しかし、被破砕物には、成形時に発生するスプルランナと称される比較的形状の小さいものだけでなく、形状が大きいものもある。例えば、被破砕物の中には、形状が大きく薄い板状のものもある。このような薄い板状の被破砕物を投入ホッパから投入すると、被破砕物が破砕刃に落ち込み、破砕刃が被破砕物の縁部に食い込むことにより、破砕することができる。しかし、投入ホッパに投入された際の薄い板状の被破砕物の姿勢によっては、被破砕物が投入ホッパの途中で引っかかり落下しない場合、あるいは、回転する破砕刃の上に水平に落下した場合には破砕刃で破砕することができないという問題がある。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、被破砕物を確実に破砕することができる破砕機を提供することを目的とする。
本発明に係る破砕機は、上下が開口した筐体と、該筐体の上側に配置した投入ホッパと、前記筐体内に横置きされた二つの回転軸それぞれに固定された破砕刃とを備える破砕機において、前記回転軸に平行な支持軸と、該支持軸回りに回動し、前記二つの回転軸それぞれに固定された破砕刃の上に略水平方向に滞留した板状の被破砕物を押圧する押圧部材と、該押圧部材の一部を一方の回転軸に固定された破砕刃の方へ移動させて前記被破砕物の縁部が前記破砕刃の刃部に食い込むべく制御する制御部とを備え、前記破砕刃の回転に伴って、前記刃部に食い込んだ前記被破砕物を前記二つの回転軸それぞれに固定された破砕刃の間へ移動させて前記被破砕物を破砕することを特徴とする。
本発明にあっては、回転軸に平行な支持軸を配置してあり、当該支持軸の回りに回動し、被破砕物を押圧する押圧部材を備える。制御部は、押圧部材の一部を破砕刃の方へ移動すべく押圧部材の回動を制御する。例えば、制御部が押圧部材を支持軸回りに回動させると、押圧部材の一部(例えば、端部)が破砕刃に近づく方向に移動する。回転する破砕刃の上で被破砕物が滞留状態(被破砕物に破砕刃が食込まない状態)にある場合、押圧部材の一部が滞留状態の被破砕物の縁部を上方から下方に向かって破砕刃の方へ押圧するので、被破砕物の縁部が破砕刃の刃部に食い込み被破砕物を確実に破砕することができる。
本発明に係る破砕機は、前記支持軸を前記筐体の外側に配置してあり、前記制御部は、前記投入ホッパに設けられた隙間を通じて前記押圧部材の一部を前記破砕刃の方へ移動すべく該押圧部材の前記支持軸回りの回動を制御するようにしてあることを特徴とする。
本発明にあっては、筐体の外側に回転軸に平行な支持軸を配置してあり、制御部は、投入ホッパに設けられた隙間を通じて押圧部材の一部を破砕刃の方へ移動すべく押圧部材の回動を制御する。例えば、制御部が押圧部材を支持軸回りに回動させると、押圧部材の一部(例えば、端部)が投入ホッパに設けられた隙間を通じて破砕刃に近づく方向に移動する。回転する破砕刃の上で被破砕物が滞留状態(被破砕物に破砕刃が食込まない状態)にある場合、押圧部材の一部が滞留状態の被破砕物の縁部を上方から下方に向かって破砕刃の方へ押圧するので、被破砕物の縁部が破砕刃の刃部に食い込み被破砕物を確実に破砕することができる。
本発明に係る破砕機は、前記回転軸方向に離隔して前記破砕刃を前記回転軸に複数固定してあり、前記押圧部材は板状をなし、隣り合う破砕刃の間であって前記回転軸に垂直な仮想平面上に前記押圧部材を配置してあることを特徴とする。
本発明にあっては、回転軸方向に離隔して複数の破砕刃を回転軸に固定してある。押圧部材は板状をなし、隣り合う破砕刃の間であって回転軸に垂直な仮想平面上に押圧部材を配置してある。押圧部材を回動させて、押圧部材の一部を破砕刃の方へ移動させた場合、押圧部材は、隣り合う破砕刃の間の部分に位置するので、押圧部材が破砕刃と干渉することなく被破砕物が破砕刃に食い込むように被破砕物を押圧することができる。
本発明に係る破砕機は、前記複数の破砕刃それぞれの周方向に沿って複数の刃部を離隔して設けてあり、前記回転軸に垂直な仮想平面に投影した前記複数の破砕刃の各刃部のうち前記周方向に沿って隣り合う複数組の刃部の少なくとも一部の組の刃部の間隔が異なることを特徴とする。
本発明にあっては、複数の破砕刃それぞれの周方向に沿って複数の刃部を離隔して設けてある。例えば、回転軸に5枚の破砕刃A、B、C、D、Eを当該順序で固定してあり、破砕刃Aの周方向に4個の刃部aを離隔して設けてあるとする。他の破砕はB〜Eについても同様にそれぞれ4個の刃部b〜eを設けてあるとする。4個の刃部は等間隔、すなわち回転軸回りに90°ずれた位置に設けてあるとする。そして、回転軸に垂直な仮想平面に投影した複数の破砕刃A〜Eの各刃部a〜eのうち周方向に沿って隣り合う複数組の刃部の少なくとも一部の組の刃部の間隔が異なるようにしてある。
例えば、周方向に沿って隣り合う複数の組の刃部は、刃部(a、b)の組、刃部(b、c)の組、刃部(c、d)の組、刃部(d、e)の組、刃部(e、a)の組とすることができる。刃部(a、b)の間隔、すなわち、回転軸を中心にして刃部a、bのなす角をαaとする。同様に刃部(b、c)、刃部(c、d)、刃部(d、e)、刃部(e、a)の回転軸を中心にしてなす角をαb、αc、αd、αeとすると、αa〜αeの一部を他と異ならせてある。例えば、αa=αb=α1とし、αd=α2とし、αc=αe=α3の如くである。
上述の構成により回転軸に垂直な仮想平面に投影した隣り合う刃部の間隔が等間隔ではなく不等間隔となり、隣り合う刃部のうち一部の刃部の間隔を、等間隔の場合に比べて長く(なす角を大きく)することができ、押圧部材で被破砕物を押圧した際に被破砕物の縁部が隣り合う刃部の間に落ち込みやすくなり、破砕刃が被破砕物に食い込みやすくなる。
本発明に係る破砕機は、前記支持軸方向に離隔して前記押圧部材を前記支持軸に複数配置してあり、各押圧部材は、前記支持軸に平行なタイロッドに固定してあることを特徴とする。
本発明にあっては、支持軸方向に離隔して押圧部材を支持軸に複数配置してある。すなわち、回転軸の軸方向に離隔して破砕刃を回転軸に複数固定してあり、隣り合う破砕刃の間の位置に対応する支持軸の位置に押圧部材それぞれを固定してある。各押圧部材は、支持軸に平行なタイロッドに固定してある。これにより、各押圧部材は、タイロッドにより固定され1個の剛体とすることができ、被破砕物を押圧する際の強度(剛度)を大きくすることができる。
本発明に係る破砕機は、前記投入ホッパは、前記回転軸を間にして対設した2つ側板を有し、一方の側板を鉛直方向に対して傾斜してあり、他方の側板に前記隙間を設けてあることを特徴とする。
本発明にあっては、投入ホッパは、回転軸を間にして対設した2つ側板を有し、一方の側板を鉛直方向に対して傾斜してあり、他方の側板に隙間を設けてある。投入ホッパの回転軸に平行な側板の一方を鉛直方向に対して傾斜してあり、薄い板状の被破砕物を投入ホッパに投入する場合、被破砕物が傾斜させた側板上を滑るようにして筐体内へ投入する。そして、被破砕物が破砕刃で破砕されることなく筐体内で滞留した場合、他方の側板に設けた隙間を通じて押圧部材の一部を破砕刃の方へ移動させる(近づける)ことにより、被破砕物を破砕刃の方へ押し下げて破砕刃が被破砕物に食い込むようにすることができる。また、傾斜した側板に隙間を設けた場合には、押圧部材の移動距離が大きくなり、押圧部材を回動させるための装置が大型化するのに対し、回転軸を間にして傾斜した側板に対向する側板(鉛直方向に沿った側板)に隙間を設けることにより、押圧部材の移動距離をより短くすることができ、押圧部材を回動させるための装置を小型化することができる。
本発明に係る破砕機は、前記投入ホッパを通じて投入された被破砕物が前記破砕刃で破砕されているか否かを判定する判定部を備え、前記制御部は、前記判定部で被破砕物が破砕されていないと判定した場合、前記押圧部材の回動を開始するようにしてあることを特徴とする。
本発明にあっては、判定部は、投入ホッパを通じて投入された被破砕物が破砕刃で破砕されているか否かを判定する。被破砕物が破砕されているか否か、すなわち破砕刃が被破砕物に食い込まずに空回りしているか否かを判定するには、例えば、回転軸を回転させる電動機のトルク、トルク電流、負荷電流などを検出することにより行うことができる。制御部は、判定部で被破砕物が破砕されていないと判定した場合、押圧部材の回動を開始する。これにより、破砕刃が被破砕物に食い込まずに空回りしている場合だけ、押圧部材を回動させるので、省電力化を図ることができる。
本発明に係る破砕機は、前記制御部は、前記押圧部材の前記一部が前記破砕刃との距離が所定距離に達した場合、所定時間の間前記押圧部材の回動を停止するようにしてあることを特徴とする。
本発明にあっては、制御部は、押圧部材の一部が破砕刃との距離が所定距離に達した場合、所定時間の間押圧部材の回動を停止する。所定距離は、例えば、押圧部材の一部(例えば、端部)と破砕刃との距離が最短となる距離とすることができる。所定時間は、回転軸の回転速度にも依存し、例えば、1つの破砕刃の刃部が押圧部材の一部の近傍を通過した後に当該破砕刃の次の刃部が当該近傍を通過するまでの時間以上とすることができ、例えば、5秒程度とすることができる。所定時間の間、押圧部材の回動を停止することにより、被破砕物に刃部を確実に食い込ませることができる。
本発明に係る破砕機は、前記押圧部材による押圧力を設定する設定部を備え、前記制御部は、前記押圧部材が、前記設定部で設定した押圧力で被破砕物を押圧するようにしてあることを特徴とする。
本発明にあっては、押圧部材による押圧力を設定する設定部を備え、制御部は、押圧部材が、設定部で設定した押圧力で被破砕物を押圧するよう制御する。筐体に投入され、破砕刃で破砕されずに滞留している被破砕物の位置又は姿勢は被破砕物の形状又は大きさが変わると異なる。被破砕物を押圧する圧力を設定した値にすることにより、被破砕物の形状又は大きさに応じて所要の押圧力で被破砕物を押圧することができる。
本発明に係る破砕機は、前記筐体内に破砕刃を固定した前記回転軸を複数平行に横置きしてあり、前記制御部は、前記押圧部材の前記一部を一の回転軸に固定された前記破砕刃の方へ移動すべく前記押圧部材の回動を制御するようにしてあることを特徴とする。
本発明にあっては、筐体内に破砕刃を固定した回転軸を複数平行に横置きしてある。制御部は、押圧部材の一部を一の回転軸に固定された破砕刃の方へ移動すべく押圧部材の回動を制御する。例えば、筐体内に2つの回転軸を平行に横置きし、それぞれの回転軸に固定された破砕刃が協働で被破砕物を破砕する場合、一の回転軸に固定された破砕刃が被破砕物に食い込むように押圧部材の一部で被破砕物を押圧することにより、当該破砕刃が食い込んだ被破砕物が破砕刃の回転とともに移動し、他の回転軸に固定された破砕刃でさらに協働して破砕されるので、確実に被破砕物を破砕することができる。
本発明によれば、被破砕物を確実に破砕することができる。
(実施の形態1)
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は実施の形態1の破砕機100の構成の一例を示す斜視図であり、図2は実施の形態1の破砕機100の構成の一例を示す要部側面図であり、図3は実施の形態1の破砕機100の構成の一例を示す要部平面図である。以下の説明では、破砕機として、2つの回転軸を有する二軸破砕機の例を挙げるが、破砕機は二軸破砕機に限定されるものではなく、一軸破砕機であってもよく、三軸以上の多軸破砕機であってもよい。
破砕機100は、中央部に開口部(不図示)を設けた金属製の基台1上に上側と下側が開口した筐体50をボルト等で固定してある。すなわち、筐体50は、下側の開口が基台1に設けた開口部に位置するように基台1上に固定されている。筐体50は、お互いに対向する2組の側壁で構成され、平面視が矩形状をなす(図3参照)。
図3に示すように、破砕機100は、筐体50内に平行に横置きされた2つの回転軸10及び回転軸20を備える。回転軸10には、回転軸10の軸方向に適長離隔して複数の破砕刃61(図3の例では5枚)を固定してある。同様に、回転軸20には、回転軸20の軸方向に適長離隔して複数の破砕刃62(図3の例では5枚)を固定してある。
基台1上にはモータ11及びモータ11のモータ軸の回転数を減速する減速機12が並置されている。筐体50の一側壁には、小スプロケット、大スプロケット及び各スプロケットに掛け渡されたチェーン131を収容し、減速機12の回転を回転軸10に伝動する伝動チェーンカバー13を並置してある。筐体50を間にして伝動チェーンカバー13の反対側には、回転軸10の回転を回転軸20へ伝達するためのギア部23を設けている。なお、本実施の形態では、2つの回転軸10、20を1つのモータ11で駆動する構成であるが、それぞれの回転軸10、20を別個のモータで駆動するようにしてもよい。
基台1上には、破砕機100全体(モータ11も含む)の動作を制御するための制御ユニット30を設けてある。制御ユニット30は、破砕機100の動作を制御するための各種操作スイッチ、破砕機100の作動状態を表示する表示灯(いずれも不図示)などを備える。
基台1の下側には、破砕機100で破砕された破砕物を収容する収容箱(不図示)が配置される。
筐体50の上側には、被破砕物を投入するための投入ホッパ2を設けてある。投入ホッパ2は、4つの側板で矩形状に囲まれた構成をなし、筐体50の上側の開口と連通するとともに、上部に開口する投入口を有し、該投入口から投入された被破砕物は筐体50内へ供給される。
投入ホッパ2は、回転軸10、20を間にして対設した2つ側板21、22を有する。一方の側板21は、鉛直方向に対して傾斜してあり、他方の側板22は、回転軸10に固定した破砕刃61のうち隣り合う破砕刃61間の位置に対応させて、縦長の隙間221を複数(図1等の例では4個)離隔して設けてある。薄い板状の被破砕物を投入ホッパ2に投入する場合、被破砕物が傾斜させた側面21上を滑るようにして筐体50内へ投入(落下)するようにしてある。
筐体50の外側(側板22の外側)に支持軸40を回転軸10、20と平行になるように設けてある。すなわち、支持軸40の両側には軸受43、43を設けてあり、各軸受43、43は、それぞれブラケット46、47にボルト等で固定してある。また、ブラケット46、47はそれぞれ筐体50にボルト等で固定してある。
支持軸40には、前述の4個の隙間221の位置に対応させて板状の押圧部材41を複数(図1等の例では4個)支持軸40方向に離隔して固定してある。すなわち、回転軸10に固定された破砕刃61の隣り合う破砕刃61間の位置(図1等の例では4か所)に対応する支持軸40の位置に押圧部材41それぞれを固定してある。各押圧部材41は、支持軸40に平行な2本のタイロッド42、42に固定してある。各押圧部材41は、破砕刃61、62により破砕されずに筐体50内で滞留している被破砕物を上方から破砕刃61の方へ押圧するためのものである。
支持軸40の一方の軸受43側には、適長の連結部材45の一端側を固定してあり、連結部材45の他端側をアクチュエータ44で水平方向に移動させることにより、連結部材45が支持軸40回りに回動し、連結部材45と連動して各押圧部材41も支持軸40回りに回動する。押圧部材41の回動についての詳細は後述する。
回転軸10に固定された隣り合う破砕刃61の間には、後述の小径の円筒状のカラー(612)を嵌着してある。カラー612は、破砕刃61の間隔を決めるスペーサの機能も有する。また、筐体50内のカラー612に対応する位置には、スクレーパ51を設けてある。スクレーパ51の先端部は、カラー612の外周に合わせて円弧状に湾曲させてあり、カラー612の外周に近接させてある。
同様に、回転軸20に固定された隣り合う破砕刃62の間には、後述の小径の円筒状のカラー(622)を嵌着してある。カラー622は、破砕刃62の間隔を決めるスペーサの機能も有する。また、筐体50内のカラー622に対応する位置には、スクレーパ52を設けてある。スクレーパ52の先端部は、カラー622の外周に合わせて円弧状に湾曲させてあり、カラー622の外周に近接させてある。破砕刃61とスクレーパ51との間には隙間55を設けてあり、破砕刃62とスクレーパ52との間にも隙間55を設けてある。
図4は図3のIV−IV線から見た要部断面図である。筐体50の内側に2つの回転軸10、20を平行に横置きしてある。回転軸10、20は、減速機12、チェーン131、ギア部23を介してモータ11で駆動され、図4中の符号A、Bで示す方向に回転する。すなわち、回転軸10に固定された破砕刃61の回転方向と、回転軸20に固定された破砕刃62の回転方向とはお互いに逆向きである。
回転軸10に固定された隣り合う破砕刃61の間には、小径の円筒状のカラー612を嵌着してある。各破砕刃61は、周方向(破砕刃61の回転方向)に沿って複数(図4の例では4個)の刃部611を離隔して設けてある。同様に、回転軸20に固定された隣り合う破砕刃62の間には、小径の円筒状のカラー622を嵌着してある。各破砕刃62は、周方向(破砕刃62の回転方向)に沿って複数(図4の例では4個)の刃部621を離隔して設けてある。
刃部611は、破砕刃61の回転方向に向かって先端部(刃先)が湾曲したアーム状をなしている。同様に、刃部621は、破砕刃62の回転方向に向かって先端部(刃先)が湾曲したアーム状をなしている。
刃部611は、破砕刃61の周方向に沿って等間隔に設けられている。すなわち、1つの破砕刃61の隣り合う刃部611と回転軸10の軸中心とがなす角は90度である。同様に、刃部621は、破砕刃62の周方向に沿って等間隔に設けられている。すなわち、1つの破砕刃62の隣り合う刃部621と回転軸20の軸中心とがなす角は90度である。
刃部611、621は、対応するカラー622、612と協働して、刃部611、621が被破砕物に食い込み、押し込まれて被破砕物を所望の寸法に切断(せん断、シャーリング)する。
破砕刃61の外周(回転軌跡)とカラー622の外周とは適宜の間隔を設けてある。同様に、破砕刃62の外周(回転軌跡)とカラー612の外周とは適宜の間隔を設けてある。破砕刃61、62が回転することにより、破砕刃61、62の外周は、対応するカラー622、612と協働して、両回転軸10、20間に被破砕物を巻き込んで圧延する。
また、アクチュエータ44の端部から突出させた伸縮可能なシリンダ48の先端部に連結部材45の他端側を軸回りに回動可能に連結してある。アクチュエータ44が、シリンダ48を水平方向に伸縮させることにより、連絡部材45と連動する押圧部材41は、支持軸40回りに回動する。また、図4に示すように、押圧部材41を作動(回動)させない状態では、押圧部材41の端面が、投入ホッパ2の側板22の内面と略一致する位置で押圧部材41を保持するようにしてある。これにより、押圧部材41が隙間221の蓋の役割を果たし、被破砕物を破砕した破砕片が隙間221から側板22の外側に飛び出ることを防止することができる。
図5は回転軸10に固定した各破砕刃61を回転軸10方向から見た状態を示す説明図である。前述のとおり、回転軸10には、5枚の破砕刃61が回転軸10方向に離隔して固定され、各破砕刃61には、4個の刃部611が等間隔になるように設けられている。便宜上、5枚の破砕刃を回転軸10の一端から他端に向かって順番に符号61A、61B、61C、61D、61Eで表す。また、破砕刃61Aに設けられた4個の刃部を611aで表し、同様に、破砕刃61B〜61Eそれぞれに設けられた4個の刃部を611b〜611eで表す。
図5に示すように、回転軸10に垂直な仮想平面に投影した複数の破砕刃61A〜61Eの各刃部611a〜611eのうち周方向に沿って隣り合う複数組の刃部の少なくとも一部の組の刃部の間隔が異なるようにしてある。なお、図5に示すような刃部の配置を不等配刃とも称する。
例えば、周方向に沿って隣り合う複数の組の刃部は、刃部(611a、611b)の組、刃部(611b、611c)の組、刃部(611c、611d)の組、刃部(611d、611e)の組、刃部(611e、611a)の組とすることができる。刃部(611a、611b)の間隔、すなわち、回転軸10を中心にして隣り合う刃部611a、611bのなす角をαaとする。同様に刃部(611b、611c)、刃部(611c、611d)、刃部(611d、611e)、刃部(611e、611a)の回転軸10を中心にしてなす角をαb、αc、αd、αeとすると、αa〜αeの一部を他と異ならせてある。例えば、図5の例では、αa=αb=α1とし、αd=α2とし、αc=αe=α3としてある。なお、回転軸20に固定された破砕刃62についても同様である。
図6は押圧部材41を回動させて押圧部材41の端部411を破砕刃61に近づけた状態を示す要部断面図である。図6は、押圧部材41の端部411が破砕刃61との距離が所定距離に達した状態(所定位置の状態とも称する)を示す。所定距離は、例えば、押圧部材41の端部411と破砕刃61との距離が最短となる距離とすることができる。
制御ユニット30は、制御部としての機能を有し、投入ホッパ2に設けられた隙間221を通じて押圧部材41の一部としての端部411を破砕刃61の方へ移動すべく押圧部材41の回動を制御する。例えば、図6に示すように、制御ユニット30がアクチュエータ44を制御し、押圧部材41を支持軸40回りに回動させると、押圧部材41の端部411が投入ホッパ2に設けられた隙間221を通じて破砕刃61に近づく方向に移動する。回転する破砕刃61、62の上で被破砕物が滞留状態(被破砕物に破砕刃が食込まない状態)にある場合、押圧部材41の端部411が滞留状態の被破砕物の縁部を上方から下方に向かって破砕刃61の方へ押圧するので、被破砕物の縁部が破砕刃61の刃部611に食い込み被破砕物を確実に破砕することができる。
次に、本実施の形態の破砕機100の動作について説明する。図7は被破砕物Sが破砕刃61、62で破砕されずに筐体50内で滞留している状態の一例を示す説明図であり、図8は押圧部材41を所定位置まで回動させた状態の一例を示す説明図であり、図9は被破砕物Sが破砕刃61、62で破砕される様子の一例を示す説明図である。
被破砕物Sの中には、形状が大きく薄い板状のものがある。このような薄い板状の被破砕物Sを投入ホッパ2から投入した際の被破砕物Sの姿勢によっては、被破砕物Sが投入ホッパ2の途中で引っかかり破砕刃61、62の方へ落下しない場合、あるいは、図7に示すように、回転する破砕刃61、62の上に水平に落下した場合など、被破砕物Sが筐体50内で滞留した場合には破砕刃61、62で破砕することができない。
そこで、図8に示すように、押圧部材41の端部411と破砕刃61との距離が所定距離となる所定位置まで押圧部材41を回動させて端部411を破砕刃61に近づけることにより、被破砕物Sの縁部を上方から下方に向かって破砕刃61の方へ押圧するので、被破砕物Sの縁部に刃部(例えば、図8の例では刃部611d)が食い込む。
そして、図9に示すように、刃部が食い込んだ被破砕物Sは、破砕刃61、62の回転とともに姿勢が立ち上がり、破砕刃61、62の間で圧延されるとともに切断される。
本実施の形態の破砕機100にあっては、回転軸10、20方向に離隔して複数の破砕刃61、62それぞれを回転軸10、20に固定してある。押圧部材41は板状をなし、隣り合う破砕刃61の間であって回転軸10に垂直な仮想平面上に押圧部材41を配置してある。押圧部材41を回動させて、押圧部材41の端部411を破砕刃61の方へ移動させた場合、押圧部材41は、隣り合う破砕刃61の間の部分に位置するので、押圧部材41が破砕刃61と干渉することなく被破砕物が破砕刃61に食い込むように被破砕物を押圧することができる。
また、本実施の形態の破砕機100にあっては、前述のとおり、回転軸10を中心にして隣り合う刃部611a、611bのなす角をαaとする。同様に刃部(611b、611c)、刃部(611c、611d)、刃部(611d、611e)、刃部(611e、611a)の回転軸10を中心にしてなす角をαb、αc、αd、αeとすると、αa〜αeの一部を他と異ならせてある。例えば、図5の例では、αa=αb=α1とし、αd=α2とし、αc=αe=α3としてある。例えば、α1=7°、α2=10°、α3=33°とすることができる。なお、隣り合う刃部同士の回転軸10を中心にしたなす角は前述の例に限定されるものではない。
図10は隣り合う刃部同士の回転軸を中心にしたなす角がすべて等しい場合の例を示す要部断面図である。回転軸に垂直な仮想平面に投影した隣り合う刃部の間隔、すなわち、隣り合う刃部同士の回転軸を中心にしたなす角がすべて等しい破砕刃を、等配刃とも称する。図10に示すように、被破砕物(S1の状態)が破砕刃の上で滞留し、破砕刃が空回りをしている場合に、押圧部材41を回動させて、符号P1、P2、P3で示す位置に順番に回動させたとする。符号P3で示す位置で押圧部材41が被破砕物(S2の状態)を押圧した場合に、図10に示すように、破砕刃が等配刃であるときは、隣り合う刃部の間隔が比較的短くなるため、被破砕物は回転する破砕刃の上側で滞留し、破砕刃が空回りする可能性がある。なお、破砕刃に設けられた刃部の数、又は回転軸に固定された破砕刃の数が比較的少ない場合には、等配刃であっても、被破砕物が回転する破砕刃の上側で滞留して破砕刃が空回りする可能性はないといえる。
一方、本実施の形態の破砕機100では、回転軸に垂直な仮想平面に投影した隣り合う刃部の間隔が等間隔(等配刃)ではなく不等間隔(不等配刃)となり、隣り合う刃部のうち一部の刃部の間隔を、等間隔の場合に比べて長く(なす角を大きく)することができ、押圧部材41で被破砕物を押圧した際に被破砕物の縁部が隣り合う刃部の間に落ち込みやすくなり、破砕刃61が被破砕物に食い込みやすくなる。なお、破砕刃の刃部は、不等配刃に限定されるものではなく、等配刃であってもよい。
また、本実施の形態の破砕機100にあっては、各押圧部材41は、支持軸40に平行なタイロッド42に固定してあるので、各押圧部材41は、タイロッド42により固定され1個の剛体とすることができ、被破砕物を押圧する際の強度(剛度)を大きくすることができる。
また、本実施の形態の破砕機100にあっては、押圧部材41を投入ホッパ2の側板22側に設けてあるが、側板21側に設けてもよく、あるいは側板21、22の両方に設けることもできる。しかし、傾斜した側板21に隙間を設けて側板21側に押圧部材41を設ける場合には、押圧部材41の移動距離が大きくなり、押圧部材41を回動させるための装置(例えば、シリンダ等)が大型化するのに対し、回転軸を間にして傾斜した側板21に対向する側板22(鉛直方向に沿った側板)に隙間を設けることにより、押圧部材41の移動距離をより短くすることができ、押圧部材41を回動させるための装置を小型化することができる。
また、制御ユニット30は、判定部としての機能を有し、投入ホッパ2を通じて投入された被破砕物が破砕刃61、62で破砕されているか否かを判定する。被破砕物が破砕されているか否か、すなわち破砕刃61、62が被破砕物に食い込まずに空回りしているか否かを判定するには、例えば、回転軸10、20を回転させるモータ11のトルク、トルク電流、負荷電流などを検出することにより行うことができる。制御ユニット30は、被破砕物が破砕されていないと判定した場合、押圧部材41の回動を開始する。これにより、破砕刃61、62が被破砕物に食い込まずに空回りしている場合だけ、押圧部材41を回動させるので、省電力化を図ることができる。
また、制御ユニット30は、押圧部材41の端部411が破砕刃61との距離が所定距離に達した場合(図6に例示した状態)、所定時間の間、押圧部材41の回動を図6に例示した状態で停止する。所定時間は、回転軸10、20の回転速度にも依存し、例えば、1つの破砕刃61の刃部611が押圧部材41の端部411の近傍を通過した後に当該破砕刃61の次の刃部611が当該近傍を通過するまでの時間以上とすることができ、例えば、5秒程度とすることができる。所定時間の間、押圧部材41の回動を停止することにより、被破砕物に刃部611を確実に食い込ませることができる。
制御ユニット30は、押圧部材41による押圧力を設定する設定部としての機能を有する。制御ユニット30は、押圧部材41が、設定した押圧力で被破砕物を押圧するよう制御する。筐体50に投入され、破砕刃61、62で破砕されずに滞留している被破砕物の位置又は姿勢は被破砕物の形状又は大きさが変わると異なる。被破砕物を押圧する圧力を設定した値にすることにより、被破砕物の形状又は大きさに応じて所要の押圧力で被破砕物を押圧することができる。
また、上述したように、筐体50内に破砕刃61、62を固定した2つの回転軸10、20を平行に横置きしてある。制御ユニット30は、押圧部材41の端部411を一の回転軸10に固定された破砕刃61の方へ移動すべく押圧部材41の回動を制御する。例えば、筐体50内に2つの回転軸を平行に横置きし、それぞれの回転軸に固定された破砕刃が協働で被破砕物を破砕する場合、一の回転軸に固定された破砕刃が被破砕物に食い込むように押圧部材の一部で被破砕物を押圧することにより、当該破砕刃が食い込んだ被破砕物が破砕刃の回転とともに移動し、他の回転軸に固定された破砕刃でさらに協働して破砕されるので、確実に被破砕物を破砕することができる。
本実施の形態によれば、筐体50内で蓋がされたような状態で滞留している薄板上の被破砕物が、押圧部材41で押圧され、破砕機100の筐体50内の壁面又はスクレーパの表面に沿って滑るようにして破砕刃61(特に刃部611)に食い込ませることができるので、被破砕物を確実に破砕することができる。
また、押圧部材41で押圧する場合、押圧部材41の端部411が支持軸40回りに円周状に移動するので、被破砕物の縁部を真上から真下に向かって押圧するのではなく、斜め上方から斜め下方に押えるので、被破砕物を筐体50内の壁面又はスクレーパの表面に沿って滑るように移動させることができ、動力負担を小さくして電力消費を抑えることができる。
上述の実施の形態では、制御ユニット30で破砕刃61、62が空回りをしているか否かを判定し、空回りしていると判定された場合、すなわち被破砕物が破砕されずに筐体50内で滞留している場合に、押圧部材41の回動を開始する構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、破砕刃61、62を回転させている場合に、常に押圧部材41を回動させるようにしてもよい。
また、押圧部材41の移動速度を可変できるように設定することもできる。また、破砕刃61、62に加わるトルクの大小に応じて、押圧部材41の移動速度又は押圧力を可変するようにしてもよい。
(実施の形態2)
上述の実施の形態1においては、押圧部材41を支持軸40の回りに所要の回転角度の範囲内で回動させる構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、押圧部材を支持軸回りに一方向へ回転させる構成とすることもできる。なお、本実施の形態では、回動は、支持軸回りの一方向への回転も含む概念であるとする。
図11は実施の形態2の破砕機120の構成の一例を示す要部平面図であり、図12は図11のXII−XII線から見た要部断面図である。図11及び図12に示すように、実施の形態2の破砕機120においては、回転軸10、20に平行な支持軸140を筐体50の外側ではなく、側板22の位置に配置してある。支持軸140の両側には軸受143、143を設けてあり、各軸受143、143は、それぞれ不図示のブラケットにボルト等で固定してある。また、ブラケットはそれぞれ筐体50にボルト等で固定してある。
支持軸140は、カップリング部15を介してロータリアクチュエータ16により回転駆動されるようにしてある。なお、ロータリアクチュエータ16に代えて、所望の回転力で支持軸140を回転駆動できるものであれば、他の駆動装置を用いることもできる。
支持軸140には、板状の押圧部材141を支持軸140の方向に離隔して複数(図11の例では5個)固定してある。すなわち、回転軸10に固定された破砕刃61の隣り合う破砕刃61間の位置及び破砕刃61と筐体50との間に対応する支持軸140の位置(図11の例では5か所)それぞれに押圧部材141を固定してある。押圧部材141は、支持軸140の回りに符号Cで示す方向(一方向)に回転するようにしてある。
押圧部材141は、支持軸140を中心にして点対称の構成をなし、平面視が略矩形状をなし、先端側には、回転方向に向かって突出した端部1411を設けてある。端部1411は、実施の形態1の押圧部材41の端部411と同様の機能を有する。
また、押圧部材141の先端には、破線で示す回転軌道に沿った円弧状の適長の押圧面1412を形成してある。なお、図12では、側板22の外側に押圧部材141を覆うカバーを図示していないが、回転する押圧部材141を覆うカバーを設けることができる。
また、図11に示すように、隣り合う押圧部材141の間、及び押圧部材141と筐体50との間には、側板22の内側に破砕刃61の方に向かって傾斜させた傾斜板53を設けている。傾斜板53を設けることにより、投入ホッパ2から投入した被破砕物Sは、傾斜板53上を滑り、破砕刃61と側板22との間に入り込むことを防止するとともに、被破砕物Sが、破砕刃61と破砕刃62との間(すなわち、回転軸10と回転軸20との間)の方へ案内することができ、破砕刃61、62で破砕されやすくすることができる。なお、傾斜板53を具備しない構成であってもよい。
また、実施の形態1と同様に、支持軸140回りに回転する押圧部材141の端部1411が、被破砕物Sの縁部を上方から下方に向かって破砕刃61の方へ押圧するので、被破砕物Sの縁部に刃部を食い込ませることができ、被破砕物を確実に破砕することができる。また、適長の押圧面1412を設けることにより、押圧部材141が回転している際に押圧面1412により被破砕物Sを所要の時間(押圧面1412の回転軌道に沿った長さに相当する時間)だけ押圧し続けることができる。
(実施の形態3)
上述の実施の形態1においては、支持軸40を筐体50の外側に配置するとともに、押圧部材41の端部411が投入ホッパ2に設けられた隙間221を通じて破砕刃61に近づく方向に移動させる構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、押圧部材及び押圧部材の回動を制御する駆動ユニットを側板の内側に配置することもできる。
図13は実施の形態3の破砕機130の構成の一例を示す要部平面図であり、図14は図13のXIV−XIV線から見た押圧部材241の第1位置での要部断面図である。図13及び図14に示すように、実施の形態3の破砕機130においては、回転軸10、20に平行な支持軸240を筐体50の内側、すなわち側板22の内側に配置してある。支持軸240の両側には軸受243、243を設けてあり、各軸受243、243は、それぞれ不図示のブラケットにボルト等で固定してある。また、ブラケットはそれぞれ筐体50にボルト等で固定してある。
支持軸240は、カップリング部17を介してロータリアクチュエータ18により回転駆動されるようにしてある。また、カップリング部17及びロータリアクチュエータ18等の駆動ユニットも側板22の内側に配置してある。なお、ロータリアクチュエータ18に代えて、所望の回転力で支持軸240を回転駆動できるものであれば、他の駆動装置を用いることもできる。
支持軸240には、板状の押圧部材241を支持軸240の方向に離隔して複数(図13の例では4個)固定してある。すなわち、回転軸10に固定された破砕刃61の隣り合う破砕刃61間の位置に対応する支持軸240の位置(図13の例では4か所)それぞれに押圧部材241を固定してある。押圧部材241は、支持軸240の回りに符号Dで示す方向及び符号Dで示す方向と反対の方向に180度だけ回動するようにしてある。
押圧部材241は、平面視が略矩形状をなし、一端側に支持軸240が固定され、他端側に被破砕物を押圧するための円弧状の端部2411を設けてある。端部2411は、実施の形態1の押圧部材41の端部411と同様の機能を有する。なお、図14は、押圧部材241の回動状態の第1位置を示す。第1位置では、端部2411は、破砕刃61から最も離れた位置となり、被破砕物を押圧しない状態である。また、第1位置は、押圧部材241を駆動していない状態での押圧部材241の姿勢でもある。
図15は図13のXIV−XIV線から見た押圧部材241の第2位置での要部断面図である。第2位置では、端部2411は、破砕刃61に最も近づいた位置となり、被破砕物を押圧する状態である。ロータリアクチュエータ18を動作させることにより、押圧部材241は、符号Dで示す方向及び符号Dで示す方向の反対方向に沿って180度回動する。そして、第1位置から第2位置に近づくにつれて端部2411が、被破砕物Sの縁部を上方から下方に向かって破砕刃61の方へ押圧するので、被破砕物Sの縁部に刃部を食い込ませることができ、被破砕物を確実に破砕することができる。
上述の実施の形態1〜3では、2つの回転軸を備えた破砕機について説明したが、本実施の形態は2軸破砕機だけでなく、3軸以上の多軸破砕機についても適用することができ、また1軸破砕機にも適用することができる。