(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-18
(45)【発行日】2023-05-26
(54)【発明の名称】破砕装置
(51)【国際特許分類】
B02C 13/16 20060101AFI20230519BHJP
B02C 13/26 20060101ALI20230519BHJP
B02C 13/286 20060101ALI20230519BHJP
【FI】
B02C13/16
B02C13/26 B
B02C13/286
(21)【出願番号】P 2020000457
(22)【出願日】2020-01-06
【審査請求日】2022-04-05
(73)【特許権者】
【識別番号】000237466
【氏名又は名称】富士車輌株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100191189
【氏名又は名称】浅野 哲平
(74)【代理人】
【識別番号】100199761
【氏名又は名称】福屋 好泰
(74)【代理人】
【識別番号】100182121
【氏名又は名称】三宅 紘子
(72)【発明者】
【氏名】出井 安正
(72)【発明者】
【氏名】西垣 正樹
【審査官】佐々木 典子
(56)【参考文献】
【文献】特開平08-024686(JP,A)
【文献】特開2014-205123(JP,A)
【文献】特開平08-150346(JP,A)
【文献】特開2010-036145(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B02C 13/00-13/31
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のロータを重ねて構成されるとともに前記ロータの各々に回転可能な打撃部材が取り付けられてなる回転構造体と前記回転構造体を囲むように配置された壁部とを含み、前記回転構造体の上方に設けられた投入口から投入される廃棄物を前記打撃部材と前記壁部の間で挟み込むことにより破砕して破砕片として底部に設けられた排出口から排出する破砕装置であって、
前記壁部は、上方から底部側に向かって前記回転構造体に接近するように傾斜する傾斜部と前記傾斜部の下側に形成される垂直部とから構成され、
前記回転構造体を構成する複数のロータのうち前記底部側に位置する少なくとも2つの前記ロータに取り付けられている前記打撃部材は前記垂直部と各々対向するように配置されており、他の前記ロータに各々取り付けられている前記打撃部材は前記傾斜部と対向するように各々配置され、
前記複数のロータのうち最も底部側に位置する底部側ロータには上側に位置する第1打撃部材と下側に位置する第2打撃部材とが各々回転可能な状態で重なり合うように取り付けられ、前記第2打撃部材の可動範囲は前記第1打撃部材の可動範囲よりも前記垂直部との間の隙間が大きくなるように構成されている、
破砕装置。
【請求項2】
前記第2打撃部材の可動範囲は、上面視において前記排出口の内側部分のみを覆うように設定されている、
請求項1に記載の破砕装置。
【請求項3】
前記第1打撃部材は、回転中心の位置が重心に対して偏心するように前記底部側ロータに取り付けられており、
前記第2打撃部材は、回転中心の位置が重心と略一致するように前記底部側ロータに取り付けられている、
請求項
1または2に記載の破砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は廃棄物を破砕する破砕装置に関する。
【背景技術】
【0002】
冷蔵庫やエアコンなどの電化製品を含む廃棄物を破砕することにより、鉄や、非鉄金属、プラスチック類などの破砕片とすることで素材ごとに分離する破砕装置が開発されている。このような破砕装置では、複数のロータを重ね合わせた状態で回転可能に構成されるとともに各ロータに軸支された打撃部材が同ロータの回転に伴ってロータの径方向外側に突出するように構成された回転構造体と、この回転構造体の周囲を取り囲むように形成された壁部との間に挟み込むことにより廃棄物を破砕して破砕片とする。
【0003】
特許文献1には、上下2段のロータの外周部に各々グラインダ(打撃部材)を回転可能に取り付けてなる回転構造体と、この回転構造体の周囲を取り囲むとともに上部の方が下部よりも開口幅が広くなるように構成されたシェル(壁部)と、を備える破砕装置が開示されている。この破砕装置では、平面視において、上段側ロータにおけるグラインダの位置を下段側ロータにおけるグラインダの位置と同じ取付位置となる位置と、下段側ロータにおけるグラインダの取付位置よりも径方向外側となる位置とに選択的に取り付け可能としている。これにより、廃棄物の破砕具合を調節することができ、廃棄物を素材ごとの破砕片に分離できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1に記載の破砕装置では、廃棄物の大きさや廃棄物に含まれる構成部品の種類に応じてロータに回転可能に取り付けられている打撃部材の位置を変更しなければならず廃棄物の破砕具合を調整するのに手間を要するという問題がある。
【0006】
本発明は、打撃部材の位置を調節する手間を要することなく廃棄物を素材ごとの破砕片に精度よく分離することが可能な破砕装置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】
本発明の破砕装置は、複数のロータを重ねて構成されるとともにロータの各々に回転可能な打撃部材が取り付けられてなる回転構造体と回転構造体を囲むように配置された壁部とを含み、回転構造体の上方に設けられた投入口から投入される廃棄物を打撃部材と壁部の間で挟み込むことにより破砕して破砕片として底部に設けられた排出口から排出する破砕装置であり、壁部は、上方から底部側に向かって回転構造体に接近するように傾斜する傾斜部と傾斜部の下側に形成される垂直部とから構成され、回転構造体を構成する複数のロータのうち底部側に位置する少なくとも2つのロータに取り付けられている打撃部材は垂直部と各々対向するように配置されており、他のロータに各々取り付けられている打撃部材は傾斜部と対向するように各々配置され、複数のロータのうち最も底部側に位置する底部側ロータには上側に位置する第1打撃部材と下側に位置する第2打撃部材とが各々回転可能な状態で重なり合うように取り付けられ、第2打撃部材の可動範囲は第1打撃部材の可動範囲よりも垂直部との間の隙間が大きくなるように構成されるものである。
【0008】
本発明の破砕装置において、第2打撃部材の可動範囲は、上面視において排出口の内側部分のみを覆うように設定してもよい。
【0010】
本発明の破砕装置において、第1打撃部材は、回転中心の位置が重心に対して偏心するように底部側ロータに取り付けられており、第2打撃部材は、回転中心の位置が重心と略一致するように底部側のロータに取り付けられていてもよい。
【発明の効果】
【0011】
本発明の破砕装置によれば、壁部における傾斜部は上方から底部に向かって回転構造体に徐々に接近するように構成されており、回転構造体との間の隙間が底部に向かって小さくなるように形成される。このため、容量の大きい廃棄物を傾斜部と回転構造体の打撃部材の間に挟み込むことで効率的に破砕し、破砕された破砕片が下方の垂直部の方に落下移動することとなる。一方、回転構造体に含まれる底部側の2つのロータには垂直部と対向するように各々打撃部材が配置されている。
【0012】
このため、傾斜部との間で破砕された破砕片が垂直部と対向する打撃部材との間で挟み込まれ、破砕片をより細かく破砕することができる。この結果、打撃部材の位置を調整する手間を要することなく、金属やプラスチックなどの樹脂を各々素材ごとに分離した状態の破砕片とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】本発明の一実施形態である破砕装置の側面図である。
【
図2】本発明の一実施形態である破砕装置の平面図である。
【
図3】
図2に示すB-B線で切断したときの破砕装置の断面図と、同断面図に含まれる排出口周辺の構成を示す部分拡大図と、同断面図に含まれるロータの平面視(すなわち、上方から見た状態)における構成図を一部に示す図である。
【
図4】
図1に示すA-A線で切断したときの破砕装置の断面図と、同断面図に含まれる排出口周辺の部分拡大図を一部に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の一実施形態である破砕装置10について、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、X方向は奥行方向を示し、Y方向は幅方向を示し、Z方向は上下方向を示すものとする。
図1および
図2に示すように、破砕装置10は、冷蔵庫やエアコンなどの電化製品を含む廃棄物を破砕処理する装置本体12と、装置本体12を跨ぐように設置された門型アーム14,16とを備える。装置本体12は、廃棄物を破砕するための破砕ユニット20と、この破砕ユニット20に駆動力を供給する駆動部32とを備える。
【0015】
図3は、
図2に示すB-B線で切断したときの破砕装置10の断面構成を示す図である。なお、
図3において、頻雑な図示を避けるため一部の断面ハッチングを省略している。
図3に示すように、破砕ユニット20は、ロータ22,24,26,28を所定間隔ごとに重ね合わせた状態で回転軸29に取り付けられてなる回転構造体30と、回転構造体30の周囲を取り囲む筒状の側壁部40と、側壁部40上方の開口を塞ぐ上面カバー部50とを備える。ロータ28は、本発明の底部側ロータに相当する。なお、本実施形態では、4つのロータ22~28を積み重ねて回転構造体30を構成しているが、5つ以上のロータを積み重ねて回転構造体を構成してもよい。
【0016】
図2に示すように、上面カバー部50は、後述する右前方側壁42および左前方側壁44各々の上面を覆う右前方カバー52および左前方カバー54と、両前方カバー52,54の後方に位置する後方カバー56とから構成される。後方カバー56には回転構造体30の上端側を軸支する回転支持部62が取り付けられており、また、廃棄物を投入するための投入口56Aも設けられている。なお、
図2において、頻雑な図示を避けるため投入口56A内部の図示を省略している。
【0017】
また、この投入口56Aには、図示しないベルトコンベア等の搬送手段を用いて廃棄物が逐次投入される。回転支持部62は、門型アーム16の中央部に固定されており、後述する回転構造体30の回転軸29(
図3参照)の上側軸端を回転可能に支持している。
【0018】
図2に示すように、側壁部40は、右前方側壁42、左前方側壁44、および、後方側壁46から構成される。左前方側壁44は、ヒンジ機構44Aを介して回転可能に構成される。右前方側壁42も左前方側壁44と同一の構成を備える。左右の前方側壁42,44は、不図示のボルトを用いて互いに連結固定されており、同ボルトを取り外すことで開扉可能となる。また、右前方側壁42および左前方側壁44の直上方には門型アーム14が架け渡されており、この門型アーム14の下面側にはガイドレール14A,14Bが各々取り付けられている。各ガイドレール14A,14Bは、上面視において、右前方側壁42および左前方側壁44の開閉時の軌跡に沿うように各々弧状に湾曲している。
【0019】
そして、ガイドレール14A,14Bに沿って移動可能に構成されたホイストなどを含む吊り下げ手段が取り付けられる。この吊り下げ手段は、左右の前方側壁42,44を開く際、チェーンを介して各前方側壁42,44を各々吊り上げた状態で支持する。これにより、左右の前方側壁42、44の自重を各々吊り下げ手段で支持させつつ開閉作業を行うことができる。この結果、メンテナンス作業などの際に、左右の前方側壁42,44を開いて回転構造体30に容易にアクセスすることができる。
【0020】
また、
図3に示すように、側壁部40の一部を構成する後方側壁46は、複数のパネルPL-1,PL-2,PL-3,…(
図4参照)によって構成された傾斜壁(傾斜部)47および垂直壁(垂直部)48からなる。傾斜壁47は上方に向かって外側に傾斜しており、垂直壁48は傾斜壁47の下側に上下方向Zに沿って形成されている。従って、後方側壁46は、上方の傾斜壁47よりも下方の垂直壁48の方が回転構造体30に近接するように構成される。また、左右の前方側壁42,44も後方側壁46と同様に構成されている。
【0021】
後方側壁46は、金属製のライナー(傾斜部、垂直部))LM-1,LM-2,LM-3,…(以下、特に区別する必要が無い限りライナーLMと表記)(
図4参照)が各々内面に沿わせて取り付けられている。ライナーLMには、上方から下方に向かって複数の溝が設けられている。これにより、廃棄物の破砕処理時に側壁部40が損傷するのを防止するとともに、各ライナーLMに沿って破砕片が下方に落下移動しやすくしている。回転構造体30の回転軸29は、上側軸端を上述した回転支持部62によって軸支されるとともに、下側部分を回転支持部64によって軸支される。
【0022】
ここで、
図4は、
図1に示すA-A線で切断したときの破砕装置10の断面構成を示す図である。なお、
図4において、頻雑な図示を避けるため一部の断面ハッチングを省略している。
図4に示すように、回転構造体30の最下部に位置するロータ28の直下方には、同一円周上に等間隔で略四角形状をなす一次排出口72A,72B,72C,…(以下、一次排出口「72」と表記)が形成された中床(底部)70が設けられている。中床70には、各一次排出口72の開口面積を調整する機能を有する同一構成からなる移動機構76A,76B,76C,…が設けられている。ここで、移動機構76Bを例に挙げて説明する(以下、特に区別する必要が無い限り移動機構「76」と表記)。
【0023】
図4に破線で示すように、移動機構76は外周側から回転構造体30の方に向かって遮蔽板75をスライドさせる機能を有する。これにより、一次排出口72の開口面積の大きさを調整できる。ここで、一次排出口72の開口面積を小さくすることにより一次排出口72から排出される破砕片の平均粒度を小さくすることが可能となる。そして、平均粒度が小さいほどより高い割合で各々の素材のみからなる破砕片に廃棄物を分離でき破砕片の分離状態をより良好なものとできる。一方で、一次排出口72の開口面積が小さくなると、破砕処理可能な廃棄物の単位時間当たりの処理量が低下する。このため、廃棄物の種類や処理量などに応じて一次排出口72の開口面積の大きさは適宜設定するのが好ましい。
【0024】
また、
図3に示すように、回転軸29の下側軸端部には、プーリ82が取り付けられている。このプーリ82には、装置本体12の後部に設置されている駆動部32との間にベルト等の伝達手段(不図示)が架け渡されており、同伝達手段を介して駆動部32(
図2参照)により回転軸29が回転駆動される。
【0025】
回転支持部64の直上方には、フランジ付き筒状体85が固定されている。このフランジ付き筒状体85には、フィン86A,86Bが径方向外側に向かって突き出すように取り付けられており筒状体85の回転に伴ってフィン86A,86Bが直上方に位置する一次排出口72から落下してくる破砕片を同筒状体85の径方向外側に位置する二次排出口12Aに向かって押し出す。
【0026】
続いて、各ロータ22,24,26の構成について説明する。
図3に示すように、ロータ22は、上面の外周部に、周方向に沿って4つのスイングハンマ23A,23B,23C,23D(以下、特に区別する必要が無い場合は、スイングハンマ「23」と表記)が等間隔、すなわち、隣接するスイングハンマ23と回転軸29のなす角度(中心角)が90°となるようにロータ22に回転自在に取り付けられている。また、ロータ24,26は、ロータ22と同一の構成を具備し、スイングハンマ23と同様の構成からなるスイングハンマ25,27が各々4つずつ回転自在に等間隔で取り付けられている。スイングハンマ23,25,27は、本発明の打撃部材に相当する。本実施形態では各ロータ22,24,26に各々取り付けるスイングハンマの個数が4個の場合を例に挙げているが、取り付けるスイングハンマの個数は3個以下でもよいし、5個以上でもよい。
【0027】
図3に示すように、スイングハンマ23は釣鐘状に形成されており、重心に対して偏心した位置に設けられた貫通孔(不図示)に挿し込まれた軸21-1~21-4(以下、特に区別する必要がない場合は軸「21」と表記)を介して回転自在にロータ22に取り付けられている。ここで、各軸21は、ロータ22,24,26,28を各々上下方向Zに沿って貫通するように取り付けられている。そして、各スイングハンマ23は、ロータ22の回転に伴って各軸21まわりに回転する。これにより、投入口56Aから投入された廃棄物に打撃を加えて破砕するとともに、側壁部40との間に廃棄物を挟み込むことで廃棄物を破砕する。
【0028】
次に、
図4を用いて、中床70に最も近接した位置に配置されたロータ28の構成について説明を行う。ここで、上述したロータ22と構成の共通する部分については適宜説明を省略し、構成の異なる部分についてのみ説明を行うものとする。
【0029】
図4に示すように、ロータ28には、外周部に等間隔で同一構成からなる打撃ユニット90A,90B,90C,90Dがロータ22のスイングハンマ23と同様に取り付けられている。ここで、打撃ユニット90Aの構成について説明する(以下、特に区別する必要が無い場合は、打撃ユニット「90」と表記)。打撃ユニット90は、ロータ28に回転可能に取りつけられている。より具体的には、
図4に示すように、打撃ユニット90はスイングハンマ23と同一構成を具備するスイングハンマ(第1打撃部材)92と、リングハンマ(第2打撃部材)94とを重ねた状態で軸21を介してロータ28に回転可能に取り付けられる。
【0030】
このリングハンマ94は、所定間隔ごとに径方向外側に突き出す突起部94A,94B,94C,94D,94Eが外周部に設けられた円環状のハンマである。リングハンマ94は、重心位置を貫通するように設けられた貫通孔に環状スペーサ95が嵌めこまれており、同スペーサ95の中心部を挿通するように上述した軸21が挿し込まれている。
【0031】
図4に示すように、ロータ28の回転に伴って両ハンマ92,94が回転移動する際、リングハンマ94が垂直壁48に取り付けられたライナーLMに最も近接したときの隙間tの大きさは、スイングハンマ92が回転移動するときに垂直壁48に取り付けられたライナーLMに最も近接したときの隙間よりも大きくなるように両ハンマ92,94をロータ28に取り付けるのが好ましい。
【0032】
これにより、一次排出口72に近接するリングハンマ94が回転する際、リングハンマ94よりも上面視において外側に設けられている一次排出口72の内側部分だけを塞ぐ(覆う)ようにリングハンマ94の可動範囲を設定できる。この結果、破砕片を一次排出口72の方に効率良く押し出すことができる。なお、本実施形態では。一次排出口72の内側、すなわち、回転軸29に近接する部分をリングハンマ94が覆うように配置されているが、上面視において一次排出口72を塞がないようにリングハンマ94を配置してもよい。
【0033】
上述したように、上側2段のロータ22,24に取り付けられたスイングハンマ23,25で投入口56Aから落下してくる廃棄物を傾斜壁47との間で中程度の大きさの破砕片に砕きつつ、同中程度に砕かれた破砕片を下側2段のロータ26,28に取り付けられたスイングハンマ27,92と垂直壁48との間でより細かな破砕片に砕くことができる。このため、廃棄物を段階的に破砕しつつ、一次排出口72に近接するリングハンマ94で上方から落下してくる破砕片を破砕しつつ同排出口72の方へ押し出すことができる。この結果、廃棄物を効率的に破砕しつつ一次排出口72から排出できる。
【0034】
ここで、上述した各スイングハンマ23,25,27,92の可動範囲と側壁部40の位置関係について
図3を用いて説明する。
図3に示すように、側壁部40は、上述したように傾斜壁47と、その下側に位置する垂直壁48とによって構成されており、上部側に位置する2つのロータ22,24に各々取り付けられているスイングハンマ23,25は傾斜壁47のライナーLMと対向するように配置される。このため、回転構造体30の回転に伴いスイングハンマ23,25が回転移動する際、傾斜壁47に取り付けられたライナーLMに最も近接する位置における同ライナーLMとスイングハンマ23,25の隙間の大きさは上方に位置するスイングハンマ23の方が下方に位置するスイングハンマ25よりも広くなる。
【0035】
一方、下部側に位置する2つのロータ26,28に各々取り付けられているスイングハンマ27,92は、垂直壁48のライナーLMと対向するように配置されている。このため、回転構造体30の回転に伴いスイングハンマ27,92が回転移動する際、垂直壁48に取り付けられたライナーLMに最も近接する位置における同ライナーLMとスイングハンマ27,92の隙間の大きさは同等であり、また、上述したスイングハンマ25よりも側壁部40のライナーLMとの隙間の大きさは小さくなる。
【0036】
上記構成により、上部側2段のロータ22,24に取り付けられているスイングハンマ23,25で、比較的容量の大きい家電製品などの廃棄物を効率的に破砕して中程度の大きさの破砕片としつつ、下部側2段のロータ26,28に取り付けられているスイングハンマ27,92やリングハンマ94で比較的小さな家電製品や上部側2段のロータ22,24に取り付けられているスイングハンマ23,25で中程度の大きさに破砕された破砕片をより細かな破砕片となるように破砕処理することができる。
【0037】
また、上述した破砕処理によって形成された破砕片は、中床70に設けられた一次排出口72から下方に落下し、上述したフランジ付き筒状体85のフィン86A,86Bによって二次排出口12Aから装置本体12の外側へ排出される。
【0038】
本実施形態の破砕装置10によれば、側壁部40は上方から中床70に向かって回転構造体30に徐々に接近するように構成されており、回転構造体30との間の隙間が中床70に向かって小さくなるように設けられている。このため、容量の大きい廃棄物を傾斜壁47と回転構造体30のスイングハンマ23,25との間に挟み込むことで効率的に破砕し、破砕された破砕片が下方に位置する垂直壁48側に落下移動することとなる。
【0039】
一方、回転構造体30に含まれる中床70側の2つのロータ26,28には垂直壁48と対向するように各々スイングハンマ27,92が配置されている。このため、傾斜壁47との間で破砕された破砕片が垂直壁48と対向するスイングハンマ27,92との間で挟み込まれ、破砕片をより細かく破砕することができる。この結果、各ハンマ23,25,27,92,94の位置を調整する手間を要することなく、金属やプラスチックなどの樹脂を各々素材ごとに分離した状態の破砕片に効率よく破砕できる。
【0040】
上記実施形態では、回転構造体30の下側2段のロータ26,28に取り付けられたスイングハンマ27,92が側壁部40の垂直壁48と対向するように配置されているが、3つ以上のロータに取り付けられたスイングハンマが垂直壁48に各々対向するように配置してもよい。
【0041】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。
【符号の説明】
【0042】
10 破砕装置
12 装置本体
14,16 門型アーム
20 破砕ユニット
22,24,26 ロータ
28 ロータ(底部側ロータ)
23A,23B,23C,23D,25,27 スイングハンマ(打撃部材)
30 回転構造体
40 側壁部
47 傾斜壁(傾斜部)
48 垂直壁(垂直部)
42 右前方側壁
44 左前方側壁
44A ヒンジ機構
46 後方側壁
56 後方カバー
56A 投入口
62,64 回転支持部
90A,90B,90C,90D 打撃ユニット
92 スイングハンマ(第1打撃部材)
94 リングハンマ(第2打撃部材)
LM ライナー(傾斜部,垂直部)
t 隙間