JP2003010719A - 破砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 破砕機において、破砕対象のワークの回転刃
に対する押付け力の変動幅を縮め、破砕粒度の均一性の
改善を図る。 【解決手段】 供給筒２は、先端の開口部を回転刃３の
外周面に向けて配置され、破砕対象のワーク１を回転刃
３に導く。供給筒２の先端の下部近傍には固定刃７が設
けられている。供給筒２内にはプランジャー６が収容さ
れている。供給筒２の後方には、第一エアシリンダー２
１が接続され、第一エアシリンダー２１の後方には、更
に第二エアシリンダー２２が接続されている。第二エア
シリンダー２２は第一エアシリンダー２１よりも大きな
駆動力を備えている。ワーク１を供給筒２の先端側に寄
せ集める際には、第二エアシリンダー２２を用いて高速
でプランジャー６を前方に駆動する。ワーク１を破砕す
る際には、第一エアシリンダー２１を用いて適正な力で
ワーク１を回転刃３に対して押し付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムやプラスチッ
ク廃棄物などを細かく破砕する際に使用される破砕機に
係る。

【０００２】

【従来の技術】図５及び図６に、従来の破砕機の一例を
示す。

【０００３】回転刃３は、円筒状の形状を備え、その外
周面に多数の切刃が配列されている。回転刃３は、矢印
の方向に回転駆動される。供給筒２は、先端の開口部を
回転刃３に向けて配置され、破砕対象のワーク１を回転
刃３に向けて導く。供給筒２の先端部の下側には、外周
面との間に僅かなクリアランスを介して、固定刃７が設
けられている。

【０００４】供給筒２内にはプランジャー６が収容され
ている。プランジャー６は、エアシリンダー８によって
供給筒２内で往復駆動される。加圧源（図示せず）から
供給される加圧空気は、減圧弁１０及び切換弁９を介し
てエアシリンダー８に供給される。プランジャー６の往
復運動は、切換弁９を切り換えることにより、エアシリ
ンダー８のピストンロッドを前進または後退させること
によって行われる。

【０００５】図中、１１はエアシリンダー８が後退限に
到達したことを検知する第一センサー、１２はエアシリ
ンダー８が前進限に到達したことを検知する第二センサ
ーである。切換弁９は、制御装置（図示せず）により、
第一センサー１１及び第二センサー１２からの出力信号
に基づいて切り換えられ、プランジャー６を往復連動さ
せる。なお、図５はプランジャー６が後退するときの切
換弁９の位置を、図６はプランジャー６が前進するとき
の切換弁９の位置を、それぞれ表している。

【０００６】次に、この破砕機の運転方法について説明
する。

【０００７】先ず、図５に示すように、プランジャー６
を後退させた状態で、破砕対象のワーク１がホッパー５
から供給筒２内に投入される。次いで、図６に示すよう
に切換弁９が切り換えられ、供給筒２内でプランジャー
６が前進を開始する。ワーク１は、プランジャー６によ
って供給筒２の先端側に寄せ集められる。ワーク１は、
回転刃３に対し押し付けられて破砕された後、回転刃３
の回転に伴い、回転刃３と固定刃７との隙間に引き込ま
れ、更に、細かく破砕された後、容器１９の下方に落下
して、回収される。

【０００８】（従来の破砕機の問題点）上記のような従
来の破砕機では、次のような問題があった。

【０００９】即ち、ワーク１を回転刃３に押し付けて破
砕する際、ワーク１が回転刃３に接触し始めた比較的初
期の段階では、ワーク１が供給筒２内に粗く充填された
状態のままなので、プランジャー６による押付け力が弱
い。破砕が進むに従って、供給筒２内にワーク１が密に
充填されるようになり、次第に押付け力が高まる。

【００１０】このように、ワーク１の回転刃３に対する
押付け力が所定の値に到達する以前の段階においても、
ワーク１が回転刃３に接触する。しかし、プランジャー
６による押付け力が弱い段階では、供給筒２の開口部の
下部近傍にあるワーク１は、回転刃３によってほとんど
破砕されずに、回転刃３と固定刃７との隙間に引き込ま
れる。その結果、均一な破砕粒度が得られない。

【００１１】以上のように、従来の破砕機では、ワーク
１の回転刃３に対する押し付け力の変動幅が大きく、均
一な破砕粒度が得られにくいと言う問題があった。ま
た、従来の破砕機を用いて、破砕粒度の均一性を改善す
るためには、破砕されたワーク１を分級し、再度破砕す
る必要があり、その結果、破砕作業の能率の低下を招く
と言う問題もあった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来の破砕機の問題点に鑑み成されたもので、本発明の
目的は、ワークの回転刃に対する押付け力の変動幅を縮
め、それによって、破砕後の粒度の均一性を改善するこ
とができる破砕機を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の破砕機は、外周
面に多数の切刃が配列された円筒状の回転刃と、先端に
開口部を有し、この開口部が前記回転刃の外周面に対し
て所定のクリアランスを介して向かい合うように形成さ
れ、破砕対象のワークを前記回転刃に導く筒状の供給筒
と、前記供給筒の先端の開口部の下部近傍に、前記回転
刃の外周面に対して所定のクリアランスを介して向かい
合うように配置された固定刃と、前記供給筒の壁面に設
けられた開口部に接続され、ワークを前記供給筒内に供
給するホッパーと、前記供給筒内に収容され、前記供給
筒内に供給されたワークを前記回転刃の外周面に向けて
送り出すプランジャーと、前記プランジャーの後端に接
続された第一ピストンロッドを有し、前記供給筒の後方
に接続された第一複動シリンダーと、前記第一ピストン
ロッドを後退限からストロークの途中の中間位置まで駆
動する第二ピストンロッドを有し、前記第一複動シリン
ダーの後方に接続され、前記第一複動シリンダーと比べ
て大きな駆動力を備えた第二複動シリンダーと、前記第
一複動シリンダー及び前記第二複動シリンダーへの作業
流体の供給経路を切り換える切換弁と、を備えたことを
特徴とする。

【００１４】本発明の破砕機によれば、ワークを前記ホ
ッパーから前記供給筒内に投入した後、前記供給筒の先
端側に寄せ集める際、前記第二複動シリンダーを駆動し
て、前記第一ピストンロッドを介して前記プランジャー
を後退限から前記中間位置まで前進させることができ
る。これによって、従来のように上記の動作を単一の複
動シリンダーを用いて行う場合と比較して、より大きな
駆動力で前記プランジャーを前記中間位置まで前進させ
ることができるので、ワークを前記供給筒の先端側に密
に充填する動作を、速やかに終らせることができる。

【００１５】好ましくは、前記第二複動シリンダーは、
前記第一複動シリンダーと比べて大きなシリンダー内径
を備える。

【００１６】このように構成すれば、前記第一複動シリ
ンダーと前記第二複動シリンダーに供給する作業流体の
圧力を共通にすることができる。従って、作業流体の供
給系統の構成を簡略にすることができる。

【００１７】好ましくは、前記切換弁は、二方向弁及び
閉止弁から構成され、前記二方向弁の出側の一方のポー
トは、前記第二複動シリンダーのピストン後方のシリン
ダー内に接続されるとともに、前記閉止弁を介して前記
第一複動シリンダーのピストン後方のシリンダー内に接
続され、前記二方向弁の出側の他方のポートは、前記第
一複動シリンダーのピストン前方のシリンダー内、及び
前記第二複動シリンダーのピストン前方のシリンダー内
に接続される。

【００１８】

【発明の実施の形態】（例１）図１〜図４に、本発明に
基づく破砕機の例を示す。図中、１はワーク、２は供給
筒、３は回転刃、７は固定刃、５はホッパー、６はプラ
ンジャー、２１は第一エアシリンダー（第一複動シリン
ダー）、２２は第二エアシリンダー（第二複動シリンダ
ー）、２３は二方向弁、２４は閉止弁を表す。

【００１９】回転刃３は、円筒状の形状を備え、その外
周面に、超硬質工具などからなる多数の切刃が配列され
ている。回転刃３は、電動機（図示せず）によって矢印
の方向に回転駆動される。供給筒２は、先端の開口部を
回転刃３の外周面に向けて配置され、破砕対象のワーク
１を回転刃３の外周面に向けて導く。供給筒２の上面に
は開口部が設けられ、ホッパー５が接続されている。供
給筒２の先端の開口部の下部近傍には、回転刃３の外周
面に沿って外周面との間に僅なクリアランスを介して、
固定刃７が設けられている。

【００２０】供給筒２内にはプランジャー６が収容され
ている。プランジャー６は、後述するように、第一エア
シリンダー２１及び第二エアシリンダー２２によって駆
動され、供給筒２内を往復する。プランジャー６の前面
（押付け面）は、プランジャー６が前進限にあるとき、
回転刃３の外周面に対して僅かなクリアランスを介して
向かい合うような形状に形成されている。

【００２１】供給筒２の後方には、複動式の第一エアシ
リンダー２１が接続されている。この第一エアシリンダ
ー２１は、その内部にピストン及びピストンロッド（２
１ａ：以下、第一ピストンロッドと呼ぶ）を備えてい
る。第一ピストンロッド２１ａの先端は、プランジャー
６の背面に接続されている。

【００２２】第一エアシリンダー２１の後方には、更
に、複動式の第二エアシリンダー２２が接続されてい
る。この第二エアシリンダー２２は、その内部にピスト
ン及びピストンロッド（図示せず：以下、第二ピストン
ロッドと呼ぶ）を備えている。第二エアシリンダー２２
は、第一エアシリンダー２１と比べてストロークは短い
がシリンダ内径が大きく、第一エアシリンダー２１より
も大きな駆動力を備えている。第二ピストンロッドの先
端は、第二エアシリンダー２２と第一エアシリンダー２
１の間の隔壁（図示せず）を気密性を維持した状態で貫
通し、第一エアシリンダー２１の内部に突出している。

【００２３】加圧空気は、加圧源（図示せず）から供給
され、減圧弁１０で適当な圧力に調整された後、二方向
弁２３及び閉止弁２４などを介して、第一エアシリンダ
ー２１及び第二エアシリンダー２２に供給される。具体
的には、二方向弁２３の出側の一方のポート２３ａは、
第二エアシリンダー２２のピストン後方のシリンダー内
に接続されるとともに、閉止弁２４を介して第一エアシ
リンダー２１のピストン後方のシリンダー内に接続され
ている。これに対して、二方向弁２３の出側の他方のポ
ート２３ｂは、第一エアシリンダー２１のピストン前方
のシリンダー内、及び第二エアシリンダー２２のピスト
ン前方のシリンダー内に接続されている。

【００２４】第二エアシリンダー２２には、第二ピスト
ンロッドが後退限に到達したことを検知する第一センサ
ー３３、及び前進限に到達したことを検知する第二セン
サー３４が取り付けられている。第一エアシリンダー２
１には、第一ピストンロッド２１ａが前進限に到達した
ことを検知する第三センサー３２が取り付けられてい
る。二方向弁２３及び閉止弁２４は、これらの第一、第
二及び第三センサー３３、３４、３２からの出力信号に
基づいて切り換えられ、プランジャー６を供給筒２内で
前進及び後退させる。

【００２５】次に、この破砕機の運転方法について説明
する。

【００２６】先ず、図１に示すように、プランジャー６
が後退限にあり、第一ピストンロッド２１ａ及び第二ピ
ストンロッドが後退限にある状態で、ホッパー５から供
給筒２内に破砕対象のワーク１が投入される。

【００２７】次いで、図１に示すように、閉止弁２４が
閉じられるとともに、二方向弁２３が前進側に切り換え
られる。これによって、減圧弁１０で圧力調整された加
圧空気が、二方向弁２３を介して、第二エアシリンダー
２２のピストン後方のシリンダー内部のみに供給され、
第二エアシリンダー２２内で第二ピストンロッドが前進
を開始する。これに伴い、第一エアシリンダー２１の内
部のピストンが、第二ピストンロッドによって前方に押
し出され、第一ピストンロッド２１ａ及びプランジャー
６が前進を開始し、ワーク１が供給筒２内で回転刃３に
向けて送り出される。

【００２８】このとき、第二エアシリンダー２２のシリ
ンダー内径が、第一エアシリンダー２１のシリンダー内
径と比べて大きく設計されているので、比較的大きな駆
動力で第一ピストンロッド２１ａ及びプランジャー６が
駆動される。これによって、ワーク１が供給筒２の先端
側に寄せ集められ、速やかにその充填状態が密な状態に
変わるとともに、回転刃３に対して押し付けられる。

【００２９】次に、図２に示すように、第二ピストンロ
ッドが前進限に到達し、それが第二センサー３４によっ
て検知されると、閉止弁２４が開かれる。これによっ
て、減圧弁１０で圧力調整された加圧空気が、二方向弁
２３を介して、第一エアシリンダー２１のピストン後方
のシリンダー内にも供給され、第一ピストンロッド２１
ａ及びプランジャー６が更に前進する。ワーク１は、プ
ランジャー６で回転刃３に対して押し付けられて破砕さ
れた後、回転刃３の回転に伴い、回転刃３と固定刃７と
の隙間に引き込まれ、更に、細かく破砕された後、容器
１９の下方に落下して、回収される。

【００３０】なお、第一エアシリンダー２１による駆動
力は、ワーク１を破砕する際、プランジャー６でワーク
１を回転刃３に対して押し付ける力が適正な値となるよ
うに、予め設定される。

【００３１】この状態で、図３に示すように、ワーク１
の破砕が進む。

【００３２】次に、第一ピストンロッド２１ａ及びプラ
ンジャー６が前進限に到達したことが、第三センサー３
２によって検知されると、二方向弁２３が後退側に切り
換えられる。これによって、図４に示すように、減圧弁
１０で圧力調整された加圧空気が、二方向弁２３を介し
て、第一エアシリンダー２１のピストン前方のシリンダ
ー内、及び第二エアシリンダー２２のピストン前方のシ
リンダー内に供給され、第一ピストンロッド２１ａ及び
第二ピストンロッドが後退を開始する。これに伴い、プ
ランジャー６も後退する。

【００３３】プランジャー６、第一ピストンロッド２１
ａ及び第二ピストンロッドが後退限に到達し、それが第
一センサー３３によって検知されと、再び、ワーク１が
ホッパー５から供給筒２内に投入される。次いで、閉止
弁２４が閉じられるとともに、二方向弁２３が前進側に
切り換えられる。

【００３４】上記の工程を繰り返すことによって、順
次、ワーク１の破砕が行われる。

【００３５】上記のように、ホッパー５から供給筒２内
に投入されたワーク１を供給筒２の先端側に寄せ集める
際には、シリンダー内径が大きく駆動力が大きい第二エ
アシリンダー２２を用いてプランジャー６を駆動するの
で、ワーク１の充填状態を速やかに密な状態に変えこと
ができる。

【００３６】また、ワーク１を破砕する際には、専ら第
一エアシリンダー２１が用いられるので、予め、第一エ
アシリンダー２１による駆動力を適正な値に設定してお
くことによって、ワーク１の破砕粒度の均一性を改善す
ることができる。

【００３７】この様に駆動力が異なる二つのエアシリン
ダーを組み合わせ、上記の様に使い分けることによっ
て、破砕作業の効率を高めるとともに、破砕粒度の均一
性を改善することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の破砕機によれば、駆動力が異な
る二つの複動シリンダーを使用し、ワークを供給筒の先
端側に寄せ集める際には、駆動力が比較的大きい第二複
動シリンダーを用いて高速でプランジャーを駆動し、ワ
ークを破砕する際には、駆動力が比較的小さい第一複動
シリンダーを用いて適正な力でワークを回転刃に対して
押し付けることができる。その結果、本発明の破砕機に
よれば、破砕作業の効率を高めるとともに、破砕粒度の
均一性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく破砕機の第一の例を示す図。

【図２】本発明に基づく破砕機の第一の例の動きについ
て説明する図。

【図３】本発明に基づく破砕機の第一の例の動きについ
て説明する図。

【図４】本発明に基づく破砕機の第一の例の動きについ
て説明する図。

【図５】従来の破砕機の例を示す図。

【図６】従来の破砕機の例を示す図。

【符号の説明】

１・・・ワーク、 ２・・・供給筒、 ３・・・回転刃、 ５・・・ホッパー、 ６・・・プランジャー、 ７・・・固定刃、 ８・・・エアシリンダー、 ９・・・切換弁、 １０・・・減圧弁、 １１・・・第一センサー、 １２・・・第二センサー、 １９・・・容器、 ２１・・・第一エアシリンダー（第一複動シリンダ
ー）、 ２２・・・第二エアシリンダー（第二複動シリンダ
ー）、 ２３・・・二方向弁、 ２４・・・閉止弁、 ３２・・・第三センサー、 ３３・・・第一センサー、 ３４・・・第二センサー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D065 CA16 CB01 CC01 DD05 DD18 EB14 ED02 ED16 ED27 EE02 EE15 4D067 CG07 GA16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に多数の切刃が配列された円筒状
   の回転刃と、 先端に開口部を有し、この開口部が前記回転刃の外周面
   に対して所定のクリアランスを介して向かい合うように
   形成され、破砕対象のワークを前記回転刃に導く筒状の
   供給筒と、 前記供給筒の先端の開口部の下部近傍に、前記回転刃の
   外周面に対して所定のクリアランスを介して向かい合う
   ように配置された固定刃と、 前記供給筒の壁面に設けられた開口部に接続され、ワー
   クを前記供給筒内に供給するホッパーと、 前記供給筒内に収容され、前記供給筒内に供給されたワ
   ークを前記回転刃の外周面に向けて送り出すプランジャ
   ーと、 前記プランジャーの後端に接続された第一ピストンロッ
   ドを有し、前記供給筒の後方に接続された第一複動シリ
   ンダーと、 前記第一ピストンロッドを後退限からストロークの途中
   の中間位置まで駆動する第二ピストンロッドを有し、前
   記第一複動シリンダーの後方に接続され、前記第一複動
   シリンダーと比べて大きな駆動力を備えた第二複動シリ
   ンダーと、 前記第一複動シリンダー及び前記第二複動シリンダーへ
   の作業流体の供給経路を切り換える切換弁と、 を備えたことを特徴とする破砕機。
2. 【請求項２】 前記第二複動シリンダーは、前記第一複
   動シリンダーと比べて大きなシリンダー内径を備えてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の破砕機。
3. 【請求項３】 前記切換弁は、二方向弁及び閉止弁から
   構成され、 前記二方向弁の出側の一方のポートは、前記第二複動シ
   リンダーのピストン後方のシリンダー内に接続されると
   ともに、前記閉止弁を介して前記第一複動シリンダーの
   ピストン後方のシリンダー内に接続され、 前記二方向弁の出側の他方のポートは、前記第一複動シ
   リンダーのピストン前方のシリンダー内、及び前記第二
   複動シリンダーのピストン前方のシリンダー内に接続さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の破砕機。