(57)【要約】   【課題】  著しくコンパクトで、工作機械の下部に配置することが可能な、破砕対象物の減容処理装置を提供する。  【解決手段】  減容処理装置１０は、上下が開口し、上側の開口２０にホッパが取り付けられ、かつ、４つの側面により破砕減容室２６が画定される本体１４と、その軸３２、３４が、モータ２８を含む駆動手段に連結され、軸まわりを回転自在な破砕ロータ３０とを備える。破砕ロータ３０は、その外周面に突出した複数の破砕刃４６を有し、本体１４は、軸３２、３４に平行な２つの側面のそれぞれに、破砕ロータの破砕刃と所定の間隔をもって配置された板状の耐磨耗プレート４２を有する。【選択図】  図３
2006150247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下が開口し、上側の開口にホッパが取り付けられ、かつ、４つの側面により破砕減容室が画定される本体と、
前記破砕減容室に配置され、その軸が、モータを含む駆動手段に連結され、軸まわりを回転自在な破砕ロータと、を備えた減容処理装置であって、
前記破砕ロータが、その外周面に突出した複数の破砕刃を有し、
前記本体が、前記軸に平行な２つの側面のそれぞれに、前記破砕ロータの破砕刃と所定の間隔をもって配置された板状の耐磨耗プレートを有することを特徴とする減容処理装置。
【請求項２】
前記耐磨耗プレートが、ほぼ平板状であり、前記破砕減容室を画定する面が、破砕減容室が配置される面に略垂直であることを特徴とする請求項１に記載の減容処理装置。
【請求項３】
前記耐磨耗プレートの表面が、少なくとも部分的に、前記破砕刃との間隔が一定となるように湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の減容処理装置。
【請求項４】
前記耐磨耗プレートが、取り付け手段により、本体から着脱自在に取り付けられたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の減容処理装置。
【請求項５】
前記駆動手段が、モータの回転を制御する制御手段を有し、当該制御手段が、第１の所定時間、投入された破砕対象物を一方の耐磨耗プレートに送り込む正転方向にモータを回転し、前記第１の所定時間より短い第２の所定時間、他方の耐磨耗プレートに送り込む逆転方向にモータを回転させ、当該第１の所定時間の正転および第２の所定時間の逆転を繰り返す通常動作を実行することを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の減容処理装置。
【請求項６】
前記制御手段が、前記モータに過負荷となったことを検出し、その場合に、第３の所定時間、逆転方向にモータを回転させ、その後、前記通常動作に戻ることを特徴とする請求項５に記載の減容処理装置。
【請求項７】
下部に破砕減容対象物を排出するように構成された加工機械と、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の減容処理装置であって、前記加工機械の前記破砕減容対象物の排出口に、破砕減容室の上部を整合させて配置させた減容処理装置と、を備えたことを特徴とする減容処理装置付き加工機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械加工などにより発生した切粉や、種々の廃棄物などを短時間で減容処理する減容処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機械加工などにより多量に発生した切粉などの破砕・減容対象物を、切断して減容処理する破砕処理装置が知られている。このような破砕処理装置においては、回転筒体にその軸線から半径方向に螺旋状、或いは、所定間隔で形成された回転刃と、ケーシングに、上記回転刃と対向するように配置された固定刃とにより、切粉などの破砕対象物を切断している。
【特許文献１】特開２０００−３３４３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の破砕処理装置においては、先端が鋭利な回転刃および固定刃が、回転筒体の回転により接近したときに、その隙間に入った破砕対象物を切断している。したがって、切粉など破砕対象物切断時に、ワークやピットなどの異物が混入するなど過負荷により、回転刃や固定刃が欠損ないし破損する場合がある。刃の欠損は、切断力の低下を招くため、刃の交換が必要となる。
【０００４】
同様に、従来の破砕処理装置においては、固定刃および回転刃により切粉を切断しているため、使用にしたがって、双方の刃先が「鈍り」、これが、切断力の低下を招いていた。このように、従来の破砕対象物を切断するタイプの破砕処理装置においては、特に刃のメンテナンス回数や費用が、無視できないほど大きいという問題点があった。
【０００５】
そこで、先端の鋭利な固定刃および回転刃を用いて破砕対象物を切断するのではなく、回転体の周囲に形成された突起状の破砕刃に、破砕対象物を引掛け、回転体の外側に配置された外側円筒に開けられた穴と協働して、破砕対象物を折り曲げ或いは引き延ばし、その繰り返しによって、破砕対象物を細かくする装置が提案されている（特許文献１）。これにより、刃の欠損や破損のおそれを著しく小さくでき、かつ、刃の磨耗があっても処理能力がそれほど悪化しないような破砕処理装置を提供することができた。このような破砕処理装置を利用することで、破砕対象物を減容することができる。
【０００６】
しかしながら、従来の固定刃および回転刃により切粉を切断するタイプの破砕処理装置は、破砕対象物を切断するために、強力なモータを必要とするため、破砕処理装置が大型化する。したがって、破砕処理装置は、工作機械とは離間して配置され、工作機械の出口から破砕処理装置の上部のホッパに至るまで、切粉を搬送するコンベア装置が配置されるのが一般的である。また、本発明者の考案した破砕処理装置も、基本的には、工作装置と離間して配置した上で使用される。
【０００７】
このように、工作機械の周囲に、破砕処理装置を配置するためのスペースを要すると、工場内を効率的に利用することができないという問題点があった。また、昨今、製品の製造サイクルが短期化し、製造する製品が変更されるごとに工場の機械レイアウトが変更される場合が多い。この場合に、破砕処理装置のスペースや切削機械から破砕処理装置までの切粉搬送路を考慮するのが容易ではないという問題点もあった。
【０００８】
本発明は、著しくコンパクトで、工作機械の下部に配置することが可能な、破砕対象物の減容処理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】
【０００９】
本発明の目的は、上下が開口し、上側の開口にホッパが取り付けられ、かつ、４つの側面により破砕減容室が画定される本体と、前記破砕減容室に配置され、その軸が、モータを含む駆動手段に連結され、軸まわりを回転自在な破砕ロータと、を備えた減容処理装置であって、前記破砕ロータが、その外周面に突出した複数の破砕刃を有し、前記本体が、前記軸に平行な２つの側面のそれぞれに、前記破砕ロータの破砕刃と所定の間隔をもって配置された板状の耐磨耗プレートを有することを特徴とする減容処理装置により達成される。
【００１０】
好ましい実施態様においては、前記耐磨耗プレートが、ほぼ平板状であり、前記破砕減容室を画定する面が、破砕減容室が配置される面に略垂直である。或いは、前記耐磨耗プレートの表面が、少なくとも部分的に、前記破砕刃との間隔が一定となるように湾曲していても良い。
【００１１】
より好ましい実施態様においては、前記耐磨耗プレートが、取り付け手段により、本体から着脱自在に取り付けられている。
【００１２】
また、好ましい実施態様においては、前記駆動手段が、モータの回転を制御する制御手段を有し、当該制御手段が、第１の所定時間、投入された破砕対象物を一方の耐磨耗プレートに送り込む正転方向にモータを回転し、前記第１の所定時間より短い第２の所定時間、他方の耐磨耗プレートに送り込む逆転方向にモータを回転させ、当該第１の所定時間の正転および第２の所定時間の逆転を繰り返す通常動作を実行する。
【００１３】
さらに、前記制御手段が、前記モータに過負荷となったことを検出し、その場合に、第３の所定時間、逆転方向にモータを回転させ、その後、前記通常動作に戻るのが望ましい。
【００１４】
また、本発明の目的は、下部に破砕減容対象物を排出するように構成された加工機械と、前述した減容処理装置であって、前記加工機械の前記破砕減容対象物の排出口に、破砕減容室の上部を整合させて配置させた減容処理装置と、を備えたことを特徴とする減容処理装置付き加工機械によっても達成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、著しくコンパクトで、工作機械の下部に配置することが可能な、破砕対象物の減容処理装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態につき説明を加える。なお、本発明において、切粉などの処理が必要な対象物は、必ずしも破砕されるとは限らず、たとえば、折り曲げられ、或いは、引き延ばされる状態で、排出されることもある。しかしながら、便宜上、上記対象物を破砕対象物と称する。また、破砕対象物は、折り曲げなどによって、小さく破砕される場合もあるため、その処理については、破砕減容処理とも称する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態にかかる減容処理装置の概略を示す正面図である。図１に示すように、減容処理装置１０は、ホッパ１２、本体１４および駆動部１６を有する。本実施の形態において、減容処理装置１０は、切削機械（図示せず）の下部に配置され、切削機械の切粉排出口に、上端に開口２０を有するホッパ１２がほぼ整合するようになっている。
【００１８】
ホッパ１２は、開口２０から徐々にその径が小さくなるように構成され、下端部は本体１４の上端の破砕対象物投入口２２に整合する。本実施の形態において、ホッパ１２の上端の開口２０のサイズは、３００ｍｍ×３００ｍｍであり、下端部のサイズは、１３０ｍｍ×１３０ｍｍとなっている。無論、開口２０のサイズは、切削機械の切粉排出口のサイズに合わせて変更可能である。
【００１９】
図２は、本体１４の側面図、図３は、本体１４の部分断面平面図である。図１ないし図３に示すように、本体１４は、ハウジング２２と、後述する耐磨耗プレートを支持する一対のフレーム２４、２４とを有する。フレーム２４は、その両端でハウジング２２としっかりと固定される。フレーム２４、２４、および、ハウジング２２で画定される空間には破砕減容室２６が形成され、当該破砕減容室２６内には、その一方の軸３２が駆動部１６のモータ２８に固定された破砕ロータ３０が収容される。破砕減容室２６の上下は開口し、上側（符号３８参照）はホッパに連結される。下側（符号４０参照）は、後述するように破砕減容された破砕対象物が落下できるようになっている。
【００２０】
また、本体１４は、横（破砕ロータの軸方向の長さ）略２２０ｍｍ、縦および高さ略１８０ｍｍとなっている。また、破砕ロータ３０は、略８５ｍｍの直径を有している。
【００２１】
破砕ロータ３０は、上述したように一方の軸３２が駆動部１６のモータ２８と連結される。他方の軸３４は、軸受３６を介して、ハウジング２２に回転自在に取り付けられる。これにより、破砕ロータ３０は、モータ２８の回転にしたがって、回転することが可能である。
【００２２】
図４は、フレーム２４の側面図である。図４に示すように、フレーム２４は、略コの字の断面形状を有し、破砕減容室２６を形成する側面上に、図５に示す平板状の耐磨耗プレート４２が固定されている。本実施の形態においては、耐磨耗プレート４２は、高硬度鋼で作られ、厚み３ｍｍ、横（破砕ロータの軸方向の長さ）１５０ｍｍ、高さ７５ｍｍとなっている。耐磨耗プレート４２は、たとえば、ネジ穴４６にネジ（図示せず）をねじ込むことにより、フレーム２４に固定される。これにより、耐磨耗プレート４２が破損或いは磨耗した際に、これを交換することが可能である。耐磨耗プレート４２の破砕減容室２６を画定する面、つまり、対向する表面は、水平線に対して垂直となっている。
【００２３】
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本実施の形態にかかる破砕ロータの部分側面図、正面図である。図６（ａ）、（ｂ）においては、破砕ロータ３０の軸３２、３４を除く本体部分のみを図示している。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、破砕ロータ３０には円周方向に破砕刃４６が形成される。本実施の形態において、破砕刃４６は、歯たけ５ｍｍ、ピッチ１０ｍｍで形成される。また、軸方向に隣接する破砕刃４６間のそれぞれの面は、１０ｍｍ離間し（図６（ａ）参照）、また、それぞれの面のなす角は６０度である（図６（ｂ）参照）。また、破砕刃４６は、円周方向に２０度間隔で形成される（図６（ａ）参照）。本実施の形態において、破砕ロータ３０は、高硬度鋼で作られ、破砕刃４６は、切削加工により形成され得る。
【００２４】
図３および図６からわかるように、破砕減容室２６において、垂直方向に配置された耐磨耗プレート４２と、破砕ロータ３０との間には、空隙４８が形成される。本実施の形態においては、略２ｍｍである。無論、この距離は、たとえば、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度の間で調整しても良い。
【００２５】
本実施の形態においては、従来の破砕機よりも高速に破砕ロータを回転させることができる。これは、本実施の形態においては、空隙４８が存在すること、および、後述する破砕作用を実現する部材の一方が、平板状の耐磨耗プレート２４である。回転刃と固定刃の双方を利用し、或いは、回転刃と穴が形成された固定破砕板を利用する従来の破砕機では、対向する歯の間や、回転刃と穴との間に、切粉などの破砕対象物が挟まることを防止するために、比較的低速でモータを回転させたが、本実施の形態においてはそのような問題が少ないからと考えられる。本実施の形態において、破砕ロータの回転速度は、５８ｒｐｍ〜６９ｒｐｍであり、従来の破砕機のロータの回転速度の２〜３倍である。これにより、装置が小型であっても、効率的に破砕対象物を、破砕減容処理することが可能である。
【００２６】
たとえば、図６（ａ）において、時計回りを正転方向と称し、反時計回りを逆転方向と称する。無論、反時計回り、時計回りを、それぞれ、正転方向、逆転方向としても良い。本実施の形態において、減容処理装置のモータ２８は、破砕ロータ３０を４５秒間だけ正転させ、その後、破砕ロータ３０を５秒間だけ逆転させる動作を繰り返す。また、チップやワークなどの異物が破砕対象物に混入し、空隙４８に挟まり、破砕ロータ３０の回転が阻害され、過負荷により過電流が、駆動部１６のモータ駆動回路（図示せず）に流れる場合がある。このようなときには、モータ駆動回路の制御部は、モータ２８を、たとえば、５秒ないし１０秒逆回転させる。無論、この逆回転の時間も設定可能である。次いで、その設定時間が経過すると、再度、モータ２８は正転して通常の破砕減容動作に戻る。或いは、制御部が、モータに流れる電流が一定値以下になったことを検知した上で、通常の破砕減容動作に戻るように構成しても良い。
【００２７】
このように構成された減容処理装置１０の作動について以下に説明する。前述したように、減容処理装置１０は、切削機械（図示せず）の下部に配置されている。切削機械の作動により、その切粉排出口から、破砕対象物が落下する。落下した破砕対象物は、減容処理装置１０のホッパ１２に受け入れられる。ホッパ１２に投入された破砕対象物は、ホッパ１２中を落下して、破砕減容室２６に到達する。破砕減容室２６においては、破砕対象物は、破砕ロータ３０の破砕刃４６の先端に引っかかり、破砕ロータ３０の正転に伴って、一方のフレーム２４に取り付けられた耐磨耗プレート４２と破砕ロータ３０の円周上に形成された破砕刃４６との間の空隙４８に向けて送り込まれる。
【００２８】
空隙４８に送り込まれた破砕対象物は、耐磨耗プレート４２に接触することにより、引っ張られ、或いは、折り曲げられ、場合によっては、引きちぎられる。たとえば、カール状の切粉の場合であれば、引っ張られて、細い金属線になり、或いは、折り曲げられることにより、切粉は減容される。さらに、引きちぎられて、その長さが短くなることにより、より減容効果が高められる。破砕対象物の大部分は、破砕ロータ３０の回転により、空隙４８を通過することにより、下方に落下する。減容処理装置１０の破砕減容室２６の下部には、上部が開口した破砕対象物収容箱（図示せず）を配置することで、破砕減容処理が施された破砕対処物が、破砕対象物収容箱に収容される。
【００２９】
また、破砕対象物の一部は、破砕ロータ３０の破砕刃４６に引っかかった状態のまま、他方のフレーム２４に取り付けられた耐磨耗プレート４２と破砕刃４６との間の空隙４８に送られる。ここでも、破砕対象物は、耐磨耗プレート４２に接触することにより、引っ張られ、或いは、折り曲げられ、場合によっては、引きちぎられる。この過程で、破砕減容処理がされた破砕処理物は、落下するものもあり、或いは、空隙４８を通り抜けて、さらに、一方のフレーム２４の側の空隙に再度送り込まれるものもある。このように、空隙４８の通過の際に、破砕刃４６に引っ掛けられた破砕対象物が、耐磨耗プレート４６と接触することを繰り返すことにより、破砕対象物を破砕減容することができる。
【００３０】
モータが逆転する場合にも同様に、フレーム２４に取り付けられた耐磨耗プレート４２と破砕刃４６との間の空隙４８を通過することにより、破砕対象物は、破砕減容される。さらに、異物が空隙４８に挟まった場合には、モータ２８が所定時間だけ逆転し、異物を、空隙４８から破砕減容室２６の上部に戻すように作用する。
【００３１】
本実施の形態によれば、垂直な面をもつ耐磨耗プレート４２と破砕ロータ３０の破砕刃４６との間の空隙４８を破砕対象物が通過することにより、破砕対象物が破砕減容され、落下する。したがって、減容処理装置の構造を著しく単純にすることができる。また、平板状の耐磨耗プレートを利用するため、その加工が簡単であり、減容処理装置のサイズを小さくすることができる。このため、減容処理装置を、加工機械の破砕対象物の排出口と、ホッパの開口とを整合させるように配置することが可能となる。
【００３２】
また、本実施の形態によれば、従来の破砕機と比較して、モータを高速に回転させることができ、破砕効率を高めているため、小型であっても十分な破砕減容能力を有する。
【００３３】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【００３４】
たとえば、本実施の形態においては、破砕ロータ３０の円周方向に破砕刃４６を形成しているが、これに限定されるものではなく、らせん状に破砕刃を形成しても良い。また、本実施の形態においては、切削により破砕刃４６を形成していたがこれに限定されるものではない。たとえば、円柱状の破砕ロータの本体の周囲にネジ穴を設け、破砕刃４６をねじ込むような構成を採用しても良い。
【００３５】
さらに、前記実施の形態においては、耐磨耗プレート４２の、破砕減容室２６を構成する面（表面）が、それぞれ、垂直となっていたが、これに限定されるものではなく、破砕ロータ３０の破砕刃４６の先端と、耐磨耗プレート４２の表面との距離が略等しくなるように、面を湾曲させても良い。これにより、破砕対象物と耐磨耗プレート４２とが接触する距離をより長くすることが可能となる。或いは、破砕刃４６の先端と、耐磨耗プレート４２の表面との距離が、表面の中央部で最も小さく、かつ、表面の上下端に向かうのに伴って大きくなるような形状を採用しても良い。また、表面の少なくとも一部分が、破砕刃との距離が一定となるように湾曲していても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる減容処理装置の概略を示す正面図である。
【図２】図２は、本実施の形態にかかる減容処理装置の本体の側面図である。
【図３】図３は、本実施の形態にかかる減容処理装置の本体の部分断面平面図である。
【図４】図４は、本実施の形態にかかるフレームの側面図である。
【図５】図５は、本実施の形態にかかる耐磨耗プレートの正面図である。
【図６】図６は、本実施の形態にかかる破砕ロータの部分側面図および正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０    減容処理装置
１２    ホッパ
１４    本体
１６    駆動部
２０    開口
２２    ハウジング
２４    フレーム
２６    破砕減容室
２８    モータ
３０    破砕ロータ
３２    破砕ロータの一方の軸
３４    破砕ロータの他方の軸
３６    軸受
４２    耐磨耗プレート
４４    ネジ穴
４６    破砕刃
４８    空隙
【図１】
2006150247.tif 000003
【図２】
2006150247.tif 000004
【図３】
2006150247.tif 000005
【図４】
2006150247.tif 000006
【図５】
2006150247.tif 000007
【図６】
2006150247.tif 000008