(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材を含む廃棄物を破砕する破砕装置であって、
回転軸を有する回転ドラムと、
前記回転ドラムの左右の破砕部に隣接して垂直に設置された壁体と、
前記壁体に配置され、各々が対向して配置されるＶ字溝を有する複数の固定刃の対と、
前記回転ドラムの外周面上に前記回転軸の方向に所定間隔毎に前記回転ドラムの周方向に設置され、断面が三角形状の前記固定刃のＶ字溝と噛み合う複数の周方向に連続した突起と、
前記回転ドラムの外周面上であって前記複数の周方向に連続した突起の間の溝部に、前記回転ドラムの周方向に所定の間隔をあけて設置された複数の回転刃と、を有し、
前記廃棄物が、前記壁体に配置された前記複数の固定刃の間と前記回転ドラムの外周面上の前記溝部に設置された前記複数の回転刃との噛み合い部で粉砕されることを特徴とする粉砕装置。
【請求項２】
前記溝部に設置された複数の回転刃が前記溝部毎に同数設置され、前記溝部毎に同数設置された複数の回転刃が、前記回転軸を中心に所定の角度だけずれて設置されることを特徴とする請求項１記載の粉砕装置。
【請求項３】
前記固定刃の上面が円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の粉砕装置。
【請求項４】
前記複数の固定刃が、前記壁体の垂直方向に移動可能に設置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイル材等の廃棄物の粉砕に使用する回転刃を有する回転ドラムの粉砕機であって、金属材を含むタイル材を粉砕した際、金属材とスリーブ片とを分離し回収できる破砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の破砕装置の場合、破砕材料が自動車、家庭用電化製品、木材等の硬質な廃棄物から、生ごみ、ゴムタイヤ、畳等の比較的軟質の廃棄物まで種類を問わず破砕するため、廃棄物の再利用を考えた分離回収の意図は希薄であった。
【０００３】
また、破砕装置で砕かれた際の破砕材料が塊となった破砕片によって、破砕装置の回転軸や軸受に侵入し損傷させる問題あった。この破砕片による破砕装置の回転軸や軸受の損傷を防止し、長期使用が可能な破砕装置として、例えば、図６に示す特許文献１に記載された二連装の回転軸５２，５３の回転刃ドラム５４，５５を噛み合せた破砕装置５０が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２０７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、廃棄物の種類を問わず破砕するための従来の粉砕機では、金属材を含む外壁ガラス材やタイル材等の廃棄物を粉砕する際、外壁ガラス材やタイル材等の廃棄物を構成するスリーブと取付け用の金属材（ビーム、金属フォイル、シェアピン）とを分離することができず、スリーブ片と金属材が一体のまま粉砕され再利用できない問題があった。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に着目して成されたもので、金属材が付属する外壁ガラス材やタイル材等の硬質の廃棄物を破砕する際、外壁ガラスやタイル材等の廃棄物を構成するスリーブ片と付属金属材とを、分離回収できる破砕装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上述の目的を達成するため、以下（１）〜（４）の構成を備えるものである。
【０００８】
（１）金属材を含む廃棄物を破砕する破砕装置であって、回転軸を有する回転ドラムと、前記回転ドラムの左右の破砕部に隣接して垂直に設置された壁体と、前記壁体に配置され、各々が対向して配置されるＶ字溝を有する複数の固定刃の対と、前記回転ドラムの外周面上に前記回転軸の方向に所定間隔毎に前記回転ドラムの周方向に設置され、断面が三角形状の前記固定刃のＶ字溝と噛み合う複数の周方向に連続した突起と、前記回転ドラムの外周面上であって前記複数の周方向に連続した突起の間の溝部に、前記回転ドラムの周方向に所定の間隔をあけて設置された複数の回転刃と、を有し、前記廃棄物が、前記壁体に配置された前記複数の固定刃の間と前記回転ドラムの外周面上の前記溝部に設置された前記複数の回転刃との噛み合い部で粉砕されることを特徴とする粉砕装置。
【０００９】
（２）前記溝部に設置された複数の回転刃が前記溝部毎に同数設置され、前記溝部毎に同数設置された複数の回転刃が、前記回転軸を中心に所定の角度だけずれて設置されることを特徴とする前記（１）記載の粉砕装置。
【００１０】
（３）前記固定刃の上面が円弧状に形成されていることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の粉砕装置。
【００１１】
（４）前記複数の固定刃が、前記壁体の垂直方向に移動可能に設置されることを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれか１項に記載の粉砕装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の破砕装置によれば、金属材を含む外壁ガラス材やタイル材等の廃棄物を破砕する際、外壁ガラス材やタイル材等の廃棄物を構成するスリーブと付属する取付け用の金属材（ビーム、金属フォイル、シェアピン等）とを分離し回収することができる。粉砕されたスリーブ片の廃棄形状は粉末状〜１００ｍｍ程度の小片で回収し、金属材の中でビームと金属フォイルは破砕後の廃棄形状が原形を維持した状態で回収し、シェアピンについては二〜三個に切断された状態の破砕物として確実に分離回収できる破砕装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】タイル材の構成図
【図２】本実施例に係る破砕装置の概略図
【図３】（ａ）回転ドラムの構造を示す図、（ｂ）回転ドラムを展開して回転刃の配置を示す図
【図４】（ａ）固定刃の配置を示す図、（ｂ）固定刃のＶ字刃と回転ドラムの山形との噛み合せを示す上面図、（ｃ）固定刃の斜視図
【図５】本実施例に係る破砕装置の回転刃と固定刃の噛み合せ構造を示す図
【図６】従来の破砕装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づいて詳しく説明する。本実施例では、金属材を含む廃棄物の例として装着用の金属材を含むタイル材を例として説明する。
【実施例】
【００１５】
図１には、金属材を含む廃棄物の例としてタイル材の構造を示す。タイル材５の形状は様々であるが、基本形状は約１１０Ｗ×２２０Ｌ×４０Ｈ（ｍｍ）の方形の板材であるスリーブ１と、当該スリーブ１を壁面に取付けるため付属する金属材を有している。金属材はビーム２、金属フォイル３、シェアピン４の金属部品から構成され、タイル材５を破砕し廃棄処理する際、スリーブ片と金属材（ビーム２、金属フォイル３、シェアピン４）とに分離して回収される。スリーブ１の廃棄形状は粉末状〜１００ｍｍ程度（厚さが最大１７ｍｍ）の小中片で平均５５ｍｍのサイズで回収し、金属材の内でビーム（約１１０×２０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）と、金属フォイル（約６７×２５ｍｍ、厚さ０．０３ｍｍ）は破砕されずに原形を維持した状態で回収され、シェアピン（径６ｍｍ、長さ３３ｍｍ）は二〜三個の小片に切断された金属片として回収できる。
【００１６】
尚、対象の廃棄物は金属材が含まれる場合を想定したもので、所定の大きさの金属材を含む廃棄物から再利用可能な形状を留めた金属材を分離回収するもので、タイル材のみに限定するものではない。
【００１７】
図２（ａ），（ｂ）は、本実施例に係る破砕装置２０の概略図である。上部の投入口２４より投入されたタイル材５は、回転ドラム１０の誘導面に沿って両側の破砕ポケット部２７へ移動し、内壁２５に取付けられた固定板２２の固定刃２１の方へ滑り落ちる。回転ドラム１０の軸部１５が両側の軸受部３２，３３で回転可能に支持され、軸受３２とカプリングされたモータ３１及び減速機で構成される駆動部３０により、回転ドラム１０の基本回転速度は約９ｒｐｍの速さで駆動される。左右の破砕ポケット部２７を有効に使用する場合は、駆動部３０は正回転と逆回転の両方向に回転駆動することも可能である。また基本回転以外に、高速回転や低速回転での運転も可能である。
【００１８】
金属材を含むタイル材５が側面の固定刃２１と回転刃１１とが交差する破砕ポケット部２７で砕かれる際、破砕ポケット部２７で滞留しながら回転刃１１で徐々に小片に破砕されていく。形が中小片に破砕される工程で、タイル材５から金属材のビーム２及び金属フォイル３が分離され回転ドラム１０の誘導用の山形１３にガイドされ、前後の回転刃１１の間の誘導用の溝部１２に落ちて当該溝部１２に保持されて破砕ポケット部２７へ送られる。溝部１２には回転刃１１と回転刃１１のない部分とが有り、その回転刃１１のない部分に中小片のスリーブ１や金属材等が保持されて、溝幅４０ｍｍ、対角が５０ｍｍの隙間の落下口２８を介して下の収容バスケット２６に落下して回収される。
【００１９】
即ち、破砕された中小片のスリーブ１とビーム２及び金属フォイル３は、回転ドラム１０の誘導用の溝部１２に保持され、金属材は原形のまま固定刃２１の隙間から落下させて回収する構造となっている。シェアピン４はタイル材５に締結されている関係で、タイル材５と共に二〜三個の小片に切断されて金属廃材として回収する。
【００２０】
＜破砕装置の構成と機能＞
図３、図４、図５により、破砕装置の構成とその機能を説明する。図３（ａ）は回転ドラムの構造で、図３（ｂ）は回転ドラムを展開して回転刃の配置を示す。図３（ａ）に示す回転ドラムは、断面が三角形状で連続した七層の山形１３の凸部と、山形１３の間に六層の平行な溝部１２の凹部を有する凹凸構造で、一溝中に二個の回転刃１１が１８０°対角位置に配置され、且つ左右の溝の回転刃１１と３０°位置をずらして配置した計十二個の回転刃１１で構成された回転ドラム１０を基本構成としている。
【００２１】
図３（ｂ）は、回転ドラム１０の六溝（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）に形成された回転刃１１の基本配置を示す展開図である。左右の溝部１２に形成された回転刃１１を３０°の位相差を持たせて配置した十二個の回転刃１１の配置を示している。回転刃１１は、一溝中に二個の回転刃１１が対角位置（１８０°）に配置され、片側の破砕ポケット部２７の噛み合せは、常に回転刃１１が一個の噛み合せに対し五個の落下口２８が生じる構造と成っている。この破砕ポケット部２７の噛み合せにより、上述した金属材を含むタイル５材から金属材のビーム２及び金属フォイル３を原形のまま分離回収し、所定の形状の約５５ｍｍサイズの破砕されたスリーブ１片と、二〜三個に切断されたシェアピン４の金属片が回収できる破砕機２０を提供できる。
【００２２】
尚、溝部１２の回転刃１１の配置は、固定刃２１の隙間の落下口２８から積極的に落としたい時の回転刃１１の数を一溝当たり一個の場合や、また回転刃１１の配置間隔をランダムにした配置構造や、細かく粉砕したい場合に一溝当たり三〜四個等の複数の回転刃１１を持つ構造であっても良い。また回転刃１１の形状には、角型、丸型、三角型等の形状があり特に限定しない。
【００２３】
図４（ａ）は、破砕機２０の内壁２５に取付けられる固定板２２に形成された固定刃２１の構造を示す。図４（ｂ）に示すように、固定刃２１の突出面の構造は回転ドラム１０の誘導用の三角形の山形１３を挟み込むようにＶ字形の溝２１ａを持つ楔型の形状で、図４（ｃ）の斜視図に示すように固定刃２１の上部面が円弧２１ｂで形成されガイド機能を持つ構造と成っている。例えば約２２Ｒの円弧２１ｂにすることでこの固定刃２１の上部面の円弧形状が、破砕ポケット部２７に投入されたタイル材５を滞留させないように横倒しのタイル材５の長手方向が倒立するようにガイド機能を発揮し、直立或いは斜めに傾いた状態で破砕ポケット部２７の固定刃２１と回転刃１１の噛み合せ部に投入されることで金属材を含むタイル材５が砕けて、スリーブ１と金属材とを分離する働きをする。
【００２４】
図５（ａ）、図５（ｂ）には、破砕装置２０の破砕ポケット部２７における回転刃１１と固定刃２１の噛み合せ構造を示す。固定刃２１の上部の円弧２１ｂの曲面が、金属材を含むタイル材５を固定刃２１と固定刃２１の間の破砕ポケット部２７に倒立するように誘導し、倒立したタイル材５は回転ドラム１０の溝部１２に形成された回転刃１１によって破砕される。その際、破砕されたタイル材５からスリーブ１の小中片と金属材のビーム２及び金属フォイル３が分離され、且つ破砕物を回転ドラム１０の溝部１２に誘導するように固定刃２１の上部の円弧２１ｂの曲面と回転ドラム１０の連続した山形１３の凸部がガイド機能を発揮する。
【００２５】
所定のサイズの中小片に破砕されたスリーブ１と、原形の金属材のビーム２及び金属フォイル３と、二〜三個の金属片に切断されたシェアピン４が、噛み合せ部の落下口２８から下の回収バスケット２６に落下し回収される。回収バスケット２６に落下したスリーブ１の小中片と金属材の廃棄物は、後処理工程で磁石等を使って金属材を回収し、スリーブ片と確実に分離される。
【００２６】
図５（ａ）に示すように破砕装置２０内壁２５の固定刃２１の取付け位置は、タイル材５を破砕する位置を決めるもので、回転ドラム１０の中心線より固定刃２１が形成された固定板２２の取付け位置を上下にずらして配置することにより、破砕位置とスリーブ１の破砕片のサイズと厚みを調整することができる。また、固定刃２１の固定板２２に直角に形成された取付け角を、下へ傾けた（伏角を付けた）状態にすることで効率的にタイル材５を破砕位置に誘導できるように選択的に固定刃２１の取付け位置の調整を行うことが可能な構造と成っている。
【００２７】
以上、本発明の破砕装置によれば、金属材を含む外壁ガラスやタイル材等の廃棄物を破砕する際、外壁ガラスやタイル材を構成するスリーブ片と、付属する金属材（ビーム、金属フォイル、シェアピン）とに分離し、粉砕されたスリーブ片が粉末状〜１００ｍｍ程度の小中片で回収され、金属材のビームと金属フォイルについては原形を維持した状態で回収し、シェアピンは二〜三個に切断された状態の破砕物として確実に分離回収できる破砕装置を提供できる。
【符号の説明】
【００２８】
１      スリーブ
２      ビーム
３      金属フォイル
４      シェアピン
５      タイル材
１０    回転ドラム
１１    回転刃
１２    溝部
１３    山形
１５    回転軸
２０    破砕装置
２１    固定刃
２１ａ  Ｖ字形の溝（Ｖ字溝に対応）
２２    固定板
２４    投入口
２５    内壁
２６    回収バスケット
２７    破砕ポケット部（破砕空間に対応）
２８    落下口（破砕空間に対応）
３０    駆動部
３１    モータ
３２    軸受
３３    軸受
【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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