JP4919188B2 - 破砕装置 - Google Patents

Description

本発明は、剪定枝や木材等の被破砕物を破砕するための破砕装置に関する。

剪定枝や木材等の被破砕物を細かく破砕するための破砕装置としては、被破砕物が投入される投入口が形成された投入ホッパと、この投入ホッパから供給された被破砕物を破砕するための破砕室が形成された破砕処理部と、この破砕処理部で破砕された被破砕物片を外部に吐出するための吐出ダクトとを備えていろ破砕装置がある（例えば、特許文献１参照）。

このような破砕装置としては、図６に示すように、破砕室１２１内で回転する破砕ロータ１２３と、破砕室１２１内に固定された破砕下刃１２４とを有する破砕処理部１２０を備え、円形断面の破砕ロータ１２３の外周面１２３ａに破砕上刃１２３ｂが設けられている破砕装置１００がある。
また、従来の破砕装置１００の破砕処理部１２０には、被破砕物を投入ホッパ１１０から破砕室１２１内に送り込むための送りローラ１２５が設けられているとともに、破砕室１２１内で破砕された被破砕物片を吐出ダクト１３０に向けて掃き飛ばすための排出羽根１２６が設けられている。

そして、従来の破砕装置１００では、投入ホッパ１１０に投入された被破砕物は、送りローラ１２５によって破砕室１２１内に送り込まれ、回転する破砕ロータ１２３の破砕上刃１２３ｂと、固定された破砕下刃１２４との間で切削されて破砕される。さらに、破砕室１２１内で破砕された被破砕物片は、排出羽根１２６によって掃き飛ばされ、吐出ダクト１３０から外部に吐出されることになる。

特開２００３−１１７４１９号公報

ここで、被破砕物が木材Ｗである場合には、破砕後の木材片をばらけ易くするために、木材Ｗの繊維方向に対して直角に切削することが望ましい。そのためには、図７（ａ）に示すように、破砕ロータ１２３の外径を木材Ｗの厚さに対して大きくする必要がある。

その一方で、小径の破砕ロータ１２３を用いることにより、装置全体をコンパクトに構成している破砕装置がある。しかしながら、小径の破砕ロータ１２３では、図７（ｂ）に示すように、木材Ｗの切削面において、上下部では、破砕上刃１２３ｂが木材Ｗの繊維方向に沿って移動することになる。これにより、切削された木材片は部分的に繊維方向に沿って切削された状態となるため、木材片がばらけ難くなり、破砕後の木材片が大きくなってしまうという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、小径の破砕ロータを用いて、装置全体をコンパクトに構成した場合であっても、被破砕物を細かく破砕することができる破砕装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、被破砕物が投入される投入口が形成された投入ホッパと、投入ホッパから供給された被破砕物を破砕するための破砕室が形成された破砕処理部と、破砕処理部で破砕された被破砕物を外部に吐出するための吐出ダクトと、を備えている破砕装置であって、破砕処理部は、破砕室内で回転する破砕ロータと、破砕室内に固定された破砕下刃と、を有し、破砕ロータは、破砕ロータの外周面の周方向に回転し、外周面の幅方向に刃が延長された破砕上刃が設けられているとともに、破砕ロータの回転方向において、破砕上刃の前方側には、破砕上刃に沿って、切削逃がし溝が形成され、破砕室内に供給された被破砕物は、回転する破砕ロータの破砕上刃と、破砕下刃との間で切削されるように構成されており、切削逃がし溝内には、破砕ロータの回転方向に沿って刃が形成された縦刃が設けられていることを特徴としている。

このような破砕装置では、被破砕物は破砕室内において、回転する破砕ロータの破砕上刃と、固定された破砕下刃との間で薄板状に切削される。この薄板状の被破砕物片は、破砕ロータの外周面に形成された切削逃がし溝内に入り込み、切削逃がし溝内の縦刃によって短冊状に裁断される。また、短冊状の被破砕物片は、切削逃がし溝内でロール状に丸め込まれた状態となる。そして、破砕ロータが一回転するごとに、切削逃がし溝内には新たに切削された被破砕物片が入り込み、切削逃がし溝から被破砕物片が順次に押し出されることになる。

このように、本発明では、破砕上刃と破砕下刃とによって薄板状に切削された被破砕物片を、切削逃がし溝内の縦刃によって短冊状に裁断することにより、被破砕物を細かく破砕することができる。なお、被破砕物が木材である場合には、木材が繊維方向に沿って切削されたとしても、切削された木材片が縦刃によって裁断されるため、木材を細かく破砕することができる。したがって、本発明の破砕装置では、破砕ロータの大きさに影響されることなく、被破砕物を細かく破砕することができるため、できるかぎり小径の破砕ロータを用いて、装置全体をコンパクトに構成することができる。
また、被破砕物が木材である場合には、木材の繊維方向に影響されることなく、木材を細かく破砕することができるため、木材を投入するときの向きを調整する必要がなくなり、作業効率を向上させることができる。

前記した破砕装置において、縦刃は、ねじ部材によって切削逃がし溝内に取り付けられているように構成することができる。

このように、縦刃をねじ部材によって切削逃がし溝内に取り付けることにより、縦刃を容易に交換することができ、破砕装置のメンテナンス性を良くすることができる。

前記した破砕装置において、縦刃は、切削逃がし溝内に設けられたスリットに挿入され、破砕上刃によって切削逃がし溝内に押さえ付けられているように構成することができる。

このように、縦刃は破砕上刃によって切削逃がし溝内に押さえ付けられているため、縦刃を容易に交換することができ、破砕装置のメンテナンス性を良くすることができる。

本発明の破砕装置によれば、破砕上刃と破砕下刃とによって切削された被破砕物片を、切削逃がし溝内の縦刃によって裁断することにより、被破砕物を細かく破砕することができる。したがって、本発明の破砕装置では、破砕ロータの大きさに影響されることなく、被破砕物を細かく破砕することができるため、できるかぎり小径の破砕ロータを用いて、装置全体をコンパクトに構成することができる。
また、被破砕物が木材である場合には、木材の繊維方向に影響されることなく、木材を細かく破砕することができるため、木材を投入するときの向きを調整する必要がなくなり、作業効率を向上させることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態の破砕装置を上流側から見た斜視図である。図２は、本実施形態の破砕装置を下流側から見た斜視図である。図３は、本実施形態の破砕装置における内部構造を示した概略側断面図である。図４は、本実施形態の破砕装置における破砕ロータを示した斜視図である。

［破砕装置の構成］
図１及び図２に示した本実施形態の破砕装置１は、剪定枝や木材等の被破砕物を細かく破砕するための装置であり、被破砕物が投入される投入口１１が形成された投入ホッパ１０と、投入ホッパ１０から供給された被破砕物を破砕するための破砕処理部２０と、破砕処理部２０で破砕された被破砕物片を外部に吐出するための吐出ダクト３０と、破砕処理部２０の駆動源であるエンジン４０とを備えている。
また、本実施形態の破砕装置１の下部には、二体の履帯５１，５１を有するクローラ５０が設けられており、投入ホッパ１０の両側に配設されたハンドル５２，５２を作業者が操作することによって自走可能となっている。
なお、以下の説明では、被破砕物が投入される投入ホッパ１０側を上流側とし、破砕後の被破砕物片が吐出される吐出ダクト３０側を下流側として説明する。さらに、破砕装置１の幅方向とは、上下流方向に対して横方向に直交する方向である。

［投入ホッパの構成］
投入ホッパ１０は、図１に示すように、矩形断面の筒状体であり、上流側の開口部は、被破砕物が投入される投入口１１となっている。また、図３に示すように、投入ホッパ１０の下流側の開口部は、被破砕物を破砕処理部２０に供給するための送出口１２となっている。なお、投入口１１の開口面積は、送出口１２の開口面積よりも大きく形成されており、作業者が投入ホッパ１０の投入口１１に対して被破砕物を投入し易くなっている。

［破砕処理部の構成］
破砕処理部２０は、図３に示すように、投入ホッパ１０から供給された被破砕物を破砕するための破砕室２１が形成されたケーシング２２を備えており、破砕室２１内で回転する破砕ロータ２３と、破砕室２１内に固定された破砕下刃２４とを有している。
また、ケーシング２２には、投入ホッパ１０の送出口１２に連通する上流側開口部２２ａと、吐出ダクト３０の取入口３１に連通する下流側開口部２２ｂとが形成されている。

また、破砕処理部２０の上流側開口部２２ａの近傍には、被破砕物を投入ホッパ１０から破砕室２１内に送り込むための送りローラ２５が設けられている。さらに、下流側開口部２２ｂの近傍には、破砕室２１内で破砕された被破砕物片を吐出ダクト３０に向けて掃き飛ばすための排出羽根２６が設けられている。

（破砕ロータの構成）
破砕ロータ２３は、外周面２３ａを有する円形断面の部材であり、中心軸が破砕装置１の幅方向に配置されており、破砕室２１内の略中央に配設されている。
この破砕ロータ２３は、ケーシング２２の下方に設けられたエンジン４０（図１参照）からの駆動力によって、外周面２３ａの周方向に回転するように構成されており、破砕ロータ２３の外周面２３ａが、上流側では下方に向けて移動し、下流側では上方に向けて移動するように回転方向が設定されている。
なお、エンジン４０の出力軸から破砕ロータ２３への駆動力の伝達方式は限定されるものではなく、ベルト方式やチェーン方式などの各種公知の構成を用いることができる。

（破砕上刃の構成）
また、破砕ロータ２３の外周面２３ａには、外周面２３ａの幅方向に刃が延長された破砕上刃２３ｂが設けられている。破砕上刃２３ｂは、図４に示すように、上側の押さえ板部２３ｂ_１と、下側の刃部２３ｂ_２とから構成されている。
この破砕上刃２３ｂでは、図４に示すように、複数の取付穴２３ｃが長手方向に均等間隔で貫通している。そして、破砕上刃２３ｂの外方からボルト２３ｄを各取付穴２３ｃにそれぞれ挿通させ、破砕ロータ２３の外周面２３ａに形成されたねじ穴（図示せず）に各ボルト２３ｄを螺着させることにより、破砕ロータ２３の外周面２３ａに破砕上刃２３ｂが固定されている。
このように、破砕上刃２３ｂは、ボルト２３ｄによって破砕ロータ２３の外周面２３ａに取り付けられており、ケーシング２２（図３参照）の上板２２ｃを開けて、破砕ロータ２３の外周面２３ａを外部に露出させることにより、各ボルト２３ｄを脱着させることができる。このようにして、破砕上刃２３ｂを容易に交換することができるため、メンテナンス性が良くなっている。
なお、本実施形態では、ボルト２３ｄとして六角ボルトを用いているが、六角穴付ボルトや小ねじ等の各種ねじ部材を用いることができる。

（切削逃がし溝の構成）
また、破砕ロータ２３の回転方向において、破砕上刃２３ｂの前方側には、破砕上刃２３ｂに沿って、略半円形断面の切削逃がし溝２３ｅが形成されている。この切削逃がし溝２３ｅにおいて、破砕上刃２３ｂ側の内面には、縦刃２３ｆを有する裁断刃部２３ｇが取り付けられている。

（裁断刃部の構成）
裁断刃部２３ｇは、切削逃がし溝２３ｅに沿って延長された板状の取付部２３ｈと、取付部２３ｈに立設された複数の縦刃２３ｆとから構成されている。
縦刃２３ｆは、側面視で三角形に形成されており、破砕ロータ２３の回転方向に沿って刃が形成されている。各縦刃２３ｆは、取付部２３ｈの長手方向に均等間隔で設けられている。

また、裁断刃部２３ｇの取付部２３ｈには、複数の取付穴２３ｉが長手方向に所定間隔を離して貫通している。そして、裁断刃部２３ｇの外方からボルト２３ｊを各取付穴２３ｉにそれぞれ挿通させ、切削逃がし溝２３ｅの内面に形成されたねじ穴（図示せず）に各ボルト２３ｊを螺着させることにより、切削逃がし溝２３ｅ内に裁断刃部２３ｇが固定されている。
このように、縦刃２３ｆを有する裁断刃部２３ｇは、ボルト２３ｊによって破砕ロータ２３の外周面２３ａの一部に形成された切削逃がし溝２３ｅ内に取り付けられており、ケーシング２２（図３参照）の上板２２ｃを開けて、破砕ロータ２３の外周面２３ａを外部に露出させることにより、各ボルト２３ｊを脱着させることができる。このようにして、裁断刃部２３ｇを容易に交換することができるため、メンテナンス性が良くなっている。
なお、本実施形態では、ボルト２３ｊとして六角ボルトを用いているが、六角穴付ボルトや小ねじ等の各種ねじ部材を用いることができる。

（破砕下刃の構成）
破砕下刃２４は、図３に示すように、破砕装置１の幅方向に刃が延長されており、破砕室２１の底面において、破砕ロータ２３よりも上流側で破砕ロータ２３の外周面２３ａに近接する位置に固定されている。

（送りローラの構成）
送りローラ２５は、破砕処理部２０の上流側開口部２２ａの近傍に設けられており、破砕装置１の幅方向に延長された回転軸２５ａと、この回転軸２５ａの外周面に取り付けられた複数の送り板２５ｂとを備え、回転軸２５ａは、破砕処理部２０の外側面に設けられた油圧モータ２５ｃ（図１参照）によって回転するように構成されている。なお、油圧モータ２５ｃは、エンジン４０（図１参照）の駆動力によって駆動するように構成されている。
また、送りローラ２５は、送り板２５ｂが回転軸２５ａの下側で上流側から下流側に向けて移動するように回転方向が設定されている。
さらに、送りローラ２５は、油圧モータ２５ｃとともに、上下方向に移動自在となっており、破砕処理部２０の外側面に設けられたバネ部材（図示せず）によって、下方に向けて付勢されている。

そして、回転する送りローラ２５と、ケーシング２２の底面との間に被破砕物が挿入されたときには、送りローラ２５の送り板２５ｂが被破砕物の上面に押し付けられる。このとき、被破砕物の上面に押し付けられた送り板２５ｂは上流側から下流側に向けて移動しているため、被破砕物は下流側に向けて送り込まれることになる。

（排出羽根の構成）
排出羽根２６は、破砕処理部２０の下流側開口部２２ｂの近傍に設けられており、破砕装置１の幅方向に延長された回転軸２６ａと、この回転軸２６ａの外周面に取り付けられた二枚の板状の回転翼２６ｂ，２６ｂとを備えており、回転軸２６ａは、エンジン４０（図１参照）の駆動力によって回転するように構成されている。なお、エンジン４０の出力軸から排出羽根２６の回転軸２６ａへの駆動力の伝達方式は限定されるものではなく、ベルト方式やチェーン方式など、各種公知の構成を用いることができる。
また、排出羽根２６は、回転翼２６ｂが回転軸２６ａの下側で上流側から下流側に向けて移動するように回転方向が設定されている。

回転翼２６ｂは、回転軸２６ａの軸方向に沿って延長された長方形状の板材であり、長手方向に延びる一辺が回転軸２６ａの外周面に固着されている。また、回転翼２６ｂは、回転軸２６ａの径方向の略中間部で回転方向に向けて折り曲げられることにより、被破砕物片の排出効率を高めるとともに、回転翼２６ｂの剛性が高まっている。
また、破砕室２１の底面に溜まった被破砕物片を排出羽根２６によって遠くに掃き飛ばすために、排出羽根２６の回転翼２６ｂの先端部と、破砕室２１の底面との隙間が小さく設定されている。

そして、破砕ロータ２３によって破砕され、破砕室２１の底面の下流側に溜まった被破砕物片は、回転する排出羽根２６の回転翼２６ｂ，２６ｂによって、吐出ダクト３０の取入口３１に向けて掃き飛ばされることになる。

［吐出ダクトの構成］
吐出ダクト３０は、図３に示すように、矩形断面の筒状体であり、上流側の端部には、破砕室２１の下流側開口部２２ｂに連通する取入口３１が形成され、下流側の端部には、破砕処理部２０から排出された被破砕物片を外部に吐出するための吐出口３２が形成されている。

［破砕装置による破砕作業］
次に、本実施形態の破砕装置１を用いた被破砕物の破砕作業について説明する。ここでは、被破砕物として木材を破砕する場合を例として説明する。
まず、図３に示すように、投入ホッパ１０の投入口１１に投入された木材Ｗの先端部は、投入ホッパ１０の送出口１２から破砕処理部２０の破砕室２１内に突出し、送りローラ２５とケーシング２２の底面との間に挿入される。そして、木材Ｗは、回転する送りローラ２５によって下流側に送り込まれ、木材Ｗの先端面が破砕ロータ２３の外周面２３ａに当接した状態となる。

そして、破砕室２１内に供給された木材Ｗは、回転する破砕ロータ２３の破砕上刃２３ｂと、固定された破砕下刃２４との間で先端面が薄板状に切削され、破砕ロータ２３の幅方向に幅広な木材片が削り落とされる。
この薄板状の木材片は、破砕ロータ２３の外周面２３ａに形成された切削逃がし溝２３ｅ内に入り込み、切削逃がし溝２３ｅ内に設けられた裁断刃部２３ｇの各縦刃２３ｆに接触する。これにより、破砕ロータ２３の幅方向に幅広な木材片は、破砕ロータ２３の幅方向において複数箇所で切断される。このようにして、破砕上刃２３ｂと破砕下刃２４との間で切削された木材片は、切削逃がし溝２３ｅ内で短冊状に裁断される。

さらに、短冊状に裁断された木材片は、切削逃がし溝２３ｅ内でロール状に丸め込まれた状態となる。そして、切削逃がし溝２３ｅ内に木材片が収まった状態で、破砕ロータ２３は回転し、破砕ロータ２３が一回転するごとに、切削逃がし溝２３ｅ内には新たに切削された木材片が入り込むことになる。このようにして、切削逃がし溝２３ｅから木材片が順次に押し出され、破砕室２１の底面の下流側に木材片が排出される。

破砕室２１の底面に溜まった木材片は、回転する排出羽根２６の回転翼２６ｂ，２６ｂによって、吐出ダクト３０の取入口３１に向けて掃き飛ばされる。そして、排出羽根２６によって掃き飛ばされた木材片は、吐出ダクト３０内を通過して、吐出口３２から外部に吐出されることになる。

［破砕装置の作用効果］
以上のように、本実施形態の破砕装置１では、図３に示すように、破砕上刃２３ｂと破砕下刃２４とによって切削された被破砕物が、切削逃がし溝２３ｅ内の各縦刃２３ｆによって短冊状に裁断されるため、被破砕物を細かく破砕することができる。
被破砕物が木材Ｗである場合には、木材Ｗが繊維方向に沿って切削されたとしても、切削された木材片は、裁断刃部２３ｇの各縦刃２３ｆによって複数箇所で裁断されるため、木材を細かく破砕することができる。
したがって、本実施形態の破砕装置１では、破砕ロータ２３の大きさに影響されることなく、被破砕物（木材Ｗ）を細かく破砕することができるため、小径の破砕ロータ２３を用いて、装置全体をコンパクトに構成することができる。

また、木材Ｗの繊維方向に影響されることなく、木材Ｗを細かく破砕することができるため、木材Ｗを投入するときの向きを調整する必要がなくなり、作業効率を向上させることができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。例えば、本実施形態の破砕装置１では、図４に示すように、縦刃２３ｆを有する裁断刃部２３ｇを、ボルト２３ｊによって切削逃がし溝２３ｅ内に取り付けているが、図５に示すように、切削逃がし溝２３ｅ内に、回転方向に沿って延長されたスリット２３ｋを幅方向に複数形成し、各スリット２３ｋに縦刃２３ｆの下端縁を挿入するとともに、縦刃２３ｆを長手方向の両側から、破砕上刃２３ｂと押さえ部材２３ｌとによって挟持することにより、縦刃２３ｆを切削逃がし溝２３ｅ内に押さえ付けて固定することもできる。この構成では、縦刃２３ｆの取付作業において、ボルト等のねじ部材を締め付ける必要がなくなるため、縦刃２３ｆを容易に交換することができ、メンテナンス性を良くすることができる。

また、本実施形態の破砕装置１では、図１及び図２に示すように、二体の履帯５１，５１を有するクローラ５０を用いることによって自走可能となっているが、クローラ５０に代えて、手押し式の台車やトラック等の荷台を利用して、破砕装置１を搬送させるように構成してもよい。

また、図３に示すように、本実施形態の破砕ロータ２３には、一体の破砕上刃２３ｂが取り付けられており、その破砕上刃２３ｂに沿って切削逃がし溝２３ｅ及び縦刃２３ｆが設けられているが、破砕ロータ２３に複数の破砕上刃２３ｂを取り付け、各破砕上刃２３ｂに対して切削逃がし溝２３ｅ及び縦刃２３ｆをそれぞれ設けることにより、破砕ロータ２３が一回転するごとに、被破砕物の破砕が複数回行われるように構成してもよい。

本実施形態の破砕装置を上流側から見た斜視図である。 本実施形態の破砕装置を下流側から見た斜視図である。 本実施形態の破砕装置における内部構造を示した概略側断面図である。 本実施形態の破砕装置における破砕ロータを示した斜視図である。 他の実施形態の破砕装置における破砕ロータを示した側断面図である。 従来の破砕装置における内部構造を示した概略側断面図である。 破砕ロータの大きさと木材の切削断面との関係を示した図で、（ａ）は大径の破砕ロータによる切削を示した説明図、（ｂ）は小径の破砕ロータによる切削を示した説明図である。

符号の説明

１ 破砕装置
１０ 投入ホッパ
１１ 投入口
２０ 破砕処理部
２１ 破砕室
２２ ケーシング
２３ 破砕ロータ
２３ａ 外周面
２３ｂ 破砕上刃
２３ｅ 切削逃がし溝
２３ｆ 縦刃
２３ｇ 裁断刃部
２４ 破砕下刃
２５ 送りローラ
２６ 排出羽根
３０ 吐出ダクト
４０ エンジン
５０ クローラ
Ｗ 木材

Claims (3)

1. 被破砕物が投入される投入口が形成された投入ホッパと、前記投入ホッパから供給された被破砕物を破砕するための破砕室が形成された破砕処理部と、前記破砕処理部で破砕された被破砕物を外部に吐出するための吐出ダクトと、を備えている破砕装置であって、
   前記破砕処理部は、前記破砕室内で回転する破砕ロータと、前記破砕室内に固定された破砕下刃と、を有し、
   前記破砕ロータは、前記破砕ロータの外周面の周方向に回転し、前記外周面の幅方向に刃が延長された破砕上刃が設けられているとともに、前記破砕ロータの回転方向において、前記破砕上刃の前方側には、前記破砕上刃に沿って、切削逃がし溝が形成され、
   前記破砕室内に供給された被破砕物は、回転する前記破砕ロータの前記破砕上刃と、前記破砕下刃との間で切削されるように構成されており、
   前記切削逃がし溝内には、前記破砕ロータの回転方向に沿って刃が形成された縦刃が設けられていることを特徴とする破砕装置。
2. 前記縦刃は、ねじ部材によって前記切削逃がし溝内に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の破砕装置。
3. 前記縦刃は、前記切削逃がし溝内に設けられたスリットに挿入され、前記破砕上刃によって前記切削逃がし溝内に押さえ付けられていることを特徴とする請求項１に記載の破砕装置。

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