２，４３に治具１７を押し込むための凹状溝５２を有している。他の構成は、上記第４実施の形態と同一であるため、同一の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

この切断刃５１の上記傾斜面４２，４３に設けられた凹状溝５２は、傾斜面４２，４３に沿って切断刃外面から取付孔４，５に向けて所定深さの凹状で設けられている。この凹状溝５２によれば、傾斜面４２，４３に被破砕物１２０が詰まっても、凹状溝５２に治具１７を押し込んで上げれば被破砕物１２０を容易に除去することができる。この凹状溝５２も、断面形状がＶ字状、Ｕ字状等、凹状であればよい。

このような切断刃５１によれば、傾斜面４２，４３に被破砕物１２０が詰まったとしても、上記凹状溝５２に治具１７を押し込んで上げることにより、被破砕物１２０と傾斜面４２，４３との摩擦抵抗は小さいので容易に被破砕物１２０を傾斜面４２，４３から除去することができ、切断刃５１の交換作業を効率良く行うことが可能となる。

以上のように、上記切断刃１，２１，３１，４１，５１によれば、取付孔４，５のボルト挿入部８，９に被破砕物１２０が詰まったとしても、その被破砕物１２０を容易に除去することができるので、切断刃１，２１，３１，４１，５１の交換作業を効率良く迅速に行うことが可能となる。従って、剪断式破砕機の稼働率低下を抑えて、計画的な破砕機運用を図ることができる。

なお、上記実施の形態では、側面形態が同様の切断刃１，２１，３１，４１，５１を例に説明したが、他の形態であっても同様に適用することができ、また、切断刃１，２１，３１，４１，５１の厚みも上記実施の形態以外の厚みであってもよく、切断刃１，２１，３１，４１，５１の形態は上記実施の形態に限定されるものではない。

さらに、上記切断刃２１，３１，５１は、取外す時に専用工具を係止する凹状溝２２，３２，５２を有する構成を説明したが、この凹状溝２２，３２，５２が無い切断刃１，４１であっても傾斜面１０，１１，４２，４３に詰まった被破砕物１２０を容易に除去することができ、凹状溝２２，３２，５２が無い場合でも作業効率の向上を図ることができ、凹状溝２２，３２，５２を備えさせるか否かは使用条件等に応じて設定すればよい。

また、上述した実施の形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。

本発明に係る切断刃は、プラスチックや木片、紙、金属、ゴム、繊維、皮革等の固形状の被破砕物を剪断破砕する剪断式破砕機に利用される。

１ 切断刃
２ 係合段部
３ 刃部
４，５ 取付孔
６ ボルト座部
７ 凹状溝
８，９ ボルト挿入部
１０，１１ 傾斜面
１２ 所定深さ位置
１５ 取付ボルト
１６ 加工工具
１７ 治具
２１ 切断刃
２２ 凹状溝
３１ 切断刃
３２ 凹状溝
３３，３４ 傾斜面
４１ 切断刃
４２，４３ 傾斜面
５１ 切断刃
５２ 凹状溝

Claims (9)

1. 複数の回転軸の軸方向に、分割式の切断刃を周囲に取付けた刃台部とスペーサとを交互に設け、該スペーサと上記切断刃とが対向して噛合うように前記複数の回転軸を配設し、該噛合う切断刃で被破砕物を破砕する剪断式破砕機の切断刃であって、
   前記切断刃は、前記刃台部に取付ける取付孔を有し、
   該取付孔は、ボルト挿入部に該取付孔の所定深さ位置から切断刃外周の前後方向外面に向けて拡がる傾斜面を有していることを特徴とする切断刃。
2. 前記切断刃は、内周に、前記刃台部に形成された係合突起に係合させる係合段部を有し、外周に、回転方向中央部から突出する刃部を有し、該刃部の回転方向前後位置に前記取付孔を具備している請求項１に記載の切断刃。
3. 前記傾斜面は、前記取付孔に挿入したボルト頭部の上面がほぼ位置する深さ位置から外面に向けて拡がるように傾斜している請求項１又は２に記載の切断刃。
4. 前記傾斜面は、切断刃の厚み方向にも拡がる傾斜面を有している請求項１〜３のいずれか１項に記載の切断刃。
5. 前記傾斜面は、前記取付孔の位置における切断刃外面とほぼ直交する方向に軸線を有するテーパ面で形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の切断刃。
6. 前記傾斜面は、切断刃外周の前方向よりも後方向が大傾斜角で形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の切断刃。
7. 前記傾斜面は、該傾斜面に沿って切断刃外面から取付孔に向けて延びる凹状溝を有している請求項１〜６のいずれか１項に記載の切断刃。
8. 前記凹状溝は、切断刃の外面側端部が深く、取付孔側端部が浅いテーパ状に形成されている請求項７に記載の切断刃。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の切断刃を備えたことを特徴とする剪断式破砕機。

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