(57)【要約】【課題】破砕片がカールしにくく平板状になるよう破砕することができ、破砕片の袋詰めなどにおける収容効率を高めることができるペットボトルなどを破砕する破砕機を提供する。【解決手段】破砕機(A)は、被破砕物を投入するホッパー(3)と、被破砕物を回転刃ローター(5)側へ送る噛み込み機(4)と、外周面が円柱面状であり外周面から刃体(53)が突出している回転刃ローター(5)と、回転刃ローター(5)を駆動する電動モータ(6)と、刃体(53)と協働して被破砕物を破砕する固定刃(7)と、刃体(53)の回転軌跡と所要間隔をおいて沿うよう設けられている摩擦面(29)と、摩擦面(29)と回転刃ローター(5)の外周面との間に形成されている破砕空間部(8)と、摩擦面(29)に設けられており所要の大きさまで細片化した破砕片を排出する排出孔(240)を備えている。【選択図】図３
2007307531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面(55)が本質的に円柱面状であり、外周面(55)から刃体(53)が突出している回転刃ローター(5)と、
回転刃ローター(5)の刃体(53)と協働して被破砕物を破砕する固定刃(7)と、
刃体(53)の回転軌跡と所要間隔をおいて沿うよう設けられている摩擦面(29)と、
摩擦面(29)と回転刃ローター(5)の外周面(55)との間に形成されている破砕空間部(8)と、
摩擦面(29)に設けられており所要の大きさまで細片化した破砕片を排出するスクリーン(24,240)を備えている、
破砕機
【請求項２】
被破砕物を投入するホッパー(3)と、
投入された被破砕物を破砕部である回転刃ローター(5)側へ送る噛み込み機(4)と、
外周面(55)が本質的に円柱面状であり、外周面(55)から刃体(53)が突出している回転刃ローター(5)と、
回転刃ローター(5)を駆動するモータ(6)と、
回転刃ローター(5)の刃体(53)と協働して被破砕物を破砕する固定刃(7)と、
刃体(53)の回転軌跡と所要間隔をおいて沿うよう設けられている摩擦面(29)と、
摩擦面(29)と回転刃ローター(5)の外周面(55)との間に形成されている破砕空間部(8)と、
摩擦面(29)に設けられており所要の大きさまで細片化した破砕片を排出するスクリーン(24,240)を備えている、
破砕機。
【請求項３】
摩擦面(29,23)が開閉可能である、請求項１または２記載の破砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は破砕機に関するものである。更に詳しくは、ペットボトルなどを破砕する破砕機であって、破砕片がカールしにくく、ほぼ平板状になるよう破砕することができ、これによって破砕片の袋詰めなどにおける収容効率を高めることができる破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料、調味料、油脂、酒などの液状製品を収容する容器として、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）などのプラスチック容器が広く使用されている。これらプラスチック容器はリサイクルが可能なので、家庭ゴミとして回収され、繊維製品など様々な製品に加工され再利用されている。
上記加工をする工程においては、運搬や輸送に有利なように、一旦プラスチック容器を破砕して細片化し減容化を図っている。
【０００３】
ペットボトルなど、プラスチック容器を破砕する装置として一例をあげれば、例えば特許文献１記載のペットボトル破砕機がある。
このペットボトル破砕機は、破砕室に設けられている上部左右の回転刃の上方に押し込み用の押し込み軸（回転体）を備え、上記上部左右の回転刃の下方に下部の回転刃を備えている。上部左右の回転刃は回転速度を変えてあり、また下部の回転刃と協働する固定刃も傾斜させてあり、これにより破砕片が詰まりにくくなっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８６７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなペットボトル破砕機には、次のような課題があることがわかった。すなわち、上記破砕機によれば、ペットボトルは比較的広い空間部内部で、いわば開放的に破砕されるようになっている。このため、上記破砕片には、もともと容器形状に凹凸や曲面部分があることに起因するカールしたり大きく曲がった破砕片が多く混じることになる。このため、例えば輸送のために破砕片を大量に袋詰めにしたような場合、破砕片の間にたくさんの空間部が形成されて嵩張るため、収容の効率が極めて悪い。
【０００６】
（本発明の目的）
本発明は、ペットボトルなどを破砕する破砕機であって、破砕片がカールしにくく、ほぼ平板状になるよう破砕することができ、これによって破砕片の袋詰めなどにおける収容効率を高めることができる破砕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】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
【０００８】
本発明は、外周面が本質的に円柱面状であり、外周面から刃体が突出している回転刃ローターと、回転刃ローターの刃体と協働して被破砕物を破砕する固定刃と、刃体の回転軌跡と所要間隔をおいて沿うよう設けられている摩擦面と、摩擦面と回転刃ローターの外周面との間に形成されている破砕空間部と、摩擦面に設けられており所要の大きさまで細片化した破砕片を排出するスクリーンを備えている、破砕機である。
【０００９】
本発明は、被破砕物を投入するホッパーと、投入された被破砕物を破砕部である回転刃ローター側へ送る噛み込み機と、外周面が本質的に円柱面状であり、外周面から刃体が突出している回転刃ローターと、回転刃ローターを駆動するモータと、回転刃ローターの刃体と協働して被破砕物を破砕する固定刃と、刃体の回転軌跡と所要間隔をおいて沿うよう設けられている摩擦面と、摩擦面と回転刃ローターの外周面との間に形成されている破砕空間部と、摩擦面に設けられており所要の大きさまで細片化した破砕片を排出するスクリーンを備えている、破砕機である。
【００１０】
本発明に係る破砕機は、摩擦面が開閉可能であるのがより好ましい。
【００１１】
（作用）
本発明に係る破砕機の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。
【００１２】
破砕機(A)のホッパー(3)にペットボトル（P:被破砕物）を投入すると噛み込み機(4)によって噛み込まれ、回転刃ローター(5)側へ送られる。
ペットボトル(P)は、高速回転する回転刃ローター(5)の刃体(53)と固定刃(7)によって細かく切断され、切断片は摩擦面(29)と回転刃ローター(5)の外周面(55)との間の破砕空間部(8)に次々に送られる。
【００１３】
切断片は、破砕空間部(8)内で摩擦面(29)と回転刃ローター(5)の外周面(55)とに挟まれて強い圧力を受けながら高速で回転する刃体(53)によってさらに細かく切断される。また、切断片はその際の摩擦力によって加熱され、同時に延伸される。このメカニズムは定かではないが、例えばペットボトルなどの材料であるＰＥＴは熱可塑性であるため加熱されることで変形しやすくなり、これにより、もともと容器形状に凹凸や曲面部分があることに起因する切断片の凹凸や曲がりなども延ばされ、破砕片は平板に近い形状になるようである。
【００１４】
上記作用は高速で繰り返し行われ、切断片はさらに細かく破砕されて細片化する。この破砕片が摩擦面(29)を有するスクリーン(24,240)を通過できる大きさになると、順次スクリーン(24,240)を通過して排出され、大きさが同じ程度の破砕片が得られる。しかも、各破砕片は上記したように強い圧力と摩擦力で加熱され延伸されているので、ほとんどが平板状でありカールしたり大きく曲がったりしていない。
【００１５】
摩擦面(29,23)が開閉可能である破砕機(A)は、万一破砕片が摩擦面(29)と回転刃ローター(5)の外周面(55)との間の破砕空間部(8)に詰まったような場合も対応が容易にできる。また、回転刃ローター(5)の刃体(53)の交換その他のメンテナンスも容易にできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る破砕機によれば、回転刃ローターの刃体と固定刃で切断されたペットボトルなどの切断片は、破砕空間部内で摩擦面と回転刃ローターの外周面とに挟まれて強い圧力を受けながら高速で回転する刃体によってさらに細かく切断される。また、切断片はその際の摩擦力によって加熱され、同時に延伸される。
これにより、もともと容器形状に凹凸や曲面部分があることに起因する切断片の凹凸や曲がりなども延ばされるので、平板状でありカールしていない破砕片が得られ、これによって破砕片の袋詰めなどにおける収容効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を図に示した実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は本発明に係る破砕機の一実施の形態を示す斜視説明図、
図２は破砕機の一実施の形態を示す正面側の縦断面図、
図３は破砕機の一実施の形態を示す側面側の縦断面図、
図４は破砕機のケーシング正面側の周板と角曲板を開いた状態の斜視説明図である。
【００１９】
破砕機Ａは、基台１、ケーシング２、ホッパー３、噛み込み機４、回転刃ローター５、電動モータ６、固定刃７、破砕空間部８を備えている。これら各部の大部分は金属製であり、以下の説明では材料について特に説明はしない。以下、各部の構造について詳細に説明する。
【００２０】
基台１は、所要間隔をおいて平行かつ水平に並設された台部材１０、１１を備えている。台部材１０、１１の両端下部には、脚部材１２がそれぞれ鉛直方向に設けられている。
台部材１０、１１には、ケーシング２を構成する側板２０、２１がそれぞれ鉛直方向に取り付けられている。側板２０、２１は、図３に表しているように、異形の多角形状である。
【００２１】
側板２０、２１の下部側の間には、同じくケーシング２を構成する、内面が摩擦面２９となっており、相互につながっているほぼ円弧板状の周板２２、２３、２４、２５が設けられている。周板２２、２３、２４、２５については後述する。
さらに、側板２０、２１の上部側間の正面側には、同じくケーシング２を構成する角曲板２６（八角筒のほぼ四面を利用した形状）が設けられており、側板２０、２１の上部側間の背面側には、同じくケーシング２を構成する傾斜した背面板２７が設けられている。
【００２２】
背面板２７は上記背面側の周板２５と、後述する刃台７０を介して実質的につながり、角曲板２６は上記正面側の周板２２と実質的につながっている。角曲板２６は上面側で分割され、前部側が軸２６０を中心に上下方向に回動可能である。角曲板２６の先部側には、固定具２３１が二箇所に設けられている。
上記側板２０、２１と角曲板２６、背面板２７で形成された空間部２００ａと、側板２０、２１と周板２２、２３、２４、２５で形成された空間部２００は、下部連通口２８でつながっている。また、側板２０、２１、角曲板２６、背面板２７の各上端で形成される上部連通口２８ａには、下部側が窄まったホッパー３が取り付けられている。
【００２３】
上記側板２０、２１と角曲板２６、背面板２７で形成された空間部２００ａには、噛み込み機４の回転体４０が収まるよう設けられている。
噛み込み機４の回転体４０は回転軸４１を有しており、回転軸４１には外形が円柱状で中空のドラム体４１０が固着されている。ドラム体４１０の外周面には、周方向の四箇所に等間隔（９０°間隔）で噛み板４１１が取り付けられている。
【００２４】
各噛み板４１１は、回転方向（図３において右回り方向）に所要角度で前傾するように設けられている。また、噛み板４１１は、各ドラム体４１０の軸線方向における中央部で二分割され、取付位置を左右で４５°ずつずらしてある（図４参照）。
これにより、被破砕物を噛み込む際の各噛み板４１１や後述する油圧モータ４５などにかかる負荷の分散を図っている。
【００２５】
回転軸４１は側板２０、２１の外部側に設けられているアーム部材４２、４２ａの各先部に軸受４３によって軸支されている。アーム部材４２、４２ａの各基部は軸４２０によって回動可能に軸支されている。また、一方のアーム部材４２には、モータ回転軸（符号省略）を回転軸４１に直結して、回転軸４１を駆動する油圧モータ４５が取り付けられている。油圧モータ４５には、後述する電動モータ６で駆動されるオイルポンプ４６から作動油が送られる（オイルラインは図示を省略している）。符号４７は、噛み込み機４の回転体４０を手動で移動させることができるハンドルである。
【００２６】
側板２０、２１には、軸４２０を中心とする円弧状の所要長さの長孔２０１、２１１が相対向して同様に設けられている。回転体４０の回転軸４１は、各長孔２０１、２１１を移動可能に貫通しており、回転体４０はアーム部材４２、４２ａの回動によって、長孔２０１、２１１の範囲において空間部２００ａの内部で移動が可能である。なお、空間部２００ａは、回転体４０が移動可能な範囲において回転体４０の回転に支障のない形状、大きさであることはいうまでもない。
【００２７】
なお、アーム部材４２、４２ａは引っ張りバネ４４によって背面板２７側へ付勢されており、常態においては回転軸４１が長孔２０１、２１１の一端部に当接する位置（回転体４０の噛み板４１１の回転軌跡が背面板２７に当たらない位置）に停止している。そして、被破砕物を噛み込むときには、回転体４０は被破砕物を通すためにバネ４４の引っ張り力に抗して背面板２７から離れる方向に移動する。
【００２８】
上記側板２０、２１と周板２２、２３、２４、２５で形成された空間部２００には、回転刃ローター５が収まるよう設けられている。
回転刃ローター５は回転軸５０を有しており、回転軸５０は側板２０、２１を貫通し軸受５１により軸支されている。回転軸５０の一方側（図２において右側）はやや長く突出させてあり、四本のベルトを掛けることができるプーリー５２が取り付けられている。
【００２９】
なお、基台１の上部の後方側（図３において右側）には、電動モータ６が取り付けられており、その回転軸６０に取り付けられたプーリー６１の間には、四本のベルトＢが適度なテンションをもって掛けられている。本実施の形態では、テンションプーリーは設けられていないが、テンションプーリーを設ける構造とすることもできる。
【００３０】
回転軸５０には、長手方向に等間隔で五箇所にほぼ円板状で同形の基盤５６、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄが軸線方向と直角に固着されている。中央の基盤５６ｂを除く両側の基盤５６、５６ａと基盤５６ｃ、５６ｄには、刃体５３を取り付けるための取付凹部５６０がそれぞれ周方向に等間隔で四箇所ずつ設けられている。基盤５６、５６ａの各取付凹部５６０と基盤５６ｃ、５６ｄの各取付凹部５６０は、周方向において４５°ずらしてある。
【００３１】
また、中央の基盤５６ｂには、刃体５３を取り付けるための取付凹部（符号省略）が周方向に等間隔で八箇所設けられている。基盤５６ｂの取付凹部の位置は、周方向において上記基盤５６、５６ａと基盤５６ｃ、５６ｄの各取付凹部５６０の位置と同じになるように設定されている。
【００３２】
上記各取付凹部５６０（中央の基盤５６ｂの取付凹部も含む）には、基盤５６、５６ａ、５６ｂの間、及び基盤５６ｂ、５６ｃ、５６ｄの間に架け渡すように長方形の板状の取着板５４が固定されている。取着板５４の回転方向（図３において右回り方向）側には、長方形の板状の刃体５３がボルトにより回転方向において所要角度で前傾するようにして固着されている。
【００３３】
各刃体５３の刃先５３０は刃体５３の全長にわたり設けられており、回転軸５０の軸線方向と平行になるようにしてある。これにより、各刃体５３は周方向へ等間隔（９０°間隔）で設けられ、かつ左右側では周方向に４５°ずれた状態で設けられている（図４参照）。これにより、被破砕物を破砕する刃体５３、固定刃７、電動モータ６などにかかる負荷の分散を図っている。
【００３４】
また、基盤５６、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄの外周部には、外周面が全体で本質的に円柱面状になるように外周板５５が溶接などにより固着されて張設されている。
なお、本明細書及び特許請求の範囲で使用している「本質的に円柱面」の用語は、厳密な意味での円柱面（円柱の円周方向の側面）の他、円柱面に近似する形状であれば、表面に多少の凹凸や歪みがあったり、多数の面または平面で構成されるもの、さらには回転軌跡が円柱面状のものも含む意味で使用している。
【００３５】
各外周板５５は、各取付凹部５６０の周方向の一端側と各刃体５３の間に設けられており、全部で八枚が使用されている。なお、各刃体５３の刃先５３０は、各外周板５５の外面（各外周板５５を使用し形成されたドラム状のものの表面）からやや突出させてある。その突出長（突出幅）は特に限定しないが、本実施の形態では７ｍｍ程度である。
【００３６】
上記各刃体５３は、固定刃７と協働してペットボトルなどの被破砕物を切断、破砕することができる。固定刃７は、長方形の板状で背面板２７の下部に設けてある刃台７０にボルトによって固着されている。固定刃７の長さは、図２において二枚の刃体５３を横に並べた長さ（または両端に位置する基盤５６と５６ｄの間隔）とほぼ同じになるよう設定されている。
【００３７】
また、固定刃７の取付方向は、回転刃ローター５の刃体５３と平行であり、かつ刃台７０と同様に背面板２７と平行である。そして、刃体５３の刃先５３０の回転軌跡と、固定刃７の刃先７００の間には、被破砕物の切断、破砕に好適な若干の隙間（本実施の形態においては１ｍｍ程度）が設けられている。
【００３８】
刃体５３の刃先５３０の回転軌跡と、上記周板２２、２３、２４、２５の内面である各摩擦面２９の間には、若干の隙間（本実施の形態では１０ｍｍ程度）が設けられている。周板２２、２３、２４、２５の各摩擦面２９と回転刃ローター５の各外周板５５の外周面との間には空間が形成されており、この部分が破砕空間部８となっている。破砕空間部８の隙間は、本実施の形態においては、１７ｍｍ程度に設定されている。
【００３９】
周板２２、２３、２４、２５のうち、底部の周板２４は、他の周板２２、２３、２５よりやや厚く形成されており、破砕物を排出するためのスクリーンとなっている。スクリーンを形成している排出孔２４０の大きさは、本実施の形態においては２０ｍｍであるが限定はせず、適宜設定が可能である。また、前部側の周板２３は、下部の軸２３０を中心として前後に回動可能であり、閉じて角曲板２６の固定具２３１で固定することにより、上記破砕空間部８が形成できるようになっている。
【００４０】
（作用）
図１ないし図３を参照して本実施の形態に係る破砕機Ａの作用をペットボトルを破砕する場合を例にとり説明する。
【００４１】
電動モータ６を作動させ、これにより回転刃ローター５を回転させ、同時にオイルポンプ４６を駆動する。オイルポンプ４６の駆動により油圧モータ４５が作動し、噛み込み機４の回転体４０が回転する。
【００４２】
破砕機Ａのホッパー３にペットボトルＰを投入すると、ペットボトルＰは噛み込み機４によって噛み込まれ、回転刃ローター５側へ送られる。
ペットボトルＰは、高速回転する回転刃ローター５の各刃体５３と固定刃７によって細かく切断され、切断片は周板２２、２３、２４、２５の摩擦面２９と回転刃ローター５の外周板５５の表面との間の破砕空間部８に次々に送られる。
【００４３】
切断片は、破砕空間部８内で摩擦面２９と回転刃ローター５の周板５５とに挟まれて強い圧力を受けながら高速で回転する刃体５３によってさらに細かく切断される。また、切断片はその際の摩擦力によって加熱され、同時に延伸されて平板状になる。
このメカニズムは定かではないが、ペットボトルＰの材料であるＰＥＴは熱可塑性であるため加熱されることで変形しやすくなり、これにより、もともと容器形状に凹凸や曲面部分があることに起因する切断片の凹凸や曲がりなども延ばされ、破砕片は平板に近い形状になるようである。
【００４４】
上記作用は高速で繰り返し行われ、切断片はさらに細かく破砕されて細片化する。この破砕片がスクリーンである周板２４の排出口２４０を通過できる大きさになると、順次排出孔２４０を通過して排出され、大きさが同じ程度（幅２０ｍｍ程度）の破砕片が得られる。各破砕片は上記したように強い摩擦力で加熱され延伸されているので、ほとんどが平板状でありカールしたり大きく曲がったりしていない。
【００４５】
また、摩擦面２９を有する前部側の周板２３が開閉可能であるので、万一破砕片が摩擦面２９と回転刃ローター５の外周板５５の表面との間の破砕空間部８に詰まったような場合も対応が容易にできる。また、回転刃ローター５の各刃体５３の交換その他のメンテナンスも容易にできる。
【００４６】
なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまで説明上のものであって限定的なものではなく、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するものではない。また、本発明は図示されている実施の形態に限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る破砕機の一実施の形態を示す斜視説明図。
【図２】破砕機の一実施の形態を示す正面側の縦断面図。
【図３】破砕機の一実施の形態を示す側面側の縦断面図。
【図４】破砕機のケーシング正面側の周板と角曲板を開いた状態の斜視説明図。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ  破砕機
１  基台
１０、１１  台部材
１２  脚部材
２  ケーシング
２０、２１  側板
２０１、２１１  長孔
２２、２３、２４、２５  周板
２３０  軸
２３１  固定具
２４０  排出孔
２６  角曲板
２６０  軸
２７  背面板
２８  下部連通口
２８ａ  上部連通口
２９  摩擦面
２００  空間部
２００ａ  空間部
３  ホッパー
４  噛み込み機
４０  回転体
４１  回転軸
４１０  ドラム体
４１１  噛み板
４２、４２ａ  アーム部材
４２０  軸
４３  軸受
４４  バネ
４５  油圧モータ
４６  オイルポンプ
４７  ハンドル
５  回転刃ローター
５０  回転軸
５１  軸受
５２  プーリー
５３  刃体
５３０  刃先
５４  取着板
５５  外周板
５６、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ  基盤
５６０  取付凹部
６  電動モータ
６０  回転軸
６１  プーリー
７  固定刃
７０  刃台
７００  刃先
８  破砕空間部
Ｂ  ベルト
Ｐ  ペットボトル
【図１】
2007307531.tif 000003
【図２】
2007307531.tif 000004
【図３】
2007307531.tif 000005
【図４】
2007307531.tif 000006