(57)【要約】【課題】本発明は、スパイラル状のスクリューフィンを有する回転スクリューによって物体を圧縮処理部に向かって搬送し、搬送された物体をスクリューフィンの末端部分によって加圧する加圧圧縮処理装置に関し、スティックスリップ振動による騒音の発生を防止しつつ、搬送能力の低下や部品の破損が生じることを抑えた加圧圧縮処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】スクリューフィン１４の下端部１４ａおよび上端部１４ｂを結ぶように、下端部１４ａが受ける力が伝達される受圧部材２０が下端部１４ａおよび上端部１４ｂに摺動自在に取り付けられている。また、ハウジング２が、投入口から排出口に向かって内周径が漸次小さくなる漏斗形状を有するものである。【選択図】        図１
2006224158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口を有し、一端の開口を物体が投入される投入口とし他端の開口を該投入口から投入された物体を排出する排出口とした筒体と、
前記筒体の排出口につながり、該排出口から排出された物体が加圧されることにより該物体が圧縮されながら通過する圧縮処理部と、
前記筒体の、前記投入口と前記排出口を結ぶ中心軸を通る回転軸と、該回転軸を該投入口側から該排出口側に向かってスパイラル状に周回し該回転軸が回転することで回転するスクリューフィンとを有し、該投入口から投入された物体を該スクリューフィンの回転により巻き込んで前記圧縮処理部に向かって搬送するとともに、搬送されてきた物体を該スクリューフィンの、該排出口側の末端部分によって加圧する回転スクリューとを備え、
前記回転スクリューは、前記末端部分および前記スクリューフィンの、前記投入口側の先端部分それぞれに摺動自在に取り付けられ該末端部分と該先端部分を結び該末端部分が受ける力が伝達される受圧部材を備えたものであり、
前記筒体が、前記投入口から前記排出口に向かって内周径が漸次小さくなる漏斗形状のものであることを特徴とする加圧圧縮処理装置。
【請求項２】
前記筒体は、平滑な内周面を有するものであることを特徴とする請求項１記載の加圧圧縮処理装置。
【請求項３】
前記筒体は、前記排出口の内周面が前記スクリューフィンの末端部分の外縁に該スクリューフィンの回転を妨げない程度に近接したものであることを特徴とする請求項１記載の加圧圧縮処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパイラル状のスクリューフィンを有する回転スクリューによって物体を圧縮処理部に向かって搬送し、搬送された物体をスクリューフィンの末端部分によって加圧する加圧圧縮処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電化製品や生活雑貨などといった生活物質は、産業の発展に伴いその種類と数を増し、我々の生活環境をより良いものに向上させている。しかし、これらの生活物質の多くは、より優れたものへの交換や経時的な材質の劣化などといった要因によって、やがて廃棄されることになる。その際、廃棄される生活物資の量は膨大となるため、例えば電化製品は破砕機によって粉砕、もしくは部品を解体し材質毎に分別した後にその量を小さくするために粉砕処理を行う必要があり、新聞紙、段ボール、コピー用紙などの生活雑貨の廃棄物も、リサイクルするために種類毎に小片に粉砕処理する必要性が生じる。粉砕処理された物体は、粉砕された後にさらに加圧圧縮処理を施して体積を小さくすると、粉砕処理された物体の占めるスペースを節約することができる。特許文献１には、粉砕処理されて小片とされた古紙片に加圧圧縮処理を施すことにより、粉砕処理された古紙片を加圧圧縮処理前の状態よりも小さく圧縮された形にして排出する加圧圧縮処理装置が提案されている。
【０００３】
この特許文献１に提案された加圧圧縮処理装置には、スパイラル状のスクリューフィンを有する回転スクリューが備えられえており、このスクリューフィンの回転によって、粉砕処理された古紙片が投入される投入口から、投入された古紙片が排出される排出口へと、古紙片が巻き込まれて搬送されるとともに、搬送されてきた古紙片がそのスクリューフィンの排出口側の末端部分によって加圧される。ところが、この末端部分と古紙片との間の摩擦力の変化によって、末端部分が止まったりすべったりするいわゆるスティックスリップが引き起こされることがある。このようなスティックスリップが生じると、これが原因でスクリューフィンが振動することになる（以下、このような振動をスティックスリップ振動と称する）。特に近年は、用紙や使われるトナーによって比較的滑りやすい古紙が増えており、滑りやすい紙片に高い圧力がかけられた場合、スクリューフィンの末端部分と紙片、および紙片と紙片の密着力が強くなりスティックスリップ振動は起こり易い傾向にある。このスティックスリップ振動が空気中に伝わると高周波数の音となり、人間にとっては非常に耳障りな騒音として感じられる。
【０００４】
上述した問題点は、粉砕処理された古紙片を加圧圧縮処理する加圧圧縮処理装置についての問題点であるが、この種の問題は、古紙以外の粉砕処理後の物体を加圧圧縮処理する加圧圧縮処理装置についても生じる問題である。
【０００５】
このような問題点に対処する加圧圧縮処理装置として、スパイラル状のスクリューフィンの排出口側の末端部分、およびこのスクリューフィンの投入口側の先端部分それぞれに貫通孔を設け、上記末端部分に生じた力を受けるための受圧部材を、末端部分と先端部分とを連結するように双方の貫通孔に摺動自在に取り付けた加圧圧縮処理装置が知られている。このように構成された加圧圧縮処理装置によれば、物体がスクリューフィンの末端部分によって加圧されると、各貫通孔に摺動自在に取り付けられた受圧部材と各貫通孔との間に摩擦が生じることになり、スティックスリップ振動がその摩擦によって熱エネルギーに変換されて、スティックスリップ振動による騒音の発生が防止される。
【特許文献１】特開２００２−１３７０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したスティックスリップ振動による騒音の発生に対処する加圧圧縮処理装置には、粉砕処理された物体が搬送される搬送経路上に受圧部材が取り付けられているため、搬送される物体の大きさや量によってはその受圧部材が搬送の障害となる場合がある。その結果、投入口から投入された物体が投入口付近に滞留して物体の排出が不可能となったり、搬送途中の物体がスクリューフィンの収容されるハウジングの内壁とスクリューフィンとの間隙に滞留して、滞留した物体から受ける圧力によって受圧部材が破損するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、スティックスリップ振動による騒音の発生を防止しつつ、搬送能力の低下や部品の破損が生じることを抑えた加圧圧縮処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の加圧圧縮処理装置は、
両端に開口を有し、一端の開口を物体が投入される投入口とし他端の開口をその投入口から投入された物体を排出する排出口とした筒体と、
上記筒体の排出口につながり、この排出口から排出された物体が加圧されることによりその物体が圧縮されながら通過する圧縮処理部と、
上記筒体の、上記投入口と上記排出口を結ぶ中心軸を通る回転軸と、この回転軸を投入口側から排出口側に向かってスパイラル状に周回しその回転軸が回転することで回転するスクリューフィンとを有し、投入口から投入された物体をそのスクリューフィンの回転により巻き込んで上記圧縮処理部に向かって搬送するとともに、搬送されてきた物体をそのスクリューフィンの、排出口側の末端部分によって加圧する回転スクリューとを備え、
上記回転スクリューは、上記末端部分および上記スクリューフィンの、上記投入口側の先端部分それぞれに摺動自在に取り付けられその末端部分とその先端部分を結びその末端部分が受ける力が伝達される受圧部材を備えたものであり、
上記筒体が、上記投入口から上記排出口に向かって内周径が漸次小さくなる漏斗形状のものであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の加圧圧縮処理装置は、スクリューフィンの末端部分および先端部分を結ぶように、末端部分が受ける力が伝達される受圧部材がその末端部分および先端部分に摺動自在に取り付けられているものであるため、「技術分野」の欄で説明したスティックスリップ振動が、摺動自在に取り付けられた部分で生じる摩擦によって熱エネルギーに変換されて、スティックスリップ振動による騒音の発生が防止される。また、本発明の加圧圧縮処理装置は、筒体が、投入口から排出口に向かって内周径が漸次小さくなる漏斗形状を有するものであるため、筒体の、投入口付近の内壁とスクリューフィンとの間には大きな間隙が確保されることになり、投入口から投入された物体が投入口付近に滞留して物体の排出が不可能となったり、搬送途中の物体が筒体の内壁とスクリューフィンとの間隙に滞留して、滞留した物体から受ける圧力によって受圧部材が破損することが低減される。
【００１０】
ここで、上記本発明の加圧圧縮処理装置において、上記筒体は、平滑な内周面を有するものであることが好ましい。
【００１１】
投入口から投入された物体と筒体の内壁との間で生じる摩擦力が抑えられるため、その物体が滞留することがより一層低減される。
【００１２】
また、上記本発明の加圧圧縮処理装置において、上記筒体は、上記排出口の内周面が上記スクリューフィンの末端部分の外縁にそのスクリューフィンの回転を妨げない程度に近接したものであることも好ましい形態である。
【００１３】
搬送されて排出口から排出された物体を圧縮処理部においてスクリューフィンの末端部分で確実に加圧することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スティックスリップ振動による騒音の発生を防止しつつ、搬送能力の低下や部品の破損が生じることを抑えた加圧圧縮処理装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
ここでは、本発明を、粉砕処理されて小片とされた、本発明にいう物体の一例に相当する古紙片が上方から投入され、投入された古紙片に加圧圧縮処理を施した後に下方から排出する加圧圧縮処理装置に適用した実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態が適用された加圧圧縮処理装置の概略構成図である。
【００１８】
この図１に示す加圧圧縮処理装置１００は、加圧圧縮処理装置１００の骨格を構成するフレーム１とハウジング２、フレーム１にボルトで固定され古紙片を下部に搬送させるために設けられているガイド筒３、ハウジング２の下方にあり古紙片の流れを制御するための絞り筒４、および古紙片が投入されるホッパー５によって、外殻部分が構成されている。
【００１９】
ハウジング２は、上部から下部に向かって内周径が漸次小さくなる漏斗形状を有し、平滑な内周面を有する。このハウジング２は、本発明にいう筒体の一例に相当する。また、ハウジング２の下部の内周面は、後述するスクリューフィンの下端部の外縁にそのスクリューフィンの回転を妨げない程度に近接したものである。
【００２０】
また、ガイド筒３は、上部から下部に向かって内周径が漸次小さくなる漏斗形状を有しており、古紙片が落下しやすい構造となっている。また、ガイド筒３の上端の外周には、図示しない電動モータからの回転動力を受けるためのギア８がベアリング９を介して回動可能に設けられている。ギア８には古紙片を搬送・落下させて加圧するための、本発明にいう回転スクリューの一例に相当する回転スクリュー１０がボルトによって固定されている。
【００２１】
また、絞り筒４は、上部から下部に向かって内周径が漸次小さくなる漏斗形状を有しており、絞り筒４の上部の内壁には一定間隔で上下に延びている複数の溝４ａが設けられ、古紙片が溝４ａと垂直な方向には流れにくくなっている。また、この絞り筒４の下部には開口した排出口６が設けられており、加圧圧縮処理が施された後の古紙片はこの排出口６から外部へと排出される。この絞り筒４は、本発明にいう圧縮処理部の一例に相当する。
【００２２】
また、ホッパー５の形状は、飛散した古紙片を回収できるように上部が大きく開口し、上部から下部に向かって内周径が漸次小さくなる漏斗形状を有している。また、このホッパー５の内部には攪拌棒７が備えられており、攪拌棒７は、回転することでホッパー５の傾斜した内面に付着した古紙片を掻き落として下部へ落下させる。
【００２３】
次に、図１，図２を参照して、図１に示す回転スクリュー１０の構成を説明する。
【００２４】
図２は、図１に示す回転スクリュー１０の外観図である。
【００２５】
図１，図２に示すように、回転スクリュー１０は、上部に設けられた円形のフランジ１１、フランジ１１の中心に設けられた回転軸１２、フランジ１１と回転軸１２を連結するためのスポーク１３、回転軸１２を中心にスパイラル状に広がった面からなるスクリューフィン１４によって構成されている。この回転軸１２は、本発明にいう回転軸の一例に相当し、スクリューフィン１４は、本発明にいうスクリューフィンの一例に相当する。スポーク１３は、回転軸１２に対して９０度の角度で計４本配置されている。これら４本のスポーク１３は、回転軸１２を中心にして、隣り合うスポーク１３同士が９０度の角度をなして４本放射状にならんでおり、４本のスポーク１３とフランジ１１の間は、古紙片が容易に通過できるよう４つの扇状の開口部となっている。回転軸１２は下方に向けて延びており、回転軸１２の中程から下部にかけては、回転軸１２が回転することで回転するスクリューフィン１４が、回転軸１２に沿ってスパイラル状に設けられている。古紙片は、スクリューフィン１４の回転により巻き込まれて絞り筒４に向かって搬送される。スクリューフィン１４の、本発明にいう末端部分の一例に相当する下端部１４ａは、図２において紙面の手前側水平にせり出しており、この下端部１４ａによって、図１に示す絞り筒４の上部に堆積した古紙片が加圧される。また、スクリューフィン１４の下端部１４ａおよび、本発明にいう先端部分の一例に相当する上端部１４ｂを結ぶように、下端部１４ａが受ける力が伝達される受圧部材２０がその下端部１４ａおよび上端部１４ｂに摺動自在に取り付けられている。この受圧部材２０は、本発明にいう受圧部材の一例に相当する。
【００２６】
次に、図３，図４を参照して、図１，図２に示す受圧部材２０の構成を説明する。
【００２７】
図３は、図１，図２に示す受圧部材２０の拡大外観図であり、図４は、図１，図２に示すスクリューフィン１４の上端部１４ｂに取り付けられた受圧部材２０のＡ−Ａ断面図である。
【００２８】
図３に示すように、スクリューフィン１４の下端部１４ａには貫通孔１４ｃが設けられており、スクリューフィン１４の上端部１４ｂには貫通孔１４ｄが設けられている。これらの貫通孔１４ｃ，１４ｄには、スクリューフィン１４の下端部１４ａによって加圧された古紙片からの反発力を受けるための受圧部材２０が差し込まれるように設けられており、受圧部材２０と各貫通孔１４ｃ，１４ｄとの間には、受圧部材２０の全周に渡り数百ミクロンの隙間が設けられている。受圧部材２０の下端は、非回転方向にＬ型に曲げられた受圧部２０ａを有する略Ｌ字型のものであって、受圧部２０ａは圧縮された古紙片から十分な力を受ける長さかつ変形しにくい長さとするのが好ましく、本実施形態では２０ｍｍ程度とされている。受圧部材２０の材質としては硬質かつ適度な弾性を有するものが好ましく、本実施形態ではＳＵＳ３０４が用いられている。受圧部材２０の上端２０ｂは、スクリューフィン１４の上端部１４ｂに設けられた貫通孔１４ｄを通して、ボルト２１によって摺動自在に取り付けられている。ボルト２１の締め付け方としては、まずスクリューフィン１４とボルト２１ｂとの間に数百ミクロンの間隙を設けてからボルト２１ａを締め付けることでその間隙が保たれる。
【００２９】
次に、本実施形態の加圧圧縮処理装置１００に、粉砕処理された古紙片が投入され、投入された古紙片に加圧圧縮処理を施した後に下方から排出する一連の流れを、図１を参照して説明する。
【００３０】
図示しない外部のモータが駆動されると、このモータと回転可能に連結された図示しないギアを介してギア８が回転を始める。また、この外部のモータの駆動と同時に、ホッパー５の上部に設けられた図示しない回転刃も回転を始める。この回転刃の上方から古紙が投入されると、この回転刃の回転によって投入された古紙が破砕され、図示しないフィルターを通過して適度な小片とされた古紙片がホッパー５内に落下する。ギア８の回転に伴って、ギア８に連結されたフランジ１１と攪拌棒７も回転しているので、ホッパー５に落下した古紙片は停滞することなくガイド筒３に落下する。ガイド筒３に落下した古紙片は、上部から下部に向かって内周径が漸次小さくなる漏斗形状を有し、平滑な内周面を有するハウジング２内を、古紙片の自重、およびギア８にボルトで固定された回転スクリュー１０の回転軸１２が回転することで回転するスクリューフィン１４による巻き込みによって、絞り筒４に向かって搬送される。このように、本実施形態の加圧圧縮処理装置１００は、ハウジング２が、上部から下部に向かって内周径が漸次小さくなる漏斗形状を有するものであるため、ハウジング２の、投入口付近の内壁とスクリューフィン１４との間には大きな間隙が確保されることになり、上部から投入された古紙片がガイド筒３付近に滞留して古紙片の排出が不可能となったり、搬送途中の古紙片がハウジング２の内壁とスクリューフィン１４との間隙に滞留して、滞留した物体から受ける圧力によって受圧部材２０が破損することが低減される。また、ハウジング２が平滑な内周面を有するものであるため、投入された古紙片とハウジング２の内壁との間で生じる摩擦力が抑えられ、古紙片が滞留することがより一層低減される。
【００３１】
絞り筒４に搬送された古紙片は、絞り筒４の内周径が上部から下部に向かって漏斗状に小さくなることから古紙片同士が集まるように作用し、古紙片が絞り筒４内に徐々に堆積を始める。絞り筒４に堆積した古紙片は、古紙片同士が重なり合った状態で幾層にもなり、やがて、回転するスクリューフィン１４の下端部１４ａの先端が堆積した古紙片の上面を撫でるように接触を始める。絞り筒４に堆積する古紙片が多くなってくると、下端部１４ａが、堆積した古紙片に対して圧力をかけるようになる。その結果、絞り筒４の内壁に押し付けられた古紙片は、絞り筒４の内壁に上下方向に延びた溝４ａが設けられているために、スクリューフィン１４の回転と一緒に共回りすることなく圧縮され硬化される。本実施形態の加圧圧縮処理装置１００では、ハウジング２の下部の内周面が、スクリューフィン１４の下端部１４ａの外縁にスクリューフィン１４の回転を妨げない程度に近接したものであるため、スクリューフィン１４の下端部１４ａで古紙片を確実に加圧することができる。圧縮による硬化の進行と共に、スクリューフィン１４の下端部１４ａと硬化した古紙片の堆積物とが極めて強い摩擦力で接触を始め、さらに、受圧部材２０が圧力を受けるように働く。受圧部材２０は、受圧部材２０が接する貫通孔１４ｃ，１４ｄに若干の隙間が開くように設けられているので、受圧部材２０が弱く力を受けている時、つまり振動が弱い時は受圧部材２０の一部分が貫通孔１４ｃ，１４ｄの壁面に接触・非接触を繰り返すように動くように働く。また、絞り筒４に堆積する古紙片が多くなって古紙片の堆積物が極めて強く圧縮されるようになると、受圧部２０ａの受ける力も大きくなり、スクリューフィン１４の回転運動によって受圧部材２０の上部は回転方向に傾斜するようになる。すると、受圧部材２０は貫通孔１４ｃ，１４ｄの内壁面の前部と後部を半円状の接触を繰り返しながら押すようになる。その時、受圧部材２０と、ボルト２１ｂ、下端部１４ａ、および貫通孔１４ｃ，１４ｄとの間には間隙が設けられているので、受圧部材２０が受ける力に応じて上下左右に接触するようになる。従って、硬化した古紙片の堆積物とスクリューフィン１４の下端部１４ａとの間の摩擦係数が、古紙片に付着しているインクやトナーなどにより変化することによって、下端部１４ａと古紙片の堆積物との間で起こるスティックスリップ現象による振動が局所的な摩擦によって熱エネルギーに変換され、スティックスリップ振動による音が相殺されて、騒音の発生が防止される。
【００３２】
尚、上述した実施形態では、本発明にいう物体が古紙片の例について説明したが、本発明にいう物体は古紙片に限られるものではなく、例えば、粉砕処理後の粉体、木材のチップ、プラスチック樹脂、金属片などといった物体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態が適用された加圧圧縮処理装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す回転スクリュー１０の外観図である。
【図３】図１，図２に示す受圧部材２０の拡大外観図である。
【図４】図１，図２に示すスクリューフィン１４の上端部１４ｂに取り付けられた受圧部材２０のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    フレーム
２    ハウジング
３    ガイド筒
４    絞り筒
４ａ    溝
５    ホッパー
６    排出口
７    攪拌棒
８    ギア
９  ベアリング
１０    回転スクリュー
１１    フランジ
１２    回転軸
１３    スポーク
１４    スクリューフィン
１４ａ    下端部
１４ｂ    上端部
１４ｃ，１４ｄ    貫通孔
２０    受圧部材
２０ａ    受圧部
２０ｂ    上端
２１，２１ａ，２１ｂ    ボルト
１００    加圧圧縮処理装置
【図１】
2006224158.tif 000003
【図２】
2006224158.tif 000004
【図３】
2006224158.tif 000005
【図４】
2006224158.tif 000006