(57)【要約】【課題】  チェーン破砕機のチェーンの摩耗による交換に要する時間は大きなものであり、この時間の短縮が本発明における大きな課題である。【解決手段】  本発明のチェーン破砕機においては、前記チェーンの根元部をチェーン固定部に対して扇型のアタッチメントを介して装着自在に取り付けることを特徴とする。また、チェーン全長において、先端部と根元部を分割式にすることを特徴とする。また、その分割部はカップリング式とすることにより、交換作業を容易にする。さらに、先端部は、ハンマー形状としハンマーはチェーンと溶接する。そして、ハンマーの溶接位置を変更することによりチェーンの全長を調整する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台上に設置された円筒状破砕室内に回転するチェーンを備え、該円筒状破砕室内に被破砕物を投入して、チェーンの衝撃により被破砕物を破砕する破砕機であって、
前記チェーンの根元部をチェーン固定部に対してアタッチメントを介して装着自在に取り付けられたことを特徴とするチェーン破砕機。
【請求項２】
前記アタッチメントは全体形状が扇形を呈しており、その要側にはチェーン固定部の段部と係合する段部を形成してあることを特徴とする請求項１記載のチェーン破砕機。
【請求項３】
前記チェーンを先端部と根元部との少なくとも二つの分割構成とし、それら分割構成部をカップリング部材によって連結・分離可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載のチェーン破砕機。
【請求項４】
前記チェーン先端部の頭部をハンマーにより構成したことを特徴とする請求項１記載のチェーン破砕機。
【請求項５】
前記ハンマーを前記チェーン先端部の頭部に対して溶接により取り付けたことを特徴とする請求項４記載のチェーン破砕機。
【請求項６】
前記ハンマーを前記チェーン先端部の頭部に対して溶接する際に、前記ハンマーの取付位置を調節して前記チェーンの全長を調節可能に構成したことを特徴とする請求項５記載のチェーン破砕機。
【請求項７】
前記チェーンの一つのチェーン要素と隣に連結されたチェーン要素の接続部には、予め硬質材の肉盛り溶接が為されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の内の一つに記載のチェーン破砕機。
【請求項８】
架台上に垂直に設置された円筒状破砕室内に回転するチェーンを備え、該円筒状破砕室内に被破砕物を投入して、チェーンの衝撃により被破砕物を破砕する破砕機であって、
前記チェーンを先端部と根元部との少なくとも二つの分割構成とし、それら分割構成部をカップリング部材によって連結・分離可能とし、前記チェーン先端部の頭部をハンマーにより構成し、前記チェーンの回転方向を正逆回転を繰り返すように自動的に変更するように制御することを特徴とするチェーン破砕機。
【請求項９】
架台上に垂直に設置された円筒状破砕室内に回転するチェーンを備え、該円筒状破砕室内に被破砕物を投入して、チェーンの衝撃により被破砕物を破砕する破砕機の運転方法であって、
当該チェーン破砕機はインバ−タを内蔵し電流監視制御を組み入れ、被破砕物の投入時には電動機の駆動電流値を定格電流値よりも下げてチェーンの回転数を低速回転とし、回転数を順次段階的にステップアップする運転を行うように制御することを特徴とするチェーン破砕機の運転方法。
【請求項１０】
架台上に垂直に設置された円筒状破砕室内に回転するチェーンを備え、該円筒状破砕室内に被破砕物を投入して、チェーンの衝撃により被破砕物を破砕する破砕機の運転方法であって、以下の手順にて運転することを特徴とするチェーン破砕機の運転方法。
（１）被破砕物投入時のチェーンの回転数を低くして駆動する。
（２）その後、被破砕物は破砕されて駆動電動機の電流値が下がるが、その電流値を計測する。
（３）その電流値が所定の電流値よりも下がったことを検出しすると、電動機の回転数を上げる。
（４）電動機の回転数を上げるとその電流値は上がるが、その後、再び被破砕物が破砕されると駆動電動機の電流値が下がるので、電流値を監視する。
（５）その電流値が、再度、所定の電流値よりも下がったことを検出しすると、電動機の回転数を上げる。
（６）以上（２）（３）の運転動作を何度か繰り返して、破砕運転を継続することにより、被破砕物が破砕されて電動機の電流値は安定する。
（７）この安定電流値を破砕完了時とみなして破砕物を破砕機から排出する。
【請求項１１】
架台上に設置された円筒状破砕室内に回転するチェーンを備え、該円筒状破砕室内に被破砕物を投入して、チェーンの衝撃により被破砕物を破砕する破砕機の構成要素としてのチェーンであって、
当該チェーンの根元部をチェーン固定部に対して装着自在に構成されたアタッチメントを備えたことを特徴とするチェーン破砕機用チェーン。
【請求項１２】
前記チェーンを先端部と根元部との少なくとも二つの分割構成とし、それら分割構成部をカップリング部材によって連結・分離可能としたことを特徴とする請求項１１記載のチェーン破砕機用チェーン。
【請求項１３】
前記チェーン先端部の頭部をハンマーにより構成したことを特徴とする請求項１２記載のチェーン破砕機用チェーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、破砕手段として回転連鎖体（本願明細書においては、以下「チェーン」と称する)を用いたチェーン破砕機、及びその構成要素としてのチェーン、及びチェーン破砕機の運転方法に関する。即ち本発明のチェーン破砕機は、円筒状破砕室内に投入された被破砕物、特に産業廃棄物等の被破砕物が破砕室内のチェーンからの衝撃と被破砕物同士の衝突により破砕されるものである。
【０００２】
特に、本発明は、破砕手段として新規なチェーン構成を備えたチェーン破砕機及びその構成要素としてのチェーンの詳細構造に関するものである。
【０００３】
さらに、本発明は、そのチェーン破砕機を用いて破砕室内の被破砕物をチェーンからの衝撃と被破砕物同士の衝突により破砕する際のチェーン破砕機の運転方法に関するものである。
【０００４】
本発明のチェーン破砕機は、特に、産業廃棄物である小型家電などの電子基板を含む製品からレアメタルや再生可能なプラスチックなどを分離し、それ等の効率的な回収が行えるリサイクルシステムに組み込まれる前処理機械として機能するものであり、通常の粉粒体を得る目的の破砕機や粉砕機のように被破砕物を均一な粒径に破砕・粉砕することを主たる目的とするものではなく、リサイクルの目的に応じ、後処理工程において、ハーネス類、モータ類、基盤等の分類を容易にし、また、プラスチック類、銅線等の分離を容易にするために家電品等を細断するものである。
【背景技術】
【０００５】
従来、破砕手段としてチェーンを用いた破砕機は、水平あるいは垂直に設置された円筒状破砕室内に投入された被破砕物が、垂直あるいは水平に設けられたチェーンの衝撃により破砕されるものが知られている。
【０００６】
例えば、特許文献１（特開２０１１−１１２１０号公報）及び特許文献２（特開２００６−１５０２８８号公報）には、破砕手段としてチェーンを用い、石膏ボード廃材から高純度石膏と石膏ボード用原紙を連続的に効率よく分離回収することを課題として、吸引ファンに接続されたサイクロンを下部に送風口を設けたチェーン式回転打撃破砕機の筐体上部に連結し、チェーン式回転打撃破砕機を用いて石膏ボード廃材を破砕分離し、破砕された石膏と原紙はサイクロン内で底部に回収され、その後篩機によりそれぞれ分離、分別され、さらに、熱風源の熱風を使用して、破砕と同時に二水石膏を焼石膏に転換して回収する技術が開示されている。
【０００７】
特許文献３（特開平１０−１１８５０８号公報）には、堆肥を製造するための被処理物の状態に拘らず効率良く粉砕処理することができて生産性の高い堆肥製造用破砕装置を提供することを課題とし、落下通路を横切る方向に回転可能に軸支された回転軸の軸線方向に並びに円周方向に所定長さのチェーンが所定間隔で取付けられるので、堆肥を製造するための被処理物の状態に拘らず装置に対し安全で、かつ効率良く粉砕処理することができ生産性を向上させることができる技術が開示されている。
【０００８】
特許文献４（特開２０１０−１１０６６５号公報）には、乾燥時間と大掛かりな乾燥設備と燃料費を削減できる破砕乾燥装置を提供することを課題とした破砕乾燥装置が開示されており、その図３及び関連した説明には、ドラム状のケーシング内に回転軸を横向きに軸支し、回転軸にチェーンを介して破砕具を揺動可能に取り付けた破砕機が開示されている。
【０００９】
特許文献４（特開２０１０−１１０６６５号公報）には、回転ドラムの外周面に取り付けたリンクチェーンを回転させることにより塵を破砕する形式の破砕機において、リンクチェーンの耐久性を改善することを課題とした発明が開示されている。これによれば、破砕機の回転ドラムの外周面には上下３段にリンクチェーンが取り付けられている。各リンクチェーンは、４個の環状リンクと先端に連結した１個の円形のすり割り入りのリングハンマーから構成されている。そして、この構成のリンクチェーンは、損傷を受けにくく、また長持ちすることが確認されたとしている。
【００１０】
また、非特許文献１（ウエノテックス株式会社製品カタログ「ＣＣシリーズＣＨａＩＮ  ＣＲＵＳＨｅＲ」）は、本願出願人が先に出願した先願発明（特願２０１２−１１６０５２）に関する製品カタログである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−１１２１０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５０２８８号公報
【特許文献３】特開平１０−１１８５０８号公報
【特許文献４】特開２０１０−１１０６６５号公報
【特許文献５】特開２０００−１２６６２８号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】ウエノテックス株式会社製品カタログ「ＣＣシリーズＣＨａＩＮ  ＣＲＵＳＨｅＲ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明において解決しようとする課題を列挙すると以下のとおりである。
（１）チェーン破砕機に被破砕物を投入して破砕作業を繰り返すと、破砕手段であるチェーンは次第に摩耗し消耗品として交換する必要がある。しかしながら、チェーンの摩耗による交換に要する時間は大きなものであり、この時間の短縮が本発明における大きな課題である。
【００１４】
例えば、本願出願人の先願（特願２０１２−１１６０５２）に記載した発明を実施したチェーン破砕機（非特許文献１）では、摩耗したチェーンの交換の際には、根元部分の固定ピンを取り外してチェーン全体を交換するものである。しかしながら、チェーンを支えるピンには一点に集中して荷重が掛かり、ときにはピンが損傷することもある。そして、ピンの損傷が酷い場合には、ピンを抜く作業に時間を要し専用工具も必要になる場合がある。そこで本発明は、チェーンの交換に要する時間を減少するためのチェーン取付構造を改善することを課題とするものである。
【００１５】
（２）また、一般的には、チェーンはリンク式で一体構造のために、チェーンの一部が摩耗した場合でもチェーン一式を交換する必要があり、チェーンの一部の交換、或いはリンク単体での交換はできない。ところが、チェーン破砕機の破砕手段であるチェーンは、特に、チェーン先端部の摩耗が早く、比較的硬い被破砕物を破砕する場合は極端に摩耗が早い。したがって、根本部分はまだ十分に使用に耐え得る状態であるにも拘わらず、先端部の摩耗が激しいためにチェーン全体を交換する必要がでてくる。
【００１６】
また、比較的硬い被破砕物は、柔らかい被破砕物に比べて投入から排出までの破砕時間（破砕手段としてのチェーンの回転駆動時間）を長く要しないと所望の粒度にまで破砕されない。これにより、比較的硬い被破砕物では、なおさらチェーン先端部の摩耗が厳しい状況となる。そこで、破砕手段の先端部の厳しい摩耗の状況を改善することが本発明における課題である。
【００１７】
（３）さらには、チェーンの各リンクは同ピッチで構成されているのが普通であるために、チェーンリンクの増減による調整は可能としても、チェーン先端と破砕室側板とのスキマの微調整はできない。
【００１８】
（４）一般的に、チェーン破砕機では破砕手段としてのチェーン回転方向は一方向であるので、被破砕物のチェーンへの衝撃は片方側に集中し偏摩耗することとなる。そこで本発明は、この偏摩耗を改善することを課題とするものである。
【００１９】
（５）破砕手段としてのチェーンは、チェーン要素とチェーン要素の接続部（リンク部）は互いに擦れ合い相互に摩耗する。これにより、チェーン要素のリンク部分が摩耗してチェーンの交換時期も早まる。そこで本発明は、このチェーン要素のリンク部分の摩耗を対策することを課題とするものである。
【００２０】
（６）本発明のチェーン破砕機の破砕運転においては、被破砕物は直入れ制御によりチェーンの最高回転数時に破砕室内に被破砕物を投入される。そのため、被破砕物への破砕衝撃を非常に高くすることは可能であるが、その反面チェーンへの衝撃荷重が大きいためにチェーン寿命が短くなる。また、電動機への負担も高く電動機電流値が過電流になり易い。過電流になると破砕機が非常停止することもある。そこで本発明は、破砕機が過電流になることのない破砕運転を達成することを課題とするものである。
【００２１】
（７）本発明のチェーン破砕機の破砕運転での被破砕物毎の破砕時間は、制御により設定するが、比較的硬い被破砕物は柔らかい被破砕物比べて投入からの破砕時間（破砕手段の回転時間）を長く要しないと必要な粒度（大きさ）にまで破砕・破断されない。したがって、破砕時間の設定は比較的硬い被破砕物の設定に合わせる必要があり、柔らかい被破砕物に対しては必要以上に破砕時間を費やすことになる。そこで、全体としての破砕時間を短くすることが本発明における大きな課題である。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明のチェーン破砕機は、架台上に設置された円筒状破砕室内に回転するチェーンを備え、該円筒状破砕室内に被破砕物を投入して、チェーンの衝撃により被破砕物を破砕する破砕機であって、前記チェーンの根元部をチェーン固定部に対してアタッチメントを介して装着自在に取り付けられたことを特徴とする。
【００２３】
さらに本発明のチェーン破砕機は、前記アタッチメントが全体形状が扇形を呈しており、その要側にはチェーン固定部の段部と係合する段部を形成してあることを特徴とする。
【００２４】
さらに本発明のチェーン破砕機は、前記チェーンを先端部と根元部との少なくとも二つの分割構成とし、それら分割構成部をカップリング部材によって連結・分離可能としたことを特徴とする。
【００２５】
さらに本発明のチェーン破砕機は、前記チェーン先端部の頭部をハンマーにより構成したことを特徴とする。
【００２６】
さらに本発明のチェーン破砕機は、前記ハンマーを前記チェーン先端部の頭部に対して溶接により取り付けたことを特徴とする。
【００２７】
さらに本発明のチェーン破砕機は、前記ハンマーを前記チェーン先端部の頭部に対して溶接する際に、前記ハンマーの取付位置を調節して前記チェーンの全長を調節可能に構成したことを特徴とする。
【００２８】
さらに本発明のチェーン破砕機は、前記チェーンの一つのチェーン要素と隣に連結されたチェーン要素の接続部には、予め硬質材の肉盛り溶接が為されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明のチェーン破砕機は、架台上に垂直に設置された円筒状破砕室内に回転するチェーンを備え、該円筒状破砕室内に被破砕物を投入して、チェーンの衝撃により被破砕物を破砕する破砕機であって、
前記チェーンを先端部と根元部との少なくとも二つの分割構成とし、それら分割構成部をカップリング部材によって連結・分離可能とし、前記チェーン先端部の頭部をハンマーにより構成し、前記チェーンの回転方向を正逆回転を繰り返すように自動的に変更するように制御することを特徴とする。
【００３０】
本発明のチェーン破砕機の運転方法は、架台上に垂直に設置された円筒状破砕室内に回転するチェーンを備え、該円筒状破砕室内に被破砕物を投入して、チェーンの衝撃により被破砕物を破砕する破砕機の運転方法であって、
当該チェーン破砕機はインバ−タを内蔵し電流監視制御を組み入れ、被破砕物の投入時には電動機の駆動電流値を定格電流値よりも下げてチェーンの回転数を低速回転とし、回転数を順次段階的にステップアップする運転を行うように制御することを特徴とする。
【００３１】
本発明のチェーン破砕機の運転方法は、架台上に垂直に設置された円筒状破砕室内に回転するチェーンを備え、該円筒状破砕室内に被破砕物を投入して、チェーンの衝撃により被破砕物を破砕する破砕機の運転方法であって、以下の手順にて運転することを特徴とする。
（１）被破砕物投入時のチェーンの回転数を低くして駆動する。
（２）その後、被破砕物は破砕されて駆動電動機の電流値が下がるが、その電流値を計測する。
（３）その電流値が所定の電流値よりも下がったことを検出すると、電動機の回転数を上げる。
（４）電動機の回転数を上げるとその電流値は上がるが、その後、再び被破砕物が破砕されると駆動電動機の電流値が下がるので、電流値を監視する。
（５）その電流値が、再度、所定の電流値よりも下がったことを検出しすると、電動機の回転数を上げる。
（６）以上（２）（３）の運転動作を何度か繰り返して、破砕運転を継続することにより、被破砕物が破砕されて電動機の電流値は安定する。
（７）この安定電流値を破砕完了時とみなして破砕物を破砕機から排出する。
【００３２】
本発明のチェーン破砕機用チェーンは、架台上に設置された円筒状破砕室内に回転するチェーンを備え、該円筒状破砕室内に被破砕物を投入して、チェーンの衝撃により被破砕物を破砕する破砕機の構成要素としてのチェーンであって、当該チェーンの根元部をチェーン固定部に対して装着自在に構成されたアタッチメントを備えたことを特徴とする。
【００３３】
さらに本発明のチェーン破砕機用チェーンは、前記チェーンを先端部と根元部との少なくとも二つの分割構成とし、それら分割構成部をカップリング部材によって連結・分離可能としたことを特徴とする。
【００３４】
さらに本発明のチェーン破砕機用チェーンは、前記チェーン先端部の頭部をハンマーにより構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のチェーン破砕機及びチェーン破砕機の運転方法により、小型家電などの被破砕物を粗く破砕して、ハーネス類、モータ類、基盤類等の分離や、プラスチック、銅線等の各要素を分解・剥離させることにより、家電類の解体が容易となり、人件費の削減につながる。
【００３６】
本発明のチェーン破砕機及びチェーン破砕機の運転方法では、破砕室下部でチェーンが高速回転することにより、チェーンで被破砕物を叩き割ると同時に被破砕物同士が衝突して破壊・剥離が促進される。また、金属とプラスチックを粗く分解・剥離することが可能なため、効率的にプラスチックの回収が可能である。さらに、レアメタルや金属の回収も容易に行える。
【００３７】
また、本発明のチェーン破砕機においては、摩耗の激しいチェーンの交換が容易であり、またチェーンの摩耗も低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例であるチェーン破砕機の全体構成を示した縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例であるチェーン破砕機を傾斜して運転した際の全体構成を示した縦断面図である。
【図３】本発明の一実施例であるチェーン破砕機のチェーンの詳細平面図である。
【図４】本発明の一実施例であるチェーン破砕機のチェーンの詳細側面図である。
【図５】本発明の一実施例であるチェーン破砕機の扇形アタッチメントによるチェーン取付け構造の分解説明図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）本発明の一実施例であるチェーン破砕機のチェーン取付け用の扇形アタッチメントの詳細斜視図である。
【図７】本発明の一実施例であるチェーン破砕機の分割チェーンのカップリング要素を示す詳細斜視図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の一実施例であるチェーン破砕機のチェーン頭部のハンマー構成の詳細図である。
【図９】従来のチェーン破砕機の運転状況を示す図である。
【図１０】本発明のチェーン破砕機の運転状況を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明のチェーン破砕機は、具体的実施例として以下に説明するような構成により格別の効果を奏している。
本発明のようなチェーン破砕機においては、課題として説明したように、チェーンの摩耗による交換に要する時間は大きなものである。そこで、本発明のチェーン破砕機においては、チェーンの根元部分の取付け構造は扇形のアタッチメント式とし、根元部の荷重負担をアタッチメントの円周方向に分布させて損傷を最小限にする構成とした。その取り付けは、ボルト固定とインロー式とし標準工具と軽作業により交換作業を容易にしたものである。
【００４０】
さらに、本発明のようなチェーン破砕機においては、チェーン全長において、先端部と根元部とを比較すると、先端部の摩耗が激しい。そこで、本発明においては、チェーン全長において、先端部と根元部を分割式にすることを特徴とする。また、その分割部はカップリング式とすることにより、交換作業を容易にする。もちろん、このチェーンの分割数は任意であり、２分割に限らず３分割でも４分割で良い。
【００４１】
このようにチェーンの先端部と根元部を分割式にして摩耗した先端部を交換する方式に変えて、チェーン先端部の耐摩耗性を上げることも考えられる。つまり、チェーン先端部をハンマー形状とし、ハンマーはチェーン先端部に対して溶接するものである。これにより、チェーン全体の交換サイクルを延ばすことが可能である。
【００４２】
さらには、ハンマーの溶接位置（チェーン先端部に対するハンマーの挿入深さ）を変更することによりチェーンの全長を調整するように構成することが可能である。このように、チェーン全長を調整可能とすることにより、破砕室側壁面とチェーン先端のすきま量を簡単に調整することができる。これにより、すきま量を小さくすると投入された被破砕物の破砕後の粒度を小さくすることができ、大きくすると破砕後の粒度が大きくすることができる。このように粒度を容易に変更するためには、ハンマーの溶接位置を浅くしたチェーンと深くしたチェーンを複数本用意しておいて、被破砕物に応じてチェーンを変更することが望ましい。これにより破砕物の粒度調整も容易に可能となる。
【００４３】
以上のように、本発明のチェーン破砕機においては、破砕手段であるチェーンの先端部の厳しい摩耗の状況を改善するあめに、先端部をハンマー構成とする。これにより、チェーンの先端部がリンク形状（中空状態）から中実のハンマー形状となり剛性が向上する。また、材料は熱処理することにより寿命を延ばすことができる。また、チェーンの先端部にハンマーを溶接することにより先端部の質量を増やすことができる。これによって、破砕手段としての回転エネルギーが増加し投入された被破砕物との衝撃力が増す。これらの手段により、比較的硬い被破砕物でも短時間の破砕運転で破砕できる。
【００４４】
本発明のチェーン破砕機においては、チェーンの回転方向を一方向のみの回転から正逆運転を繰り返すように回転方向を自動変更する電気制御により、チェーンへの衝撃は片側一方面から両側面での摩耗となり、チェーンとしての寿命を延ばすことができる。本発明のチェーン破砕機の運転は、その使用形態からしても、長時間の連続運転を行うものではなく、バッチ処理ごとに運転と停止を繰り返すものであり、その運転開始時には前回の運転時の回転方向とは逆になるように制御するのが望ましい。
【００４５】
本発明のチェーン破砕機においては、チェーン要素とチェーン要素との接続部（リンク部）には、予め硬質材の肉盛り溶接を行う。これにより、破砕運転を行うと肉盛り溶接部が先に摩耗することになる。破砕手段としてのチェーンは消耗部品ではあるが、日常的に点検して接続部の肉盛り溶接部が摩耗していたら再びチェーン接続部（リンク部）への肉盛り溶接を行いチェーンの寿命を延ばすことができる。
【００４６】
本発明のチェーン破砕機の運転方法においては、チェーン破砕機にインバ−タを内蔵し電流を監視した制御を組み入れ、被破砕物の投入時にはチェーンの回転数を低速回転とし、回転数を順次段階的にステップアップする運転を行うように制御する。これにより、破砕室内に被破砕物を投入する際は低速回転として衝撃荷重を和らげ、被破砕物の投入時の衝撃による電動機電流値を下げることができる。
【００４７】
本発明のチェーン破砕機の運転方法においては、被破砕物投入時のチェーンの回転数を低くして駆動し、破砕運転を開始すると、その後、被破砕物は破砕されて駆動電動機の電流値が下がる。そこで、下がった電流値を検出して電動機の回転数を上げる。電動機の回転数を上げるとその電流値は上がる。その後再び被破砕物が破砕されると駆動電動機の電流値が下がる。この運転動作を何度か繰り返して、破砕運転を継続するとやがて被破砕物が破砕されて電動機の電流値は安定する。この安定電流値を破砕完了時とみなして破砕物を破砕機から排出する。以上の運転動作により、投入された被破砕物の硬い柔らかいに拘わらず投入後の電動機電流値を監視することで破砕物の形状に合わせた破砕が可能となる。
【００４８】
以下、添付図面を参照して、本発明の詳細構成をさらに説明するが、その前に本発明が適用されるチェーン破砕機１０の全体構成の実施例について説明する。なお、本発明の実施例では破砕対象物（被破砕物Ａ）としてレアメタルなどの回収を目的として携帯電話や携帯端末、パソコンなどの電気機器としているが、被破砕物Ａとしてこれらの電気機器に限定されるものではない。
【００４９】
本発明の実施例のチェーン式破砕機１０は、架台１２上に垂直に設置された円筒状破砕室１５内に破砕手段として好ましくは一対のチェーン２０，２０（少なくとも一本のチェーン）を備えており、円筒状破砕室１５内に被破砕物Ａを投入し、回転するチェーンの衝撃と被破砕物Ａ同士の衝突により被破砕物Ａを破砕する破砕機である。そして、その円筒状破砕室１５には側面部下方に昇降自在の排出ゲート１７を備えた排出口１３が設けられている。
【００５０】
なお本発明の実施例として図１及び図２に示すチェーン式破砕機１０は、本願出願人の先願発明（特願２０１２−１１６０５２参照）で説明したチェーン式破砕機を用いて説明している。このチェーン式破砕機は、架台１２上に円筒状破砕室１５の傾動機構３０が配設されており、破砕機１０の起動時には、円筒状破砕室１５は架台１２に対して排出口１３が下端部となるように傾斜可能に構成することができるものである。
【００５１】
ただし、本発明は、このような傾動機構３０を設けていないチェーン破砕機にも適用可能なものであり、傾動機構３０が本願発明の必須要件ではない。しかしながら、傾動機構付きチェーン破砕機も好ましい一実施例であることには違いないので、本明細書においては、詳細な傾動機構の説明はしないが、本発明が適用される破砕機の一実施例として傾動機構付きチェーン破砕機を説明する。
【００５２】
図１及び図２に示すチェーン破砕機では、円筒状破砕室１５内に破砕手段としての一対のチェーン２０，２０が設けられ、チェーン２０，２０の回転数は可変に構成されている。なお、図示の実施例では、一対のチェーン２０，２０を一文字状に取り付けた例を示したが、三本のチェーン２０，２０，２０をＹ字状、あるいは四本のチェーン２０，２０，２０，２０を十字状に配置するなど、チェーンの本数は適宜選定すればよい。また、一段のチェーン２０，２０を設けた例を示したが、二段以上のチェーン２０，２０を多段に配置してもよい。
【００５３】
また、図１及び図２に示すチェーン破砕機は、具体的実施例として傾動機構付きチェーン破砕機であり、円筒状破砕室１５の傾動機構３０が円筒状破砕室１５の傾斜角度を調節可能に構成され、円筒状破砕室３０の側面部下方に設けた排出ゲート１７はゲートの開口高さが調節可能に構成され、チェーン２０，２０の回転数は可変に構成されている。
このように円筒状破砕室１５に傾動機構３０を設ければ、円筒状破砕室１５を傾斜した状態で破砕機を駆動することができ、被破砕物Ａに重力方向の落下運動を加えながら破砕運転をすることができる。また、当然、チェーン２０，２０の回転軸心も傾斜するが故に、チェーン２０，２０が被破砕物Ａを叩き上げることにより、円筒状破砕室１５内で被破砕物Ａを混合しながら破砕する機能を達成することができる。
【００５４】
また、このように円筒状破砕室１５を傾斜させれば、破砕された被破砕物Ａが円筒状破砕室１５の最も下端部となる排出口１３へと集まるため、破砕後の被破砕物Ａの搬出も容易である。さらに、破砕後の被破砕物Ａの粒度が所望の粒度となるように、円筒状破砕室１５の傾斜角度、チェーン２０，２０の回転数及び排出口１３の開口高さの調節が可能である。すなわち、チェーン２０，２０の回転数を高めれば被破砕物Ａに加える衝撃が増大し、また、円筒状破砕室１５の傾斜角度が大きくすれば、被破砕物Ａに加える落下の衝撃も大きくなるため、破砕後の粒度は小さくなる。さらに、排出ゲート１７を少し降下させて排出口１３の開口高さを小さくすれば、破砕後の被破砕物Ａの排出タイミングが遅れ、チェーン２０，２０による破砕時間が長くなるため、破砕後の粒度は小さくなる。
【００５５】
チェーン破砕機１０の一実施例としての構成は、架台１２上に垂直に設置された円筒状破砕室１５と、円筒状破砕室１５内に被破砕物Ａを投入する投入室１９と、この円筒状破砕室１５内に配置した破砕手段としての一対のチェーン２０，２０と、この破砕手段を回転させる駆動電動機３５とを主要構成部品としている。本発明の主たる特徴であるチェーン２０の詳細構成は後述する。
【００５６】
さらに、一実施例としての傾動機構付きチェーン破砕機の主要構成である円筒状破砕室１５の傾動機構３０の具体的構成について簡略に説明をしておく。架台１２は固定側架台１２Ａと可動側架台１２Ｂからなり、この各架台１２Ａ，１２Ｂの一端側を傾斜搖動軸３３（図２）により回動自在に連結するとともに、各架台１２Ａ，１２Ｂ間に傾動機構３０として空圧シリンダ３１が連結され、この空圧シリンダ３１を伸縮させることにより、可動側架台１２Ｂと、該可動側架台１２Ｂ上に固定された円筒状破砕室１５とが傾斜搖動軸３３を中心として所定角度傾斜する構成となっている。なお、円筒状破砕室１５の傾斜角は、空圧シリンダ３１による伸縮量によって調整可能である。傾動機構としての空圧シリンダ３１の駆動に替えて、電動モータによるボールねじ方式でも良いし、油圧方式でも良い。
【００５７】
一般的に、垂直回転軸の周りに回転するチェーンを用いる破砕機の場合には、被破砕物Ａの下部が主に破砕され、被破砕物Ａの下部の粒度と上部の粒度が異なり易い。そこで傾動機構付きチェーン破砕機は、被破砕物Ａのリサイクル用途に応じて破砕粒度を適切に保持し、所要の破砕時間を短時間とし、破砕処理能力を向上させる運転方法を提供することも一つの解決手段である。
【００５８】
円筒状破砕室１５の外周には、点検用窓部１６と破砕物排出口１３がほぼ対向した位置に形成されている。この点検用窓部１６には開閉扉１８が開閉可能に設けられ、破砕物排出口１３には排出ゲート１７が昇降自在に設けられている。
【００５９】
また、円筒状破砕室１５の底部には、モータ３５によって駆動される回転軸３６が配置され、その回転軸３６に一対のチェーン２０，２０が取り付けられている。そして、円筒状破砕室１５内の被破砕物Ａは回転するチェーン２０，２０により打撃されて破砕され、排出口１３と連通する排出シュート１４から外部に取り出される。傾動機構付きチェーン破砕機の場合、破砕された被破砕物Ａは、円筒状破砕室１５の傾斜により、円筒状破砕室１５の最も下端部となる排出口１３へと集まり排出シュート１４から外部に取り出される。
【００６０】
投入室１９は、全体として中空状の角筒形状を成しており、その内部に上下２段のシャッター４５，４６が開閉自在に取り付けられており、投入室１９への被破砕物Ａの投入動作に応じて上下のシャッター４５，４６を開閉操作する。
【００６１】
以上のように構成される本発明のチェーン破砕機１０は、チェーン２０，２０を電動機３５により高速回転させた状態で上段側のシャッター４５を開放させて投入室１９内に被破砕物Ａを投入する。この時、下段側のシャッター４６は閉じた状態であり、投入した被破砕物Ａは、下段側のシャッター４６上に載置される。このように、被破砕物Ａを投入室１９内に供給した後、上段側のシャッター４５を閉じて密閉した状態で下段側のシャッター４６を開くことによって、被破砕物Ａが円筒状破砕室１５内に供給される。なお、チェーン２０，２０の回転数は、これを回転駆動するモータ３５により調整可能である。
【００６２】
円筒状破砕室１５内に供給された被破砕物Ａは、円筒状破砕室１５の傾斜によって、図２中、鎖線の被破砕物Ａの動線で示すように、チェーン２０，２０との衝突による衝撃によって叩き上げられる。被破砕物Ａには、チェーン２０，２０との衝突による衝撃と、落下の際の重力による衝撃と、被破砕物Ａ同志の衝突による衝撃とが加わる。このような叩き上げと、落下による衝撃と衝突とを繰り返し、加えてチェーン２０，２０の混合作用によって、被破砕物Ａを効率的に破砕することができる。また、細かく破砕された被破砕物Ａは、円筒状破砕室１５の傾斜によって、円筒状破砕室１５の最も下端部となる排出口１３へと集まり、排出口１３と連通する排出シュート１４から外部に取り出される。なお、空圧シリンダ３１によって円筒状破砕室１５の傾斜角を大きくすれば、落下による被破砕物Ａへの衝撃力が大きくなると共に、チェーン２０，２０の回転数を高めれば、被破砕物Ａに加わる衝突力が大きくなるため、破砕後の粒度は小さくなる。さらに、排出ゲート１７の開閉機構４０により排出口１３の開口高さを小さくすれば、破砕後の被破砕物Ａの排出タイミングが遅れ、チェーン２０，２０による破砕時間が長くなるため、破砕後の粒度は小さくなる。
【００６３】
以上のように本発明のチェーン破砕機１０によれば、円筒状破砕室１５に傾動機構３０として空圧シリンダ３１を連結し、この空圧シリンダ３１を伸縮させて固定側架台１２Ａに対して可動側架台１２Ｂを任意の傾斜角で保持することができる。これにより、円筒状破砕室１５を傾斜した状態でチェーン２０，２０を回転駆動することができ、被破砕物Ａに重力を加えながら破砕することができる。また、当然、チェーン２０，２０の回転軸心も傾斜するが故に、チェーン２０，２０が被破砕物Ａを叩き上げることにより、円筒状破砕室１５内で被破砕物Ａを混合させる機能を達成し、効率的に被破砕物Ａを破砕することができる。
【００６４】
また、円筒状破砕室１５を傾斜することにより、破砕された被破砕物Ａが円筒状破砕室１５の最も下端部となる排出口１３へと集まるため、破砕後の被破砕物Ａの搬出も容易である。さらに、破砕後の被破砕物Ａの粒度に応じて円筒状破砕室１５の傾斜角度、チェーン２０，２０の回転数及び排出口１３の開口高さの調節が可能である。
【００６５】
以上、本発明の一実施例の傾動機構付きチェーン破砕機について詳述したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、以上の実施例では全体構成として傾動機構付きチェーン破砕機を採用したが、傾動機構は本発明において必須のものではない。さらに、傾動機構３０として空圧シリンダ３１を用いた例を示したが、パンタグラフ型の連結体を固定側架台１２Ａと可動側架台１２Ｂとの間に連結してボールねじなどで連結体を昇降するなどの方法も可能である。つまり、チェーン破砕機１０の傾動機構３０あるいは排出ゲート１７の開閉機構４０の基本的構成は適宜選定すればよい。
【００６６】
本発明を適用する実施例としての傾動機構付きチェーン破砕機を用いた被破砕物の破砕動作は以下のとおりである。
（１）投入室１９の上段側のシャッター４５を開けて、被破砕物Ａを投入する。
（２）傾動機構３０を駆動して破砕機１０を所望の角度に傾斜させる（傾動機構付きチェーン破砕機でなければ、この手順の必要はない）。
（３）チェーン２０，２０を所望の回転数で駆動する。
（４）排出ゲート１７の開閉機構４０により、排出口１３の開口寸法を所望の高さに調整する。
（５）投入室１９の上段側のシャッター４５を閉じ、下段側のシャッター４６を開けて、被破砕物Ａを円筒状破砕室１５に投入する。
（６）被破砕物Ａの破砕の程度に応じた破砕が為され、破砕物が排出される。
【００６７】
ここで、本発明のチェーン破砕機に適用されるチェーンの新規な構成について、より詳細に図３乃至図６を参照して説明する。
【００６８】
図３及び図４に詳細に示すように、チェーン２０は、全長において複数のチェーン要素２１５が連鎖状に連結されており、チェーン２０の根元部２２０は、電動機３５によって回転駆動されるチェーン固定部２１に固定されている（図１，２参照）。
【００６９】
本発明のチェーン破砕機１０においては、チェーン２０の根元部分２２０はアタッチメント式とし、根元部の荷重負担をアタッチメントの円周方向に分布させて損傷を最小限にする構成とした。その取り付けは、ボルト固定とインロー式とし標準工具と軽作業により交換作業を容易にした。
【００７０】
チェーン２０の根元部２２０のチェーン要素２１５は、Ｃ型のチェーン固定部材２２１と扇形アタッチメント２２により、チェーン固定部２１に固定されている。チェーン固定部２１は、チェーン２０の根元部２２０のチェーン要素２１５を取り付けるために分割構成を成している。チェーン固定部２１の基部はチェーン固定台２３から成り、電動機３５の出力軸に連結された駆動盤（図示なし）を、ボルト手段（図示なし）等により駆動盤固定凹部２３１に固定している。
【００７１】
扇形アタッチメント２２は、図６に詳細を示すとおり全体的には扇型を呈しており、外周部にはチェーン固定部材２２１の開放したＣ型端部を受け入れるための溝部２２６，２２６が形成されている。チェーン固定部材２２１の開放したＣ型端部は、扇形アタッチメント２２の溝部２２６，２２６に受け入れられて溶接により固定される。これにより、チェーン２０の根元部２２０のチェーン要素２１５は、チェーン固定部２１に強固に固定される。扇形アタッチメント２２の要方向には段部２２４が形成されており、チェーン固定部２１に形成された段部と係合するように構成されている。これにより、チェーン２０の回転に起因する遠心力を受ける。
【００７２】
扇形アタッチメント２２は、丁度、チェーン固定部２１の扇形アタッチメント受け部２３２に挿入される。扇形アタッチメントが挿入されたチェーン固定台２３に対しては、アタッチメント固定フランジ２４が被せられ、固定ボルト２５，２５によりチェーン固定部２１に対して強固に固定される。その上には、蓋フランジ２６が被せられる。
【００７３】
以上の構成により、チェーン２０の交換の際には、蓋フランジ２６を外して固定ボルト２５，２５を外せば、チェーン２０は扇形アタッチメント２２と共に容易に取り外すことが可能である。新しいチェーン２０には、予め扇形アタッチメント２２を取り付けておけば、チェーン２０の交換の際の時間は著しく短縮される。
【００７４】
また、チェーン２０は、先端部２１０と根元部２２０が分割式に構成されており、その分割部は、カップリング２４０にて構成とすることにより、摩耗が激しい先端部２１０の交換作業をさらに容易にしている。
【００７５】
カップリング２４０は、図７に詳細を示すように、一方が開放した一対のＣ型リング部材２４１，２４１及び連結杆２４４から構成されている。一方が開放した一対のＣ型リング部材２４１，２４１は、相互に開放した側を組み合わせるように一方が二股部２４２を形成し、他方が一枚板部２４３を形成している。一対のＣ型リング部材２４１，２４１を向い合せて、一方の一枚板部２４３を他方の二股部２４２の間に挿入して連結杆２４４により連結して固着する。その際に、連結杆２４４の摩耗欠損を防止するために耐摩耗環２４５を挿嵌させると良い。
【００７６】
これにより、チェーンは先端部の摩耗が激しいことにより、先端部２１０のみを交換すれば済む場合も多い。この場合は、カップリング２４０の連結杆２４４を外し、新しい先端部２１０に交換することができる。また、先端部２１０の交換は、先端部２１０の摩耗時のみではなく、破砕粒度の調整のために長さの違う先端部２１０に交換する際にも実施される。
【００７７】
さらに、先端部２１０の頭部は、ハンマー形状とされ、ハンマー２１１はチェーン要素２１５と溶接されている。チェーン２０の先端部２１０頭部のハンマー２１１構成は、図８（Ｃ）に詳細に図示されているように、ハンマー２１１にはチェーン要素２１５を受け入れられる所定の深さの溝部２１２が形成され、その溝部２１２に挿入されたチェーン要素２１５がハンマー２１１に溶接されている。そして、ハンマー２１１の挿入深さを調整して溶接することにより、チェーン２０の全長を調整することができる。このように、ハンマー２１１の挿入深さを調整してチェーン２０の全長を調整可能とすることにより、破砕室側壁面とチェーン先端のすきま量を簡単に調整することができる。このすきま量を小さくすると投入された被破砕物の破砕後の粒度を小さくすることができ、大きくすると破砕後の粒度が大きくすることができる。このように被破砕材料或いは破砕目的に応じて、破砕物の粒度を短時間で変更するためには、ハンマー２１１の挿入深さを変えて溶接した長さの相違するチェーンを複数本用意しておき、被破砕物に応じてチェーンを変更することが望ましい。これにより破砕物の粒度調整が極めて容易に可能となる。
【００７８】
被破砕物Ａの粒度を細かくするために、破砕時間を長くして粒度を細かくする手法はあるが、被破砕物によっては、必要以上に細かく破砕する必要がないものもある。それよりも、被破砕物のリサイクル用途に応じて破砕粒度を変化させたいとする要求もある。
【００７９】
このように本発明のチェーン破砕機１０においては、破砕手段であるチェーン２０の先端部２１０の厳しい摩耗の状況を改善するあめに、先端部２１０の頭部をハンマー２１１構成としている。これにより、チェーン２０の先端部２１０は、従来のリンク形状（中空状態）から中実のハンマー形状となり剛性が向上する。また、ハンマー２１１の材料は熱処理することにより、更に寿命を延ばすことができる。また、中実のハンマー２１１を溶接して設けることにより、チェーン２０の先端部２１０質量を増やすことができる。これによって、破砕手段としての回転エネルギーが増加し投入された被破砕物との衝撃力が増す。これらの手段により、比較的硬い被破砕物Ａでも短時間の破砕運転で破砕できる。
【００８０】
本発明のチェーン破砕機１０においては、チェーン２０の回転方向を、従来の一方向のみの回転から、図３に示すように、正逆回転（Ｒ＋方向及びＲ−方向）を繰り返すように回転方向を自動的に変更する電気制御を採用した。これにより、チェーン２０への衝撃面は片側一方面から両側面での摩耗となり、チェーンとしての寿命が２倍に延びる。
【００８１】
これによる運転制御では、最初の破砕運転をＲ＋方向とすると、運転停止後の次の破砕運転をＲ−方向とし、次の運転停止後の破砕運転をＲ＋方向として順次破砕運転の電動機回転方向を変更するように制御する。もちろん、チェーンの摩耗状態の偏りによって、回転方向を選択する制御も可能である。
【００８２】
本発明のチェーン破砕機１０においては、チェーン要素２１５とチェーン要素２１５の接続部（リンク部）には、予め硬質材の肉盛り溶接ｍを行うようにする。これにより、チェーン２０，２０を回転して破砕運転を行うと肉盛り溶接部ｍが先に摩耗することになる。破砕手段としてのチェーン２０，２０は消耗部品ではあるが、日常的に点検して接続部の肉盛り溶接部ｍが摩耗していたら再びチェーン接続部（リンク部）の肉盛り溶接ｍを行いチェーンの寿命を延ばすことができる。
【００８３】
次に、本発明のチェーン破砕機１０を用いて被破砕物を効率的に破砕する際の運転方法を説明する。
既に説明したように、従来のチェーン破砕機において被破砕物を破砕する場合には、被破砕物は直入れ制御によりチェーン最高回転数時に破砕室内に被破砕物を投入される。そのため、被破砕物への破砕衝撃を非常に高くすることは可能であるが、図９に示すように、電動機への負担も高く電動機の電流値（Ａ）が一気に定格電流まで上昇し過電流になり易い。過電流になると破砕機が非常停止することもある。
【００８４】
本発明のチェーン破砕機１０においてはインバ−タ（図示なし）を内蔵し電流を監視した制御を組み入れ、図１０に示すように、被破砕物の投入時には電動機の駆動電流値を定格電流値よりも下げて、チェーン２０，２０の回転数を低速回転とし、回転数を順次段階的にステップアップする運転を行うように制御する。これにより、破砕室１５内に被破砕物Ａを投入する際は低速回転として被破砕物投入初期の衝撃荷重を和らげ、被破砕物Ａの投入時の大きな衝撃による電動機電流値を下げることができる。
【００８５】
一般に、チェーン破砕機の破砕運転での被破砕物毎の破砕時間は、制御により設定するが、比較的硬い被破砕物は柔らかい被破砕物比べて投入からの破砕時間（破砕手段の回転時間）を長く要しないと必要な粒度（大きさ）にまで破砕・破断されない。したがって、破砕時間の設定は比較的硬い被破砕物の設定に合わせる必要があり、柔らかい被破砕物に対しては必要以上に破砕時間を費やすことになる。
【００８６】
そこで、本発明の運転方法においては、全体としての破砕時間を短くするように構成している。本発明のチェーン破砕機１０の運転方法においては、図１０に示すように、被破砕物投入時のチェーン２０，２０の回転数を低くして破砕運転を開始すると、被破砕物投入初期の衝撃荷重により駆動電動機の電流値はそれなりに上昇するが、その後、被破砕物Ａは破砕されて駆動電動機の電流値が下がる。そこで、下がった電流値を検出して電動機の回転数を上げる制御を行う。電動機の回転数を上げると、負荷が増加しその電流値は上がる。しかしその後比較的早く、再び被破砕物が破砕されて駆動電動機の電流値が下がる。そして、この下がった電流値を検出して電動機の回転数を再度上げる制御を行う。この運転動作を何度か繰り返して、破砕運転を継続するとやがて被破砕物が所望の大きさに破砕されて電動機の電流値は安定する。この安定電流値を破砕完了時とみなして破砕物を破砕機から排出する制御を行う。
以上の運転動作により、投入された被破砕物の硬い柔らかいに拘わらず投入後の電動機電流値を監視することで破砕物の形状に合わせた破砕が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本実施の形態に係るチェーン破砕機１０は、携帯電話や携帯端末、パソコンなどの各種電気機器を効率的に破砕するのに適しており、これらの領域で使用される。
本発明においては、金属とプラスチックを粗く分解・剥離することが可能なため、効率的にプラスチックを回収できる。家電品の解体が容易となり、人件費の削減につながる。小型家電品は、粗く分解・剥離させることにより、レアメタルや金属の回収が容易に行える。
【符号の説明】
【００８８】
Ａ  被破砕物
ｍ  肉盛り溶接
Ｒ＋，Ｒ−  回転方向
１０  チェーン破砕機
１２（１２Ａ，１２Ｂ）  架台
１３  排出口
１５  円筒状破砕室
１７  排出ゲート
１９  投入室
２０  チェーン
２１０  先端部
２１１  頭部のハンマー
２１５  チェーン要素
２２０  根元部
２１  チェーン固定部
２２  扇形アタッチメント
３０  傾動機構
３５  電動機
４０  ゲート開閉機構
４５，４６  上下シャッター
【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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【図７】
2014171927.tif 000009
【図８】
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【図９】
2014171927.tif 000011
【図１０】
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