JP4741345B2

JP4741345B2 - 木材破砕機

Info

Publication number: JP4741345B2
Application number: JP2005322865A
Authority: JP
Inventors: 篤北口
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2025-11-07
Also published as: US7527212B2; DE102006052476B4; US20070102549A1; DE102006052476A1; JP2007125533A

Description

本発明は、剪定枝材・間伐材、枝木材、廃木材等を破砕する木材破砕機に関する。

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、木造建築物の解体等で発生する廃木材は、通常、最終的に産業廃棄物等として処理される。木材破砕機は、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て、被破砕木材を所定の大きさに破砕するものである。

このような木材破砕機の例として、投入コンベア上で押圧ローラによって押圧した被破砕木材を、投入コンベアと押圧ローラとで協働して破砕装置に導入した後に、高速回転する破砕ロータで破砕する水平投入式の木材破砕機がある（特許文献１等参照）。

米国特許第５９４７３９５号明細書

近年、木材破砕機の用途やニーズは多様化してきており、木材チップの粒度よりも破砕効率が優先される場合もあれば、木材チップの粒度が重視される場合もある。しかし、上記のような木材破砕機は、投入コンベアと破砕ロータの位置関係が固定されているので、破砕装置に導入される被破砕木材に対して破砕ロータに設けた破砕ビットが常にほぼ一定の角度で切り込んで破砕するようになっている。このため、破砕効率や木材チップの粒度を大きく変更することは難しく、単体の破砕機で様々なニーズに応えることは困難であった。

本発明の目的は単体で現場のニーズに柔軟に対応した木材チップの生成をすることができる木材破砕機を提供することにある。

（１）本発明は、上記目的を達成するために、被破砕木材を破砕する破砕ビットを備えた破砕ロータを有する破砕装置と、この破砕装置へ被破砕木材を搬送する投入コンベアと、この投入コンベア上を搬送される被破砕木材を押圧し前記投入コンベアと協働して被破砕木材を前記破砕装置に導入する押圧ローラと、前記破砕装置に導入される際の被破砕木材の投入方向とこの被破砕木材の前記破砕ビットとの衝突位置における前記破砕ロータの接線とがなす破砕角を可変なように、前記破砕装置と前記投入コンベアの相対的な位置関係を変更する手段とを備え、前記破装置と前記投入コンベアの相対的な位置関係を変更する手段は、前記破砕角を鋭角、直角及び鈍角のいずれにも変更可能であるものとする。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記破砕装置と前記投入コンベアの相対的な位置関係を変更する手段は、前記投入コンベアを上下に移動させる投入コンベア高さ調整手段であるものとする。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記破砕装置と前記投入コンベアの相対的な位置関係を変更する手段は、前記投入コンベアの被破砕木材搬送方向両端部の少なくともいずれかの高さ位置を変更して前記投入コンベアの傾斜角度を調整する投入コンベア傾斜角度調整手段であるものとする。

（４）上記（２）又は（３）において、好ましくは、前記投入コンベア高さ調整手段又は前記投入コンベア傾斜角度調整手段は、被破砕木材を投入するホッパの外壁の側部に設けられ、前記投入コンベアの被破砕木材搬送方向両端部に設けた従動輪及び駆動輪の軸受をそれぞれ独立して上下動可能に支持する複数のシリンダであるものとする。

本発明によれば、被破砕木材に対して破砕ビットが切り込む角度を調整することができるので、単体の木材破砕機によって現場のニーズに柔軟に対応した木材チップの生成をすることができる。

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は後方から見た背面図である。図４はこの木材破砕機のほぼ中央部に備えられた破砕装置付近の内部構造図である。各図において同じ部分には同じ符号を付す。また、以下の説明において、図１中の右・左に対応する方向を木材破砕機の前・後とする。

図１〜図４において、本実施の形態の木材破砕機は、自力走行するための走行体１と、この走行体１に搭載した木材破砕機本体部２と、この木材破砕機本体部２からの破砕木材（木材チップ）を搬送し機外に排出する排出部である排出コンベア３と、機体各所に搭載した作動機器の動力源（エンジン）等を内蔵した動力装置（パワーユニット）４等で概略構成されている。次にこれら、走行体１、木材破砕機本体２、排出コンベア３、動力装置４の構成を順次説明していく。

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、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と、駆動輪６及び従動輪７に掛け回した無限軌道履帯９とで構成されている。トラックフレーム５上には本体フレーム１０が配設されており、この本体フレーム１０が上記の木材破砕機本体部２、排出コンベア３、動力装置４等を支持している。

木材破砕機本体部２は、被破砕木材を破砕する破砕装置１３（図４参照）と、グラップル等によって被破砕木材が投入される被破砕木材受け入れ用のホッパ１１と、このホッパ１１に投入された被破砕木材を破砕装置１３の方へ搬送する投入コンベア１２と、この投入コンベア１２の搬送面の高さや傾斜角度を調整する油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄと、投入コンベア１２によって搬送される被破砕木材を上部から押圧することによって投入コンベア１２と協働して破砕装置１３に導入する押圧ローラ装置１４とを備えている。

ホッパ１１は、投入コンベア１２の周囲を囲うような上部が開口した有底形状に形成され、本体フレーム１０上の破砕ロータ３２（図４参照）の後方側にほぼ水平に備えられている。このホッパ１１は、投入コンベア１２の後方側に設けられた後壁体４４と、幅方向左右両側の外壁体４５と、外壁体４５の内側かつ投入コンベア１２の幅方向両側に設けられ、その上部が投入コンベア１２の搬送面より幾分上方に位置している側壁体（図示せず）と、この側壁体及び外壁体４５の上部に掛け渡すようにして上方に向かって拡開形状に設けられた拡開部（あおり部）４７と、投入コンベア１２の下方側に間隔を介して設けられた底部４８とを有している。

投入コンベア１２は、本体フレーム１０の長手方向後方側にホッパ１１内に収容されるようにして配設されており、破砕装置１３に備えられた破砕ロータ３２（後述する）に対向して設けたスプロケット状の駆動輪２６と機体後方側に設けた従動輪２７（後の図５参照）との間に搬送体１６を掛け回して構成してある。駆動輪２６の回転軸である駆動軸（図示せず）には投入コンベア１２を駆動する駆動装置（図示せず）の出力軸が連結され、駆動装置の駆動力が駆動輪２６に伝達される。搬送体１６はチェーンベルトにより構成され、図２に示すように機体幅方向に複数列（本例では４列）列設してある。この搬送体１６はゴムベルト等でも構成可能である。なお、以降の説明において、従動輪２７の回転軸（図示せず）を従動軸と適宜記載する。

油圧シリンダ５０Ａは、投入コンベア１２の右側面前部に位置し、駆動輪２６の駆動軸の一方を上下動可能に支持している。これと同様に、油圧シリンダ５０Ｂは、油圧シリンダ５０Ａと反対側の側面（左側面前部）に位置し、駆動軸の他方を上下動可能に支持している。また、油圧シリンダ５０Ｃは、投入コンベア１２の右側面後部に位置し、従動輪２７の従動軸の一方を上下動可能に支持しており、同様に、油圧シリンダ５０Ｄは、油圧シリンダ５０Ｃと反対側の側面（左側面後部）に位置し、従動軸の他方を上下動可能に支持している。

押圧ローラ装置１４は破砕装置１３の上部を覆うように配設されている。この押圧ローラ装置１４は、投入コンベア１２の駆動輪２６の上方に対向して配置された押圧ローラ１７と、この押圧ローラ１７を支持する支持部材１８とを備えている。支持部材１８は前端部が回動軸３６を支点として上下回動可能になっており、これにより押圧ローラ１７が上下動するようになっている。図４には図示していないが、回動軸３６は破砕装置１３等を囲う図示しないハウジングの側壁に軸受を介して回転自在に支持されている。

支持部材１８は、基端部に回動軸３６を有するアーム部３７と、このアーム部３７の先端側（基端側と反対側）に取り付けたブラケット部３８とを備えている。押圧ローラ１７は支持部材１８を構成するブラケット部３８によって回転自在に支持されている。アーム部３７の破砕室３４に臨む下面側には破砕室３４の一部を構成する湾曲板３９が取付けられている。特に図示していないが、押圧ローラ１７は中空のドラム状部材で構成されており、ドラム内部に自らの駆動装置（図示せず）を収容している。この駆動装置により、投入コンベア１２による被破砕木材の搬送方向に転動する向き（図４では反時計回り）に被破砕木材の搬送速度とほぼ同じ周速度で押圧ローラ１７が回転する。なお、図４中で押圧ローラ１７のブラケット部３８から突出して見える部分は押圧ローラ１７の端面部に設けたカバー４０である。

破砕装置１３は、本体フレーム１０の長手方向ほぼ中央部上の機体内部に搭載されており、投入コンベア１２の前端部に対向するように設けられている。破砕装置１３はドラム１９の周胴部（外周部）に複数の破砕ビット３１を取り付けて構成した破砕ロータ３２を備えており、この破砕ロータ３２を高速回転させることで投入コンベア１２によって送り込まれた被破砕木材を破砕ビット３１で打撃して粗破砕し、粗破砕した木材片をアンビル（衝突板）３３に衝突させてその衝撃力によってさらに細かく破砕するようになっている。破砕途中の木材片は、破砕室３４内で破砕ロータ３２の回転に伴って破砕室３４内を周回し破砕ビット３１やアンビル３３等と衝突を繰り返すうちにさらに細粒化され、破砕室３４内の壁面の一部を構成するスクリーン３５の目（開口）よりも粒径が小さくなった破砕木材がスクリーン３５を通過して排出コンベア３へ排出される。

排出コンベア３は動力装置４から突出して設けた支持部材２０によってその排出側（前方側）が支持されている。一方、この反対側（後方側）は支持部材２１を介して本体フレーム１０に懸架されている。これにより排出コンベア３は破砕装置１３の下方から動力装置４の下方を通った後、機体前方側に向かって上り傾斜に配設されている。この排出コンベア３のフレーム２２の長手方向前後両端にはそれぞれ駆動輪及び従動輪（ともに図示せず）が回転自在に設けられており、これら駆動輪及び従動輪にはコンベアベルト（図示せず）が掛け回してある。前方側に位置する駆動輪の回転軸には駆動装置（排出コンベア用油圧モータ）２３が直結しており、この駆動装置２３を回転駆動させることによって駆動輪と従動輪との間でコンベアベルトが循環駆動する。コンベアベルトの上方はコンベアフレーム２２に固定したカバー２４によって覆われており、コンベアベルト上の破砕木材が風等で飛散することを防止している。

動力装置４は本体フレーム１０の長手方向前方側端部上に支持部材２５を介して搭載され、先の破砕装置１３の前方側に位置している。この動力装置４には、エンジンやエンジンにより駆動される油圧ポンプや、油圧ポンプから各作動装置への圧油の流れを制御する制御弁、燃料や作動油を貯留するタンク類、エンジン冷却水を冷却するラジエータ、エアクリーナ等が内蔵されている。

また、動力装置４の後方側かつ機体右側（図２中の下側）の区画には運転席２８が設けられており、この運転席２８には走行操作用の操作レバー２９等が設けられている。一方、運転席２８の下方の機体側部にはその他の操作・設定やモニタリング等を行うための操作盤３０が設けられている。この操作盤３０は、本実施の形態では地上から操作者が操作し易いように機体の側部に設けられているが、運転席２８に設けても構わない。

次に、油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄの詳細な構成を図５を用いて説明する。

図５は、本発明に係る木材破砕機における投入コンベア１２付近の側面図である。この図において、駆動輪２６周辺は機体内部構造が分かるように部分的に断面図にしてある。既出の図と同じ部分には同じ符号を付し、説明は省略する。

図５において、油圧シリンダ５０Aは、ホッパ１１の外壁体４５の側部に設けられ、動力を駆動輪２６へ伝達する駆動軸の一方の端部を支持する軸受部５１ａと、この軸受部５１ａを上下動可能に支持するシリンダ部５４ａとを備える。このシリンダ部５４ａは、ホッパ１１の底部４８上に固定したシリンダチューブ５３ａと、このシリンダチューブ５３ａに挿入され、シリンダチューブ５３ａから突出した上端部が軸受部５１ａの下部に接続されたピストンロッド５２ａとから成っている。ピストンロッド５２ａは、圧油の力によりシリンダチューブ５３ａ内を摺動し、シリンダチューブ５３ａに対して進退する。これによって油圧シリンダ５０Ａが伸縮し、底部４８に対して軸受部５１ａが上下動するようになっている。他の油圧シリンダ５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄも、上記の油圧シリンダ５０Ａとほぼ同様に構成されており、同じ部材には符号の添字を「ａ」から「ｂ」・「ｃ」・「ｄ」にそれぞれ変えて示すことにし、それらの構成についての説明は省略する。これら油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄは、それぞれ独立して伸縮して駆動軸及び従動軸を上下させることにより、投入コンベア１２の搬送面の位置の上下移動や、傾斜角度の調整をすることができる。

なお、投入コンベア１２の駆動輪２６を支持する油圧シリンダ５０Ａ，５０Ｂ、又は従動輪２７を支持する油圧シリンダ５０Ｃ，５０Ｄのいずれか一組については、ピストンロッド５２、シリンダチューブ５３が軸受部５１、底部４８に対してそれぞれ前後に回動可能なようにブラケット等を介して連結することが好ましい。

また、投入コンベア１２を駆動する前述の図示しない駆動装置は、駆動輪２６の上下動に追従するように、例えば、軸受部５１ａ（又は軸受部５１ｂ）に対して固定し、その出力軸を軸受部５１ａ（又は軸受部５１ｂ）から突出させた駆動輪２６の駆動軸端部にカップリング等を介して連結する。あるいは、破砕装置１３を囲うハウジングや、ホッパ１１、本体フレーム１０等にこの駆動装置を固定し、駆動輪２６の駆動軸端部にギアを設けて駆動装置の出力軸と駆動軸とをチェーンで連結する駆動伝達機構とすることも考えられる。この駆動伝達機構としてはギア及びチェーンに代えてプーリ及び可撓性を有するベルトを用いても良い。

次に、本実施の形態の木材破砕機を用いて木材破砕機の基本動作について説明する。

グラップル等でホッパ１１内に被破砕木材を投入すると、被破砕木材は投入コンベア１２上に載置され、搬送体１６によって機体前方に搬送される。押圧ローラ装置１４付近まで被破砕木材が搬送されると押圧ローラ１７が被破砕木材に乗り上げ、投入コンベア１２上の被破砕木材は押圧ローラ装置１４の自重で投入コンベア１２に押し付けられ、投入コンベア１２と押圧ローラ１７とで把持された状態で破砕室３４に導入される。これにより被破砕木材は、押圧ローラ１７と投入コンベア１２とに挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕室３４内に突出されて、破砕ロータ３２を有する破砕装置１３に導入される。

破砕装置１３に導入された被破砕木材は、破砕装置１３に投入される方向と破砕ビット３１に衝突する位置における破砕ロータ３２の接線とがなす角度（破砕角とする。詳細は後述する）で破砕ビット３１によって切り込まれて粗破砕される。粗破砕された被破砕木材の木材片は、破砕ロータ３２の回転に伴って破砕室３４内を周回し、破砕ビット３１やアンビル３３等と衝突してさらに細かく破砕されていく。このように破砕を繰り返した末、木材片がスクリーン３５を通過する粒度にまで粉砕されると、その破砕木材（木材チップ）がスクリーン３５を通過して排出コンベア３のコンベアベルト上に排出される。排出された破砕木材は、このコンベアベルトによって機体前方へと搬送されて、機外に排出される。

このように被破砕木材は、破砕室３４内で破砕され、排出コンベア３のコンベアベルトを介して機外へ排出されるという破砕工程を経る。ここで、本発明者らは、上記破砕工程中の粗破砕の段階において、破砕角と破砕後の破砕木材との関係に関して以下の知見を得た。

即ち、その知見とは、破砕角の変化に応じて破砕後の木材チップの処理量や粒度が変化するというものであり、破砕角が直角の場合を基準とすると、被破砕木材の木目等との関係にも起因して、破砕角が鋭角の場合は木材チップの生産効率が上がる傾向があり、他方、鈍角の場合は木材チップの粒度が細かくなる傾向があるというものである。

このような知見に基づき、本実施の形態の木材破砕機は、上記のように油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄを設けることによって、投入コンベア１２と破砕装置１３の相対的な位置関係を適宜変更し、所望する破砕効率や木材チップの粒度等を考慮して破砕角を調整可能な構成としている。本実施の形態では、油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄを用いて破砕角を調整する方法として以下の２通りを用いる。
（１）投入コンベア１２の搬送面の高さを変更する方法
（２）投入コンベア１２の搬送面の傾斜を変更する方法
以下、上記２通りの方法について説明する。

（１）投入コンベア１２の搬送面の高さを変更する方法について
本実施の形態において投入コンベア１２の搬送面の高さを変更するには、例えば前述した操作盤３０で所定の操作を手動で行い、油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄをそれぞれ等しい高さまで伸縮させて、油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄが支持する駆動軸及び従動軸の高さを等しくする。これによって、駆動輪２６及び従動輪２７に掛け回されている搬送体１６の高さも両輪２６，２７の高さ変化に追従して変化するので、投入コンベア１２の搬送面の高さを変更することができる。更に、このように油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄを用いて変更した投入コンベア１２の搬送面の高さを後の作業時等にも確実に保持するために、高さ調整後の駆動軸及び従動軸の軸受け等を支持する例えばスペーサやボルト等の固定手段（図示せず）を用いてこれら両軸の高さを機械的に固定する。これにより、調整した投入コンベア１２の搬送面の高さが作業時等に変化することが防止され、更に安定した破砕作業を行うことができる。なお、上記固定手段としては、上記の他に、高さ方向に複数のピン孔を備え、調整した搬送面の高さに対応するピン孔にピンを挿入してピン結合することにより搬送面の高さを固定するブラケットや、高さ方向に延びる長孔を備え、この長孔を介して調整した高さでボルト結合することにより搬送面の高さを固定するブラケット等を破砕機の該当箇所に適宜設けても良い。

次に、投入コンベア１２の搬送面の高さと破砕角の関係について図６〜図８を用いて説明する。

図６〜図８は本発明の原理を模式的に示す原理図である。図６は投入コンベアの搬送面の高さを変更して、破砕角を直角に調整した状態を示す図であり、図７は同様にして破砕角を鋭角に調整した状態を示す図、図８はまた同様にして破砕角を鈍角に調整した状態を示す図である。既出の図と同じ部分には同じ符号を付し、説明は省略する。

図６〜図８において、破砕ロータ３２の回転中心をＯとする。破砕ロータ３２はこの回転中心Ｏを中心に図中の矢印方向（反時計回り）に高速回転している。また、破砕装置に導入される際の被破砕木材５５の投入方向をXとするとともに、この被破砕木材５５が破砕ビットと衝突する衝突位置における破砕ロータの接線をYとし、この被破砕木材５５の投入方向Ｘと破砕ロータの接線Ｙとがなす角を破砕角θとする。

まず、図６を用いて破砕角θが直角の場合について説明する。
図６に示すように、搬送面の高さを、油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄの伸縮量を調整することによって、破砕ロータ３２の回転中心Ｏの高さと等しくする。このように搬送面を調整すると、被破砕木材５５の投入方向Ｘと破砕ロータの接線Ｙとがなす破砕角θは直角となる。このような状態で破砕ロータ３２によって直角の破砕角で被破砕木材を破砕すると、木材チップの処理量及び粒度のバランスがとれた破砕をすることができる。

次に、図７を用いて破砕角θが鋭角の場合について説明する。
図７に示すように、搬送面の高さを、油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄの伸縮量を調整することによって、破砕ロータ３２の回転中心Ｏの高さより高くする。このように搬送面を調整すると、図が示すように破砕角θは鋭角となる。このような状態で破砕ロータ３２によって鋭角の破砕角で被破砕木材を破砕すると、破砕角が直角の場合と比較して効率良く被破砕木材を破砕することができ、単位時間当たりの木材チップの処理量を向上することができる。またこの場合、破砕ビットによって被破砕木材に加えられる破砕力ベクトル（方向はＹと等しい）の水平成分は破砕室方向（図７中の左方向）に向くため、他の場合と比較して破砕後の木材チップは破砕室方向に飛散するように破砕される傾向が強くなる。これによって、破砕後の木材チップが破砕室外へ飛散することを抑制することができる。

次に、図８を用いて破砕角θが鈍角の場合について説明する。
図８に示すように、搬送面の高さを、油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄの伸縮量を調整することによって、破砕ロータ３２の回転中心Ｏの高さより低くする。このように搬送面を調整すると、図が示すように破砕角θは鈍角となる。このような状態で破砕ロータ３２によって鈍角の破砕角で被破砕木材を破砕すると、破砕角が直角の場合と比較して被破砕木材を細かく破砕することができ、粒度の細かい木材チップを得ることができる。

このように油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄを用いて投入コンベア１２の搬送面を上下に移動させると、それに伴って図６〜図８に示したように破砕角が変化するので、所望する破砕効率や木材チップの粒度等に応じて破砕角を調整することができる。

（２）投入コンベア１２の搬送面を傾斜を変更する方法について
上記のように破砕角を調整する方法として搬送面の高さを調整する方法について説明したが、搬送面を傾斜させて破砕ロータ３２と投入コンベア１２の位置関係を変更することによっても上記と同様に破砕角の調整が可能である。以下にその方法について説明する。

本実施の形態において投入コンベア１２の搬送面を傾斜させるには、例えば操作盤３０で所定の操作を手動で行い、油圧シリンダ５０Ａ及び５０Ｂを等しい高さまで伸縮させて駆動軸の高さを調整し、他方これとは別に、油圧シリンダ５０Ｃ及び５０Ｄを等しい高さまで伸縮させて従動軸の高さを調整する。このようにして駆動軸と従動軸の高さの上下関係を適宜調整すると、投入コンベア１２の搬送面を傾斜させることができる。更に、このように油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄを用いて変更した投入コンベア１２の搬送面の傾斜角を後の作業時等にも確実に保持するために、傾斜角調整後の駆動軸及び従動軸の軸受け等を支持する例えばスペーサやボルト等の固定手段（図示せず）を用いてこれら両軸の高さを機械的に固定する。これにより、調整した投入コンベア１２の搬送面の傾斜角が作業時等に変化することが防止され、更に安定した破砕作業を行うことができる。なお、この場合も、上記（１）で説明した搬送面の高さ変更の場合と同様、ピン結合やボルト結合等を利用したブラケットを上記固定手段として用いても勿論良い。

次に、投入コンベア１２の搬送面の傾斜と破砕角の関係について図９及び図１０と前述の図６を用いて説明する。

図９〜図１０は本発明の原理を模式的に示す原理図である。図９は投入コンベアの搬送面を傾斜させ、破砕角を鋭角にした状態を示す図であり、図１０は同様にして破砕角を鈍角にした状態を示す図である。これらの図において、破砕ロータ３２の回転中心Ｏを通り、かつ投入コンベア１２の搬送面と平行な直線をＬとする。既出の図と同じ部分には同じ符号を付し、説明は省略する。

まず、図９を用いて破砕角θが鋭角の場合について説明する。
図９に示すように、投入コンベア１２の傾斜した搬送面の高さを、油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄの伸縮量を調整することによって、直線Ｌの高さより高くする。このように搬送面を傾斜させると、破砕ロータ３２と投入コンベア１２の相対的な位置関係は図７で示した場合と同じになり、被破砕木材５５の投入方向Ｘと破砕ロータの接線Ｙとがなす破砕角θは鋭角となる。したがって、被破砕木材は図７で示した場合と同様に破砕される。

次に、図１０を用いて破砕角θが鈍角の場合について説明する。
図１０に示すように、投入コンベア１２の傾斜した搬送面の高さを、油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄの伸縮量を調整することによって、直線Ｌの高さより低くする。このように搬送面を傾斜させると、破砕ロータ３２と投入コンベア１２の相対的な位置関係は図８で示した場合と同じになり、被破砕木材５５の投入方向Ｘと破砕ロータの接線Ｙとがなす破砕角θは鈍角となる。したがって、被破砕木材は図８で示した場合と同様に破砕される。

なお、重複するので詳細な説明は省略するが、破砕角θを直角に設定する場合は、図６に示したように搬送面を水平にするともに、その高さが回転中心Ｏと等しくなるように油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄを調整することによって設定可能である。

このように投入コンベア１２の搬送面を傾斜させても、破砕ロータ３２と投入コンベア１２の相対的な位置関係が変更でき、破砕角θを調整することができる。これによって投入コンベア１２の搬送面の高さを変更して破砕角を調整した前述の場合と同様の効果を得ることができる。また、この搬送面を傾斜させる方法は、投入コンベア１２の駆動輪２６側又は従動輪２７側の少なくとも一方に軸を支持する一対の油圧シリンダを設ければ投入コンベア１２を傾斜させることができ、破砕角の調整が可能である。したがって、搬送面の高さを変更する上記（１）の方法よりも簡易な構成での運用が可能である。

なお、上記（２）の説明では、投入コンベア１２の四隅に油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄを設けて搬送面を傾斜させる方法について説明したが、その傾斜方法はこれに限られない。例えば、投入コンベアが長手方向に傾斜するように投入コンベアのいずれかの箇所に設けた回動支点と、回動により傾斜した投入コンベアの姿勢を保持する姿勢保持手段とを備えることにより、上記回動支点を支点に投入コンベアを傾斜させ、さらに上記姿勢保持手段によってその傾斜姿勢を保持して搬送面を傾斜させる方法等を用いても良い。

また、上記（１）及び（２）の説明では、手動操作で破砕ロータに対する搬送面の高さを変更して破砕角を調整する場合を例に挙げて説明してきたが、その調整方法はこれに限られるものではない。例えば、機体の動作制御等を行う制御部等に破砕角に対応した油圧シリンダ５０A〜５０Ｄの伸縮量をあらかじめ登録しておき、操作者が操作盤等を介して入力する所望の角度に従って、上記制御部等が油圧シリンダ５０A〜５０Ｄの伸縮量を制御して自動的に破砕角が調整されるような方法等を採用しても良い。

次に、本実施の形態の効果について説明する。

従来の木材破砕機は、投入コンベアと破砕ロータの位置関係が固定されているので、破砕装置に導入される被破砕木材に対して破砕ロータに設けた破砕ビットが常にほぼ一定の角度で切り込んで破砕するようになっており、被破砕木材が破砕される破砕角をニーズに応じて変更することができなかった。このため、通常生産する木材チップより比較的粒度の細かいものを生産する場合には、破砕室内で被破砕木材が所望の粒度に破砕されるまで破砕作業を続ける必要があり、単位時間当たりの生産量が減少してしまう。また反対に、チップの生産量を重視する場合には、同一の破砕機では単位時間当たりのチップ生産量を向上させることは難しく、作業効率を向上させることは困難であった。このように、従来の木材破砕機では、同一の木材破砕機を用いて粒度の細かいチップや大量のチップを生産しようとすると、ある程度の作業時間が必要になってしまい作業効率が良くなかった。

これに対し、本発明は、所定の操作等を行うことによって油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄを伸縮させ投入コンベア１２の駆動輪２６及び従動輪２７の高さを調整させることにより、ホッパ１１、ひいてはホッパ１１と固定関係にある破砕装置１３に対して投入コンベア１２の姿勢を変化させたり、姿勢を保ったまま上下に平行移動させたりすることができる。これにより、投入コンベア１２と破砕装置１３の相対的な位置関係を適宜変更し、所望する破砕効率や木材チップの粒度等を考慮して破砕角を調整することができる。これにより現場のニーズに柔軟に対応した木材チップの生成を行うことができる一台二役以上の機能を有する木材破砕機を提供することが可能である。

また、本実施の形態の木材破砕機は、投入コンベア１２及び押圧ローラ１７で把持した木材を破砕ロータ３２で破砕する構成であるため、投入コンベア１２又は押圧ローラ１７で確実に破砕反力を受けられる長尺物の木材を破砕対象としたときに特に大きな効果が得られる。

さらにまた、上記実施の形態の説明において、破砕ロータ３２の回転方向は被破砕木材を下方から破砕する（アッパーカット）方向の場合に限って説明したが、逆方向である上方から被破砕木材を破砕する（ダウンカット）方向に回転する場合においても本発明は適応可能であることは言うまでもない。

なお、以上の説明では投入コンベア１２の搬送面の位置変更及び傾斜変更によって破砕角を変更する方法について説明したが、破砕装置１３と投入コンベア１２の相対的な位置関係の変更が可能であれば破砕角は調整可能であり、本発明はその効果を発揮するものである。つまり、例えば、破砕ロータ３２の回転中心に対して投入コンベア１２の位置を変更する代わりに投入コンベア１２に対して破砕ロータ３２の位置を上下に変更する方法や、搬送面を傾斜させたまま上下に移動させるといった位置変更と傾斜変更を組み合わせた方法等を用いても破砕装置１３と投入コンベア１２の相対的な位置関係を変更して破砕角を調整できるので、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、投入コンベアの姿勢制御手段として備えられている上記油圧シリンダ５０Ａ〜５０Ｄの代わりに油圧ジャッキやネジ部材等を姿勢制御手段として用いて破砕角を調整しても、勿論本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、以上においては、本発明を自走可能な自走式木材破砕機に適用した場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、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般式木材破砕機、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適用しても良いことは言うまでもない。

本発明に係る木材破砕機の側面図である。本発明に係る木材破砕機の平面図である。本発明に係る木材破砕機の背面図である。本発明に係る木材破砕機のほぼ中央部に備えられた破砕装置付近の内部構造図である。本発明に係る木材破砕機における投入コンベア付近の側面図である。破砕角が直角になるように投入コンベアの搬送面の高さを調整した場合における本発明の原理を示す図である。破砕角が鋭角になるように投入コンベアの搬送面の高さを調整した場合における本発明の原理を示す図である。破砕角が鈍角になるように投入コンベアの搬送面の高さを調整した場合における本発明の原理を示す図である。破砕角が鋭角になるように投入コンベアの搬送面の傾斜を調整した場合における本発明の原理を示す図である。破砕角が鈍角になるように投入コンベアの搬送面の傾斜を調整した場合における本発明の原理を示す図である。

符号の説明

１１ホッパ
１２投入コンベア
１３破砕装置
１４押圧ローラ装置
１６搬送体（チェーンベルト）
１７押圧ローラ
２６駆動輪（投入コンベア用）
２７従動輪（投入コンベア用）
３１破砕ビット
３２破砕ロータ
５０Ａ〜Ｄ油圧シリンダ
５１ａ〜ｄ軸受部
５２ａ〜ｄピストンロッド
５３ａ〜ｄシリンダチューブ
５４ａ〜ｄシリンダ部
５５被破砕木材
Ｏ破砕ロータ回転中心
Ｘ被破砕木材の投入方向
Ｙ破砕ロータの接線
θ 破砕角

Claims

被破砕木材を破砕する破砕ビットを備えた破砕ロータを有する破砕装置と、
この破砕装置へ被破砕木材を搬送する投入コンベアと、
この投入コンベア上を搬送される被破砕木材を押圧し前記投入コンベアと協働して被破砕木材を前記破砕装置に導入する押圧ローラと、
前記破砕装置に導入される際の被破砕木材の投入方向とこの被破砕木材の前記破砕ビットとの衝突位置における前記破砕ロータの接線とがなす破砕角を可変なように、前記破砕装置と前記投入コンベアの相対的な位置関係を変更する手段とを備え、
前記破装置と前記投入コンベアの相対的な位置関係を変更する手段は、前記破砕角を鋭角、直角及び鈍角のいずれにも変更可能であることを特徴とする木材破砕機。
請求項１記載の木材破砕機において、
前記破砕装置と前記投入コンベアの相対的な位置関係を変更する手段は、前記投入コンベアを上下に移動させる投入コンベア高さ調整手段であることを特徴とする木材破砕機。
請求項１記載の木材破砕機において、
前記破砕装置と前記投入コンベアの相対的な位置関係を変更する手段は、前記投入コンベアの被破砕木材搬送方向両端部の少なくともいずれかの高さ位置を変更して前記投入コンベアの傾斜角度を調整する投入コンベア傾斜角度調整手段であることを特徴とする木材破砕機。
請求項２又は３記載の木材破砕機において、
前記投入コンベア高さ調整手段又は前記投入コンベア傾斜角度調整手段は、被破砕木材を投入するホッパの外壁の側部に設けられ、前記投入コンベアの被破砕木材搬送方向両端部に設けた従動輪及び駆動輪の軸受をそれぞれ独立して上下動可能に支持する複数のシリンダであることを特徴とする木材破砕機。