(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤのゴム片を微小片に粉砕するタイヤ粉砕機であって、
回転刃部(1)とこの回転刃部に対向する固定刃(2)とこれらの下方に位置するスクリーン(3)とを備え、
上記回転刃部(1)は、所定の厚さを有する複数個の回転板(11)を、雄スプラインを形成した回転軸(14)によって同心状に積層して構成され、
上記回転板(11)の外周上には、上記回転軸(14)と平行な刃先(12a)を有する脱着可能なバイト(12)が装着してあり、
上記回転板(11)は、上記バイト(12)の刃先(12a)が、両端に位置するこの回転板から中央に位置するこの回転板に向って、回転と逆方向に所定の回転ピッチ角θだけずれるようにそれぞれ積層してあり、
上記回転ピッチ角θは、粉砕後のタイヤのゴム片のサイズ（ミリメータ）を２乗した値を１０で除した値±０．５度となる角度に設定され、
上記固定刃(2)の刃先は直線形状を有し、上記バイト(12)の刃先(12a)の回転軌跡面に対して所定の間隔を置いて設定してあり、
上記スクリーン(3)は、上記回転刃部(1)と上記固定刃(2)とによって粉砕した上記タイヤの粉砕片(20)を通過させる
ことを特徴とするタイヤ粉砕機。
【請求項２】
請求項１において、前記タイヤのゴム片を前記回転刃部(1)と前記固定刃(2)とに導入する入口通路(4a)を備え、
上記入口通路(4a)は、この入口通路の壁面(4b)の一部が上記回転刃部(1)の刃先(12a)の回転軌跡面に沿うような形状に形成してあり、
上記壁面(4b)の一部と上記回転刃部(1)の刃先(12a)の回転軌跡面との間隔(4c)が前記固定刃(2)に近づくにつれて狭くなっていく
ことを特徴とするタイヤ粉砕機。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれかにおいて、前記回転刃部(1)の両側面は、これらと密接摺動する側壁(42,52)に挟まれており、
上記側壁(42,52)の外側と上記回転刃部(1)の回転軸(14)を支える軸受(15)との間には、これらの側壁と上記回転刃部(1)の両側面との摺動面から洩れ出る前記タイヤのゴム粉を収集して排出する排出チャンバー(6)を備えている
ことを特徴とするタイヤ粉砕機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、円筒ドラム形状の回転刃部と平板形状の固定刃とによって、タイヤのゴム片を微小片に剪断粉砕するタイヤ粉砕機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃タイヤをゴム製品に再利用する場合には、この廃タイヤを加熱成形等し易くするために、「特開２０００−３３４３２４号」等で提案した手段により、廃タイヤを例えば３０ｍｍ程度のゴム片に粉砕したうえで、さらにこのゴム片を例えば３ｍｍ程度の微小片に粉砕して使用する。ところで、この微小片に粉砕する手段として、従来から「実用新案登録１８４５４９２号」で提案されている粉砕機がある。この粉砕機は図５〜図６に示すように、柱状形状のロータ本体１１１の外周上に、このロータ本体の回転軸に平行な回転刃１１２を脱着可能なように取り付け、この回転刃の刃先１１２ａを、両端部から中心に向って回転方向と逆向きに傾斜させたものである。
【０００３】
すなわち、このように回転刃１１２の刃先１１２ａを傾斜することにより、第１に、この刃先が両端から中央へ順に固定刃１０２と噛み合うために、ゴム片１１０を微小片に粉砕する際に必要な力が低減でき、第２に、粉砕片が刃先１１２ａ中央に集まり、ロータ本体１１１の両側面とケースとの間から粉砕粉が洩れ出るのを抑制できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこの従来の手段を用いて廃タイヤのゴム片を粉砕する場合には、次の問題があった。第１に、回転刃１１２はロータ本体１１１と脱着可能であり、磨耗時の修理や交換が可能ではあるが、このような長い傾斜部からなる刃先１１２ａを、成形したり再研磨するには多大なコストが掛かる。第２に、回転刃１１２の両端部から中央部への刃先１１２ａの傾斜角度が一定のままでは、ゴムの粉砕後の粉砕片のサイズによって、粉砕処理能力に大きな差が出ることが判明した。したがって、刃先１１２ａの傾斜角度が一定のままで、大きなサイズのゴム片から、一度に細かいサイズのゴム片に粉砕しようとすると、粉砕処理能力が低下する。このため、大きなサイズのゴム片から細かいサイズのゴム片まで効率的に粉砕するためには、粉砕後のゴム片のサイズに応じて、最適な粉砕処理能力が発揮される傾斜角度を変更して、順次段階的に粉砕処理を行なう必要がある。
【０００５】
第３に、粉砕前のゴム片のサイズが小さくなると、回転刃１１２と固定刃１０２の間隙からゴム片が逃げてしまい、粉砕処理能力が低下してしまう。第４に、ロータ本体１１１の両側面とケースとの間から、ゴム粉砕粉が洩れ出るのを完全には防止できないため、このゴム粉砕粉がロータ本体１１１を支持する軸受に押し込まれて、グリース等の潤滑油を吸収してしまう。このため、頻繁に潤滑油の補給が必要になり、これを怠ると軸受が破損する危険がある。
【０００６】
そこで本発明の目的は、回転刃の製造や再研磨等のコストが低く、粉砕前のゴム片のサイズが小さくなっても、粉砕処理能力が低下することを防止でき、さらにゴム粉砕粉の軸受侵入を回避できるタイヤ粉砕機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明によるタイヤ粉砕機の第１の特徴は、回転刃部と、この回転刃部に対向する固定刃と、これらの下方に位置するスクリーンとを備え、この回転刃部は、所定の厚さを有する複数個の回転板を、雄スプラインを形成した回転軸によって、同心状に積層して構成されていることにある。回転板の外周上には、上記回転軸と平行な刃先を有する脱着可能なバイトが装着してある。そしてこの回転板は、バイトの刃先が、両端に位置するこの回転板から中央に位置するこの回転板に向って、回転と逆方向に所定の回転ピッチ角θだけずれるようにそれぞれ積層してある。
【０００８】
上記回転ピッチ角θは、粉砕後のタイヤのゴム片のサイズに合わせて設定され、固定刃の刃先は、直線形状を有し、バイトの刃先の回転軌跡面に対して所定の間隔を置いて設定してある。そしてスクリーンは、回転刃部の下方に設置され、この回転刃部と固定刃とによって粉砕したタイヤの粉砕片を通過させる。
【０００９】
このように発明を構成することにより、次の作用効果を奏することができる。第１に、バイトは、回転板に脱着可能に装着されているため、刃先が磨耗あるいは破損した場合には、回転板を交換、修理することなく、バイトだけを交換あるいは修理するだけで足りる。第２に、回転刃部は、所定の厚さの回転板を複数積層して構成しているため、バイトの刃先は回転板の厚さ分だけ直線形状に成形したもので足りる。したがって、バイトの製作や刃先の再研磨等のコストが大幅に低減できる。
【００１０】
すなわち、図５に示した従来例のように、回転軸方向に長い回転刃１１２を使用する場合は、傾斜させた刃先１１２ａの全ての部分が、直線状の刃先を有する固定刃１０２と一定の間隔で噛み合うようにするためには、この回転刃の外周面を、刃先１１２ａの回転軌跡に一致するような円弧断面形状にする必要がある。したがって、このような回転刃１１２の製作や、刃先１１２ａの再研磨はコストがかかる。一方本発明のように、幅が狭いバイトを所定の回転ピッチ角θだけずらして積層する構造では、このバイト外周面は、刃先の回転軌跡面より回転中心側に傾斜していれば、直線断面形状で足りる。したがって、このような形状のバイトの製作や、刃先の再研磨は極めて容易になる。
【００１１】
第３に、回転板とバイトは、同じ形状のものをそれぞれ回転ピッチ角θをずらして積層する。したがって、１種類の回転板とバイトを準備するだけで足りることになり、製作や修理コストの大幅な低減化が可能になる。また後述するように、粉砕処理能力の低下を防止するためには、粉砕後のゴム片のサイズに合わせて、回転ピッチ角θのずらし量を変更する必要がある。この場合に、例えば各回転板を細かい歯のスプライン軸で同心状に積層する構造を採用すれば、１種類の回転板とバイトだけで回転ピッチ角θのずらし量を変更することができる。
【００１２】
第４に、各回転板は、両端に位置するものから中央に位置するものへと、回転と逆方向にそれぞれ所定の回転ピッチ角θだけずらして積層してあるため、固定刃とは、両端に位置するバイトの刃先から順々に噛み合うことになる。したがって、破砕に要する力が大幅に低減できる。また、粉砕片が中央部に集まり、両端に位置する回転板の外側面と外部ケースとの摺動面から、ゴムの粉砕粉が洩れ出ることを低減できる。
【００１３】
このタイヤ粉砕機の第２の特徴は、前記特徴１に記載した回転ピッチ角θが、粉砕後のタイヤのゴム片のサイズ（ミリメータ）を２乗した値を１０で除した値±０．５度であることにある。
【００１４】
すなわち上述したように、回転ピッチ角θのずらし量が一定の場合には、粉砕後のゴム片のサイズが小さくなると、粉砕処理能力が低下する。したがって粉砕後のゴム片のサイズに合わせて、回転ピッチ角θのずらし量を変更する必要がある。発明者は、この回転ピッチ角θのずらし量について試行錯誤を繰り返し、上述した実験式に基づく回転ピッチ角θのずらし量が、粉砕処理能力の低下を防止することに有効であることを見出した。
【００１５】
このタイヤ粉砕機の第３の特徴は、前記特徴１〜２のいずれかに記載したタイヤのゴム片を、回転刃部と固定刃とに導入する入口通路を備え、この入口通路の壁面の一部が、この回転刃部の刃先の回転軌跡面に沿うような形状に形成してあることにある。そして、この壁面の一部と、回転刃部の刃先の回転軌跡面との間隔が、固定刃に近づくにつれて狭くなっていくように構成してある。
【００１６】
このように発明を構成することにより、ゴム片のサイズが小さい場合であっても、固定刃に近づくにつれて狭くなっていく入口通路を通過する際に圧縮されつつ固定刃に押し込まれるので、粉砕処理能力を向上させることができる。
【００１７】
このタイヤ粉砕機の第４の特徴は、前記特徴１〜３のいずれかの１に記載した回転刃部の両側面は、これらと密接摺動する側壁にはさまれており、これらの側壁の外側と、回転刃部の回転軸を支える軸受との間には、これらの側壁と回転刃部の両側面の両端面との摺動面から洩れ出るタイヤのゴムの粉砕粉を、収集して排出する排出チャンバーを備えていることにある。
【００１８】
このように発明を構成することにより、ゴム粉が軸受に侵入することを防止できる。すなわちゴム片を粉砕する際に発生する細かいゴムの粉砕粉は、回転刃部の両側面と、これに密接摺動するケースの側壁面との間隙から少量が洩れ出る。したがって、この洩れ出るタイヤのゴムの粉砕粉が軸受に到達する前に、排出チャンバーにおいて収集して排出することにより、潤滑油の頻繁な交換や軸受の破損を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜図４に示すタイヤ粉砕機は、サイズが約３０ｍｍタイヤのゴム片１０を、約８ｍｍのサイズの粉砕片２０に粉砕するものである。このタイヤ粉砕機は、回転刃部１と、固定刃２と、スクリーン３とを備えている。回転刃部１は、所定の厚さを有する１１個の鋳鉄製の回転板１１を、それぞれ同心状に積層して構成されている。それぞれの回転板１１の外周上には、回転板１１の回転軸１４と平行な刃先１２ａを有する、脱着可能な高硬度鋼材からなるバイト１２が装着してある。
【００２０】
図３を参照して、バイト１２の回転板１１への装着を説明する。回転板１１の外周には、回転軸を中心として各々６０度の間隔で、６個のバイト１２を装着する突起面１１ａが形成してある。そして突起面１１ａには、ネジ穴１１ｂが形成してある。バイト１２は、幅寸法が回転板１１のリブ幅と同じである縦長形状を有しており、突起面１１ａに形成したネジ穴１１ｂに螺合するボルト１３により、この突起面に装着してある。バイト１２の刃先１２ａは、回転軸１４と平行な直線形状に成形してあり、このバイトの外周面１２ｂは、この刃先から、この刃先の回転軌跡面の内側に向けて傾斜する平面形状に形成してある。
【００２１】
そしてバイト１２の底面は、回転板１１の外周に形成した突起面１１ａと垂直な支え面１１ｃに接している。したがって、後述するように回転板１１を所定の回転ピッチ角θだけずらして積層した場合には、バイト１２の両端は相互に接触して回転軸方向の動きが拘束され、回転方向の動きは突起面１１ａで拘束され、回転中心方向の動きが支え面１１ｃで拘束されるため、このバイトをこの回転板に確実に固定しておくことができる。
【００２２】
図２に示すように回転板１１は、バイト１２の刃先１２ａが、両端に位置するこの回転板から中央に位置するこの回転板に向って、回転と逆方向に所定の回転ピッチ角θだけずれるように積層してある。このピッチ角θは、θ＝「粉砕後のタイヤの平均サイズ（ｍｍ）の２乗」／１０からなる実験式で計算する。この発明の実施の形態では、粉砕後のタイヤの平均サイズは８ｍｍであるため、θ＝８２／１０＝６４／１０＝６．４度となり、四捨五入して６度に設定してある。なお、更にサイズを８から５ｍｍへ、そして５から３ｍｍに、順次粉砕化する場合には、θは、それぞれ四捨五入して３度、１度になる。ただし、θが２．４度以下、すなわち四捨五入したθが３度以下になる場合には、粉砕処理能力への影響が変化しないため、θは３度に設定する。したがって、サイズを５から３ｍｍに粉砕化する場合には、θを３度に設定することになる。
【００２３】
固定刃２は、その刃先が直線形状からなる高硬度鋼材で成形してあり、バイト１２の刃先１２ａの回転軌跡に対して所定の間隔を置いて、入口ケース４と出口ケース５との水平合わせ面の間に、回転軸１４を対称として２個設置してある。したがって、固定刃２を交換あるいは再研磨する場合には、入口ケース４と出口ケース５とを分離すれば容易に脱着できる。なお、図示していないが、固定刃２は、押しネジで水平方向に移動可能になっており、バイト１２の刃先１２ａと、この固定刃の刃先との間隔を調整できるようになっている。
【００２４】
回転刃部１の下方には、ステンレス製の板を半円形状に成形し、所定のサイズの貫通穴３ａを一面に配列したスクリーン３が、左右の回転刃部１の下面にその両端部を密接させて装着してある。この貫通穴３ａの直径は、粉砕後の粉砕片２０のサイズに応じて決められており、この直径以下のサイズの粉砕片だけが下方に通過し、通過しない粉砕片は、回転する回転刃部１によって、スクリーン３の内側半円面上を移動して、再度入口通路４ａ内に戻される。なお、スクリーン３には、所定のメッシュサイズを有する金属網を使用することもできる。
【００２５】
図３に示すように、タイヤのゴム片１０を、回転刃部１と固定刃２とに導入する入口ケース４の入口通路４ａの壁面４ｂには、ブラケット４１が装着してある。そしてブラケット４１の一側面４１ａは、回転刃部１の刃先１２ａの回転軌跡面に沿うように形成してあり、この一側面とこの回転軌跡面との間隔４ｃが、固定刃２に近づくにつれて狭くなるように構成してある。したがって、入口通路４ａに投入されたタイヤのゴム片１０は、回転する回転刃部１によって、順次間隔４ｃに押し込まれて、徐々に圧縮集合されて固定刃２に強制的に供給される。このため、回転刃部１がゴム片を捕捉しないで空回りすることが回避され、破砕処理能力が大幅に向上する。
【００２６】
回転刃部１は、上述したように回転板１１を同心状に積層して構成する。すなわち図２に示すように、回転板１１の中心には、細かい歯の雌スプライン１１ｅが形成してあり、この雌スプラインと嵌合する雄スプラインを形成した回転軸１４により、所定の回転ピッチ角だけずらして同心状に積層する。なお各回転板１１は、平行に機械加工したハブ部の両端で互いに接触し、タイボルト（図示せず。）で軸方向を固定する。そして、このようにして積層した回転刃部１の両側面は、入口ケース４と出口ケース５の側壁４２，５２の内側面に密接して摺動する。
【００２７】
回転刃部１は、入口ケース４と出口ケース５の側壁４２，５２を貫通する、回転軸１４の両端に設けたボールベアリング１５，１５によって支持されている。入口ケース４と出口ケース５の側壁４２，５２の外側面には、中心に回転軸１４の貫通穴を開けた板金製の排出チャンバー６，６がビスによって装着してある。排出チャンバー６，６の底部には、排出管６１，６１が溶接してある。そして、排出チャンバー６，６内には、側壁４２，５２の内側面と、これと摺動する回転刃部１の両側面との間隙から洩れ出るタイヤのゴム粉が収集され、排出管６１，６１から外部に放出される。したがって、回転刃部１の両端面と側壁４２，５２の内側面との摺動面から洩れ出るタイヤのゴム粉が、ボールベアリング１５，１５に侵入するのを防止できる。
【００２８】
図４に、タイヤ粉砕機の全体構造を示す。回転刃部１は、入口ケース４と出口ケース５に収納してあり、この入口ケースと出口ケースとは、それぞれ水平フランジ４３と５３とを有し、これらの水平フランジの一端に設けた回転ジョイント５４を中心として開閉する。入口ケース４の上部には、タイヤのゴム片を投入するホッパー７が連結してあり、出口ケース５の下部は、粉砕片を収集し搬出する基台８に連結してある。なお粉砕片は、基台８に設けた搬出口８１から搬出される。
【００２９】
回転刃部１は、基台８に設けた駆動系９によって回転駆動される。すなわち、回転刃部１の回転軸１４の一端には、プーリー９３が取り付けてあり、このプーリーをベルト９２を介してモーター９１で回転させる。なお、駆動系９は、安全カバー９４で覆ってある。
【００３０】
【発明の効果】
第１に、バイトは回転板に脱着可能に装着されているため、バイトの刃先が磨耗あるいは破損した場合には、回転板を交換、修理することなく、バイトだけを交換あるいは修理するだけで足りる。第２に、回転刃部は、所定の厚さの回転板を複数積層して構成しているため、バイトの刃先を回転板の厚さの直線形状に形成するだけでよい。したがって、バイトの製作や刃先の再研磨等のコストが大幅に低減できる。
【００３１】
第３に、回転板とバイトは、同じ形状のものを回転ピッチ角θをずらして積層する。したがって、一種類の回転板とバイトを準備するだけで足りることになり、製作や修理コストの低減化が可能になる。第４に、回転刃部は、両端に位置するバイトの刃先から順々に固定刃と噛み合うため、破砕に要する力が大幅に低減できる。第５に、回転と逆方向に回転ピッチ角θをずらした回転刃部の中央部に、粉砕片が集まり易くなるので、回転刃部の両端の摺動面から粉砕粉が洩れ出ることを低減できる。
【００３２】
第６に、ゴムの粉砕後のサイズに合わせて、バイトの刃先を最適な回転ピッチ角θのずらし量で積層することにより、粉砕処理能力の向上を図ることができる。第７に、タイヤのゴム片を回転刃部と固定刃とに導入する通路面積を、固定刃に近づくにつれて狭くすることによって、ゴム片のサイズが小さい場合であっても、粉砕処理能力を向上させることができる。
【００３３】
第８に、回転刃部の両側面と、これに密接摺動する側壁の内側面との間隙から洩れ出る細かいゴムの粉砕粉を、排出チャンバーにおいて、軸受に到達する前に収集して排出することによって、潤滑油の頻繁な交換や軸受の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  回転刃部の上面図である。
【図２】  回転刃部の回転中心に垂直な断面図である。
【図３】  回転刃部の回転中心に垂直な拡大断面図である。
【図４】  タイヤ粉砕機の全体図である。
【図５】  従来例による回転刃部の回転中心に垂直な断面である。
【図６】  従来例による回転刃部の拡大斜視図である。
【符号の説明】
１          回転刃部
１１        回転板
１２        バイト
１２ａ      刃先
２          固定刃
３          スクリーン
４          入口ケース
４ａ        入口通路
４ｂ        壁面
４ｃ        間隔
６          排出チャンバー
１０          ゴム片
１４          回転軸
１５          軸受
２０          粉砕片
４２，５２    側壁
【図１】
0003996405.tif 000002
【図２】
0003996405.tif 000003
【図３】
0003996405.tif 000004
【図４】
0003996405.tif 000005
【図５】
0003996405.tif 000006
【図６】
0003996405.tif 000007