JP2005319348A - 木材破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】木材破砕機の破砕効率を向上する。
【解決手段】外周部に破砕ビット６５を配設した破砕ロータ６１と、この破砕ロータ６１の外周側に設けたアーム７１に配設した第１アンビル６２と、この第１アンビル６２に対して破砕ロータ６１の回転方向下流側に設けたアーム９１に配設した第２アンビル６３と、この第２アンビル６３に対して破砕ロータ６１の回転方向下流側に破砕ロータ６１と間隙を持って配設した第１スクリーン６９と、第１及び第２アンビル６２，６３間に破砕ロータ６１と間隙をもって配設した第１スクリーン６９とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、剪定枝材・間伐材、枝木材、廃木材等を破砕対象とする木材破砕機に関し、例えば破砕ロータを回転させて被破砕木材を破砕する木材破砕機に関するものである。

例えば、森林で伐採された木材を枝払いするときに発生する剪定枝材・間伐材や、造成・緑地維持管理等で発生する枝木材、あるいは木造家屋に使用された廃木材は、通常、最終的に産業廃棄物として処理される。木材破砕機は、廃棄物処理過程における廃棄物の減容を図ったり、粉砕した後の粉砕物を発酵処理し有機肥料として再利用することを目的に、それら枝材・枝木材等を、運搬する前にその作業現場で所定の大きさに破砕するものである。

この種の木材破砕機として、外周部に破砕ビットを配設した破砕ロータと、この破砕ロータの近傍位置にくるように破砕ロータの外周側に設けた複数の固定刃と、これら複数の固定刃の破砕ロータ回転方向下流側において破砕ロータと間隙をもってその外周側に設けられ、破砕ビット及び固定刃により破砕した破砕物を挿通させる複数の開口部を備えた篩部材と、破砕した破砕物を木材破砕機の機外へ排出する排出コンベアとを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

この従来技術では、被破砕物に対し破砕ロータの破砕ビットを衝突させてまず破砕（一次破砕）した後、その木材片をさらに回転方向下流側に設けた複数の固定刃に衝突させてさらなる破砕（二次・三次破砕）を行う。破砕木材（木材チップ）が篩部材に設けられた複数の開口部の開口面積以下にまで細かく破砕されると、その開口部より外部に導出され、排出コンベアによって機外に排出される。

特開２００２−３４６４１５号公報

上記従来技術では、破砕ロータの破砕ビットにより粗く一次破砕した木材片をさらに回転方向下流側に設けた複数の固定刃に衝突させて二次・三次破砕を行う。このとき、木材片によっては、例えば複数の固定刃のうちの破砕ロータ回転方向上流側に位置する最初の固定刃に衝突した時点で、篩部材の開口部の開口面積以下の粒度にまで細かく破砕される場合も考えられる。しかしながら、上記従来技術では、篩部材が複数の固定刃の破砕ロータ回転方向下流側にしか設けられていないため、上記のように最初の固定刃により篩部材を通過可能となった木材片であっても、篩部材から排出される前に残りの下流側の固定刃に衝突してさらに細かく破砕される可能性がある。このような場合、不要な破砕が行われることになり、その分だけ破砕効率が低下する。

本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、破砕効率を向上することができる木材破砕機を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明の木材破砕機は、外周部に破砕ビットを配設した破砕ロータと、この破砕ロータの外周側に設けた支持部材に配設した第１の固定刃と、この第１の固定刃に対して前記破砕ロータの回転方向下流側に設けた支持部材に配設した第２の固定刃と、この第２の固定刃に対して前記破砕ロータの回転方向下流側に前記破砕ロータと間隙を持って配設した第１の篩部材と、前記第１の固定刃と前記第２の固定刃との間に前記破砕ロータと間隙を持って配設した第２の篩部材とを備えるものとする。

本発明においては、被破砕物に対し破砕ロータの破砕ビットを衝突させてまず破砕（一次破砕）した後、その木材片をさらに回転方向下流側に設けた第１の固定刃及び第２の固定刃に衝突させてさらなる破砕（二次・三次破砕）を行う。破砕木材（木材チップ）が篩部材に設けられた複数の開口部の開口面積以下にまで細かく破砕されると、その開口部より外部に導出され、排出コンベアによって機外に排出される。

このとき、木材片によっては、破砕ロータ回転方向最上流側に位置する第１の固定刃に衝突した時点で篩部材の開口部の開口面積以下にまで細かく破砕される場合も考えられる。しかしながら、前述の従来構造においては、篩部材が複数の固定刃（本発明における第１及び第２の固定刃）の破砕ロータ回転方向下流側にしか設けられていないため、上記のように複数の固定刃のうちの破砕ロータ回転方向最上流側に位置する固定刃（本発明における第１の固定刃）により既に篩部材を通過可能な粒度にまで破砕された木材片についても、篩部材から排出されるまでの間に残りの下流側に位置する固定刃（本発明における第２の固定刃）によってさらに細かく破砕される可能性がある。このような場合、不要な破砕が行われることになり、その分だけ破砕効率が低下することとなる。

これに対し、本発明によれば、第１の固定刃と第２の固定刃との間に第２の篩部材を設けるので、上記のように第１の固定刃により篩部材を通過可能な粒度にまで破砕された木材片をその直後の第２の篩部材から排出することが可能である。これにより、既に所望の粒度にまで破砕された木材片が破砕ロータ回転方向下流側に位置する固定刃によってさらに破砕されるのを抑制することができ、不要な破砕が行われるのを抑制することができる。その結果、破砕効率を向上することができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記破砕ロータと前記第２の固定刃との間隙を、前記破砕ロータと前記第１の固定刃との間隙より小さく設定するものとする。

（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記第２の篩部材は前記破砕ロータの外周にほぼ沿った曲面形状を有し、その曲げ中心と前記破砕ロータの軸心とは偏心しているものとする。

（４）上記（３）において、さらに好ましくは、前記第２の篩部材を、前記破砕ロータの回転方向下流側ほど前記破砕ロータ外周との間隙が大きくなるように配設するものとする。

これにより、第２の篩部材の下流側に配置された第２の固定刃を第２の篩部材に対して破砕ロータ径方向内側に向かって突出させることができる。これにより、第１の固定刃で破砕された木材片をその下流側の第２の固定刃に衝突させやすくすることができ、破砕効率をさらに向上することができる。

（５）上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、また好ましくは、破砕した破砕物を排出する排出コンベアと走行手段とを備え、自走可能であるものとする。

本発明によれば、第１の固定刃と第２の固定刃との間に第２の篩部材を設けるので、第１の固定刃により篩部材を通過可能な粒度にまで破砕された木材片をその第１の固定刃の直後に設けた第２の篩部材から直ちに排出することが可能となる。これにより、不要な破砕が行われるのを抑制し、破砕効率を向上することができる。

以下、本発明の木材破砕機の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の木材破砕機の一実施の形態である自走式木材破砕機の全体構造を表す側面図、図２は図１に示した自走式木材破砕機の上面図、図３は後述する破砕装置１２近傍の側面カバー内部の詳細構造を表す側面図である。なお、以下において、図１中の左・右に対応する方向を木材破砕機の後・前、又は一方・他方とする。

これら図１乃至図３において、１は自力走行を可能にする走行体（走行手段）、２はこの走行体１上に設けられ受け入れた被破砕木材を破砕する破砕機能構成部、３はこの破砕機能構成部２で破砕された破砕物を搬送し機外に排出する排出コンベア、４は搭載した各機器の動力源（エンジン）等を備えた動力装置（パワーユニット）で、本例の自走式木材破砕機は、これら走行体１、破砕機能構成部２、排出コンベア３、動力装置４等によって概略構成されている。

上記走行体１は、トラックフレーム５と、このトラックフレーム５の前後両端部に設けた駆動輪６及び従動輪７と、出力軸を駆動輪６の軸に連結した駆動装置（走行用油圧モータ）８と、駆動輪６及び従動輪７に掛け回した履帯（無限軌道履帯）９とで構成されている。また、３６は上記トラックフレーム５上に設けた本体フレームで、この本体フレーム３６によって、上記破砕機能構成部２や排出コンベア３、動力装置４等が支持されている。

上記破砕機能構成部２は、投入される被破砕木材を受け入れるホッパ１０と、このホッパ１０内に収容配置された被破砕木材の搬送手段としての送りコンベア１１と、この送りコンベア１１によって導入された被破砕木材を破砕する破砕装置１２（図３参照）と、この破砕装置１２の手前で破砕装置１２に導入される被破砕木材を送りコンベア１１に押し付ける押圧コンベア装置１３（図３参照）とを備えている。

図４はホッパ１０の後端近傍の詳細構造を表す側面図、図５はこの図４中のＶ−Ｖ矢視断面図、図６は後方から見たホッパ１０の正面図で、これらの図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。但し、図４においては、後述する外壁体１５を取り外した状態を図示している。

図４乃至図６において、ホッパ１０は、有底状に形成され、本体フレーム３６上の破砕ロータ６１（後述）の後方側にほぼ水平に設けられており、送りコンベア１１の後方側に設けた後壁体１４と、幅方向左右両側の外壁体１５と、外壁体１５の内側で送りコンベア１１の幅方向両側に設けられ、外壁体１５との間に間隙が確保されるように複数の部材でＬ字型に構成された側壁体１６と、外壁体１５及び側壁体１６の上部に掛け渡すようにして、上方に向かって拡開形状に設けられた拡開部（あおり部）１７と、送りコンベア１１の下方側に僅かに間隙を介するように底部全面に設けた底壁体１８と、前方側端部に設けた前壁体１９（前述の図３参照）とを備えている。後壁体１４の上端は送りコンベア１１の搬送面と同等かそれよりも僅かに高い程度、前壁体１９の上端は送りコンベア１１の搬送面よりも僅かに低い程度に、それぞれ設定されている。

図７は、送りコンベア１１の後端部の詳細構造を表す図６中のVII−VII矢視断面図で、この図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
本実施の形態において、ホッパ１０の後壁体１４は、後端に位置する後壁部２０と、この後壁部２０の下端部に略直角に設けられた底壁部２１とにより一体的に構成されており、側方側から見て略Ｌ字型形状をしている。上記底壁部２１は後壁部２０の下端から略水平に送りコンベア１１の従動輪４１（後述）の下方位置まで延設され、ビーム３７を挟んで底壁体１８と略同一平面上に設けられており、底壁体１８と共にホッパ１０の底部を構成する。後壁部２０の上端部には、ブラケット２２を介してピン２３が設けられており、後壁部２０は、このピン２３を支点に側壁体１６に対し回動可能に取り付けられている。これによって、後壁部２０と底壁部２１とが一体となって（すなわち後壁体１４が）回動し、ホッパ１０の後端部が開閉可能となっている。なお、底壁部２１上には、送りコンベア１１の後端部の軌跡に僅かな間隙を介して沿うように円弧状に形成した案内部材３５が設けられ、投入される被破砕木材が送りコンベア１１の後方のスペースに入り込むことを抑制している。

２４，２５は後壁体１４を閉状態で保持するためのロック機構であり、ロック機構２４はＬ字型の側壁体１６の底部の後端部に渡したビーム２６の後端面に、ロック機構２５はロック機構２４よりもやや前方位置における側壁体１６の底部上面に、それぞれ設けられている。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、それぞれ図６と同じ方向から見たロック機構２４の詳細図で、これらの図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。なお、詳細な説明は省略するが、ロック機構２５の構成もロック機構２４と同様である。また、ロック機構２４，２５は自走式木材破砕機の車体幅方向（図２中上下方向）両側にそれぞれ同様に設けられており、図８（ａ）及び図８（ｂ）はその片側について図示したものである。

図８（ａ）及び図８（ｂ）において、ロック機構２４は、ビーム２６に複数のボルト２７によって固定された支持板２８と、この支持板２８に所定の間隔で設けられた２枚のブラケット２９と、これらブラケット２９に挿通するピン３０と、ピン３０の外周部にほぼ直角に設けたハンドル３１と、このハンドル３１を係止するための係止部材３２と、後壁体１４の下端部に固定されたブラケット３３とを備えている。

このように構成することで、図８（ａ）のように、ピン３０が後壁体１４側のブラケット３３に挿入され、ハンドル３１がブラケット２９と係止部材３２との間に係止されているときには、ピン３０を介して後壁体１４が側壁体１６に対して固定され、後壁体１４は閉状態で保持される。一方、ハンドル３１がほぼ水平となる位置にピン３０を回転させ、ハンドル３１を係止部材３２の切り欠き部を通してピン３０をスライドさせ、図８（ｂ）に示すようにブラケット３３からピン３０を抜くことにより、後壁体１４と側壁体１６との間の拘束が解かれる。さらに、もう一つのロック機構２５を設けているので、同じように、ロック機構２５側も後壁体１４側に設けたブラケットからピンを抜く。本例では、ロック機構２４，２５を自走式木材破砕機の幅方向のもう一方側にも設けているので、同様にしてそちら側のロック機構２４，２５についても解除する。これにより、後壁体１４の拘束が完全に解かれ、後壁体１４の開閉が可能となる。

後壁体１４が開放された状態を、図７と対応させて図９に示す。この図９に示すように、後壁体１４を側壁体１６に対して回動させ後壁体１４を開放した状態で、ロック機構２４のピン３０を再び図８（ａ）に示す位置に戻して後壁体１４の底壁部２１に設けられた開口２１ａに挿し込むことにより、後壁体１４は開放状態で保持される（すなわち、ロック機構２４は後壁体１４を開放状態で保持するためのロック機構でもある）。これにより、後壁体１４を開放してホッパ１０内の清掃作業を行う際の作業性及び作業者の安全性を向上できるようになっている。

なお、３４はピン３０の脱落を防止するスナップリングで、このスナップリング３４は、ブラケット２９，２９の間に位置するようにピン３０の外周部に設けられている。本例においては、図８（ａ）のロック時、図８（ｂ）のロック解除時に、それぞれ内側、外側のブラケット２９に当接する位置にスナップリング３４を設けることにより、ピン３０のストロークを適当な長さに制限してある。

送りコンベア１１は、破砕ロータ６１（後述）側に設けられたスプロケット状の駆動輪４０（図３参照）と、その反対側（木材破砕機後方側、後壁体１４側）に設けた従動輪４１（図７等参照）と、これら搬送方向両端部に設けた駆動輪４０及び従動輪４１の間に巻回され、幅方向に複数列（この例では４列、図２参照）列設された搬送体（搬送ベルト、チェーンベルト）４２とを備えている。なお、搬送体４２については、繁雑防止のため、先の図３、後の図１０及び図１７中では図示省略してある。

従動輪４１は、ホッパ１０の側壁体１６後部の外壁面に設けた軸受４３（図４参照）によって支持され、駆動輪４０は、側壁体１６の前方側にほぼ同一面上に位置するように設けた破砕装置１２の側面カバー４５における外壁面に設けた軸受４６（後述の図１０参照）によって支持されている。これにより、送りコンベア１１は、上記ホッパ１０内の下部、すなわちホッパ１０の側壁体１６の内側からから破砕ロータ６１（後述）近傍にかけ、ほぼ水平に延設されホッパ１０及び破砕装置１２の側面カバー４５内に収納配置されている。

図１０は上記破砕装置１２付近の側面図、図１１はその内部構造を詳細に表す断面図で、これらの図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
これら図１０及び図１１において、４５はホッパ１０の前方に設けた破砕装置１２の前記側面カバー、４６はこの側面カバー４５の外壁面に設けた送りコンベア１１の軸受である。送りコンベア１１の駆動輪４０の回転軸は、軸受４６よりも幅方向外側に設けた駆動装置（送りコンベア用油圧モータ、図示せず）の出力軸にカップリング等を介して連結している。送りコンベア１１は、その図示しない駆動装置を回転駆動させることにより、駆動輪４０及び従動輪４１の間で搬送体４２を循環駆動させるようになっている。

４７は駆動輪４０の回転軌跡に近接するように曲成され、ホッパ１０の底壁体１８及び前壁体１９に連接した案内部材、４８は駆動輪４０の回転軌跡よりも若干低位置でかつ駆動輪４０との対向端部が極力駆動輪４０の回転軌跡に近接するように前壁体１９の上部に配置したスクレーパである。これら案内部材４７及びスクレーパ４８の幅方向端部は、破砕装置１２の側面カバー４５に固定されている。

前述の押圧コンベア装置１３は、破砕ロータ６１（後述）の後方側に近接するように、被破砕木材を搬送する送りコンベア１１の搬送面（上側の面）に対向して設けられている。この押圧コンベア装置１３は、破砕機側面カバー４５に軸受５０（図１１参照）によってその回動軸５１（図３参照）が軸支され、これにより鉛直面内を回動自在に（上下方向に揺動自在に）支持された支持部材５２と、この支持部材５２に対し回転自在に設けられた押えローラ５３とを備えている。

支持部材５２は、回動軸５１を備えたアーム部５４と、このアーム部５４の先端側に設けられ、押えローラ５３を支持しているブラケット部５５とを備えている。アーム部５４の下部側の端面は円弧状に湾曲して形成されており、この湾曲部には、後述する破砕室６０の一部を構成する湾曲板６８が取付けられている。一方、ブラケット部５５における押えローラ５３の取付け部分は、押えローラ５３よりも小径の円弧状に形成されており、押えローラ５３の外周面がブラケット部５５から突出した構成となっている。押えローラ５３の幅方向（図３中の紙面直交方向）の寸法は、送りコンベア１１の搬送面の幅と同等かそれよりも大きく設定されている。

図３及び図１１において、５６，５７は押えコンベア装置１３の回動動作を制限するストッパで、これらストッパ５６，５７は、押えローラ５３が送りコンベア１１の駆動輪４０の近接位置まで下がると、ブラケット部５５、湾曲板６８がそれぞれ当接するように破砕機側面カバー４５の内側に配置されている。また、特に図示していないが、押えローラ５３は、その胴部内に駆動装置（押えローラ用油圧モータ）を内蔵しており、この図示しない駆動装置によって、送りコンベア１１の搬送面に転動する方向に被破砕木材の搬送速度とほぼ同じ周速度で回転し、押え込んだ送りコンベア１１上の被破砕木材を送りコンベア１１と協動して破砕装置１２に導入するようになっている。

前述の破砕装置１２は、本体フレーム３６の長手方向ほぼ中央部上に搭載されており、図３及び図１１に示すように、破砕室６０内で高速回転する破砕ロータ６１と、この破砕ロータ６１の回転方向（正転方向、図３中時計回り方向）に対向するように配置した第１アンビル（第１の固定刃）６２及び第２アンビル（第２の固定刃）６３とを備えている。詳細は後述するが、第１及び第２アンビル６２，６３は、例えば過度な衝撃が加わった場合等には、破砕ロータ６１の正転方向に倣う方向に退避するように回動可能な構成となっている（図１１等参照）。

破砕ロータ６１は、例えば破砕装置１２の側面カバー４５（又は本体フレーム３６上に別途設けた図示しない支持部材）等に設けた軸受（図示せず）によって回転自在に軸支されており、その外周部には、複数の支持部材６４と、これら支持部材６４にそれぞれ取り付けられた破砕ビット（衝突板、或いは破砕刃等）６５とが設けられている。破砕ビット６５は、破砕ロータ６１が正転方向に回転する際にその刃面が支持部材６４に先行するように配置されている。また、各破砕ビット６５は、ボルト６６等によって支持部材６４に固定され、摩耗した場合にも容易に交換可能な構成となっている。なお、図１０において、６７は破砕ロータ６１を回転駆動させる駆動装置（破砕ロータ用油圧モータ）で、この駆動装置６７は、特に図示していないが、破砕装置１２の側面カバー４５に対してボルト等によって固定されており、その出力軸は、Ｖベルト等を介して破砕ロータ６１の回転軸に連結されている。

前述した破砕室６０は、破砕ロータ６１に対し、上方側に設けた前述の湾曲板６８や、前方側において第１アンビル６２及び第２アンビル６３の間に設けられ、破砕木材（木材チップ）の粒度を設定する口径で開口した多数の孔を有する第１スクリーン（第２の篩部材）６９、及び下方側に設けられ、同様に多数の孔を有する第２スクリーン（第１の篩部材）７０等によって概ね画定され、その後方側は被破砕木材導入部として解放されている。湾曲板６８は、前述したように押えコンベア装置１３のアーム部５４の湾曲部に取付けられており、押えコンベア装置１３の上下の揺動動作に伴って可動する構成となっている。また、第１及び第２スクリーン６９，７０は、破砕ビット６５との間にそれぞれ所定の間隙を介して破砕ロータ６１の回転軌跡（外周）にほぼ沿うように円弧状（曲面状）に形成され、着脱可能（交換可能）に配設される（詳細は後述）。

図１２及び図１３は第１アンビル６２及び第１スクリーン６９付近の構成を抽出しそれらの可動機構の詳細を表す図、図１４は図１２中のXIV−XIV矢視断面図で、これらの図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。

図１２乃至図１４において、７１は第１アンビル６２を取付けたアーム（支持部材）で、このアーム７１は、幅方向（図１４中の左右方向）に一対設けられ、２本の回動軸７２，７３及びビーム７４によって連結されており、例えば破砕機側面カバー４５（図１０参照）の外壁面に設けた軸受７５によって一方の回動軸７２が支持されることにより、回動軸７２を支点に回動可能な構成となっている。なお、回動軸７２，７３の向きは、それぞれ破砕ロータ６１の回転軸とほぼ平行である。

アーム７１は、その前端部が破砕機側面カバー４５に固定した支持部材７６にシアピン７７を介して連結されることにより、破砕作業時（例えば図３の状態のとき）、その第１アンビル６２が、上記湾曲板６８の周方向（破砕ロータ６１の周方向）一方側（図１２中の左側）でかつ湾曲板６８の内壁面よりも径方向（破砕ロータ６１の径方向）内側に突出するような姿勢で固定、保持されている。したがって、第１アンビル６２に、シアピン７７の許容を超えた衝撃荷重がかかった場合等は、シアピン７７が破断してアーム７１の拘束が解かれ、アーム７１が破砕室６０から退避するようになっており、各部の損傷が防止される。

なお、７８は例えば破砕機側面カバー４５（又は本体フレーム３６上に別途設けた図示しない支持部材）に対して固定されたストッパで、このストッパ７８は、アーム７１と他の構成部材との干渉を防止するため、第１アンビル６２の退避方向へのアーム７１の回動範囲を制限している。

８０は第１スクリーン６９を外周側からアーム７１に押し付けて保持する枠型のスクリーン支持部材（バナナプレート）で、このスクリーン支持部材８０は、その周方向（破砕ロータ６１の周方向）一方側（図１２では下側）端部が先の回動軸７３を介してアーム７１に連結されている。また、スクリーン支持部材８０の周方向他方側端部は、油圧シリンダ８１を介して先のビーム７４に連結されている。油圧シリンダ８１の両端は、それぞれスクリーン支持部材８０、ビーム７４にピンを介して回動可能に連結されており、この油圧シリンダ８１の伸縮動作に伴ってスクリーン支持部材８０がアーム７１に対して回動する（破砕ロータ６１に対して進退する）。つまり、油圧シリンダ８１を縮めることにより、スクリーン支持部材８０が第１スクリーン６９から離間する。その結果、第１スクリーン６９は破砕ロータ６１の軸線方向に引き抜き可能となり、第１スクリーン６９を容易に交換できる構成となっている。

なお、図１０及び図１１において、８２は第１スクリーン６９の交換作業に配慮して破砕機側面カバー４５に設けた第１スクリーン６９の引き出し、挿入用の開口部で、特に図示していないが、この開口部８２には、例えばボルト着脱式のカバー等が取付けられる。

図１４において、８５はスクリーン支持部材８０のロック機構で、このロック機構８５は、アーム７１と固定関係にあるブラケット８６と、このブラケット８６にボトム側端部が固定され幅方向（図１４中左右方向）に設けたロックシリンダ８７と、このロックシリンダ８７のロッド側端部及びスクリーン支持部材８０にそれぞれ固定され互いに係合するテーパ部を有するテーパブロック８８，８９と、ロックシリンダ８７の伸縮動作に伴うテーパブロック８８のスライド動作をガイドするガイド部材９０とを備えている。

アーム７１と固定関係にあるテーパブロック８８は、スクリーン支持部材８０及びアーム７１の間に第１スクリーン６９が狭持されているとき、径方向（破砕ロータ６１の径方向）外側からスクリーン支持部材８０に設けたテーパブロック８９に係合する。すなわち、第１スクリーン６９が挟持されているときに、ロックシリンダ８７を伸長させ、テーパブロック８８，８９を係合させることにより、スクリーン支持部材８０の回動動作は拘束され、第１スクリーン６９は破砕作業持の破砕室６０を確定する位置（図３の位置）で強固に固定、保持される。なお、この固定状態のとき、第１スクリーン６９の曲げ中心と破砕ロータ６１の軸心とは偏心した状態となっており、第１スクリーン６９と破砕ロータ６１の外周との間隙が破砕ロータ６１の回転方向下流側ほど大きくなる（すなわち、図３中Ｌ２＞Ｌ１）ようになっている。このようにすることで、第２アンビル６３を第１スクリーン６９の内周面に対し破砕ロータ６１の径方向内側に向かって突出させて、木材片が第２アンビル６３に衝突しやすくなるように図られており、破砕効率を向上できるようになっている。

以上のような構成から、油圧シリンダ８１の縮短によりスクリーン支持部材８０を回動させ第１スクリーン６９を交換する場合、まずロックシリンダ８７を縮短させ、テーパブロック８８，８９の係合を解いた上で行う。このロック解除時の状態を図１４に対応させて図１５に示す。なお、本実施の形態では、ロック機構８５を第１スクリーン６９の幅方向（図１４中左右方向）両側に設けているが、片側のみで足りる場合にはどちらかを省略してもよい。

図３、図１０及び図１１に戻り、９１は第２アンビル６３を取付けた枠型のアーム（支持部材）で、このアーム９１は、例えば破砕機側面カバー４５（図１０参照）の外壁面（又は本体フレーム３６上に別途設けた図示しない支持部材）に設けた軸受９２によってその回動軸（図示せず）が支持され、その回動軸を支点に回動可能な構成となっている。該回動軸の向きは、破砕ロータ６１の回転軸とほぼ平行である。

アーム９１は、その前端部が破砕機側面カバー４５に固定した支持部材９３にシアピン９４を介して連結されることにより、破砕作業時（例えば図３の状態のとき）、第２アンビル６３が、第１スクリーン６９の周方向（破砕ロータ６１の周方向）一方側（図３中下側）でかつ第１スクリーン６９の内壁面よりも径方向（破砕ロータの径方向）内側に突出するような姿勢で固定、保持されている。したがって、第２アンビル６３に、シアピン９４の許容を超えた衝撃荷重がかかった場合等は、シアピン９４が破断してアーム９１の拘束が解かれ、アーム９１が破砕室６０から退避するようになっており、各部の損傷が防止される。

なお、９５は例えば破砕機側面カバー４５（又は本体フレーム３６上に別途設けた図示しない支持部材）に対して固定されたストッパで、このストッパ９５は、アーム９１と他の構成部材との干渉を防止するため、第２アンビル６３の退避方向へのアーム９１の回動範囲を制限している。

図１６（ａ）乃至図１６（ｃ）は、前述した第２スクリーン７０付近の構成を抽出しその可動機構の詳細を表す図で、この図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。

図１６において、９７は第２スクリーン７０の押え板で、この押え板９７は、その外周部が第２スクリーン７０の内壁面との湾曲とほぼ一致するように形成されており、破砕作業時（図１６（ａ）の状態のとき）、例えば破砕機側面カバー４５（又は本体フレーム３６上に別途設けた図示しない支持部材）の内壁面に対し、外周部に第２スクリーン７０の内壁面が当接するようにボルト等によって固定されている。９８は第２スクリーン７０を外周側から押え板９７に押し付けて保持する枠型のスクリーン支持部材（バナナプレート）である。このスクリーン支持部材９８は、その周方向（破砕ロータ６１の周方向）一方側（図１６では左側）端部に設けた回動軸９９が破砕機側面カバー４５（又は本体フレーム３６上に別途設けた図示しない支持部材）に固定した軸受１００によって支持され、上下方向に回動する（破砕ロータ６１に対して進退する）構成となっている。

スクリーン支持部材９８の周方向他方側端部は、その破砕ロータ軸線方向両端の２箇所において、１対の油圧シリンダ１０１，１０１を介し、破砕機側面カバー４５の外壁面にボルト等で固定した支持部材１０２，１０２にそれぞれ連結されている。油圧シリンダ１０１の両端は、それぞれスクリーン支持部材９８、支持部材１０２にピンを介して回動可能に連結されており、この油圧シリンダ１０１の伸縮動作に伴ってスクリーン支持部材９８が回動軸９９を支点に回動する。これにより、油圧シリンダ１０１を伸長することにより、スクリーン支持部材９８が押え板９７から離間する。その結果、第２スクリーン７０は破砕ロータ６１の軸線方向に引き抜き可能となり、第２スクリーン７０を容易に交換できる構成となっている。

なお、図１０及び図１１において、１０３は第２スクリーン７０の交換作業に配慮して破砕機側面カバー４５に設けた第２スクリーン７０の引き出し、挿入用の切り欠き部で、図示していないが、この切り欠き部１０３には、例えばボルト着脱式のカバー等が取付けられる。

また、１０５はスクリーン支持部材９８のロック機構で、前記油圧シリンダ１０１と同様に、スクリーン支持部材９８の破砕ロータ軸線方向両端側に一対設けられている。このロック機構１０５は、破砕機側面カバー４５の外壁面に固定されたブラケット１０６と、このブラケット１０６にボトム側端部が固定され前後方向（図１６中左右方向）に設けたロックシリンダ１０７と、このロックシリンダ１０７のロッド側端部及びスクリーン支持部材９８にそれぞれ固定され互いに係合するテーパ部を有するテーパブロック１０８，１０９と、破砕機側面カバー４５の外壁面にボルト等で固定され、ロックシリンダ１０７の伸縮動作に伴うテーパブロック１０８のスライド動作をガイドするガイド部材１１０とを備えている。

テーパブロック１０８は、スクリーン支持部材９８及び押え板９７の間に第２スクリーン７０が狭持されているとき、径方向（破砕ロータ６１の径方向）外側からスクリーン支持部材９８に設けたテーパブロック１０９に係合する。これにより、第２スクリーン７０が挟持されているとき、ロックシリンダ１０７を伸長させ、テーパブロック１０８，１０９を係合させることで、スクリーン支持部材９８の回動動作は拘束され、第２スクリーン７０は破砕作業持の破砕室６０を確定する位置（図１６（ａ）の位置）で強固に固定、保持される。なお、この固定状態のとき、前記の第１スクリーン６９とは異なり、第２スクリーン７０の曲げ中心と破砕ロータ６１の軸心とはほぼ一致するようになっており、第１スクリーン６９と破砕ロータ６１の外周との間隙はほぼ一定となっている。

以上のような構成から、図１６（ｃ）のように油圧シリンダ１０１の伸長によりスクリーン支持部材９８を回動させ第２スクリーン７０を交換する場合は、まず図１６（ｂ）に示すようにロックシリンダ１０７を縮短させ、テーパブロック１０８，１０９の係合を解いた上で行う。このロック解除時の破砕装置１２周辺の状態を図１７に示す。なお、ロック機構１０５は、第２スクリーン７０の幅方向（例えば図１６（ａ）中紙面直交方向）両側に設けることが好ましいが、片側のみで足りる場合にはどちらかを省略しても良い。

図１及び図２に戻り、排出コンベア３は、排出側（前方側、図１及び図２中右側）部分が、動力装置４から突出して設けた支持部材１１２によって吊り下げ支持されている。また、その反対側（後方側、図１及び図２中左側）部分は、支持部材１１３を介して本体フレーム３６から吊り下げ支持されている。これにより、排出コンベア３は、破砕装置１２の下方から動力装置４の下方を通され、自走式木材破砕機前方側外方へ上り傾斜で配置されている。１１４はこの排出コンベア３のフレーム、１１５はこのフレーム１１４の長手方向両端に設けた駆動輪（図示せず）と従動輪（図示せず）との間に巻回したコンベアベルト（図示せず）上に設けたコンベアカバーである。１１６は駆動輪を回転駆動させる駆動装置（排出コンベア用油圧モータ）で、この駆動装置１１６を回転駆動させることにより、駆動輪及び従動輪の間でコンベアベルトを循環駆動させるようになっている。

また、上記の動力装置４は、本体フレーム３６の長手方向他方側（図１及び図２中右側）端部上に、支持部材１１７を介して搭載されている。この動力装置４の後方側でかつ幅方向一方側（図２中下側）の区画には、運転席１１８が設けられている。１１９はこの運転席１１８に設けた走行操作用の操作レバー、１２０はその他の操作や設定、モニタリング等を行うための操作盤である。操作盤１２０は、本例では地上から作業者が操作し易いよう機体の側部に設けられているが、運転席１１８に設けても構わない。

次に、上記構成の本実施の形態に係る木材破砕機の動作及び作用を順次説明する。
例えば油圧ショベルのグラップル等、適宜の作業具によりホッパ１０内に被破砕木材を投入すると、被破砕木材は、ホッパ１０の拡開部１７にガイドされて送りコンベア１１の搬送体４２上に載置され、ホッパ１０の側壁体１６によって案内されつつ循環駆動する搬送体４２によって木材破砕機前方側に向かってほぼ水平方向に搬送される。

送りコンベア１１上の被破砕木材は、押圧コンベア装置１３付近まで搬送されると、押圧コンベア装置１３の押えローラ５３の下部に入り込み押圧コンベア装置１３を押し上げる。これにより、送りコンベア１１上の被破砕木材は、押圧コンベア装置１３の自重の作用により送りコンベア１１との間に押圧把持された状態で、破砕室６０へと導入される。これにより、破砕時には、被破砕木材は、押えローラ５４と送りコンベア１１とに挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕室６０内に突出し、この突出部分が、回転する破砕ロータ６１の破砕ビット６５が衝突することで比較的大雑把に１次破砕される。１次破砕された被破砕木材の木材片は、破砕ロータ６１の外周側の破砕室６０内の空間を破砕ロータ６１の回転方向に周回し、第１アンビル６２に衝突して２次破砕される。これまでの１次・２次破砕により第１スクリーン６９（第２スクリーン７０）に設けた孔よりも粒度が小さくなった木材片は、第１アンビル６２の下流側に位置する第１スクリーン６９の孔を通過して排出される。第１スクリーン６９（第２スクリーン７０）に設けた孔よりも粒度が大きい木材片については、第１スクリーン６９では排出されずに破砕ロータ６１の回転によって下流側に流され、第１スクリーン６９の下流側に位置する第２アンビル６３に衝突し、その衝撃力によってさらに細かく３次破砕される。これにより、第１スクリーン６９（第２スクリーン７０）に設けた孔よりも粒度が小さくなった木材片は、第２アンビル６３の下流側に位置する第２スクリーン７０の孔を通過して排出される。

以上のようにして破砕された破砕途中の木材片のうち第１及び第２スクリーン６９，７０に多数設けた孔よりも大きな粒度のものは継続して破砕室６０内を周回し、破砕ビット６５や第１及び第２アンビル６２，６３に再度衝突することにより、さらに破砕されていく。このようにして、第１及び第２スクリーン６９，７０の孔を通過する粒度にまで粉砕されると、破砕木材（木材チップ）が第１又は第２スクリーン６９，７０の孔を通過して、破砕装置１２から排出される。

破砕装置１２から排出された破砕木材（木材チップ）は、シュート（図示せず）を介し循環駆動する排出コンベア３のコンベアベルト上に落下し、前方側（図１及び図２中右側）へと搬送され、リサイクル品として排出される。

以上のような構成及び動作を行う本実施の形態によれば、以下のような作用を得ることができる。すなわち、上述したように、木材片の中には第１アンビル６２に衝突した時点で（すなわち１次及び２次破砕が終了した時点で）第１及び第２スクリーン６９，７０の開口部を通過可能な粒度にまで細かく破砕されるものもある。しかしながら、例えば前述の従来構造においては、スクリーンが複数のアンビルの破砕ロータ回転方向下流側にしか設けられていない（すなわち本実施形態における第１スクリーン６９が設けられていない）ため、上記のように第１アンビル６２に衝突した時点で既にスクリーンを通過可能となっている木材片についても、第２スクリーン７０から排出されるまでの間に下流側の第２アンビル６３に衝突してさらに細かく破砕される可能性がある。この場合、第２アンビル６３によって不要な破砕が行われることになり、その分だけ破砕装置１２における破砕効率が低下する。

これに対し、本実施の形態によれば、第１アンビル６２と第２アンビル６３との間に第１スクリーン６９を設けるので、第１アンビル６２による２次破砕までの破砕によって第１及び第２スクリーン６９，７０を通過可能となった木材片を、第１アンビル６２の直後に位置する第１スクリーン６９から直ちに排出することが可能である。これにより、第１アンビル６２による２次破砕までの破砕により所望の粒度にまで破砕された木材片が下流側の第２アンビル６３によってさらに破砕されるのを抑制することができる。したがって、不要な破砕が行われるのを抑制し、木材破砕機による破砕効率を向上することができる。

また、本実施の形態によれば、第１スクリーン６９を設けることによって破砕ロータ６１の外周側におけるスクリーンの占める割合を増大することができ、破砕ロータ６１の周囲を延々と回転し続ける木材片の量を減少させることができる。その結果、破砕ロータ６１と木材片との摩擦が低減されて、破砕ロータ６１の動力の低減を図ることができる。さらに、破砕ロータ６１の外周側におけるスクリーンの占める割合を増大することにより、第１及び第２スクリーン６９，７０の目詰まりの抑制効果も期待できる。

なお、以上は、被破砕木材の押圧導入手段として、前述した押えコンベア装置１３を採用したが、これに限られず、例えば、駆動ローラ及び従動ローラの間に無端状の部材（ベルトやチェーン等）を巻き回したものを用いてもよい。また、その押圧時の動作も、回動動作でなく上下動する構成として構わない。この場合も同様の効果を得る。

また、破砕装置として破砕ロータ６１の外周部に刃物（破砕ビット６５）を取り付けたいわゆるインパクトクラッシャを備えた木材破砕機を例にとって説明したが、これに限られず、他の破砕装置、例えば、平行に配置された軸にカッタを備え、互いに逆回転させることにより被破砕物をせん断する破砕装置（いわゆるシュレッダを含む２軸せん断機等）や、ロール状の回転体（ロータ）に破砕用の刃物を取り付けたものを一対としてそれら一対を互いに逆方向へ回転させ、それら回転体の間に被破砕物を挟み込んで破砕を行う回転式の破砕装置（いわゆるロールクラッシャを含む６軸破砕機等）や、被破砕物をチップ状にするいわゆる木材チッパーを備えた木材破砕機にも適用可能である。これらの場合も、上記と同様の効果を得る。

さらに、本発明を自力走行可能な木材破砕機に適用した場合を例にとって説明したが、これに限られず、牽引して走行可能な移動式木材破砕機、若しくは例えばクレーン等により吊り上げて運搬可能な可搬式木材破砕機、さらにはプラント等において固定機械として配置される定置式木材破砕機に適用しても良いことは言うまでもなく、これらの場合も上記と同様の効果を得る。

本発明の木材破砕機の一実施の形態の全体構造を表す側面図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態の全体構造を表す平面図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられた破砕装置近傍の側面カバー内部の詳細構造を表す側面図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられたホッパの後端近傍の詳細構造を表す側面図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられたホッパの後端近傍の詳細構造を表す図４中のV−V矢視断面図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられたホッパの後端近傍の詳細構造を表すホッパの後方から見た正面図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられた送りコンベアの後端部の詳細構造を表す図６中のVII−VII矢視断面図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられたホッパの後壁体のロック機構の詳細図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられたホッパの後壁体が開放された状態を表す図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられた破砕装置付近の側面図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられた破砕装置付近の内部構造を詳細に表す断面図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられた第１アンビル及び第１スクリーン付近の構成を抽出しそれらの可動機構の詳細を表す図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられた第１アンビル及び第１スクリーン付近の構成を抽出しそれらの可動機構の詳細を表す図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられた第１アンビル及び第１スクリーン付近の構成を抽出しそれらの可動機構の詳細を表す図１２中のXIV-XIV矢視断面図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられた第１スクリーンのロック解除時の状態を表す図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられた第２スクリーン付近の構成を抽出しその可動機構の詳細を表す図である。 本発明の木材破砕機の一実施の形態に備えられた第２スクリーンのロック解除時の破砕装置周辺の状態を表す図である。

符号の説明

１ 走行体（走行手段）
３ 排出コンベア
６１ 破砕ロータ
６２ 第１アンビル（第１の固定刃）
６３ 第２アンビル（第２の固定刃）
６５ 破砕ビット
６９ 第１スクリーン（第２の篩部材）
７０ 第２スクリーン（第１の篩部材）
７１ アーム（支持部材）
９１ アーム（支持部材）

Claims (5)

1. 外周部に破砕ビットを配設した破砕ロータと、
   この破砕ロータの外周側に設けた支持部材に配設した第１の固定刃と、
   この第１の固定刃に対して前記破砕ロータの回転方向下流側に設けた支持部材に配設した第２の固定刃と、
   この第２の固定刃に対して前記破砕ロータの回転方向下流側に前記破砕ロータと間隙を持って配設した第１の篩部材と、
   前記第１の固定刃と前記第２の固定刃との間に前記破砕ロータと間隙を持って配設した第２の篩部材と
   を備えたことを特徴とする木材破砕機。
2. 前記破砕ロータと前記第２の固定刃との間隙を、前記破砕ロータと前記第１の固定刃との間隙より小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載の木材破砕機。
3. 前記第２の篩部材は前記破砕ロータの外周にほぼ沿った曲面形状を有し、その曲げ中心と前記破砕ロータの軸心とは偏心していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の木材破砕機。
4. 前記第２の篩部材を、前記破砕ロータの回転方向下流側ほど前記破砕ロータ外周との間隙が大きくなるように配設したことを特徴とする請求項３に記載の木材破砕機。
5. 破砕した破砕物を排出する排出コンベアと走行手段とを備え、自走可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の木材破砕機。

Images