シート細片化装置及びシート細片化方法

【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。
【解決手段】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。

【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。

【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。

【図１】