JPH06292836A - カッター刃が逆転する粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小さいモーターでカッター軸を無理なく回転
させる。 【構成】 粉砕装置は、平行に配設された複数本のカッ
ター軸１と、カッター軸１を内蔵するケーシング３と、
カッター軸１を回転駆動する駆動手段２と、駆動手段２
を制御してカッター軸１を逆転させる制御手段１４を備
えている。カッター軸は、半径方向に突出する切刃を有
するカッター刃を備え、切刃は両側に正転刃と逆転刃と
を有する。制御手段１４は、トルクセンサー１３を備え
ている。カッター軸１は駆動手段２によって互いに反対
方向に回転される。カッター軸１は、垂直に取り付けら
れている。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には底面が下り勾配のホッパー６を
連結している。 【効果】 小型のモーターで能率よく破砕できる。

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
ー軸とを平行に設けた粉砕機は、合成樹脂等を小さく粉
砕して圧送できる。しかしながら、この構造の粉砕機
は、スクリュウ軸とカッター軸の駆動に極めて強い回転
トルクを必要とする。それは、ホッパーから供給された
合成樹脂等を、スクリュウ軸とカッター軸とが瞬時に破
砕することが理由である。例えば、円筒状の容器をホッ
パーから投入すると、容器は、スクリュウ軸とカッター
軸との間に落下する。この時の容器の姿勢は、軸と平行
となり、容器の全長がカッター軸とスクリュウ軸とに咬
み込まれて粉砕されるので、容器をスクリュウ軸とカッ
ター軸とが咬み込むときに、強い回転トルクを必要とす
る。したがって、スクリュウ軸とカッター軸とを、大型
のモーターで駆動する必要があり小型モーターで能率よ
く破砕することができない欠点がある。

【０００６】また、無端ベルトに多数の切断爪を固定し
た破砕機は、供給物である廃棄合成樹脂等を挟んで切断
できないので、一定の大きさの小片状に切断することが
難しい欠点がある。また、供給した廃棄合成樹脂等を、
強い力で切断爪に押圧しないかぎり能率よく破砕できな
い欠点もある。

【０００７】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、小型のモーターを使用し
て、供給物を能率よく破砕できるカッター刃が逆転する
粉砕装置を提供するにある。

【０００８】

【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、平行に配設されて、供給物を小さ
く破砕する複数本のカッター軸(1)と、このカッター軸
(1)を内蔵するケーシング(3)と、カッター軸(1)を回転
駆動する駆動手段(2)と、カッター軸の回転トルクをト
ルクセンサーで検出して駆動手段を逆転させる制御手段
とを備えている。 （ｂ） カッター軸(1)はカッター刃(4)を有し、カッタ
ー刃(4)は半径方向に突出する切刃(4A)を有する。 （ｃ） 半径方向に突出する切刃の両側には、カッター
刃を正逆に回転して供給物を破砕できるように、正転刃
と、逆転刃とが設けられている。 （ｄ） カッター軸(1)は、正逆に回転することによっ
て、境界部分両側で供給物を挟み切ることができるよう
に、垂直に配設されている。 （ｅ） ケーシング(3)の内面とカッター軸との間に
は、この間を供給物が通過して、カッター軸の境界の裏
面でも挟み切ることができるように、供給物の通過隙間
が設けられている。 （ｆ） 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。 （ｇ） 隣接するカッター軸(1)は、境界部分で供給物
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。 （ｈ） カッター軸が供給物を挟み切るときに、過負荷
となって停止しないように、制御手段のトルクセンサー
がカッター軸の回転トルクを検出し、カッター軸の回転
トルクが設定値以上になると、カッター軸を逆転し、供
給物をカッター軸の裏面で破砕するように構成されてい
る。

【０００９】

【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。

【００１０】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。

【００１１】図１ないし図３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、カッター軸１
の回転トルクを検出するトルクセンサー１３を装備する
制御手段１４とを備えている。

【００１２】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４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。

【００１３】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４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とを半径方向に対し
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。

【００１４】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。

【００１５】図１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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。カッター軸１とケーシング３の
内面との間には、ここを廃棄合成樹脂が通過できるよう
に、通過隙間１５を設けている。通過隙間１５は、カッ
ター軸１を逆転した時に、カッター軸１の裏側に廃棄合
成樹脂を移送する。また、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移送する。通過隙間１
５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の編目よりも大きく設計される。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。

【００１９】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。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。

【００２０】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
接近して配設されており、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。

【００２１】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７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
〜２００ＲＰＭの範囲に設定される。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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変えることも
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
り替える。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。

【００２６】トルクセンサー１３には、図示しないが、
カッター軸の回転トルクを機械的に検出するセンサーも
使用できる。

【００２７】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。

【００２８】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本以上とすることも可能であ
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。

【００２９】さらに、図１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。

【００３０】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言うに及ばず、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。

【００３１】

【発明の効果】この発明のカッター刃が逆転する粉砕装
置は、独得の形状のカッター刃を有するカッター軸を、
回転トルクを検出して逆転している。この発明の装置
は、カッター軸の回転トルクが過大になったときに、単
に一時的に逆転させるものではない。この発明の粉砕装
置は、カッター軸に過大な回転トルクが作用すると、カ
ッター軸を逆転させ、逆転するカッター軸によって、供
給物を異なる状態にかき混ぜてカッター軸の裏側で破砕
するようになっている。

【００３２】種々の形状と材質の供給物を破砕する粉砕
装置は、カッター軸の回転トルクを均一にすることがで
きない。それは、供給される供給物が、カッター軸の境
界に同じ状態で供給されないことが理由である。供給物
は、あるときはカッター軸に平行に供給され、あるとき
は傾斜して供給される。供給物がカッター軸の破砕位置
に供給される姿勢と量とは、カッター軸のトルク変動の
原因となるが、これを均一に制御することは到底不可能
である。このため、この種の装置は、カッター軸のトル
ク変動を皆無にすることができない。カッター軸を駆動
するモーターは、カッター軸の最大トルクを考慮して設
計される。このため、カッター軸のトルク変動は、モー
ターの容量を大きくする。

【００３３】この発明の粉砕装置は、この欠点を独得の
構造で解消している。すなわち、カッター軸を逆転する
ことに加えて、カッター刃に正転刃と逆転刃とを設け、
カッター軸を正転して正転刃で破砕し、逆転するときに
は、逆転刃で破砕するようにしている。さらに、カッタ
ー軸を正転するときには、供給口が開口された側で供給
物を破砕し、カッター軸が逆転するときには、供給口の
反対側、すなわちカッター軸の裏側で破砕している。す
なわち、カッター軸の回転方向を変えることによって、
カッター軸が供給物を破砕する面を切り替えている。こ
のように、カッター軸を正逆に回転して供給物の破砕位
置を変更すると、破砕位置が変わるときに、供給物のカ
ッター軸に対する相対的な姿勢が変化し、過負荷となっ
たカッター軸で能率よく切断できる。たとえば、正転す
るカッター軸が過負荷となっても、これが逆転される
と、供給物がケーシングとカッター軸の間を通ってカッ
ター軸の裏面に移動されるときに、攪はんされ、また、
カッター軸に対する姿勢が変化して、スムーズに切断し
て破砕される。

【００３４】このため、この発明のカッター刃が逆転す
る粉砕装置は、過負荷となったカッター軸を回転できな
いような小型モーターを使用して、供給物を能率よく破
砕できる特長がある。このことは、この種の装置にとっ
て極めて大切なことである。それは、従来の粉砕装置が
２００ボルトの動力用モーターでしか使用できなかった
のに対し、１００ボルトの商用電源で実用化できるから
である。１００ボルトの商用電源で使用できる粉砕装置
は、廃棄合成樹脂が発生する場所、例えば、病院等に設
置して、発生する廃棄物をその場で粉砕できる特長があ
る。さらにまた、カッター軸が過負荷を無理なく速やか
に解消できる装置は、メンテナンスを著しく簡素化して
便利に使用でき、また故障を少なくできる特長も実現で
きる。

【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一部断
面正面図

【図２】 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３】 この発明の一実施例を示す粉砕装置の水平断
面図

【図４】 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

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年４月１３日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【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 (72)発明者 亀井 誠一 徳島県徳島市富田町２丁目20番地の２ (72)発明者 藤崎 稔 徳島県阿南市畭町新はり292番地の１

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
   るカッター刃が逆転する粉砕装置。 （ａ） 粉砕装置は、平行に配設された複数本のカッタ
   ー軸(1)と、このカッター軸(1)が内蔵されているケーシ
   ング(3)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)の回転トルクをトルクセンサー(13)
   で検出して駆動手段(2)を逆転させる制御手段(14)とを
   備えている。 （ｂ） カッター軸(1)はカッター刃(4)を有し、カッタ
   ー刃(4)は半径方向に突出する切刃(4A)を有する。 （ｃ） 半径方向に突出する切刃(4A)の両側には、正転
   刃(4F)と、逆転刃(4B)とが設けられている。 （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)の内面とカッター軸との間に
   は、供給物の通過隙間(15)が設けられている。 （ｆ） 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。 （ｇ） 隣接するカッター軸(1)は、駆動手段(2)によっ
   て互いに反対方向に回転される。 （ｈ） 制御手段(14)のトルクセンサー(13)がカッター
   軸(1)の回転トルクを検出し、カッター軸(1)の回転トル
   クが設定値以上になると、カッター軸(1)を逆転して供
   給物を破砕するように構成されている。