JP5144384B2 - 自走式破砕機 - Google Patents

自走式破砕機

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Description

本発明は、例えばコンクリートガラや自然石などの被破砕物を作業現場で破砕するのに好適に用いられる自走式破砕機に関するものである。
この種の自走式破砕機は、下部走行体にホッパや破砕装置、ベルトコンベヤなどが組み付けられて構成され、ホッパに投入された被破砕物を破砕装置で破砕し、この破砕装置からの破砕物をベルトコンベヤで機外に搬送するようになっている。
破砕物中に鉄筋、釘、針金等の金属(磁性体)が含まれている場合には、ベルトコンベヤによって搬送される破砕物から磁性体を選別するために、ベルトコンベヤの上方に磁選機を配置するようにした自走式破砕機がある(特許文献1参照)。
特開2003−159546号公報
ここで、図8(a)(b)に示されるように、磁選機100は、ベルトコンベヤ101におけるコンベヤベルト102のベルト走行方向と直交する方向に走行する磁選機ベルト103を備え、この磁選機ベルト103を介してコンベヤベルト102上の鉄筋(磁性体)104に磁石105からの磁力を作用させることにより、鉄筋104を磁選機ベルト103で吸着してコンベヤベルト102上から搬出することができるようになっている。
ところで、図8(a)に示されるように、鉄筋104の先行端104aが磁選機ベルト103に吸着されると、鉄筋104の先行端104aは、磁選機ベルト103と共に移動される一方、鉄筋104の後行端104bは、コンベヤベルト102と共に移動される。
鉄筋104の先行端104aが磁選機ベルト103に吸着された瞬間の時刻T において、コンベヤベルト102の側方より見た鉄筋104の姿勢は、図8(a)に示されるように、コンベヤベルト102と鋭角αを成す傾倒姿勢となっている。
鉄筋104の先行端104aが磁選機ベルト103に吸着される先行端吸着位置を示すラインLに鉄筋104の後行端104aが到達した瞬間の時刻T において、コンベヤベルト102の側方より見た鉄筋104の姿勢は、図8(a´)に示されるように、コンベヤベルト102と直角を成す直立姿勢となっている。
このため、従来の自走式破砕機では、図8(a´)に示されるように鉄筋104が直立姿勢となる時刻T において、鉄筋104が図8(b´)に示されるように未だコンベヤベルト102上に載っているようなコンベヤベルト102と磁選機ベルト103とのベルト速度関係にあるとき、鉄筋104の後行端104bがコンベヤベルト102に突き刺さる恐れがあるという問題点がある。
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、破砕物中に鉄筋等が含まれていても、鉄筋等がコンベヤベルトに突き刺さるのを確実に防止することができる自走式破砕機を提供することを目的とするものである。
前記目的を達成するために、本発明による自走式破砕機は、
破砕装置によって破砕された棒状の磁性体を含む破砕物を載せて走行するコンベヤベルトと、このコンベヤベルトの上方に配されてそのコンベヤベルトの走行方向と交差する方向に走行する磁選機ベルトとを備え、前記コンベヤベルト上の前記磁性体に前記磁選機ベルトを介して磁力を作用させることにより、前記磁性体を前記磁選機ベルトで吸着して前記コンベヤベルト上から搬出するように構成される自走式破砕機において、
与えられたコンベヤベルト速度指令信号に応じたコンベヤベルト速度となるように前記コンベヤベルトを駆動するコンベヤベルト駆動手段と、
与えられた磁選機ベルト速度指令信号に応じた磁選機ベルト速度となるように前記磁選機ベルトを駆動する磁選機ベルト駆動手段と、
前記磁性体の先行端が前記磁選機ベルトに吸着される先行端吸着位置をその磁性体の後行端が越える前に、この磁選機ベルトに吸着された磁性体が前記コンベヤベルト上から搬出されるような前記コンベヤベルトと前記磁選機ベルトとのベルト速度関係を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されているベルト速度関係に基づいて、前記コンベヤベルト駆動手段にコンベヤベルト速度指令信号を、前記磁選機ベルト駆動手段に磁選機ベルト速度指令信号をそれぞれ出力するベルト速度指令信号出力手段と
を備えることを特徴とするものである(第1発明)。
本発明において、作業条件に応じて予め設定された複数の作業モードの中から1つの作業モードを選択する作業モード選択手段が設けられ、この作業モード選択手段によって特定の作業モードが選択されたとき、前記速度指令信号出力手段は、前記記憶手段に記憶されているベルト速度関係を読み出し、読み出したベルト速度関係に基づいて、前記コンベヤベルト駆動手段にコンベヤベルト速度指令信号を、前記磁選機ベルト駆動手段に磁選機ベルト速度指令信号をそれぞれ出力するものとすることができる(第2発明)。
本発明において、前記ベルト速度関係は、前記磁選機ベルト速度が前記コンベヤベルト速度よりも速いものとすることができる(第3発明)。
本発明によれば、棒状の磁性体として例えば鉄筋が破砕物中に含まれていたとしても、鉄筋の先行端が磁選機ベルトに吸着される先行端吸着位置をその鉄筋の後行端が越える前に、言い換えればコンベヤベルトの側方より見た鉄筋の姿勢がコンベヤベルトと直角を成す直立姿勢となる前に、磁選機ベルトに吸着された鉄筋がコンベヤベルト上から搬出されるので、鉄筋がコンベヤベルトに突き刺さるのを確実に防止することができる。
次に、本発明による自走式破砕機の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1には、本発明の一実施形態に係る自走式破砕機の側面図(a)および平面図(b)がそれぞれ示されている。
図2には、本実施形態の自走式破砕機に搭載されるベルトコンベヤと磁選機の側面図(a)および平面図(b)がそれぞれ示されている。
図1(a)に示される自走式破砕機1は、例えばコンクリートガラ等の建設廃材や、産業廃棄物、自然石などの被破砕物を細かく破砕し、再利用性または運搬性が高い小さな破砕物を作業現場で生成するものである。
この自走式破砕機1は、履帯式足回り装置が装備された下部走行体2を有している。下部走行体2上には、車体フレーム3が固設されている。
車体フレーム3の前部には、被破砕物供給装置4が搭載されている。車体フレーム3の中央部には破砕装置(ジョークラッシャ)5が、車体フレーム3の後部には機関室6がそれぞれ設置されている。
車体フレーム3の下部には、破砕装置5の下方位置から後方に延びるようにベルトコンベヤ7が組み付けられている。車体フレーム3の適宜位置には、自走式破砕機1を監視するための計器や、運転操作をするための各種操作機器を配置してなる操作盤8が取り付けられている。
図1(b)に示されるように、被破砕物供給装置4は、被破砕物が投入されるホッパ9と、ホッパ9内の被破砕物を破砕装置5に向けて搬送するフィーダ10とより構成されている。
図1(a)(b)に示されるように、機関室6の後方には、ベルトコンベヤ7の上方に位置するように磁選機11が配置されている。磁選機11は、車体フレーム3上に組み付けられた磁選機支持フレーム12に吊り下げ支持されている。
図2(a)(b)に示されるように、ベルトコンベヤ7は、前後方向に延びるコンベヤフレーム13と、このコンベヤフレーム13の前端部および後端部にそれぞれ回転自在に取り付けられる従動プーリ14および駆動プーリ15と、これら従動プーリ14および駆動プーリ15に巻き掛け装着されるコンベヤベルト16と、コンベヤベルト16を駆動するコンベヤベルト駆動手段17とを備え、コンベヤベルト駆動手段17による駆動にてコンベヤベルト16を周回運動させることにより、破砕装置5(図1参照)からコンベヤベルト16上に落下された破砕物を自走式破砕機1の後方に搬出することができるように構成されている。
図3(a)(b)に示されるように、磁選機11は、コンベヤベルト16のベルト走行方向Rcと直交する方向に所定の軸間距離を隔てて磁選機筐体20に回転自在に取り付けられる従動プーリ21および駆動プーリ22と、コンベヤベルト16と向き合うように従動プーリ21および駆動プーリ22に巻き掛け装着される磁選機ベルト23と、従動プーリ21および駆動プーリ22の間に位置するように図示されない固定手段を介して磁選機筐体20に固定される磁石24と、磁選機ベルト23を駆動する磁選機ベルト駆動手段25とを備え、磁選機ベルト駆動手段25による駆動にて磁選機ベルト23を磁石24の周囲で走行させるとともに、磁選機ベルト23を介してコンベヤベルト16上の例えば鉄筋(棒状の磁性体)26に磁石24からの磁力を作用させることにより、コンベヤベルト16上の鉄筋26を磁選機ベルト23で吸着してコンベヤベルト16上からコンベヤフレーム13の側部に付設の鉄筋排出シュート27を介して搬出することができるように構成されている。
次に、コンベヤベルト駆動手段17と磁選機ベルト駆動手段25とそれらの制御系の構成について図5のブロック図を用いて以下に説明する。
コンベヤベルト駆動手段17は、自走式破砕機1の動力源であるエンジン30により駆動されるメイン油圧ポンプ31からのメイン圧油の供給を受けて駆動プーリ15を回転駆動するコンベヤ用油圧モータ32と、メイン油圧ポンプ31からコンベヤ用油圧モータ32に供給されるメイン圧油の流量をパイロット圧油の圧力に応じて制御する制御弁33と、エンジン30により駆動されるパイロット油圧ポンプ34から制御弁33に供給されるパイロット圧油の圧力を制御電流に応じて調圧する電磁比例弁35とを備え、コントローラ36から電磁比例弁35に与えられる制御電流(本発明の「コンベヤベルト速度指令信号」に相当する。)に応じたコンベヤベルト速度となるようにコンベヤベルト16を駆動することができるようになっている。
磁選機ベルト駆動手段25は、メイン油圧ポンプ31からのメイン圧油の供給を受けて駆動プーリ22を回転駆動する磁選機用油圧モータ37と、メイン油圧ポンプ31から磁選機用油圧モータ37に供給されるメイン圧油の流量をパイロット圧油の圧力に応じて制御する制御弁38と、パイロット油圧ポンプ34から制御弁38に供給されるパイロット圧油の圧力を制御電流に応じて調圧する電磁比例弁39とを備え、コントローラ36から電磁比例弁39に与えられる制御電流(本発明の「磁選機ベルト速度指令信号」に相当する。)に応じた磁選機ベルト速度となるように磁選機ベルト23を駆動することができるようになっている。
コントローラ36は、プログラムの指示に従って演算処理を実行するマイクロプロセッサ(MPU)40と、プログラムやデータなどを記憶するメモリ41(本発明の「記憶手段」に相当する。)と、入力信号をMPU40で処理可能な信号に変換する入力インタフェース42と、MPU40の演算結果に基づいて各電磁比例弁35,39に向けて出力する制御電流の大きさを制御する出力インタフェース43とを備えて構成されている。
なお、MPU40および出力インタフェース43を含む構成が本発明の「ベルト速度指令信号出力手段」に相当する。
操作盤8には、コンクリートガラモードと砕石モードとを切り換えるためのモード切換スイッチ44と、コンベヤベルト16のベルト速度を手動で調整するためのコンベヤベルト速度調整ダイヤル45とが設けられている。モード切換スイッチ44およびコンベヤベルト速度調整ダイヤル45は、それぞれコントローラ36の入力インタフェース42に接続されている。
なお、コンクリートガラモードとは、鉄筋等が混じっているコンクリート塊を破砕対象物として想定し、コンクリート塊を破砕装置5で効率良く破砕することができるよう破砕速度等の条件が設定された作業モードである。このコンクリートガラモードが本発明の「特定の作業モード」に相当する。
一方、砕石モードとは、自然石を破砕対象物として想定し、自然石を破砕装置5で効率良く破砕することができるよう破砕速度等の条件が設定された作業モードである。
コントローラ36のメモリ41には、図6(a)に示されるようなコンベヤベルト速度制御マップと、図6(b)に示されるような磁選機ベルト速度制御マップとが記憶されている。また、メモリ41には、図7のフローチャートに示されるアルゴリズムに基づいて作成されたベルト速度制御プログラムが格納されている。
そして、MPU40は、メモリ41に格納されているベルト速度制御プログラムを読み出し、読み出したベルト速度制御プログラムの指示に従って、モード切換スイッチ44やコンベヤベルト速度調整ダイヤル45からの信号を取り込み、またメモリ41に記憶されているコンベヤベルト速度制御マップや磁選機ベルト速度制御マップを参照して、各電磁比例弁35,39に対して出力すべき制御電流値を演算し、その演算の結果で得られた制御電流値を設定制御電流値として出力インタフェース43に送信する。出力インタフェース43は、各電磁比例弁35,39に向けて出力する制御電流の大きさが設定制御電流値となるように、制御電流の大きさを制御する。
次に、ベルト速度制御プログラムの処理内容について図7のフローチャートを用いて説明する。なお、図7中記号「S」はステップを表わす。また、以下に述べる処理内容は、所定のサイクルタイムで繰り返し実行される。
(ステップS1の処理内容)
ステップS1において、MPU40は、モード切換スイッチ44からのスイッチ切換信号に基づいて、現在選択されている作業モードがコンクリートガラモードであるか否かを判断する。
MPU40は、コンクリートガラモードが選択されている判断したとき、ステップS2へ進む。
(ステップS2の処理内容)
ステップS2において、MPU40は、コンベヤベルト速度調整ダイヤル45からのダイヤル操作量信号Dc に応じて図6(a)に示されるコンベヤベルト速度制御マップに基づき設定されている現在の設定制御電流値Ic を読み込むとともに、図6(b)に示される磁選機ベルト速度制御マップに基づき設定されている現在の設定制御電流値Im を読み込む。
(ステップS3の処理内容)
ステップS3において、MPU40は、ステップS2で読み込んだ設定制御電流値Ic と設定制御電流値Im とを比較し、設定制御電流値Im が設定制御電流値Ic よりも小さい(Im <Ic )か否かを判断する。
MPU40は、設定制御電流値Im が設定制御電流値Ic よりも小さい(Im <Ic )と判断したとき、ステップS4へ進む。
(ステップS4〜ステップS5の処理内容)
ステップS4において、MPU40は、図6(a)に示されるコンベヤベルト速度制御マップから制御電流値Ic (<Im )を読み出し、読み出した制御電流値Ic を出力インタフェース43に送信すべき設定制御電流値Ic として設定する。
次いで、ステップS5において、MPU40は、設定制御電流値Ic および設定制御電流値Im をそれぞれ出力インタフェース43に送信し、フローを終了する。
ステップS1において、MPU40は、モード切換スイッチ44からのスイッチ切換信号に基づいて現在選択されているモードがコンクリートガラモードでないと判断したとき、言い換えれば現在選択されているモードが砕石モードであると判断したとき、ステップS6の処理を実行してフローを終了する。
(ステップS6の処理内容)
ステップS6において、MPU40は、コンベヤベルト速度調整ダイヤル45からのダイヤル操作量信号Dc を取り込むとともに、図6(a)に示されるコンベヤベルト速度制御マップを参照して、ダイヤル操作量信号Dc に対応する制御電流値Ic を求め、求めた制御電流値Ic を出力インタフェース43に送信すべき設定制御電流値Ic として設定し、この設定制御電流値Ic を出力インタフェース43に送信する。
ステップS3において、MPU40は、設定制御電流値Im が設定制御電流値Ic よりも大きい(Im >Ic )と判断したとき、ステップS7の処理を実行してフローを終了する。
(ステップS7の処理内容)
ステップS7において、MPU40は、設定制御電流値Ic および設定制御電流値Im をそれぞれ出力インタフェース43に送信する。
本実施形態の自走式破砕機1においては、ステップS5の処理が実行されると、出力インタフェース43からコンベヤベルト駆動手段17の電磁比例弁35に制御電流Ic が与えられるとともに、出力インタフェース43から磁選機ベルト駆動手段25の電磁比例弁39に制御電流Im (>Ic )が与えられる。これにより、コンベヤベルト16はコンベヤベルト駆動手段17によってベルト速度Vc で駆動される一方、磁選機ベルト23は磁選機ベルト駆動手段25によってベルト速度Vm (>Vc )で駆動される。
また、ステップS7の処理が実行されると、出力インタフェース43からコンベヤベルト駆動手段17の電磁比例弁35に制御電流Ic が与えられるとともに、出力インタフェース43から磁選機ベルト駆動手段25の電磁比例弁39に制御電流Im (>Ic )が与えられる。これにより、コンベヤベルト16はコンベヤベルト駆動手段17によってベルト速度Vc で駆動される一方、磁選機ベルト23は磁選機ベルト駆動手段25によってベルト速度Vm (>Vc )で駆動される。
つまり、モード切換スイッチ44の操作にてコンクリートガラモードが選択されると、磁選機ベルト23のベルト速度Vmの方がコンベヤベルト16のベルト速度Vcよりも大きくなるといったコンベヤベルト16と磁選機ベルト23とのベルト速度関係が構築される。
このようなベルト速度関係(Vm>Vc)が構築されているときの磁選機11による鉄筋26の選別動作を図2、図3および図4を用いて説明する。
図2(b)に示されるように、コンベヤベルト16上に鉄筋26がそのコンベヤベルト16のベルト走行方向Rcに沿って載っている場合、図3(a)(b)に示されるように、鉄筋26の先行端26aが磁選機ベルト23に吸着されると、鉄筋26の先行端26aは、磁選機ベルト23と共に磁選機ベルト23のベルト走行方向Rmに移動される一方、鉄筋26の後行端26bは、コンベヤベルト16と共にコンベヤベルト16のベルト走行方向Rcに移動される。
鉄筋26が磁選機ベルト23に吸着されている先行端26aの位置は、図3(a)において、一点鎖線のラインLで示される。ラインLは、コンベヤベルト16のベルト走行方向Rcに直交し、先行端26aを含む平面を表わしている。
鉄筋26の先行端26aが磁選機ベルト23に吸着された瞬間において、コンベヤベルト16の側方より見た鉄筋26の姿勢は、図3(a)に示されるように、コンベヤベルト16と鋭角αを成す傾倒姿勢となっている。
図4(b)に示されるように、磁選機ベルト23に吸着された鉄筋26がコンベヤベルト16上から搬出される直前において、鉄筋26の後行端26bは、図4(a)に示されるように、鉄筋26の先行端26aが磁選機ベルト23に吸着される先行端吸着位置を示すラインLを未だ越えていない。このとき、コンベヤベルト16の側方より見た鉄筋26の姿勢は、図4(a)に示されるように、コンベヤベルト16と鋭角α´(>α)を成す傾倒姿勢となっている。そして、かかる鉄筋26は、程なくしてコンベヤベルト16上から搬出される。
したがって、鉄筋26がコンベヤベルト16に突き刺さるのを確実に防止することができる。
以上、本発明の自走式破砕機について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本実施形態においては、鉄筋26の後行端26bが先行端吸着位置Lを越える前に鉄筋26がコンベヤベルト16上から搬出されるのは、磁選機ベルト23のベルト速度Vmの方がコンベヤベルト16のベルト速度Vcよりも大きいというベルト速度関係にあるときであり、このベルト速度関係(Vm>Vc)が構築されるようにコンベヤベルト16および磁選機ベルト23のそれぞれのベルト速度を制御するようにした例を示した。
しかしながら、コンベヤベルト16の幅寸法やコンベヤベルト16と磁選機ベルト23との距離などの条件によっては、本実施形態で示したベルト速度関係(Vm>Vc)以外のベルト速度関係(Vm=Vc,Vm<Vc)でも鉄筋26の後行端26bが先行端吸着位置Lを越える前に鉄筋26がコンベヤベルト16上から搬出される場合がある。
したがって、本実施形態で示したベルト速度関係(Vm>Vc)以外のベルト速度関係(Vm=Vc,Vm<Vc)が構築されるようにコンベヤベルト16および磁選機ベルト23のそれぞれのベルト速度を制御する態様もあり得る。
要するに、鉄筋26の先行端26aが磁選機ベルト23に吸着される先行端吸着位置Lをその鉄筋26の後行端26bが越える前に、この磁選機ベルト23に吸着された鉄筋26がコンベヤベルト16上から搬出されるようなコンベヤベルト16と磁選機ベルト23とのベルト速度関係をコンベヤベルト16および磁選機ベルト23のそれぞれの速度制御マップに盛り込む形式で予めメモリ41に記憶しておき、モード切換スイッチ44にてコンクリートガラモードが選択されているとき、このメモリ41に記憶されているベルト速度関係に基づいて、コンベヤベルト16および磁選機ベルト23のそれぞれのベルト速度を制御することにより、本実施形態で述べたような作用効果を得ることができる。
本発明の一実施形態に係る自走式破砕機の側面図(a)および平面図(b) 本実施形態の自走式破砕機に搭載されるベルトコンベヤと磁選機の側面図(a)および平面図(b) 図2(a)のA部拡大図で、鉄筋が磁選機ベルトに吸着された瞬間を表わした図(a)および(a)のB−B線断面図(b) 図2(a)のA部拡大図で、鉄筋がコンベヤベルト上から搬出される瞬間を表わした図(a)および(a)のC−C線断面図(b) コンベヤベルト駆動手段と磁選機ベルト駆動手段とそれらの制御系の概略システム構成を説明するブロック図 コンベヤベルト速度制御マップ(a)および磁選機ベルト速度制御マップ(b) ベルト速度制御プログラムの処理内容を説明するフローチャート 従来技術の説明図
符号の説明
1 自走式破砕機
5 破砕装置
7 ベルトコンベヤ
11 磁選機
16 コンベヤベルト
17 コンベヤベルト駆動手段
23 磁選機ベルト
24 磁石
25 磁選機ベルト駆動手段
26 鉄筋
40 MPU
41 メモリ
43 出力インタフェース
44 モード切換スイッチ

Claims (3)

  1. 破砕装置によって破砕された棒状の磁性体を含む破砕物を載せて走行するコンベヤベルトと、このコンベヤベルトの上方に配されてそのコンベヤベルトの走行方向と交差する方向に走行する磁選機ベルトとを備え、前記コンベヤベルト上の前記磁性体に前記磁選機ベルトを介して磁力を作用させることにより、前記磁性体を前記磁選機ベルトで吸着して前記コンベヤベルト上から搬出するように構成される自走式破砕機において、
    与えられたコンベヤベルト速度指令信号に応じたコンベヤベルト速度となるように前記コンベヤベルトを駆動するコンベヤベルト駆動手段と、
    与えられた磁選機ベルト速度指令信号に応じた磁選機ベルト速度となるように前記磁選機ベルトを駆動する磁選機ベルト駆動手段と、
    前記磁性体の先行端が前記磁選機ベルトに吸着される先行端吸着位置をその磁性体の後行端が越える前に、この磁選機ベルトに吸着された磁性体が前記コンベヤベルト上から搬出されるような前記コンベヤベルトと前記磁選機ベルトとのベルト速度関係を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶されているベルト速度関係に基づいて、前記コンベヤベルト駆動手段にコンベヤベルト速度指令信号を、前記磁選機ベルト駆動手段に磁選機ベルト速度指令信号をそれぞれ出力するベルト速度指令信号出力手段と
    を備えることを特徴とする自走式破砕機。
  2. 作業条件に応じて予め設定された複数の作業モードの中から1つの作業モードを選択する作業モード選択手段が設けられ、この作業モード選択手段によって特定の作業モードが選択されたとき、前記速度指令信号出力手段は、前記記憶手段に記憶されているベルト速度関係を読み出し、読み出したベルト速度関係に基づいて、前記コンベヤベルト駆動手段にコンベヤベルト速度指令信号を、前記磁選機ベルト駆動手段に磁選機ベルト速度指令信号をそれぞれ出力することを特徴とする請求項1に記載の自走式破砕機。
  3. 前記ベルト速度関係は、前記磁選機ベルト速度が前記コンベヤベルト速度よりも速いことを特徴とする請求項1または2に記載の自走式破砕機。
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