(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強材として金属ワイヤ（９）を使用しているタイヤ（１０）から上記金属ワイヤ（９）を分別回収する回収装置において、
上記タイヤ（１０）を破砕する破砕機（１）と、この破砕機（１）で破砕した破砕片（１１）をゴム材（１２）と上記金属ワイヤ（９）に分別する分別機（４）と、この分別機（４）で分別した上記金属ワイヤ（９）を圧縮減容する圧縮機（５）とから構成され、上記圧縮機（５）がスクリューコンベア部（１３）と圧縮部（１４）とから構成され、上記圧縮部（１４）は、その排出口（１９）に向かって徐々に縮径する側壁（１７）を備え、
このスクリューコンベア部（１３）に投入した上記金属ワイヤ（９）を上記圧縮部（１４）に搬送する際に、上記スクリューコンベア部（１３）の回転とともに回転して絡まり合うようにし、この絡まり合った状態のまま、上記圧縮部（１４）の側壁（１７）からの圧縮力を負荷して上記圧縮減容をなし、上記負荷を解除した際に、上記金属ワイヤ（９）がその弾性力によって圧縮減容されていない元の状態に戻るのを、金属ワイヤ（９）が互いに拘束することによって阻止し、圧縮減容された金属ワイヤ（９）の高い圧縮度を維持するようにしたタイヤの金属ワイヤ回収装置。
【請求項２】
上記破砕機（１）を、破砕後の破砕片（１１）の大きさが次第に小さくなる多段の破砕機（１）で構成し、上記タイヤ（１０）の破砕片（１１）を上記多段の破砕機（１）で順次破砕するようにするとともに、各破砕機（１）の間に篩（２）を設け、ふるい落とされた破砕片（１１）を次段の破砕機（３）に投入する一方で、篩（２）に残留した破砕片（１１）を現段の破砕機（１）に再投入するようにした請求項１に記載のタイヤの金属ワイヤ回収装置。
【請求項３】
上記破砕機（１）又は上記分別機（４）の少なくとも一方に磁石を設け、この磁石で上記金属ワイヤ（９）のみを分別するようにした請求項１又は２に記載のタイヤの金属ワイヤ回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、補強材として金属ワイヤを使用しているタイヤから金属ワイヤを分別回収する、タイヤの金属ワイヤ回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の輸送機器に一般的に用いられるタイヤは主として中空構造のゴム材から構成される。この中空構造の内面に金属ワイヤを編んでベルト状にしたブレーカーコードを設けて、トレッド面（接地面）への異物の突き刺さりによるパンクを防止している。さらに、ピアノ線等の金属ワイヤからなるビードワイヤをリム接触部近傍に円周状に埋め込んでタイヤを補強する（ドーナツ形状を保つ）ようにしている。
【０００３】
このタイヤは、その使用距離とともにトレッド面の磨耗が進行し、その磨耗が使用限界に達すると使用できなくなる。この使用限界に達したタイヤの多くはリサイクルされて再利用される。
このリサイクルにおいて、タイヤを構成するゴム材と金属ワイヤは分別回収されて、それぞれ再利用先に運搬される。例えば、上記ゴム材は燃焼の際の発熱量が大きいことから、セメント工場等で燃料として用いられたり、アスファルトに混入して、高速道路等の排水性向上や騒音発生防止等に用いられたりする一方で、上記金属ワイヤはスクラップとして鉄鋼原料に用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記リサイクルの工程で分別回収された金属ワイヤは、多くの切断片がそのまま積み重なった状態となっており、その重量の割に嵩張りやすい。そのため、トラック等での運搬において多くの重量を一度に運べず、運搬効率が悪いという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明は、補強材として金属ワイヤを使用しているタイヤのリサイクルにおいて、このタイヤから分別回収された金属ワイヤの嵩を低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、この発明は、タイヤの破砕片から分別して集めた金属ワイヤを圧縮減容して回収するようにしたのである。
この金属ワイヤを圧縮減容することで、この金属ワイヤの運搬を効率的に行い得る。
【０００７】
この発明は、補強材として金属ワイヤを使用しているタイヤから金属ワイヤを分別回収する回収装置を、上記タイヤを破砕する破砕機と、この破砕機で破砕した破砕片をゴム材と上記金属ワイヤに分別する分別機と、この分別機で分別された上記ワイヤを圧縮減容する圧縮機とから構成する。
上記破砕機によるタイヤの破砕の際に、このタイヤ片に強い外力（剪断力）が加わるため、その外力によって、タイヤの中空内面に設けられていたブレーカーコードや、タイヤに埋め込まれていたビードワイヤがゴム材から強制的に剥離し、ゴム材と金属ワイヤ（ブレーカーコード及びビードワイヤ）がばらばらになって混在した状態の破砕物が得られる。
この破砕物は上記分別機によってゴム材と金属ワイヤとに分別される。この分別の手法として、例えば、その比重の差を利用する方法、破砕片の大きさの差を利用する方法、磁力による方法等、種々の公知方法を採用し得る。
また、上記金属ワイヤを圧縮減容するための圧縮機としては、例えば、油圧等を利用した公知の二方締又は三方締プレス機が幅広く適用できる。
【０００８】
この圧縮機をスクリューコンベア部と圧縮部とから構成し、このスクリューコンベア部に投入した上記金属ワイヤを上記圧縮部に搬送する際に、上記スクリューコンベア部の回転によってこの金属ワイヤ同士の絡まり度合いが高まるようにすることもできる。
この金属ワイヤ同士の絡まりの度合いが低い場合は、この金属ワイヤに外力を負荷して一旦圧縮減容しても、この負荷を解除すると、金属ワイヤがその弾性力によって元の形状に戻ろうとするため、高い圧縮度を得ることができない。
これに対して、このスクリューコンベア部で搬送される際に、この金属ワイヤ同士がスクリューコンベア部の回転とともに回転して絡まり合うようにし、この絡まり合った状態のままで外力を負荷して圧縮減容すると、この負荷を解除しても、金属ワイヤがその弾性力によって元の形状に戻ろうとするのを絡まり合った金属ワイヤが互いに拘束する。このため、高い圧縮度を維持したままの状態の金属ワイヤ圧縮体を得ることができる。
【０００９】
上記破砕機を、破砕後の破砕片の大きさが次第に小さくなる多段の破砕機で構成し、上記タイヤをこの破砕機で順次破砕するようにするとともに、各破砕機の間に篩を設け、ふるい落とされた破砕片を次段の破砕機に投入する一方で、篩に残留した破砕片を現段の破砕機に再投入するようにすることもできる。
このように破砕機を多段に設けることにより、破砕機の破砕刃にかかる負担を軽減し得るとともに、破砕片の大きさを小さくすることができるため、リサイクルにおいて取り扱いがしやすくなる。また、多段の破砕機を通過することによって、上記ゴム材からの金属ワイヤの剥離が一層確実になされるので、この金属ワイヤを容易に回収することができる。
【００１０】
さらに、上記破砕によって混在した上記ゴム材と金属ワイヤの分別回収に際し、上記破砕機又は上記分別機の少なくとも一方に磁石を設け、この磁石で上記金属ワイヤのみを分別するようにすることもできる。
この分別において上記磁石に金属ワイヤのみが吸着するので、両者の分別回収作業を容易かつ確実に行い得る。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によると、補強材として金属ワイヤを使用するタイヤのリサイクルにおいて、このタイヤから分別回収された金属ワイヤの嵩を低減することができるため、上記リサイクルの工程においてこの金属ワイヤを容易に取り扱うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明に係るタイヤの金属ワイヤ回収装置の全体図を図１に示す。
【００１３】
このタイヤの金属ワイヤ回収装置は一次破砕機１と、回転篩２と、二次破砕機３と、分別機４と、圧縮機５と、ベルトコンベア６と、ゴム材回収容器７と、金属ワイヤ回収容器８とから構成されている。
上記二次破砕機３と分別機４には、磁力選別機（図示せず）が内蔵され、この磁力選別機の発する磁力によって金属ワイヤとゴム材を分別して回収する。
【００１４】
まず、補強材として金属ワイヤ９を使用しているタイヤ１０を一次破砕機１に投入し、この一次破砕機１に内蔵されている図示しない破砕刃によってこのタイヤ１０を破砕する。この破砕によって得られる破砕片１１の大きさは約１００ｍｍである。この破砕片１１は、ベルトコンベア６ａで回転篩２に搬送される。
【００１５】
この回転篩２では、約１００ｍｍ以下の破砕片１１をふるい落とし、ふるい落とされた破砕片１１はベルトコンベア６ｂで二次破砕機３に搬送される一方で、約１００ｍｍを超える大きさの破砕片１１はベルトコンベア６ｃで再び一次破砕機１に搬送されて、回転篩２でふるい落とされる大きさ（約１００ｍｍ以下）に破砕される。
【００１６】
二次破砕機３に送られた破砕片１１は、図示しない破砕刃によってさらに約５ｍｍの大きさに破砕される。この破砕片１１にはゴム材１２と、このゴム材１２から剥離した金属ワイヤ９が混在している。まず、上記磁力選別機でこの破砕片１１の中からゴム材１２を分別して、これをゴム材回収容器７に回収する。
【００１７】
上記のようにゴム材１２を分離した破砕片１１には、金属ワイヤ９とともに、分別しきれなかったゴム材１２がまだ残留している。この破砕片１１はベルトコンベア６ｄで分別機４に搬送され、この分別機４に設けられた上記磁力選別機によって、金属ワイヤ９のみを吸着して回収する。残りのゴム材１２は、ベルトコンベア６ｅでゴム材回収容器７に回収する。これにより、上記破砕片１１をゴム材１２と金属ワイヤ９とに確実に分別し得る。
【００１８】
この分別機４で分離された金属ワイヤ９は、ベルトコンベア６ｆで圧縮機５に搬送され、この圧縮機５で圧縮減容される。
この圧縮機５を図２に示して説明する。この圧縮機５はスクリューコンベア部１３と圧縮部１４とから構成されている。
まず、分別機４から搬送された金属ワイヤ９をこのスクリューコンベア部１３の投入口１５に投入する。このスクリューコンベア部１３のスクリューフィーダー１６をこの回転軸周りに回転すると、スクリューフィーダー１６の翼部１６ａが見かけ上、圧縮部１４の方に移動し、これとともに金属ワイヤ９も圧縮部１４まで搬送される。
この搬送の際、回転するスクリューフィーダー１６によってこの金属ワイヤ９にも上記回転軸周りの回転力が作用し、この回転力によって金属ワイヤ９に変形（折れ曲がり等）が生じる。この変形によって、隣接する金属ワイヤ９同士が絡まり合う。
【００１９】
このように絡まり合った状態の金属ワイヤ９は、圧縮部１４において、スクリューフィーダー１６の回転に伴う押し出し力とともに側壁１７からの圧縮力を受けて圧縮され金属ワイヤ圧縮体１８となり、排出口１９から押し出され、金属ワイヤ回収容器８に回収される。
この側壁１７からの圧縮力は、例えば、同図に示すように、排出口１９に向かってこの側壁１７の内径を徐々に縮径する形状とし、この側壁１７の内側を通過する金属ワイヤ９がこの側壁１７の径方向に次第に押し縮められることによって発生する。
【００２０】
この側壁１７内を通過する間に、この内径の縮径の度合いに対応して金属ワイヤ９は圧縮されてその体積は減少する。しかもこの圧縮の際、金属ワイヤ９同士が複雑に絡まり合った状態のまま減容し、上記圧縮の負荷を解除しても、金属ワイヤ９がその弾性力によって元の形状に戻ろうとするのを絡まり合った金属ワイヤ９が互いに拘束する（図３参照）。このため高い圧縮度を維持したままの状態の金属ワイヤ圧縮体１８を得ることができる。
【００２１】
このように、金属ワイヤ９同士による拘束が生じるのは、ある金属ワイヤ９がスクリューフィーダー１６の回転に伴って屈曲変形し、この屈曲変形した部分に、他の金属ワイヤ９の端部が挿し込まれたまま屈曲変形し、屈曲した金属ワイヤ９同士が上記負荷を解除しても、互いの動き（弾性力によって元に戻ろうとする動き）を阻止し続けるためであると解される。
【００２２】
これに対して、図４に示すように、各金属ワイヤ９がほとんど屈曲していない状態でこれを積み重ね（同図（ａ）参照）、これを圧縮した場合においても、外力の負荷中はその体積は一旦減容する（同図（ｂ）参照）。しかしながら、上記のように金属ワイヤ９同士による拘束力が作用していないため、上記負荷を解除するとそれぞれの金属ワイヤ９の弾性力によって元の体積に戻ろうとする（同図（ｃ）参照）。その結果、金属ワイヤ圧縮体１８の圧縮度を高めることができない。
【００２３】
上記の金属ワイヤ９同士による拘束は、この金属ワイヤ９の長さが長いと、単位長さあたりの上記端部の数が少ないため生じにくい。このため、圧縮負荷を解除した際に高い圧縮度を得にくい。
これに対して、この金属ワイヤ９の長さが短いと、単位長さあたりの上記端部の数が多いため、金属ワイヤ９同士の拘束が生じやすい。このため、圧縮負荷を解除しても高い圧縮度が維持される。
【００２４】
具体的には、金属ワイヤ９の長さ（平均長）を１０ｃｍ以下とすることによって金属ワイヤ９同士による拘束が期待できる。これにより、金属ワイヤ圧縮体１８を高い圧縮度のままの状態で維持することができ、この金属ワイヤ９の運搬効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明に係るタイヤの金属ワイヤ回収装置の装置構成を示す全体図
【図２】この発明に係る圧縮機の断面図
【図３】金属ワイヤを屈曲変形した状態で圧縮減容を行った場合における体積変化を示す側面図であって、（ａ）は圧縮前、（ｂ）は圧縮負荷中、（ｃ）は負荷解除後
【図４】金属ワイヤを屈曲変形しない状態で圧縮減容を行った場合における体積変化を示す側面図であって、（ａ）は圧縮前、（ｂ）は圧縮負荷中、（ｃ）は負荷解除後
【符号の説明】
【００２６】
１  一次破砕機
２  回転篩
３  二次破砕機
４  分別機
５  圧縮機
６  ベルトコンベア
７  ゴム材回収容器
８  金属ワイヤ回収容器
９  金属ワイヤ
１０  タイヤ
１１  破砕片
１２  ゴム材
１３  スクリューコンベア部
１４  圧縮部
１５  投入口
１６  スクリューフィーダー
１６ａ  翼部
１７  側壁
１８  金属ワイヤ圧縮体
１９  排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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