JPH0642948B2

JPH0642948B2 - 破砕機スクリーン

Info

Publication number: JPH0642948B2
Application number: JP6776090A
Authority: JP
Inventors: 秀晃的場
Original assignee: Matex Co Ltd
Current assignee: Matex Co Ltd
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1994-06-08
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: JPH0332755A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

この発明は、プラスチックランナーを細く破砕する破砕
機のスクリーンに関する。

【従来の技術】

プラスチック成形機に於いては、割り金型内に活動的な
材料を流し込み、加圧して賦形し、冷却してから金型を
開き成型品を取り出す。金型の内部には複数のキャビテ
ィヘプラスチック材料を流し込むための樹枝状の経路が
ある。この経路の部分で固化したプラスチック部分は不
要であるので、製品と切り離される。これがランナーで
ある。棒状の幹部に多様な枝部がついている。細い棒状
部の集まりであるが、寸法、形状は金型によって異な
る。プラスチックランナーは細く砕かれて再使用される。こ
のために利用されるのがランナー破砕機である。直接に
破砕機に投入して細く破砕することもあるが、長いラン
ナーの場合は、ランナー粗砕機（例えば特公昭60-31543
号）によって、3〜6個の小片に切り分けてから破砕機に
入れて細く砕くようにすることもある。ランナー破砕機はケーシングの中で回転刃が高速回転し
ており、固定刃と回転刃の作用によりランナーが細く切
断されるようにしたものである。回転刃の下には、多数
の小穴を穿った半円筒状のスクリーンが設置される。ス
クリーンの小穴を通るほどの小さい細片しか下方へ落下
しない。スクリーンは、このようにして寸法選択性があ
るわけである。例えば、スクリーンに穿った穴の直径が8mmφであると
する。この場合、8mmより小さく切断されたランナー小
片のみがスクリーンを通るはずである。ところがこれは小片のいずれかの断面が8mmφ以下であ
れば通過するということであり、どの断面でみても8mm
φ以下だという事ではない。ランナーの小片は再利用するわけであるから、十分に小
さく切断されていなければならない。ランナーはもともと細長い棒状部が多数枝分かれした形
状をしているので、これを切断すると棒状の切断片が多
数生じる。たとえ8mmφのスクリーン小穴であっても、
長さ20〜30mmのランナー切断片が通過することがある。これはスクリーンに穿った穴が単純な円柱形の穴だから
である。棒状のランナー切断片の先端が小穴に入るとそ
のまま押し出されてしまう。途中で止まるということが
ない。ランナー切断片が、長いままで破砕機から排出さ
れた場合、これをミスカットと呼ぶ。ミスカットの定義
はさまざまであるが、例えば20mm以上のもの、あるいは
30mm以上のものはミスカットと定義できる。ミスカットを防ぐため、スクリーンの穴を円錐穴にする
こともある。しかし、これは殆ど効果がない。穴径を小さくすれば、長い棒が通りにくくなり、ミスカ
ットも減るはずであるが、そうすると、よほど細かくな
らなければスクリーンを通らなくなり、破砕効率が悪く
なる。このような難点を克服するために、例えば実公昭60-285
11（実開昭59-93666）のスクリーンが提案されている。これは半円筒の部材に、上面からドリルによって、半分
の深さまで穴を穿ち、次に下面からドリルによって残り
の半分の穴を穿つようにしたものである。この際、上面
から穿った穴の中心と、下面から穿った穴の中心とが円
周方向に一定寸法ｄだけ異なっているようにする。すると、穴の途中で奥ゆきがｄの段部が生じる。回転刃
の回転する方向に、この段部が来るような向きにスクリ
ーンを設置する。こうすると、ランナー小片がスクリー
ン穴の上端に僅かに入ったとしても、段部で止まるから
そのまま落下しない。止まっている間に、回転刃が回ってきてランナー片の露
出している部分を切断する。もうひとつの工夫は、実公昭60-28510（実開昭58-9366
5）に提案されている。これはスクリーンの半円筒を２
枚の部材に分割している。いずれの半円筒にも同じ大き
さの穴を縦横同じ配列で穿っておく。この２枚のスクリ
ーンを重ね合わせてひとつのスクリーンとする。このと
き上下のスクリーンの小穴の中心を円周方向にある距離
ｄだけずらせて重ね合わせる。こうするとひとつひとつ
の穴が直円筒形ではなくなる。途中で段部を持つ偏芯穴
となるのである。前述のものと穴の構造は同一である
が、製作法が異なる。細長いランナー片が小穴に入っても、段部で止まり、そ
のまま穴を通過しない。このためミスカットを減らすこ
とができる。

【発明が解決しようとする課題】

実公昭60-28510号は、上下で中心が喰い違う偏芯穴をス
クリーンに穿っている。この場合、スクリーンの表面か
ら穴を半分穿ち、裏面から穴を半分穿つ、といった作業
が必要になる。穿孔のための作業が２倍になり、煩雑で
ある。さらに、中間部に段部を残さなくてはならず、し
かも、ドリル穿孔時に生じたバリは完全に除去しなけれ
ばならない。ドリルの刃先を完全に裏側まで通すわけで
はなく、途中で止めるので、穿孔部先端にバリが生じ易
い。これはひとつひとつの穴についてやすりで削り落と
す必要がある。ところがこの時、段部を削ってしまって
はならない。段部が削られるとランナー先端が滑りやす
くなって、ミスカット防止効果が減退してしまう。このように、偏芯穴の加工が難しいという欠点がある。実公昭60-28511号は２枚のスクリーンを別個に製作し、
これを重ね合わせて偏芯穴を作り出している。前述のものに比べて、製作は容易になるであろう。２枚
のスクリーンは外周で溶接するが、中間部つまり穴の部
分では溶接しない。このため、２枚のスクリーンの間に
ランナー粉砕片が入っていく。この粉砕片の作用で隙間
が拡大しさらに新しい粉砕片が浸入してくる。こういう
わけで、２枚のスクリーンの間に粉砕片が蓄積され、穴
自体も目詰まりしてくる。目詰まりしやすいので、頻繁
に取り外して清掃しなければならない。これら偏芯穴は
同一径の穴部を穿ち、上下で中心をずらせたものであ
る。穴や凹部の総面積は変わらない。ランナーが切断される際、もちろん回転刃と固定刃の間
で挟まれて切断される事が多い。しかしそれだけではな
い。多様な形状のランナーであるので、先端部が小穴に
引っ掛かり、ここへ回転刃が通過したので切断されると
いう事もある。このような切断作用もあるので穴や凹部
は切断作用そのものにも寄与しているという事ができ
る。切断作用をより盛んにするためには、スクリーンの内面
に小片の端が引っ掛かるべき凹部を多く形成した方がよ
いということが分かる。回転刃は十分に高速で回転して
いるのであるから、切断作用をより盛んにすれば、ミス
カットも減るわけである。このような難点を解決し、製作が容易であって、目詰ま
りしにくく、しかもミスカットの発生を有効に抑制でき
る破砕機スクリーンを提供する事が本発明の目的であ
る。

【課題を解決するための手段】

本発明の破砕機スクリーンは、略半円筒状の部材に母線
方向に並んだ複数列の小穴を面と直角な方向に穿ってあ
り、半円筒状部材の回転刃に対向する方の面に、小穴列
の一部に重なる矩形断面の長溝を、その中心が小穴の中
心と同一方向一定距離だけずれた位置に母線方向に穿っ
てある事を特徴とする。

【作用】

第１図に本発明のスクリーンを装着した破砕機の概略断
面図を示す。第２図はその一部のみの拡大断面図であ
る。これによって、作用を説明する。スクリーン１は半円筒形の部材よりなり、ケーシング２
の中に、軸が水平になるような位置に固定される。ケーシング２の中では、いくつかの切断部を有する回転
刃３が主軸４によって支持されている。ケーシング２の
一方の壁面には固定刃５が固定されている。スクリーン１には、多数の母線方向に沿う小穴６の列が
円周方向にいつも穿孔されている。この図は円周方向の
断面であるが、図面の直角な方向（母線方向）には一直
線上に並ぶ多くの小穴６がある。さらに、小穴６の列に一部が重なるように、回転刃に近
い方の面に矩形断面の長溝７が穿たれている。ランナー８が上方から投入される。高速回転する回転刃
と固定刃との間にランナー８が挟みこまれ切断される。
ランナーは何度も切断されて小さくなる。スクリーンの
小穴を通り抜けられるほどの大きさになると、小穴を通
過して落下する。もしも小穴が単なる円柱形の穴であれば、ある程度の長
さがあっても、小穴を通るランナー片がある。ところが本発明のスクリーンの場合、長溝と小穴の位置
が少しずれているので、第２図に示すように、止め段９
が生ずる。長くて細いランナー片１０は、一方の端が止
め段９に当たって、穴を通る事が出来なくなる。すると
回転刃がランナー片に当たってこれを切断するか、又は
ランナー片を再び上方へ持ち上げる。いずれにしてもさ
らに細く切断される機会が与えられるわけである。長い
ままスクリーンの小穴を通過するということがない。こ
うしてミスカットの発生を防止する事ができる。このようなスクリーンを製作するには次のようにする。全円形の円筒状部材のまま、半径方向の小穴を外から
内へとドリルで穿孔する。小穴は母線方向には一直線上
に並ぶようにする。円周方向には任意である。一直線上
であっても良いし、チドリであっても良い。全円形の部材を直径上の２面で切断し、半円筒状にす
る。ここまでは通常のスクリーンと同じである。半円筒の内側の面に、エンドミルで母線方向の長溝を
穿つ。矩形断面の長溝であるので、先端が平坦なエンド
ミルの刃を用いて溝を穿つ。ただし、長溝の中心が小穴
列の中心から同一方向同一距離だけずれているようにす
る。

【実施例】

実施例に係る図面によって説明する。第３図はランナー破砕機の一例を示す全体図、第４図は
ケーシング部分のみの縦断面図である。破砕機は、基台２１、ケーシング２、ホッパ２３、モー
タ２２等を有する。基台２１の下方にランナー収納箱２
４を置く。ホッパ２３へランナーを投入すると、ランナ
ーはケーシング２の内部へ落下し、回転刃、固定刃の作
用で細く切断される。実際にはプラスチック成形機のす
ぐ側方に、この破砕機を置く。ランナーは成形サイクル
ごとに排出されるが、これを把持してホッパへ運び投下
するランナー搬送装置も設けておく。この場合、成形機
から排出されたランナーは自動的にホッパへ運ばれ、破
砕される。ランナー収納箱２４には、破砕された小片が
堆積されていく。これらの運転は自動的に遂行されるの
で、人手を全く要しない。第４図において、鋳物のケーシング２の中に、回転刃
３、固定刃５が設けられている。主軸４に三角柱状の回
転体１０がキー１４を介して取り付けられている。この
回転体１０の三つの面に、長板状の３つの回転刃３がい
くつかのボルト１５によって固定される。回転刃３は水
平方向に長くて、複数のボルト１５で取り付けるが、こ
こは短辺に平行な長溝１１が穿ってあり、回転刃３の突
出長さを調整できるようになっている。固定刃５も長板状の刃物で、短辺に平行な長溝１６が穿
ってある。ここへ差し込んだボルト１７によってケーシ
ング２に固定する。回転刃３の回転する空間の下方にスクリーン１が設けら
れる。これは軸方向の両端に於いて、半円弧状のスクリ
ーン固定具１３によって下から支持される。スクリーン
１の直径上の端は固定具５、ブロック２０などによって
押さえられている。スクリーン１は上下から支持される
ので、運転中に変位しない。次に実施例に係るスクリーンそのものの形状を説明す
る。第５図はスクリーンの回転刃に近い方の面（ここで
は内面と呼ぶ）の展開図、第６図はスクリーンの回転刃
から遠い方の面（外面と呼ぶ）の展開図である。スクリ
ーンは半円筒形のものであるが、特徴を分かりやすく示
すため、これを平面に伸ばした展開図で表現している。第７図、第８図、第９図は第５図中のＩ−Ｉ断面、II−
II断面、III−III断面図である。これは正しく半円筒形
のものの断面を示している。また第１０図〜第１２図に
は母線方向の断面図を示している。これらの図で分かるように、一定直径の小穴が母線方向
に並んで穿孔されている。円周方向にも小穴が並んでい
るが、この例では、この方向にはチドリ状に配列してい
る。穴の分布をより密にするためである。小穴は直円筒
形の穴である。さらに、母線方向に長溝７が多数穿たれている。これは
貫通するものでなく、回転刃に近い内面にのみ穿たれ
る。しかも重要なことは、長溝７が小穴列に一部が重な
り、しかも長溝の中心が小穴列の中心よりも一定方向一
定寸法だけずれているという事である。この長溝の幅をＥ、小穴の直径をＤとする。長溝の中心
線ｎと、小穴列の中心線ｍのずれをｑとする。また長溝
の深さをｈとする。長溝の長さをＬとする。長溝の１本
あたりの面積ＳはＳ＝ＥＬ (1) である。１列の小穴の数をＮとすると小穴の面積ＴはＴ＝πＤ^２Ｎ／４ (2) である。ところが、小穴の一部は長溝にかかっている。
この部分の幅は弓形の高さｄで表現するとである。反対に長溝にかかっていない部分の幅ｅはである。たとえばｑ＝Ｅ／２とすると、小穴の半分は長
溝にかかりのこりの半分は長溝にかかっていないという
事になる。つまり、第２図で示した止め段９の幅が(3)
のｄに等しくなり、これがＤ／２という事になる。さて、本発明のスクリーンの作用は２つあるという事を
述べた。ひとつはミスカットを防止できるという事であ
る。もうひとつはスクリーンの内面に多くの凹部が存在
し、ランナー端が凹部に引っ掛かる確率が増加するの
で、回転刃によって切断されるチャンスが増えるという
事である。後者については明瞭で、従来は凹部の面積が１列当たり
Ｔであったのに、本発明では（Ｓ＋Ｔ）に増えている。
凹部が広いので、切断効果が高まることになる。前者が重要であるのでこれについて考察する。長いまま
のランナー片が穴を貫通しにくくなるという事である。第１４図は平坦なスクリーン面に直径Ｄの穴があるとし
て、角Θ方向からランナーが穴に突入し、この中を貫通
するための条件を考えるための図である。穴の面積をＳ
_０とする。穴の中心Ｏから立てた法線をＺ軸とする。ラ
ンナーの長さをｌとする。斜角Θをなす直線に直角で原
点Ｏから距離ｌにある面ｐを考える。この面ｐに対する
穴Ｓ_０の投射（PROJECT）をＳ_１とする。楕円柱Ｓ_０Ｓ
_１に含まれる空間にランナーが存在するとき、このラン
ナーは穴を通過できる。楕円柱Ｓ_０Ｓ_１に含まれないラ
ンナーはこの穴を通過しない。Ｓ_１はＳ_１＝Ｓ_０cosΘ (5) で表される。Θ＞０というのが回転刃によってランナー
が穴の方向へ押し込まれる方向であるとする。Θ＜０
は、回転刃がランナーを穴から引き抜く方向であるとす
る。この場合Θ＜０については考えなくてもよい。 Θ方向には面積Ｓ_１内に含まれていればこの穴を通過す
るという事である。Θはランナー自身のＺ軸となす角で
ある。第１４図は従来のスクリーンの穴を通過するランナーに
ついて考えるための図であった。第１５図は本発明のス
クリーンに対応するものである。この場合、穴は平面上にあるのではなく、長溝の底にあ
る円弧ＥＦＧと、スクリーンのもとの内面にある円弧Ｈ
ＩＪとを合わせた穴になる。穴のプロフィルはＥＦＧＨ
ＩＪとなる。円弧ＥＦＧと円弧ＨＩＪとを合わせると全
円周になる。そして断の高さがｈである。原点は、弓形
ＨＩＪの中心として定義する。ランナーは高い方の面から斜角Θでこの穴に入ろうとす
る。原点０からランナー長ｌだけ離れておき斜線Θに対
して直角な投影面ｑを考える。この投影面ｑに弓形ＥＦＧと弓形ＨＩＪをΘ方向に投影
する。投影図を第１６図に示す。段ｈが０であれば投影図は楕
円になる。しかしｈが有限であると、楕円を長軸に平行
な辺で２つに切断したものが一部重なった投影図形Ｔ_２
が得られる。結局、Ｔ_１＋Ｔ_０の弓形と、投影図形Ｔ_２
で張られる不完全楕円柱の中に含まれるランナーのみが
この穴を通過できることになる。つまり、段部ＥＦＧが重要なのではなく、穴ＥＦＧを半
ば覆うＪＩＨが重要なのである。Ｔ_２は(5)で定義され
るＳ_１より小さい。単純化して、ＥＦＧが半円、ＨＩＪも半円の場合を考え
ると、投影図形Ｔ_２はＰＱで決まる葉形となり、となる。Ｔ_２＜Ｓ_１となる。Ｔ_２〜（Ｔ_０＋Ｔ_１）に含
まれる柱体の中にあるランナーのみが穴を通過しうる。
これは第１４図の穴を通過するものより少ないというこ
とが分かる。面積比は、である。これは必ず１より小さい。たとえば、とすると、となる。このように、本発明のスクリーンは長いままのランナー
が穴を通過しにくいようになっている。このため、ミス
カットを有効に防ぐことができるのである。一例を述べると、このスクリーンは幅が166mm、内径が7
6mm、長さが159mm、中心角が171゜である。次に実際にミスカットの発生について調べた。第１７図にスクリーンの穴形状を示している。(a) は穴
グリをしたスクリーン（従来）、(b) は穴グリのないス
クリーン（従来）、(c) は矩形長溝のあるスクリーン
（本発明）である。スクリーン穴径はいずれも8mmφで
ある。 (a) 〜(c) のスクリーンについて、ＰＯＭ（ポリアセ
タール）のプラスチックランナーを３時間粉砕し、ミス
カットの本数、長さなどを調べた。ここでミスカットと
いうのは20mm以上のランナーのことである。結果を第１
表に示す。 (a) 〜(c) のスクリーンについて、ＰＰ（ポリプロピ
レン）のプラスチックランナーを３時間粉砕し、ミスカ
ットの本数、長さなどを調べた。結果を第２表に示す。このような結果から、本発明のスクリーンがミスカット
の防止に有効であることが分かる。

【発明の効果】

本発明のスクリーンは、母線方向に並ぶ穴の列の、回転
刃から見て後方に矩形断面の長溝を切っているので、長
いままのランナー片が穴に入りにくく、そのまま排出さ
れる可能性が低い。つまりミスカットを有効に防止でき
るのである。ミスカットの本数が減少するということだけではない。
ミスカットであるランナー片の長さがよく短くなるとい
うこともある。さらにランナー内面の凹部の面積が広く、凹凸にランナ
ー端が引っ掛かり易いので、切断効率が高まる。有用な
発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は破砕機中での本発明のスクリーンを示すための
略断面図。第２図はランナーを切断する寸前の状態を示す拡大断面
図。第３図はランナー破砕機の一例を示す全体側面図。第４図は本発明の実施例に係るスクリーンを用いた破砕
機のケーシング部分の縦断面図。第５図は本発明の実施例に係るスクリーンの内面の展開
図。第６図は同じものの外面の展開図。第７図は第５図のＩ−Ｉ断面を実際の半円筒状に書いた
断面図。第８図は第５図のII−II断面を実際の半円筒状に書いた
断面図。第９図は第５図のIII−III断面を実際の半円筒状に書い
た断面図。第１０図は第７図中のIV−IV断面図。第１１図は第７図中のＶ−Ｖ断面図。第１２図は第７図中のVI−VI断面図。第１３図は第７図中のVII−VII断面図。第１４図は、従来のスクリーンに於いて、面積Ｓ_０の穴
に角Θをなす方向からランナーが穴に入るための条件を
求めるための説明図。第１５図は段付きの本発明のスクリーンに於いて、弓形
Ｔ_０、弓形Ｔ_１よりなる段付き穴に角Θをなす方向から
ランナーが穴に入るための条件を求めるための説明図。第１６図は第１５図に於いて角Θをなす直線に対して直
角な投影面Ｑに弓形Ｔ_０、弓形Ｔ_１を投影した投影図形
Ｔ_２を示す説明図。第１７図はスクリーンの穴形状を示す断面図。 (a) は穴グリあり（従来）、(b) は穴グリなし（従
来）、(c) は本発明。１……スクリーン２……ケーシング３……回転刃４……主軸５……固定刃６……小穴７……長溝８……ランナー９……止め段

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｂ２９Ｂ 17/00 8824−4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングの中にあって主軸のまわりに回
転する回転刃と、回転刃の直下に設けられランナー片を
通すための小穴を多数穿ったスクリーンと、ケーシング
に固定された固定刃とを含みプラスチックランナーを細
く破砕する破砕機のスクリーンであって、略半円筒状の
部材に母線方向に並んだ複数列の小穴を部材の表面と直
角な方向に穿ってあり、半円筒状部材の回転刃に対向す
る面に前記小穴列の一部に重なる矩形断面の長溝を、そ
の中心が小穴の中心と同一方向一定距離だけずれた位置
に母線方向に穿ってある事を特徴とする破砕機スクリー
ン。