(57)【要約】      （修正有）【課題】プラスチック発泡シートの切削破砕機において、静音化、高速処理、製造原価の低減、省エネの要件を満たす装置で、破砕用回転刃を軽量化すると共に破砕能力を向上させて、連続的に低消費電力で効率良く、かつ低騒音でプラスチック製の発砲シートを所定サイズ以下に破砕することができる破砕用回転刃を提供する。【解決手段】被破砕物に破砕用回転刃の回転軸に直交する方向にスリット状に剪断を行う回転スリット刃と破砕用回転刃の回転軸方向に剪断を行う回転切断刃とを破砕用回転刃の回転軸方向に交互に配設し、回転スリット刃は回転切断刃より大きな外径を有し回転スリット刃の先端部が回転切断刃先端より破砕用回転刃の回転方向前方に設けてあり、シート切削破砕機に設けられた対向刃との間の剪断作用により回転スリット刃で被破砕物を押さえつつスリット状の剪断を行いながら回転切断刃で回転軸方向剪断を行うことにより被破砕物を細断する。【選択図】図１
2011161414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削破砕機に用いる破砕用回転刃であって、被破砕物に前記破砕用回転刃の回転軸に直交する方向にスリット状に剪断を行う複数の回転スリット刃と前記破砕用回転刃の回転軸方向に剪断を行う複数の回転切断刃とを前記破砕用回転刃の回転軸方向に交互に配設してなり、前記回転スリット刃は前記回転切断刃より大きな外径を有するとともに前記回転スリット刃の先端部が前記回転切断刃先端より前記破砕用回転刃の回転方向前方に設けてあり、前記シート切削破砕機に設けられた対向刃との間の剪断作用により前記複数の回転スリット刃で被破砕物を押さえつつスリット状の剪断を行いながら前記複数の回転切断刃で回転軸方向剪断を行うことにより被破砕物を細断することを特徴とする破砕用回転刃。
【請求項２】
前記回転スリット刃と前記回転切断刃はそれぞれが円周方向に配設された複数個の剪断刃を有し、前記回転スリット刃の剪断刃と前記回転切断刃の剪断刃は前記破砕用回転刃の回転方向においてほぼ同位相に配置されており、前記回転スリット刃の剪断刃は前記回転切断刃の外径より内側では前記回転切断刃の剪断刃とほぼ同一の刃部断面形状を有することを特徴とする請求項1記載の破砕用回転刃。
【請求項３】
前記回転スリット刃のそれぞれの剪断刃は正のすくい角を有し、前記回転切断刃のそれぞれの剪断刃は負のすくい角を有することを特徴とする請求項２記載の破砕用回転刃。
【請求項４】
請求項1ないし請求項３のいずれかに記載の破砕用回転刃と、前記破砕用回転刃との間の剪断作用により被破砕物を細断する固定刃とを備え、前記回転切断刃の刃底部と前記固定刃先端の間の距離は細断された被破砕物の送り方向の寸法より大きいことを特徴とする切削破砕機。
【請求項５】
請求項1ないし請求項３のいずれかに記載の破砕用回転刃と、前記破砕用回転刃との間の剪断作用により被破砕物を細断する固定刃とを備え、前記破砕用回転刃の回転軸は前記固定刃の被破砕物案内面よりも回転方向上流側に設けられていることを特徴とする切削破砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、廃棄対象となるシート、板材、ボード等のシート状の廃棄物を破砕する破砕機に用いる破砕用回転刃に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在プラスチック製の発泡シートは食品包装など多くの用途で用いられており、大量に生産されている。一方、この生産工程において成形開始時には毎回成形条件の調整が必要である。そのため、成形条件が決まり安定した成形ができるようになるまでに、大量の不良成形物が発生する。そこで、この不良成型物を再度原料として使用することが行われており、通常２軸の回転刃を備えた破砕機で再度成型材料として使用できる寸法以下に破砕して再使用に供している。
しかし、従来の破砕機では鈍角の刃で破砕しているため破断時の騒音が大きく、また、発泡シートが刃の間をすり抜けて所定の寸法より大きいものが排出されるという問題があった。このため、成型機の近くに設置することができず、騒音が気にならない別の場所に破砕機を設置してそこまで不良成型物を運んで破砕し、かつ、破砕された発泡シートを選別して所定のサイズ以下のもののみ成型器に投入しなければならないという問題点を有していた。
【０００３】
そこでこれらの問題を解決するために種々の破砕装置をプラスチック製の発泡シートの破砕に用いることが考えられる。例えば正逆回転可能な１対の破砕ロールとこれに対応した固定刃具を備え、正回転時には破砕ロール間で被処理物をスリット状にカットし、次いで破砕ロールを逆転してスリット状にカットされた被処理物を再度投入して破砕ロールと固定刃具の間で細破砕する取り組みがなされている（例えば特許文献１）。
また、円筒状で外周面に多数の有底穴と被粉砕物の粗粉砕と引き込みを行う複数の爪部を有するローターと、このローターの外周面に対応して設けられた固定刃を有し、ローターを回転することにより固定刃と有底穴の開口縁で構成した刃縁とにより被粉砕物を切断する取り組みがなされている。これにより有形穴のサイズに被粉砕物を粉砕することができ、また、ローター外周面の全面に粉砕用の刃（有形穴の刃縁）を設けることができるので切断チャンスが連続的となるので、ローターの回転数を小さくしても十分な切断チャンスを確保することができ、低騒音とすることができる（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０７５２０号公報
【特許文献２】特開２０００−３５４７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献1に記載された技術では被処理物をスリット状のカットと細破砕の２工程を経なければ所定のサイズに細断することができないため工数がかかり、細破砕時は噛み潰し式に細破砕するので破砕速度を上げるために破砕ロールの逆転時の回転数を大きくすると騒音が十分に低減できないという問題点を有する。
また、特許文献２に記載の技術はプラスチックランナー、スプール等の比較的硬く圧縮変形しにくいものを破砕することを目的としており、この技術をプラスチック製の発泡シートの破砕に用いると有底穴に破砕された発泡シートが圧縮されてはまり込み、目詰まりや熱融着を起こすという問題点を有する。また、ローターの重量が重いため、駆動のための消費電力が大きいという問題点も有していた。
【０００６】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、回転軸方向の厚みの小さい回転スリット刃と外径の小さい回転切断刃を組み合わせることで破砕用回転刃を軽量化すると共に破砕能力を向上させて、連続的に低消費電力で効率良く、かつ低騒音でプラスチック製の発砲シートを所定サイズ以下に破砕することができる破砕用回転刃を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、第１の発明は、切削破砕機に用いる破砕用回転刃であって、被破砕物に破砕用回転刃の回転軸に直交する方向にスリット状に剪断を行う複数の回転スリット刃と破砕用回転刃の回転軸方向に剪断を行う複数の回転切断刃とを破砕用回転刃の回転軸方向に交互に配設してなり、回転スリット刃は回転切断刃より大きな外径を有するとともに回転スリット刃の先端部が回転切断刃先端より破砕用回転刃の回転方向前方に設けてあり、シート切削破砕機に設けられた対向刃との間の剪断作用により複数の回転スリット刃で被破砕物を押さえつつスリット状の剪断を行いながら複数の回転切断刃で回転軸方向剪断を行うことにより被破砕物を細断することを特徴とするものである。
このように構成したことにより、破砕用回転刃の回転によって、軸方向に交互に配置された回転スリット刃と回転切断刃で発泡シートに互いに直交する２方向の剪断を行う。この２方向の切断により一度の工程で所定のサイズ以下に破砕することができるという効果を有する。また、破砕時の発泡シートの振動が騒音の大きな原因となっているが、本発明によれば、切断時の抵抗が大きく発泡シートに大きな振動を与える回転切断刃での切断を回転スリット刃で発泡シートを押さえながら行うので、発泡シートの振動を防ぎ、騒音を低減させることができるという効果を有している。
【０００８】
更に、回転軸方向の厚みの小さい回転スリット刃と外径の小さい回転切断刃を組み合わせることで破砕用回転刃を軽量化すると共に破砕能力を向上させて、連続的に低消費電力で効率良く破砕することができるという効果を有する。
更に、第２の発明は、回転スリット刃と回転切断刃はそれぞれが円周方向に配設された複数個の剪断刃を有し、回転スリット刃の剪断刃と回転切断刃の剪断刃は破砕用回転刃の回転方向においてほぼ同位相に配置されており、回転スリット刃の剪断刃は回転切断刃の外径より内側では回転切断刃の剪断刃とほぼ同一の刃部断面形状を有することを特徴とするものである。
このように構成したことにより、破砕用回転刃を回転させたときに、被破砕物を回転スリット刃の剪断刃と回転切断刃の剪断刃が順次剪断するので連続的に所定のサイズに破砕することができるという効果を有する。また、隣り合うスリット刃の間に切断された被破砕物の切断片が挟まることを防止でき、連続的に破砕作業ができるという効果を有している。
【０００９】
更に、第３の発明は、回転スリット刃のそれぞれの剪断刃は正のすくい角を有し、回転切断刃のそれぞれの剪断刃は負のすくい角を有することを特徴とするものである。
このように構成したことにより、回転スリット刃の回転に伴い、その剪断刃が被破砕材である発泡シートを剪断するとき、正のすくい角により少ない抵抗で発泡シートを切り裂いて、確実にスリット状の剪断ができるという効果を有する。また、回転切断刃のそれぞれの剪断刃は負のすくい角を有することにより、被破砕物の切断片をスムーズに下方に送り出すことができる。これにより切断片がつまり負荷抵抗になることを防止できるので駆動用の消費電力を低減できるという効果を有する。なお、剪断刃は先端に行くに従い軸方向の厚みを減じる構成としても良い。
【００１０】
更に、第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかに記載の破砕用回転刃と、破砕用回転刃との間の剪断作用により被破砕物を細断する固定刃とを備え、回転切断刃の刃底部と固定刃先端の間の距離は細断された被破砕物の送り方向の寸法より大きいことを特徴とする切削破砕機である。
このように構成したことにより、被破砕物が回転切断刃の底部にぶつかり不要な負荷を発生することがないので、静音化することができると共に駆動トルクの上昇を防ぎ、消費電力を増加させないという効果を有する。
【００１１】
更に、第５の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかに記載の破砕用回転刃と、破砕用回転刃との間の剪断作用により被破砕物を細断する固定刃とを備え、破砕用回転刃の回転軸は固定刃の被破砕物案内面よりも回転方向上流側に設けられていることを特徴とする切削破砕機である。
このように構成したことにより、回転スリット刃による切断時に正のすくい角で切断できるので負荷を減らすことができるので、静音化及び消費電力の低減を図ることができるという効果を有する。また、被破砕物の切断片をスムーズに下方に排出することができるという効果を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、破砕用回転刃を軽量化すると共に破砕能力を向上させて、連続的に低消費電力で効率良く、かつ低騒音でプラスチック製の発泡シート用を所定サイズ以下に破砕することができる破砕用回転刃を提供することができる。このため本発明の破砕用回転刃を備えた破砕機は、プラスチック発泡シート用の成型器のそばに設置することができるので、成形後のシートをその場で処理できる。また不良成型品の運搬の手間や選別の手間を掛けることなく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の回転用破砕刃を備えた破砕装置を示す正面方向からの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態の回転用破砕刃を備えた破砕装置を示す平面方向からの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態の回転用破砕刃を備えた破砕装置の破砕動作の推移を説明する概略図である。
【図４】本発明の一実施形態における破砕途中の発泡シートの状態を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態の回転用破砕刃の回転スリット刃の先端形状を示す矢視図である。
【図６】本発明の一実施形態の回転用破砕刃の回転スリット刃のすくい角を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１ は、本発明の一実施形態の回転用破砕刃を備えた破砕装置を示す正面方向からの概略図である。
図２は本発明の一実施形態の回転用破砕刃を備えた破砕装置を示す平面方向からの概略図である。
図１，図２において、この破砕装置１は、破砕用回転刃２、これを駆動する駆動装置３、固定刃（対向刃）４、固定刃（対向刃）４と連続して設けられ被破砕材Ｓを載置する載置台５、被破砕材Ｓを送り込むローラー２５及びこれらを保持する筐体６などにより構成されている。
本実施例では、対向刃は回転しない固定刃としたが、これに限定される物ではなく回転物としても良い。
【００１５】
破砕用回転刃２は、駆動装置３と連結して回転する駆動軸７と、これに取り付けられた軸方向の幅が小さい回転スリット刃８、及び軸方向の幅が大きい回転切断刃９を有している。本実施例では回転スリット刃８を５個、回転切断刃９を６個、段付き軸７に軸方向に交互に並べて取り付けている。
回転スリット刃８には、すくい面１２、円弧状先端部１３、及び逃げ面１４により成るスリット剪断刃１５が円周方向に等間隔で６カ所、刃底部２６に設けられている。
本実施例においては、スリット剪断刃１５のすくい角は２８度、外径１２０ｍｍに設定した。
回転切断刃９には、すくい面１６と逃げ面１７、先端部２４より成る軸方向剪断刃１８が円周方向に等間隔で６カ所、刃底部２７に設けられている。
本実施例においては、軸方向剪断刃１８のすくい角は−２３度（図６角度ＯＢＤ）、外径１００ｍｍに設定した。
【００１６】
スリット剪断刃１５と軸方向剪断刃１８は破砕用回転刃の回転方向においてほぼ同位相に配置されており、スリット剪断刃１５は回転切断刃９の外径より内側では軸方向剪断刃１８とほぼ同一の刃部断面形状をしている。また、スリット剪断刃１５は軸方向剪断刃１８と比べ、上記のように大きな回転径を有し、軸方向の幅は小さい。
駆動軸７には回転スリット刃８と回転切断刃９を取り付ける取り付け部７１があり、取り付け部７１の軸方向両端部には、ねじ部７２がそれぞれ設けてある。取り付けは、回転スリット刃８と回転切断刃９のそれぞれの中心穴８１、９１に取り付け部７１を勘合し、２カ所のねじ部７２にそれぞれ螺合する２つのナット１０により締め付けて軸方向に押圧して固定する。
このような取り付け構造にすることで、回転スリット刃８と回転切断刃９をそれぞれ同一の形状で複数制作し、駆動軸７に交互に取り付けることで破砕用回転刃２を形成できるので、作成、保守メンテナンスが容易であり、低コストとすることができる。
【００１７】
駆動装置３は図示しないモータと駆動連結部及びモータ制御部から構成されており、駆動軸７を介して破砕刃２を任意に設定した速度で回転駆動することができる。
固定刃４の先端部４１は回転切断刃９の軸方向剪断刃１８とわずかに隙間を有する位置に配置されると共に、回転スリット刃８が通過するスリット溝部４２が設けられている。このスリット溝部４２の両側及び底部の稜線は回転スリット刃８のスリット剪断刃１５との間にわずかな隙間が設けられるよう形成されている。本実施例では、固定刃４は載置台５に取り付けられており、載置台５は図示しない調整手段によって図１において上下、左右方向に移動可能となっており、回転切断刃９の先端との隙間を隙間ゲージを用いて調整することができる。
なお、破砕用回転刃２は矢印１９方向に回転しており、固定刃４との間に送り込まれた発泡シートＳを破砕する。
また、破砕用回転刃２の下方には破砕された発泡シートの切断片Ｓ１を受ける受け皿２０が設けられている。
【００１８】
次に、このように構成された破砕装置１における破砕動作を、図３を用いて説明する。
図３は、本発明の一実施形態の回転用破砕刃を備えた破砕装置の破砕動作の推移を説明する概略図であり、（ａ）〜（ｃ）は破砕用回転刃２の矢印１９方向への回転に伴う発泡シートＳの破砕動作の推移を示している。
本実施例において破砕用回転刃２は５００ｒｐｍで回転している。
なお、以下で詳細を説明する構成としたことにより、１５０ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍまでの確認実験で、所望の効果を得ることができることが確認できたが、望ましくは３００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍに設定するのが良い。
図３(ａ)は回転スリット刃８の内の１つのスリット剪断刃１５が発泡シートＳに接触した時点の様子を示す。このとき発泡シートＳの先端は、矢印１９方向で１位相前方に位置する回転切断刃９の１つの軸方向剪断刃１８と固定刃４の先端部４１とによって切断された後、スリット剪断刃１５が１位相分進む間にローラー２５により矢印２１方向に送られた位置にある。また、切り落とされた切断片Ｓ１は下方に落下している。また本実施例では、スリット剪断刃１５の先端が発泡シートSを切断し始めるときのすくい面１２と発泡シートSにより成るすくい角は３２度であり、スリット剪断刃１５はすくい面１２と円弧状先端部１３で発泡シートＳを切り裂きながら矢印１９方向に進む。
具体的には、スリット剪断刃１５のすくい角が３２度となるように図６角度ＡＢＣを２８度で実施した。
【００１９】
図３(ｂ)は、図３（ａ）から矢印１９方向に破砕用回転刃２の回転が進み、回転切断刃９の軸方向剪断刃１８の内の１つが発泡シートＳに当接して軸方向の切断を開始する状態を示している。このときスリット剪断刃１５は、固定刃４に設けられたスリット溝部４２を通過しながら、これとの作用により、発泡シートＳをスリット状に切り裂きながら進んでいる。なお、発泡シートＳがローラー２５により送り込まれることにより、円弧状先端部１３でも発泡シートＳを切り裂くことになる。
このときの発泡シートＳの状態を図４に示す。発泡シートＳの先端には、破砕用回転刃２の軸方向の５カ所に設けられた回転スリット刃８によりそれぞれ作られたスリット溝２２ができている。そして、軸方向剪断刃１８の先端が一点鎖線２３で示す位置に当接する。
【００２０】
図３(ｃ)は、図３（ｂ）から矢印１９方向にさらに破砕用回転刃２の回転が進み、軸方向剪断刃１８が発泡シートＳを切断している状態を示している。軸方向切断刃１８のすくい面１６と固定刃４の先端部４１とによる切断作用により、発泡シートＳは一点鎖線２３で軸方向に切断され、スリット溝２２と一点鎖線２３で切り離される。これにより、切断片Ｓ１が同時に６個できる。
このとき、スリット剪断刃１５は発泡シートのスリット溝に挟まった状態であり、発泡シートＳが振動するのを押さえる効果がある。この状態で切断するので振動や騒音を低減することができる。
また、軸方向切断刃１８のすくい面１６が負のすくい角を有するので、切断片Ｓ１は下方にスムーズに押し出され、破砕用回転刃２に付着することがない。また、刃底部２６、２７と固定刃４の先端部４１の距離は切断片Ｓ１より大きく設定してあるので、切断片Ｓ１はスムーズに落下する。これらの作用により小さな力で確実に連続して切断することができるので振動や騒音を低減することができる。
【００２１】
なお、軸方向切断刃１８のすくい面１６のすくい角を本実施例では−２３度としたが、これは被破砕物の材質に対応して適時変更することが望ましい。より硬度の高い材質を切断する場合には、より０度に近づけるまたは正のすくい角とすることが望ましい。
なお、回転スリット刃８と回転切断刃９の数を増やせば一度にできる切断片Ｓ１の数が増えることは言うまでもない。
【００２２】
ここで図３の（ｂ）のＣ矢視図を図５に示す。図５の（ａ）、（ｂ）は共に、回転スリット刃８の先端形状の軸方向の形状を示すものであり、（ａ）に示すように矩形形状でも本発明の効果は発揮するが、望むべくは、（ｂ）に示すごとく傾斜面２３を設け、先端部に行くに従い回転軸方向の厚みを減じる構成とすると、円弧状先端部１３による発泡シートＳへの切り裂き効果をより高めることができる。
なお、図５(ｂ)では回転スリット刃８の側面の一方のみに傾斜面２３を設けたが、両側の面に傾斜面２３を設けても良いことは言うまでもない。
「実施形態の効果」
【００２３】
この実施形態によれば、回転スリット刃８で発泡シートＳを引き込み、軸方向に複数箇所のスリット状切断を形成し、かつシートを挟み込んだまま回転切断刃９によって長手方向に切断する。
結果シートが切断時に暴れることを防ぎ、騒音を抑え確実に切断できる。
また、回転切断刃９の軸方向切断刃１８のすくい面１６の形状により、切断後のシートの排出が良くなる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明による破砕用回転刃を破砕装置に用いることにより、低騒音でかつ確実に所定サイズ以下の切断片に破砕できるので、破砕装置をプラスチック発泡シートを材料として食品容器等を製造しているラインの最終工程に組み込む事が可能になる。
【符号の説明】
【００２５】
１    破砕装置
２    破砕用回転刃
３    駆動装置
４    固定刃
７    駆動軸
８    回転スリット刃
９    回転切断刃
【図１】
2011161414.tif 000003
【図２】
2011161414.tif 000004
【図３】
2011161414.tif 000005
【図４】
2011161414.tif 000006
【図５】
2011161414.tif 000007
【図６】
2011161414.tif 000008