(57)【要約】【課題】竹材を作業能率よく縦割りし、また、必要に応じその縦割り数を作業能率の低下なしに高めて、チップ化、粉体化を伴うバイオマス利用に好適なものとする。【解決手段】竹材１を一対の加圧部材２、３間に長手方向に供給して、少なくとも一方の加圧部材の一方向への周回ないしは回転駆動により、供給される竹材１を加圧部材２、３間に押し込み力、または、および、噛み込み力により受け入れて圧潰し、周方向複数個所に長手方向の割れ目を作りながら、さらなる扁平化を伴い反供給側に移送することを連続して行い、前記圧潰による割れ目での竹材１の断裂を図って縦割り状態としそれを後続部分に連続させて行き、複数の縦割り片５として送り出すことで、上記目的を達成する。【選択図】図１
2011156802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹材を一対の加圧部材間に長手方向に供給して、少なくとも一方の加圧部材の一方向への周回ないしは回転駆動により、供給される竹材を加圧部材間に押し込み力、または、および、噛み込み力により受け入れて圧潰し、周方向複数個所に長手方向の割れ目を作りながら、さらなる扁平化を伴い反供給側に移送することを連続して行い、前記圧潰による割れ目での竹材の断裂を図って縦割り状態としそれを後続部分に連続させて行き、複数の縦割り片として送り出すことを特徴とする竹材の加圧割方法。
【請求項２】
長手方向に供給される竹材を、少なくとも一方の一方向への周回ないしは回転駆動により、押し込み力ないしは噛み込み力にて受け入れて圧潰する一対の加圧部材と、これら加圧部材の間隔の広がりを非弾性的または弾性的に制限する間隔制限部とを備えたことを特徴とする竹材の加圧割装置。
【請求項３】
噛み込み力を持つ加圧部材は、加圧面の周回ないしは回転方向に等間隔に設けられ、周回ないしは回転方向に直交する幅方向に連続した凸条部が加圧部として形成された請求項２に記載の竹材の加圧割装置。
【請求項４】
竹材を一対の加圧部材間に長手方向に押し込むプッシャーを備えている請求項２、３のいずれか１項に記載の竹材の加圧割装置。
【請求項５】
回転駆動する加圧部材は、前後に配された複数の加圧ローラであり、供給される竹材の長手方向に複数設けられている請求項２〜３のいずれか１項に記載の竹材の加圧割装置。
【請求項６】
一対の加圧部材は、周回ないしは回転駆動されるものと、回転自在なものとの組み合わせとした請求項２〜３のいずれか１項に記載の竹材の加圧割装置。
【請求項７】
加圧部材間から送り出される縦割り片を、定位置にて、その先端からの切り込みないしは割り込んでさらに細く裂き、ないしは、厚み方向に剪断力を働かせてさらに細く裂く、細分化手段を備えている請求項２〜６のいずれか１項に記載の竹材の加圧割装置。
【請求項８】
請求項７に記載の竹材の加圧割装置によって細分化加工された細分化片につき、複数並列に受け入れて所定の寸切長さずつ間欠搬送する間欠搬送手段と、間欠搬送される細分化片５ａが停止する都度鋸歯により切断して寸切りしサイコロ形状にする切断手段を備えた寸切装置を、請求項７に記載の、竹材の加圧割装置の後工程処理装置として設置したことを特徴とする竹材処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竹材の加圧割方法、装置と、この装置を利用した竹材の処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然環境の保護のために、里山の復活、樹林や竹林の保護、地域林業の復活、さらには石油資源の枯渇対策としてのバイオマスエネルギーの活用などの必要性が強く認識されており、その対策の１つとして過剰に繁茂した竹材の伐採や間伐を行うとともにその間伐材を有効活用することが要請されている。竹材のバイオマスは、粉砕すると発酵促進剤添加による家畜の肥料化、健康食品への利用、堆肥などとしての利用、さらに炭化させると土壌改良剤、吸収剤などに利用できる。また、粉体化すると、金型成形してあらゆるバイオ成形品を製造することができ、竹の長尺繊維を利用して布などのエコ繊維製品とすることもでき、リサイクルで土に戻せるし、燃料とすることもできる。さらに、バイオエタノールを製造することもできる。竹材をこのように利用するには、減容化、比表面積増大が図れて、輸送、集積などの取り扱いや乾燥に有利で、チップ化や粉砕に便利なように、竹材を縦割りすることが望まれる。それには、下記の特許文献１、非特許文献１などで知られているように、環状体内に放射状に配したカッタないしはこれに代わる縦割り用部材を固定して作業台上の一端部に設置し、作業台の他端側に設けたプッシャーによって竹材の後端を押圧しながら、竹材の先端側を前記カッタに心合わせして押し付けていくことで、周方向に４つ割、６つ割、８つ割することを縦方向に連続して縦割りする技術を開示している。一方、竹材や間伐木材をそのままチップ化し粉砕するチッパーも下記非特許文献２、３などで知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９８１０２号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ｐｕｒｅ.ｎｅ.ｊｐ/〜ｅｃｏｔａｎ/ｔａｋｅｗａｒｉｋｕｎ.ｈｔｍ
【非特許文献２】ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ｆｊｔｅｘ．ｃｏ．ｊｐ／ｋａｎｋｙｏ／１９ｔｒｅｅ／
【非特許文献３】ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ＱＹｗｕｈｚ４ｅｍＤｌ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、日本全国で竹林の存在、管理そのものが問題になるほど、その竹林面積や竹材の数は膨大であり、そのバイオマス資源を十分に活用することが望まれる。それには、竹材を大量に縦割りして微細化加工に供していくことが望まれている。
【０００６】
しかし、大量の竹材が伐採できるにしても、特許文献１、非特許文献１で知られるような縦割り用部材への押し込み方式の技術では、竹材は曲がっているものも多くあって長尺なままでは縦割り用部材に対して効率よく押し込めないなどの理由で、短く寸切りしたものを縦割り作業に供することや、チップ化、粉体化の後加工処理によっては別途節取り作業の必要もあったりして、作業能率が低く大量処理には不向きである。しかも、縦割り数は多くて８分割程度で太い孟宗竹などでは縦割り片を粉体化するのに適した大きさのチップに加工するにはさらに細く縦割りする二次、三次の縦割り作業が必要となる。これらのため、今望まれる竹材のチップ化、粉体化、を伴うバイオマス利用に対応するには不十分である。また、非特許文献２、３などで知られるチッパーは処理能力上、産業的な大量処理には向かず、所定の作業場に輸送しての大量処理が好適で、輸送、集積、チップ化、粉砕化に有利な縦割り材にしておくのが望まれる。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、竹材を作業
能率よく縦割りし、また、必要に応じその縦割り数を作業能率の低下なしに高めて、チップ化、粉体化を伴うバイオマス利用に好適な、竹材の加圧割方法、装置とこの装置を利用した竹処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の竹材の加圧割方法は、竹材を一対の加圧部材間に長手方向に供給して、少なくとも一方の加圧部材の一方向への周回ないしは回転駆動により、供給される竹材を加圧部材間に押し込み力、または、および、噛み込み力により受け入れて圧潰し、周方向複数個所に長手方向の割れ目を作りながら、さらなる扁平化を伴い反供給側に移送することを連続して行い、前記圧潰による割れ目での竹材の断裂を図って縦割り状態としそれを後続部分に連続させて行き、複数の縦割り片として送り出すことを特徴としている。
【０００９】
このような構成では、一対の加圧部材の、少なくとも一方向の加圧部材の一方向への周回ないしは回転駆動により、加圧部材間の非弾性的または弾性的な隙間制限のもとに、長手方向に供給されてくる竹材を押し込み力、または、および、噛み込み力により受け入れながら、加圧部の周回ないしは回転方向への連続性を必須とせずに、圧潰していくことができる。この圧潰によって竹材の周方向複数個所に長手方向の割れ目を作りながら、さらなる扁平化により割れ目での竹材の断裂を図って縦割り状態とし、それを後続部分に連続させて行きながら、節を圧潰し除去した複数の縦割り片として送り出せる。
【００１０】
このような方法を達成するための、本実施の竹材の加圧割装置は、長手方向に供給される竹材を、少なくとも一方の一方向への周回ないしは回転駆動により、押し込み力ないしは噛み込み力にて受け入れて圧潰する一対の加圧部材と、これら加圧部材の間隔の広がりを非弾性的または弾性的に制限する間隔制限部とを備えたことを特徴とするもので足りる。
【００１１】
上記において、さらに、噛み込み力を持つ加圧部材は、加圧面の周回ないしは回転方向に等間隔に設けられ、周回ないしは回転方向に直交する幅方向に連続した凸条部が加圧部として形成されたものとすることができる。
【００１２】
このような構成では、上記に加え、さらに、凸条部は加圧部材間に受け入れる竹材の長手方向に対し一定間隔で加圧する加圧部をなして、竹材に噛み込み作用および圧潰作用を及ぼし、竹材を押し込みなしにも自動的に受け入れ、圧潰させながら、縦割り状態の縦割り片を先へ送り出せるし、凸条部の幅方向への連続によって、圧潰による扁平化と縦割り状態で幅方向に広がったどの竹材にも確実に及んで、圧潰と扁平化による縦割り作用に不足が生じない。このような周回する加圧部材としては、金属製のクローラを装備したものが好適で、特に、クローラ表面に付帯されたゴムパッドを取り外し、このゴムパッドの基部を周開方向前後で受けている位置保持リブを凸条部とするのがより好ましい。
【００１３】
上記において、さらに、竹材を一対の加圧部材間に長手方向に押し込むプッシャーを備えたものとすることができる。
【００１４】
このような構成では、上記に加え、さらに、周回ないしは回転駆動する加圧部材に、噛み込み力による搬送機能がなくても、竹材を加圧部材間による圧潰とそれによる連続的な縦割りに安定して供することができる。
【００１５】
上記において、さらに、回転駆動する加圧部材は、前後に配された複数の加圧ローラであり、供給される竹材の長手方向に複数設けられたものとすることができる。
【００１６】
このような構成では、上記に加え、さらに、加圧部材が回転駆動するものであっても、供給される竹材の長手方向の複数位置にて順次に加圧力を及ぼし、周回駆動する加圧部材同様に順次に圧潰とそれによる扁平化を伴い縦割り状態にすることを連続的に実行し、送り出すことができるし、加圧部材の配置位置によって、最上流位置では竹材の竹先の嵩を半減させて少なくとも長手方向の部分的な割れを伴い準扁平化する程度に予備割りする予備割、予備割後の竹材の予備割された竹先を間隔を小さくした加圧部材間に容易に受け入れてさらに扁平化を促進して行き、所定の縦割り状態とした縦割片として送り出すといった役割分担をすることができる。
【００１７】
上記において、さらに、一対の加圧部材は、周回ないしは回転駆動されるものと、回転自在なものとの組み合わせとすることができる。
【００１８】
このような構成では、上記に加え、さらに、一対の加圧部材は、一方の周回ないしは回転駆動と、他方の従動回転とによって、供給される竹材を押し込み力またはおよび噛み込み力によって、摺動抵抗なしにスムーズに受け入れ、加圧による縦割りを達成することができる。
【００１９】
上記において、さらに、加圧部材間から送り出される縦割り片を、定位置にて、その先端からの切り込みないしは割り込んでさらに細く裂き、ないしは、厚み方向に剪断力を働かせてさらに細く裂く、細分化手段を備えたものとすることができる。
【００２０】
このような構成では、上記に加え、さらに、加圧による縦割り後に加圧部材間から送り出されてくる縦割り片に、定位置にある細分化手段が待ち構える形で働き、先端からの切り込み作用または厚み方向からの剪断作用によって、送り出されてくる縦割り片をさらに細くした細分化片までに細分化することができる。ここで、剪断作用による細分化手段が、円盤カッタを一定間隔に複数配列した円盤カッタ群どうしを、互いの円盤カッタが他方の円盤カッタ群の円盤カッタ間の隙間に入り込んで、加圧部材間から送り出されてくる縦割り片を厚み方向に受け入れて、これをさらに先へ送り出す側に回転駆動される構成である場合、送り出されてくる縦割り片を各円盤カッタ群の各円盤カッタ間に自身の回転も手伝って受け入れながら、各円盤カッタ群の円盤カッタどうしの入り込み境界部両側で、縦割り片を厚み方向の表側と内側との異なった方向に押圧することで、円盤カッタの幅、間隔に見合った位置に細分化の剪断力を長手方向に連続して逃げなく確実に及ぼし細分化させられる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の竹材の加圧割方法と装置によれば、少なくとも一方向が一方向への周回ないしは回転駆動される一対の加圧部材間にて隙間制限のもとに、長手方向に供給されてくる竹材を押し込み力またはおよび噛み込み力により受け入れながら加圧し圧潰して、竹材の周方向複数個所に長手方向に先行してできる割れ目をさらなる扁平化により割れ目での竹材の断裂を図って縦割り状態とすることを後続部分に連続させて行きながら、節は圧潰してまわりに脱落、飛散させて除去した複数の縦割り片として送り出すことが、供給する竹材が長尺であることや、曲がっていることにかかわりなく、容易にかつ加圧部材の周回または回転の駆動速度に見合った速さで効率よく縦割りできるし、押し込み力採用の場合でも、竹材の後端側が周回ないしは回転駆動される加圧部材間により単独に送り出される時間を利用して、押し込み力復帰と次の竹材の供給ができるのでほぼ間断なく、噛み込み力による場合では押し込み力復帰なしでの竹材の連続供給により間断なく実行して、竹材の縦割り片を生産性よく製造することができ、竹材のチップ化、粉体化を伴う大量のバイオマス利用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る竹材の加圧割装置の、１つの例を示す正面図、平面図、加圧縦割り部の送り出し側の端面図、材受ステージの端面図、材受ステージと加圧縦割部との間の供給部の端面図、縦割り片排出ステージの端面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る竹材の加圧割装置の、別の例を示す正面図、材受ステージと供給装置との関係を示す端面図、加圧割部の送り出し側の端面図である。
【図３】図２に示す竹材の加圧割装置のカバーなど安全対策をした状態での正面図、平面図、加圧縦割り部の送り出し側の端面図である。
【図４】竹材に割れ目が生じた初期状態を示す斜視図、加圧縦割り処理により割れ目が破裂部となった縦割り片の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る竹材の加圧割装置の、他の例を示す正面である。
【図６】図１、図２または図４に示す装置との組み合わせにより竹の処理システムを構成する寸切装置を示す正面図、排出側端面図、平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の具体例であって特許請求の範囲の記載事項を限定するものではない。
【００２４】
本発明に係る竹材の加圧割方法は、図１に示す例の竹材の加圧割装置１００、図２、図３に示す例の竹材の加圧割装置２００を参照して、竹材１を一対の加圧部材２、３間に長手方向に供給して、少なくとも一方の加圧部材２の矢印Ａで示す一方向への周回ないしは回転駆動により、供給される竹材１を加圧部材２、３間に、図２、図３の例に示すような、前記矢印Ａに順方向となる押し込み力Ｆ１、または、および、図１の例に示すような噛み込み力Ｆ２により、受け入れて圧潰し、周方向複数個所に長手方向の図４（ａ）に示すような割れ目４を作りながら、さらなる扁平化を伴い図１の例、図２の例で矢印Ａで示す反供給側に移送することを連続して行い、前記圧潰による割れ目４での図４（ｂ）に示すような竹材１の断裂を図って断裂部４ａが縦通した縦割り状態としそれを後続部分に連続させて行き、図３に示すような複数の縦割り片５として送り出すようにする。
【００２５】
このようにすることで、一対の加圧部材２、３の少なくとも一方向の例えば加圧部材２の矢印Ａで示す一方向への周回ないしは回転駆動により、加圧部材２、３間の非弾性的または弾性的な隙間制限のもとに、長手方向に供給されてくる竹材１を押し込み力Ｆ１、または、および、噛み込み力Ｆ２により受け入れながら、加圧部２ａ、３ａの周回ないしは回転方向への連続性を必須とせずに、圧潰していくことができる。この圧潰によって竹材１の周方向複数個所に長手方向の割れ目４を作りながら、さらなる扁平化により割れ目４での竹材１の断裂を図って縦割り状態とし、それを後続部分に連続させて行きながら、図４（ｂ）に仮想線で示すような節６をも圧潰し除去した複数の縦割り片５として送り出せる。圧潰した節６は、加圧部材２、３間から側方へガイド沿うなどして飛び散り、また、下側の加圧部材３が不連続な場合、その不連続部分から下方にも落下する。しかし、下方への落下によって可動部に噛み込む恐れのある場合は、落下する節６の破砕片を一旦受けてから側方に排出するガイド構造を採用するのが好適である。
【００２６】
以上の結果、少なくとも一方向が一方向への周回ないしは回転駆動される一対の加圧部材２、３間にて隙間制限のもとに、長手方向に供給されてくる竹材１を押し込み力Ｆ１またはおよび噛み込み力Ｆ２により受け入れながら加圧し圧潰して、竹材１の周方向複数個所に長手方向に先行してできる割れ目１４をさらなる扁平化により割れ目１４での竹材の断裂を図った断裂部１４ａとして縦割り状態とすることを後続部分に連続させて行きながら、節６は圧潰してまわりに脱落、飛散させて除去した複数の縦割り片として送り出すことが、供給する竹材１が長尺であることや、曲がっていることにかかわりなく、容易にかつ加圧部材２、３の少なくとも一方の周回または回転の駆動速度に見合った速さで効率よく縦割りできるし、押し込み力Ｆ１採用の場合でも、竹材１の後端側が少なくとも一方が周回ないしは回転駆動される加圧部材２、３間により単独に送り出される時間を利用して、押し込み力Ｆ１の復帰と次の竹材１の供給ができるのでほぼ間断なく、噛み込み力Ｆ２による場合では押し込み力Ｆ１の復帰なしでの竹材１の連続供給により間断なく実行して、竹材１の縦割り片を生産性よく製造することができ、竹材１のチップ化、粉体化を伴う大量のバイオマス利用に好適である。
【００２７】
このような方法を達成するために、本実施の形態の図１に示す例、および図２に示す例の、竹材の加圧割装置１００、２００は、共通して、長手方向に供給される竹材１を、少なくとも一方の一方向への周回ないしは回転駆動により、押し込み力Ｆ１、または、および、噛み込み力Ｆ２にて受け入れて圧潰する一対の加圧部材２、３よりなる加圧縦割り部１０と、これら加圧部材２、３の間隔の広がりを非弾性的または弾性的に制限する間隔制限部７とを備えたものとして足りる。このような間隔制限部７は、長手方向に受け入れる竹材１を一対の加圧部材２、３間で加圧することで、受入れた竹材１を圧潰して縦割り状態にして送り出せるための最少隙間を図１に示す例の加圧割装置１００のような非弾性的であるか、図２、図３に示す例の加圧割装置２００のような弾性的であるかを問わず確保するもので、具体的な構成は特に問うものではない。
【００２８】
非弾性的な間隔制限は、加圧部材２、３間での竹材１に対する圧潰を、全くの逃げなく竹材１の太さに対する制限間隔の縮小比に応じて達成することができ、圧潰により縦割りした縦割り片５が上向きのものと下向きのものが上下に重なって縦割りされて行き送り出される傾向があることを鑑みれば、制限間隔は竹材１の厚みの２倍程度として好適である。
【００２９】
しかし、非弾性的な遊びのない間隔制限によれば、竹材１の加圧部材２、３間への初期の押し込み、または、および、噛み込み抵抗が大きくなる。これには制限間隔を竹材１の受け入れ側を大きくすることで対応でき、具体的には、制限間隔の全体を送り出し側に向かって小さくなる楔形などに設定してもよいが、竹材１を受け入れて半圧潰させる初期圧潰域だけ楔形などにし、縦割り処理するために設定した平行な制限間隔域に繋がるようにして縦割り処理効率が低下しないようにするのがより好適である。
【００３０】
また、弾性的な遊びのある間隔制限によれば、竹材１の受け入れ時の過負荷には加圧部材２、３間の弾性的な広がりにて受け入れやすくしながらも圧潰をしていって徐々に負荷を下げながら、所定の縦割り処理を達成できるようになる。もっとも、加圧部材２、３間の初期圧潰域だけ弾性的な間隔制限をして、それ以降は非弾性的な間隔制限とすることもできる。
【００３１】
図１の例の加圧割装置１００での間隔規制部７は、非弾性的な間隔制限を行う具体例を示している。加圧部材２、３が上下に対向し合って竹材１を加圧して縦割りするのに、上側の加圧部材２を駆動側とし、下側の加圧部材３は非駆動側としたことに関連して、上側の加圧部材２をそれの駆動源であるモータ８と共に、固定側として例えば架台９の天井フレーム１１に固定するのに対し下側の加圧部材３を架台９の据え付け基台１２上にジャッキ１３で、油圧、空気圧、モータ、手動などにて昇降できるように支持し、非駆動で簡単かつ軽量となる下側の加圧部材３をジャッキ１３で昇降させて上側の加圧部材２との間隔を、負荷少なく調整できるようにしている。また、上側の加圧部材２の周回ないしは回転駆動は、下側の加圧部材３との間に受け入れる竹材１に移送作用を働かせるのに役立つ。      
【００３２】
特に、図１の加圧割装置１００の加圧部材２は噛み込み力Ｆ２を持つ加圧部２ａを有したものとしてある。このために、加圧部２ａは加圧面の周回ないしは回転方向に等間隔に設けられ、周回ないしは回転方向に直交する幅方向に連続した凸条部として形成している。これにより、加圧部２ａをなす凸条部は加圧部材２、３間に受け入れる竹材１の長手方向に対し一定間隔で加圧する加圧部２ａをなして、竹材１に噛み込み作用および圧潰作用を及ぼし、竹材１を押し込みなしにも自動的に受け入れ、圧潰させながら、縦割り状態の縦割り片５を先へ送り出せるし、加圧部２ａをなす凸条部の幅方向への連続によって、圧潰による扁平化と縦割り状態で幅方向に広がった竹材１のどの部分にも確実に及んで、圧潰と扁平化による縦割り作用に不足が生じない。このような周回する加圧部材２としては、図１に示すように金属製のクローラ１４を装備したものが好適で、特に、クローラ１４表面に付帯されたゴムパッドを取り外し、このゴムパッドの基部を周開方向前後で受けている位置保持リブを加圧部２ａとしての凸条部としており、十分な噛み込み力Ｆ２を得るのに好ましい。
【００３３】
クローラ１４は、ミニ油圧ショベル用程度のものが適当であり、既存の市販品、中古品などを有効利用できる。また、周回駆動のための起動輪、転輪、遊動輪による支持機構とのアッセンブリ品を採用するのがより好適で、起動輪は通常油圧駆動であるところ、本例では据え置き使用上、起動輪に代えてモータ８の回転を伝達してクローラ１４を駆動する駆動輪１４ａを採用して、自動車などによる移動型の発電機からの給電を受けて運転できるようにしている。駆動輪、転輪、遊動輪などによるクローラ１４の周回経路の設定によって、初期圧潰域に竹材１を受け入れやすくする傾斜を設けたり、弾性的な間隔制限域を設けたりしやすい利点がある。
【００３４】
しかし、駆動形式は特に問わないし、回転駆動する加圧部材２、つまり加圧ローラとして、クローラ１４で例示した凸条部とした加圧部２ａを採用して噛み込み力Ｆ２を持ったものとすることができる。この場合、加圧ローラは、供給される竹材１の長手方向に複数設けられたものとすることができる。これにより、加圧部材２が回転駆動するものであっても、供給される竹材１の長手方向の複数位置にてボトム点を加圧部２ａとして順次に加圧力を及ぼし、周回駆動する加圧部材２同様に順次に圧潰とそれによる扁平化を伴い縦割り状態にすることを連続的に実行し、送り出すことができるし、加圧部材２の配置位置によって、最上流位置では竹材１の竹先の嵩を半減させて少なくとも長手方向の部分的な割れを伴い準扁平化する程度に予備割りする予備割、予備割後の竹材の予備割された竹先を間隔を小さくした加圧部材２、３間に容易に受け入れてさらに扁平化を促進して行き、所定の縦割り状態とした縦割片として送り出すといった役割分担をすることができる。
【００３５】
本例では、さらに、図１に示すように周回ないしは回転駆動される加圧部材２と、回転自在な加圧ローラ１５によるものとの組み合わせた加圧部材３との組み合わせとしてある。このようにすると、一対の加圧部材２、３は、加圧部材２の周回ないしは回転駆動と、加圧部材３の従動回転とによって、供給される竹材１を押し込み力Ｆ１、または、および、噛み込み力Ｆ２によって、摺動抵抗なしにスムーズに受け入れ、加圧による縦割りを達成することができる。加圧ローラ１５は、供給される竹材１の長手方向に複数設けてある。これにより、加圧部材２が回転駆動するものであっても、供給される竹材１の長手方向の複数位置にてトップ点を加圧部３ａとして加圧部材２との間で順次に加圧力を及ぼし、周回駆動する加圧部材２同様に順次に圧潰とそれによる扁平化を伴い縦割り状態にすることを連続的に実行し、送り出すことができるし、加圧部材３の配置位置によって、最上流位置では竹材１の竹先の嵩を半減させて少なくとも長手方向の部分的な割れを伴い準扁平化する程度に予備割りする予備割、予備割後の竹材の予備割された竹先を間隔を小さくした加圧部材２、３間に容易に受け入れてさらに扁平化を促進して行き、所定の縦割り状態とした縦割片として送り出すといった役割分担をすることができる。
【００３６】
さらに、本例では図１に示すように、加圧縦割り部１０の竹材１の受け入れ側である上流側に竹材１を受載して加圧部材２、３間に供給する供給装置２１を設置し、そのさらに上流側に供給装置２１に竹材１を地形や環境に合わせて搬入するための材受ステージ２２を設置している。材受ステージ２２は、周回駆動などされて伐採作業が行われる先山側から伐採された竹材１が、１段ないしは多段の搬出ロープ２３によって吊持ベルト２３ａなどで吊持されるなどして搬出されてくるのを、集材位置側にて、例えば、供給装置２１の供給作業高さよりも低位で、供給作業位置よりも側方に外れた受載部２２ａに受載して吊持を解除し、順次に回収することを繰り返せるようにする。吊持の解除は作業員２４による手作業に委ねるが、これに限られることはない。材受ステージ２２の供給装置２１の供給部２１ａに対向する部分には供給部２１ａに対応する高さの送り込み部２２ｂが受載部２２ａから傾斜部２２ｃで繋がるように設けられている。これに対応して、供給装置２１には材受ステージ２２の受載部２２ａに対応する位置および高さで、搬出されてくる竹材１の垂れ下がる基部を予備ガイド２８に嵌め入れての案内の基に、受載部２２ａに先行受載して、受載部２２ａの傾斜部２２ｃが立ち上がり基部に対応する位置まで案内する傾斜面２１ｂと、傾斜面２１ｂにより案内してきた竹材１を材受ステージ２２の傾斜部２２ｃに沿って供給部２１ａにまで掻き上げるように上流と下流とに一対設けられた掻き上げコンベア２５とを備えている。掻き上げコンベア２５はチエン２５ａに掻き上げアタッチメント２５ｂを等間隔に付帯させ、傾斜面２１ｂの最低位部に案内されてくる竹材１を掻き上げて供給部２１ａに転がらせ自動的に落とし込む。
【００３７】
そこで、作業員２４は、まず、受載部２２ａに受載した竹材１を受載部２２ａから傾斜面２１ｂまで長手方向に送り込んで、作業員２４ないしは連携した別の作業員２４により始動させた掻き上げコンベア２５の自動掻き上げ機能による支援のもと送り込み部２２ｂおよび供給部２１ｂにまで持ち上げる。ところで、搬出ロープ２３による竹材１の搬出向きを、図１（ｂ）に示すように枝葉部１ａが搬出側に向くよう行われるように作業手順を定めておくことに関連して、作業員２４はさらに、持ち上げた竹材１を図１（ａ）（ｂ）に示すように供給部２１ｂ上流に設けたストッパ２６にまで送り付ける。これによって、竹材１はストッパ２６に基部を受け止められて加圧部材２、３間に対する所定の上流位置に長手方向に位置決めされる。このとき、竹材１の枝葉部１ａは、竹材１の伐採長さの違いにかかわらず、送り込み部２２ｂの送り込み方向途中に設けられた切断装置２７のチエンソー２７ａよりも送り方向下流に位置するように設定してあり、前記位置決め状態にてチエンソー２７ａをモータ２０により駆動して昇降シリンダ２７ｂにより下降させて位置決めした竹材１を切断すると、竹材１は基部から所定長さに切り揃えられて、ストッパ２６のエアシリンダによる上動などにより開いて加圧部材２、３間に挿入することで加圧縦割り部１０での縦割りに供せるとともに、枝葉部１ａが切り離される。これによって、枝葉部１ａが加圧部材２、３間に供給されても圧潰されない無駄、および圧潰されないでは張り広がろうとする枝葉部１ａの各部への噛み込みなどによるトラブルを回避することができるし、枝葉部１ａに限った集中処理ができる。
【００３８】
また、加圧縦割り部１０の下流には、送り出されてくる縦割り片５を中央などの一部に寄せ集めて送り出されるようにするガイド３１を片側または両側に持った送り出しガイド台３２を設け、この送り出しガイド台３２の下流には送り出されてくる縦割り片５を受け入れ部３３ａに受け入れて排出部３３ｂへ地形に合わせて集め排出に供する縦割り片排出ステージ３３を設けてある。縦割り片排出ステージ３３は、図１（ｂ）（ｆ）に示すように、送り出しガイド台３２を通じ送り出されてくる縦割り片５を送り出しガイド台３２ガイド高さよりも低い受載部３３ａに受載して、堆積させながら、さらに低い片側への傾斜部３３ｂに崩れ落ちさせて、傾斜部３３ｂ下端の集材排出部３３ｃに集材しておき適宜排出に供せるようにしている。なお、加圧割装置１００は、各部のシリンダを動作させるコンプレッサ３４が併設されている。
【００３９】
これに対し、図２、図３に示す例の竹材の加圧割装置２００の加圧縦割り部１０は、加圧部材２を１つの加圧ローラ４１ａと、これとは異なる、具体的には大径とした３つの同種の加圧ローラ４１ｂとを竹材１の矢印Ａで示す受け入れ方向の上流側から下流側に配列したものとし、加圧部材３を加圧部材２の加圧ローラ４１ａに対向するバックアップステージ４２ａと、加圧部材２の３つの加圧ローラ４１ａと対向し合う３つの同種の加圧ローラ４２ｂとを上流側から下流側に配列した本割ユニット４３ｂとし、上流側で対向し合う加圧ローラ４１ａとバックアップステージ４２ａとで、そこに供給された竹材１の先端を半潰程度にして先割りする先割りユニット４３ａとし、加圧ローラ４１ａをモータ４４により駆動しながら、シリンダ４６により加圧ローラ４１ａを下動させることで、バックアップステージ４２ａとの間に受け入れた竹材１の先端を弾性的に加圧し、先割り処理できるようにしている。
【００４０】
一方、３つの加圧ローラ４１ｂどうしは、架台９の天井部１１下に設置した上固定支持基板５０に、エアによるクッションダンパ５１を介し支持した可動支持基板５２に回転自在に支持する弾性的間隔規制機能を持たせた上で、上固定支持基板５０に設けたボルト・ナットよりなる突出調節可能なストッパ１５２によって上方への逃げ位置を適宜規制して、架台９の下部に設置した中間固定基板５３上に回転自在に支持した加圧ローラ４２ｂどうしと対向させ、ストッパ５２による非弾性的な間隔規制内で、クッションダンパ５１による弾性間隔規制機能を働かせる非弾性的間隔規制と弾性的間隔規制とを併用した間隔規制部７をなして、過剰負荷を軽減しながらも加圧による竹材１の先割り処理後の全体をより確実かつ高効率に縦割りできるようにしている。
【００４１】
このような非弾性的間隔規制の併用による、加圧を伴う竹材１の受け入れがやや難になることに対応して、加圧部材２の加圧ローラ４１ｂどうしは、架台９の天井部１１上に設置したモータ５３によって、加圧部材３の加圧ローラ４２ｂどうしは、架台９の下部台５４上に設置したモータ５５によって、それぞれ前記受け入れ方向に対する順方向に回転駆動して受け入れ側への移送力を持たすのに加え、供給部２１には図１の例とは異なり、材受ステージ２２から送り込まれた竹材１を、加圧縦割り部１０に押し込み力Ｆ１を付与して送り込むプッシャ５６を設けてある。このプッシャ５６は、枝葉部が切断された竹材１を受け入れる長さ以上の搬送域を持った無端チエンなどからなるプッシャコンベア４８に取り付け、このプッシャコンベア４８のモータ４７による往復駆動にて、プッシャ５６の進出による竹材１の加圧縦割り部１０への押し込み力Ｆ１を付与しての送り込みと、その後の復帰とを行えるようにしている。このようなプッシャ機能は、加圧部材２、３の回転駆動する加圧ローラ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂに、噛み込み力Ｆ２による搬送機能がなくても、竹材１を加圧部材２、３間による圧潰とそれによる連続的な縦割りに安定して供することができる。
【００４２】
また、材受ステージ２２はプッシャコンベア４８の側壁４８ａの、一方の上端に向けた傾斜部２２ｃを持ち、受載した竹材１をプッシュコンベア４８側に転がらせるようにしてあり、傾斜部２２ｃとプッシュコンベア４８との間の図２（ｃ）に示す斜め渡り部６１の途中に設けたストッパ６２により堰止めながら、シリンダ６３によるストッパ６２の定期的な下動とその直後の上動によって、竹材１を一本ずつ切り出してプッシュコンベア４８に落し込み、縦割り処理に共せるようにしている。プッシュコンベア４８の竹材１を落とし込む側と反対の側には、落し込まれる竹材１が跳ねて飛び出すのを防止し、プッシュコンベア４８上に案内できるようにしている。なお、エア機器を動作させるエアコンプレッサ７１を供給装置２１に装備している。
【００４３】
さらに、図１に示す加圧割装置１００や図２、図３に示す加圧割装置２００において、加圧縦割り部１０の加圧部材２、３間から送り出される縦割り片５を、定位置にて、その先端からの図１の例で示すような多数並列配置した固定カッタ６５がによる切り込み、ないしは割り込んでさらに細く裂き、あるいは図２、図３に示す例のように厚み方向に剪断機構６６により配列各書で剪断力を働かせてさらに細く裂く、細分化手段６７を備えたものとすることができる。これにより、加圧による縦割り後に加圧部材２、３間から送り出されてくる縦割り片５に、定位置にある細分化手段６７が待ち構える形で働き、先端からの切り込み作用または厚み方向からの剪断作用によって、送り出されてくる縦割り片５を、さらに細くした細分化片５ａまでに細分化することができる。ここに、細分化手段６７は加圧縦割り部１０の直後、直近にあるほどより遊びなく縦割り片５に対して働き、逃げが生じやすいカッタ６５の場合に特に有効である。
【００４４】
ここで、図２に示す例の剪断作用による細分化手段６７が、図２に示すような円盤カッタ６８を一定間隔に複数配列した上下の円盤カッタ群６９、７０どうしを、互いの円盤カッタ６８が他方の円盤カッタ群の円盤カッタ６８間の隙間に入り込んで、加圧部材２、３間から送り出されてくる縦割り片５を厚み方向に受け入れて、これをモータ７１によりさらに先へ送り出す側に回転駆動される構成としてある。これにより、送り出されてくる縦割り片５を各円盤カッタ群６９、７０の各円盤カッタ６８間に自身の回転も手伝って受け入れながら、各円盤カッタ群６９、７０の円盤カッタ６８どうしの入り込み境界部両側で、縦割り片５を厚み方向の表側と内側との異なった方向に押圧することで、円盤カッタ６８の幅、間隔に見合った位置に細分化の剪断力を長手方向に連続して逃げなく確実に及ぼし細分化させられる。また、図３に示すように、内部機構が露出して危険な個所にはカバー９１を施し、必要に応じカバー９１に開閉ないしは着脱できる点検カバー９２を設けて、点検やメンテナンスに不便にならないようにし、竹材１の受け入れ口や縦割り片５などの送り出し口にも、受け入れや送り出しの邪魔にならない暖簾状などの可撓カバー９３を設けて安全を図っている。なお、図２に示す細分化手段６７の送り出し側には、細分化した細分化片５ａを上下のガイドローラ９４、９４により案内して上下に振れ動くのを抑えて、スムーズに送り出せるようにしている。
【００４５】
図５に示す例の竹材の加圧割装置３００は、図２、図３に示す竹材の加圧割装置２００に対し、プッシャコンベア４８、プッシャ５６に代えて、ストレートなガイドローラ９５ａ、鼓状のガイドローラ９５ｂにより竹材１を案内して加圧縦割り部１０に手送りし供給する供給装置２１とし、加圧縦割り部１０は加圧ローラ４１ａ、バックアップステージ４２ａの組み合わせによる先割りユニット４３ａを踏襲しているが、本割りユニット４３ｂは、図１に示す加圧割装置１００でのクローラ１４と加圧ローラ１５との組み合わせによるものを踏襲し、先割り後の竹材１の先端を無理なく噛み込み、噛み込み力Ｆ２での加圧にて縦割りしながら送り出すようにしている。また、本割ユニット４３ｂの後の細分化手段６７は円盤カッタ群６９、７０による剪断作用タイプのものを踏襲しているが、本割りユニット４３ｂと細分化手段６７との間には、非偏心ローラ９６ａと偏心ローラ９６ｂとの組み合わせによる送りローラ対９６を設置して、本割りユニット４３ｂにて細分化した細分化片５ａを脈動的な送り力にて送り込み抵抗の高い細分化手段６７に確実に送り込めるようにしている。他の構造は特に変わるところはない。
【００４６】
なお、図１に示例、図２、図３に示す例、図５に示す例の、竹材の加圧割装置１００、２００、３００の細分化手段６７によって細分化加工された細分化片５ａを、図６（ｂ）（ｃ）に示すように複数並列に受け入れて所定の寸切長さずつ間欠搬送する間欠搬送手段１０１と、間欠搬送される細分化片５ａが停止する都度鋸歯１０３により切断して寸切りする切断手段１０２とを備えた寸切装置４００を、後工程装置として設置し、組み合わせ使用する竹材処理システムを構築するのが好適である。
【００４７】
これにより、細分化片５ａを複数間欠搬送しながら鋸歯１０３により所定間隔ごとに効率よく寸切りして必要なサイズに寸切りし、場合によっては図６（ａ）（ｂ）に示すようなサイコロ形状体５ｂにすることもできる。このような寸切りは、バイオ燃料とすのに蒸し焼きにする際に便利な取り扱い長さ、長尺繊維を抽出する際の釜のサイズに合わせた取り扱い長さなど、用途上、取り扱い上、必要な長さが自由に得られる。サイコロ形状体５ｂにした場合は、クラッシャーで破砕して粉体にし肥料とするのに好適である。
【００４８】
図６に示す寸切装置４００は、間欠搬送手段１０１の上流にガイドローラ１０４を配した送り込み台１０５を設置し、この送り込み台１０５の横に側方から送り込み台１０５の片側上に下向きに傾斜した補給台１０６を設けている。これにより、細分化片５ａを補給台１０６上に、寸切装置４００での同時処理本数を数倍以上上回る多数本並べ置きながら、前記傾斜を利用して、送り込み台１０５が空になる都度、同時処理本数分ずつ移し、それをガイドローラ１０４の回転を伴い間欠搬送手段１０１に送り込めば、後は自動で、適時に間欠搬送されて切断手段１０２による寸切処理される。
【００４９】
間欠搬送手段１０１は一例として、ガイドローラ１０７で各所をサポートしたベルトコンベア１０８を、図示しないモータで間欠駆動するようにしているが、これに限定されることはない。鋸歯１０３は、丸鋸を利用し、モータ１０９で高速回転させながら、図６（ｂ）に矢印で示すように上下動させることで、停止している細分化片５ａを同時に切断するようにしている。このため、鋸歯１０３を直結しているモータ１０９を昇降台１１１に支持しエアシリンダ１１２により上下動させるようにしている。このために、エアコンプレッサ１１３を設置し加圧空気をエアシリンダ１１２に供給できるようにしている。ここで、鋸歯１０３は同時に切断する細分化片５ａの並べ幅を超える直径であることにより、それらを同時切断できる。よりよくは、図示例のように並べ幅のほぼ２倍の直径と大きいほど、鋸歯１０３のより少ない下降ストロークにて複数の細分化片５ａを同時切断でき、作業速度が向上する。
【００５０】
しかし、切断手段１０２で寸切りしたサイコロ形状体５ｂとするのは、切断回数の増加、作業時間の徒な延長の原因になるので、本例では、切断手段１０２下のサイコロ化機構２０１の受け入れ幅未満の長さに寸切りして、サイコロ化機構２０１上に落下供給し、サイコロ化させるようにしてある。このサイコロ化機構２０１は、図２に示す細分化手段６７と同様の機構を、向きを変えて設置したもので、円盤カッタ１６８を一定間隔に複数配列した左右の円盤カッタ群１６９、１７０どうしを、互いの円盤カッタ１６８が他方の円盤カッタ群の、円盤カッタ１６８間の隙間に側方から入り込んで、切断手段１０２から落下してくる寸切りした細分化片５ａを、左右の円盤カッタ群１６９、１７０どうしの入り込み境界部に長手方向が一致する向きで受け入れて、図示しないモータによる回転駆動を伴い、上方から下方に噛み込んで個々のチップ形状体５ａに一挙にスリッティングしてチップ化し、これをホッパ１１４内に自然落下させるなどして捕集しながら、搬出コンベア１１５により排出してコンテナ１１５などに投入し、粉砕工程に供する。もっとも、粉砕工程を寸切装置４００に付帯することも、独立した粉砕装置を併設することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、伐採などされた竹材を効率よく縦割りでき、経済性よくバイオマス利用に供することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  竹材
２、３  加圧部
２ａ、３ａ  加圧部
４  割れ目
４ａ  断裂部
５  縦割り片
５ａ  細分化片
６  節
７  間隔規制部
１０  加圧縦割り部
１４  クローラ
１５  加圧ローラ
４１ａ、４１ｂ  バックアップステージ
４２ｂ  加圧ローラ
４３ａ  先割りユニット
４３ｂ  本割ユニット
５６  プッシャ
６５  固定カッタ
６６  せん断機構
６７  細分化手段
６８  円盤カッタ
６９、７０  円盤カッタ群
１０１  間欠搬送手段
１０２  切断手段
１０３  鋸歯
１００、２００、３００  竹材の加圧割装置
４００  竹処理システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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