JPS6141616B2 - - Google Patents

Description

明細書 本発明は回転細断機械用のカツタに関し、また
細断室と、その細断室で同時に逆回転するように
配置された一対の平行カツタ軸と、軸によつて担
持された複数のカツタを有し、少なくとも一方の
軸はその上に確着された少くとも１個のカツタを
有し、室の中へ蔵送り込まれた細断される材料と
協働するように他方の軸のカツタ交差し合つてい
る種類の回転細断機械（以下、“前述の種類の機
械”と称する）に関する。本発明に関するカツタ
はその前縁に沿つた切断刃を備えた少くとも１つ
の放射形突出円囲歯を持つた一般に円板状の本体
を含み、前記本体が前記軸と適合しかつカツタ軸
線を形成する共軸の貫通軸穴をもつ種類のもので
ある。そのようなカツタは“前述の種類のカツ
タ”と称する。

しかし上述の種類の機械は通常細断機あるいは
シユレツダーと称されるが、それらの細断動作は
細断される材料の性質とカツタの設計に大きく左
右される。後者は実際には非常に細かい切断を行
なう。例えば、ガラスは小片につぶされ、一方薄
い金属のような他の一般の材料は破砕により裂け
たりあるいは変形される。細断される材料は最も
通常にはスクラツプか廃棄材料であるが、この機
械は種々の種類の工業的処理の一部としてあるい
は、その準備のために固形材を破砕するのに使用
することもできる。

前述の種類の細断機械の種々の形式は商業的に
用いられ、あるいは提案された。例えば、英国特
許明細書第1315347号には各カツタの１つの歯
が、少くとも45゜の顕著な傾斜をもちかつ45゜以
下の切断角を与えるためにアンダーカツトされて
いるから一つの歯はその切断刃の一端に前端を有
しこれによつて突刺し作動および次いで切断作用
を行なう。英国特許明細書第1310057号には同じ
一般的な種類の細断機械について記述されている
が、対になつた一方のカツタの１つの側面と他の
一つの側面との間で少くとも部分的に作用するこ
とにより材料を細断するために他の軸上の一つの
カツタと協働する各カツタによるものであり、上
記のこれらの面は細断が行なわれる区域内で連続
的に重なり合い関係にある。我々の英国特許明細
書第1454288号は、なお各カツタが、カツタの全
円周近くを回つて延長する２つの輪郭を有する切
断刃部を、１つカツタの各端において、持つと云
う事実により一部特徴づけられた他の機械を述べ
ている。

英国特許明細書第1491611号は、カツタ部分が
スプラインである円筒状軸上に締め付けるために
共に固くボルトどめされた若干個の同一の部分か
らなる細断カツタを述べている。分解されそれか
ら軸から半径方向に取り外すことができる分離あ
るいは多数部分から成るカツタの提供は、他の上
述の明細書に記述された単片型カツタの不便を換
言すればカツタは軸にねじ式に着脱しなければな
らない事、を取り除く。単片カツタでは、軸の一
つの端を露出し次いでカツタと、その端と作用す
るカツタとの間のもしあるとすれば他の構成要素
を取り除くような大操作を伴う。

上述のすべての明細書において、カツタは軸上
に強固に取付けられる。実際に、従来は軸とカツ
タが常に強固なユニツトとなるようにできるだけ
強固に保持されることがのぞましいと考えられて
おり、切断刃が軸に対して固定して方向づけられ
ている。かくして、機械がいわゆる“破砕・停
止”状態を受ける時、たとえば処理しにくい形を
した細断材料がこの細断材料を細分できないカツ
タと衝突するとき、カツタ歯とこの細断材料との
衝撃から生ずる力は機械のギヤーボツクスおよ
び／または他の駆動機構に対して軸を通して伝達
される。我々の係属英国出願番号34262／76の明
細書は、駆動機構の高速度、高慣性部分（駆動モ
ータのロータのような）と、モータからカツタ軸
への駆動を伝達するギヤーボツクスのような低速
部分との間の駆動機構中に介装された自動的に着
脱可能なクラツチを有する前述の種類の細断機械
について記述している。同じ明細書は、どのよう
にこれらクラツチによつて直接あるいは間接に制
御される機械の作動部分が衝撃・停止状態のもと
に、それ自身あるいは互に慣性効果のもとで悪く
ならないように組立てることができることを記載
している。

本発明によれば、前述の種類のカツタにおける
第１の特色はカツタ本体は複数のカツタ本体部材
と、本体部材を合体保持する解除可能な締結手段
を含み、前記本体部材の少なくとも一つは前記歯
を有し、各本体部材は本体周囲から弦状に延長
し、かつ前記軸を係合するための第２表面部分と
接合された２つの第１表面部分を有し、前記第２
表面部分は共に軸穴を有し、前記各第１表面部分
はしかしそれから空間をもつが、平行に、次の隣
接本体部材の平行な対応する前記第１表面部分と
併置されるがこれから隔てられそれによりカツタ
軸線まわり前記歯のついた本体部材の制限された
傾斜運動を許容するように、充分高い衝撃力がそ
の歯に適用されるとき、本体部材の同時瞬間的な
変形によつて前記締結手段はそのような傾斜を許
すように構成される。

生ずる変形の程度は加えられる力によつて変動
するが、一部にはその傾斜および一部には前記変
形から成るカツタ部分のたわみはおよそ数マイク
ロセコンドで達成されこの時間中に、少くとも衝
撃から生ずる歪エネルギの部分を吸収する。さら
に、この締結手段は、互に傾斜しない位置に向つ
て本体部材を戻させる弾性取付手段を含むことが
望ましい。この弾性装置はさらに一層の衝撃エネ
ルギを吸収するために吸収装置として作用しこれ
も前記同様に短時間内に実行される。影響された
歯は衝撃を受けるとたわむことができるから、歯
の損傷の危検は減少される。

本発明によるカツタは破砕停止状態に遭遇する
と直ちに速かに作動するように配置された、着脱
可能なクラツチあるいは他の適当なトルク制限装
置を有する機械に使用されることが好ましい。し
かし、そのような装置の反応時間はイールド（降
伏）するカツタのそれと通常近く同じく短かくな
いから、衝撃力の幾らかは通常カツタ軸に伝えら
れ、そこから駆動機構と他の軸受のような部分に
伝えられる。このイールドするカツタはこれら伝
達された力の大きさを減少し、かくして、機械に
使用される構成部品を軽くおよび／またはより少
数にすることができる。この機械は我々の前述さ
れた明細書第34262／76号に論議された一般的な
種類の望ましいものである。

望ましくは切断歯あるいは各切断歯の切刃はカ
ツタ軸線と実質的に平行であり、たとえば歯は実
質的に傾斜を持たず、上に論じた意味の突き刺し
切断歯でない。

各カツタ本体部材の第２表面部分は少くとも１
つの実質的に平担で弦状に延長する面を含みこれ
ら弦状に延長する面によつて形成された軸穴が多
角形であることが望ましい。軸穴は、実質的に方
形の断面のカツタ軸に適合するためには実質的に
方形であることが望ましい。

本発明の第２の特徴は、前に明細書に書かれた
種類の機械、その各カツタはその第１の特徴をも
つ本発明によるカツタであるものを具備している
ことである。

本発明の単なる実施例を用いその図面を参照し
て以下に本発明を述べる。

第１図は回転式細断機械の第２図の底端から見
た単純化された側正面図である。

第２図は第１図の線−による平面図であ
る。

第３図は本発明によるカツタをつけたカツタ軸
の部分の平面図である。

第４図は第３図の線−による断面図であ
る。

第５図は第４図に似た、しかしカツタ上の衝撃
力の影響を示した部分断面図である。

第６図は１つの可能な変形カツタの軸正面図で
ある。

第１，２図に示された細断機（シユレツダー）
はカツタ箱１１と歯車箱１４が載置された基礎枠
１０を有する。カツタ箱１１は上と下に開かれた
長方形の細断室１２を囲む。装入ホツパ１３はカ
ツタ箱１１の上に取付けられる。室１２と歯車箱
１４を貫通して一対の平行カツタ軸１６，１７が
ある。歯車箱１４上に載置されたモータ１５は、
カツタ軸１７に、支持されるがこの軸とは独立に
回転可能なウオーム歯車２２を駆動するウオーム
２１を支持する従動軸２６をもつクラツチ２０を
駆動する軸１９をもつ。ウオーム歯車２２は駆動
軸上のピニオン２３を介してカツタ軸１６を駆動
し、一方カツタ軸は軸１７上の歯車２５を介して
軸１６上のピニオン２４によつて駆動されるか
ら、軸１７は第１図に矢印で示されるように軸１
６と反対方向に、しかもこの軸よりも低速度で回
転される。

この細断機械は、前述の我々の係属の英国特許
出願第34262／76号に記載されている原理によつ
て構成されることが望ましい。

カツタ軸１６，１７の各々は対向する端壁２
７，２８中の末端軸受内および歯車箱とカツタ軸
それぞれの中央平面（図示せず）内の軸受内に載
置され、カツタ箱を貫通するカツタ軸のその部分
は、第１図に示されるごとく方形の断面である。
各軸１６，１７は軸上に取付けられた６ケのカツ
タ１８を担持し、各カツタは、ホツパ１３から室
１２の中に送られた細断材料で協働するために、
軸１６のカツタが逆回転軸１７のカツタと交差関
係に配置されるように、次のものと等しい量だけ
間隔を保たれる。

カツタ１８の各々は、切断刃を備えた、少くと
も１つの放射状に突き出した周辺の歯をもつた一
般的な円板状本体を含む。さらに各カツタ本体
は、本体周囲から弦状に延びかつカツタ軸と係合
する第２表面部分と接合される２つの第１表面部
分をもち、これによりこれらの第２表面部分はそ
れぞれのカツタ軸が収容される方形かつ共軸の貫
通孔の側部を共に構成する。

この穴は、軸１６あるいは１７に相当する軸と
一致したカツタ軸線をもつ。本体部材の１つの弦
面状等１表面の各々は、他の本体部材の弦状に延
長する第１表面の１つに対応して、間隙をもつ
て、平行に並べられ、２つの本体部材は合体保持
さ解除可能な締結手段により軸上に締結される。
第１，２図の細断機械内に組み込れられたるのが
有利であるこのようなカツタの実施例を下記に述
べる。

第３，４図において、４つの同一のカツタ３
０，３１，３２，３３はこの例では方形断面のカ
ツタ軸１６の部分上に載置される。各カツタ３０
から３３の本体は第１の大型の本体部材３４と、
第２のより小さい部分型本体部材３５を含む。部
材３５は、そのカツタ本体の円筒状外周面５３か
ら延びる第１あるいは外側部分が、表面部分ある
いは面４８に係合する軸により結合された弦状に
延長する平坦な表面をもつ。外側表面部分４３と
４４は、狭い隙間４７をもつて間隔をおかれ、部
材３４のそれぞれの平坦表面４５と４６と平行に
並べられる。その中心がカツタおよび軸の軸線５
４である方形の軸穴の側部は面４８と大型部材３
４の表面４５および４６を接続する３個の弦状に
延長する面４９，５０，５１から成る。

解除可能な締結手段は、本体部材３４内に固定
されかつ一対の表面４３，４５と一対の表面４
４，４６それぞれを貫通するスタツド３８とスタ
ツド３９の形をした細長い一対の締め具を含む。
各スタツドの頭部は区分部分３５の外周表面内の
それぞれの凹み内に位置し、ベルビルワツシヤ４
０，４１を介して凹みの底面上に支えられる。大
型本体部材３４はかくして、スタツドとベルビル
ワツシヤを介して、区分部分３５上に弾力的に取
り付けられる。２つの部材３４と３５は共に向い
合つた平行な平坦な側面５２をもつ平板状本体を
構成する。

カツタはスタツド３８と３９の取外しと２つの
本体部材３４と３５の半径方向外方への引張りに
よつて軸１６から除去される。

各大型本体部材３６は軸５４と平行である単一
の一体造りの放射状に突出した歯３６を持ち、そ
の切断刃３７はカツタの正常回転方向（第４図の
矢印Ｂで示す）における歯の前端において軸線５
４と平行であり、かつ軸１６および分割された部
材の面４８を二分する直径面５６から角Ａだけ方
向Ｂに対して後方に偏位した半径方向面内に存在
する。動作について述べれば、カツタは第１図に
示されるごとく回転され細断される材料はホツパ
１３からカツタに送り込まれ、公知の方法でカツ
タにより砕かれ、室１２の開いた底を通して排出
される。もし細断対象物（例えば、カツタが破砕
できない鉄棒あるいは他の物体）が持ち込まれる
と、駆動機構はしばらく逆に動き、もし対象物が
まだその位置に存在すれば、機械は止められる。
これは図示されない好適な制御システムにより自
動的に達成される。

対象物上のカツタの切断刃３７の衝撃は接線方
向分力Ｆ（第４図）を持つ切断刃３７上の力を生
ぜしめる。正常動作中、切断刃のこのような力は
切断刃が細断される材料と接触するに到ると発生
するがカツタは第４図に示される相対的な配置に
おいて締着されたカツタ本体部材と共に回転し続
ける。しかし、もし例えば対象細断材料上の切刃
３７の衝撃によつて、力Ｆがベルビルワツシヤ４
０，４１の適当な強さを与えることにより予想さ
れることができる値より大きくなれば、この力
は、ワツシヤ４１の強さに打ち勝つ本体部材上を
後向きの反転運動を起こし、部材３４を分割され
た部材３５に対し制限された傾斜運動を起こさせ
る。数マイクロセコンドの数値内に起るこの傾斜
運動は第５図（幾らか誇張されて）に示される。
ワツシヤ４０は、スタツド３８の頭部と対応する
凹み４２の底部との間に力を働かせることを続け
るような機能をもつ。

カツタの軸穴５７（面４８から５１で示され
る）は、締りばめではなく、軸１６上に密接した
滑りばめである。カツタ本体部材３４の傾斜動作
はかくして、多くのエネルギが瞬間的変形による
歪エネルギとして衝撃停止状態が消滅されたもと
での力Ｆにより伝えられるために面４９〜５１の
付近中の後者の幾らかの同時に起る弾性変形を伴
う。第５図には面４９〜５１はそれらの変形をあ
らわさずに図式に示されている。軸１６の回転が
逆になりおよび／または力Ｆがさもなければ除去
されるとすぐに、例えば細断材料の除去により、
本体部材３４は、第４図に示されるように部材３
５と正常な位置関係に自動的に戻される。

第６図において、この発明によるカツタの一つ
の変形された構成の実施例を示す。第６図のカツ
タはその２つの同一の本体部材６０の各々に形成
された１つの歯３６を持つ二枚歯カツタである。
本体部材６０はこれらの凹所４２内のベルビルワ
ツシヤにより弾力的に取付けられたスタツド３
８，３９によつて方形軸１６の周囲に締結される
よう配置され、この目的のためにこの特定の実施
例中の各本体部材６０は、互に直交しかつ破砕停
止状態のもとで他方に対し部材６０の１つのどれ
かの傾斜を許容するためにそれらの間で向合つた
直径上の隙間６３をこの場合一対の弦状面６２に
対し45゜をなす２つの軸係合面６１を持つてい
る。スタツド３８の軸部はこの実施例において部
材６０の１方の中に取付けられ、スタツド３９の
それは他方の中に取付けられる。

第６図は、第４と５図のごとく単一ワツシヤの
代りに一対のベルビルワツシヤ６４により載置さ
れた相互の締結スタツド３８，３９を示す。いず
れかの実施例か、または、実際に、ベルビルワツ
シヤの形の弾力的取付手段をもつた本発明による
カツタの他のどの実施例においても、後者は単一
あるいは２ケ以上の群を与え得ることは理解され
るであろう。さらに後者の場合において、それら
は第６図のごとく背後から背後に配置され、例え
ば直列にあるいは上下に重ね、例えば平行にであ
る。

しかし第６図は、２ケのカツタ本体部材６０の
間の隙間６３により形成された直径平面６５と一
致した対角平面を有する軸１６を示し、後者の
各々は、２つの凹所を形成し、その凹所は直径平
面６５により２分された軸の２つの側部と平行で
あり、軸の断面に対応する方形軸穴を形成するよ
うに構成される。

さらに、締結手段（例えば、面４３，４４；４
５，４６；あるいは６２）と組合わされた各カツ
タ本体部材の２つの弦状に延長する表面は共通平
面内に存在すると云うことは本質的なことではな
い。従つて、例えば第４図において、部材３５
は、面４８と垂直で、かつ第４図における部材３
４の面５１に接している軸の側面と係合する第２
係合面を形成することが可能である。それ故、面
４４は、部材３４を修正することにより、この第
２係合面と連続する。そのように配置はカツタ毎
の歯３６の数に関係なく便宜であるが、もし例え
ば３個のように奇数を提供することが望まれれば
特に有用となるであろう。

カツタの締結手段は、ネジ山のあるスタツドが
示されているが必ずしもスタツドで構成する必要
はなく、或は別個のナツトをともなつたボルトも
締結の便宜な形である。のぞましくは、締結は、
任意公知の形式で振動あるいは他の類似の原因に
よる機械の操作中にスタツドボルトあるいはナツ
トの回軸に抵抗するために適当な固定装置が備え
られる。

ベルビルワツシヤがスタツド３８，３９の頭部
の下に介装される代りに、面４５，４６上に直接
支えられるために面４３，４４中の凹所に載置さ
れることができることも考えられる。さらにコイ
ルばねがベルビルワツシヤの代りに適用しうる。

本発明によるカツタにおいて、切断歯は、適当
な手段により、本体部材に取付けられた別個の部
材とすることもできる。

機械それ自身は、クラツチを備えたり、持たな
かつたりする。カツタ軸は種々の速度において回
軸するように配置されるか配置されなかつたり、
カツタ軸は１つの共通水平面内にそれらの軸線を
もち、各軸上のカツタ数の任意所望に従つて選ば
れ、なお細断のため、細断後のその収集のための
適当な装置が与えられる。

第３，４図において、各カツタは、切断刃３７
が螺旋を形成するために、同じ軸上の次のものに
対し90゜偏位されて示されている。しかしカツタ
は任意の相対的向き、例えば角変位は、機械の特
別な使用目的により、方形の軸穴の一方の側を２
分する１つの直径平面に０゜から60゜の角度で傾
斜した半径方向表面によつて各歯の切断刃が交差
されることに合致した状態を受けるように選ば
れ、この角度はカツタの意図する回転方向に切断
刃の前方で形成される。例としてこの状態は事実
第４図において50゜の角Ａが切断刃３７の前方に
形成されていることが見られる。また、軸穴が方
形である場合この状態は満足され、カツタはこれ
らを収容するために周囲を囲んだ充分な空間の存
在が調和することにより、任意の歯数を提供でき
る。

各カツタは、特に大型のカツタが要求される極
めて大型の機械において使用されるために、２つ
以上の本体部材を含むこともできる。例えば、そ
のようなカツタの構造は、第６図に示されるそれ
の直接適用型であるが、しかし各本体部材上の１
つの歯を有し、また本体部材の数による角度に対
する半径方向内に存在する各本体部材の２つの表
面６２を有している。ここでは再び上述の状態
が、もし軸穴が方形であるならば、満足されなけ
ればならない。

また、隣接したカツタ本体部材間の弾性取付手
段（ベルビルワツシヤのような）の装着は高度な
有利性があるがもしそれが省略された場合他方の
本体部材に対する一方の本体部材の傾斜と弾性変
形は、衝撃停止あるいは他の例外的な衝撃状態の
もとで、衝撃により開放されたエネルギの部分の
これに伴う速かな吸収も実施できることが理解さ
れる。

方形断面のカツタ軸の使用は望ましいが、軸は
実際にはどのような断面でもよく、例えば円筒形
あるいは六角形でもよい。本発明によるカツタ
は、かくして、従来の設計の現存する機械の単片
カツタに対する置き換えとして提供することもで
きる。如何なる軸断面の場合においても、（もし
カツタの両部分が取り外しできるように造られて
いれば）、軸の最大断面寸法が軸穴を横切る２つ
の隙間の端部を連結する平面の方向において、こ
れらの端部間でその距離より大きくない軸に対す
る位置に、カツタの２つの部分の間の４７または
６３のような各隙間を提供する必要がある。もし
軸が円筒状であれば、適合した確実な鍵かけ装置
が軸とカツタ部材の少くとも１つとの間に提供さ
れなければならない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 細断室１２、該細断室内に同時に逆回転する
   ように配置された１対のカツタ軸１６，１７およ
   び該軸により支えられた一般に円板状の複数のカ
   ツタ１８を有する回転式細断機械用カツタであつ
   て、該軸の少なくとも１つはその軸に確実に付け
   られた１つ以上の該カツタを有し、また１つの軸
   のカツタは、細断室内に送り込まれた切断材料中
   で協働するために、他の軸のカツタに挾まれてお
   り、該カツタは複数の本体部材３４，３５および
   該本体部材を一緒に保持する解除可能な締結手段
   ３８，３９よりなる本体を有し、該本体部材の少
   なくとも１つは前縁に沿つて切断刃を備えた少な
   くとも１つの放射方向に突出する周辺歯３６を有
   し、そして該本体は前記軸を適合して収容するた
   めの共軸の通し軸穴を限定しかつカツタの軸心を
   限定するものにおいて、各カツタ本体部材は本体
   周囲から弦状に延長し、かつ前記軸を係合するた
   めに第２表面部分４８，４９，５０，５１に接続
   した２つの第１表面部分４３，４４；４５，４６
   を有し、該第２表面部分は共に軸穴を限定しまた
   各前記第１表面部分は次の隣接する本体部材に対
   して平行に並列されるが、これらが間隔を置いて
   配置され、それにより、十分に高い衝撃力が歯に
   かかつた時、本体部材の同時の瞬間的な変形でカ
   ツタ軸心５４のまわりで歯のある本体部材の制限
   された傾斜運動を許容するために前記締結手段が
   そのような傾斜を許容するように使われることを
   特徴とする回転式細断機械用カツタ。 ２ 締結手段が、複数の本体部材３４，３５を互
   に傾斜しない位置に戻す弾性取付手段４０，４１
   を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のカツタ。 ３ 締結手段が、複数の細長い締結具を含み各取
   付具がそれを共に保持する２つの本体部材の１つ
   に付けられ、これら本体部材の一対の並置された
   第１表面部分を貫通し、取付手段が他方の本体部
   材上に各締結具を取付ける弾性要素を含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のカツタ。 ４ 各カツタ本体部材の第２表面部分が少くとも
   １つの実質的に平坦な弦状に延長する面を有し、
   カツタ本体部材のこれら平坦な面が多角形の前記
   軸穴を共同して限定することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載の
   カツタ。 ５ ２つの前記本体部材を特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載のカツ
   タ。