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シート細片化装置及びシート細片化方法 - 特開2008−29928 | j-tokkyo
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【発明の名称】 シート細片化装置及びシート細片化方法
【発明者】 【氏名】網本 吉之助

【氏名】西下 孝夫

【氏名】赤星 裕

【氏名】伊藤 和子

【要約】 【課題】シートの細片化に適し、かつ、低コスト化が可能なシート細片化装置及び細片化方法を提供する。

【構成】回転軸10と、回転軸10に設けられると共にその尖端23が回転軸10の回転方向に向けられた鉤爪20と、を備え、回転する鉤爪20の尖端23によりシートSを引っ掛けてシートの一部を引きちぎるシート細片化装置である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸と、
前記回転軸に設けられると共にその尖端が前記回転軸の回転方向に向けられた鉤爪と、を備え、回転する前記鉤爪の尖端によりシートを引っ掛けて前記シートの一部を引きちぎるシート細片化装置。
【請求項2】
前記鉤爪は、前記回転軸の軸方向に複数設けられた請求項1に記載のシート細片化装置。
【請求項3】
前記鉤爪は、前記回転軸の周方向に複数設けられた請求項1又は2に記載のシート細片化装置。
【請求項4】
前記鉤爪は、前記回転軸の軸方向に複数設けられて鉤爪列を成すと共に、前記鉤爪列が前記回転軸の周方向に複数設けられ、隣り合う前記鉤爪列は、互いに軸方向にずらして設けられた請求項1に記載のシート細片化装置。
【請求項5】
前記鉤爪は、前記回転軸に直交する方向から見て、前記回転軸側を底面とし前記回転軸から離れた側を頂点とする略三角形状をなしている請求項1〜4のいずれかに記載のシート細片化装置。
【請求項6】
さらに、前記鉤爪に対応した切欠きが形成されたシート保持板を備え、前記鉤爪は前記切欠きを通過するように回転される請求項1〜5のいずれかに記載のシート細片化装置。
【請求項7】
さらに、前記シート保持板上に沿って、定められた速度でシートを前記切欠きに向かって供給するシート供給器を備える請求項6に記載のシート細片化装置。
【請求項8】
回転する前記鉤爪と、前記シート保持板の切欠きとの最小隙間は0.1〜10mmである請求項6又は7に記載のシート細片化装置。
【請求項9】
尖端が回転方向に向けられた鉤爪を備える回転軸を回転させ、回転する前記鉤爪の尖端によりシートを引っ掛けて前記シートの一部を引きちぎるシート細片化方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、シートの細片化を行うシート細片化装置及びシート細片化方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、廃材の減容処理等のために、特許文献1〜4に挙げられるような1軸破砕装置、特許文献5に挙げられるような2軸裁断装置、特許文献6に挙げられるような切削装置等が知られている。
【特許文献1】特開2004−025157号公報
【特許文献2】特開2002−126550号公報
【特許文献3】特開2001−347180号公報
【特許文献4】特開平10−015414号公報
【特許文献5】特開平05−161855号公報
【特許文献6】特開2003−088772号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、例えば、1軸や2軸破砕装置では、回転刃と固定刃(または回転刃)とのとの間でシートに対して剪断作用を生じさせて破砕をするが、回転刃と固定刃(または回転刃)との間隔を極めて狭い間隔に維持する必要があると共に、回転刃及び固定刃(または回転刃)ともに十分な鋭さを維持する必要があり、初期コスト及びメンテナンスコストが高い。
【0004】
また、切削装置では、シートのような薄手のワークを切削するのは困難である。さらに、破砕装置や切削装置では、パルプ等の繊維を切断してしまい不適である。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、シートの細片化に適し、かつ、低コスト化が可能なシート細片化装置及び細片化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】
【0006】
本発明にかかるシート細片化装置は、回転軸と、回転軸に設けられると共にその尖端が回転軸の回転方向に向けられた鉤爪と、を備え、回転する鉤爪の尖端によりシートを引っ掛けてこのシートの一部を引きちぎるものである。
【0007】
本発明にかかるシート細片化方法は、尖端が回転方向に向けられた鉤爪を備える回転軸を回転させ、回転する鉤爪の尖端によりシートを引っ掛けてそのシートの一部を引きちぎるものである。
【0008】
このような装置及び方法によれば、鉤爪を採用しているので、破砕装置のように切刃である必要がなく、メンテナンス性及びコストに優れ、また、耐久性も高く、回転軸の高速回転や高トルク回転によるハイパワー化も容易である。また、破砕と違って、固定側の切刃も不要である。さらに、鉤爪によりシートを引っ掛けて引きちぎるので、紙等のパルプや繊維を含むシートの場合には、パルプや繊維の切断が極めて少なくされ、その後のリサイクルに適する。
【0009】
ここで、鉤爪は、回転軸の軸方向に複数設けられることが好ましい。また、鉤爪は、回転軸の周方向に複数設けられることも好ましい。最も好ましいのは、鉤爪を軸方向に複数個かつ周方向に複数列設けることである。これにより、シートの大量処理が可能となる。
この場合、隣り合う鉤爪列は、互いに軸方向にずらして設けられることがこのましく、これにより、より効率よくシートを細片化できる。
【0010】
また、鉤爪は、回転軸に直交する方向から見て、回転軸側を底面とし回転軸から離れた側を頂点とする略三角形状をなしていることが好ましい。
【0011】
これにより、引っ掛けたシートの一部を、この三角形状に対応した形で引きちぎることができるので、少ない鉤爪で効率的に細片化が可能となる。
【0012】
また、鉤爪に対応した切欠きが形成されたシート保持板を備え、鉤爪はシート保持板の切欠きを通過するように回転されることが好ましい。
【0013】
これにより、特にシート保持板の切欠き部分でシート全体が回転方向に引きずられないように保持されるので、鉤爪によるシートの引っ掛け及びシートの引きちぎりをより確実に行うことができる。
【0014】
さらに、シート保持板上に沿って、定められた速度でシートを切欠きに向かって供給するシート供給器を備えることが好ましい。
【0015】
これにより、細片化されたシートの大きさを制御しやすい。特に、回転軸の回転速度と、シート供給器の供給速度とに応じて細片の大きさを所望の大きさに制御できる。
【0016】
また、回転する鉤爪と、シート保持板の切欠きとの最小隙間は0.1〜10mmであることが好ましい。このような隙間では、切欠きと鉤爪との間にシートがかみこまれにくく、好適な引きちぎりが可能である。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、シートの細片化に適し、かつ、低コスト化が可能なシート細片化装置及び細片化方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0019】
本実施形態にかかるシート細片化装置100は、図1〜図3に示すように、シートSを細片化する装置であり、主として、回転軸10、クチバシ状の鉤爪20、シート保持板30、シート供給器40、を備えている。
【0020】
回転軸10は円筒状或いは多角形状を呈しており、軸中心にはシャフト12が貫通している。シャフト12の両端は、ベアリング14により回転可能に支持されている。シャフト12の端部には、モータ16が接続されており、回転軸10は、軸周りに回転可能とされている。特に、本実施形態では、図1において矢印方向に回転される。
【0021】
回転軸10の径は、例えば、10〜1000mm程度とすることができる。
【0022】
鉤爪20は、回転軸10の周面上に配置されている。鉤爪20は、その先端が鋭く尖っていて尖端23を形成している。具体的には、図3に示すように、回転軸10に直交する方向から見たときに、回転軸10側を底面22とし回転軸10から離れた側に頂点としての尖端23が位置する略三角形状をなしている。
【0023】
また、図2に示すように、回転軸10の軸方向から見たときに、鉤爪20は、回転軸10から離れるにしたがって、厚みが減少するようにされ、また、鉤爪の尖端23は、図2に示すように、回転軸10の半径方向(図2の点線参照)に対して、回転軸10の回転方向を向くように曲げられている。すなわち、鉤爪20の尖端23は、回転軸10の回転に伴い、シートSに突き刺さることができ、これにより、シートSの一部を引っ掛けて引きちぎることができるようにされている。
【0024】
この鉤爪20は、回転軸10の周面に軸方向に複数個配置されて鉤爪列21を形成しており、さらに、この鉤爪列21が回転軸10の周方向に複数設置されている。具体的には、図2に示すように、本実施形態では、鉤爪列21は、回転軸10を挟んで反対側に、すなわち、軸方向から見て0°及び180°の位置に合計2つ設置されている。なお、鉤爪列21が合計3以上例えば4つであってもよく、1つでもよいのは言うまでもない。
【0025】
この鉤爪列21において、図3に示すように、3角形状の鉤爪20が軸方向に隙間なく並べて設置されている。ここで、例えば、鉤爪20の底面の長さWを5〜200mm程度、回転軸10の半径方向突出長さTを5〜300mm程度とすることができる。なお、尖端23の軸方向のピッチはWとなる。また、鉤爪20の材料は、その形状を維持できるものであれば特に限定されないが、例えば、ステンレス等が挙げられる。
【0026】
さらに、図3に示すように、一方の鉤爪列21と、隣接する他方の鉤爪列21とは、回転軸10に直交する方向から見たときに、2/Wだけ軸方向に互いにずれて配置されている。
【0027】
回転軸1の回転速度は、例えば、10〜1000rpmとすることができる。
【0028】
シート保持板30は固定配置され、その端面32が回転軸10と平行に配置されている。シート保持板30の端面32には、図3に示すように、回転軸10の回転に伴って回転する鉤爪20の通過を可能とすべく、各鉤爪20に対応するV字型の切欠き33が形成されている。一方の鉤爪列21の鉤爪20及び他方の鉤爪列21の鉤爪20の両方を通過可能とするため、切欠き33のピッチは2/Wとなっている。
【0029】
また、切欠き33と回転する鉤爪20との最小距離は、0.1〜10mm程度とすることが好ましい。
【0030】
シート供給器40は、シートSを両側から挟む一対のローラ42、42と、各ローラ42の中心軸とされたシャフト43、43をそれぞれ回転可能に軸支する軸受け44と、回転軸10同士を同期回転させる歯車45(チェーン等でもかまわない)と、一方のシャフト43を回転させるモータ46とを備えている。
【0031】
一対のローラ42は、シートSを間に挟んでシートSを回転速度に応じた速度で供給するものであり、それぞれ回転軸10とほぼ平行に配置されている。この一対のシートローラ42から供給されるシートSは、シート保持板30上を通過した後、シート保持板30の端部32を通って回転軸10の近くまで供給される。シートSの供給速度は、例えば、10〜1000mm/sとすることができる。
【0032】
モータ46、及び、モータ16は、コントローラ60に接続されており、シートの材質や厚み、及び、必要な細片の大きさに応じて、所望の回転数で回転軸10及びローラ42を回転させる。
【0033】
シート保持板30上において、切欠き33の近くには、シートSの存在の有無を検出するセンサ70が設けられている。そして、センサ70からの信号により、コントローラ60は、回転軸10及びシート供給器40の運転開始及び運転終了を制御する。
【0034】
続いてこのようなシート細片化装置による細片化方法について説明する。
【0035】
まず、シートSをシート供給器40によりシート保持板30上を移動させて回転軸10に対して供給する。ここで、シートSは、シート状のものであれば特に限定されない。例えば、壁紙、ターポリンシート、メッシュシート、紙、帆布、絨毯、不織布、ダスコン(ダストコントロール)マット、ラップ用フィルム、農ビフィルム等が挙げられる。材質も特に限定されず、塩ビ等のプラスチック、パルプ、等が挙げられる。また、厚みも特に限定されず、例えば、0.02〜5mm等の厚みのシート材料に好適に適用可能である。
【0036】
シートSが回転軸10に近づくと、(図4の(a)及び(b)参照)に示すように、鉤爪20の尖端23がシートSに引っかかって突き刺さり、その後、図4の(c)に示すように、鉤爪20の回転によって、シートSの一部S1は、鉤爪20によってほぼ鉤爪の3角形上に対応した形態でシートSから引きちぎられ、その後、鉤爪20から離れて落下することとなる。
【0037】
具体的には、たとえば、シートSの供給速度が一定であれば、回転軸10の回転速度が比較的遅い場合には、例えばシートSは図5の(a)に示すようにひし形状の細片S1に引きちぎられる。ここで、二点鎖線は次の鉤爪列により引きちぎられる部分であり、一点鎖線はさらにその次の鉤爪列により引きちぎられる部分である。また、回転軸10の回転速度が比較的速い場合には、シートSは、図5の(b)のように比較的小さめの逆V字状の細片S1に引きちぎられる。なお、回転軸10の回転速度が一定であれば、シートSの供給速度が低いときには図5の(b)のようになり、シートSの供給速度が高いときには図5の(a)のようになる。すなわち、回転軸10の回転速度と、シートSの供給速度とを制御することにより、細片の大きさと形を自由に制御できる。
【0038】
このように、本実施形態によれば、鉤爪20によりシートを引っ掛けて引きちぎることにより、シートの細片化を行っている。したがって、破砕装置のように切刃を設ける必要がなく、メンテナンス性、コストに優れ、また、耐久性も高く、回転軸の高速回転、高トルク回転によるハイパワー化も容易である。
【0039】
また、破砕と違って、固定側の切刃、すなわち、シート保持板30の切欠き33に切刃を形成することも不要である。なお、本実施形態では、シート保持板30を採用しているが、シート供給器40等が鉤爪の回転軸に近ければ、シート保持板30が無くても実施は可能である。
【0040】
また、鉤爪20と、シート保持板30の切欠き33との間隔が十分広くできるので、組み立て精度もそれほど要求されず好ましい。
【0041】
さらに、鉤爪20によりシートを引っ掛けて引きちぎるので、パルプや繊維を含むシートの場合には、パルプや繊維の切断が極めて少なくされ、その後のリサイクルに適する。このようなシートとしては、紙、壁紙等が挙げられる。
【0042】
また、互いに隣接する2つの鉤爪列21、21が、軸方向に尖端23の間隔Wの半分の距離ずれて配置されているので、シートを効率よく細片化することができる。
【0043】
また、鉤爪20が、回転軸に直交する方向から見て、回転軸側を底面とし回転軸から離れた側を頂点とする略三角形状をなしているので、引っ掛けたシートの一部を、この三角形状に対応した形で引きちぎることができるので、少ない鉤爪で効率的に細片化が可能となる。
【0044】
また、鉤爪20に対応した切欠き33が形成されたシート保持板30を備え、鉤爪20がシート保持板30の切欠き33を通過するように回転されるので、シート保持板30の切欠き33において、シートS全体が回転方向に引きずられないようにシートSが保持されるので、鉤爪20によるシートSの引っ掛け及びシートSの引きちぎりをより確実に行うことができる。
【0045】
なお、本発明は上記実施形態に限らずさまざまな変形態様が可能である。例えば、上記実施形態では、鉤爪の先に1つの尖端を有しているが、複数の尖端を有していても良い。
また、上記実施形態では、鉤爪20の断面の厚みは、回転軸の中心から半径方向に遠ざかるにつれて減少するようにされているが(図2参照)、これに限られず、例えば、図6の(a),(b)に示すように、尖端を除いてほぼ厚みが一定の板状のものとしてもよい。また、鉤爪20は第一実施形態のように曲線状に曲げられていなくてもよく、例えば、図6の(b)に示すように折れ線状に折れ曲がっていても良い。
また、回転軸10は、円筒(円柱)状でなく、例えば、図6の(b)に示すように、多角柱(例えば、6角、8角等)状でもよい。
また、シート供給器40のローラ42は、第一実施形態のように、シートSの幅方向の全長に対応する長さの円筒(図7の(a)参照)でなくてもよく、例えば、図7の(b)に示すように、分割された複数の円筒を用いてもよく、また、図7の(c)及び(d)のように、軸方向中央又は中央部が最大径であり、軸方向両外側に離れるにしたがって径が小さくなるいわゆるソロバンダマ(算盤珠)形状でも良い。
また、シート供給器40は、第一実施携帯のようにシートSを水平方向に供給しなくてもよく、例えば、斜め方向や、垂直上方向、垂直下方向にシートSを供給しても良い。
【図面の簡単な説明】
【0046】
【図1】図1は、本実施形態にかかるシート細片化装置の概略斜視図である。
【図2】図2は、図1の側面断面図である。
【図3】図3は、図1の上面図である。
【図4】図4は、(a)、(b)、(c)の順に細片化時のシート細片化装置の状態を示す側面断面図である。
【図5】図5は、シート及び細片の状態を示す上面図であり、(a)は回転軸の回転速度が速い場合、(b)は回転軸の回転速度が遅い場合である。
【図6】図6は、回転軸及び鉤爪の他の形態(a)及び(b)を示す概略断面図である。
【図7】図7は、シート供給器のローラの種々の形態(a),(b)、(c)、及び(d)を示す概略上面図である。
【符号の説明】
【0047】
10…回転軸、20…鉤爪、23…尖端、30…シート保持板、33…切欠き、40…シート供給器、S…シート、100…シート細片化装置。
【出願人】 【識別番号】502278976
【氏名又は名称】アールインバーサテック株式会社
【識別番号】591275469
【氏名又は名称】三喜産業株式会社
【出願日】 平成18年7月27日(2006.7.27)
【代理人】 【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹

【識別番号】100092657
【弁理士】
【氏名又は名称】寺崎 史朗

【識別番号】100124062
【弁理士】
【氏名又は名称】三上 敬史


【公開番号】 特開2008−29928(P2008−29928A)
【公開日】 平成20年2月14日(2008.2.14)
【出願番号】 特願2006−204308(P2006−204308)