JPH06104207B2 - 大きさを揃えられる粉砕装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として使用済みの
廃棄合成樹脂を破砕する粉砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】廃棄合成樹脂、特に容器等は、内部に空
気室があるので、極めてかさばる欠点がある。この状態
の廃棄物は、粉砕することによって容積を数分の１に極
減できる。また、廃棄合成樹脂は、粉砕することによっ
て有効に再利用することも可能である。合成樹脂等の廃
棄物を粉砕する機構として、種々の装置が開発されてい
る。

【０００３】例えば、特開平３−４５１０５号公報に
は、廃棄合成樹脂を粉砕して圧送する装置が記載されて
いる。この装置は、本発明者が先に開発したもので、ス
クリュウ軸と平行に、スプライン状のカッター軸を設け
ている。カッター軸の凸条先端は刃先となり、これをス
クリュウ軸のフィンの外周に接近させている。この装置
は、スクリュウ軸とカッター軸とを反対方向に回転させ
ることによって、スクリュウ軸のフィンと、カッター軸
の凸条先端とで、供給された廃棄合成樹脂を切断するよ
うになっている。

【０００４】また、特開昭５６−１３５３８４号公報に
は、廃船を破砕して解体する装置が記載されている。こ
の装置は、廃船を傾斜するレールに載せ、破砕機に向か
って押圧するようになっている。破砕機は、無端ベルト
に多数の破砕爪を固定したもので、破砕爪を上から下に
移動させて、押圧された廃船を破砕するようになってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】スクリュウ軸とカッタ
ー軸とで供給物を破砕する装置は、供給物された廃棄合
成樹脂等を、一定の大きさに粉砕することができない。
粉砕物の一部に、大きなあるいは、長いものが混在する
のを解消できない。例えば、この粉砕装置で紐状の廃棄
合成樹脂を破砕すると、全てを短く切断することができ
ず、一部に長いものが混在する。それは、紐状の廃棄合
成樹脂が、スクリュウ軸の螺旋状フィンの間を通過し
て、カッター軸で短く切断されないことがあるからであ
る。

【０００６】また、無端ベルトに多数の切断爪を固定し
た粉砕装置は、供給物を切断爪に押圧できるものしか破
砕できない。このため、柔軟なシート等の廃棄合成樹脂
を破砕できない欠点がある。また、切断爪で掻き取って
破砕するので、一定の長さに粉砕できない。切断爪が供
給物を引っ張って伸びる場合は、短く切断できない。

【０００７】粉砕物の一部に小さく破砕されないものが
混入すると、全体がかさばって大容積となる。また、そ
の後の処理においては、一定の大きさに粉砕することが
理想である。たとえば、粉砕物を加熱して減容し、ある
いは、溶融してペレットに成型する場合、大きな粉砕物
は溶融に時間がかかる。このため、大きさが不均一な粉
砕物は、全体を均一に、しかも速やかに溶融できない欠
点がある。また、粉砕物を次の工程に移送する場合、大
きさが揃った粉砕物は、コンベア等で簡単に能率よく移
送できるが、大きなものが混在すると、これが邪魔にな
って能率よく移送できない欠点がある。

【０００８】この発明はこれ等従来の粉砕装置が有する
これ等の欠点を解決することを目的に開発されたもの
で、この発明の重要な目的は、粉砕物に大きな破砕物が
混入するのを防止して、供給物を小さく粉砕できる粉砕
装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の粉砕装置は、
前述の目的を達成するために、下記の構成を備えてい
る。 （ａ） 粉砕装置は、供給物を小さく破砕する複数本の
カッター軸(1)と、カッター軸(1)を回転駆動する駆動手
段(2)と、カッター軸(1)を内蔵するケーシング(3)とを
備えている。 （ｂ） 複数のカッター軸(1)は、境界で供給物を粉砕
できるように、互いに平行に配設されている。 （ｃ） カッター軸(1)には、供給物を破砕するたに、
外周にカッター刃(4)を有する。 （ｄ） カッター軸(1)は、供給物を下方に移送しなが
ら破砕できるように、垂直に取り付けられている。 （ｅ） ケーシング(3)は、カッター軸(1)の側面で、隣
接するカッター軸(1)の境界部分に開口して供給口(5)を
備えており、供給口(5)にはホッパー(6)が連結されてい
る。 （ｆ） ケーシング(3)の内面とカッター軸との間に
は、ここを供給物が通過して何回も繰り返し破砕される
ように、供給物の通過隙間(15)が設けられている。 （ｇ） ケーシング(3)の底面には、所定の大きさ以下
に破砕された粉砕物を通過させ、大きな破砕物を何回も
繰り返し破砕するために、破砕された供給物のみを通過
させる網材(10)を固定している。

【００１０】

【作用】この発明の粉砕装置は、下記の状態で供給物を
破砕する。 ホッパー６に廃棄合成樹脂等の供給物を投入する。 この供給物は、供給口５を通過してケーシング３の
内部に送り込まれる。 ケーシング３内の供給物は、カッター軸１の間で切
断されて、下方に落下される。 ケーシング３の下端には、網材１０を固定している
ので、網材１０を通過できる大きさに粉砕された粉砕物
は、網材１０を通過してケーシング３の外部に排出され
る。 網材１０を通過できない大きさの粉砕物は、網材１
０の上方にたまる。この粉砕物は、カッター軸１の外周
と、ケーシングの内側の通過隙間１５を通って、カッタ
ー軸１の供給口側に移送される。 ここに移送された粉砕物は、再びカッター軸１の間
に送り込まれて破砕される。 カッター軸１の間を通過して、小さく粉砕されたも
のは、網材１０を通過し、これを通過できない大きな粉
砕物は、通過隙間１５とカッター軸１の間を何回も通過
して、次第に小さく粉砕され、網材１０を通過できる大
きさになると、ケーシング３の外部に排出される。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。但し、以下に示す実施例は、この発明の技術思
想を具体化するための粉砕装置を例示すものであって、
この発明の粉砕装置は、構成部品の材質、形状、構造、
配置を下記の構造に特定するものでない。この発明の粉
砕装置は、特許請求の範囲に於て、種々の変更を加える
ことができる。

【００１２】更に、この明細書は、特許請求の範囲を理
解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号
を、「特許請求の範囲」、および「課題を解決する為の
手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許
請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定する
ものでは決してない。さらに、この発明の粉砕装置は、
破砕する物を合成樹脂に特定するものではない。例え
ば、紙や金属、あるいは、木材等を破砕することも可能
である。

【００１３】図１ないし図４に示す粉砕装置は、供給物
である廃棄合成樹脂を挟んで切断する２本のカッター軸
１と、カッター軸１を内蔵するケーシング３と、２本の
カッター軸１を回転させる駆動手段２と、駆動手段２の
制御手段１４とを備えている。

【００１４】２本のカッター軸１は、間に供給物を挟ん
で切断できるように、互いに平行に配設されている。カ
ッター軸１には、一定の間隔で複数のカッター刃４を固
定している。カッター刃４は、これが回転することによ
って、廃棄合成樹脂を挟み切るように、図５に示すよう
に、外周から半径方向に突出する切刃４Ａを設けてい
る。

【００１５】さらに、切刃は、カッター軸を正転しても
逆転しても廃棄合成樹脂を切断できるように、両側に、
正転刃４Ｆと、逆転刃４Ｂとを設けている。図５に示す
カッター刃は、正転刃４Ｆと逆転刃４Ｂとを、半径方向
に対して角度αだけ傾斜されている。角度αは、０〜４
５度、好ましくは、２〜３０度の範囲に調整される。こ
のように、正転刃４Ｆと逆転刃４Ｂと半径方向に対して
傾斜させたカッター刃４は、廃棄合成樹脂を引き込む状
態で滑らずに挟み切ることができる特長がある。

【００１６】カッター刃４は、円盤の外周に切刃４Ａを
突出させることなく、全体の形状を放射状として半径方
向に突出する切刃を設けて、その両面に正転刃と逆転刃
とを設けることもできる。

【００１７】図２に示す粉砕装置は、２本のカッター軸
１に同じ厚さのカッター刃４を固定している。この粉砕
装置は、隣接するカッター軸１のカッター刃４を互いに
隙間に挿入できるようにして、カッター軸１を回転自在
に支承している。この装置は、カッター軸１に固定され
るカッター刃４の隙間を、カッター刃４の厚さに等し
く、正確には、上下のカッター刃４の間に０．０５〜
０．３ｍｍのクリアランスができるように、カッター刃
４の隙間を、カッター刃４の厚さよりも多少広く設計し
ている。

【００１８】カッター刃４の間隔を調節するために、カ
ッター軸１には、筒状のスペーサー１２をカッター刃４
の間に挿入している。スペーサー１２は、角柱状のカッ
ター軸１に挿通できるように中心を貫通して角穴が設け
られ、外周は円形に加工されている。この構造による
と、スペーサー１２を挟んでカッター刃４を軸に挿入す
ることによって、カッター刃４の間隔を正確に調整でき
る特長がある。

【００１９】カッター軸１は、側面に供給物を押圧でき
るように、ケーシング３の内部に垂直に取り付けられて
おり、上端と下端とを軸受９を介してケーシング３に連
結している。

【００２０】ケーシング３は、２本のカッター軸１を囲
む縦筒状となっている。ケーシング３の下端には、粉砕
されて所定の大きさ以下になった廃棄合成樹脂を通過さ
せるための網材１０を固定している。網材１０は、破砕
して排出する粉砕物の大きさを決定する。網目の小さい
網材１０は、排出される粉砕物を小さくする。網材１０
の網目は、要求される粉砕物の大きさと、時間当りの処
理能力とを考慮して最適値に調整される。通常、網材１
０の網目は、１辺あるいは内径が３ｍｍ〜１００ｍｍ、
好ましくは１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に設計される。網
材１０の網目が大きすぎると、排出される粉砕物に大き
いものが混ざる。小さすぎると、時間当りの排出量が少
なくなる。

【００２１】網材１０は、好ましくは、交換できるよう
に、ケーシングの底部に取り付けられる。網材１０を交
換できる粉砕装置は、網目を変更して、排出される粉砕
物の大きさを調整できる。図４に示す粉砕装置は、ケー
シングの底面全体に網材１０を水平に固定している。こ
のように、底面全体に網材１０を張設したものは、カッ
ター軸１を正逆に回転して破砕した粉砕装置を能率よく
排出できる。

【００２２】カッター軸１とケーシング３の内面との間
には、ここを粉砕物が通過できるように、通過隙間１５
を設けている。通過隙間１５は、カッター軸１の間を通
過して網材１０を透過できない粉砕物を通過させる。通
過隙間１５は、カッター軸１を通過した粉砕物を、カッ
ター軸１の供給側に移送する。通過隙間１５で移送され
る粉砕物は、通過隙間１５とカッター軸１の間とを循環
して、カッター軸１で何回も破砕される。通過隙間１５
の間隔は、破砕される粉砕物の大きさを考慮して最適値
に設計される。ただ、通過隙間１５は、網材１０を透過
できない粉砕物を通過させるものであるから、網材１０
の網目よりも大きく設計される。

【００２３】さらに、ケーシング３は、カッター軸１の
側面で、隣接するカッター軸１の境界部分に開口して廃
棄合成樹脂を送り込む供給口５を開口している。この供
給口５にはホッパー６を連結している。

【００２４】ホッパー６の底面は、ここに投入された供
給物が自重で落下してカッター軸１に押圧されるよう
に、供給口５に向かって下り勾配に傾斜している。ホッ
パー６底面の傾斜角βは、通常は５〜５０度、好ましく
は５〜４０度の範囲に設計される。

【００２５】さらに、図に示す粉砕装置は、カッター軸
１の間に掻取アーム１１を設けている。掻取アーム１１
は、カッター軸１に廃棄合成樹脂が巻き付くのを除去す
る。この掻取アーム１１は、図３に示すように、ケーシ
ング３の内面からカッター軸１の中心に向かって水平に
固定されている。掻取アーム１１の先端は、カッター軸
１に挿入されたスペーサー１２の外周面に接近してい
る。掻取アーム１１は、カッター刃４の下面と上面とに
接近して配設させており、カッター刃４の間に巻き付く
廃棄合成樹脂を掻き取って除去できる。

【００２６】２本のカッター軸１は、切刃４Ａで廃棄合
成樹脂を挟み切ることができるように、駆動手段２によ
って互いに反対方向に回転される。駆動手段２は、２台
のギヤードモーターと、同期歯車８とを備えている。カ
ッター軸１の上端には、同期歯車８を固定している。同
期歯車８が噛み合うことによって、２本のカッター軸１
は互いに反対方向に回転される。ギヤードモーター７の
出力軸は、歯車を介して同期歯車８に連結されている。
２台のギヤードモーター７は、互いに逆方向に回転され
る。カッター軸１の回転速度は、好ましくは、１０〜２
００ＲＰＭの範囲に設定される。

【００２７】制御手段１４は、カッター軸の回転トルク
を検出して、駆動手段２を制御し、駆動手段２がカッタ
ー軸１を回転させる方向を変更する。制御手段１４は、
トルクセンサー１３と、タイマー１６とを備えている。

【００２８】トルクセンサー１３は、カッター軸１の回
転トルクを直接に、あるいは、間接に検出できる全ての
センサーが使用できる。トルクセンサー１３には、駆動
手段であるモーター７の電流を測定する電流センサーが
使用できる。モーターは、カッター軸の回転トルクが大
きくなると電流が増加する。このため、電流センサーで
モーターの通電電流を測定して、カッター軸１の回転ト
ルクを検出できる。この構造のトルクセンサー１３は、
モーターの電線の途中に接続して使用できるので、簡単
に取り付けできる特長がある。

【００２９】制御手段１４は、トルクセンサー１３であ
る電流センサーが設定値以上の電流を検出すると、駆動
手段２を制御してモーター７を逆転させる。モーター７
の逆転時間はタイマー１６に記憶されている。この動作
をさせるために、タイマー１６は、カッター軸１が逆転
を開始するとカウントを開始する。タイマー１６がタイ
ムアップすると、制御手段１４は駆動手段２を制御して
モーター７を正転させる。このように、一定時間経過す
ると、逆転するカッター軸１を正転させる制御手段１４
は、カッター軸１に過負荷がかかった時に、一時的にカ
ッター軸１を逆転させる。

【００３０】タイマーを使用しないで、トルクセンサー
１３のみで、カッター軸の回転方向を切り換えることも
できる。この場合、トルクセンサーがカッター軸の回転
トルクが設定値以上であることを検出すると、正転する
カッター軸を逆転し、逆転するカッター軸を正転させ
る。すなわち、正または逆に回転しているカッター軸
は、一定の回転トルク以上になると、回転方向を逆に切
り換える。この制御手段は、カッター軸が一定の回転ト
ルク以上になるまでは、回転方向が変更されない。

【００３１】このように、カッター軸１を正逆に回転す
る粉砕装置は、カッター軸１の両側、すなわち、供給口
側と、その裏側の両方で供給物を破砕できる特長があ
る。

【００３２】図に示す粉砕装置は、カッター軸に、円盤
状のカッター刃を複数枚取り付け、隣接するカッター刃
を積層状態として、供給物を破砕している。この構造の
カッター軸は、もっとも効率よく供給物を破砕できる特
長がある。ただ、この発明のカッター軸の構造をこの形
状に特定しない。カッター軸には、例えば、表面に螺旋
状のフィンがある軸と、スプライン状の軸とを組み合わ
せて使用することもできる。この場合、スプライン状の
軸の凸条を切刃とし、この切刃の両面に正転刃と逆転刃
とを設け、切刃の外周先端縁を、螺旋状フィンの外周に
接触ないしは、接近させて、供給物を挟んで切ることが
できる。

【００３３】さらに、図に示す粉砕装置は、２本のカッ
ター軸１を垂直に配設して供給物を破砕しているが、こ
の発明の装置は、カッター軸を２本に特定するものでは
ない。カッター軸は、３本以上とするとも可能である。
３本以上のカッター軸を有する粉砕装置は、カッター軸
の間に供給物を供給できるように、ケーシングの側部に
供給口を開口し、ここにホッパーを連結する。

【００３４】さらに、図１〜図３に示す粉砕装置は、カ
ッター軸１を垂直の姿勢に配設している。ただ、この発
明の粉砕装置は、カッター軸を、ほぼ垂直の姿勢、たと
えば、水平面に対して４５度以上９０度未満の角度とす
ることも可能である。この場合、供給口は、ケーシング
の上面に開口する。

【００３５】さらにまた、この発明の粉砕装置は、粉砕
機単独の装置として使用できるのはいうにおよばず、例
えば、他の装置と一体化した構造として使用することも
可能である。

【００３６】

【発明の効果】この発明の大きさを揃えられる粉砕装置
は、粉砕物に小さく粉砕されないものが混在するのを防
止できる。すなわち、供給された廃棄合成樹脂等を、一
定以下の大きさに揃えて粉砕できる。この特長は、カッ
ター軸をケーシング内に垂直に配設すると共に、ケーシ
ングの底部に網材を張設し、さらに、カッター軸とケー
シングとの間に通過隙間を設けた独得の構造で実現され
る。この構造の装置は、供給された廃棄合成樹脂等が、
網材を通過できるまで、何回もカッター軸の間と通過隙
間とを通過して、小さく破砕され、網材の網目よりも小
さくなるとケーシング外に排出できる。このため、粉砕
物を網材の網目よりも小さく調整できる。したがって、
この構造の粉砕物は、網材の網目によって、粉砕物の大
きさを最適に制御することが可能である。さらにまた、
この発明の粉砕物は、カッター軸が何回も供給物を破砕
するにもかかわらず、全長を短くできる特長もある。そ
れは、カッター軸の間と、通過隙間間に粉砕物を循環し
て、何回も破砕して小さくできることが理由である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例を示す粉砕装置の概略斜
視図

【図２】 この発明の一実施例を示す粉砕装置の一部断
面正面図

【図３】 この発明の一実施例を示す粉砕装置の一部断
面側面図

【図４】 この発明の一実施例を示す粉砕装置の水平断
面図

【図５】 カッター刃の一例を示す平面図

【符号の説明】

１…カッター軸 ２…駆
動手段 ３…ケーシング ４…カ
ッター刃 ４Ａ…切刃 ４Ｆ…
正転刃 ４Ｂ…逆転刃 ５…
供給口 ６…ホッパー ７…モ
ーター ８…同期歯車 ９…軸
受 １０…網材 １１…
掻取アーム １２…スペーサー １３…
トルクセンサー １４…制御手段 １５…
通過隙間 １６…タイマー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:26 4Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の（ａ）ないし（ｇ）の構成を有す
   る粉砕装置。 （ａ） 粉砕装置は、複数本のカッター軸(1)と、カッ
   ター軸(1)を回転駆動する駆動手段(2)と、カッター軸
   (1)を内蔵するケーシング(3)とを備えている。 （ｂ） 複数のカッター軸(1)は互いに平行に配設され
   ている。 （ｃ） カッター軸(1)には、カッター刃(4)が固定され
   ている。 （ｄ） カッター軸(1)は、垂直に取り付けられてい
   る。 （ｅ） ケーシング(3)は、カッター軸(1)の側面で、隣
   接するカッター軸(1)の境界部分に開口して供給口(5)を
   備えており、供給口(5)にはホッパー(6)が連結されてい
   る。 （ｆ） ケーシング(3)の内面とカッター軸(1)との間に
   は、供給物の通過隙間(15)が設けられている。 （ｇ） ケーシング(3)の底面には、破砕された供給物
   が通過できる網材(10)を固定している。