JP6533388B2 - 粉砕機 - Google Patents

Description

本発明は、被粉砕物を粉砕する粉砕機に関する。

環境汚染あるいは産業廃棄物の増加などの問題を解決するため、循環型社会の形成が益々重要になってきている。例えば、プラスチックに代表される合成樹脂を用いて成形品又は成形部品を製造する成形工場では、成形時に発生するスプルランナと称される不要部分あるいは成形不良品又は余剰の成形品などを回収して樹脂素材の資源再利用率を向上させることが行われている。

樹脂素材のリサイクルには、回収したスプルランナあるいは成形不良品又は余剰の成形品などの被粉砕物を粉砕機で所定の大きさの粉砕材にしてリサイクル原資としている。例えば、投入ホッパから投入されたスプルランナを粉砕刃（小回転刃）に食い込み易くするため、まず粗砕刃（大回転刃）で粗砕し、粗砕されたスプルランナを粉砕刃で所定の粒形状の粉砕材に粉砕する粉砕機が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−４２３８４号公報

スプルランナは、棒状片が縦横高さ方向に交錯した特異な形状をなすので、外形寸法が大きい割には、粗砕刃で粗砕しやすく、粗砕時の負荷（例えば、粗砕刃に加わるトルク）が過剰になることはない。このため、特許文献１に示すような従来の粉砕機の粗砕刃は、一度に多くのスプルランナを巻き込んで粗砕できるような構造を有している。しかし、同じ被粉砕物であっても、成形不良品や余剰の成形品の場合には、スプルランナのような棒状片のような形状ではなく、縦横高さを有する塊のような形状を有する。このため、一度に多くの成形不良品や余剰の成形品を粗砕刃で巻き込んだ場合、粗砕刃に大きな負荷がかかり、被粉砕物を粉砕することができないおそれがある。

図１０は従来の粉砕機の粗砕刃による成形不良品又は余剰の成形品の粉砕の様子の一例を示す模式図である。図１０において、材料は、成形不良品又は余剰の成形品などの被粉砕物（スプルランナを除く）を示す。図１０において、符号１０１は回転軸を示す。回転軸１０１には、回転刃を構成する粗砕刃１０３（大回転刃）及び粉砕刃１０２（小回転刃）が固定されている。回転刃は、図中の矢印で示す方向に回転する。便宜上、粉砕刃１０２を一点鎖線で示す。また、符号１０４は固定刃の表面を示し、符号１０５はスクレーパの表面を示す。上方から投入された材料は、固定刃の表面１０４上及びスクレーパの表面１０５上に滞留しつつ、粗砕刃１０３で粗砕され、粉砕刃１０２で粉砕される。

図１０Ａは、材料が投入され、固定刃の表面１０４上及びスクレーパの表面１０５上に滞留しつつある状態を示す。図１０Ａでは、粗砕刃１０３による材料の巻き込みが未だ行われていない。図１０Ｂは、スクレーパの表面１０５上に滞留していた材料が粗砕刃１０３の刃面で巻き込まれ、固定刃の表面１０４側に徐々に移動している様子を示す。図１０Ｃは、多くの材料が固定刃の表面１０４と粗砕刃１０３との間に挟まれたまま溜まった状態となり、粗砕刃１０３に加わる負荷（トルク）が過剰となり、回転刃の回転が停止するおそれとなっている状態を示す。このように、従来の粉砕機にあっては、被粉砕物を粉砕することができないおそれがある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、成形不良品又は余剰の成形品などの被粉砕物を確実に粉砕することができる粉砕機を提供することを目的とする。

本発明に係る粉砕機は、上側に開口部を有する筐体と、該筐体内で横置きされた回転軸に取り付けられ、大回転刃及び小回転刃からなる回転刃と、前記筐体内に配置され前記回転刃と係合する固定刃とを備え、前記回転刃と固定刃との協働により被粉砕物を粉砕する粉砕機において、前記大回転刃は、径方向に沿って形成された刃面を有する第１刃部と、前記刃面と略平行をなす保持面を有し、前記被粉砕物を保持する第１保持部と、前記第１刃部及び第１保持部で画定される第１溝部と備え、前記刃面と保持面との離隔寸法は、前記第１溝部の深さ寸法より小さく、前記大回転刃は、径方向に沿って形成された刃面を有する第２刃部と、前記刃面と略平行をなす保持面を有し、前記被粉砕物を保持する第２保持部と、前記第２刃部及び第２保持部で画定される第２溝部とを備え、該第２溝部の深さ寸法は、前記第１溝部の深さ寸法より短いことを特徴とする。

大回転刃は、径方向に沿って形成された刃面を有する第１刃部と、刃面と略平行をなす保持面を有し、被粉砕物を保持する第１保持部と、第１刃部及び第１保持部で画定される第１溝部とを備える。第１刃部の刃面と第１保持部の保持面とは、略平行をなす。ここで、略平行とは、平行だけでなく、刃面と保持面との離隔寸法が、大回転刃の中央部よりも端部の方が大きい場合も含む。

投入された被粉砕物は、第１溝部に入り込み、第１保持部で保持された状態で、大回転刃の回転とともに固定刃の方へ移動し、大回転刃と固定刃との協働により粗砕される。大回転刃と固定刃とで一度に粗砕される被粉砕物の量が第１溝部の深さ寸法及び刃面と保持面との離隔寸法の大きさで制限されるので、大回転刃に加わる負荷（トルク）が過剰（過負荷）になって大回転刃が停止することを防止することができ、成形不良品又は余剰の成形品などの被粉砕物を確実に粉砕することができる。

刃面と保持面との離隔寸法は、第１溝部の深さ寸法より小さい。第１溝部の深さは、刃部の刃面の長さに略等しく、例えば、大回転刃の外径と小回転刃の外径との差と同程度の寸法となる。効率よく被粉砕物を粗砕するためには、刃面の長さ、すなわち第１溝部の深さは、大きい方がよい。一方、刃面と保持面との離隔寸法を大きくし過ぎると、第１溝部の中に多くの被粉砕物が入り込み、大回転刃に過負荷がかかる。そこで、刃面と保持面との離隔寸法を第１溝部の深さ寸法より小さくすることにより、大回転刃の刃面を有効に活用しつつ大回転刃に過負荷がかからないようにすることができる。

大回転刃は、径方向に沿って形成された刃面を有する第２刃部と、刃面と略平行をなす保持面を有し、被粉砕物を保持する第２保持部と、第２刃部及び第２保持部で画定される第２溝部とを備え、第２溝部の深さ寸法は、第１溝部の深さ寸法より短い。すなわち、第２刃部の刃面の長さは、第１刃部の刃面の長さより短い。大回転刃は、第１刃部の刃面に加えて、第２刃部の刃面により被粉砕物を粗砕することができるので、大回転刃が一回転する間に粗砕する回数を増やすことができ、粗砕の効率を向上させることができる。

本発明に係る粉砕機は、前記小回転刃の外径は、所要径より大きく、前記刃面と保持面との離隔寸法は、前記第１溝部の深さの２倍の寸法より小さいことを特徴とする。

小回転刃の外径は、所要径より大きい。所要径より大きいとは、小回転刃の外径が比較的大きい場合であり、粉砕機のなかでも比較的大型の粉砕機に使用されている小回転刃の外径を含む意味である。例えば、小回転刃の外径は、大回転刃の外径の２分の１より大きいとすることができる。第１刃部の刃面と第１保持部の保持面との離隔寸法は、第１溝部の深さの２倍の寸法より小さい。大型の粉砕機の場合のように小回転刃の外径が比較的大きい場合、小回転刃の外径に対する大回転刃の外径の割合を大きくすると、大回転刃の刃面、特に先端の刃先には過剰な負荷がかかるようになる。そこで、大型の粉砕機の場合には、小回転刃の外径に対する大回転刃の外径の割合を小さくする必要があり、大回転刃の刃部の刃面の長さ、すなわち第１溝部の深さ寸法は、小型の粉砕機の第１溝部の深さ寸法に比べて小さくなる。

このため、刃面と保持面との離隔寸法を、第１溝部の深さ寸法より小さくすると、刃面と保持面との離隔寸法が小さくなりすぎて所要の被粉砕物を保持しつつ固定刃の方へ移動させることができない。そこで、第１刃部の刃面と第１保持部の保持面との離隔寸法を、第１溝部の深さの２倍の寸法より小さくすることにより、被粉砕物が第１保持部（第１溝部）で保持されないことを防止しつつ、第１溝部に過剰の被粉砕部が入り込まないようして、所要の量の被粉砕物を保持しつつ固定刃の方へ移動させることができ、確実に被粉砕物を粗砕することができる。

本発明に係る粉砕機は、上側に開口部を有する筐体と、該筐体内で横置きされた回転軸に取り付けられ、大回転刃及び小回転刃からなる回転刃と、前記筐体内に配置され前記回転刃と係合する固定刃とを備え、前記回転刃と固定刃との協働により被粉砕物を粉砕する粉砕機において、前記大回転刃は、径方向に沿って形成された刃面を有する第１刃部と、前記刃面と略平行をなす保持面を有し、前記被粉砕物を保持する第１保持部と、前記第１刃部及び第１保持部で画定される第１溝部と備え、前記刃面と保持面との離隔寸法は、前記第１溝部の深さ寸法より小さく、前記第１保持部は、前記保持面の反対側に該保持面との離隔寸法が前記大回転刃の端部よりも中央部が大きくなるように形成された押動面を備え、該押動面は、前記大回転刃の回転に応じて前記被粉砕物を押動するようにしてあることを特徴とする。

第１保持部は、保持面の反対側に保持面との離隔寸法が大回転刃の端部よりも中央部が大きくなるように形成された押動面を備える。すなわち、第１保持部は、回転軸方向から見た場合、大回転刃の端部よりも中央部が大きくなるような台形状をなし、第１保持部の回転方向の前面には大回転刃の中心を通る仮想直線に対して、大回転刃の中央部から端部に向かって斜め後方に傾斜した押動面を有する。

大回転刃の上側に投入された被粉砕物は、大回転刃の回転に連動して第１保持部の押動面が被粉砕物を押動するので、被粉砕物は押動面により上方に持ち上げられ、撹拌される。これにより、被粉砕物は、第１溝部に入り込みやすくなり、第１保持部で保持されつつ大回転刃の回転に伴って固定刃の方へ移動し、第１刃部の刃面と固定刃との協働により粗砕される。

また、押動面が上述の仮想直線に対して斜め後方に傾斜しているので、押動面によって上方に持ち上げられずに、押動面に押されながら固定刃の方へ移動した被粉砕物は、押動面が固定刃の表面と交差する際に、押動面に沿って斜め後方に滑りやすくなり、固定刃と押動面との間で挟まれることなく大回転刃の上側に排除される。上述のように、押動面を備えることにより、被粉砕物を大回転刃上で撹拌するので第１保持部で保持しやすくなる。また、第１保持部と固定刃との間で被粉砕物が挟み込まれることを防止することができる。

本発明によれば、成形不良品又は余剰の成形品などの被粉砕物を確実に粉砕することができる。

本実施の形態の粉砕機の構成の一例を示す要部平面図である。 本実施の形態の粉砕機の構成の一例を示す要部側面図である。 本実施の形態の粉砕機の粗砕刃の第１実施例を示す側面図である。 本実施の形態の粉砕機の第１実施例の粗砕刃による被粉砕物の粗砕の一例を示す模式図である。 本実施の形態の粉砕機の粗砕刃の第２実施例を示す側面図である。 本実施の形態の粉砕機の粗砕刃の第３実施例を示す側面図である。 本実施の形態の粉砕機の粗砕刃の第４実施例を示す側面図である。 本実施の形態の粉砕機の第４実施例の粗砕刃による粗砕の様子の一例を示す模式図である。 本実施の形態の粉砕機の粗砕刃の第５実施例を示す側面図である。 従来の粉砕機の粗砕刃による成形不良品又は余剰の成形品の粉砕の様子の一例を示す模式図である。

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は本実施の形態の粉砕機５０の構成の一例を示す要部平面図であり、図２は本実施の形態の粉砕機５０の構成の一例を示す要部側面図である。なお、図１及び図２では投入ホッパを省略している。図１及び図２に示すように、支持台１の上面には、適長離隔した１対の金属製の固定側壁２、２を対設してあり、固定側壁２、２の両側部には、１対の金属製の揺動側壁３、３が固定側壁２、２で挟まれるように配置してあり、固定側壁２、２、及び揺動側壁３、３により筐体を構成している。粉砕機５０の筐体は、上側及び下側に開口部を有する。

一方の固定側壁２の略中央部には、軸受１０が取り付けられてあり、他方の固定側壁２には、電動モータが取り付けられた減速機１１が取り付けられてあり、減速機１１を介して電動モータのモータ軸に連動する回転軸２５が固定側壁２、２の間に軸架されている。

固定側壁２、２、及び揺動側壁３、３で囲まれる空間（粉砕室）には、回転軸２５に嵌装された大回転刃としての粗砕刃４、４、及び小回転刃としての粉砕刃６、６、６が収容される。粗砕刃４及び粉砕刃６は、回転刃を構成する。粗砕刃（以下、大回転刃ともいう）４、４は、回転軸２５の軸方向に適長離隔して配置されている。粉砕刃（以下、小回転刃ともいう）６、６、６は、固定側壁２と粗砕刃４との間、及び粗砕刃４、４の間に配置され、回転軸２５方向に所定の間隔で環状溝が形成され、隣接する環状溝間の環状突起部の外周面を鋸歯状に形成している。

固定側壁２に最も近い位置に配された粉砕刃６は、回転軸２５の一端側に配され、軸方向に適長の長さ寸法を有し、粉砕刃６に隣接して粗砕刃４を配置してある。筐体内で横置きされた回転軸２５の一端側、すなわち回転軸２５が横置きされた筐体内側（固定側壁２の内面側）から回転軸２５の軸方向に沿って適長の長さ寸法の粉砕刃６と当該粉砕刃６に隣接して粗砕刃４を設けてある。

揺動側壁３、３は、回転軸２５に平行な揺動軸２１、２２の回りに揺動可能であり、揺動側壁３、３を開くことにより、筐体内部が上向きに開放される。一方の揺動側壁３の内側には、各粗砕刃４、及び各粉砕刃６との協働により被粉砕物（例えば、成形不良品又は余剰の成形品などであるが、スプルランナを含めてもよい）を粉砕するための矩形の板状の第１固定刃７ａ、…、及び第２固定刃７ｂで構成される固定刃７が、内側に向かって下方向に傾斜するように固定されている。

第１固定刃７ａは、長手方向の寸法が粉砕刃６の軸方向の寸法と略同一であり、長辺側の一方の縁部は、粉砕刃６の刃先と噛み合うように凹凸状に形成された歯部を有し、ボルト９、…で揺動側壁３の内側に固定されている。また、第１固定刃７ａの短辺側であって粗砕刃４と近接する縁部には、粗砕刃４との協働により被粉砕物を粗砕する歯部を形成している。

第２固定刃７ｂは、長手方向の寸法が揺動側壁３の軸方向の寸法と略同一であり、長辺側の一方の縁部であって、粗砕刃４と近接する箇所には、粗砕刃４との協働により被粉砕物を粗砕する歯部を形成している。第２固定刃７ｂは、ボルト（不図示）により第１固定刃７ａ、…の長辺側の他方の縁部に当接するように揺動側壁３の内側に固定されている。

揺動側壁３の内側であって固定刃７の下側には、粗砕刃４、４で粗砕され、所定の大きさに粉砕されていない被粉砕物が排出されることを防止するため、粗砕刃カバー３１が設けられている。粗砕刃カバー３１は、粗砕刃４、４の回転軌道を覆うように内側に円弧状の溝加工が施されている。

他方の揺動側壁３の内側には、粉砕刃６、６、６で所定の大きさ（粒形状）に粉砕された粉砕材を掻き落とし、筐体の下側の材料受部（不図示）へ排出するための略矩形の板状のスクレーパ５が、ボルト８、８、８により内側に向かって下方向に傾斜するように固定されている。

スクレーパ５は、粗砕刃４、４が回転する部分に矩形状の切り込みを形成してあり、長辺側の一方の縁部であって、粉砕刃６、６、６と近接する箇所には、粉砕刃６の刃先と噛み合うように凹凸状に形成された掻き落とし部を形成している。

揺動側壁３の内側であってスクレーパ５の下側には、粗砕刃４、４で粗砕され、未だ所定の大きさに粉砕されていない被粉砕物が排出されることを防止するため、粗砕刃カバー３１が設けられている。粗砕刃カバー３１は、粗砕刃４、４の回転軌道を覆うように内側に円弧状の溝加工が施されている。両方の揺動側壁３、３を閉じた場合、各粗砕刃カバー３１は、一端部でお互いに当接して、粗砕刃４、４の回転軌道を覆う空間を形成し、未粉砕の被粉砕物が排出されることを防止する。

各固定側壁２、及び各揺動側壁３で構成される筐体の４隅には、揺動側壁３、３を固定側壁２、２に固定するため一面がテーパ状のロック部材１３、…が取り付けられるようになっており、テーパ状の一面で固定側壁２、揺動側壁３の端部を挟み込み、ロック部材１３に螺合したレバー１２を締め付けることにより、揺動側壁３、３を固定側壁２、２に固定する。各揺動側壁３は、揺動側壁３に固定されたハンドル１４を持って開閉することができる。

被粉砕物を粉砕する場合、レバー１２を締め付けることにより、揺動側壁３、３を固定側壁２、２に固定する。筐体の上部に配置された投入ホッパに被粉砕物を投入し、電動モータの電源をオンにすると、回転軸２５が所定の回転数で回転し、粗砕刃４、粉砕刃６が回転する。回転方向は、粗砕刃４、及び粉砕刃６が上側から下側に向かって固定刃７と噛み合うとともに、下側から上側に向かってスクレーパ５と噛み合う方向である。

これにより、被粉砕物は、まず粗砕刃４と固定刃７との協働により粗砕され、粉砕刃６に食い込み易い大きさに細断される。粗砕された被粉砕物は、粉砕刃６と第１固定刃７ａとの協働により所定の大きさの粉砕材に粉砕され、粉砕刃６の回転に伴って筐体の下側に送られ、材料受部に排出される。また、所定の大きさに粉砕された粉砕材のうち、静電気で粉砕刃６の側面に付着したものは、粉砕刃６とスクレーパ５との協働によりスクレーパ５の下面で掻き落とされ、材料受部に排出される。

粗砕刃４により粗砕された被粉砕物の一部は、粗砕刃４の回転により固定刃７の下側に送られるが、粗砕刃カバー３１で受け止められ、再び各粉砕刃６の上側に送られるとともに、材料受部に誤って排出されることを防止する。

また、被粉砕物を粉砕した後には、粉塵（粉砕片）が固定刃７の上面及び刃先、スクレーパ５の上面及び端部、粉砕刃６の表面、粗砕刃４の表面、粗砕刃カバー３１の外側及び内側、固定側壁２、２の内部、揺動側壁３、３の内部などに残留する。

図２に示すように、固定側壁２の略中央部に回転軸２５が軸架されてあり、回転軸２５には、粗砕刃４、粉砕刃６が所定の位置で嵌装されている。一方の揺動側壁３の内側上面には、回転軸２５の方向に向かって下方向に傾斜して固定刃７（第１固定刃７ａ、第２固定刃７ｂ）が固定されてあり、固定刃７の下側であって粗砕刃４の回転軌道には、粗砕刃カバー３１を設けている。

他方の揺動側壁３の内側上面には、回転軸２５の方向に向かって下方向に傾斜してスクレーパ５が固定されてあり、スクレーパ５の下側であって粗砕刃４の回転軌道には、粗砕刃カバー３１を設けている。

各粗砕刃カバー３１は、所定の厚みを有する劣弧状の円環形状をなし、内側は粗砕刃４の回転軌道に沿って溝加工が施された空間を形成してある。揺動側壁３、３が閉じられた状態では、粗砕刃カバー３１の一端部同士が当接し、粗砕刃４の回転に伴って固定刃７及びスクレーパ５の下側に回りこんだ未処理の粉砕片を受け止める。

回転軸２５の略鉛直下であって揺動側壁３の固定側壁２と近接する面には、回転軸２５の軸方向と平行に軸体２１、２１を垂設している。各軸体２１と略水平であって、軸体２１より外側には、軸体２１の軸方向と平行に軸体２２、２２を固定側壁２の揺動側壁３と近接する面に垂設している。

軸体２１、２２には、軸体２１、２２を挿通する挿通孔を有し、略楕円形状の連係板２３が、固定側壁２及び揺動側壁３の間に軸体２１、２２の回りに回動可能に取り付けられている。揺動側壁３の連係板２３の上方には、外側から内側に向かって下方向に傾斜した切欠面３２を形成している。なお、切欠面３２は、揺動側壁３を開く場合に、連係板２３の上側側面に当接することにより、揺動側壁３と連係板２３とを係止させ、連動して回転させるものであり、面に限定されるものではなく、係止することができる形状であれば、湾曲した面、凹凸状の形状など適宜設定することができる。

回転軸２５の下側であって、固定側壁２の揺動側壁３との摺動面には、円柱状の固定ピン２４を適長離隔して垂設してあり、揺動側壁３の固定側壁２との摺動面には、揺動側壁３が閉じられた状態で、固定ピン２４に嵌合する半円弧状の嵌合面３４を形成している。これにより、揺動側壁３を閉じる際の揺動側壁３の上下方向のぶれを防止し、揺動側壁３の開閉時に粗砕刃４、粉砕刃６などの刃先が、固定刃７の刃先、スクレーパ５などと干渉して刃先が損傷することを防止する。

次に、本実施の形態の粉砕機５０の粗砕刃４（大回転刃）について説明する。

図３は本実施の形態の粉砕機５０の粗砕刃４の第１実施例を示す側面図である。図３中、符号６１は、粉砕刃６の刃元（刃底）の回転軌跡を示し、外径寸法をｄ１で表す。第１実施例は、小型の粉砕機の場合を示し、粉砕刃６の外径寸法ｄ１は、比較的小さい。図３に示すように、粗砕刃４は、粗砕刃４の円周方向に沿って均等な位置に４個の刃部４０１（第１刃部）を設けてあり、刃部４０１は、粗砕刃４の径方向に沿って形成された刃面４１を有する。粗砕刃４の外周面４５と刃面４１とが交差する箇所は、刃先４０となっている。

粗砕刃４は、刃部４０１から回転方向（図３中、矢印で示す方向）と反対側に延設した形で保持部４０２（第１保持部）を設けている。保持部４０２は、刃部４０１の刃面４１と略平行をなす保持面４２を有する。刃部４０１は、刃面４１及びその近傍の箇所であり、保持部４０２は、保持面４２及びその近傍である。刃面４１と略平行とは、平行だけでなく、刃面４１と保持面４２との離隔寸法が、粗砕刃４の中央部よりも端部の方が大きい場合も含む。

粗砕刃４は、刃部４０１の刃面４１及び保持部４０２の保持面４２で画定される溝部４３（第１溝部）を有し、刃面４１と保持面４２は、溝部４３の溝底面４４に繋がっている。また、保持面４２と外周面４５とは、保持端４６で交差している。図３中、符号Ｓは、刃先４０の回転軌道を表す。なお、被粉砕物の粉砕片が挟まらないようにするため、保持端４６が回転軌道Ｓの内側にあれば、保持端４６と回転軌道Ｓとの径方向の寸法は小さい方がよい。

図４は本実施の形態の粉砕機５０の第１実施例の粗砕刃４による被粉砕物の粗砕の一例を示す模式図である。図４では、簡便のため、粗砕刃４、粉砕刃６の刃元（刃底）、固定刃７の表面７１、スクレーパ５の表面５１の位置関係を示す。また、図４に示す粗砕刃４は、図３に例示したものである。

図４Ａに示すように、粗砕刃４の上側、固定刃７の表面７１上又はスクレーパ５の表面５１上に投入された被粉砕物（材料）の一部は、粗砕刃４の溝部４３に入り込んだ状態で、保持部４０２（保持面４２）で保持されつつ、粗砕刃４の回転に伴って固定刃７（固定刃７の表面７１）の方へ移動する。

そして、図４Ｂに示すように、被粉砕物は、保持部４０２で保持されたままの状態で、刃部４０１の刃面４１と固定刃７との協働により粗砕される。この場合、粗砕刃４と固定刃７とで一度に粗砕される被粉砕物の量が溝部４３の深さ寸法及び刃面４１と保持面４２との離隔寸法の大きさで制限されるので、粗砕刃４に加わる負荷（トルク）が過剰（過負荷）になって粗砕刃４が停止することを防止することができるので、成形不良品又は余剰の成形品などの被粉砕物を確実に粉砕することができる。

また、図３に示すように、刃面４１と保持面４２との離隔寸法Ｗ１は、溝部４３の深さ寸法Ｄ１より小さい（Ｗ１＜Ｄ１）。溝部４３の深さＤ１は、刃部４０１の刃面４１の長さに略等しく、例えば、粗砕刃４の外径と粉砕刃６の外径との差と同程度の寸法となる。効率よく被粉砕物を粗砕するためには、刃面４１の径方向の長さ、すなわち溝部４３の深さＤ１は大きい方がよい。一方、刃面４１と保持面４２との離隔寸法Ｗ１を大きくし過ぎると、溝部４３の中に多くの被粉砕物が入り込むことになり、粗砕刃４に過負荷がかかる。そこで、刃面４１と保持面４２との離隔寸法Ｗ１を溝部４３の深さ寸法Ｄ１より小さくすることにより、粗砕刃４の刃面４１を有効に活用（径方向の粗砕範囲を大きく）しつつ粗砕刃４に過負荷がかからないようにすることができる。

なお、第１実施例においては、粗砕刃４の刃部４０１の数は４個であったが、刃部４０１の数は４個に限定されるものではなく、２個、３個又は５個以上であってもよい。粗砕刃４の外径が大きくなれば、刃部４０１の数を増やすことができる。

図５は本実施の形態の粉砕機５０の粗砕刃４の第２実施例を示す側面図である。第２実施例は、刃部４０１と保持部４０２との中途に第２溝部としての溝部４３１を４個設けたものである。なお、第２実施例は、小型の粉砕機の場合を示す。

図５に示すように、第２実施例の粗砕刃４は、径方向に沿って形成された刃面４１１を有する第２刃部、刃面４１１と略平行をなす保持面４２１を有し、被粉砕物を保持する第２保持部、第２刃部及び第２保持部で画定される溝部４３１（第２溝部）を設けている。刃面４１１と保持面４２１は、溝部４３１の溝底面４４１に繋がっている。そして、溝部４３１の深さ寸法Ｄ２は、溝部４３の深さ寸法Ｄ１より短い（Ｄ２＜Ｄ１）。

すなわち、第２刃部の刃面４１１の長さは、刃部４０１の刃面４１の長さより短い。粗砕刃４は、刃部４０１の刃面４１に加えて、第２刃部の刃面４１１により被粉砕物を粗砕することができるので、粗砕刃４が一回転する間に粗砕する回数を増やすことができ、粗砕の効率を向上させることができる。

なお、刃面４１１と保持面４２１との離隔寸法は、刃面４１と保持面４２との離隔寸法と同程度とすることができる。これにより、溝部４３１の側面視の面積を、溝部４３の面積より小さくすることができ、溝部４３１に入り込んだ被粉砕物により粗砕刃４が過負荷になることはない。

図６は本実施の形態の粉砕機５０の粗砕刃４の第３実施例を示す側面図である。図６中、符号ｄ２は、粉砕刃６の刃先の回転軌跡を示し、粉砕刃６の外径寸法をｄ２とする。第３実施例は、大型の粉砕機の場合を示し、粉砕刃６の外径寸法ｄ２は、比較的大きい。

第３実施例では、粉砕刃６の外径は、所要径より大きい。所要径より大きいとは、粉砕刃６の外径が比較的大きい場合であり、粉砕機のなかでも比較的大型の粉砕機に使用されている粉砕刃の外径を含む意味である。例えば、粉砕刃６の外径は、粗砕刃４の外径の２分の１より大きいとすることができる。なお、２分の１は、一例であって、これに限定されるものではない。

図６に示すように、刃部の刃面４１と保持部の保持面４２との離隔寸法Ｗ３は、溝部４３の深さ寸法Ｄ３の２倍の寸法より小さい（Ｗ３＜２×Ｄ３）。大型の粉砕機の場合のように粉砕刃６の外径が比較的大きい場合、粉砕刃６の外径に対する粗砕刃４の外径の割合を大きくすると、粗砕刃４の刃面４１、特に先端の刃先４０には過剰な負荷がかかるようになる。そこで、大型の粉砕機の場合には、粉砕刃６の外径に対する粗砕刃４の外径の割合を小さくする必要があり、粗砕刃４の刃部の刃面４１の長さ、すなわち溝部４３の深さ寸法Ｄ３は、小型の粉砕機の溝部４３の深さ寸法Ｄ１（図３参照）に比べて小さくなる。

このため、刃面４１と保持面４２との離隔寸法Ｗ３を、溝部４３の深さ寸法Ｄ３より小さくすると、刃面４１と保持面４２との離隔寸法が小さくなりすぎて所要の被粉砕物を保持しつつ固定刃７の方へ移動させることができない。そこで、刃部の刃面４１と保持部の保持面４２との離隔寸法Ｗ３を、溝部の深さ寸法Ｄ３の２倍の寸法より小さくすることにより、被粉砕物が保持部（溝部４３）で保持されるようにしつつ、溝部４３に被粉砕部が過剰に入り込まないようにして、所要の量の被粉砕物を保持しつつ固定刃７の方へ移動させることができ、確実に被粉砕物を粗砕することができる。

図７は本実施の形態の粉砕機５０の粗砕刃４の第４実施例を示す側面図である。第４実施例は、粗砕刃４は、刃部４０１、保持部４０２、溝部４３をそれぞれ２個設けてあり、後述の押動面４７を備える。なお、第４実施例は、小型の粉砕機の場合を示す。

図７に示すように、保持部４０２は、保持面４２の反対側に押動面４７を備える。押動面４７が粗砕刃４の外周４５と交差する一方の端部４７１が固定刃７の表面７１と交差するときに、押動面４７の延長線（図７中符号Ａで示す仮想直線）と固定刃７の表面７１とがなす角度をθで表す。押動面４７は、当該角度θが正（例えば、１５°〜４０°の範囲、ただし当該範囲内に限定されるものではない）となるように形成してある。つまり、端部４７１が固定刃７の表面７１と交差するときに、押動面４７は、固定刃７の表面７１に対して回転方向と反対側の（図７中右回りの）角度を有するようにしてある。この場合、保持部４０２は、保持面４２との離隔寸法Ｗ４が粗砕刃４の端部よりも中央部が大きくなるように形成された押動面４７を備えるということができる。なお、図７では、固定刃７の表面７１の延長線が回転軸の中心を通るように描かれているが、固定刃７の表面７１の延長線が回転軸の中心を通らないように固定刃７を設けることもできる。

一方、刃部４０１の刃面４１は、刃面４１の延長線と固定刃７の表面７１とがなす角度が負（ただし、ゼロ、あるいは微小な角度であれば正でもよい）となるように形成され、材料に刃が食い込む角度となる。つまり、刃先４０が固定刃７の表面７１と交差するときに、刃面４１は、固定刃７の表面７１に対して回転方向の（図７中左回りの）角度を有するようにしてある。上述のように、押動面４７が、固定刃７の表面７１に対して回転方向と反対側の（図７中右回りの）角度を有するように構成することにより、固定刃７の表面７１と押動面４７との交差位置は、粗砕刃４の回転に伴って押動面４７の端部４７２から端部４７１の方へ移動する。

また、刃部４０１付近の外周面４５は、回転方向の反対方向に向かって途中から粗砕刃４の中央部に向かって傾斜させた傾斜面４８となっている。傾斜面４８の一端は端部４７２で押動面４７に繋がっている。

次に、押動面４７の機能について説明する。図８は本実施の形態の粉砕機５０の第４実施例の粗砕刃４による粗砕の様子の一例を示す模式図である。図８では、簡便のため、粗砕刃４、粉砕刃６の刃先の回転軌跡６１、固定刃７の表面７１、スクレーパ５の表面５１の位置関係を示す。また、図８に示す粗砕刃４は、図７に例示したものである。

図８Ａに示すように、被粉砕物（材料）が、投入ホッパから粗砕刃４上、固定刃７の表面７１上及びスクレーパ５の表面５１上に投入される。図８Ｂに示すように、投入された被粉砕物の一部は、粗砕刃４の押動面４７上に載った状態となり、粗砕刃４の回転に連動して保持部の押動面４７が被粉砕物を押動するので、被粉砕物は押動面４７により上方に持ち上げられ、撹拌される。そして、図８Ｃに示すように、撹拌された（持ち上げられた）被粉砕物は、次に回転してくる溝部４３に入り込みやすくなり、保持部４０２（保持面４２）で保持されつつ粗砕刃４の回転に伴って固定刃７の方へ移動し、図８Ｄに示すように、刃先４０が被粉砕物に食い込むとともに、刃部４０１の刃面４１と固定刃７との協働により粗砕される。

また、押動面４７が固定刃７の表面７１に対して斜め後方（固定刃７の表面７１に対して右回りの角度θを有するよう）に傾斜しているので、押動面４７によって上方に持ち上げられずに、押動面４７に押されながら固定刃７の方へ移動した被粉砕物は、図８Ｃに示すように、押動面４７が固定刃７の表面７１と交差する際に、押動面４７に沿って斜め後方（図８中、符号Ｂで示す方向）に滑りやすくなり、固定刃７と押動面４７との間で挟まれることなく粗砕刃４の上側に排除される。

上述のように、粗砕刃４に押動面４７を備えることにより、被粉砕物を粗砕刃４上で撹拌するので保持部４０２（保持面４２）で保持しやすくなり、粉砕効率を向上させることができる。また、保持部４０２（押動面４７）と固定刃７との間で被粉砕物が挟み込まれることを防止することができる。

また、傾斜面４８を備えることにより、粗砕刃４の回転に伴って被粉砕物を押動面４７の方へ導くことができる。

図９は本実施の形態の粉砕機５０の粗砕刃４の第５実施例を示す側面図である。第５実施例は、粗砕刃４は、刃部４０１、保持部４０２、溝部４３、押動面４７をそれぞれ３個設けてある。第５実施例は、第４実施例と同様、小型の粉砕機の場合を示す。なお、図示していないが、粗砕刃４は、刃部４０１、保持部４０２、溝部４３、押動面４７をそれぞれ４個設けてもよい。

ただし、粗砕刃４は、刃部４０１、保持部４０２、溝部４３、押動面４７それぞれの数を、例えば、５個以上に増やすと、押動面４７と、粗砕刃４の中心を通る仮想直線とのなす角度が小さくなり、押動面４７の傾斜が径方向に近づくため、押動面４７と被粉砕物との滑りが悪くなり（摩擦係数が大きくなり）、保持部４０２の押動面４７と固定刃７との間で被粉砕物が挟まったまま排除されなくなるので、押動部４７の数は、粗砕刃４の外径に応じて、その数を決定する必要がある。

上述の実施の形態では、粉砕機は揺動側壁が開く構成であったが、揺動側壁の開閉機構はどのような構造のものであってもよい。また、揺動側壁を具備せずに粉砕機の筐体を４側壁で固定したもの、あるいは４側壁を一体化したものであってもよい。

上述の実施の形態では、回転軸２５に、３個の粉砕刃６及び２個の粗砕刃４が交互に配置した構成であったが、粉砕刃６及び粗砕刃の数は、上述の例に限定されるものではない。

本発明は、実施例に限定されるものではない。

２ 固定側壁（筐体）
３ 揺動側壁（筐体）
４ 粗砕刃（大回転刃）
５ スクレーパ
６ 粉砕刃（小回転刃）
７ 固定刃
２５ 回転軸
４０ 刃先
４１、４１１ 刃面
４２、４２１ 保持面
４３、４３１ 溝部
４４、４４１ 溝底
４５ 外周面
４６ 保持端
４７ 押動面
４８ 傾斜面
４０１ 刃部
４０２ 保持部
５１ スクレーパの表面
７１ 固定刃の表面

Claims (3)

1. 上側に開口部を有する筐体と、該筐体内で横置きされた回転軸に取り付けられ、大回転刃及び小回転刃からなる回転刃と、前記筐体内に配置され前記回転刃と係合する固定刃とを備え、前記回転刃と固定刃との協働により被粉砕物を粉砕する粉砕機において、
   前記大回転刃は、
   径方向に沿って形成された刃面を有する第１刃部と、
   前記刃面と略平行をなす保持面を有し、前記被粉砕物を保持する第１保持部と、
   前記第１刃部及び第１保持部で画定される第１溝部と
   備え、
   前記刃面と保持面との離隔寸法は、前記第１溝部の深さ寸法より小さく、
   前記大回転刃は、
   径方向に沿って形成された刃面を有する第２刃部と、
   前記刃面と略平行をなす保持面を有し、前記被粉砕物を保持する第２保持部と、
   前記第２刃部及び第２保持部で画定される第２溝部と
   を備え、
   該第２溝部の深さ寸法は、前記第１溝部の深さ寸法より短いことを特徴とする粉砕機。
2. 上側に開口部を有する筐体と、該筐体内で横置きされた回転軸に取り付けられ、大回転刃及び小回転刃からなる回転刃と、前記筐体内に配置され前記回転刃と係合する固定刃とを備え、前記回転刃と固定刃との協働により被粉砕物を粉砕する粉砕機において、
   前記大回転刃は、
   径方向に沿って形成された刃面を有する第１刃部と、
   前記刃面と略平行をなす保持面を有し、前記被粉砕物を保持する第１保持部と、
   前記第１刃部及び第１保持部で画定される第１溝部と
   備え、
   前記刃面と保持面との離隔寸法は、前記第１溝部の深さ寸法より小さく、
   前記第１保持部は、
   前記保持面の反対側に該保持面との離隔寸法が前記大回転刃の端部よりも中央部が大きくなるように形成された押動面を備え、
   該押動面は、
   前記大回転刃の回転に応じて前記被粉砕物を押動するようにしてあることを特徴とする粉砕機。
3. 前記小回転刃の外径は、所要径より大きく、
   前記刃面と保持面との離隔寸法は、前記第１溝部の深さの２倍の寸法より小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粉砕機。

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