(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被破砕物を収容するホッパ下にハウジングを連設し、該ハウジング内に、鉛直方向の回転軸を中心に回転する回転ドラムと該回転ドラムを囲む筒状スクリーンとを配設し、前記回転ドラムと前記スクリーンとの間の環状室を破砕室とすると共に、前記スクリーンと前記ハウジングの立壁との間を貯留室とし、前記破砕室を前記ホッパ内に連通させると共に、該破砕室内に、前記回転ドラムの外周面に取付けられた複数の回転刃と、前記ハウジングに取付けられ、前記回転刃と協働して被破砕物を破砕する複数の固定刃とを配置し、前記貯留室に臨むハウジングの下板および立壁には、吸引手段に接続され、前記スクリーンを通過して該貯留室に流出した破砕物を外部へ排出する複数の排出口をそれぞれ設けたことを特徴とする破砕装置。
【請求項２】
破砕室をホッパ内に環状の通路により連通させ、前記ホッパとハウジングとの間に、被破砕物を一次的に破砕し、前記環状の通路に被破砕物を落し込む予備破砕手段を配設したことを特徴とする請求項１に記載の破砕装置。
【請求項３】
各回転刃を、回転ドラムの外周面に固定した刃具台の側面にそれぞれ取付けると共に、該刃具台の周りの凹所を回転ドラムに取付けたカバーにより覆ったことを特徴とする請求項１または２に記載の破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物や原料などの被破砕物を破砕するための破砕装置に係り、より詳しくはある程度細かい状態となっている被破砕物をさらに破砕して一定粒度の破砕物とする縦型の破砕装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車の廃材としてのシュレッダーダストは、金属類を始め、プラスチック、ゴム、繊維等種々雑多な材料を含んでいるが、その大部分は、プラスチック、ゴム、繊維等の軽量材料となっている。そこで最近は、前記シュレッダーダストの中から金属類を選別除去した後、これを破砕装置にかけて所定の粒度範囲の破砕物とし、さらに、これに樹脂材を混合して所定の二次加工を加えて再利用することが行われている（特開平８−１１２５８４号公報等参照）。
【０００３】
ところで、上記シュレッダーダスト等を破砕するための破砕装置は、従来一般には横型となっており、例えば特開平６−２０６０００号公報には、被破砕物を収容する容器（ホッパ）下に連設したハウジング内に、水平軸を中心に回転する一対の破砕ドラムを配置し、この一対の破砕ドラムで破砕した破砕物を該破砕ドラムの下方に配置した多孔部材（スクリーン）を通して取出すようにした破砕装置が開示されている。この破砕装置によれば、破砕物をスクリーンを通して取出すので、粗大物の混入は確実に防止され、後の二次加工原料としての利用価値が高まるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の破砕装置によれば、一対の破砕ドラムにより破砕された破砕物がスクリーン上に堆積するため、該スクリーン上で破砕ドラムにより再破砕されるばかりか、破砕ドラムの回転に伴って上方へ循環して破砕ドラムに再供給される機会が増し、このため、被破砕物が必要以上に破砕されることとなって、所望の粒度範囲に破砕物を収めることが困難になる、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、破砕物が円滑にスクリーンを通ることを可能にしてその再破砕を抑制し、もって所望の粒度範囲に収まる破砕物を安定して得ることができる破砕装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、被破砕物を収容するホッパ下にハウジングを連設し、該ハウジング内に、鉛直方向の回転軸を中心に回転する回転ドラムと該回転ドラムを囲む筒状スクリーンとを配設し、前記回転ドラムと前記スクリーンとの間の環状室を破砕室とすると共に、前記スクリーンと前記ハウジングの立壁との間を貯留室として構成し、前記破砕室を前記ホッパ内に連通させると共に、該破砕室内に、前記回転ドラムの外周面に取付けられた複数の回転刃と、前記ハウジングに取付けられ、前記回転刃と協働して被破砕物を破砕する複数の固定刃とを配置し、前記貯留室に臨むハウジングの下板および立壁には、吸引手段に接続され、前記スクリーンを通過して該貯留室に流出した破砕物を外部へ排出する複数の排出口をそれぞれ設けたことを特徴とする。
【０００７】
このように構成した破砕装置においては、回転ドラムと筒状スクリーンとの間の環状室が破砕室として構成され、この破砕室内で破砕された破砕物は、該破砕室を取囲むスクリーンを通って直ちにその外側へ排出され、したがって、破砕物の再破砕は著しく抑制される。
【０００８】
また、上記ハウジングの下板および立壁に設けた排出口を吸引手段に接続したので、破砕室内で破砕された破砕物に吸引力が働いて、そのスクリーン通過がより一層促進される。
【０００９】
本発明は、上記破砕室をホッパ内に環状の通路により連通させ、前記ホッパと上記ハウジングとの間に、被破砕物を一次的に破砕し、前記環状の通路に被破砕物を落し込む予備破砕手段を配設する構成とすることができ、この場合は、被破砕物中の粗大物が一次的に破砕され、環状室内に粗大物が入り込むことはない。
【００１０】
本発明において、上記各回転刃は、回転ドラムの外周面に固定した刃具台の側面にそれぞれ取付けると共に、該刃具台の周りの凹所を回転ドラムに取付けたカバーにより覆うようにしてもよく、この場合は、刃具台の周りの凹所を回転ドラムに取付けたカバーにより覆うようにする。このように構成することで、被破砕物の性状に応じて回転刃を、回転ドラム上にランダムに、または千鳥状、リード状等の規則性をもって配置することができる。また、カバーによって破砕室としての環状室の間隙を所定の大きさに維持することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１３】
図１乃至図５は、本発明の一つの実施の形態としての破砕装置を示したものである。これらの図において、１は被破砕物を収容するホッパ、２は、このホッパ１の下部に連設され、ホッパ１内の被搬送物を一次的に破砕する予備破砕機（予備破砕手段）、３は、予備破砕機２から落し込まれた被破砕物を本破砕する破砕機、４は、破砕機３の下部に連設され、該破砕機３で破砕された破砕物を吸引し外部へ排出する吸引機（吸引手段）であり、これらは一つの組立体として、フロア５に配置した架台６上に載置固定されている。
【００１４】
架台６の上部ベース６ａには、鉛直方向へ軸Ｃを延ばして支持筒７がボルト８を用いて取付けられており、この支持筒７には上、下二つの軸受９ａ、９ｂを介して回転軸１０が回動自在に支持されている。支持筒７からその下方へ延出する回転軸１０の下端部にはプーリ１１が装着されており、このプーリ１１には、架台５の側方に設置したモータ（図示略）の出力軸に装着したプーリから延ばされたベルト１２が掛け回されている。すなわち、回転軸１０は、図示を略すモータにより鉛直軸Ｃを中心に回転駆動されるようになっている。
【００１５】
一方、支持筒７からその上方へ延出する回転軸１０の上端部には、前記破砕機３を構成する回転ドラム１３がボルト１４を用いて取付けられている。破砕機３は、前記予備破砕機２と吸引機４との間に介装された多角形状（ここでは八角形状）のハウジング１５と、このハウジング１５内に前記回転ドラム１３を囲むように位置固定的に配設された多孔の筒状スクリーン１６とを備えている。回転ドラム１３とスクリーン１６との間の環状室１７は、被破砕物を破砕する破砕室として提供されるもので、この環状室（破砕室）１７には、後述する環状の通路Ｓ（図１、２）を通じてホッパ１および予備破砕機２内から被粉砕物が落下するようになっている。しかして、この破砕室１７には、複数の回転刃１８と複数の固定刃１９とが相互に噛合可能に配置されている。各回転刃１８は、ここでは正２４面体形状とされた回転ドラム１３の外周の平坦な取付面１３ａ（図３）に刃具台２０を介して取付けられ、一方、固定刃１９は、スクリーン１６を円周方向に複数分割（４分割）するようにハウジング１５内に設けられた支持プレート２１に取付けられている。このような破砕機３においては、回転ドラム１３の回転に応じて複数の回転刃１８が破砕室１７内を旋回し、固定刃１９と協働して破砕室１７内の被粉砕物を破砕する。そして、この破砕された破砕物は、スクリーン１６を通じてその外側の貯留室２２へ排出されるようになる。なお、貯留室２２は、ここでは固定刃１９を取付ける支持プレート２１によりスクリーン１６の周回り方向に４分割されている。
【００１６】
ここで、破砕機３の構造をさらに詳しく説明すると、各刃具台２０は、図４に示すように、回転ドラム１３の取付面１３ａにボルト２３を用いて固定されると共に、回転刃１８は、この刃具台２０の側面にボルト２４を用いて固定されている。回転ドラム１３の各取付面１３ａには、その軸方向に所定の間隔でねじ穴２５が設けられており、２４面存在する取付面１３ａと前記複数のねじ穴２５との中から適宜の取付面１３ａ、ねじ穴２５を選択し、刃具台２０を固定することで、複数の回転刃１８を、回転ドラム１３の外周面にランダムに、または千鳥状、リード状等の種々の規則性をもって配置することができるようになる。
【００１７】
回転刃１８に設けられた、ボルト２４を挿通させるための孔（ボルト挿通孔）１８ａは半径方向へ延びる長孔となっており（図４）、回転刃１８は、そのボルト挿通孔１８ａの長さの範囲内で刃具台２０に対する取付位置が調整可能となっている。したがって、回転刃１８の先端の切刃部の摩耗修正に応じて、その取付位置を調整することで、回転刃１８は、常に刃具台２０から一定長さだけ破砕室１７内に突出する状態で位置決めされ、これにより回転刃１８と固定刃１９との間隔が一定に維持されるようになる。なお、回転刃１８の後端部には、回転ドラム１３に当接して該回転刃１８の突出し長さを一定とする調整ねじ２６と、該回転刃１８を回転ドラム１３に仮止めするための仮止め手段２７とが設けられている。
【００１８】
ところで、上記した態様で回転ドラム１３の外周面に回転刃１８を配置した場合、各刃具台２０の相互間にはその高さ分の凹所が形成され、そのままでは、破砕室１７が凹凸形状となって該凹所に被破砕物が逃げるようになる。そこで、本実施の形態では、同じく図４に示すように、背面に中空の支柱２８を設けたカバー２９を用意し、このカバー２９を前記支柱２８に挿入したボルト３０を用いて回転ドラム１３の各取付面１３ａに固定できるようにしている。したがって、このカバー２９を各刃具台２０に隣接して回転ドラム１３に固定することにより、前記した刃具台２０の相互間の凹所は該カバー２９により覆われ、前記破砕室１７は、全周にわたってほぼ一定の間隔となる。また、このカバー２９により回転刃１８を取付けるためのボルト２４や、調整ねじ２６あるいは仮止め手段２７も覆われるので、これらが被破砕物によって損傷を受けることもなく、安全にメンテナンスを行なうことができるようになる。
【００１９】
一方、固定刃１９は、ここではその３つが１つのセグメント３１（図２）に一体に設けられ、該セグメント３１単位で前記支持プレート２１にボルト３２を用いて固定されている。各セグメント３１は、１つの支持プレート２１に縦に並べて４個固定されており（図２）、したがって、ここでは、１２個の固定刃１９が１つの支持プレート２１に配列された状態となっている。各セグメント３１に設けられた、ボルト３２を挿通させるための孔（ボルト挿通孔）３１ａも半径方向へ延びる長孔となっており（図４）、固定刃１９は、そのボルト挿通孔３１ａの長さの範囲内で支持プレート２１に対する取付位置が調整可能となっている。したがって、固定刃１９の先端の切刃部の摩耗修正に応じて、その取付位置を調整することで、固定刃１９は、常に支持プレート２１から一定長さだけ破砕室１７内に突出し、これにより固定刃１９と固定刃１９との間隔が一定に維持されるようになる。なお、各セグメント３１の後端部には、支持プレート２１に当接して該固定刃１９の突出し長さを一定とする調整ねじ３３（図２）と、該固定刃１９を支持プレート２１に仮止めするための仮止め手段３４とが設けられている。また、ボルト３２を始め、調整ねじ３３、仮止め手段３４等は支持プレート２１に固定したカバー３５により覆われている。
【００２０】
破砕機３のハウジング１５は、その八角形状をなす立壁１５ａが固定壁３６と可動壁３７とから構成されており、両壁３６と３７は、八角形の各辺に対応して交互に配列されている。４つの可動壁３７のうち、固定刃１９を取付けた一対の支持プレート２１間に位置する２つの可動壁３７Ａは、図３に示すように、その一側部がヒンジ３８に取付けられると共に、その他側部がねじ３９を用いて固定壁３６に止められている。すなわち、ハウジング１５の相対向する部位に配置された２つの可動壁３７Ａ（図３には片側のみ示す）は、ヒンジ３８を中心に開閉する扉体として構成されており、これを開放することにより固定刃１９の取付部が外部に露出し、その交換を簡単に行なうことができ、その上、スクリーン１６のメンテナンスも簡単に行なうことができる。なお、４０は、扉体としての可動壁３７Ａに設けられた把手である。
【００２１】
また、破砕機３のスクリーン１６も、図３に示すように、上記ハウジング１５の可動壁（扉体）３７Ａに対応する部分が一対の扉体１６Ａ，１６Ｂから構成されている。一対の扉体１６Ａ，１６Ｂは、共通のヒンジ４１を中心にして観音開き様に開閉するようになっており、常時はそれぞれの開放端部が、前記固定刃１９の取付部を囲むカバー３５にねじ４２により固定されている。前記ハウジング１５の扉体３７Ａの開放に応じてこのスクリーン１６の扉体１６Ａ，１６Ｂを開放した後、回転ドラム１３を手動で適宜回転させることにより、これに取付けた回転刃１８が外部に露出し、そのメンテナンスを容易に行うことができるようになる。
【００２２】
図２に良く示されるように、回転ドラム１３の上端には、該回転ドラム１３より大径の円板５０が取付けられており、この円板５０上には前記予備破砕機２を構成する回転体５１がスペーサ５２を介して固定されている。予備破砕機２は、ホッパ２と粉砕機３のハウジング１５との間に介装された筒状本体５３と、この本体５３内に嵌合固定された、内周面を凹凸形状（段差形状）としてライナー５４と、前記回転体５１の外周縁部に複数の支軸５５を介して取付けられた円板状のハンマー５６とを備えている。ハンマー５６は、支軸５５に遊嵌されて水平方向へわずか移動できるようになっていると共に、該支軸５５に沿って上下方向へわずか移動できるようになっている。なお、回転体５１の上部板には、ホッパ１内の被破砕物をライナー５４側へ寄せるかき板５７が固定され、また、その下部板には、ハウジング１５内の破砕室１７に通じる、前記した環状の通路Ｓを確定するリング状調整板５８が位置調整可能に固定されている。
【００２３】
このような予備破砕機２においては、その回転体５１が前記破砕機３の回転ドラム１３と一体に回転し、その回転に応じてハンマー５６が支軸５５上で回転、水平および上下の各運動を行う。この結果、かき板５７によりライナー５４側へ寄せられた被破砕物は、該ライナー５４とハンマー５６との間で衝撃、せん断等の作用を受けて一次的に破砕され、前記環状の通路Ｓを通じてハウジング１５内の破砕室１７内に落下する。
【００２４】
また、回転ドラム１３の下端には、該回転ドラム１３より大きな外径を有する板状リング６０（図２）が取付けられており、この板状リング６０の下面には、図１に示すように、前記吸引機４を構成する回転羽根６１が取付けられている。吸引機４は、粉砕機３のハウジング１５と架台６の上部ベース６ａとの間に介装された本体６２を備えており、この本体６２内は、その上板とハウジング１５の下板とに共通に開けられた複数（ここでは、４つ）の排出口６３を通じて、前記ハウジング１５内の４分割された貯留室２２にそれぞれ連通している。また、この本体６２の側面には１つの吐出口６４が設けられており、この吐出口６４には外部の貯留タンク（図示略）と接続するダクト６５が接続されている。
【００２５】
このような吸引機４においては、その回転羽根６１が破砕機３の回転ドラム１３と一体に回転し、その回転に応じて本体６２内には排出口６３から吐出口６４に至る空気の流れが発生し、ハウジング１５内の貯留室２２内の破砕物が、この空気の流れ（吸引力）に乗って図示を略す貯留タンクへと搬送される。
【００２６】
以下、上記のように構成した破砕装置の作用を説明する。
図示を略すモータの作動により回転軸１０を回転させると、破砕機３の回転ドラム１３と、予備破砕機２の回転体５１と吸引機４の回転羽根６１とが一体に回転する。この状態のもと、ホッパ１内に、例えば金属類を除去した後のシュレッダーダスト（被破砕物）を投入すると、シュレッダーダストは前記回転体５１上のかき板５７によりライナー５４側へ寄せられ、該ライナー５４とハンマー５６とにより一次的に破砕される。そして、ある程度細かくなったシュレッダーダストは、環状の通路Ｓを通じて連続的にハウジング１５内の破砕室１７内に落下する。
【００２７】
破砕室１７内では、回転ドラム１３上の複数の回転刃１８が旋回しており、上記予備破砕機２から落下したシュレッダーダストは、この旋回する回転刃１８とスクリーン１６側に位置固定的に配置された固定刃１９との協働により破砕される。この破砕された破砕物は、破砕室１７がかなり狭くかつその全周をスクリーン１６が取り囲んでいることもあって、該スクリーン１６を通って直ちにその外側の貯留室２２へ排出される。またこの時、破砕機３下の吸引機４内の回転羽根６１の回転により、破砕室１７内から貯留室２２へ向う空気の流れ（吸引力）が発生しているので、前記破砕物は、この吸引力によって円滑にスクリーン１６を通過する。この結果、破砕室１７内で破砕物が再破砕されることはほとんどなくなり、所望の粒度範囲に収まる破砕物が貯留室２２内に取り出されるようになる。そして、この貯留室２２内に取り出された破砕物は、その下部の排出口６３から吸引機４の本体６２内に吸引され、さらに、その本体６２の吐出口６４からダクト６５を通じて図示を略す貯留タンクへと搬送される。
【００２８】
本実施の形態では、特に予備破砕機２の回転体５１と吸引機４の回転羽根６１とを破砕機３の回転ドラム１３に連結して、共通の回転軸１０から動力を取出すようにしているので、予備破砕機２や吸引機４を駆動する特別の手段が不要になり、全体の構造は簡単となる。また、これら予備破砕機２および吸引機４を破砕機３の上下に一体化して全体を縦型構成としているので、装置全体はスリムとなり、設置スペースの削減を達成できる。
【００２９】
ここで、上記実施の形態においては、破砕物をハウジング１５から排出するための排出口６３をハウジング１５の下部（下板）に設けるようにしたが、本発明は、これに加えて、図６に示すようにスクリーン１６の周りの貯留室２２に臨むハウジング１５の立壁１５ａにも排出口７０を設けてもよいものである。この場合は、固定刃１９を取付ける支持プレート２１により４分割された貯留室２２の各室に対応して排出口７０を設けるようにし、各排出口７０には、例えば、前記吸引機４の本体６２の吐出口６４から延ばしたダクト６５から分岐した分岐ダクト７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄを脱着自在に接続する。なお、この場合のハウジング１５の立壁１５ａは全面固定壁（３６）とし、貯留室２２の各室の中央部分に開口するように排出口７０を設けるようにする。
【００３０】
上記ダクト６５内には、吸引機４の回転羽根６１の回転により貯留タンク側への気流が生じており、そのエジェクタ効果により貯留室２２内には各分岐ダクト７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄを通じて負圧（吸引力）が導入される。すなわち、貯留室２２内の破砕物は各分岐ダクト７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄからダクト６５を経て図示を略す貯留タンクへと排出されるようになる。しかして、前記吸引力は、各分岐ダクト７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄを通じて、支持プレート２１により仕切られた貯留室２２内の各室にほぼ均等に導入されるので、破砕室１７内で破砕された破砕物はスクリーン１６の全面から速やかに貯留室２２内に吸引排出され、結果として、破砕室１７内における破砕物の再破砕は著しく抑制され、所望の粒度範囲に収まる破砕物が安定して得られるようになる。
【００３１】
なお、上記ダクト６５には、ブロア、フアン等の排気手段７２（図６）を設けるようにしてもよく、これにより各分岐ダクト７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄを通じて貯留室２２に導入される吸引力が高まり、スクリーン１６からの破砕物の吸引排出がより一層促進される。ただし、このような排気手段７２を設ける場合は、ハウジング１５下の吸引機４を省略することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る破砕装置によれば、回転ドラムと筒状スクリーンとをハウジング内に縦型に配置して、両者の間の環状室を破砕室として構成したので、破砕された破砕物は、直ちにスクリーンを通ってその外側へ排出され、破砕物の再破砕が著しく抑制されて、所望の粒度範囲に収まる破砕物を安定して得ることができる。
【００３３】
また、ハウジングに設けた複数の排出口を吸引手段に接続したので、破砕室内で破砕された破砕物のスクリーン通過がより一層促進され、破砕物の再破砕をより確実に防止することができる。
【００３４】
また、ホッパとハウジングとの間に、被破砕物を一次的に破砕する予備破砕手段を配設した場合は、粗大物が破砕室内に入り込むことがないので、破砕室内での破砕効率が向上する。
【００３５】
また、回転刃を、刃具台を介して回転ドラムの外周面に取付けると共に、刃具台の周りの凹所を回転ドラムに取付けたカバーにより覆うようにした場合は、被破砕物の性状に応じて回転刃を任意の配置とすることができるばかりか、破砕室の間隙を所定の大きさに維持でき、破砕効率を可及的に高めることができ、さらに、回転刃の取付部材が被破砕物から損傷を受けるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施形態としての破砕装置の全体構造を示す断面図である。
【図２】本破砕装置における破砕機とその周りの構造を拡大して示す断面図である。
【図３】本破砕装置における破砕機の構造を示す平面図である。
【図４】本破砕機における回転刃と固定刃との取付構造を示す断面図である。
【図５】本破砕装置における破砕機の構造を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態としての破砕装置の要部構造を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１    ホッパ
２    予備破砕機（予備破砕手段）
３    破砕機
４    吸引機（吸引手段）
１０  回転軸
１３  回転ドラム
１５  ハウジング
１５ａ  ハウジングの立壁
３７Ａ  ハウジングの扉体
１６  スクリーン
１６Ａ，１６Ｂ  スクリーンの扉体
１７  環状室（破砕室）
１８  回転刃
１９  固定刃
２０  刃具台
２１  支持プレート
２９  カバー
５１  予備破砕機の回転体
５６  予備破砕機のハンマー
６１  吸引機の回転羽根
６３，７０  破砕物の排出口
６５  ダクト
７１ａ，７１ｂ，７１ｂ，７１ｄ  分岐ダクト
７２  排気手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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