JPH1043617A - 破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被砕物の種類や大きさの違いにより破砕装置
のカッタにかかる負荷を適切に判断し、負荷に適した運
転速度を自動的に選択し、過負荷の場合は停止させて、
重大な故障を回避しかつ低騒音低振動で効率の良い破砕
作業を実現する破砕装置の提供。 【解決の手段】 破砕装置は被破砕物を破砕するための
カッタと、このカッタを駆動するカッタ駆動モータ３
と、被破砕物を投入する投入口を備えカッタとカッタ駆
動モータを収納する破砕装置本体を有し、更にカッタ駆
動モータ３と電源１の間に設けられたモータ駆動回路２
と、カッタ駆動モータ３への入力電流を検出する電流検
出器４と、検出された電流値に基づきモータ駆動回路２
を制御する制御回路５を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は産業廃棄物特に花、
草木等の植物の被砕物をチップ状に破砕して廃棄処理す
る破砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に花屋等において、不要になった
花、草木等の植物は、そのまま又は二つ折りにされて廃
棄されているのが現状である。しかしながら、特に生け
花用の花木等のように長く堅い幹や枝を有するものは、
そのまま廃棄しようとすると、ごみ収集用のビニール袋
を突き破ってしまう等、廃棄の際の取り扱いが非常に面
倒なものである。また、ごみの減量化が各自治体から要
請されており、一部には事業ごみの有料化が現実のもの
となり、ごみの嵩を減らすことが急務と考えられてい
る。更に、植物ごみを堆肥化して処理する場合でも、長
いままの枝や茎は分解しにくいが、破砕処理により堆肥
化の進行が促進されることが知られている。

【０００３】特開平８−５２３７４号公報は、産業廃棄
物、特に花、草木等の植物を細かく破砕して廃棄処理す
る破砕装置を提案している。該公報記載の破砕装置は、
被砕物投入口から投入された被砕物を、装置に内蔵され
たカッタによって細かく破砕するようにしたものであ
り、特に花屋の店頭等の狭い場所での使用に適した構造
を有している。この破砕装置の本体内には、被砕物を破
砕するためのカッタと、該カッタを駆動するためのカッ
タ駆動モータとが内蔵され、また該被砕物を投入する投
入口が備えられている。また平坦な上部天板の後端が装
置本体の後端に揺動自在に取付けられ、内部の清掃やカ
ッタ部分のメンテナンスを行う際には天板を中心とした
上部部材を後方に開けることができる。被砕物の投入口
は天板下方で装置本体の前面に設けられ、投入口は下端
を装置本体に揺動自在に取り付けられたトレーカバーで
覆われており、被砕物の投入に際してはトレーカバーを
手前に引くことにより投入口が現れる。この破砕装置の
天板は、通常の作業テーブルとほぼ同一の高さに設定さ
れ、破砕装置を使用しない時は作業テーブルとしても使
用可能である。また、天板の開閉に感応してカッタの回
転を停止する安全手段も備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】該公報記載の破砕装置
のカッタ駆動モータは、カッタを所定回転数で駆動して
おり、堅い被破砕物が投入されてカッタ駆動モータに過
負荷が作用したときは、モータへの通電が遮断されてモ
ータの焼き付きが防止される。従って被破砕物が極めて
軟質であれば、カッタ駆動モータのトルク過多となって
モータ性能を効率的に利用することにはならず、被破砕
物が堅すぎる時はモータの回転が直ちに停止し、破砕作
業の中断が生じる。

【０００５】このような不都合を改善するために、カッ
タ駆動モータを低速と高速の２段変速で運転させること
が考えられる。しかし２段変速の場合、作業者が被砕物
の種類や大きさを目視や手触りにより高速運転にするか
低速運転にするか判断し、手動のスイッチ操作により切
換える作業が必要となる。従って、未熟な作業者の場
合、瞬時にこうした判断を行い適切な運転速度を選択す
るのは困難である。例えば、低負荷（被砕物が薄い物や
小さな物または軟質の場合）の時に低速運転をして効率
の悪い作業をしたり、逆に高負荷（被砕物が堅い物や大
きな物の場合）の時に高速運転をして、駆動モータに負
荷をかけすぎて故障を誘発させることが考えられる。一
般的に駆動モータを過負荷にしたまま運転を続けると、
駆動モータの焼け付き、過負荷継電器のトリップなどを
引き起こし、作業を中断せざるを得ない状態になる。そ
してたとえ重大な故障に至らなくても、騒音を発した
り、振動の原因となる。店舗等で破砕装置を使用する場
合は、こうした騒音や振動は好ましくない。

【０００６】また、花や草木等の植物ごみの他に針金等
の異物が混入したり、作業者が誤って鋏等を落としてし
まうこともある。そうした金属の異物はカッタを損傷し
たり、重大な事故を誘発する可能性が高い。

【０００７】そこで本発明は、被砕物の種類や大きさや
堅さの違いにより破砕装置のカッタにかかる負荷を適切
に判断し、自動的に負荷に適した運転速度を選択し、あ
るいは過負荷の場合は自動的に運転を停止させて重大な
故障を回避し、かつ低騒音、低振動で効率の良い破砕作
業を実現する破砕装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による破砕装置は、破砕物を破砕するための
カッタと、該カッタを駆動するためのカッタ駆動モータ
と、該被砕物を投入する投入口を備え該カッタと該カッ
タ駆動モータを収納する装置本体とを有する破砕装置に
おいて、該カッタ駆動モータ３と電源１の間に接続され
たインバータよりなるモータ駆動回路２と、該カッタ駆
動モータ３の入力電流を検出するために該モータ駆動回
路２と該カッタ駆動モータ３の間に接続された電流検出
器４と、該モータ駆動回路２の周波数と電圧を制御する
ために該電流検出器４と該モータ駆動回路２に接続され
た制御回路５とを有し、該制御回路５は、該カッタ駆動
モータが高速モードで運転中に該電流検出器４から出力
された検出値（Ｉ）が第１所定値（ＨＩ）を越える時に
は該カッタ駆動モータを低速モード（ｆ１）に切換えて
運転させ、該カッタ駆動モータが低速モードで運転中に
検出値が第２所定値（ＲＨＩ）以下の時は該カッタ駆動
モータを高速モードに切換えて運転させ、該カッタ駆動
モータが低速モードで運転中に検出値が第３所定値（Ｌ
Ｉ）を越える時には該カッタ駆動モータを逆転低速モー
ドで運転して停止するように該モータ駆動回路２を制御
する破砕装置を提供している。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による破砕装
置について図１乃至図８に基づき説明する。図１におい
て、電源１にはインバータよりなるモータ駆動回路２が
接続され、モータ駆動回路２には被破砕物を破砕するた
めの図示せぬカッタを駆動するためのカッタ駆動モータ
３が接続されている。またカッタ駆動モータ３とモータ
駆動回路２の間には、カッタ駆動モータ３への供給電流
を検出する電流検出器４が接続されている。また、電流
検出器４からの検出値を受信し、該検出値に基づいてモ
ータ駆動回路２の周波数と電圧を制御する制御回路５が
電流検出器４とモータ駆動回路２に接続して設けられて
いる。

【００１０】電源１は、通常は家庭用交流電源が使用さ
れる。図示せぬ破砕用カッタは、カッタ駆動モータ３に
直接、又は公知のギヤ・システムを介して接続されてい
る。電源１を除き、上記構成は箱形の図示せぬ破砕装置
本体に収納されている。制御回路５は、運転・停止切替
えスイッチ６が接続されており、これらスイッチは破砕
装置本体の壁面に設けられている。

【００１１】図２に示されるグラフは、モータ駆動回路
２の出力周波数（横軸）と出力電圧及びトルク（縦軸）
の関係を示しており、周波数ｆ₁までは電圧対周波数の
比Ｖ／ｆは一定であり、従ってカッタ駆動モータ３のト
ルクも一定に保たれる。周波数ｆ₁から周波数ｆ₂にかけ
ては、出力電圧は一定に制御される。すなわち、周波数
の上昇につれて駆動モータ３のトルクは低下し、回転数
は増加することになる。

【００１２】図３に示されるグラフは、モータ駆動回路
２の出力周波数をｆ₁およびｆ₂とした場合の、駆動モー
タ３のトルク（縦軸）と回転数（横軸）の関係を示して
いる。また図４に示されるグラフは、カッタ駆動モータ
３のトルク（横軸）とカッタ駆動モータ３への供給電
流、つまり負荷電流（縦軸）の関係を示しており、上述
した電流検出器４は、この負荷電流を検出するためのも
のである。図３および図４における、ＨＩは第１所定値
である高速運転モード許容電流値、ＬＩは第２所定値で
ある低速運転モード許容電流値、ＲＨＩは第３所定値で
ある低速運転モード下限許容電流値をそれぞれ示してい
る。

【００１３】次に本実施の形態による破砕装置のカッタ
駆動モータ制御プロセスについて図５乃至図８のフロー
チャートに基づいて説明する。制御が開始されると、ス
テップＳ１において、装置の運転・停止切替えスイッチ
６が運転位置にあるか否かが判定される。運転位置（Ｓ
１：Ｎｏ）になければＳ１の判断が繰り返し実行され、
運転位置にあれば（Ｓ１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２の高
速運転モードの制御ルーチンに進む。

【００１４】図６に示される高速運転モードＳ２では、
ステップＳ１０において高速運転モードへの切替えがな
され、ステップＳ１１で、切替え起動の後、０．５秒間
だけ待ち時間が与えられる。待ち時間を設けたのは、過
渡的な電流の増減によって引き起こされる不要なハンチ
ングを防止するためである。次にステップＳ１２におい
て、カッタ駆動モータ３への供給電流Ｉ（負荷電流）が
高速運転モード許容電流値ＨＩより大きいか否かが判断
される。供給電流Ｉが高速運転モード許容電流値ＨＩ以
下なら（Ｓ１２：Ｎｏ）、ステップＳ１３に移行し、運
転・停止切替えスイッチ６が停止位置にあるか否かが判
定される。停止位置にないなら（Ｓ１３：Ｎｏ）、ステ
ップＳ１２に戻り同様な処理が繰り返されてカッタ駆動
モータ３は高速で運転され、高速の破砕が継続される。
一方運転・停止切替えスイッチ６が停止位置にあるなら
（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４でカッタ駆動モー
タ３の運転が停止される。

【００１５】一方ステップＳ１２において、供給電流Ｉ
が高速運転モード許容電流値ＨＩより大きいなら（Ｓ１
２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３の低速運転モードに進む。
具体的には、破砕装置が高速モード（図３の曲線ｆ₂に
対応）で運転中に、例えば松のような負荷の大きな花ご
みが投入口より投入されると、カッタには大きな回転抵
抗が作用する。すると、カッタの駆動モータ３への負荷
電流が増大し、高速運転モードのしきい値である高速運
転モード許容電流値ＨＩを越える結果となる。この時点
で、運転モードは高速モードから低速運転モード
（ｆ₁）へ切替えられるのである。

【００１６】図７に示される低速運転モードの制御プロ
セスでは、ステップＳ２０において、低速運転モードへ
の切替え起動が実行され、ステップＳ２１で、切替え起
動の後、０．５秒間だけ待機される。待ち時間を設けた
のは、上述したように、過渡的な電流の増減によって引
き起こされる不要なハンチングを防止するためである。
次に、ステップＳ２２において、カッタ駆動モータ３へ
の供給電流Ｉ（負荷電流）が低速運転モード許容電流値
ＬＩより大きいか否か判定される。供給電流Ｉが低速運
転モード許容電流値ＬＩ以下なら（Ｓ２２：Ｎｏ）、ス
テップＳ２３に移行して供給電流Ｉ（負荷電流）が低速
運転モード下限許容電流値ＲＨＩより小さいか否か判定
される。供給電流Ｉが低速運転モード下限許容電流値Ｒ
ＨＩより大きい場合には（Ｓ２３：Ｎｏ）、ステップＳ
２４において停止スイッチ６が操作されたか否かが判断
される。停止スイッチが操作されていなければ（Ｓ２
４：Ｎｏ）ステップＳ２２に戻り、同様な低速運転モー
ドが実行され、投入口から順次投入された被破砕物は低
速で破砕される。また停止スイッチが操作されていれば
（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２５でカッタ駆動モー
タ３の運転が停止される。

【００１７】一方ステップＳ２３において、供給電流Ｉ
（負荷電流）が低速運転モード下限許容電流値ＲＨＩよ
り小さいと判断されたときは（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、ステ
ップＳ２６に進み、２秒間だけ待つ。ここで待ち時間を
設けたのは、負荷状態の継続を２秒間確認し、低速・高
速モードの頻繁な切換を防止するためである。その後、
ステップＳ２７で再度、供給電流Ｉが低速運転モード下
限許容電流値ＲＨＩより小さいか否か判定される。小さ
いなら（Ｓ２７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２の高速運転モ
ードへ進み、上述した図６の高速運転モードが実行され
る。即ち低速運転モード（ｆ₁）の状態で、軟質な被破
砕物が投入されたときは負荷が軽減されるので、検出値
Ｉはしきい値ＲＨＩ以下となるので、インバータ出力を
低速運転モード（ｆ₁）から高速運転モード（ｆ₂）へ切
替え、軟質材料に対して効率的な破砕を行う。しかしＩ
がＲＨＩより大きいときは（Ｓ２７：Ｎｏ）、ステップ
Ｓ２４に戻り、低速運転モードが継続される。

【００１８】また上述したステップＳ２２の判断におい
て、供給電流Ｉが低速運転モード許容電流値ＬＩより大
きいなら（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、ステップＳ４へ進み、図
８のフローチャートに示される異物かみ込み停止モード
の制御プロセスが実行される。即ち低速運転モード実行
中に、極めて堅い物体が投入口から投入されたときに
は、負荷が飛躍的に増大し、負荷電流が低速運転モード
のしきい値である低速運転モード許容電流値ＬＩを越え
る結果となる（図３参照）。この状態が「異物かみ込
み」状態と判断され、駆動モータを逆転させ、停止させ
る制御がなされる。

【００１９】具体的には図８に示される異物かみ込み停
止モードの制御プロセスでは、ステップＳ３０におい
て、カッタ駆動モータ３の運転を停止させ、続いてステ
ップＳ３１にて、カッタ駆動モータ３を低速で逆転運転
する。そして、ステップＳ３２でカッタ駆動モータ３へ
の供給電流Ｉが低速運転モード許容電流値ＬＩより大き
いか否かが判定される。供給電流Ｉが低速運転モード許
容電流値ＬＩより大きいなら（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、カッ
タ駆動モータ３の逆転によっても異物がカッタから離反
せず排出されなかったことを意味するから、ステップＳ
３３において、カッタ駆動モータの駆動が停止される。
そして、破砕装置本体に回動自在に取り付けられた図示
せぬ天板やトレーカバーを開いて異物を取り除く。な
お、カッタ駆動モータは装置本体に配置された図示せぬ
ノブと接続されており、手動でノブを回転させて、カッ
タ駆動モータを逆転させることが可能である。

【００２０】一方ＩがＬＩより小さいなら（Ｓ３２：Ｎ
ｏ）、異物がカッタから分離したことを意味するからス
テップＳ３４に進み、逆転運転起動後５秒間経過したか
が判定される。経過していなければ（Ｓ３４：Ｎｏ）ス
テップＳ３２に戻り同様な処理が繰り返される。５秒間
経過していれば（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、ステップ８０７で
駆動モータ３を停止させ、カッタから離反した異物を取
り除けば良い。待ち時間を５秒としたのはこの時間逆転
させれば、噛み込まれた異物がカッタから取り除くこと
ができるからである。

【００２１】なお本発明による破砕装置は、上述した実
施の形態に限定されるものではなく特許請求の範囲に記
載された範囲で種々の変更が可能である。例えば、装置
本体の天板や投入口付近のトレーカバー等の構成は特開
平８−５２３７４号公報記載の構成を採用することがで
きる。

【００２２】

【発明の効果】上記したように、本発明による破砕装置
は、回転するカッタへの負荷、すなわちカッタ駆動モー
タへの負荷の大小により、回転数を自動的に切替えて被
砕物に適したトルクと回転数でカッタを作動させること
ができる。つまり、低負荷時は高速回転で低トルクの運
転に、また高負荷時は低速回転で高トルクの運転に自動
的に切替えられるので、被破砕物の堅さに応じて効率的
な破砕が可能となる。また、カッタ駆動モータの駆動制
御のためにインバータを用いているので、始動電流の低
減や、始動時の騒音を低下させ、高負荷が作用している
時に低速運転となるので、振動も比較的低いレベルに保
つことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による破砕装置の制御回路
を示すブロック図。

【図２】モータ駆動回路の出力周波数と出力電圧及びト
ルクの関係を示すグラフ。

【図３】モータ駆動回路の出力周波数をｆ₁（低速運転
モード）及びｆ₂（高速運転モード）とした場合のカッ
タ駆動モータのトルクと回転数特性を示すグラフ。

【図４】カッタ駆動モータのトルクとカッタ駆動モータ
への供給電流（負荷電流）の関係を示すグラフ。

【図５】本発明の破砕装置の制御回路の制御プロセスを
示すフローチャート。

【図６】図５のフローチャートのサブルーチンである高
速運転モードの制御プロセスを示すフローチャート。

【図７】図６のフローチャートサブルーチンである低速
運転モードの制御プロセスを示すフローチャート。

【図８】図７のフローチャートのサブルーチンである異
物かみ込み停止モードの制御プロセスを示すフローチャ
ート。

【符号の説明】

１ 電源 ２ モータ駆動回路 ３ カッタ駆動モータ ４ 電流検出器 ５ 制御回路 ６ 運転・停止切替えスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被砕物を破砕するためのカッタと、該カ
   ッタを駆動するためのカッタ駆動モータと、該被砕物を
   投入する投入口を備え該カッタと該カッタ駆動モータを
   収納する装置本体とを有する破砕装置において、 該カッタ駆動モータと電源の間に接続されたインバータ
   よりなるモータ駆動回路と、 該カッタ駆動モータの入力電流を検出するために該モー
   タ駆動回路と該カッタ駆動モータの間に接続された電流
   検出器と、 該モータ駆動回路の周波数と電圧を制御するために該電
   流検出器と該モータ駆動回路に接続された制御回路とを
   有し、 該制御回路は、該カッタ駆動モータが高速モードで運転
   中に該電流検出器から出力された検出値が第１所定値を
   越える時には該カッタ駆動モータを低速モードに切換え
   て運転させ、該カッタ駆動モータが低速モードで運転中
   に検出値が第２所定値以下の時は該カッタ駆動モータを
   高速モードに切換えて運転させ、該カッタ駆動モータが
   低速モードで運転中に検出値が第３所定値を越える時に
   は該カッタ駆動モータを逆転低速モードで運転して停止
   するように該モータ駆動回路を制御することを特徴とす
   る破砕装置。