(57)【要約】【課題】ホッパ内のブリッジの発生をなくすと共に切りくず破砕の生産能力を上昇させる。【解決手段】切りくず破砕装置１は、上部に供給開口部１３を備え且つ下部に搬出口１５を備えたホッパ１１の上部に、円周上に平板な羽根４５を備えた上部回転軸３５がほぼ水平方向に軸承され、前記平板な羽根４５の回転軌跡の外側に上部回転軸３５と並行して障害体３３が設けられ、上部回転軸３５と障害体３３で一次破砕が行われる。また、ホッパ１１の下部には、円周上に引き寄せ羽根５３を備えた下部回転軸３７がほぼ水平方向に軸承されている。前記引き寄せ羽根５３とホッパ１１の下部内壁との間で、さらに上部回転軸３５の平板な羽根４５と下部回転軸３７の引き寄せ羽根５３との間で、効率よく二次破砕が行われる。この二次破砕された切りくずは送りスクリューコンベア４１で搬出口１５からホッパ１１の外部へ搬出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に切りくずを投入する供給開口部を備えると共に下部に破砕した切りくずを搬出する搬出口を備えるホッパと、このホッパの上部にほぼ水平方向に軸承されると共に円周上に平板な羽根を備えた上部回転軸と、この上部回転軸の平板な羽根の回転軌跡の外側に前記上部回転軸と並行して設けた障害体と、前記ホッパの下部にほぼ水平方向に軸承されると共に円周上に引き寄せ羽根を備えた下部回転軸と、前記引き寄せ羽根の回転軌跡の外周側に位置するホッパの下部内壁と、前記ホッパの内側に前記搬出口からホッパの外部へ切りくずを送り込むための送りスクリューコンベアと、から構成してなることを特徴とする切りくず破砕装置。
【請求項２】
前記下部回転軸の引き寄せ羽根に切欠き部を設けていることを特徴とする請求項１記載の切りくず破砕装置。
【請求項３】
前記上部回転軸と下部回転軸が、連動し且つ同一方向に正逆回転するよう構成していることを特徴とする請求項１又は２記載の切りくず破砕装置。
【請求項４】
前記障害体の先端が鋭利な刃形状に構成していることを特徴とする請求項１，２又は３記載の切りくず破砕装置。
【請求項５】
前記ホッパの下部内壁に、前記引き寄せ羽根の回転軌跡の外周側に位置する突起体を設けてなることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の切りくず破砕装置。
【請求項６】
前記障害体が、ホッパに回転自在に軸承し且つ円周上に平板な羽根を備えると共に前記上部回転軸と連動するように構成していることを特徴とする請求項１，２，３又は５記載の切りくず破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、切りくず破砕装置に関し、特に機械加工工場で発生する切りくず、例えばアルミ、普通鋼材、特殊鋼材、鋳物、銅などの切り粉を破砕する装置で、工作機械周辺技術、環境保全技術に属する内容で切りくず圧縮の前処理機としても使用できる切りくず破砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切りくずの破砕には、固定刃と回転刃で構成される１軸破砕機と２つの回転刃による２軸方式が一般的である。これらはいずれも上記のカッタ刃の間に切りくずを挟み込み、切りくずの破断し易い場所や破断し易い方向に関係なく切りくずを裁断しようとするものである。
【０００３】
このために、大きな破断力が必要であるので、上記のカッタ刃の質量が大きくされ、その運動量も大きくされている。しかし、カッタ刃の裁断力には限界がある。特に、裁断できない場合や異物が混入した場合は過負荷となり、機械が停止してしまうという問題点があった。たとえ、破砕機に異常検知装置が付いていても、上述したようにカッタ刃の大きな運動量のために十分機能しないばかりか、カッタ刃の破損に至ることになる。しかも、一旦破損したカッタ刃の交換には費用と時間がかかるのが常であり、大きな問題点である。
【０００４】
従来の切りくず破砕装置では、切りくずを投入するホッパ内に、破砕ロータに切りくずを引っ掛ける破砕刃と、この破砕刃の対向位置に配置されたグリッド状の固定破砕刃とが設けられ、前記破砕刃と固定破砕刃との組み合わせにより、グリッド穴から切りくずが排出されるように構成されている。この切りくず破砕装置は前述したような裁断方式では無いので破砕エネルギーは低くても良いものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２６７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の従来の切りくず破砕装置においては、グリッドと破砕刃との調整がうまくいかず、異種の切りくずに対する対応が難しいために、場合によってはグリッド穴が詰まってしまうという問題点があった。
【０００６】
また、大量の切りくずが投入された場合は、ホッパ内でブリッジ現象が起きやすいという問題点があった。つまり、カール状・綿状の切りくずは、嵩比重が小さいので、大量の切りくずをホッパ内に収容した時に、ホッパ内でブリッジ現象を発生すると共に、嵩比重が小さいことから切りくず圧縮機の生産能力がチップ状の切りくずに比べて著しく低下するという問題点があった。
【０００７】
この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の切りくず破砕装置は、上部に切りくずを投入する供給開口部を備えると共に下部に破砕した切りくずを搬出する搬出口を備えるホッパと、このホッパの上部にほぼ水平方向に軸承されると共に円周上に平板な羽根を備えた上部回転軸と、この上部回転軸の平板な羽根の回転軌跡の外側に前記上部回転軸と並行して設けた障害体と、前記ホッパの下部にほぼ水平方向に軸承されると共に円周上に引き寄せ羽根を備えた下部回転軸と、前記引き寄せ羽根の回転軌跡の外周側に位置するホッパの下部内壁と、前記ホッパの内側に前記搬出口からホッパの外部へ切りくずを送り込むための送りスクリューコンベアと、から構成してなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、この発明の切りくず破砕装置は、前記切りくず破砕装置において、前記下部回転軸の引き寄せ羽根に切欠き部を設けていることが好ましい。
【００１０】
また、この発明の切りくず破砕装置は、前記切りくず破砕装置において、前記上部回転軸と下部回転軸が、連動し且つ同一方向に正逆回転するよう構成していることが好ましい。
【００１１】
また、この発明の切りくず破砕装置は、前記切りくず破砕装置において、前記障害体の先端が鋭利な刃形状に構成していることが好ましい。
【００１２】
また、この発明の切りくず破砕装置は、前記切りくず破砕装置において、前記ホッパの下部内壁に、前記引き寄せ羽根の回転軌跡の外周側に位置する突起体を設けてなることが好ましい。
【００１３】
また、この発明の切りくず破砕装置は、前記切りくず破砕装置において、前記障害体が、ホッパに回転自在に軸承し且つ円周上に平板な羽根を備えると共に前記上部回転軸と連動するように構成していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、供給開口部からホッパ内に収容した切りくずを上部回転軸の平板な羽根で挟み込むと共に上部回転軸に絡ませ、この絡んだ切りくずを平板な羽根より外側に設けた障害物に衝突させて一次破砕及び切りくずのバラシを行うことができる。
【００１５】
また、上部回転軸の平板な羽根の回転により、切りくずを下部回転軸の方向に押し込むことができる。この切りくずを下部回転軸の引き寄せ羽根に設けた切欠き部に挟み込んで絡ませ、ホッパの下部内壁又は突起部との間に切りくずを衝突及び摩擦せしめて二次破砕することができる。
【００１６】
これに加えて、上部回転軸と下部回転軸を常に同一方向に回転し、且つ周期的に回転を正逆切り換えることにより、切りくずの前記上部、下部回転軸への巻き込み防止となり、且つ前記両軸に絡まった切りくず同士の衝突により上記の二次破砕を促進できると共に、ホッパの下部壁面の摩擦の平準化と混錬により、破砕される切りくずの品質のバラツキを押さえることができる。
【００１７】
また、下部回転軸の引き寄せ羽根により、二次破砕された切りくずを軸中央部に寄せることができるので、前記切りくずを送りスクリューコンベアによりホッパの外部へ排出できる。
【００１８】
以上のことから、ホッパ内のブリッジの発生をなくすことができ、圧縮と破砕の組合わせにより、効率的な破砕を行うことができるので、カール状・綿状の切りくずなどのように嵩比重が小さい切りくずに対しても、破砕の生産能力を上昇させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１乃至は図３を参照するに、この発明の実施の形態に係る切りくず破砕装置１は、生産工場などで発生する金属のカール状・綿状の切りくずを圧縮しつつ破砕するものであり、例えば、切りくず圧縮機の前処理装置としても用いられる。切りくず圧縮機としては廃棄物圧縮固形化装置３があり、例えば、切りくず破砕装置１は前記廃棄物圧縮固形化装置３の一部として組み込まれる。
【００２１】
上記の廃棄物圧縮固形化装置３は、装置本体５をベースにしており、この装置本体５は図１において左右方向に延伸した支持フレーム７と、この支持フレーム７の右部に立設した箱形フレーム９が備えられている。この箱形フレーム９の図１において左側には、廃棄物（この実施の形態では主として金属切粉などの切りくず）を収容するホッパ１１が設けられている。このホッパ１１の内部に、この実施の形態の切りくず破砕装置１が組み込まれており、切りくず破砕装置１の詳細な説明は後述する。
【００２２】
また、上記のホッパ１１の上側（図１において上側、図３において紙面に向かって表側）には供給開口部１３が備えられていると共に、ホッパ１１の下側には搬出口としての例えば排出口１５が備えられている。このホッパ１１における排出口１５には連絡パイプ１７の一端が一体的に連通して設けられている。
【００２３】
また、支持フレーム７におけるホッパ１１の下側には断面円形の圧縮室１９を備えた圧縮ボックス２１が設けられており、上記の連絡パイプ１７の他端は圧縮室１９に供給開口２３を介して連通可能に構成されている。圧縮ボックス２１の左端部には蓋部材２５が設けられており、この蓋部材２５は開閉シリンダ（図示省略）の作動により圧縮室１９の左端側（開口端側）を開閉する上下方向へ移動可能である。ホッパ１１から連絡パイプ１７を介して圧縮室１９に送り込まれた廃棄物は密閉状態の下で圧縮固形化されるようにするために、圧縮室１９には左右方向へ移動可能な円形の圧縮部材２７が設けられている。
【００２４】
さらに、上記の圧縮部材２７を左右方向へ移動させるため、支持フレーム７の中央部には左右方向へ移動可能でピストンロッド２９を備えた圧縮シリンダ３１が設けられており、このピストンロッド２９の先端部が圧縮部材２７に連結されている。なお、連絡パイプ１７を設けることなく、ホッパ１１における排出口１５を供給開口２３に直接連通させても差し支えない。
【００２５】
次に、この発明の第１の実施の形態の切りくず破砕装置１の詳細について説明する。
【００２６】
切りくず破砕装置１の主要構成は、ホッパ１１と、障害体としての例えばフラットバー３３と、上部回転軸３５と、下部回転軸３７とから構成されている。
【００２７】
ホッパ１１は、底部に切りくずなどの廃棄物を集めるために、ホッパ１１の断面がＶ字形状に構成されている。前述したように、ホッパ１１の上側には供給開口部１３が備えられると共に、底側には排出口１５が備えられている。
【００２８】
また、排出口１５から圧縮室１９へ廃棄物を送り込むために、ホッパ１１の内側には送り用搬送路３９が形成されており、この送り用搬送路３９には送りスクリューコンベア４１が設けられていると共に、箱形フレーム９の図１において左部には送りスクリューコンベア４１を送り方向及び反送り方向（前記送り方向の反対方向）へ正逆回転させる送りモータ４３が設けられている。なお、送りスクリューコンベア４１の先端部は圧縮室１９の付近に位置するように構成されている。
【００２９】
上記のホッパ１１の上部には、供給開口部１３から投入された切りくずを下部へ押し込むための上部回転軸３５が回転可能に設けられている。ここで、上部回転軸３５は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示されているように、上部回転軸３５の円周上に平板な回転羽根４５が備えられている。回転羽根４５は、水平方向に互い違いに突出するように構成されており、回転羽根４５が２０ｍｍ以上の一定の厚みＡを有しており、隣り合う回転羽根４５の間隔Ｂは５０〜１００ｍｍに設定される。
【００３０】
また、上部回転軸３５から図１において右側にほぼ一定の距離をおいて、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示されているようなフラットバー３３がほぼ水平方向（図１の紙面に垂直方向）に設けられている。なお、上記のフラットバー３３は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示されているように断面が上下方向に鋭利状に突起する刃４７を有する形状であってもよい。この刃４７は、切りくずをより一層細かく粉砕することに寄与する。また、図１の上部回転軸３５に備えた回転羽根４５の先端とフラットバー３３との距離Ｃは、切りくずの衝突効率を上げるために、１２０ｍｍ以下の一定間隔に設定されている。
【００３１】
さらに、上記のホッパ１１の底部には、切りくずの引き寄せ及び二次破砕を行うために、下部回転軸３７が上記の上部回転軸３５から一定の距離をおいて回転可能に設けられており、この下部回転軸３７は図２に示されているように引き寄せモータ４９により回転駆動される。
【００３２】
また、下部回転軸３７は、上部回転軸３５とベルト５１（又はチェーン）で連動連結されており、引き寄せモータ４９の駆動により、下部回転軸３７と上部回転軸３５の両軸はいずれも同一方向に回転するように構成されている。
【００３３】
なお、上記の下部回転軸３７は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示されているように、引き寄せ羽根５３が下部回転軸３７に巻き付くように備えられている。引き寄せ羽根５３にはその先端部に切欠き部としての例えば一定の大きさのＵ字形状の切り欠き５５があり、間口Ｄは６０ｍｍ〜１２０ｍｍで、切り欠き５５の深さＥは５０ｍｍ〜１００ｍｍに設定されている。
【００３４】
図８（Ａ）〜（Ｃ）を参照するに、他の実施例として、上記の引き寄せ羽根５３には、図７（Ａ）〜（Ｃ）のＵ字形状とは異なり、引き寄せ羽根５３の先端部に切欠き部としての例えば一定の大きさのＶ字形状の切り欠き５７が設けられていても構わない。この場合も、切り欠き５７の間口Ｆは６０ｍｍ〜１２０ｍｍで、切り欠き５７の深さＧは５０ｍｍ〜１００ｍｍに設定されている。
【００３５】
さらに、図９を参照するに、上部回転軸３５に備えた回転羽根４５の先端と下部回転軸３７に備えた引き寄せ羽根５３の先端との距離Ｈは、１２０ｍｍ以下に設定されている。
【００３６】
再び図１乃至は図３を参照するに、ホッパ１１の底部の内壁には、多数の突起体５９が引き寄せ羽根５３にぶつからないように突出している。
【００３７】
また、送りスクリューコンベア４１は、図１及び図２に示されているように、送りモータ４３の出力軸に連動連結した送りスクリュー軸６１と、この送りスクリュー軸６１に巻き付くように一体的に設けたスパイラル状の送り羽根６３とが備えられている。
【００３８】
なお、上記の送りスクリュー軸６１は基端側から先端側に向かって徐々に細くなるようにテーパ状に構成されており、送り羽根６３の巻き始めにおいて送りスクリュー軸６１の側面から送り羽根６３の外縁までの長さがほぼゼロから徐々に長くなるように構成されている。また、送りスクリュー軸６１の側面から送り羽根６３の外縁までの長さが送りスクリュー軸６１の長手方向に沿ってほぼ一定であり、送り羽根６３の羽根間のピッチが一定である。
【００３９】
次に、この発明の第１の実施の形態の切りくず破砕装置１の作用について説明する。
【００４０】
カール状・綿状の切りくずは供給開口部１３からホッパ１１内に投入される。上部回転軸３５及び下部回転軸３７が引き寄せモータ４９の駆動によりベルト５１（又はチェーン）を介して同じ方向に回転される。ホッパ１１内の切りくずは、上部回転軸３５に設けた平板な回転羽根４５の回転により下部回転軸３７の方向へ押し込まれると共に、前記切りくずが回転羽根４５に絡んで挟まれるように捕らえられる。さらに、上部回転軸３５に絡んだ切りくずは、上部回転軸３５の回転によりフラットバー３３に衝突して切くず破砕及びバラシなどの一次破砕が行われる。
【００４１】
下部回転軸３７の方向に押し込まれた切りくずは、下部回転軸３７の引き寄せ羽根５３に設けたＵ字状の切り欠き５５又はＶ字状の切り欠き５７によって捕らえられ、下部回転軸３７の回転により周囲のホッパ１１の下部内壁や突起体５９との摩擦によって破砕されると共に、上部回転軸３５の回転羽根４５に絡まった切りくずと、下部回転軸３７の引き寄せ羽根５３に絡まった切りくず同士が互いに衝突して二次破砕が行われる。
【００４２】
また、上部回転軸３５及び下部回転軸３７の回転は、図示しない方向切り換え手段により、切りくずの特性に応じて設定された時間毎に回転方向が交互に切り換えられることにより、切りくずが上部回転軸３５及び下部回転軸３７へ絡みつくことを解消すると共に、壁面の摩擦の平準化と混錬による切りくずの破砕品質のバラツキを減少させることができる。
【００４３】
また、引き寄せモータ４９の駆動により、上記の二次破砕された切りくずは、回転する引き寄せ羽根５３で軸中央部の排出口１５の側に引き寄せられる。また、引き寄せ羽根５３が引き寄せモータ４９の駆動により逆方向へ回転して切りくずの引き寄せ状態が解除される。上記のように二次破砕切りくずの引き寄せ工程と、引き寄せ状態を解除する工程とが交互に繰り返される。
【００４４】
また、排出口１５へ引き寄せられた切りくずは、送りモータ４３の駆動で回転される送りスクリューコンベア４１により排出口１５からホッパ１１の外部へ排出される。つまり、ホッパ１１から連絡パイプ１７を介して圧縮室１９へ搬送される。
【００４５】
以上のことから、切りくずが上部回転軸３５の平板な回転羽根４５と下部回転軸の引き寄せ羽根５３との作用により、ホッパ１１内のブリッジの発生を皆無にできると共に、圧縮と破砕が組合わされるので、効率的な破砕を行うことができるために、カール状・綿状の切りくずなどのように嵩比重が小さい切りくずに対しても、嵩比重の向上並びに効率的な破砕を行うことができ、切りくず圧縮機の生産能力を大幅に上昇させることができる。
【００４６】
次に、この発明の第２の実施の形態の切りくず破砕装置１について説明する。なお、前述した第１の実施の形態の切りくず破砕装置１とほぼ同様であるので、同じ部材は同符号を付し、第１の実施の形態と異なる箇所のみを説明する。
【００４７】
図１０を参照するに、第２の実施の形態の切りくず破砕装置１としては、破砕効率を上げるために、ホッパ１１内には、前述した第１の実施の形態の障害体としての固定されたフラットバー３３の代わりに、ホッパ１１に回転するように軸承された障害体が設けられている。この第２の実施の形態では、障害体としては第１の実施の形態における上部回転軸３５とほぼ同様の構造の第２の上部回転軸６５が設けられている。なお、上部回転軸６５の円周上には、上部回転軸３５と同様の構造で平板な回転羽根４５が備えられている。
【００４８】
なお、第１の上部回転軸３５及び第２の上部回転軸６５と下部回転軸３７との合計３本の回転軸は、ベルト６７（又はチェーン）で連動連結されており、引き寄せモータ４９の駆動により、上部回転軸３５と上部回転軸６５と下部回転軸３７の３軸は、いずれも同一方向に回転するように構成されている。
【００４９】
したがって、障害体としての第２の上部回転軸６５が回転することにより、第１の実施の形態に比べて、より一層効率的に破砕が促進されることになる。他の作用効果は第１の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の第１の実施の形態の切りくず破砕装置を組み込んだ切りくず圧縮機としての廃棄物圧縮固形化装置の全体的な構成説明図である。
【図２】図１の左から視た部分的な側面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】上部回転軸及び回転羽根を示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は（Ａ）の下側から視た側面図で、（Ｃ）は（Ｂ）の右側から視た側面図である。
【図５】フラットバーを示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は（Ａ）の下側から視た側面図で、（Ｃ）は（Ｂ）の右側から視た側面図である。
【図６】図５の他の実施の形態のフラットバーを示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は（Ａ）の下側から視た側面図で、（Ｃ）は（Ｂ）の右側から視た側面図である。
【図７】下部回転軸及び引き寄せ羽根を示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は（Ａ）の下側から視た側面図で、（Ｃ）は（Ｂ）の右側から視た側面図である。
【図８】図７の他の実施の形態の下部回転軸及び引き寄せ羽根を示すもので、（Ａ）は平面図で、（Ｂ）は（Ａ）の下側から視た側面図で、（Ｃ）は（Ｂ）の右側から視た側面図である。
【図９】上部回転軸と下部回転軸の距離を示すための概略的な説明図である。
【図１０】この発明の第２の実施の形態の切りくず破砕装置の部分的な構成説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  切りくず破砕装置
３  廃棄物圧縮固形化装置（切りくず圧縮機）
５  装置本体
１１  ホッパ
１３  供給開口部
１５  排出口（搬出口）
１７  連絡パイプ
１９  圧縮室
２３  供給開口
３３  フラットバー（障害体）
３５  上部回転軸
３７  下部回転軸
３９  送り用搬送路
４１  送りスクリューコンベア
４３  送りモータ
４５  回転羽根（上部回転軸の平板な羽根）
４７  刃
４９  引き寄せモータ
５１  ベルト（又はチェーン）
５３  引き寄せ羽根
５５  切り欠き（切欠き部）
５７  切り欠き（切欠き部）
５９  突起体
６１  送りスクリュー軸
６３  送り羽根
６５  上部回転軸（第２実施の形態の）
６７  ベルト（又はチェーン）
【図１】
2005238021.tif 000003
【図２】
2005238021.tif 000004
【図３】
2005238021.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005238021.tif 000009
【図８】
2005238021.tif 000010
【図９】
2005238021.tif 000011
【図１０】
2005238021.tif 000012