JP5480489B2 - 破砕処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、機械加工などにより発生した切粉や、種々の廃棄物などを短時間で破砕処理する破砕処理装置に関する。

従来、機械加工などにより多量に発生した切粉などの破砕対象物を、切断して減容処理する破砕処理装置が知られている。このような破砕処理装置においては、回転筒体の軸から半径方向にと執するように形成された回転刃と、破砕処理装置の本体において、上記回転刃と対向するように配置された固定刃とにより、切粉などの破砕対象物を切断している。
特開２０００−３３４３２１号公報 特開２００３−１２６７１８号公報

しかしながら、上記従来の破砕処理装置においては、先端が鋭利な回転刃および固定刃が、回転筒体の回転により接近したときに、その隙間に入った破砕対象物を切断している。したがって、切粉など破砕対象物切断時に、ワークやピットなどの異物が混入するなど過負荷により、回転刃や固定刃が欠損ないし破損する場合がある。刃の欠損は、切断力の低下を招くため、刃の交換が必要となる。

同様に、従来の破砕処理装置においては、固定刃および回転刃により切粉を切断しているため、使用にしたがって、双方の刃先が「鈍り」、これが、切断力の低下を招いていた。このように、従来の破砕対象物を切断するタイプの破砕処理装置においては、特に刃のメンテナンス回数や費用が、無視できないほど大きいという問題点があった。

そこで、本発明者は、先端の鋭利な固定刃および回転刃を用いて破砕対象物を切断するのではなく、回転体の周囲に形成された突起状の回転破砕刃に破砕対象物を引掛け、回転体の外側に、当該回転体と対向するように配置された固定破砕板に開けられた孔と協働して、破砕対象物を折り曲げ或いは引き延ばし、その繰り返しによって、破砕対象物を細かくする装置を提案している（特許文献１、特許文献２）。これにより、刃の欠損や破損のおそれを著しく小さくでき、かつ、刃の磨耗があっても処理能力がそれほど悪化しないような破砕処理装置を提供することができる。このような破砕処理装置を利用することで、破砕対象物を減容することができる。

破砕処理装置において、切粉などの破砕対象物が、回転破砕刃が形成された回転体の上側で固まった状態となってしまい、回転体の回転方向に、適切に送り込まれない場合が生じえる。このような場合には、破砕対象物が、回転破砕刃と、固定破砕板との間に送り込まれないため、破砕効率が悪化するという問題点があった。その一方、一度に多量の破砕対象物が、回転体の回転に伴って送り込まれ、同時に多量の破砕対象物を、回転破砕刃と固定破砕板とにより破砕する場合には、回転体を回転するモータの出力を大きくしなければならない。大出力のモータは、破砕処理装置の大型化を招くとともに、その消費電力も大きくなる。

本発明は、破砕対象物を適切に装置の内部に送り込むことで、破砕効率を著しく向上させ、かつ、比較的小さなモータにより効率の良い破砕を実現する破砕処理装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、円筒形状を有し、その軸を中心に回転可能な本体の外周面に、周に沿って突出する複数の回転破砕刃が形成された回転破砕部材と、前記回転破砕部材の外側に位置し、前記回転破砕部材に形成された回転破砕刃と協働して破砕対象物を破砕する複数の孔を有する固定破砕部材と、前記回転破砕部材の前記軸と連結され、前記回転破砕部材を正転／逆転にて回転駆動する駆動部材とを備えた破砕処理装置において、
前記回転破砕部材が、
それぞれが、所定数の回転破砕刃からなる複数の回転破砕刃群であって、当該回転破砕刃群を構成する回転破砕刃が、軸を中心に順次所定の第１の角度間隔で配置された複数の回転破砕刃群を有し、
前記回転破砕刃群が、それぞれ、軸を中心に、順次、前記第１の角度間隔より小さい第２の角度間隔で配置されることを特徴とする破砕処理装置により達成される。

好ましい実施態様においては、前記回転破砕刃の前記周に沿った外側端部が、前記軸を中心として所定の中心角を有する円弧状である。

より好ましい実施態様においては、前記回転破砕刃が、前記軸を中心とした扇形形状を有する。

また、好ましい実施態様においては、前記回転破砕部材が、軸方向に所定の長さを有するスリーブ部材に、前記回転破砕刃群を構成する回転破砕刃が、前記第１の角度間隔で配置された破砕ユニットを有し、複数の破砕ユニットが、前記軸に挿入されている。

たとえば、ある好ましい実施態様においては、前記回転破砕刃群が、２枚の回転破砕刃を有し、第１の角度間隔が１８０度である。

別の好ましい実施態様においては、前記回転破砕刃群が、３枚の回転破砕刃を有し、第１の角度間隔が１２０度である。

また、好ましい実施態様においては、前記回転破砕刃群において、当該回転破砕刃群を構成する回転破砕刃が、軸方向に所定の間隔で配置されている。

別の好ましい実施態様においては、前記回転破砕部材の本体において、その軸方向に、前記回転破砕刃が形成されていない前記破砕対象物の保持領域が設けられている。

また、好ましい実施態様においては、ある単一のタイミングにおいて、前記回転破砕部材を構成する回転破砕刃のうち、一部の回転破砕刃が、前記固定破砕部材と協働して破砕対象物を破砕するように、前記第２の角度間隔が設定されている。

別の好ましい実施態様においては、ある単一のタイミングにおいて、前記回転破砕部材を構成する回転破砕刃のうち、一部の回転破砕刃が、前記固定破砕部材と協働して破砕対象物を破砕するように、前記回転破砕刃の中心角が設定されている。

より好ましい実施態様においては、ある単一のタイミングにおいて、前記回転破砕部材を構成する回転破砕刃のうち、一部の回転破砕刃が、前記固定破砕部材と協働して破砕対象物を破砕するように、前記第２の角度間隔が設定されている。

たとえば、前記回転破砕刃の中心角が、略６０度であり、前記第２の角度間隔が、略３０度である。

また、好ましい実施態様においては、前記回転破砕刃が、その先端において周方向に形成された溝部を有する。

より好ましい実施態様においては、前記溝部の断面形状が、Ｖ字状、Ｕ字状、矩形状、或いは、下辺が短い逆台形状の何れかである。

本発明によれば、破砕対象物を適切に装置の内部に送り込むことで、破砕効率を著しく向上させ、かつ、比較的小さなモータにより効率の良い破砕を実現する破砕処理装置を提供することが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる破砕処理装置の平面図、図２は、第１の実施の形態にかかる破砕処理装置のＡ−Ａ線略断面図である。図１および図２に示すように、本実施の形態にかかる破砕処理装置１０は、破砕部１２、駆動部１４、固定破砕部材１６および回転破砕部材１８を有する。破砕部１２においては、破砕室１３に投入された破砕対象物が、固定破砕部材１６および回転破砕部材１８により破砕されて、破砕室１３から外部に排出される。

破砕処理装置１０は、支持フレーム２０を有する。支持フレーム２０に、駆動部１４、固定破砕部材１６および回転破砕部材１８が取り付けられる。支持フレーム２０の長手方向両端には、垂直方向に立設された端壁２１を有し、２つの端壁２１および固定破砕部材１６（後述する固定破砕板２６および誘導板２８）により破砕室１３が画定される。図１に示すように、支持フレーム２０の下端の四隅には、それぞれ、基部２２が取り付けられる。本実施の形態においては、破砕処理装置１０の下には、後述する孔部３３や異物排出口４６から排出された、細かく破砕された破砕対象物、或いは、チップなどの異物を収容するための収容箱が配置される。したがって、基部２２は、収容箱を置くだけの空間を有するフレーム（図示せず）の上端を接触し、基部２２と当該フレームの上端とが固定される。

駆動部１４は、モータ２４を有する。モータ２４の回転に伴って、後述する回転破砕部材１８の軸部３４が回転する。

固定破砕部材１６は、固定破砕板２６および誘導板２８を有する。固定破砕板２６および誘導板２８は、下端で、それぞれ、固定破砕部材支持軸４４に連結される。固定破砕部材支持軸４４は、破砕室１２の下部において長手方向に延び、その両端は支持フレーム２０の側壁２１に連結される。図２に示すように、固定破砕板２６および誘導板２８は、ほぼＶ字状の断面形状を有する。しかしながら、このような形状に限定されるものではなく、後述する第２の実施の形態のように、下部が平坦となっている逆台形状であっても良いし、固定破砕板２６および誘導板２８が湾曲し、ほぼＵ字状の断面形状を有していても良い。

固定破砕板２６は、その下端で固定破砕部材支持軸４４に連結されて、当該固定破砕部材支持軸４４に固定される。また、固定破砕板２６の長手方向の端部のそれぞれにおいて、上面が固定破砕部材押さえ板３０、３２によって押さえられ、かつ、下面が固定破砕板支持板４８、４８で支持される。誘導板２８は、その下端で固定破砕部材支持軸４４に連結されて、当該固定破砕部材支持軸４４に固定される。また、誘導板２８の長手方向の端部のそれぞれにおいて、上面が、固定破砕部材押さえ板３０、３２によって押さえられ、かつ、下面が誘導板支持板５０、５０により支持される。また、図２に示すように、誘導板２８の下端は、部分的に切欠が設けられ、当該切欠が、異物排出口４６を形成する。

図３は、本実施の形態にかかる回転破砕部材の側面図、図４は、回転破砕部材を構成する破砕ユニットの正面図、図５は、破砕ユニットの側面図、図６は回転破砕刃の側断面図である。図３に示すように、回転破砕部材１８は、軸部３４および軸部３４の長手方向に沿って当該軸部３４に挿入された複数の破砕ユニット３６を有する。第１の実施の形態においては、破砕ユニット３６は７つであるが、その数は７以外であっても良いことは言うまでもない。

図４、図５に示すように、破砕ユニット３６は、軸部３４を取り囲むリング３８と、リング３８の外壁から半径方向に突出した複数の回転破砕刃４０（回転破砕刃４０−１、４０−１１）を有している。図４に示すように、破砕ユニット３６の回転破砕刃４０−１、４０−１１は、その正面では、軸部３４を中心とする扇形の形状を有し、それぞれ、１８０度の角度間隔で、リング３８に固定されている。すなわち、第１の実施の形態においては、破砕ユニット３６の１８０度の角度間隔で配置された２つの回転破砕刃が、１つの回転破砕刃群を構成する。また、図５に示すように、その側面では、軸方向に所定の間隔ｄ１をもって配置されている。

図６に示すように、回転破砕刃４０は、その側断面（軸方向の断面）において両端部の頂面５４および中央のＶ字状の溝部５２を有する。

なお、本実施の形態において、回転破砕部材１８の軸部３４の径ｄ２は５５ｍｍ、破砕ユニット３６のリング３８の厚みｔ１は１７．５ｍｍ、回転破砕刃４０の半径方向の高さｈ１は２５ｍｍ、溝部５２の半径方向の深さｈ２は８．７ｍｍである。また、回転破砕刃４０−１、４０−１１の軸方向の幅ｗ１は２０ｍｍ、これらの軸方向の間隔ｄ１は８ｍｍである。

図７は、本実施の形態にかかる回転破砕刃４０の製造過程を説明する図である。図７に示すように、本実施の形態においては、厚みＷ２（４８ｍｍ）のドーナツ状の金属板を６分割することにより、扇型の回転破砕刃４０を得ている。図７において、所定の厚みＷ３は、金属板を切断するカッターの厚みであり、この厚みの分だけ、回転破砕刃４０の周方向の幅が狭くなっている。図４および図７から理解できるように、本実施の形態にかかる回転破砕刃４０は、その正面では、中心角が６０度の扇形である。

本実施の形態においては、複数の破砕ユニット３６が、一定方向に所定の角度間隔をもって軸部３４に取り付けられる。図３に示す例では、隣接する破砕ユニット（たとえば、破砕ユニット３６−１および３６−２、破砕ユニット３６−２、３６−３）が、一定方向（図３において矢印Ａ方向に見ると、時計回り）に３０度の間隔で取り付けられる。したがって、破砕ユニット３６の一方の側の回転破砕刃（たとえば、回転破砕刃４０−１、４０−２、４０−３）、つまり、軸方向に隣接する回転破砕刃に着目すると、隣接する回転破砕刃（たとえば、回転破砕刃４０−１および４０−２、回転破砕刃４０−２および４０−３）は、一定方向に所定の角度間隔（図３の例では３０度）を持って配置される。他方の側の隣接する回転破砕刃（たとえば、回転破砕刃４０−１１および４０−１２、回転破砕刃４０−１２および４０−１３）についても、同様に、一定方向に所定の角度間隔（図３の例では３０度）を持って配置される。

このように、それぞれの側の回転破砕刃４０を、一定方向に所定の角度間隔で配置することにより、回転破砕部材１８の軸部３４と一定の角度をなす、回転破砕刃４０が形成されない領域が設けられる。図１０においては、一点鎖線８０１、８０２の間の領域８１０、および、一点鎖線８０３、８０４の間の領域８１１が、上述した回転破砕刃４０が形成されない領域となる。破砕処理装置１０の作動中、上記領域８１０、８１１は、破砕対象物を受け入れてその領域中で保持する保持領域として機能する。

また、本実施の形態においては、基本的には、ある回転破砕刃４０が、固定破砕板２６に接近した位置にあるときに、当該回転破砕刃４０に隣接した回転破砕刃２６は、固定破砕板に比較的接近した位置にあるが、それ以外の回転破砕刃は、固定破砕板２６から比較的離間した位置となる。たとえば、図１０において、破線８２１が、固定破砕板２６と、回転破砕部材１８とが最も接近する位置とする。図１０の例においては、回転破砕刃４０−４が、全ての回転破砕刃の中で、最も固定破砕板２６と接近している。この状態で、回転破砕刃４０−４に隣接する２つの回転破砕刃４０−３、４０−５は、固定破砕板２６と比較的接近している。しかしながら、他の回転破砕刃（たとえば、回転破砕刃４０−１、４０−６など）は、固定破砕板２６と離間した位置にある。これは、後述するように、ある単一のタイミングでは、固定破砕板２６との間で破砕が行なわれている固定破砕刃４０の数が少ないことを意味している。これにより、モータに与える付加を小さくすることができ、その結果、モータの出力を小さくすることが可能となる。小さな出力のモータを使用できることで、破砕処理装置１０のサイズを小さくすることができるとともに、その消費電力を小さくすることもできる。

図８は、本実施の形態にかかる固定破砕部材の固定破砕板の斜視図である。固定破砕板３０は、たとえば、刃物鋼の板状の部材から作られ、複数の孔部３３を有している。孔部３３は、丸孔であっても良いし、或いは、回転破砕部材１８の軸方向に長径を有する長孔であっても良い。本実施の形態においては、孔部３３は、回転破砕部材１８の軸方向に、複数の列に沿って配置される。軸部３４に垂直な方向に隣接する孔部３３は、当該方向に、部分的に重複するような配置となっている。これは、後述するように、回転破砕刃４０に引掛けられた破砕対象物が、孔部３３の周囲などに接触して、これにより、破砕対象物が折り曲げられるような機会をより増やすために有効である。なお、孔部３３は、板状の部材を打ち抜くことにより形成することができる。

また、本実施の形態においては、固定破砕板２６の内側（回転破砕部材１８と対向する側）において、中央部に回転破砕部材１８の軸方向に沿って凹部５６が形成されている。凹部５６を設けることにより、回転破砕部材１８と固定破砕板２６との間の距離をより接近させることが可能となり、破砕効率を向上させることができる。

図９は、本実施の形態にかかる固定破砕部材の誘導板の斜視図である。誘導板２８も、たとえば、固定破砕板２６と同様に、刃物鋼の板状の部材から作られる。図９に示すように、誘導板２８の下部には、複数の切欠（図９の例では２つの切欠）が形成され、これらがそれぞれ異物排出口４６となる。また、切欠の間にある下端まで延長された部分（延長部）４７が、固定破砕部材支持軸４４と固定されている。

このように構成された破砕処理装置１０の動作について以下に説明する。本実施の形態においては、破砕処理装置１０の開口した上側に、たとえば、ホッパ（図示せず）が取り付けられ、破砕処理装置１０の上部に位置する加工機械（たとえば、切削装置など）で生じた切粉などの破砕対象物が、破砕処理装置１０の破砕室１３に投下される。或いは、破砕処理装置１０の開口した上側に、コンベア装置を配置して、加工機械から排出された破砕対象物がコンベア装置により移動されて、破砕処理装置１０の破砕室１３に投下されても良い。破砕室１３により投下された破砕対象物は、回転破砕部材１８により送り込まれて、回転破砕部材１８と固定破砕部材１６とにより破砕される。

本実施の形態において、回転破砕部材１８の軸部３４は、駆動部１４のモータ２４の回転に伴って回転することができる。図２において、矢印Ｄ１が回転破砕部材１８の正回転方向、矢印Ｄ２が回転破砕部材１８の逆回転方向である。しかしながら、図２から理解できるように、本実施の形態にかかる回転破砕部材１８の回転破砕刃４０の軸方向の形状は対称である。したがって、矢印Ｄ１、Ｄ２の何れの方向に回転破砕部材１８が回転した場合であっても、ほぼ同じ効率で破砕対象物を破砕することができる。ここで、矢印Ｄ１を正方向としているのは以下の理由による。

本実施の形態においては、略Ｖ字状に配置された固定破砕板２６と誘導板２８を有する。図２においては、その右側に誘導板２８が配置され、誘導板２８の下部には異物排出口４６が形成される。矢印Ｄ１方向に回転破砕部材１８を回転させることにより、破砕室１３に投入され、回転破砕部材１８上、特に、保持領域８１０、８１１上に載せられた破砕対象物が、まず、誘導板２８と回転破砕部材１８との間に送り込まれる。破砕対象物が、誘導板２８の下部に達したときに、破砕対象物に含まれるチップなどの異物（金属塊）は、誘導板２８の下部に設けられた異物排出口４６から落下して、破砕処理装置１０の外部に排出される。このように、回転破砕部材１８を矢印Ｄ１方向に回転させることにより、破砕対象物を、異物排出口４６の上を通して異物を除去し、その後に、回転破砕部材１８と固定破砕板２６との間での、破砕対象物の破砕を行うことができる。そこで、本実施の形態では、矢印Ｄ１を回転破砕部材１８の正回転方向としている。

基本的には、制御回路（図示せず）によって、回転破砕部材１８は、所定の第１の時間だけ正回転し、その後、所定の第２の時間（＜第１の時間）だけ逆回転する。このような第１の時間および第２の時間のシーケンスが繰り返される。ただし、駆動部１４のモータ駆動回路（図示せず）に過電流が流れた場合には、制御回路は、所定の時間（たとえば数秒）だけ、過電流を検出した回転方向と逆方向にモータ２４を回転させるように、モータ駆動回路を制御する。回転破砕部材１８と固定破砕板２６との間、或いは、回転破砕部材１８と誘導板２８との間に異物が挟まった状態となった場合など、過負荷により過電流がモータ駆動回路に流れる。このような場合には、モータを逆方向に回転させて、異物が挟まった状態を解消している。

上述したように、回転破砕部材１８が正回転することにより、回転破砕部材１８において、特に、保持領域８１０、８１１上に載せられた破砕対象物が、まず、誘導板２８と回転破砕部材１８との間に送り込まれる。ここで、保持領域８１０、８１１は、突出した回転破砕刃４０により取り囲まれた領域と考えることができる。したがって、この保持領域８１０、８１１に収容された処理対象物は、それぞれ、ほぼ１つの固まりの状態で、回転破砕部材１８と誘導板２８との間に送り込まれ、その中に含まれる異物が、異物排出口４６から落下する。

その後、保持領域８１０、８１１に収容された処理対象物は、回転破砕部材１８と固定破砕板２６との間に送り込まれる。回転破砕部材１８と固定破砕板２６との間では、回転破砕部材１８を構成する回転破砕刃４０のそれぞれと、固定破砕板２６、特に、その孔部３３との間で破砕が行なわれる。より詳細には、破砕対象物は、回転破砕刃４０および孔部３３の周囲に接触することにより、引っ張られ、或いは、折り曲げられる。このような引っ張りおよび折り曲げを繰り返すことにより、破砕対称物は徐々に細かく破砕される。

前述したように、本実施の形態においては、回転破砕部材１８の複数の破砕ユニット３６が、一定方向に所定の角度間隔をもって軸部３４に取り付けられる。したがって、一方の側の回転破砕刃（たとえば、回転破砕刃４０−１、４０−２、４０−３）に着目すると、隣接する回転破砕刃（たとえば、回転破砕刃４０−１および４０−２、回転破砕刃４０−２および４０−３）は、一定方向に所定の角度間隔（図３の例では３０度）を持って配置される。同様に、他方の側の隣接する回転破砕刃（たとえば、回転破砕刃４０−１１および４０−１２、回転破砕刃４０−１２および４０−１３）についても、同様に、一定方向に所定の角度間隔（図３の例では３０度）を持って配置される。

したがって、図１０を参照して説明したように、回転破砕刃４０−４が、全ての回転破砕刃の中で、最も固定破砕板２６と接近していると考える。この状態で、回転破砕刃４０−４に隣接する２つの回転破砕刃４０−３、４０−５は、固定破砕板２６と比較的接近している。しかしながら、他の回転破砕刃（たとえば、回転破砕刃４０−１、４０−６など）は、固定破砕板２６と離間した位置にある。すなわち、このタイミングでは、回転破砕部材１８の回転（矢印Ｄ１で示す正回転）により、主として、回転破砕刃４０−４と、固定破砕板２６との間で破砕対象物の破砕が行なわれている。また、回転破砕刃４０−３は、固定破砕板２６に接近しつつあり、当該回転破砕刃４０−３と固定破砕板２６との間では破砕対象物の破砕が開始されている。さらに、回転破砕刃４０−５は、固定破砕板２６の上を通過し、固定破砕板２６から離間している。すなわち、上記タイミングでは、回転破砕板４０−５と固定破砕板２６との間での破砕対象物の破砕は終了している。

上述したように、本実施の形態においては、回転破砕刃４０が、順次固定破砕板２６に接近して、破砕対象物を破砕する。あるタイミングでは、複数の回転破砕刃４０のうち所定のもの（本実施の形態では１つ或いは２つ）のみが破砕を行っており、回転破砕部材１８の回転にともなって、当該所定の回転破砕刃４０の破砕が終了するとともに、隣接する別の回転破砕刃４０の破砕が開始される。このように、本実施の形態においては、あるタイミングにおいて破砕を行っている回転破砕刃４０は少数であり、その一方、回転破砕部材１８の回転に伴って、連続的に異なる回転破砕刃４０が破砕を行うことができる。

あるタイミングにおいて破砕を行っている回転破砕刃４０は少数であることから、モータの出力を小さくすることが可能となる。その一方、連続的な破砕が行なわれることから、破砕効率は向上する。

また、本実施の形態において、回転破砕刃４０の周に沿った外側端部が、軸部３４を中心として所定の中心角を有する円弧状である。これにより、回転破砕刃４０の外側端部と固定破砕板２６との間の距離（最短距離）を一定にすることができ、一定の効率での破砕が可能となる。

また、本実施の形態においては、回転破砕刃が、前記軸を中心とした扇形形状を有する。このような回転破砕刃は、所定の厚み（本実施の形態においては４８ｍｍ）のドーナツ状の金属板をカッターを用いて切断することにより得ることができる。したがって、回転破砕刃を容易に製造することが可能である。

さらに、前記実施の形態においては、回転破砕刃群を構成する回転破砕刃、つまり、破砕ユニットの回転破砕刃が、軸方向に所定の間隔で配置されている。これにより、破砕ユニットの軸方向の厚みを得ることができる。すなわち、多数の破砕ユニットを連ねることなく、所定の長さの回転破砕部材を形成することができる。

また、本実施の形態においては、回転破砕部材において、その軸方向に、回転破砕刃が形成されていない破砕対象物の保持領域が設けられ、この保持領域に載せられた破砕対象物が、適切に固定破砕部材と回転破砕部材との間に送り込まれる。これにより、破砕効率を向上することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態においては、固定破砕部材１６において、固定破砕板２６および誘導板２８が、断面形状がＶ字状になるように取り付けられている。第２の実施の形態においては、固定破砕部材１６の断面形状が、その下部が平坦となっている逆台形状となっている。図１１は、本発明の第２の実施の形態にかかる破砕処理装置の略断面図である。図１１に示すように、第２の実施の形態にかかる破砕処理装置１００は、破砕部１１２、固定破砕部材１１６、回転破砕部材１１８を有する。回転破砕部材１１８は、駆動部（図示せず）により正方向（図１１における矢印Ｄ１）および逆方向に回転可能である。なお、第１の実施の形態と同様に、第２の実施の形態においても、回転破砕部材１１８がいずれの方向に回転しても、ほぼ同じ効率で破砕対象物を破砕することができる。第２の実施の形態においては、後述する誘導板１２８，１２９の角度が異なっており、破砕対象物の送り込みやすい方向を正方向としている。

固定破砕部材１１６は、図１１に示すように、その断面において上方に広がるように所定の角度で配置された２つの誘導板１２８、１２９を備える。誘導板１２８は、上端で支持フレーム１２０と固定され、その下面において、誘導板支持板１５０により支持される。また、誘導板１２９は、上端で支持フレーム１２０と固定され、その下面において、誘導板支持板１４８により支持される。また、２つの誘導板１２８、１２９の下端には、水平に固定破砕板１２６が取り付けられている。固定破砕板１２６には、複数の孔部１３３が形成されている。

図１１に示すように、誘導板１２８の、水平面とのなす角度は、誘導板１２９の、水平面とのなす角度より小さい、つまり、誘導板１２８の傾斜の方が、誘導板１２９の傾斜より緩やかである。したがって、破砕室１１３において、誘導板１２８と回転破砕部材１８との間の空間（符号１５７参照）は、誘導板１２９と回転破砕部材１８との間の空間（符号１５８参照）より大きい。本実施の形態では、回転破砕部材１１８を矢印Ｄ１方向に、正回転として回転させることにより、より大きな空間１２７の側に破砕対象物を送り込み、より多くの破砕対象物を破砕するようにしている。

第２の実施の形態にかかる回転破砕部材１１８は、第１の実施の形態にかかる回転破砕部材１８と同様である。すなわち、回転破砕部材１１８は、軸部１３４の長手方向に沿って当該軸部１３４に挿入された複数（たとえば７つ）の破砕ユニット１３６を有する。また、破砕ユニット１３６は、軸部１３４を取り囲むリング１３８と、リング１３８の外壁から半径方向に突出した２つの回転破砕刃１４０有している。２つの回転破砕刃１４０は１８０度の角度間隔で配置される。すなわち、第２の実施の形態においても、破砕ユニット３６の１８０度の角度間隔で配置された２つの回転破砕刃が、１つの回転破砕刃群を構成する。

また、第１の実施の形態と同様に、複数の破砕ユニット１３６が、一定方向に所定の角度間隔をもって軸部１３４に取り付けられる。

また、回転破砕刃１４０は、その側断面において両端部の頂面および中央のＶ字状の溝部１５２を有する。回転破砕刃１４０の側断面形状は、図６に示すものと同様である。

第２の実施の形態にかかる破砕処理装置においても、破砕室１１３により投下された破砕対象物は、回転破砕部材１１８により送り込まれて、回転破砕部材１１８と固定破砕部材１１６とにより破砕される。

第１の実施の形態と同様に、制御回路（図示せず）によって、回転破砕部材１１８は、所定の第１の時間だけ正回転し、その後、所定の第２の時間（＜第１の時間）だけ逆回転する。このような第１の時間および第２の時間での回転の制御が繰り返される。また、モータ駆動回路（図示せず）に過電流が流れた場合には、制御回路は、所定の時間（たとえば数秒）だけ、過電流を検出した回転方向と逆方向にモータ（図示せず）を回転させるように、モータ駆動回路を制御する。

回転破砕部材１１８が正回転することにより、回転破砕部材１１８において、特に、保持領域（図１０の領域８１０、８１１参照）上に載せられた破砕対象物が、まず、誘導板１２８と回転破砕部材１１８との間に送り込まれる。ここで、保持領域は、突出した回転破砕刃４０により取り囲まれた領域と考えることができる。したがって、この保持領域に収容された処理対象物は、それぞれ、ほぼ１つの固まりの状態で、回転破砕部材１１８と誘導板１２８との間に送り込まれる。

その後、処理対象物は、回転破砕部材１１８と固定破砕板１２６との間に送り込まれる。回転破砕部材１１８と固定破砕板１２６との間では、回転破砕部材１１８を構成する回転破砕刃４０のそれぞれと、固定破砕板１２６、特に、その孔部１３３との間で破砕が行なわれる。この破砕の詳細は、第１の実施の形態と同様である。また、第１の実施の形態と同様に、回転破砕刃１４０が、順次固定破砕板１２６に接近して、破砕対象物を破砕する。あるタイミングでは、複数の回転破砕刃１４０のうち所定のもの（本実施の形態では１つ或いは２つ）のみが破砕を行っており、回転破砕部材１１８の回転にともなって、当該所定の回転破砕刃１４０の破砕が終了するとともに、隣接する別の回転破砕刃１４０の破砕が開始される。このように、本実施の形態においては、あるタイミングにおいて破砕を行っている回転破砕刃１４０は少数であり、その一方、回転破砕部材１１８の回転に伴って、連続的に異なる回転破砕刃１４０が破砕を行うことができる。

あるタイミングにおいて破砕を行っている回転破砕刃１４０は少数であることから、モータの出力を小さくすることが可能となる。その一方、連続的な破砕が行なわれることから、破砕効率は向上する。

さらに、第２の実施の形態においては、回転破砕部材１１８が逆回転している場合にも、回転破砕部材１１８が正回転している場合と同様の破砕が実現される。つまり、回転破砕部材１１８が逆回転している場合には、破砕対象物は、回転破砕部材１１８と誘導板１２９との間に送り込まれ、その後、回転破砕部材１１８と固定破砕板１２６との間に送り込まれる。したがって、回転破砕部材１１８と固定破砕板１２６との間では、回転破砕部材１１８を構成する回転破砕刃４０のそれぞれと、固定破砕板１２６、特に、その孔部１３３との間で破砕が行なわれる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

たとえば、前記実施の形態において、回転破砕刃４０の軸方向の断面において、Ｖ字状の溝部５２を有している。しかしながら、溝部５２の形状はこれに限定されるものではなく、Ｕ字状、Ｗ字状、矩形、逆台形（底辺の方が短い台形）状などであっても良い。また、回転破砕刃４０が軸方向の断面が直線状、つまり、溝部が形成されていなくても良い。

また、前記実施の形態においては、破砕ユニット３６において、１８０度の角度間隔で、その正面で扇形の形状を有する回転破砕刃４０が配置されている。しかしながら、回転破砕刃４０の形状はこれに限定されるものではない。図１２は、本発明の他の実施の形態にかかる破砕ユニットの正面図である。図１２に示すように、この破砕ユニット１３６は、軸部３４（図１２では図示せず）を取り囲むリング３８と、リング３８の外壁から半径方向に突出した２つの回転破砕刃１４０と、を有している。回転破砕刃１４０は、１８０度の角度間隔でリング３８に固定されている。また、図示しないが、２つの回転破砕刃１４０は、その側面では、軸方向に所定の間隔ｄ１をもって配置されている。

この実施の形態にかかる回転破砕刃１４０は、その正面において、先端１４１は円弧状となっており、第１の実施の形態にかかる回転破砕刃４０と同様である。また、周方向に溝部１５２が形成され、軸方向の断面がＶ字状であることも、第１の実施の形態と同様である。その一方、この実施の形態においては、２つの側壁１４２が、半径方向に広がっておらず、軸に垂直方向に平行となっている。このように側壁１４２が、軸に垂直方向に平行であるような形状をとることで、側壁１４２と先端１４１との連結部１４３の角度をより鈍くすることができる。連結部１４３における角度を鈍くすることで、破砕対象物を破砕する際に、連結部１４３に与えられる負荷を軽減することができ、その結果、連結部１４３の破損のおそれを小さくすることが可能となる。

さらに、破砕ユニット３６における回転破砕刃の数は、２つに限定されるものではなく、３つ以上の回転破砕刃を取り付けていても良い。図１３は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる破砕ユニットの正面図である。図１３に示すように、この破砕ユニット２３６は、軸部３４（図１３では図示せず）を取り囲むリング３８と、リング３８の外壁から半径方向に突出した３つの回転破砕刃４０と、を有している。回転破砕刃４０は、１２０度の角度間隔でリング３８に固定されている。すなわち、この実施の形態においては、破砕ユニット２３６の１２０度の角度間隔で配置された３つの回転破砕刃が、１つの回転破砕刃群を構成する。

また、回転破砕刃４０は、第１の実施の形態と同様に、その正面において扇形状であり、また、周方向に溝部５２が形成されている。また、図示しないが、隣接する回転破砕刃４０は、その側面で、軸方向に所定の間隔ｄ１をもって配置されている。このように、回転破砕刃４０の数を増加させることにより、あるタイミングで、破砕対象物を破砕している回転破砕刃４０の数が増大する。したがって、モータの負荷をより大きくなるが、破砕効率を向上させることができる。

また、前記実施の形態にかかる回転破砕刃４０は、その正面では、中心角が６０度の扇形である。また、図１２に示す例においても、回転破砕刃４０は、その先端では、中心角が６０度の円弧となっている。しかしながら、中心角は６０度に限定されるものではない。たとえば、４５度であっても良いし、他の角度であっても良い。しかしながら、モータへの負荷の増大を考慮すると鋭角であることが望ましい。

さらに、前記実施の形態においては、複数の破砕ユニット３６が、一定方向に３０度の角度間隔をもって軸部３４に取り付けられている。しかしながら、角度間隔は３０度に限定されるものではない。図１３に示すように、破砕ユニット２３６が３つの回転破砕刃４０を有している場合には、３０度より小さい角度間隔、たとえば、２０度の角度間隔で、破砕ユニット３６が軸部３４に取り付けられていても良い。

また、前記実施の形態においては、半径方向に、所定の角度間隔で回転破砕刃４０が取り付けられた破砕ユニット３６を用いて、複数の破砕ユニット３６を一定方向に所定の角度間隔をもって軸部３４に取り付けている。これにより、回転破砕刃４０が破損し、或いは、磨耗した場合に、その回転破砕刃４０を含む破砕ユニットのみを交換すれば足り、メンテナンスが容易であるという効果を備える。しかしながら、このような構成に限定されず、回転破砕部材１８は、軸部３４（或いは軸部の周囲に形成されたスリーブ）に、直接回転破砕刃４０が固定されていても良い。この場合にも、前記実施の形態と同様に、ある回転破砕刃４０は、一方の側において隣接する回転破砕刃とは、第１の角度間隔をもって配置されている。また、２つ或いは３つなど一連の回転破砕刃４０に着目すると、一定方向に第１の角度間隔より大きい第２の角度間隔をもって配置されている。なお、第１の実施の形態や第２の実施の形態においては、第１の角度が３０度、第２の角度が１８０である。また、図１２の例では、第２の角度が６０度、図１３の例では、第２の角度が１２０度である。

また、前記実施の形態においては、軸部３４の周りに軸部３４の長手方向に沿って複数の破砕ユニット３６が挿入され、破砕ユニット３６が、一定方向に所定の角度間隔をもって軸部３４に取り付けられる。しかしながら、このような構成に限定されるものではなく、軸部３４を取り囲むスリーブ状の本体に、直接、回転破砕刃が取り付けられていても良い。このときに、所定数の回転破砕刃（たとえば、第１の実施の形態では２つの回転破砕刃）からなる複数（第１の実施の形態では７つ）の回転破砕刃群を有し、ある回転破砕刃群を構成する回転破砕刃が、軸を中心に順次所定の第１の角度間隔（第１の実施の形態では１８０度）で配置され、かつ、回転破砕刃群が、それぞれ、軸を中心に、順次、前記第１の角度間隔より小さい第２の角度間隔（第１の実施の形態では３０度）で配置されていれば良い。

また、前記実施の形態においては、破砕ユニット３６の回転破砕刃（ある回転破砕刃群を構成する回転破砕刃）が、軸方向に所定の間隔で取り付けられている。しかしながら、これに限定されるものではなく、軸方向には同一の位置に取り付けられていても良い。

さらに、固定破砕板２６は、その内側において軸方向に凹部５６が形成されているが、凹部５６がなく、固定破砕板２６の内側の面が平坦であっても良い。また、固定破砕板２６の内側の面が曲面（外側に突状の曲面）であり、実施的に軸方向に凹部が形成されていても良い。

図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる破砕処理装置の平面図である。 図２は、第１の実施の形態にかかる破砕処理装置のＡ−Ａ線略断面図である。 図３は、本実施の形態にかかる回転破砕部材の側面図である。 図４は、本実施の形態にかかる回転破砕部材を構成する破砕ユニットの正面図である。 図５は、本実施の形態にかかる破砕ユニットの側面図である。 図６は、本実施の形態にかかる回転破砕刃の側断面図である。 図７は、本実施の形態にかかる回転破砕刃の製造過程を説明する図である。 図８は、本実施の形態にかかる固定破砕部材の固定破砕板の斜視図である。 図９は、本実施の形態にかかる固定破砕部材の誘導板の斜視図である。 図１０は、本実施の形態にかかる回転破砕部材を説明する側面図である。 図１１は、本発明の第２の実施の形態にかかる破砕処理装置の略断面図である。 図１２は、本発明の他の実施の形態にかかる破砕ユニットの正面図である。 図１３は、本発明のさらに他の実施の形態にかかる破砕ユニットの正面図である。

符号の説明

１０ 破砕処理装置
１２ 破砕部
１３ 破砕室
１４ 駆動部
１６ 固定破砕部材
１８ 回転破砕部材
２０ 支持フレーム
２１ 支持フレームの端壁
２２ 基部
２４ モータ
２６ 固定破砕板
２８ 誘導板
３０、３２ 固定破砕板押さえ板
３３ 孔部
３４ 軸部
３６ 破砕ユニット
３８ リング
４０ 回転破砕刃
４２ 軸受

Claims (12)

1. 円筒形状を有し、その軸を中心に回転可能な本体の外周面に、周に沿って突出する複数の回転破砕刃が形成された回転破砕部材と、前記回転破砕部材の外側に位置し、前記回転破砕部材に形成された回転破砕刃と協働して破砕対象物を破砕する複数の孔を有する固定破砕部材と、前記回転破砕部材の前記軸と連結され、前記回転破砕部材を正転／逆転にて回転駆動する駆動部材とを備えた破砕処理装置において、
   前記回転破砕部材は、それぞれが、所定数の回転破砕刃からなる回転破砕刃群を有する破砕ユニットを複数備え、当該回転破砕刃群を構成する回転破砕刃は、軸方向にずれて配置されるとともに軸を中心に順次所定の第１の角度間隔で配置されており、
   前記複数の破砕ユニットは、それぞれ、軸を中心に、順次、前記第１の角度間隔より小さい第２の角度間隔で配置されることを特徴とする破砕処理装置。
2. 前記回転破砕刃の前記周に沿った外側端部が、前記軸を中心として所定の中心角を有する円弧状であることを特徴とする請求項１に記載の破砕処理装置。
3. 前記回転破砕刃が、前記軸を中心とした扇形形状を有することを特徴とする請求項２に記載の破砕処理装置。
4. 前記回転破砕刃群が、２枚の回転破砕刃を有し、第１の角度間隔が１８０度であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の破砕処理装置。
5. 前記回転破砕刃群が、３枚の回転破砕刃を有し、第１の角度間隔が１２０度であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の破砕処理装置。
6. 前記回転破砕部材の本体において、その軸方向に、前記回転破砕刃が形成されていない前記破砕対象物の保持領域が設けられたことを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の破砕処理装置。
7. ある単一のタイミングにおいて、前記回転破砕部材を構成する回転破砕刃のうち、一部の回転破砕刃が、前記固定破砕部材と協働して破砕対象物を破砕するように、前記第２の角度間隔が設定されていることを特徴とする請求項１ないし６の何れか一項に記載の破砕処理装置。
8. ある単一のタイミングにおいて、前記回転破砕部材を構成する回転破砕刃のうち、一部の回転破砕刃が、前記固定破砕部材と協働して破砕対象物を破砕するように、前記回転破砕刃の中心角が設定されていることを特徴とする請求項２ないし９に記載の破砕処理装置。
9. ある単一のタイミングにおいて、前記回転破砕部材を構成する回転破砕刃のうち、一部の回転破砕刃が、前記固定破砕部材と協働して破砕対象物を破砕するように、前記第２の角度間隔が設定されたことを特徴とする請求項８に記載の破砕処理装置。
10. 前記回転破砕刃の中心角が、略６０度であり、前記第２の角度間隔が、略３０度であることを特徴とする請求項９に記載の破砕処理装置。
11. 前記回転破砕刃が、その先端において周方向に形成された溝部を有することを特徴とする請求項１ないし１０の何れか一項に記載の破砕処理装置。
12. 前記溝部の断面形状が、Ｖ字状、Ｕ字状、矩形状、或いは、下辺が短い逆台形状の何れかであることを特徴とする請求項１１に記載の破砕処理装置。

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