JP4351138B2

JP4351138B2 - せん断式破砕機

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Publication number: JP4351138B2
Application number: JP2004310440A
Authority: JP
Inventors: 有正大南; ▲高▼光和久田; 好美柴; 市夫遠藤
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2024-10-26
Also published as: JP2006122730A

Description

本発明は、被破砕物を破砕する破砕装置を備えた破砕機に関し、さらに詳しくは、被破砕物を噛み切るように細くせん断するせん断式破砕装置を備えたせん断式破砕機に関するものである。

破砕機は、例えばビル解体時に搬出されるコンクリート塊や道路補修時に排出されるアスファルト塊や建設現場で発生する大小様々な岩石・建設廃材、産業廃棄物、自然石等を、破砕装置により所定の大きさに破砕することにより、廃材の再利用、工事の円滑化、コスト削減等を図るものである。こうした破砕機の中で、特に、建設廃材、家電品、プラスチック廃材、古タイヤ等を破砕するのに好適なものとして、被破砕物をせん断し破砕処理するせん断式破砕装置（いわゆるシュレッダを含む２軸せん断機等）を搭載したものがある。

例えば２軸せん断式破砕装置は、複数のカッタ及びスペーサが交互に固定され、カッタ及びスペーサが互い違いとなるように平行に配設される２本の回転軸と、これら回転軸を回転駆動する油圧モータ（駆動源）とを備えており、軸方向に隣り合うカッタ間に被破砕物を挟み込んでせん断する。また、回転軸の外周側にはスペーサと対向するように複数の固定歯（スクレーパ）が設けられており、スペーサに付着した破砕物が回転に伴って投入側に戻ってこないように掻き落とす役目を果たしている。

上記構成のせん断式破砕装置において、固定歯で掻き落とした破砕物の一部が固定歯に付着し、破砕装置の排出側（固定歯の下方）に徐々に堆積する場合がある。この付着物を除去する方法として、タイマを用いて一定時間ごとに油圧モータを逆転させる方法が提唱されている（例えば、特許文献１参照。）。このように油圧モータを逆転させることにより、反対方向に回転するカッタ又はスペーサで堆積した付着物を固定歯から剥ぎ落としてクリーニングするようになっている。

特開平８−４７６５１号公報

しかしながら、上記従来技術では以下のような課題が存在する。
すなわち、上記従来技術では、タイマにより一定時間ごとに油圧モータを逆転させるようにしたため、一定時間が経過するとクリーニングが不要な場合であっても油圧モータの逆転が行われる。このように破砕作業中に油圧モータが逆転すると、破砕作業が中断されるため、クリーニングが不要な場合には単に破砕効率の低下を招くだけであった。

本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、破砕効率の低下を防止しつつ、破砕装置の排出側に堆積した付着物を除去できるせん断式破砕装置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、被破砕物をせん断し破砕処理するせん断式破砕装置を備えたせん断式破砕機において、複数のカッタ及びスペーサが交互に配設された少なくとも１本の回転軸と、この回転軸の外周側に設けられ、前記複数のスペーサに対向するように配置された複数の固定歯と、前記回転軸を駆動する油圧モータと、この油圧モータの負荷圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの検出値がしきい値を下回った場合に、前記油圧モータを周期的に逆転方向に駆動するように制御する制御手段とを備えるものとする。

本発明においては、油圧モータで回転軸を駆動し、この回転軸に取り付けたカッタにより被破砕物をせん断し破砕処理する。破砕された破砕物は破砕装置の排出側に排出される。このとき、スペーサに対向するように配置された固定歯により、スペーサに付着した破砕物を回転に伴って投入側に戻ってこないように掻き落としてクリーニングする。

このようにして破砕作業を行ううちに、固定歯で掻き落とした破砕物の一部が固定歯に付着し、破砕装置の排出側（固定歯の下方）に徐々に堆積する場合がある。このとき、前述した従来技術のようにタイマを用いて一定時間ごとに油圧モータを逆転させた場合、一定時間が経過するとクリーニングが不要な場合であっても油圧モータの逆転駆動が行われる。このように破砕作業中に油圧モータが逆転すると、破砕作業が中断されるため、クリーニングが不要な場合には単に破砕効率の低下を招くだけであった。

これに対し、本発明においては、圧力センサで油圧モータの負荷圧力を検出し、この検出値がしきい値を下回った場合に、制御手段により油圧モータを周期的に逆転方向に駆動するように制御する。すなわち、油圧モータの負荷圧力が大きい破砕作業中には油圧モータを逆転させず、油圧モータの負荷圧力が小さくなった後、すなわち破砕作業が終了した後に油圧モータを周期的に逆転させることができる。これにより、破砕作業を中断することなく油圧モータを逆転させることができるので、破砕効率の低下を防止しつつ、破砕装置の排出側に堆積した付着物を除去することができる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、前記圧力センサの検出値が前記しきい値よりも高い他のしきい値を上回った場合に、前記油圧モータを周期的に逆転方向に駆動するように制御するものとする。

本発明においては、上記（１）と同様に油圧モータの負荷圧がしきい値を下回った場合に油圧モータを逆転方向に駆動制御する他、負荷圧が他のしきい値を上回った場合にも油圧モータを逆転するように制御する。これにより、例えば破砕が困難な硬い被破砕物が破砕装置に投入された場合等に回転軸を逆転させて被破砕物を破砕装置の投入側に排出したり、又は堅固に絡み合って破砕が困難な被破砕物を破砕しやすいようにもみほぐすことが可能となる。その結果、カッタやスペーサ、回転軸等に過負荷が作用して破損、損傷等が生じるのを防止することができる。

（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記制御手段は、前記圧力センサの検出値が前記しきい値を下回った場合、又は前記圧力センサの検出値が前記他のしきい値を上回った場合に、前記油圧モータを周期的に逆転方向及び正転方向に繰り返し駆動するように制御するものとする。

本発明によれば、破砕効率の低下を防止しつつ、破砕装置の排出側に堆積した付着物を除去することができる。

以下、本発明のせん断式破砕機の一実施形態について図面を用いて説明する。
図１は本発明のせん断式破砕機の一実施形態である自走式破砕機の全体構造を表す側面図、図２はその上面図、図３は背面図である。なお、以下において、図１中の「左・右」に対応する方向を「後・前」又は「一方・他方」とする。

図１乃至図３において、１は走行体で、この走行体１は、走行装置２と、この走行装置２上に設けた本体フレーム３とで構成されている。走行装置２は、トラックフレーム４と、このトラックフレーム４の両端に設けた従動輪５及び駆動輪６と、これら従動輪５及び駆動輪６に掛け回した履帯７と、駆動輪６に連結した駆動装置８（以下、適宜左・右走行用油圧モータ８Ｌ，８Ｒと記載する。後述の図７参照。）とで構成されている。

９は本体フレーム３の長手方向他方側に支持部材１０を介して設けた動力装置である。この動力装置９は、エンジン８０や、このエンジン８０によって駆動される油圧ポンプ８１Ａ，８１Ｂ，８２、これら油圧ポンプ８１Ａ，８１Ｂ，８２からの圧油を走行装置２等の自走式破砕機を動作させる各機構に切換え供給する複数のコントロールバルブ３３，３４Ｌ，３４Ｒ，３５からなる制御弁装置等を備えている（後述の図７参照）。

１１は例えば油圧ショベル等の投入重機により投入されるリサイクル原料としての被破砕物（例えば建設廃材、家電品、プラスチック廃材、古タイヤ等）を受け入れる上方拡径形状のホッパ、１２は本体フレーム３の長手方向一方側端部上に設けられ、ホッパ１１により受け入れた被破砕物を所定の大きさに破砕し下方へ排出する破砕装置（２軸シュレッダ、詳細は後述）である。１３はこの破砕装置１２のハウジングで、ホッパ１１は、このハウジング１３の上部に対し、例えばボルト等により着脱可能に取り付けられている。１４は破砕装置１２の駆動伝達機構を備えた駆動部で、この駆動部１４は、本体フレーム３上の破砕装置１２よりも前方側に設けられている。

図４は破砕装置１２の詳細構造を表す内部側面図、図５はその上面図、図６はこの図４中VI−VI断面による断面図である。これらの図において、先の各図と同様の部分には同符号を付し説明を省略する。
図４及び図６において、１５はハウジング１３に略水平方向に並設した略正方形断面の２本の回転軸、１６は外周部に複数の歯１６ａ（図６参照）を有するカッタ、１７は円盤状のスペーサで、これらカッタ１６及びスペーサ１７を回転軸１５に交互に挿通することにより破砕ロータ（回転体）１８を構成している。相隣接する破砕ロータ１８，１８は、互いのカッタ１６及びスペーサ１７が対向するよう配置されており、図６に示すように、互いのカッタ１６，１６の回転軌跡が径方向に一部重なり合うようになっている。

１９は回転軸１５の軸方向他方側に設けたギアで、相隣接する回転軸１５，１５は、互いのギア１９の噛合により、図６中矢印で示したように、互いに反対方向に回転するようになっている。これにより、ホッパ１１を介して導入された被破砕物を互いのカッタ１６，１６間に挟み込んで細片状にせん断し所定の大きさに破砕するようになっている。なお、回転軸１５，１５のいずれか（両方でも良い）の軸方向他端（図４中右端）は、駆動装置（油圧モータ）８３（以下、適宜破砕装置用油圧モータ８３と記載する。後述の図７参照。）に連結しており、この駆動装置８３から回転軸１５，１５の駆動力を得るようになっている。また、２０ａ〜２０ｃは回転軸１５，１５をハウジング１３に対して回転自在に支持する軸受である。

２１は軸受２０ａを支持するエンドブラケットで、このエンドブラケット２１は、少なくとも４隅がボルト２１ａ（図５参照）等によりハウジング１３に締結され、ハウジング１３の後方側壁面を構成している。このエンドブラケット２１を取り外すと、ハウジング１３内にある回転軸１５，１５の軸方向一方側（図４中左側）端部が露出し、自走式破砕機の後方（図４中左方）に臨むようになっている。２２はスペーサ１７とほぼ同数設けられたクリーニングフィンガ（固定歯）で、このクリーニングフィンガ２２は、図６に示すように、スペーサ１７との対向部分が円弧状に形成されており、この円弧状の部分が各スペーサ１７に近接するよう配設されている。３９はこのクリーニングフィンガ２２の押え板で、この押え板３９はクリーニングフィンガ２２の基底部２２ａの上下に対向配置され、ハウジング１３の幅方向（図６中左右方向）両側の内壁にボルト締結されている。

図１乃至図３に戻り、２３は破砕装置１２下方に設けたシュート、２４はこのシュート２３を介し破砕装置１２から導かれた破砕物を搬送し機外に排出する排出コンベアである。２５，２６はこの排出コンベア２４をそれぞれ本体フレーム３及び上記動力装置９から吊り下げ支持する支持部材で、排出コンベア２４は、このような支持構造により破砕装置１２の下方から搬送方向（図１中右方向）に向かって上り傾斜に配設されている。

２７は排出コンベア２４のコンベアフレーム、２８，２９はこのコンベアフレーム３０の両端に設けた駆動輪及び従動輪、３０はこれら駆動輪２８及び従動輪２９に掛け回した搬送ベルトである。また、３１は駆動輪２８に直結した駆動装置（図２及び図７参照。以下、適宜コンベア用油圧モータ３１と記載する。）で、この駆動装置３１により、駆動輪２８を回転駆動して搬送ベルト３０を循環駆動させるようになっている。なお、３２は排出コンベア２４のサイドカバーで、このサイドカバー３２は、コンベアフレーム２７の幅方向（図２中上下方向）両側上部に設けられている。

ここで、上記走行体１、破砕装置１２、及び排出コンベア２４は、本実施形態の自走式破砕機に備えられる油圧駆動装置によって駆動される被駆動部材を構成している。以下、この油圧駆動装置の詳細構成を図７を用いて説明する。
図７は、本発明のせん断式破砕機の一実施の形態における油圧駆動装置の全体構成を表す油圧回路図である。

この図７において、８０はエンジン、８１Ａ，８１Ｂはこのエンジン８０によって駆動される可変容量型の第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプ、８２は同様にエンジン８０によって駆動される固定容量型のパイロットポンプ、８３，８Ｌ，８Ｒ，３１はそれぞれ第１及び第２油圧ポンプ８１Ａ，８１Ｂから吐出される圧油が供給される前記の破砕装置用油圧モータ、左走行用油圧モータ、右走行用油圧モータ、及びコンベア用油圧モータ、３３，３４Ｌ，３４Ｒ，３５はそれぞれ前記第１及び第２油圧ポンプ８１Ａ，８１Ｂから前記各油圧モータ８３，８Ｌ，８Ｒ，３１に供給される圧油の流れ（方向及び流量）をそれぞれ制御する破砕装置用コントロールバルブ、左走行用コントロールバルブ、右走行用コントロールバルブ、コンベア用コントロールバルブである。また、３７は走行ロック用ソレノイド制御弁、４１，４２は、例えば運転席に設けられ、上記左走行用コントロールバルブ３４Ｌ及び右走行用コントロールバルブ３４Ｒをそれぞれ切り換え操作するための左・右走行用操作レバー装置、４３は例えば運転席内に設けられ、破砕装置１２及び排出コンベア２４の始動・停止等を操作者が指示入力して操作するための操作盤、４４は駆動信号生成部４４ａを有するコントローラ（制御手段）である。

前記第１および第２油圧ポンプ８１Ａ，８１Ｂ及び前記パイロットポンプ８２の吐出管路４５Ａ，４５Ｂ及び４６から分岐した管路４５Ａａ，４５Ｂａ及び４６ａには、リリーフ弁４７Ａ，４７Ｂ及び４８がそれぞれ設けられており、第１、第２油圧ポンプ８１Ａ，８１Ｂ及びパイロットポンプ８２の吐出圧の最大値を制限するためのリリーフ圧の値を、それぞれに備えられたばね４７Ａａ，４７Ｂａ及び４８ａの付勢力で設定するようになっている。

前記左走行用油圧モータ８Ｌに接続された前記左走行用コントロールバルブ３４Ｌは、前記左走行用油圧モータ８Ｌへの圧油の方向及び流量を制御可能な油圧パイロット方式の３位置切換弁であり、前記破砕装置用油圧モータ８３に接続された前記破砕装置用コントロールバルブ３３は、前記破砕装置用油圧モータ８３への圧油の方向及び流量を制御可能な３位置電磁切換弁となっている。

これら左走行用コントロールバルブ３４Ｌ及び破砕装置用コントロールバルブ３３には、前記第１油圧ポンプ８１Ａから吐出された圧油が導入され、この圧油を前記左走行用油圧モータ８Ｌ及び前記破砕装置用油圧モータ８３へ供給するようになっている。これらコントロールバルブ３３，３４Ｌは、前記第１油圧ポンプ８１Ａの前記吐出管路４５Ａに接続されたセンターバイパスライン４５Ａｂにおいて、上流側から、前記左走行用コントロールバルブ３４Ｌ、前記破砕装置用コントロールバルブ３３の順序で配置されている。

前記左走行用コントロールバルブ３４Ｌは、前記パイロットポンプ８２で発生され左走行用操作レバー４１ａ（図２も参照）を備えた前記左走行用操作レバー装置４１で所定圧力に減圧されたパイロット圧により操作される。すなわち、前記左走行用操作レバー装置４１は、前記左走行用操作レバー４１ａとその操作量に応じたパイロット圧を出力する一対の減圧弁４１ｂ，４１ｂとを備えている。前記左走行用操作レバー装置４１の左走行用操作レバー４１ａを図７中Ｂ方向（又はその反対方向、以下かっこ内対応関係同じ）に操作すると、パイロット圧がパイロット管路５１ａ（又は５１ｂ）を介して前記左走行用コントロールバルブ３４Ｌの駆動部３４Ｌａ（又は３４Ｌｂ）に導かれ、これによってこの左走行用コントロールバルブ３４Ｌが図７中上側の切換位置３４ＬＡ（又は下側の切換位置３４ＬＢ）に切り換えられ、前記第１油圧ポンプ８１Ａからの圧油が前記吐出管路４５Ａ、前記センターバイパスライン４５Ａｂ、前記左走行用コントロールバルブ３４Ｌの切換位置３４ＬＡ（又は下側の切換位置３４ＬＢ）、及び前記正転側圧油供給管路４９ａ（又は逆転側圧油供給管路４９ｂ）を介して前記左走行用油圧モータ８Ｌに供給され、この左走行用油圧モータ８Ｌが正転方向（又は逆転方向）に駆動される。

なお、前記左走行用操作レバー４１ａを図７に示す中立位置にすると、前記左走行用コントロールバルブ３４Ｌはばね３４Ｌｃ，３４Ｌｄの付勢力で図７に示す中立位置３４ＬＣに復帰し、前記左走行用油圧モータ８Ｌは停止する。

前記走行ロック用ソレノイド制御弁３７は、前記パイロットポンプ８２の前記吐出管路４６に接続されている。この走行ロック用ソレノイド制御弁３７は、前記コントローラ４４の前記駆動信号生成部４４ａで生成され（詳細は後述）出力される駆動信号Ｓtにより切り換えられるようになっている。
すなわち、この走行ロック用ソレノイド制御弁３７は、ソレノイド３７ａに入力される前記駆動信号ＳtがＯＮになると図７中左側の連通位置３７Ａに切り換えられ、前記パイロットポンプ８２の吐出管路４６から分岐した管路４６ｂを介し導入したパイロット圧を導入管路５０を介し前記左・右走行用操作レバー装置４１，４２に導き、前述した左走行用操作レバー４１ａによる前記左走行用コントロールバルブ３４Ｌの操作及び後述する右走行用操作レバー４２ａによる前記右走行用コントロールバルブ３４Ｒの操作を可能とする。一方、駆動信号ＳtがＯＦＦになると、前記走行ロック用ソレノイド制御弁３７はばね３７ｂの復元力で図７中右側の遮断位置３７Ｂに復帰し、前記管路４６ｂと前記導入管路５０とを遮断すると共に前記導入管路５０をタンク５１へ接続されたタンクライン５２に連通させ、この導入管路５０内の圧力をタンク圧とする。この結果、前記左・右走行用操作レバー装置４１，４２による前記左・右走行用コントロールバルブ３４Ｌ，３４Ｒの操作を不可能とするようになっている。

前記破砕装置用コントロールバルブ３３は、前記コントローラ４４の前記駆動信号生成部４４ａより出力される正転駆動信号Ｓcr1または逆転駆動信号Ｓcr2により切り換えられるようになっている。
すなわち、前記正転駆動信号Ｓcr1のＯＮ及び前記逆転駆動信号Ｓcr2のＯＦＦが前記破砕装置用コントロールバルブ３３のソレノイド駆動部３３ａ,３３ｂにそれぞれ入力されると、この破砕装置用コントロールバルブ３３が図７中上側の切換位置３３Ａに切り換えられる。これにより、前記第１油圧ポンプ８１Ａからの圧油が前記吐出管路４５Ａ、前記センターバイパスライン４５Ａｂ、前記左走行用コントロールバルブ３４Ｌの中立位置３４ＬＣ、前記破砕装置用コントロールバルブ３３の切換位置３３Ａ、及び前記正転側圧油供給管路５３ａを介して前記破砕装置用油圧モータ８３に供給され、この破砕装置用油圧モータ８３が正転方向に駆動される。

なおこのとき、上記正転側圧油供給管路５３ａから分岐し設けた導圧管５４に、圧力センサ５５が接続されている。この圧力センサ５５は、破砕装置用油圧モータ８３の負荷圧力（供給圧力）を検出し、負荷圧信号Ｐcrとして前記駆動信号生成部４４ａに出力するようになっている。

また、前記正転駆動信号Ｓcr1のＯＦＦ及び逆転駆動信号Ｓcr2のＯＮが前記破砕装置用コントロールバルブ３３の前記ソレノイド駆動部３３ａ,３３ｂにそれぞれ入力されると、前記破砕装置用コントロールバルブ３３が図７中下側の切換位置３３Ｂに切り換えられる。これにより、前記第１油圧ポンプ８１Ａからの圧油がその切換位置３３Ｂ及び前記逆転側圧油供給管路５３ｂを介して前記破砕装置用油圧モータ８３に供給され、この破砕装置用油圧モータ８３が逆転方向に駆動される。

なお、前記正転及び逆転駆動信号Ｓcr1，Ｓcr2がともにＯＦＦになると、前記破砕装置用コントロールバルブ３３はばね３３ｃ，３３ｄの復元力で図７に示す中立位置３３Ｃに復帰して前記第１油圧ポンプ８１Ａからの圧油は遮断され、前記破砕装置用油圧モータ８３は停止する。

前記右走行用コントロールバルブ３４Ｒは、前記左走行用コントロールバルブ３４Ｌと同様に、前記右走行用油圧モータ８Ｒへの圧油の方向及び流量を制御可能な油圧パイロット方式の３位置切換弁であり、前記コンベア用コントロールバルブ３５は、前記コンベア用油圧モータ３１への圧油の方向及び流量を制御可能な２位置電磁切換弁となっている。

前記右走行用コントロールバルブ３４Ｒ及び前記コンベア用コントロールバルブ３５は、前記第２油圧ポンプ８１Ｂから吐出された圧油をそれぞれ前記右走行用油圧モータ８Ｒ及び前記コンベア用油圧モータ３１へ供給するようになっている。

前記右走行用コントロールバルブ３４Ｒは、前記第２油圧ポンプ８１Ｂの前記吐出管路４５Ｂに接続されたセンターバイパスライン４５Ｂｂに配置されている。この右走行用コントロールバルブ３４Ｒは、前述した左走行用コントロールバルブ３４Ｌと同様に、前記右走行用操作レバー装置４２のパイロット圧により操作され、前記右走行用操作レバー４２ａ（図２も参照）を図７中Ｃ方向（又はその反対方向、以下対応関係同じ）に操作すると、パイロット圧がパイロット管路６１ａ（又は６１ｂ）を介して前記右走行用コントロールバルブ３４Ｒの駆動部３４Ｒａ（又は３４Ｒｂ）に導かれ、これによって前記右走行用コントロールバルブ３４Ｒが図７中上側の切換位置３４ＲＡ（又は下側の切換位置３４ＲＢ）に切り換えられる。これにより、前記第２油圧ポンプ８１Ｂからの圧油がその切換位置３４ＲＡ（又は下側の切換位置３４ＲＢ）及び正転側圧油供給管路６２ａ（又は逆転側圧油供給管路６２ｂ）を介して前記右走行用油圧モータ８Ｒに供給され正転方向（又は逆転方向）に駆動される。前記右走行用操作レバー４２ａを図７に示す中立位置にすると、前記右走行用コントロールバルブ３４Ｒはばね３４Ｒｃ，３４Ｒｄの付勢力で図７に示す中立位置３４ＲＣに復帰し、前記右走行用油圧モータ８Ｒは停止する。

なお、前記右走行用操作レバー装置４２へのパイロット圧は、前述した左走行用操作レバー装置４１と同様に、前記パイロットポンプ８２より前記走行ロック用ソレノイド制御弁３７を介して供給される。したがって、前記走行ロック用ソレノイド制御弁３７の前記ソレノイド３７ａに入力される前記駆動信号ＳtがＯＮになると、前記右走行用操作レバー装置４２による前記右走行用コントロールバルブ３４Ｒの上記操作が可能となり、前記駆動信号ＳtがＯＦＦになると、前記右走行用操作レバー装置４２による前記右走行用コントロールバルブ３４Ｒの上記操作が不可能となる。

前記コンベア用コントロールバルブ３５は、ソレノイド駆動部３５ａを備えた電磁切換弁である。このソレノイド駆動部３５ａには、前記コントローラ４４の前記駆動信号生成部４４ａからの駆動信号Ｓconで駆動されるソレノイドが設けられており、前記コンベア用コントロールバルブ３５はその駆動信号Ｓconの入力に応じて切り換えられるようになっている。

すなわち、前記駆動信号Ｓconが前記排出コンベア２４の動作に対応するＯＮ信号になると、前記コンベア用コントロールバルブ３５が図７中上側の切換位置３５Ａに切り換えられる。これにより、前記右走行用コントロールバルブ３４Ｒの前記中立位置３４ＲＣを介し導かれた前記第２油圧ポンプ８１Ｂからの圧油は、前記切換位置３５Ａから前記管路５７及び前記圧油供給管路５７ａを経て、前記コンベア用油圧モータ３１に供給され、このコンベア用油圧モータ３１が駆動される。このときの戻り油は、タンク管路６３に接続された排出管路６４及びこのタンク管路６３を経て前記タンク５１へと戻る。前記駆動信号Ｓconが前記排出コンベア２４の停止に対応するＯＦＦ信号になると、前記コンベア用コントロールバルブ３５はばね３５ｂの付勢力で図７に示す遮断位置３５Ｂに復帰し、前記コンベア用油圧モータ３１は停止する。

また、前記コンベア用コントロールバルブ３５の前記管路５７から分岐した管路５７ｂには、回路保護の観点からリリーフ弁５９がそれぞれ設けられており、前記コンベア用油圧モータ３１の供給圧の最大値を制限するためのリリーフ圧の値を、備えられたばね５９ａの付勢力で設定するようになっている。

図８は、本発明のせん断式破砕機の一実施の形態を構成する前記操作盤４３の盤面を表した正面図である。
前記操作盤４３には、前記破砕装置１２をそれぞれ正転駆動・停止・逆転駆動させるためのシュレッダ正転・停止・逆転ボタン６６ａ，６６ｂ，６６ｃと、前記排出コンベア２４を起動・停止させるためのコンベア起動・停止ボタン６７ａ，６７ｂと、走行操作を行う走行モード及び破砕作業を行う破砕モードのいずれか一方を選択するための操作選択スイッチ６９と、燃料計等を含むメータ部７０とを備えている。

操作者が上記操作盤４３の各種ボタン、スイッチ等の操作を行うと、その操作信号が前記コントローラ４４の前記駆動信号生成部４４ａに入力される。この駆動信号生成部４４ａは、前記操作盤４３からの操作信号に基づき、前述したコンベア用コントロールバルブ３５、走行ロック用ソレノイド制御弁３７、破砕装置用コントロールバルブ３３（ソレノイド駆動部３３ａ，３３ｂ）への前記駆動信号Ｓcon，Ｓt，Ｓcr1，Ｓcr2を生成し、対応するソレノイドにそれらを出力するようになっている。

すなわち、前記操作盤４３の前記操作選択スイッチ６９で「走行」が選択された場合には、前記駆動信号生成部４４ａは前記駆動信号ＳtをＯＮにして前記走行ロック用ソレノイド制御弁３７に入力する。これにより、前記走行ロック用ソレノイド制御弁３７は図７中左側の連通位置３７Ａに切り換わり、前記操作レバー４１ａ，４２ａによる前記走行用コントロールバルブ３４Ｌ，３４Ｒの操作が可能となる。また、前記操作盤４３の前記操作選択スイッチ６９で「破砕」が選択された場合には、前記駆動信号生成部４４ａは前記駆動信号ＳtをＯＦＦにして前記走行ロック用ソレノイド制御弁３７に入力し、この走行ロック用ソレノイド制御弁３７は図７中右側の遮断位置３７Ｂに復帰する。これにより、前記左・右走行用操作レバー４１ａ，４２ａによる前記走行用コントロールバルブ３４Ｌ，３４Ｒの操作が不可能となるようになっている。

また、前記操作盤４３の前記シュレッダ正転・停止・逆転ボタン６６ａ，６６ｂ，６６ｃのうち前記「正転」ボタン６６ａ（又は「逆転」ボタン６６ｃ、以下かっこ内対応関係同じ）が押された場合、前記駆動信号生成部４４ａは、前記破砕装置用コントロールバルブ３３の前記ソレノイド駆動部３３ａへの前記正転駆動信号Ｓcr1をＯＮ（又はＯＦＦ）にすると共に、前記破砕装置用コントロールバルブ３３の前記ソレノイド駆動部３３ｂへの前記逆転駆動信号Ｓcr2をＯＦＦ（又はＯＮ）とし、この破砕装置用コントロールバルブ３３を図７中上側の切換位置３３Ａ（又は下側の切換位置３３Ｂ）に切り換え、前記第１油圧ポンプ８１Ａからの圧油を前記破砕装置用油圧モータ８３に供給して駆動し、前記破砕装置１２を正転方向（又は逆転方向）に起動するようになっている。

その後、前記「停止」ボタン６６ｂが押された場合、前記駆動信号生成部４４ａは、上記正転・逆転駆動信号Ｓcr1，Ｓcr2をともにＯＦＦにして前記破砕装置用コントロールバルブ３３を図７に示す中立位置３３Ｃに復帰させ、前記破砕装置用油圧モータ８３を停止し、前記破砕装置１２を停止させるようになっている。

また、前記操作盤４３の前記コンベア起動・停止ボタン６７ａ，６７ｂの前記「起動」ボタン６７ａが押された場合、前記駆動信号生成部４４ａは、前記コンベア用コントロールバルブ３５の前記ソレノイド駆動部３５ａへの前記駆動信号ＳconをＯＮにして図７中上側の連通位置３５Ａに切り換え、前記第２油圧ポンプ８１Ｂからの圧油を前記コンベア用油圧モータ３１に供給して駆動し、前記排出コンベア２４を起動する。その後、前記「停止」ボタン６７ｂが押されると、前記駆動信号生成部４４ａは、前記コンベア用コントロールバルブ３５の前記ソレノイド駆動部３５ａへの前記駆動信号ＳconをＯＦＦにして図７に示す遮断位置３５Ｂに復帰させ、前記コンベア用油圧モータ３１を停止し、前記排出コンベア２４を停止させるようになっている。

前記コントローラ４４は、前述したように駆動信号生成部４４ａを有している。この駆動信号生成部４４ａは、前記操作盤４３からの操作信号に基づき各駆動信号Ｓcon，Ｓt，Ｓcr1，Ｓcr2を生成し、対応するソレノイドにそれらを出力するようになっている。

図９は、前記駆動信号生成部４４ａの制御機能のうち、前記破砕装置１２の制御に係わる制御内容を表すフローチャートである。前記駆動信号生成部４４ａの制御内容をこの図９を用いて以下に説明する。
図９において、前記操作盤４３の前記シュレッダ正転ボタン６６ａが押されると、前記駆動信号生成部４４ａはこのフローを開始する。まず、ステップ１０において、前記破砕装置用油圧モータ８３が過負荷状態又は軽負荷状態かどうか識別するためのフラグ、過負荷状態又は軽負荷状態の継続時間をカウントするための時間計算子Ｔ、及び逆転動作の継続時間をカウントするための時間計算子Ｔ′をそれぞれ０にクリアする。

次にステップ２０において、前記破砕装置１２の停止が指示されたかどうかを判定する。具体的には、前記操作盤４３の前記シュレッダ停止ボタン６６ｂが押されたかどうかを判定する。前記停止ボタン６６ｂが押されていればこの判定が満たされ、ステップ１６０に移って直ちに前記破砕装置１２を停止する。前記停止ボタン６６ｂが押されていなければこの判定が満たされず、ステップ３０へ移る。

ステップ３０において、フラグが上述した前記破砕用油圧モータ８３の過負荷状態又は軽負荷状態を示す１であるかどうかを判定する。過負荷状態又は軽負荷状態であれば、フラグが１となっており（後述する）判定が満たされるため、後述のステップ１１０に移って直ちに前記破砕装置用油圧モータ８３を逆転方向へと駆動する。過負荷状態又は軽負荷状態でなければフラグは０であるためこの判定は満たされず、ステップ４０に移る。

ステップ４０において、前記破砕装置用油圧モータ８３を正転方向へ駆動する。すなわち、前記破砕装置用コントロールバルブ３３に出力する前記正転駆動信号Ｓcr1をＯＮとすると共に前記逆転駆動信号Ｓcr2をＯＦＦとし、前記破砕装置用コントロールバルブ３３を切換位置３３Ａに切り換え、前記第１油圧ポンプ８１Ａからの圧油を正転側圧油供給管路５３ａを介し前記破砕装置用油圧モータ８３に供給して正転方向に駆動する。

その後、ステップ５０に移り、前述した正転側圧油供給管路５３ａに導圧管５４を介し設けた圧力センサ５５が検出し出力した負荷圧信号Ｐcrを入力し、逆転させるべき過負荷状態又は軽負荷状態かどうか判断を行うために、この負荷圧信号Ｐcrが予め定められ前記コントローラ４４内の適宜の部分に記憶されていた（あるいは適宜の外部入力手段により設定入力するようにしてもよい）しきい値（第１のしきい値）Ｐ_１１より大きいかどうか、又はしきい値（第２のしきい値）Ｐ_１２より小さいかどうかを判定する。前記負荷圧信号Ｐcrがしきい値Ｐ_１１以下、且つ前記負荷圧信号Ｐcrがしきい値Ｐ_１２以上の場合には、判定が満たされず前記破砕装置用油圧モータ８３は高負荷又は軽負荷状態ではないとみなされ、ステップ６０で前記時間計算子Ｔが０にクリアされた後ステップ２０に戻る。前記破砕装置用油圧モータ８３の負荷圧Ｐcrが前記しきい値Ｐ_１１より大きい場合又は負荷圧Ｐcrが前記しきい値Ｐ_１２より小さい場合には、判定が満たされて過負荷状態又は軽負荷状態であるとみなされ、ステップ７０で前記時間計算子Ｔに１を加えた後、ステップ８０へと移る。

ステップ８０では、前記時間計算子Ｔが後述するしきい値Ｔ_１１より大きいかどうかを判定する。前記時間計算子Ｔが前記しきい値Ｔ_１１以下の場合、判定が満たされずステップ２０へ戻って上記ステップ２０〜ステップ５０→ステップ７０〜ステップ８０を繰り返す。この繰り返しのあいだに、前記破砕装置用油圧モータ８３が高負荷状態又は軽負荷状態でなくなり前記負荷圧信号Ｐcrがしきい値Ｐ_１１以下且つしきい値Ｐ_１２以上となれば、ステップ５０からステップ６０に移って前記時間計算子Ｔは再び０にクリアされる。一方、繰り返しの間中、前記負荷圧信号Ｐcrがしきい値Ｐ_１１より高い状態又はしきい値Ｐ_１２より小さい状態が継続し、前記時間計算子Ｔがしきい値Ｔ_１１より大きくなると、ステップ８０の判定が満たされ前記破砕装置用油圧モータ８３は継続的な過負荷状態又は軽負荷状態であるとみなされ、ステップ９０へと移る。

なお、前記しきい値Ｔ_１１は、前記破砕装置用油圧モータ８３の過負荷状態又は軽負荷状態が過渡的・一時的なものか継続的なものかを判断するために、予め定められ記憶された所定の値である（あるいは適宜の外部入力手段により設定入力するようにしてもよい）。

ステップ９０では、前記時間計算子Ｔを０にクリアする。その後、ステップ１００で前記フラグを過負荷状態又は軽負荷状態であることを示す１にし、ステップ１１０へと移る。

ステップ１１０では、前記破砕装置用油圧モータ８３を逆転方向へ駆動する。すなわち、前記破砕装置用コントロールバルブ３３に出力する前記正転駆動信号Ｓcr1をＯＦＦとすると共に前記逆転駆動信号Ｓcr2をＯＮとし、この破砕装置用コントロールバルブ３３を切換位置３３Ｂに切り換え、前記第１油圧ポンプ８１Ａからの圧油を逆転側圧油供給管路５３ｂを介し前記破砕装置用油圧モータ８３に供給して逆転方向に駆動する。

その後、ステップ１２０に移り、前記時間計算子Ｔ′に１を加えた後、ステップ１３０へと移る。ステップ１３０では、前記時間計算子Ｔ′が後述するしきい値Ｔ_１２より大きいかどうかを判定する。前記時間計算子Ｔ′が前記しきい値Ｔ_１２以下であった場合、判定が満たされず、ステップ２０へ戻ってステップ２０〜ステップ１３０を繰り返す。但しこのとき、前記フラグが過負荷状態又は軽負荷状態を示す１となっていることから、ステップ２０〜ステップ３０→ステップ１１０〜ステップ１３０を繰り返すこととなる。この繰り返している間に時間計算子Ｔ′がしきい値Ｔ_１２より大きくなったら、ステップ１３０の判定が満たされて前記破砕装置１２は充分な時間だけ逆転したとみなされ、ステップ１４０へ移る。

ステップ１４０では、前記時間計算子Ｔ′が０にクリアされ、その後ステップ１５０に移ってフラグを過負荷状態又は軽負荷状態でない０にクリアし、ステップ２０に戻る。その後は同様の手順を繰り返す。

なお、上述したしきい値Ｔ_１２は、過負荷状態の場合には例えば前記破砕装置１２内のカッタ１６，１６間に詰まった被破砕物・異物等がこれらカッタ１６，１６間より脱出するのに充分な時間として、軽負荷状態の場合には破砕装置１２の排出側（クリーニングフィンガ２２の下方）に堆積した付着物を剥ぎ落とすのに充分な時間として、予め定められ記憶された所定の値である（あるいは適宜の外部入力手段により設定入力するようにしてもよい）。

次に、上記構成の本発明のせん断式破砕機の一実施の形態の動作及び作用を以下に説明する。
上記構成の自走式破砕機において、破砕作業時には、操作者は、操作盤４３の操作選択スイッチ６９で「破砕」を選択して走行操作を不可能にした後、コンベア起動ボタン６７ａ、及びシュレッダ正転ボタン６６ａを順次押す。

上記操作により、コントローラ４４の駆動信号生成部４４ａがコンベア用コントロールバルブ３５のソレノイド駆動部３５ａへの駆動信号ＳconをＯＮとすることにより、コンベア用コントロールバルブ３５は図７中上側の連通位置３５Ａに切り換わる。さらに、駆動信号生成部４４ａが破砕装置用コントロールバルブ３３のソレノイド駆動部３３ａへの駆動信号Ｓcr1をＯＮ、ソレノイド駆動部３３ｂへの駆動信号Ｓcr2をＯＦＦとすることにより、破砕装置用コントロールバルブ３３は図７中上側の切換位置３３Ａに切り換わる。これにより、第２油圧ポンプ８１Ｂからの圧油がコンベア用油圧モータ３１に供給され、排出コンベア２４が起動する一方、第１油圧ポンプ８１Ａからの圧油が破砕装置用油圧モータ８３に供給され、破砕装置１２が正転方向に起動する。

このとき、ホッパ２に被破砕物が投入される前の空運転の状態であり、破砕装置１２は軽負荷状態であるので、破砕装置用油圧モータ８３の負荷圧Ｐcrはしきい値Ｐ_１２よりも小さい状態となり、前述した図９のフロー中におけるステップ５０の判定が満たされステップ９０及びステップ１００を介しステップ１１０に移り、破砕装置用コントロールバルブ３３に出力する正転駆動信号Ｓcr1をＯＦＦ、逆転駆動信号Ｓcr2をＯＮとし、破砕装置１２を逆転駆動する。破砕装置１２が逆転駆動を開始すると、図９中におけるステップ２０〜ステップ３０→ステップ１１０〜ステップ１３０を繰り返し、逆転駆動の時間計算子Ｔ′がしきい値Ｔ_１２までカウントアップすると、ステップ１３０の判定が満たされステップ１４０，１５０を介しステップ２０に戻る。フラグが０にリセットされているため、ステップ３０の判定は満たされずステップ４０に移る。すなわち、駆動信号生成部４４ａは、破砕装置用コントロールバルブ３３に出力する正転駆動信号Ｓcr1をＯＮ、逆転駆動信号Ｓcr2をＯＦＦとし、破砕装置１２を正転駆動に復帰させる。そして、再度ステップ５０の判定が行われる。このようにして、被破砕物を投入していない空運転状態においては、破砕装置１２の逆転駆動及び正転駆動が繰り返し周期的に行われる。

次に、例えば前述したグラップル等を装着した油圧ショベル等でホッパ１１に被破砕物を投入すると、その投入された被破砕物が破砕装置１２へと導かれ、破砕装置１２で所定の大きさに破砕される。
このとき、投入される被破砕物に破砕困難なものが混入されておらずまた比較的投入量も少ない場合、破砕装置用油圧モータ８３の負荷圧ＰcrがＰ_１２≦Ｐcr≦Ｐ_１１となり、図９のフロー中におけるステップ５０の判定が満たされず、ステップ２０〜ステップ６０を繰り返す状態となる。

一方、被破砕物に破砕困難なものが混入していたり、または投入量が過度に多いような場合には、破砕装置用油圧モータ８３の負荷圧Ｐcrはしきい値Ｐ_１１よりも大きくなり、図９中におけるステップ５０の判定が満たされステップ９０及びステップ１００を介しステップ１１０に移り、破砕装置１２を逆転駆動する。破砕装置１２が逆転駆動を開始すると、図９中におけるステップ２０〜ステップ３０→ステップ１１０〜ステップ１３０を繰り返し、逆転駆動の時間計算子Ｔ′がしきい値Ｔ_１２までカウントアップすると、ステップ１３０の判定が満たされステップ１４０，１５０を介しステップ２０に戻る。フラグが０にリセットされているため、ステップ３０の判定は満たされずステップ４０に移り、駆動信号生成部４４ａは、破砕装置１２を正転駆動に復帰させる。そして、再度ステップ５０の判定が行われる。上記逆転駆動により圧力センサ５５の負荷圧検出値Ｐcrが低下している場合には判定が満たされず、ステップ２０〜ステップ６０を繰り返し、継続して正転駆動される。逆転駆動したにも拘わらず未だ過負荷状態である場合には、再び上記と同様の動作を繰り返す。

以上のようにして被破砕物を破砕し、破砕された破砕物は、破砕装置１２下部のシュート２３から排出コンベア２４上に落下して運搬され、最終的に自走式破砕機の前部（図１中右端部）から排出される。

なお、以上のような流れで行われる破砕作業において、例えばダンプカー上の全ての被破砕物を油圧ショベルでホッパ１１に投入し終わり、次のダンプカーを待っている最中等においては、破砕装置１２が空運転となる。この場合には、上述した被破砕物投入前の空運転状態と同様に、破砕装置１２の逆転駆動と正転駆動とを周期的に繰り返す。

破砕作業が終了したら、上記手順と逆手順に操作すれば足りる。すなわち、シュレッダ停止ボタン６６ｂ、コンベア停止ボタン６７ｂを順次押す。これにより、破砕装置用コントロールバルブ３３は中立位置３３Ｃに、コンベア用コントロールバルブ３５は遮断位置３５Ｂに復帰し、それぞれの圧油供給管路５３ａ，５７ａ内の圧油はタンク管路６３を介しタンク５１に流入し、タンク５１内の圧力と等しくなる。これにより、破砕装置１２、排出コンベア２４が停止する。

なお、操作者がシュレッダ逆転ボタン６６ｃを押した場合、駆動信号生成部４４ａは、図９の制御フローと関係なく停止ボタン６６ｂが押されるまで破砕装置１２を逆転駆動させる。

以上のように構成した上記本発明のせん断式破砕機の一実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態の破砕装置１２のようなせん断式破砕装置で破砕作業を行う場合、破砕された破砕物は破砕装置１２の下方に排出されるが、このとき、スペーサ１７に対向して配置されたクリーニングフィンガ２２により、スペーサ１７に付着した破砕物を回転に伴ってホッパ１１側に戻ってこないように掻き落としてクリーニングする。このようにして破砕作業を行ううちに、クリーニングフィンガ２２で掻き落とした破砕物の一部がクリーニングフィンガ２２の下方に付着し、破砕装置１２の排出側（破砕装置１２とシュート２３との間）に徐々に堆積する場合がある。このとき、前述した従来技術のようにタイマを用いて一定時間ごとに破砕装置用油圧モータ８３を逆転させた場合、一定時間が経過するとクリーニングが不要な場合であっても破砕装置用油圧モータ８３の逆転駆動が行われる。このように破砕作業中に破砕装置用油圧モータ８３が逆転すると、破砕作業が中断されるため、クリーニングが不要な場合には破砕効率の低下を招くだけであった。

これに対し、本実施形態においては、圧力センサ５５で破砕装置用油圧モータ８３の負荷圧力を検出し、この検出値がしきい値Ｐ_１２を下回った場合には、前述したようにコントローラ４４により破砕装置用油圧モータ８３を周期的に逆転方向に駆動するように制御する。すなわち、負荷圧力が大きい破砕作業中には破砕装置１２を逆転させず、破砕作業が終了して破砕装置用油圧モータ８３の負荷圧力が小さくなった後に破砕装置１２を周期的に逆転させるようにすることができる。これにより、破砕作業を中断することなく破砕装置１２を逆転させることができるので、破砕効率の低下を防止しつつ、破砕装置１２の排出側に堆積した付着物を除去することができる。

また本実施形態によれば、例えば廃ビニールやカーペット、じゅうたん等の軽負荷の被破砕物を破砕する場合であっても、破砕装置１２を周期的に逆転させることができる。すなわち、例えば過負荷の場合のみ破砕装置１２を逆転させる構造の場合には、上記軽負荷の被破砕物を破砕する場合には破砕装置１２が逆転されることがないため、破砕装置１２の排出側に破砕物の一部が堆積した場合であってもクリーニングすることができない。また、破砕装置１２の逆転がされないと廃ビニール等がすだれ状につながったまま細くせん断され、切断されない場合があった。これに対し、本実施形態によれば、上記軽負荷の被破砕物を破砕する場合であっても破砕装置１２を逆転させてクリーニングすることが可能であり、また逆転により廃ビニール等の軽負荷の被破砕物を切断してその粒度を調整することができる。

さらに本実施形態によれば、破砕装置用油圧モータ８３の負荷圧がしきい値Ｐ_１１を上回った場合にも、コントローラ４４により破砕装置用油圧モータ８３を周期的に逆転方向に駆動するように制御するので、例えば破砕が困難な硬い被破砕物が破砕装置１２に投入された場合等に逆転により被破砕物をホッパ１１側に排出したり、又は堅固に絡み合って破砕が困難な被破砕物を破砕しやすいようにもみほぐすといったことが可能となる。その結果、カッタ１６やスペーサ１７、回転軸１５等に過負荷が作用して破損、損傷等が生じるのを防止することができる。

なお、以上では本発明を２軸破砕機（いわゆる２軸シュレッダ）に適用した場合を例にとって説明したが、これに限らない。すなわち、他のせん断式破砕機、例えばカッタ及びスペーサを取り付けた１本の回転軸と固定歯とにより破砕を行う１軸破砕機や、例えば６軸破砕機等のさらに多くの回転軸を備えたせん断式破砕装置についても適用可能である。

本発明のせん断式破砕機の一実施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。本発明のせん断式破砕機の一実施形態である自走式破砕機の全体構造を表す上面図である。本発明のせん断式破砕機の一実施形態である自走式破砕機の全体構造を表す背面図である。本発明のせん断式破砕機の一実施形態を構成する破砕装置の詳細構造を表す内部側面図である。本発明のせん断式破砕機の一実施形態を構成する破砕装置の詳細構造を表す上面図である。本発明のせん断式破砕機の一実施形態を構成する破砕装置の詳細構造を表す図４中VI−VI断面による断面図である。本発明のせん断式破砕機の一実施の形態における油圧駆動装置の全体構成を表す油圧回路図である。本発明のせん断式破砕機の一実施の形態を構成する操作盤の盤面を表した正面図である。本発明のせん断式破砕機の一実施の形態を構成するコントローラの駆動信号生成部の制御機能のうち、破砕装置の制御に係わる制御内容を表すフローチャートである。

符号の説明

１２破砕装置（せん断式破砕装置）
１５回転軸
１６カッタ
１７スペーサ
２２クリーニングフィンガ（固定歯）
４４コントローラ（制御手段）
５５圧力センサ
８３駆動装置（油圧モータ）

Claims

被破砕物をせん断し破砕処理するせん断式破砕装置を備えたせん断式破砕機において、
複数のカッタ及びスペーサが交互に配設された少なくとも１本の回転軸と、
この回転軸の外周側に設けられ、前記複数のスペーサに対向するように配置された複数の固定歯と、
前記回転軸を駆動する油圧モータと、
この油圧モータの負荷圧力を検出する圧力センサと、
この圧力センサの検出値がしきい値を下回った場合に、前記油圧モータを周期的に逆転方向に駆動するように制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするせん断式破砕機。
前記制御手段は、前記圧力センサの検出値が前記しきい値よりも高い他のしきい値を上回った場合に、前記油圧モータを周期的に逆転方向に駆動するように制御することを特徴とする請求項１記載のせん断式破砕機。
前記制御手段は、前記圧力センサの検出値が前記しきい値を下回った場合、又は前記圧力センサの検出値が前記他のしきい値を上回った場合に、前記油圧モータを周期的に逆転方向及び正転方向に繰り返し駆動するように制御することを特徴とする請求項１又は２記載のせん断式破砕機。