JP2007313441A - 破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】粒度品質の良い破砕物を安定して効率よく生産することができる破砕機を提供する。
【解決手段】被破砕物を破砕する破砕ビット３５が配され回転する破砕ロータ３２と、この破砕ロータ３２径方向外側に破砕ロータ３２の回転方向と対向するように設けられたアンビル３３と、このアンビル３３の被破砕物流通方向下流側、かつ破砕ロータ３２径方向外側に設けられ、破砕物を排出する排出孔を有するスクリーン３９，４０とを備え、被破砕物がスクリーン３９，４０に至るまでに積極的に破砕されるように、破砕ロータ３２と対向面３７ｂがスクリーン３９，４０よりも破砕ロータ３１側に位置するようにアンビル３３を配置する。
【選択図】図４

Description

本発明は被破砕物を破砕処理することができる破砕機に関する。

破砕機は、廃棄物の再利用や減容化を主な目的として、種々の被破砕物を破砕するものである。その中でも、森林の造成・維持管理等で発生する剪定枝材や間伐材、森林で伐採した木材の枝払い等で発生する枝木材、木造建築物の解体等で発生する廃木材等を主に破砕する破砕機がある。

上記のような破砕機には、被破砕物を破砕する破砕ロータ及びアンビル（固定刃）と、所定の径から成る排出孔を複数有するスクリーン（篩い部材）を備えたものがある（特許文献１等参照）。この種の破砕機に受け入れられた被破砕物は、破砕ロータやアンビルによって破砕された後に、スクリーンの所までやってくる。ここで目標とする粒径（目標粒径）まで破砕されていない破砕物は、排出孔を介して排出されることなく、回転する破砕ロータに伴って破砕室内を周回してさらに破砕作用を受ける。破砕物は、このように破砕室内を周回する内にさらに破砕され、排出孔の径より小さくなった時にスクリーンを介して機外へ排出される。

特開２００２−３４６４１５号公報

しかし、上記のように破砕室内を周回させる破砕は、破砕ロータやアンビルによる破砕と比較して副次的なものに過ぎないため、破砕チップを目標粒径まで破砕するには少なからず時間を要する。そのため、スクリーンに至るまでに目標粒径付近まで破砕されていないものが多く存在する場合には、目標粒径まで破砕するのに時間がかかり、破砕効率が低下する場合がある。また、破砕室内を周回する内に、破砕チップの形状によっては、排出孔の径より大きいサイズのものが排出されてしまい、粒度品質が低下する場合もある。例えば、破砕途中の細長いチップなどは、長手方向が孔径より大きくても、短手方向さえ孔径より小さければ排出孔を通過することができてしまう。このように、スクリーンに至るまでに、破砕ロータやアンビルによってある程度の粒径になるまで破砕しておかないと、破砕効率が低下したり、破砕チップの粒度品質が低下したりする場合がある。

本発明の目的は粒度品質の良い破砕物を安定して効率よく生産することができる破砕機を提供することにある。

（１）本発明は、上記目的を達成するために、被破砕物を破砕する破砕ビットが配され回転する破砕ロータと、この破砕ロータ径方向外側に前記破砕ロータの回転方向と対向するように設けられた固定刃と、この固定刃の被破砕物流通方向下流側、かつ前記破砕ロータ径方向外側に設けられ、破砕物を排出する排出孔を有する篩い部材とを備え、前記固定刃は、被破砕物が前記篩い部材に至るまでに積極的に破砕されるように、前記破砕ロータと対向する面が前記篩い部材よりも前記破砕ロータ側に位置するように配置されているものとする。

（２）本発明は、上記目的を達成するために、被破砕物を破砕する破砕ビットが配され回転する破砕ロータと、この破砕ロータ径方向外側に前記破砕ロータの回転方向と対向するように設けられた固定刃と、この固定刃の被破砕物流通方向下流側、かつ前記破砕ロータ径方向外側に設けられ、破砕物を排出する排出孔を有する篩い部材と、受け入れた被破砕物を搬送する送りコンベヤと、この送りコンベヤの上部に設けられ、前記送りコンベヤ上の被破砕物を上部から押さえ込みながら前記破砕ロータに向かって導入する押えローラとを備え、前記固定刃は、被破砕物が前記篩い部材に至るまでに積極的に破砕されるように、前記破砕ロータと対向する面が前記篩い部材よりも前記破砕ロータ側に位置するように配置されているものとする。

（３）上記（１）又は（２）は、好ましくは、前記篩い部材から前記破砕ロータまでの距離は前記排出孔の径より小さく、前記固定刃の前記破砕ロータと対向する面から前記破砕ロータまでの距離は前記篩い部材から前記破砕ロータまでの距離より小さくなるように構成されているものとする。

（４）上記（３）は、好ましくは、前記固定刃は他の固定刃と交換可能に備えられているものとする。

（５）上記（４）は、好ましくは、前記固定刃は、前記排出孔の径に応じて、前記他の固定刃と交換することによって前記破砕ロータと対向する面から前記破砕ロータまでの距離が調整可能なように構成されているものとする。

（６）本発明は、上記目的を達成するために、被破砕物を破砕する破砕ビットが配され回転する破砕ロータと、この破砕ロータ径方向外側に前記破砕ロータの回転方向と対向するように設けられた固定刃と、この固定刃の被破砕物流通方向下流側、かつ前記破砕ロータ径方向外側に設けられ、破砕物を排出する排出孔を有する篩い部材と、この篩い部材の内径面から前記破砕ビットの回転軌道までの空間に形成される間隙とを備え、前記固定刃は、被破砕物が前記間隙に至るまでに積極的に破砕され、かつ被破砕物が前記固定刃と前記破砕ビットの回転軌道までの間隙を通過できる程度に破砕されないと前記間隙へ導かれないように、前記破砕ロータと対向する面が前記篩い部材よりも前記破砕ロータ側に位置するように配置されているものとする。

本発明によれば、スクリーンに至るまでに被破砕物を効果的に破砕することができるので、粒度品質の良い破砕物を安定して効率よく生産することができる。

以下、本発明の破砕機の一実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の破砕機の一実施の形態である自走式破砕機の全体構造を表す側面図、図２は図１に示した自走式破砕機の上面図、図３は後述する破砕装置１２近傍の側面フレーム１９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破砕機の後・前、又は一方・他方とする。

これら図１から図３において、１は自力走行を可能にする走行体、２はこの走行体１上に設けられ受け入れた被破砕物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ヤ、４は搭載した各機器の動力源であるエンジン等を備えた動力装置（パワーユニット）で、本実施の形態の自走式破砕機は、これら走行体１、破砕機能構成部２、排出コンベヤ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、３０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３０によって、上記破砕機能構成部２や排出コンベヤ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、投入される被破砕物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物の搬送手段としての送りコンベヤ１１（図２参照）と、この送りコンベヤ１１によって導入された被破砕物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物を送りコンベヤ１１に押し付ける押圧ローラ装置１３（図３参照）とを備えている。

送りコンベヤ１１は、破砕ロータ３２（後述する）側に設けられたスプロケット状の駆動輪１５と、その反対側（破砕機後方側）に設けた図示しない従動輪と、これら搬送方向両端部に設けた駆動輪１５及び従動輪の間に巻回され、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）１６とを備えている。

従動輪は、ホッパ１０の側壁体１７（図１参照）後部に設けた軸受１８（図１参照）によって支持され、駆動輪１５は、側壁体１７の前方側に設けた破砕装置１２の側面フレーム１９（図３参照）に設けた軸受（図示せず）によって支持されている。これにより、送りコンベヤ１１は、上記ホッパ１０内の下部、すなわちホッパ１０の側壁体１７の内側から破砕ロータ３２（後述する）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の側面フレーム１９内に収納配置されている。

送りコンベヤ１１の駆動輪１５の回転軸２０は、軸受よりも幅方向外側に設けた駆動装置（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。送りコンベヤ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１５及び従動輪の間で搬送体１６を循環駆動させるようになっている。

押圧ローラ装置１３は、破砕ロータ３２（後述する）の後方側に近接するように、かつ、送りコンベヤ１１の上部にその搬送面に対向するように設けられており、送りコンベヤ１１上の被破砕物を上部から押さえ込みながら破砕ロータ３２に向かって破砕物を導入する。この押圧ローラ装置１３は、破砕装置１２の上方において本体カバー１９に設けた軸受２１によってその回動軸２２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（アーム）２３と、この支持部材２３に対し回転自在に設けられた押えローラ２４とを備えている。

支持部材２３は、回動軸２２を備えたアーム部２５と、このアーム部２５の先端側に設けられ、押えローラ２４を支持しているブラケット部２６とを備えている。アーム部２５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３１の１部を構成する湾曲板２７が取付けられている。一方、ブラケット部２６の押えローラ２４取付け部分は、押えローラ２４の径よりも小径の円弧状に形成されており、押えローラ２４の外周面がブラケット部２６から突出した構成となっている。押えローラ２４の幅方向（図３中の紙面直交方向）の寸法は、送りコンベヤ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。

特に図示していないが、押えローラ２４は、その胴部内に駆動装置を内蔵している。押えローラは、この図示しない駆動装置によって、送りコンベヤ１１の搬送面上を搬送される被破砕物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ヤ１１上の被破砕物を送りコンベヤ１１と協動して破砕室３１に導入するようになっている。

油圧シリンダ（アーム駆動手段）２８は、そのボトム側先端部は破砕機側面フレーム１９側に固定したブラケット２９にピン５３を介して回動可能に連結され、そのロッド側先端部はアーム部２５の後方側（図３中左側）先端部に設けられたブラケット５４にピン８２を介して回動可能に連結されている。この油圧シリンダ２８により、押圧ローラ装置１３を回動軸２２を中心に回動させ、送りコンベヤ１１（破砕装置１２）に対して上げ下げ（言い換えれば、破砕装置１２に対し離間又は近接）させることが可能なようになっている。

破砕装置１２は、本体フレーム３０（図１参照）の長手方向ほぼ中央部上に搭載されており、図３に示すように、破砕室３１内で高速回転する破砕ロータ３２と、この破砕ロータ３２径方向外側に破砕ロータ３２の回転方向（以下、適宜、正転方向と称する。図３中時計回り方向）に対向するように設けられたアンビル（固定刃）３３とを備えている。上記のように送りコンベヤ１１及び押圧ローラ装置１３によって破砕ロータ３２に導入される被破砕物は、正転方向に回転する破砕ロータ３２に伴って破砕室３１内を周回しながら流通し、破砕装置１２等による破砕作用を受けて破砕される。

破砕ロータ３２は、例えば破砕装置１２の側面フレーム１９（又は本体フレーム３０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支持されており、その外周部には、複数の支持部材３４、及びこれら支持部材３４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）３５が配されている。破砕ビット３５は、破砕ロータ３２が正転方向に回転する際にその刃面が支持部材３４に先行するように配置されている。また、各破砕ビット３５は、ボルト３８等によって支持部材３４に固定され、破砕作業によって摩耗した場合にも容易に交換可能な構成となっている。

破砕ロータ３２の径方向外側には、被破砕物が破砕ロータ３２に向かって導入されるところ（押えローラ２４周辺部分）から被破砕物が流通する方向（即ち、破砕ビット３５の正転方向）の上流側から下流側に向かって順番に、湾曲板２７、アンビル３３、第１スクリーン３９、第２スクリーン４０が設けられている。破砕室３１は、これら、湾曲板２７、アンビル３３、第１スクリーン３９、及び第２スクリーン４０等によって概ね画定されており、その送りコンベヤ１１及び押圧ローラ装置１３側（図３中、左側）は被破砕物導入部として開放されている。

ここで、図４及び図５を用いて、アンビル３３、第１スクリーン３９及び第２スクリーン４０の周辺の構成について詳しく説明する。

図４はアンビル３３及び第１スクリーン３９の周辺の構成を抽出して示す側面図であり、図５は、アンビル３３、第１スクリーン３９、及び第２スクリーン４０の周辺の構成を抽出して示す側面図である。

図４及び図５において、アンビル３３は、他のアンビルと交換可能にボルト等で保護部材５１（後述する）に備えられており、破砕ロータ３２の回転方向と対向するように成形された破砕面３７ａと、破砕ロータ３２（破砕ロータ３２の回転中心）と対向するように成形された対向面３７ｂと、破砕面３７ａの反対側に位置する面であって凹部が成形されている係合面３７ｃとを有している。また、このアンビル３３は、過度な衝撃等が加わった場合には、破砕ロータ３２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（後に詳述する）。

本実施の形態の破砕面３７ａは、その傾斜角度が破砕ロータ３２径方向に倣うように（即ち、破砕面３７ａの延長上に破砕ロータ３２の回転中心が位置するように）形成されている。このような角度にすると、被破砕物に与えるせん断力を大きくすることができるので、アンビル３３によって被破砕物を効率良くせん断破砕することができる。なお、破砕面３７ａの傾斜角度は、この他にも、破砕面３７ａの法線が破砕ロータ３２側に向くように傾斜させても良い（即ち、破砕面３７ａを形成する辺であって破砕機幅方向と平行な２辺のうち破砕ロータ側の辺が、他方の辺より係合面３７ｃ側（図中、右方向）に位置するように破砕面３７ａを成形する）。このような角度にすると、破砕物がアンビル３３付近に堆積することを防止できる。

対向面３７ｂは、破砕ビット３５における破砕ロータ３２径方向外側端部の回転軌道（以下、回転軌道Ｚとする。）から破砕ロータ３２径方向外側に所定距離（Ｄｘとする。図４参照。）を介した位置に設けられている。以下において、このように回転軌道Ｚから対向面３７ｂまでの間に形成される間隙をアンビル間隙Ｘと称する。

係合面３７ｃは、前記凹部と係合するように設けられた凸部を有する保護部材５１と係合しており、例えばボルト等によって他のアンビルと交換可能に保護部材５１に取り付けられている。アンビル３３は、このように保護部材５１の凸部に前記凹部を係合させる構造（嵌め合い構造）によってアーム４１に取り付けられているので、破砕作業中の衝撃や荷重（特に、破砕ロータ３２径方向外向きの荷重）に対して優れた耐久力を発揮する。

図４及び図５において、第１スクリーン３９は、アンビル３３の破砕物流通方向下流側、かつ破砕ロータ３２径方向外側に設けられ、破砕ロータ３２の回転中心と同心円の湾曲形状から成っている。また、第１スクリーン３９は、破砕ロータ３２に対向する内径面上に、破砕物を破砕機外に排出する複数の排出孔（図示せず）を有している。この図示しない排出孔は、所定の径Ｒから成っており、この孔径Ｒより小さくなった破砕物を選別して破砕機外に排出することによって、破砕物の粒径を調節している。第１スクリーン３９の内径面は、図４に示すように、破砕ビット３５の回転軌道Ｚから破砕ロータ３２径方向外側に所定距離（Ｄｙとする。）を介したところに配置されるように当接部材５５（後述する）によって拘束されている。また、この第１スクリーン３９は、他のスクリーンと交換可能に取り付けられている。このスクリーンの交換機構を利用すれば、所望の排出孔径を有するスクリーンと適宜交換できるので、破砕物の粒径を調整することができる。なお、この交換機構については後に詳述する。

図５において、第２スクリーン４０は、上記第１スクリーン３９とほぼ同様の形状から構成されており、第１スクリーン３９の被破砕物流通方向下流側、かつ回転軌道Ｚから破砕ロータ３２径方向外側へ距離Ｄｙを介して交換可能に設けられている。第１スクリーン３９同様、この交換機構については後に詳述する。

第１及び第２スクリーン３９，４０は、上記のように、破砕ビット３５の回転軌道Ｚから破砕ロータ３２径方向外側に距離Ｄｙを介して設けられており、回転軌道Ｚからスクリーン３９，４０の内径面まで距離Ｄｙを有する間隙であるスクリーン間隙Ｙ（図４参照）を形成している。

ここで、アンビル間隙Ｘ及びスクリーン間隙Ｙについて説明する。

アンビル間隙Ｘは、まず第１に、アンビル３３によってせん断破砕される被破砕物のせん断後の粒径に寄与するものである。一般的に、アンビル間隙Ｘの寸法Ｄｘを小さくすると被破砕物を細かく破砕するようなせん断力が発生するので、この間隙寸法Ｄｘを小さく設定するほどアンビル３３は被破砕物を細かく破砕することができる。

また、アンビル間隙Ｘは、第２に、スクリーン間隙Ｙ側へ導入させる被破砕物の粒径にも寄与する。即ち、アンビル３３まで流通してきた被破砕物は、アンビル３３の対向面３７ｂと破砕ロータ３２の間を通り抜けられる位までに破砕されて初めてスクリーン間隙Ｙ側へ移動することができる。このようにアンビル間隙Ｘでアンビル３３を通過する被破砕物を選別すると、目標粒径を超える被破砕物がスクリーン３９，４０側に移動して誤って機外へ排出されることを抑制できる。これにより、排出される破砕物の粒度品質を向上させることができる。

また、本実施の形態では前記のようにアンビル３３は交換可能に取り付けられている。従って、本実施の形態の破砕機では、破砕機に取り付けたときの対向面３７ｂの位置が破砕ロータ３２径方向においてそれぞれ異なるアンビルを複数用意し、適宜これらと交換することにより、アンビル間隙Ｘの寸法Ｄｘを容易に調整することができる。このようにアンビル３３を交換することによって間隙寸法Ｄｘを調整すると、せん断破砕によって得られる被破砕物の粒径、及びスクリーン間隙Ｙに移動させる被破砕物の粒径を制御することができるので、ニーズに応じてこれらの設定を調整することができる。例えば、間隙寸法Ｄｘを、アンビル３３による破砕によって排出孔径Ｒに近い粒径の被破砕物が得られるように調整すれば、スクリーン間隙Ｙに導入される被破砕物の粒径を予め小さくしておくことができるので、破砕効率と粒度品質を向上させることができる。

スクリーン間隙Ｙは、アンビル間隙Ｘを通過した被破砕物の中でまだ目標とする粒径まで破砕されていないものを破砕ロータ３２の回転に伴わせながら破砕するための空間である。ここで被破砕物は、破砕室３１内を周回しながら、破砕ビット３５、アンビル３３、又は破砕室３１の内壁面等に衝突したり、被破砕物同士で衝突したりして目標とする粒径になるまで破砕される（以下において、このような破砕効果を「揉まれ効果」と称する）。この揉まれ効果は、破砕装置１２（破砕ビット３５，アンビル３３等）によるせん断破砕と比較すると弱いものであるが、破砕装置１２によってせん断破砕できない程度の大きさに破砕された被破砕物を更に小さく破砕する場合に効果的なものとなる。

次に、アンビル間隙Ｘ，スクリーン間隙Ｙ，スクリーン３９，４０上の排出孔の径Ｒの大小関係について説明する。本実施の形態における前記３者（X，Y，R）の大小関係は、スクリーン間隙Ｙは孔径Ｒより小さく、アンビル間隙Ｘはスクリーン間隙Ｙより小さくなるように構成されている。即ち、本実施の形態の破砕機における前記３者は、関係式「アンビル間隙Ｘ（Ｄｘ）＜スクリーン間隙Ｙ（Ｄｙ）＜孔径Ｒ」が成り立つように構成されている。

アンビル間隙Ｘの寸法Ｄｘは、上記したように、小さく設定すれば被破砕物を細かく破砕できるが、破砕効率及び粒度品質の向上を図って排出孔径Ｒに応じて調整することが好ましい。

一方、スクリーン間隙Ｙの寸法Ｄｙは、上記の関係式のように、少なくとも排出孔径Ｒより小さくなるように設定すると良い。このようにスクリーン間隙Ｙを設定すれば、スクリーン間隙Ｙの寸法Ｄｙより大きい粒径の被破砕物（即ち、孔径Ｒより大きい粒径のもの）が、スクリーン間隙Ｙに導入されることが抑制される。したがって、孔径Ｒより大きい被破砕物がスクリーン３９，４０を介して排出されることを抑制することができるので、破砕物の粒度品質を向上させることができる。

ここで、上記関係式を満たす上記３者の具体的な数値例を示す。例えば、孔径Ｒを２５［ｍｍ］とした場合には、スクリーン間隙Ｙを１５〜２５［ｍｍ］に設定するとともに、アンビル隙間Ｄｔを５［ｍｍ］程度に設定すると良い。このように各寸法を設定すると、アンビル３３による粒径制御の効果、スクリーン間隙Ｙにおける「揉まれ効果」をバランス良く得ることができ、粒度品質の良い破砕チップを効率よく得ることができる。また、破砕物の粒径のニーズ等からスクリーンの排出孔の径Ｒとして利用する可能性がある数値が概ね１０〜１５０［ｍｍ］であることを考慮すると、少なくとも、スクリーン間隙Ｙは１０〜４０［ｍｍ］、アンビル間隙Ｘは１〜２０［ｍｍ］の範囲に入るように破砕機は構成される。

次に、アンビル３３及び第１スクリーン３９の支持機構、及び第２スクリーンの支持機構について説明する。

図４において、アーム４１は幅方向（図４中の紙面に垂直な方向）に一対設けられている。これらアーム４１，４１は、回動軸４２、支持部材４３、スクリーン支持部材４４、ガイド部材４５、及び連結部材４６等よって連結されている。回動軸４２は、破砕ロータ３２の回転軸とほぼ平行に設けられており、破砕機側面フレーム１９の外壁面に設けた軸受４７によって支持されている。この軸受４７によって、アーム４１，４１は、回動軸４２を支点に回動可能に構成されている。

アーム４１，４１間の後方側には上記の支持部材４３が設けられている。この支持部材４３に対して、アンビル３３は、保護部材５１及び係止部材５２を介してボルト（図示せず）によって交換可能に設けられている。またアーム４１，４１間の下方側には枠型のスクリーン支持部材（スクリーンホルダ）４４が設けられている。このスクリーン支持部材４４上には第１スクリーン３９が交換可能に載置されている。

５５は第１スクリーン３９に当接する当接部材であり、５６はこの当節部材５５を進退させる油圧シリンダである。油圧シリンダ５６は、そのロッド側端部が当接部材５５にピン５７を介して回動可能に連結され、ボトム側端部が連結部材４６に設けたブラケット５８にピン５９を介して回動可能に連結されている。これら当接部材５５及び油圧シリンダ５６は幅方向（図４中の紙面に垂直な方向）に一対設けられている。当接部材５５は、油圧シリンダ５６によって、第１スクリーン３９に対して、ガイド部材４５によってガイドされる方向に沿って進退するように移動される。

このような構成により、破砕作業時には、図４に示すように油圧シリンダ５６を伸長させることによって、第１スクリーン３９とガイド部材４５との間に当接部材５５を楔状に押し込み、第１スクリーン３９を固定する。一方、スクリーン交換時には、油圧シリンダ５６を縮短させて当接部材５５を第１スクリーン３９から離間させる。その結果、第１スクリーン３９は破砕ロータ３２の軸線方向に引き抜き可能となり、第１スクリーン３９を容易に交換できる構成となっている。

また、アーム４１は、破砕機側面フレーム１９に固定された支持部材４８（図３参照）にシアピン４９（図３参照）を介して連結されており、破砕作業時（図３の状態のとき）には、アンビル３３が破砕ビット３５の回転軌道Ｚ近傍に配置されるような姿勢で固定、保持されている。このように構成することによって、アンビル３３にシアピン４９の許容を超えた衝撃荷重がかかった場合等には、シアピン４９が破断してアーム４１の拘束が解かれ、アーム４１が回動軸４２を支点に回動して破砕室３１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、５０は上記支持部材４８に対して固定されたストッパであり、このストッパ５０によりアンビル３３の退避方向へのアーム４１の回動範囲が制限され、アーム４１と他の構成部材との干渉を防止するようになっている。

ここで図３に戻る。図３において、破砕ロータ３２の下方には、第２スクリーン４０を破砕ロータ３２の外周側位置に保持する枠型のスクリーン支持部材（スクリーンホルダ）６３が設けられている。このスクリーン支持部材６３は、その周方向（破砕ロータ３２の周方向）一方側（図３では左側）端部に回動軸６４を有している。この回動軸６４を介して、スクリーン支持部材６３は、破砕機側面フレーム１９（又は本体フレーム３０上に別途設けた図示しない支持部材）に固定した軸受６５によって支持され、回動軸６４を中心に上下方向に回動する構成となっている。スクリーン支持部材６３の周方向他方側（図３では右側であり、回動軸６４の反対側）端部には、スクリーン支持部材６３を破砕ロータ３２に対して進退させるリンク機構６９が設けられている。

リンク機構６９は、本体カバー１９側に固定されたブラケット６７にボトム側端部をピン６８を介して回動可能に連結された油圧シリンダ６６と、油圧シリンダ６６のロッド側端部に設けられ、油圧シリンダ６６の伸縮に従って移動するスライドリンク７０と、一方側端部（図３中、上側端部）をスクリーン支持部材６３の周方向他方側端部（図３中右側端部）に回動可能に連結され、他方側端部（図３中、下側端部）をピン７１を介してスライドリンク７０と回動自在に連結された保持リンク７２と、スライドリンク７０の移動方向をガイドすると共に、スライドリンク７０が保持リンク７２から受ける垂直荷重を支持するガイド部材７３とを備えている。

図３に示した状態は破砕作業時のものであり、リンク機構６９は油圧シリンダ６６を伸長させることによってスクリーン支持部材６３の姿勢を保持している。一方、第２スクリーン４０を交換する際には、油圧シリンダ６６を縮短させる。油圧シリンダ６６を縮短させると、保持リンク７２の他方側端部（図３中、下側端部）がシリンダ６６の短縮方向（図３中、右方向）へ平行移動され、スクリーン支持部材６３が回動軸６４を中心に下方へ回動される。このようにスクリーン支持部材６３を回動させると、第２スクリーン４０の拘束が開放されるので、第１スクリーン３９同様に破砕ロータ３２の軸線方向に引き抜きすることが可能になり、容易に第２スクリーン４０を交換することができる。

ここで、図１及び図２に戻る。排出コンベヤ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７５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７６を介して本体フレーム３０から吊り下げ支持されている。これにより、排出コンベヤ３は、破砕装置１２の下方から動力装置４の下方を通され、自走式破砕機前方側外方へ上り傾斜で配置されている。７７はこの排出コンベヤ３のフレーム、７８はこのフレーム７７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ヤベルト（図示せず）上に設けたコンベヤカバーである。７９は駆動輪を回転駆動させる駆動装置（排出コンベヤ用油圧モータ）で、この駆動装置７９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ヤベルトを循環駆動させるようになっている。

また、動力装置４は、本体フレーム３０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８０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８１が設けられている。３６は運転席８１に設けた走行操作用の操作レバー、８３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。

次に、上記のように構成される本実施の形態に係る破砕機の動作を説明する。

グラップル等の適宜の作業具を備えた油圧ショベル等の重機によってホッパ１０内に被破砕物を投入すると、被破砕物は、ホッパ１０の拡開部にガイドされて送りコンベヤ１１の搬送体１６上に載置され、循環駆動する搬送体１６によって破砕機前方側に向かってほぼ水平方向に搬送される。送りコンベヤ１１上の被破砕物は、押圧ローラ装置１３付近まで搬送されると、押圧ローラ装置１３の押えローラ２４の下部に入り込み、押圧ローラ装置１３を押し上げる。押圧ローラ装置１３を押し上げた被破砕物は、押圧ローラ装置１３の自重により送りコンベヤ１１側に押さえ付けられ、破砕室３１へ導入される。

ここで、被破砕物は搬送方向の長さの違いによって破砕室３１内でそれぞれ異なった破砕作用を受ける。以下において、被破砕物を長さの違いで分類し、それらについて順次説明する。

まず、押えローラ２４によって押さえ付けられている点（押圧点）から送りコンベヤ１１の破砕室３１側の端部までの距離（２点間距離）より長い被破砕物（以下、長尺被破砕物と称する）について説明する。このような被破砕物は、押えローラ２４と送りコンベヤ１１とに把持されながら片持ち梁状に破砕室３１内に突出されるので、正転方向に回転する破砕ビット３５が下方から衝突することによりせん断破砕される（１次破砕）。破砕ビット３５によって破砕された被破砕物は、破砕ロータ３２の外周側の空間を破砕ロータ３２の回転方向に従って、アンビル３３の周辺に導かれる。アンビル３３では、被破砕物がスクリーン間隙Ｙに至る入口を狭めるように、アンビル間隙Ｘがスクリーン間隙Ｙより小さくなるように構成されているので、ここを通過できない粒径の被破砕物が滞留する。ここで滞留した被破砕物は回転する破砕ビット３５とアンビル３３によってせん断作用を受けて破砕される（２次破砕）。このように２次破砕を受けた被破砕物は、アンビル３３と破砕ロータ３２との間隙を通過できる程度にまで細かく破砕されると、スクリーン間隙Ｙの方へ導入される。スクリーン間隙Ｙに導入された被破砕物は、揉まれ効果による破砕作用を受けながら目標粒径になるまで破砕され（３次破砕）、スクリーン３９，４０の排出孔を介して破砕室３１外へ排出される。

次に、搬送方向の長さが前記２点間距離より短い被破砕物（以下、短尺被破砕物と称する）について説明する。このような被破砕物は、押えローラ２４と送りコンベヤ１１とによって把持しながら破砕室３１内に導入することができないので、破砕室３１内へ投入されるような恰好で導入される。そのため、このような被破砕物が１次破砕で与えられるせん断力は長尺被破砕物と比較すると弱くなってしまい、長尺被破砕物の場合と比べると比較的粗破砕のままアンビル３３の方へ導かれる。粗破砕された被破砕物は、上記の長尺被破砕物同様、一度アンビル３３の周辺で滞留する。滞留した被破砕物はアンビル３３によって２次破砕を受けて小さく破砕されていく。そして、アンビル３３と破砕ロータ３２との間隙を通過できる程度にまで細かく破砕された被破砕物は、上記の場合と同様に、３次破砕されてスクリーン３９，４０を介して破砕室３１外へ排出される。

このように、本実施の形態の破砕機は、投入される被破砕物の形状（長尺，短尺）に関わらず、スクリーン間隙Ｙに至る前の２次破砕で被破砕物の粒径が概ね均一になるような破砕をすることができる。従って、揉まれ効果による破砕に要する時間を短縮できるので破砕効率が向上するとともに、スクリーン間隙Ｙに至るまでに粒径を均一にするような作用が働くので粒度品質も向上する。

以上のように破砕された被破砕物は、３次破砕までの破砕作用を受けて破砕室３１から排出され、循環駆動する排出コンベヤ３のコンベヤベルト上にシュート（図示せず）を介して落下する。コンベヤベルト上に落下した破砕物は、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。

次に本実施の形態の破砕機の効果について説明する。

まず、本発明の理解を容易にするために、本実施の形態の比較例について説明する。ここでは、本実施形態におけるアンビル３３の対向面３７ｂが、スクリーンの内径面と同じである場合（即ち、本実施の形態における各間隙Ｘ，Ｙの寸法において関係式「Ｄｘ＝Ｄｙ」が成り立つ場合）を比較例として挙げる。

このようにアンビルを構成した比較例においても、破砕室内に導入された被破砕物は１次破砕を受けた後に、アンビルにおいて２次破砕を受ける。しかし、アンビル隙間Ｘはスクリーン間隙Ｙと同じであるので、アンビルによって被破砕物を積極的に細かくせん断破砕することができず、比較的大きいサイズ（例えば、スクリーン間隙Ｙと同程度の大きさ）の被破砕物がスクリーン側へ導かれてしまう。このように粗破砕された被破砕物がスクリーン側に導かれると、揉まれ効果による破砕は破砕ロータやアンビルによる破砕と比較して副次的なものに過ぎないため、破砕チップを目標粒径にまで破砕するのに少なからず時間を要し、破砕効率が低下することがある。また、破砕装置では充分に破砕されなかった被破砕物が粒径が大きいままスクリーン間隙Ｙに導入されるので、破砕チップの形状によっては、破砕室内を周回する内に、排出孔の径より大きいサイズのものが排出されてしまい、粒度品質が低下する場合もある。例えば、破砕途中の細長いチップなどは、長手方向が孔径より大きくても、短手方向さえ孔径より小さければ排出孔を通過することができてしまう。以上のように、この比較例では、アンビルによって被破砕物を細かく破砕できないばかりか、スクリーン間隙Ｙに比較的粒径の大きい被破砕物が流通し易い構成となっているので、破砕効率や粒度品質が低下する場合がある。

このような比較例に対して、本実施の形態は、被破砕物がスクリーン３９，４０に至るまでに積極的に破砕されるように、破砕ロータ３２と対向する対向面３７ｂがスクリーン３９，４０の内径面よりも破砕ロータ３２側に位置するようにアンビル３３を配置している。このように構成することで、本実施の形態はアンビル３３を利用した２次破砕によって被破砕物をスクリーン間隙Ｙに至るまでに積極的に細かく破砕している。そのため、揉まれ効果による破砕を行う時間を短縮することができ、破砕物を効率良く生産することができる。また、アンビル３３によるせん断破砕によって概ね均一に被破砕物を破砕することが可能になるので、粒度品質の良い破砕物を安定して生産することができる。

また、本実施の形態の破砕機のように、破砕室内に導入される被破砕物の下方から破砕ビットを衝突させて破砕する方法（いわゆるアッパーカットによる破砕）を採用している破砕機において前記のような短尺被破砕物を破砕する場合には、押えローラと送りコンベヤによる把持しながらの破砕ができないので、１次破砕では被破砕物は粗破砕されるに留まる場合が多い。従って、アッパーカットで短尺被破砕物を破砕する場合には、粗破砕された被破砕物がスクリーン３９，４０に導入されることが多い。しかし、本実施の形態では、上記のように１次破砕で粗破砕しかできない場合でも、上記構成によりアンビル３３による２次破砕で確実に破砕することができる。従って、本実施の形態は、上記のようなアッパーカットを採用した破砕機において特に著しい効果を奏する。

更に、本実施の形態は、アンビル３３の対向面３７ｂがスクリーン３９，４０の内径面よりも破砕ロータ３２側に位置するようにアンビル３３を配置することにより、アンビル間隙Ｘをスクリーン間隙Ｙより小さくしている。このように構成すると、被破砕物はアンビル３３によってアンビル間隙Ｘを通過できる程度に破砕されないとスクリーン間隙Ｙの方へ導かれないので、目標粒径より大きい被破砕物が誤って排出孔から排出されることが抑制され、粒度品質の良い破砕物を安定して生産することができる。

また更に、本実施の形態の破砕機は、スクリーン３９，４０の排出孔の径Ｒに応じてアンビル３３を他のアンビルと交換することによって、アンビル間隙寸法Ｄｘを調整可能なように構成されている。間隙寸法Ｄｘを排出孔の径Ｒに応じて調整すると、スクリーンを交換した場合でも、交換した孔径に適したものに間隙寸法Ｄｘを調整することができる。これにより、適宜、排出孔径に適した寸法にアンビル間隙Ｄｘを調整することができるので、排出孔径を変更しても粒度品質の良い破砕物を安定して効率良く生産することができる。また、粒度品質に代わって破砕処理量を重視する際には、アンビル間隙Ｄｘを粒度品質重視の設定より広げるように調整すれば被破砕物は粗破砕されるので処理量を増加することが可能である。

なお、以上の説明に用いた自走式破砕機では、破砕対象物として、森林の造成・維持管理等で発生する剪定枝材や間伐材、森林で伐採した木材の枝払い等で発生する枝木材、木造建築物の解体等で発生する廃木材等の木材の他に、廃プラスチック材、廃タタミ、竹材等も破砕することができる。

また、上記においては、被破砕物の破砕室への押圧導入手段として、押圧コンベヤ装置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。この場合も上記と同様の効果を得る。

更に、上記においては、本発明を自力走行可能な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。

本発明の破砕機の一実施の形態である自走式破砕機の全体構造を表す側面図である。 本発明の破砕機の一実施の形態である自走式破砕機の上面図である。 本発明の破砕機の一実施の形態である自走式破砕機における破砕装置近傍の側面フレーム内部の詳細構造を表す側面図である。 本発明の破砕機の一実施の形態である自走式破砕機におけるアンビル及び第１スクリーンの周辺の構成を抽出して示す側面図である。 本発明の破砕機の一実施の形態である自走式破砕機におけるアンビル、第１スクリーン、及び第２スクリーンの周辺の構成を抽出して示す側面図である。

符号の説明

Ｄｘ アンビル間隙寸法
Ｄｙ スクリーン間隙寸法
Ｘ アンビル間隙
Ｙ スクリーン間隙
Ｚ 回転軌道
１１ 送りコンベヤ
２４ 押えローラ
３２ 破砕ロータ
３３ アンビル
３５ 破砕ビット
３７ａ 破砕面
３７ｂ 対向面
３９ 第１スクリーン
４０ 第２スクリーン

Claims (6)

1. 被破砕物を破砕する破砕ビットが配され回転する破砕ロータと、
   この破砕ロータ径方向外側に前記破砕ロータの回転方向と対向するように設けられた固定刃と、
   この固定刃の被破砕物流通方向下流側、かつ前記破砕ロータ径方向外側に設けられ、破砕物を排出する排出孔を有する篩い部材とを備え、
   前記固定刃は、被破砕物が前記篩い部材に至るまでに積極的に破砕されるように、前記破砕ロータと対向する面が前記篩い部材よりも前記破砕ロータ側に位置するように配置されていることを特徴とする破砕機。
2. 被破砕物を破砕する破砕ビットが配され回転する破砕ロータと、
   この破砕ロータ径方向外側に前記破砕ロータの回転方向と対向するように設けられた固定刃と、
   この固定刃の被破砕物流通方向下流側、かつ前記破砕ロータ径方向外側に設けられ、破砕物を排出する排出孔を有する篩い部材と、
   受け入れた被破砕物を搬送する送りコンベヤと、
   この送りコンベヤの上部に設けられ、前記送りコンベヤ上の被破砕物を上部から押さえ込みながら前記破砕ロータに向かって導入する押えローラとを備え、
   前記固定刃は、被破砕物が前記篩い部材に至るまでに積極的に破砕されるように、前記破砕ロータと対向する面が前記篩い部材よりも前記破砕ロータ側に位置するように配置されていることを特徴とする破砕機。
3. 請求項１又は請求項２記載の破砕機において、
   前記篩い部材から前記破砕ロータまでの距離は前記排出孔の径より小さく、前記固定刃の前記破砕ロータと対向する面から前記破砕ロータまでの距離は前記篩い部材から前記破砕ロータまでの距離より小さくなるように構成されていることを特徴とする破砕機。
4. 請求項３記載の破砕機において、
   前記固定刃は他の固定刃と交換可能に備えられていることを特徴とする破砕機。
5. 請求項４記載の破砕機において、
   前記固定刃は、前記排出孔の径に応じて前記他の固定刃と交換することによって、前記破砕ロータと対向する面から前記破砕ロータまでの距離が調整可能なように構成されていることを特徴とする破砕機。
6. 被破砕物を破砕する破砕ビットが配され回転する破砕ロータと、
   この破砕ロータ径方向外側に前記破砕ロータの回転方向と対向するように設けられた固定刃と、
   この固定刃の被破砕物流通方向下流側、かつ前記破砕ロータ径方向外側に設けられ、破砕物を排出する排出孔を有する篩い部材と、
   この篩い部材の内径面から前記破砕ビットの回転軌道までの空間に形成される間隙とを備え、
   前記固定刃は、被破砕物が前記間隙に至るまでに積極的に破砕され、かつ被破砕物が前記固定刃と前記破砕ビットの回転軌道までの間隙を通過できる程度に破砕されないと前記間隙へ導かれないように、前記破砕ロータと対向する面が前記篩い部材よりも前記破砕ロータ側に位置するように配置されていることを特徴とする破砕機。

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