JP2009268987A - 破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】被破砕物の破砕力を十分に確保することができ、異物混入による運転停止から迅速に復旧することが出来る破砕機を提供する。
【解決手段】破砕機の側面フレーム１９に回転自在に支持された破砕ロータ３２と、側面フレーム１９に回転可能に設けたハウジング４１と、このハウジングに支持されて破砕ロータ３２周りの破砕室３１に臨む固定刃３３と、ハウジング４１に対し破砕ロータ３２と反対側に配置され、側面フレーム１９に支持されたシャフト４５と、シャフト４５の周胴部に設けられ、ハウジング４１を押さえて固定刃３３が破砕室３１に臨む姿勢に保持する突起部４６と、シャフト４５の回転動作に対して設定の初動負荷を与え、突起部４６を介してシャフト４５にかかる回転力が初動負荷を超えた場合にシャフト４５を回転させ固定刃３３の破砕室３１からの回動退避を許容する保護装置１４とを備える。
【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。

廃棄物の再資源化や減容化を主な目的として廃木材等の廃棄物（被破砕物）を破砕処理する破砕機の一例として、外周部に破砕ビット（回転刃）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アンビル（固定刃）を有する破砕装置を備えたものが知られている。

この種の破砕機には、破砕作業中の破砕装置の損傷を抑制するために、例えば、アンビルを設けたハウジングをシャーピンにより保持する機構が広く採用されてきた。この構成の場合、被破砕物に異物（金属塊など）が破砕ロータのビットとハウジングの固定刃の間に噛み込んだ場合等のように、破砕作業中、固定刃に過大な衝撃力が加わったときに、シャーピンが折損してハウジングとともにアンビルが破砕室から退避する。

しかしながら、シャーピンによりハウジングを保持する構成の破砕機においては、シャーピンが折損する度にシャーピンを新しいものへと交換する必要があり、作業復帰までに多くの手間が必要であった。

それに対し、アンビルを設けたハウジングとこれを支持するフレームとの間にトルクリミッタを設け、破砕作業中、固定刃に過大な衝撃力（過負荷）が加わったときにハウジングを退避（リミッタ中心に回動）させることにより、破砕機（固定刃など）が損傷するのを抑制する構成が提唱されている（特許文献１等参照）。

特開２００３−３４０３０６号公報

しかし、このような構成の破砕機においては、ハウジングの回動中心にトルクリミッタを設けているため、トルクリミッタがハウジングの支点と作用点を兼ね、回転中心から離れた固定刃（力点）に加わる衝撃力によりトルクリミッタには非常に大きなトルクが作用する。したがって、異物混入が無い場合の破砕動作（通常破砕時）においても十分な保持力の確保が難しく、ハウジングが退避して破砕機が運転停止してしまい作業効率が低下する恐れがある。トルクリミッタを大型化することでハウジングの保持力を増加させることはできるが、狭隘な破砕機内のスペースに大型のトルクリミッタを設置することは難しい。ハウジングの保持力が適当に得られなければ被破砕物の破砕力を十分に確保することはできない。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、被破砕物の破砕力を十分に確保することができ、異物混入による運転停止から迅速に作業復帰することが出来る破砕機を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、破砕機フレームと、前記破砕機フレームに回転自在に支持された破砕ロータと、前記破砕機フレームに回転可能に設けたハウジングと、前記ハウジングに支持されて前記破砕ロータ周りの破砕室に臨む固定刃と、前記ハウジングに対し前記破砕ロータと反対側に配置され、前記破砕機フレームに支持されたシャフトと、前記シャフトの周胴部に設けられ、前記ハウジングを押さえて前記固定刃が前記破砕室に臨む姿勢に保持する突起部と、前記シャフトの回転動作に対して設定の初動負荷を与え、前記突起部を介して前記シャフトにかかる回転力が前記初動負荷を超えた場合に前記シャフトを回転させ前記固定刃の前記破砕室からの回動退避を許容する回動退避許容手段とを備えるものとする。

このように、シャフトにかかる回転力が設定の初動負荷を超えた場合、固定刃が破砕室から回動退避するよう構成したので、万一、被破砕物に混入した金属塊などの異物が破砕ロータのビットとハウジングの固定刃の間に噛み込んで固定刃に過大な衝撃力（過負荷）が加わったときに固定刃が回動退避し、過大な衝撃力によって破砕ロータの軸受や構造物破損することを防止することができる。また、シャフトを回転させることにより固定刃の破砕室からの回動退避を許容するので、シャーピン折損時のように新しい部品の交換を必要とせず、迅速に作業復帰することができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記回動退避許容手段は、前記シャフトの端部に固定され、フランジ部に複数の凹部を有する筒状のハブと、前記破砕機フレームに固定され、前記ハブを嵌挿するとともに前記ハブの複数の凹部にそれぞれ対向する位置に複数の貫通孔を有する取り付けリングと、前記取り付けリングの貫通孔内にそれぞれ挿入した前記リングの厚みよりも直径の大きな複数の剛球と、前記複数の剛球を前記ハブのフランジ部側に付勢し、前記剛球を前記凹部に押し付けて前記ハブを保持することで前記シャフトの回転動作に初動負荷を与える付勢手段とを備えるものとする。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記付勢手段による前記剛球への付勢力を調整し前記初動負荷を調整する負荷調整手段をさらに備えるものとする。

これにより、被破砕物の硬さなどにより固定刃が回動退避する負荷を調整し、破砕作業中に固定刃が回動退避する頻度を調整することができるので、破砕ロータの軸受や構造物の破損を抑制しつつ、被破砕物の破砕力を十分に確保することができ、被効率よく破砕作業を行うことができる。

本発明によれば、被破砕物の破砕力を十分に確保することができ、異物混入による運転停止から迅速に復旧することが出来る。

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の実施の形態に係る自走式破砕機の全体構造を表す側面図、図２はその平面図、図３及び図４は、図１に示した自走式破砕機に備えられた破砕装置１２の近傍の詳細構造を示す透視側面図である。なお、以下において、図１中の左・右に対応する方向を自走式破砕機の後・前、又は一方・他方とする。

図１及び図２において、本実施の形態の自走式破砕機は、自力走行を可能にする走行体１、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２、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、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）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、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、トラックフレーム５上には本体フレーム３０が設けられており、この本体フレーム３０によって、破砕機能構成部２、排出コンベヤ３及び動力装置４等が支持されている。

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及び図４参照）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及び図４参照）とを備えている。

送りコンベヤ１１は、後述する破砕ロータ３２側（破砕機前方側）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（例えば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８４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）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で駆動輪１５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）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上を搬送される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の上方において側面フレーム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（図３中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、一端に回動軸２２を備えたアーム部２５と、このアーム部２５の先端側（他端）に設けられ、押えローラ２４を支持するブラケット部２６とを備えている。アーム部２５の下部側の端面（破砕ロータ３２の上部に対向する端面）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の一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２４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駆動され、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２８は、そのボトム側先端部を側面フレーム１９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をアーム部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の伸縮動作により、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に位置し、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の径方向外側に設けられたアンビル（固定刃）３３と、このアンビル３３や破砕ロータ３２などを保護する保護装置１４とを備えている。破砕ロータ３２の周囲には、送りコンベヤ１１及び押えローラ２４によって被破砕物が供給される部分（破砕装置１２の後方部分）から破砕ロータ３２の正転方向（図３中の時計回り方向、破砕物流通方向）に、湾曲板２７、アンビル３３、湾曲板３９、スクリーン（篩部材）４０が破砕ロータ３２を包囲するように設けられており、これら湾曲板２７、アンビル３３、湾曲板３９、スクリーン４０等によって破砕ロータ３２周りに破砕片が周回する円筒状の空間である上記破砕室３１が画定されている。

破砕ロータ３２は、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と、各支持部材３４の正転方向前面側にボルト３８で取り付けられた破砕ビット（衝突板、或いは破砕刃等）３５とを備えている。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おり、この刃面により被破砕物を打撃する。

アンビル３３は、破砕室３１に導入された被破砕物が衝突する衝突面３３ａを有しており、破砕ロータ３２の回転に伴って破砕室３１内を周回する破砕片（被破砕物）に衝突面３３ａが対向するように、ハウジング４１における上記湾曲板３９の取り付け部よりも破砕ロータ３２の正転方向上流側に支持部材５１を介して取り付けられている。支持部材５１は突起部を有しており、この突起部によりアンビル３３に係合され、図示しないボルト等でハウジング４１に取り付けられている。

ハウジング４１は、破砕室３１側にアンビル３３を保持し、前出の押圧ローラ装置１３の回動軸２２の上方にて側面フレーム１９に設けられた軸受４７に支持された回動軸４２を支点に前後方向に回動可能に支持され、その回動軸４２から見て前側（図中右側）に延ばした前端部に前方に突出する架かり部４６を備えている。ハウジング４１は、その回動軸４２（支点）からアンビル３３（力点）までの距離と架かり部４６（作用点）までの長さ（距離）とがほぼ等しくなるように形成されており、アンビル３３（力点）にかかる負荷とほぼ同じ負荷が架かり部４６（作用点）に作用する。通常時（破砕作業時）はハウジング４１の架かり部４６が側面フレーム１９の内壁面に設けられた保護装置１４（詳細は後述）の突起部４４に支持され、アンビル３３が破砕室３１内において被破砕物と対向する閉位置（図３に示す位置）に保持されている。破砕作業中にアンビル３３に過大な負荷がかかった場合、保護装置１４にも同程度の負荷がかかり、この保護装置１４が開方向（図３中時計回り方向）に回動してハウジング４１の拘束が解かれ、ハウジング４１が回動軸４２を中心に、アンビル３３が破砕室３１から退避する開位置（図４に示す位置）まで回動する構成である。

スクリーン４０は、湾曲板３９の破砕物流通方向下流側、かつ破砕ロータ３２の径方向外側に設けられ、破砕ロータ３２と同心の円にほぼ沿って湾曲している。また、スクリーン４０は、破砕ロータ３２に対向する内径面から反対面に貫通し、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の孔径Ｒより小さくなった破砕物が破砕機外に排出される。

破砕ロータ３２の下方には、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、後端部が回動軸６４を介して側面フレーム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の前端部には、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、側面フレーム１９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の伸縮に伴って前後に移動するスライダ７０と、スクリーン支持部材６３の前端部とスライダ７０に両端が回動自在に連結されたリンク７２とを備えており、シリンダ６６が縮むとスクリーン支持部材６３が図３の状態から下降するようになっている。

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。油圧シリンダ６６を縮短させると、リンク７２の他方側端部（図３中、下側端部）がシリンダ６６の縮退方向（図３中、右方向）へ平行移動し、スクリーン支持部材６３が回動軸６４を中心に下方へ回動する。このようにスクリーン支持部材６３を下降させると、側面フレーム１９の下部に形成した切り欠き部（図示せず）からスクリーン支持部材６３に載置されたスクリーン４０を側方に引き抜くことができ、容易にスクリーン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３６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、動力装置４の下方から自走式破砕機前方側外方へ上り傾斜となるように配置されている。排出コンベヤ３は、フレーム７７と、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７８とを備えている。また、排出コンベヤ３の駆動輪（図示せず）は、軸受よりも幅方向外側に設けた駆動装置（排出コンベヤ用油圧モータ）７９の出力軸にカップリング等を介して連結されており、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が設けられており、この運転席８１前方（図２中右側）には走行操作用の操作レバー８５が設けられている。また、自走式破砕機における運転席８１の下方側面には、走行操作以外の操作や設定、モニタリング等を行うための操作盤８３が設けられている。

ここで、前述した保護装置１４の詳細を図５及び図６を用いて説明する。

図５は、図３に示した保護装置１４及びハウジング４１を周辺構成とともに抜き出して示す平面図である。図５中、上・下の方向が図１〜図４に示した自走式破砕機の後・前の方向に対応している。

保護装置１４は、機体幅方向一方側（図中左側）一端を図中左側の側面フレーム１９の内壁面に設けたベアリング４５ａと、反対側（図中右側）の側面フレーム１９に設けたトルクリミッタ４３と、これらベアリング４５ａ及びトルクリミッタ４３に両端が支持されたシャフト４５と、シャフト４５の周胴部に設けた突起部４４とを備えている。

シャフト４５は、ハウジング４１の回動軸４２と同じく（機体の）左右方向に延び、回動軸４２の前方においてハウジング４１の架かり部４６の回動半径の外側に配置されている。

突起部４４は、図中左右の側面フレーム１９，１９のほぼ中央、すなわち、ハウジング４１の架かり部４６に対応する位置にシャフト４５の径方向に突出して設けられており、シャフト４５の回転に伴ってハウジング４１の架かり部４６の回転半径内に出入りする。ハウジング４１が平位置にあるとき、この突起部４４がハウジング４１の架かり部４６を押さえ、アンビル３３が破砕室３１に臨む姿勢で保持される。

トルクリミッタ４３は、シャフト４５の回転動作に対して初動負荷を与えることにより、破砕ロータ３２の破砕ビット３５とアンビル３３の間に過負荷が加わった場合に、そのアンビル３３の回動退避を許容する回動退避許容手段である。つまり、突起部４４がハウジング４１の架かり部４６を拘束する力の大きさがトルクリミッタ４３により与えられるシャフト４５の初動負荷に依存して設定される。このトルクリミッタ４３はカバー４９により覆われており、被破砕物を破砕した場合に発生する粉塵等がトルクリミッタ４３内に進入するのを防止している。

次に、図６を用いてトルクリミッタ４３の詳細を説明する。図６は、図５に示したトルクリミッタ４３の中心線を含む平面における断面図である。

図６において、トルクリミッタ４３は、フランジ部９１に複数の凹部９３を有する筒状のハブ９０と、ハブ９０を嵌挿するとともにハブ９０の複数の凹部９３にそれぞれ対向する位置に複数の貫通孔９７を有する取り付けリング９２と、取り付けリング９２の貫通孔９７内にそれぞれ挿入され、この取り付けリング９２の厚みよりも直径の大きな複数の剛球９４と、ハブ９０を緩挿する鋼球押さえ部材８６と、ハブ９０を緩挿するワッシャー８７と、ハブ９０を緩挿し、剛球押さえ部材８６とワッシャー８７を介して剛球９４をハブ９０のフランジ部９１側（機体幅方向外側）に付勢する付勢手段としてのバネ９５と、ハブ９０を緩挿するバネ押さえ部材８８と、内周にめねじ部を設けられ、ハブ９０の外周に設けられたおねじ部に螺着されたブラケット８９と、外周におねじ部を設けられ、ブラケット８９の孔部９６ａの内周に設けられためねじ部に螺着された頭無しのボルト９８と、内周にめねじ部を設けられ、ボルト９８の外周に設けられたおねじ部に螺着された締め付けナット９６とを備えている。ハブ９０は、シャフト４５の一端に、取り付けリング９２は側面フレーム１９にそれぞれボルト等により連結されている。

取り付けリング９２の貫通孔９７は、ハブ９０のフランジ部９１に設けた凹部９３と対向する位置に設けてあり、この貫通孔９７内に設けた鋼球９４が凹部９３にはまり込み、バネ９５のばね力をワッシャー８７及び剛球押さえ部材８６を介して剛球９４に加えることにより、取り付けリング９２に対するハブ９０の回転方向の運動を制限している（取り付けリング９２に対してハブ９０が回転方向に保持されている）。そして、予め設定した負荷（初動負荷）を超える負荷（トルク）が突起部４４及びシャフト４５を介してハブ９０に加わると鋼球９４がバネ９５のバネ力に抗して凹部９３から出て、取り付けリング９２に対してハブ９０が回転し、その結果、シャフト４５の突起部４４がハウジング４１の架かり部４６を解放するようになっている。

ボルト９８は、バネ９５による剛球９４への付勢力を調整する負荷調整手段である。ボルト９８の図中上方の一端（頭部）には六角穴が設けられており、ボルト９８を六角レンチ等によりブラケット８９に対して回転することにより、ハブ９０のフランジ部９１側（図中下方向）又は逆側（図中上方向）に移動する。ボルト９８が図中下方向に移動すると、剛球９４に対するバネ９５の付勢力が大きくなり、従ってハブ９０（シャフト４５）の回転動作に対して与える初動負荷が大きくなる。逆に、ボルト９８が図中上方向に移動すると、剛球９４に対するバネ９５の付勢力が小さくなり、従ってハブ９０の回転動作に対して与える初動負荷が小さくなる。

締め付けナット９６は、ブラケット８９に対するボルト９８の回動を制限するものであり、ボルト９８に対して締め付けナット９６を締め付けることにより、ボルト９８を固定する。

前述のように、ハブ９０のフランジ部９１に設けられた凹部９３と取り付けリング９２に設けられた複数の貫通孔９７は、それぞれ対向する位置に設けられている。一方で、複数の凹部９３及び貫通孔９７は、貫通孔９７の剛球９４と凹部９３が全て嵌め合う位置が周方向に関して一箇所（保持位置）のみとなるように、周方向に不等間隔に配置されている。したがって、取り付けリング９２に対してハブ９０を保持位置に回転する場合の周方向の位置出しが容易である。

ここで、図３及び図４に戻る。ハウジング４１は、破砕作業時（図３の状態のとき）には、その架かり部４６を側面フレーム１９に備えられた保護装置１４の突起部４４により閉位置、すなわち、アンビル３３が破砕ビット３５の回転軌道の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に保護装置１４に予め設定した基準を超えた衝撃荷重がかかった場合等には、保護装置１４の突起部４４が開方向に回動してハウジング４１（架かり部４６）の拘束が解かれ、ハウジング４１（アンビル３３）が回動軸４２を回動して破砕室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。また、側面フレーム１９には、支持部材４８を介してストッパ５０が備えられており、このストッパ５０によりアンビル３３の退避方向へのハウジング４１の回動範囲が制限され、ハウジング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。

以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。

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１０内に被破砕物を投入すると、被破砕物が送りコンベヤ１１の搬送ベルト１６上に載置され、循環駆動する搬送ベルト１６によって破砕装置１２に向かって搬送される。被破砕物が押圧ローラ装置１３付近まで搬送されると、押えローラ２４が被破砕物上に乗り上げ、押えローラ２４の自重により被破砕物が送りコンベヤ１１の搬送面に押し付けられる格好となる。このようにして押えローラ２４は、送りコンベヤ１１との間に被破砕物を挟持した状態で、送りコンベヤ１１と協働して破砕室３１へ被破砕物を導入する。その際、被破砕物は押えローラ２４と送りコンベヤ１１とに挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕室３１内に向かって突出する。

破砕室３１内に突出した被破砕物には高速回転する破砕ロータ３２の破砕ビット３５が下方から衝突し、これにより被破砕物が粗破砕される（１次破砕）。このように粗破砕されて破砕室３１内に跳ね上げられた被破片はアンビル３３に衝突し、その衝撃力によりさらに細かく破砕される。破砕片はその後も破砕ロータ３２の回転に伴って破砕室３１内を周回し破砕ビット３５、アンビル３３、破砕室３１の内壁面等と衝突して破砕される（２次破砕）。そして、周回する破砕片のうちスクリーン４０の排出孔を通過する大きさに細粒化されたものが順次スクリーン４０を通過して破砕室３１から排出される。破砕室３１から排出された破砕物は、排出コンベヤ３上に落下して排出コンベヤ３によって搬送され機外に排出される。

上記のように破砕作業を行うとき、前述の２次破砕が行われる際に、万一、破砕ビット３５とアンビル３３の間に石や金属などの異物が噛み込んだ場合には、破砕ビット３５からアンビル３３に過大な負荷が加わり、その負荷がハウジング４１の架かり部４６を介して保護装置１４の突起部４４及びシャフト４５に伝わる。

保護装置１４のトルクリミッタ４３は前述のように、シャフト４５に接続されたハブ９０に過大な回転負荷（初動負荷以上の負荷）が加わると剛球９４が凹部９３から外れて保持を開放する構造になっているので、図４に示したように、ハウジング４１とアンビル３３は側面フレーム１９に対して回動軸４２を中心に回動退避する。

ハウジング４１が回動した際のハウジング４１の跳ね上がり衝撃力はストッパ５０により吸収される。また、ハウジング４１は自重で元の位置（閉位置）に戻る。但し、図示しない位置センサなどにより、ハウジング４１の退避を検出すると、自走式破砕機は被破砕物の破砕動作、すなわち、被破砕物の搬入（コンベヤ１１の動作）、破砕ロータ３２の回転等を停止する。

以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。

本実施の形態においては、ハウジング４１のアンビル３３と反対側に架かり部４６を設け、この架かり部４６の動作を突起部４４及びシャフト４５を介してトルクリミッタ４３により許容するよう構成したので、万一、破砕ビット３５とアンビル３３の間に石や金属などの異物が噛み込んだ場合にも、トルクリミッタ４３が作動（回転）することによりアンビル３３を支持するハウジング４１が回動し、アンビル３３は破砕室３１から退避する。これにより過大な負荷が破砕ビット３５を介して破砕ロータ３２の軸受やアンビル３３を含む構造物に加わることを防止することができ、その結果、破砕ロータの軸受や構造物が破損することを防止することができる。

また、ハウジング４１の回動中心にトルクリミッタ４３を設けた構成と比較して固定刃に加わる衝撃力によりトルクリミッタ４３に加わるトルクが小さいので、ハウジング４１の保持力を増加させるためにトルクリミッタ４３を大型化する必要がなく、狭隘な破砕機内のスペースにおいても十分な保持力を確保することができる。

さらに、トルクリミッタ４３は、鋼球９４が凹部９３から外れ、取り付けリング９２に対してハブ９０が回転し保持を解放するよう構成したので、アンビル３３を保持するハウジング４１を閉位置に戻し、トルクリミッタ４３を所定の位置に戻すだけで剛球９４が凹部９３にはまり込み、アンビル３３を所定の位置に固定することができる。よって、シャーピンの折損時のように新しい部品の交換を必要とせず、容易かつ迅速に作業復帰することができる。その結果、破砕作業効率の低下を防止することができる。

また、トルクリミッタ４３を作動（回転）させるのに要する初動負荷を調整する付勢力調整手段を設けたので、被破砕物の硬さ（強度）によって初動負荷を調整することによって破砕作業時にハウジング４１が回動退避する頻度を調整することができる。例えば、異物混入の可能性が少く破砕しやすい性状の被破砕物の場合には、破砕装置が過負荷状態に陥り難いので、初動負荷を大きく設定し、被破砕物をより確実に破砕できるようにする。その一方で、例えば混合廃棄物などのように異物混入の可能性が高い被破砕物の場合には、破砕装置が過負荷状態に陥り易いので、初動負荷を小さく設定し、固定刃３３が退避し易いようにすることで破砕装置の損傷を抑制する。このように、破砕ロータ３２の軸受や構造物の破損の抑制と被破砕物の破砕力の確保の両方を考慮した初動負荷を設定することができ、効率よく破砕作業を行うことができる。

さらに、ハウジング４１の回動軸４２からアンビル３３までの距離と架かり部４６までの長さとがほぼ等しくなるように形成したので、架かり部４６にかかる負荷とアンビル３３にかかる負荷とがほぼ同じとなり、したがって、アンビル３３にかかる負荷を考慮してトルクリミッタ４３の初動負荷を設定することが容易である。また、ハウジング４１及び保護装置１４の設置スペースが制限される場合は、ハウジング４１の回動軸４２からアンビル３３までの長さに対して回動軸４２から架かり部４６までの長さ（距離）を短縮しても良い。この場合、アンビル３３（力点）にかかる負荷よりも大きな負荷が架かり部４６（作用点）に作用するが、バネ９５のバネ力の調整やトルクリミッタ４３の増設などによりハウジング４１の架かり部４６を保持する保持力を大きくすることで対応可能である。逆に、ハウジング４１及び保護装置１４の設置スペースに余裕がある場合は、ハウジング４１の回動軸４２からアンビル３３までの長さ（力点側の長さ）に対して回動軸４２から架かり部４６までの長さ（作用点側の長さ）を長くしても良い。この場合、アンビル３３（力点）にかかる負荷よりも小さな負荷が架かり部４６（作用点）に作用するので、トルクリミッタ４３がハウジング４１の架かり部４６を保持する保持力に余裕をもたせることができ、したがって、トルクリミッタ４３の小型化等の効果が期待できる。

なお、本実施の形態においては、シャフト４５の一端のみにトルクリミッタ４３を設けた場合を例にとり説明したが、これに限られず、例えば図７に示すようにシャフト４５の両端にトルクリミッタ４３を設けても良い。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態においては、取り付けリング９２の貫通孔９７内に挿入された剛球９４をハブ９０のフランジ部９１側に付勢して、初動負荷を与えるように構成したがこれに限られず、例えば、剛球９４を用いず、静止摩擦力で初動負荷を与える構成も考えられる。この場合、例えばバネ９５により取り付けリング９２をハブ９０のフランジ部９１側に付勢し、取り付けリング９２とフランジ部９１の間の静止摩擦力を初動負荷として用いる構成が一例に挙げられる。この場合においてもナット９６が負荷調整手段である。その他、平面間の摩擦力に限らず、内筒と外筒の周面間の静止摩擦力による回転摺動抵抗を利用することも考えられる。

さらに、本実施の形態においては、剛球９５をハブ９０のフランジ部９１に付勢する付勢手段としてバネ９６を用いる場合を例に取り説明したが、これに換えて、金属板バネやエアシリンダ等を付勢手段として用いても良い。

本発明の第２の実施の形態を図８〜図１１を用いて説明する。

本実施の形態は、第１の実施の形態で示した破砕装置１２の保護装置１４をタブ式の自走式破砕機に用いたものである。各図中、第１の実施の形態と同等の部材には、その符号を１００番台として示し適宜説明を省略する。

図８は本発明の第２の実施の形態に係る自走式破砕機の全体構造を表す側面図、図９はその平面図、図１０及び図１１は、図８に示した自走式破砕機に備えられた破砕装置１１２の近傍の詳細構造を示す透視側面図である。なお、以下において、図８中の左・右に対応する方向を自走式破砕機の後・前、又は一方・他方とする。

図１０及び図１１において、本実施の形態の自走式破砕機は、自力走行を可能にする走行体１０１、走行体１０１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１０２、破砕機能構成部１０２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１０３、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）１０４等によって概略構成されている。

破砕機能構成部１０２は、自走式破砕機の上方（図１中上方向）に設けられ、その上方に設けた開口部から被破砕物をほぼ鉛直上方から受け入れて貯留する略円筒形状の回転式貯留手段（回転式タブ）９９と、この回転式タブ９９の下方に設けられ、回転式タブ９９によって導入された被破砕物を破砕する破砕装置１１２（図１０及び図１１参照）とを備えている。

回転式タブ９９は、図示しない油圧モータにより回転駆動されることにより、その内部に蓄えた多数の被破砕部を順次破砕装置１１２に導入する。

破砕装置１１２は、図１０に示すように、破砕室１３１内で高速回転する破砕ロータ１３２と、この破砕ロータ１３２の径方向外側に設けられたアンビル（固定刃）１３３と、このアンビル１３３や破砕ロータ１３２などを保護する保護装置１１４とを備えている。破砕ロータ１３２の周囲には、回転式タブ９９によって被破砕物が供給される部分（破砕装置１１２の上方部分）から破砕ロータ１３２の正転方向（図１０中の時計回り方向、破砕物流通方向）に、アンビル１３３、湾曲板１３９、スクリーン（篩部材）１４０が破砕ロータ１３２を包囲するように設けられており、これらアンビル１３３、湾曲板１３９、スクリーン１４０等によって破砕ロータ１３２周りに破砕片が周回する円筒状の空間である上記破砕室１３１が画定されている。

ハウジング１４１は、破砕室１３１側にアンビル１３３を保持し、前出の回転式タブ９９の下方にて自走式破砕機の側面フレーム１１９に設けられた軸受（図示せず）に支持された回動軸１４２を支点に前後方向に回動可能に支持され、その回動軸１４２から見て後方向斜め下側（図中右下側）に延ばした端部に突出する架かり部１４６を備えている。

通常時（破砕作業時）はハウジング１４１の架かり部１４６が側面フレーム１１９の内壁面に設けられた保護装置１１４の突起部１４４に支持され、アンビル１３３が破砕室１３１内において被破砕物と対向する閉位置（図１０に示す位置）において回動動作が拘束されている。破砕作業中にアンビル１３３に過大な負荷がかかった場合、保護装置１１４が開方向（図１０中時計回り方向）に回動してハウジング１４１の拘束が解かれ、ハウジング１４１が回動軸１４２を中心に、アンビル１３３が破砕室１３１から退避するする開位置（図１１に示す位置）まで回動する構成である。

その他の構成は、本実施の形態の第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。

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）等によって回転式タブ９９内に被破砕物を投入すると、回転式タブ９９が回転することによって、回転式タブ９９内部に蓄えた多数の被破砕部が破砕装置１１２に導入される。

破砕室１３１内に導入された被破砕物には高速回転する破砕ロータ１３２の破砕ビット１３５が衝突して被破砕物が粗破砕され、その被破片はアンビル１３３に衝突し、その衝撃力によりさらに細かく破砕される。破砕片はその後も破砕ロータ１３２の回転に伴って破砕室１３１内を周回し破砕ビット１３５、アンビル１３３、破砕室１３１の内壁面等と衝突して破砕される。そして、周回する破砕片のうちスクリーン１４０の排出孔を通過する大きさに細粒化されたものが順次スクリーン１４０を通過して破砕室１３１から排出される。破砕室１３１から排出された破砕物は、排出コンベヤ１０３上に落下して排出コンベヤ１０３によって搬送され機外に排出される。

上記のように破砕作業を行うとき、万一、破砕ビット１３５とアンビル１３３の間に石や金属などの異物が噛み込んだ場合には、破砕ビット１３５からアンビル１３３に過大な負荷が加わり、その負荷がハウジング１４１の架かり部１４６を介して保護装置１１４の突起部１４４及びシャフト１４５に伝わる。

保護装置１１４のトルクリミッタ１４３は第１の実施の形態で説明したように、シャフト１４５を介して過大な回転負荷が加わると保持を開放する構造になっているので、図１１に示したように、ハウジング１４１とアンビル１３３は側面フレーム１１９に対して回動軸１４２を中心に回動退避する。

ハウジング１４１が回動退避した際のハウジング１４１の跳ね上がり衝撃力は図示しないストッパにより吸収される。また、ハウジング１４１は自重で元の位置（閉位置）に戻る。但し、図示しない位置センサなどにより、ハウジング１４１の退避を検出すると、自走式破砕機は被破砕物の破砕動作、すなわち、被破砕物の搬入（回転式タブ９９の回転動作）、破砕ロータ１３２の回転等を停止する。

以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。

本発明の第１の実施の形態に係る自走式破砕機の全体構造を表す側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る自走式破砕機の全体構造を表す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る自走式破砕機に備えられた破砕装置の近傍の詳細構造を示す透視側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る自走式破砕機に備えられた破砕装置の近傍の詳細構造を示す透視側面図である。 保護装置及びハウジングを周辺構成とともに抜き出して示す平面図である。 トルクリミッタの回動軸を含む平面における断面図である。 保護装置及びハウジングを周辺構成とともに抜き出して示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る自走式破砕機の全体構造を表す側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る自走式破砕機の全体構造を表す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る自走式破砕機に備えられた破砕装置の近傍の詳細構造を示す透視側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る自走式破砕機に備えられた破砕装置の近傍の詳細構造を示す透視側面図である。

符号の説明

１ 走行体
２ 破砕機能構成部
３ 排出コンベヤ
４ 動力装置
５ トラックフレーム
１０ ホッパ
１１ 送りコンベヤ
１２ 破砕装置
１３ 押圧ローラ装置
１４ 保護装置
１５ 駆動輪
１６ 搬送帯
１９ 側面フレーム
２０ 回転軸
２２ 回転軸
２３ 支持部材
２４ 押えローラ
２５ アーム部
２７ 湾曲板
２８ 油圧シリンダ
３０ 本体フレーム
３１ 破砕室
３２ 破砕ロータ
３３ アンビル
３４ 支持部材
３５ 破砕ビット
３６ 支持部材
３８ ボルト
３９ 湾曲板
４０ スクリーン
４１ ハウジング
４２ 回動軸
４３ トルクリミッタ
４４ 突起部
４５ シャフト
４６ 架かり部
４７ 軸受
４８ 支持部材
４９ カバー
５０ ストッパ
５１ 支持部材
６３ スクリーン支持部材
６４ 回転軸
６６ 油圧シリンダ
６９ リンク機構
７０ スライダ
７２ リンク

Claims (3)

1. 破砕機フレームと、
   前記破砕機フレームに回転自在に支持された破砕ロータと、
   前記破砕機フレームに回転可能に設けたハウジングと、
   前記ハウジングに支持されて前記破砕ロータ周りの破砕室に臨む固定刃と、
   前記ハウジングに対し前記破砕ロータと反対側に配置され、前記破砕機フレームに支持されたシャフトと、
   前記シャフトの周胴部に設けられ、前記ハウジングを押さえて前記固定刃が前記破砕室に臨む姿勢に保持する突起部と、
   前記シャフトの回転動作に対して設定の初動負荷を与え、前記突起部を介して前記シャフトにかかる回転力が前記初動負荷を超えた場合に前記シャフトを回転させ前記固定刃の前記破砕室からの回動退避を許容する回動退避許容手段と
   を備えたことを特徴とする破砕機。
2. 請求項１記載の破砕機において、前記回動退避許容手段は、
   前記シャフトの端部に固定され、フランジ部に複数の凹部を有する筒状のハブと、
   前記破砕機フレームに固定され、前記ハブを嵌挿するとともに前記ハブの複数の凹部にそれぞれ対向する位置に複数の貫通孔を有する取り付けリングと、
   前記取り付けリングの貫通孔内にそれぞれ挿入した前記リングの厚みよりも直径の大きな複数の剛球と、
   前記複数の剛球を前記ハブのフランジ部側に付勢し、前記剛球を前記凹部に押し付けて前記ハブを保持することで前記シャフトの回転動作に初動負荷を与える付勢手段と
   を備えたことを特徴とする。
3. 請求項２記載の破砕機において、前記付勢手段による前記剛球への付勢力を調整し前記初動負荷を調整する負荷調整手段をさらに備えたことを特徴とする破砕機。

Images