(57)【要約】分解性又は非分解性材料の物品を粉砕する装置。その場合、装置はモーター(２)により駆動される回転可能なナイフユニット（１）を有し、チャンバー（４）内のナイフユニットの回転でナイフユニットのブレード（５１）がチャンバー壁に沿って動くように設計されている。かつ、その場合、少なくとも壁の一部が有孔部（５）を有している。ナイフユニット（１）は機械的動力伝達装置（７）を介してモーター（２）により駆動される。動力伝達装置（７）はチャンバー内でナイフがジャムになった場合に、又は、事前決定された作動抵抗を超えた場合に、ナイフユニットへの装置からの動力伝達を少なくとも部分的に切り離すように設計されている。その動力伝達装置（７）はフライホイール(８)を含み、そのフライホイール（８）は前記のナイフユニットがジャムになった場合、又は、作動抵抗を超えた場合、ナイフユニットの回転質量から少なくとも一部を機械的に切り離す。ナイフ装置（１）の運転は機械的動力伝達装置（７）を介してモーター(２)により行われ、その動力伝達装置（７）はその一部としてフライホイール（８）と遠心力作用のクラッチ機構（９）を含み、クラッチ機構（９）はフライホイール（８）が事前決定された回転速度に達したときにカップリング装置（１０）と、それゆえ、ナイフユニット（１）との突然の動力伝達用係合を受けるようになっている。
2006527653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解性又は非分解性の材料を粉砕するための装置で、その装置が、その一部としてフライホイール（８）を含む機械的動力伝達装置（７）を介してモーター（２）により駆動される回転可能なナイフユニットの形をした機能ユニットを有し、
−機能ユニットがナイフブレード（５１）を有し、ナイフブレード(５１)がチャンバー（４）内での回転時にチャンバー壁に沿って動くように設計され、その壁の少なくとも一部が有孔部を有すること、
−機械的動力伝達装置（７）がカップリング装置（１０）と、それゆえ、ナイフユニット（１）と突然の動力伝達用係合を行なえるクラッチ（９）の形の機構を含むこと、
を特徴とする装置。
【請求項２】
−その動力伝達用係合が、その機構内のフライホイール（８）が事前決定された回転速度に達したときに生じること、
を特徴とする請求項１に開示された装置。
【請求項３】
−機能ユニットがジャム、又は、事前決定された作動抵抗を超えた場合、動力伝達装置からナイフユニットの回転質量への動力伝達の少なくとも部分的な切離しにより、前記機構が動作停止するように設計されていること、
を特徴とする請求項１又は２に開示された装置。
【請求項４】
−その機構が遠心力制御されること、
を特徴とする請求項１、２又は３に開示された装置。
【請求項５】
−モーターの通常回転方向を逆転することにより、又は、フライホイールの回転を停止することで、又は、フライホイールの回転速度が事前決定された切離しのしきい値を下回った場合に、その機構が動作停止するように設計されていること、
を特徴とする請求項３又は４に開示された装置。
【請求項６】
−その機構の係合時間をフライホイールの回転速度の関数として調節可能であること、
を特徴とする請求項１、２、３、４又は５に開示された装置。
【請求項７】
−カップリング装置は調節可能なスリップカップリングから成っていること、
を特徴とする請求項１−６の１以上で開示された装置。
【請求項８】
−その機構は、フライホイールが一定の回転速度に達しているとき、フライホイールと、カップリング装置を介して機能ユニットへのその後の機械的伝達部の間で突然の係合を生じるように設計されたこと、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項９】
−機能ユニット単独の回転エネルギーが、モーター、フライホイールを含む動力伝達装置、及び、ナイフユニットにより代表される全回転エネルギーの２−５０％を占めていること、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項１０】
−前記ナイフブレードが機能ユニットの回転軸と角度を形成していること、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項１１】
−前記ナイフブレードが交換可能及び(又は)調節可能であること、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項１２】
−その機能ユニットがハブから成り、そのハブからアームが突出していて、そのアームの外側端部が前記ナイフブレードへの取付部を形成していること、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項１３】
−ハブとアームが軽量材料例えばアルミニウム又は強化プラスチックの一体成形になっていること、
を特徴とする請求項１２で開示された装置。
【請求項１４】
−ハブとアームが軽量材料例えばアルミニウム又は強化プラスチックの２個の成形された同一の結合可能な部品から形成されていること、
を特徴とする請求項１２で開示された装置。
【請求項１５】
−その機構が、案内装置（２８’、２８”、２９’、２９”、３２、３３）に取付けられた、１以上の可動で、ばね荷重を受けた、係合ブロックから成ること、
−そのブロック(単数又は複数)が、フライホイールの回転が上昇した際の遠心力により、半径方向外側に、徐々に又は突然に、及び、前記の事前決定された回転速度で動いて、係合手段例えばカップリング装置の回転部品(３７)上のブロック（単数又は複数）例えば機能ユニットへのその後の接続部を形成している回転プレートと係合するように設計されていること、
を特徴とする請求項１−１４の１以上で開示された装置。
【請求項１６】
−前記のナイフブレードがチャンバー壁に沿って回転するときに、チャンバー壁に取付けられた少なくともひとつの受け刃（５４）を通過して動くように設計されていること、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項１７】
−受け刃の位置が調節可能であること、
を特徴とする請求項１６で開示された装置。
【請求項１８】
一対のブロックを用いていて、
−案内装置はその一対のブロックに共通した関節のあるアーム装置から成り、その関節のあるアームがフライホイールにピボットとして締結されていること、
を特徴とする請求項１５で開示された装置。
【請求項１９】
−少なくとも一対の対向して配置された係合用ブロックを設けること、
を特徴とする請求項１５で開示された装置。
【請求項２０】
モーター（２）から機能ユニット（１）に、動力伝達装置（７）の一部を形成しているフライホイール（８）を介して動力を伝達するための装置で、
−伝達装置（７）がその一部としてカップリング装置（１０）と突然の動力伝達用係合をするための手段を有するクラッチ（９）の形で機構（９）を含み、かつ、その中で、クラッチ機構（９）が機能ユニットとのその後の結合を形成していること、及び
−該機構（９）が、案内装置（２８’、２８”、２９’、２９”、３２、３３）に、バネ荷重を受けて設置されている、１つ以上可動の係合ブロック（２８、２９）からなること、
を特徴とする装置。
【請求項２１】
−機能ユニット（１、４）への動力伝達が、フライホイール（８）の回転速度が規定のしきい値を超えるときに生じるように設計されること、
−ブロック（単数又は複数）が、フライホイールの回転速度が上昇した際の遠心力により、徐々に又は突然に半径方向外側に動き、及び、前記事前決定された回転速度で、係合手段（３７、３７’）例えば、カップリング装置（１０）の回転部品（３７）上のブロック（単数又は複数）、例えば、動力伝達装置の一部であり、かつ、機能ユニット（１）へのその後の接続部を形成している回転プレートと係合するように設計されていること、
を特徴とする請求項２０で開示された装置。
【請求項２２】
−モーターの通常回転方向を逆転することにより、又は、フライホイールの回転を停止することで、又は、フライホイールの回転速度が事前決定された切離しのしきい値を下回った場合に、前記機構が動作停止するように設計されていること、
を特徴とする請求項２１に開示された装置。
【請求項２３】
−その機構の係合時間が、フライホイールの回転速度の関数として調節可能であること、
を特徴とする請求項２０、２１又は２２に開示された装置。
【請求項２４】
少なくとも一対のブロックを用いていて、
−案内装置が、その一対のブロックに共通な関節のあるアーム装置から成っていて、その関節のあるアームがフライホイールにピボットとして結合されていること、
を特徴とする請求項２0に開示された装置。
【請求項２５】
−少なくとも一対の対向して配置された係合ブロックを設けること、
を特徴とする請求項２０で開示された装置。
【請求項２６】
−カップリング装置は調節可能なスリップカップリングから成っていること、
を特徴とする請求項２０−２５の１以上で開示された装置。
【請求項２７】
−フライホイールの機械的伝達機構の係合又は切離しを行うことが遠心力に基づくこと、
を特徴とする請求項２０−２６の１以上で開示された装置。
【請求項２８】
−動力伝達装置が、事前決定された作動抵抗を超える場合に、その装置から機能ユニットへの動力伝達の切離しをするために、前記機構の少なくとも部分的な動作停止を生じるように設計されていること、
−前記動作停止にはフライホイールが関わり、フライホイールの回転エネルギーがカップリング装置から機械的に切離されること、
−前記フライホイールの回転エネルギーの切離しが遠心力で制御されること、
を特徴とする請求項２０−２７の１以上で開示された装置。
【請求項２９】
ａ）容器の形の物品、例えば、瓶、缶、飲料用カートン、トレー又はボックス及び同じものの付属品、
ｂ）プラスチック材料、ガラス、軽金属又は薄い金属例えばブリキから作られた物品、
ｃ）生物学的に分解性の材料、例えば、樹木、植物、植物の屑、板紙、デンプンベースの材料、及び、セルロースベースの材料の物品、
ｄ）板紙、デンプンベースの材料、及び、セルロースベースの材料から選ばれた生物学的に分解性の材料による容器、
から成るグループから選択された物品の粉砕又は圧縮をするために、前記モーター駆動の機能ユニットの助けを受けて、請求項１−２８の適当な１以上で開示された装置の利用。
【請求項３０】
回収機内の物品を取り扱い又は処理するための請求項２９に記載の利用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分解性又は非分解性材料を粉砕するための装置に関していて、その装置は、その一部としてフライホイール(flywheel)を含む機械的動力伝達装置を介してモーター(motor)により駆動される回転式ナイフユニット(knife unit)の形になっている機能ユニットを有している。
【０００２】
さらに、本発明は、モーターから機能ユニットへ、動力伝達装置に組込まれて一部になっているフライホイールを介して動力を伝達するための装置に関する。
【０００３】
さらに、本発明はその装置の利用に関する。
【背景技術】
【０００４】
分解性又は非分解性材料の物品を粉砕するために、例えば、さらに再利用し、循環し又はエネルギーを回収するように材料を調製するべくプラスチック材料及び金属を小破片に分断するために、多種の装置が既に知られている。
【０００５】
この種の装置は、典型的に、外周に取付けられた複数の切断用ブレード(blade)を有したローター(rotor)から成っていて、その各ブレードの刃先はローターの軸に並行に伸びている。各ブレードは１以上の固定したナイフに対して切断する。あるパターン(pattern)の貫通孔を有するように作られた濾過用スクリーン(screen)が通常ローターの下に置かれていて、切断した破片を受取って、それらが適当なサイズ(size)に達しているとき、造粒機を通過できるようにする。
【０００６】
既存のこの種の粉砕装置の寿命による費用がそのような装置をリサイクル(recycle)作業に用いる障害になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、従来技術の装置よりも寿命による費用を実質的に低くした粉砕装置を提供することである。さらに、本発明により提供された粉砕装置が、ローターのジャム(jam)を生じた場合、又は、他の破損を生じた場合、例えば、異物がカッティング・チャンバー(cutting chamber)に入って、ローターが顆粒で詰まり、又は、突然停止した場合に生じる問題に対応することを目指している。さらに、本発明は、この状態で、用いられているナイフと受け刃及びローターとローターハウジング(rotor housing)の永久損傷を防止することを目指している。それゆえ、異物が除去されたら直ちに装置を運転できることを目指している。原則として、このことは以前には可能でなかった。
【０００８】
本発明に基づくと、上記粉砕装置は、機能ユニットがチャンバー内で回転し、チャンバー壁に沿って動くように設計されたナイフ・ブレードを有し、少なくとも一部の壁が有孔部を有し、かつ、機械的動力伝達装置がカップリング(coupling)装置と、それゆえ、ナイフユニットと突然の動力伝達用係合を行うクラッチの形になった機構を含んでいることを特徴とする。
【０００９】
この装置の別の実施例は従属請求項２−１９に開示されている。
【００１０】
その動力伝達装置は本発明に基づく特徴を有し、前記動力伝達装置はその一部としてクラッチの形の機構を含み、そのクラッチは、カップリング装置と突然の係合をするための手段を有している。その場合、そのクラッチ機構はさらに機能ユニットとの結合を形成し、かつ、その前記機構が１以上の可動の係合ブロック(block)から成り、そのブロックがばね荷重を受けて案内装置に取付けられている。
【００１１】
動力伝達装置の別の実施例は従属請求項２１−２８に開示されている。
【００１２】
粉砕装置及び動力伝達装置の利用は請求項２９及び３０に詳細に開示されている。
【００１３】
ここでは、本発明を添付図面を参照して例示の形で説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１−６は、回転式ナイフユニット１を示していて、ナイフユニット１は上部３と下部４から形成されたチャンバー内でモーター２により駆動される。図３−６に示すように、チャンバーの少なくとも一部の壁は有孔部５を有している。ナイフユニット１はモーター２により例えばベルト駆動部６により機械的動力伝達装置７を介して駆動される。動力伝達装置７は図１２を参照して、より詳細に説明する。動力伝達装置７はナイフユニットがチャンバー内でジャムになったとき、又は、事前決定された作動抵抗を超えた場合、装置７からナイフユニット１への伝達を少なくとも部分的に切り離す。それにより、ナイフユニット１の損傷を実質的に低減する。動力伝達装置７はフライホイール８を有し、前記ナイフユニットがジャムになった場合、又は、事前決定された作動抵抗を超えた場合、機械的動力伝達部からナイフユニット１の回転質量への連結を少なくとも部分的に切り離すように配置されている。
【００１５】
図１２及び図１３−１８と関連して、より詳細に説明するが、動力伝達装置７とフライホイール８の結合は、遠心力をベース(base)としたクラッチ機構９が図１２により詳細に示すように、カップリング装置１０との突然の動力伝達用係合に備えている。それゆえ、ナイフユニットはフライホイール８が事前決定された回転速度に達すると直ちに回転する。
【００１６】
図１７及び１８に関連して、より詳細に図示し、説明すると、クラッチ機構はモーター２の通常回転方向を逆転することにより（図１４の矢印A参照）、又は、フライホイールの回転を停止することにより、又は、フライホイールの回転速度が事前決定された切離し用しきい値を下回って低下した場合、動作しなくなるように設計されている。
【００１７】
クラッチ機構９の個々の要素を図１２に示す。これには前記フライホイール８及びフライホイール８と軸３６の境界を形成しているベアリング(bearing)１１、１２が含まれる。軸アダプター(adapter)用ブッシング(bushing)１３は円形軸の周りにキー溝と択一的に取付けるためにある。参照番号１４は解除スイッチを示し、参照番号１５はねじを示す。参照番号１６、１７、１８、１９はそれぞれ圧縮ばね、圧縮ばねの座、ナット及びねじを示す。参照番号２０は解除ばね１６のカバーを示す。そして、参照番号２１はこのカバーをスイッチ１４に固定するねじを示す。
【００１８】
参照番号２２はスイッチ１４と同様の解除スイッチを示す。そして、参照番号２３は同じものに対する固定ねじを示している。
【００１９】
参照番号２４及び２６はベアリング部品を示し、参照番号２５及び２７はOリングである。参照番号２８及び２９は遠心作用のスライドを示す。参照番号３０、３１はそれぞれワッシャーとナットを示す。部品３２、３３は連結棒で、参照番号３４、３５は固定ピンをを示す。部品３６は遠心作用の軸である。カップリング装置１０にはトルク伝達部品３７が含まれる。参照番号３８及び３９は摩擦ディスクを示し、参照番号４０はゆるくはめ込まれたブレーキ・ディスクである。ディスク４０は遠心作用の軸３６の周縁部分と係合する。さらに、ばねで予荷重を受けたディスク４１を設けていて、皿ばね４２が前記ばね張力を与えている。支持部４３が皿ばね４２に設けられていて、支持部４３がねじ４４により取付可能になっている。安全カバー４５が設けられ、ねじ４６によりフライホイール８に固定される。
【００２０】
ナイフユニットはピボット(pivot)４７を有し、（図７参照）、そのピボットは軸３６にボルト締めされるか、又は、軸３６に直接係合するために非円形の断面を有している。
【００２１】
例えば、図７に示すように、ナイフユニット１の各端部にはベアリング４８、４９が設けられている。ナイフユニットのナイフ５０、５１は複数のアーム(arm)５２に標準のナットとねじの結合により適当に締結される。それは参照番号５３、５３’により示されている。
【００２２】
クラッチ機構９の係合時間はフライホイールの回転速度の関数として調節できる。例えば、これは図１２に示すようにばね１６の予荷重を調節することにより行なえる。摩擦ディスク３８、３９による典型的な摩擦結合がカップリング装置内で示されるけれども、これらのディスクとディスク４０との結合は、図１２に示す全体的な技術的解決策が与えられていれば、それ自体技術的に明らかな修正の結果として、スリップ(slip)カップリング、フリー(free)カップリング、又は、マグネチック(magnetic)カップリングを選択肢として形成できることは理解されよう。カップリング装置の有効性は皿ばね４２の予荷重を調節することにより、調節できる。
【００２３】
遠心力をベースとしたクラッチ機構９は図１３−１８を詳細に見ることにより、より明らかに理解されよう。クラッチ機構の目的は、フライホイール８が一定の回転速度に達すると、カップリング装置１０を介してナイフユニット１にさらに伝達するために、フライホイール８とトルク伝達部品３７のような別の機械的伝達部品の間で係合が行われることである。
【００２４】
本発明の重要な側面は、ナイフユニットの回転エネルギーはモーター２、フライホイール８を含む動力伝達装置７、実際のナイフユニット１に代表される全回転エネルギーの２−５０％に過ぎないということである。ナイフユニットの回転エネルギーをそのように低くしているポイント(point)は、ユニットがジャムになった場合、又は、事前決定された作動抵抗を超えた場合に、ナイフユニットへの損傷を低減することである。
【００２５】
図１−６に示すように、ナイフユニットのブレードはナイフユニットの回転軸に実質的に平行に配置されている。しかしながら、図７−１１に示すブレード５０、５１のように、ナイフユニットのブレードは、図８に示したように、ナイフユニットを上から見たときに、ナイフユニットの回転軸と僅かな角度を形成しうる。同様に、図１１に示すように、ナイフユニット１を側面から見たとき、ナイフユニットの回転軸と角度を形成している。側面から見ると、ナイフユニットのブレード５０、５２がナイフユニットの回転軸と角度を形成しているので、ナイフブレード５０、５１の刃先が、部分３、４から形成されたチャンバー内で刃先５４を徐々に通過することが図１、２及び４−６からも明らかであろう。図７に示すように、ナットとねじの結合を用いることにより、ナイフユニットのブレード５０、５１は交換可能及び（又は）調節可能である。
【００２６】
特に、図７、８及び１１に見られるように、ナイフユニット１はハブ(hub)５５を有し、そこからアーム５２を突出している。かつ、これらのアームはその外端でナイフユニットのナイフ５０、５１への取付部を形成している。
【００２７】
例えば、図７−１１に示すように、ハブ５５とアーム５２を軽量材料例えばアルミニウム又は強化プラスチックで一体成形しうる。図９を調査すれば明らかに理解できるように、ハブ５５とアーム５２を軽量材料例えばアルミニウム又は強化プラスチックの同一で、結合可能な２部品として２個に成形することも考えられる。
【００２８】
クラッチ機構９は１以上の可動で遠心作用のスライド２８、２９を有し、スライド２８、２９は係合ブロック(block)を形成して、ばね装置１６（図１２）によりばね荷重をかけ、案内装置に取付けられる。案内装置は連結棒３２、３３及びボルト３１により取付けられたレバー(lever)２８’、２８”、２９’、２９”から成っているので、スライド又はブロック２８、２９に作用する遠心力がばね１６により生じるばねの力を超えたときに、動くことができる。図１３に示した事例では、他と共に、ブロック２８、２９が突然半径方向外側に動く。想定されている代替案では、選択肢としてばねを例えば部品２８”と連結棒３３の間に、及び、部品２９”、と連結棒３２の間に、適宜配置して、フライホイールの回転速度が高くなると、ブロック２８及び２９が徐々に半径方向外側に動けるようにする。どの解決策でも、そのブロックが事前決定された回転速度で、回転部品３７上の、カム(cam)形の係合手段３７’、３７”例えばブロックと係合する。回転部品３７は図１２及び１３に示すように設計されている。又は、選択肢として、円形板構造から作られ、動力伝達装置の一部となり、さらに機能ユニットに接続する。同時に、ブロック２８，２９もフライホイール上のブロック８’、８”に支えられて、ブロック８，ブロック２８、及び、係合手段３７’又は、ブロック８”、ブロック２９、及び、係合手段３７”の間で直接の荷重伝達が行われる。それゆえ、実際には、アーム部材２８’、２８”、２９’、２９”と連結棒３２、３３上で物理的に循環的荷重を生じることが無い。
【００２９】
図１４はブロック２８、２９が解除され、係合のために外側に動くことができる前のブロック２８、２９の位置を示す。
【００３０】
図１５は特にばね１６により形成された保持機構が解除されて、ブロック２８、２９が突然外側に動き出す直前の位置にあるブロックを示している。
【００３１】
図１６は係合位置のブロック２８、２９を示していて、かつ、その場所で解除機構がばね１６により示されていて、リンケージ(linkage)１４、２２が各部品２８”、２９”の端部から切離されている。
【００３２】
ジャムの場合、又は、機能ユニット例えばナイフユニット１をフライホイール８を介して駆動機構から切離したいと希望する場合、フライホイール８は図１７で矢印Bにより示される反対方向に回転するように作られている。
【００３３】
図１８は、ブロック２８、２９がどのようにして図１４に示した開始位置にほぼ戻るかを示している。
【００３４】
前述のように、図面に示されたナイフユニット１上のブレード５０、５１が、チャンバー壁に沿って回転する際、チャンバー壁上に取付けられた少なくともひとつの受け刃５４を通過して動くように意図している。本発明の好ましい実施例では、受け刃の位置は調節可能であり、さらに、選択肢として受け刃５４を交換可能にしうる。
【００３５】
本発明に基づく機能ユニットが例示したような粉砕機から成っている場合、例えば、プラスチック材料、ガラス、軽金属又は薄い金属から作られている物品を粉砕するのに適当である。
【００３６】
代わりに、粉砕機は、瓶、缶、飲料用カートン(carton)、トレー(tray)又はボックス(box)の形の容器から成る物品の粉砕に、又、選択肢としてそのような容器の付属品の粉砕にも適当である。
【００３７】
さらに、粉砕機は、樹木、植物、植物の屑、板紙、デンプンベース(starch based)の材料、及び、セルロースベース(cellulose based)の材料からの生物による分解可能な材料の物品を粉砕するためにも使用できると考えられる。
【００３８】
好ましい用途で、粉砕機を含む装置が、例えば、カフェイン飲料及び食品用の容器、例えば、瓶、缶、トレー(tray)、ボックス、飲料用カートンのような容器を取扱い、又は処理するために設備又は装置例えばリバース(reverse)自販機内で使用できる。
【００３９】
今回説明した機能ユニットは例えば図１−６で示すような粉砕機に限定して説明されているけれども、機能部品の回転が含まれている、及び、図１２−１８と関連して図示され又説明されている動力伝達装置が特に追加のモーター駆動部と共に含まれている他の解決策から成っていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１−２】異なる側から、かつ、上方から見た粉砕装置を示していて、チャンバーのカバーを取外して装置の詳細を示している。
【図３】図２の装置を下から見ている。
【図４−６】図１、２、３に示したものの分解図である。
【図７】図１−６に示したナイフユニットの変形を示す。
【図８−１１】図７に示したナイフユニットのそれぞれ上面図、断面図、端面図、側面図である。
【図１２】動力伝達装置の詳細を示す。
【図１３】動力伝達装置の遠心作用部の詳細を示す。
【図１４】切離し時の動力伝達装置の遠心作用部を示す。
【図１５】係合状態に近い動力伝達装置の遠心作用部を示す。
【図１６】遠心作用による係合をした動力伝達装置の遠心作用部を示す。
【図１７−１８】動力伝達用係合を解除するための動力伝達装置の遠心作用部の詳細を示す。
【図１】
2006527653.tif 000003
【図２】
2006527653.tif 000004
【図３】
2006527653.tif 000005
【図４】
2006527653.tif 000006
【図５】
2006527653.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006527653.tif 000009
【図８】
2006527653.tif 000010
【図９】
2006527653.tif 000011
【図１０】
2006527653.tif 000012
【図１１】
2006527653.tif 000013
【図１２】
2006527653.tif 000014
【図１３】
2006527653.tif 000015
【図１４】
2006527653.tif 000016
【図１５】
2006527653.tif 000017
【図１６】
2006527653.tif 000018
【図１７】
2006527653.tif 000019
【図１８】
2006527653.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月19日(2005.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解性又は非分解性の材料を粉砕するための装置で、その装置が、その一部としてフライホイール（８）を含む機械的動力伝達装置（７）を介してモーター（２）により駆動される回転可能なナイフユニットの形をした機能ユニットを有し、
−機能ユニットがナイフブレード（５１）を有し、ナイフブレード(５１)がチャンバー（４）内での回転時にチャンバー壁に沿って動くように設計され、その壁の少なくとも一部が有孔部を有すること、
−機械的動力伝達装置（７）がカップリング装置（１０）と、それゆえ、ナイフユニット（１）と突然の動力伝達用係合を行なえるクラッチ（９）の形の機構を含み、前記機構が、案内装置（２８’、２８”、２９’、２９”、３２、３３）に取付けられた、１以上の可動の係合用ブロックを具備し、フライホイール（８）の回転が上昇した際の遠心力により、徐々に、又は、突然に半径方向外側に動き、かつ、事前決定された回転速度で係合手段例えばカップリング装置の回転部分（３７）上のブロック（単数又は複数）例えば機能ユニットへのその後の結合を形成している回転プレートと係合するように設計されていること、
を特徴とする装置。
【請求項２】
−モーターの通常回転方向を逆転することにより、又は、フライホイールの回転を停止することで、又は、フライホイールの回転速度が事前決定された切離しのしきい値を下回った場合に、その機構が動作停止するように設計されていること、
を特徴とする請求項１に開示された装置。
【請求項３】
−その機構の係合時間をフライホイールの回転速度の関数として調節可能であること、
を特徴とする請求項１又は２に開示された装置。
【請求項４】
−カップリング装置は調節可能なスリップカップリングから成っていること、
を特徴とする請求項１、２又は３で開示された装置。
【請求項５】
−その機構は、フライホイールが一定の回転速度に達しているとき、フライホイールと、カップリング装置を介して機能ユニットへのその後の機械的伝達部の間で突然の係合を生じるように設計されたこと、
を特徴とする請求項１−４の１以上で開示された装置。
【請求項６】
−機能ユニット単独の回転エネルギーが、モーター、フライホイールを含む動力伝達装置、及び、ナイフユニットにより代表される全回転エネルギーの２−５０％を占めていること、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項７】
−前記ナイフブレードが機能ユニットの回転軸と角度を形成していること、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項８】
−前記ナイフブレードが交換可能及び(又は)調節可能であること、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項９】
−その機能ユニットがハブから成り、そのハブからアームが突出していて、そのアームの外側端部が前記ナイフブレードへの取付部を形成していること、
−ハブとアームが軽量材料例えばアルミニウム又は強化プラスチックの一体成形になっていること、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項１０】
−その機能ユニットがハブから成り、そのハブからアームが突出していて、そのアームの外側端部が前記ナイフブレードへの取付部を形成していること、
−ハブとアームが軽量材料例えばアルミニウム又は強化プラスチックの２個の成形された同一の結合可能な部品から形成されていること、
を特徴とする請求項１−８の１以上で開示された装置。
【請求項１１】
−前記のナイフブレードがチャンバー壁に沿って回転するときに、チャンバー壁に取付けられた少なくともひとつの受け刃（５４）を通過して動くように設計されていること、
−受け刃の位置が調節可能であること、
を特徴とする前請求項の１以上で開示された装置。
【請求項１２】
一対のブロックを用いていて、
−案内装置はその一対のブロックに共通した関節のあるアーム装置から成り、その関節のあるアームがフライホイールにピボットとして締結されていること、
を特徴とする請求項１で開示された装置。
【請求項１３】
−少なくとも一対の対向して配置された係合用ブロックを設けること、
を特徴とする請求項１で開示された装置。
【請求項１４】
モーター（２）から機能ユニット（１）に、動力伝達装置（７）の一部を形成しているフライホイール（８）を介して動力を伝達するための装置で、
−伝達装置（７）がその一部としてカップリング装置（１０）と突然の動力伝達用係合をするための手段を有するクラッチ（９）の形で機構（９）を含み、かつ、その中で、クラッチ機構（９）が機能ユニットとのその後の結合を形成していること、
−前記機構（９）が１以上の可動の係合用ブロック（２８、２９）から成り、そのブロック（２８、２９）が案内装置（２８’、２８”、２９’、２９”、３２、３３）上に取付けられていること、
−機能ユニット（１、４）への動力伝達が、フライホイール（８）の回転速度が規定のしきい値を超えるときに生じるように設計されること、
−ブロック（単数又は複数）が、フライホイールの回転速度が上昇した際の遠心力により、徐々に又は突然に半径方向外側に動き、及び、前記事前決定された回転速度で、係合手段（３７、３７’）例えば、カップリング装置（１０）の回転部品（３７）上のブロック（単数又は複数）、例えば、動力伝達装置（７）の一部であり、かつ、機能ユニット（１）へのその後の接続部を形成している回転プレートと係合するように設計されていること、
を特徴とする装置。
【請求項１５】
−モーターの通常回転方向を逆転することにより、又は、フライホイールの回転を停止することで、又は、フライホイールの回転速度が事前決定された切離しのしきい値を下回った場合に、前記機構が動作停止するように設計されていること、
を特徴とする請求項１４に開示された装置。
【請求項１６】
−その機構の係合するための時期が、フライホイールの回転速度の関数として調節可能であること、
を特徴とする請求項１４又は１５に開示された装置。
【請求項１７】
少なくとも一対のブロックを用いていて、
−案内装置が、その一対のブロックに共通な関節のあるアーム装置から成っていて、その関節のあるアームがフライホイールにピボットとして結合されていること、
を特徴とする請求項１４に開示された装置。
【請求項１８】
−少なくとも一対の対向して配置された係合ブロックを設けること、
を特徴とする請求項１４で開示された装置。
【請求項１９】
−カップリング装置は調節可能なスリップカップリングから成っていること、
を特徴とする請求項１４−１８の１以上で開示された装置。
【請求項２０】
−フライホイールの機械的伝達用の係合又は切離しを行うことが遠心力に基づくこと、
を特徴とする請求項１４−１９の１以上で開示された装置。
【請求項２１】
−動力伝達装置が、事前決定された作動抵抗を超える場合に、その装置から機能ユニットへの動力伝達の切離しをするために、前記機構の少なくとも部分的な動作停止を生じるように設計されていること、
−前記動作停止にはフライホイールが関わり、フライホイールの回転エネルギーがカップリング装置から機械的に切離されること、
−前記フライホイールの回転エネルギーの切離しが遠心力で制御されること、
を特徴とする請求項１４−２０の１以上で開示された装置。
【請求項２２】
ａ）容器の形の物品、例えば、瓶、缶、飲料用カートン、トレー又はボックス及び同じものの付属品、
ｂ）プラスチック材料、ガラス、軽金属又は薄い金属例えばブリキから作られた物品、
ｃ）生物学的に分解性の材料、例えば、樹木、植物、植物の屑、板紙、デンプンベースの材料、及び、セルロースベースの材料の物品、
ｄ）板紙、デンプンベースの材料、及び、セルロースベースの材料から選ばれた生物学的に分解性の材料による容器、
から成るグループから選択された物品の粉砕又は圧縮をするために機能ユニットが設計され、寸法になっている請求項１−２１の１以上で開示された装置の利用。
【請求項２３】
リバース自販機でグループａ）から選ばれた物品を取扱い又は処理するために設計され、寸法になっていることを特徴とする請求項２２で開示された装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分解性又は非分解性材料を粉砕するための装置に関していて、その装置は、その一部としてフライホイール(flywheel)を含む機械的動力伝達装置を介してモーター(motor)により駆動される回転式ナイフユニット(knife unit)の形になっている機能ユニットを有している。
【０００２】
さらに、本発明は、モーターから機能ユニットへ、動力伝達装置に組込まれて一部になっているフライホイールを介して動力を伝達するための装置に関する。
【０００３】
さらに、本発明はその装置の利用に関する。
【背景技術】
【０００４】
分解性又は非分解性材料の物品を粉砕するために、例えば、さらに再利用し、循環し又はエネルギーを回収するように材料を調製するべくプラスチック材料及び金属を小破片に分断するために、多種の装置が既に知られている。
【０００５】
この種の装置は、典型的に、外周に取付けられた複数の切断用ブレード(blade)を有したローター(rotor)から成っていて、その各ブレードの刃先はローターの軸に並行に伸びている。各ブレードは１以上の固定したナイフに対して切断する。あるパターン(pattern)の貫通孔を有するように作られた濾過用スクリーン(screen)が通常ローターの下に置かれていて、切断した破片を受取って、それらが適当なサイズ(size)に達しているとき、造粒機を通過できるようにする。
【０００６】
既存のこの種の粉砕装置の寿命による費用がそのような装置をリサイクル(recycle)作業に用いる障害になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、従来技術の装置よりも寿命による費用を実質的に低くした粉砕装置を提供することである。さらに、本発明により提供された粉砕装置が、ローターのジャム(jam)を生じた場合、又は、他の破損を生じた場合、例えば、異物がカッティング・チャンバー(cutting chamber)に入って、ローターが顆粒で詰まり、又は、突然停止した場合に生じる問題に対応することを目指している。さらに、本発明は、この状態で、用いられているナイフと受け刃及びローターとローターハウジング(rotor housing)の永久損傷を防止することを目指している。それゆえ、異物が除去されたら直ちに装置を運転できることを目指している。原則として、このことは以前には可能でなかった。
【０００８】
本発明に基づくと、上記粉砕装置は、添付した独立請求項１に示された特徴を有する。
【０００９】
この装置の別の実施例は従属請求項２−１３、２２及び２３に開示されている。
【００１０】
その動力伝達装置は本発明に基づく特徴を有し、添付した独立請求項１４に示された特徴である。
【００１１】
動力伝達装置の別の実施例は従属請求項１５−２３に開示されている。
【００１２】
ここでは、本発明を添付図面を参照して例示の形で説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１−６は、回転式ナイフユニット１を示していて、ナイフユニット１は上部３と下部４から形成されたチャンバー内でモーター２により駆動される。図３−６に示すように、チャンバーの少なくとも一部の壁は有孔部５を有している。ナイフユニット１はモーター２により例えばベルト駆動部６により機械的動力伝達装置７を介して駆動される。動力伝達装置７は図１２を参照して、より詳細に説明する。動力伝達装置７はナイフユニットがチャンバー内でジャムになったとき、又は、事前決定された作動抵抗を超えた場合、装置７からナイフユニット１への伝達を少なくとも部分的に切り離す。それにより、ナイフユニット１の損傷を実質的に低減する。動力伝達装置７はフライホイール８を有し、前記ナイフユニットがジャムになった場合、又は、事前決定された作動抵抗を超えた場合、機械的動力伝達部からナイフユニット１の回転質量への連結を少なくとも部分的に切り離すように配置されている。
【００１４】
図１２及び図１３−１８と関連して、より詳細に説明するが、動力伝達装置７とフライホイール８の結合は、遠心力をベース(base)としたクラッチ機構９が図１２により詳細に示すように、カップリング装置１０との突然の動力伝達用係合に備えている。それゆえ、ナイフユニットはフライホイール８が事前決定された回転速度に達すると直ちに回転する。
【００１５】
図１７及び１８に関連して、より詳細に図示し、説明すると、クラッチ機構はモーター２の通常回転方向を逆転することにより（図１４の矢印A参照）、又は、フライホイールの回転を停止することにより、又は、フライホイールの回転速度が事前決定された切離し用しきい値を下回って低下した場合、動作しなくなるように設計されている。
【００１６】
クラッチ機構９の個々の要素を図１２に示す。これには前記フライホイール８及びフライホイール８と軸３６の境界を形成しているベアリング(bearing)１１、１２が含まれる。軸アダプター(adapter)用ブッシング(bushing)１３は円形軸の周りにキー溝と択一的に取付けるためにある。参照番号１４は解除スイッチを示し、参照番号１５はねじを示す。参照番号１６、１７、１８、１９はそれぞれ圧縮ばね、圧縮ばねの座、ナット及びねじを示す。参照番号２０は解除ばね１６のカバーを示す。そして、参照番号２１はこのカバーをスイッチ１４に固定するねじを示す。
【００１７】
参照番号２２はスイッチ１４と同様の解除スイッチを示す。そして、参照番号２３は同じものに対する固定ねじを示している。
【００１８】
参照番号２４及び２６はベアリング部品を示し、参照番号２５及び２７はOリングである。参照番号２８及び２９は遠心作用のスライドを示す。参照番号３０、３１はそれぞれワッシャーとナットを示す。部品３２、３３は連結棒で、参照番号３４、３５は固定ピンを示す。部品３６は遠心作用の軸である。カップリング装置１０にはトルク伝達部品３７が含まれる。参照番号３８及び３９は摩擦ディスクを示し、参照番号４０はゆるくはめ込まれたブレーキ・ディスクである。ディスク４０は遠心作用の軸３６の周縁部分と係合する。さらに、ばねで予荷重を受けたディスク４１を設けていて、皿ばね４２が前記ばね張力を与えている。支持部４３が皿ばね４２に設けられていて、支持部４３がねじ４４により取付可能になっている。安全カバー４５が設けられ、ねじ４６によりフライホイール８に固定される。
【００１９】
ナイフユニットはピボット(pivot)４７を有し、（図７参照）、そのピボットは軸３６にボルト締めされるか、又は、軸３６に直接係合するために非円形の断面を有している。
【００２０】
例えば、図７に示すように、ナイフユニット１の各端部にはベアリング４８、４９が設けられている。ナイフユニットのナイフ５０、５１は複数のアーム(arm)５２に標準のナットとねじの結合により適当に締結される。それは参照番号５３、５３’により示されている。
【００２１】
クラッチ機構９の係合時間はフライホイールの回転速度の関数として調節できる。例えば、これは図１２に示すようにばね１６の予荷重を調節することにより行なえる。摩擦ディスク３８、３９による典型的な摩擦結合がカップリング装置内で示されるけれども、これらのディスクとディスク４０との結合は、図１２に示す全体的な技術的解決策が与えられていれば、それ自体技術的に明らかな修正の結果として、スリップ(slip)カップリング、フリー(free)カップリング、又は、マグネチック(magnetic)カップリングを選択肢として形成できることは理解されよう。カップリング装置の有効性は皿ばね４２の予荷重を調節することにより、調節できる。
【００２２】
遠心力をベースとしたクラッチ機構９は図１３−１８を詳細に見ることにより、より明らかに理解されよう。クラッチ機構の目的は、フライホイール８が一定の回転速度に達すると、カップリング装置１０を介してナイフユニット１にさらに伝達するために、フライホイール８とトルク伝達部品３７のような別の機械的伝達部品の間で係合が行われることである。
【００２３】
本発明の重要な側面は、ナイフユニットの回転エネルギーはモーター２、フライホイール８を含む動力伝達装置７、実際のナイフユニット１に代表される全回転エネルギーの２−５０％に過ぎないということである。ナイフユニットの回転エネルギーをそのように低くしているポイント(point)は、ユニットがジャムになった場合、又は、事前決定された作動抵抗を超えた場合に、ナイフユニットへの損傷を低減することである。
【００２４】
図１−６に示すように、ナイフユニットのブレードはナイフユニットの回転軸に実質的に平行に配置されている。しかしながら、図７−１１に示すブレード５０、５１のように、ナイフユニットのブレードは、図８に示したように、ナイフユニットを上から見たときに、ナイフユニットの回転軸と僅かな角度を形成しうる。同様に、図１１に示すように、ナイフユニット１を側面から見たとき、ナイフユニットの回転軸と角度を形成している。側面から見ると、ナイフユニットのブレード５０、５２がナイフユニットの回転軸と角度を形成しているので、ナイフブレード５０、５１の刃先が、部分３、４から形成されたチャンバー内で刃先５４を徐々に通過することが図１、２及び４−６からも明らかであろう。図７に示すように、ナットとねじの結合を用いることにより、ナイフユニットのブレード５０、５１は交換可能及び（又は）調節可能である。
【００２５】
特に、図７、８及び１１に見られるように、ナイフユニット１はハブ(hub)５５を有し、そこからアーム５２を突出している。かつ、これらのアームはその外端でナイフユニットのナイフ５０、５１への取付部を形成している。
【００２６】
例えば、図７−１１に示すように、ハブ５５とアーム５２を軽量材料例えばアルミニウム又は強化プラスチックで一体成形しうる。図９を調査すれば明らかに理解できるように、ハブ５５とアーム５２を軽量材料例えばアルミニウム又は強化プラスチックの同一で、結合可能な２部品として２個に成形することも考えられる。
【００２７】
クラッチ機構９は１以上の可動で遠心作用のスライド２８、２９を有し、スライド２８、２９は係合ブロック(block)を形成して、ばね装置１６（図１２）によりばね荷重をかけ、案内装置に取付けられる。案内装置は連結棒３２、３３及びボルト３１により取付けられたレバー(lever)２８’、２８”、２９’、２９”から成っているので、スライド又はブロック２８、２９に作用する遠心力がばね１６により生じるばねの力を超えたときに、動くことができる。図１３に示した事例では、他と共に、ブロック２８、２９が突然半径方向外側に動く。想定されている代替案では、選択肢としてばねを例えば部品２８”と連結棒３３の間に、及び、部品２９”、と連結棒３２の間に、適宜配置して、フライホイールの回転速度が高くなると、ブロック２８及び２９が徐々に半径方向外側に動けるようにする。どの解決策でも、そのブロックが事前決定された回転速度で、回転部品３７上の、カム(cam)形の係合手段３７’、３７”例えばブロックと係合する。回転部品３７は図１２及び１３に示すように設計されている。又は、選択肢として、円形板構造から作られ、動力伝達装置の一部となり、さらに機能ユニットに接続する。同時に、ブロック２８，２９もフライホイール上のブロック８’、８”に支えられて、ブロック８，ブロック２８、及び、係合手段３７’又は、ブロック８”、ブロック２９、及び、係合手段３７”の間で直接の荷重伝達が行われる。それゆえ、実際には、アーム部材２８’、２８”、２９’、２９”と連結棒３２、３３上で物理的に循環的荷重を生じることが無い。
【００２８】
図１４はブロック２８、２９が解除され、係合のために外側に動くことができる前のブロック２８、２９の位置を示す。
【００２９】
図１５は特にばね１６により形成された保持機構が解除されて、ブロック２８、２９が突然外側に動き出す直前の位置にあるブロックを示している。
【００３０】
図１６は係合位置のブロック２８、２９を示していて、かつ、その場所で解除機構がばね１６により示されていて、リンケージ(linkage)１４、２２が各部品２８”、２９”の端部から切離されている。
【００３１】
ジャムの場合、又は、機能ユニット例えばナイフユニット１をフライホイール８を介して駆動機構から切離したいと希望する場合、フライホイール８は図１７で矢印Bにより示される反対方向に回転するように作られている。
【００３２】
図１８は、ブロック２８、２９がどのようにして図１４に示した開始位置にほぼ戻るかを示している。
【００３３】
前述のように、図面に示されたナイフユニット１上のブレード５０、５１が、チャンバー壁に沿って回転する際、チャンバー壁上に取付けられた少なくともひとつの受け刃５４を通過して動くように意図している。本発明の好ましい実施例では、受け刃の位置は調節可能であり、さらに、選択肢として受け刃５４を交換可能にしうる。
【００３４】
本発明に基づく機能ユニットが例示したような粉砕機から成っている場合、例えば、プラスチック材料、ガラス、軽金属又は薄い金属から作られている物品を粉砕するのに適当である。
【００３５】
代わりに、粉砕機は、瓶、缶、飲料用カートン(carton)、トレー(tray)又はボックス(box)の形の容器から成る物品の粉砕に、又、選択肢としてそのような容器の付属品の粉砕にも適当である。
【００３６】
さらに、粉砕機は、樹木、植物、植物の屑、板紙、デンプンベース(starch based)の材料、及び、セルロースベース(cellulose based)の材料からの生物による分解可能な材料の物品を粉砕するためにも使用できると考えられる。
【００３７】
好ましい用途で、粉砕機を含む装置が、例えば、カフェイン飲料及び食品用の容器、例えば、瓶、缶、トレー(tray)、ボックス、飲料用カートンのような容器を取扱い、又は処理するために設備又は装置例えばリバース(reverse)自販機内で使用できる。
【００３８】
今回説明した機能ユニットは例えば図１−６で示すような粉砕機に限定して説明されているけれども、機能部品の回転が含まれている、及び、図１２−１８と関連して図示され又説明されている動力伝達装置が特に追加のモーター駆動部と共に含まれている他の解決策から成っていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１−２】異なる側から、かつ、上方から見た粉砕装置を示していて、チャンバーのカバーを取外して装置の詳細を示している。
【図３】図２の装置を下から見ている。
【図４−６】図１、２、３に示したものの分解図である。
【図７】図１−６に示したナイフユニットの変形を示す。
【図８−１１】図７に示したナイフユニットのそれぞれ上面図、断面図、端面図、側面図である。
【図１２】動力伝達装置の詳細を示す。
【図１３】動力伝達装置の遠心作用部の詳細を示す。
【図１４】切離し時の動力伝達装置の遠心作用部を示す。
【図１５】係合状態に近い動力伝達装置の遠心作用部を示す。
【図１６】遠心作用による係合をした動力伝達装置の遠心作用部を示す。
【図１７−１８】動力伝達用係合を解除するための動力伝達装置の遠心作用部の詳細を示す。
【国際調査報告】
2006527653.tif 000021
2006527653.tif 000022
2006527653.tif 000023