JP2008284493A - 破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】シアピンの交換作業に要する時間を短縮することができる破砕機を提供する。
【解決手段】破砕機に、支持部材４４に固定的に設けられた第１ブラケット８０、固定刃４０が破砕室２５に臨むとき、支持部材４４の回動軸４６の軸方向において第１ブラケット８０と対向するように設けられた第２ブラケット８２、及び第２ブラケット８２が第１ブラケット８０と対向するとき、支持部材４４の回動軸４６の軸方向から第１ブラケット８０及び第２ブラケット８２に挿入され、固定刃４０が破砕室２５に臨む姿勢で支持部材４４を第２ブラケット８２に対して支持するシアピン４７を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は被破砕物を破砕処理する破砕機に関する。

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（間伐材、廃木材、建設廃材、岩石等）を破砕するものである。破砕機には破砕方式が異なるものが複数存在するが、その中でも、外周面上に破砕ビットが複数配された破砕ロータと、破砕ロータの径方向外側に設けられた固定刃（アンビル）と、固定刃を支持する支持部材を備えた回転式破砕機がある。

この種の破砕機では、被破砕物中に破砕不可能な異物（金属等）が混入していると、これらが破砕ビットと固定刃の間に挟まる等して固定刃に過負荷が掛かり、固定刃や破砕ロータ等を損傷させる恐れがある。そのため、支持部材を回動可能に設けてその姿勢をシアピン（剪断ピン）で保持し、過負荷が掛かるとシアピンを破断して破砕ロータ近傍から固定刃を待避させているものがある（特許文献１等参照）。

特開２００６−１９２３７７号公報

上記のような破砕機は、瞬間的な過負荷に素早く対応できる点で優れているが、シアピンが破断すると破砕作業を一時中断して新しいものに交換する作業が必要となる。この交換作業に際して、上記の破砕機におけるシアピンはボルト等の締結手段によって拘束されているので、その締結手段の締緩作業が必要となる。このように、上記の破砕機には、シアピンの交換作業に要する手間が低減するように改良を施す余地がある。

本発明はシアピンの交換作業に要する時間を短縮することができる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、本発明は、回転中心を略水平に設けた破砕ロータ、及びこの破砕ロータにより破砕された被破砕物を衝突させてさらに破砕する固定刃を有する破砕装置と、前記固定刃を支持し、前記破砕ロータの回転中心と略平行な回動軸を介して回動自在に設けられた支持部材とを備える破砕機において、前記支持部材に固定的に設けられた第１ブラケットと、前記固定刃が前記破砕装置の破砕室に臨むとき、前記支持部材の回動軸の軸方向において前記第１ブラケットと対向するように設けられた第２ブラケットと、この第２ブラケットが前記第１ブラケットと対向するとき、前記支持部材の回動軸の軸方向から前記第１ブラケット及び第２ブラケットに挿入され、前記固定刃が前記破砕室に臨む姿勢で前記支持部材を前記第２ブラケットに対して支持するシアピンとを備えるものとする。

（２）上記目的を達成するために、本発明は、本体フレームと、この本体フレームの上部に設けられた破砕機フレーム、回転中心を略水平にして前記破砕機フレーム内に配設された破砕ロータ、及びこの破砕ロータにより破砕された被破砕物を衝突させてさらに破砕する固定刃を有する破砕装置と、前記本体フレームの長手方向の一方側上部に設けられたホッパと、このホッパ内に収容された送りコンベヤと、この送りコンベヤの上方に設けられ前記送りコンベヤと協働して被破砕物を前記破砕装置に供給する押えローラと、前記破砕装置の下方から前記本体フレームの長手方向の他方側に向かって延在され、前記破砕装置から排出された破砕物を機外へ排出する排出コンベヤとを備える破砕機において、前記固定刃を支持し、前記破砕ロータの回転中心と略平行な回動軸を介して前記破砕フレームに回動自在に支持された支持部材と、この支持部材に固定的に設けられた第１ブラケットと、前記固定刃が前記破砕装置の破砕室に臨むとき、前記支持部材の回動軸の軸方向において前記第１ブラケットと対向するように、前記破砕機フレームに固定的に設けられた第２ブラケットと、前記第２ブラケットが前記第１ブラケットと対向するとき、前記支持部材の回動軸の軸方向から前記第１ブラケット及び第２ブラケットに挿入され、前記固定刃が前記破砕室に臨む姿勢で前記支持部材を前記第２ブラケットに対して支持するシアピンとを備えるものとする。

（３）上記目的を達成するために、本発明は、走行体と、この走行体の上部に設けられた本体フレームと、この本体フレームの上部に設けられた破砕機フレーム、回転中心を略水平にして前記破砕機フレーム内に配設された破砕ロータ、及びこの破砕ロータにより破砕された被破砕物を衝突させてさらに破砕する固定刃を有する破砕装置と、前記本体フレームの長手方向の一方側上部に設けられたホッパと、このホッパ内に収容された送りコンベヤと、この送りコンベヤの上方に設けられ前記送りコンベヤと協働して被破砕物を前記破砕装置に供給する押えローラと、前記本体フレームの長手方向の他方側上部に設けられたパワーユニットと、前記破砕装置の下方から前記パワーユニットの下方を通って前記本体フレームの長手方向の他方側に向かって上り傾斜に延在され、前記破砕装置から排出された破砕物を機外へ排出する排出コンベヤとを備える破砕機において、前記固定刃を支持し、前記破砕ロータの回転中心と略平行な回動軸を介して前記破砕フレームに回動自在に支持された支持部材と、この支持部材に固定的に設けられた第１ブラケットと、前記固定刃が前記破砕装置の破砕室に臨むとき、前記支持部材の回動軸の軸方向において前記第１ブラケットと対向するように、前記破砕機フレームに固定的に設けられた第２ブラケットと、前記第２ブラケットが前記第１ブラケットと対向するとき、前記支持部材の回動軸の軸方向から前記第１ブラケット及び第２ブラケットに挿入され、前記固定刃が前記破砕室に臨む姿勢で前記支持部材を前記第２ブラケットに対して支持するシアピンとを備えるものとする。

（４）上記（１）〜（３）のいずれかは、好ましくは、前記シアピンの軸方向の少なくとも片側に取り付けられ、前記シアピンの軸方向の移動を抑制する拘束手段を備えるものとする。

（５）上記（１）〜（４）のいずれかの前記シアピンは、好ましくは、その軸方向の一方側に鍔部を有するものとする。

（６）上記（１）〜（５）のいずれかにおいて、好ましくは、前記シアピンが破断して前記支持部材が回動するとき、前記第２ブラケット又は前記第２ブラケットが取り付けられた部材に前記支持部材が接触する前に前記支持部材と接触するように設けられたストッパーを備えるものとする。

本発明によれば、シアピンの交換作業に要する時間を短縮することができるので、破砕機の処理量を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態である自走式破砕機の全体構造を示す側面図、図２は図１に示した自走式破砕機の上面図、図３は図１に示した自走式破砕機に設けられた破砕装置１３（後述）近傍の構造を示す側面図である。なお、以下において、図１中の機体長手方向の左・右に対応する方向を破砕機の後・前とする。

上記の図に示す自走式破砕機は、自力走行を可能にする走行体１と、受け入れた被破砕物を破砕する破砕機能構成部２と、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３と、搭載した各機器の動力源であるエンジン等を備えたパワーユニット（動力装置）４等によって概略構成されている。

走行体１は、トラックフレーム５と、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で構成されている。トラックフレーム５の上部には本体フレーム１０が設けられており、この本体フレーム１０の上部に、上記の破砕機能構成部２、排出コンベヤ３、及び動力装置４等が設けられている。

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（受入部）１１と、被破砕物を搬送する送りコンベヤ１２（図２参照）と、送りコンベヤ１２によって導入された被破砕物を破砕する破砕装置１３（図３参照）と、破砕装置１３に導入される被破砕物を送りコンベヤ１２に押さえ込む押圧フィーダ装置１４（図３参照）を備えている。

ホッパ１１は、本体フレーム１０の長手方向の後方側上部に設けられており、ここを介して被破砕物が受け入れられる。

送りコンベヤ１２は、破砕ロータ１５（後述（図３参照））側に設けられたスプロケット状の駆動輪１６（図３参照）と、その機体後方側に設けられた従動輪（図示せず）と、駆動輪１６及び従動輪の間に掛け回され、機体幅方向（幅方向）に複数列（この例では４列、図２参照）設けられた搬送体（搬送ベルト、チェーンベルト）１７を備えている。上記の従動輪は、ホッパ１１の側壁体１８（図１参照）後部に設けた軸受１９（図１参照）によって支持されている。駆動輪１６は、破砕装置１３を幅方向の両側から覆う破砕機フレーム２０に設けられた軸受２１（後述の図４参照）によって支持されている。また、駆動輪１６の回転軸２２（図３参照）は、軸方向（幅方向）の一方側端部に設けられた駆動装置の出力軸とカップリング等を介して連結されている。このような構成により、送りコンベヤ１２は、ホッパ１１及び破砕機フレーム２０内に略水平に収納されており、駆動装置を回転駆動させることにより駆動輪１６及び従動輪の間で搬送体１７を循環駆動させて被破砕物を搬送する。

押圧フィーダ装置１４は、回動軸３０を中心に回動自在（上下方向に揺動自在に）に設けられた支持部材３１と、支持部材３１に対して回転自在に設けられた押えローラ３２と、支持部材３１の後方側上部にロッド側の端部が回動自在に取り付けられた油圧シリンダ３３を備えており、送りコンベヤ１２の搬送帯１７及び破砕ロータ１５に対向するように設けられている。

回動軸３０は破砕装置１３の上方において破砕機フレーム２０の間に架け渡されている。

支持部材３１は、回動軸３０を備えたアーム部３４と、このアーム部３４の後方の下方側に設けられたブラケット部３５を備えている。アーム部３４のうち破砕ロータ１５の上方に位置する部分は円弧状に形成されており、ここには破砕室２５（後述）の１部を構成する湾曲板３６が取付けられている。ブラケット部３５には押えローラ３２が取り付けられている。ブラケット部３５の押えローラ３２取付け部分は、押えローラ３２の径よりも小径の円弧状に形成されており、押えローラ３２の外周面がブラケット部３５から突出している。

押えローラ３２は、送りコンベヤ１２の上方に設けられており、その胴部内に駆動装置（図示せず）を内蔵している。この駆動装置によって押えローラ３２は送りコンベヤ１２上の被破砕物の搬送速度とほぼ同じ周速度で回転し、送りコンベヤ１２と協働して被破砕物を破砕装置１３に供給している。

油圧シリンダ３３のボトム側の端部は、破砕機フレーム２０に固定されたブラケット３７に回動自在に連結されている。押圧フィーダ装置１４は、この油圧シリンダ３３の伸縮によって回動軸３０を中心に回動され、送りコンベヤ１２（破砕装置１３）に対して上げ下げ（言い換えれば、破砕装置１３に対し離間又は近接）される。

破砕装置１３は、図３に示すように、高速回転して被破砕物を破砕する破砕ロータ１５と、破砕ロータ１５の径方向外側に設けられたアンビル（固定刃）４０を備えており、本体フレーム１０（図１参照）の長手方向のほぼ中央上部（送りコンベヤ１２の前方側）に搭載されている。

破砕ロータ１５は、外周面上に複数配された支持部材４１と、各支持部材４１に取り付けられた破砕ビット（破砕刃）４２を備え、その回転中心を略水平にして破砕機フレーム２０内に配設されている。破砕ロータ１５の外周側には、送りコンベヤ１２より被破砕物が導入される部分（押えローラ３２周辺部分）から破砕ロータ１５の正転方向に向かって、湾曲板３６、アンビル４０、スクリーン（篩い部材）５０）（後述）が設けられている。破砕室２５は、これら、湾曲板３６、アンビル４０、スクリーン５０等によって概ね画定される空間である。破砕室２５の送りコンベヤ１２及び押圧フィーダ装置１４側（図３中、左側）は被破砕物導入部として開放されている。

破砕ビット４２は、破砕ロータ１５が正転方向（図３中の矢印の方向（時計回り））に回転する際、その刃面が支持部材４１に先行するように配置されている。破砕ビット４２はボルト等の締結手段によって支持部材４１に固定することが好ましく、このようにすれば摩耗した場合にも容易に交換することができる。

アンビル４０は、被破砕物が衝突する衝突面４３を有し、支持部材４４によってその姿勢を支持されている。アンビル４０は、衝突面４３が破砕ロータ１５の正転方向と対向する姿勢を保持して破砕室２５に臨むように（図３の状態）、支持部材４４によって保持されている。アンビル４０は破砕ロータ１５によって破砕された被破砕物を衝突面４３で衝突させてさらに破砕している。

図４は図３中の矢印Ａからの矢視図、図５は図４中の第１ブラケット８０付近の部分拡大図、図６は図３において支持部材４４が待避した状態の側面図、図７は図６中の矢印Ｂからの矢視図である。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する。

支持部材４４は、破砕ロータ１５の回転中心と略平行な回動軸４６を介して破砕機フレーム２０に回動自在に取り付けられており、シアピン４７を介して姿勢保持部材４８と連結されている。支持部材４４は、アンビル４０が固定される取付部４５と、シアピン４７が取り付けられる第１ブラケット８０を有している。

第１ブラケット８０は、支持部材４４の機体幅方向の略中央部に固定的に設けられた部材であり、シアピン挿入部８１（図５参照）を有している。シアピン挿入部８１は貫通孔であり、その孔の軸は回動軸４６の軸方向（破砕ロータ１５の軸方向）に略平行に設けられている。シアピン挿入部８１にはシアピン４７が挿入されており、シアピン４７は回動軸４６の軸方向と平行に保持されている。

姿勢保持部材４８は、破砕機フレーム２０に架け渡されて破砕機フレーム２０に対して固定されており、第２ブラケット８２と、ストッパー４９を有している。ストッパー４９は、姿勢保持部材４８の機体幅方向の両端部に支持部材４４側に突出して設けられており、支持部材４４が破砕ロータ１５から待避したときに支持部材４４と衝突してその回動を制限する。

第２ブラケット８２は、固定刃４０が破砕室２５に臨むとき（図３及び図４の状態）、支持部材４４の回動軸４６の軸方向において第１ブラケット８０と対向するように、姿勢保持部材４８を介して破砕機フレーム２０に固定的に設けられている。本実施の形態における第２ブラケット８２は、第１ブラケット８０の側部と間隔を介して対向するように固定されている。

第２ブラケット８２はシアピン挿入部８３（図５参照）を有している。シアピン挿入部８３は、シアピン挿入部８１と同様に、回動軸４６の軸方向と略平行に設けられた貫通孔であり、固定刃４０が破砕室２５に臨むときのシアピン挿入部８１と同軸上で対向するように配置されている。このような構成により、シアピン挿入部８３は、固定刃４０が破砕室２５に臨むときに、回動軸４６の軸方向に沿ってシアピン挿入部８１と間隔を介して配列された孔を形成する。

なお、破砕作業時に固定刃４０にかかる反力（破砕反力）とシアピン４７にかかる剪断力の大小関係は、回動軸４６からシアピン挿入部８１，８３までの距離と、回動軸４６から固定刃４０までの距離により調整可能である。例えば、シアピン４７にかかる剪断力を破砕反力に近づけたい場合には、回動軸４６の軸心を中心としてアンビル４０の中心までの距離を半径とした仮想円の円周上付近にシアピン挿入部８１及びシアピン挿入部８３を配置すると良い。

このような構成により、姿勢保持部材４８は、支持部材４４の姿勢を保持してアンビル４０が破砕室２５に臨むように保持する一方で、アンビル４０にシアピン４７の強度の許容を超えた荷重がかかった場合等にはシアピン４７の破断によって支持部材４４の拘束を解く。これにより支持部材４４は回動軸４６を中心に回動して破砕ロータ１５から遠ざかる方へ退避する（図６及び図７参照）。

なお、本実施の形態の第２ブラケット８２は、第１ブラケット８０を幅方向から挟み込むように設けられているが、この構成のみに限定されるものではない。この他にも、例えば、本実施の形態と逆に第１ブラケット８０が第２ブラケット８２を両側から挟み込む場合や、シアピン挿入部８１及びシアピン挿入部８３がそれぞれ１つずつの場合等でも良い。

シアピン４７は、第２ブラケット８２が第１ブラケット８０と対向するとき、支持部材４４の回動軸４６の軸方向からシアピン挿入部８１及びシアピン挿入部８３に挿入され、固定刃４０が破砕室２５に臨む姿勢で支持部材４４を第２ブラケット８２に対して支持している。シアピン４７は、図５に示すように、切り欠き部８４と、鍔部８５を有している。

切り欠き部８４は、他の部分より径が細く形成された部分であり、シアピン４７に強度を超える荷重がかかった際の破断予定部分となる。この切り欠き部８４の径を変化させることによってシアピン４７が破断する荷重を設定することができる。本実施の形態における切り欠き部８４は、シアピン４７が挿入部８１，８３に挿入された姿勢において、第１ブラケット８０と第２ブラケット８２の間（挿入部８１と挿入部８３の間）に形成される間隙にそれぞれ１箇所ずつ（計２箇所）配置されている。なお、切り欠き部８４の位置は、シアピン挿入部８１，８３（第１ブラケット８０，第２ブラケット８２）の個数や配置等によって変化するが、第１ブラケット８０、第２ブラケット８２の間に間隙が形成されるように両者を設け、その間隙に配置することが好ましい。

鍔部８５は、シアピン４７の軸方向の片側に設けられており、シアピン４７を挿入部８１，８３に挿入する際に第２ブラケット８２の側面と当接するようになっている。鍔部８５が第２ブラケット８２と当接した状態では、切り欠き部８４が第１ブラケット８０と第２ブラケット８２の間に形成される間隙中に位置するようになっており、シアピン４７の位置決めを補助している。なお、本実施の形態における鍔部８５は、図７に示すように、シアピン４７の軸方向の片方側の端部に設けられている。

シアピン４７をシアピン挿入部８１，８３に挿入した後には、鍔部８５の反対側（他方側）に拘束ピン（拘束手段）８６を取り付けることが好ましい（図３等参照）。拘束ピン８６は、シアピン４７の軸方向の移動を抑制する部材であり、シアピン４７に何らかの外力がかかった場合でも、間隙に対する切り欠き部８４の移動や、シアピン４７自身の抜け落ちを抑制することができる。なお、シアピン拘束ピン８６の例としては、棒状の金属を二つ折りにした割ピン（図３及び図６中の拘束ピン８６参照）がある。この割ピンをシアピン４７に別途設けたピン孔（図示せず）に差し込めば、シアピン４７がシアピン挿入部８１，８３に対して固定される。このとき、図３及び図６に示すように、ピン孔に差し込んだ割ピンの先端を開けば、割ピンはピン孔から抜け落ちないように固定される。

スクリーン（篩い部材）５０は、破砕物の粒径を選別しながら破砕室２５外へ破砕物を排出する排出孔（図示せず）を有し、枠型のスクリーン保持部材（スクリーンホルダ）５１によって破砕ロータ１５の外周側に複数（本実施の形態では４つ）保持されている。

スクリーン保持部材５１は、その周方向（破砕ロータ１５の周方向）の送りコンベヤ１２側（図３左側）の端部に設けられた回動軸５２と、この反対側（図３右側）端部に取り付けられた支持部材５３と、支持部材５３と連結された油圧シリンダ５４を有している。

スクリーン保持部材５１は、破砕作業時には支持部材５３によって図３に示すような姿勢を保持するが、油圧シリンダ５４が縮短して支持部材５３による拘束が解放されると回動軸５２を中心に下方へ回動される。このようにスクリーン保持部材５１を回動させるとスクリーン５０の拘束が解かれ、破砕機フレーム２０に設けられた開口部５５（図１参照）を介してスクリーン５０を交換することができる。

排出コンベヤ３は、フレーム６０と、このフレーム６０の長手方向両端に設けた駆動輪６１（図１参照）及び従動輪（図示せず）と、駆動輪６１及び従動輪に巻き回されたコンベヤベルト（図示せず）と、コンベヤベルト上に設けたコンベヤカバー６３（図２参照）と、駆動輪６２を回転駆動させる駆動装置（排出コンベヤ用油圧モータ）６４（図２参照）等を有している。

排出コンベヤ３は、動力装置４から前方（排出側）へ突出して設けた支持部材６５と、フレーム６０の中央部付近から上部（動力装置４側）へ突出して設けた支持部材６６と、本体フレーム１０からフレーム６０の後端部に向けて設けた支持部材６７とによって吊り下げ支持されており、これら支持部材６５，６６，６７によって破砕装置１３の下方からパワーユニット４の下方を通って本体フレーム１０の前方側へ向かって上り傾斜に延在されている。排出コンベヤ３の傾斜角度は一定値（例えば１５度）以上に設定されている。これは、本実施の形態のような自走式破砕機を運搬車等の荷台に搭載する際に走行させる斜面（歩み板（みち板）等）と排出コンベヤ３が干渉しないようにするためである。

このように構成された排出コンベヤ３は、駆動装置６４を回転駆動させることにより駆動輪６１及び従動輪の間でコンベヤベルトを循環駆動させ、破砕装置１３からの破砕物を機外へ排出している。

パワーユニット４は、本体フレーム１０の長手方向の前方側上部に設けられた支持部材６８を介して搭載され、破砕装置１３の前方かつ排出コンベヤ３の上方に配置されている。動力装置４の後方側、かつ幅方向の一方側の区画には、運転席６９が設けられている。運転席６９の下方に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７０が設けられている。

ところで、破砕機を含めたリサイクル機械では、一般に、排出するリサイクル品（破砕物）の集積高さの確保や、トラック等の運搬手段への積み込み性等の点から、排出コンベヤ３の排出側端部の位置は可能な限り高いことが望ましい。しかし、本実施の形態の自走式破砕機のように破砕機自体の運搬に一般道を利用することを想定しているものでは、運搬車（トラック等）の大きさも含めて機体高さを制限値内に収める必要がある。一方、機体長については、上記の道路通行の制限に加えて、運搬車への積載性も考慮する必要があり、可能な限り短い方が好ましい。

このような実情から、本実施の形態の自走式破砕機は、パワーユニット４を本体フレーム１０から機体前方（排出コンベヤ３の排出端側）に突出して配置させて排出コンベヤ３とできるだけ近接させるとともに、支持部材６８によって上記の高さ制限の範囲内で上方に配置させて排出コンベヤ３の立ち上がり位置を処理装置（破砕装置１３）側に配置することにより、機体長の短縮化を図っている。

次に上記のように構成される本実施の形態の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重機（油圧ショベル等）等によってホッパ１１内に被破砕物を投入すると、被破砕物は、送りコンベヤ１２上に載置され、循環駆動する搬送体１７によって破砕機前方側に向かって搬送される。送りコンベヤ１２（搬送体１７）によって押圧フィーダ装置１４付近まで被破砕物が搬送されると、その上部に押えローラ３２が乗り上がり、押圧フィーダ装置１４が押し上げられる。押圧フィーダ装置１４の下方に入り込んだ被破砕物は押圧フィーダ装置１４の自重により送りコンベヤ１２側に押さえ付けられながら破砕室２５へ導入される。その際、被破砕物は押えローラ３２と送りコンベヤ１２とに挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕室２５内に向かって突出する。そして、この突出部分に向かって正転方向に高速回転する破砕ロータ１５上の破砕ビット４２が下方から衝突して被破砕物を突き上げ、被破砕物を１次破砕する。

１次破砕された被破砕物は、破砕室２５内を破砕ロータ１５の回転に従ってアンビル４０の所まで流通し、アンビル４０によってさらに細かく２次破砕される。２次破砕まで受けた被破砕物は、回転する破砕ロータ１５に伴ってアンビル４０と破砕ロータ１５との間に形成される間隙を通過し、スクリーン５０近傍まで辿り着く。

スクリーン５０までやってきた被破砕物のうち、排出孔の径より小さなものはそのままスクリーン５０を介して破砕室２５から排出されるが、排出孔の径より大きなものはそのまま継続して破砕室２５内を周回し破砕ビット４２、アンビル４０、破砕室２５の内壁面等と衝突して徐々に目標とする粒径まで破砕されていく。破砕室２５から排出された破砕物（破砕チップ）は、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、破砕機の前方側へと搬送され集積される。

このように行われる破砕作業において、被破砕物中に破砕装置１３による破砕が難しい異物（金属等）や粒径の大きなものが混入している場合には、これらが破砕ロータ１５とアンビル４０の間に挟まる等して、アンビル４０に負荷を掛ける場合がある。アンビル４０に掛かる負荷は第１ブラケット８０を介してシアピン４７に剪断力として作用し、シアピン４７の許容を超えた剪断力（過負荷）が掛かった場合には、シアピン４７が破断して支持部材４４が回動軸４６を中心に回動し、破砕ロータ１５から遠ざかる方へ待避される（図５及び図６参照）。なお、待避した支持部材４４は、ストッパー４９によって回動を制限されているので他の部材へ接触して損傷等を発生することはない。

このように過負荷によって支持部材４４が待避した場合には、作業者は、支持部材４４が待避して開口部となったスクリーン保持部材５１の上面に堆積した被破砕物の清掃作業と、噛み込んだ異物の除去作業等を必要に応じて行って、破断したシアピン４７を新品に取り替える作業を行う。破断されたシアピン４７は、鍔部８５及び拘束ピン８６による拘束が解かれているので、シアピン挿入部８１，８３から容易に取り除くことができる。また、新品のシアピン４７をシアピン挿入部８１，８３に挿入する際には、支持部材４４を元の位置に戻してシアピン挿入部８１，８３が形成する貫通孔の一方側からシアピン４７を挿入する。シアピン４７の鍔部８５と第２ブラケット８２が当接したら、鍔部８５の他方側に拘束ピン８６を取り付けてシアピン４７を適正な位置に固定して交換作業を終了する。このように、本実施の形態によれば、ボルト等の締緩作業を行うことなくシアピン４７の交換を行うことができる。

次に本実施の形態の破砕機の効果を説明する。

まず、本実施の形態の効果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。図８は本実施の形態の比較例の自走式破砕機に設けられた破砕装置１３近傍の構造を示す側面図である。

この図に示す破砕機は、上記の実施の形態と異なる支持部材９０、姿勢保持部材９１、シアピン９２を備えている。支持部材９０と姿勢保持部材９１はボルト９３によってシアピン９２を拘束している。シアピン９２は、その軸方向が支持部材９０の回動軸の法線方向に沿うように支持部材９０及び姿勢保持部材９１に保持されており、本比較例の場合は、機体長手方向に沿って配置されている。

この破砕機も、本実施の形態のものと同様に、過度な破砕反力がかかるとシアピン９２が破断して固定刃４０が破砕ロータ２５から待避するが、シアピン９２が破断した際の交換作業にはボルト９３の締緩作業が伴うため、作業時間の短縮化が臨まれていた。また、シアピン９２を機体長手方向に沿って配置しているため、姿勢保持部材９１はシアピン９２の破断予定部（切り欠き部）より機体前方に設けざるを得ず、姿勢保持部材９１が支持部材９０とは別に機体長手方向のスペースを占有していた。

また、本比較例の破砕機は、破砕装置１３に対して被破砕物を水平方向から供給する構成（横入れ式）を採用している。そのため、破砕装置に上方から被破砕物を投入する場合と比較して、被破砕物の受け入れ位置を低くすることができるので、ホッパ１１への投入性や長尺の被破砕物の対応の点で優位であるが、破砕装置の上方から被破砕物を投入する場合と異なり、送りコンベヤ１２と押えローラ３２で協働して被破砕物を破砕装置１３に送り込む必要がある。

このような横入れ式の破砕機では、被破砕物を送りコンベヤ１２と押えローラ３２で拘束して積極的に破砕装置１３に供給するので、被破砕物の性状（大きさ、形状、性質等）によっては破砕効率に対して被破砕物の供給量が多くなることもある。また、例えば、解体現場で廃木材等を被破砕物とする場合には、被破砕物にかすがい等の金属塊が混入していることもあり、これが破砕室に送り込まれてしまう場合もある。

そこで、横入れ式の破砕機では、破砕装置やその周囲の機器の保護を強化するために、過負荷時にシアピンを積極的に破断させる構成が採用される。しかし、仮にシアピンが破断してしまうと、シアピンの交換作業を終えなければ破砕作業に復帰できない。そのため、迅速に破砕作業に復帰して作業効率を向上させるためにも、シアピンの交換作業時間の短縮化が望まれていた。

これに対し、本実施の形態の破砕機は、支持部材４４に設けられた第１ブラケット８０と、固定刃４０が破砕室２５に臨むとき回動軸４６の軸方向において第１ブラケット８０と対向するように設けられた第２ブラケット８２を備えている。このように構成した本実施の形態の破砕機によれば、ボルト等の締緩作業をすることなく、回動軸４６の軸方向からシアピン４７をシアピン挿入部８１，８３に挿入して固定するだけで交換作業を終了することができる。これによりシアピンの交換作業に要する時間を短縮することができるので、破砕機の稼働率が上昇し、処理量を向上させることができる。

また、上記のようにシアピン４７に鍔部８５を設ければ、第２ブラケット部８２（又は第１ブラケット８０）に鍔部８５が当接するまでシアピン４７を挿入するだけで、シアピン挿入部８１とシアピン挿入部８３の間隙に切り欠き部８４が位置するように配置することができる。したがって交換作業に要する時間を更に短縮することができる。さらに、鍔部８５の反対側に拘束ピン８６を取り付ければ、更に容易にシアピン４７を固定することができる。

さらに、本実施の形態におけるシアピン４７は機体の幅方向（回動軸４６の軸方向）に配置されるので、第１ブラケット８０と第２ブラケット８２、ひいては第１ブラケット８０と姿勢保持部材４８の機体長手方向における占有スペースを共用できる分、機体長を短縮することができる。これは、機体長が制限される自走式破砕機において顕著な効果となる。特に、現在より高出力のエンジンを搭載して処理量の向上を図るためにはパワーユニット４の占有部分を拡大する必要があるが、上記のように排出コンベヤ３の傾斜角度や機体高さに制限があるので破砕装置１３側に拡大せざるを得ず、破砕装置１３側にスペースがないとエンジンの出力を増大できない場合がある。しかし、本実施の形態によれば、パワーユニット４と破砕装置１３の間にスペースを確保できるので、エンジン出力を増大することができ、破砕機の処理量を更に向上させることができる。

また、本実施の形態におけるシアピン４７はその軸方向が機体の幅方向に沿うように配置されるので、シアピンが機体の長手方向に軸方向が配置される上記の比較例よりも、シアピン４７に曲げや引っ張りの力が作用することが抑制される。これによりシアピン４７に純粋な剪断力が作用し易くなるので、シアピン４７の強度を設定することが容易になる。

次に本発明の第２の実施の形態である自走式破砕機について説明する。本実施の形態の自走式破砕機が上記の第１の実施の形態と大きく異なる点は、シアピン４７Ａを機体長手方向から挿入する点、及び第２ブラケット８２Ａから独立したストッパー４９Aを有する点にある。

図９は、本発明の第２の実施の形態の自走式破砕機に設けられた破砕装置１３近傍の構造を示す側面図であり、図１０は、図９において支持部材４４Ａが待避した状態の側面図である。

これらの図が示す自走式破砕機は、支持部材４４Ａと、姿勢保持部材４８Ａと、ストッパー４９Ａと、シアピン４７Ａを備えている点において、上記の第１の実施の形態と異なっている。

支持部材４４Ａは、シアピン４７Ａが挿入される第１ブラケット８０Ａと、支持部材４４Ａが回動したときにストッパー４９Ａと接触する当接部４４１Ａを備えている。

第１ブラケット８０Ａは、機体幅方向の略中央部に位置し、支持部材４４Ａに対して固定的に取り付けられている。この第１ブラケット８０Ａはシアピン４７Ａの挿入孔（図示せず）を有している。この第１ブラケット８０Ａのシアピン挿入孔は、その軸心の方向が回動軸４６の軸心と略直交するように設けられている。

当接部４４１Ａは、ストッパー４９Ａと面的に接触するように、回動軸４６の軸方向（機体幅方向）に沿って所定の幅を有している。なお、支持部材４４Ａの回動を安定して制限するために、当接部４４１Ａは支持部材４４Ａに対して複数箇所設けることが好ましい。なお、本実施の形態の当接部４４１Ａは、特に図示しないが、機体幅方向の両端の２箇所に設けられている。

ストッパー４９Ａは、支持部材４４Ａの上方に設けられており、当接部４４１Ａと接触する被当接部４９１Ａと、被当接部４９１Ａを保持する保持部４９２Ａを有している。

被当接部４９１Ａは、当接部４４１Ａの取付箇所に対応するように保持部４９２Ａに取り付けられている。この被当接部４９１Ａは、シアピンＡが破断して支持部材４４Ａが回動するとき、第２ブラケット８２Ａ（後述）又は第２ブラケット８２Ａが取り付けられた姿勢保持部材４８Ａに支持部材４４Ａが接触する前に支持部材４４Ａと接触するように設けられている。なお、被当接部４９１Ａは、支持部材４４Ａが衝突する際の衝撃を吸収できるように緩衝材（例えば、ゴム等の弾性体や樹脂）で形成することが好ましい。また、保持部４９２Ａは、回動軸４６の軸方向に沿って破砕機フレーム２０に架け渡された梁状の部材である。

姿勢保持部材４８Ａにはシアピン４７Ａが挿入される第２ブラケット８２Ａが取り付けられている。第２ブラケット８２Ａは、第１ブラケット８０Ａと対応するように機体幅方向の略中央部に位置し、姿勢保持部材４８Ａに固定的に取り付けられている。また、第２ブラケット８２Ａはシアピン４７Ａの挿入孔（図示せず）を有している。この第２ブラケット８２Ａのシアピン挿入孔は、固定刃４０が破砕室２５に臨むとき（図９の状態）、回動軸４６の軸方向と略水平に直交する方向（すなわち、機体長手方向）において第１ブラケット８０Ａのシアピン挿入孔と間隙を介して対向するように設けられている。

このような構成によって、第２ブラケット８２Ａと第１ブラケット８０Ａは、固定刃４０が破砕室２５に臨むとき、機体長手方向に間隙を介して連続する２つのシアピン挿入孔を形成する。また、第２ブラケット８２Ａは姿勢保持部材４８Ａに対してボルト締結されている。したがって、第２ブラケット８２Ａと第１ブラケット８０Ａのシアピン挿入孔の位置にズレが生じた場合には、第２ブラケット８２Ａと姿勢保持部材４８Ａの間にシムを挿入する等して位置合わせをすることができる。

シアピン４７Ａの軸方向の中央部分には、切り欠き部が１箇所設けられている。この切り欠き部は、第１の実施の形態の切り欠き部８４同様に、シアピン４７Ａの破断予定部分である。シアピン４７Ａは、第２ブラケット８２Ａが第１ブラケット８０Ａに対向するとき（すなわち、固定刃４０が破砕室２５に臨むとき）、回動軸４６の軸方向と略水平に直交する方向から第１ブラケット８０Ａと第２ブラケット８２Ａのシアピン挿入孔に挿入される。このように２つのシアピン挿入孔に挿入されたシアピン４７Ａは、第１ブラケット８０Ａと第２ブラケット８２Ａの間隙に切り欠き部が位置するように位置合わせされた後に、拘束ピン８６を両端部に取り付けることによって固定される。このように固定されたシアピン４７Ａは固定刃４０が破砕室２５に臨むように支持部材４４を支持する。

上記のように構成される破砕機において、アンビル４０に過負荷がかかって支持部材４４Ａが待避すると、支持部材４４Ａが姿勢保持部材４８Ａに衝突する前に当接部４４１Ａがストッパー４９Ａと接触し、支持部材４４Ａの回動が制限される（図１０の状態）。これにより支持部材４４Ａが待避しても、第２ブラケット８２Ａや第２ブラケット８２Ａが取り付けられた姿勢保持部材４８Ａに支持部材４４Ａが衝突することが避けられるので、第２ブラケット８２Ａに衝撃力が作用することを回避できる。したがって、上記の第１の実施の形態と比較して第２ブラケット８２Ａの位置にズレが生じることが抑制されるので、アンビル挿入孔の位置合わせを行う機会が低減され、破砕機の稼働率が向上する。また、第１の実施の形態のように姿勢保持部材４８にストッパー４９を取り付ける必要が無くなるので、姿勢保持部材４８Ａの周辺の構成を単純化することができる。特に、本実施の形態の支持部材４４Ａとストッパー４９Ａを第１の実施の形態の破砕機に適用すれば、本実施の形態の姿勢保持部材４８Ａのように第２ブラケット８２周辺の構成を単純化できるので、破砕機の機体長を更に短縮することができる。

また、本実施の形態によっても、上記の比較例のようなボルト等の締緩作業をすることなく、第１ブラケット８０Ａ及び第２ブラケット８２Ａにシアピン４７Ａを挿入して拘束ピン８６で固定するだけで交換作業を終了することができる。したがって、シアピンの交換に要する時間を短縮することができ、破砕機の稼働率を向上させることができる。

なお、上記の各実施の形態では、自力走行可能な木材破砕機に本発明を適用した場合を例に挙げて説明してきたが、これに限られず、牽引して走行可能な移動式木材破砕機、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、又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等に適用しても、上記のようにシアピン交換作業時間の短縮が実現できることは言うまでもない。

本発明の第１の実施の形態である自走式破砕機の全体構造を示す側面図。 本発明の第１の実施の形態である自走式破砕機の全体構造を示す上面図。 本発明の第１の実施の形態である自走式破砕機に設けられた破砕装置近傍の構造を示す側面図。 本発明の第１の実施の形態である自走式破砕機を図３中の矢印Ａからみた矢視図。 図４中の第１ブラケット付近の部分拡大図。 図３において支持部材が待避した状態における側面図。 図６中の矢印Ｂからみた矢視図。 本発明の第１の実施の形態の比較例である自走式破砕機に設けられた破砕装置近傍の構造を示す側面図。 本発明の第２の実施の形態である自走式破砕機に設けられた破砕装置近傍の構造を示す側面図。 図９において支持部材が待避した状態における側面図。

符号の説明

１ 走行体
３ 排出コンベヤ
４ パワーユニット
１０ 本体フレーム
１１ ホッパ
１２ 送りコンベヤ
１３ 破砕装置
１５ 破砕ロータ
２０ 破砕機フレーム
２５ 破砕室
３２ 押えローラ
４０ 固定刃（アンビル）
４４ 支持部材
４６ 回動軸
４７ シアピン
４９Ａ ストッパー
８０ 第１ブラケット
８２ 第２ブラケット

Claims (6)

1. 回転中心を略水平に設けた破砕ロータ、及びこの破砕ロータにより破砕された被破砕物を衝突させてさらに破砕する固定刃を有する破砕装置と、
   前記固定刃を支持し、前記破砕ロータの回転中心と略平行な回動軸を介して回動自在に設けられた支持部材とを備える破砕機において、
   前記支持部材に固定的に設けられた第１ブラケットと、
   前記固定刃が前記破砕装置の破砕室に臨むとき、前記支持部材の回動軸の軸方向において前記第１ブラケットと対向するように設けられた第２ブラケットと、
   この第２ブラケットが前記第１ブラケットと対向するとき、前記支持部材の回動軸の軸方向から前記第１ブラケット及び第２ブラケットに挿入され、前記固定刃が前記破砕室に臨む姿勢で前記支持部材を前記第２ブラケットに対して支持するシアピンとを備えることを特徴とする破砕機。
2. 本体フレームと、
   この本体フレームの上部に設けられた破砕機フレーム、回転中心を略水平にして前記破砕機フレーム内に配設された破砕ロータ、及びこの破砕ロータにより破砕された被破砕物を衝突させてさらに破砕する固定刃を有する破砕装置と、
   前記本体フレームの長手方向の一方側上部に設けられたホッパと、
   このホッパ内に収容された送りコンベヤと、
   この送りコンベヤの上方に設けられ前記送りコンベヤと協働して被破砕物を前記破砕装置に供給する押えローラと、
   前記破砕装置の下方から前記本体フレームの長手方向の他方側に向かって延在され、前記破砕装置から排出された破砕物を機外へ排出する排出コンベヤとを備える破砕機において、
   前記固定刃を支持し、前記破砕ロータの回転中心と略平行な回動軸を介して前記破砕フレームに回動自在に支持された支持部材と、
   この支持部材に固定的に設けられた第１ブラケットと、
   前記固定刃が前記破砕装置の破砕室に臨むとき、前記支持部材の回動軸の軸方向において前記第１ブラケットと対向するように、前記破砕機フレームに固定的に設けられた第２ブラケットと、
   前記第２ブラケットが前記第１ブラケットと対向するとき、前記支持部材の回動軸の軸方向から前記第１ブラケット及び第２ブラケットに挿入され、前記固定刃が前記破砕室に臨む姿勢で前記支持部材を前記第２ブラケットに対して支持するシアピンとを備えることを特徴とする破砕機。
3. 走行体と、
   この走行体の上部に設けられた本体フレームと、
   この本体フレームの上部に設けられた破砕機フレーム、回転中心を略水平にして前記破砕機フレーム内に配設された破砕ロータ、及びこの破砕ロータにより破砕された被破砕物を衝突させてさらに破砕する固定刃を有する破砕装置と、
   前記本体フレームの長手方向の一方側上部に設けられたホッパと、
   このホッパ内に収容された送りコンベヤと、
   この送りコンベヤの上方に設けられ前記送りコンベヤと協働して被破砕物を前記破砕装置に供給する押えローラと、
   前記本体フレームの長手方向の他方側上部に設けられたパワーユニットと、
   前記破砕装置の下方から前記パワーユニットの下方を通って前記本体フレームの長手方向の他方側に向かって上り傾斜に延在され、前記破砕装置から排出された破砕物を機外へ排出する排出コンベヤとを備える破砕機において、
   前記固定刃を支持し、前記破砕ロータの回転中心と略平行な回動軸を介して前記破砕フレームに回動自在に支持された支持部材と、
   この支持部材に固定的に設けられた第１ブラケットと、
   前記固定刃が前記破砕装置の破砕室に臨むとき、前記支持部材の回動軸の軸方向において前記第１ブラケットと対向するように、前記破砕機フレームに固定的に設けられた第２ブラケットと、
   前記第２ブラケットが前記第１ブラケットと対向するとき、前記支持部材の回動軸の軸方向から前記第１ブラケット及び第２ブラケットに挿入され、前記固定刃が前記破砕室に臨む姿勢で前記支持部材を前記第２ブラケットに対して支持するシアピンとを備えることを特徴とする破砕機。
4. 請求項１から３のいずれか記載の破砕機において、
   前記シアピンの軸方向の少なくとも片側に取り付けられ、前記シアピンの軸方向の移動を抑制する拘束手段を備えることを特徴とする破砕機。
5. 請求項１から４のいずれか記載の破砕機において、
   前記シアピンはその軸方向の一方側に鍔部を有することを特徴とする破砕機。
6. 請求項１から５のいずれか記載の破砕機において、
   前記シアピンが破断して前記支持部材が回動するとき、前記第２ブラケット又は前記第２ブラケットが取り付けられた部材に前記支持部材が接触する前に前記支持部材と接触するように設けられたストッパーを備えることを特徴とする破砕機。

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