JP6933362B2 - 二軸破砕機 - Google Patents

Description

本発明は、粗大ごみ、建築廃材、産業廃棄物等の破砕対象物を破砕する二軸破砕機に関するものであり、特に、破砕対象物である粗大ごみ、建築廃材、産業廃棄物等の固形状廃棄物を細片に切断、破断して破砕処理を行うことが可能な二軸破砕機に関する。

従来、プラスチック、木片、ゴム等の各種廃棄物を破砕処理する装置として二軸破砕機が知られている。当該二軸破砕機においては、２本からなる一対の回転軸を平行に配設し、回転軸の各々に対して、円周方向に複数個の回転破砕刃を設けている。一対の回転軸の各々を互いに異なる方向に回転させることで、異なる方向に回転される回転破砕刃により破砕対象物を破断させながら破砕を行った後、破砕された破砕対象物を下方に設置された収容容器内へ排出している。こうした技術に関連するものが、本願出願人より出願されている特許文献１、特許文献２及び特許文献３等に開示されている。

特開２０１６−７７９７９号公報 特開２０１５−７１１３２号公報 特開２０１２−２３９９２１号公報

特許文献１及び特許文献２に開示されている従来の破砕機を適用すれば破砕対象物を破砕することは可能ではある。しかし、近年においては動力の省力化や機器の小型化等の観点から、回転破砕刃を回転させる回転軸の動力が比較的小さな動力であっても、確実に固形状の破砕対象物を細片に切断できるようにする技術が望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、固形状の破砕対象物を細片に破砕するときに破砕刃を回転させる回転軸の動力源が比較的小さい動力であっても、破砕対象物を確実に細片に破砕することが可能な二軸破砕機を提供することを目的とする。

本発明は、二軸破砕機に係る発明であり、
平行に配置された一対の回転軸の各々に対して、円周方向に複数個の切断刃を突起させて備えた平板状の破砕刃を複数枚設け、駆動手段により前記一対の回転軸の各々を回転駆動させることで破砕対象物を破砕する二軸破砕機であって、
前記切断刃には当該切断刃の何れの回転方向においても前方に位置してツノ部を形成したことを特徴とする。

さらに、本発明は、二軸破砕機に係る発明であり、
前記切断刃の何れの回転方向においても前方に位置して形成された前記ツノ部の先端部を楔型に形成したことを特徴とする。

さらに、本発明は、二軸破砕機に係る発明であり、
前記ツノ部の厚さを前記切断刃の厚さよりも薄く形成し、前記ツノ部と前記切断刃との連結部の両脇に段差部を設け、
前記ツノ部の両側面が、前記回転方向と平行でかつ前記段差部と直角な平面状であることを特徴とする。
さらに、本発明は、前記ツノ部の厚さが、前記切断刃の厚さの半分であることを特徴とする。

本発明によれば、破砕対象物を切断するツノ部を、切断刃の何れの回転方向においても前方に形成したことから、破砕対象物に対する破断力を大きくすることができ、回転軸を駆動する動力源が比較的小さい動力であったとしても、破砕対象物を細片に破砕することができる。

さらに、ツノ部の先端部を楔型に形成したことにより、破砕対象物を細片に切断する際の剪断抵抗を小さくすることができ破砕対象物に対する破断力を効果的に発揮することができる。

さらに、ツノ部と切断刃との連結部の両脇に段差部を設けたことから、ツノ部により切断された破砕対象物を段差部で圧し潰すようにして破砕することが可能となり、より効果的に破砕対象物を剪断破砕することができる。

本発明の一実施例として、二軸破砕機を示す正面図である。 本発明の一実施例として、二軸破砕機を示す平面図である。 本発明の一実施例として、二軸破砕機の要部を示す縦断面図である。 本発明の一実施例として、二軸破砕機の要部を示す図であり、図３のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。 本発明の一実施例として、二軸破砕機に構成されるツノ部及び切断刃を備えた破砕刃を示す斜視図である。 本発明を理解する上での参考図であり、（ａ）は２つの回転軸の各々にツノ部を設けた本実施例の二軸破砕機の要部を示したものであり、（ｂ）は一方の回転軸にだけツノ部を備えた参考例を示し、（ｃ）はツノ部を有さないものを参考例として示したものである。

以下、本発明の実施形態としての実施例を図１〜図６に基づき説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、本実施例において説明した具体的な実施態様に限らず、それ以外の当業者であれば容易に変更可能な構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。なお、本明細書においては、切断刃の回転方向について、図３に示すＭ方向の回転方向を内向きの回転方向といい、その反対の回転方向（図示なし）を外向きの回転方向という。

図１及び図２に基づき、本実施例の二軸破砕機１の基本構造について説明する。当該二軸破砕機１は、破砕対象物たる被破砕物が投入されるホッパ部２と、ホッパ部２の下方に位置して被破砕物を受容する略直方体状の破砕室３を備える。ホッパ部２から投入された被破砕物は、破砕室３内にて後述する切断刃２０、ツノ部２１、固定刃８等により破砕され、下部側の開口部より収容容器４へと排出されるものである。

本発明の最適な実施例における二軸破砕機１の破砕対象物は、固形状物であれば特に限定されるものではないが、一般廃棄物の粗大ごみ、建築廃材、産業廃棄物等の固形状の廃棄物を破砕するのに適した構造となっている。

本発明の最適な実施例における二軸破砕機１の外観は、図１に示す通りのものである。この二軸破砕機１は、図２及び図３に示すように、内側面に突出した固定刃８を備えた破砕室３内に、平行に配置された一対の回転軸５ａ，５ｂが図示しない軸受を介して回転自在に支持されている。各回転軸５ａには複数枚の平板状の破砕刃６，６，６・・・が、各回転軸の軸線方向に間隔を置いて設けられ固定されており、他方の回転軸５ｂにも、同一構成の複数枚の平板状の破砕刃６，６，６・・・が軸方向に間隔を置いて設けられ固定されている。回転軸５ａに設けられた一方の破砕刃６，６，６・・・は、回転軸５ｂに設けられた他方の破砕刃６，６，６・・・の間に夫々が配されている。なお、図２に示すように、各回転軸５ａ，５ｂの軸線方向の回転軸間には隣接する破砕刃６の間隔を保持するためのスペーサ部７が設けられている。これは破砕刃６の両側にスペーサ部７を一体的に設けることにより、一つのユニットとして設けられた構成（図２，図５）でもよいし、破砕刃６とは別体のスペーサ部７が外装される構成（図４）でもよい。破砕刃６の両側にスペーサ部７を設けるユニット形態の場合には、破砕刃６の両側に設けられるスペーサ部７の厚み寸法は、破砕刃６の厚み寸法の半分の寸法で形成される。また、破砕刃６とは別体のスペーサ部７が外装される構成の場合には、スペーサ部７の厚み寸法は、破砕刃６の厚み寸法と略同じ寸法で形成される。

一対の回転軸５ａ，５ｂのうち、一方の回転軸５ａは、二軸破砕機１の一方の側面側に設けられた第１の電動モータ又は油圧モータからなる第１の駆動手段１０の駆動により、図示しない油圧源や変速機等からなる第１の動力伝達手段を介して回転駆動される。

他方の回転軸５ｂは、第１の電動モータ又は油圧モータからなる第１の駆動手段１０とは別の、二軸破砕機１の他方の側面側に設けられた第２の電動モータ又は油圧モータからなる第２の駆動手段１５により、図示しない油圧源や変速機等からなる第２の動力伝達手段を介して回転駆動される。第１及び第２の駆動手段である電動モータ又は油圧モータは従来知られているものであるので、本明細書での説明は省略する。

そして、破砕対象物たる固形状の被破砕物を破砕するに際しては、図示しない制御手段により一対の回転軸５ａ、５ｂはそれぞれの回転軸の動力負荷に応じて内向き及び外向きに回転されるよう制御されている。例えば、一対の回転軸５ａ、５ｂは、それぞれの軸が独立して回転されるよう制御される。一方の回転軸５ａに固定された破砕刃６，６，６・・・と、他方の回転軸５ｂに固定された破砕刃６，６，６・・・は、基本的には同じ構成を備えている。一方の回転軸５ａに固定された破砕刃６，６，６・・・と、他方の回転軸５ｂに固定された破砕刃６，６，６・・・は、お互いに切断刃の内向きの回転方向Ｍ（図３に図示）に回転する場合、相手方の破砕刃との間で破砕が行われる。お互いにその反対方向である外向きに回転する場合、破砕刃と固定刃の間で破砕が行われる。また、回転軸５ａが内向きの回転方向で、回転軸５ｂが外向きの回転方向の場合、被破砕物Ｈは、ホッパ部２にて破砕箇所が変わるように回転運動する。

ここで、図５に基づきユニット形態の破砕刃６についてさらに詳細に説明する。平板状の破砕刃６にはその円周方向に突出（突起）した不連続の複数個（本実施例では３個）の切断刃２０が扇状に形成されている。図３及び図５に示すように扇型の両方の回転方向の前方側、つまり切断刃２０の内向きの回転方向Ｍの前方側及び外向きの回転方向（Ｍの反対方向）の前方側には、切断刃２０の先端部近傍に、夫々、突出したツノ部２１が形成されている。換言すると、切断刃２０における回転方向を向く端面から突出するようにツノ部２１が形成されている。本実施例において、ツノ部２１の高さ（破砕刃６の径方向に沿う長さ）は、切断刃２０の高さと同一であるが、これに限定されるものではなく、ツノ部２１は、切断刃２０より高くても低くてもよい。

切断刃２０が内向きの回転方向Ｍに回転させられる場合には、切断刃２０の回転方向前方に設けられたツノ部２１同士により被破砕物Ｈが破砕される。切断刃２０が外向きの回転方向（Ｍの反対方向）に回転させられる場合には、切断刃２０の外向きの回転方向（Ｍの反対方向）前方に設けられたツノ部２１と二軸破砕機１の側壁に設けられた固定刃８とにより破砕されることとなる。図示の実施例では、固定刃８にはツノ部が形成されてはいないが、各々の固定刃８にも上方に突出したツノ部を形成することも可能である（図示なし）。

ツノ部２１の先端は、図４及び図５に示すように楔型に形成されその先端の角度αは９０°以下の鋭角が好ましいが、その角度αは、被破砕物の硬度等を考慮して前記角度を適宜選定すればよいものである。

また、楔型のツノ部２１の厚さ寸法（ｔ）は切断刃２０の厚さ寸法（Ｔ）よりも小さく形成しており、当該楔型のツノ部２１は、切断刃２０の厚さ方向の中心を合わせて形成されている。実施例では、楔型のツノ部２１の厚さ寸法（ｔ）は切断刃２０の厚さ寸法（Ｔ）の半分である。もちろん、その寸法は、種々の破砕条件に応じて他の寸法を選択することも可能である。こうした構成により、ツノ部２１と切断刃２０との連結部の左右両脇には段差部２２が形成される。

次に、図６に基づき、切断刃２０に一体に形成されたツノ部２１により固形状の被破砕物を剪断するときの作用について説明する。なお、固形状の被破砕物Ｈの上に位置する切断刃２０は、一方の回転軸５ａ側に設けられたものとし、被破砕物Ｈの下に位置する切断刃２０は、他方の回転軸５ｂ側に設けられたものとして以下に説明する。

図６（ａ）に示す本発明の実施例においては、各回転軸５ａ，５ｂ側に設けられた突出したツノ部２１により、集中した破断力が作用し、被破砕物Ｈを効果的に折り曲げるようにして剪断することが可能である。一方の回転軸５ａ側のツノ部２１を力点Ａとして、他方の回転軸５ｂ側のツノ部２１，２１を支点Ｂ、Ｃとすると（Ａ−Ｂ間の距離（Ｌ）＝Ａ−Ｃ間の距離（Ｌ））、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に比べ、図６（ａ）の本実施例では、Ａ−Ｂ間、及びＡ−Ｃ間の距離を長くすることができる。すなわち、被破砕物への破砕力は、等分布荷重の図６（ｃ）と比べて、集中荷重の図６（ｂ）では約２倍、集中荷重の図６（ａ）では約４倍の破砕力が加わり、動力源の力が小さくとも十分に破砕機能を発揮することが可能となる。

以上のように、本発明の実施例の二軸破砕機によれば、破砕対象物である固形状の被破砕物を切断するツノ部２１を、切断刃２０の回転方向前方に形成したことから、被破砕物に対する破断力を大きくすることができ、回転軸５ａ，５ｂを駆動する動力源が比較的小さい動力であったとしても、被破砕物を効率的に細片に破砕することができる。

さらに、ツノ部２１の先端部を楔型に形成したことにより、被破砕物を細片に切断する際の破断力を集中させて剪断抵抗を小さくすることができ被破砕物に対する破断力を効果的に発揮することができる。

さらに、ツノ部２１と切断刃２０との連結部の両脇に段差部２２を設けたことから、ツノ部２１により切断された被破砕物を、さらに段差部２２で圧し潰すようにして破砕することが可能となり、より効果的に被破砕物を破砕することができる。

以上、本発明の実施例の一例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

本実施例の二軸破砕機は、建築廃材、産業廃棄物等の不要となった廃棄物を細片に粉砕するのに適したものであるが、これらに限らず、金属くず、粗大ごみ、ガレキ類、廃プラスチック、間伐材、自動車部品、或いは家電品等の固体を処分するときの破断手段としても効果的に適用することができる。

１ 二軸破砕機
２ ホッパ部
３ 破砕室
４ 収容容器
５ａ 一方の回転軸
５ｂ 他方の回転軸
６ 破砕刃
７ スペーサ部
８ 固定刃
１０ 第１の電動モータ又は油圧モータ（第１の駆動手段）
１５ 第２の電動モータ又は油圧モータ（第２の駆動手段）
２０ 切断刃
２１ ツノ部
２２ 段差部
Ｈ 被破砕物

Claims (3)

1. 平行に配置された一対の回転軸の各々に対して、円周方向に複数個の切断刃を突起させて備えた平板状の破砕刃を複数枚設け、駆動手段により前記一対の回転軸の各々を回転駆動させることで破砕対象物を破砕する二軸破砕機であって、
   前記切断刃には当該切断刃の何れの回転方向においても前方に位置してツノ部を形成し、
   前記ツノ部の厚さを前記切断刃の厚さよりも薄く形成し、前記ツノ部と前記切断刃との連結部の両脇に段差部を設け、
   前記ツノ部の両側面が、前記回転方向と平行でかつ前記段差部と直角な平面状であることを特徴とする二軸破砕機。
2. 前記切断刃の回転方向前方に位置して形成された前記ツノ部の先端部を楔型に形成したことを特徴とする請求項１に記載の二軸破砕機。
3. 前記ツノ部の厚さが、前記切断刃の厚さの半分であることを特徴とする請求項１又は２に記載の二軸破砕機。
   

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