JP2010075799A - 木材破砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】破砕木材の粒度のバラツキを抑え破砕木材の排出性を向上させることができる木材破砕機を提供する。
【解決手段】被破砕木材を破砕する木材破砕機において、外周部に複数の破砕ビット３６を取り付けた破砕ロータ１５と、複数の排出孔８０を有し破砕ロータ１５の外周面に対向して配置されたスクリーン３８とを設け、スクリーン３８の排出孔８０は破砕ロータ１５の径方向に中心線Ｃを延ばし、かつ、破砕ロータ１５の径方向の内側の粒度調整部８１と、粒度調整部８１の破砕ロータ１５の径方向の外側に連続し粒度調整部８１に対して径が拡大された排出促進部８２とに区分され、粒度調整部８１の内壁面は、排出孔８０の中心線Ｃと平行に延在し、かつ破砕ロータ１５の軸方向から見た場合に、粒度調整部８１の破砕ロータ１５側の開口縁部における破砕ロータ１５の回転方向の後方側の点Ａを通り破砕ロータ１５の最外周部の回転軌跡Ｒに接する線Ｌと交差する。
【選択図】 図７

Description

本発明は被破砕木材を破砕する木材破砕機に関する。

木材破砕機は、一般に外周部に破砕ビットを取り付けた破砕ロータと破砕ロータの外周部に対向するスクリーンを備えており、高速回転する破砕ロータの破砕ビット等で被破砕木材を打撃して破砕し、スクリーンの排出孔を介して破砕木材（木材チップ）を破砕装置から排出する。

この木材破砕機は、元来、例えば森林で発生する剪定枝材や間伐材、抜根、建築物の解体に伴って発生する廃木材など多種多様な被破砕木材を処理対象としてきたが、近年では、街路樹の剪定枝葉、沿道の雑草などの水分量の多い軟質の被破砕木材を処理対象とする機会も増えてきている。しかし水分量の多い被破砕木材を処理対象とすると、破砕片がスクリーンの排出孔に詰まり破砕木材の排出を妨げてしまう。スクリーンの排出孔が詰まって破砕木材が排出されなくなれば木材破砕機を稼動停止して詰まりを取り除かなければならず、これが作業効率を低下させる一因となる。

それに対し、破砕木材の排出性を向上させる目的で、破砕ロータの回転接線方向を向くようにスクリーンの排出孔を傾けたものがある（特許文献１等参照）。

特開２００２−１９２０００号公報

破砕ビットによって破砕された木材破砕片は、通常、スクリーンを通過するまでの間に破砕ロータやスクリーンに衝突したり、スクリーンの排出孔及び破砕ビット間に挟まって剪断されたりしてさらに細かく破砕される。破砕木材の粒度決定には、破砕ビットによる一次破砕後のさらなる破砕作用が果たす役割も大きい。

しかしながら、特許文献１の技術では、スクリーンの排出孔を破砕ロータの接線方向に向けたことで破砕木材の排出性は改善されるが、目標の粒度まで破砕されていない木材片も多く排出されてしまう恐れがある。そのため、破砕木材の粒度品質の低下が懸念される。

そこで本発明は、破砕木材の粒度のバラツキを抑え破砕木材の排出性を向上させることができる木材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、被破砕木材を破砕する木材破砕機において、外周部に複数の破砕ビットを取り付けた破砕ロータと、複数の排出孔を有し前記破砕ロータの外周面に対向して配置されたスクリーンとを備え、前記スクリーンの排出孔は前記破砕ロータの径方向に中心線を延ばして開口しており、かつ、前記破砕ロータの径方向の内側の粒度調整部と、前記粒度調整部の前記破砕ロータの径方向の外側に連続し前記粒度調整部に対して径が拡大された排出促進部とに区分され、前記粒度調整部の内壁面は、前記排出孔の中心線と平行に延在し、かつ前記破砕ロータの軸方向から見た場合に、前記粒度調整部の前記破砕ロータ側の開口縁部における前記破砕ロータの回転方向の後方側の点を通り前記破砕ロータの最外周部の回転軌跡に接する線と交差することを特徴とする。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記破砕ロータの軸方向から見た場合に、前記排出促進部の前記破砕ロータの径方向の内側の縁部と前記破砕ロータの径方向の外側の縁部を通る線が、前記粒度調整部の内壁面に交差することを特徴とする。

（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記粒度調整部の前記破砕ロータの径方向の長さは、前記スクリーンの板厚の半分程度であることを特徴とする。

（４）上記（１）−（３）のいずれかにおいて、好ましくは、前記排出促進部は、前記破砕ロータの径方向外側に向かって拡大するテーパ状に形成されていることを特徴とする。

（５）上記（１）−（３）のいずれかにおいて、好ましくは、前記排出促進部は、前記粒度調整部に対して段差をもって拡径する座ぐり状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、破砕木材の粒度のバラツキを抑え破砕木材の排出性を向上させることができる。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る木材破砕機の全体構造を示す側面図、図２はその平面図、図３は図１に示した木材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。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。

図１−図３に例示した木材破砕機は、自力走行のための走行体１、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２、破砕機能構成部２で破砕された破砕木材（木材チップ）を搬送し機外に排出する排出コンベヤ３、及び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等によって構成されている。なお、本実施の形態の木材破砕機の破砕対象物には、例えば森林で発生する剪定枝材や間伐材、建築物の解体に伴って発生する廃木材等の木材の他、廃プラスチック材、廃タタミ、竹材等も含まれる。木材については、比較的乾燥した硬質のものに限らず、剪定後間もない街路樹の枝葉や沿道の雑草などの水分量の多い軟質のものも含まれる。本実施の形態では、これらの破砕対象物を総称して被破砕木材と記載する。

走行体１は、トラックフレーム５、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、駆動輪６の軸に出力軸を連結した駆動装置（走行用油圧モータ）８、並びに駆動輪６及び従動輪７に掛け回した履帯（無限軌道履帯）９を有している。トラックフレーム５上には本体フレーム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。

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１１、このホッパ１１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ヤ１２（図２参照）、送りコンベヤ１２によって導入された被破砕木材を破砕する破砕装置１３（図３参照）、及び破砕装置１３の手前で被破砕木材を押圧し破砕装置１３に導入される被破砕木材を送りコンベヤ１２と協働して破砕装置１３に送り込む押圧フィーダ装置１４（図３参照）を備えている。

送りコンベヤ１２は、破砕ロータ１５（後述）に向かって被破砕木材を搬送・供給するフィーダとして機能する。この送りコンベヤ１２は、破砕ロータ１５の後方側に対向して配置されたスプロケット状の駆動輪１６（図３参照）、その反対側（機体後端近傍）に設けた従動輪（不図示）、これら駆動輪１６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）列設された搬送ベルト（チェーンベルト）１７（図３では図示省略している）を備えている。上記従動輪は、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、駆動輪１６は、側壁体１８の前部（又は側壁体１８の前方側に設けられ破砕装置１３の側壁を構成する破砕機フレーム２０）に設けた軸受（不図示）によって支持されている。これにより、送りコンベヤ１２は、上記ホッパ１１内に収容された状態で破砕ロータ１５（後述）近傍から後方に向かってほぼ水平に延在している。送りコンベヤ１２の駆動輪１６の回転軸２１は、軸受よりも機体幅方向外側に設けた駆動装置（不図示）の出力軸にカップリング等を介して連結している。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１６及び従動輪の間で搬送ベルト１７が循環駆動し、被破砕物が破砕装置１３に供給される。

押圧フィーダ装置１４は、破砕ロータ１５の上方にて機体幅方向に延在する回動軸２２、回動軸２２を支点に上下方向に揺動自在に支持された支持部材２３、支持部材２３に回転自在に支持されて破砕ロータ１５の後方側で送りコンベヤ１２の搬送面に対向する押えローラ２４を備えている。

回動軸２２は破砕機フレーム２０に設けた軸受（不図示）に回転自在に支持されている。

支持部材２３は、回動軸２２を支点に回動するアーム部２５、アーム部２５の先端側に連結された押えローラ取り付け用のブラケット部２６を備えている。アーム部２５の下面は概略円弧状に湾曲しており、この湾曲部には破砕室２７（後述）の上部を画定する湾曲板２８が取付けられている。

押えローラ２４は、幅方向（図３中の紙面直交方向）の寸法が送りコンベヤ１２の搬送面の幅と同等かそれよりも大きく設定されており、その胴部内に駆動装置（不図示）を内蔵している。この図示しない駆動装置によって、押えローラ２４は、送りコンベヤ１２の搬送面上を搬送される被破砕木材の搬送速度と実質的に同じ周速度で回転し、押え込んだ送りコンベヤ１２上の被破砕木材を送りコンベヤ１２と協動して破砕室２７（後述）に導入する。

押圧フィーダ装置１４はまた、送りコンベヤ１２上を搬送される被破砕木材に乗り上げて自重によって被破砕木材を押圧するものであるが、メンテナンス等の際に油圧シリンダ２９によって強制的に上下動させることができるようになっている。油圧シリンダ２９は、破砕機フレーム２０に対して固定されたブラケット３０にボトム側端部が、アーム部２５の上面後端部に設けたブラケット３２にロッド側端部がそれぞれ回動可能に連結されている。

破砕装置１３は、本体フレーム１０（図１参照）の長手方向のほぼ中央部上に位置し、図３に示すように、破砕室２７内で高速回転する破砕ロータ１５、及び破砕ロータ１５の径方向外側に設けたアンビル（固定刃）３４を備えている。駆動体である破砕ロータ１５と静止体であるアンビル３４とがそれぞれ破砕手段として機能し、破砕装置１３では、破砕室２７内に導入された被破砕木材を破砕ロータ１５とアンビル３４とで破砕する。破砕ロータ１５の周囲には、送りコンベヤ１２及び押えローラ２４によって被破砕木材が供給される部分（破砕装置１５の後方部分）をから破砕ロータ１５の正転方向（図３中の時計回り方向）に、湾曲板２８、アンビル３４、湾曲板４１、スクリーン（篩部材）３８が破砕ロータ１５を包囲するように設けられており、これら湾曲板２８、アンビル３４、スクリーン３８等によって破砕ロータ１５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２７が画定されている。

破砕ロータ１５は、破砕装置１３の破砕機フレーム２０に対して回転自在に支持されており、外周面に設けた多数の台座３５と、各台座３５の正転方向前面側にボルト３７で取り付けた破砕ビット（回転刃）３６とを備えている。各破砕ビット３６は、破砕ロータ１５が正転方向に回転する際に刃面（衝突面）が台座３５に先行し被破砕木材を打撃する。

アンビル３４は、破砕室２７内に導入された被破砕木材が衝突する衝突面３９を有しており、破砕ロータ１５の回転に伴って破砕室２７内を周回する破砕片に衝突面３９が対向するように、保持部材４０における上記湾曲板４１の取り付け部よりも破砕ロータ１５の正転方向上流側に取り付けられている。このアンビル３９を保持する保持部材４０は、前出の押圧フィーダ装置１４の回動軸２２の上方にて破砕機フレーム２０に支持された回動軸３１を支点に前後方向に回動可能に支持されており、通常時は破砕機フレーム２０の内壁面に固設された支持ブロック４２に対しシアピン４３を介して支持されて回動動作が拘束されている。運転中、アンビル３４にシアピン４３の許容剪断応力を超える衝撃荷重がかかった場合、シアピン４３が破断して保持部材４０の拘束が解かれ、保持部材４０が回動軸３１を中心に回動しアンビル３４が破砕室２７から退避する構成である。

スクリーン３８は、多数の排出孔８０（図７参照、詳細は後述）を有し円弧状に曲成された板状の篩部材であり、破砕室２７内の破砕片が排出孔８０を介して破砕装置１３外に排出される。また、スクリーン３８を通過せず破砕室２７を周回する破砕片は、スクリーン３８と破砕ロータ１５との間で衝突や剪断、すり潰し等の作用によって細かくされ、いずれスクリーン３８を介して排出される。これにより、破砕装置１３から排出される破砕木材の粒度がスクリーン３８の排出孔８０の大きさに応じて調整される。スクリーン３８は、アンビル３４に対して破砕ロータ１５の正転方向前方側にて、破砕ロータ１５の外周面下部に間隙を介して対向するように、枠型のスクリーンホルダ４４によって保持されている。スクリーンホルダ４４は、シリンダ４７の伸縮動作に伴ってシャフト状の第１フレーム４５を支点に上下方向に回動する構成であり、図３の状態（作業時の姿勢）から下降した場合には破砕機フレーム２０に設けたスクリーン挿脱孔（不図示）にスクリーン３８が臨み、スクリーン挿脱孔を介してスクリーン３８を抜き差しすることができる。スクリーンホルダ４４を下降させた状態を図４に示した。

シリンダ４７は、例えば油圧シリンダ（電動シリンダでも良い）であり、左右の本体フレーム１０（図３では図示省略している）上にそれぞれ１本ずつ設置されている。各シリンダ４７は、破砕装置１３の前方側に位置し、ボトム側が本体フレーム１０上に固設したブラケット４９に回動可能に連結されており、ブラケット４９との連結部を基端部として後方側に延び、本体フレーム１０の長手方向に伸縮する。各シリンダ４７のロッド先端部は本体フレーム１０に沿ってスライドするスライダ４８に接続されて、さらにスライダ４８はアーム４６を介してスクリーンホルダ４４の前端部近傍に連結されている。アーム４６の両端は、スライダ４８とスクリーンホルダ４４に対して回動可能に連結されている。図３及び図４から判るように、スライダ４８及びアーム４６はリンク機構を構成しており、スライダ４８とアーム４６によって、シリンダ４７の伸縮動作がスクリーンホルダ４４の上下方向への動きに変換される。なお、スクリーンホルダ４４やアーム４６の長さ、シリンダ４７の前後位置等は、スクリーンホルダ４４を上昇させた状態（図３の状態）のときに、アーム４６が破砕室２７の概ね接線方向に沿って本体フレーム１０に対して直角近くまで立ち上がる角度となるように設定されており、リンク機構によるスクリーンホルダ４４の押し上げ力や姿勢保持力が効果的に得られるように配慮されている。

図１及び図２に戻り、排出コンベヤ３は、破砕装置１３から排出された破砕木材を機外に排出するもので、前後両端に図示しない駆動輪及び従動輪を設けたコンベヤフレーム５０、駆動輪と従動輪との間に巻回したコンベヤベルト５９（図３等参照）の搬送面の上方を覆うようにコンベヤフレーム５０に取り付けたコンベヤカバー５１、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）５２等を有している。排出コンベヤ３の排出側（前方側）の部分は動力装置４の支持部から突出して設けた支持部材５３によって吊り下げ支持されており、反対側（後方側）の端部は支持部材５４を介して本体フレーム１０から吊り下げ支持されている。排出コンベヤ３は、破砕装置１３の下方から前方に延在し、動力装置４の下方を通った後、前方に向かうに連れて上るように傾斜している。但し、このように屈曲したコンベヤを用いずに、本体フレーム１０の下部領域において破砕装置１３の下方から前方に延在するストレートな第１のコンベヤと、第１のコンベヤの放出端の下方から前方に向かって上り傾斜のストレートな第２のコンベヤとで排出コンベヤを構成する場合もある。

動力装置４は、本体フレーム１０の長手方向他方側の端部上に、支持部材５５を介して搭載されている。この動力装置４の後方側でかつ機体幅方向一方側（図２中下側）の区画には運転席５６が設けられている。運転席５６には木材破砕機を走行操作用するための操作レバー５７が設けられており、運転席５６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５８が設けられている。

図５はスクリーンホルダ４４を抽出して示す斜視図、図６は図５中のVI−VI線による矢視断面図である。なお、図５ではスクリーンホルダ４４の構成を明示するためにスクリーン３８を図示省略している。

図５に示すように、スクリーンホルダ４４は、破砕ロータ１５の回転軸と略平行（機体幅方向）に延びる第１フレーム４５及び第２フレーム６１と、機体前後方向に延びるスクリーン保持部材６２ａ−６２ｅとで枠型に構成されている。スクリーン保持部材６２ａ−６２ｅは、一人の作業者で持ち運べる程度の重量（例えば２０ｋｇ以下）に調整してある。また、最も外側に配置されたスクリーン保持部材６２ａ，６２ｅの機体幅方向外側の側面には、第２フレーム６１の近傍の位置に、前掲のシリンダ３９との間のリンク機構を構成するアーム４６に回動自在に連結する回動軸７２が突設されている。さらに、これらスクリーン保持部材６２ａ，６２ｅには、スクリーン３８を載置する円弧状のスクリーン載置面上に、破砕ロータ１５の周方向に一定の間隔で配置された保持部材７１が設けられている。スクリーン３８は破砕ロータ１５の軸方向に一体で周方向に複数枚配置されており、スクリーン３８の各ピースが保持部材７１により各々の設置位置に独立して保持される。

第１フレーム４５は、断面が円形のシャフト状の部材（丸棒・丸パイプ等）で構成されており、送りコンベヤ１２の駆動輪１６と破砕ロータ１５との間において、これら駆動輪１５及び破砕ロータ１５の中心軸よりは低位置でかつ排出コンベヤ３よりも上方に位置している。破砕ロータ１５に相対して見ると、その位置は破砕ロータ１５の後方斜め下側である。すなわち、送りコンベヤ１２の駆動輪１６、破砕ロータ１５及び排出コンベヤ３の間の狭隘な空間に配置されており、例えば左右の破砕機フレーム２０の間に掛け渡されている。なお、本実施の形態では、この第１フレーム４５に断面が円形のシャフト状の部材を用いているが、例えば断面角型の梁状のフレームに代えても良い。送りコンベヤ１２のコンベヤフレーム又はホッパ１１の前枠部分を第１フレーム４５と兼用する構成とすることも考えられる。

第２フレーム６１は、断面が円形の棒状の部材（丸棒・丸パイプ等）で形成されており、第１フレーム４５よりも前方側に位置し第１フレーム４５に概略平行に設けられている。破砕ロータ１５に相対して見ると、その位置は破砕ロータ１５の前方側で、破砕ロータ１５の中心軸と同程度かそれよりも若干低い高さに配置されている。第２フレーム６１には、機体幅方向に間隔をとって複数（本例では５つ）のブラケット６３ａ−６３ｅが設けられている。これらブラケット６３ａ−６３ｅは、第２フレーム６１に対して溶接等によって固着しても良いし、ピン、ボルト、キー等の手段を介して第２フレーム６１に固定する構造としても良い。また、スクリーン保持部材６２ａ−６２ｅとブラケット６３ａ−６３ｅとを互いにボルトによって締結した場合を図示しているが、ピンやキー等の手段を介して両者が固定される構成としても良い。一番外側のブラケット６３ａ，６３ｅは、第２フレーム６１の両端面にフランジ状に設けられている。これらブラケット６３ａ，６３ｅには、スクリーン保持部材６２ａ，６２ｅをボルト締結するための複数のボルト通し穴（不図示）が第２フレーム６１の外周を囲うように設けられている。ブラケット６３ａ，６３ｅの内側に位置する他のブラケット６３ｂ−６３ｄは、それぞれスクリーン保持部材６２ｂ−６２ｄをボルト締結するためのボルト通し穴（不図示）を有している。ブラケット６３ｂ−６３ｄは、ブラケット６３ａ，６３ｅ間の距離をほぼ等分するように（厳密にはスクリーン保持部材６２ａ−６２ｅが等間隔となるように）配置され、それぞれのボルト通し穴は第２フレーム６１に対して第１フレーム４５側に位置している。

スクリーン保持部材６２ａ−６２ｅは、機体幅方向にほぼ等間隔に配置され、第１フレーム４５及び第２フレーム６１のブラケット６３ａ−６３ｅによりそれぞれ両端を支持されている。このとき、スクリーン保持部材６２ａ−６２ｅは、一端に第１フレーム４５に係止する係止部６５を、他端に対応のブラケット６３ａ−６３ｅにボルト締結するための各締結部６６ａ−６６ｅを有している。すなわち、一端側の係止部６５を第１フレーム４５に係合させた状態で各締結部６６ａ−６６ｅのみを各ブラケット６３ａ−６３ｅに対してボルト締結する構成であり、締結部６６ａ−６６ｅ側のボルトを係脱することで第１及び第２フレーム４５，６１に対して着脱される。

各スクリーン保持部材６２ａ−６２ｅの係止部６５は、第１フレーム４５に掛かる（載置される）ガイド部６７と、ガイド部６７の下側に対向配置された姿勢保持部６８とで刺股状に形成されており、ガイド部６７と姿勢保持部６８で上下から挟み込むようにして第１フレーム４５に係合している。なお、前述したように第１フレーム４５を送りコンベヤ１２のコンベヤフレームやホッパ１１の前枠部分と兼用した場合、或いはシャフト状の部材でなく角型のビームや大径のシャフト等を第１フレーム４５に用いた場合には、ガイド部６７と姿勢保持部６８とで第１フレームを挟み込む構成に限らず、第１フレームの前面に孔を設けてガイド部６７を挿入する構成とすることも考えられる。この場合、孔の中にバーを設けてこのバーをガイド部６７と姿勢保持部６８とで上下から挟み込む構成としても良いし、姿勢保持部６８を省略してバー等を持たない単なる孔にガイド部６７を差し込む構成としても良い。バーを設ける場合、第１フレームの前面に孔を設ける場合に限らず、第１フレームの前面にバーを持つブラケットを設ける構成としても良い。

第１フレーム４５の外周面上部に掛かり第１フレーム４５にスクリーン保持部材６２の重量を預けるガイド部６７の下面は、スクリーン保持部材６２を第１フレーム４５に対して係脱する際に第１フレーム４５の外周面上部に摺動可能なガイド面となる。このガイド面６９は、締結部６６とブラケット６３との締結を解いて第１フレーム４５を支点に下方の排出コンベヤ１３のコンベヤベルト５９上にスクリーン保持部材６２を下ろしたときに、排出コンベヤ１３の搬送面に概略平行かそれよりも搬送方向に向かって下向きとなる角度に形成されている。またガイド面６９は、基端部（スクリーン保持部材６２が図５、図６に示した状態で第１フレーム４５を拘束する箇所）から先端部（後端部）に向かってストレートに形成されており、少なくとも基端側に対して先端側が下側に突出するような段差部は設けないようにする。

一方、第１フレーム４５との係合時に第１フレーム４５の下側に位置する姿勢保持部６８は、第１フレーム４５に対する係脱に際してガイド面６９を第１フレーム４５に摺動させた場合、第１フレーム４５に干渉して摺動を阻害することのないように、ガイド面６９との対向面間距離が一様に第１フレーム４５の直径よりも僅かに大きい程度となるように形成されている。破砕運転中、スクリーン３８には破砕片により下向きの力が加わるが、この力は第１フレーム４５に対してはガイド面６９で受けられる。それに対し、姿勢保持部６８は、ガイド部６７との間に第１フレーム４５を挟み第１フレーム４５に対する自らの上下方向の動きを拘束する役割を果たし、例えば破砕運転中の振動等によってスクリーン保持部材６２の浮き上がりを防止する。本例では、姿勢保持部６８のガイド部６７の対向面は、ガイド面６９とほぼ平行に形成されている。

また、第２フレーム６１のブラケット６３ａ−６３ｅにボルト締結される前掲の締結部６６ａ−６６ｅは、ボルトを螺着するボルト穴（ネジ穴）７０をそれぞれ有している。このボルト穴７０は、取り付け相手となるブラケット６３ａ−６３ｅの各ボルト通し穴（不図示）に対応する位置に穿設されており、各締結部６６ａ−６６ｅは各ボルト穴７０を配置すべく相応の形状に形成されている。例えば、最外位置のスクリーン保持部材６２ａ，６２ｅの締結部６６ａ，６６ｅは、図５に示したようにフランジ状のブラケット６３ａ，６３ｅをカバーする形状に形成されている。それに対し、内側のスクリーン保持部材６２ｂ−６２ｄの締結部６６ｂ−６６ｄは、スクリーン保持部材６２ｂ−６３ｄの前端部近傍において径方向外側（この場合前方側）に出た位置に配置されており、第１フレーム４５を支点に回動した際のスクリーン保持部材６２ｂ−６２ｄの回動軌跡の最外部にボルト穴７０の設置箇所が近付くように配慮されている。このとき、ブラケット６３ｂ−６３ｄのボルト通し穴は第２フレーム６１に対して第１フレーム４５側に離間した位置にあるので、第１フレーム４５を支点とするスクリーン保持部材６２ｂ−６２ｄの軌跡の最外周部が第２フレーム６１に対して第１フレーム４５側に退避する形となっている。すなわち、スクリーン保持部材６２ｂ−６２ｄを第２フレーム６１に干渉させることなく、ガイド部５４を支点としてスクリーン保持部材６２ｂ−６２ｄを排出コンベヤ３上に下ろすことが可能となっている。

図７は破砕ロータ１５の回転軸に直交する面で切ったスクリーン３８の断面図である。

図７の断面で見て、スクリーン３８は破砕ロータ１５の最外周部の回転軌跡Ｒに沿って円弧状に形成されており、間隙を介して回転軌跡Ｒに対向している。このスクリーン３８には、前述したように複数（図７では１つのみ図示）の排出孔８０が設けられている。排出孔８０は、破砕ロータ１５の径方向（回転軌跡Ｒの法線方向）に中心線Ｃを延ばして開口している。また排出孔８０は、単なる円筒状の丸穴ではなく破砕ロータ１５の径方向の内側と外側で形状が異なっており、破砕ロータ１５の径方向の内側の粒度調整部８１と、粒度調整部８１の破砕ロータ１５の径方向の外側に連続し粒度調整部８１に対して径が拡大された排出促進部８２とに区分されている。

粒度調整部８１は本実施の形態では円形状の穴であり、その内壁面は排出孔８０の中心線Ｃと平行に延在している。また、図７のように破砕ロータ１５の軸方向から見た場合に、粒度調整部８１は、破砕ロータ１５の回転接線Ｌに交差している。ここで言う破砕ロータ１５の回転接線Ｌとは、粒度調整部８１の破砕ロータ側の開口縁部（すなわち排出孔８０の破砕ロータ側の開口縁部）における破砕ロータ１５の回転方向（矢印参照）の後方側の点Ａを通り、回転軌跡Ｒに接する線である。回転接線Ｌと回転軌跡Ｒとの接点Ｐは、点Ａに対して破砕ロータ１５の回転方向の後方側の点である。粒度調整部８１の破砕ロータ１５の径方向にとった長さは、例えばスクリーン３８の板厚の半分程度であり、本実施の形態では半分よりも若干長目に設定されている。粒度調整部８１の穴径にもよるが、一例を挙げると、仮にスクリーン３８の板厚を１９ｍｍとすれば粒度調整部８１を１０−１２ｍｍ程度とする。

排出促進部８２は、破砕ロータ１５の径方向外側に向かって拡大するテーパ状（円錐状）に形成されている。排出促進部８２のテーパ角は必ずしも限定されないが、本実施の形態では、破砕ロータ１５の軸方向から見た場合に、この排出促進部８２の破砕ロータ１５の径方向の内側の縁部Xと破砕ロータ１５の径方向の外側の縁部Ｙを通る線（本例の場合排出促進部８２の延長線）が、粒度調整部８１の内壁面に交差するように調整されている。縁部Ｘ，Ｙは、排出孔８０の中心線Ｃを通る同一面上の２点であって、中心線Ｃに対して同じ側の２点である。

本実施の形態の排出孔８０を形成する際には、例えば粒度調整部８１と同径のドリルでスクリーン３８に貫通孔を穴開け加工する。その後、より径の大きなドリルを穿設済みの貫通孔と同軸に合わせ、そのドリルの先端部で破砕ロータ１５の径方向外側の部分を切削し、ドリルの先端角によってテーパ状の排出促進部８２を形成する。排出促進部８２よりも破砕ロータ１５の径方向内側に残された部分が粒度調整部８１を構成する。

次に上記構成の本実施の形態の木材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内に被破砕木材を投入すると、被破砕木材が送りコンベヤ１２の搬送ベルト１７上に載置され、循環駆動する搬送ベルト１７によって破砕装置１３に向かって搬送される。被破砕木材が押圧フィーダ装置１４付近まで搬送されると、押えローラ２４が被破砕木材上に乗り上げ、押えローラ２４の自重により被破砕木材が送りコンベヤ１２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１２との間に被破砕木材を挟持した状態で、送りコンベヤ１２と協働して破砕室２７へ被破砕木材を導入する。その際、被破砕木材は押圧ローラ２４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２７内に向かって突出する。

破砕室２７内に突出した被破砕木材には高速回転する破砕ロータ１５の破砕ビット３６が下方から衝突し、これにより被破砕木材が粗破砕される。このように粗破砕されて破砕室２７内に跳ね上げられた被破片はアンビル３４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１５の回転に伴って破砕室２７内を周回し、破砕ビット３６、アンビル３４、またスクリーン３８等の破砕室２７の内壁面等との衝突作用や剪断作用、すり潰し作用等を受けて破砕される。そして、周回する破砕片のうちスクリーン３８の排出孔８０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３８を通過して破砕室２７から排出される。破砕室２７から排出された破砕木材は、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。

本実施の形態により得られる作用効果を順次説明する。

（１）破砕木材の粒度品質と排出性の両立
本実施の形態によれば、スクリーン３８の破砕ロータ１５との対向面に対して直角の粒度調整部８１を有し、かつ粒度調整部８１が回転接線Ｌとぶつかるだけの長さを有しているため、回転接線Ｌに近い角度で排出孔８０に入射する破砕片が、そのまま通過することなく粒度調整部８１に干渉する。十分な粒度に破砕されないままの破砕片がスクリーン３８を通過してしまうことを抑制し、破砕ビット３６等による破砕の機会を十分に確保することができる。また、粒度調整部８１と破砕ビット３６による剪断作用も期待できる。よって、破砕木材の粒度のバラツキを抑えることができる。

一方、スクリーン３８の排出孔８０の出口側に排出促進部８２を設けたことにより、排出孔８０部分においては見かけ上の板厚が粒度調整部８１の長さ分に減少している。こうして排出孔８０部分においてスクリーン３８の見かけ上の板厚を薄くすることで、排出孔８０に破砕片が詰まり難くなり、破砕木材の排出性を向上させることができる。

（２）スクリーンの強度確保
単に破砕木材の排出性を向上させるだけなら、スクリーン３８の板厚を薄くするだけでも効果は期待できるが、スクリーン３８を全体に薄くしてしまうとスクリーン３８自体の強度が不足し変形や破損の要因となる。

それに対し本実施の形態では、スクリーン３８全体の厚さは維持し、排出孔８０に排出促進部８２を設けることで排出孔８０の部分のみにおいて見かけ上の板圧を薄くすることができるので、排出性を向上させつつも十分なスクリーン３８の強度を確保することができる。

（３）製作容易性の確保
排出孔８０はスクリーン３８の表面に直交する方向に開口しているので、排出孔を傾ける場合と異なり、特殊な加工方法を作用する必要もなくこの上なくドリル加工がし易い。また、加工時間の長時間化も抑制することができる。

（４）取り扱いの容易性の確保
例えば排出孔８０を破砕ロータ１５の回転接線Ｌに沿うように傾けた場合、スクリーン３８の破砕ロータ１５の回転方向に対する取り付けの向きが１つに定まってしまう。仮に排出孔８０の傾斜方向を誤って１８０度逆に取り付けてしまうと、破砕木材の排出性は著しく低下し、却って詰まり易くなってしまう。これを構造的に防止するためには、特定の向きにしかスクリーン３８が取り付かないようにスクリーン３８やスクリーン保持部材６２ａ−６２ｅの構造を工夫する必要がある。

それに対し、本実施の形態では排出孔８０がスクリーン３８に対して直角に開いているので、スクリーン保持部材６２ａ−６２ｅにスクリーン３８を取り付けるにあたって排出孔８０の向きを気にする必要がなく、どちらの向きに取り付けても同じ効果が得られる。したがって、特定の向きにしかスクリーン３８が取り付かないようにスクリーン３８やスクリーン保持部材６２ａ−６２ｅの構造を工夫する必要もなく、スクリーン保持部材６２ａ−６２ｅに着脱するにあたってスクリーン３８の取り扱いも容易である。

（５）スクリーンの摩耗抑制
仮に排出孔８０を破砕ロータ１５の回転接線Ｌに合わせて傾斜させると、排出孔８０の入口（破砕ロータ１５側の開口縁部）に破砕片に対向する鋭角な部分が生じる。鋭角な部分はそれだけ強度が弱く、衝突する破砕片によって摩耗し易くなる。

それに対し本実施の形態では、排出孔８０の入口つまり粒度調整部８１の内壁がスクリーン３８の表面に対して直角であるため、排出孔８０を傾斜させる場合に比べて摩耗し難くなる。よって、スクリーン３８の摩耗を抑制することができる。

図８は本発明の第２の実施の形態に係る木材破砕機に備えられたスクリーンの断面図である。図８の図示は図７に対応しており、既出図面と同様の部分には既出図面と同符号を付して説明を省略する。

図８に示したように、本実施の形態が第１の実施の形態と異なる点は、スクリーン３８’の排出孔８０’の排出促進部８２’が粒度調整部８１に対して段差をもって拡径する座ぐり状に形成されている点である。本実施の形態の排出孔８０’を形成する際には、例えば粒度調整部８１と同径のドリルでスクリーン３８’に貫通孔を穴開け加工する。その後、例えばエンドミルによって穿設済みの貫通孔の破砕ロータ１５と反対側の開口部分の内壁面を全周加工（または径の大きなエンドミルで貫通孔と同軸加工）し、座ぐり状の排出促進部８２’を形成する。排出促進部８２’よりも破砕ロータ１５の径方向内側に残された部分が粒度調整部８１を構成する。

なお、排出促進部８２の形成にはボールエンドミルを用いることもできる。この場合、図７に示したように断面角型にはならずＲ状（破砕ロータ１５の径方向外側に向かって拡径する椀型）に排出促進部８２が形成される。

上記以外の構成は第１の実施の形態と同様であり、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が得られる。

なお、以上の実施の形態においては、スクリーンホルダ４４を分解可能な構成としたが、スクリーンホルダ４４は一体の構造物としても構わない。また、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、これにも限られず、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も本発明は適用可能である。これらの場合も同様の効果を得ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る木材破砕機の全体構造を示す側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る木材破砕機の全体構造を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る木材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木材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木材破砕機に備えられたスクリーンホルダを抽出して示す斜視図である。 図５中のVI−VI線による矢視断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る木材破砕機に備えられたスクリーンの断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る木材破砕機に備えられたスクリーンの断面図である。

符号の説明

１５ 破砕ロータ
３６ 破砕ビット
３８，３８’ スクリーン
８０，８０’ 排出孔
８１ 粒度調整部
８２，８２’ 排出促進部
Ａ 粒度調整部の開口縁部上の点
Ｃ 排出孔の中心線
Ｌ 破砕ロータの回転接線
Ｒ 破砕ロータの回転軌跡
Ｘ 排出促進部のロータ径方向の内側の縁部
Ｙ 排出促進部のロータ径方向の外側の縁部

Claims (5)

1. 被破砕木材を破砕する木材破砕機において、
   外周部に複数の破砕ビットを取り付けた破砕ロータと、
   複数の排出孔を有し前記破砕ロータの外周面に対向して配置されたスクリーンとを備え、
   前記スクリーンの排出孔は前記破砕ロータの径方向に中心線を延ばして開口しており、かつ、前記破砕ロータの径方向の内側の粒度調整部と、前記粒度調整部の前記破砕ロータの径方向の外側に連続し前記粒度調整部に対して径が拡大された排出促進部とに区分され、
   前記粒度調整部の内壁面は、前記排出孔の中心線と平行に延在し、かつ前記破砕ロータの軸方向から見た場合に、前記粒度調整部の前記破砕ロータ側の開口縁部における前記破砕ロータの回転方向の後方側の点を通り前記破砕ロータの最外周部の回転軌跡に接する線と交差する
   ことを特徴とする木材破砕機。
2. 請求項１の木材破砕機において、前記破砕ロータの軸方向から見た場合に、前記排出促進部の前記破砕ロータの径方向の内側の縁部と前記破砕ロータの径方向の外側の縁部を通る線が、前記粒度調整部の内壁面に交差することを特徴とする木材破砕機。
3. 請求項１又は２の木材破砕機において、前記粒度調整部の前記破砕ロータの径方向の長さは、前記スクリーンの板厚の半分程度であることを特徴とする木材破砕機。
4. 請求項１−３のいずれかの木材破砕機において、前記排出促進部は、前記破砕ロータの径方向外側に向かって拡大するテーパ状に形成されていることを特徴とする木材破砕機。
5. 請求項１−３のいずれかの木材破砕機において、前記排出促進部は、前記粒度調整部に対して段差をもって拡径する座ぐり状に形成されていることを特徴とする木材破砕機。

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