JP2003260378A - 破砕機および破砕方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】廃材が建築物の柱や梁等のように長く太い材で
あっても、短時間で破砕処理することができる、処理能
力に優れた破砕機を提供する。 【解決手段】破砕機Ａは、架台６と、処理容器１と、回
転ドラム２と、油圧モータユニット３および油圧制御ユ
ニット４と、ベルトコンベヤ５を備えている。処理容器
１の長手方向側の側面板１１、１２には、長手方向に多
数の固定刃体１６が同じ高さに設けられている。回転ド
ラム２は、幅方向側の側面板間に油圧モータユニット３
によって回転可能に軸支されている。回転ドラム２の外
周面には、多数の移動刃体２１が螺旋状に設けられてい
る。各移動刃体２１の長手方向の位置は、回転ドラム２
が回転したときに、各固定刃体１６の間を若干の隙間を
もって通り抜けることができる位置に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、破砕機および破砕
方法に関するものである。更に詳しくは、長く太い廃材
も短時間で処理することができる、処理能力に優れた破
砕機および破砕方法に関する。

【０００２】

【従来技術】産業廃棄物である建築物の廃材（建設廃
材）、特に建築物を解体する際に生じる廃材は、以前は
ほとんどが焼却処理や埋め立て処理されていたが、環境
保全の観点からこのような処理は次第に見直され、環境
に悪影響を及ぼさないように、現在ではチップ化してパ
ルプの材料としたりパーティクルボード等の建材をつく
る等、さまざまな製品として再利用されている。

【０００３】廃材を細片化するために、破砕機やチッパ
ーが使用されている。従来の一般的な破砕機やチッパー
は、高速で回転する回転体に刃体を設けて、送り込まれ
る廃材を端部側から刃体で切削して細片化していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の破砕機やチッパーには、次のような課題があっ
た。すなわち、建築物の廃材である柱や梁等は通常は太
く長いため、切削する際の抵抗が大きく、多くの破砕機
では、廃材を縦割りにして細くしたり、長さもある程度
短くする等、細片化するための前処理が必要であった。
このため、処理作業に多大な手間がかかるので、作業効
率が極めて悪かった。また、処理作業にあたっては、廃
材を一本ずつ長さ方向に送り込んで切削していたので、
端部側から少しずつしか細片化することができず、この
点も処理作業を効率化できない要因となっていた。

【０００５】（本発明の目的）本発明の目的は、廃材が
建築物の柱や梁等のように長く太い材であっても、短時
間で破砕処理することができる、処理能力に優れた破砕
機及び破砕方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に講じた本発明の手段は次のとおりである。第１の発明
にあっては、被処理物を細片化する破砕機であって、投
入口と排出口を備えており、内壁面に多数の固定刃体を
有する処理容器と、処理容器内部に回転可能に設けられ
ており、外周面に多数の移動刃体を有する回転体と、回
転体を駆動する駆動装置と、を備えており、各移動刃体
は、各固定刃体の間を所定の隙間をもって通り抜けるこ
とにより回転移動できるように構成されていることを特
徴とする、破砕機である。

【０００７】第２の発明にあっては、被処理物を細片化
したものを容器外部へ送り出す送り出し装置を備えてい
ることを特徴とする、第１の発明に係る破砕機である。

【０００８】第３の発明にあっては、移動刃体は、回転
体の外周面に螺旋状に設けられていることを特徴とす
る、第１または第２の発明に係る破砕機である。

【０００９】第４の発明にあっては、駆動装置が、回転
体を油圧モーターの回転軸で直接または間接的に支持し
て駆動する構造であることを特徴とする、第１、第２ま
たは第３の発明に係る破砕機である。

【００１０】第５の発明にあっては、駆動装置が、油圧
モータと回転軸受体が一体となったものを含む構造であ
り、回転軸受体は回転側である回転体に固定され、油圧
モーターは固定側である処理容器側に固定され、回転体
は回転軸受体で直接駆動する構造であることを特徴とす
る、第１、第２または第３の発明に係る破砕機である。

【００１１】第６の発明にあっては、長尺物を含む被処
理物を細片化する破砕方法であって、被処理物を回転体
の回転軸方向と本質的に平行にした状態で回転体と接触
させて保持しながら回転体を回転させ、回転体の外周部
に設けられている移動刃と保持部の壁部に設けてある固
定刃を移動刃のタイミングをずらしながら協働させるこ
とにより被処理物を削って細片化することを特徴とす
る、破砕方法である。

【００１２】処理容器は、例えば、上部に投入口を備
え、下部に排出口を備えた四角筒状に形成されるが、こ
れに限定されるものではない。処理容器の側面板は、平
板状であってもよいし、曲板状であってもよい。側面板
は、側面板そのものを強度的に十分な肉厚の金属板等で
形成してもよいし、側面板の外面側に補強リブ等を設け
て補強してもよい。処理容器の投入口には、シュートを
設けることもできる。

【００１３】回転体は、例えば円柱形状であるが、これ
に限定はされるものではなく、その他、断面六角形状等
の多角形状でもよい。

【００１４】駆動装置は、例えば油圧モーター等、大き
な動力が得られる油圧を利用した装置を使用するのが望
ましいが、これに限定はしない。また、油圧モーターで
も、バックホー等、油圧ショベル系掘削機の走行系を駆
動する油圧モーターを使用するのがより望ましい。

【００１５】移動刃体は、回転体の回転によって回転移
動する。移動刃体の形状、個数、配置については、特に
限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
特に、移動刃体の配置については、螺旋状の他、例え
ば、オルゴールのドラムに設けられているピンのように
一見ランダムな配置等、各刃体に無理がかからず、効率
の良い処理ができれば特に限定しない。

【００１６】固定刃体は、移動刃体と協働して被処理物
を破砕する。固定刃体の形状、個数、配置については、
特に限定されるものではなく、適宜設定されるものであ
る。移動刃体と固定刃体は、廃材等の被処理物をより小
さく細片化するためには、同じ形状にして互いの隙間を
ごく小さくするのが望ましいが、移動刃体と固定刃体を
異なる形状とすることもできる。

【００１７】送り出し装置は、例えばベルトコンベヤ、
スクリューコンベヤ等のコンベヤであるが、シュート
等、他の構造のものを採用してもよい。

【００１８】（作用）本発明に係る破砕機は、次のよう
に作用する。処理容器に投入口から廃材等の被処理物を
所要量投入する。投入された被処理物は、処理容器内の
回転体の上部にたまる。なお、処理容器が、一方向へ長
い構造で、回転体がそれに対応して軸方向へ長い構造で
あれば、被処理物が建設廃材の柱や梁等の長いものであ
っても、前処理などする必要はなく、そのまま投入する
ことができる。

【００１９】駆動装置によって回転体が駆動される。回
転体は、被処理物を投入する前から駆動されている場合
もある。回転体の回転によって、移動刃体が回転移動
し、被処理物は移動刃体によって処理容器の一方の側面
板側へ寄せられる。そして、被処理物は、その全長にわ
たって移動刃体と固定刃体で噛み込まれ、表面側から削
られ、または破砕されて細片化される。このように、被
処理物が建築物の柱や梁等のように長く太い材であって
も、短時間で破砕処理することができる。

【００２０】細片化されたものは、処理容器の排出口を
通り、処理容器外部へ排出される。送り出し装置を備え
たものは、細片化されたものを効率よく所定の場所に送
り出すことができる。

【００２１】移動刃体が回転体の外周面に螺旋状に設け
られているものは、移動刃体は固定刃体との間で被処理
物を噛み込むときに一度に噛み込むことがなく、順次噛
み込んでいくので、破砕処理に要する動力すなわち回転
体を回転させるのに要する動力を平均化することができ
る。これにより、特に駆動系に無理な力が作用せず、機
械の破損を防止することができる。

【００２２】駆動装置が、回転体を油圧モーターの回転
軸で直接または間接的に支持して駆動する構造であるも
のは、エンジン駆動の場合とは相違して減速機が不要と
なり、更には回転軸で直接支える構造が可能になり、そ
の場合は軸受も不要となるので、駆動系を簡易な構造に
することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明を図面に示した実施の形態
に基づき更に詳細に説明する。図１は本発明に係る破砕
機の実施の形態を示す斜視説明図、図２は図１に示す破
砕機の横断面説明図、図３は図１に示す破砕機の回転ド
ラムの取り付け構造を表した縦断面説明図、図４は移動
刃体と固定刃体の構造を示す説明図である。

【００２４】破砕機Ａは、処理容器１と、回転体である
回転ドラム２と、駆動装置を構成する油圧モータユニッ
ト３および油圧制御ユニット４と、送り出し装置である
ベルトコンベヤ５を備えている。

【００２５】処理容器１は、鉄製の材で枠組みされた架
台６の上部に取り付けられている。処理容器１は鉄板で
形成されており、平面視で長方形状のほぼ筒状体に形成
されている。処理容器１の長手方向側の両側面板１１、
１２は上部側の一部を除き垂直に設けられている。側面
板１１、１２の外面側には、鉄板で形成された補強リブ
板１３が縦横に格子状に設けられている。これにより、
側面板１１、１２に廃材等の被処理物を破砕処理するた
めの十分な強度を持たせている。

【００２６】側面板１１、１２の上部側には、それぞれ
斜面板１１０、１２０が設けられており、この部分がホ
ッパーとなっている。また、処理容器１の幅方向側の両
側面板１４、１５は垂直に設けられており、この側面板
１４、１５と上記斜面板１１０、１２０によって投入口
１０が形成されている。

【００２７】なお、側面板１４、１５の外側には外面板
１４０、１５０がそれぞれ平行に設けられている。側面
板１４と外面板１４０の間、および側面板１５と外面板
１５０の間には、後で詳述する油圧モータユニット３を
取り付けるための空隙部１００が設けられ、上部は上面
板１４２、１５２で塞がれている。

【００２８】処理容器１の下部は、長手方向の全長にわ
たり平面視長方形状に開口している。また、側面板１
１、１２の下部には、全長にわたり斜面板１１１、１２
１が設けられており、この部分が排出口を構成するシュ
ートとなっている。

【００２９】側面板１１、１２の上下方向のほぼ中間部
には、長手方向に多数の固定刃体１６が同じ高さに所要
間隔で設けられている。固定刃体１６は鉄製で直方体状
に形成されており、溶接により側面板１１、１２に固着
されている。

【００３０】回転ドラム２は、鉄製で円筒形状である。
回転ドラム２は、水平方向の直径線が固定刃体１６の高
さと同じになるようにして、側面板１４、１５間に油圧
モータユニット３によって回転可能に軸支されている。
回転ドラム２の直径（移動刃体２１を除く外径）は、側
面板１１、１２に固着されて内方へ突出している固定刃
体１６の先端面との間に若干の隙間が設けられるように
設定されている。

【００３１】回転ドラム２の外周面には、多数の移動刃
体２１が設けられている。移動刃体２１は、鉄製で直方
体状に形成されており、回転ドラム２の外周面に螺旋状
に配置され、溶接により固着されている。また、各移動
刃体２１の長手方向の位置は、回転ドラム２が回転した
ときに、各固定刃体１６の間を若干のまたは所定の隙間
をもって通り抜けることができる位置に設定されてい
る。なお、移動刃体２１および固定刃体１６の固着方法
は、溶接に限定されるものではなく、後述する移動刃体
２１ａ、固定刃体１６ａと同様にボルトで着脱可能に固
着してもよい。

【００３２】回転ドラム２の内周面のうち両端側には、
全周にわたり円環状の取着フランジ２２が固着されてい
る。各取着フランジ２２には、所要数の取着孔２３が周
方向に等間隔で設けられている。

【００３３】回転ドラム２は、上記したように側面板１
４、１５にそれぞれ取り付けられている油圧モータユニ
ット３によって軸支され、駆動される。油圧モータユニ
ット３は、本実施の形態では、油圧ショベル系掘削機の
走行系を駆動する油圧モータユニットと同様のものを採
用している。

【００３４】油圧モータユニット３は、取着板３４と、
取着板３４に固定されている油圧モータ３０と、その回
転軸（図では見えない）に固着されている回転軸受体３
１を備えている。回転軸受体３１の外周面には円環状の
取着フランジ３２が設けられている。各取着フランジ３
２には、所要数の取着孔３３が周方向に等間隔で設けら
れている。

【００３５】各油圧モータユニット３は、側面板１４、
１５に設けた取着孔１４１（側面板１５の取着孔は図で
は見えない）に回転軸受体３１を貫通させ、回転軸受体
３１が処理容器１の内部に位置するようにして取着板３
４を側面板１４、１５にボルト１０９で固定している。

【００３６】上記回転ドラム２は、両端部を各油圧モー
タユニット３の回転軸受体３１に嵌め入れ、回転ドラム
２と回転軸受体３１のそれぞれに設けられている取着フ
ランジ２２、３２を取着孔２３、３３に通される連結部
材２５で固着して取り付けられている。

【００３７】このように、回転ドラム２は油圧モーター
ユニット３（または油圧モータ３０）で直接駆動する構
造であるので、エンジン駆動の場合とは相違して、構造
的に減速機が不要となる。また、回転ドラム２は、回転
軸受体３１で直接支える構造となっているので、構造的
に軸受も不要となる。これにより、駆動系を簡易な構造
とすることができる。

【００３８】処理容器１の下方には、ベルトコンベヤ５
が設けられている。ベルトコンベヤ５は、上部の搬送側
が処理容器１の斜面板１１１、１２１の全長に対応し、
更に排出下流側が処理容器１の端部から延長されるよう
に設けられている。

【００３９】各油圧モータユニット３は、架台６に処理
容器１の横に並設されている油圧制御ユニット４により
操作・制御される。なお、油圧制御ユニット４について
は、その構成がディーゼルエンジン、コンプレッサ等を
備えた一般的なものであるので、詳細な説明は省略す
る。なお、回転ドラム２は、油圧モータユニット３では
なく、油圧制御ユニット４を構成するディーゼルエンジ
ンでチェーンやスプロケット等の伝達手段を介して駆動
する構造を採用することもできる。

【００４０】（作 用）図１ないし図４を参照して、本
実施の形態に係る破砕機Ａの作用を説明する。 （１）処理容器１に上部の投入口１０から、廃材等の被
処理物を所要量投入する。投入された被処理物は、処理
容器１内の回転ドラム２の上部にたまる。なお、処理容
器１は、一方向へ長い構造で、回転ドラム２もそれに対
応して軸方向へ長い構造であるので、被処理物が建設廃
材の柱や梁等の長いものであっても、前処理などする必
要はなく、そのまま投入することができる。

【００４１】（２）油圧制御ユニット４を操作して油圧
モータユニット３を駆動し、回転ドラム２を一方向へ回
転させる。回転ドラム２の回転によって、移動刃体２１
が回転移動し、被処理物は各移動刃体２１によって処理
容器１の一方の側面板１１（または側面板１２）側へ寄
せられる。

【００４２】（３）被処理物は、回転ドラム２が更に回
転することによって、その全長にわたって各移動刃体２
１と各固定刃体１６で噛み込まれ、表面側から削られ、
または破砕されて細片化される。各移動刃体２１は回転
ドラム２の外周面に螺旋状に設けられているので、各移
動刃体２１は固定刃体１６との間で被処理物を噛み込む
ときに一度に噛み込むことがなく、順次噛み込んでいく
ので、破砕処理に要する動力すなわち回転ドラム２を回
転させるのに要する動力を平均化することができる。こ
れにより、特に駆動系に無理な力が作用せず、機械の破
損を防止することができる。なお、被処理物の噛み込み
による負荷が大きすぎて回転ドラム２の回転が停止した
場合は、逆方向に回転させれば、上記と同様に破砕処理
ができる。つまり、回転ドラム２の回転方向の制御は、
一方向に回転しているときに過負荷によって停止した
ら、逆方向に回転させるという、ごく単純な制御でよ
い。

【００４３】（４）被処理物が細片化されたものは、処
理容器１下部の斜面板１１１、１２１を通り、作動して
いるベルトコンベヤ５の搬送部に落ち、処理容器１の外
部へ送り出される。このように、被処理物の一端側から
削るのではなく、長手方向の全体を削っていくので、被
処理物が建築物の柱や梁等のように長尺で太いものであ
っても、短時間での破砕処理が可能になる。また、移動
刃体２１のタイミングをずらしながら固定刃体１６と協
働させることにより被処理物を削って細片化するので、
被処理物は各移動刃体２１と固定刃体１６によって小さ
な範囲で削られることになり、より細かな細片化ができ
る。

【００４４】図５は移動刃体と固定刃体の他の構造を示
す平面視説明図、図６は図５に示す移動刃体と固定刃体
の構造を示す斜視説明図である。本実施の形態に係る移
動刃体２１ａと固定刃体１６ａは鉄製であり、ほぼ同様
の構造で直角三角柱状である。両刃体２１ａ、１６ａの
頂部を挟む両側の斜面１０１、１０２の二箇所には、取
付面１０３と直角方向にボルト孔１０４が設けられてい
る。斜面１０３、１０４には、ボルト孔１０４に通じる
段部１０５が切欠して形成されている。

【００４５】移動刃体２１ａは、それぞれ二本のボルト
１０６で回転ドラム２に設けられているネジ孔２４に固
着されている。また、固定刃体１６ａは、それぞれ二本
のボルト１０７で側面板１１、１２のネジ孔１７に固着
されている。この構造によれば、移動刃体２１ａと固定
刃体１６ａは着脱が可能であるので、各刃体２１ａ、１
６ａが摩耗したり損傷したりした場合の交換が容易にで
きる。なお、移動刃体２１ａおよび固定刃体１６ａの固
着方法は、ボルトによる固定に限定されるものではな
く、上記した移動刃体２１、固定刃体１６と同様に溶接
で固着してもよい。このような移動刃体２１ａと固定刃
体１６ａを備えた破砕機の作用については、上記破砕機
Ａとほぼ同様であるので、説明は省略する。

【００４６】なお、本明細書で使用している用語と表現
は、あくまで説明上のものであって限定的なものではな
く、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するもの
ではない。また、本発明は図示されている実施の形態に
限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種
々の変形が可能である。

【００４７】

【発明の効果】本発明は上記構成を備え、次の効果を有
する。 （ａ）被処理物は、その全長にわたって移動刃体と固定
刃体で噛み込まれ、表面側から削られ、または破砕され
て細片化される。すなわち、被処理物が建築物の柱や梁
等のように長く太い材であっても、短時間で破砕処理す
ることができるので、従来の破砕機やチッパーと比べて
作業効率がよく、処理能力に優れている。

【００４８】（ｂ）送り出し装置を備えたものは、細片
化されたものを効率よく所定の場所に送り出すことがで
きる。

【００４９】（ｃ）移動刃体が回転体の外周面に螺旋状
に設けられているものは、移動刃体は固定刃体との間で
被処理物を噛み込むときに一度に噛み込むことがなく、
順次噛み込んでいくので、破砕処理に要する動力すなわ
ち回転体を回転させるのに要する動力を平均化すること
ができる。これにより、特に駆動系に無理な力が作用せ
ず、機械の破損を防止することができる。

【００５０】（ｄ）駆動装置が、回転体を油圧モーター
の回転軸で直接または間接的に支持して駆動する構造で
あるものは、エンジン駆動の場合とは相違して減速機が
不要となり、更には回転軸で直接支える構造が可能にな
り、その場合は軸受も不要となるので、駆動系を簡易な
構造にすることができる。

【００５１】（ｅ）本発明に係る破砕方法によれば、被
処理物の一端側から削るのではなく、長手方向の全体を
削っていくので、被処理物が長尺なものであっても、短
時間での破砕処理が可能になる。また、移動刃のタイミ
ングをずらしながら固定刃と協働させることにより被処
理物を削って細片化するので、被処理物は各移動刃と固
定刃によって小さな範囲で削られることになり、より細
かな細片化ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る破砕機の実施の形態を示す斜視説
明図。

【図２】図１に示す破砕機の横断面説明図。

【図３】図１に示す破砕機の回転ドラムの取り付け構造
を表した縦断面説明図。

【図４】移動刃体と固定刃体の構造を示す平面視説明
図。

【図５】移動刃体と固定刃体の他の構造を示す平面視説
明図。

【図６】図５に示す移動刃体と固定刃体の構造を示す斜
視説明図。

【符号の説明】

Ａ 破砕機 １ 処理容器 １０ 投入口 １１、１２ 側面板 １１０、１２０ 斜面板 １１１、１２１ 斜面板 １３ 補強リブ板 １４、１５ 側面板 １４０、１５０ 外面板 １４１ 取着孔 １４２、１５２ 上面板 １００ 空隙部 １６ 固定刃体 ２ 回転ドラム ２１ 移動刃体 ２２ 取着フランジ ２３ 取着孔 ２５ 連結部材 ３ 油圧モータユニット ３０ 油圧モータ ３１ 回転軸受体 ３２ 取着フランジ ３３ 取着孔 ３４ 取着板 ４ 油圧制御ユニット ５ ベルトコンベア ６ 架台 ２１ａ 移動刃体 １６ａ 固定刃体 １０１、１０２ 斜面 １０３ 取付面 １０４ ボルト孔 １０５ 段部 １０６ ボルト ２４ ネジ孔 １０７ ボルト １７ ネジ孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を細片化する破砕機であって、 投入口と排出口を備えており、内壁面に多数の固定刃体
   を有する処理容器と、 処理容器内部に回転可能に設けられており、外周面に多
   数の移動刃体を有する回転体と、 回転体を駆動する駆動装置と、を備えており、 各移動刃体は、各固定刃体の間を所定の隙間をもって通
   り抜けることにより回転移動できるように構成されてい
   ることを特徴とする、 破砕機。
2. 【請求項２】 被処理物を細片化したものを容器外部へ
   送り出す送り出し装置を備えていることを特徴とする、 請求項１記載の破砕機。
3. 【請求項３】 移動刃体は、回転体の外周面に螺旋状に
   設けられていることを特徴とする、 請求項１または２記載の破砕機。
4. 【請求項４】 駆動装置が、回転体を油圧モーターの回
   転軸で直接または間接的に支持して駆動する構造である
   ことを特徴とする、 請求項１、２または３記載の破砕機。
5. 【請求項５】 駆動装置が、油圧モータと回転軸受体が
   一体となったものを含む構造であり、回転軸受体は回転
   側である回転体に固定され、油圧モーターは固定側であ
   る処理容器側に固定され、回転体は回転軸受体で直接駆
   動する構造であることを特徴とする、 請求項１、２または３記載の破砕機。
6. 【請求項６】 長尺物を含む被処理物を細片化する破砕
   方法であって、 被処理物を回転体の回転軸方向と本質的に平行にした状
   態で回転体と接触させて保持しながら回転体を回転さ
   せ、回転体の外周部に設けられている移動刃と保持部の
   壁部に設けてある固定刃を移動刃のタイミングをずらし
   ながら協働させることにより被処理物を削って細片化す
   ることを特徴とする、 破砕方法。