(57)【要約】      （修正有）【課題】刃部の背面側での被破砕物の圧密を軽減することができ、これによって省エネルギ化を図ることができるとともに、破砕処理をスムーズに行うことができる剪断式破砕機用の回転刃及び二軸剪断式破砕機を提供すること。【解決手段】所定の直径の基礎円９に沿う外形を有するロータ部５ａと、このロータ部５ａの周方向に所定間隔を有して該ロータ部５ａから径方向外側に向けて突設され、該ロータ部５ａの回転方向に臨ませた正面側に刃先を有する複数の刃部５ｂとを備え、ロータ部５ａが回転駆動されることにより、刃部５ｂで被破砕物を剪断破砕する剪断式破砕機用の回転刃５を具備する二軸剪断式破砕機において、刃部５ｂの背面側に、被破砕物を逃がすための逃げ部１８を形成する。【選択図】図２
2015211935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の直径の基礎円に沿う外形を有するロータ部と、このロータ部の周方向に所定間隔を有して該ロータ部から径方向外側に向けて突設され、該ロータ部の回転方向に臨ませた正面側に刃先を有する複数の刃部とを備え、ロータ部が回転駆動されることにより、刃部で被破砕物を剪断破砕する剪断式破砕機用の回転刃において、刃部の背面側に、被破砕物を逃がすための逃げ部を形成したことを特徴とする剪断式破砕機用の回転刃。
【請求項２】
逃げ部は、ロータ部の周方向に隣り合う２つの刃部のうち、ロータ部の回転方向に向けて先行する位置にある一方の刃部の頂部から後行する位置にある他方の刃部の基部へと基礎円に接するように延びる仮想曲線に対して、刃部の背面側部分をロータ部の径方向内側に向けて凹ませることによって形成したことを特徴とする請求項１記載の剪断式破砕機用の回転刃。
【請求項３】
刃部の刃先を、該刃部の頂部から基部側へ入り込んだ位置でロータ部の回転方向に突出する形状としたことを特徴とする請求項１又は２記載の剪断式破砕機用の回転刃。
【請求項４】
並設される２本の回転軸を備え、これら回転軸のそれぞれに軸方向に沿って請求項１、２又は３記載の剪断式破砕機用の回転刃とスペーサとを交互に装着し、これら回転軸に装着された互いの回転刃とスペーサとを向かい合わせで噛み合わせて対向する回転刃間で被破砕物を剪断して破砕するようにしたことを特徴とする二軸剪断式破砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被破砕物を剪断破砕する剪断式破砕機用の回転刃及びそれを具備する二軸剪断式破砕機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、二軸剪断式破砕機は、並設される２本の回転軸を備え、これら回転軸のそれぞれに軸方向に沿って回転刃とスペーサとを交互に装着し、これら回転軸に装着された互いの回転刃とスペーサとを向かい合わせで噛み合わせるようにして構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
この二軸剪断式破砕機においては、対向する回転刃が互いに内向きに回転するように２本の回転軸を回転させることにより、対向する回転刃間で被破砕物を剪断して破砕を行うようにされており、廃棄物処理、再資源化における前処理工程で主に減容・粒度調整を目的として使用される。
破砕対象は、例えば、可燃粗大ごみや不燃粗大ごみ、タイヤ、袋ごみ、ベール品などの圧縮梱包品、家電、木材など多岐にわたる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３１５１０号公報
【０００４】
この種の破砕機では、大型の電動機又は油圧モータによって回転軸を駆動するため、相応の電源容量が求められ、処理時には大きな電力を消費する。
一方で、近年ではますます省エネルギ化が求められており、東日本大震災以降は電力供給構造の変化から電力価格の高騰を招いており、破砕機の電力消費量の低減は必須である。
【０００５】
二軸剪断式破砕機における破砕機構には大きく分類して２種類ある。
１つは対向する回転刃の互いの側縁部で被破砕物を回転軸直角方向にハサミで切るような破砕（以下、「縦切り」と称する。）であり、もう１つは各回転刃の刃先で被破砕物をかじるように切る刃の厚み方向の破砕（以下、「横切り」と称する。）である。
【０００６】
図１９に示すように、従来の回転刃１００は、所定の直径の基礎円１０１に沿う外形を有するロータ部１０２を備え、このロータ部１０２の周方向に所定間隔を有して複数の刃部１０３を該ロータ部１０２から径方向外側に向けて一体的に突設して構成されている。
【０００７】
ところで、従来の回転刃１００においては、被破砕物の横切りの機能を担う刃部１０３の背面側部分が、当該刃部１０３の頂部（最外径位置）に設けられる刃先１０３ａから後方の刃部１０３の基部へと基礎円１０１に接するように延びる径方向外側にやや膨らんだなだらかな曲線に沿う形状に形成されている。
【０００８】
このため、この回転刃１００では、破砕時に刃部１０３の背面側において相手軸側のスペーサ１０４との間で被破砕物Ｍ１が挟まれて圧密が起こり、以下のような問題を生じていた。
（１）破砕に直接寄与しない無駄な電力を消費する。
（２）被破砕物Ｍ１の種類によっては頻繁に過負荷逆転を生じており、消費電力の増大と逆転頻発よって破砕処理量が低下する。
（３）刃部１０３の背面部分の体積が大きいことにより、後から来る被破砕物Ｍ１の排出が抑制されることになり、破砕処理量の低下を招くとともに、前述した被破砕物Ｍ１の圧密を助長する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記従来の剪断式破砕機用の回転刃及び二軸剪断式破砕機の有する問題点に鑑み、刃部の背面側での被破砕物の圧密を軽減することができ、これによって省エネルギ化を図ることができるとともに、破砕処理をスムーズに行うことができる剪断式破砕機用の回転刃及び二軸剪断式破砕機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】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の剪断式破砕機用の回転刃は、所定の直径の基礎円に沿う外形を有するロータ部と、このロータ部の周方向に所定間隔を有して該ロータ部から径方向外側に向けて突設され、該ロータ部の回転方向に臨ませた正面側に刃先を有する複数の刃部とを備え、ロータ部が回転駆動されることにより、刃部で被破砕物を剪断破砕する剪断式破砕機用の回転刃において、刃部の背面側に、被破砕物を逃がすための逃げ部を形成したことを特徴とする（第１発明）。
【００１１】
この場合において、逃げ部は、ロータ部の周方向に隣り合う２つの刃部のうち、ロータ部の回転方向に向けて先行する位置にある一方の刃部の頂部から後行する位置にある他方の刃部の基部へと基礎円に接するように延びる仮想曲線に対して、刃部の背面側部分をロータ部の径方向内側に向けて凹ませることによって形成することができる（第２発明）。
【００１２】
また、刃部の刃先を、該刃部の頂部から基部側へ入り込んだ位置でロータ部の回転方向に突出する形状とすることができる（第３発明）。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の二軸剪断式破砕機は、並設される２本の回転軸を備え、これら回転軸のそれぞれに軸方向に沿って第１、第２又は第３発明の剪断式破砕機用の回転刃とスペーサとを交互に装着し、これら回転軸に装着された互いの回転刃とスペーサとを向かい合わせで噛み合わせて対向する回転刃間で被破砕物を剪断して破砕するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の剪断式破砕機用の回転刃によれば、刃部の背面側に被破砕物を逃がすための逃げ部が形成されるので、刃部の背面側での被破砕物の圧密を軽減することができる。
したがって、被破砕物の圧密に伴う無駄な電力の消費を抑え、過負荷逆転の頻度が減り、破砕処理物の排出性も向上するので、省エネルギ化を図ることができるとともに、破砕処理をスムーズに行うことができる。
【００１５】
また、逃げ部は、ロータ部の周方向に隣り合う２つの刃部のうち、ロータ部の回転方向に向けて先行する位置にある一方の刃部の頂部から後行する位置にある他方の刃部の基部へと基礎円に接するように延びる仮想曲線に対して、刃部の背面側部分をロータ部の径方向内側に向けて凹ませることによって形成することにより、刃部の背面側の被破砕物を確実に逃がすことができる逃げ部を容易に形成することができる。
【００１６】
また、刃部の刃先を、該刃部の頂部から基部側へ入り込んだ位置でロータ部の回転方向に突出する形状とすることにより、刃部の強度を向上させることができるのは勿論のこと、刃先が被破砕物を一度に噛み込む噛み込み量を抑えることができ、被破砕物の噛み込み過ぎによる過負荷を防止することができる。
【００１７】
本発明の二軸剪断式破砕機によれば、回転刃の刃部の背面側において相手軸側のスペーサとの間で挟まれる被破砕物を逃げ部で逃がすことができるので、刃部の背面側での被破砕物の圧密を軽減することができる。
したがって、被破砕物の圧密に伴う無駄な電力の消費を抑え、過負荷逆転の頻度が減り、破砕処理物の排出性も向上するので、省エネルギ化を図ることができるとともに、破砕処理をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る剪断式破砕機用の回転刃を具備する二軸剪断式破砕機を模式的に示す平面図である。
【図２】同回転刃の噛み合い状態を示す正面図である。
【図３】同回転刃の六面図である。
【図４】同回転刃の図２のＡ部拡大図である。
【図５】同回転刃の説明図である。
【図６】同回転刃の破砕動作を示す図で、被破砕物の圧密軽減効果の説明図である。
【図７】同回転刃の回転角度に対する断面開口長さの経時変化を示すグラフである。
【図８】同回転刃の破砕動作を示す図で、被破砕物の噛み込み量抑制効果の説明図である。
【図９】二軸剪断式破砕機の回転刃の回転角度の検知装置の説明図である。
【図１０】本実施形態及び従来の回転刃の破砕時における負荷出力と回転検知パルス出力の経時変化を示すグラフである。
【図１１】同回転刃の破砕動作を示す図で、（ａ）は従来の回転刃、（ｂ）は本実施形態である。
【図１２】同回転刃の破砕動作を示す図で、（ａ）は従来の回転刃、（ｂ）は本実施形態である。
【図１３】同回転刃の破砕動作を示す図で、（ａ）は従来の回転刃、（ｂ）は本実施形態である。
【図１４】同回転刃の破砕動作を示す図で、（ａ）は従来の回転刃、（ｂ）は本実施形態である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る剪断式破砕機用の回転刃を示す図で、替刃方式の回転刃の構造を説明する正面図である。
【図１６】同替刃方式の回転刃の六面図である。
【図１７】着脱式刃体の構造を説明する正面図である。
【図１８】着脱式刃体の六面図である。
【図１９】従来の回転刃の噛み合い状態を示す正面図で、（ａ）は被破砕物の圧縮状態図、（ｂ）は被破砕物の噛み込み状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の剪断式破砕機用の回転刃及び二軸剪断式破砕機の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２０】
＜二軸剪断式破砕機の概略説明＞
図１に示すように、二軸剪断式破砕機１は、上下方向に開放された開口部２ａを有するケーシング２と、このケーシング２の開口部２ａにおいて互いに平行をなすように配設され、ケーシング２に両端部が回転可能に支持された２本の回転軸３を備えている。
ケーシング２の上方には、図示されないホッパが配設されており、このホッパを介して開口部２ａ内に被破砕物を投入することができる。
各回転軸３には、図示されない動力伝達機構を介して、例えば、電動機又は油圧モータ等の駆動機４が接続されており、２つの駆動機４の同期運転により、２本の回転軸３を同期させて回転させることができる。
なお、２本の回転軸３を、例えば、歯車伝動機構等により連動して回転するようにし、２本の回転軸３の一方にのみ動力伝達機構を介して駆動機４を接続し、１つの駆動機４の作動により、２本の回転軸３を同時に回転させるようにしてもよい。
【００２１】
各回転軸３には、軸方向に沿って回転刃５とスペーサ６とが所要個数交互に装着され、２本の回転軸３に装着された互いの回転刃５とスペーサ６とが向かい合わせで噛み合うように各回転軸３に対する回転刃５及びスペーサ６の配置や２本の回転軸３の軸間距離等が定められるとともに、対向する回転刃５における互いの側面間の軸方向隙間が被破砕物の縦切りを行う上で適正な範囲となる大きさに定められている。
【００２２】
二軸剪断式破砕機１においては、対向する回転刃５が互いに内向きに回転するように駆動機４で２本の回転軸３を回転させることにより、ケーシング２の開口部２ａ内に投入された被破砕物を対向する回転刃５間で引き込んで横切りするとともに、相互の回転刃５の側縁部で被破砕物を縦切りして、被破砕物を破砕することができるようになっている。
なお、破砕処理された処理物は、ケーシング２の下方に配設される図示されないベルトコンベヤ等の搬送装置により、所定の場所へと搬送される。
【００２３】
＜スペーサの説明＞
図２に示すように、スペーサ６は、回転軸３における断面四角形状の四角軸部３ａが嵌挿される嵌合孔７を有する所定直径の円板状部材よりなり、回転軸３の軸方向に並ぶ回転刃５を軸方向に位置決めする役目をする。
【００２４】
＜回転刃の説明＞
図２及び図３に示すように、回転刃５は、回転軸３の四角軸部３ａが嵌挿される嵌合孔８を有するとともに所定の直径の基礎円９に沿う外形を有するロータ部５ａを備え、このロータ部５ａの周方向に所定間隔を有して複数（本例では５つ）の刃部５ｂを該ロータ部５ａから径方向外側に向けて一体的に突設して構成され、ロータ部５ａを図２中記号Ｒ矢印方向に回転させることにより、刃部５ｂで被破砕物を破砕することができるようになっている。
なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「径方向」、「周方向」及び「回転方向」という用語は、それぞれ、ロータ部５ａの径方向、周方向及び回転方向を意味するものとする。
また、周方向に隣り合う２つの刃部５ｂにおいて、回転方向に向けて先行する位置にある一方の刃部５ｂの頂部から後行する位置にある他方の刃部５ｂの基部へと基礎円９に接するように延びる仮想曲線を「仮想曲線ＶＣ」と称することとする。
【００２５】
＜刃部の説明＞
図４に示すように、刃部５ｂは、基礎円９と仮想曲線ＶＣとの間において、回転方向に向かって径方向外側に傾斜する背面側傾斜面１１を有している。
背面側傾斜面１１の先端側には、回転方向に向かって径方向内側に傾斜する正面側外向傾斜面１２が連設され、背面側傾斜面１１と正面側外向傾斜面１２との交わり角部が刃部５ｂの頂部１３とされる。
正面側外向傾斜面１２の先端側には、回転方向と逆向きに折り返して径方向内側に傾斜する正面側内向傾斜面１４が連設され、正面側外向傾斜面１２と正面側内向傾斜面１４との交わりの角部が刃先１５とされ、刃先１５を、回転方向に臨ませた正面側において刃部５ｂの頂部１３から基部側へと入り込んだ位置で回転方向に向けて突出した形状として、刃先１５と背面側傾斜面１１との間の回転方向に沿う図４中記号ｔで示される肉厚を大きくとるようにしている。
正面側内向傾斜面１４の先端側には、ロータ部５ａの外周面と直角をなすように径方向に延びる正面側直立面１６が連設されており、正面側直立面１６と正面側内向傾斜面１４との交わりの角部に丸みを持たせるよう面取りが施されるとともに、正面側直立面１６とロータ部５ａの外周面との交わりの角部にも丸みを持たせるよう面取りが施され、正面側直立面１６と正面側内向傾斜面１４とロータ部５ａの外周面とにより、刃先１５で噛み込んだ被破砕物を抱き込む懐部１７が形成される。
【００２６】
＜逃げ部の説明＞
刃部５ｂの背面側には、被破砕物を逃がすための逃げ部１８が形成されている。
すなわち、仮想曲線ＶＣに対して、刃部５ｂの背面側部分を径方向内側に向けて凹ませて生じる空間、つまり基礎円９を含む曲面、言い換えればロータ部５ａの外周面と、仮想曲線ＶＣを含む仮想曲面と、背面側傾斜面１１とで囲まれる空間により逃げ部１８を形成している。
【００２７】
＜回転刃の諸元値の説明＞
次に、図５を用いて、回転刃５の諸元値について説明する（ここで、刃部５ｂの各部位の符号は、図４に付した符号参照。）。
（１）角度α
角度αは、すべての刃部５ｂの頂部１３を結ぶ仮想円１９の刃部５ｂの頂部１３における接線と、刃部５ｂの背面側傾斜面１１とがなす角度で、刃部５ｂの背面側に形成される逃げ部１８、すなわち、刃部５ｂの背面側の空間の大きさを左右する角度であり、可能な限り大きい方が望ましく、具体的には、３０°〜５０°好ましくは、３５°〜４５°（本実施形態では、約４０°）に形成するようにしている。
（２）角度β
角度βは、刃部５ｂの背面側傾斜面１１と、正面側外向傾斜面１２とがなす角度で、刃部５ｂの強度に関わる角度であり、可能な限り大きい方が望ましく、具体的には、６０°〜８０°好ましくは、６５°〜７５°（本実施形態では、約７０°）に形成するようにしている。
（３）角度γ
角度γは、すべての刃部５ｂの頂部１３を結ぶ仮想円１９の刃部５ｂの頂部１３における接線と、刃部５ｂの正面側外向傾斜面１２とがなす角度で、刃部５ｂの刃先１５の強度と噛み込みに関わる角度であり、大きすぎると噛み込み性が悪化し、小さすぎると刃先１５の強度が低下するため、具体的には、２０°〜４０°好ましくは、２５°〜３５°（本実施形態では、約３０°）に形成するようにしている。
（４）角度δ
角度δは、刃部５ｂの正面側外向傾斜面１２と、正面側内向傾斜面１４とがなす角度で、刃部５ｂの刃先１５の強度に関わる角度であり、刃先１５の強度を確保するためには大きい方が望ましく、具体的には、５０°〜７０°好ましくは、５５°〜６５°（本実施形態では、約６０°）に形成するようにしている。
（５）角度η
角度ηは、回転刃５の回転中心Ｏと刃部５ｂの刃先１５とを結ぶ直線Ｙと、刃部５ｂの正面側内向傾斜面１４とがなす角度で、刃部５ｂの噛み込みに関わる角度であり、刃部５ｂの刃先１５の強度に関わる角度であり、噛み込み性を確保するためには大きい方が望ましく、具体的には、４５°〜６５°好ましくは、５０°〜６０°（本実施形態では、約５５°）に形成するようにしている。
（６）直線Ｘ及び直線Ｚ
回転刃５の回転中心Ｏと刃部５ｂの頂部１３とを結ぶ直線Ｘと、回転刃５の回転中心Ｏと刃部５ｂの正面側直立面１６とを結ぶ直線Ｚとの位置関係は、刃部５ｂの曲げ強度に関わる角度であり、曲げ強度を確保するためには、直線Ｘが直線Ｚより回転刃５の回転方向に対して後方に位置するようにすることが望ましく、具体的には、直線Ｘと直線Ｚとがなす角度θが、３°〜１０°好ましくは、４°〜７°（本実施形態では、約５°）となるようにしている。
【００２８】
＜二軸剪断式破砕機の破砕動作の説明＞
以上に述べたような回転刃５を備える二軸剪断式破砕機１においては、対向する回転刃５が互いに内向きに回転するように駆動機４で２本の回転軸３を回転させることにより、対向する回転刃５の互いの側縁部で被破砕物を縦切りするとともに、各回転刃５の刃先１５で被破砕物を横切りして被破砕物を破砕する。
【００２９】
＜作用効果の説明＞
本実施形態の回転刃５においては、刃部５ｂの背面側に被破砕物を逃がすための逃げ部１８を形成することにより、以下のような作用効果を得ることができる。
すなわち、図６に示すように、刃部５ｂの背面側において相手軸側のスペーサ６との間で挟まれる被破砕物Ｍ１を逃げ部１８で逃がすことができ、刃部５ｂの背面側での被破砕物Ｍ１の圧密を軽減することができる。
また、図２に示すように、刃部５ｂと相手軸側のスペーサ６との隙間を断面開口長さＬとすると、図７に示すように、回転角度に対する断面開口長さＬが最大値に達するまでの時間を従来の回転刃１００よりも大幅に短縮することができるとともに、その最大値に達した状態を従来の回転刃１００よりも格段に長く維持することができるので、破砕処理物の排出性を向上させることができる。
したがって、被破砕物Ｍ１の圧密に伴う無駄な電力の消費を抑え、過負荷逆転の頻度が減り、破砕処理物の排出性も向上するので、省エネルギ化を図ることができるとともに、破砕処理をスムーズに行うことができる。
【００３０】
さらに、図４に示すように、回転刃５においては、刃先１５を、回転方向に臨ませた正面側において刃部５ｂの頂部１３から基部側へ入り込んだ位置で回転方向に突出した形状として、刃先１５と背面側傾斜面１１との間の回転方向に沿う図４中記号ｔで示される肉厚が厚くされているので、以下のような作用効果を得ることができる。
すなわち、逃げ部１８を形成するために、単純に従来の回転刃１００の背面部分を削るだけでは、刃先強度が著しく低下するが、刃先１５を径方向内側に入り込んだ形状とすることで刃部５ｂを引き起こすように働く円周方向荷重Ｆ１に対する強度を従来の回転刃１００と同等以上に容易に確保することができるとともに、刃部５ｂに垂直に作用にする垂直荷重Ｆ２に対する強度は従来の回転刃１００よりも格段に向上させることができる。
また、図８に示すように、刃先１５が被破砕物Ｍ２を一度に噛み込む噛み込み量（図８中の被破砕物Ｍ２においてハッチングで示される部分）を従来の回転刃１００の刃先１０３ａによる噛み込み量（図１９（ｂ）中の被破砕物Ｍ２においてハッチングで示される部分）よりも抑えることができ、被破砕物Ｍ２の噛み込み過ぎによる過負荷を防止することができる。
【００３１】
＜本実施形態の回転刃と従来の回転刃との比較テストの説明（１）＞
破砕時における回転刃の回転角度を検知しながら回転軸３にかかる負荷を経時的に測定し、回転刃の回転角度状態でどのような負荷がかかるのかを、本実施形態の回転刃及び従来の回転刃で検証した。
回転刃５の回転角度の測定は、図９に示すように、回転軸３に同位相で多数の回転刃５を取り付けた一方の回転軸３の軸端にスリット部を設けた円板２０を取り付け、センサ２１により円板２０のスリット部の通過を検知することにより行った。
そして、破砕時における回転刃５の回転角度を測定しながら、回転軸３にかかる負荷を経時的に測定して、回転刃５の回転角度と負荷との関係を調べた。
【００３２】
図１０に、本実施形態及び従来の回転刃の破砕時における負荷出力と回転検知パルス出力の経時変化を示す。グラフの横軸は時間ｔ、縦軸は各回転刃の破砕時における負荷出力及び回転検知パルス出力を示す。
図１０において、本実施形態及び従来の回転刃の破砕時における負荷出力のグラフにおいて、特徴のある負荷出力のピークにＡ〜Ｃの符号を付すようにしたが、連続して変化を確認すると、これらのピークＡ〜Ｃは周期的に繰り返されていることが判った。
【００３３】
そして、開始時ｔ＝０の各回転刃の状態（以下、この状態を「初期位置」という。）を図１１に、ピークＡ〜Ｃの各回転刃の状態を図１２〜図１４に、それぞれ示す。ここで、図１１〜図１４において、（ａ）は従来の回転刃、（ｂ）は本実施形態の回転刃を示す。
【００３４】
ピークＡの発生時は、従来の回転刃は初期位置から８．４１°回転した位置であり、本実施形態の回転刃は同１４．４２°回転した位置であった。
その差は約６°で、図１１（ａ）に示す従来の回転刃及び図１１（ｂ）に示す本実施形態の回転刃の最外径にある角部ａ、ｂ（刃部５ｂの頂部１３に相当。）の位置の角度差と一致していることから、処理物が、図１２に示すような状態で噛み込まれ、負荷出力のピークＡが生じたと考えられる。
各々の回転刃の背面側の空間（刃部５ｂの背面側に形成される逃げ部１８に相当。円で囲んだ部分。）を比較すると、本実施形態の回転刃の方が大きい。これは、回転刃の刃部に処理物が噛み込まれた場合、背面側の空間を大きくしたことにより、処理物が噛み込まれて発生する圧縮力や摩擦抵抗を減ずることができるため、負荷出力のピークＡの立ち下がりがシャープになっていると考えられる。負荷出力の形状がシャープであるということは、それだけ負荷のかかっている時間帯が短いことであり、過負荷低減効果が期待でき、電力量の低減につながるので省エネルギ化を図ることができるものとなる。
【００３５】
ピークＢの発生時は、従来の回転刃は初期位置から４７．２°回転した位置であり、本実施形態の回転刃は同５０．４°回転した位置であった。
このピークＢは、図１３（ａ）及び（ｂ）の円で囲んだ部分で、処理物を最初に噛み込み始めることによって生じるものと考えられる。
図１０において、各回転刃のピークＢを比較すると、本実施形態の回転刃の方が、負荷出力が小さくなっていることは明らかである。
本実施形態の回転刃は、刃部５ｂの背面部分を削り取ることによって背面側に逃げ部１８を形成している上に、刃先１５が内側に入り込んだ形状をしているため、回転半径が小さく剪断のためのトルクが小さくなり、負荷出力（負荷動力）が小さくなったと考えられる。
【００３６】
ピークＣの発生時は、従来の回転刃は初期位置から５８．７°回転した位置であり、本実施形態の回転刃は同５７．９°回転した位置であった。
このピークＣは、図１４（ａ）及び（ｂ）の円で囲んだ部分で、処理物を剪断することによって生じるものと考えられる。
【００３７】
＜本実施形態の回転刃と従来の回転刃との比較テストの説明（２）＞
本実施形態の回転刃５と従来の回転刃１００とについて、同一形状(幅・長さ・厚み)に揃えた新聞紙（処理物）をケーシング２の開口部２ａへ垂直に供給し、回転刃形状の違いによる平均負荷電力、処理量、積算負荷電力量について比較した。
その結果を、表１〜表３に示す。
【００３８】
＜平均負荷電力比較データ＞
【表１】
2015211935.tif 000003
【００３９】
＜処理量比較データ＞
【表２】
2015211935.tif 000004
【００４０】
＜積算負荷電力量（破砕エネルギ）の比較データ＞
【表３】
2015211935.tif 000005
【００４１】
また、本実施形態の回転刃５と従来の回転刃１００とについて、同一重量の処理物（新聞紙、ペットボトル圧縮解砕品、実装基板）をケーシング２の開口部２ａへ連続供給し回転刃形状の違いによる過負荷逆転回数、平均電力、積算電力、処理量について比較した。
その結果を表４〜表６に示す。
【００４２】
＜新聞紙連続供給テスト＞
【表４】
2015211935.tif 000006
【００４３】
＜ペットボトル圧縮解砕品連続供給テスト＞
【表５】
2015211935.tif 000007
【００４４】
＜実装基板連続供給テスト＞
【表６】
2015211935.tif 000008
【００４５】
上記表１〜表６に示すように、本実施形態の回転刃５は、従来の回転刃１００と比較して、破砕時の電力を低減することができるとともに、過負荷逆転回数を低減することができ、しかも処理物の排出性に優れているといえる。
なお、表１における処理物厚み３００枚の平均負荷動力において、本実施形態の回転刃５の平均負荷動力（４７８６Ｗ）の方が、従来の回転刃の平均負荷動力（４０９６Ｗ）よりも大きくなっているが、表２に示すように、処理物厚み３００枚の処理量において、本実施形態の回転刃５の処理量（４９７ｋｇ／ｈ）の方が、従来の回転刃の処理量（３９３ｋｇ／ｈ）よりも非常に大きく、結果として、表３に示すように、処理物厚み３００枚の積算電力量において、従来の回転刃の積算電力量が１２９３０Ｊに対して、本実施形態の回転刃５の積算電力量が１２００９Ｊとなり、これは回転刃５の平均負荷動力が高くても処理時間が短ければ積算電力量を低く抑えることができる、あるいは回転刃５の平均負荷動力が高くても処理量が同じならば処理時間が短くて済むということであり、省エネルギ効果があるといえる。
【００４６】
以上、本発明の剪断式破砕機用の回転刃及び二軸剪断式破砕機について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００４７】
例えば、上記の実施形態の回転刃５においては、ロータ部５ａと刃部５ｂとが一体的に設けられる例を示したが、刃部５ｂを含む部分を着脱式とした、図１５〜図１８に示すような替刃方式の回転刃２５の態様例も採用することができる。
この回転刃２５について主に図１５及び図１７を用いて以下に説明するが、上記の実施形態の回転刃５と同一又は同様のものについては図に同一符号を付してその詳細な説明を省略することとし、以下においては回転刃２５に特有の部分を中心に説明することとする。
【００４８】
図１５に示される回転刃２５は、回転軸３の四角軸部３ａが嵌挿される嵌合孔２６を有するとともに外形が多角形状（本例では六角形状）の６つの辺部２７を有する刃台部２８と、この刃台部２８の各辺部２７にボルト２９によって着脱可能に固定される複数（本例では６個）の着脱式刃体３０とを備えて構成されている。
刃台部２８の各辺部２７には、被破砕物を剪断する際の着脱式刃体３０からの反力を受ける凸部２７ａが形成されている。
【００４９】
図１７に示すように、着脱式刃体３０は、取付部３０ａと、この取付部３０ａから径方向外側に刃部５ｂを一体的に突設して構成されている。
ここで、取付部３０ａは、刃台部２８の辺部２７に形成された凸部２７ａ（図１５参照）と係合する凹部３１ａを有してその辺部２７と接する取付面３１と、刃部５ｂの前側及び後側のそれぞれにおいて基礎円９に接する接線に沿って延びる前側傾斜面３２及び後側傾斜面３３とを有している。
着脱式刃体３０においては、仮想曲線ＶＣに対して、刃部５ｂの背面側部分を径方向内側に向けて凹ませて生じる空間、つまり取付部３０ａにおける後側傾斜面３３と、仮想曲線ＶＣを含む仮想曲面と、背面側傾斜面１１とで囲まれる空間により、上記実施形態の回転刃５における逃げ部１８と同等の逃げ部３４を形成している。
【００５０】
なお、この替刃方式の回転刃２５においては、着脱式刃体３０における取付部３０ａと刃台部２８とによってロータ部２５ａが構成され、該ロータ部２５ａが、上記実施形態の回転刃５におけるロータ部５ａに相当するものである。
【００５１】
この替刃方式の回転刃２５によれば、上記の実施形態の回転刃５と同様の作用効果を得ることができるのは勿論のこと、損傷・摩耗した着脱式刃体３０のみを新品のものと交換することにより、機能回復を容易に図ることができるので、上記実施形態の回転刃５と比べてランニングコストを低く抑えることができるという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の剪断式破砕機用の回転刃は、二軸剪断式破砕機において、回転刃の背面部とスペーサとの間での被破砕物の圧密の軽減の用途に好適に用いることができるほか、一軸剪断式破砕機において、回転刃の背面部と固定刃との間での被破砕物の圧密の軽減の用途にも用いることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  二軸剪断式破砕機
５  回転刃
５ａ  ロータ部
５ｂ  刃部
６  スペーサ
９  基礎円
１５  刃先
１８  逃げ部
２５  回転刃
２５ａ  ロータ部
２８  刃台部
３０  着脱式刃体
３４  逃げ部
ＶＣ  仮想曲線
【図１】
2015211935.tif 000009
【図２】
2015211935.tif 000010
【図３】
2015211935.tif 000011
【図４】
2015211935.tif 000012
【図５】
2015211935.tif 000013
【図６】
2015211935.tif 000014
【図７】
2015211935.tif 000015
【図８】
2015211935.tif 000016
【図９】
2015211935.tif 000017
【図１０】
2015211935.tif 000018
【図１１】
2015211935.tif 000019
【図１２】
2015211935.tif 000020
【図１３】
2015211935.tif 000021
【図１４】
2015211935.tif 000022
【図１５】
2015211935.tif 000023
【図１６】
2015211935.tif 000024
【図１７】
2015211935.tif 000025
【図１８】
2015211935.tif 000026
【図１９】
2015211935.tif 000027