(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ドラムの外周面に取り付けた回転刃と、破砕機フレームに取り付けた固定刃との噛み合い位置に破砕対象物を送り込むことにより破砕動作を行なう破砕機において、
前記回転ドラムは、前記回転刃が取り付けられているドラム本体と、このドラム本体の両端に同軸状態に取り付けられる回転軸と、各回転軸を前記ドラム本体の端面に締結固定している締結手段とを備えており、
前記ドラム本体の外周面に形成した複数の環状溝と、各環状溝に嵌め込み当該ドラム本体に溶接した複数のシャンクと、各シャンクに取り付けられた前記回転刃とを有し、
前記環状溝は、矩形断面の溝底側部分と、この溝底側部分から溝幅が徐々に広がっている台形状断面の溝開口側部分を備えており、
前記シャンクは、前記溝底側部分に嵌まり込む矩形断面の円弧状部分と、前記溝開口側部分に嵌まり込む台形状断面の円弧状部分とを備えていることを特徴とする破砕機。
【請求項２】
請求項１において、
前記ドラム本体の外周面には、当該ドラム本体の軸線方向に延びる溝が形成されていることを特徴とする破砕機。
【請求項３】
回転ドラムの外周面に取り付けた回転刃と、破砕機フレームに取り付けた固定刃との噛み合い位置に破砕対象物を送り込むことにより破砕動作を行なう破砕機において、
前記回転ドラムの外周面に形成した複数の環状溝と、
各環状溝に嵌め込み当該回転ドラムに溶接した複数のシャンクと、
各シャンクに取り付けられた前記回転刃とを有し、
前記環状溝は、矩形断面の溝底側部分と、この溝底側部分から溝幅が徐々に広がっている台形状断面の溝開口側部分を備えており、
前記シャンクは、前記溝底側部分に嵌まり込む矩形断面の円弧状部分と、前記溝開口側部分に嵌まり込む台形状断面の円弧状部分とを備えていることを特徴とする破砕機。
【請求項４】
請求項３において、
前記回転ドラムの外周面には、当該回転ドラムの軸線方向に延びる溝が形成されていることを特徴とする破砕機。
【請求項５】
外周面に回転刃が取り付けられている破砕機の回転ドラムにおいて、
前記回転刃が取り付けられているドラム本体と、
このドラム本体の両端に同軸状態に取り付けられる回転軸と、
各回転軸を前記ドラム本体の端面に締結固定している締結手段と、
前記ドラム本体の外周面に形成した複数の環状溝と、
各環状溝に嵌め込み前記ドラム本体に溶接した複数のシャンクと、
各シャンクに取り付けられた前記回転刃とを有し、
前記環状溝は、矩形断面の溝底側部分と、この溝底側部分から溝幅が徐々に広がっている台形状断面の溝開口側部分を備えており、
前記シャンクは、前記溝底側部分に嵌まり込む矩形断面の円弧状部分と、前記溝開口側部分に嵌まり込む台形状断面の円弧状部分とを備えていることを特徴とする破砕機の回転ドラム。
【請求項６】
請求項５において、
前記ドラム本体の外周面には、当該ドラム本体の軸線方向に延びる溝が形成されていることを特徴とする破砕機の回転ドラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物等の破砕対象物を固定刃と回転刃の間に送り込み、これらの刃の噛み合い運動によって所定寸法の破砕片となるように破砕する破砕機に関するものである。さらに詳しくは、回転刃が取付けられている回転ドラムの改良および回転刃の取付け構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
産業廃棄物等を破砕して所定寸法の破砕片にする破砕機としては、破砕室内に配置された回転ドラムの外周面に取り付けた回転刃と、破砕機フレームの側に取り付けた固定刃との噛み合い位置に向けて破砕対象物を押付け機構によって押し付けて破砕を行なう形式のものが知られている。
【０００３】
図４（ａ）および（ｂ）にはこの形式の破砕機の平面構成および断面構成を示してある。これらの図に示すように、従来のこの種の破砕機１００は筒状の破砕室１０１を備え、この破砕室１０１の上端が破砕対象物の投入口１０２とされている。破砕室の底面開口には破砕片を落下させるためのメッシュフィルタ１０３が取付けられており、このメッシュフィルタ１０３の直上位置には、回転ドラム１０４が水平に配置されている。
【０００４】
回転ドラム１０４の外周面には、その軸線方向に向けて複数個の回転刃１０５が装着されている。破砕室の底板１０６には回転ドラム外周面に対峙させて複数個の固定刃１０７が回転ドラム軸線方向に一列状態に装着されている。
【０００５】
回転刃１０５と固定刃１０７の噛み合い位置の側方には、押付け機構１１０が配置されており、この押付け機構１１０は、破砕室底板１０６に対して垂直に配置されている押付け板１１１と、この押付け板１１１を噛み合い位置に対して水平方向に前後動させる油圧シリンダ１１２を備えている。押付け板１１１は回転ドラム１０４の軸長と同様な幅のものであり、底板１０６と、左右のサイド枠１１３、１１４と、上部枠１１５とによって区画される横長のボックス内から破砕室１０１内の噛み合い位置近傍まで突出可能である。
【０００６】
回転ドラム１０４の一端側は破砕室外部に配置されている減速機１２１、駆動ベルト１２２を介して電動機１２３に連結されており、当該電動機１２３によって回転駆動される。
【０００７】
破砕室投入口から破砕対象物を投入すると、破砕対象物は底板１０６に自重により落下する。落下した破砕対象物は、押付け機構１１０の押付け板１１１によって、回転している回転ドラム外周面に装着されている回転刃１０５と固定刃１０７の噛み合い位置に向けて水平に押し付けられる。この噛み合い位置に押し付けられることにより、破砕対象物が回転刃および固定刃の噛み合いによって破砕される。所定寸法に破砕された破砕片はメッシュフィルタを通過して自重により落下する。
【０００８】
ここで、回転ドラム１０４は、ドラム本体１０４ａと、この両端に同軸状に一体形成された回転軸１０４ｂ、１０４ｃとを備えた構成となっている。ドラム本体１０４ａの外周面には、図５に示すように一定のピッチＰで三角形断面の複数の環状溝１３０が形成されており、各環状溝１３０に矩形断面のシャンク１４０が嵌め込まれて溶接され、このシャンク１４０に回転刃１０５が締結ボルト１５０によって固着されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成されている従来の破砕機における回転ドラム１０４および回転刃１０５の取付け構造においては、次のような解決すべき課題がある。
【００１０】
第１に、シャンク１４０は、その下半部分が環状溝１３０に丁度はまり込む大きさの矩形断面をしているが、全体としては四角柱状の部材である。従って、回転刃１０５の取付け面１４１の部分においてのみ、その左右の側面１４２、１４３が環状溝１３０を規定している左右の傾斜面１３２、１３３に線接触しており、それ以外の部分は環状溝の傾斜面１３２、１３３から浮いた状態にある。このような状態のシャンク１４０を環状溝１３０の側に溶接すると、溶接歪みが大きくなり、また、その位置決めが困難である。さらには、十分な溶接強度を確保する上でも好ましくない。
【００１１】
第２に、矩形断面のシャンク１４０の下半部分を三角形断面の環状溝１３０に合わせるようにしているが、このようなＶ面同士の合わせの場合には、加工精度が高くないと、双方の面を確実に当接させることができない。このために、ピッチＰや、半径方向の位置を精度良く出すことができない。
【００１２】
第３に、回転ドラム１０４においては、そのドラム本体１０４ａにはシャンク１４０が溶接されるので、溶接性の良い素材を使用する必要がある。これに対して、回転軸１０４ｂ、１０４ｃは耐久性のある素材を使用する必要がある。しかし、従来の回転ドラム１０４は一体物からなっているので、双方の要求を満足することが困難である。
【００１３】
本発明の課題は、このような従来の問題点に鑑みて、耐久性があり、しかも、回転刃が精度良く取付けられた回転ドラムを備えた破砕機を提案することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、回転ドラムの外周面に取り付けた回転刃と、破砕機フレームに取り付けた固定刃との噛み合い位置に破砕対象物を送り込むことにより破砕動作を行なう破砕機において、前記回転ドラムは、前記回転刃が取り付けられているドラム本体と、このドラム本体の両端に同軸状態に取り付けられる回転軸と、各回転軸を前記ドラム本体の端面に締結固定している締結手段とを備えていることを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、溶接性が要求されるドラム本体と、耐久性および強度が要求される回転軸とが別個の部材であるので、ドラム本体を溶接性の良い素材から形成し、回転軸を耐久性および強度の高い高級材料から形成することができる。
【００１６】
次に、本発明では、前記ドラム本体の外周面に形成した複数の環状溝と、各環状溝に嵌め込み固定した複数のシャンクと、各シャンクに取り付けられた前記回転刃とを有し；前記環状溝は、矩形断面の溝底側部分と、この溝底側部分から溝幅が徐々に広がっている台形状断面の溝開口側部分を備えており；前記シャンクは、前記溝底側部分に嵌まり込む矩形断面の円弧状部分と、前記溝開口側部分に嵌まり込む台形状断面の円弧状部分とを備えていることを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、シャンクは円弧形状をしており、ドラム本体の外周面に形成されている環状溝に対して線接触状態ではなく三次元的に嵌まり込む。よって、シャンクの取付け強度を高めることができ、その位置決め精度も向上する。また、矩形断面の溝底側部分に矩形断面のシャンク側の部分を嵌め込むようにしているので、Ｖ面同士の位置合わせの場合に比べて、位置決めが簡単になり、シャンクの取付け強度および位置決め精度、並びに、そこに取り付けられる回転刃の位置決め精度を高めることができる。
【００１８】
次に、本発明では、前記ドラム本体の外周面に、当該ドラム本体の軸線方向に延びる溝が形成されていることを特徴としている。この構成によれば、当該溝によってワイヤ等といったドラムに巻き付きやすい破砕対象物を切断できるので、ワイヤ等がドラムに巻き付くことを防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した破砕機の実施例を説明する。
【００２０】
（全体構成）
図１（ａ）および（ｂ）は本例の破砕機の概略平面図およびｂ−ｂ線で切断した部分の概略断面図である。これらの図に示すように、本例の破砕機１は破砕機フレーム２を有し、このフレーム２によって上方に広がった破砕室３が支持されている。破砕室３の上端は破砕対象物の投入口４とされており、その下端開口５には回転ドラム６が破砕室左右方向に向けて水平に配置されている。破砕室３は左右の垂直な側板３１、３２と、後側の傾斜端板３３と、前側の円弧状端板３４から形成されており、この円弧状端板３４の内側面が凹円弧状のガイド面３５とされている。
【００２１】
回転ドラム６の下側には、当該回転ドラム外周面の下半部分を覆う状態で、半円弧状にメッシュフィルタ７が取付けられており、この直下の位置が破砕片回収部８となっている。
【００２２】
回転ドラム６の外周面には、その軸線６ａの方向の中心に対して左右対称な状態で螺旋状に複数個の回転刃８が取付けられている。回転ドラム６の回転方向（図において矢印Ａで示す方向）の手前側の位置には当該回転ドラム６の外周面に対峙するように、軸線６ａの方向に向けて一列状態で複数個の固定刃９がフレーム２に取り付けられている。回転ドラム６の回転刃８と固定刃９の噛み合い位置１０の直上位置から、上記の破砕室３の凹円弧状のガイド面３５が、投入口４まで上方に向けて延びている。
【００２３】
回転ドラム６の両端に取り付けられている回転軸６１、６２は破砕室３の左右の側板３１、３２を貫通して外部に突出し、破砕室側に配置されている軸受け部１１、１２によって回転自在の状態で支持されている。回転軸６２の側は減速機１３、駆動ベルト１４を介して電動機１５に連結されている。電動機１５を駆動すると、回転ドラム６が回転して、回転刃８と固定刃９の噛み合い位置１０に位置する破砕対象物の破砕動作が行われる。
【００２４】
本例の破砕機１は、投入口４から破砕室３内に投入された破砕対象物を噛み合い位置１０に向けて押し付けるための押付け機構２０が備わっている。押付け機構２０は、凹円弧状のガイド面３５に沿って上下に円弧運動可能な押付け部材２１を備えている。押付け部材２１のガイド面３５の側の面は当該ガイド面３５に対応した凸円弧面２１ａとされている。
【００２５】
押付け部材２１の両端部２１ｂ、２１ｃは、破砕室側板３１、３２に形成した円弧状のスリット（図示せず）を通って破砕室外に突き出て、それぞれ、スイングアーム２２、２３の先端部２２ａ、２３ａに連結されている。スイングアーム２２、２３は、破砕室３の側板３１、３２の外側に隣接して形成した細幅のアーム室２４、２５の中に配置されており、側板３１、３２と平行な方向に延びている。これらのスイングアーム２２、２３の基端部２２ｂ、２３ｂは、支持ピン２６の両端部分に回転自在に取り付けられている。支持ピン２６はブラケット２７によって破砕室後側の端板３３に支持されている。
【００２６】
一方のスイングアーム２２における中程の位置と、フレーム２との間には、スイングアーム駆動機構としての油圧シリンダ２７が架け渡されている。この油圧シリンダ２７を伸縮させると、スイングアーム２２、２３が基端側の支点２２ｃ，２３ｃを中心として上下にスイングする。ここで、破砕室の凹円弧状のガイド面３５を規定している円弧の中心は支点２２ｃ、２３ｃに一致させてあるので、スイングアーム２２、２３が上下にスイングすると、これらスイングアーム２２、２３の先端部２２ａ、２３ａに取り付けられている押付け部材２１が凹円弧状のガイド面３５に沿って上下に円弧運動を行なう。
【００２７】
押付け部材２１の下面は、回転ドラム４の外周面に対応した凹円弧状の押付け面２１ｄとされており、押付け部材２１が下方に移動すると、押付け面２１ｄにって破砕対象物が回転刃８と固定刃９の噛み合い位置１０に向けて押し付けられる。押付け部材２１の上面は、ガイド面３５から離れるに連れて下方に傾斜している傾斜面２１ｅとされている。従って、押付け部材２１が上方に移動すると、その移動に伴って傾斜面２１の水平となす角度αが徐々に大きくなる。
【００２８】
このように構成した本例の破砕機１における破砕動作を説明する。電動機を駆動すると、回転ドラム４が矢印Ａの方向に回転する。押付け機構２０の押付け部材２１は図において想像線で示す上端位置に待機させておく。この状態で、投入口から破砕対象物を破砕室３内に投入すると、破砕対象物は自重により回転ドラム４上に落下する。あるいは前側傾斜板、凹円弧状のガイド面３５に沿って自重により滑落する。
【００２９】
所定量の破砕対象物を投入した後は、油圧シリンダを引くことにより、押付け部材２１を図において実線で示す下端位置まで移動させる。この結果、破砕室３内に投入された破砕対象物が回転刃８と固定刃９の噛み合い位置１０に向けて押し付けられ、両刃にかみ込まれて破砕される。破砕動作が継続して所定の寸法まで破砕された破砕片は回転ドラム４の下方に配置されているメッシュフィルタを通り抜けて落下して破砕片回収部で回収される。
【００３０】
（回転ドラムの構造および回転刃の取付け構造）
図２は回転ドラム６の平面図および断面図である。これらの図に示すように、本例の回転ドラム６は、外周面に回転刃８が取り付けられているドラム本体６０と、その両端に同軸状態で取り付けられている回転軸６１、６２と、回転軸６１、６２をドラム本体６０に締結固定している締結ボルト６３とを備えている。ドラム本体６０は後述するように回転刃８を支持しているシャンクを溶接固定するに適した溶接性の良い金属素材から形成されている。このドラム本体６０の両端には回転軸取付け用の円形凹部６４、６５が形成されている。
【００３１】
各回転軸６１、６２は耐久性および強度の高い高級金属素材から形成されている。各回転軸６１、６２には、ドラム本体６０の端面に当接する大径フランジ６６、６７が形成されており、これらのフランジ前面には、円形凹部６４、６５にはまり込む円形突起６８、６９が形成されている。各円形突起６８、６９を円形凹部６４、６５に差し込み、フランジ６６、６７を複数本の締結ボルト６３によってドラム本体６０の端面側に締結固定することにより、回転ドラム６が構成されている。
【００３２】
ここで、ドラム本体６０の外周面には、一定のピッチで環状溝４０が形成されており、各環状溝４０にはシャンク５０が溶接固定され、各シャンク５０に回転刃８が固定されている。また、本例では、各環状溝４０を横断する状態で、回転ドラム軸線６ａの方向に延びる４本の溝７１ないし７４が９０度間隔で形成されている。
【００３３】
図３（ａ）、（ｂ）はドラム本体６０に形成した環状溝４０およびシャンク５０を示す説明図および、シャンク５０を示す図である。本例の環状溝４０は、矩形断面の溝底側部分４１と、この溝底側部分４１から溝幅が徐々に広がっている台形状断面の溝開口側部分４２とを備えている。シャンク５０は、全体としては矩形断面形状をしているが、環状溝４０に対応した円弧形状とされている。また、環状溝４０に嵌まり込む下半部分には、溝底側部分４１に嵌まり込む矩形断面の円弧状部分５１と、溝開口側部分４２に嵌まり込む台形状断面の円弧状部分５２とが形成されている。この形状のシャンク５０は環状溝４０の所定の位置に嵌め込まれて、位置決めされた後に、溶接される。また、シャンク５０の取付け面５３には、回転刃８が締結ボルト５４によって締結固定される。
【００３４】
以上説明したように、本例の回転ドラム１は、ドラム本体６０と、左右の回転軸６１、６２とが別部材として形成され、締結ボルト６３によって一体化されている。従って、シャンク５０が溶接されるドラム本体６０は溶接性の良い金属材料から形成し、回転軸６１、６２は強度および耐久性の高い高級金属材料から形成することができる。
【００３５】
また、一体物の回転ドラムを加工する場合に比べて、各部品６０、６１、６２を加工すればよいので、製作が容易になる。さらに、ドラム本体６０は回転軸素材に比べて柔らかな素材から形成できるので、その表面への溝形成等の切削作業も容易になる。よって、回転ドラムを廉価に製造可能になる。
【００３６】
次に、本例では、回転ドラム１に形成した環状溝４０は、図３に示すように、矩形断面の溝底側部分４１を備え、ここに、シャンク５０の側の矩形断面の円弧状部分５１が嵌まり込む。従来のようなＶ溝の場合のように一対のテーパ面に合わせる場合に比べて、位置合わせが容易になる。
【００３７】
また、シャンク５０は円弧状の部品であり、その各部分が、図３（ｂ）に示すように、回転ドラム側の環状溝４０の各部分に対応した円弧形状をしている。このために、シャンク５０は、その回転刃取付け面５３の部分のみでなく、全体として環状溝４０に対して三次元的に嵌まり込む。よって、シャンク５０を確実に環状溝４０に溶接することができ、また、その位置決めの容易に行なうことができる。
【００３８】
このように、シャンク５０の位置決めを簡単かつ、正確に行なうことができるので、そこに取り付けられる回転刃の位置決め、特に、半径方向の位置決めを精度良く行なうことができる。
【００３９】
なお、このような回転ドラム側の環状溝４０およびシャンク５０は、旋盤加工により製作可能であるので、それらの加工が容易である。
【００４０】
以上のように、本例においては、回転刃の取付け部分を寸法精度良く製作でき、また、その耐久性および強度を高めることができ、シャンクの溶接作業も簡単になり、コストも低減できる。さらには、ドラム本体６０が摩耗した場合には、この部分のみを交換すればよく、この部分の交換作業は簡単であるので、メンテナンスも容易になる。
【００４１】
次に、本例では、回転ドラム６におけるドラム本体外周面に軸線６ａの方向に延びる溝７１ないし７４を形成してある。このような溝を形成しておくと、ワイヤ等にように回転ドラム６に巻き付き易い破砕対象物を短く分断することができる。よって、破砕対象物が回転ドラムに巻き付いてしまうことを効果的に防止できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の破砕機では、回転刃が取り付けられている回転ドラムを、ドラム本体と、その両端に取り付けられる回転軸とを別部品として製作して一体化するようにしているので、双方の要求特性に適した素材を用いてこれら各部品を製作できる。
【００４３】
また、回転ドラム外周面に形成した環状溝に対してシャンクを三次元的に嵌め込み可能としているので、シャンクの位置決め精度、溶接強度、取付けの作業性を改善することができる。
【００４４】
さらに、回転ドラム外周面には回転ドラム軸線方向に延びる溝を形成してあるので、ワイヤ等のように回転ドラムに巻き付き易い破砕対象物を分断することができる。よって、破砕対象物が回転ドラムに巻き付いてしまうことを防止できる
。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明を適用した破砕機の概略平面図および概略断面図である。
【図２】（ａ）は図１の回転ドラムを示す平面図、（ｂ）はその断面図である。
【図３】（ａ）は図１の回転ドラム外周面に形成した環状溝および、そこに取り付けたシャンクを示す説明図、（ｂ）はシャンクの側面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、従来の破砕機の概略平面図および概略断面図である。
【図５】従来におけるカイｔネドラム外周面に形成した環状溝および、そこに取付けシャンクを示す説明図である。
【符号の説明】
１  破砕機
２  破砕機フレーム
３  破砕室
３１、３２  側板
３３  端板
３４  端板
３５  凹円弧状のガイド面
４  投入口
５  下端開口
６  回転ドラム
６ａ  軸線
６０  ドラム本体
６１、６２  回転軸
６３  締結ボルト
７  メッシュフィルタ
８  回転刃
９  固定刃
１０  噛み合い位置
１１、１２  軸受け部
１３  減速機
１４  駆動ベルト
１５  電動機
２０  押付け機構
２１  押付け部材
２１ｄ  押付け面
２１ｅ  傾斜面
２２、２３  スイングアーム
２２ｃ  支点
２４、２５  アーム室
２６  ピン
２７  油圧シリンダ
Ａ  回転ドラムの回転方向
α  押付け部材の傾斜面の水平となす角度
４０  環状溝
４１  溝底側部分
４２  溝開口側部分
５０  シャンク
５１  矩形断面の円弧状部分
５２  台形断面の円弧状部分
５３  回転刃取付け面
５４  締結ボルト
７１ないし７４  回転ドラム軸線方向に延びる溝
【図１】
0004647063.tif 000002
【図２】
0004647063.tif 000003
【図３】
0004647063.tif 000004
【図４】
0004647063.tif 000005
【図５】
0004647063.tif 000006