特許 7681919 せん断破砕機用の破砕刃及びその補修方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-15

(45)【発行日】2025-05-23

(54)【発明の名称】せん断破砕機用の破砕刃及びその補修方法

(51)【国際特許分類】

   B02C 18/18 20060101AFI20250516BHJP

   B02C 18/14 20060101ALI20250516BHJP

   B23P 6/00 20060101ALN20250516BHJP

   B23P 15/40 20060101ALN20250516BHJP

【ＦＩ】

B02C18/18 B

B02C18/14 B

B23P6/00 Z

B23P15/40 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023196341

(22)【出願日】2023-11-20

【審査請求日】2023-11-20

(73)【特許権者】

【識別番号】518461355

【氏名又は名称】株式会社ナミテック

(74)【代理人】

【識別番号】100107375

【弁理士】

【氏名又は名称】武田 明広

(72)【発明者】

【氏名】藤森 哲雄

(72)【発明者】

【氏名】並松 和幸

【審査官】渡邉 洋

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０６６２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０９８３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９６６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０７０６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１６５０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０３４６８９３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０２Ｃ１８／００－１８／３８

Ｂ２３Ｐ ６／００

Ｂ２３Ｐ１５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周部にフック状の刃先部が形成され、中心部に回転軸の挿通孔が形成され、側面に硬装が施されたせん断破砕機用の破砕刃において、
外周面及び側面に、硬装材を肉盛溶接して形成した複数の肉盛硬装部が、周方向へ間隔を置いて配置され、
側面に、硬装材を肉盛溶接して形成した複数のＣ字状肉盛硬装部、及び／又は、三日月状肉盛硬装部が配置され、
Ｃ字状肉盛硬装部、及び、三日月状肉盛硬装部は、曲率中心が、回転方向の前方側となる向きで湾曲して延在し、かつ、半径方向外側の端部が、半径方向内側の端部よりも、回転方向の前方に位置するように形成されていることを特徴とする破砕刃。

【請求項2】

外周面に、硬装材を半球状、円錐状、又は、円錐台形状に肉盛溶接して形成した複数のスポット肉盛硬装部が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の破砕刃。

【請求項3】

スポット肉盛硬装部は、直径が破砕刃の厚さ寸法の１／２～２／３に設定され、配置間隔が５～３０ｍｍに設定されていることを特徴とする、請求項２に記載の破砕刃。

【請求項4】

外周部にフック状の刃先部が形成され、中心部に回転軸の挿通孔が形成され、側面に硬装が施されたせん断破砕機用の破砕刃の外周面又は側面の摩耗が進行した場合に、
摩耗が進行した面に、硬装材を肉盛溶接することにより、複数の肉盛硬装部を周方向へ間隔を置いて形成する破砕刃の補修方法であって、
摩耗が進行した側面において、硬装材を肉盛溶接することにより、複数のＣ字状肉盛硬装部、及び／又は、三日月状肉盛硬装部を、曲率中心が、回転方向の前方側となる向きで湾曲して延在し、かつ、半径方向外側の端部が、半径方向内側の端部よりも、回転方向の前方に位置するように形成することを特徴とする破砕刃の補修方法。

【請求項5】

摩耗が進行した外周面において、硬装材を半球状、円錐状、又は、円錐台形状に肉盛溶接することにより、複数のスポット肉盛硬装部を形成することを特徴とする、請求項４に記載の破砕刃の補修方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、廃棄物等をせん断破砕するために用いられるせん断破砕機に使用される破砕刃、及び、その補修（再生）方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、廃タイヤや廃プラスチック等を切断破砕する手段として、例えば図３に示すような破砕ユニット１０が組み込まれたせん断破砕機が使用されている。この破砕ユニット１０は、多数枚の円盤状の破砕刃１３（１３Ａ，１３Ｂ）、スペーサー１４、及び、六角形断面を有する二本の平行な回転軸１５Ａ，１５Ｂによって構成され、回転軸１５Ａ，１５Ｂ（及び破砕刃１３等）をそれぞれ反対方向へ回転させることにより、被削物を、回転軸１５Ａ，１５Ｂの上方位置で挟み込み、回転軸１５Ａ，１５Ｂの間の領域に巻き込んで、せん断破砕できるように構成されている。

【0003】

図３の左側に示すように、破砕刃１３の外周部には、フック状の刃先部３２が形成され、中心部には、回転軸１５Ａ，１５Ｂを挿通させるための六角形の挿通孔３３が形成されている。スペーサー１４は、直径が破砕刃１３よりも小さく、厚さ寸法は、破砕刃１３よりも僅かに大きく設定されており、破砕刃１３と同様の挿通孔が中心部に形成されている。

【0004】

この破砕ユニット１０においては、破砕刃１３とスペーサー１４が、各回転軸１５Ａ，１５Ｂ周りにおいて交互に配置されており、スペーサー１４の厚さ寸法分の間隔をおいて破砕刃１３が回転軸１５Ａ，１５Ｂ上にそれぞれ保持される構成となっている。また、回転軸１５Ａ側の破砕刃１３Ａと、回転軸１５Ｂ側の破砕刃１３Ｂとは、逆向き（より詳細には、回転軸１５Ａ，１５Ｂの上方側において刃先が対向する向き）に配置されている。

【0005】

回転軸１５Ａ側の破砕刃１３Ａと回転軸１５Ｂ側の破砕刃１３Ｂは、千鳥状に配列され、外周部同士が僅かな間隔をおいて互い違いに噛み合うように構成されている。つまり、一方の回転軸１５Ａにおいて隣り合う二つの破砕刃１３Ａの外周部（刃先部３２を含む）の間のスペース（スペーサー１４の外側のスペース）に、他方の回転軸１５Ｂの破砕刃１３Ｂの外周部（刃先部３２を含む）が進入し、同様に、回転軸１５Ｂにおいて隣り合う二つの破砕刃１３Ｂの外周部の間のスペースに、回転軸１５Ａの破砕刃１３Ａの外周部が進入した状態となるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０２３－０４７８１６号公報

【文献】特開２０２０－１１０７５０号公報

【文献】特開２０２０－１０４０４０号公報

【文献】特開平１１－１６５０９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図３に示すような破砕ユニット１０において使用される破砕刃１３は、耐摩耗性の向上を目的として、側面３４（挿通孔３３に挿通される回転軸１５の中心軸線と直交する面）に硬装（母材表面に硬装材（母材よりも高い硬度を有する合金等）を溶接又は溶射する処理）が施されている。

【0008】

但し、従来の一般的な破砕刃１３においては、硬装は、側面３４のみを対象として施工されているため、破砕刃１３の継続的な使用によって外周面３５（刃先部３２を含む）の摩耗が進行すると、側面３４の硬装材に微細割れが発生し、容易に剥離する現象が多発している。

【0009】

このような問題を回避するために、破砕刃１３の外周面３５の摩耗が相当程度進行した時点で（或いは、摩耗が進行する前に）、図４に示すように、外周面３５に、破砕刃１３の厚さよりも小さい寸法幅で硬装材を帯状に肉盛りして、肉盛硬装部３６を形成することが行われている。

【0010】

しかしこの場合、被削物の破片等が、破砕刃１３と、これに対向するスペーサー１４との隙間に挟まってしまうという現象が生じ易くなり、破片が挟まった状態で破砕刃１３及びスペーサー１４を回転させると、破砕刃１３及びスペーサー１４の外周面に対して破片が摺動接触することになり、破砕刃１３等の摩耗が進行してしまうという問題がある。

【0011】

また、図４に示すように破砕刃１３の厚さよりも小さい寸法幅で硬装材を肉盛りするのではなく、破砕刃１３の厚さと同一の寸法幅で、即ち、外周面３５の全面を覆うように硬装材を肉盛りした場合（図示せず）、側面３４に予め施工されている硬装材に割れが発生し、剥離現象が生じてしまうという問題がある。

【0012】

本発明は、このような従来技術における課題を解決しようとするものであって、外周面や側面の摩耗を抑制することにより、側面の硬装材の割れや剥離を効果的に回避することができ、また、隙間に進入した被削物の破片を確実に捕捉して、回転軸の下方側へ速やかに排出することができる、せん断破砕機用の破砕刃及びその補修（再生）方法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】

【0013】

本発明に係る破砕刃は、外周部にフック状の刃先部が形成され、中心部に回転軸の挿通孔が形成され、側面に硬装が施されたせん断破砕機用の破砕刃において、外周面及び／又は側面に、硬装材を肉盛溶接して形成した複数の肉盛硬装部が、周方向へ間隔を置いて配置されていることを特徴としている。

【0014】

尚、外周面には、硬装材を半球状、円錐状、又は、円錐台形状に肉盛溶接して形成した複数のスポット肉盛硬装部を配置することが好ましく、側面には、硬装材を肉盛溶接して形成したＣ字状肉盛硬装部、及び／又は、三日月状肉盛硬装部を配置することが好ましい。

【0015】

スポット肉盛硬装部は、直径が破砕刃の厚さ寸法の１／２～２／３に設定され、配置間隔が５～３０ｍｍに設定されていることが好ましく、Ｃ字状肉盛硬装部、及び、三日月状肉盛硬装部は、曲率中心が、回転方向の前方側となる向きで湾曲して延在し、かつ、半径方向外側の端部が、半径方向内側の端部よりも、回転方向の前方に位置するように形成されていることが好ましい。

【0016】

本発明に係る破砕刃の補修方法は、外周部にフック状の刃先部が形成され、中心部に回転軸の挿通孔が形成され、側面に硬装が施されたせん断破砕機用の破砕刃の外周面又は側面の摩耗が進行した場合に、摩耗が進行した面に、硬装材を肉盛溶接することにより、複数の肉盛硬装部を周方向へ間隔を置いて形成することを特徴としている。

【0017】

尚、摩耗が進行した外周面においては、硬装材を半球状、円錐状、又は、円錐台形状に肉盛溶接することにより、複数のスポット肉盛硬装部を形成することが好ましく、また、摩耗が進行した側面においては、硬装材を肉盛溶接することにより、Ｃ字状肉盛硬装部、及び／又は、三日月状肉盛硬装部を形成することが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明に係る破砕刃は、外周面に形成されている多数のスポット肉盛硬装部により、外周面の摩耗を効果的に抑制することができ、その結果、側面の硬装材の微細割れや剥離の発生を好適に回避することができる。また、側面にＣ字状又は三日月状の肉盛硬装部を形成した場合には、全面を硬装材によって被覆した場合と同様に、側面の耐摩耗性を向上させることができる。更に、外周面のスポット肉盛硬装部、及び／又は、側面のＣ字状又は三日月状の肉盛硬装部により、破砕刃とスペーサーとの隙間に進入した被削物の破片を確実に捕捉して、回転軸の下方側へ速やかに排出することができ、その結果、破片と破砕刃の摺動接触に起因する破砕刃の摩耗を好適に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１（１）は、本発明の第一実施形態に係る破砕刃１の側面図、図１（２）は、図１（１）に示すＸ－Ｘ線による破砕刃１の断面図である。

【図2】図２は、本発明の第二実施形態に係る破砕刃１の側面図である。

【図3】図３は、従来の一般的な破砕ユニット１０の構造を示す斜視図である。

【図4】図４は、外周面３５に帯状の肉盛硬装部３６を形成した破砕刃１３（従来技術）の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明は、せん断破砕機用の「破砕刃」として実施することができるほか、「破砕刃の補修方法」として実施することができる。以下、添付図面に沿って本発明の実施形態について説明する。

【0021】

図１は、本発明の第一実施形態に係る破砕刃１の側面図及び断面図である。図示されているように、この破砕刃１は、図３及び図４に示す従来の破砕刃１３と同様に、外周部にフック状の刃先部２が形成され、中心部には、回転軸を挿通させるための六角形の挿通孔３が形成されている。また、側面４には、耐摩耗性の向上を目的として、硬装が施されている（母材よりも高い硬度を有する硬装材７が溶接されている）。

【0022】

そして、この破砕刃１は、硬装材を半球状に肉盛溶接して形成した肉盛硬装部６Ａ（スポット肉盛硬装部）が、外周面３５に配置されている。尚、図４に示す従来の破砕刃１３の外周面３５に形成されている肉盛硬装部３６は、外周面３５のほぼ全周にわたって（刃先部３２の先端部分及び段差部分を除いて）連続する帯状に形成されているが、本実施形態の肉盛硬装部６Ａは、それぞれ半球状に形成され、周方向（回転方向）へ間隔を置いて多数配置されている。

【0023】

各肉盛硬装部６Ａは、破砕刃１の厚さ寸法の１／２～２／３の直径を有し、また、外周面５の全周にわたって５～３０ｍｍの間隔を置いて、外周面５の幅方向中央に配置されている。各肉盛硬装部６Ａの高さ（外周面５からの突出量）は、対向するスペーサーと接触しない寸法となっている。

【0024】

本実施形態に係る破砕刃１は、外周面５に形成されている多数の肉盛硬装部６Ａにより、外周面５の摩耗を効果的に抑制することができる。上述した通り、外周面５の摩耗が進行すると、側面４の硬装材７において微細割れが発生し、剥離に至ることが多いが、本実施形態の破砕刃１は、外周面５の摩耗を抑制できるため、側面４の硬装材７の微細割れや剥離の発生を好適に回避することができる。

【0025】

また、図４に示すように、肉盛硬装部３６を、外周面３５のほぼ全周にわたって連続する帯状に形成した場合には、被削物の破片等が、破砕刃とスペーサーとの隙間に挟まって停滞し、挟まった破片と破砕刃の摺動接触により、破砕刃の摩耗が進行してしまうという問題があったが、本実施形態の破砕刃１は、半球状の肉盛硬装部６Ａが外周面５の周方向へ間隔を置いて多数配置されているため、破砕刃１とスペーサーとの隙間に進入した破片を確実に捕捉して、回転軸の下方側へ速やかに排出することができ、その結果、破片と破砕刃の摺動接触に起因する破砕刃の摩耗を好適に抑制することができる。

【0026】

更に、半球状の肉盛硬装部６Ａは、長時間の累積使用によって少しずつ摩耗して、次第に突出量が減少していくことになるが、外周面５の全体を覆う平面的な硬装と比較して、その摩耗の程度を目視によって簡単に把握することができる。従って、適切なタイミングで（ある程度摩耗が進行した時点で）、破砕刃１を回転軸から取り外し、再度硬装材を半球状に肉盛溶接することにより、肉盛硬装部６Ａを摩耗前の状態に再生することができ、長期間にわたって所定の品質を維持することができる。

【0027】

尚、本実施形態においては、肉盛硬装部６Ａは半球状に形成されているが、円錐状、又は、円錐台形状に形成することもできる。また、本発明に係る破砕刃１の肉盛硬装部６Ａは、平面輪郭形状が真円のものには限定されず、楕円形状のものも含む。また、図１に示すような肉盛硬装部６Ａは、破砕刃１の製造時に形成することができるほか、破砕刃１の外周面５の摩耗が進行した時点で形成することもできる（破砕刃の補修方法）。

【0028】

図２は、本発明の第二実施形態に係る破砕刃１の側面図である。図示されているように、この破砕刃１においては、側面４の半径方向外側部４ａ（軸方向に隣接するスペーサーの外周部の位置Ｒよりも半径方向外側の部位）に、硬装材を肉盛溶接して形成したＣ字状の肉盛硬装部６Ｂ、及び、三日月状の肉盛硬装部６Ｃが、周方向へ間隔を置いて複数配置されている。

【0029】

これらの肉盛硬装部６Ｂ，６Ｃは、幅寸法が２～１０ｍｍであり、曲率中心が、破砕刃１の回転方向（図２において時計回り方向）の前方側となる向きでＣ字状又は三日月状に湾曲して延在し、かつ、半径方向外側の端部６１が、半径方向内側の端部６２よりも、破砕刃１の回転方向の前方に位置するように形成されている。肉盛硬装部６Ｂ，６Ｃの高さ（側面４からの突出量）は、対向する破砕刃の側面と接触しない寸法となっている。

【0030】

尚、Ｃ字状の肉盛硬装部６Ｂは、刃先部２の近傍の半径拡大部（他の部位よりも半径方向外側へ突出した部分）に配置されており、端部６１，６２は、非鋭角で、他の部分（中間部６３等）と同程度の幅寸法を有している。一方、三日月状の肉盛硬装部６Ｃは、肉盛硬装部６Ｂの後方側（破砕刃１の回転方向の後方側）に所定の間隔を置いた位置に配置されており、両端部が鋭角に形成されている。

【0031】

本実施形態の破砕刃１は、Ｃ字状の肉盛硬装部６Ｂ、及び、三日月状の肉盛硬装部６Ｃが側面４（半径方向外側部４ａ）において、周方向へ間隔を置いて複数配置されているため、この破砕刃１と、スペーサーを挟んで軸方向へ隣接する他の破砕刃との間の領域に進入した破片を確実に捕捉して、回転軸の下方側へ速やかに排出することができ、その結果、破片と破砕刃の摺動接触に起因する破砕刃の摩耗を好適に抑制することができる。

【0032】

図２に示すようなＣ字状の肉盛硬装部６Ｂ、及び、三日月状の肉盛硬装部６Ｃは、破砕刃１の側面４に施されている硬装材７（図１（２）参照）の摩耗が進行した時点で形成することが有効である（破砕刃の補修方法）。側面４の硬装材７の摩耗が進行した場合に、側面４の全面を対象として再度硬装を施す（硬装材７を溶接する）作業工程と比較して、側面４の全面よりも面積が小さい肉盛硬装部６Ｂ，６Ｃを、摩耗した硬装材７の表面（又は母材の表面）に対して凸状に肉盛り溶接する作業工程の方が容易であり、所要時間も短く、コストも安価である。そして、側面４に肉盛硬装部６Ｂ，６Ｃを形成することにより、全面を硬装材７によって被覆した場合と同様に、側面４の耐摩耗性を向上させることができる。

【0033】

尚、図２には、破砕刃１の一方側の側面４に、Ｃ字状の肉盛硬装部６Ｂ、及び、三日月状の肉盛硬装部６Ｃが形成された状態が示されているが、反対側の側面においても、Ｃ字状の肉盛硬装部６Ｂ等が同様の条件で形成されている。また、図２においては、半球状の肉盛硬装部６Ａ、Ｃ字状の肉盛硬装部６Ｂ、及び、三日月状の肉盛硬装部６Ｃが形成された破砕刃１が示されているが、これらのうち、いずれか一種類或いは二種類のみを形成した破砕刃１として構成することもできる。

【符号の説明】

【0034】

１：破砕刃、
２：刃先部、
３：挿通孔、
４：側面、
４ａ：半径方向外側部、
５：外周面、
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ：肉盛硬装部、
７：硬装材、
１０：破砕ユニット、
１３，１３Ａ，１３Ｂ：破砕刃、
１４：スペーサー、
１５，１５Ａ，１５Ｂ：回転軸、
３２：刃先部、
３３：挿通孔、
３４：側面、
３５：外周面、
３６：肉盛硬装部、
６１，６２：端部、
６３：中間部

【要約】

【課題】外周面や側面の摩耗を効果的に抑制することができ、また、隙間に進入した被削物の破片を確実に捕捉して、回転軸の下方側へ速やかに排出することができる、せん断破砕機用の破砕刃及びその補修（再生）方法を提供する。
【解決手段】外周部にフック状の刃先部２が形成され、中心部に回転軸の挿通孔３が形成され、側面４に硬装が施されたせん断破砕機用の破砕刃１において、外周面５に、硬装材を半球状、円錐状、又は、円錐台形状に肉盛溶接して形成した複数のスポット肉盛硬装部６Ａが、周方向へ間隔を置いて配置され、側面４には、硬装材を肉盛溶接して形成したＣ字状の肉盛硬装部、及び／又は、三日月状の肉盛硬装部を配置したことを特徴とする。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】