(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕ロータと、電動機からの動力を減速して前記破砕ロータを回転駆動する減速機を備えている破砕装置であって、
前記減速機を本体フレームの一側部に固定し、
前記破砕ロータの回転軸の一端側のラジアル荷重を前記減速機のケーシングの両側面に備えた一対の軸受で受けるとともに、前記回転軸の他端側のラジアル荷重を前記本体フレームの他側部に固定された軸受で受け、
前記ケーシングに設けた一対の軸受のうち、前記本体フレーム側に位置する側に他方の軸受よりラジアル方向の耐軸荷重が大きな軸受が装着されている破砕装置。
【請求項２】
前記回転軸を駆動する出力段のギアが、前記本体フレーム側に偏在するように前記回転軸に嵌着されている請求項１記載の破砕装置。
【請求項３】
両端が前記減速機のケーシングに装着された軸受で支持された中空の出力軸に前記破砕ロータの回転軸の一端側を嵌着している請求項１記載の破砕装置。
【請求項４】
前記出力軸を駆動する出力段のギアが、前記本体フレーム側に偏在するように前記出力軸に嵌着されている請求項３記載の破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、破砕装置に関し、特に破砕ロータと、破砕ロータに対向配置された固定刃を備え、例えば電化製品、建築廃材、プラスチックなどの廃棄物を小サイズに破砕する一軸剪断破砕装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一軸剪断破砕装置では、電動機からの動力を破砕ロータの回転軸に伝達するための減速機を備えている。このような減速機の取付機構が種々提案されている。
【０００３】
例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、入力軸７１が電動機７２の出力軸７３とベルト連結された減速機７４を、破砕装置８５とは別に設置した架台上７５に固定し、減速機７４の出力軸７６と破砕装置８５に組み込まれた破砕ロータ８６の回転軸８７とをカップリング７７で連結する構成や、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、減速機７８の出力軸７９を中空軸に形成して、当該中空の出力軸７９に破砕ロータ８６の回転軸８７を嵌着固定するとともに、減速機８５にかかる負荷をトルクアーム８０で受ける構成などである。
【０００４】
後者の例として、特許文献１には、図９に示すように、減速機９０及び電動機９１を支持する支持台９２が、破砕ロータ９３の回転軸９４に直結された減速機の軸９５を揺動中心とする支持台９２の揺動を可能とするように皿ばね９６に支持された構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２８２７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、何れの構成であっても、破砕ロータを支持する一対の軸受に加えて減速の出力軸を支持する一対の軸受が必要であるばかりか、広い設置空間を要するという問題があった。
【０００６】
さらに前者の場合には、破砕装置とは別に減速機を固定する架台が必要となり、後者の場合には、減速機の重量が破砕ロータの回転軸で受けられ、減速機にかかる負荷がトルクアームで受けられているため、破砕ロータの回転軸と減速機の出力軸の芯出し精度、据付精度が悪い場合には、減速機やトルクアームに異常な負荷がかかり、トルクアームの皿バネが劣化すると、減速機に組み込まれているギアの破損等の事故が発生する虞があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点に鑑み、部品点数の低減及び設置スペースの低減を図るとともに、減速機の据付精度を高め、長期にわたり安定稼動できる破砕装置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】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明による破砕装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、破砕ロータと、電動機からの動力を減速して前記破砕ロータを回転駆動する減速機を備えている破砕装置であって、前記減速機を本体フレームの一側部に固定し、前記破砕ロータの回転軸の一端側のラジアル荷重を前記減速機のケーシングの両側面に備えた一対の軸受で受けるとともに、前記回転軸の他端側のラジアル荷重を前記本体フレームの他側部に固定された軸受で受け、前記ケーシングに設けた一対の軸受のうち、前記本体フレーム側に位置する側に他方の軸受よりラジアル方向の耐軸荷重が大きな軸受が装着されている点にある。
【０００９】
上述の構成によれば、減速機用の架台を設ける必要が無く、減速機を本体フレームの一側部に固定することにより設置スペースが小さくなり、しかも、当該回転軸の一端を減速機の軸受で支持できるので、軸受の個数を減らすことも可能となる。
【００１０】
さらに、ケーシングの両側面に設けた一対の軸受のうち、本体フレーム側に他方の軸受よりラジアル方向の耐軸荷重が大きな軸受が装着されているため、負荷側の回転軸が重量物であっても、ラジアル荷重を受けることができる。これにより、負荷側の回転軸の軸受と兼用させることができ、コストの増大を招くことなく、より安定且つ信頼性の高い破砕装置を実現できるようになる。
【００１１】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記回転軸を駆動する出力段のギアが、前記本体フレーム側に偏在するように前記回転軸に嵌着されている点にある。
【００１２】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、両端が前記減速機のケーシングに装着された軸受で支持された中空の出力軸に前記破砕ロータの回転軸の一端側を嵌着している点にある。
【００１３】
上述の構成によれば、減速機用の架台を設ける必要が無く、減速機を本体フレームの一側部に固定することにより設置スペースが小さくなり、且つ、減速機の出力軸と破砕ロータの回転軸の位置出しが容易に行なえるようになる。しかも、中空の出力軸に破砕ロータの回転軸の一端側を嵌着して、当該回転軸を減速機の軸受で支持できるので、軸受の個数を減らすことも可能となる。
【００１４】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第三特徴構成に加えて、前記出力軸を駆動する出力段のギアが、前記本体フレーム側に偏在するように前記出力軸に嵌着されている点にある。
【００１５】
上述の構成によれば、出力段のギアが、本体フレーム側に偏在するように配置されているため、動力の伝達バランスに優れ、稼動時に発生する振動を効果的に抑制することができ、出力段のギアが偏在する側に他方の軸受よりラジアル方向の耐軸荷重が大きな軸受を装着することにより、コストの増大を招くことなく、より安定且つ信頼性の高い破砕装置を実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明した通り、本発明によれば、部品点数の低減及び設置スペースの低減を図るとともに、減速機の据付精度を高め、長期にわたり安定稼動できる破砕装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明による破砕装置の好ましい実施形態を説明する。
図１から図４に示すように、一軸剪断破砕装置１は、電化製品、建築廃材、プラスチックなどの被破砕物を投入する受入ホッパ２と、ホッパ２に投入された被破砕物を破砕処理する破砕処理部１００と、破砕処理部１００に向けて水平方向から被破砕物を押圧する押込プッシャ３を備えている。
【００１８】
破砕処理部１００の下部には、破砕処理部１００で所定サイズ以下に破砕された被破砕物を選択的に通過させるスクリーン機構８と、スクリーン機構８を通過した被破砕物を受け止める排出ホッパ９が設けられている。
【００１９】
油圧ポンプ（図示せず）からの圧油により伸縮作動する油圧シリンダのピストンに連結されたアーム３ａがプッシャ３の後端に連結され、以って、プッシャ３は台板４上を摺動かつ進退動自在に駆動される。
【００２０】
破砕処理部１００は、受入ホッパ２の下方に配置され、周部に複数個の破砕刃５ａ（以下、「回転刃」とも記す。）が取り付けられた破砕ロータ５と、破砕ロータ５に対向配置された固定刃６，７を備えて構成されている。
【００２１】
破砕ロータ５の周部には、所定のピッチで互いに平行な多数のＶ字状の溝５ｖが形成され、このＶ字溝５ｖ内に形成された複数個の取付座５ｂの夫々に回転刃５ａがボルトで締着されている。それぞれの回転刃５ａは、隣り合うＶ字溝５ｖに設けられているもの同士がその頂点を連ねるとジグザグ状になるように配置されている。
【００２２】
台板４の端部に固定された第一固定刃６と、第一固定刃６と対向して本体フレーム１０に基端側に固定された第二固定刃７との間に位置するように、破砕ロータ５が左右の本体フレーム１０の間に設置されている。
【００２３】
押込プッシャ３により破砕処理部１００に向けて押圧された被破砕物が、破砕ロータ５の回転に伴なって回転する回転刃５ａと固定刃６，７との間で剪断破砕される。
【００２４】
スクリーン機構８は、破砕ロータ５の回転軌跡に沿った弧状に湾曲形成され、多数の小孔が形成されたパンチングメタルで構成され、破砕処理部１００で破砕された被破砕物のうちスクリーン機構８の小孔より小径の被破砕物が、スクリーン機構８から落下して排出ホッパ９に収容される。
【００２５】
本体フレーム１０と共通の架台に固定された電動機Ｍからの動力が、本体フレーム１０の一側部１０ａに組み付けた支持体の一例である取付架台１１ａに装着された、変速機構の一例である減速機３０を介して、破砕ロータ５の回転軸５０に伝達される。
【００２６】
破砕ロータ５の回転軸５０の一端側５０ａが、減速機３０の中空の出力軸３７に嵌着され、他端側５０ｂが本体フレーム１０の他側部１０ｂに組み付けた取付架台１１ｂに装着された軸受１２で支持されている。
【００２７】
減速機３０を本体フレーム１０の一側部１０ａに固定することにより、減速機３０用の支持体を別途備える必要がなくなり設置スペースが小さくなり、且つ、減速機３０の出力軸３７と破砕ロータ５の回転軸５０の位置出しが容易に行なえるようになる。しかも、中空の出力軸３７に破砕ロータ５の回転軸５０の一端側５０ａを嵌着して、当該回転軸５０を減速機３０の軸受４５で支持できるので、軸受の個数を減らすことで部品点数の低減が図れるのである。
【００２８】
電動機Ｍの出力軸と減速機３０の入力軸３１がプーリ１３，１５を介してＶベルト１４で連結され、減速機３０により所定の回転速度に減速された電動機Ｍの動力が、減速機３０の出力軸３７を介して破砕ロータ５の回転軸５０に伝達される。
【００２９】
上述の実施形態では、電動機Ｍの出力軸と減速機３０の入力軸３１を、プーリ１３，１５を介してＶベルト１４で連結させた例を挙げたが、これに限らずカップリングで連結させてもよい。
【００３０】
以下、減速機３０の機構について詳述する。図５（ａ），（ｂ）に示すように、減速機３０は、正面視が略台形状のケーシング３９と、ケーシング３９に収容された減速ギア機構３００を備えている。
【００３１】
減速ギア機機構３００は、電動機Ｍからの動力を入力する入力軸３１と、入力軸３１の周面に形成された第一ギア３２と、第一ギア３２と噛合する第二ギア３３と、第二ギア３３に挿通された回転軸３４と、回転軸３４の周面に形成された第三ギア３５と、第三ギア３５と噛合する第四ギア３６と、第四ギア３６に挿通された出力軸３７を備えて構成されている。なお、第一ギア３２及び第三ギア３５は回転軸の周部に歯が形成された構成であるが、夫々の回転軸に挿通されるものであってもよい。減速機構３００が備える軸数は３本に限らず、２本でも４本以上でもよい。
【００３２】
入力軸３１は、ケーシング３９の内壁に固定された軸受４０，４１で支持され、回転軸３４の両端は軸受４２，４３で支持され、出力軸３７の両端は軸受４４，４５で支持されている。
【００３３】
出力軸３７の一端側は中空に形成され、当該中空部に破砕ロータ５の回転軸５０の一端側５０ａが嵌入される。当該回転軸５０の端部に形成されたキー溝と出力軸３７の中空部に形成されたキーが係合連結されるように構成されている。
【００３４】
ケーシング３９は、上縁部３９ａと下縁部３９ｂが中心線ＣＬに対して対称で、且つ、一端側３９ｃから他端側３９ｄに間隔が次第に狭まるように形成され、当該中心線ＣＬ上に入力段のギア３２の軸心、つまり入力軸３１の軸心Ｐ１と、回転軸３４の軸心Ｐ２と、出力段のギア３６の軸心、つまり出力軸３７の軸心Ｐ３が位置するように減速機構３００が収容されている。
【００３５】
ケーシング３９の上縁部３９ａと下縁部３９ｂに連なる前縁部３９ｅに電動機Ｍからの動力を入力段のギア３２に伝達する動力入力部３１Ａが設けられ、ケーシング３９の後縁部３９ｆ側に出力段のギア３６からの動力を破砕ロータ５の回転軸５０に伝達する動力出力部３７Ａが設けられている。
【００３６】
入力段のギア３２が動力入力部３１Ａ側に偏在するように構成されるとともに、出力段のギア３６が動力出力部３７Ａ側に偏在するように配置されている。
【００３７】
入力段のギア３２に連結された入力軸３１を支持するようにケーシング３９の内壁面に設けた軸受４０，４１のうち、入力段のギア３２が偏在する側に他方の軸受４１より耐軸荷重が大きな軸受４０が装着され、出力段のギア３６に連結された出力軸を支持するようにケーシング３９の内壁面に設けた軸受４４，４５のうち、出力段のギア３６が偏在する側に他方の軸受４４より耐軸荷重が大きな軸受４５が装着されている。
【００３８】
さらに、各段のギアが夫々はすばギアで構成され、出力段のギア３６は、スラスト荷重が他方の軸受４４に掛かるように歯の捩れ角が設定されている。従って、動力出力部側の軸受に掛かる軸荷重が軽減されるようになる。
【００３９】
つまり、破砕ロータ５からのラジアル方向の荷重を多く受ける軸受４５に耐荷重が大きな軸受を使用するとともに、軸受４４でスラスト荷重を多く受けるように構成することにより、軸受４４，４５に負荷される荷重を調整し、夫々の軸受４４，４５の耐久性がほぼ同等となるように構成されている。
【００４０】
これにより、負荷側の回転軸の軸受と兼用させることができ、コストの増大を招くことなく、より安定且つ信頼性の高い変速機構を実現できるようになる。
【００４１】
ケーシング３９の一端側３９ｃ及び他端側３９ｄが、外方に向けた凸状の曲面で上縁部３９ａ及び下縁部３９ｂの端部より内側に連なるように形成され、上縁部３９ａ及び下縁部３９ｂの端部近傍に、当該減速機３０を取付架台１１ａに取り付ける取付部４６が形成され、当該取付部４６にボルト孔が形成され、中央部に位置決め用のピン孔４７が形成されている。
【００４２】
上述のように構成されているので、減速機３０用の架台を設ける必要が無く、減速機３０を本体フレーム１０の一側部に固定することにより設置スペースが小さくなり、且つ、減速機３０の出力軸３７と破砕ロータ５の回転軸５０の位置出しが容易に行なえるようになる。しかも、中空の出力軸３７に破砕ロータ５の回転軸５０の一端側を嵌着して、当該回転軸３７を減速機３０の軸受４５で支持できるので、軸受の個数を減らすことができる。
【００４３】
そして、減速機３０の出力ギア３６が、出力軸３７に破砕ロータ５の回転軸５０が嵌着される側に偏在するように配置されているため、動力の伝達バランスに優れ、稼動時に発生する振動を効果的に抑制することができ、出力ギア３６が偏在する側に他方の軸受４４より耐軸荷重が大きな軸受４５を装着することにより、コストの増大を招くことなく、より安定且つ信頼性の高い破砕装置を実現できる。
【００４４】
減速機３０は中心線ＣＬに対して上縁部３９ａ側と下縁部３９ｂ側が対称の形状であるので、中心線ＣＬ周りに１８０度回転させ、上縁部３９ａを底面とし取付架台１１ａに取付けることができるため、本体フレーム１０の何れの側部にでも設けることができる。
【００４５】
さらに、減速機３０には、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ケーシング３９の両側内壁に、上述した軸受４０，４１，４２，４３，４４，４５を凹部で支持するためのリブ６０が連接するように突出形成され、リブ６０の一部がケーシング３９の上縁部３９ａに向けて延出形成された延出部６１が形成されている。なお、ケーシング３９内には、入力軸３１の軸受４０，４１の一部が浸る程度の潤滑油が封入されている。なお、本実施形態では、リブ６０を用いて潤滑油を案内する構成について説明したが、潤滑油を案内できるものであればリブに限られるものではない。
【００４６】
上縁部３９ａと下縁部３９ｂが一端側３９ｃから他端側３９ｄに間隔が次第に狭まるようにケーシング３９が形成されているため、ケーシングの容積を小さくして、ケーシング内に封入する潤滑油の油量を少なくすることができるようになる。
【００４７】
対向配置された延出部６１間に渡って樋状の案内部材６２が配置され、ギア３６の歯部でかき上げられた潤滑油を受けて、延出部６１に沿ってリブ６０上に潤滑油を案内するように構成されている。案内部材６２の長手方向の縁部のうち、潤滑油の受け側と反対側中央に取付板が溶着され、当該取付板を介してケーシング３９の上縁部３９ａ及び下縁部３９ｂ夫々の内壁に形成された取付部（取付孔等）にビス止め或は溶着されている。
【００４８】
案内部材６２は、ギア３６の歯部でかき上げられた潤滑油をケーシング３９の両側内壁に均等量案内するように、ギア３６の歯幅間の所定位置でケーシング３９の前縁側３９ｅ、後縁側３９ｆの内壁に向かって傾斜するように形成されていることが好ましいが、水平姿勢であってもよい。ギア３６の歯幅間の所定位置とは、ギア３６が平歯ギアである場合にはギア３６のセンター位置、ギア３６がはすばギアである場合にはギア３６のセンター位置から潤滑油のかき上げられる方向に偏った位置である。
【００４９】
リブ６０が連接された凹部には平板６３が溶着され、案内部材６２からリブ６０に沿って流出した潤滑油を滞留させる油溜り６４か形成され、油溜り６４から軸受４２，４３，４４，４５に潤滑油を供給する供給経路６５，６６が形成されている。
【００５０】
従って、ギア３６が回転軸３７に沿って何れかに偏在するように配置される場合であっても、案内部材６２に受けられた潤滑油が、リブ６０に形成された油溜り６４に滞留され、供給経路６４，６５に沿って軸受４２，４３，４４，４５に潤滑油が供給されるので、ケーシング３９の形状を大きくすること無く、左右の軸受に十分な潤滑油を供給することができるようになる。
【００５１】
なお、リブ６０、延出部６１、案内部材６２、平板６３、油溜り６４、供給経路６５，６６は、中心線ＣＬに対して上縁部３９ａ側と下縁部３９ｂ側が対称の形状に形成することで、上縁部３９ａ、下縁部３９ｂのどちらを底面にして設置しても、軸受４２，４３，４４，４５に潤滑油を供給することができる。
【００５２】
従って、負荷側の機器の何れの側に取り付ける場合であっても兼用でき、且つ、部品コストを低減することが可能で、煩雑な在庫管理を要しない減速機構を提供することができるようになる。
【００５３】
当該減速機構３０が、下端部３９ｂと上端部３９ａの何れを底面にして設置されるのかが製造時に予め判明している場合には、上述した案内部材６２、平板６３は必要な一方のみが組み込まれるが、ケーシング３９には、不要な他方の案内部材と平板の取付部、及び供給経路が形成されている。上述した取付部４６に形成されるボルト孔や位置決め用のピン孔４７も同様に、必要な一方のみが形成される。
【００５４】
上述した実施形態では、両端が減速機３０のケーシング３９に装着された軸受４４，４５で支持された中空の出力軸３７に破砕ロータ５の回転軸５０の一端側５０ａを嵌着した構成を説明したが、図７に示すように、破砕ロータ５の回転軸５０の一端側５０ａを減速機３０のケーシング３９に装着された軸受４４，４５で支持し、回転軸５０の他端側５０ｂを本体フレーム１０の他側部１０ｂに固定された軸受１２で支持するように構成してもよい。
【００５５】
この場合にも、回転軸５０を駆動する出力段のギア３６が本体フレーム１０の一側部側に偏在するように回転軸５０に嵌着され、減速機３０のケーシング３９に装着された一対の軸受４４，４５のうち、出力ギア３６が偏在する側に他方の軸受４４より耐軸荷重が大きな軸受４５が装着されていることが好ましい。なお、ギア３６と回転軸５０は、ギア３６の内周の凹部と回転軸５０の外周の凸部が係合することで固定される。
【００５６】
上述した実施形態では、破砕ロータ５の回転軸５０を支持する軸受１２及び軸受４５について、特に明示しなかったが、玉軸受、ころ軸受、すべり軸受等適宜選択することができる。
【００５７】
上述した実施形態では、軸受１２を本体フレーム１０の側面外部に備える構成について説明したが、軸受１２は本体フレーム内部に備えても良く、この場合も回転軸５０の他端は減速機３０の軸受４５で軸支することで、本体に軸受を２つ備えずに済むため、一軸剪断破砕機の小型化が図れる。
【００５８】
以上説明した一軸剪断破砕機や、減速機及びその軸受等の具体的構成は実施形態の記載に限定されるものではなく、本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明による破砕装置の概略図
【図２】本発明による破砕装置の正面図
【図３】本発明による破砕装置の平面図
【図４】本発明による破砕装置の左側面図
【図５】（ａ）は、減速機の要部説明図、（ｂ）は、減速機の正面図
【図６】（ａ）は、減速機の要部説明図、（ｂ）は、減速機の正面図
【図７】別実施形態を示し、破砕装置の回転軸と減速機の連結構造を示す要部説明図
【図８】（ａ）は、従来の破砕装置の説明図、（ｂ）は、従来の破砕装置の説明図
【図９】従来の破砕装置の説明図
【符号の説明】
【００６０】
１：一軸剪断破砕装置
２：受入ホッパ
３：プッシャ
４：台板
５ａ：破砕刃
５：破砕ロータ
６：固定刃
７：固定刃
５ｖ：溝
５ｂ：取付座
５ａ：回転刃
６：第一固定刃
７：第二固定刃
８：スクリーン機構
９：排出ホッパ
１０：本体フレーム
１０ａ：一側部
１０ｂ：他側部
１１ａ：取付架台
１１ｂ：取付架台
１２：軸受
１３：プーリ
１４：Ｖベルト
３０：減速機
３１：入力軸
３１Ａ：動力入力部
３２：第一ギア
３３：第二ギア
３４：回転軸
３５：第三ギア
３６：第四ギア
３７：出力軸
３７Ａ：動力出力部
３９：ケーシング
３９ａ：上縁部
３９ｂ：下縁部
３９ｃ：一端側
３９ｄ：他端側
３９ｅ：前縁部
３９ｆ：後縁部
４０：軸受
４１：軸受
４２：軸受
４３：軸受
４４：軸受
４５：軸受
４６：取付部
４７：ピン孔
５０：回転軸
５０ａ：一端側
５０ｂ：他端側
６０：リブ
６１：延出部
６２：案内部材
６３：平板
６４：油溜り
６５：供給経路
６６：供給経路
１００：破砕処理部
３００：減速ギア機構
ＣＬ：中心線
Ｍ：電動機
Ｐ１：軸心
Ｐ２：軸心
Ｐ３：軸心
【図１】
0005328201.tif 000002
【図２】
0005328201.tif 000003
【図３】
0005328201.tif 000004
【図４】
0005328201.tif 000005
【図５】
0005328201.tif 000006
【図６】
0005328201.tif 000007
【図７】
0005328201.tif 000008
【図８】
0005328201.tif 000009
【図９】
0005328201.tif 000010