(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々一対の回転軸には複数の回転刃を設け一方の回転軸側の回転刃の回転速度は他方とは異なるように構成し前記回転速度が遅い回転刃と前記回転速度の速い回転刃によって形成された噛込部と前記回転速度の遅い回転刃によって前記噛込部に古紙を噛み込ませるようにした古紙の処理装置において、
前記回転速度の遅い回転刃の刃先を回転方向に傾斜させて設けると共にその隣接する回転刃を非回転方向に傾斜させて同一軸上に一定の間隔で複数枚配置させる一方、前記回転速度の速い回転刃に設けた回転刃の刃先を回転方向に傾斜させて設け
これら回転軸上に設けられた回転刃の刃先は千鳥配列になるよう配置し各々の回転刃の刃先の横方向の並び方は回転軸と略平行になるように設けたことを特徴とする古紙の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投入した古紙を回転速度の異なる夫々一対の回転刃によって噛み込むようにした古紙の処理装置であって、古紙の搬送と破砕を良好に行う回転刃の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年電子化が進むにつれ情報の記録媒体は紙から電子へと急激に移行し、そのために不要になった記録用紙等は「古紙」として扱われている。古紙には複写機によるコピー用紙や、感熱紙、感圧紙、連続コンピュータ用紙などがありそれらは廃却したりあるいは資源として再利用されている。古紙を廃却したり再利用するにはその記載内容を機密としながらも、特定の処理をする必要がある。例えばＡ４，Ｂ５版程度の大きさの紙をそのまま古紙回収業者に処理を依頼する場合と、自らが小さな紙片に粗砕した後に古紙業者に処理を依頼する場合とがある。後者は処理を社内等の内部で行える為、機密漏洩対策としても有効に利用されている。
【０００３】
古紙を粗砕処理する従来の処理装置として、例えば図３にその要部を示したものがある。水平方向へ伸びる夫々一対の回転軸１１５，１１６を略平行に配置された状態でフレーム１０１の内部に収容され、図示しない回転ギアで回転速度が異なるように設定されている。この回転軸１１５，１１６には等間隔に複数の回転刃１０８，１０９が嵌合固着されている。ここで用いた回転刃１０８の刃先の向きは回転方向に傾斜している。一方の回転軸１１６は回転軸１１５よりも回転速度が速く設定され回転刃１０９が嵌合固着されている。回転刃１０９の刃先は全て回転方向に傾斜させている。回転刃１０８，１０９の並び方は図４に示すように刃先を軸方向に直線的に並べながら回転刃１０８と回転刃１０９の間隙に交互に入り込む形で一定間隔で配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのような従来の古紙の処理装置における回転刃の刃先は全て同一の方向に傾斜させ比較的刃底の深い回転刃を用いていたため、古紙を大量に装置内部に引き込める反面、古紙の量を調整する調整部に大量の古紙が突入してしまいそこで搬送が滞って紙詰まりの原因となっていた。この対策として刃先の傾斜向きを全て非回転方向させた回転刃や刃底を浅くした回転刃などが用いられていたが、全ての刃先を非回転方向に傾斜させた回転刃を用いた場合は古紙の搬送能力が弱く、また刃底の浅い回転刃を用いた場合は古紙の破砕力が小さいのでいずれも古紙を効率的に処理するには不向きであった。
【０００５】
また従来のように回転刃の刃先を全て回転方向に傾斜させた回転刃を用いた古紙の破砕処理では比較的多くの破砕処理時間を要していた。これは回転速度の遅い回転軸側に巻き付いた古紙を回転速度の速い回転刃によって引きちぎる際に、回転速度の遅い回転軸側に設けた回転刃刃先の傾斜角度が中央の噛込部では古紙を引き抜かれ易い方向に傾斜することになり、回転速度の速い回転刃の刃先傾斜角度が回転速度の遅い回転刃にある古紙を前記噛込部で引きちぎろうとしても刃先の傾斜角度と回転刃の回転速度が合った時に古紙を刃先から単に引き抜くように働いてしまい破砕が十分行われず比較的長い間古紙の破砕工程を繰り返すという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、古紙の搬送と破砕能力を高める装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明が提供する古紙の処理装置は、夫々一対の回転軸に複数の回転刃を設けて一方の回転軸側の回転刃の回転速度は他方とは異なるように構成し前記回転速度が遅い回転刃と前記回転速度の速い回転刃によって形成された噛込部と前記回転速度の遅い回転刃によって前記噛込部に古紙を噛み込ませるようにした古紙の処理装置において、前記回転速度の遅い回転刃の刃先を回転方向に傾斜させて設けると共にその隣接する回転刃を非回転方向に傾斜させて同一軸上に一定の間隔で複数枚配置させる一方、前記回転速度の速い回転刃に設けた回転刃の刃先を回転方向に傾斜させて設けこれら回転軸上に設けられた回転刃の刃先は千鳥配列になるよう配置し各々の回転刃の刃先の横方向の並び方は回転軸と略平行になるように設けたことを特徴とする古紙の処理装置である。
【０００８】
【作用】
従来の構成では回転刃の刃先を回転方向に傾斜させてかつ軸方向に一定の間隔で複数枚並べて古紙を強く噛み込ませるようにしていたのに対し、本発明では回転方向に傾斜させた刃先を持つ回転刃と非回転方向に傾斜させた刃先を持つ回転刃を回転速度の遅い回転軸に一定の間隔で複数枚並べてかつ刃先を千鳥配列に設けたので、回転方向に傾斜させた刃先の数は従来技術に比べて軸方向に渡って少なくなるため古紙に突き刺さる刃先の数は少なくなり、回転方向に傾斜した刃先が及ぼす古紙の噛み込み力は小さくなる。これにより従来のように古紙を一度に多量に噛み込みんで回転が滞ることなく安定して搬送できるようになる。
【０００９】
また、回転速度の遅い回転刃には回転方向に傾斜させた刃先と非回転方向に傾斜させた刃先の両方を設け回転速度の速い回転軸には回転刃の刃先を回転方向に傾斜させて設けたので、噛込部で回転速度の速い回転軸に設けた回転刃の刃先が回転速度の遅い回転軸に設けた非回転方向に傾斜させた刃先にからみついた古紙を引き剥がす際に強く引きちぎるように働き古紙の破砕が積極的に行われるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例は従来の古紙の処理装置の一部を改良したものなので、従来と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００１１】
本発明による古紙の処理装置の構成を図１に示す。フレーム１の上方にはフレーム１の蓋と古紙３を乗せるための上カバー２がある。上カバー２の略中央部には古紙３を内部に導く為の投入口４が設けられている。投入口４の下部には古紙３を破砕部に導くガイド５があり、ガイド５の先端は古紙を搬送する為の回転刃８ａ，８ｂ側の上方に向けられている。前記ガイド５の下方には夫々一対に並べられた回転軸１５，１６が設けられこの回転軸１５，１６は図示しないギアとベアリングを介してフレーム１に回転可能に支持されている。前記回転軸１５，１６は図示しないモータからの回転がギア比の違う歯車を通じて回転速度が異なるよう回転可能に取り付けられている。
【００１２】
回転軸１５には非回転方向に刃先が傾斜している回転刃８ａと回転方向に刃先が傾斜している回転刃８ｂが一定間隔で混在して設けられている。回転軸１５，１６には図示しないキーが設けられ回転刃８ａ，８ｂ，９と嵌合固着されている。回転軸１５に設けられている回転刃８ａ，８ｂの上方には古紙を回転刃に押し当てるための押付部材１０が揺動可能に設けられアーム２０を介してフレーム１にボルト固定されている。この押圧部材１０は軸方向に一定間隔で複数枚設けられており各々がフレーム１に固定されている。アーム２０には古紙の流れを調整する調整部２０ａが設けられている。回転軸１６には回転刃９が設けられ刃先は回転方向に傾斜している。この回転刃９の上方には破砕した古紙を導く円周ガイド１２を設けている。そして夫々一対の回転刃の下方には一定の大きさの古紙のみを通過させるフィルター１３を構成するバーを回転軸の方向に一定間隔で並列に複数本設けられている。
【００１３】
次に回転刃の配置構成を説明する。図２は本発明の古紙の処理装置に係る回転刃の刃先の向きと回転刃同士の間隔に関する平面図である。ここでは回転刃の刃先の向きを明確にするために刃先数を半分に簡略化して示す。まず回転軸１５の手前側端部から回転刃８ａを２枚並べる。この回転刃８ａの刃先は非回転方向に傾斜させている。回転刃と回転刃の間には嵌合部材１４が設けられている。嵌合部材１４は回転刃８ａ，８ｂ，９の間隔を保ちながら夫々一対の回転軸への古紙の巻き付きを防止して、回転刃の刃先が古紙に接しやすくしている。次に回転方向に刃先を傾斜させた回転刃８ｂを配置する。以後この配置を繰り返し回転刃８ａ，８ｂを構成していく。つまり回転刃は端部から８ａ，８ａ，８ｂ，８ａ，８ａ，８ｂ・・・・以後繰り返しの順となる。一方の回転軸１６には回転刃９が設けられ、刃先の向きは回転方向に傾斜させている。そしてこれら回転軸１５，１６に設けた回転刃の刃先は隣り合う軸方向に並べた回転刃の刃先と直線的に並ばないように各々をずらして配置している。回転軸１５，１６の両端部は回転刃の脱落を防止するため図示しないカラーとピンで固定されている。またこれら回転刃８ａ，８ｂ，９は全て同形の回転刃１種類で構成している。次にその回転刃の構成を説明する。
【００１４】
図５に示したのは本発明に用いた回転刃の構成を示す平面図である。回転刃には刃先１７を円周方向に２０歯配置しておりそれらは全て同じ機能を有する同形としている。刃先１７の先端は研磨処理で鋭利とし、さらには長時間の摩耗に耐えられるように表面効果処理を施している。刃先１７は一方向に傾斜させている。これは刃先の頂点から円心へ中心線をひいた時にその中心線を挟んで角度１７ａは角度１７ｂよりも小さくなる関係にある。本実施例では約３０°に傾斜させている。軸孔６は回転軸１５，１６に嵌合させるための孔で回転刃の中心に配置されている。軸孔６には２つのキー溝１８ａと１８ｂが円周に沿って所定の如く設けられている。このキー溝の配置は例えばキー溝１８ａの縦中心線を０°とした場合、キー溝１８ｂの中心線は１７１°の位置に設けられている。これは隣り合う刃先の成す角度をθ１とすると、θ２はθ１の半分の角度である。本発明ではθ２の奇数の整数倍、１９倍の位置にキー溝１８ｂを配置している。
【００１５】
次に本発明の回転刃の組み替え方法を説明する。本回転刃にはキー溝１８ａ，１８ｂを設けることと回転刃の表裏を使うことで合計４つの回転刃の角度と配置を構成するものである。その他のパターンを図６，図７，図８に示す。
【００１６】
図６に示した回転刃の平面図は図５に示したキー溝１８ｂを０°の位置に回転移動させたものである。このように刃先の傾斜角度は同じ方向になりながらも図５に示した刃先１７の位置よりも回転刃の刃先の半ピッチ分ずつずれた状態で回転軸に嵌合できるようになる。図５，図６に示した回転刃は本発明における刃先を回転方向に傾斜させた状態に相当する。
【００１７】
図７は図５に示した回転刃の裏面を示す平面図である。キー溝１８ｃは図５のキー溝１８ａに相当する。この状態の刃先１７ｄは一方向に傾斜しており、ここでは先程の図５，図６の傾斜方向とは逆の方向となっている。これは本発明で言う非回転方向に傾斜させた回転刃の状態に相当する。そして図８は図７に示したキー溝１８ｄを０°の位置に回転移動させた回転刃の平面図である。このように図７，図８の刃先の傾斜方向は非回転方向に傾斜しながらも隣り合う回転刃の刃先とは半ピッチずつずれるよう配置させることができる。つまりこの４通りの組み合わせの回転刃を回転軸１５，１６に設けることで、本発明の回転方向に刃先を傾斜させた回転刃と非回転方向に刃先を傾斜させた回転刃を隣り合う回転刃の刃先と軸方向に簡単に構成することができる。
【００１８】
上記構成の古紙の処理装置において、フレーム１の上方の上カバー２に置かれた古紙３は投入口４より処理装置内部に進入する。するとガイド５によって古紙３は回転軸１５側の回転刃方向に曲げられる。この時、回転軸１５の回転は白矢印で示すように時計方向に回転しているので、古紙３は揺動可能な押付部材１０と回転刃８ａ，８ｂの間に入り込み回転刃８ｂの刃先１７に引っ掛かり搬送を開始する。ここでは非回転方向に傾斜している回転刃８ａが２つあるのに対し、回転方向に傾斜している刃先８ｂが１つの割合で混在しながら同一軸上に嵌合部材１４を回転刃の間に入れながら構成されているので、回転方向に傾斜している刃先８ｂは従来のように古紙を一度に強く噛み込むことがなく安定した古紙の搬送が行われる。こうして回転刃８ａ，８ｂに巻き付いた古紙３はやがてもう一方の回転刃９とで作り出される噛込部１１に進入する。この時の回転軸１６の回転速度は白矢印で示すように反時計方向に回転軸１５よりも速い速度で回転するよう設定されている。ここでの回転軸１５，１６の速度比は概ね０．６対１．０に設定されている。噛込部１１に入り込んだ古紙３は回転刃９と回転刃８ａ，８ｂの刃先によって穴が開けられる。
【００１９】
回転刃の刃先で穴が開けられた古紙３は、回転刃８ａ，８ｂに絡みついている状態から回転速度の速い回転刃９の回転によって剥がされようとする。ここでの回転刃８ｂの刃先は非回転方向に傾斜しているので噛込部１１では古紙３を剥がされないように保持する働きをするが、古紙３はその形をとどめることができなくなり回転速度の速い回転刃９によって引きちぎられることになる。やがて古紙３は最初の破砕を完了し不定形な紙片になりながら回転刃９の周囲に巻き付く。回転軸１６側の回転刃９に巻き付いた古紙３は搬送ガイド１２により飛散されることなく搬送される。このように破砕された古紙３は第一段階の破砕を終えた状態であるが、まだ比較的大きな紙片なのでフィルター１３を通過せずに移動し再び噛込部１１に突入し破砕されることを繰り返し１０ｍｍ程度の小さな紙片となった所で古紙３はフィルター１３を通過して下部へ落下し破砕が完了する。
【００２０】
本発明の回転刃８ａ，８ｂの軸方向の配置は、国内で多く用いられるＪＩＳ規格Ａ列４番もしくはＢ列５番の紙の大きさの古紙を円滑に搬送できるように配置している。これは回転刃８ｂの刃先１７が投入口４から進入する古紙３に対し常に２点以上突き刺る間隔にするためである。勿論回転刃８ｂは１枚でも搬送を開始するが、古紙の摩擦係数が小さくて滑り易い例えば写真や名刺などは回転刃８ｂの刃先１点で搬送を開始すると古紙が左右のどちらかに曲がった状態で噛込部１１に突入して、後続する古紙が積み重なってしまいやがて円滑な搬送と破砕ができなくなることがある。本発明では常に２点以上の刃先が噛み込むことで安定した搬送と破砕を実現させている。また回転刃の刃先の数は本発明では２０刃としているが刃先の数を増減させることで一度目に破砕する紙片の大きさを調節することができる。
【００２１】
また本発明による回転刃を用いて図２に示したように回転軸１５に非回転方向に傾斜させた回転刃８ａを２、回転方向に傾斜させた回転刃８ｂを１の割合で隣り合う回転刃の刃先を半ピッチずつずらしながら一定の間隔で複数枚配置すると、従来のように回転刃の刃先は軸方向に直線的に並びしかも全てが回転方向に傾斜しないように構成したので古紙３を噛み込む力は小さくなり古紙３が一度に調整部２０ａに送り込まれてしまって回転軸の回転が停止するようなことはなくなる。
また噛込部１１においては非回転方向に傾斜させた回転刃８ａが回転速度の遅い回転軸１５に複数枚設けられているので、回転速度の速い回転軸１６に設けた回転刃９が回転軸１５側の回転刃に巻き付いた古紙３を引き剥がす際に回転刃８ａが古紙３を強く引き止める役割を果しその時に古紙３は大きく破断することができる。
【００２２】
本発明による回転刃の構成では顧客先で扱う古紙の摩擦係数、紙質、種類や大きさに応じて回転刃の配列を組み替えができる為、被破砕物に見合った最適な破砕条件を作り出すことができる。本発明では回転速度の遅い回転刃に用いた回転方向に刃先を傾斜させた回転刃と非回転方向に刃先を傾斜させた回転刃の比率を１：２で構成したが、その比率は被破砕物に応じて１：３や１：４のように組み替えればより効率的な破砕も可能となる。本発明では回転速度の速い回転軸に設けた回転刃の刃先を回転方向に傾斜させて古紙の引きちぎり力を高めているが、非回転方向に傾斜させた回転刃を適宜配置することで古紙の引きちぎり能力を調節することもできる。その他、回転刃の刃先の摩耗量に応じて双方の回転軸上で回転刃の配置を組み替えることができるので、長期に渡り回転刃を使用し安定した破砕をすることができる。また、取り扱う回転刃が１種類であるため搬送や管理方法を統一することができ、しかも部品点数は１点であるために特別な作業工数や交換ツールを増やすことなく長期に渡り利用が可能となる。
【００２３】
図９に示したものは本発明による回転刃の構成で手動による低速回転で破砕させた古紙の状態を示すものである。Ａ４版の古紙の場合図の上方が用紙の長辺側の端部になり繊維方向はこの長辺に平行する形で存在している。白く見える部分が古紙、黒く見える部分が破断部である。この中で比較的大きく破断して見える破断部は噛込部１１において回転刃８ａが古紙を引き留めた為に大きく破断した部分である。本発明では隣り合う回転刃の刃先を半ピッチずつずらして配置しているので、古紙が切れ広がっていく方向が刃先で開けられた穴へ連結する、つまりは破砕前の古紙の長辺側に平行して構成される紙の繊維方向を切断するようになり古紙が破砕され易い状態を作り出している。
一方、図１０に示すのは従来の回転刃の構成で古紙を手動による低速回転で破砕させた実体図である。回転刃１０８の刃先が全て回転方向に傾斜しているので噛込部１１１において古紙１０３は回転刃１０９によって引き抜かれ易い状態であるため、古紙のダメージは少なくなり破断面は小さくなっていることがわかる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の古紙の処理装置によれば、古紙を搬送する回転刃の刃先の傾きを回転方向と非回転方向に混在させて構成しこれら回転軸上に設けられた回転刃の刃先は千烏配列になるよう配置し各々の回転刃の刃先の横方向の並び方は回転軸と略平行になるように設けたので、一度に大量の古紙が搬送されることなく破砕前の古紙の繊維方向も切断させるようになり極めて円滑に古紙の破砕を行うことができる。さらに、回転速度が速い回転刃の刃先を回転方向に傾斜させるように構成したので、噛込部における古紙の引きちぎり力は強くなり古紙の破砕能力は高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による古紙の処理装置についての一実施例を示す縦断面図である。
【図２】本発明による古紙の処理装置の回転刃の構成についての一実施例を示す平面図である。
【図３】従来の古紙の処理装置を示す縦断面図である。
【図４】従来の古紙の処理装置による回転刃の構成を示す平面図である。
【図５】本発明による回転刃の構造についての一実施例を示す平面図である。
【図６】図５の回転刃のキー溝１８ｂを０°の位置に配置した平面図である。
【図７】図５の回転刃を裏返した状態の平面図である。
【図８】図７の回転刃のキー溝１８ｄを０°の位置に配置した平面図である。
【図９】本発明による回転刃の構成で古紙を低速回転で破砕した時の一実施例を示す状態写真である。
【図１０】従来の古紙の処理装置における回転刃の構成で古紙を低速回転して破砕した時の状態写真である。
【符号の説明】
６，１９…孔
８ａ，８ｂ，９…回転刃
１１…噛込部
１５，１６…回転軸
１７…刃先
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ…キー溝
【図１】
0003558610.tif 000002
【図２】
0003558610.tif 000003
【図３】
0003558610.tif 000004
【図４】
0003558610.tif 000005
【図５】
0003558610.tif 000006
【図６】
0003558610.tif 000007
【図７】
0003558610.tif 000008
【図８】
0003558610.tif 000009
【図９】
0003558610.tif 000010
【図１０】
0003558610.tif 000011