JP4928111B2 - 破砕装置 - Google Patents

Description

本発明は、木材等の被破砕物を細断する破砕装置に関する。

従来から、果樹の剪定枝や残幹（幹、根）、樹木の剪定枝、製材の屑材、間伐材等の木材を破砕するためにチッパと呼ばれる木材破砕装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。前記特許文献に示された木材破砕装置では、回転軸と、回転軸に取り付けられた複数の支持板と、複数の支持板に形成された貫通孔に挿通されて複数の支持板に取り付けられたハンマ軸と、ハンマ軸が貫通する貫通孔を有し、ハンマ軸に回転可能に取り付けられた複数のハンマとを備えており、回転軸周りを回転するハンマによって木材が叩き砕かれる構成となっている。

しかしながら、上記構成の木材破砕装置では、ハンマの交換を行う場合、装置の上側で複数のハンマを支持しつつ、ハンマ軸を装置側方へ引き抜いて複数の支持板から抜き取らねばならないため、装置上部のカバーだけでなく装置側部のカバーも取り外さなくてはならず、ハンマの交換作業が煩雑であった。
実公平４−２５２８７号公報

本発明は、上記事実を考慮し、ハンマの交換が容易な破砕装置を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の破砕装置は、回転駆動される回転軸と、それぞれに外周縁で開口すると共に中間部が屈曲されて前記回転軸の回転方向後方側へ延長された切込が形成され、前記回転軸に対して軸線方向に並んで取り付けられた複数の支持部材と、前記各切込における屈曲部よりも奥に挿入されて前記複数の支持部材に取り付けられたハンマ軸と、前記ハンマ軸に支持されると共に、前記回転軸が回転した際に前記複数の支持部材及び前記ハンマ軸と共に前記回転軸周りを回転することで被破砕物を破砕する複数のハンマと、を備えたことを特徴としている。

請求項１記載の破砕装置では、複数のハンマが取り付けられたハンマ軸は、複数の支持部材の外周縁で開口する切込に挿入されて複数の支持部材に取り付けられている。したがって、ハンマを交換する場合には、ハンマ軸を各切込の開口部から回転軸の径方向へ引き抜くことで、複数のハンマをハンマ軸と共に複数の支持部材から取り外すことができる。したがって、例えば、複数の支持部材等の上記各構成部材が機体の内部に設けられている場合でも、回転軸に対して径方向に対向する機体の外壁（例えば、機体上部のカバー）のみを取り外すだけで、容易にハンマの交換を行うことができる。

しかも、この破砕装置では、複数の支持部材の切込は中間部が屈曲されて回転軸の回転方向後方側へ延長されており、これらの切込における屈曲部よりも奥にハンマ軸が挿入されているため、ハンマ軸に作用する遠心力を切込の内周で受けることができ、これにより、ハンマ軸が複数の支持部材から脱落することを防止できる。
請求項２に係る発明の破砕装置は、請求項１記載の破砕装置において、前記ハンマ軸は、当該ハンマ軸の外周面に形成された雄ねじに螺合された複数のナットによって前記複数の支持部材に固定されていることを特徴としている。

請求項３に係る発明の破砕装置は、請求項１記載又は請求項２記載の破砕装置において、前記複数の支持部材には、複数の前記ハンマ軸が取り付けられており、前記複数のハンマ軸が挿入された前記各切込の開口部を塞ぐストッパーによって、隣り合う前記ハンマ軸が連結されていることを特徴としている。

請求項３記載の破砕装置では、ハンマ軸が挿入された複数の支持部材の切込は、開口部がストッパーにより塞がれているので、ハンマ軸が切込から抜け出すことを防止できる。

以上説明したように、本発明の破砕装置では、ハンマの交換が容易である。

図１には、本発明の実施の形態に係る破砕装置としての定置式のチッパ１０の構成が斜視図にて示されている。また、図２には、このチッパ１０の構成が縦断面図にて示されており、図３には、このチッパ１０の部分的な構成が横断面図にて示されている。

なお、説明の都合上、上記各図では、装置上方方向を矢印ＵＰで示し、装置前方方向を矢印ＦＲで示し、装置幅方向を矢印Ｗで示してある。

これらの図に示されるように、チッパ１０は、中空の機体１２を備えており、機体１２の内部には、ドラム状に形成された破砕室１４が設けられている。破砕室１４の上部は、機体１２の上壁を構成する上部カバー１６によって構成されている。上部カバー１６は、機体１２に着脱可能に取り付けられており、上部カバー１６を機体１２から取り外すことで、破砕室１４を装置上方へ露出させることができる。

また、破砕室１４の幅方向両端部は、機体１２の側壁を構成する一対の側面カバー１８によって構成されている。一対の側面カバー１８は、機体１２に着脱可能に取り付けられており、一対の側面カバー１８を機体１２から取り外すことで、破砕室１４を装置側方へ露出させることができる。

一対の側面カバー１８の外側には、ギヤボックス２０が取り付けられている。ギヤボックス２０内には、機体１２の下部に設けられたモータ２２と連結され、後述する送りロール２４及び回転軸２６に駆動力を伝達するための図示しない駆動伝達部が収容されている。

破砕室１４の装置後方側には、供給口２８が形成されており、供給口２８には、装置後方側へ突出する供給樋３０が接続されている。供給樋３０は、破砕室１４に対して斜め上方を向くように取り付けられており、供給樋３０の開口部３０Ａから供給樋３０内に投入された剪定小枝等の被破砕物Ｍは、供給樋３０の底面上を滑り、供給口２８側へ流下するようになっている。

また、供給樋３０の内部には、供給口２８の近傍において送りロール２４が設けられている。送りロール２４は機体１２に上下動可能に取り付けられた図示しない軸受板に軸支されており、前述した駆動伝達部を介して伝達されるモータ２２の駆動力によって図２の矢印Ａ方向へ回転する。

供給樋３０の内部に供給された被破砕物Ｍは、送りロール２４と供給樋３０の底面との間に挿入されると共に、上述の如く回転する送りロール２４によって破砕室１４へ送り込まれるようになっている。

破砕室１４の内部には、本チッパ１０の主要部を構成する切断機構３２が設けられている。切断機構３２は、機体１２の幅方向（図２では紙面に垂直な方向）を軸方向として配置された回転軸２６を備えている。回転軸２６は、機体１２の側壁に取り付けられた図示しない軸受によって回転可能に支持されており、前述した駆動伝達部を介して伝達されるモータ２２の駆動力によって図２の矢印Ｂ方向へ回転する。

図３に示すように、回転軸２６の軸線方向両端部近傍（機体１２の側面カバー１８よりも内側）及び軸方向中間部には、それぞれ支持部材としての複数（本実施の形態では３枚）の支持板３４が取り付けられている。これら３枚の支持板３４は、図４に示すように、それぞれ角部が円弧状に面取りされた矩形（本実施の形態では正方形）の板状に形成されており、各中央部に形成された貫通孔３６（図５参照）を回転軸２６が板厚方向に貫通した状態で回転軸２６に対して並列的に固定されており、回転軸２６と一体で回転する。

また、図５に示すように、各支持板３４の外周部には、４つの角部の近傍において、それぞれ切込３８が形成されている。各切込３８は、各支持板３４の外周縁で開口すると共に、中間部が略直角に屈曲されて各支持板３４の回転方向後方側（反矢印Ｂ方向側）へ延長されており、全体として略Ｌ字状に形成されている。

さらに、切断機構３２は、複数（本実施の形態では４本）のハンマ軸４０を備えている。各ハンマ軸４０は、それぞれ回転軸２６の軸線方向に沿って対向する３個の切込３８に挿入されて３枚の支持板３４に掛け渡されており、それぞれ回転軸２６に対して平行な状態で各支持板３４に支持されている。各ハンマ軸４０の軸線方向両端部の外周面には雄ねじが形成されており、当該雄ねじにナット４２が螺合されることで、各ハンマ軸４０が外側の２枚と中間の１枚の支持板３４に固定されている。

しかもこの場合、各ハンマ軸４０は、略Ｌ字状に屈曲した切込３８の一番奥まで挿入された状態で支持板３４に固定されており、回転軸２６の径方向に沿った各ハンマ軸４０の変位は、切込３８の内周（図４及び図５において３８Ａの符号を付与した部分）すなわち支持板３４の外周部によって規制されるようになっている。

また、切断機構３２は、回転軸２６の軸線方向両端部に固定された２枚の支持板３４の外側に配置された複数（本実施の形態では４枚）のストッパー４４を備えている。図６に示すように、ストッパー４４は長尺な板状に形成されており、その長さ寸法は支持板３４の一辺の長さ寸法に対応している。ストッパー４４の長手方向一端部には、板厚方向に貫通する貫通孔４６が形成されている。この貫通孔４６にはハンマ軸４０の軸線方向端部が挿通されており、ストッパー４４の長手方向一端部は、ハンマ軸４０の軸線方向端部の雄ねじに螺合されたナット４２と支持板３４との間で挟持されている。

また、ストッパー４４の長手方向他端部には、ストッパー４４の幅方向一端縁（支持板３４の回転方向（矢印Ｂ方向）と反対側の端縁）で開口する切込４８が形成されている。この切込４８には、上記貫通孔４６に挿通されたハンマ軸４０に対して支持板３４の外周縁に沿って隣り合うハンマ軸４０の軸線方向端部が挿入されており、ストッパー４４の長手方向他端部は、該ハンマ軸４０の軸線方向端部の雄ねじに螺合されたナット４２と支持板３４との間で挟持されている。

すなわち、支持板３４の外周縁に沿って隣り合うハンマ軸４０の軸線方向端部は、ストッパー４４によって連結されており、しかも、このストッパー４４の長手方向両端部（図４及び図６において４４Ａ及び４４Ｂの符号を付与した部分）によって切込３８の開口部が塞がれている。

なお、ハンマ軸４０の軸線方向一端側の支持板３４に取り付けられた２枚のストッパー４４と、ハンマ軸４０の軸線方向他端側の支持板３４に取り付けられた２枚のストッパー４４とは、互いに直交する状態で配置されている。

一方、各ハンマ軸４０の軸線方向両端部以外の部分の外周面は平滑面とされており、当該平滑面とされた部位には、それぞれハンマとしての複数（本実施の形態では１本のハンマ軸４０につき１０個で合計４０個）のフリーハンマ５０が取り付けられている。なお、図４では、説明の都合上、右側の２本のハンマ軸４０にはフリーハンマ５０が取り付けられていない状態で示してある。

フリーハンマ５０は、図７に示すように、略矩形平板状に形成されており、基端部には円形の貫通孔５２が形成されている。この貫通孔５２にはハンマ軸４０が貫通しており、これにより、フリーハンマ５０はハンマ軸４０に回転自在に支持されている。

なお、図３に示すように、ハンマ軸４０の軸線方向に沿って隣り合うフリーハンマ５０の間には、内側をハンマ軸４０が貫通した円筒状のスペーサ５４が配置されており、複数のフリーハンマ５０は、ハンマ軸４０の軸線方向に沿って略等間隔に並列的に配置されている。

また、図７に示すように、フリーハンマ５０の先端部は平坦面５０Ａとされており、更にフリーハンマ５０の先端両側部には一対の円弧状の凹部５０Ｂが形成されている。これにより、フリーハンマ５０の先端両側に被破砕物Ｍを鋭く叩き砕くためのエッジ（ハンマヘッド）５０Ｃが形成されている。

フリーハンマ５０は、回転軸２６が停止している状態では平坦面５０Ａが下方を向いて垂下した状態になっているが、回転軸２６が回転している状態では平坦面５０Ａが遠心方向を向く状態になる。図２、図３及び図４では、説明の都合上、平坦面５０Ａが遠心方向を向いた状態を示している。

一方、破砕室１４の装置前方側には、排出口５６が形成されており、排出口５６には、破砕網５８が取り付けられている。破砕網５８は、円弧状に湾曲した板材であり、破砕室１４の内壁の一部を形成している。破砕網５８には、被破砕物Ｍの破砕片を破砕室１４から排出するための複数の排出孔６０が形成されており、排出孔６０を介して排出された破砕片は、破砕室１４の装置前方側に接続された排出樋６２を介して装置外部に排出される構成となっている。

なお、破砕網５８は、湾曲方向一端部が図示しないヒンジを介して機体１２に取り付けられると共に、当該湾曲方向一端部にレバー６４が連結されている。レバー６４は、ばね６６によって装置後方側へ付勢されており、これにより、破砕網５８は通常は排出口５６を閉塞しているが、レバー６４を装置前方側へ倒すと、破砕網５８が装置前方側へ回動し、排出口５６が開放されるようになっている。

次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。

上記構成のチッパ１０では、モータ２２が駆動されると、モータ２２の駆動力が図示しない駆動伝達部を介して送りロール２４及び回転軸２６に伝達され、送りロール２４及び回転軸２６が、各々図２の矢印方向へ回転される。

この状態で、供給樋３０の供給口２８から剪定小枝等の被破砕物Ｍが投入されると、投入された被破砕物Ｍは供給樋３０の底面上を滑り、該底面と送りロール２４との間に供給され、送りロール２４によって破砕室１４へ送り込まれる。

破砕室１４では、回転軸２６と一体で３枚の支持板３４が回転しており、これらの支持板３４に取り付けられたハンマ軸４０が回転軸２６の周りを回転（旋回）すると共に、ハンマ軸４０に回転自在に支持されたフリーハンマ５０が、回転軸２６の周りを旋回している。

このため、破砕室１４へ被破砕物Ｍが送り込まれると、フリーハンマ５０がそのエッジ５０Ｃから被破砕物Ｍの端部に振り下ろされる。これにより、被破砕物Ｍの端部は、叩き砕かれて破砕され、細かい破砕片に分割される。破砕片は、破砕室１４の排出口５６に取り付けられた破砕網５８の排出孔６０、及び排出樋６２を介して装置外部へ排出される。

ここで、本発明の実施の形態に係るチッパ１０では、複数のフリーハンマ５０が取り付けられたハンマ軸４０は、複数の支持板３４の外周縁で開口する切込３８に挿入されて複数の支持板３４に取り付けられている。したがって、フリーハンマ５０を交換する場合には、ハンマ軸４０に螺合したナット４２を緩めて、ハンマ軸４０を各切込３８の開口部から回転軸２６の径方向へ引き抜くことで、複数のフリーハンマ５０をハンマ軸４０と共に複数の支持板３４から取り外すことができる。したがって、このチッパ１０では、機体１２の側面カバー１８を取り外さなくても、上部カバー１６を取り外すだけで、容易にフリーハンマ５０の交換を行うことができる。

ところで、背景技術の欄で説明した従来の木材破砕装置では、支持板にハンマ軸を取り付ける際には、支持板の貫通孔にハンマ軸を挿入しつつ、複数のハンマの貫通孔にもハンマ軸を挿入しなければならないため、ハンマ軸（ハンマ）の取付作業も煩雑であった。この点、本発明の実施の形態に係るチッパ１０では、ハンマ軸４０（フリーハンマ５０）を複数の支持板３４に取り付ける際には、予めハンマ軸４０に複数のフリーハンマ５０を取り付けてから複数の支持板３４に取り付けることができるので、ハンマ軸４０（フリーハンマ５０）の取付作業も容易である。

また、本発明の実施の形態に係るチッパ１０では、複数の支持板３４の切込３８は中間部が屈曲されて複数の支持板３４の回転方向後方側へ延長されている。したがって、ハンマ軸４０に作用する遠心力を切込３８の内周（図４及び図５において３８Ａの符号を付与した部分）で受けることができるので、ハンマ軸４０が複数の支持板３４から脱落することを防止できる。

さらに、本発明の実施の形態に係るチッパ１０では、ハンマ軸４０の軸線方向両端部に固定された２枚の支持板３４の外側には、ストッパー４４が取り付けられており、このストッパー４４の長手方向両端部（図４及び図６において４４Ａ及び４４Ｂの符号を付与した部分）によって切込３８の開口部が塞がれているので、ハンマ軸４０が切込３８から抜け出すことを防止できる。

なお、上記実施の形態に係るチッパ１０は、定置式であったが、機体１２の底面にキャスタや車輪を取り付けてキャリア式にしてもよいし、エンジンを搭載して自走式にしてもよい。

また、上記実施の形態に係るチッパ１０では、支持板３４が矩形の板状に形成された構成としたが、これに限らず、支持板が例えば円盤状や多角形の板状に形成された構成であってもよい。

さらに、上記実施の形態に係るチッパ１０では、ストッパー４４が貫通孔４６及び切込４８を備えた構成としたが、これに限らず、貫通孔４６が切込であってもよいし、切込４８が貫通孔であってもよい。

またさらに、上記実施の形態に係るチッパ１０では、ストッパー４４が長尺な板状に形成された構成としたが、これに限らず、ストッパーは単なる座金状の部材であってもよい。

また、上記実施の形態に係るチッパ１０では、３枚の支持板３４と４本のハンマ軸４０と合計４０個のフリーハンマ５０とを備えた構成としたが、これに限らず、支持板、ハンマ軸及びフリーハンマの数は適宜設計変更できる。

本発明の実施の形態に係るチッパの構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るチッパの構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係るチッパの部分的な構成を示す横断面図である。 本発明の実施の形態に係るチッパの切断機構の構成を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るチッパの支持板の構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るチッパのストッパーの構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るチッパのフリーハンマの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１０ チッパ（破砕装置）
２６ 回転軸
３４ 支持板（支持部材）
３８ 切込
４０ ハンマ軸
４４ ストッパー
５０ フリーハンマ（ハンマ）

Claims (3)

1. 回転駆動される回転軸と、
   それぞれに外周縁で開口すると共に中間部が屈曲されて前記回転軸の回転方向後方側へ延長された切込が形成され、前記回転軸に対して軸線方向に並んで取り付けられた複数の支持部材と、
   前記各切込における屈曲部よりも奥に挿入されて前記複数の支持部材に取り付けられたハンマ軸と、
   前記ハンマ軸に支持されると共に、前記回転軸が回転した際に前記複数の支持部材及び前記ハンマ軸と共に前記回転軸周りを回転することで被破砕物を破砕する複数のハンマと、
   を備えた破砕装置。
2. 前記ハンマ軸は、当該ハンマ軸の外周面に形成された雄ねじに螺合された複数のナットによって前記複数の支持部材に固定されていることを特徴とする請求項１記載の破砕装置。
3. 前記複数の支持部材には、複数の前記ハンマ軸が取り付けられており、前記複数のハンマ軸が挿入された前記各切込の開口部を塞ぐストッパーによって、隣り合う前記ハンマ軸が連結されていることを特徴とする請求項１記載又は請求項２記載の破砕装置。

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