(57)【要約】【課題】切削が進んで木材が短くなった場合、もしくは最初から木材が短い場合でもピンチップとならずに、確実に切削チップを製造することができる木材チップ製造装置を提供する。【解決手段】切削が進んで木材の長さが短くなったために、もしくは最初から木材の長さが短いために、送りローラ７から離れてその送りローラ７と切削ロータ４との間で自由に動くことができる木材Ｗ´が、チッパナイフ１２に対し平行をなすように横向きに回転するのを防いで真っ直ぐに進むように案内するスライディング板２０を設けるとともに、このスライディング板２０によって案内された木材Ｗ´がチッパナイフ１２によって切削されるに伴い縦方向に動くのを規制する規制バー２５を設ける。【選択図】図１
2018008381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チッパナイフが装着された切削ロータを回転させ、この切削ロータに向けて前記チッパナイフに対し直角をなすように送りローラで木材を真っ直ぐに送り出すことによって前記チッパナイフでその木材を切削して木材チップを製造するようにした木材チップ製造装置において、
前記チッパナイフによる切削が進んで木材の長さが短くなったために、もしくは最初から木材の長さが短いために、前記送りローラから離れてその送りローラと前記切削ロータとの間で自由に動くことができる木材が、前記チッパナイフに対し平行をなすように横向きに回転するのを防いで真っ直ぐに進むように案内する案内部材を設けるとともに、この案内部材によって案内された木材が前記チッパナイフによって切削されるに伴い縦方向に動くのを規制する規制部材を設けることを特徴とする木材チップ製造装置。
【請求項２】
前記案内部材は、前記送りローラから離れてその送りローラと前記切削ロータとの間で自由に動くことができる木材が乗り上げ可能な大きさの上面を有し、この上面に、木材の送り方向に延び木材の底部が嵌り込むことが可能な溝を横方向に所定ピッチで複数列形成し、各溝の両側に、木材の送り方向に直線状に延びて木材の外周面に当接可能な山部を形成してなる板状のスライディング板であり、前記規制部材は、前記スライディング板上に送り込まれる木材よりもやや高い位置で記切削ロータの軸と平行をなして横架するように前記切削ロータと前記送りローラとの間に配設される棒状の規制バーである請求項１に記載の木材チップ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばバイオマス発電もしくはパルプ製造に用いる木材チップを製造する木材チップ製造装置に関し、特に、伐採された樹木や剪定枝などの木材を機械的に刃物で切削して切削チップを製造する木材チップ製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、木材チップは、切削チップと破砕チップ（ピンチップ）の２つに分けられる。切削チップは、主に機械的に刃物で切削して得られるもので、おおよそ四角形のフレーク状（キャラメル状）の削片である。ピンチップは、主にハンマークラッシャーなどの機械的な打撃により砕いて得られるもので、細長いピン状の木片である。
【０００３】
切削チップを製造する従来の木材チップ製造装置として、チッパナイフが装着された切削ロータを備える構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。この種の木材チップ製造装置は、チッパナイフが装着された切削ロータを回転させ、この切削ロータに向けてチッパナイフに対し直角をなすように送りローラで木材を真っ直ぐに送り出すことによってチッパナイフでその木材を切削して切削チップを製造するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−５８０４４号公報
【０００５】
図４（ａ）に示されるように、搬入コンベヤ１０１によって機内に運び込まれる木材Ｗが比較的長い場合は、送りローラ１０２によって木材Ｗが搬入コンベヤ１０１に押え付けられた状態で搬入コンベヤ１０１と切削ロータ１０３との間に配設されるスライディング板１０４上に強制的に送り出され、木材Ｗはその端部よりチッパナイフ１０６により切削され、切削された木片はスライディング板１０４に固定された固定刃１０５と切削ロータ１０３の隙間から排出される。この場合の切削動作では、図５（ａ）に示されるように、チッパナイフ１０６の刃に対し木材Ｗの軸が直角となり、木材Ｗはその木繊維方向と交差する方向で切断されて切削チップとなる。
【０００６】
図４（ｂ）に示されるように、チッパナイフ１０６による切削が進んで長さが短くなった木材Ｗ´（木材終端部分）、もしくは最初から長さが短い木材Ｗ´（端コロ）が、送りローラ１０２から離れてその送りローラ１０２と切削ロータ１０３との間におけるスライディング板１０４上に送り出された場合は、送りローラ１０２による押さえが効かないため、木材Ｗ´が自由に動くことができ暴れて向きが定まらない。ひどい場合は木材Ｗ´が横方向に９０°回転して切削ロータ１０３と平行になり、図５（ｂ）に示されるように、チッパナイフ１０６の刃に対し木材Ｗ´の軸が平行となり、本来の木繊維方向と交差する方向で切断されるのではなく、木繊維方向と平行に切断されてしまい、結果的に細長い尖ったピンチップとなる。
【０００７】
たとえ、木材Ｗ´が横方向に９０°回転せずに真っ直ぐに切削ロータ１０３へと送り込まれた場合でも、やはり送りローラ１０２による押さえが効かないため、木材Ｗ´に対しチッパナイフ１０６からの切削力が加えられると、図５（ｃ）に示されるように、木材Ｗ´の後端側が上方に跳ね上げられたり、図５（ｄ）に示されるように、切削時の反力によって木材Ｗ´の前端側が上方に跳ね上げられたりする。このように、チッパナイフ１０６によって切削されるに伴い木材Ｗ´が縦方向に動いた場合には、チッパナイフ１０６の刃に対し木材Ｗ´の軸が直角とならず、木材Ｗ´が本来の木繊維方向と交差する方向で切断されないためにピンチップとなる。また、木材Ｗ´が縦方向に動いた場合、そのことによって姿勢が不安定になり、横方向に９０°回転してしまって図５（ｂ）に示されるような状態で切断されてピンチップとなることもある。
【０００８】
このように、従来の木材チップ製造装置では、バイオマス発電もしくはパルプ製造に用いられて好適な切削チップを製造しようとしても、切削対象の木材として木材終端部分もしくは端コロが送り込まれた際にはピンチップを製造してしまうことがあるという問題点がある。なお、ピンチップは、バイオマス発電の際の搬送トラブルの原因となるため、再度処理して切削チップ用に小さく切断している。そのため、余分な工程が増えるため、生産性が低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、切削が進んで木材が短くなった場合、もしくは最初から木材が短い場合でもピンチップとならずに、確実に切削チップを製造することができる木材チップ製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明による木材チップ製造装置は、
チッパナイフが装着された切削ロータを回転させ、この切削ロータに向けて前記チッパナイフに対し直角をなすように送りローラで木材を真っ直ぐに送り出すことによって前記チッパナイフでその木材を切削して木材チップを製造するようにした木材チップ製造装置において、
前記チッパナイフによる切削が進んで木材の長さが短くなったために、もしくは最初から木材の長さが短いために、前記送りローラから離れてその送りローラと前記切削ロータとの間で自由に動くことができる木材が、前記チッパナイフに対し平行をなすように横向きに回転するのを防いで真っ直ぐに進むように案内する案内部材を設けるとともに、この案内部材によって案内された木材が前記チッパナイフによって切削されるに伴い縦方向に動くのを規制する規制部材を設けることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１１】
本発明において、前記案内部材は、前記送りローラから離れてその送りローラと前記切削ロータとの間で自由に動くことができる木材が乗り上げ可能な大きさの上面を有し、この上面に、木材の送り方向に延び木材の底部が嵌り込むことが可能な溝を横方向に所定ピッチで複数列形成し、各溝の両側に、木材の送り方向に直線状に延びて木材の外周面に当接可能な山部を形成してなる板状のスライディング板であり、前記規制部材は、前記スライディング板上に送り込まれる木材よりもやや高い位置で前記切削ロータの軸と平行をなして横架するように前記切削ロータと前記送りローラとの間に配設される棒状の規制バーであるのが好ましい（第２発明）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の木材チップ製造装置によれば、チッパナイフによる切削が進んで木材の長さが短くなったために、もしくは最初から木材の長さが短いために、送りローラから離れてその送りローラと切削ロータとの間で自由に動くことができる木材であっても、チッパナイフに対し平行をなすように横向きに回転することなく真っ直ぐに進むように案内部材によって案内されるとともに、この案内部材によって案内された木材がチッパナイフによって切削されるに伴い縦方向に動くのを規制部材によって規制されるので、チッパナイフの刃に対し木材の軸が直角となり、木材はその木繊維方向と交差する方向で切断されることになり、確実に切削チップを製造することができる。
【００１３】
また、第２発明の構成を採用することにより、送りローラから離れてその送りローラと切削ロータとの間で自由に動くことができる木材を、真っ直ぐに進むように案内したり、縦方向の動きを規制したりすることを簡易な構成で達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る木材チップ製造装置の要部の内部構造を示す側面図で、（ａ）は比較的長い木材を切削する状態図、（ｂ）は比較的短い木材を切削する状態図である。
【図２】スライディング板を示す図で、（ａ）は固定刃が取り付けられた状態の全体斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】同木材チップ製造装置に備え付けられた規制バーの機能を説明する図で、（ａ）は切削時の木材の縦方向の動きを規制する状態図、（ｂ）は切削時の反力による木材の縦方向の動きを規制する状態図である。
【図４】従来の木材チップ製造装置の要部の内部構造を示す側面図で、（ａ）は比較的長い木材を切削する状態図、（ｂ）は比較的短い木材を切削する状態図である。
【図５】従来の木材チップ製造装置による切削時の木材の挙動を示す図で、（ａ）はチッパナイフの刃に対し木材の軸が直角となる場合、（ｂ）はチッパナイフに対し木材の軸が平行となる場合、（ｃ）は木材の後端側が跳ね上げられる場合、（ｄ）は木材の前端側が跳ね上げられる場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明による木材チップ製造装置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。
【００１６】
＜木材チップ製造装置の概略説明＞
図１（ａ）に示される木材チップ製造装置１は、主に、搬入コンベヤ２、送りローラ装置３、切削ロータ４、および送りローラ装置３や切削ロータ４等を収容するケーシング５を備え、搬入コンベヤ２によって水平方向の一側から他側に向かってケーシング５内に運び込まれる丸棒状の木材Ｗを、搬入コンベヤ２と送りローラ装置３とによって挟持した状態で切削ロータ４に向けて真っ直ぐに送り出し、切削ロータ４でその木材Ｗを切削し砕片化して木材チップを製造するように構成されている。
なお、以下の説明においては、木材Ｗの送り方向（図１（ａ）において右方向）を前方向とし、木材Ｗの送り方向に向かって左右方向を横方向とし、木材Ｗの送り方向に向かって上下方向を縦方向とする。
【００１７】
＜搬入コンベヤの説明＞
搬入コンベヤ２は、図示されないホッパと切削ロータ４との間に無限軌道を形成するように配されるコンベアチェーン６上に鉄履帯プレートを備えてなる搬入コンベアであって、図示されない搬送モータによってコンベアチェーン６が駆動されることにより、図示されないホッパを介して投入されてコンベアチェーン６上に取り付けられた鉄履帯プレート上に載置された木材Ｗを下側から支えながら切削ロータ４へと搬送するように構成されている。
なお、搬入コンベヤ２としては、その他に、例えば、単なるドラッグチエーンにて木材Ｗを搬送するようにしたものや、ゴムベルト等によって木材Ｗを搬送するようにしたもの、傾斜シュートを用いて木材Ｗを重力作用を利用して搬送するものなどが挙げられる。
【００１８】
＜送りローラ装置の説明＞
送りローラ装置３は、ローラ本体７ａの外周部に複数のブレード７ｂが固着されてなる送りローラ７と、基端部が枢支軸８を介してケーシング５の両側壁に取り付けられて先端側が上下に揺動可能な揺動アーム９とを備えて構成されている。
送りローラ７は、揺動アーム９の先端部に回転支軸１０を介して回転可能に取り付けられており、搬入コンベヤ２の搬送方向下流側端部の上方位置で上下に揺動可能とされている。
送りローラ装置３においては、木材Ｗ上に乗り上げた送りローラ７を介して木材Ｗに対し自重による押付力を付与しながら図示されない送りモータの作動によって送りローラ７が図１（ａ）中記号ＲＡ矢印方向に回転されることにより、木材Ｗを切削ロータ４へと強制的に送り出すことができるようになっている。
【００１９】
＜切削ロータの説明＞
切削ロータ４は、ロータ１１に所要（本例では６つ）のチッパナイフ１２が装着されて構成されている。
ロータ１１は、木材Ｗの搬送方向と直交する水平軸線を有してケーシング５の両側壁に回転自在に支持されるロータ軸１３と、このロータ軸１３と同心を成してそのロータ軸１３に取り付けられるチッパドラム１４とを備え、図示されないロータ駆動モータからの回転動力がロータ軸１３に伝達されると、チッパドラム１４が図１（ａ）中記号ＲＢ矢印方向（図１において反時計回りの方向）に回転される。
チッパドラム１４は、所定角度（例えば６０°）間隔で外周寄りの部位が切り欠かれた複数（本例では６つ）の切欠き部を有し、各切欠き部には、チッパドラム１４の回転方向に刃先を向けた状態でチッパナイフ１２が配され、チッパナイフ１２に対し挟持力を作用させて固定する固定手段によってチッパナイフ１２がチッパドラム１４に固定されている。
【００２０】
＜スライディング板、固定刃の説明＞
搬入コンベヤ２と切削ロータ４との間には、搬入コンベヤ２による木材Ｗの搬入経路に沿うようにスライディング板２０が配設されている。このスライディング板２０は、送りローラ７から離れてその送りローラ７と切削ロータ４との間で自由に動くことができる木材（後述する木材終端部分や端コロ：木材Ｗ´）が乗り上げ可能な大きさの上面を有する板状部材からなり、その前端縁部には、横方向の全域に亘ってＬの字状に切り欠かれた切欠き部が形成され、この切欠き部には、切削ロータ４の回転運動時に形成されるチッパナイフ１２の軌跡に対して所定の隙間を設けて適切な位置関係で木材Ｗを下側から支える固定刃２１が取り付けられている。これにより、木材Ｗに対しチッパナイフ１２で下方切削する際に、スライディング板２０に取り付けられた固定刃２１によって木材Ｗが下側から安定的に支持されるので、木材Ｗの姿勢が安定し、形状が揃った木材チップを製造することができる。
【００２１】
図２（ａ）および（ｂ）に示されるように、スライディング板２０の上面には、前後方向に延び木材Ｗの底部が嵌り込むことが可能な円弧状の溝２２が横方向に所定ピッチで複数列形成され、各溝２２の両側には、前後方向に直線状に延びて木材Ｗの外周面に当接可能な山部２３が形成されている。このような構成のスライディング板２０に対し、送りローラ７によって送り出された木材Ｗが乗り上げると、乗り上げた木材Ｗは、複数列設けられた溝２２のいずれかに嵌り込み、嵌り込んだ木材Ｗは溝２２の両側の山部２３によって切削ロータ４へと真っ直ぐに進むように案内される。なお、このスライディング板２０が本発明における「案内部材」に相当する。
【００２２】
＜規制バーの説明＞
図１（ａ）に示されるように、切削ロータ４と送りローラ７との間には、スライディング板２０上に送り込まれる木材Ｗよりもやや高い位置に規制バー２５が配設されている。この規制バー２５は、例えば断面四角形状の角棒材からなり、切削ロータ４の軸と平行をなして横架するようにその両端がケーシング５の両側壁に固定されている。なお、この規制バー２５が本発明における「規制部材」に相当する。
【００２３】
以上に述べたように構成されるチップ製造装置１においては、図示されないホッパ内に木材Ｗが投入されると、図１（ａ）に示されるように、投入された木材Ｗが、搬入コンベヤ２のコンベアチェーン６に取り付けられた鉄履帯プレートによって下側から支えられながら切削ロータ４に向けて連続的に搬送される。搬入コンベヤ２によって送りローラ７の位置に木材Ｗが搬送されてくると、図１（ａ）中記号ＲＡ矢印方向に回転される送りローラ７が木材Ｗに乗り上げながら上向きに揺動する。そして、送りローラ装置３は自重による押付力（送りローラ３や揺動アーム９等の質量に応じて重力作用により生じる力）を付与しながら木材Ｗを切削ロータ４へと強制的に送り出す。こうして、搬入コンベヤ２と送りローラ装置３とによって挟持された状態で切削ロータ４へと送り込まれて切削ロータ４に押し付けられた木材Ｗは、ロータ１１の図１（ａ）中記号ＲＢ矢印方向の回転運動によりチッパナイフ１２で上側から下側へと下方向切削されて砕片化される。
【００２４】
図１（ａ）に示されるように、搬入コンベヤ２によって機内に運び込まれる木材Ｗが比較的長い場合は、送りローラ７によって木材Ｗが搬入コンベヤ２に押え付けられた状態で搬入コンベヤ２と切削ロータ４との間に配設されるスライディング板２０上に強制的に送り出され、切削ロータ４に装着されたチッパナイフ１２により木材Ｗが切削される。この場合の切削動作では、チッパナイフ１２の刃に対し木材Ｗの軸が直角となり、木材Ｗはその木繊維方向と交差する方向で切断されて切削チップとなる。なお、切削チップは、図示省略されるスクリーンを通って図示されない排出コンベヤを介して製造チップ置場へと搬出される。
【００２５】
図１（ｂ）に示されるように、チッパナイフ１２による切削が進んで長さが短くなった木材Ｗ´（木材終端部分）、もしくは最初から長さが短い木材Ｗ´（端コロ）が、送りローラ７から離れてその送りローラ７と切削ロータ４との間におけるスライディング板２０へと送り出され、スライディング板２０上に乗り上げると、木材Ｗ´は、図２（ｂ）に示されるように、複数列設けられた溝２２のいずれかに嵌り込み、嵌り込んだ溝２２の両側の山部２３によって切削ロータ４へと真っ直ぐに進むように案内されることになる。
【００２６】
図２（ｂ）に示されるように、木材Ｗ´が溝２２（山部２３）の案内によって横方向に９０°回転せずに真っ直ぐに切削ロータ４へと送り込まれた場合でも、やはり送りローラ７による押さえが効かないため、木材Ｗ´に対しチッパナイフ１２からの切削力が加えられると、図３（ａ）に示されるように、木材Ｗ´の後端側が上方に跳ね上げられ、ある程度跳ね上げられたときに木材Ｗ´が規制バー２５に衝突しそれ以上跳ね上がることが規制される。また、図３（ｂ）に示されるように、切削時の反力によって木材Ｗ´の前端側が上方に跳ね上げられ、このときもある程度跳ね上げられたときに木材Ｗ´が規制バー２５に衝突してそれ以上跳ね上がることが規制される。このように、木材Ｗ´の縦方向の動きが規制されることで、木材Ｗ´の姿勢が不安定になるのを防ぎ、姿勢不安定に起因して木材Ｗ´が横方向に９０°回転するのを防ぐことができる。
【００２７】
本実施形態の木材チップ製造装置１によれば、送りローラ７から離れてその送りローラ７と切削ロータ４との間で自由に動くことができる木材Ｗ´であっても、チッパナイフ１２に対し平行をなすように横向きに回転することなく真っ直ぐに進むようにスライディング板２０によって案内されるとともに、このスライディング板２０によって案内された木材Ｗ´がチッパナイフ１２によって切削されるに伴い縦方向に動くのを規制バー２５によって規制されるので、チッパナイフ１２の刃に対し木材Ｗ´の軸が直角となり、木材Ｗ´はその木繊維方向と交差する方向で切断されることになり、確実に切削チップを製造することができる。
【００２８】
以上、本発明の木材チップ製造装置について、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。
【００２９】
例えば、上記の実施形態においては、木材Ｗ´の案内部材として、複数列の円弧状の溝２２（山部２３）を有するスライディング板２０を採用した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、平坦な上面に、前後方向に直線状に延びて木材の外周面に当接可能な複数の細長い角材（フラットバー）を横方向に所定間隔で固着・配置してなるスライディング板を採用してもよい。このような複数のフラットバーを配置した構成のスライディング板に対し、送りローラ７によって送り出された木材Ｗ´が乗り上げると、乗り上げた木材Ｗ´は、互いに隣り合う２本のフラットバーを一組とする複数組のフラットバーのいずれかの組の２本のフラットバーの間に嵌り込み、嵌り込んだ木材Ｗ´は２本のフラットバーによって切削ロータ４へと真っ直ぐに進むように案内されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の木材チップ製造装置は、切削が進んで木材が短くなった場合、もしくは最初から木材が短い場合でもピンチップとならずに、確実に切削チップを製造することができるという特性を有していることから、例えばバイオマス発電もしくはパルプ製造に用いられて好適な切削チップの製造の用途に好適に用いることができ、産業上の利用可能性が大である。
【符号の説明】
【００３１】
１    木材チップ製造装置
４    切削ロータ
７    送りローラ
１２  チッパナイフ
２０  スライディング板（案内部材）
２２  溝
２３  山部
２５  規制バー（規制部材）
Ｗ，Ｗ´  木材
【図１】
2018008381.tif 000003
【図２】
2018008381.tif 000004
【図３】
2018008381.tif 000005
【図４】
2018008381.tif 000006
【図５】
2018008381.tif 000007