(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
本体内に投入された被処理物を破砕する回転破砕刃と、該回転破砕刃の下方位置に、小型の剪断刃が複数並設された固定粒断刃および往復駆動により該固定粒断刃と歯合して前記回転破砕刃で荒く破砕された被処理物を粒断する剪断刃が複数並設された可動粒断刃と、を有する粒断機において、
前記可動粒断刃を前記固定粒断刃と接離する向きに揺動可能に軸支する揺動軸と、
前記揺動軸を揺動駆動する駆動機構と、を備え、
前記可動粒断刃を構成する前記複数の剪断刃が、前記揺動軸の軸方向に並設配置され、前記複数の剪断刃の底部に形成された前記軸方向と直交方向の断面が逆台形状の溝に前記軸方向と直交方向の断面が逆台形状のチップホルダが挿通された状態で可動刃ホルダに載置されており、前記可動刃ホルダの底面側から挿通された第1ボルトが前記チップホルダに固定されていることにより、前記可動粒断刃は前記可動刃ホルダに着脱可能に固定されており、
前記可動刃ホルダは、前記軸方向と直交方向の断面がL字状となる二つの平面である底面および背面壁を有し、前記底面における前記固定粒断刃側の前端部には前端から下方の斜め後方に向かって突設された係止突起が設けられており、
前記揺動軸は、前記軸方向と直交方向の断面がL字状となる二つの平面である載置面および取付壁を有し、前記載置面における前記固定粒断刃側の前端部には前端から下方の斜め後方に向かって切り欠かれたホルダ係止溝が設けられており、
前記可動刃ホルダの前記底面が前記揺動軸の前記載置面に接すると共に、前記可動刃ホルダの前記係止突起が前記揺動軸の前記ホルダ係止溝に係止された状態で、且つ、前記可動刃ホルダの前記背面壁が、前記揺動軸の前記取付壁に対して所定の隙間を有して対向した状態で、前記揺動軸の前記取付壁の後面側から挿通された第2ボルトが前記可動刃ホルダの前記背面壁に固定されていることにより、前記可動刃ホルダは前記揺動軸に着脱可能に固定されており、
前記揺動軸は、前記可動刃ホルダが取り付けられるホルダ取付部を有し、
前記ホルダ取付部の一端側には、前記可動刃ホルダの一端側に接する固定部が設けられ、他端側には、前記可動刃ホルダの他端側に接離可能に移動するスライド金具が設けられており、
前記スライド金具は、前記揺動軸の前記他端側に螺合される第3ボルトに固定されたスライドカラーに係止されており、前記第3ボルトを回動させて前記スライドカラーを軸方向に移動させることによって、軸方向に移動可能となっており、
前記スライド金具に係止されたシャフトカバーをさらに備え、
前記スライド金具を前記可動刃ホルダに接近させる方向に移動させることにより、前記可動刃ホルダは、前記固定部と前記シャフトカバーとで挟持されて軸方向の移動が規制されること
を特徴とする粒断機。
【背景技術】
【0002】
本出願人は樹脂廃物等を粒の揃った大きさに粒断し、好適に再利用できるようすることを目的とする粒断機について先に提案した(特許文献1、2参照)。この粒断機は従来の樹脂破砕機のように回転する破砕刃を用いて樹脂を破砕するものではなく、剪断刃を有する固定粒断刃と可動粒断刃とを歯合させ、可動粒断刃を固定粒断刃に対して接離させて粒断処理するものである。破砕物の粒の大きさを揃えることができるため、樹脂材を粒断した粒断物は樹脂原料として好適に再利用することが可能になるといった利点がある。このように被処理物を剪断して粒断する方法は従前における樹脂破砕機とは基本的に異なる方法によるものである。
【0003】
一例として、特許文献2において提案した粒断機100の主要部の構成を
図11(断面図)、
図12(分解斜視図)に示す。図中、符号110は被粒断物を荒く予備的に破砕するために軸110aに設けられた回転破砕刃であり、符号112は回転破砕刃110との間で被粒断物を破砕する固定刃である。回転破砕刃110は本体140内の開口部に面して取り付けられ、本体140の下部に粒断用の固定粒断刃170と可動粒断刃160が配設される。本体140は下側が徐々にしぼられ、回転破砕刃110によって荒破砕された被処理物が固定粒断刃170と可動粒断刃160とのと歯合部分上に落下するように構成されている。
【0004】
ここで、可動粒断刃160の概略図(組立図)を
図13に、固定粒断刃170の概略図を
図14に、それぞれ示す。可動粒断刃160は、円弧状に揺動可能に軸160aによって軸支され、固定粒断刃170と歯合するように構成されている。すなわち、可動粒断刃160の剪断刃162と固定粒断刃170の剪断刃172とは円弧面で摺合する構成となっている。
【0005】
上記構成を備えて、本体140から投入された被処理物は本体140内でまず回転破砕刃110と固定刃112とによって荒く破砕され、本体140の下方に落下し、可動粒断刃160と固定粒断刃170とによって粒断された後、本体140の底板156に設けられた排出孔156aから排出される。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【0014】
図1は本実施形態に係る粒断機1の全体形状の例を示す概略図(正面図)である。40は粒断機の本体であり、42は本体40に被処理物を導入するホッパ、44は本体40の下部に取り付けたシュータである。被処理物は上方のホッパ42から本体40に投入され、本体40で粒断されシュータ44から下方に落下する。シュータ44は粒断物を収納する紙袋の取付部として使用することができる。46は被処理物を粒断する駆動モータである。48は本体40を支持する支持部である。
【0015】
図2、
図3に本体40の構成を示す。ここで、
図3は、本体40の可動側面板53、54(詳細は後述)を開いた状態である。本体40は、対向する固定側面板50、51および対向する可動側面板53、54によって四方が囲まれると共に、底板56を備えて構成される。
【0016】
図2、
図3に示すように、可動側面板53、54は、下端部に設けた軸(不図示)により固定側面板51と固定側面板50に軸支され開閉可能に装着される。可動側面板53、54を開閉可能とすることで、後述するように、可動粒断刃60の交換作業を行うことができる。また、本体40内をクリーニングしたり、被処理物の粒断状況を観察したりするメンテナンスを容易に行うこともできる。図中の符号55は可動側面板53、54を装着する手動のノブである。ノブ55を操作することによって随時可動側面板53、54を開閉することが可能である。また、底板56には粒断物を通過させる排出孔56a(
図6参照)が設けられている。
【0017】
本体40の内部には被処理物を荒く予備破砕するための回転破砕刃12および固定刃14と、予備破砕された被処理物を粒断するための粒断刃(後述の可動粒断刃60、固定粒断刃70)とが設けられている。なお、粒断刃(可動粒断刃60、固定粒断刃70)は、回転破砕刃12の下方に配置される。ここで、
図3に示すように、回転破砕刃12は軸10に複数の小刃が設けられた構成を備えている。また、可動粒断刃60は揺動軸20においてその軸線と平行に小さな剪断刃を一列状に複数並設させた構成を備えている。
【0018】
より具体的には、本体40の一方の対向する側面を構成する固定側面板50と固定側面板51との間に、軸10および揺動軸20がそれぞれの軸を中心として回転可能にかけ渡される。この軸10と揺動軸20とは相互に平行に並設される。軸10に回転破砕刃12が設けられ、揺動軸20に可動粒断刃60が設けられる。また、本体40の他方の対向する側面を構成する可動側面板53、54には、一方(可動側面板53)に回転破砕刃12と歯合する固定刃14が設けられ、他方(可動側面板54)に可動粒断刃60と歯合する固定粒断刃70が設けられる。
【0019】
この構成において、駆動モータ46が、回転破砕刃12を回転駆動するとともに、後述の変換機構を介して可動粒断刃60を揺動駆動する。それによって、揺動軸20によって軸支された可動粒断刃60は固定粒断刃70に対して接離すなわち接近(接触)・離反するように揺動する。したがって、従来の実施形態と同様に、可動粒断刃60と固定粒断刃70とが歯合して被処理物(樹脂材)を粒断することができる。
【0020】
図4に本体40への駆動モータ46の取付構造を示す。本実施形態に係る粒断機1は、回転破砕刃12および可動粒断刃60を一つの駆動モータ46によって駆動する。同
図4に示すように、駆動モータ46の出力軸は回転破砕刃12の軸10に連結し、これによって回転破砕刃12を回転駆動(
図6矢印A参照)するとともに、変換機構(
図5参照)を介して可動粒断刃60の揺動軸20にも連繋して可動粒断刃60を揺動駆動(
図6矢印B参照)するように構成される。
【0021】
ここで、符号52は、駆動モータ取付部材であり、内部には図示しない複数の中継ギア(一例として、カサ歯車、平歯車等により構成)が設けられており、当該中継ギアを介して、駆動モータ46の駆動軸の駆動力が回転破砕刃12の軸10に伝達される構成となっている。これによって回転破砕刃12が回転駆動される。
【0022】
図5に、駆動モータ46の回転運動を可動粒断刃60が設けられる揺動軸20の揺動運動に変換する変換機構を示す。
【0023】
本実施形態に係る変換機構は、回転破砕刃12に対して回転中心を一致させるようにして当該回転破砕刃12の軸10に固定されているカム部材92と、可動粒断刃60の揺動軸20から延設される揺動アーム86と、当該揺動アーム86に設けられてカム部材92のカム溝94に係合されるカムフォロア88とを備えて構成されている。
【0024】
より詳しくは、カム部材92は、固定部材93を用いて回転破砕刃12の軸10に固定されている。また、揺動アーム86は、固定部材90を用いて可動粒断刃60の揺動軸20に対して所定角度をなすように固定されている。ここで、所定角度とは、揺動アーム86の揺動によって固定粒断刃70と可動粒断刃60との噛み合わせが所定に行われる位置である。なお、カム部材92および揺動アーム86は、第1のカバー96と第2のカバー98とによって、覆われる構成となっている。
【0025】
また、同
図5において、カム溝94はカム部材92における本体40側の面に設けられており、その溝形状の概略を破線によって示す。なお、本実施形態においてはカム溝を設ける構成としているが、カム山を設けて、カムフォロアを付勢しながら係合させる構成とすることも考えられる(不図示)。また、本実施形態におけるカムフォロア88はローラ状部材として構成されているが、これに限定されるものではない。
【0026】
上記の構成によれば、回転破砕刃12の回転軸10に連結された駆動モータ46を駆動することにより当該回転軸10が回転して、カム部材92が回転運動を行う。カム部材92の回転運動は、カム部材92のカム溝94に係合されるカムフォロア88の動作すなわちカム作用によって、揺動アーム86の揺動運動に変換される。なお、回転軸10が1回転する際の、揺動アーム86の揺動回数は適宜設定することができる(例えば、1〜5回等)。
【0027】
このように、本実施形態に係る構成によれば、特許文献1に示す構成のように、偏芯ピンおよびリンク機構、あるいは中継ギアを設けなくて済む。そのため、リンク機構の微小隙間あるいはギアのバックラッシュ等に起因して発生する固定粒断刃70と可動粒断刃60との噛み合わせ不良を防止することができ、極めて高精度の噛み合わせを実現することができる。したがって、噛み合わせ精度の低下により発生するガタツキを長期に渡って防止できるため、振動あるいは騒音の効果的な抑制が可能となると共に、装置寿命、特に可動粒断刃60および固定粒断刃70の寿命を飛躍的に向上させることが可能となる。
【0028】
本実施形態における駆動機構(駆動モータ46、駆動モータ取付部材52、変換機構を備えて構成される)のように、駆動モータ46の出力を可動粒断刃60の揺動運動に変換して伝達する方法は、特許文献1に示す可動粒断刃160のように完全に直線的な往復運動とはならないものの、可動粒断刃60を駆動する機構を非常に単純化することができ、可動粒断刃60の動作を非常にスムーズにすることができるという利点がある。連繋機構が単純であることから装置をコンパクトに構成することが容易に可能になり、また、動作がスムーズであることから動作時の振動や騒音を効果的に抑えることが可能になる。
【0029】
次に、
図6に本体40内における回転破砕刃12と可動粒断刃60、固定粒断刃70等の配置位置関係を示す。上述したように、本体40内で回転破砕刃12と可動粒断刃60とは軸線を平行にして上下に配置される。実施形態では回転破砕刃12の刃面が通過する位置と可動粒断刃60と固定粒断刃70とによる粒断処理位置とを接近させ、粒断処理で残った被処理物を回転破砕刃12によって再度かき上げることができるように配置している。
【0030】
この構成によれば、本体40に投入された被処理物(樹脂材)は本体40内でまず回転破砕刃12と固定刃14とによって荒く破砕され、本体40の下方に落下し、可動粒断刃60と固定粒断刃70とによって粒断された後、本体40の底板56に開設された排出孔56aから下方に落下する。なお、可動粒断刃60と固定粒断刃70とによる粒断作用は、特許文献2に記載の粒断作用と基本的に同様である。
【0031】
ここで、本実施形態の粒断機1で使用する可動粒断刃60および固定粒断刃70の組立図を
図7に示す。なお、被処理物(樹脂材)の材質(特に硬度)に応じた最適な剪断刃62の形状を有する複数種類の可動粒断刃60(一例として、可動粒断刃60A、60B)が用意されている。同様に被処理物(樹脂材)の材質(特に硬度)に応じた最適な剪断刃72の形状を有する複数種類の固定粒断刃70(一例として、固定粒断刃70A、70B)が用意されている。
図7中においては、それらを併記して図示している。
【0032】
ここで、可動粒断刃の一例として可動粒断刃60Aの構成を
図8(a)に示し、X部拡大図を
図8(b)に示す。また、固定粒断刃の一例として固定粒断刃70Aの構成を
図9(a)に示し、Y部拡大図を
図9(b)に示す。
【0033】
可動粒断刃60は、
図7、
図8(a)、
図8(b)に示す可動粒断刃60Aのように、並設させる剪断刃62を別体に形成し、チップホルダ66を用いて、可動刃ホルダ64にボルト68を用いて固定する構成としている。さらに、可動粒断刃60が固定された状態の可動刃ホルダ64は、揺動軸20に設けられたホルダ取付部22に着脱可能に固定される(詳細は後述)。なお、被処理物(樹脂材)の材質に応じて、剪断刃62の刃先部62aの形状、突出位置等を適宜設定すればよいことは従来と同様である。
【0034】
一方、固定粒断刃70は、
図7、
図9(a)、
図9(b)に示す固定粒断刃70Aのように、並設させる剪断刃72を一体に形成する構成としている。また、変形例として、
図7、
図10に示す固定粒断刃70Bのように、並設させる剪断刃72を別体に形成し、チップホルダ76を用いて、固定刃ホルダ74にボルト78を用いて固定する構成としてもよい。被処理物(樹脂材)の材質に応じて、好適な構成を適宜設定すればよいことは従来と同様である。
【0035】
以上の構成に例示される可動粒断刃60Aと固定粒断刃70Aとによって粒断を行う際は、可動粒断刃60Aの各剪断刃62の刃先部62aを、固定粒断刃70Aの各剪断刃72の溝部72bに進入させると共に、固定粒断刃70Aの各剪断刃72の刃先部72aを、可動粒断刃60Aの各剪断刃62の溝部62bに進入させるようにして、可動粒断刃60Aと固定粒断刃70Aとを歯合させる。各剪断刃62、72の基本構成、および基本的な粒断作用は特許文献2に記載された構成と同様である。
【0036】
次に、可動刃ホルダ64を、揺動軸20のホルダ取付部22に着脱可能に固定する構成について説明する。
【0037】
先ず、揺動軸20は、
図7に示すように両端部がそれぞれベアリング36、36およびナット38、38を用いて、本体40の固定側面板50、51により回転可能に軸支されて固定される。
【0038】
ここで、ホルダ取付部22は、揺動軸20において、軸方向と直交する断面がL字状となる二つの平面(完全な平面に限定されず部分的な平面による構成を含む)である載置面22aおよび取付壁22bを有している。このとき、取付壁22bの壁面が揺動軸20の揺動方向(軸の周方向)と交差する方向となっている。また、載置面22aにおける固定粒断刃70に対向する前端部には、載置面22aの前端から下方の斜め後方に向かって切り欠かれたホルダ係止溝22cが設けられている。
【0039】
一方、可動刃ホルダ64は、揺動軸20に取り付けられる配置において軸方向と直交する断面がL字状となる二つの平面(完全な平面に限定されず部分的な平面による構成を含む)である底面64aおよび背面壁64bを有している。また、ホルダ取付部22のホルダ係止溝22cに係止可能となるように、可動刃ホルダ64の前端部には係止突起64cが設けられている。
【0040】
したがって、可動刃ホルダ64をホルダ取付部22の所定位置に取り付ける際には、可動刃ホルダ64の底面64a(全面もしくは一部の面)がホルダ取付部22の載置面22a(全面もしくは一部の面)に接し、且つ、可動刃ホルダ64の係止突起64cがホルダ取付部22のホルダ係止溝22cに係止される。このとき、可動刃ホルダ64の背面壁64bは、ホルダ取付部22の取付壁22bに対して、所定の隙間を有して対向した状態となる。これにより、係止突起64cとホルダ係止溝22cとの係止を効かせることができる。ただし、この構成に限定されず、背面壁64bと取付壁22bとが接する構成とすることも考えられる。
【0041】
これによれば、揺動軸20を揺動させ、可動粒断刃60を固定粒断刃70に摺接させて粒断を行う際に、ホルダ取付部22の前端部におけるホルダ係止溝22cによって可動刃ホルダ64に作用した力を支えることができるため、可動刃ホルダ64の取付強度を高めて耐用荷重を大きくすることができる。なお、変形例として、前述の通り、背面壁64bと取付壁22bとが接するようにして、後端部の取付壁22bによって可動刃ホルダ64に作用した力を支える構成としてもよく、あるいは、それを併用する構成としてもよい。
【0042】
なお、可動刃ホルダ64と揺動軸20(ホルダ取付部22)との固定は、固定ボルト18を用いて行う。より具体的には、ホルダ取付部22の取付壁22bにおいて、固定ボルト18を挿通させるボルト穴22eが水平方向に貫通して設けられている。当該ボルト穴22eに固定ボルト18を挿通させて可動刃ホルダ64と揺動軸20すなわちホルダ取付部22とを固定する構成である。
【0043】
また、
図7に示すように、ホルダ取付部22の一端側には、可動刃ホルダ64の一端側に接する固定壁22dが設けられ、他端側には、可動刃ホルダ64の他端側に接離(接近・離反)可能に移動するスライド金具26が設けられている。本実施形態においては、固定壁22dが形成されている部位の外周位置にシャフトカバー34が嵌設されると共に軸方向に移動不能に固定される。
【0044】
当該スライド金具26は、揺動軸20の他端側に
螺合されるボルト28に固定されたスライドカラー30に対して係止されている。すなわち、ボルト28を回動させるとスライドカラー30が軸方向に移動して、当該スライドカラー30に係止されたスライド金具26が軸方向に移動する構成となっている。一例として、ボルト28を締め付ける方向に回動させると、スライド金具26がホルダ取付部22の固定壁22dおよびシャフトカバー34に近づく方向に移動し、ボルト28を弛める方向に回動させると、スライド金具26がホルダ取付部22の固定壁22dおよびシャフトカバー34から遠ざかる方向に移動する。なお、本実施形態においては、止め輪32を用いてスライドカラー30をスライド金具26に係止させている。
【0045】
ここで、本実施形態においては、スライド金具26に係止されたシャフトカバー24をさらに備えている。したがって、スライド金具26の移動に伴って、シャフトカバー24が移動する構成となっている。これによれば、ボルト28を締め付ける方向に回動させることによって、スライド金具26およびこれに係止されたシャフトカバー24がホルダ取付部22の固定壁22dおよびシャフトカバー34に近づく方向に移動する。
【0046】
上記移動の結果、可動刃ホルダ64がシャフトカバー24と固定部とで挟持されて軸方向の移動が規制される。ここで、本実施形態に係る固定部は、シャフトカバー34の端面(シャフトカバー24に対向する側の端面)である。ただし、この構成に限定されるものではない。他の例として、固定壁22dを固定部とする構成も考えられる(不図示)。さらに他の例として、シャフトカバー24を設けずに、直接、スライド金具26と固定部とで可動刃ホルダ64を挟持させて軸方向の移動を規制する構成も考えられる(不図示)。
【0047】
このように、ボルト28を回動させてスライド金具26を可動刃ホルダ64に接近させる方向(固定壁22dおよびシャフトカバー34に接近させる方向)に移動させれば、可動刃ホルダ64はシャフトカバー24により押動されて、シャフトカバー24と固定部とで挟持され、揺動軸20のホルダ取付部22において軸方向の所定位置に正確に位置決めされて固定される状態となる。このとき、可動刃ホルダ64の軸方向の両端には間隙が生じないため、粒断作業時の可動粒断刃60の位置ずれやガタツキを防止することが可能となる。
【0048】
一方、ボルト28を回動させてスライド金具26を可動刃ホルダ64から離反させる方向(固定壁22dおよびシャフトカバー34から離反させる方向)に移動させれば、可動刃ホルダ64に対してシャフトカバー24と固定部とで挟持されていた状態が解かれて、可動刃ホルダ64は軸方向に移動が可能な状態となる。すなわち、可動刃ホルダ64の軸方向の両端に間隙が生じるため、可動刃ホルダ64を揺動軸20のホルダ取付部22から容易に取り外すことが可能となる。
【0049】
従来は、剪断刃62が欠けた等の理由により可動粒断刃60の交換が必要となった場合には、
図12のように装置を分解して揺動軸を本体から取り外さなければ可動粒断刃の交換ができず、交換の作業が煩雑で、且つ、非常に時間がかかってしまうものであった。そのため、装置のダウンタイムが大きく、稼働効率の低下を招く問題があった。しかし、上記の構成を備える本実施形態に係る粒断機1によれば、可動粒断刃60が揺動軸20に着脱可能な可動刃ホルダ64に固定されている構成によって、本体40を分解して揺動軸20を取り外さなくても、揺動軸20から可動刃ホルダ64を取り外すだけで、可動粒断刃60を取り外すことが可能となる。そのため、可動粒断刃60の交換作業がきわめて容易に、且つ、きわめて短時間に行うことが可能となる。したがって、交換作業に伴う装置のダウンタイムをきわめて小さくすることが可能となる。
【0050】
また、ホルダ取付部22は、粒断時の力を受ける強度を高める構造を実現している。加えて、可動刃ホルダ64に対して接離可能なスライド金具26を設けて、取り付けられる可動刃ホルダ64の位置ずれ・ガタツキの防止を図り正確な位置決めと、可動刃ホルダ64の取り外し時の容易さを両立できる構造を実現している。
【0051】
さらに、可動刃ホルダ64を揺動軸20(ホルダ取付部22)に取り付ける固定ボルト18を、ホルダ取付部22の後端部に立設する取付壁22bに水平に挿通させる構成によって、可動側面板53を開くだけで、固定ボルト18の取り外し・取り付け作業を行うことができる。したがって、従来の取付け構造のように、揺動軸の下端部に固定ボルトを設ける構成(
図13参照)と比べて、固定ボルト18の取り外し・取り付け作業がきわめて容易となる。このため、より一層、可動刃ホルダ64の脱着を容易かつ短時間で行うことを可能としている。
【0052】
以上説明した通り、本発明に係る粒断機によれば、本体を分解して揺動軸を取り外さなくても可動粒断刃の交換作業を行うことができる。したがって、可動粒断刃の交換作業がきわめて容易に、且つ、きわめて短時間に行うことができるため、交換作業に伴う装置のダウンタイムをきわめて小さくすることができる。
【0053】
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【解決手段】本体40内に投入された被処理物を破砕する回転破砕刃12と、該回転破砕刃12の下方位置に、小型の剪断刃が複数並設された固定粒断刃70および往復駆動により該固定粒断刃70と歯合して前記回転破砕刃12で荒く破砕された被処理物を粒断する剪断刃が複数並設された可動粒断刃60と、を有する粒断機において、前記可動粒断刃60を前記固定粒断刃70と接離する向きに揺動可能に軸支する揺動軸20と、前記揺動軸20を揺動駆動する駆動機構と、を備え、前記可動粒断刃60は、可動刃ホルダ64に着脱可能に固定され、前記可動刃ホルダ64は、前記揺動軸20に着脱可能に固定される。