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JP-2026077398-A - 剪断式破砕機用の破砕刃およびその製造方法

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Abstract

【課題】剪断式破砕機に用いられる破砕刃の剪断エッジにおける母材成分の混入に起因する耐摩耗性の低下を抑制する。 【解決手段】破砕刃は、肉厚円板状を成す母材と；母材の側面における外縁に形成されたサイドエッジとを備える。母材は、側面の外縁において母材の厚さ方向に凹んで段状を成す外縁段部を有する。外縁段部の大きさは、厚さ方向よりも半径方向の方が長い。サイドエッジは、外縁段部の内周端から外周端までの間に形成された第１の肉盛溶接層と；第１の肉盛溶接層の外周端側に形成された第２の肉盛溶接層と；第１の肉盛溶接層の内周端側から第２の肉盛溶接層に形成された第３の肉盛溶接層と；第３の肉盛溶接層の上に形成された第４の肉盛溶接層とを含む。第４の肉盛溶接層は、サイドエッジの刃先を形成する。 【選択図】図３

Inventors

  • 中村 啓延
  • 笠田 彪矢
  • 竹之内 智行
  • 近藤 弘之

Assignees

  • 株式会社新居浜鉄工所

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (5)

  1. 肉厚円板状を成す母材と、 前記母材の側面における外縁に形成されたサイドエッジと を備える破砕刃を製造するための破砕刃の製造方法であって、 前記サイドエッジが形成される前の前記母材である被加工母材を用意し、 前記被加工母材の側面における外縁を前記被加工母材の厚さ方向および半径方向に切削することによって、前記厚さ方向よりも前記半径方向の方が長い外縁段部を形成し、 前記外縁段部の内周端から外周端までに対して、前記半径方向へのウィービングによる第１の肉盛溶接を行うことによって、前記外縁段部の前記内周端から前記外周端までの間に第１の肉盛溶接層を形成し、 前記第１の肉盛溶接層を形成した後、前記第１の肉盛溶接層のうち前記外周端側の外周側部位に対して、前記半径方向へのウィービングによる第２の肉盛溶接を行うことによって、前記第１の肉盛溶接層における前記外周側部位の上に第２の肉盛溶接層を形成し、 前記第２の肉盛溶接層を形成した後、前記第１の肉盛溶接層のうち前記外周側部位とは異なる内周側部位から前記第２の肉盛溶接層に対して、前記半径方向へのウィービングによる第３の肉盛溶接を行うことによって、第３の肉盛溶接層を前記第１の肉盛溶接層および前記第２の肉盛溶接層の上に形成し、 前記第３の肉盛溶接層を形成した後、前記第３の肉盛溶接層に対して、前記半径方向へのウィービングによる第４の肉盛溶接を行うことによって、前記第３の肉盛溶接層の上に第４の肉盛溶接層を形成し、 前記第１から第４の肉盛溶接層を切削することによって、前記サイドエッジの刃先が前記第４の肉盛溶接層となるように前記サイドエッジを削り出す、破砕刃の製造方法。
  2. 請求項１に記載の破砕刃の製造方法であって、 前記第１から第４の肉盛溶接の少なくとも１つの肉盛溶接を施工する際、当該肉盛溶接を施工する施工箇所における前記外縁段部の、前記厚さ方向に沿った第１の面と、前記半径方向に沿った第２の面と、の両面が上方向を向くように前記被加工母材を傾ける、破砕刃の製造方法。
  3. 請求項１または請求項２に記載の破砕刃の製造方法であって、 前記被加工母材は、半径方向に突出した複数の突出部を有する肉厚円板状を成し、 前記破砕刃は、前記突出部の先端に形成された先端エッジを更に備え、 前記被加工母材における前記突出部の前記先端を切削することによって、前記突出部に先端面を形成し、 前記先端面を形成した後、前記先端面の上に複数の肉盛溶接層を積層して形成し、 前記先端面の上に形成された前記複数の肉盛溶接層を切削することによって、前記複数の肉盛溶接層のうち前記被加工母材から最も離れた肉盛溶接層が、前記先端エッジの刃先となるように前記先端エッジを削り出す、破砕刃の製造方法。
  4. 剪断式破砕機に用いられる破砕刃であって、 肉厚円板状を成す母材と、 前記母材の側面における外縁に形成されたサイドエッジと を備え、 前記母材は、前記側面の前記外縁において前記母材の厚さ方向および半径方向に凹んで段状を成す外縁段部を有し、 前記外縁段部の大きさは、前記厚さ方向よりも前記半径方向の方が長く、 前記サイドエッジは、 前記外縁段部の内周端から外周端までの間に形成された第１の肉盛溶接層と、 前記第１の肉盛溶接層のうち前記外周端側の外周側部位の上に形成された第２の肉盛溶接層と、 前記第１の肉盛溶接層のうち前記外周側部位とは異なる内周側部位から前記第２の肉盛溶接層の上に形成された第３の肉盛溶接層と、 前記第３の肉盛溶接層の上に形成された第４の肉盛溶接層と を含み、 前記第４の肉盛溶接層は、前記サイドエッジの刃先を形成する、破砕刃。
  5. 請求項４に記載の破砕刃であって、 前記母材は、半径方向に突出した複数の突出部を有する肉厚円板状を成し、 前記破砕刃は、前記突出部の先端に形成された先端エッジを更に備え、 前記先端エッジは、前記母材の突出部に積層された複数の肉盛溶接層を含み、 前記複数の肉盛溶接層のうち前記母材から最も離れた肉盛溶接層は、前記先端エッジの刃先を形成する、破砕刃。

Description

本明細書は、剪断式破砕機用の破砕刃およびその製造方法に関する技術を開示する。 被破砕物を破砕する剪断式破砕機には、半径方向に突出した複数の突出部を有する肉厚円板状を成す破砕刃を、用いたものが知られている（特許文献１，２を参照）。破砕刃における突出部の先端および側面の外縁には、被破砕物を剪断するために被破砕物に食い込ませる剪断エッジが形成されている。破砕刃の剪断エッジは、破砕処理を重ねることによって摩耗する。そのため、剪断エッジには耐摩耗が要求される。特許文献１，２には、肉盛溶接によって破砕刃の剪断エッジを形成または再生する技術について記載されている。 特開２０１２－１９６６１０号公報特開２０２２－７０６２９号公報 破砕刃の構成を示す斜視図である。破砕刃の構成を示す説明図である。サイドエッジの詳細構造を示す拡大断面図である。先端エッジの詳細構造を示す拡大断面図である。破砕刃の製造方法を示す工程図である。母材の構成を示す説明図である。外縁段部が形成された母材の構成を示す説明図である。外縁段部の詳細構造を示す拡大断面図である。肉盛溶接層を施工する様子を示す説明図である。肉盛溶接層を施工する様子を示す説明図である。肉盛溶接層を施工する様子を示す説明図である。肉盛溶接層を施工する様子を示す説明図である。先端面が形成された母材の構成を示す説明図である。肉盛溶接層を施工する様子を示す説明図である。肉盛溶接層を施工する様子を示す説明図である。サイドエッジを形成する様子を示す説明図である。先端エッジを形成する様子を示す説明図である。 図１は、破砕刃１００の構成を示す斜視図である。図２は、破砕刃１００の構成を示す説明図である。図２（ａ）は、破砕刃１００の側面を示す。図２（ｂ）は、破砕刃１００の正面を示す。 破砕刃１００は、被破砕物（例えば、産業廃棄物）を破砕する剪断式破砕機（図示しない）に用いられる。破砕刃１００は、母材１１０と、サイドエッジ１３０と、先端エッジ１５０とを備える。 母材１１０は、肉厚円板状を成す。母材１１０の材料は、靭性を有する鋼材（例えば、クロムモリブデン鋼）である。母材１１０は、２つの側面１１２と、複数の外周面１１４と、貫通孔１１６と、複数の突出部１１８とを有する。２つの側面１１２は、肉厚円板状を成す母材１１０の側面を構成する面である。複数の外周面１１４は、肉厚円板状を成す母材１１０の外周面を構成する面である。貫通孔１１６は、剪断式破砕機の回転軸（図示しない）に嵌り合う孔である。複数の突出部１１８は、肉厚円板状を成す母材１１０の半径方向に突出した部位である。本実施形態では、突出部１１８の個数は、５つである。他の実施形態では、突出部１１８の個数は、４つ以下であってもよいし、６つ以上であってもよい。 サイドエッジ１３０は、母材１１０の側面１１２における外縁に形成された剪断エッジである。サイドエッジ１３０は、２つの側面１１２の各々における外縁の全周に亘って形成されている。 先端エッジ１５０は、母材１１０の突出部１１８における先端に形成された剪断エッジである。先端エッジ１５０は、複数の突出部１１８の各々における先端の全域に亘って形成されている。 図３は、サイドエッジ１３０の詳細構造を示す拡大断面図である。図３は、図２（ａ）に示すＦ３－Ｆ３断面に対応する。サイドエッジ１３０は、母材１１０の外縁段部１４０ｐに形成されている。外縁段部１４０ｐは、母材１１０の側面１１２の外縁において母材１１０の厚さ方向および半径方向に凹んで段状を成す。外縁段部１４０ｐの大きさは、厚さ方向の長さＬ１よりも半径方向の長さＬ２の方が長い。サイドエッジ１３０は、刃面１３２と、刃面１３４と、刃先１３５と、肉盛溶接層２１０と、肉盛溶接層２２０と、肉盛溶接層２３０と、肉盛溶接層２４０とを有する。 サイドエッジ１３０の刃面１３２は、母材１１０の側面１１２と同一面上に形成された刃面である。サイドエッジ１３０の刃面１３４は、母材１１０の外周面１１４と同一面上に形成された刃面である。サイドエッジ１３０の刃先１３５は、刃面１３２と刃面１３４とが交わる角部である。 サイドエッジ１３０の肉盛溶接層２１０は、外縁段部１４０ｐの内周端１４１ｐから外周端１４９ｐまでの間に形成された第１の肉盛溶接層である。サイドエッジ１３０の肉盛溶接層２２０は、肉盛溶接層２１０のうち外周端１４９ｐ側の外周側部位２１１に積層された第２の肉盛溶接層である。サイドエッジ１３０の肉盛溶接層２３０は、肉盛溶接層２１０のうち外周側部位２１１とは異なる内周側部位２１２から肉盛溶接層２２０の上に積層された第３の肉盛溶接層である。サイドエッジ１３０の肉盛溶接層２４０は、肉盛溶接層２３０の上に積層された第４の肉盛溶接層である。肉盛溶接層２１０～２４０の材料は、クロム、マンガン、モリブデンなどを含有し、靭性を有する鋼材である。肉盛溶接層２１０～２４０の材料は、母材１１０の材料よりも硬度が高い鋼材である。 図３に示すサイドエッジ１３０の刃面１３２には、肉盛溶接層２３０と、肉盛溶接層２４０とが露出している。刃面１３２には、第１の肉盛溶接層２１０が露出していてもよいし、露出していなくてもよい。図３に示すサイドエッジ１３０の刃面１３４には、肉盛溶接層２１０と、肉盛溶接層２２０と、肉盛溶接層２３０と、肉盛溶接層２４０とが露出している。刃面１３４には、第１の肉盛溶接層２１０が露出していてもよいし、露出していなくてもよい。サイドエッジ１３０の刃先１３５は、肉盛溶接層２４０によって形成されている。 図４は、先端エッジ１５０の詳細構造を示す拡大断面図である。図４は、図２（ｂ）に示すＦ４－Ｆ４断面に対応する。先端エッジ１５０は、母材１１０の突出部１１８の先端面１６０ｐに形成されている。先端エッジ１５０は、刃面１５２と、刃面１５４と、刃先１５５と、肉盛溶接層３１０と、肉盛溶接層３２０と、肉盛溶接層３３０と、肉盛溶接層３４０とを有する。 先端エッジ１５０の刃面１５２は、突出部１１８において内側を向いた外周面１１４と同一面上に形成された刃面である。先端エッジ１５０の刃面1１５４は、突出部１１８において外側を向いた外周面１１４と同一面上に形成された刃面である。先端エッジ１５０の刃先１５５は、刃面１５２と刃面１５４とが交わる角部である。 先端エッジ１５０の肉盛溶接層３１０は、先端面１６０ｐの上に積層された第５の肉盛溶接層である。先端エッジ１５０の肉盛溶接層３２０は、肉盛溶接層３１０の上に積層された第６の肉盛溶接層である。先端エッジ１５０の肉盛溶接層３３０は、肉盛溶接層３２０の上に積層された第７の肉盛溶接層である。先端エッジ１５０の肉盛溶接層３４０は、肉盛溶接層３３０の上に積層された第８の肉盛溶接層である。肉盛溶接層３４０は、先端エッジ１５０を構成する複数の肉盛溶接層３１０～３４０のうち、先端面１６０ｐから最も離れた肉盛溶接層である。肉盛溶接層３１０～３４０の材料は、クロム、マンガン、モリブデンなどを含有し、靭性を有する鋼材である。肉盛溶接層３１０～３４０の材料は、母材１１０の材料よりも硬度が高い鋼材である。 先端エッジ１５０の刃面１５２，１５４には、複数の肉盛溶接層３１０～３４０が露出している。先端エッジ１５０の刃先１５５は、肉盛溶接層３４０によって形成されている。 図５は、破砕刃１００の製造方法を示す工程図である。破砕刃１００の製造者は、サイドエッジ１３０および先端エッジ１５０が形成される前の被加工母材である母材１１０Ｂを用意する（工程Ｓ１１０）。母材１１０Ｂは、新品の鋼材を破砕刃１００と同等の形状に加工したものであってもよい。母材１１０Ｂは、サイドエッジ１３０および先端エッジ１５０が摩耗した使用済みの破砕刃１００であってもよい。 図６は、母材１１０Ｂの構成を示す説明図である。図６（ａ）は、母材１１０Ｂの側面を示す。図６（ｂ）は、母材１１０Ｂの正面を示す。母材１１０Ｂは、破砕刃１００の母材１１０と同様に、２つの側面１１２と、複数の外周面１１４と、貫通孔１１６と、複数の突出部１１８とを有する。 図５の説明に戻り、母材１１０Ｂを用意した後（工程Ｓ１１０）、製造者は、切削加工によって母材１１０Ｂに外縁段部１４０を形成する（工程Ｓ１２０）。母材１１０Ｂの外縁段部１４０は、完成品である破砕刃１００の外縁段部１４０ｐの元となる構造である。 図７は、外縁段部１４０が形成された母材１１０Ｂの構成を示す説明図である。図７（ａ）は、母材１１０Ｂの側面を示す。図７（ｂ）は、母材１１０Ｂの正面を示す。図８は、外縁段部１４０の詳細構造を示す拡大断面図である。図８のＦ８－Ｆ８断面は、図７（ａ）に示すＦ８－Ｆ８断面に対応する。外縁段部１４０は、母材１１０Ｂにおける側面１１２の外縁１３０Ｂを切削することによって形成される。外縁段部１４０は、２つの側面１１２の各々における外縁の全周に亘って形成されている。外縁段部１４０は、母材１１０Ｂの側面１１２の外縁において母材１１０Ｂの厚さ方向および半径方向に凹んで段状を成す。 外縁段部１４０は、内周端１４１と、段部面１４２と、隅部１４５と、段部面１４８と、外周端１４９とを有する。内周端１４１は、側面１１２と段部面１４２とが交わる部位である。段部面１４２は、側面１１２に直交する面である。隅部１４５は、段部面１４２と段部面１４８とが直交する部位である。段部面１４８は、外周面１１４に直交する面である。外周端１４９は、外周面１１４と段部面１４８とが交わる部位である。外縁段部１４０の大きさは、厚さ方向の長さＬ３よりも半径方向の長さＬ４の方が長い。本実施形態では、Ｌ３＝５ｍｍ、Ｌ４＝１５ｍｍである。 図５の説明に戻り、外縁段部１４０を形成した後（工程Ｓ１２０）、製造者は、肉盛溶接によって外縁段部１４０に複数の肉盛溶接層２１０～２４０を積層する（工程Ｓ１３０）。肉盛溶接層２１０～２４０の材料は、母材１１０Ｂの材料よりも硬度が高い鋼材である。外縁段部１４０に肉盛溶接を施工する際（工程Ｓ１３０）、その肉盛溶接を施工する施工箇所における外縁段部１４０の段部面１４２と段部面１４８との両面が上方向を向くように母材１１０Ｂを傾けることが好ましい。 図９は、肉盛溶接層２１０を施工する様子を示す説明図である。図９のＦ９－Ｆ９断面は、図８のＦ８－Ｆ８断面に対応する部位である。製造者は、外縁段部１４０の内周端１４１から外周端１４９までに対して、半径方向へのウィービングＭ１による第１の肉盛溶接を側面１１２の全周に亘って施工することによって、外縁段部１４０の内周端１４１から外周端１４９までの間に肉盛溶接層２１０を形成する。これによって、母材１１０Ｂと肉盛溶接層２１０との境界には、外縁段部１４０に代えて外縁段部１４０ｐが形成される。 図１０は、肉盛溶接層２２０を施工する様子を示す説明図である。図１０のＦ１０－Ｆ１０断面は、図９のＦ９－Ｆ９断面に対応する部位である。製造者は、肉盛溶接層２１０を形成した後、肉盛溶接層２１０のうち外周端１４９ｐ側の外周側部位２１１に対して、半径方向へのウィービングＭ２による第２の肉盛溶接を側面１１２の全周に亘って施工することによって、肉盛溶接層２１０における外周側部位２１１の上に肉盛溶接層２２０を積層する。 図１１は、肉盛溶接層２３０を施工する様子を示す説明図である。図１１のＦ１１－Ｆ１１断面は、図１０のＦ１０－Ｆ１０断面に対応する部位である。製造者は、肉盛溶接層２２０を形成した後、肉盛溶接層２１０の外周側部位２１１とは異なる内周側部位２１２から肉盛溶接層２２０に対して、半径方向へのウィービングＭ３による第３の肉盛溶接を側面１１２の全周に亘って施工することによって、肉盛溶接層２３０を肉盛溶接層２１０oおよび肉盛溶接層２２０の上に積層する。 図１２は、肉盛溶接層２４０を施工する様子を示す説明図である。図１２のＦ１２－Ｆ１２断面は、図１１のＦ１１－Ｆ