(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走式破砕機において、
固定ジョーとスイングジョーとを有し、前記固定ジョーと前記スイングジョーの各下端間の隙間が調節可能とされ、前記スイングジョーの前記固定ジョーへの揺動により原材料を破砕し前記隙間より排出して破砕物を製造する破砕機と、
前記破砕機の上流または下流に配置される破砕物製造のための作業機と、
前記隙間に応じて前記作業機の作業機速度を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記隙間に応じた前記破砕機の作業量を算出する作業量算出手段と、
前記作業量算出手段によって算出された作業量に応じた前記作業機の作業機速度を算出する作業機速度算出手段とを備え、
前記隙間が小さくなると前記作業機速度が小さくなるように作業機速度を制御する
ことを特徴とする自走式破砕機。
【請求項２】
請求項１に記載の自走式破砕機において、
前記コントローラは、前記隙間を算出する第１の隙間算出手段を備え、
前記作業量算出手段は、前記第１の隙間算出手段によって算出された隙間に応じた前記破砕機の作業量を算出する
ことを特徴とする自走式破砕機。
【請求項３】
請求項１に記載の自走式破砕機において、
進退駆動手段により進退させることで前記隙間を調節可能にする油圧シリンダと、
所望の隙間が入力可能な隙間入力手段とが設けられ、
前記コントローラは、入力された隙間に対応して、前記油圧シリンダの進退駆動手段に駆動指令を出力する第２の隙間算出手段を備え、
前記作業量算出手段は、前記第２の隙間算出手段に入力された隙間に応じた前記破砕機の作業量を算出する
ことを特徴とする自走式破砕機。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の自走式破砕機において、
前記作業機は油圧モータにより駆動され、前記作業機の作業速度が前記油圧モータの回転数である
ことを特徴とする自走式破砕機。
【請求項５】
請求項４に記載の自走式破砕機において、
前記作業機は、前記破砕物を搬送する排出コンベアである
ことを特徴とする自走式破砕機。
【請求項６】
請求項４に記載の自走式破砕機において、
前記作業機は、前記破砕物を搬送する排出コンベア上に設置される磁力選別機である
ことを特徴とする自走式破砕機。
【請求項７】
請求項４に記載の自走式破砕機において、
前記作業機は、前記原材料を前記破砕機に搬送するフィーダである
ことを特徴とする自走式破砕機。
【請求項８】
請求項７に記載の自走式破砕機において、
前記作業機は、前記フィーダにて選別された未破砕の原材料を搬送するサブコンベアである
ことを特徴とする自走式破砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走式破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原材料を破砕する破砕機が搭載された自走式破砕機においては、フィーダから搬送された原材料が破砕機にて所定の粒度に破砕され、破砕された破砕物が製品としてコンベアによって排出されるようになっている（例えば、特許文献１）。破砕物の粒度は、破砕機がジョークラッシャの場合では、スイングジョーおよび固定ジョーの下端間の出口隙間（破砕物の破砕機からの出口）を調整することで決定される。この際、出口隙間が大きいと破砕物の粒度は大きくなり、原材料を破砕する破砕機の作業量（時間当たりの破砕処理量）は多くなるが、出口隙間が小さいと破砕物の粒度が小さくなるため、破砕機の作業量は少なくなるのが一般的である。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１００２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の自走式破砕機においては、破砕物の粒度（すなわち、出口隙間の開度）によって破砕機の作業量が異なるにも関わらず、原材料および破砕物を搬送するフィーダやコンベアの搬送速度が粒度の大きい破砕物の搬送可能な速度に常に一定であるため、粒度が小さい破砕物を搬送する際には搬送速度が過剰となって搬送効率が悪くなり、エネルギーロスが大きくなるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、破砕作業量が少ない場合において、作業機のエネルギーロスを低減し、燃料消費量を低減できる自走式破砕機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の自走式破砕機は、固定ジョーとスイングジョーとを有し、前記固定ジョーと前記スイングジョーの各下端間の隙間が調節可能とされ、前記スイングジョーの前記固定ジョーへの揺動により原材料を破砕し前記隙間より排出して破砕物を製造する破砕機と、前記破砕機の上流または下流に配置される破砕物製造のための作業機と、前記隙間に応じて前記作業機の作業機速度を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記隙間に応じた前記破砕機の作業量を算出する作業量算出手段と、前記作業量算出手段によって算出された作業量に応じた前記作業機の作業機速度を算出する作業機速度算出手段とを備え、前記隙間が小さくなると前記作業機速度が小さくなるように作業機速度を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
以上により、作業機速度を制御するコントローラが設けられているので、このコントローラにより破砕機の固定ジョーとスイングジョーの下端間の隙間（出口隙間）に応じて、作業機の速度を制御できる。破砕物の粒度が出口隙間に依存し、作業量が破砕物の粒度に依存しているため、原材料を破砕する破砕機の作業量が少ない時には、作業機の速度を遅くでき、作業機のエネルギーロスを低減できて、燃料消費量を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態での自走式破砕機１を示す側面図である。この自走式破砕機１は、油圧ショベルやホイールローダ等の積込機により投入された原材料を破砕し、一定粒度の破砕物を製造するものである。
【０００９】
自走式破砕機１は、一対の下部走行体１１（一つのみ図示）を備えた本体部ユニット１０と、本体部ユニット１０上の後方側（図１中の左方向）に搭載されて原材料が供給される供給部ユニット２０と、供給部ユニット２０の前方側（図１中の右方向）に搭載された破砕機３０と、破砕機３０のさらに前方側に搭載されたパワーユニット４０と、本体部ユニット１０の下方で一対のクローラ１５間から前方斜め上方に向かって延出した作業機としての排出コンベア５０と、この排出コンベア５０や他の作業機の駆動制御を行うコントローラ７０とで構成されている。
【００１０】
本体部ユニット１０は、下部側に下部走行体１１を備えている。下部走行体１１は、前部の油圧モータ１２で駆動されるスプロケット１３と後部のアイドラー１４とにクローラ１５を巻回させた構成である。
【００１１】
供給部ユニット２０では、後方に迫り出した左右の側方フレーム２１の上部に、図示しない複数のスプリングを介して作業機としてのグリズリフィーダ２２が載置され、このグリズリフィーダ２２が振動装置２３で駆動される。グリズリフィーダ２２の上部には、その周囲の三方を囲うようにホッパ２４が設けられ、上方に向かって拡開したホッパ２４内に原材料が投入される。また、グリズリフィーダ２２の下部には、ズリ用シュータ２５が設けられ、ズリ用シュータ２５は、グリズリフィーダ２２で選別されて落下する未破砕の原材料を作業機としてのズリ出しコンベア２６に導くためのものである。
【００１２】
破砕機３０は、固定ジョー３１およびスイングジョー３２を備えたジョークラッシャであり、メインシャフト３３の一端に設けられたプーリ３４をＶベルトを介して破砕機３０駆動用の油圧モータ３５で駆動すると、メインシャフト３３の回転によりスイングジョー３２が揺動リンクとして機能し、固定ジョー３１との間で原材料を破砕する。
【００１３】
図２を参照すると、スイングジョー３２の下部側は、破砕時の反力を受ける反力受リンク機構３６で支持されており、テンションリンク機構３７により常時反力受リンク機構３６側に付勢されている。
【００１４】
ここで、反力受リンク機構３６は、一端がスイングジョー３２の背面部分に係止されたトグルプレート３８と、トグルプレート３８の他端側を支持しかつ固定リンクピン３９を中心に回動するトグルリンク４１と、下端がトグルリンク４１に軸支されたメカニカルロッキング油圧シリンダ４２とを含んで構成され、このメカニカルロッキング油圧シリンダ４２がクロスメンバ４３側に回動自在に軸支（トラニオン構造）されている。メカニカルロッキング油圧シリンダとは、締りばめにより、任意の位置でピストンまたはロッドをロックできる油圧シリンダである。そして、このメカニカルロッキング油圧シリンダ４２のロッド４４を図示しない進退駆動手段により進退させることで、各ジョー３１，３２の下端間の出口隙間Ｗを調節できるようになっている。つまり、反力受リンク機構３６は、メカニカルロッキング油圧シリンダ４２の駆動によってトグルリンク４１およびトグルプレート３８を介してスイングジョー３２を固定ジョー３１に近接離間させる出口隙間調整用リンク機構４５となっている。
【００１５】
また、テンションリンク機構３７は、反力受リンク機構３６の略中央に配置されており、一端がスイングジョー３２側に軸支されたテンションリンク４６と、固定リンクピン３９に回動自在に軸支されたテンションレバー４７と、一端がテンションレバー４７に軸支されたテンションロッド４８と、このテンションロッド４８を所定方向に付勢するテンションスプリング４９とを含んで構成され、これらテンションロッド４８およびテンションスプリング４９がトグルリンク４１に取り付けられている。
【００１６】
また、ポテンショメータ８０がメカニカルロッキング油圧シリンダ４２に取り付けられている。ポテンショメータ８０は、ロッド４４の進退量に応じて回動するメカニカルロッキング油圧シリンダ４２の回動角度θを検出し、検出信号をコントローラ７０に出力する。
【００１７】
パワーユニット４０は、図３に示す自走式破砕機１の油圧回路図を参照すると、エンジン５１、エンジン５１で駆動される可変容量型の油圧ポンプ５２，５３、燃料タンク、および作動油タンク５４等を備えている。油圧ポンプ５２からの油圧は、コントロールバルブ１０１，１０６を介して、下部走行体１１の油圧モータ１２、破砕機３０の油圧モータ３５に供給されるとともに、右走行レバー１６が設けられた方向切替え装置１８を介して、コントロールバルブ１０１にパイロット圧として供給される。
【００１８】
また、油圧ポンプ５３からの油圧は、コントロールバルブ１０１〜１０５を介して、下部走行体１１の油圧モータ１２、排出コンベア５０の油圧モータ５５、グリズリフィーダ２２に設けられた振動装置２３の油圧モータ２７、磁力選別機（磁選機）６０の油圧モータ２８、ズリ出しコンベア２６の油圧モータ２９に供給され、左走行レバー１７が設けられた方向切替え装置１８を介して、コントロールバルブ１０１にパイロット圧として供給される。さらに、グリズリフィーダ２２、ズリ出しコンベア２６、破砕機３０、排出コンベア５０、磁選機６０の各ＯＮ−ＯＦＦスイッチからの電気信号、およびポテンショメータ８０からの検出信号がコントローラ７０へ入力される。
【００１９】
排出コンベア５０は、前方側に油圧モータ５５を備え、破砕機３０の出口から落下した破砕物を前方に排出し、高所から落下させて堆積等させる。また、原材料として鉄筋や金属片等の異物が含まれる場合には、排出コンベア５０の前部側に作業機としての磁力選別機６０を取り付け、この異物を取り除くことも可能である。
すなわち、グリズリフィーダ２２とズリ出しコンベア２６とが破砕機３０の上流に配置され、排出コンベア５０と磁力選別機６０とが破砕機３０の下流に配置されている。
【００２０】
次に、図４に示すコントローラ７０のブロック図を参照すると、コントローラ７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を搭載し、コンピュータプログラム等のソフトウェアで構成された出口隙間算出手段７１と、作業量算出手段７２と、作業機速度算出手段７３と、吐出流量算出手段７４と、メモリ７５とを備えている。
【００２１】
ここで、メモリ７５には、ポテンショメータ８０により検出したメカニカルロッキング油圧シリンダ４２の回動角度θに対応する出口隙間ＷのデータテーブルであるマップＭ１、出口隙間Ｗに対応する破砕機３０の作業量Ｄ（単位時間当たりの破砕処理量）のデータテーブルであるマップＭ２、作業量Ｄに応じた排出コンベア５０の速度Ｖ１のデータテーブルであるマップＭ３、作業量Ｄに応じたグリズリフィーダ２２の速度Ｖ２のデータテーブルであるマップＭ４、作業量Ｄに応じたズリ出しコンベア２６の速度Ｖ３のデータテーブルであるマップＭ５、作業量Ｄに応じた磁選機６０の速度Ｖ４のデータテーブルであるマップＭ６、作業機速度Ｖ１〜Ｖ４に応じた油圧ポンプ５３の吐出流量ＱのデータテーブルであるマップＭ７の各ファイルが記憶されている。これらのマップ中に記載の作業機速度Ｖ１〜Ｖ４は、原材料や破砕物を最低限運搬および破砕物処理できる速度であり、この速度より低下させてしまうと、原材料や破砕物がいずれかの作業機２２，２６，５０，６０に滞留してしまい、作業に支障をきたすこととなる。
【００２２】
次に各手段７１〜７４の機能について、図５に示すフローチャートをも参照しながら説明する。図５のフローチャートは作業量Ｄに応じて、自走式破砕機１の各作業機２２，２６，５０，６０の作業機速度Ｖ１〜Ｖ４を制御するフローである。
オペレータは、まず、破砕作業の前段取りとして、破砕機３０を稼動させ、破砕物が要求される粒度に破砕されるように、メカニカルロッキング油圧シリンダ４２の図示しない進退駆動手段を操作し、出口隙間Ｗを適正に変更して破砕物の粒度を調整する。すなわち、ジョークラッシャの場合には、破砕物の粒度と出口隙間Ｗとは互いに対応した関係にある。所望の粒度であることが確認されると、オペレータは、例えば連続運転モードの破砕作業を開始させる。作業開始の信号がコントローラ７０に入力されると、コントローラ７０の出口隙間算出手段７１は、メカニカルロッキング油圧シリンダ４２の回動角度θをポテンショメータ８０にて検出し、メモリ７５からマップＭ１を参照するとともに、出口隙間Ｗがいくらに設定されているかを読み出す（Ｓ１）。
【００２３】
次いで、作業量算出手段７２は、メモリ７５からマップＭ２を参照し、出口隙間算出手段７１にて算出された出口隙間Ｗに応じた破砕機３０の作業量Ｄを読み出す（Ｓ２）。そして、作業機速度算出手段７３は、各マップＭ３〜Ｍ６をそれぞれ参照し（Ｓ３）、作業量Ｄに応じた各作業機２２，２６，５０，６０の各作業機速度Ｖ１〜Ｖ４を読み出す（Ｓ４）。この後、吐出流量算出手段７４はマップＭ７を参照し、各作業機速度Ｖ１〜Ｖ４に応じた油圧ポンプ５３の吐出流量Ｑを読み出し、吐出流量Ｑに応じた駆動指令を油圧ポンプ５３に出力して、斜板角度を変化させる（Ｓ５）。以上により、各作業機２２，２６，５０，６０がそれぞれの作業機速度Ｖ１〜Ｖ４にて駆動されるようになる。
【００２４】
本実施形態によれば、コントローラ７０が作業機速度算出手段７３を備えているため、ポテンショメータ８０の角度θから算出される出口隙間Ｗに応じて、各作業機２２，２６，５０，６０の各作業機速度Ｖ１〜Ｖ４を算出できる。従って、破砕物の粒度によって作業量Ｄが変動する場合でも、作業量Ｄの大小に応じて、各作業機速度Ｖ１〜Ｖ４を制御でき、粒度が小さく、出口隙間Ｗが小さいときには、作業機速度Ｖ１〜Ｖ４を遅くできてエネルギーロスを低減でき、燃料消費量を確実に低減できる。
【００２５】
[第２実施形態]
図６は、第２実施形態でのコントローラ７０のブロック図であり、図７はフローである。本実施形態では、コントローラ７０に操作パネル等の適宜な出口隙間入力手段７６が接続されており、出口隙間入力手段７６に所望する出口隙間Ｗを入力するようになっている。そして、コントローラ７０は、出口隙間入力手段７６に入力された出口隙間Ｗとなるようにメカニカルロッキング油圧シリンダ４２の進退量を制御する。
【００２６】
このような本実施形態においては、オペレータは、まず出口隙間入力手段７６を用いて、所望の出口隙間Ｗを入力する（Ｓ１１）。すると、コントローラ７０内の出口隙間算出手段７１は、マップＭ１を参照するとともに、入力された出口隙間Ｗに対応する回動角度θを読み出して目標角度θ０とし、メカニカルロッキング油圧シリンダ４２の回動角度θが目標角度θ０となるようにメカニカルロッキング油圧シリンダ４２の進退駆動手段に駆動指令を出力する（Ｓ１２）。一方、作業量算出手段７２は、マップＭ２を参照して、出口隙間入力手段７６に入力された出口隙間Ｗに応じた破砕機３０の作業量Ｄを読み出すのである（Ｓ１３）。以下、Ｓ１４〜Ｓ１６については、第１実施形態の図５に示すＳ３〜Ｓ５と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００２７】
本実施形態によれば、出口隙間入力手段７６に所望の出口隙間Ｗを入力するのみで、回動角度θのフィードバック制御等により出口隙間Ｗを自動的に調整できるとともに、各作業機速度Ｖ１〜Ｖ４を算出でき、第１実施形態と同様に、出口隙間Ｗが小さいときには、各作業機速度Ｖ１〜Ｖ４を遅くできて、エネルギーロスを低減できる。
【００２８】
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００２９】
例えば、前記各実施形態では、マップＭ２〜Ｍ７を用いることで、出口隙間Ｗから作業量Ｄを算出し、作業量Ｄから各作業機速度Ｖ１〜Ｖ４を算出して、各作業機速度Ｖ１〜Ｖ４から吐出流量Ｑを算出したが、出口隙間Ｗから直接（あるいは粒度から直接）、吐出流量Ｑを算出するマップを用いることで制御上の処理を簡略化してもよい。
【００３０】
また、前記各実施形態では、破砕機３０にジョークラッシャを用いたが、インパクトクラッシャ等の他の構成の破砕装置を用いてもよい。
前記各実施形態では、作業機としてグリズリフィーダ２２と、ズリ出しコンベア２６と、排出コンベア５０と、磁選機６０とを備えていたが、少なくとも一つの作業機を備えていればよく、上記の作業機の全てを備えている必要はない。
これら作業機の駆動源は電気モータでも良く、その場合の作業機速度とは電気モータの回転数である。
【００３１】
前記第２実施形態では、所望の出口隙間Ｗを入力する出口隙間入力手段７６を用いたが、破砕物の粒度を入力する適宜な入力手段を用いてもよい。
また、前記第１実施形態、第２実施形態では、破砕機の作業量を破砕物の粒度に対応する破砕機の出口隙間から算定しているが、破砕機に被破砕物を供給するグリズリフィーダを駆動する油圧モータでの作動油圧から算定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、自走式破砕機に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自走式破砕機の側面図。
【図２】前記第１実施形態に係る破砕機を示す図。
【図３】前記自走式破砕機の油圧回路図。
【図４】前記第１実施形態に係るブロック図。
【図５】前記第１実施形態に係るフローチャート。
【図６】第２実施形態に係るブロック図。
【図７】前記第２実施形態に係るフローチャート。
【符号の説明】
【００３４】
１…自走式破砕機、２２…フィーダであるグリズリフィーダ（作業機）、２６…サブコンベアであるズリ出しコンベア（作業機）、３０…破砕機、３１…固定ジョー、３２…スイングジョー、５０…排出コンベア（作業機）、６０…磁力選別機（作業機）、７０…コントローラ、７３…作業機速度算出手段、Ｗ…出口隙間。
【図１】
0005525741.tif 000002
【図２】
0005525741.tif 000003
【図３】
0005525741.tif 000004
【図４】
0005525741.tif 000005
【図５】
0005525741.tif 000006
【図６】
0005525741.tif 000007
【図７】
0005525741.tif 000008