JPH05285407A - 繊維質素材の組織破壊装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の生産効率とメンテナンス効率の向上及
び製品の生産効率の向上を図ること。 【構成】 一端に排出用開口部１１が形成されると共に
他端側上部に素材投入口１２が形成された略円筒の装置
本体１内に、結合手段７を介して結合された動力伝達軸
部３と加工軸部４とから成る回転軸２を収容する。また
装置本体１の素材投入口１２付近の筒壁に給水口９を設
ける。加工軸部４は結合手段７を介して容易に動力伝達
軸部３に対して取付け取外しできると共に素材投入口１
２により投入された繊維質素材には給水口９より所定量
の水分が供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、植物繊維質素材や動物
繊維質素材等の繊維質素材組織を膨張軟化破壊する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋸屑、バガス、樹木の外皮、籾殻
等の植物繊維質素材或いは羊毛屑、毛髪、羽毛、皮革等
の動物繊維質素材は、その繊維組織が緻密で硬くて組織
に細孔を有せず、ろう類、脂肪、樹脂等を含有するた
め、吸水性、孔隙率、空気含有率が低くて建築用資材、
無生物の培養基材、育苗用資材、土壌改良剤等に使用す
るには不十分であり、又、消化性が悪いため、家畜家禽
の肥料、増量剤及び漁業用餌料等に使用する場合にも不
十分であった。

【０００３】このため、本願出願人は、上記植物繊維質
素材や動物繊維質素材の性質を改善すべく研究を重ねた
結果、これら繊維質素材の組織を根本的に膨張軟化破壊
させることがそれら繊維質素材の性質改善に極めて有効
であることを見出し、この繊維質素材の性質改善用の装
置を既に案出している（特公昭５６−４８２１２号、特
公昭５７−３７３８１号、特公昭５７−３７３８２号公
報参照）。

【０００４】ここで、図７は上述の既案出の従来装置の
断面図であり、図７中１は一端に排出用開口部１１が形
成されると共に、他端側上部に素材投入口１２が形成さ
れた略円筒の装置本体であり、当該装置本体１の内部に
は、動力伝達軸部３と加工軸部４から成る回転軸２が収
容されている。そしてこの動力伝達軸部３は途中径が異
なって段付けされた段部を形成し、一端側が図外の動力
源とベルト等で連繋されるプ−リ５に固定され、他端側
はネジ部３１によって加工軸部４と螺合すると共に、当
該動力伝達軸部３は装置本体１に取付けたラジアルベア
リング１３、１４及び加工軸部４のスラスト力（軸方向
のスラスト力）を吸収するスラストベアリング１５によ
って枢支されている。

【０００５】一方、加工軸部４は、素材投入口１２側よ
り一定外形のスクリュ−羽根４１を有する平行軸部分４
ａ、及びこれに続いて漸次縮径されたテ−パ状スクリュ
−羽根４２を有すると共に、一端面（図７中のテ−パ軸
部分４ｂの右端面正面図）に形成された図８に示す平行
突起部４３により平行軸部分４ａと係合するテ−パ軸部
分４ｂ、このテ−パ軸部分４ｂから先端側に縮径しつつ
伸びる異径縮小部分４ｃ、この異径縮小部分４ｃから先
端側に伸びる小径軸部分４ｄ、この小径軸部分４ｄから
さらに先端側に拡径しつつ伸びる、テ−パ状のカッタ−
４５を有するカッタ−軸部分４ｅ、及び平行軸状の先端
軸部分４ｆとから成っており、これらは通しボルト４６
によって結合されている。また前記平行軸部分４ａのラ
ジアルベアリング１３側の一端と当該ラジアルベアリン
グ１３との間には繊維質素材に含まれる微粒子のラジア
ルベアリング１３側への侵入を阻止するためのダストシ
−ル５及びラジアルベアリング１３等の潤剤油の平行軸
部分側への侵入を阻止するためのオイルシ−ル６が平行
軸部分４ａ側よりこの順に設けられている。

【０００６】そしてこのような従来装置によれば装置本
体１内に収容されたスクリュ−羽根４１を備えた回転軸
２が、素材投入口１２から投入された含水繊維質素材を
排出用開口部１１側へ移送しつつ装置本体１の内壁面と
の間で加圧圧縮し、さらにカッタ−４５で切削し、その
切削物を排出用開口部１１から大気中に排出するように
なっており、この一連の工程により繊維質素材は膨張軟
化破壊される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置においては動力伝達軸部３と加工軸部４は
ネジ部３１にて螺合しているため、平行軸部４ａを動力
伝達軸部３に対して着脱するためには、ネジ部３１を締
めたり、あるいは緩めたりしなければならず、装置の組
立てや修理に不便であると共に、テ−パ軸部分４ｂによ
って生じるスラスト力（軸方向のスラスト力）が直接動
力伝達軸部３に伝達されるため動力伝達軸部３が受ける
負担が大きかった。また、従来は、処理すべき繊維質素
材中に含まれる水分が不足している場合には組織破壊が
不十分となるため、従来装置で処理する前に繊維質素材
に含水させる前処理を施す必要があった。

【０００８】本発明はこのような事情のもとになされた
ものであり、その目的は、装置の生産効率及びメンテナ
ンス効率を向上させることができると共に、回転軸の疲
労破壊を少なくできる装置及び膨軟化製品の生産効率を
向上させることができる装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
一端に排出用開口部が形成されると共に他端側上部に素
材投入口が形成された略円筒の装置本体内に、動力伝達
軸部と、素材投入口側より一定外径のスクリュ−羽根部
分及びこれに続いて漸次縮径されたテ−パ状スクリュ−
羽根部分とを有する加工軸部とを備えた回転軸を収容
し、前記素材投入口より投入された繊維質素材をスクリ
ュ−羽根及びテ−パ状スクリュ−羽根によって前記排出
用開口部側へ移送しつつ、前記装置本体の内壁部と回転
軸との間で加圧圧縮するようにした繊維質素材の組織破
壊装置において、前記動力伝達軸部の素材投入口に臨む
一端側を前記加工軸部に挿入し、この動力伝達軸部に擦
動自在に圧着すると共に、加工軸部の素材投入口側の一
端と係合して、当該動力伝達部と当該加工軸部とを結合
する結合手段を設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、一端に排出用開口
部が形成されると共に他端側上部に素材投入口が形成さ
れた略円筒の装置本体内に、動力伝達軸部と、素材投入
口側より一定外径のスクリュ−羽根部分及びこれに続い
て漸次縮径されたテ−パ状スクリュ−羽根部分とを有す
る加工軸部とを備えた回転軸を収容し、前記素材投入口
より投入された繊維質素材をスクリュ−羽根及びテ−パ
状スクリュ−羽根によって前記排出用開口部側へ移送し
つつ、前記装置本体の内壁部と回転軸との間で加圧圧縮
するようにした繊維質素材の組織破壊装置において、前
記一定外径のスクリュ−羽根部分を内包する装置本体の
筒壁に、前記繊維質素材に水分を供給するための給水口
を設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１の発明によれば加工軸部は動力伝達軸
部とネジ部によって結合することなく、当該加工軸部と
係合すると共に動力伝達軸部に対して擦動自在に圧着す
る結合手段を介して動力伝達軸部と結合しているので、
容易に動力伝達軸部に対して着脱できる。また加工軸部
よりのスラスト力は結合手段を介して直接スラストベア
リングに吸収されるので動力伝達軸部の負担が軽くな
る。

【００１２】請求項２の発明によれば装置本体の筒壁に
設けた給水口より装置内の繊維質素材に直接給水するこ
とができるので、前処理としての繊維質素材への含水処
理を行なう必要がない。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の実施例に係る繊維質素材の組
織破壊装置の一例の断面図である。図１中１は、一端に
排出用開口部１１が形成されると共に、他端側上部に素
材投入口１２が形成された略円筒の装置本体であり、当
該装置本体１の内部には、動力伝達軸部３と加工軸部４
とからなる回転軸２が収容されている。

【００１４】前記動力伝達軸部３は一定外径の例えば丸
棒より成り、一端側が図外の動力源とベルト等で連繋さ
れるプ−リ５に固定されると共に、他端側は加工軸部４
に挿入されており、また当該動力伝達軸部３は途中装置
本体１に取り付けたラジアルベアリング１３、１４によ
って枢支されている。一方、加工軸部４は、素材投入口
１２側より一定外径のスクリュ−羽根４１を有すると共
に動力伝達軸部３が挿入されている一端側がリング状に
突起し、当該一端側の端面に図示しない咬み合い部が形
成されている突起部４７が形成されている平行軸部分４
ａ、及びこれに続いて漸次縮径されたテ−パ状スクリュ
−羽根４２を有すると共に一端面（図１中右端面）に形
成された図２（図１中のテ−パ軸部分４ｂの右端面正面
図）に示す扇形突起部４４により平行軸部分４ａと係合
するテ−パ軸部分４ｂ、このテ−パ軸部分４ｂから先端
側に縮径しつつ伸びる異径縮小部分４ｃ、この異径縮小
部分４ｃから先端側に伸びる小径軸部分４ｄ、この小径
軸部分４ｄからさらに先端側に拡径しつつ伸びる、テ−
パ状のカッタ−４５を有するカッタ−軸部分４ｅ、及び
平行軸状の先端軸部分４ｆとから成っており、これらは
通しボルト４６によって結合されている。また前記平行
軸部分４ａと装置本体１の内壁との隙間には素材移送部
Ａが形成される一方、テ−パ軸部分４ｂより先端側の軸
部分と装置本体１の内壁との隙間には加圧圧縮部Ｂが形
成されている。そして前記動力伝達軸部３と加工軸部４
とは、加工軸部４の平行軸部分４ａの突起部４７と係合
する結合手段７によって結合されており、また当該結合
手段７は動力伝達軸部３に対して擦動自在に圧着されて
いる。

【００１５】ここで、前記結合手段７について図３及び
図４を参照しながら詳述する。図３及び図４は夫々結合
手段７の部分断面図及び正面図であり、図３中７１は結
合手段７の本体部を成す例えば断面略Ｚ型の環状体であ
る。この環状体７１の外周面にはリング状の鍔部７２が
形成されていると共に、内周面は動力伝達軸部３の外周
面と接触している。そして、この環状体７１の図３中左
側の端面には結合部７３が形成され、更にこの結合部７
３の図３中左側の端面には、図５（図３中の結合部７３
の左端面正面図）に示すように例えば円周方向に等間隔
に４つの咬み合い部７３ａが形成されており、この咬み
合い部７３ａと前記平行軸部分４ａの突起部４７の端面
に形成された図示しない咬み合い部とを加工軸部４を円
周方向に若干回動させ咬み合わすことによって加工軸部
４と結合手段７とが結合されている。また、環状体７１
の内周面と動力伝達軸部３の外周面との隙間には例えば
鉄より成る内環７４ａと外環７４ｃと締め付けボルト７
４ｂとより成るブッシュ７４が設けられており、また内
環７４ａ及び外環７４ｃには夫々図４に示すように切り
欠き部７５ａ及び７５ｃが設けられている。そして当該
ボルト７４ｂを締め付けることによって内環７４ａが縮
径されると共に、外環７４ｃが拡径され、この結果、結
合手段７が動力伝達軸部３及び加工軸部４に圧着され
る。従って動力伝達軸部３前記と加工軸部４とが結合手
段７を介して結合される。

【００１６】そして、前記結合手段７の結合部７３と反
対側の端面外周部付近には、装置本体１に取付けられた
スラストベアリング１５が設けられており、更に、前記
鍔部７２の図１中左側及び右側には夫々ダストシ−ル５
及びオイルシ−ル６が設けられると共に、当該鍔部７２
とダストシ−ル５との間の装置本体１の筒壁にはダスト
排出口８が形成されている。またダストシ−ル５が位置
する装置本体１の筒壁には給油孔１６が形成されてお
り、更に平行軸部分４ａの前端（図１中左端）付近の装
置本体１の筒壁には、外周面に向けて、外部から給水す
るための給水口９が形成されている（図６参照）。

【００１７】次に、本実施例の作用について述べる。動
力伝達軸部３は加工軸部４の突起部４７が形成されてい
る一端側より加工軸部４に挿入されると共に、当該動力
伝達軸部３に擦動自在に圧着する結合手段７のブッシュ
７４に結合する一方、加工軸部４は当該一端側の端面に
形成された図示しない咬み合い部と結合手段７の結合部
７３の咬み合い部７３ａと咬み合うことによって結合手
段７を介して動力伝達軸部３と結合される。従って、加
工軸部４は、当該加工軸部４を円周方向に若干回動させ
ることによって結合手段７を介して動力伝達軸部３に対
して容易に着脱することができると共に、図１中左ある
いは右方向に移動させることにより装置本体１より取り
外しあるいは装置本体１に取付けることができる。

【００１８】一方、図外の動力源よりの動力がプ−リ５
を介して動力伝達軸部３に伝わり更に、結合手段７に伝
わって回転軸４は回動するが素材投入口１２より投入さ
れた繊維質素材は給水口９より供給される所定量の水を
含水すると共に、平行軸部分４ａに備けられたスクリュ
−羽根４１によって素材移送部Ａより加圧圧縮部Ｂに移
送され、この移送された繊維質素材は加圧圧縮部Ｂの前
段部分Ｂ１に位置するテ−パ軸部分４ｂを縮径方向（排
出用開口部１１の方向）に移動させられて圧縮され、更
に当該繊維質素材はテ−パ状スクリュ−羽根４２により
押圧されて加工軸部Ｂの後段部分Ｂ２に移送されるが、
カッタ−軸部分４ｅ及び先端軸部分４ｆで塞ぎ止められ
るため、更に強力な加圧圧縮が行なわれて繊維質素材は
圧縮固結体となる。そしてこの圧縮固結体となった繊維
質素材はテ−パ状スクリュ−羽根４２によりカッタ−軸
部分４ｅに押し付けられ、回転軸４と共に一体回動する
カッタ−４５によって押し崩されて圧縮固体状態が解消
され、小片に分かれてスリット４８（先端軸部分４ｆ及
びカッタ−４５の外周と装置本体１との間の隙間）に向
けて押し出され、その後排出用開口部１１より装置本体
１の外部に排出される。 ここで、上記一連の素材処理
工程における素材の変化状態を説明する。所定量の水分
を含有した素材は、加圧圧縮部Ｂで加圧圧縮されると共
に摩擦熱で加熱されるため、高温高圧下で内部の水分が
一部蒸気化し、蒸煮された状態で繊維組織が軟化され
る。そして、この加圧圧縮部Ｂで圧縮固結状態となった
素材は、カッタ−４５で小片に押し崩された後、スリッ
ト４８を通過する際に再び圧縮される。その後、この小
片となった素材は、スリット４８から排出用開口部１１
に排出される際に急激に大気圧まで減圧され、圧縮状態
が急激に解除されて含有水分が爆発的に急膨張するた
め、繊維や細胞内の水分も急膨張し、その組織が極めて
効果的に膨張軟化破壊される。

【００１９】また、上述の一連の素材処理工程の中で、
テ−パ軸部分４ｂで繊維質素材は押圧されるため、テ−
パ軸部分４ｂにはスラスト力が生じ、この結果加工軸部
４を動力伝達軸部３の方向に押す力が働くが、この力は
結合手段７を介して直接スラストベアリング１５に伝わ
り、当該スラストベアリング１５が受け止める。また、
素材投入口１２より投入される繊維質素材中には微粉末
が含まれていることがあり、この微粉末がオイルシ−ル
６、ラジアルベアリング１３、１４及びスラストベアリ
ング１５に侵入しないようダストシ−ル５が設けられて
いるが、当該微粉末がダストシ−ル５を突破してオイル
シ−ル６側に侵入した場合でも、ダストシ−ル５と結合
手段７の鍔部７２との間の装置本体１の筒壁に、ダスト
排出口８を形成しているため、鍔部７２の回転によって
生じる風圧により微粒末はダスト排出口８より排出され
るので、当該微粉末のオイルシ−ル６への侵入が阻止さ
れる。そして、ダストシ−ル５には給油口１６より随時
給油される。

【００２０】以上の実施例によれば、加工軸部４を結合
手段７を介して動力伝達軸部３に対して容易に取付け取
外しできるため、装置の組立てや修理を容易に行なうこ
とができるので、装置の生産効率及びメンテナンス効率
が向上すると共に、加工軸部４のテ−パ軸部分４ｂに生
じるスラスト力は結合手段７を介して直接スラストベア
リング１５に伝わるため動力伝達軸部３の負担が軽くな
り、動力伝達軸部３が疲労破損することが少なくなる。
また、繊維質素材の含水量が不足している場合には、給
水口９より所定量の水を繊維質素材に供給できるので、
装置外での繊維質素材の前処理が不要となるため膨軟化
製品の生産効率が向上する。

【００２１】更に、本実施例に係る装置では、図２に示
した従来装置と比較して、動力伝達軸部３が段付けのな
い例えば一定外径の丸棒より成ると共に、動力伝達軸部
３には、ネジ部等のキ−溝が無いので、テ−パ軸部分４
ｂの軸直角方向の押力により生じる回転曲げ応力によっ
て当該動力伝達軸部３の疲労破壊することを少なくする
ことができる。また、従来装置では図８に示す平行突起
４３を採用していたため、平行突起４３に斜め方向（図
８の矢印方向）に回転力が働いていたので、テ−パ軸部
分４ｂが当該平行突起４３に添って左右に微動して振動
を生じたりあるいは当該平行突起４３の剪断破損の原因
となっていたが、本実施例に係る装置では、図２に示す
扇形突起４４を採用しているため、扇形突起４４に直角
方向（図２の矢印方向）に回転力が働くと共に、当該扇
形突起４４の面積を大きく取ることができるので、テ−
パ軸部分４ｂとの間の微動を無くすことができ、また扇
形突起４４の剪断破損を少なくすることができる。更に
ダストシ−ル５に給油口１６より随時給油できるため微
粉末によるダストシ−ル５の磨耗を少なくできると共
に、ダスト排出口８より微粉末を排出できるためオイル
シ−ル６、スラストベアリング１５及びラジアルベアリ
ング１３、１４を損傷することがない。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、加工軸部
を結合手段を介して動力伝達軸部に対して容易に取付け
取外しできるため、装置の組立て及び修理を容易に行な
うことができるので装置の生産効率及びメンテナンス効
率が向上すると共に、加工軸部に生じるスラスト力が動
力伝達軸部に直接伝わらないため動力伝達軸部の破損を
低減することができる。また、動力伝達軸部は一本の丸
棒で出来ているので回転曲げ応力に対して疲労破壊する
ことがない。

【００２３】請求項２記載の発明によれば、装置本体に
設けた給水口より装置内の繊維質素材に直接給水するこ
とができるので、前処理が不要となるため膨軟化製品の
生産効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る繊維質素材の組織破壊装
置の一例の断面図である。

【図２】図１中の平行軸部分の右端面の正面図である。

【図３】結合手段の部分断面図である。

【図４】結合手段の正面図（図３中の左正面図）であ
る。

【図５】結合手段の結合部を示す正面図である。

【図６】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図７】従来の繊維質素材の組織破壊装置の断面図であ
る。

【図８】図５中の平行軸部分の右端面の正面図である。

【符号の説明】

１ 装置本体 ２ 回転軸 ３ 動力伝達軸部 ４ 加工軸部 ７ 結合手段 ８ ダスト排出口 ９ 給水口 １６ 給油口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に排出用開口部が形成されると共に
   他端側上部に素材投入口が形成された略円筒の装置本体
   内に、動力伝達軸部と、素材投入口側より一定外径のス
   クリュ−羽根部分及びこれに続いて漸次縮径されたテ−
   パ状スクリュ−羽根部分とを有する加工軸部とを備えた
   回転軸を収容し、前記素材投入口より投入された繊維質
   素材をスクリュ−羽根及びテ−パ状スクリュ−羽根によ
   って前記排出用開口部側へ移送しつつ、前記装置本体の
   内壁部と回転軸との間で加圧圧縮するようにした繊維質
   素材の組織破壊装置において、 前記動力伝達軸部の素材投入口に臨む一端側を前記加工
   軸部に挿入し、この動力伝達軸部に擦動自在に圧着する
   と共に、加工軸部の素材投入口側の一端と係合して、当
   該動力伝達部と当該加工軸部とを結合する結合手段を設
   けたことを特徴とする繊維質素材の組織破壊装置。
2. 【請求項２】 一端に排出用開口部が形成されると共に
   他端側上部に素材投入口が形成された略円筒の装置本体
   内に、動力伝達軸部と、素材投入口側より一定外径のス
   クリュ−羽根部分及びこれに続いて漸次縮径されたテ−
   パ状スクリュ−羽根部分とを有する加工軸部とを備えた
   回転軸を収容し、前記素材投入口より投入された繊維質
   素材をスクリュ−羽根及びテ−パ状スクリュ−羽根によ
   って前記排出用開口部側へ移送しつつ、前記装置本体の
   内壁部と回転軸との間で加圧圧縮するようにした繊維質
   素材の組織破壊装置において、 前記一定外径のスクリュ−羽根部分を内包する装置本体
   の筒壁に、前記繊維質素材に水分を供給するための給水
   口を設けたことを特徴とする繊維質素材の組織破壊装
   置。