JP2012223660A - 木材破砕機および木材破砕方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被破砕物に混入した異物の噛み込み発生を抑制することができる木材破砕装置および木材破砕方法を提供する。
【解決手段】
側面フレーム１９と、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に回動可能に設けられたハウジング４１と、ハウジング４１に支持されて破砕ロータ３２周りの破砕室３１に臨むアンビル３３とを備えた木材破砕機において、アンビル３３が破砕室３１から退避した退避姿勢にハウジング４１を回動させて保持するとともに、ハウジング４１と破砕室３１の間を隔てる位置にシュート７３をスライドさせて、破砕室３１に供給される被破砕物を破砕して１次破砕を施し、その後、シュート７３をハウジング４１の回動通過領域から退避する位置にスライドさせると共に、アンビル３３が破砕室３１に臨む破砕姿勢にハウジング４１を回動させて保持し、１次破砕物を破砕室３１に供給して２次破砕を施す。
【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および木材破砕方法に関する。

例えば、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、或いは、木造建築物の解体等で発生する廃木材などは、通常、最終的に産業廃棄物等として処理される。このような廃棄物としての木材の減容化や、破砕後の木材（木材チップ）を発酵させて有機肥料として再利用すること等を目的とし、木質系の被破砕物を所定の大きさに破砕するものとして木材破砕機が知られている。

このような木材破砕機として、例えば、特許文献１には、外周部に破砕ビットを配設した破砕ロータを有する破砕装置と、破砕ロータの外周側に設けた固定刃と、この固定刃の破砕ロータ回転方向下流側に設けられ、破砕ロータと間隙をもって配設した篩部材と、固定刃及び篩部材を支持し、固定刃に過負荷が作用した場合に破砕ロータから退避するように回動可能に設けられた支持部材と、この支持部材を回動させる支持部材駆動手段とを備えたものが開示されている。

特開２００６−１９２３７７号公報

上記従来技術においては、例えば、被破砕物（木材等）の中に混入した金属や石などの異物が破砕ビットと固定刃との間に噛み込むなどすることにより、固定刃に過負荷が作用した場合に、支持部材を保持しているシアピンが破断することによって、支持部材が固定刃を破砕ロータから回動退避させ、これにより、異物の噛み込みによる固定刃や破砕ロータの軸受け等の破損を防止する構造になっている。

しかしながら、上記従来技術において、シアピンは固定刃の被破砕物との衝突時に支持部材を保持する十分な強度も要求されるため容易に破断するものではない。したがって、異物が噛み込んだ場合にシアピンが確実に破断して支持部材が固定刃を破砕ロータから回動退避させるとは限らず、その場合には固定刃や破砕ロータの軸受など木材破砕機の主要構造物がダメージを受け、復旧に多くの時間と費用を費やすことになる。木材破砕機に投入する前の被破砕物からある程度の異物を取り除くことも考えられるが、家屋廃材における柱に組み付けられたボルトや、木の根の間に入った石などの異物を事前の除去作業で完全に取り除くことは事実上不可能であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、被破砕物に混入した異物の噛み込み発生を抑制することができる木材破砕装置および木材破砕方法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動可能に設けられたハウジングと、前記ハウジングに支持された固定刃が前記破砕ロータ周りの破砕室に挑む破砕姿勢、又は、前記固定刃が前記破砕室から退避した退避姿勢となるように前記ハウジングを回動させて保持する姿勢変更手段と、前記固定刃が前記破砕室から退避した退避姿勢となるように前記ハウジングを回動させた状態で、該ハウジングと前記破砕室の間を隔てる位置と前記ハウジングの回動通過領域から退避する位置との間で位置変更手段によりスライド自在に設けたシュートとを備えたものとする。

これにより、投入された被破砕物に粗破砕処理を施して１次破砕物とし、異物の除去作業を行った後、その１次破砕物に通常破砕処理を施すことができるので、家屋廃材における柱に組み付けられたボルトや、木の根の間に入った石などの異物を、被破砕物から十分に取り除くことが容易となり、被破砕物に混入した異物の噛み込み発生を抑制することができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記シュートを前記ハウジングの回動通過領域から退避する位置にスライドさせ、かつ、前記ハウジングを破砕姿勢となるような位置に保持して行う通常破砕処理と、前記ハウジングを退避姿勢となるような位置に回動させて保持し、かつ、前記シュートを前記ハウジングと前記破砕室の間を隔てる位置にスライドさせて行う粗破砕処理との何れの破砕処理を行うかを選択する破砕選択スイッチと、前記破砕選択スイッチの選択状態に基づいて、前記姿勢変更手段に前記ハウジングを回動させると共に、前記位置変更手段に前記ハウジングをスライドさせる制御を行う制御手段とを備えたものとする。

（３）また、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動可能に設けられたハウジングと、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を備えた木材破砕機の木材破砕方法において、前記固定刃が前記破砕室から退避した退避姿勢となるように前記ハウジングを回動させて保持すると共に、前記ハウジングと前記破砕室の間を隔てる位置にシュートをスライドさせて、前記破砕室に供給される被破砕物を破砕する第１の破砕手順と、前記シュートを前記ハウジングの回動通過領域から退避する位置にスライドさせると共に、前記固定刃が破砕室に臨む破砕姿勢となるように前記ハウジングを回動させて保持し、前記破砕室に供給される被破砕物を破砕する第２の破砕手順とを有するものとする。

本発明によれば、被破砕物に混入した異物の噛み込み発生を抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係る木材破砕機の側面図である。 本発明の一実施の形態に係る木材破砕機の平面図である。 図１における破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図であり、ハウジングが破砕姿勢の場合を示す図である。 図１における破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図であり、ハウジングが退避姿勢の場合を示す図である。 図４におけるハウジング付近を拡大して示す図である。 ハウジングの回動動作及びシュートのスライド動作を制御する制御システムの全体構成を模式的に示す図であり、ハウジング及びシュートが通常破砕の位置である場合を示す図である。 ハウジングの回動動作及びシュートのスライド動作を制御する制御システムの全体構成を模式的に示す図であり、ハウジング及びシュートが粗破砕の位置である場合を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る自走式木材破砕機の全体構成を示す側面図であり、図２はその平面図である。また、図３〜図５は、図１に示した自走式木材破砕機に備えられた破砕装置１２近傍の詳細構造を示す透視側面図であり、図３はハウジングが破砕姿勢の場合を示す図、図４はハウジングが退避姿勢の場合を示す図、図５は図４のハウジング付近を拡大して示す図である。なお、以下において、図１及び図２中における左・前に対応する方向を木材破砕機の後・前とする。

図１及び図２において、本実施の形態の自走式木材破砕機は、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。なお、走行装置１は、図示したクローラ式に代えて、複数のタイヤで構成されるホイール式等にしても良い。

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（破砕機フレーム）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。

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（図示せず）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、支持部材２３を回動駆動する油圧シリンダ２８とを備えている。

支持部材２３は、一端に回動軸２２を備え、他端（先端側の一端）に押えローラ２４を備えている。支持部材２３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、支持部材２３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の外周面が支持部材２３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。

押えローラ２４は、その胴部内に駆動装置（図示せず）を内蔵しており、この駆動装置によって、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支持部材２３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に対して上げ下げさせ、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、支持部材２３に取り付けられた湾曲板２７、ハウジング４１（後述）に取り付けられたアンビル３３と湾曲板３９、及び、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が概ね画定されている。

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。なお、図３及び図４においては、１組の破砕ビット３５、支持部材３４及びボルト３８を代表して示す。

ハウジング４１は、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に設けられた図示しない軸受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ており、油圧シリンダ５０により回動駆動される。そして、このハウジング４１の破砕室３１側にアンビル３３及び湾曲板３９が配置されている。

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（以下、上流側と称する）に支持部材５１を介して取り付けられている。支持部材５１及びアンビル３３は、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。

油圧シリンダ５０は、そのボトム側先端部を側面フレーム１９に固定された支持部材９４に設けられたブラケット９６にピン９５を介して回動可能に連結され、そのロッド側先端部をハウジング４１の前方側（図３中右側）に設けられたブラケット９７にシアピン９８を介して回動可能に連結されている。この油圧シリンダ５０の伸縮動作により、ハウジング４１を回動軸４２を中心に回動させて保持し、アンビル３３が破砕ロータ３２周りの破砕室３１に挑む破砕姿勢と、アンビル３３が破砕室３１から退避した退避姿勢とを変更可能なようになっている。ハウジング４１を破砕姿勢とした状態での破砕処理（以下、通常破砕処理と称する）中に、アンビル３３に過大な負荷が作用してシアピン９８にも許容を超える負荷がかかった場合には、シアピン９８が破断してハウジング４１の拘束が解かれ、アンビル３３が破砕室３１から退避するようにハウジング４１が回動軸４２を中心に回動する。

また、ハウジング４１の機体前方側には、ハウジング４１を退避姿勢とした状態での破砕処理（以下、粗破砕処理と称する）中に、破砕室３１内から、アンビル３３と湾曲板３９が退避して出来た開口部（言い換えると、湾曲板２７の下流側端部とスクリーン４０の上流側端部の間）を通過して飛散する破砕物（以下、１次破砕物と称する）を下方の排出コンベヤ３に導くためのシュート機構７０が設けられている。シュート機構７０は、機体前方に向って下るように配置された板状のシュート７３と、シュート７３を上下方向からスライド自在に支持するよう側面フレーム１９に固定された上側支持部材７１及び下側支持部材７２と、シュート７３をその平面に沿うように機体前後方向（つまり、前下方向および後上方向）にスライドして保持する油圧シリンダ７４とを備えている。

上側支持部材７１及び下側支持部材７２は、ハウジング４１が回動通過する領域（以下、回動通過領域と称する）の前方外側に隣りあうよう配置されている。上側支持部材７１は、シュート７３の上面側に配置されており、下端部にシュート７３の上側面に沿って接触するよう設けられた支持部７１ａを有している。また、下側支持部材７２は、シュート７３の下面側に配置されており、機体後方向に向けて設けられた平面部７２ｂと、その上端部にシュート７３の下面側に沿って接触するよう設けられた支持部７２ａとを有している。つまり、シュート７３は、上側支持部材７１の支持部７１ａと下側支持部材７２の支持部７２ａとにスライド自在に上下方向から挟持されている。

油圧シリンダ７４は、そのボトム側先端部を下側支持部材７２の機体前方側に固定したブラケット７５にピン７６を介して回動可能に連結され、そのロッド側先端部をシュート７３の前方側端部下側に設けられたブラケット７７にピン７８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、シュート７３は上側支持部材７１及び下側支持部材７２に対して前後方向（前下方向および後上方向）へのスライドが可能になっている。

シュート７３は、ハウジング４１が退避姿勢の場合に油圧シリンダ７４を縮短させることにより、その後側端部が湾曲板２７の下流側端部近傍となる位置（図４及び図５に示す位置）までスライドされて保持される。このとき、シュート７３は、ハウジング４１と破砕室３１の間を隔てるように位置しており、湾曲板２７、シュート７３及び平面部７２ｂが連なって１次破砕物の排出コンベヤ３への流れをガイドする。以降、この位置を、シュート７３のガイド位置と称する。また、シュート７３は、油圧シリンダ７４を伸長させることにより、その後側端部が上下の支持部７１ａ，７２ｂの位置（図３に示す位置）まで前下方向にスライドされて保持される。このとき、シュート７３は、ハウジング４１の回動通過領域の前方外側に退避した状態となる。以降、この位置を、シュート７３の退避位置と称する。

スクリーン４０は、ハウジング４１が破砕姿勢である場合の湾曲板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上に設けた図示しない支持部材等に固定され、回動軸６４を中心に上下方向に回動する構成となっており、前端部に設けられたリンク機構（図示せず）により破砕ロータ３２に対して進退駆動される。図３及び図４に示した状態は破砕処理時のものであり、リンク機構によってスクリーン支持部材６３の姿勢が保持されている。そして、リンク機構によってスクリーン支持部材６３が回動軸６４を中心に下方へ回動下降されると、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。

図１及び図２に戻る。

排出コンベヤ３は、排出側（前方側）寄りの部分において、動力装置４から突出して設けた支持部材７５に支持されており、その反対側（後方側）部分が本体フレーム３０に支持されている。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、長手方向（前後方向）両端に設けた駆動輪と従動輪（共に図示せず）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、軸受の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、排出コンベヤ３の搬送経路上には磁選機（図示せず）が設けられており、運搬の途中で破砕物に混入している釘や鉄片等の金属を吸着して取り除き最終的に搬出するようになっている。

動力装置４は、本体フレーム３０の長手方向前方側の端部上に搭載されており、その下方側面には、木材破砕機の走行や破砕処理に関する操作・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。

次に、ハウジングの回動動作及びシュートのスライド動作の制御について説明する。

図６及び図７は、ハウジングの回動動作及びシュートのスライド動作を制御する制御システムの全体構成を模式的に示す図であり、図６はハウジング及びシュートが粗破砕の位置である場合を、図７は通常破砕の位置である場合をそれぞれ示している。

図６及び図７において、制御システムは、ハウジング４１の油圧シリンダ５０およびシュート７３の油圧シリンダ７４に圧油を供給する油圧源１０３と、油圧源１０３と油圧シリンダ５０，７４との間に設けられ、油圧源１０３から油圧シリンダ５０，７４に供給される圧油を制御する制御弁群１０２と、ハウジング４１の回動上限位置および回動下限位置を検出する第１及び第２リミットスイッチ１０４，１０５と、シュート７３のスライド上限位置およびスライド下限位置を検出する第３及び第４リミットスイッチ１０６，１０７と、制御盤８３に設けられ、破砕処理の種類を通常破砕（処理）と粗破砕（処理）から選択する破砕選択スイッチ１０１と、破砕選択スイッチ１０１および第１〜第４リミットスイッチ１０４〜１０７からの信号に基づいてハウジング４１の回動動作及びシュート７３のスライド動作を制御する制御装置１０２とを備えている。

第１リミットスイッチ１０４は、ハウジング４１が図３における反時計回りに回動して回動上限位置に到達し、ハウジング４１が退避姿勢となったことを検出するものであり、検出結果を信号線１０４ａを介して制御装置に伝達する。また、第２リミットスイッチ１０５は、ハウジング４１が図３における時計回りに回動して下限位置に到達し、ハウジング４１が破砕姿勢となったことを検出するものであり、検出結果を信号線１０５ａを介して制御装置に伝達する。

第３リミットスイッチ１０６は、シュート機構７０のシュート７３が機体後上方向にスライドして回動上限位置に到達し、シュート７３がガイド位置に移動したことを検出するものであり、検出結果を信号線１０６ａを介して制御装置に伝達する。また、第４リミットスイッチ１０７は、シュート７３が機体前下方向にスライドしてスライド下限位置に到達し、シュート７３が退避位置に移動したことを検出するものであり、検出結果を信号線１０７ａを介して制御装置に伝達する。

制御装置１００は、破砕選択スイッチ１０１および第１〜第４リミットスイッチ１０４〜１０７からの信号に基づいて制御弁群１０２を制御することにより油圧シリンダ５０，７４を制御し、ハウジング４１の回動動作及びシュート７３のスライド動作を制御する。

まず、破砕選択スイッチ１０１により粗破砕が選択された場合の処理について説明する。粗破砕選択前の状態として、ハウジング４１が破砕姿勢であり、シュート７３が退避位置である場合（図６の場合）を例に説明する。

図６に示す状態において、オペレータにより破砕選択スイッチ１０１で粗破砕が選択されると、信号線１０１ａを介して選択信号が制御装置１００に入力される。制御装置１００は、粗破砕の選択信号が入力されると、制御弁群１０２を制御し、油圧源１０３からの圧油を管路５０ｂを介して油圧シリンダ５０のボトム側油室に供給することにより、油圧シリンダ５０を伸長させる。この油圧シリンダ５０の伸長によりハウジング４１が図６における反時計回りに回動される。ハウジング４１が退避姿勢（図７参照）になると、第１リミットスイッチ１０４がハウジング４１の回動位置を検出し、信号線１０４ａを介して検出信号が制御装置１００に入力される。制御装置１００は、第１リミットスイッチ１０４からの検出信号が入力されると、制御弁群１０２を制御して油圧シリンダ５０の伸長およびハウジング４１の回動を停止し、その姿勢で保持する。

続いて、制御装置１００は、制御弁群１０２を制御し、油圧源１０３からの圧油を管路７４ａを介して油圧シリンダ７４のロッド側油室に供給することにより、油圧シリンダ７４を縮短させる。この油圧シリンダ７４の縮短によりシュート７３が機体後上方向にスライドされる。シュート７３がガイド位置（図７参照）に到達すると、第３リミットスイッチ１０６がシュート７３の位置としてロッド位置を検出し、信号線１０６ａを介して検出信号が制御装置１００に入力される。制御装置１００は、第３リミットスイッチ１０６からの検出信号が入力されると、制御弁群１０２を制御して油圧シリンダ７４の縮短およびシュート７３のスライドを停止し、その位置で保持して処理を終了する。

このように、ハウジング４１が退避姿勢であり、かつ、シュート７３がガイド位置である場合を、以降、粗破砕状態と称する。

次に、破砕選択スイッチ１０１により通常破砕が選択された場合の処理について説明する。通常破砕選択前の状態として、ハウジング４１が退避姿勢であり、シュート７３がガイド位置である場合（図７の場合）を例に説明する。

図７に示す状態において、オペレータにより破砕選択スイッチ１０１で通常破砕が選択されると、信号線１０１ａを介して選択信号が制御装置１００に入力される。制御装置１００は、通常破砕の選択信号が入力されると、制御弁群１０２を制御し、油圧源１０３からの圧油を管路７４ｂを介して油圧シリンダ７４のボトム側油室に供給することにより、油圧シリンダ７４を伸長させる。この油圧シリンダ７４の伸長によりシュート７３が機体前下方向にスライドされる。シュート７３が退避位置（図６参照）に到達すると、第４リミットスイッチ１０７がシュート７３の位置としてロッド位置を検出し、信号線１０７ａを介して検出信号が制御装置１００に入力される。制御装置１００は、第４リミットスイッチ１０７からの検出信号が入力されると、制御弁群１０２を制御して油圧シリンダ７４の伸長およびシュート７３のスライドを停止し、その位置で保持する。

続いて、制御装置１００は、制御弁群１０２を制御し、油圧源１０３からの圧油を管路５０ａを介して油圧シリンダ５０のロッド側油室に供給することにより、油圧シリンダ５０を縮短させる。この油圧シリンダ５０の縮短によりハウジング４１が図７における時計回りに回動される。ハウジング４１が破砕姿勢（図６参照）になると、第２リミットスイッチ１０５がハウジング４１の回動位置を検出し、信号線１０５ａを介して検出信号が制御装置１００に入力される。制御装置１００は、第２リミットスイッチ１０５からの検出信号が入力されると、制御弁群１０２を制御して油圧シリンダ５０の縮短およびハウジング４１の回動を停止し、その位置で保持して処理を終了する。

このように、ハウジング４１が破砕姿勢であり、かつ、シュート７３が退避位置である場合を、以降、通常破砕状態と称する。

ここで、以上のように構成した本実施の形態の木材破砕機における各破砕処理の詳細について説明する。

＜通常破砕処理＞
オペレータが、破砕選択スイッチ１０１を切り替えて通常破砕処理を選択すると、ハウジング４１の姿勢及びシュート７３の位置が通常破砕状態となる。

この状態で、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（１次破砕物）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（２次破砕物）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。

上記のように破砕処理を行うとき、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のブラケット９７と油圧シリンダ５０を連結するシアピン９８に伝わる。このように、アンビル３３に過大な負荷が作用してシアピン９８にも許容を超える負荷がかかった場合には、シアピン９８が破断してハウジング４１の拘束が解かれ、アンビル３３が破砕室３１から退避するようにハウジング４１が回動軸４２を中心に回動する。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図示しないストッパ等により吸収される。また、ハウジング４１は自重で元の姿勢（破砕姿勢）に戻る。但し、図示しないセンサなどにより、ハウジング４１の回動退避を検出すると、木材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）及び破砕ロータ３２の回転等を停止する。

＜粗破砕処理＞
オペレータが、破砕選択スイッチ１０１を切り替えて粗破砕処理を選択すると、ハウジング４１の姿勢及びシュート７３の位置が粗破砕状態となる。

この状態で、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（１次破砕物）は、そのまま、或いは、破砕ロータ３２の回転に伴って破砕室３１内を周回し、湾曲板２７の下流側端部とスクリーン４０の上流側端部の間、つまり、ハウジング４１、アンビル３３及び湾曲板３９が退避して出来た開口部を通過して、破砕室３１から機体前方へ排出される。破砕室３１から排出された１次破砕物は、シュート７３及び平面部７２ｂに案内されて排出コンベヤ３上に落下し、排出コンベヤ３によって搬送され機体に排出される。

粗破砕処理を施された破砕物（１次破砕物）は、処理前の被破砕物（木材等）の中に混入した金属や石などの異物が排出コンベヤ３による搬送時の磁選機による除去や、排出コンベヤ３による機体外への排出後の異物除去作業などにより取り除かれる。その後、１次破砕物はさらに前述の通常破砕処理を施され、所望の大きさの破砕物とされる。なお、目的とする破砕物の大きさが１次破砕物で達成される場合には、通常破砕処理は行わない。

以上のように構成した本実施の形態における効果を説明する。

従来技術の木材破砕機においては、被破砕物（木材等）の中に混入した金属や石などの異物が破砕ビットと固定刃との間に噛み込むなどすることにより、固定刃に過負荷が作用した場合に、支持部材を保持しているシアピンが破断することによって、支持部材が固定刃を破砕ロータから回動退避させ、これにより、異物の噛み込みによる固定刃や破砕ロータの軸受け等の破損を防止している。しかしながら、シアピンは固定刃の被破砕物との衝突時に支持部材を保持する十分な強度も要求されるため容易に破断するものではない。したがって、異物が噛み込んだ場合にシアピンが確実に破断して支持部材が固定刃を破砕ロータから回動退避させるとは限らず、破断しない場合には固定刃や破砕ロータの軸受など木材破砕機の主要構造物がダメージを受けてしまい、復旧に多くの時間と費用を費やすことになる。また、木材破砕機に投入する前の被破砕物からある程度の異物を取り除くことも考えられるが、家屋廃材における柱に組み付けられたボルトや、木の根の間に入った石などの異物を事前の除去作業で完全に取り除くことは事実上不可能であった。

これに対し、本実施の形態においては、ハウジング４１に支持されたアンビル３３が破砕ロータ３２周りの破砕室３１に挑む破砕姿勢、又は、アンビル３３が破砕室３１から退避した退避姿勢にハウジング４１を回動させて保持する姿勢保持機構と、ハウジング４１が退避姿勢のときに、ハウジング４１と破砕室３１の間を隔てる位置にスライド自在なシュート７３とを備えるよう構成した。これにより、投入された被破砕物に粗破砕処理を施して１次破砕物とし、異物の除去作業を行った後、その１次破砕物に通常破砕処理を施すことができるので、家屋廃材における柱に組み付けられたボルトや、木の根の間に入った石などの異物を、被破砕物から十分に取り除くことが容易となった。したがって、被破砕物に混入した異物の噛み込み発生を抑制することができ、異物の噛みによってアンビル３３や破砕ロータ３２の軸受など木材破砕機の主要構造物がダメージを受けることを抑制することができる。

１ 走行体
２ 破砕機能構成部
３ 排出コンベヤ
４ 動力装置（パワーユニット）
１０ ホッパ
１１ コンベヤ
１２ 破砕装置
１３ 押圧ローラ装置
１６ 搬送体（搬送ベルト、チェーンベルト）
１９ 側面フレーム（破砕機フレーム）
２４ 押えローラ
２８ 油圧シリンダ
３１ 破砕室
３２ 破砕ロータ
３３ アンビル（固定刃）
３５ 破砕ビット
３９ 湾曲板
４０ スクリーン（篩部材）
４１ ハウジング
５０，７４ 油圧シリンダ
７０ シュート機構
７３ シュート
８３ 制御盤
１００ 制御装置
１０１ 破砕選択スイッチ
１０２ 制御弁群
１０３ 油圧源
１０４〜１０７ リミットスイッチ

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動可能に設けられたハウジングと、
   前記ハウジングに支持された固定刃が前記破砕ロータ周りの破砕室に挑む破砕姿勢、又は、前記固定刃が前記破砕室から退避した退避姿勢となるように前記ハウジングを回動させて保持する姿勢変更手段と、
   前記固定刃が前記破砕室から退避した退避姿勢となるように前記ハウジングを回動させた状態で、該ハウジングと前記破砕室の間を隔てる位置と前記ハウジングの回動通過領域から退避する位置との間で位置変更手段によりスライド自在に設けたシュートと
   を備えたことを特徴とする木材破砕機。
2. 請求項１記載の木材破砕機において、
   前記シュートを前記ハウジングの回動通過領域から退避する位置にスライドさせ、かつ、前記ハウジングを破砕姿勢となるような位置に保持して行う通常破砕処理と、前記ハウジングを退避姿勢となるような位置に回動させて保持し、かつ、前記シュートを前記ハウジングと前記破砕室の間を隔てる位置にスライドさせて行う粗破砕処理との何れの破砕処理を行うかを選択する破砕選択スイッチと、
   前記破砕選択スイッチの選択状態に基づいて、前記姿勢変更手段に前記ハウジングを回動させると共に、前記位置変更手段に前記ハウジングをスライドさせる制御を行う制御手段と
   を備えたことを特徴とする木材破砕機。
3. 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動可能に設けられたハウジングと、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を備えた木材破砕機の木材破砕方法において、
   前記固定刃が前記破砕室から退避した退避姿勢となるように前記ハウジングを回動させて保持すると共に、前記ハウジングと前記破砕室の間を隔てる位置にシュートをスライドさせて、前記破砕室に供給される被破砕物を破砕する第１の破砕手順と、
   前記シュートを前記ハウジングの回動通過領域から退避する位置にスライドさせると共に、前記固定刃が破砕室に臨む破砕姿勢となるように前記ハウジングを回動させて保持し、前記破砕室に供給される被破砕物を破砕する第２の破砕手順と
   を備えたことを特徴とする木材破砕方法。

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