JP2000301012A

JP2000301012A - 破砕装置と破砕方法

Info

Publication number: JP2000301012A
Application number: JP10934899A
Authority: JP
Inventors: Mikio Yotsumoto; 幹夫四元; Yutaka Matsuda; 裕松田; Kaoru Shimizu; 薫志水
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-10-31
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: JP4310840B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス、セラミックス、樹脂、金属等の単一
部材または複合部材からなる物体を一種類の破砕装置で
連続して面破砕可能にする。【解決手段】回転体１０１の主面に立設した支軸１０
３に打撃体１を回動可能に取り付け、前記回転体１０１
を高速回転させ前記打撃体１を約５０ｍ／秒（１８０ｋ
ｍ／時）以上の速度で加工対象物（ワーク）に衝突させ
る構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガラス、セラミック
ス、樹脂、金属等の単一部材または複合部材からなる物
体、例えば、テレビ、洗濯機、エヤコン、冷蔵庫等の家
電製品、自動車等を一種類の装置で連続破砕する破砕装
置と破砕方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】リサイクル処理を目的としてブラウン管
（ＣＲＴ/陰極線管）ガラスを切断解体する場合、ヒー
タ線をＣＲＴの周囲に巻回し通電加熱による熱衝撃を利
用する方法、あるいはダイヤモンドホイールカッターの
高速回転による切断、あるいはガス溶断等の手段を用い
るのが一般的である。

【０００３】また、自動車のボディ、各種家電製品の筐
体やその他の構成部材を形成する薄鋼板（冷間圧延鋼板
等）の切断は、硬度の高い鋸刃を備えたバンド状カッタ
ー（バンドソー）または円盤状カッター（メタルソ
ー）、または砥粒を円盤状や円筒体状に成形した砥石工
具を用いるグラインダー切断、またはアセチレンガス等
を用いたガス溶断等が一般的である。

【０００４】樹脂成形品の切断はバンドソー、メタルソ
ー、エンドミル等による切断が一般的である。

【０００５】なお、一種類のツール（工具）を回転また
は高速移動させ、上記ブラウン管等のガラス、薄鋼板、
樹脂成形品などの異材質部材を順次、連続切断加工する
加工装置は提案されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】（１）前記ＣＲＴガラ
スの切断において、ＣＲＴの形状、サイズ、製造工程の
違い等によりガラスの残留応力も一定でない。従って、
熱衝撃を利用するヒータ線通電加熱方式は安定した切断
加熱条件を見出したり、安定した一定の切断面を形成す
ることは困難である。また、ダイヤモンドホイールカッ
ターによる切断は、切断スピードを早めると摩擦熱によ
りダイヤモンドホイールカッターの摩耗速度が大きくな
り切断速度は制限される。かつ、ダイヤモンドホイール
カッターは高価であり、切断量とダイヤモンドホイール
の摩耗量とは密接な関係にあり切断コストが大きい。ま
た、高温ガスを用いた溶断は、切断速度が遅く、被切断
物はあるいは切断部付近に可燃物があれば危険で、使用
可能範囲が限定される。

【０００７】（２）薄鋼板をバンドソー、メタルソー等
のツールを用いて切断する場合、前記ツールの切れ刃部
を被加工物（ワーク）に強く押し付け、ワークに連続し
た剪断破壊を起こすことにより切断加工される。切れ刃
部をワークに強く押しつけるため切断部位の摩擦熱は大
きく、熱による刃先の脆化と軟弱化は刃先の摩耗を増大
する。切れ刃部の摩耗により切断速度は大幅に低下し制
限される。また切れ刃部をワークに食い込ませるため、
ツールの保持とワークの保持とに大きな剛性を要し、大
掛かりな保持機構と高い設備コストを要する。

【０００８】砥石を用いたグラインダー切断は、砥粒の
持つ切れ刃により連続した小さな剪断によって行われ
る。砥粒の角部（切れ刃）はさほど鋭利ではないこと及
びグラインダーの周速度が比較的大きいことにより切断
部位の摩擦熱は大きい。前記各ツールの寿命を確保する
には切断部位の温度を適切に抑制する必要があり切断速
度は制限される。

【０００９】アセチレン等のガス溶断は切断部近傍に可
燃物が無いことが安全上重要であり切断範囲が制限され
る。

【００１０】（３）樹脂成型品等の切断にバンドソー、
メタルソー等を用いた場合、切断速度を大きくするとツ
ールとの摩擦熱により被切断物の切断部位近傍が発火ま
たは溶融し物理的性質が変化する。

【００１１】（４）金属磁性部品の切断に際し、鉄合金
を主体にした刃を使用した場合、切断時に発生するワー
クの破片及び粉末が磁性体ゆえに刃先に付着し、刃先の
摩擦抵抗の増大あるいは刃先の損傷により切断能力が大
幅に低下する。

【００１２】（５）異なる物性を持つ複数の部材（例え
ば、金属、樹脂成形品、ガラス、フェライト等）で構成
されたワークの切断に際し、同一のツールで順次、連続
して切削加工することは極めて困難である。

【００１３】（６）ワーク構成部材が不明の場合、ある
いはワークが複数の部材で構成され、かつ、表面部材の
背後に隠れた部材の形状や材質が不明の場合、ワークの
表面や外観形状の画像情報だけでは最適な切断条件が見
出せず、最適な切断の自動制御は不可能である。

【００１４】本発明はワーク（加工対象物）の主面を広
範囲にわたって、効率よく短時間に面破砕し、除去する
ことを目的とする。また、ワークの構成部材が異なる複
数にも関わらず一台の破砕装置で連続破砕することをも
う一つの目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、臨界衝撃速度（ｃｒｉｔｉｃａｌｉｎｐ
ａｃｔｖｅｌｏｃｉｔｙ）以上の高速引っ張り力を加
えると塑性波が発生し，着力端で直ちに破砕がおきる塑
性波理論、または高速圧縮力を加えると塑性波が発生し
非常に大きな応力が瞬間発生し，着力端は小さな歪で破
壊する（脆くなることと類似の現象）という理論を破砕
装置として実用化したものである。

【００１６】詳しくは、従来の切れ刃を備えたツールに
代え、金属などの硬質固体からなる打撃体を加工対象物
（ワーク）に超高速、高頻度で衝突させ、該衝突エネル
ギーにより塑性波を発生させ、瞬時に衝突部位を破壊し
除去するものである。即ち、高速円運動（約５０ｍ／ｓ
ｅｃ（１８０Ｋｍ／ｈ）以上の速度）する打撃体がワー
クに衝突し，反射（反発）する時、衝撃を伴って発生す
る高速圧縮、または摩擦による高速引っ張り、高速せん
断等によって打撃体とワークの衝突部位及びその近傍の
ごく限られた範囲でワーク表面を微粒子状または微細片
に瞬時に破砕（破壊）する原理に基づく切断方法とし
た。

【００１７】塑性波を発生させるため打撃体がワークに
衝突する速度を約５０ｍ／ｓｅｃ（１８０Ｋｍ／ｈ）〜
３００ｍ／ｓｅｃ（１，０８０Ｋｍ／ｈ）の範囲とし
た。円板の周速に換算すると、直径１００ｍｍの円板が
回転数約１０，０００ｒｐｍ〜６０，０００ｒｐｍ程度
で回転するのに相当する。

【００１８】家電製品の筐体等を構成する樹脂成型品や
プリント配線基板等の破砕（または切断）の場合、打撃
体（硬質固体）を前記約５０ｍ／秒（１８０ｋｍ／時）
以上の速度で，かつ約１５０回／秒の頻度以上でワーク
に衝突させワークの表面を破砕する構成とした。また、
機械構造用炭素鋼、冷間圧延鋼板、ガラス等の切断の場
合、打撃体を約１５０ｍ／秒（５４０ｋｍ／時）以上の
速度で，かつ約１，８００回／秒の頻度以上でワークに
衝突させワーク表面を破砕する構成とした。

【００１９】前記打撃体を回転可能に支承する支軸と，
前記打撃体の貫通穴との嵌合隙間を２ｍｍ以上、好適に
は嵌合隙間を５〜１０ｍｍ程度とした。嵌合隙間は打撃
体の衝突速度の増大に対応して大きく設定する必要があ
る。なお、本発明における嵌合隙間は、一般的に軸と軸
受との嵌合状態を規定するＪＩＳ規格のスキマ数値より
はるかに大きく２桁〜３桁上回るものである。

【００２０】このように本発明のワーク破砕原理は従来
のツールを用いた切削加工原理とは異なる。従来の加工
原理は切削工具（ツール）の切れ刃部を低速（最大約１
０ｍ／ｓｅｃ程度以下）でワークに衝突させ、ワークが
弾性変形を経て塑性変形から破壊へと順次変形し、ワー
ク表面の比較的広い範囲が破壊するものである。また、
本発明における打撃体は従来のツールのような鋭利な切
れ刃部を備えるものでない。

【００２１】上記構成により本発明は、（１）打撃体とワークとの衝突時の臨界衝撃速度以上の
高速圧縮及び高速引っ張りによる破砕原理（除去原理）
により、ワークにおける破砕部位の摩擦熱の発生は極め
て少ない。また、打撃体は高速運動により急速に空冷さ
れ打撃体自体の温度上昇も極めて小さい。（２）回転、往復運動、あるいは、直線運動する切削工
具（ツール）は、摩耗が激しい。しかし、本発明の打撃
体は、ワークとの衝突により打撃体が加工硬化を受け、
使用につれて硬化し耐摩耗性が増大する。（３）本発明の破砕原理は破砕抵抗と摩擦抵抗が小さ
い。その結果、破砕時にワークを強固に保持、固定する
必要がない。また、前記打撃体を支承する支軸、高速回
転する回転体や主軸の剛性、軸受の剛性、回転体主軸の
把持ロボットの剛性等を強固に構築する必要がない。（４）異なる複数の部材、例えば、金属、樹脂成形品、
ガラス、フェライト等で構成され、かつ、内部の見えな
いワークであっても、同一の破砕装置で連続して破砕加
工可能である。

【００２２】以上のように本発明における破砕装置は、
構造が簡単で長寿命化と信頼性の大幅な向上が図れる。
また、破砕過程でワークの異材質混在を考慮する必要性
がない。従って、リサイクル設備の一環である破砕また
は切断装置として極めて有効である。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明における第１の発明は、回
転体の主面に立設した支軸に、断面形状が略コの字形の
打撃体を回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転さ
せ前記打撃体の起立部を臨界衝撃速度の約５０ｍ／秒以
上で加工対象物に衝突させ破砕加工することを特徴とす
る破砕装としたもので、遠心力を利用した衝撃破砕によ
り打撃体の摩耗が小さく破砕装置の長寿命化と信頼性の
向上を図れる。また、加工対象物の種類を問わず、高速
破砕または高速切断を可能にする。

【００２４】さらに、第２の発明は、回転体の主面に立
設した支軸に、両端に起立部を備えた断面形状が略コの
字形の打撃体を回動可能に取り付け、前記回転体を高速
回転させ前記打撃体の起立部を臨界衝撃速度の約５０ｍ
／秒以上で加工対象物の主面に衝突させることにより前
記加工対象物の主面を破砕、除去することを特徴とする
破砕装置としたもので、ワークの主面等を広範囲にわた
って能率よく面破砕し、除去できる。

【００２５】さらに、第３の発明は、回転体の主面に
立設した支軸に平歯車を回動可能に取り付け、前記回転
体を高速回転させ前記平歯車の歯部底面側を臨界衝撃速
度以上の速度で加工対象物の主面に衝突させることによ
り前記加工対象物の主面を破砕、除去することを特徴と
する物体の面破砕装置としたもので、ワークの主面等を
広範囲にわたって能率よく面破砕し、除去できる。

【００２６】さらに、第４の発明は、回転体の主面に立
設した支軸に平歯車を回動可能に取り付け、前記回転体
を高速回転させ前記平歯車の歯先部を臨界衝撃速度以上
の速度で加工対象物に衝突させることにより前記加工対
象物を破砕、除去することを特徴とする破砕装置とした
もので、ワークの主面等を材質の種類を問わず能率よく
破砕、切断できる。

【００２７】さらに、第５の発明は、回転体の主面に立
設した支軸にフェイスギヤーを回動可能に取り付け、前
記回転体を高速回転させ前記フェイスギヤーの歯先部を
臨界衝撃速度以上の速度で加工対象物に衝突させること
により前記加工対象物を破砕、除去することを特徴とす
る破砕装置としたもので、ワークの主面等を材質の種類
を問わず能率よく面破砕し、除去できる。

【００２８】さらに、第６の発明は、回転体の主面に立
設した支軸に傘歯車を回動可能に取り付け、前記回転体
を高速回転させ前記傘歯車の歯先部を臨界衝撃速度以上
の速度で加工対象物に衝突させることにより前記加工対
象物を破砕、除去することを特徴とする破砕装置とした
もので、ワークの主面等を材質の種類を問わず能率よく
破砕、除去できる。また、Ｖ溝加工を可能にする。

【００２９】さらに、第７の発明は、回転体の主面に立
設した支軸に、断面形状が略コの字形の有底容器状打撃
体を回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転させ前
記打撃体の開口端面側を臨界衝撃速度以上の速度で加工
対象物の主面に衝突させることにより前記加工対象物の
主面を破砕、除去することを特徴とする破砕装置とした
もので、ワークの主面等を材質の種類を問わず能率よく
面破砕し、除去できる。

【００３０】さらに、第８の発明は、回転体の主面に立
設した支軸に断面形状が略コの字形の打撃体を回動可能
に取り付け、前記回転体の主面と加工対象物の主面とを
対向配置させ、前記打撃体を約５０ｍ／秒（１８０ｋｍ
／時）以上の速度で，かつ約１５０回／秒の頻度以上で
加工対象物に衝突させ破砕加工することを特徴とする物
体の破砕方法としたもので、ワークの材質、種類を問わ
ず高速で破砕、除去または切断できる。

【００３１】さらに、第９の発明は、回転体の主面に立
設した支軸に断面形状が略コの字形の打撃体を回動可能
に取り付け、前記回転体の主面と加工対象物の主面とを
対向配置させ、前記打撃体を約１５０ｍ／秒（５４０ｋ
ｍ／時）以上の速度で，かつ約１，８００回／秒の頻度
以上で加工対象物に衝突させ破砕加工することを特徴と
する物体の破砕方法としたもので、ワークの材質、種類
を問わず高速で破砕、除去または切断できる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例における破砕装置を図
面に基づいて説明する。

【００３３】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
ける破砕装置の側面方向の要部断面図、図２は図１の底
面図、図３は図１の破砕装置を用いてワークを破砕した
状態の平面図、図４は図１の破砕装置を構成する打撃体
の正面図を示す。図１〜図４において、符号１は打撃
体、２は前記打撃体１の軸芯に穿孔した貫通穴、３は前
記打撃体１の切刃部を構成する起立部、１００は本発明
の破砕装置、１０１は円板等からなる回転体、１０２は
前記回転体１０１の軸芯に取り付く主軸、１０３は前記
打撃体１を回転可能に支承する支軸、１０４は前記貫通
穴２と支軸１０３との隙間、１０５、１０６は締結ナッ
ト、１１０は前記回転体１０１を回転させる駆動モータ
ー、１２０はワーク（加工対象物）、Ｗは切刃部幅、Ｌ
は切刃部頂部間距離を示す。

【００３４】実施例１における破砕装置１００は、図１
〜図４に示すように、回転体（円板）１０１の一方の主
平面側に支軸１０３を介して打撃体１を４箇所、それぞ
れ独立して回動可能に取り付けてなる。前記打撃体１は
外形が十字型で、各端部の４箇所に起立部（切刃部）を
備え，断面形状が略コの字形をなす。本発明における破
砕装置１００は前記回転体１０１を高速回転させ、前記
打撃体１（硬質固体）を約５０ｍ／秒（１８０ｋｍ／
時）以上の速度で，かつ約１６７回/秒（毎秒１０，０
００/６０回）以上の打撃頻度でワーク１２０に衝突さ
せる構成とした。なお、回転数は電源電圧の変動、その
他の理由等で±１０％程度のバラツキを許容する。

【００３５】打撃体１のワーク１２０に対する衝突速度
は当然のことながら、前記回転体１０１の回転数に対応
する。本実施例では回転体１０１の回転数を１０，００
０〜６０，０００ｒｐｍ（周速１８０〜１０８０ｋｍ／
ｈ）という高速回転領域を用いた。該回転数領域によ
り、打撃体１の衝撃力の向上と空冷効果と加工硬化によ
る寿命向上等が図れる。

【００３６】図１に示す破砕装置１００は前記起立部が
従来工具の切刃部に相当し、ワークを打撃し破砕、除去
する。図１からも明らかなように打撃体１の外周の一部
（起立部３）を前記回転体１０１の外周より外方に位置
させいる。打撃体１を回転体１０１の主面に等間隔に４
箇所配置しているので、ワークの打撃頻度は（１万回転
／分）×４箇所＝４万回／分以上となる。

【００３７】実施例１において、支軸１０３と打撃体１
との嵌合隙間１０４を７ｍｍ程度とした。該嵌合隙間１
０４を設けることにより、回転体１０１が高速回転して
いるにもかかわらず、打撃体１の起立部３、支軸１０３
に与える衝撃を和らげ、支軸など破砕装置１００の破損
を防止する。

【００３８】なお、前記打撃体の外形は前記十字型の他
に任意に設定してよい。例えば、複数の角部と起立部と
を備えた多角形（正三角形、正四角形、長方形、正五角
形、正六角形等）、または起立部を備えた円盤形などと
してよい。図５と図６に円盤形と正六角形の打撃体の例
を示す。さらに、前記回転体１０１の形状についても円
板型の他に、正多角形など任意の形状としてよい。しか
し、当然のことながら回転体の回転バランスが取れてい
ることが必要である。主軸１０２と回転体１０１との一
体化は、主軸１０２の矩形部１０２Ａに回転体１０１の
穴を嵌合させネジ部にナットを締結してなる。

【００３９】次に、回転体と打撃体のディメンジョンと
材質の一例を記す。図１に示す実施例装置の場合、回転
体１０１の直径は約１００ｍｍ，板厚５ｍｍ，材質は機
械構造用炭素鋼、支軸１０３は嵌合部の直径８ｍｍ，材
質は機械構造用炭素鋼または炭素工具鋼（ＪＩＳ規格記
号／ＳＫ２）とした。打撃体１の切刃部頂部間距離Ｌは
４０ｍｍ，貫通穴２の直径は１７ｍｍ，切刃部の幅寸法
ｗは約１５ｍｍ，起立部（切刃部）の厚さ寸法ｔは約５
ｍｍ程度とした。材質は機械構造用炭素鋼（Ｓ４５
Ｃ）、または炭素工具鋼（ＳＫ２）、高速度工具鋼（Ｓ
ＫＨ２）、ＮｉーＣｒ鋼（ＳＮＣ６３１）、ＮｉーＣｒ
ーＭｏ鋼（ＳＮＣＭ４２０）、ＣｒーＭｏ鋼（ＳＣＭ４
３０）、クロム鋼（ＳＣｒ４３０）、機械構造用マンガ
ン鋼（ＳＭｎ４３３）等の内いずれか一つとした。

【００４０】図１に示す破砕実施例では、回転体１０１
を３０，０００ｒｐｍで矢印方向に右回転させ、打撃体
１がワーク（１０ｍｍ厚さの冷間圧延鋼板）１２０に衝
突する衝突速度を１５７ｍ／秒（５６５ｋｍ／時）程
度、切削移動速度を５０ｍｍ／秒程度とした。なお、こ
の場合の打撃頻度は（３万回転／分）×４箇所＝１２万
回／分となる。

【００４１】回転体１０１が３０，０００ｒｐｍで高速
回転するので打撃体１に大きな遠心力が働く。該遠心力
が打撃体１の起立部（切刃部）３とワーク１２０の衝突
面及びその近傍の限られた範囲で衝撃を伴って高速圧縮
力が発生し、ワーク１２０は瞬時に，かつ高速で破砕、
除去される。破砕屑は微小粒状となる。鋭利な切刃部が
なくても金属等を破砕できることを実験により確認して
いる。

【００４２】なお、ＣＲＴ等のガラス部材についても上
記加工条件で破砕加工できた。また、回路用樹脂配線基
板、樹脂成型品等のプラスチックを、回転体１０１の回
転数１０，０００ｒｐｍ、打撃体の打撃回数４万回／分
（回転体に取り付けた打撃体の数は１つ）、切削移動速
度を５０ｍｍ／Ｓで加工できることも実験確認した。

【００４３】上記実施例において、打撃体の打撃速度が
約５０ｍ／秒（１８０ｋｍ／時）以上で，打撃回数が約
１６７回/秒（毎秒１０，０００/６０回）以上の頻度で
あれば、ワークに対応して任意に設定してよいことは言
うまでもない。また、打撃体の材質は硬質の固体であれ
ば金属部材以外にも任意に設定してよいことも同様であ
る。さらに、打撃体の数は２以上の複数であってもよい
し、１つのみであってもよい。さらに、前記回転体の駆
動は一般的なスピンドルモータ等を用いて高速回転させ
ればよい。

【００４４】このように実施例１における破砕装置は、
回転体の主面に立設した支軸に、両端に起立部を備えた
断面形状が略コの字形の打撃体を回動可能に取り付け、
前記回転体を高速回転させ前記打撃体の起立部を臨界衝
撃速度以上の速度で加工対象物の主面に衝突させること
により前記加工対象物の主面を広範囲にわたって効率よ
く面破砕し、除去できる。

【００４５】本発明における打撃体１は従来の破砕ツー
ルのように鋭利な切れ刃部を備えるものでない。本発明
における破砕、除去原理は従来の常識を超えるもので、
打撃体１に従来の切削工具よりはるかに大きな速度を与
えることにより、鋭利な切刃部が無くても金属、樹脂、
ガラス、セラミックスなど脆性部材まで破砕を可能にす
る。そして、例えばテレビジョン受信機のように金属、
樹脂、ガラス等の異材質部材が混合していても、一つの
破砕装置で連続して破砕加工できる。

【００４６】（実施例２）図７は本発明の実施例２にお
ける破砕装置（図示せず。）を構成する打撃体１３０の
平面図と断面図を示す。実施例２における破砕装置も基
本的には実施例１の場合と同様で、打撃体の構成が実施
例１と異なっている。

【００４７】実施例２における打撃体１３０は一般市販
の平歯車を活用したものである。図７に示す平歯車のサ
イズの一例を記すと、ピッチ円径４０ｍｍ、モジュール
Ｍ＝２（歯丈約４ｍｍ）、歯数２０枚とした。図７に示
すように、平歯車を断面形状がコの字形の有底容器状に
加工してなる。そして回転体１０１の一方の下面側にう
つぶせにしたカップ形状に、回動可能に、複数箇所取り
付けてなる。（図示せず。）即ち、実施例２における破砕装置は、回転体の主面に立
設した支軸に平歯車を回動可能に取り付け、前記回転体
を高速回転させ前記平歯車の歯部を臨界衝撃速度以上の
速度でワーク（加工対象物）に衝突させ破砕加工するこ
とを特徴とする。

【００４８】また、回転体の主面に立設した支軸に平歯
車を回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転させ前
記平歯車の歯部底面側を臨界衝撃速度以上の速度でワー
クの主面に衝突させることにより前記加工対象物の主面
を面破砕し、除去することを特徴とする。

【００４９】さらに、回転体の主面に立設した支軸に平
歯車を回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転させ
前記平歯車の歯先部を臨界衝撃速度以上の速度で加工対
象物に衝突させることにより前記加工対象物を破砕（ま
たは切断）し、除去することを特徴とする。

【００５０】実施例２の破砕装置も打撃体をワークの主
面に高速で衝突させることにより前記ワークの主面を広
範囲にわたって効率よく面破砕し、除去できる。また、
切断加工も可能にする。

【００５１】（実施例３）図８は本発明の実施例３にお
ける破砕装置（図示せず。）を構成する打撃体１４０の
平面図と断面図を示す。実施例３における破砕装置も基
本的には実施例１の場合と同様で、打撃体の構成が実施
例１と異なっている。

【００５２】実施例３における打撃体１４０はフェイス
ギヤー用いる構成としたものである。モジュールＭ＝２
程度とした。図８に示すように、フェイスギヤーを断面
形状がコの字形の有底容器状に加工し、回転体１０１の
一方の下面側にうつぶせにしたカップ形状に、回動可能
に、複数箇所取り付けてなる。（図示せず。）即ち、実施例３における破砕装置は、回転体の主面に立
設した支軸にフェイスギヤーを回動可能に取り付け、前
記回転体を高速回転させ前記フェイスギヤーの歯部を臨
界衝撃速度以上の速度で加工対象物に衝突させ破砕加工
することを特徴とする。

【００５３】また、回転体の主面に立設した支軸にフェ
イスギヤーを回動可能に取り付け、前記回転体を高速回
転させ前記フェイスギヤーの歯先部を臨界衝撃速度以上
の速度で加工対象物に衝突させ前記加工対象物を破砕、
除去することを特徴とする。

【００５４】この場合の破砕装置も打撃体をワークの主
面に高速で衝突させることにより前記ワークの主面を広
範囲にわたって効率よく面破砕し、除去できる。

【００５５】（実施例４）図９は本発明の実施例４にお
ける破砕装置（図示せず。）を構成する打撃体１５０の
平面図と断面図を示す。実施例４における破砕装置も基
本的には実施例１の場合と同様で、打撃体の構成が実施
例１と異なっている。

【００５６】実施例４における打撃体１５０は一般市販
の傘歯車を活用する構成としたものである。この場合も
モジュールＭ＝２、歯数２０枚程度とした。図９に示す
ように、傘歯車を断面形状がコの字形の有底容器状に加
工し、回転体１０１の一方の下面側にうつぶせにしたカ
ップ形状に、回動可能に、複数箇所取り付けてなる。
（図示せず。）即ち、実施例４における破砕装置は、回転体の主面に立
設した支軸に傘歯車を回動可能に取り付け、前記回転体
を高速回転させ前記傘歯車の歯先部を臨界衝撃速度以上
の速度で加工対象物に衝突させることにより前記加工対
象物を破砕、除去することを特徴としたもので、ワーク
の主面等を材質の種類を問わず能率よく破砕、除去でき
る。また、Ｖ溝加工を可能にする。

【００５７】なお、図１１に示すように、一般市販の傘
歯車を略円錐台形状に加工して打撃体１７０を構成し、
歯先および歯先先端部をプリント配線基板の一方の主
面、または前記プリント配線基板に実装した電子部品に
臨界衝撃速度以上の速度で衝突させることにより、前記
プリント配線基板の一方の主面または前記電子部品の内
の少なくとも一方を破砕、除去する構成としてもよい。
勿論、図１の破砕装置をプリント配線基板の両主面側に
配置し，同時破砕することにより、前記プリント配線基
板の両主面または前記プリント配線基板の両主面に実装
した電子部品の内の少なくとも一方を破砕するようにし
てもよい。（図示せず。）（実施例５）図１０は本発明の実施例５における破砕装
置（図示せず。）を構成する打撃体１６０の平面図と断
面図を示す。実施例５における破砕装置も基本的には実
施例１の場合と同様で、打撃体の構成が実施例１と異な
っている。

【００５８】実施例５における打撃体１６０は一般市販
の傘歯車を活用する構成としたものである。図１０に示
すように、打撃体を断面形状がコの字形の有底容器状に
加工し、回転体１０１の一方の下面側にうつぶせにした
カップ形状に、回動可能に、複数箇所取り付けてなる。
（図示せず。）即ち、実施例５における破砕装置は、回転体の主面に立
設した支軸に、断面形状が略コの字形の有底容器状打撃
体を回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転させ前
記打撃体の開口端面側を臨界衝撃速度以上の速度で加工
対象物の主面に衝突させることにより前記加工対象物の
主面を広範囲にわたって面破砕し、除去することを特徴
としたもので、ワークの主面等を材質の種類を問わず能
率よく破砕、除去できる。

【００５９】なお前記打撃体１６０の外形を複数の角部
を備えた多角形、円筒形など任意に設定してよいことは
言うまでもない。

【００６０】以上のように、実施例１〜５で説明した破
砕装置を５軸制御（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、角度Θ１、角度
Θ２）のロボットアームに取り付け、ローラコンベア等
によって送られてきた搬送パレット上の家電製品を所定
に破砕加工するようにすればよい。（図示せず。）

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明は、リサイクルを目
的とした家電製品や自動車等の解体破砕処理の自動化は
もちろん、加工対象物や構成部材の種類に応じて都度、
切削工具の種類や加工条件、破砕装置の変更などを不要
にする。また、破砕装置の寿命と信頼性の向上、リサイ
クル率の向上に寄与し、環境保全、資源の有効活用に貢
献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における破砕装置の側面方向
の要部断面図

【図２】図１の底面図

【図３】図１の破砕装置を用いて破砕加工したワークの
平面図

【図４】図１を構成する打撃体の正面図

【図５】（Ａ）本発明の破砕装置を構成するもう一つ
の打撃体の平面図（Ｂ）図５（Ａ）を切断線Ｓ１ーＳ１で切断した断面
図

【図６】図１を構成するもう一つの打撃体の正面図

【図７】（Ａ）本発明の破砕装置を構成するもう一つ
の打撃体の平面図（Ｂ）図７（Ａ）を切断線Ｓ２ーＳ２で切断した断面
図

【図８】（Ａ）本発明の破砕装置を構成するもう一つ
の打撃体の平面図（Ｂ）図８（Ａ）を切断線Ｓ３ーＳ３で切断した断面
図

【図９】（Ａ）本発明の破砕装置を構成するもう一つ
の打撃体の平面図（Ｂ）図９（Ａ）を切断線Ｓ４ーＳ４で切断した断面
図

【図１０】（Ａ）本発明の破砕装置を構成するもう一
つの打撃体の底面図（Ｂ）図１０（Ａ）を切断線Ｓ５ーＳ５で切断した断
面図

【図１１】（Ａ）本発明の破砕装置を構成するもう一
つの打撃体の平面図（Ｂ）図１１（Ａ）を切断線Ｓ６ーＳ６で切断した断
面図

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ、１３０、１４０、１５０、１６０、１
７０打撃体２、２Ａ、２Ｂ、１３１、１４１、１５１、１６１、
１７１穴（貫通穴）３、３Ａ、３Ｂ起立部（切刃部）１００破砕装置１０１回転体１０２主軸１０３支軸１０４隙間１０５、１０６ナット１１０駆動モーター１２０ワーク（加工対象物）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｂ０２Ｃ 18/06 Ｂ０９Ｂ 5/00 ＭＱＺ (72)発明者志水薫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4D004 AA07 AA16 AA18 AA19 AA22 AA26 AC05 CA04 CA12 CB13 DA20 4D065 CA06 CB01 CC03 CC10 DD05 EB02 EC09 ED29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体の主面に立設した支軸に、断面形
状が略コの字形の打撃体を回動可能に取り付け、前記回
転体を高速回転させ前記打撃体の起立部を臨界衝撃速度
以上の速度で加工対象物に衝突させ破砕加工することを
特徴とする破砕装置。
【請求項２】回転体の主面に立設した支軸に、両端に
起立部を備え断面形状が略コの字形の打撃体を回動可能
に取り付け、前記回転体を高速回転させ前記打撃体の起
立部を臨界衝撃速度以上の速度で加工対象物の主面に衝
突させることにより前記加工対象物の主面を破砕、除去
することを特徴とする破砕装置。
【請求項３】打撃体の外形を複数の角部を備えた多角
形、複数の角部を備えた十字型、略円筒形の内いずれか
一つとしたことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに
記載の破砕装置。
【請求項４】回転体の主面に立設した支軸に平歯車を
回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転させ前記平
歯車の歯部を臨界衝撃速度以上の速度で加工対象物に衝
突させ破砕加工することを特徴とする破砕装置。
【請求項５】回転体の主面に立設した支軸に平歯車を
回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転させ前記平
歯車の歯部底面側を臨界衝撃速度以上の速度で加工対象
物の主面に衝突させることにより前記加工対象物の主面
を面破砕し、除去することを特徴とする物体の面破砕装
置。
【請求項６】回転体の主面に立設した支軸に平歯車を
回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転させ前記平
歯車の歯先部を臨界衝撃速度以上の速度で加工対象物に
衝突させることにより前記加工対象物を破砕、除去する
ことを特徴とする破砕装置。
【請求項７】回転体の主面に立設した支軸にフェイス
ギヤーを回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転さ
せ前記フェイスギヤーの歯部を臨界衝撃速度以上の速度
で加工対象物に衝突させ破砕加工することを特徴とする
破砕装置。
【請求項８】回転体の主面に立設した支軸にフェイス
ギヤーを回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転さ
せ前記フェイスギヤーの歯先部を臨界衝撃速度以上の速
度で加工対象物に衝突させ前記加工対象物を面破砕し、
除去することを特徴とする面破砕装置。
【請求項９】回転体の主面に立設した支軸に傘歯車を
回動可能に取り付け、前記回転体を高速回転させ前記傘
歯車の歯部を臨界衝撃速度以上の速度で加工対象物に衝
突させ破砕加工することを特徴とする破砕装置。
【請求項１０】臨界衝撃速度を約５０ｍ／秒（１８０
ｋｍ／時）以上としたことを特徴とする請求項１〜９の
いずれか１項に記載の破砕装置。
【請求項１１】打撃体の外周の一部を前記回転体の外
周より外方に位置させたことを特徴とする請求項１〜９
のいずれか１項に記載の破砕装置。
【請求項１２】打撃体を回転体の主面に等間隔に複数
配置したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項
に記載の破砕装置。
【請求項１３】支軸と打撃体または支軸と歯車との嵌
合隙間を２ｍｍ以上設けたことを特徴とする請求項１〜
９のいずれか１項に記載の破砕装置。
【請求項１４】支軸と打撃体または支軸と歯車との嵌
合隙間を５〜１０ｍｍ程度としたことを特徴とする請求
項１〜９のいずれか１項に記載の破砕装置。
【請求項１５】回転体の主面に立設した支軸に断面形
状が略コの字形の打撃体を回動可能に取り付け、前記回
転体の主面と加工対象物の主面とを対向配置させ、前記
打撃体を約５０ｍ／秒（１８０ｋｍ／時）以上の速度
で，かつ約１５０回／秒の頻度以上で加工対象物に衝突
させ破砕加工することを特徴とする物体の破砕方法。
【請求項１６】回転体の主面に立設した支軸に断面形
状が略コの字形の打撃体を回動可能に取り付け、前記回
転体の主面と加工対象物の主面とを対向配置させ、前記
打撃体を約１５０ｍ／秒（５４０ｋｍ／時）以上の速度
で，かつ約１，８００回／秒の頻度以上で加工対象物に
衝突させ破砕加工することを特徴とする物体の破砕方
法。
【請求項１７】回転体の主面に立設した支軸に歯車を
回動可能に取り付け、前記回転体の主面と加工対象物の
主面とを対向配置させ、前記歯車の歯部を約５０ｍ／秒
（１８０ｋｍ／時）以上の速度で，かつ約１５０回／秒
の頻度以上で加工対象物に衝突させ破砕加工することを
特徴とする物体の破砕方法。
【請求項１８】回転体の主面に立設した支軸に歯車を
回動可能に取り付け、前記回転体の主面と加工対象物の
主面とを対向配置させ、前記歯車の歯部を約１５０ｍ／
秒（５４０ｋｍ／時）以上の速度で，かつ約１，８００
回／秒の頻度以上で加工対象物に衝突させ破砕加工する
ことを特徴とする物体の破砕方法。
【請求項１９】回転体の主面に立設した支軸に、断面
形状が略コの字形の有底容器状打撃体を回動可能に取り
付け、前記回転体を高速回転させ前記打撃体の開口端面
側を臨界衝撃速度以上の速度で加工対象物の主面に衝突
させることにより前記加工対象物の主面を破砕、除去す
ることを特徴とする破砕装置。
【請求項２０】打撃体の外形を複数の角部を備えた多
角形、円筒形の内いずれか一つとしたことを特徴とする
請求項１９記載の破砕装置。
【請求項２１】回転体の主面に立設した支軸に、断面
形状が略コの字形の打撃体を回動可能に取り付け、前記
回転体を高速回転させ前記打撃体の起立部を臨界衝撃速
度以上の速度でプリント配線基板の一方の主面に臨界衝
撃速度以上の速度で衝突させることにより、前記プリン
ト配線基板の主面または前記主面に実装した電子部品の
内の少なくとも一方を破砕、除去することを特徴とする
プリント配線基板の破砕方法。
【請求項２２】回転体の主面に立設した支軸に、傘歯
車を略円錐台形状に加工してなる打撃体を回動可能に取
り付け、前記回転体を高速回転させ前記打撃体の歯先を
プリント配線基板の一方の主面に臨界衝撃速度以上の速
度で衝突させることにより、前記プリント配線基板の主
面または前記主面に実装した電子部品の内の少なくとも
一方を破砕、除去することを特徴とするプリント配線基
板の破砕方法。
【請求項２３】回転体の主面に立設した支軸に、断面
形状が略コの字形の打撃体を回動可能に取り付け、前記
回転体を高速回転させ前記打撃体の起立部を臨界衝撃速
度以上の速度でプリント配線基板の両主面に，同時に，
臨界衝撃速度以上の速度で衝突させることにより、前記
プリント配線基板の両主面または前記両主面に実装した
電子部品の内の少なくとも一方を破砕、除去することを
特徴とするプリント配線基板の破砕方法。
【請求項２４】回転体の主面に立設した支軸に、傘歯
車を略円錐台形状に加工してなる打撃体を回動可能に取
り付け、前記回転体を高速回転させ前記打撃体の歯先を
プリント配線基板の両主面に，同時に，臨界衝撃速度以
上の速度で衝突させることにより、前記プリント配線基
板の両主面または前記両主面に実装した電子部品の内の
少なくとも一方を破砕、除去することを特徴とするプリ
ント配線基板の破砕方法。