JP7276911B2 - せん断破砕機 - Google Patents

Description

本発明は、廃棄物等をせん断破砕するために用いられるせん断破砕機に関する。

従来、廃タイヤや廃プラスチック等を切断破砕する手段として、例えば図４に示すような破砕ユニット３０が組み込まれたせん断破砕機が使用されている。この破砕ユニット３０は、多数枚の円盤状の破砕刃３１（３１ａ，３１ｂ）、スペーサ３５、及び、六角形断面を有する二本の平行な回転軸３４ａ，３４ｂによって構成され、回転軸３４ａ，３４ｂ（及び破砕刃３１等）をそれぞれ反対方向へ回転させることにより、被削物を、回転軸３４ａ，３４ｂの上方位置で挟み込み、回転軸３４ａ，３４ｂの間の領域に巻き込んで、せん断破砕できるように構成されている。

図４の左側に示すように、破砕刃３１は、外周部に多数のフック状の刃先部３２が形成されるとともに、回転軸３４ａ，３４ｂを挿通させるための六角形の挿通孔３３が中心部に形成されている。スペーサ３５は、直径が破砕刃３１よりも小さく、厚さ寸法は、破砕刃３１よりも僅かに大きく設定されており、破砕刃３１と同様の挿通孔３６が中心部に形成されている。

この破砕ユニット３０においては、破砕刃３１とスペーサ３５が、各回転軸３４ａ，３４ｂ周りにおいて交互に配置されており、スペーサ３５の厚さ寸法分の間隔をおいて破砕刃３１が回転軸３４ａ，３４ｂ上にそれぞれ保持される構成となっている。また、回転軸３４ａ側の破砕刃３１ａと、回転軸３４ｂ側の破砕刃３１ｂとは、逆向き（より詳細には、回転軸３４ａ，３４ｂの上方側において刃先が対向する向き）に配置されている。

回転軸３４ａ側の破砕刃３１ａと回転軸３４ｂ側の破砕刃３１ｂは、千鳥状に配列され、刃先部３２同士が僅かな間隔をおいて互い違いに噛み合うように構成されている。つまり、一方の回転軸３４ａにおいて隣り合う二つの破砕刃３１ａの刃先部３２間のスペース（スペーサ３５の外側のスペース）に、他方の回転軸３４ｂの破砕刃３１ｂの刃先部３２が進入し、同様に、回転軸３４ｂにおいて隣り合う二つの破砕刃３１ｂの刃先部３２間のスペースに、回転軸３４ａの破砕刃３１ａの刃先部３２が進入した状態となるように構成されている。尚、斜め方向に隣接する破砕刃３１ａ，３１ｂの刃先部３２同士の間隔は、０．２～０．２５ｍｍに設定されている。

回転軸３４（３４ａ，３４ｂ）にそれぞれ装着される多数枚の破砕刃３１（３１ａ，３１ｂ）及びスペーサ３５は、回転軸３４の基端部側のストッパー（図示せず）と、図５に示すような、回転軸３４の先端部側の押圧機構１０との間に挟持されている。

図５は、従来の押圧機構１０の一例を示す破砕ユニットの先端部側の断面図である。この押圧機構１０は、回転軸３４の先端部の外周面に形成されたネジ部１１（押圧機構の固定手段）と、このネジ部１１と螺合するネジ溝１３（押圧機構の固定手段）が内周面に形成されたリング状の押圧部材１２とによって構成されている。押圧部材１２の外周部には、複数本の押圧ボルト１４が、等しい間隔を置いて、一方の側面から反対側の側面まで（図５において右側から左側へ）貫通するように装着されており、これらを締めつけ、或いは、緩めることにより、各押圧ボルト１４の先端部の突出量（押圧部材１２の側面からの突出量）を適宜調整することができ、押圧機構１０と基端部側のストッパとの間に挟持される破砕刃３１及びスペーサ３５等に推力を付加してそれらを押圧できるようになっている。

より具体的には、図６に示すように、破砕刃３１及びスペーサ３５を装着した回転軸３４の先端部に、スリーブ２５、ベアリング２６、及び、カラー２７を装着した状態で、回転軸３４の先端部のネジ部１１に押圧部材１２を装着し、これを締めつけ方向へ回転させて、カラー２７の近傍位置まで移動させる。そして、押圧ボルト１４を締めつける。そうすると、押圧力（推力）がカラー２７、ベアリング２６（内輪）、及び、スリーブ２５を介して破砕刃３１及びスペーサ３５に伝達されて、それらが相互に密着し、回転軸３４上において破砕刃３１等が適正に保持される。

特開２０２０－１１０７５０号公報

上述したような破砕ユニット３０を有するせん断破砕機において、破砕刃３１の刃先部３２が摩耗し又は損傷した場合には、それらを交換する必要がある。この場合、図５に示すように、回転軸３４の先端部から押圧部材１２を取り外し、次いで、カラー２７、ベアリング２６、及び、スリーブ２５を取り外し、破砕刃３１とスペーサ３５を取り外し、その後、交換する破砕刃３１等を新たに回転軸３４に装着する作業が行われることになる。

このとき、破砕刃３１の挿通孔３３やスペーサ３５の挿通孔３６の周縁部（図４参照）が接触することにより、押圧機構１０の固定手段の一部（具体的にはネジ部１１）（図５参照）が損傷を受けてしまうという問題があり、最悪の場合には回転軸３４全体を交換する必要が生じてしまうという問題がある。

本発明は、このような従来技術における課題を解決しようとするものであって、破砕刃及びスペーサの交換作業の際に、押圧機構の構成要素が損傷を受けるという問題を好適に回避することができ、また、小さい推力で破砕刃の刃先に加わるモーメントを支持することができるせん断破砕機を提供することを目的とする。

本発明に係るせん断破砕機は、多数枚の破砕刃及びスペーサが、交互に配列された状態で回転軸に装着されるとともに、回転軸の基端部側のストッパと先端部側の押圧機構の間に挟持されるように構成され、押圧機構が、回転軸上の破砕刃及びスペーサを押圧する押圧部材と、押圧部材を回転軸に固定する固定手段とによって構成され、押圧部材が、回転軸の軸方向延長側に装着されるように構成されていることを特徴としている。

尚、固定手段のうち、回転軸側の固定手段が、回転軸の先端面側から軸方向内側へ向かって抉れ、内周面にネジ溝が形成されたボルト孔であり、このボルト孔に固定ボルトを挿通し、締めつけることにより、回転軸に対して押圧部材を固定できるように構成されていることが好ましい。また、回転軸の先端部に、先端面から軸方向内側へ向かって抉れた嵌合凹部が形成されるとともに、押圧部材の一方の側面に、回転軸の嵌合凹部内に嵌合する嵌合凸部が形成されていることが好ましい。更に、両側面の最外周側の位置に環状の凸部が形成されたスペーサが使用され、スペーサの凸部のみが、隣接する破砕刃と接触するように構成されていることが好ましい。

本発明に係るせん断破砕機においては、破砕刃及びスペーサの交換作業の際に、押圧機構の構成要素が損傷を受けるという問題を好適に回避することができ、また、小さい推力で破砕刃の刃先に加わるモーメントを支持することができる。

図１は、本発明に係るせん断破砕機の破砕ユニットの先端部側の断面図（押圧機構１０を分解した状態）である。 図２は、本発明に係るせん断破砕機の破砕ユニットの先端部側の断面図（押圧部材１２等を装着した状態）である。 図３は、本発明に係るせん断破砕機の破砕ユニットにおいて使用することができるスペーサ３５’の一部切欠斜視図である。 図４は、従来の一般的な破砕ユニット３０の構造を示す斜視図である。 図５は、従来の押圧機構１０の一例を示す破砕ユニットの先端部側の断面図（押圧機構１０を分解した状態）である。 図６は、従来の押圧機構１０の一例を示す破砕ユニットの先端部側の断面図（押圧部材１２を装着した状態）である。

以下、添付図面に沿って本発明「せん断破砕機」の実施形態について説明する。図１及び図２は、本発明に係るせん断破砕機の破砕ユニットの先端部側の断面図である。図示されているように、この破砕ユニットにおいては、多数枚の破砕刃３１及びスペーサ３５が、交互に配列された状態で回転軸３４に装着され、回転軸３４は、先端部に装着されたベアリング２６によって回転可能な状態で支持されている。

尚、ベアリング２６は、破砕刃３１及びスペーサ３５のセットとの間に適正なスペースを確保するためのスリーブ２５と、押圧機構１０からの押圧力（推力）を、ベアリング２６の内輪のみに適正に伝達させるためのカラー２７との間に挟持されている。押圧機構１０は、押圧部材１２と、その固定手段（固定ボルト１６、及び、ボルト孔１７）とによって構成されている。

本実施形態に係るせん断破砕機において採用されている押圧機構１０は、図５及び図６に示す従来例とは異なり、押圧部材１２が、回転軸３４の先端部の外周側ではなく、回転軸３４の軸方向延長側（図１及び図２において左側）に装着されるように構成されている。

より具体的には、回転軸３４の先端部には、図１に示すように先端面３７から軸方向（回転軸３４の軸方向）内側へ向かって抉れた嵌合凹部１９が形成されるとともに、この嵌合凹部１９から軸方向内側へ向かって抉れたボルト孔１７（押圧機構１０の回転軸３４側の固定手段）が形成されており、このボルト孔１７の内周面には、ネジ溝１８が形成されている。

一方、押圧部材１２の一方の側面には、回転軸３４の嵌合凹部１９内に嵌合する嵌合凸部２０が形成されるとともに、一方の側面から反対側の側面まで貫通する貫通孔１５が形成されており、図２に示すように、固定ボルト１６を、押圧部材１２の貫通孔１５に挿通するとともに、押圧部材１２の嵌合凸部２０を回転軸３４の嵌合凹部１９内に嵌合させた状態で、固定ボルト１６の先端部を回転軸３４のボルト孔１７に挿通し、ネジ溝１８（図１参照）と螺合させ、しっかりと締めつけることにより、回転軸３４の軸方向延長側に押圧部材１２を固定することができる。

尚、押圧部材１２の外周部には、複数本の押圧ボルト１４が、等しい間隔を置いて、一方の側面から反対側の側面まで（図１及び図２において右側から左側へ）貫通するように装着されており、これらを締めつけ、或いは、緩めることにより、各押圧ボルト１４の先端部の突出量（押圧部材１２の側面からの突出量）を適宜調整することができる。

従って、図２に示すように、押圧部材１２を回転軸３４の先端部（軸方向延長側）に装着した状態で、各押圧ボルト１４を締めつけることにより、押圧力（推力）がカラー２７、ベアリング２６（内輪）、及び、スリーブ２５を介して破砕刃３１及びスペーサ３５に伝達され、それらが相互に密着し、回転軸３４上において基端部側のストッパ（図示せず）との間に挟持される破砕刃３１及びスペーサ３５等を適正に保持することができる。

また、図５及び図６に示す従来の押圧機構１０においては、回転軸３４側の固定手段（具体的にはネジ部１１）が、回転軸３４の外周面上に形成されていたため、破砕刃３１及びスペーサ３５の交換作業の際に、それらが接触することによって損傷を受けてしまうという問題があったが、本実施形態の押圧機構１０においては、回転軸３４側の固定手段（ボルト孔１７、ネジ溝１８）は、回転軸３４の外周面上には形成されておらず、内側に形成されているため、破砕刃３１及びスペーサ３５の交換作業の際に、それらが損傷を受けてしまうという問題を好適に回避することができる。

尚、図１及び図２に示す破砕ユニットにおいては、両側面が平坦な形状のスペーサ３５が使用されているが、図３に示すように、環状の凸部３８が、両側面の最外周側の位置（外周面３９の側縁に沿った位置）に形成されたスペーサ３５’を使用することもできる。このスペーサ３５’は、凸部３８において厚さ寸法が最も大きくなっているため、多数枚の破砕刃３１（図１及び図２参照）と、このスペーサ３５’とを、回転軸３４（図１及び図２参照）周りに交互に配置して、押圧機構１０（図１及び図２参照）によって軸線方向に押圧した場合、スペーサ３５’の凸部３８のみが隣接する破砕刃３１と接触することになる。

従って、応力を付加させる断面積を減少させることができ、スペーサ３５’の外周部（凸部３８）のみで破砕刃３１に加わるモーメントを支持することができる。つまり、モーメント長さを減少させることが可能となり、小さい推力で破砕刃３１の刃先に加わるモーメントを支持することができる。

また、上記実施形態においては、押圧機構１０の固定手段のうち、押圧部材１２側の固定手段である固定ボルト１６が、押圧部材１２の貫通孔１５に挿通されるように構成されているが、押圧部材１２と一体的に形成される（押圧部材１２の側面からボルトヘッドが突出する）ように構成してもよい。また、固定ボルト１６とボルト孔１７以外の固定手段を採用することも可能である。

１０：押圧機構、
１１：ネジ部、
１２：押圧部材、
１３：ネジ溝、
１４：押圧ボルト、
１５：貫通孔、
１６：固定ボルト、
１７：ボルト孔、
１８：ネジ溝、
１９：嵌合凹部、
２０：嵌合凸部、
２５：スリーブ、
２６：ベアリング、
２７：カラー、
３０：破砕ユニット、
３１，３１ａ，３１ｂ：破砕刃、
３２：刃先部、
３３：挿通孔、
３４，３４ａ，３４ｂ：回転軸、
３５，３５’：スペーサ、
３６：挿通孔、
３７：先端面、
３８：凸部、
３９：外周面、

Claims (3)

1. 破砕刃及びスペーサが、交互に配列された状態で回転軸に装着されるとともに、回転軸の基端部側のストッパと先端部側の押圧機構の間に挟持されるように構成され、
   押圧機構が、回転軸上の破砕刃及びスペーサを押圧する押圧部材と、押圧部材を回転軸に固定する固定手段とによって構成されたせん断破砕機において、
   押圧部材が、回転軸の先端面から回転軸の軸方向延長側へ突出するように装着され、
   回転軸の先端部に、先端面から軸方向内側へ向かって抉れた嵌合凹部が形成されるとともに、押圧部材の一方の側面に、回転軸の嵌合凹部内に嵌合する嵌合凸部が形成されていることを特徴とするせん断破砕機。
2. 固定手段のうち、回転軸側の固定手段が、回転軸の先端面側から軸方向内側へ向かって抉れ、内周面にネジ溝が形成されたボルト孔であり、このボルト孔に固定ボルトを挿通し、締めつけることにより、回転軸に対して押圧部材を固定できるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のせん断破砕機。
3. 両側面の最外周側の位置に環状の凸部が形成されたスペーサが使用され、スペーサの凸部のみが、隣接する破砕刃と接触するように構成されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のせん断破砕機。

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