JP2006122798A - 粉砕刃及びそれを利用した粉砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
粒度が均一な粉砕物を得るとともに、粉の発生が少ない粉砕刃及び粉砕装置を提供する。
【解決手段】
粉砕槽内に回転可能に支持された粉砕ローラ２２の表面には、粉砕対象物を引き込むための爪と、多数の粉砕刃２８が形成されている。粉砕ローラ２２の斜め上方には、固定刃部材３２が固定されている。前記粉砕刃２８は、前記粉砕ローラ２２の軸方向に沿って複数平行に形成された第１の溝２６Ａと、周方向に複数平行に形成された第２の溝２６Ｂにより凸状に形成される。前記第１の溝２６Ａ及び第２の溝２６Ｂの寸法・形状は、粉砕刃２８間のスペースに粉砕対象物がどのような向きで入り込んだ場合であっても、最終的に生成される粉砕物が所定の長さを超えることがないように設定されるため、粒度品質が向上し、粉の発生が低減される。
【選択図】図２

Description

本発明は、粉砕刃（ないし破砕刃）及びそれを利用した粉砕装置（ないし破砕装置）に関し、更に具体的には、粉砕物（破砕物）の粒度の均一化に関するものである。

プラスチック製品の成形時には、金型に溶融した樹脂原料を注入するための経路も固化して取り出され、製品と切り離される。この経路の部分が固化したものはスプル・ランナーと呼ばれ、粉砕機などで粉砕した後、バージンペレットに混入されてリサイクル材として再利用される。図３を参照して、従来の粉砕装置の機構を説明すると、粉砕槽内に回転可能に支持された粉砕ローラ１００の表面には、多数の粉砕刃１０２が設けられている。図３(A)は、粉砕ローラ１００の粉砕刃１０２の構造を示す拡大図，図３(B)は、粉砕ローラ１００の断面図である。これらの図に示すように、粉砕刃１０２は、駆動軸１００Ａの軸方向に複数列平行に設けられ、一つの列内の粉砕刃１０２は、軸方向に隣接する粉砕刃１０２と所定の間隔をおいて形成されている。そして、前記粉砕刃１０２の列が通過可能な形状の切り欠き刃部１０４Ａが設けられた固定刃部材１０４と、前記粉砕刃１０２との間で、粉砕対象物の粉砕が行われる。前記粉砕刃１０２の列同士の間には、粉砕対象物（例えば、スプル・ランナーなど）を入りやすくするための傾斜面１０６が設けられている。なお、ガイドプレート１０８は、粉砕対象物の落下を防止するためのものである。このような従来技術としては、例えば、以下の特許文献１に示す固定式粉砕機などがある。
特許第３１４３４５１号公報

ところで、再利用の際に、射出成形機への供給や計量もしくは混合などを精度よく、かつ、円滑に行うためには、カットされた粒（粉砕物）について、(1)粒の大小差がなく、限りなくバージンペレットの大きさに近いこと，(2)粉が少ないこと、といった粒度品質が求められる。従って、粉砕刃のモデルは粉砕機そのものの性能・精度となり得るとともに、射出成形機への供給や、計量時の計量時間、計量・混合精度の安定化を図るため重要となる。

通常、粉砕刃１０２のサイズなどは、スプル・ランナーの太さ・再利用時の使用設備仕様（スクリュー径）などから指定される。しかしながら、スプル・ランナーには、金型工法により針のように細く、しかも長いものも少なくない。その粉砕を、図３に示すような従来モデルの粉砕刃１０２で行おうとした場合、粉砕刃１０２の軸方向の幅ＷＸに相当する長さの粉砕品のほか、隣接する粉砕刃１０２の列同士の間隔ＩＹに相当する長さの粉砕品も発生してしまう。そのような長い粉砕品は、射出成形機への供給，計量時の計量時間，計量混合精度の安定化を阻害する場合もある。また、長い粉砕物は、粉砕刃１０２の列間のスペースに押し込まれたまま固定刃部材１０４内を通過するため、粉の発生を助長させる要因の一つにもなる。

本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、粉砕物の粒度が均一になるように，すなわち、所定の大きさや長さ以上の粉砕物が生じないように粉砕を行うとともに、粉の発生を低減することができる粉砕刃及びそれを利用した粉砕装置を提供することである。他の目的は、粉砕刃の作製を容易に行うことである。

前記目的を達成するため、本発明の粉砕刃は、回転ローラの表面上に軸方向に複数平行に形成された第１の溝と、周方向に複数平行に形成された第２の溝によって、凸形の略角柱状に多数形成されており、前記第１の溝内に少なくとも一部が入り込んだ粉砕対象物を固定刃部材との間で粉砕する際に、前記粉砕対象物を所定の長さ以下に粉砕するように、前記第１及び第２の溝が形成されていることを特徴とする。

主要な形態の一つは、前記第１の溝の軸方向に沿って入り込んだ粉砕対象物と、前記第１の溝から径方向に突出するように少なくとも一部が入り込んだ粉砕対象物が、ほぼ同等の長さに切断されるように、前記第１及び第２の溝を形成したことを特徴とする。他の形態は、前記粉砕対象物が、プラスチックであることを特徴とする。更に他の形態は、前記粉砕対象物が、スプル・ランナーであることを特徴とする。

本発明の粉砕装置は、粉砕対象物が投入される粉砕槽，該粉砕槽内に略水平かつ回転可能に支持される回転ローラ，該回転ローラを回転させる回転駆動機構，前記回転ローラの表面に形成された請求項１〜４のいずれかに記載の粉砕刃，前記粉砕槽内に固定されており、前記回転ローラの軸方向の粉砕刃の列と略同一形状、かつ、該粉砕刃が通過可能な切り欠き刃部が形成された固定刃部材，前記粉砕槽内で、前記固定刃部材に対向する位置に設けられており、投入された粉砕対象物の落下を防止する落下防止部材，を備えたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明によれば、粉砕刃間の溝（スペース）の寸法や形状の改良を行うことにより、所定の長さ以上の粉砕物の発生を防止し、粒度品質が格段に向上するとともに、粉の発生を低減することができる。また、粉砕刃の形状の改良により、刃の加工が容易になり、汎用工具や汎用設備での作製が可能になるという効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

最初に、図１及び図２を参照しながら、本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の粉砕装置の全体構成を示す斜視図である。図２(A)は、本実施例の粉砕刃の構造を示す斜視図，図２(B)は、前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。図１に示すように、本実施例の粉砕装置１０では、スプル・ランナー６４などの粉砕対象物を所定の粒度（大きさないし長さ）に粉砕する粉砕槽２０が足１２に支持されており、前記粉砕槽２０の下方には、処理後の粉砕物を回収する回収容器４６が設けられている。また、粉砕槽２０の上方には、前記スプル・ランナー６４などを投入するための投入口５８を備えたホッパ５６が設けられている。該ホッパ５６は、粉砕槽２０に対して開閉可能となっており、金具６２により閉じた状態での固定が可能となっている。

前記粉砕槽２０の対向する一対の側面間には、略水平に、粉砕ローラ２２が回転可能に支持されている。また、前記粉砕槽２０の他の側面側は、前記粉砕ローラ２２に設けられた粉砕刃２８を通過させることによって、前記スプル・ランナー６４を粉砕（ないし切断）するための固定刃部材３２が、傾斜面を形成するように固定されている。更に、前記粉砕槽２０の他の側面側には、粉砕処理前のスプル・ランナー６４が下方に落下するのを防止するためのガイドプレート３８が、同じく傾斜面を形成するように固定されている。

前記粉砕ローラ２２の表面には、爪２４と多数の粉砕刃２８が設けられている。前記爪２４は、投入されたスプル・ランナー６４を引き込んで粉砕刃２８での粉砕を行うためのもので、前記粉砕刃２８よりも径方向に突出するように形成されている。なお、このような爪２４は公知である。また、前記粉砕刃２８は、図２(A)に示すように、粉砕ローラ２２の表面に、該粉砕ローラ２２の軸方向に沿って複数平行に形成された第１の溝２６Ａと、周方向に複数平行に形成された第２の溝２６Ｂを設けることによって一体に形成されるが、粉砕刃２８や溝２６Ａ，２６Ｂが形成されたディスクを複数枚重ねるようにしてもよい。なお、ここでは、軸方向に所定間隔で複数並んだ粉砕刃２８を、粉砕刃列２９とする。前記第２の溝２６Ｂの幅によって、前記粉砕刃２８の軸方向の幅ＷＡが決定され、前記第１の溝２６Ａの幅によって、前記粉砕刃列２９間の間隔ＩＢが決定される。また、粉砕刃２８の深さＤは、前記第１及び第２の溝２６Ａ，２６Ｂの深さにより決定される。本実施例では、後述するように、最終的な粉砕物の粒度がほぼ均一となるように、前記溝２６Ａ及び２６Ｂの形状・寸法が決定される。なお、前記第１の溝２６Ａを、若干傾いた略コ字状とすることにより、傾斜面３０を形成し、スプル・ランナー６４が入りやすくなる。このような粉砕ローラ２２は、前記粉砕槽２０の外側に設けられたモータ５２の回転を、ギア機構（ないし減速機）５４及び駆動軸５０を介して伝達することにより、回転可能となっている。なお、駆動軸５０と粉砕ローラ２２を一体に構成するようにしてもよい。

一方、前記固定刃部材３２には、前記粉砕ローラ２２が回転した際に、前記爪２４を通過させるための切り欠き部（図示せず）や、前記粉砕刃２８を通過させる切り欠き刃部３６が設けられている。なお、固定刃部材３２の切り欠き部を通過した爪２４の通路となるガイド溝３４が、粉砕槽２０に設けられている（図１参照）。前記切り欠き刃部３６は、前記粉砕刃列２９と略同一形状であって、粉砕刃２８が通過することができる程度の寸法に設定されている。このため、前記粉砕ローラ２２を回転させると、爪２４によって引き込まれたスプル・ランナー６４が、粉砕刃２８によって、切り欠き刃部３６に押し込まれて切断される。なお、切断された粉砕物は、前記固定刃部材３２の裏側から、粉砕槽２０の下方に設けられた回収口４８を通過して、回収容器４６に回収される。このような固定刃部材３２は、レバー４４によって開閉可能となっている。ガイドプレート３８についても、基本的には前記固定刃部材３２と同様の構成であり、爪２４を通過させるための切り欠き部（図示せず）と、粉砕刃列２９を通過させるための切り欠き部４２が形成されており、図示しないレバーによって開閉可能となっている。以上説明した各部を構成する材料は公知であり、そのいずれを用いるようにしてもよい。

次に、本実施例の作用を説明する。まず、図示しない電源を入れ、モータ５２を駆動して粉砕ローラ２２の回転を開始し、ホッパ５６の投入口５８から、粉砕対象物であるスプル・ランナー６４を投入する。投入されたスプル・ランナー６４は、爪２４により引き込まれて、多数の粉砕刃２８の間に少なくとも一部が入った状態となる。すなわち、第１の溝２６Ａ，第２の溝２６Ｂ，あるいは、第１及び第２の溝２６Ａ及び２６Ｂの交差部分に、スプル・ランナー６４の少なくとも一部が入り込んだ状態となる。粉砕刃２８の間に入り込んだスプル・ランナー６４は、粉砕ローラ２２の回転によって、固定刃部材３２まで運ばれ、切り欠き刃部３６を粉砕刃２８が通過する際に、所定の長さに切断される。

例えば、図２(A)に点線で示すように、スプル・ランナー６４が、第１の溝２６Ａに沿って入り込んでいる場合には、粉砕刃２８の幅ＷＡに相当する長さに切断され、図２(B)に点線で示すように、径方向に突出するように粉砕刃２８間に一部が入り込んだ場合には、間隔ＩＢに相当する長さに切断されるという具合である。従って、間隔ＩＢと幅ＷＡの長さがほぼ同等となるように溝２６Ａ及び２６Ｂの形状・寸法を設定することにより、スプル・ランナー６４がどのような向きで入り込んだ場合であっても、所定の長さ（本実施例の場合は、間隔ＩＢ）を超えない粉砕品を形成することができる。本実施例では、例えば、前記間隔ＩＢと幅ＷＡが、約４ｍｍ程度となるように設定されているが、必要に応じて適宜変更してよい。

そして、粉砕ないし切断された粉砕物は、固定刃部材３２の裏側から粉砕槽２０の下方に設けられた回収容器４６へ回収され、必要に応じて適宜手段で成形機などへ送られて、再利用される。一方、粉砕槽２０内に残った粉砕対象物は、粉砕ローラ２２の回転の継続によりやがて切断され、最終的に回収容器４６へ回収される。なお、粉砕前のスプル・ランナー６４の落下がガイドプレート３８により防止されるのは、上述した通りである。

このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)粉砕刃２８間の溝２６Ａ及び２６Ｂの寸法や形状の改良を行うことにより、所定の長さ以上の粉砕物の発生が防止され、粒度品質が格段に向上するとともに、粉の発生を低減することができる。
(2)略コ字状の溝２６Ａ及び２６Ｂによって粉砕刃２８を形成できることから、従来のような刃部形成用の特殊切削工具が不要で汎用化でき、作製が容易になる。このため、粉砕刃２８の加工工程の短縮と、製造コストの低減が可能となる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例に示した各部の形状・大きさは一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。特に、溝２６Ａ及び２６Ｂについては、粉砕物に求められる粒度（大きさ・長さ）に応じて、設計変更可能である。例えば、前記実施例では、粉砕刃２８の幅ＷＡと間隔ＩＢがほぼ同等になるように設定することとしたが、粉砕対象物の形状や粉砕刃間への入り込み方を考慮した上で、各部の形状・寸法を決定するようにしてよい。
(2)前記実施例の粉砕装置１０の構成も一例であり、回収容器４６に回収した粉砕物を輸送する輸送手段などを接続するようにしてもよい。
(3)粉砕ローラ２２の回転駆動機構も一例であり、同様の効果を奏するように適宜設計変更可能である。
(4)上述した作用も一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更してよい。
(5)本実施例では、粉砕対象物として、スプル・ランナー６４を例に挙げて説明したが、他の各種のプラスチック材，例えば、成形不良品などの粉砕に適用することを妨げるものではない。

本発明によれば、粉砕刃間の溝（スペース）の寸法や形状の改良を行うことにより、所定の長さ以上の粉砕物の発生を防止して粒度品質を向上させるとともに、粉の発生を低減することとしたので、粉砕装置の用途に適用できる。特に、スプル・ランナーなどのプラスチック廃材を再利用するための粉砕装置の用途に好適である。

本発明の実施例１の全体構成を示す斜視図である。 前記実施例１の粉砕ローラの構造を示す図であり、(A)は斜視図，(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。 背景技術の一例を示す図である。

符号の説明

１０：粉砕装置
１２：足
２０：粉砕槽
２２：粉砕ローラ
２４：爪
２６Ａ，２６Ｂ：溝
２８：粉砕刃
２９：粉砕刃列
３０：傾斜面
３２：固定刃部材
３４：ガイド溝
３６：切り欠き刃部
３８：ガイドプレート
４２：切り欠き部
４４：レバー
４６：回収容器
４８：回収口
５０：駆動軸
５２：モータ
５４：ギア機構（ないし減速機）
５６：ホッパ
５８：投入口
６２：金具
６４：スプル・ランナー
１００：粉砕ローラ
１００Ａ：駆動軸
１０２：粉砕刃
１０４：固定刃部材
１０４Ａ：切り欠き刃部
１０６：傾斜面
１０８：ガイドプレート

Claims (5)

1. 回転ローラの表面上に軸方向に複数平行に形成された第１の溝と、周方向に複数平行に形成された第２の溝によって、凸形の略角柱状に多数形成されており、
   前記第１の溝内に少なくとも一部が入り込んだ粉砕対象物を固定刃部材との間で粉砕する際に、前記粉砕対象物を所定の長さ以下に粉砕するように、前記第１及び第２の溝が形成されていることを特徴とする粉砕刃。
2. 前記第１の溝の軸方向に沿って入り込んだ粉砕対象物と、前記第１の溝から径方向に突出するように少なくとも一部が入り込んだ粉砕対象物が、ほぼ同等の長さに切断されるように、前記第１及び第２の溝を形成したことを特徴とする請求項１記載の粉砕刃。
3. 前記粉砕対象物が、プラスチックであることを特徴とする請求項１又は２記載の粉砕刃。
4. 前記粉砕対象物が、スプル・ランナーであることを特徴とする請求項３記載の粉砕刃。
5. 粉砕対象物が投入される粉砕槽，
   該粉砕槽内に略水平かつ回転可能に支持される回転ローラ，
   該回転ローラを回転させる回転駆動機構，
   前記回転ローラの表面に形成された請求項１〜４のいずれかに記載の粉砕刃，
   前記粉砕槽内に固定されており、前記回転ローラの軸方向の粉砕刃の列と略同一形状、かつ、該粉砕刃が通過可能な切り欠き刃部が形成された固定刃部材，
   前記粉砕槽内で、前記固定刃部材に対向する位置に設けられており、投入された粉砕対象物の落下を防止する落下防止部材，
   を備えたことを特徴とする粉砕装置。
   
   

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