(57)【要約】【課題】剪定材の種類を問わず、剪定材を効率良く破砕・揉摺することができる剪定材の破砕処理装置を提供すること。【解決手段】  二軸スクリュー破砕機１０とこの二軸スクリュー破砕機１０の破砕材の移動方向に連続して二次破砕機２０を設け、二軸スクリュー破砕機１０の作動開始部分に剪定材の投入口３０を設け、二次破砕機２０の終端を破砕物の排出位置とした剪定材の破砕処理装置である。二次破砕機２０は、固定歯と、二軸スクリュー破砕機１０の各回転軸と共に回転する回転歯とを備え、固定歯の切歯と回転歯の切歯を相対して設け、且つ固定歯と回転歯を二軸スクリュー破砕機１０の各回転軸の軸線方向に沿って交互に複数枚設ける。この構成において、固定歯及び回転歯の配置の組合せにより、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じる場合と、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じない場合とを選択可能とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュー破砕機とこのスクリュー破砕機の破砕材の移動方向に連続して二次破砕機を設け、前記スクリュー破砕機の作動開始部分に剪定材の投入口を設け、前記二次破砕機の終端を破砕物の排出位置とした剪定材の破砕処理装置であって、
前記二次破砕機が、固定歯と、前記スクリュー破砕機の各回転軸と共に回転する回転歯とを備え、前記固定歯の切歯と前記回転歯の切歯を相対して設け、且つ前記固定歯と前記回転歯を前記スクリュー破砕機の各回転軸の軸線方向に沿って交互に複数枚設け、
前記固定歯及び前記回転歯の配置の組合せにより、前記回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じる場合と、前記回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じない場合とを選択可能とした剪定材の破砕処理装置。
【請求項２】
各固定歯がすべて同じ形状であり、且つ各回転歯がすべて同じ形状である請求項１に記載の剪定材の破砕処理装置。
【請求項３】
各固定歯をその表面が同じ向きとなるように配置し、且つ各回転歯の回転軸の回転方向に対する固定位置を一致させることにより、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じるようにした請求項２に記載の剪定材の破砕処理装置。
【請求項４】
各固定歯をその表裏が交互になるように配置することにより、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じないようにした請求項２に記載の剪定材の破砕処理装置。
【請求項５】
各回転歯の回転軸の回転方向に対する固定位置を変えることにより、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じないようにした請求項２に記載の剪定材の破砕処理装置。
【請求項６】
各固定歯をその表裏が交互になるように配置し、且つ各回転歯の回転軸の回転方向に対する固定位置を変えることにより、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じないようにした請求項２に記載の剪定材の破砕処理装置。
【請求項７】
各固定歯をその表裏が交互になるように配置したときに、固定歯を固定するために各固定歯に設けた固定孔の位置が一致する請求項４又は６に記載の剪定材の破砕処理装置。
【請求項８】
回転歯を固定する回転軸の断面が多角形であり、各回転歯が前記回転軸に嵌合する前記多角形と同じ形状の嵌合孔を有し、且つ各回転歯の切歯の数が前記多角形の角数の倍数でない請求項５又は６に記載の剪定材の破砕処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、街路樹等の剪定によって発生する切断枝、竹材、あるいは草類等の剪定材の破砕処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来係る街路樹等の処理は、切り落とした剪定材をそのままか、あるいは街路で再切断してトラックによって処理場まで搬送していた。
【０００３】
ところが、市街地の街路樹の剪定による枝、幹等の廃材量は多量となり、その搬出のための手間とトラック台数は相当数に上り、街地の街路樹の維持に伴う財政上の負担は膨大なものとなっている。
【０００４】
この問題を解消するために、剪定現場に、下記特許文献１、２等に記載の各種の小型破砕機を持ち込んで剪定材の搬送容量を小さくすることが試みられた。
【０００５】
しかしながら、形状が定まらない上に嵩容量の大きい剪定材を破砕機に投入することが困難な上、破砕効率も悪く、剪定現場での剪定材の破砕処理に適したものはなかった。
【０００６】
また、現状、破砕機は、高速回転（１０００〜１５００ｒｐｍ）が主流であるため、（１）破砕音が大きく騒音問題により市街地での操業が難しい、（２）高速破砕により破砕粒度は小さくなるが、揉摺されず発酵が遅い、（３）草類等の柔らかい物の破砕ができない、といった問題がある。
【０００７】
そこで、騒音対策として低速回転の破砕機が登場してきたが、これでは、（１）破砕粒度が大きく比重が小さい、（２）発酵が遅い、といった問題があった。
【０００８】
この対策として、揉摺装置と併用される機種も登場してきたが、これでは、装置が大きくなり、移動用の重量制限がある場合、不適であり、また高価になる。
【０００９】
これに対して、本願出願人は、先に特願２００４−１７７４３５において、二軸スクリュー破砕機とこの二軸スクリュー破砕機の破砕材の移動方向に連続して二次破砕機を設けた剪定材の破砕処理装置を提案した。この破砕処理装置によれば、二軸スクリュー破砕機と二次破砕機を連続して設けたことで装置を小型に形成できると共に、二軸スクリュー破砕機による一次破砕に引き続き連続して二次破砕機による二次破砕及び揉摺を行うので、剪定材の破砕・揉摺効率を上げることができるという利点がある。
【００１０】
ところが、この破砕処理装置の二次破砕機は、固定歯と、二軸スクリュー破砕機の各回転軸と共に回転する回転歯とを回転軸の軸線方向に交互に複数枚設けたものであり、各固定歯及び各回転歯をすべて同じ向きに配置していたため、回転歯の回転時に回転軸方向に排出位置まで連通する空間が生じていた。このような空間は、草類のような繊維質の少ない剪定材の処理には問題なく、むしろ過度の破砕・揉摺を防止する上で有効であるが、切断枝、竹材等の繊維質の多い剪定材を処理しようとすると、その剪定材が空間を通過してしまい十分な破砕・揉摺効果が得られないという問題があった。また、空間を通過する剪定材が、二軸スクリュー破砕機の押圧力によって二次破砕機の終端から勢いよく飛び出して危険な場合があるという問題もあった。
【特許文献１】特開２００２−１２６５５０号公報
【特許文献２】特許第３４４５７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、本願出願人が先に提案した剪定材の破砕処理装置の改良に係るもので、その課題は、剪定材の種類を問わず、剪定材を効率良く破砕・揉摺することができる剪定材の破砕処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の剪定材の破砕処理装置は、スクリュー破砕機とこのスクリュー破砕機の破砕材の移動方向に連続して二次破砕機を設け、前記スクリュー破砕機の作動開始部分に剪定材の投入口を設け、前記二次破砕機の終端を破砕物の排出位置とした剪定材の破砕処理装置であって、前記二次破砕機が、固定歯と、前記スクリュー破砕機の各回転軸と共に回転する回転歯とを備え、前記固定歯の切歯と前記回転歯の切歯を相対して設け、且つ前記固定歯と前記回転歯を前記スクリュー破砕機の各回転軸の軸線方向に沿って交互に複数枚設け、前記固定歯及び前記回転歯の配置の組合せにより、前記回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じる場合と、前記回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じない場合とを選択可能としたことを特徴とする。
【００１３】
本発明では、スクリュー破砕機と二次破砕機を破砕物の移動方向に連続して設けているため、スクリュー破砕機の作動開始部分に投入された剪定材は、回転軸のスクリュー歯の間に巻き込まれ、ほぐされながら破砕される。このスクリュー破砕機で処理した状態では、剪定材は完全には破砕されず、部分的に連続した状態にある。スクリュー破砕機でほぐされながら部分的に破砕された剪定材は、連続して設けられた二次破砕機に自動的に送り込まれ、微細片に切断破砕され揉摺される。
【００１４】
そして、本発明では二次破砕機において、固定歯及び回転歯の配置の組合せにより、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じる場合と、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じない場合とを選択可能とした。すなわち、草類のような繊維質の少ない剪定材を処理する場合には、回転軸方向に連通する空間が生じるように固定歯及び回転歯を配置し、過度の破砕・揉摺を防止する。一方、切断枝、竹材等の繊維質の多い剪定材を処理する場合には、回転軸方向に連通する空間が生じないように固定歯及び回転歯を配置し、各固定歯及び各回転歯の噛み合いにより十分に破砕・揉摺が行われるようにする。
【００１５】
各固定歯及び各回転歯は、管理面及びコスト面から同じ形状とすることが好ましい。そして、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じるようにするには、各固定歯をその表面が同じ向きとなるように配置し、且つ各回転歯の回転軸の回転方向に対する固定位置を一致させるように配置することができる。また、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じないようにするには、各固定歯をその表裏が交互になるように配置することができる。また、各回転歯の回転軸の回転方向に対する固定位置を変えて配置することにより、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じないようにすることもできる。
【００１６】
各回転歯の回転軸の回転方向に対する固定位置を簡単に変えるには、回転歯を固定する回転軸の断面を多角形とし、各回転歯に回転軸に嵌合する前記多角形と同じ形状の嵌合孔を設け、且つ各回転歯の切歯の数を前記多角形の角数の倍数でないようにする。すなわち、この構成において各回転歯を回転軸の周方向に沿って位相をずらして配置する。
【００１７】
また、本発明においては各固定歯をその表裏が交互になるように配置したときに、固定歯を固定するために各固定歯に設けた固定孔の位置が一致することが好ましい。これによって、固定歯の固定を１本の固定ピンによって簡単に行うことができる。
【００１８】
さらに、本発明においてスクリュー破砕機は二軸スクリュー破砕機とすることが好ましく、この場合、二軸スクリュー破砕機の各回転軸は、一方が他方に対して周速差を持って回転するようにすることが好ましい。これによって、相対する各回転軸のスクリュー歯の間で剪断力が発生し、二軸スクリュー破砕機による一次破砕効率が向上する。また、それぞれのスクリュー歯のピッチは、破砕材の移動方向に向かって、漸次、小さくすることが好ましい。これによって、各ピッチ間に溜まって二次破砕機に送り込まれる破砕された剪定材の送入密度が増すことになり、二次破砕機による二次破砕及び揉摺の効率が向上する。
【００１９】
本発明では、二次破砕機の排出位置から排出された破砕物をコンベアによって破砕物収納容器まで搬送するようにしても良いし、二次破砕機の排出位置から排出された破砕物を破砕物収納容器で受けるようにしても良い。また、これらの一連の装置を一体として車両に搭載することもできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の剪定材の破砕処理装置は、二次破砕機における固定歯及び回転歯の配置の組合せにより、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じる場合と、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じない場合とを選択可能としたので、剪定材の種類を問わず、剪定材を効率良く破砕・揉摺することができる。したがって、剪定材の種類を問わず剪定材を柔軟にすることができ、発酵がより早く進み、堆肥化期間が大幅に短縮される。
【００２１】
これによって、街路樹等の剪定材の搬送量を実質的に増大でき、引いては、剪定処理の効率化が可能となる。
【００２２】
また、回転歯の回転時に回転軸方向に連通する空間が生じないようにすると、剪定材が二次破砕機の終端から勢いよく飛び出すことがなく、安全性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、実施例によって本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１は本発明に係る剪定材の破砕処理装置を示し、同図（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図２は図１（ｂ）のＡ−Ａ線矢視図である。
【００２５】
図１において、本発明の剪定材の破砕処理装置は、二軸スクリュー破砕機１０と、この二軸スクリュー破砕機１０の破砕材の移動方向に連続して設けた二次破砕機２０とを有する。また、二軸スクリュー破砕機１０の作動開始部分の上方には、剪定材の投入口として投入シュータ３０が設けられている。
【００２６】
二軸スクリュー破砕機１０の各回転軸１１、１２には、それぞれスクリュー歯１３、１４が軸線方向に沿って設けられており、各回転軸１１、１２を回転駆動することにより、二軸スクリュー破砕機１０が作動する。スクリュー歯１３、１４のピッチは、破砕材の移動方向に向かって、漸次、小さくしており、その刃先は２〜３ｍｍの間隙を持って対向している。
【００２７】
二軸スクリュー破砕機１０の各回転軸１１、１２の回転駆動は、駆動モータ４０（油圧モータ）により行う。駆動モータ４０の回転は、減速ギヤ４１によって１／３に減速される。減速ギヤ４１には一方の回転軸１１が直結されているので、一方の回転軸１１は駆動モータ４０の回転の１／３の回転数で回転する。一方の回転軸１１の回転は、減速ギヤ４２により減速されて他方の回転軸１２に伝達される。これによって、一方の回転軸１１と他方の回転軸とが周速差を持って回転するようになっており、実施例では、一方の回転軸１１の周速（回転数）が他方の回転軸１２の周速（回転数）の１．５倍程度となるようにしている。なお、この周速差は任意に設定できる。
【００２８】
二次破砕機２０は、二軸スクリュー破砕機１０の各回転軸１１、１２の終端部分に設けられており、二軸スクリュー破砕機１０と二次破砕機２０の境界部分には、図１（ｂ）及び図２に示すようにガイド部材５０が設けられている。このガイド部材５０によって、二軸スクリュー破砕機１０の各回転軸１１、１２の軸線方向に沿って移動する破砕材を二次破砕機２０に向けて確実に振り分けるようにしている。
【００２９】
図３は、二次破砕機２０の要部の分解斜視図である。二次破砕機２０は、装置本体に固定される固定歯２１と、二軸スクリュー破砕機１０の各回転軸１１、１２の終端部分に装着されて各回転軸１１、１２と共に回転する回転歯２２とを有する。実施例では、回転歯２２は、装置本体に固定されるガイド板２３のガイド孔２３ａ内に位置するように装着される。二次破砕機２０は、固定歯２１と回転歯２２の組合せを、破砕材の移動方向に沿って複数連結して構成される。図１に示す実施例では、固定歯２１と回転歯２２の組合せを２組連結しており、固定歯２１と回転歯２２は、破砕材の移動方向（二軸スクリュー破砕機１０の各回転軸１１、１２の軸線方向）に沿って交互に設けられている。
【００３０】
図４（ａ）〜（ｄ）は、二次破砕機２０の固定歯２１と回転歯２２の配置の組合せを示す説明図である。図４（ａ）〜（ｄ）において、固定歯２１の切歯２１ａと回転歯２２の切歯２２ａとは相対するように配置されており、回転歯２２の回転に伴い、その切歯２２ａと固定歯２１の切歯２１ａとの間に破砕物が挟まれ、さらに細かく切断破砕されて揉摺される。それぞれの切歯２１ａ、２２ａの形状は、切断破砕時に破砕物が固定歯２１及び回転歯２２の中心方向に移動するような形状としている。
【００３１】
また、回転歯２２をガイド板２３のガイド孔２３ａ内に位置するように装着し、固定歯２１の切歯２１ａもガイド孔２３ａの範囲内に位置するように配置しているので、破砕物はガイド孔２３ａから外に漏れることなく、二次破砕機２０の終端まで移動し、排出される。
【００３２】
この図４（ａ）〜（ｄ）に示す例は、固定歯２１と回転歯２２を２枚ずつ配置した例であり、図４（ａ）に示す例は、各固定歯２１をその表面が同じ向きとなるように配置し、且つ各回転歯２２の回転軸の回転方向に対する固定位置を一致させるように配置した例である。この例では図面に示すように、２枚の固定歯２１及び２枚の回転歯２２は完全に重なる。したがって、回転歯２２の回転時に回転軸方向に連通する空間２４が生じる。
【００３３】
図４（ｂ）に示す例は、図４（ａ）に示す例において、２枚ある回転歯２２の回転軸の回転方向に対する固定位置を変えたものである。回転歯２２は、四角形の回転軸に嵌合する四角形の嵌合孔２２ｂを有しており、各回転歯２２は回転軸の周方向に沿って９０°位相をずらして配置されている。回転歯２２はその周方向に等間隔に６個の切歯２２ａを有しており、切歯２２ａの数が４の倍数ではないので、各回転歯２２の切歯２２ａは図面に示すようにずれた状態で回転する。この例においても回転歯２２の回転時に回転軸方向に連通する空間２４が生じるが、その空間２４の大きさ及び出現頻度は図４（ａ）の例に比べて小さくなるので、粉砕・揉摺能力は向上する。なお、各回転歯２２の切歯２２ａの形状を変更すれば、この配置例においても空間２４が生じないようにすることができる。
【００３４】
図４（ｃ）に示す例は、図４（ａ）に示す例において、２枚ある固定歯２１の表裏を逆にして配置したものである。２枚ある固定歯２１の表裏を逆にしたことにより、図面に示すように回転軸方向に連通する空間が無くなる。したがって、隣接する固定歯２１と回転歯２２との組合せにより確実に粉砕・揉摺を行うことができる。また、固定歯２１の表裏を逆にしたとしても、固定歯２１を装置本体に固定するための固定孔２１ｂの位置が一致するので、各固定歯２１の固定を１本の固定ピンによって簡単に行うことができる。
【００３５】
図４（ｄ）に示す例は、図４（ａ）に示す例において、２枚ある固定歯２１の表裏を逆にして配置する共に、２枚ある回転歯２２の回転軸の回転方向に対する固定位置を変えたものである。この例においても回転軸方向に連通する空間が無くなり、しかも各回転歯２２の切歯２２ａは位相がずれた状態で回転するので、粉砕・揉摺能力がより一層向上する。
【００３６】
図４（ａ）〜（ｄ）に示す組合せは、処理する剪定材の性状に応じて任意に選択できる。例えば、草類のように繊維質の少ないものを処理する場合は、過度の粉砕・揉摺を防止するために、図４（ａ）又は図４（ｂ）の組合せを選択する。一方、切断枝、竹材等の繊維質の多いものを処理する場合は、より短時間で効率的に粉砕・揉摺するために、図４（ｃ）又は図４（ｄ）の組合せを選択する。なお、図４（ａ）〜（ｄ）に示した例では、固定歯２１と回転歯２２を２枚ずつ配置したが、それぞれ３枚以上配置することもできる。
【００３７】
以上の構成において、投入シュータ３０から投入された剪定材は、二軸スクリュー破砕機１０の各スクリュー歯１３、１４によって一次破砕される。このとき、各スクリュー歯１３、１４は異なる周速で回転しているので、相対するスクリュー歯１３、１４の間で剪断力が発生し、一次破砕効率は向上する。二軸スクリュー破砕機１０による一次破砕後、破砕材は連続的に二次破砕機２０に送られる。二次破砕機２０では、上述した固定歯２１と回転歯２２によって破砕物がさらに細かく切断破砕されて揉摺されながら移動し、その終端で排出される。
【００３８】
図５は、本発明に係る剪定材の破砕処理装置を車両に搭載した実施例を示す概略平面図である。図５において、二次破砕機２０の終端から排出される破砕物はコンベア６０によって破砕物収納容器７０に搬送されて収納される。そして、これらの一連の装置が一体として車両の荷台８０に搭載されている。
【００３９】
なお、本実施例では二次破砕機の前段に配置するスクリュー破砕機として二軸式のスクリュー破砕機を使用したが、一軸式のスクリュー破砕機を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、街路樹の剪定材のみならず、果樹や竹木の剪定材、あるいは草類や草木の剪定材の破砕処理にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る剪定材の破砕処理装置を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】二次破砕機の要部の分解斜視図である。
【図４】二次破砕機の固定歯と回転歯の配置の組合せを示す説明図である。
【図５】本発明に係る剪定材の破砕処理装置を車両に搭載した実施例を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  二軸スクリュー破砕機
１１、１２  回転軸
１３、１４  スクリュー歯
２０  二次破砕機
２１  固定歯
２１ａ  切歯
２１ｂ  固定孔
２２  回転歯
２２ａ  切歯
２２ｂ  嵌合孔
２３  ガイド板
２３ａ  ガイド孔
３０  投入シュータ
４０  駆動モータ
４１、４２  減速ギヤ
５０  ガイド部材
６０  コンベア
７０  破砕物収納容器
【図１】
2006255617.tif 000003
【図２】
2006255617.tif 000004
【図３】
2006255617.tif 000005
【図４】
2006255617.tif 000006
【図５】
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