WO2002034396A1 - Broyeur rotatif - Google Patents

Description

明細書

回転式粉砕機

【技術分野】

本発明は、 例えばプラスチックランナー、 加工屑、 成形不良品等の被粉砕物を 粉砕する回転式粉砕機 （破砕機を含む） に関するものである。

【背景技術】

プラスチックランナー、 スプール等の被粉砕物を固定刃と回転刃との協働作用 にて粉砕する回転式粉砕機は公知であり、 該粉砕物をペレツトにして精密機械の 基板、 自動車用ギヤ等の成形材料として再生利用されている。

従来の回転式粉砕機 （破砕機を含む） は、 ケーシング内の粉砕室に、 ブレード 形 （平板形） の固定刃を装着する一方、 粉砕室に回転自在として軸架したロー夕 —の外周に径外方向に突出する回転爪部を放射状配置に設けて、 該回転爪部と固 定刃との協働作用で被粉碎物を切断 （剪断） し、 粉砕室の下方部にローターの外 周を取り囲むようにして半円弧形状で多数の穴を有するスクリーン部材を装着し ているのが基本型式であった （実公平 2— 4 4 8 5 7号公報、 実公平 2— 1 7 6 3 7号公報参照） 。

従来の回転式粉碎機にあっては、 ロー夕一 （回転刃） の軸心廻りの回転によつ て径外方向に突出した爪部で被粉砕物を引込むとともに固定刃と爪部との接触に よって粉砕 （切断 ·剪断） するものであることから、 固定刃と爪部との接触機会 が切断チャンスとなり、 爪部が放射状配置であることからローター （回転刃） の 周方向全体 （全域） での切断チャンスではなく、 切断チャンスが突出した爪部の 数に制約されていた。

これ故、 粉砕効率を向上するには、 ロー夕 （回転刃） の回転速度を早くしなけ ればならず、 これは騒音 ·振動の要因となっていた。

また、 成形材料として再生利用するには、 粉砕物の粒度分布が重要な要素とな るが、 従来においては細くて長い粉砕物がスクリーンの孔を通過することが多く 、 粉度分布が悪く再生品を成形等するときトラブルの要因となっていた。

特に、 半円弧形状のスクリーン部材の内周面に沿って爪部によって被粉砕物を 持廻すことが多くなつて発熱の原因となるし、 スクリーン部材の孔が目詰まりし 易くなつて、 粉度分布が悪くなるだけでなく、 スクリーン部材、 固定刃等のメン テナンス頻度も多く、 これが粉砕中断となり生産性の低下の要因となっていた。 そこで、 本発明は、 口一夕一の外周に回転刃としての爪部を突出するのではな く、 ローターの外周面に多数の有底穴を列設することによって、 該有底穴の開口 縁を回転刃の刃縁として作用させ、 口一夕一の外周全域に亘つて固定刃と協働し ての切断チャンスとなり、 しかも、 有底穴が粉砕物の粒度調整機能を有すること によってスクリーン部材なしの回転式粉碎機を提供することが目的である。 【発明の開示】

前述の目的を達成するために、 本発明は次の技術手段を講じている。

すなわち、 本発明に係る回転式粉碎機 （但し、 スリツ夕一形は除く） は、 上部 に材料投入口を有しこの材料投入口の下方に連通されて内部に粉砕室を有するケ 一シングと、 前記粉砕室に水平軸心廻りに回転自在として軸架されている口一夕 一と、 を備え、 前記材料投入口に受け入れた被粉碎物を前記粉碎室に備えている 固定刃の刃縁と前記ロー夕一に備えている回転刃の刃縁とで切断するように構成 されており、 前記ローターの外周面上に周方向と軸方向に間隔を有して多数の有 底穴が列設されていてこの多数の有底穴の開口縁が前記回転刃の刃縁とされてい ることを特徴とするものである。

このような構成を採用したことにより、 ローターの外周面に周方向と軸方向に 間隔を有して列設した多数の有底穴の開口縁が回転刃の刃縁となって固定刃の刃 縁との協働作用による切断チャンスが顕著に増大したのである。

これ故、 ローターの回転速度は従来では 3 0 0〜4 0 0 r p mであったのに対 し、 2 0〜4 0 r p mとなって、 騒音 '振動要因が顕著に少なくなつたのであり 、 被粉砕物の口一夕一による持回りも少なくなつて発熱要因も少なくなつたので ある o

更に、 本発明に係る回転式粉砕機は、 前述した口一夕一に列設している多数の 有底穴が、 被粉碎物の粒度調整機能を有しているのである。

このような構成を採用したことによって、 従来、 粒度分布 （粒度調整） のため 不可欠とされていた半円弧形のスクリーン部材を廃止できて発熱の要因をなくす だけでなく、 口一夕一が有底穴の開口縁による刃縁 （刃先） と有底穴に入り込ん だ切断物だけを排出する粒度分布作用を行い、 ここに、 粒度分布も （粒度） も均 一となつて再生利用するときのトラブルも少なくなるのである。

ここで、 粉砕物の粒度は、 有底穴の開口面積、 深さおよびローターの回転数に よって設定される。

また、 前述した構成において、 ローターにはケーシングの上部に形成した材料 投入口において被粉砕物の耝砕と有底穴への入り込みのための爪部を径方向に突 出して備えていることが推奨される。

このような構成を採用したことにより、 材料投入口において被粉砕物を粗砕す るとともに該被粉砕物を投入口において動かすことによって、 有底穴への入り込 みを促して固定刃の刃縁との協働による確実な切断作用を行い、 粒度を均一にす るのである。

ここで、 爪部は従来の口一夕一に突出されていた爪部のように回転刃としての 機能は少なく、 回転刃としての機能は、 専ら、 有底穴の開口縁であることから、 爪部は被粉碎物の投入口においての動き （停留防止） を確保できればよく、 これ 故、 爪部は棒体、 平板等によって構成することもできるのである。

更に、 本発明においては、 爪部は、 口一夕一の軸心方向で間隔を有して備えら れ、 口一夕一の軸心方向中央部位の爪部の回転半径 （突出高さ） が大で、 口一夕 —の軸心方向両端部位の回転半径 （突出高さ） が小とされていることが推奨され る

このように回転半径 （突出高さ） を大小異にする爪部を備えることによって、 材料投入口の全体に亘つて被粉砕物を分散できて、 回転刃としての有底穴の刃縁 と固定刃の刃縁との切断チャンスを確実にするのである。

ここで、 爪部は回転半径 （突出高さ） を同径 （大 ·中 ·小のいずれか） にした ものを採用することも可能であるが、 回転半径を大小 （大，中 .小の 3種類を含 む） 異にするものとすれば、 投入口での被粉砕物の分散が良好となるのである。 また、 本発明においては、 ケ一シングには、 粉砕室の下方部位にてロー夕一の 爪部を案内するための溝を有する円弧形のガイド部材が備えられていることが推 奨される。

このように溝を有する円弧形のガイ ド部材を備えることによって、 細くて長い 材料が不測に排出することはなく、 粒度分布を良好にするのであり、 細くて長い 材料は溝に侵入した爪部によって投入口に持廻されて再度の切断機会を受けるの である。

このガイ ド部材は従来のスクリーン部材の機能はなく、 細くて長い材料の一部 を持廻すだけであることから、 発熱要因となることは少ないのである。

更に、 本発明においては、 前記有底穴の底は、 ローターの回転方向でその深さ が異なる傾斜底とされ、 回転方向先進側が溁く、 後進側が浅くされていることを 特徴とするものである。

このように構成することによって有底穴における粒度調整機能が確実に達成さ れて粉砕物の粒度分布の均一化が図れるのである。

以上のように本発明に係る粉碎機 （破碎機） によれば、 ローターの外周面に多 数列設した有底穴の開口縁を回転刃の刃縁としたことによって、 固定刃の刃縁と の切断機会が多くなり、 所謂連続切断機会となり、 これにより、 切断効率が向上 することから回転数 （速度） を抑えることができ、 これによつて低振動性， 低騒 音性を確保し、 粒度分布も向上する等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図 1】

回転式粉碎機の主要部を示す側断面図である。

【図 2】

正断面図である。

【図 3】

図 1の要部 （切断開始部） の拡大図である。

【図 4】

ロー夕—の一部を示す平面図である。

【図 5】

有底穴の第 1例を示す断面図である。

【図 6】

有底穴の第 2例を示す断面届である。

【図 7】 有底穴の第 3例を示す断面図である。

【図 8】

有底穴の開口形状の変形例 1を示す平面図である。

【図 9】

有底穴の開口形状の変形例 2を示す平面図である。

【図 1 0】

有底穴の開口形状の変形例 3を示す平面図である。

【図 1 1】

回転式粉碎機の一例を示す全体斜視図である。

【図 1 2】

回転式粉砕機の主要部を示す側断面図である。

【図 1 3】

図 1 2の要部の拡大図である。

【発明を実施するための最良の形態】

以下、 図を参照して本発明に係る回転式粉碎機の実施の形態について説明する 図 1 1は粉砕機 1の一例を全体斜視図で示しており、 車輪 2を有する架台 3上 にケ一シング 4が載置固定されていて、 該ケーシング 4の内部には円筒形の粉砕 室が画成されており、 該粉碎室にロー夕一が水平軸心廻りに回転自在として軸架 されている。

すなわち、 図 1および図 2を併せて参照すると、 粉砕室に軸架されている口一 夕一 5は、 主軸 6とこの主軸 6に套嵌されて図ではキ一 7によって装着されてい るリング体 8と爪部 9を有するリング形の粗砕刃 1 0とで構成されていて、 主軸 6の両端部が軸受 1 1によって水平軸心廻りに回転自在としてケーシング 4に軸 架されており、 電動モー夕 1 2の起動力が中継伝動ケース 1 3に内有したギヤ伝 動体又は卷掛伝動体等を介して主軸 6の一端から伝達可能であり、 該ローター 5 の起動 ·停止は制御ボックス 1 4の操作部材 1 4 Aによって制御可能である。 ケーシング 4の上部には上方拡開状とされた材料投入口 1 5が形成されており 、 該投入口 1 5には図 1 1で示す投入シュート 1 6又は必要に応じて付設される 補助シュート 1 7等を介してプラスチクランナー， スプール等の被粉砕物 Aが投 入可能である。

勿論、 シュート 1 6 , 1 7等に代替してコンペャ等によって被粉砕物 Aを投入 口 1 5に供給するようにしても良い。

投入口 1 5の下部は粉砕室 1 8に連通されており、 該投入口 1 5の一側下部乃 至粉碎室 1 8の内面には、 固定刃 1 9が装着されている。

図で示した固定刃 1 9はスぺーサ 2 0の上面に載置されている平板 （プレード ) 形であって、 粉砕室 1 8の全長に亘つて沿接され、 ボルト締結手段 2 1によつ て交換自在に止着されているとともに、 ネジ構造によるアジヤスト手段 2 2によ つて、 固定刃 1 9の刃先 （刃縁） 1 9 Cが粉砕室 1 8に対して進退調整自在とさ れている。

ローター 5の外周面に周方向と軸方向に間隔を有して多数の有底穴 2 3が列設 されており、 図示例では直径 L 1のリング体 8の外周面に開口縁が円形とされた 有底穴 2 3が列設され、 該有底穴 2 3の開口縁で同一円周上に位置する刃縁 2 3 Aを構成しており、 口一夕一 5の軸心廻りに回転 （図 1の矢符： Rが回転方向を示 す） によって前記固定刃 1 9の刃先 1 9 Cと刃縁 2 3 Aとで被粉砕物 Aを切断可 能に構成している。

有底穴 2 3がロー夕一 5の外周面上 （図ではリング体 8の外周面上） に、 周方 向と軸方向とに亘つて列設されていることから、 固定刃 1 9の刃縁 1 9 Cと有底 穴 2 3の刃縁 2 3 Aによる切断チャンスは連続的となり、 口一夕一 5の回転数を 2 0〜4 0 r p mと小さくしても切断チャンスは充分 （増大し） となり、 また、 切断衝撃も少なくなつて、 ここに、 低振動性， 低騒音性を確保しているのである また、 ロー夕一 5が矢符 Rの方向に回転駆動するとき、 投入口 1 5内の被粉砕 物 Aは、 固定刃 1 9によって実質的に堰止められており、 多数列設している有底 穴 2 3の開口縁による刃縁と固定刃 1 9の刃縁とによって切断されて有底穴 2 3 の中に入った切断物だけをロー夕一 5の回転によって下方に排出するものである ことから、 該有底穴 2 3は実質的に粒度調整機能を有し、 その粒度は有底穴.2 3 の開口面積， 深さ， ローター 5の回転数によって設定される。 従って、 本発明にあっては、 外周面に多数の有底穴 2 3を列設しているロー夕 一 5と、 該ロ一夕一 5をこの軸心廻りで回転自在に軸架している固定刃 1 9を有 するケーシング 4と、 を備え、 前記有底穴 2 3の開口縁で同一円周上に位置する 刃縁 2 3 Aを構成しており、 前記ローター 5の軸心廻りの回転によって前記固定 刃 1 9の刃縁 1 9 Cと口一夕一 5の刃縁 2 3 Aとで被粉碎物 Aを切断するように 構成していることが基本形態 （基本構成） であり、 すなわち、 口一夕一 5は穴形 刃物を有することになるから、 切断負荷が分散され動力が軽減されるのである。 また、 口一夕一 5は穴形刃物を有するとともに、 口一夕一 5に列設している多数 の有底穴 2 3が、 被粉砕物 Aの粒度調整機能を有しているのである。

また、 前述した基本形態において、 リング体 8,に主軸 6を串刺し状とて組合せ 、 キー又はスプライン結合によって、 リング体 8を組立分解自在にすることが、 有底穴 2 3の加工性および有底穴 2 3を一度の研磨で組み替えによる二度使用で きる等の観点から有利ではあるものの、 リング体 8と主軸 6とを一体化したロー 夕一 5とすることも可能である。

更に、 図示した実施の形態においては、 前述した基本構成に加えて、 口一夕一 5にはケーシング 4上部に形成した材料投入口 1 5において被粉砕物 Aの粗砕と 有底穴 2 3への入り込みのための爪部 9を備えている。

このように、 口一夕一 5に爪部 9を有する粗砕刃 1 0を備えることによって、 投入口 1 5において被粉碎物 Aを接き込む乃至引き込む等の運動によって動かし 、 有底穴 2 3への入り込みを促進するだけでなく、 該被粉砕物 Aを爪部 9と固定 刃 1 9との協働で粗粉砕するのである。

この場合、 爪部 9はその回転半径 （直径でも同じ） を同一径とした粗砕刃 1 0 を主軸 6上に串刺し状としてキー又はスプラインによって組立分解自在にしても よいが、 図 1で示すように直径 L 2の粗砕刃 1 0 Aと直径 L 3の粗碎刃 1 0 Bの ように軸心方向で間隔を有して回転半径 （直径） を大小異にする粗碎刃 1 0を採 用することが有利である。

また、 粗砕刃 1 0の刃部 9は図 1で示すように周方向で位相をずらすことによ つて、 該刃部 9が固定刃 1 9に嚙込むとき負荷が分散されて有利となる。

口一夕一 5に爪部 9を備えたときには、 固定刃 1 9および図ではスぺ一サ 2 0 に、 爪部 9の通過を許すガイ ド溝 19 A, 19B, 2 OA, 20Bがそれそれ形 成されており、 実施の形態では爪部 9が大小の爪 9 A， 9Bであることから、 ガ イド溝 19 A, 10 B, 2 OA, 20 Bも深さを異にする大小に形成されている 図示の実施の形態では、 図 2で示すように、 直径 L 2すなわち、 直径又は突出 高さが犬の粗砕刃 1 OAをローター軸心方向の中央部位に位置させ、 直径 L 3す なわち、 直径又は突出高さが小の粗砕刃 10Bを軸方向両端部位に位置させ、 口 —夕一軸心中央部での被粉碎物 Aの引込み乃至接込みを促進して投入口 15全体 に亘つて分散効率を高めるようにされている。

但し、 ローター軸心中央部に直径 L 3の粗砕刃 10Bを、 軸方向両端に直径 L 2の粗碎刃 1 OAを配置することでも良い。

口一夕一 5に爪部 9を突出したことにより、 固定刃 19及びスぺーサ 20には それそれガイド溝 19A, 19 B, 2 OA, 2 OBが形成され、 このガイ ド溝を 介して細長い粉砕物が下方に通過するおそれがあることから、 ケーシング 4には 、 ローター 5に備えた爪部 9を案内するための溝 24 Aを有する円弧形のガイ ド 部材 24が備えられている。

ガイ ド部材 24は図 1で示すように左右に分割されていてその分割体 24B, 24 Cがケーシング 4の側壁 4 A， 4 Bにそれそれねじ締結手段 25 A, 25 B によって合わせ面 24Dを突き合わせた状態で取付けられており、 ガイ ド溝 1.9 A, 19B, 2 OA, 2 OBに侵入した細い長尺粉砕物は、 爪部 9によってガイ ド溝 19A, 19 B, 2 OA, 20 Bと周方向で連通する円弧形のガイド部材 2 4の内周側に形成した溝 24 A内において持廻されて再度投入口 15に環流され るのであり、 ここに、 有底穴 23に入り込んだ所定粒径 （粒度） の材料だけが下 方に排出され、 図示省略した受箱等に収容されるのである。

また、 爪部 9の突出高さを異にするときは、 これに応じてガイ ド部材 24の溝 24 Aの深さも異にされているのであり、 いずれにしても爪部 9の先端が溝 24 Aの底に接触せず、 スキマを有していることが望ましい。

固定刃 19と対向する投入口 15の他側には、 被粉砕物 Aの逆流を防止するた めの障壁体 26が備えられている。 図 4〜図 1 0を参照すると、 有底穴 2 3の種々の実施の形態が例示されている まず、 図 4および図 5は、 開口縁が円形でかつ断面が半円弧形の有底穴 2 3が 例示され、 図 6では開口縁が円形で断面台形の有底穴 2 3が例示されており、 こ の図 6においては有底穴 2 3に入り込んだ砕材料を円滑に排出できて有利となる 更に、 有底穴 2 3の断面形状は図 7で示すように三角形でも図示しないが四形 状であっても良く、 また、 有底穴 2 3の開口縁形状は、 図 8で示すように回転方 向に長軸を有する長円形、 図 9で示すように回転方向と交叉する長軸を有する長 円形、 図 1 0で示すように、 長軸を斜め方向とした長円形の組合せの他、 四角形 〜八角形等とすることも可能である。

なお、 図 1〜図 1 0に示した有底穴 2 3はひとつのロー夕一 5には同じ開口縁 形状、 深さのものが多数列設されているのである。

また、 図示では粗砕刃 1 0とリング体 8とを別体として主軸 6に串刺し状に装 着し、 キー又はスプラインで接合することで交換容易性、 加工容易性等を確保し ているが、 粗砕刃 1 0とリング体 8とを一体物としたものでも良い。

図 1 2および図 1 3は、 本発明に係る回転式粉砕機の他の有用な実施形態を示 しており、 基本構成と作用は図 1〜図 1 0と共通するので共通部分は共通符号を 援用し、 以下、 相違点について説明する。

ローター 5の外周面に、 周方向及び軸方向に間隔を有して多数列設した有底穴 2 3は、 その底が口一夕一 5の回転方向で深さを異にする傾斜底とされている。 より具体的には、 回転方向先進側の深さが深く、 後進側が浅く形成しても良い が、 回転方向先進側の深さを浅く、 後進側が深くされた平坦な傾斜底に形成する ことによって有底穴 2 3による切断物 （粉砕物） の粒度調整作用が正確にされて いるのである。

以上の実施の形態は一例であって本発明は種々の設計変更は可能である。 例えば、 図示した障壁 2 6の位置に固定刃 1 9を設けて、 ローター 5を正逆転 切換形式とすることもでき、 このときは、 爪部 9は正逆転に対応すべくその突出 方向の向きを正逆配置とすることができる。 また、 被粉砕物としてはプラスチック等の産業廃棄物の他、 タイヤ等の産業廃 棄物であっても構わない。

【産業上の利用可能性】

本発明は、 プラスチヅクランナ一等を粉砕 （破砕） してペレットとなし得る回 転式粉砕機として有用に利用できる。

Claims

請求の範囲

1 . 上部に材料投入口を有しこの材料投入口の下方に連通されて内部に粉砕室を 有するケーシングと、 前記粉砕室に水平軸心廻りに回転自在として軸架されてい るロー夕一と、 を備え、 前記材料投入口に受け入れた被粉砕物を前記粉砕室に備 えている固定刃の刃縁と前記口一夕一に備えている回転刃の刃縁とで切断するよ うに構成されており、 前記ローターの外周面上に周方向と軸方向に間隔を有して 多数の有底穴が列設されていてこの多数の有底穴の開口縁が前記回転刃の刃縁と されていることを特徴とする回転式粉砕機。

2 . ロー夕一に列設している多数の有底穴が、 被粉碎物の粒度調整機能を有して いることを特徴とする請求項 1に記載の回転式粉碎機。

3 . ロー夕一には、 材料投入口において被粉砕物の粗碎と被粉碎物の有底穴への 入り込みのための爪部が径方向に突出して備えられていることを特徴とする請求 項 1に記載の回転式粉砕機。

4 . 爪部は、 口一夕一の軸心方向で間隔を有して備えられ、 ローターの軸心方向 中央部位の爪部の回転半径が大でローターの軸心方向両端部位の爪部の回転半径 が小とされて投入口全体に亘つて被粉砕物が分散されることを特徴とする請求項 3に記載の回転式粉砕機。

5 . 爪部は、 周方向で位相がずらされていることを特徴とする請求項 4に記載の 回転式粉砕機。

6 . ケ一シングには、 粉砕室の下方部位にてローターの爪部を案内するための溝 を有する円弧形のガイ ド部材が備えられていることを特徴とする請求項 3に記載 の回転式粉砕機。

7 . 上部に材料投入口を有しこの材料投入口の下方に連通されて内部に粉砕室を 有するケ一シングと、 前記粉砕室に水平軸心廻りに回転自在として軸架されてい るローターと、 を備え、 前記材料投入口に受け入れた被粉碎物を前記粉砕室に備 えている固定刃の刃縁と前記ロー夕一に備えている回転刃の刃縁とで切断するよ うに構成されており、 前記ロー夕一の外周面上に周方向と軸方向に間隔を有して 多数の有底穴が列設されていてこの多数の有底穴の開口縁が前記回転刃の刃縁と されているとともに、 有底穴の底は口一夕一の回転方向でその深さが異なる傾斜 底とされていることを特徴とする回転式粉碎機。

8 . 有底穴の傾斜底は、 口一夕一の回転方向先進側が浅く後進側が深く形成され ていることを特徴とする請求項 7に記載の回転式粉砕機。

9 . ローターに列設している多数の有底穴が、 被粉砕物の粒度調整機能を有して いることを特徴とする請求項 7に記載の回転式粉碎機。

1 0 . ローターには、 材料投入口において被粉砕物の粗碎と被粉砕物の有底穴へ の入り込みのための爪部が径方向に突出して備えられていることを特徴とする請 求項 Ίに記載の回転式粉砕機。

1 1 . 爪部は、 口一夕一の軸心方向で間隔を有して備えられ、 口一夕一の軸心方 向中央部位の爪部の回転半径が犬でローターの軸心方向両端部位の爪部の回転半 径が小とされて投入口全体に亘つて被粉砕物が分散されることを特徴とする請求 項 1 0に記載の回転式粉砕機。

1 2 . 爪部は、 周方向で位相がずらされていることを特徴とする請求項 1 1に記 載の回転式粉砕機。

1 3 . ケーシングには、 粉砕室の下方部位にてローターの爪部を案内するための 溝を有する円弧形のガイ ド部材が備えられていることを特徴とする請求項 1 0に 記載の回転式粉砕機。