JPH0824696A - 破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 形状や強度の異なる被破砕物を効率よく破砕
できる破砕装置を提供する。 【構成】 破砕ローラ３の外周面に、Ｖ字形の多数の円
周溝を形成し、その各円周溝に４角柱形状の破砕刃１８
を取付ける。破砕装置を被破砕物を供給するシュート５
を上下に傾動可能とし、そのシュート５上に上下に揺動
する送りローラ６を設ける。送りローラ６で被破砕物を
破砕ロータ３に押し付けて連続供給し、破砕刃１８と固
定刃４の剪断により破砕する。かさ高い大型の被破砕物
の場合は、シュート５の傾動により被破砕物の端部を破
砕位置に対して上下動させ、順次破砕していく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、粗大ゴミなどの廃棄
物を破砕するための破砕装置に関し、特に、被破砕物の
形状や強度が変化しても安定した破砕を可能とする構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】粗大ゴミなどの廃棄物は、
再利用可能な部品を撤去した後、切断や破砕により解体
して処理されている。従来、このような廃棄物を解体す
る方法としては、ハンマクラッシャを用いる方法と、低
速回転式の破砕機を用いる方法とがある。

【０００３】ところが、処理対象となる実際の廃棄物に
は、小さなものから大きなものまで様々な形状や寸法の
ものがあり、強度も様々である。このため、ハンマクラ
ッシャを用いた破砕では、駆動動力として大きなものが
必要になりやすく、破砕時の振動や騒音が大きくなる欠
点がある。

【０００４】一方、廃棄物を破砕する低速回転式の破砕
機としては、並列する２つの破砕ロータの間で破砕を行
なう二軸破砕機と、１つの破砕ロータと固定刃との間で
破砕を行なう一軸破砕機とがあるが、この場合、二軸破
砕機では、並列する破砕ロータ間の間隔、及び破砕刃寸
法により破砕できる能力が決定されるため、廃棄物の形
状や強度が大きくなると材料のかみ込みがスムーズにい
かず、破砕刃の保守等に時間がかかる欠点がある。

【０００５】また、一軸破砕機を廃棄物の破砕に用いた
技術としては、実公平５−２９０８３号公報により提案
されたものが公知であるが、上記提案の破砕機では、破
砕ロータの外周面に形成したらせん溝に破砕刃を固定す
る構造であるため、処理能力を上げる目的で破砕刃の個
数を増加させたい場合、それに対応して固定刃の形状も
変更しなければならず、その固定刃の形成等に手間がか
かる問題がある。

【０００６】また、破砕ロータの回転によってらせん溝
の位相がずれるため、廃棄物の種類によっては、プッシ
ャの加圧で材料が圧縮された際、らせん溝に沿って材料
が破砕室の端に移動してしまい、破砕効率及びプッシャ
の作動上好ましくない場合がある。

【０００７】さらに、シリンダを用いたプッシャーによ
り被破砕物を破砕位置に向かって押し出す方式であるた
め、破砕位置に自動供給できる被破砕物の形状に制限が
あり、かさ高い大形の廃棄物や長尺の廃棄物の破砕が難
しい問題もある。

【０００８】この発明は、上述した問題を解決するため
になされたもので、形状や強度が異なる被破砕物を小さ
な動力で効率よく破砕することができる破砕装置を提供
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の第１の手段は、破砕室の内部に、回転す
る円筒状の破砕ロータと、その破砕ロータに取付けた破
砕刃との間で破砕を行なう固定刃とを設け、その破砕ロ
ータに向かって被破砕物を供給するシュート上に、被破
砕物を破砕ロータに押し付ける送りローラを設け、上記
破砕ロータの外周面に複数の円周溝を軸方向に隣接して
形成すると共に、その各円周溝に破砕刃を着脱自在に取
付け、上記固定刃には、各円周溝に対向して破砕刃が挿
通可能な溝刃を連続して設けたのである。

【００１０】また、第２の手段は、上記の構造におい
て、円周溝を断面Ｖ字形の溝とし、上記破砕刃を、その
Ｖ字形の円周溝にほぼ半分が嵌まり込む４角柱形状の刃
としたのである。

【００１１】さらに、第３の手段は、上記送りローラ
を、シュートに対して接近離反する方向に移動可能と
し、その送りローラの周面に、先端に鋭利な喰い込み部
を有する複数の突起を設けたのである。

【００１２】第４の手段は、上記シュートを上下方向に
傾動可能とし、そのシュートの破砕ロータに対する傾斜
角度を任意に設定できる昇降手段を備えたのである。

【００１３】また、第５の手段は、破砕室の両側面間
に、傾動するシュート先端の回転軌跡に沿った円弧状の
隔壁を設け、その隔壁とシュート先端に、互いに相手側
へ入り込む凹凸溝を設けたのである。

【００１４】一方、第６の手段は、上記破砕ロータの駆
動機と送りローラの駆動機を、破砕ロータの駆動機にお
ける負荷に反比例して送りローラの駆動機の作動を変化
させる制御手段により接続した構造としたのである。

【００１５】

【作用】上記第１の手段においては、シュートに投入さ
れた被破砕物を送りローラで挾み込んで破砕ロータに押
し付け、破砕ロータに取付けた破砕刃とそれに対向する
固定刃の間で連続的に破砕する。

【００１６】また、破砕ロータの円周溝は回転による位
相のずれがないため、破砕ロータに加圧された材料はそ
の位置で破砕され、破砕室の端に偏よることがない。

【００１７】破砕能力を増大させたい場合は、破砕ロー
タの各々の円周溝に取付ける破砕刃の個数を増やし、破
砕ロータ１回転当りの破砕処理量を増加させる。この場
合、各円周溝に何個の破砕刃を取付けても、その破砕ロ
ータの回転軌跡形状が変化しないため、固定刃の溝刃の
形状を変化させる必要がない。

【００１８】一方、上記第２の手段のように、破砕刃を
Ｖ字形の円周溝に半分に嵌まり込む４角柱形状の刃とす
ると、各破砕刃の尖った角部が被破砕物に最初に喰い込
むため、強度の大きい被破砕物でも比較的小さな力で破
砕することができる。また、４角柱形状の破砕刃は、回
転させることにより新しいコーナ部に交換できるため、
簡単に全てのコーナ部を使用することができる。

【００１９】また、第３の手段では、送りローラ周面の
突起で被破砕物を押圧することにより、突起の先端が被
破砕物に喰い込んで送り出しに必要な引っかかり孔を形
成できるため、破砕ロータに向かって被破砕物を確実に
送り込むことができる。

【００２０】さらに、第４の手段のように、シュートの
傾斜角度を自在に調整できるようにすると、シュートと
送りローラ間で挾み込んだ被破砕物を破砕ロータに対し
て上下動させることにより、かさ高い大形の被破砕物で
も破砕することができる。

【００２１】この場合、第５の手段のように、破砕室に
設けた隔壁とシュートの先端とを凹凸溝を介して接触さ
せることにより、傾動中のシュートからの破砕物のこぼ
れ落ちを防止することができる。

【００２２】一方、第６の手段においては、破砕ロータ
における負荷に反比例して送りローラの送り速度を制御
することにより、破砕位置の負荷に合った適切な量の被
破砕物を供給することができ、破砕装置の効率的な運転
が可能になる。

【００２３】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１乃至図４に示すように、破砕装置の外
面は、箱形形状をした鋼板製のフレーム１により形成さ
れ、そのフレーム１の内部に、破砕ロータ３や固定刃
４、シュート５、送りローラ６等を組込んだ破砕室２が
設けられている。

【００２４】上記破砕ロータ３は、円筒形のドラム形状
をしており、両端から突出した軸部３ａ、３ｂが軸受７
を介してフレーム１に回転自在に支持され、その片側の
軸部３ａに減速機８の出力軸が連結している。

【００２５】上記減速機８は、大きな強度をもつトルク
アーム９によりフレーム１に連結され、その入力軸に嵌
め込んだプーリ１０に、Ｖベルト１１を介して電動機１
２の出力軸が連結している。この電動機１２の脚部は、
フレーム１側板に溶接等で固定された台枠１３にボルト
を用いて取付けられている。

【００２６】上記破砕ロータ３の外周面には、図２乃至
図５に示すように、断面がＶ字形をした多数の円周溝１
４が軸方向に並列して形成されている。この各円周溝１
４は、ロータの回転軸とは直交する方向に破砕ロータ３
の外周面を周回しており、破砕ロータ３の外周面全体に
わたって互いに隣接させて形成されている。

【００２７】上記各円周溝１４には、図５に示すよう
に、４角柱形状をした刃物固定ブロック１５が、その２
面を円周溝１４に接地させた状態で溶接固定されてい
る。また、この固定ブロック１５の中央にはねじ孔１６
が形成され、そのねじ孔１６に、ボルト１７を用いて破
砕刃１８が着脱自在に取付けられている。

【００２８】上記破砕刃１８は、固定ブロック１５と同
じ様に全体として４角柱形状をしており、その隣接する
２つの側面が円周溝１４のＶ字形表面に接地した状態で
取付けられている。このため、各円周溝１４に装着され
た破砕刃１８は、他方の隣接する２つの側面が破砕ロー
タ３の周面から突出した状態になり、その両側面の交差
する角部１８ａが最も高く飛び出す状態になっている。

【００２９】また、上記破砕刃１８と固定ブロック１５
は、図２に示す例では各円周溝１４に１個ずつ取付けら
れ、隣接する円周溝１４の間で円周方向に位相をずらし
て配置されている。

【００３０】上記破砕ロータ３の側部下方には、その破
砕ロータと相対するように固定刃４が取付けられてい
る。この固定刃４は、図３に示すように、両端部がフレ
ーム１の両側面にボルト等を用いて固定されており、そ
の破砕ロータ３に対向する側辺に、Ｖ字形をした多数の
溝刃１９が鋸歯状に連続させて形成されている。上記溝
刃１９は、破砕ロータ３の各円周溝１４に対向して設け
られ、その形状は、各破砕刃１８の隣接する２側面と相
似関係をもつように形成されている。このため、破砕ロ
ータ３が回転すると各円周溝１４に取付けた破砕刃１８
が微少なすき間をもって各溝刃１９を挿通するようにな
っている。

【００３１】上記固定刃４と破砕ロータ３の破砕を行な
う対向位置（以下これを破砕位置ａという）には、破砕
室２の外部から傾斜状に延びるシュート５の先端が臨ん
でいる。このシュート５は、その中央付近が軸２０によ
りフレーム１の両側辺に対して上下方向に揺動可能に取
付けられ、その前端部の下方に、シュート５を揺動させ
るための昇降用の油圧シリンダ２１が設けられている。
これにより、上記のシュート５は、油圧シリンダ２１の
作動によって図１に実線で示す上限位置と鎖線で示す下
限位置の間で上下に揺動するようになっており、その上
限位置でシュート５の先端が固定刃４の上面と連続する
ように設定されている。

【００３２】また、破砕室２を形成するフレーム１の側
面間には、傾動するシュート５先端の回動軌跡に沿って
固定刃４に連なる円弧状の隔壁２２が形成され、その隔
壁２２とシュート５の先端に、それぞれ相互に相手側に
入り込む凹凸溝２３、２４が形成されている。

【００３３】一方、上記シュート５の上方には、一端を
支点として上下に揺動する揺動アーム２５が設けられ、
その揺動アーム２５の先端に送りローラ６が取付けられ
てい。この揺動アーム２５は、図７及び図８に示すよう
に、前端側の下部に油圧式の昇降シリンダ２６が設けら
れ、その昇降シリンダ２６の作動により揺動アーム２５
が上下に揺動し、送りローラ６がシュート５に対して接
近離反するようになっている。

【００３４】上記送りローラ６は、図６乃至図８に示す
ように円筒部材２７の外周面に、先端が円錐形状をした
多数の突起２８、２９を取付けて形成され、その円筒部
材２７の両端から伸びた軸部２７ａ、２７ｂが揺動アー
ム２５の両側面に回転自在に支持されている。また、送
りローラ６の両端の軸部２７ａ、２７ｂには、それぞれ
チェーンカップリング３０、３０を介して油圧モータ３
１、３１が連結され、その油圧モータ３１、３１により
送りロータ６が回転駆動されるようになっている。

【００３５】なお、図１において、３２は破砕ローラ３
の周面を囲むように設けられた多孔板のグレートであ
り、このグレート３２の下方に、破砕物の排出口３３が
設けられている。

【００３６】この実施例の破砕装置は上記のような構造
であり、次にその作用を説明する。処理しようとする被
破砕物の形状が比較的小さい場合、図１に実線で示すよ
うにシュート５を上限位置に上昇させ、その状態で被破
砕物をシュート５に投入する。また、揺動アーム２５の
昇降シリンダ２６を作動させて、送りローラ６とシュー
ト５間の距離を被破砕物の大きさに対応するように調節
する。この状態から、被破砕物を送りローラ６でシュー
ト５と破砕ロータ３表面に押し付けながら送りローラ６
を回転させて破砕ロータ３と固定刃４間の破砕位置ａに
送り込む。

【００３７】この破砕装置ａに送られた被破砕物は、破
砕ローラ３に取付けた各破砕刃１８と固定刃５間で剪断
作用により部分的に剪断破砕される。

【００３８】また、細かく破砕された破砕物は、グレー
ト３２の穴を通過して下方に落下し、排出口３３から排
出されるが、グレート３２の穴寸法より大きな破砕物
は、再度破砕され、グレートの穴寸法よりも小さく破砕
された時点で下方に落下する。

【００３９】ここで、破砕装置の処理能力をさらに増大
させたい場合は、破砕ロータ３の各円周溝１４に取付け
る破砕刃１８を複数にし、破砕ロータの１回転中に作用
する破砕刃の数を増加させるようにすればよい。これに
より、破砕ロータ回転当りの破砕の回数が増え、破砕で
きる体積量を増大させることができる。

【００４０】このように、各円周溝１４に複数に破砕刃
１８を取付けても、その各破砕刃１８の回転軌跡は互い
に重なり合うことになるため、固定刃４に対して破砕刃
の回転軌跡形状が全く変化せず、同じ形状の固定刃をそ
のまま使用することができる。

【００４１】一方、破砕ロータ３の外径寸法を超えるよ
うなかさ高い大型の被破砕物を処理する場合は、シュー
ト５を、図１に鎖線で示すように下限位置まで揺動させ
た後被破砕物を投入し、その被破砕物を送りローラ６に
よってフレーム１に設けた隔壁２２に当接するまで送り
込む。

【００４２】この状態から、破砕ロータ３を回転させる
と、被破砕物の上端部だけが破砕刃１８と固定刃４の間
で破砕されるが、次に、油圧シリンダ２１によってシュ
ート５を押し上げていくことにより、破砕ロータ３より
下方にある部分が順に破砕され、シュート５が上昇位置
に達した時点で被破砕物の全体が破砕される。

【００４３】なお、上記の破砕加工において、送りロー
ラ６の周面に先端が鋭利な突起２８、２９を設けたこと
により、送りローラ６が被破砕物を押し付けながら回転
することによって各突起２８、２９の先端に被破砕物に
喰い込んで引っかかり孔を形成する。このため、送りロ
ーラ６は確実に被破砕物を破砕位置に向かって送り出す
ことができ、送りムラによる時間的ロスを少なくするこ
とができる。

【００４４】また、シュートを上下に揺動させて破砕を
行なう場合、シュートが上昇途中の位置にある時は破砕
物が傾いたシュート５の先端側に移動しようとするが、
この破砕物は、シュート先端が嵌合するフレーム１の隔
壁２２によってその動きが止められ、シュート５から下
方にこぼれ落ちることがほとんどない。そして、この破
砕物は、シュート５が上昇位置まで達した時点で固定刃
４を通って破砕位置ａまで送られ、細かく破砕される。

【００４５】ところで、上記の破砕装置において、破砕
の処理速度は大体において送りローラ６の送り出し速度
（回転速度）に比例するが、被破砕物の強度が大きくな
った場合、強度の小さい被破砕物と同じ速度で送りロー
ラ６を回転させると、破砕ロータ３の破砕負荷が著しく
増大し、許容値を超えてしまう場合がある。

【００４６】このため、安定した破砕作業を行なうため
には、被破砕物の強度に合せて送りローラの回転速度を
調整する必要がある。図９は、このような送りローラの
速度調整を自動的に行なえるようにした制御構造を模式
的に示したものである。

【００４７】この制御構造では、送りローラ６を回転駆
動する油圧モータ３１、３１と油圧ポンプ３４とを結ぶ
経路上に、電磁比例式の流量制御弁３５を組込み、その
流量制御弁３５の操作により油圧モータ３１、３１に供
給する油量を調整し、送りローラ６の回転速度を制御す
るようにしている。

【００４８】また、破砕ロータ３を回転駆動する電動機
１２に、負荷電流の変化を検出する電流検出器３６を接
続し、その電流検出器３６と上記流量制御弁３５とを、
アンプやコントローラ等を備えるサーボ機構３７を介し
て接続している。このサーボ機構３７は、電流検出器３
６で検出された電流値の変化とは反比例する大きさの作
動信号を流量制御弁３５に送るようになっており、流量
制御弁３５には、そのサーボ機構３７からの信号を受け
て制御弁を通過する油量を調整するためのサーボバルブ
３８が組込まれている。

【００４９】上記の構造では、破砕中、電動機１２の電
流値を測定し、その電流値の変化に反比例するようにサ
ーボ機構３７により流量制御弁３５のサーボバルブ３８
を制御し、送りローラ駆動用の油圧モータ３１、３１に
供給する油量を調整する。これにより、破砕ロータ３に
おける破砕の負荷が増大したとき、油圧モータ３１、３
１への供給油量が小さくなって送りローラ６による被破
砕物の送り出し量を減少させ、逆に破砕ロータ３の負荷
が小さくなった場合は送りローラ６による破砕位置への
被破砕物の送り出し量が増大して破砕ロータ３による破
砕量を増大させることができ、自動運転により効率的な
破砕作業を続行させることができる。

【００５０】

【効果】以上のように構成したことにより、この発明
は、次のような効果をあげることができる。

【００５１】 破砕ロータに設けた円周溝に破砕刃を
着脱自在に取付けるので、破砕処理能力を簡単に増減さ
せることができ、強度の異なる被破砕物でも効率よく破
砕することができる。

【００５２】 破砕ロータの外周面に形成した多数の
円周溝は、破砕物の逃げ場としても機能し、破砕ロータ
と被破砕物間の摩擦抵抗を減少させることができる。ま
た、回転による円周溝の位相のずれがないため、破砕ロ
ータに加圧された材料が破砕室の端に偏よることがな
い。

【００５３】 送りローラによって被破砕物を破砕ロ
ータに押し付けて連続供給し、しかもその送りローラと
シュートを揺動又は傾動可能にして破砕位置に対して被
破砕物を上下方向に破砕できるようにしたので、かさ高
い大型の被破砕物から小型の被破砕物まで寸法や形状の
異なる被破砕物を確実に破砕することができる。

【００５４】 破砕ロータと送りローラの駆動機の作
動を互いに反比例するように制御することにより、自動
運転を可能にでき、効率的な破砕作業を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の破砕装置を示す縦断正面図

【図２】同上の平面図

【図３】同上のグレートと固定刃を示す平面図

【図４】同上の破砕ロータとその支持構造を示す一部縦
断側面図

【図５】（ａ）は破砕刃と固定ブロックの固定構造を示
す側面図、（ｂ）はその断面図

【図６】送りローラを示す側面図

【図７】送りローラの揺動機構を示す正面図

【図８】同上の縦断側面図

【図９】破砕装置の制御構造を模式的に示す図

【符号の説明】

１ フレーム ２ 破砕室 ３ 破砕ロータ ４ 固定刃 ５ シュート ６ 送りローラ １２ 電動機 １４ 円周溝 １５ 固定ブロック １８ 破砕刃 １９ 溝刃 ２２ 隔壁 ２３、２４ 凹凸溝 ２５ 揺動アーム ２６ 昇降シリンダ ２８、２９ 突起 ３１ 油圧モータ ３５ 流量制御弁 ３６ 電流検出器 ３７ サーボ機構

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 破砕室の内部に、回転する円筒状の破砕
   ロータと、その破砕ロータに取付けた破砕刃との間で破
   砕を行なう固定刃とを設け、その破砕ロータに向かって
   被破砕物を供給するシュート上に、被破砕物を破砕ロー
   タに押し付ける送りローラを設け、上記破砕ロータの外
   周面に複数の円周溝を軸方向に隣接して形成すると共
   に、その各円周溝に破砕刃を着脱自在に取付け、上記固
   定刃には、各円周溝に対向して破砕刃が挿通可能な溝刃
   を連続して設けたことを特徴とする破砕装置。
2. 【請求項２】 上記円周溝を断面Ｖ字形の溝とし、上記
   破砕刃を、そのＶ字形の円周溝にほぼ半分が嵌まり込む
   ４角柱形状の刃としたことを特徴とする請求項１に記載
   の破砕装置。
3. 【請求項３】 上記送りローラを、シュートに対して接
   近離反する方向に移動可能とし、その送りローラの周面
   に、先端に鋭利な喰い込み部を有する複数の突起を設け
   たことを特徴とする請求項１又は２に記載の破砕装置。
4. 【請求項４】 上記シュートを上下方向に傾動可能と
   し、そのシュートの破砕ロータに対する傾斜角度を任意
   に設定できる昇降手段を備えたことを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれかに記載の破砕装置。
5. 【請求項５】 上記破砕室の両側面間に、傾動するシュ
   ート先端の回転軌跡に沿った円弧状の隔壁を設け、その
   隔壁とシュート先端に、互いに相手側へ入り込む凹凸溝
   を設けたことを特徴とする請求項４に記載の破砕装置。
6. 【請求項６】 上記破砕ロータの駆動機と送りローラの
   駆動機を、破砕ロータの駆動機における負荷に反比例し
   て送りローラの駆動機の作動を変化させる制御手段によ
   り接続したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
   に記載の破砕装置。