(57)【要約】【課題】  マトリックスの開口断面積を基準の状態から増減可能とし、減容排出物の成形状態に合わせてマトリックスの開口断面積の調整を適切に行えるようにする。【解決手段】  ホッパー３から投入されるプラスチック類を破砕処理する処理室２に、テーパー状の圧縮筒１０を備え、圧縮筒１０の前方にマトリックス５を連設したプラスチック類の減容機において、マトリックス５が断面を略四角形とする管状で、左右の側面を互いに摺接し基端部のヒンジ５Ｈを中心として開閉可能なマトリックス部材５Ｔ、５Ｂからなり、開口断面積の増減調整を行う開口調整手段５０を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパーから投入されるプラスチック類を処理する処理室に、プラスチック類を破砕する破砕アームとプラスチック類を前方に送るスクリュー羽根とを有する回転軸と、回転軸の前端部のスクリュー羽根を囲むテーパー状の圧縮筒とを備え、圧縮筒の前方にマトリックスを連設したプラスチック類の減容機であって、
マトリックスが断面を略四角形とする管状で、左右の側面を互いに摺接し基端部のヒンジを中心として開閉可能なマトリックス部材からなり、開口断面積の増減調整を行う開口調整手段を備えていることを特徴とするプラスチック類の減容機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡スチロール等のプラスチック類を圧縮して容積を減少させるプラスチック類の減容機に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、商品の容器や海洋フロート等に多用さている発泡スチロール等のプラスチック類の廃棄物は、嵩張るためリサイクルを行う際の取り扱いが面倒である。そこで、回収したプラスチック類を圧縮して容積を減少させるためのプラスチック類の減容機が開発されている。
従来のプラスチック類の減容機には、ホッパーから投入されるプラスチック類を処理する処理室に、プラスチック類を破砕する破砕アームとプラスチック類を前方に送るスクリュー羽根とを有する回転軸と、回転軸の前端部のスクリュー羽根を囲むテーパー状の圧縮筒とを備え、圧縮筒の前方にマトリックスを連設したものがある。
【０００３】
このプラスチック類の減容機では、ホッパーに投入された発泡スチロール等のプラスチック類は、下方の処理室に装入されて、処理室で破砕アームによって破砕され、スクリュー羽根で前方へ送られ、圧縮筒内で圧縮減容される。摩擦と圧縮によって温度が上昇したプラスチック類は、マトリックスで融着成形され、減容排出物として連続的にマトリックスから押出される。
【０００４】
ところが、この減容機では、投入されるプラスチック類の量や性状の変化により、マトリックスにおいてプラスチック類の圧力が上昇し、高温状態となったプラスチック類が固着してしまうことがある。
そこで、マトリックスを上下二分割し、上下のマトリックス部材をスプリングを介して連結し、スプリングの弾性変形により開口断面積を増大可能として、マトリックスにおけるプラスチック類の圧力の上昇に対応し固着を防止するように構成したものがある。（特許文献１参照）。
【０００５】
このプラスチック類の減容機は、図７に示すように、架台１上に処理室２が設置され、この処理室２の上に、ホッパー３が設けられている。処理室２の後方（図７上、右方）には減速機１３付きのモータ１４、ホッパー３の前面には操作盤１５が配置されている。架台１は移動用の車輪４を備えている。
処理室２は断面が略方形で前後に長い直方体状の函体であり、その断面中央に、プラスチック類を破砕する破砕アーム６とプラスチック類を前方に送るスクリュー羽根７とを設けた回転軸８が、軸芯が水平となるように設けられている。回転軸８は処理室２の後方に延出し減速機１３付きのモータ１４によって回転が与えられる。
【０００６】
処理室２の前部には、回転軸８の前端部のスクリュー羽根７を囲むテーパー状の圧縮筒１０が前方へ突出するよう設けられている。スクリュー羽根７は、破砕アーム６が設けられた後方の破砕域では小径となっており、圧縮筒１０の入口付近では大径となり、そこから前方へ圧縮筒１０の断面積の減少に合わせて次第に径が小さくなっている。
圧縮筒１０の前端には、前端が開口したマトリックス１２が連設されている。マトリックス１２は、図８に示すように、断面が八角形の管状で上下に二分割され、分割された上下のマトリックス部材１２Ｔ、１２Ｂの合わせ目となるフランジ２２Ｔ、２２Ｂが、前後方向に所定間隔で配設された複数のスプリング２３を介してボルト２４とナット２５とで、マトリックス１２の開口断面積を増大可能に連結されている。
【０００７】
このプラスチック類の減容機で減容処理を行う場合には、蓋１６を開け、発泡スチロール等のプラスチック類をホッパー３に投入し、操作盤１５でモータ１４を起動させる。
すると、回転軸８が回転を開始し、投入されたプラスチック類は、下方の処理室２に入って回転する破砕アーム６によって破砕され、スクリュー羽根７で前方へ送られ、圧縮筒１０内に押し込まれる。
圧縮筒１０に押し込まれたプラスチック類は圧縮減容され、このとき発生する摩擦熱がマトリックス１２に伝導する。プラスチック類は、摩擦熱によって温度が上昇し、マトリックス１２内で加熱されながら融着成形されて、減容排出物としてマトリックス１２から連続的に押出される。
【０００８】
このプラスチック類の減容機では、分割された上下のマトリックス部材１２Ｔ、１２Ｂが、前後方向に所定間隔で配設された複数のスプリング２３を介して開口断面積を増大可能に連結されているので、プラスチック類がスクリュー羽根７でマトリックス１２内に押込まれて圧力が上昇すれば、スプリング２３が弾性変形し、分割された上下のマトリックス部材１２Ｔ、１２Ｂの間隔が広がり、マトリックス１２の開口断面積が増大する。従って、プラスチック類が高温状態となって固着するのが防止される。マトリックス１２内の圧力が低下すれば、スプリング２３によって上下のマトリックス部材１２Ｔ、１２Ｂの間隔が狭まりマトリックス１２の開口断面積は基準の状態に戻る。
【特許文献１】特開２００２−１２７１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このプラスチック類の減容機は、マトリックス１２内の圧力の上昇に応じて可動側のマトリックス部材１２Ｔ全体が上下に平行移動してマトリックス１２の開口断面積を増大させるように構成されているが、実際には、スプリング２３のばね定数、自由長等の条件設定が難しく、微妙な圧力調整を行うことができない。
しかも、一旦上下のマトリックス部材１２Ｔ、１２Ｂの間隔が広がってマトリックス１２の開口断面積が増大すると、その後マトリックス１２内の圧力が正常な値まで低下しても、適切に上下のマトリックス部材１２Ｔ、１２Ｂの間隔が狭まらず、マトリックス１２の開口断面積は基準の状態に戻らなくなることが多い。
このような状態ではマトリックス１２の開口断面積が過大となるため、プラスチック類は融着せず、ばらばらになったまま成形されずに排出されることになる。
【００１０】
さらに、このプラスチック類の減容機は、上下のマトリックス部材１２Ｔ、１２Ｂの間隔が広がったとき、フランジ２２Ｔ、２２Ｂの間に隙間ができるので、この隙間にプラスチック類が詰まると、増大した開口断面積は基準の状態に戻れなくなる。この問題に対しては、例えばマトリックス部材１２Ｔ、１２Ｂの何れか一方の側面から他方の側面と摺接するよう延出する摺接部を設けて、上下のマトリックス部材１２Ｔ、１２Ｂの間隔が広がったときも隙間にプラスチック類が詰まらないようにすることが考えられる。しかし、マトリックス１２の断面が八角形であるので、摺接部の摺接長を大きくとることができず、従って開口断面積の調整幅が制約される。
【００１１】
一方、運転開始直後は、マトリックス１２の開口断面積が基準の状態のままであり、圧縮筒１０の温度が低く、マトリックス１２内が空で抵抗がないため、プラスチック類は減容成形されず、破砕されてばらばらになったままの状態で排出されてしまう。処理対象が海洋フロートなどのように塩分を含んでいる場合も、よく成形されずに排出されることがある。
本発明は、プラスチック類の減容機における上記問題を解決するものであって、マトリックスの開口断面積を基準の状態から増大させるだけでなく減少させることも可能とし、減容排出物の成形状態に合わせてマトリックスの開口断面積の調整を適切に行うことのできるプラスチック類の減容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】
【００１２】
本発明では、上記課題を解決するため、ホッパーから投入されるプラスチック類を処理する処理室に、プラスチック類を破砕する破砕アームとプラスチック類を前方に送るスクリュー羽根とを有する回転軸と、回転軸の前端部のスクリュー羽根を囲むテーパー状の圧縮筒とを備え、圧縮筒の前方にマトリックスを連設したプラスチック類の減容機において、マトリックスが断面を略四角形とする管状で、左右の側面を互いに摺接し基端部のヒンジを中心として開閉可能なマトリックス部材からなり、開口断面積の増減調整を行う開口調整手段を備えている。
【００１３】
このプラスチック類の減容機では、ホッパーから投入された発泡スチロール等のプラスチック類は、処理室で破砕アームによって破砕され、スクリュー羽根で前方へ送られ、圧縮筒内で圧縮減容される。摩擦と圧縮によって温度が上昇したプラスチック類は、マトリックスで融着成形され、減容排出物として連続的に押出される。
このプラスチック類の減容機では、マトリックスが開閉可能なマトリックス部材からなり、開口断面積の増減調整を行う開口調整手段を備えているので、運転開始時には、開口調整手段でマトリックス部材を閉側へ作動させ、開口断面積を基準の状態より縮小して排出抵抗が大きくなるように調整することで、定常的な減容成形が行われるようになるまでの時間を短くすることができる。
【００１４】
プラスチック類がスクリュー羽根でマトリックス内に押込まれて圧力が増加し定常的な運転状態に達したら、開口調整手段でマトリックス部材を開側へ作動させて開口断面積を基準の状態に戻す。
運転中にプラスチック類の供給過多等により、マトリックス内の圧力が上昇したら、開口調整手段でマトリックス部材を開側へ作動させて開口断面積を基準の状態より増大させ、抵抗を減らして圧力を低下させる。これにより、プラスチック類が高温状態となって固着するのが防止される。
【００１５】
マトリックス内の圧力が低下すれば開口調整手段で開口断面積を適切に縮小することにより、プラスチック類を減容成形できる。
開口断面積の調整は、可動側のマトリックス部材を、基端部のヒンジを中心として、上下に回動させることで行うので、開口断面積が押出方向にリニアに漸増、あるいは漸減することになる。従って圧力を徐々に増減させることができ、微妙な調整が可能である。
マトリックス部材は、左右の側面が互いに摺接しているので、開口断面積が増大した状態でマトリックス部材間に間隙が生じるのを防止できる。また、マトリックスは断面が略四角形の管状であるので、左右の側面の摺接部の摺接長を大きくとることができ、従って開口断面積の大幅な調整が可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のプラスチック類の減容機は、マトリックスの開口断面積を基準の状態から増大させるだけでなく減少させることも可能であり、減容排出物の成形状態に合わせてマトリックスの開口断面積の調整を適切に行うことができ、適切な減容処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施の一形態を示すプラスチック類の減容機の側面図、図２はホッパーの扉を開いた状態を示すプラスチック類の減容機の正面図、図３はマトリックスの側面図、図４はマトリックスの正面図、図５はマトリックスの作動の説明図である。
このプラスチック類の減容機の基本的な構成は、図７に示す従来のプラスチック類の減容機と同様であって、架台１上に処理室２が設置され、この処理室２の上に、ホッパー３が設けられている。処理室２の後方には減速機１３付きのモータ１４と操作盤１５が配置されている。架台１は移動用の車輪４を備えている。
【００１８】
処理室２は断面が略方形で前後に長い直方体状の函体であり、その断面中央に、プラスチック類を破砕する破砕アーム６とプラスチック類を前方に送るスクリュー羽根７とを設けた回転軸８が、軸芯が水平となるように設けられている。回転軸８は処理室２の後方に延出し減速機１３付きのモータ１４によって回転が与えられる。
処理室２の前部には、回転軸８の前端部のスクリュー羽根７を囲むテーパー状の圧縮筒１０が前方へ突出するよう設けられている。スクリュー羽根７は、破砕アーム６の設けられた後方の破砕域では小径となっており、圧縮筒１０の入口付近では大径となり、そこから前方へ圧縮筒１０の断面の減少に合わせて次第に径が小さくなっている。
【００１９】
圧縮筒１０の前端には、前端が開口したマトリックス５が連設されている。マトリックス５は、上下のマトリックス部材５Ｔ、５Ｂからなり、開口調整手段５０を備えている。  下側のマトリックス部材５Ｂは、上方が開放されたチャンネル状であり、断面が略四角形に形成されている基端部が圧縮筒１０の出口側に固定されている。上側のマトリックス部材５Ｔは、下方が開放されたチャンネル状で、後端がヒンジ５Ｈで下側のマトリックス部材５Ｂの基端部に上下回動自在に取り付けられており、左右の側面に形成された摺接部５Ｓが、下側のマトリックス部材５Ｂの側面に摺接して下側のマトリックス部材５Ｂの上部を覆っている。従って、マトリックス５は、断面が略四角形の管状となっている。
【００２０】
開口調整手段５０は、下側のマトリックス部材５Ｂに固定され、上側のマトリックス部材５Ｔの上下方向への開閉作動を案内する長方形の案内枠５１と、案内枠５１に設けられたナット５２に螺入され下端が上側のマトリックス部材５Ｔに連結された調整軸５３と、調整軸５３を回転させて上側のマトリックス部材５Ｔを上下に開閉作動させることにより、マトリックス５の開口断面積を調整する調整ハンドル５４とで構成されている。
【００２１】
摺接部５Ｓは、マトリックス５の開口断面積が増大した状態でマトリックス部材５Ｔ、５Ｂ間に間隙が生じるのを防止可能な幅に設定されている。
ホッパー３には、一方の側面（図２上、右側）に、開閉可能な確認窓３１を有する扉３０が設けられている。この扉３０は把手３２と下端のヒンジ３３によって開閉可能になっており、ガスシリンダ３４によって開閉操作に要する力が軽減されている。
【００２２】
このプラスチック類の減容機で減容処理を行う場合には、操作盤１５でモータ１４を起動させ、回転軸８を回転させる。次に、蓋３０を開いて扉３０を図２に示すように略水平状態とし、扉３０の上に、発泡スチロール製の海洋フロートＦ等のプラスチック類を載せた後、扉３０を閉じてプラスチック類をホッパー３内に投入する。
投入されたプラスチック類は、下方の処理室２に入って回転する破砕アーム６によって破砕され、スクリュー羽根７で前方へ送られ、圧縮筒１０内に押し込まれる。
【００２３】
圧縮筒１０に押し込まれたプラスチック類は圧縮減容され、このとき発生する摩擦熱がマトリックス５に伝導する。プラスチック類は、摩擦熱によって温度が上昇し、マトリックス５内で加熱されながら融着成形されて、減容排出物としてマトリックス５から連続的に押出される。
なお、運転開始時には、予め開口調整手段５０でマトリックス部材５Ｔを図３、図４に示す基準の状態から、図５（ａ）に示すように閉側へ作動させ、開口断面積を基準の状態より縮小して排出抵抗が大きくなるように調整することで、正常な減容成形が行われるようになるまでの時間を短くすることができる。
【００２４】
プラスチック類がスクリュー羽根７でマトリックス５内に押込まれて圧力が増加し正常な運転状態に達したら、開口調整手段５０でマトリックス部材５Ｔを開側へ作動させて開口断面積を基準の状態に戻す。
運転中にプラスチック類の供給過多等により、マトリックス５内の圧力が上昇したら、開口調整手段５０でマトリックス部材５Ｔを図５（ｂ）に示すように開側へ作動させて開口断面積を基準の状態より増大させ、抵抗を減らして圧力を低下させる。これにより、プラスチック類が高温状態となって固着するのが防止される。
マトリックス５内の圧力が低下すれば開口調整手段５０で開口断面積を適切に縮小することにより、プラスチック類を減容成形できる。
【００２５】
上記の開口断面積の調整は、オペレータがモータ１４の負荷、マトリックス５の温度、排出物の性状等から判断して行う。
開口断面積の調整は、上側のマトリックス部材５Ｔを、基端部のヒンジ５Ｈを中心として、上下に回動させることで行うので、開口断面積が押出方向にリニアに漸増、あるいは漸減することになる。従って圧力を徐々に増減させることができ、微妙な調整が可能である。
マトリックス部材５Ｔ、５Ｂは、左右の側面が互いに摺接しているので、開口断面積が増大した状態でマトリックス部材５Ｔ、５Ｂ間に間隙が生じるのを防止できる。また、マトリックス５は断面が略四角形の管状であるので、左右の側面の摺接部５Ｓの摺接長を大きくとることができ、従って開口断面積の広い範囲での調整が可能である。
【００２６】
ここでは、開口調整手段５０は、上側のマトリックス部材５Ｔを上下に開閉作動させるため、案内枠５１と、ナット５２と、調整軸５３と、調整ハンドル５４とで構成されているが、ナット５２と、調整軸５３と、調整ハンドル５４とに代えて、図６に示すように、案内枠５１に、上側のマトリックス部材５Ｔを上下に開閉作動させるための油圧シリンダ５６を設けてもよい。この場合、モータ１４の負荷の変動等に基づいて、マトリックス５の開口断面積を自動的に調整するように構成することも可能である。
空圧シリンダ、電動モータ等、他のアクチュエータを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の一形態を示すプラスチック類の減容機の側面図である。
【図２】ホッパーの扉を開いた状態を示すプラスチック類の減容機の正面図である。
【図３】マトリックスの側面図である。
【図４】マトリックスの正面図である。
【図５】マトリックスの作動の説明図である。
【図６】開口調整手段に油圧シリンダを用いたマトリックスの側面図である。
【図７】従来のプラスチック類の減容機の側面図である。
【図８】従来のプラスチック類の減容機のマトリックスの正面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      架台
２      処理室
３      ホッパー
４      車輪
５      マトリックス
５Ｂ、５Ｔ    マトリックス部材
５Ｈ    ヒンジ
５Ｓ    摺接部
６      破砕アーム
７      スクリュー羽根
８      回転軸
１０    圧縮筒
１４    モータ
１５    操作盤
５０    開口調整手段
５１    案内枠
５２    ナット
５３    調整軸
５４    調整ハンドル
５６    油圧シリンダ
Ｆ      海洋フロート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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