(57)【要約】【課題】針状繊維が全く生じず、騒音が小さい竹木粉砕装置を提供する。【解決手段】竹木Ｂを切削する切削機構１０と該切削機構１０に竹木Ｂを押し付ける押付機構２０とを備え、切削機構１０は中心周りに回転する切削円板３１を有し、切削円板３１の表面である切削面には端面切削刃３４が設けられており、押付機構２０は竹木Ｂの先端部端面を先端部端面中心位置が切削円板３１の回転軸に一致するように切削面に押し付ける竹木粉砕装置Ａである。断面円形の竹木Ｂの断面を端面切削刃３４が周方向に移動して切削するので、針状繊維が全く生じない。【選択図】図１
2011161735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の竹木を切削する切削機構と、該切削機構に竹木を押し付ける押付機構とを備え、
前記切削機構は、中心周りに回転する切削円板を有し、
該切削円板の表面である切削面には、竹木の端面を切削する端面切削刃が設けられており、
前記押付機構は、竹木の先端部端面を、先端部端面中心位置が前記切削円板の回転軸に一致するように、前記切削面に押し付けるものである
ことを特徴とする竹木粉砕装置。
【請求項２】
前記切削機構は、穿孔手段を有し、
該穿孔手段は前記切削円板の切削面側に配置されており、前記押付機構で押し付けられている竹木の中心部を穿孔するものである
ことを特徴とする請求項１記載の竹木粉砕装置。
【請求項３】
前記穿孔手段は、前記切削円板の切削面に対して近接した位置と、そこから前進した位置との間で移動自在である
ことを特徴とする請求項２記載の竹木粉砕装置。
【請求項４】
前記穿孔手段は、回転する三角形または円錐のヘッドを備えており、
該ヘッドの頂点に設けられた先端刃と、側面部に設けられた刃からなる穿孔刃が設けられている
ことを特徴とする請求項２または３記載の竹木粉砕装置。
【請求項５】
前記押付機構は、
長尺の竹木をクランプして前記切削機構方向に付勢する押込み手段と、
竹木の先端部端面中心位置を前記切削円板の回転軸に一致させるように導き、かつ、竹木の径方向への動きを固定するガイドローラーとを備える
ことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の竹木粉砕装置。
【請求項６】
前記押込み手段は、竹木をクランプするクランプ部と、該クランプ部を移動させる駆動部とを有し、
該クランプ部が、揺動自在であり、かつ、竹木の径方向に移動自在である
ことを特徴とする請求項５記載の竹木粉砕装置。
【請求項７】
前記ガイドローラーにより竹木の節を検知して検知信号を発し、
該検知信号により、前記穿孔手段が竹木方向に突き出るよう制御する制御部を有する
ことを特徴とする請求項５または６記載の竹木粉砕装置。
【請求項８】
前記ガイドローラーと前記穿孔手段がリンク機構を介して接続されており、
該リンク機構は、前記ガイドローラーが竹木の節で押されたときの揺動を、前記穿孔手段の前進へと変換するものである
ことを特徴とする請求項５または６記載の竹木粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竹木粉砕装置に関する。さらに詳しくは、竹材や木材を微粉体に粉砕する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
竹を微粉砕した竹粉は、繊維質が豊富でチロシン、アルギン酸等のアミノ酸を多く含んだ畜産健康飼料や家畜の敷料、堆肥原料として利用価値が高いことが知られている。また、デトックス効果（解毒効果）が期待できるうどん・ソバ・パンなどの竹成分を生かした健康食品原材料としても期待できるものである。しかし、従来の破砕方式の粉体化では、針状の繊維が残り、胃腸を傷つけるため、食品・飼料化は断念されていた。
【０００３】
そこで、竹の断面の繊維を鋭利な刃物で高速切断し、維管束をつぶさず、針状の繊維を残すことなく、畜産飼料はもちろん、人間の食品材料としても利用できることを意図した粉砕技術が開発されてきた。
そのような従来技術の一例が特許文献１である。
【０００４】
図１５に示すように、上記従来技術は、回転駆動源により回転する回転切削歯120を有する回転切削機構と、被加工物である竹の直径に対応して、竹の切削加工部位を回転切削歯120に対して略直交する位置に位置決めするとともに、竹の切削加工部位を回転切削歯120に接触するように案内する位置決めガイド機構126とを備えている。
【０００５】
回転切削歯120を構成する切削加工用チップソー138の中心を通り、切欠部160が形成された当接用側壁154の軸線と略直交する直線Ｂと、直径が異なる種々の竹124a〜124dの一方の側周面172とが略一致する位置に可動用側壁152を設けている。
換言すると、切削加工用チップソー138の中心を通る直線Ｂと竹124a〜124dの一方の側周面172とを略一致させることにより、回転切削歯120の周面に対して竹124a〜124dの切削部位が略直交する位置に設定される。
この場合、被加工物である竹124は、当接用側壁154と可動用側壁152とによってＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って正確に位置決めされる。
【０００６】
このようにして被加工物である竹124が位置決めされた後、回転駆動源の回転駆動力がシャフト132を介して回転切削歯120に伝達される。複数の切削加工用チップソー138が積層されて略円柱体に構築された回転切削歯120は、シャフト132を回転中心点として矢印Ｃ方向（図１５の時計回り方向）に回転され、当接用側壁154の切欠部160の先端と直線Ｂとの間の範囲で竹124に対する切削加工が施される。
【０００７】
上記従来技術により、竹（生竹）124を常温で切削加工すれば、ミクロン単位（例えば、約１０μ〜３０μ）に粉砕することができる。
【０００８】
しかるに、上記従来例では、断面円形の竹木124の端面を回転切削歯120が径方向に横断するので、竹124の外周表面部分および内周表面部分については、切削外力に抗する組織がないことからバックアップ力がなく、繊維が針状に剥がされることがあり、竹粉に針状繊維が混入する原因となっていた。
また、竹124の節部分を十分に回転切削歯120に押し付けることができないため、節部分を竹粉に粉砕することはほとんどできないものであった。
さらに、竹124の横方向のズレ（図１５におけるＹ軸方向のズレ）を可動用側壁152で支えているだけなので、切削加工中にびびり振動が生じ、かなり大きな騒音が生ずる。このため、近隣への騒音被害により操業することが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２３６４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、針状繊維が全く生じず、騒音が小さい竹木粉砕装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の竹木粉砕装置は、長尺の竹木を切削する切削機構と、該切削機構に竹木を押し付ける押付機構とを備え、前記切削機構は、中心周りに回転する切削円板を有し、該切削円板の表面である切削面には、竹木の端面を切削する端面切削刃が設けられており、前記押付機構は、竹木の先端部端面を、先端部端面中心位置が前記切削円板の回転軸に一致するように、前記切削面に押し付けるものであることを特徴とする。
第２発明の竹木粉砕装置は、第１発明において、前記切削機構は、穿孔手段を有し、該穿孔手段は前記切削円板の切削面側に配置されており、前記押付機構で押し付けられている竹木の中心部を穿孔するものであることを特徴とする。
第３発明の竹木粉砕装置は、第２発明において、前記穿孔手段は、前記切削円板の切削面に対して近接した位置と、そこから前進した位置との間で移動自在であることを特徴とする。
第４発明の竹木粉砕装置は、第２または第３発明において、前記穿孔手段は、回転する三角形または円錐のヘッドを備えており、該ヘッドの頂点に設けられた先端刃と、側面部に設けられた刃からなる穿孔刃が設けられていることを特徴とする。
第５発明の竹木粉砕装置は、第１，第２，第３または第４発明において、前記押付機構は、長尺の竹木をクランプして前記切削機構方向に付勢する押込み手段と、竹木の先端部端面中心位置を前記切削円板の回転軸に一致させるように導き、かつ、竹木の径方向への動きを固定するガイドローラーとを備えることを特徴とする。
第６発明の竹木粉砕装置は、第５発明において、前記押込み手段は、竹木をクランプするクランプ部と、該クランプ部を移動させる駆動部とを有し、該クランプ部が、水平面内で揺動自在であり、かつ、竹木の径方向に移動自在であることを特徴とする。
第７発明の竹木粉砕装置は、第５または第６発明において、前記ガイドローラーにより竹木の節を検知して検知信号を発し、該検知信号により、前記穿孔手段が竹木方向に突き出るよう制御する制御部を有することを特徴とする。
第８発明の竹木粉砕装置は、第５または第６発明において、前記ガイドローラーと前記穿孔手段がリンク機構を介して接続されており、該リンク機構は、前記ガイドローラーが竹木の節で押されたときの揺動を、前記穿孔手段の前進へと変換するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、押付機構が竹木の先端部端面を、先端部端面中心位置が切削円板の回転軸に一致するように、切削面に押し付けるため、断面円形の竹木の端面を端面切削刃が周方向に移動して切削する。このとき、竹木の被切削部位は未切削部位でバックアップされているので、繊維が針状に剥がされることがない。このため、完全に微粉化された竹木の粉末が得られる。
第２発明によれば、穿孔手段により、竹材の節部分を穿孔することができ、その外周部分を端面切削刃で切削できるので、竹材の全ての部位を残すことなく粉体化することができる。
第３発明によれば、穿孔手段は、切削円板の切削面に近接した位置から前進させることができるので、予め竹材の節部分を穿孔した状態でその外周部分を端面切削刃で切削させることができ、竹材の節部分の切削残りが生じないようにすることができる。
第４発明によれば、穿孔刃で竹材の節部分を穿孔するので、穿孔しやすく、かつ比較的大きな孔をあけることができるので、竹材の断面の全てを切削して粉体化することができる。
第５発明によれば、竹木の径方向への動きを固定するガイドローラーにより、竹木の先端部端面が切削面に対して固定されるので、切削加工中にびびり振動が生じることがなく、騒音が小さくなる。
第６発明によれば、竹木に曲がりがあったとしても、クランプ部が揺動したり、竹木の径方向に移動したりすることにより、ガイドローラーによる竹木の拘束に抗することなく竹木を押し付けることができるので、切削機構での切削を円滑に行わせることができる。
第７発明によれば、ガイドローラーにより竹木の節を検知するので、適切なタイミングで、穿孔手段を突き出すことができ、端面切削刃による竹木の切削開始前に、竹材の節部分を粉砕することができる。
第８発明によれば、リンク機構が、ガイドローラーが竹木の節で押されたときの揺動を、穿孔手段の前進へと変換するので、ガイドローラーが節を乗り越えるときに、自動的に穿孔手段を前進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る竹木粉砕装置Ａの概略側面図である。
【図２】同竹木粉砕装置Ａの概略平面図である。
【図３】切削機構１０の平面図であり、（Ａ）は切削円板３１に対して穿孔手段４０が突き出た状態、（Ｂ）は穿孔手段４０が引っ込んだ状態の説明図である。
【図４】端面切削部３０の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図５】穿孔刃４１の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図６】垂直ガイドローラー５０の説明図である。
【図７】水平ガイドローラー６０の説明図である。
【図８】クランプ部７１の説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図９】竹材Ｂの切削工程の説明図であり、（Ａ）は節部分ｂの切削状態、（Ｂ）は本体部分の切削状態の説明図である。
【図１０】竹材Ｂの切削状態の説明図である。
【図１１】他の実施形態の穿孔刃４１の出没機構の説明図であり、（Ａ）は穿孔刃４１が引っ込んだ状態、（Ｂ）は穿孔刃４１が突き出た状態の説明図である。
【図１２】他の実施形態の端面切削部３０の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図１３】同端面切削部３０を用いた場合の竹材Ｂの切削状態の説明図である。
【図１４】他の実施形態の穿孔刃４１の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図１５】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１および図２に示すように、本発明の一実施形態に係る竹木粉砕装置Ａは、長尺の竹木Ｂを切削する切削機構１０と、その切削機構１０に竹木Ｂを押し付ける押付機構２０とを備えている。
【００１５】
図３に示すように、切削機構１０は竹木Ｂを切削する部分として端面切削部３０と穿孔手段４０とを有している。端面切削部３０は、切削円板３１と円筒状の回転筒３２を備え、切削円板３１は回転筒３２の一端に取り付けられている。穿孔手段４０は、穿孔刃４１と回転軸４２とからなり、穿孔刃４１は回転軸４２の先端に取り付けられている。
【００１６】
回転筒３２の内周面にはスプライン３３が形成されており、穿孔刃４１が切削円板３１側に位置するように、スプライン３３に回転軸４２のスプライン軸部４２ａが挿入されている。
スプライン３３と回転軸４２はスプライン結合されているので、回転筒３２の周方向にはトルクが伝達されるが、軸方向には摺動可能となっている。すなわち、穿孔刃４１は、切削円板３１に対して前進したり（図３（Ａ）参照）、切削円板３１に近接した位置まで引っ込んだり（図３（Ｂ）参照）することができる。
【００１７】
穿孔刃４１とその回転軸４２を出没させる機構は任意であり、たとえば回転軸４２の後端部をヨーク等で挟み、ヨークをエアーシリンダ等に直接連結するか、リンク機構を介して連結しておけばよい。この場合、エアーシリンダの伸縮動作で、回転軸４２を出没させ、ひいては穿孔刃４１を、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、出没させることができる。
【００１８】
回転筒３２または回転軸４２は、図示しない駆動装置により切削円板３１の中心周りに回転するようになっている。スプライン３３とスプライン軸部４２ａはスプライン結合されているため、この駆動装置は回転筒３２と回転軸４２のいずれかに、歯車列やチェーン伝動を介してモーター等のトルクを伝えるようにすればよい。
【００１９】
図４に示すように、切削円板３１の表面である切削面には、端面切削刃３４が取り付けられている。端面切削刃３４としては旋盤などの切削加工用のバイトの刃を用いることができる。
本実施形態では端面切削刃３４としてバイトの刃を８個用い、各バイトの刃先を径方向に向けて、切削円板３１の周方向に等角度間隔、かつ、径方向にバイトの刃先長さ分だけずらしながら配置している。また、切削円板３１の中心を挟んで対称の位置に配置される端面切削刃３４は、それぞれ中心からの距離が同じとなるように配置されている。したがって、切削円板３１上のいずれの径においても、端面切削刃３４が配置されているようになっており、切削面のいずれの位置においても、被切削物を切削できるようになっている。
【００２０】
なお、切削面のいずれの位置においても切削できるようにすれば、端面切削刃３４の形状や配置を任意に選択することができる。
【００２１】
図５に示すように、穿孔刃４１は、頂点に先端刃４４が取り付けられた三角板状のヘッド４３からなる。ヘッド４３の２辺の縁部は刃が形成され全体として二等辺三角形となる三角刃４５が形成されている。先端刃４４としてはドリル刃を用いることができ、三角刃４５はヘッド４３の縁部を鋭利に研ぐことにより形成することができる。
回転筒３２に回転軸４２が挿入された状態では、先端刃４４が取り付けられたヘッド４３の頂点は切削円板３１の回転軸上にあり、ヘッド４３はその頂点周りに回転するようになっている。
【００２２】
なお、本実施形態では三角板状のヘッド４３を用いたが、これに代えて、竹木Ｂを穿孔できる他の穿孔手段を用いることができる。この場合、穿孔手段は、切削円板３１の切削面側に配置され、押付機構２０で押し付けられている竹木Ｂの中心部を穿孔できるものであれば、どのようなものでもよい。
【００２３】
図１および図２に示すように、押付機構２０は、切削機構１０の近傍に設けられる垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０からなるガイド機構と、竹木Ｂをクランプし、切削機構１０方向に押し付ける押込み手段７０とを有している。
【００２４】
図６に示すように、垂直ガイドローラー５０は、一対のアーム５１を有しており、それぞれの中央がピン５２で軸支されている。また、アーム５１の一端には竹木Ｂを垂直方向に挟む一対のローラー５３が回転自在に取り付けられている。アーム５１の他端同士はエアーシリンダ５４で連結されている。そのため、エアーシリンダ５４が収縮することにより一対のローラー５３の間隔が広がり、エアーシリンダ５４が伸長することにより一対のローラー５３の間隔が狭くなるようになっている。
【００２５】
前記垂直ガイドローラー５０の各ローラー５３は、モーター等の駆動力を得て自力回転し、竹木Ｂに送り駆動をかけるものでもよく、無駆動のもので竹木Ｂの送りに従動するものであってもよいが、駆動タイプであると、竹木Ｂを最後端部まで送り込んで切削できるので、残材が少なくなり好適である。
【００２６】
上記垂直ガイドローラー５０によれば、エアーシリンダ５４により、竹木Ｂを垂直方向に動かないように固定しつつ、切削機構１０方向に導くことができる。
また、本機構では、一対のローラー５３間の中心が垂直方向にずれることがなく、ローラー５３どうしの間隔のみを広狭に調整することができる。そのため、様々な太さの竹木Ｂを挿入しても、その中心を常に一定にすることができる。
【００２７】
図７に示すように、水平ガイドローラー６０は、一対のアーム６１を有しており、それぞれの一端がピン６２で軸支されている。また、アーム６１にはピン６２を回転軸としたセクター歯車６３が取り付けられており、互いのセクター歯車６３がかみ合うようになっている。アーム６１の他端には竹木Ｂを水平方向に挟む一対のローラー６４が回転自在に取り付けられている。さらに、一方のアーム６１には、一対のローラー６４の間隔を調整できるエアーシリンダ６５が設けられている。
【００２８】
したがって、エアーシリンダ６５により、竹木Ｂを水平方向に動かないように固定しつつ、切削機構１０方向に導くことができる。
また、一対のアーム６１はセクター歯車６３で連結されているので、一対のローラー６４間の中心が水平方向にずれることがなく、ローラー６４どうしの間隔のみを広狭に調整することができる。そのため、様々な太さの竹木Ｂを挿入しても、その中心を常に一定にすることができる。
【００２９】
前記水平ガイドローラー６０では、セクター歯車６３により一対のローラー６４の開閉動作の同期をとったが、セクター歯車６３による同期調整は確実に行える利点がある。ただし、セクター歯車６３を用いずに一対のアーム６１のそれぞれにエアーシリンダ６５を取り付け、何らかの同期手段を付加してもよい。
また、一対のローラー６４をモーター等の駆動力を得て竹木Ｂに送り駆動をかけるようにしてもよく、無駆動で従動するものとしてもよい。
【００３０】
垂直ガイドローラー５０と水平ガイドローラー６０は、竹木Ｂを、その先端部端面中心位置が、前述の切削円板３１の回転軸に一致した位置に導くように設置されている（図１および図２参照）。このため、曲がりがある長尺の竹木Ｂであっても、確実に先端面から切削していくことができる。
【００３１】
図８に示すように、押込み手段７０は、竹木Ｂをクランプするクランプ部７１を有している。クランプ部７１は固定部７１ａと可動部７１ｂと、可動部７１ｂにクランプ力を伝えるエアーシリンダ７１ｃとからなる。固定部７１ａと可動部７１ｂには正面視菱形の溝が形成されており（図８（Ｂ）参照）、可動部７１ｂが固定部７１ａ側に動くことにより、竹木Ｂをクランプできるようになっている。
【００３２】
クランプ部７１は台座７２に設けられたピン７３に回動自在に固定されている。したがってクランプ部７１は水平面内で揺動自在となっている。また、台座７２はスライド７４上に摺動自在に固定されており、クランプ部７１は竹木Ｂの径方向に摺動自在となっている。
【００３３】
図１に示すように、押込み手段７０はクランプ部７１を移動させる駆動部７５を有している。駆動部７５は一対のスプロケット７５ａと、それらスプロケット７５ａ間に架設されたチェーン７５ｂと、一方のスプロケット７５ａを正・逆両方向に回転させる図示しない駆動装置とで構成される。
チェーン７５ｂは、切削円板３１の回転軸と平行に切削機構１０近傍までのびており、そのチェーン７５ｂにスライド７４が固定されている。そのため、クランプ部７１は竹木Ｂをクランプしたまま切削機構１０に押し付けることができる。また、切削終了後にクランプ部７１を後方まで後退させることもできる。
【００３４】
竹木Ｂを切削する場合は、前述の垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０に竹木Ｂを挿入してクランプし、押込み手段７０でもクランプしたうえで竹木Ｂを押し込めば、竹木Ｂの先端部端面を、先端部端面中心位置が切削円板３１の回転軸に一致させて、切削円板３１の切削面に押し付けることができる。そして切削円板３１および穿孔刃４１を回転させれば、竹木Ｂの先端部端面を切削し、粉砕することができる。
【００３５】
一般に竹木は曲がっているものが多い。しかし、図２に示すように、クランプ部７１は、水平面内で揺動自在であり、かつ、竹木Ｂの径方向に摺動自在であるので、竹木Ｂをクランプする位置・方向に自由度がある。そのため、竹木Ｂの先端部を垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０で固定していても、クランプ部７１は竹木Ｂの拘束に抗することなく竹木Ｂを押し付けることができるので、切削機構１０での切削を円滑に行わせることができる。
【００３６】
ところで竹材は中空であるが所々に節がある。図９に示すように、竹材Ｂの節部分ｂが切削円板３１に近づいたときに、穿孔刃４１が竹材Ｂ方向に突き出る（Ａ）。そうすると、ヘッド４３の頂点に取り付けられた先端刃４４により、節部分ｂに孔をあけ、縁部に形成された三角刃４５により節部分ｂを切削するので、節部分ｂを竹粉に粉砕しやすくなる。すなわち、節部分ｂでも穿孔刃４１を押し付けることができるため、竹粉に粉砕することができる。また、比較的大きな孔をあけることができるので、竹材Ｂの断面の全てを切削して粉体化することができる。
【００３７】
そして、節部分ｂの粉砕が終われば、穿孔刃４１は切削円板３１と接触するまで引っ込み、切削円板３１で竹材Ｂの外周部分の粉砕を行えば、竹材Ｂの全ての部位を残すことなく粉体化することができる。このように穿孔刃４１は出没自在であるので、予め竹材Ｂの節部分ｂを穿孔し、中空にした状態でその外周部分を端面切削刃３４で切削させることができ、粉体化が容易に行え、竹材Ｂの節部分ｂの切削残りが生じないようにすることができる。
【００３８】
竹木Ｂの切削中に、竹材Ｂの節部分ｂが切削円板３１に近づいたことの検知は、垂直ガイドローラー５０のエアーシリンダ５４もしくは水平ガイドローラー６０のエアーシリンダ６５で行えばよい。ローラー５３，６４が節部分ｂを乗り越える際にエアーシリンダ５４，６５の内圧が高くなるので、その圧力変化を圧力計で測定すれば節部分ｂが切削円板３１に近づいたことを検知することができる。
【００３９】
そして、圧力計からの信号を、回転軸４２を出し引きする図示しない駆動機構の入力信号とすれば、竹材Ｂの節部分ｂが切削円板３１に近づいたときに、穿孔刃４１を竹材Ｂの方向に突き出すことができる。
したがって、適切なタイミングで、穿孔刃４１を突き出すことができ、端面切削刃３４による竹木Ｂの切削開始前に、竹材Ｂの節部分ｂを粉砕することができる。
【００４０】
本実施形態の竹木粉砕装置Ａによれば、図１０に示すように、断面円形の竹材Ｂの端部を端面切削刃３４が周方向に移動しながら切削していく。この場合、端面切削刃３４の外力Ｆが竹材Ｂの被切削部位に加わっても、竹材Ｂの被切削部位は未切削部でバックアップされているので、繊維が針状に剥がされることがない。このため、端面切削刃３４の切り込み深さに応じた微粉にのみ切削されていく。したがって、従来例のように、竹木Ｂの外周表面部分や内周表面部分で剥がれが生じて、針状繊維が生ずるような不都合は全く発生しない。このため、完全に微粉化された竹木の粉末が得られる。
【００４１】
また、竹木Ｂの先端部は垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０により、しっかりと固定されているので、切削加工中にびびり振動が生じることがない。しかも端面切削刃３４による切削外力は周方向にのみ働き竹材Ｂの径方向には働かないので、よけいにびびり振動は生じない。よって切削加工中の騒音は非常に小さくなる。
【００４２】
図１に示すように、端面切削部３０の下方にはシュート８１とボックス８２が設けられており、ボックス８２には図示しないブロワーを介して粉体収納器が接続されている。粉体収納器に取替式の収納袋をセットしておけば、端面切削部３０で切削された竹木Ｂの切削粉がシュート８１を介してボックス８２に貯えられ、さらにブロワーを介して収納袋に収納される。
なお、端面切削部３０の周りは、切削粉の飛散を防止し、全ての切削粉を回収できるようにカバー等で覆っておくのが好ましい。
【００４３】
つぎに、本発明の他の実施形態を説明する。
図１１は、穿孔刃４１の出没機構を示しており、この出没機構は水平ガイドローラー６０と同期した構造である点に特徴がある。
穿孔刃４１とその回転軸４２は、図３に示すものと同一構造であり、水平ガイドローラー６０は図７に示すものと同一構造である。回転軸４２の後端には、内輪が回転軸４２に固定されたスラスト型の軸受６６が嵌められており、軸受６６の外輪にレバー６７の一端がピン連結されている。このレバー６７の中央部はピン６８で切削機構１０の固定部材に軸支されており、レバー６７の他端はロッド６９にピン連結されている。また、ロッド６９は水平ガイドローラー６０のアーム６１の基部にピン連結されている。このようにアーム６１と回転軸４２は、ロッド６９とレバー６７からなるリンク機構で連結されている。
【００４４】
図１１（Ａ）に示すように、ローラー６４が竹材Ｂの節でない部分に当接しているときは、穿孔刃４１は引き込まれた位置にあるが、同図（Ｂ）に示すように、ローラー６４が節部分に乗って外向きに開くと、その動きがロッド６９を介してレバー６７の揺動に変換されるので、回転軸４２が前方に押し出される。この結果、穿孔刃４１が前方に突出して、竹材Ｂの節部分を穿孔しはじめることになる。
【００４５】
上記のように、図１１の実施形態では、節の存在に連動して穿孔刃４１を自動的に出没させることができる。
なお、前記軸受６６は回転軸４２の内部に嵌めて、前記レバー６７と連結するようにしてもよい。要するに、回転軸４２の回転を許容しつつ、軸方向への出没がローラー６４の開閉動と連動して行えればよい。
【００４６】
図１２は端面切削部３０の他の実施形態を示している。説明の便宜のため、同図（Ａ）には、横軸ｘと縦軸ｙを切削円板３１の中心を通る中心線として示し、切削円板３１の回転方向を矢印Ｒで示している。
切削刃３５は、工具鋼等からなる角棒状の部材であり、角部が直角ないしは鋭角に形成されて刃となっているものである。切削刃３５は４本用いられているが、いずれも中心軸ｘ，ｙに対し、交差するように配置されている。交差の方向は、切削刃３５の外端側が回転方向Ｒの前方に位置し、内端側が後方に位置する向きである。
各切削刃３５は３本以下でも５本以上でもよい。切削円板３１に対する取り付け方は任意であるが、切削円板３１に溝を形成し、その溝内に切削刃３５を差し込み、さらにボルト等で固定するのが切削抵抗に抗して脱落せず、確実に取り付けることができるので好ましい。
【００４７】
本実施形態の切削刃３５によると、図１３に示すように、竹木Ｂの外皮の繊維に対して接触部位が切削刃３５の外端側から内側に向けて順に移動しつつ切削していくことになる。このとき、外皮の繊維は竹材Ｂの内側に押し付けられながら切断されるので、切断残しは生じず、必ず微粉状に切断される。よって、本実施形態では、より確実に針状の繊維の混入を防止しうる。
【００４８】
図１４は、穿孔刃４１の他の実施形態を示している。
同図において４６は回転軸４２の先端に取り付けられた円錐状のヘッドである。このヘッド４６の側面に中心対称に溝を形成して、この溝内に四角棒状の刃４７を差し込んで、ボルト等の任意の手段で固定している。刃４７は工具鋼等の適宜の刃物が用いられる。このようにして、２本の刃４７を用いているが、３本あるいは４本用いてもよい。
また、ヘッド４６の中心部には、同軸方向に図５に示すものと同様の先端刃４４を取り付けている。
本実施形態の穿孔刃４１においても、竹材Ｂの節を容易に穿孔することができる。
【００４９】
上記のようにして製造された竹木の微粉は、まったく針状繊維を含んでおらず１０μm〜３００μmの均一な大きさの微粉となるので、畜産健康飼料や人の健康食品材料として利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る竹木粉砕装置は、竹材を粉砕するだけでなく、木材を粉砕するのにも利用される。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ    竹木粉砕装置
Ｂ    竹木
１０  切削機構
２０  押付機構
３０  端面切削部
４０  穿孔手段
５０  垂直ガイドローラー
６０  水平ガイドローラー
７０  押込み手段
【図１】
2011161735.tif 000003
【図２】
2011161735.tif 000004
【図３】
2011161735.tif 000005
【図４】
2011161735.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011161735.tif 000011
【図１０】
2011161735.tif 000012
【図１１】
2011161735.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2011161735.tif 000016
【図１５】
2011161735.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月4日(2010.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竹材粉砕装置に関する。さらに詳しくは、竹材を微粉体に粉砕する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
竹を微粉砕した竹粉は、繊維質が豊富でチロシン、アルギン酸等のアミノ酸を多く含んだ畜産健康飼料や家畜の敷料、堆肥原料として利用価値が高いことが知られている。また、デトックス効果（解毒効果）が期待できるうどん・ソバ・パンなどの竹成分を生かした健康食品原材料としても期待できるものである。しかし、従来の破砕方式の粉体化では、針状の繊維が残り、胃腸を傷つけるため、食品・飼料化は断念されていた。
【０００３】
そこで、竹の断面の繊維を鋭利な刃物で高速切断し、維管束をつぶさず、針状の繊維を残すことなく、畜産飼料はもちろん、人間の食品材料としても利用できることを意図した粉砕技術が開発されてきた。
そのような従来技術の一例が特許文献１である。
【０００４】
図１５に示すように、上記従来技術は、回転駆動源により回転する回転切削歯120を有する回転切削機構と、被加工物である竹の直径に対応して、竹の切削加工部位を回転切削歯120に対して略直交する位置に位置決めするとともに、竹の切削加工部位を回転切削歯120に接触するように案内する位置決めガイド機構126とを備えている。
【０００５】
回転切削歯120を構成する切削加工用チップソー138の中心を通り、切欠部160が形成された当接用側壁154の軸線と略直交する直線Ｂと、直径が異なる種々の竹124a〜124dの一方の側周面172とが略一致する位置に可動用側壁152を設けている。
換言すると、切削加工用チップソー138の中心を通る直線Ｂと竹124a〜124dの一方の側周面172とを略一致させることにより、回転切削歯120の周面に対して竹124a〜124dの切削部位が略直交する位置に設定される。
この場合、被加工物である竹124は、当接用側壁154と可動用側壁152とによってＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って正確に位置決めされる。
【０００６】
このようにして被加工物である竹124が位置決めされた後、回転駆動源の回転駆動力がシャフト132を介して回転切削歯120に伝達される。複数の切削加工用チップソー138が積層されて略円柱体に構築された回転切削歯120は、シャフト132を回転中心点として矢印Ｃ方向（図１５の時計回り方向）に回転され、当接用側壁154の切欠部160の先端と直線Ｂとの間の範囲で竹124に対する切削加工が施される。
【０００７】
上記従来技術により、竹（生竹）124を常温で切削加工すれば、ミクロン単位（例えば、約１０μ〜３０μ）に粉砕することができる。
【０００８】
しかるに、上記従来例では、断面円形の竹124の端面を回転切削歯120が径方向に横断するので、竹124の外周表面部分および内周表面部分については、切削外力に抗する組織がないことからバックアップ力がなく、繊維が針状に剥がされることがあり、竹粉に針状繊維が混入する原因となっていた。
また、竹124の節部分を十分に回転切削歯120に押し付けることができないため、節部分を竹粉に粉砕することはほとんどできないものであった。
さらに、竹124の横方向のズレ（図１５におけるＹ軸方向のズレ）を可動用側壁152で支えているだけなので、切削加工中にびびり振動が生じ、かなり大きな騒音が生ずる。このため、近隣への騒音被害により操業することが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２３６４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、針状繊維が全く生じず、騒音が小さい竹材粉砕装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の竹材粉砕装置は、長尺の竹材を切削する切削機構と、該切削機構に竹材を押し付ける押付ガイド機構とを備え、前記切削機構は、中心周りに回転する切削円板を有し、該切削円板の表面である切削面には、竹材の端面を切削する端面切削刃が設けられており、前記押付ガイド機構は、竹材の先端部端面を、先端部端面中心位置が前記切削円板の回転軸に一致するように、前記切削面に押し付けるものであることを特徴とする。
第２発明の竹材粉砕装置は、第１発明において、前記切削機構は、穿孔手段を有し、該穿孔手段は前記切削円板の切削面側に配置されており、前記押付ガイド機構で押し付けられている竹材の中心部を穿孔するものであることを特徴とする。
第３発明の竹材粉砕装置は、第２発明において、前記穿孔手段は、前記切削円板の切削面に対して近接した位置と、そこから前進した位置との間で移動自在であることを特徴とする。
第４発明の竹材粉砕装置は、第２または第３発明において、前記穿孔手段は、回転する三角形または円錐のヘッドを備えており、該ヘッドの頂点に設けられた先端刃と、側面部に設けられた刃からなる穿孔刃が設けられていることを特徴とする。
第５発明の竹材粉砕装置は、第１，第２，第３または第４発明において、前記押付ガイド機構は、長尺の竹材をクランプして前記切削機構方向に付勢する押込み手段と、竹材の先端部端面中心位置を前記切削円板の回転軸に一致させるように導き、かつ、竹材の径方向への動きを固定するガイドローラーとを備えることを特徴とする。
第６発明の竹材粉砕装置は、第５発明において、前記押込み手段は、竹材をクランプするクランプ部と、該クランプ部を移動させる駆動部とを有し、該クランプ部が、水平面内で揺動自在であり、かつ、竹材の径方向に移動自在であることを特徴とする。
第７発明の竹材粉砕装置は、第５または第６発明において、前記ガイドローラーにより竹材の節を検知して検知信号を発し、該検知信号により、前記穿孔手段が竹材方向に突き出るよう制御する制御部を有することを特徴とする。
第８発明の竹材粉砕装置は、第５または第６発明において、前記ガイドローラーと前記穿孔手段がリンク機構を介して接続されており、該リンク機構は、前記ガイドローラーが竹材の節で押されたときの揺動を、前記穿孔手段の前進へと変換するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、押付ガイド機構が竹材の先端部端面を、先端部端面中心位置が切削円板の回転軸に一致するように、切削面に押し付けるため、断面円形の竹材の端面を端面切削刃が周方向に移動して切削する。このとき、竹材の被切削部位は未切削部位でバックアップされているので、繊維が針状に剥がされることがない。このため、完全に微粉化された竹材の粉末が得られる。
第２発明によれば、穿孔手段により、竹材の節部分を穿孔することができ、その外周部分を端面切削刃で切削できるので、竹材の全ての部位を残すことなく粉体化することができる。
第３発明によれば、穿孔手段は、切削円板の切削面に近接した位置から前進させることができるので、予め竹材の節部分を穿孔した状態でその外周部分を端面切削刃で切削させることができ、竹材の節部分の切削残りが生じないようにすることができる。
第４発明によれば、穿孔刃で竹材の節部分を穿孔するので、穿孔しやすく、かつ比較的大きな孔をあけることができるので、竹材の断面の全てを切削して粉体化することができる。
第５発明によれば、竹材の径方向への動きを固定するガイドローラーにより、竹材の先端部端面が切削面に対して固定されるので、切削加工中にびびり振動が生じることがなく、騒音が小さくなる。
第６発明によれば、竹材に曲がりがあったとしても、クランプ部が揺動したり、竹材の径方向に移動したりすることにより、ガイドローラーによる竹材の拘束に抗することなく竹材を押し付けることができるので、切削機構での切削を円滑に行わせることができる。
第７発明によれば、ガイドローラーにより竹材の節を検知するので、適切なタイミングで、穿孔手段を突き出すことができ、端面切削刃による竹材の切削開始前に、竹材の節部分を粉砕することができる。
第８発明によれば、リンク機構が、ガイドローラーが竹材の節で押されたときの揺動を、穿孔手段の前進へと変換するので、ガイドローラーが節を乗り越えるときに、自動的に穿孔手段を前進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る竹材粉砕装置Ａの概略側面図である。
【図２】同竹材粉砕装置Ａの概略平面図である。
【図３】切削機構１０の平面図であり、（Ａ）は切削円板３１に対して穿孔手段４０が突き出た状態、（Ｂ）は穿孔手段４０が引っ込んだ状態の説明図である。
【図４】端面切削部３０の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図５】穿孔刃４１の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図６】垂直ガイドローラー５０の説明図である。
【図７】水平ガイドローラー６０の説明図である。
【図８】クランプ部７１の説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図９】竹材Ｂの切削工程の説明図であり、（Ａ）は節部分ｂの切削状態、（Ｂ）は本体部分の切削状態の説明図である。
【図１０】竹材Ｂの切削状態の説明図である。
【図１１】他の実施形態の穿孔刃４１の出没機構の説明図であり、（Ａ）は穿孔刃４１が引っ込んだ状態、（Ｂ）は穿孔刃４１が突き出た状態の説明図である。
【図１２】他の実施形態の端面切削部３０の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図１３】同端面切削部３０を用いた場合の竹材Ｂの切削状態の説明図である。
【図１４】他の実施形態の穿孔刃４１の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図１５】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１および図２に示すように、本発明の一実施形態に係る竹材粉砕装置Ａは、長尺の竹材Ｂを切削する切削機構１０と、その切削機構１０に竹材Ｂを押し付ける押付ガイド機構２０とを備えている。
【００１５】
図３に示すように、切削機構１０は竹材Ｂを切削する部分として端面切削部３０と穿孔手段４０とを有している。端面切削部３０は、切削円板３１と円筒状の回転筒３２を備え、切削円板３１は回転筒３２の一端に取り付けられている。穿孔手段４０は、穿孔刃４１と回転軸４２とからなり、穿孔刃４１は回転軸４２の先端に取り付けられている。
【００１６】
回転筒３２の内周面にはスプライン３３が形成されており、穿孔刃４１が切削円板３１側に位置するように、スプライン３３に回転軸４２のスプライン軸部４２ａが挿入されている。
スプライン３３と回転軸４２はスプライン結合されているので、回転筒３２の周方向にはトルクが伝達されるが、軸方向には摺動可能となっている。すなわち、穿孔刃４１は、切削円板３１に対して前進したり（図３（Ａ）参照）、切削円板３１に近接した位置まで引っ込んだり（図３（Ｂ）参照）することができる。
【００１７】
穿孔刃４１とその回転軸４２を出没させる機構は任意であり、たとえば回転軸４２の後端部をヨーク等で挟み、ヨークをエアーシリンダ等に直接連結するか、リンク機構を介して連結しておけばよい。この場合、エアーシリンダの伸縮動作で、回転軸４２を出没させ、ひいては穿孔刃４１を、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、出没させることができる。
【００１８】
回転筒３２または回転軸４２は、図示しない駆動装置により切削円板３１の中心周りに回転するようになっている。スプライン３３とスプライン軸部４２ａはスプライン結合されているため、この駆動装置は回転筒３２と回転軸４２のいずれかに、歯車列やチェーン伝動を介してモーター等のトルクを伝えるようにすればよい。
【００１９】
図４に示すように、切削円板３１の表面である切削面には、端面切削刃３４が取り付けられている。端面切削刃３４としては旋盤などの切削加工用のバイトの刃を用いることができる。
本実施形態では端面切削刃３４としてバイトの刃を８個用い、各バイトの刃先を径方向に向けて、切削円板３１の周方向に等角度間隔、かつ、径方向にバイトの刃先長さ分だけずらしながら配置している。また、切削円板３１の中心を挟んで対称の位置に配置される端面切削刃３４は、それぞれ中心からの距離が同じとなるように配置されている。したがって、切削円板３１上のいずれの径においても、端面切削刃３４が配置されているようになっており、切削面のいずれの位置においても、被切削物を切削できるようになっている。
【００２０】
なお、切削面のいずれの位置においても切削できるようにすれば、端面切削刃３４の形状や配置を任意に選択することができる。
【００２１】
図５に示すように、穿孔刃４１は、頂点に先端刃４４が取り付けられた三角板状のヘッド４３からなる。ヘッド４３の２辺の縁部は刃が形成され全体として二等辺三角形となる三角刃４５が形成されている。先端刃４４としてはドリル刃を用いることができ、三角刃４５はヘッド４３の縁部を鋭利に研ぐことにより形成することができる。
回転筒３２に回転軸４２が挿入された状態では、先端刃４４が取り付けられたヘッド４３の頂点は切削円板３１の回転軸上にあり、ヘッド４３はその頂点周りに回転するようになっている。
【００２２】
なお、本実施形態では三角板状のヘッド４３を用いたが、これに代えて、竹材Ｂを穿孔できる他の穿孔手段を用いることができる。この場合、穿孔手段は、切削円板３１の切削面側に配置され、押付ガイド機構２０で押し付けられている竹材Ｂの中心部を穿孔できるものであれば、どのようなものでもよい。
【００２３】
図１および図２に示すように、押付ガイド機構２０は、切削機構１０の近傍に設けられる垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０からなるガイド機構と、竹材Ｂをクランプし、切削機構１０方向に押し付ける押込み手段７０とを有している。
【００２４】
図６に示すように、垂直ガイドローラー５０は、一対のアーム５１を有しており、それぞれの中央がピン５２で軸支されている。また、アーム５１の一端には竹材Ｂを垂直方向に挟む一対のローラー５３が回転自在に取り付けられている。アーム５１の他端同士はエアーシリンダ５４で連結されている。そのため、エアーシリンダ５４が収縮することにより一対のローラー５３の間隔が広がり、エアーシリンダ５４が伸長することにより一対のローラー５３の間隔が狭くなるようになっている。
【００２５】
前記垂直ガイドローラー５０の各ローラー５３は、モーター等の駆動力を得て自力回転し、竹材Ｂに送り駆動をかけるものでもよく、無駆動のもので竹材Ｂの送りに従動するものであってもよいが、駆動タイプであると、竹材Ｂを最後端部まで送り込んで切削できるので、残材が少なくなり好適である。
【００２６】
上記垂直ガイドローラー５０によれば、エアーシリンダ５４により、竹材Ｂを垂直方向に動かないように固定しつつ、切削機構１０方向に導くことができる。
また、本機構では、一対のローラー５３間の中心が垂直方向にずれることがなく、ローラー５３どうしの間隔のみを広狭に調整することができる。そのため、様々な太さの竹材Ｂを挿入しても、その中心を常に一定にすることができる。
【００２７】
図７に示すように、水平ガイドローラー６０は、一対のアーム６１を有しており、それぞれの一端がピン６２で軸支されている。また、アーム６１にはピン６２を回転軸としたセクター歯車６３が取り付けられており、互いのセクター歯車６３がかみ合うようになっている。アーム６１の他端には竹材Ｂを水平方向に挟む一対のローラー６４が回転自在に取り付けられている。さらに、一方のアーム６１には、一対のローラー６４の間隔を調整できるエアーシリンダ６５が設けられている。
【００２８】
したがって、エアーシリンダ６５により、竹材Ｂを水平方向に動かないように固定しつつ、切削機構１０方向に導くことができる。
また、一対のアーム６１はセクター歯車６３で連結されているので、一対のローラー６４間の中心が水平方向にずれることがなく、ローラー６４どうしの間隔のみを広狭に調整することができる。そのため、様々な太さの竹材Ｂを挿入しても、その中心を常に一定にすることができる。
【００２９】
前記水平ガイドローラー６０では、セクター歯車６３により一対のローラー６４の開閉動作の同期をとったが、セクター歯車６３による同期調整は確実に行える利点がある。ただし、セクター歯車６３を用いずに一対のアーム６１のそれぞれにエアーシリンダ６５を取り付け、何らかの同期手段を付加してもよい。
また、一対のローラー６４をモーター等の駆動力を得て竹材Ｂに送り駆動をかけるようにしてもよく、無駆動で従動するものとしてもよい。
【００３０】
垂直ガイドローラー５０と水平ガイドローラー６０は、竹材Ｂを、その先端部端面中心位置が、前述の切削円板３１の回転軸に一致した位置に導くように設置されている（図１および図２参照）。このため、曲がりがある長尺の竹材Ｂであっても、確実に先端面から切削していくことができる。
【００３１】
図８に示すように、押込み手段７０は、竹材Ｂをクランプするクランプ部７１を有している。クランプ部７１は固定部７１ａと可動部７１ｂと、可動部７１ｂにクランプ力を伝えるエアーシリンダ７１ｃとからなる。固定部７１ａと可動部７１ｂには正面視菱形の溝が形成されており（図８（Ｂ）参照）、可動部７１ｂが固定部７１ａ側に動くことにより、竹材Ｂをクランプできるようになっている。
【００３２】
クランプ部７１は台座７２に設けられたピン７３に回動自在に固定されている。したがってクランプ部７１は水平面内で揺動自在となっている。また、台座７２はスライド７４上に摺動自在に固定されており、クランプ部７１は竹材Ｂの径方向に摺動自在となっている。
【００３３】
図１に示すように、押込み手段７０はクランプ部７１を移動させる駆動部７５を有している。駆動部７５は一対のスプロケット７５ａと、それらスプロケット７５ａ間に架設されたチェーン７５ｂと、一方のスプロケット７５ａを正・逆両方向に回転させる図示しない駆動装置とで構成される。
チェーン７５ｂは、切削円板３１の回転軸と平行に切削機構１０近傍までのびており、そのチェーン７５ｂにスライド７４が固定されている。そのため、クランプ部７１は竹材Ｂをクランプしたまま切削機構１０に押し付けることができる。また、切削終了後にクランプ部７１を後方まで後退させることもできる。
【００３４】
竹材Ｂを切削する場合は、前述の垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０に竹材Ｂを挿入してクランプし、押込み手段７０でもクランプしたうえで竹材Ｂを押し込めば、竹材Ｂの先端部端面を、先端部端面中心位置が切削円板３１の回転軸に一致させて、切削円板３１の切削面に押し付けることができる。そして切削円板３１および穿孔刃４１を回転させれば、竹材Ｂの先端部端面を切削し、粉砕することができる。
【００３５】
一般に竹材は曲がっているものが多い。しかし、図２に示すように、クランプ部７１は、水平面内で揺動自在であり、かつ、竹材Ｂの径方向に摺動自在であるので、竹材Ｂをクランプする位置・方向に自由度がある。そのため、竹材Ｂの先端部を垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０で固定していても、クランプ部７１は竹材Ｂの拘束に抗することなく竹材Ｂを押し付けることができるので、切削機構１０での切削を円滑に行わせることができる。
【００３６】
ところで竹材は中空であるが所々に節がある。図９に示すように、竹材Ｂの節部分ｂが切削円板３１に近づいたときに、穿孔刃４１が竹材Ｂ方向に突き出る（Ａ）。そうすると、ヘッド４３の頂点に取り付けられた先端刃４４により、節部分ｂに孔をあけ、縁部に形成された三角刃４５により節部分ｂを切削するので、節部分ｂを竹粉に粉砕しやすくなる。すなわち、節部分ｂでも穿孔刃４１を押し付けることができるため、竹粉に粉砕することができる。また、比較的大きな孔をあけることができるので、竹材Ｂの断面の全てを切削して粉体化することができる。
【００３７】
そして、節部分ｂの粉砕が終われば、穿孔刃４１は切削円板３１と接触するまで引っ込み、切削円板３１で竹材Ｂの外周部分の粉砕を行えば、竹材Ｂの全ての部位を残すことなく粉体化することができる。このように穿孔刃４１は出没自在であるので、予め竹材Ｂの節部分ｂを穿孔し、中空にした状態でその外周部分を端面切削刃３４で切削させることができ、粉体化が容易に行え、竹材Ｂの節部分ｂの切削残りが生じないようにすることができる。
【００３８】
竹材Ｂの切削中に、竹材Ｂの節部分ｂが切削円板３１に近づいたことの検知は、垂直ガイドローラー５０のエアーシリンダ５４もしくは水平ガイドローラー６０のエアーシリンダ６５で行えばよい。ローラー５３，６４が節部分ｂを乗り越える際にエアーシリンダ５４，６５の内圧が高くなるので、その圧力変化を圧力計で測定すれば節部分ｂが切削円板３１に近づいたことを検知することができる。
【００３９】
そして、圧力計からの信号を、回転軸４２を出し引きする図示しない駆動機構の入力信号とすれば、竹材Ｂの節部分ｂが切削円板３１に近づいたときに、穿孔刃４１を竹材Ｂの方向に突き出すことができる。
したがって、適切なタイミングで、穿孔刃４１を突き出すことができ、端面切削刃３４による竹材Ｂの切削開始前に、竹材Ｂの節部分ｂを粉砕することができる。
【００４０】
本実施形態の竹材粉砕装置Ａによれば、図１０に示すように、断面円形の竹材Ｂの端部を端面切削刃３４が周方向に移動しながら切削していく。この場合、端面切削刃３４の外力Ｆが竹材Ｂの被切削部位に加わっても、竹材Ｂの被切削部位は未切削部でバックアップされているので、繊維が針状に剥がされることがない。このため、端面切削刃３４の切り込み深さに応じた微粉にのみ切削されていく。したがって、従来例のように、竹材Ｂの外周表面部分や内周表面部分で剥がれが生じて、針状繊維が生ずるような不都合は全く発生しない。このため、完全に微粉化された竹材の粉末が得られる。
【００４１】
また、竹材Ｂの先端部は垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０により、しっかりと固定されているので、切削加工中にびびり振動が生じることがない。しかも端面切削刃３４による切削外力は周方向にのみ働き竹材Ｂの径方向には働かないので、よけいにびびり振動は生じない。よって切削加工中の騒音は非常に小さくなる。
【００４２】
図１に示すように、端面切削部３０の下方にはシュート８１とボックス８２が設けられており、ボックス８２には図示しないブロワーを介して粉体収納器が接続されている。粉体収納器に取替式の収納袋をセットしておけば、端面切削部３０で切削された竹材Ｂの切削粉がシュート８１を介してボックス８２に貯えられ、さらにブロワーを介して収納袋に収納される。
なお、端面切削部３０の周りは、切削粉の飛散を防止し、全ての切削粉を回収できるようにカバー等で覆っておくのが好ましい。
【００４３】
つぎに、本発明の他の実施形態を説明する。
図１１は、穿孔刃４１の出没機構を示しており、この出没機構は水平ガイドローラー６０と同期した構造である点に特徴がある。
穿孔刃４１とその回転軸４２は、図３に示すものと同一構造であり、水平ガイドローラー６０は図７に示すものと同一構造である。回転軸４２の後端には、内輪が回転軸４２に固定されたスラスト型の軸受６６が嵌められており、軸受６６の外輪にレバー６７の一端がピン連結されている。このレバー６７の中央部はピン６８で切削機構１０の固定部材に軸支されており、レバー６７の他端はロッド６９にピン連結されている。また、ロッド６９は水平ガイドローラー６０のアーム６１の基部にピン連結されている。このようにアーム６１と回転軸４２は、ロッド６９とレバー６７からなるリンク機構で連結されている。
【００４４】
図１１（Ａ）に示すように、ローラー６４が竹材Ｂの節でない部分に当接しているときは、穿孔刃４１は引き込まれた位置にあるが、同図（Ｂ）に示すように、ローラー６４が節部分に乗って外向きに開くと、その動きがロッド６９を介してレバー６７の揺動に変換されるので、回転軸４２が前方に押し出される。この結果、穿孔刃４１が前方に突出して、竹材Ｂの節部分を穿孔しはじめることになる。
【００４５】
上記のように、図１１の実施形態では、節の存在に連動して穿孔刃４１を自動的に出没させることができる。
なお、前記軸受６６は回転軸４２の内部に嵌めて、前記レバー６７と連結するようにしてもよい。要するに、回転軸４２の回転を許容しつつ、軸方向への出没がローラー６４の開閉動と連動して行えればよい。
【００４６】
図１２は端面切削部３０の他の実施形態を示している。説明の便宜のため、同図（Ａ）には、横軸ｘと縦軸ｙを切削円板３１の中心を通る中心線として示し、切削円板３１の回転方向を矢印Ｒで示している。
切削刃３５は、工具鋼等からなる角棒状の部材であり、角部が直角ないしは鋭角に形成されて刃となっているものである。切削刃３５は４本用いられているが、いずれも中心軸ｘ，ｙに対し、交差するように配置されている。交差の方向は、切削刃３５の外端側が回転方向Ｒの前方に位置し、内端側が後方に位置する向きである。
各切削刃３５は３本以下でも５本以上でもよい。切削円板３１に対する取り付け方は任意であるが、切削円板３１に溝を形成し、その溝内に切削刃３５を差し込み、さらにボルト等で固定するのが切削抵抗に抗して脱落せず、確実に取り付けることができるので好ましい。
【００４７】
本実施形態の切削刃３５によると、図１３に示すように、竹材Ｂの外皮の繊維に対して接触部位が切削刃３５の外端側から内側に向けて順に移動しつつ切削していくことになる。このとき、外皮の繊維は竹材Ｂの内側に押し付けられながら切断されるので、切断残しは生じず、必ず微粉状に切断される。よって、本実施形態では、より確実に針状の繊維の混入を防止しうる。
【００４８】
図１４は、穿孔刃４１の他の実施形態を示している。
同図において４６は回転軸４２の先端に取り付けられた円錐状のヘッドである。このヘッド４６の側面に中心対称に溝を形成して、この溝内に四角棒状の刃４７を差し込んで、ボルト等の任意の手段で固定している。刃４７は工具鋼等の適宜の刃物が用いられる。このようにして、２本の刃４７を用いているが、３本あるいは４本用いてもよい。
また、ヘッド４６の中心部には、同軸方向に図５に示すものと同様の先端刃４４を取り付けている。
本実施形態の穿孔刃４１においても、竹材Ｂの節を容易に穿孔することができる。
【００４９】
上記のようにして製造された竹材の微粉は、まったく針状繊維を含んでおらず１０μm〜３００μmの均一な大きさの微粉となるので、畜産健康飼料や人の健康食品材料として利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
Ａ    竹材粉砕装置
Ｂ    竹材
１０  切削機構
２０  押付ガイド機構
３０  端面切削部
４０  穿孔手段
５０  垂直ガイドローラー
６０  水平ガイドローラー
７０  押込み手段
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の竹材を切削する切削機構と、該切削機構に竹材を押し付ける押付ガイド機構とを備え、
前記切削機構は、中心周りに回転する切削円板を有し、
該切削円板の表面である切削面には、竹材の端面を切削する端面切削刃が設けられており、
前記押付ガイド機構は、竹材の先端部端面を、先端部端面中心位置が前記切削円板の回転軸に一致するように、前記切削面に押し付けるものである
ことを特徴とする竹材粉砕装置。
【請求項２】
前記切削機構は、穿孔手段を有し、
該穿孔手段は前記切削円板の切削面側に配置されており、前記押付ガイド機構で押し付けられている竹材の中心部を穿孔するものである
ことを特徴とする請求項１記載の竹材粉砕装置。
【請求項３】
前記穿孔手段は、前記切削円板の切削面に対して近接した位置と、そこから前進した位置との間で移動自在である
ことを特徴とする請求項２記載の竹材粉砕装置。
【請求項４】
前記穿孔手段は、回転する三角形または円錐のヘッドを備えており、
該ヘッドの頂点に設けられた先端刃と、側面部に設けられた刃からなる穿孔刃が設けられている
ことを特徴とする請求項２または３記載の竹材粉砕装置。
【請求項５】
前記押付ガイド機構は、
長尺の竹材をクランプして前記切削機構方向に付勢する押込み手段と、
竹材の先端部端面中心位置を前記切削円板の回転軸に一致させるように導き、かつ、竹材の径方向への動きを固定するガイドローラーとを備える
ことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の竹材粉砕装置。
【請求項６】
前記押込み手段は、竹材をクランプするクランプ部と、該クランプ部を移動させる駆動部とを有し、
該クランプ部が、揺動自在であり、かつ、竹材の径方向に移動自在である
ことを特徴とする請求項５記載の竹材粉砕装置。
【請求項７】
前記ガイドローラーにより竹材の節を検知して検知信号を発し、
該検知信号により、前記穿孔手段が竹材方向に突き出るよう制御する制御部を有する
ことを特徴とする請求項５または６記載の竹材粉砕装置。
【請求項８】
前記ガイドローラーと前記穿孔手段がリンク機構を介して接続されており、
該リンク機構は、前記ガイドローラーが竹材の節で押されたときの揺動を、前記穿孔手段の前進へと変換するものである
ことを特徴とする請求項５または６記載の竹材粉砕装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2011161735.tif 000018
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2011161735.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月13日(2010.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竹材粉砕装置に関する。さらに詳しくは、竹材を微粉体に粉砕する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
竹を微粉砕した竹粉は、繊維質が豊富でチロシン、アルギン酸等のアミノ酸を多く含んだ畜産健康飼料や家畜の敷料、堆肥原料として利用価値が高いことが知られている。また、デトックス効果（解毒効果）が期待できるうどん・ソバ・パンなどの竹成分を生かした健康食品原材料としても期待できるものである。しかし、従来の破砕方式の粉体化では、針状の繊維が残り、胃腸を傷つけるため、食品・飼料化は断念されていた。
【０００３】
そこで、竹の断面の繊維を鋭利な刃物で高速切断し、維管束をつぶさず、針状の繊維を残すことなく、畜産飼料はもちろん、人間の食品材料としても利用できることを意図した粉砕技術が開発されてきた。
そのような従来技術の一例が特許文献１である。
【０００４】
図１５に示すように、上記従来技術は、回転駆動源により回転する回転切削歯120を有する回転切削機構と、被加工物である竹の直径に対応して、竹の切削加工部位を回転切削歯120に対して略直交する位置に位置決めするとともに、竹の切削加工部位を回転切削歯120に接触するように案内する位置決めガイド機構126とを備えている。
【０００５】
回転切削歯120を構成する切削加工用チップソー138の中心を通り、切欠部160が形成された当接用側壁154の軸線と略直交する直線Ｂと、直径が異なる種々の竹124a〜124dの一方の側周面172とが略一致する位置に可動用側壁152を設けている。
換言すると、切削加工用チップソー138の中心を通る直線Ｂと竹124a〜124dの一方の側周面172とを略一致させることにより、回転切削歯120の周面に対して竹124a〜124dの切削部位が略直交する位置に設定される。
この場合、被加工物である竹124は、当接用側壁154と可動用側壁152とによってＸ軸方向およびＹ軸方向に沿って正確に位置決めされる。
【０００６】
このようにして被加工物である竹124が位置決めされた後、回転駆動源の回転駆動力がシャフト132を介して回転切削歯120に伝達される。複数の切削加工用チップソー138が積層されて略円柱体に構築された回転切削歯120は、シャフト132を回転中心点として矢印Ｃ方向（図１５の時計回り方向）に回転され、当接用側壁154の切欠部160の先端と直線Ｂとの間の範囲で竹124に対する切削加工が施される。
【０００７】
上記従来技術により、竹（生竹）124を常温で切削加工すれば、ミクロン単位（例えば、約１０μ〜３０μ）に粉砕することができる。
【０００８】
しかるに、上記従来例では、断面円形の竹124の端面を回転切削歯120が径方向に横断するので、竹124の外周表面部分および内周表面部分については、切削外力に抗する組織がないことからバックアップ力がなく、繊維が針状に剥がされることがあり、竹粉に針状繊維が混入する原因となっていた。
また、竹124の節部分を十分に回転切削歯120に押し付けることができないため、節部分を竹粉に粉砕することはほとんどできないものであった。
さらに、竹124の横方向のズレ（図１５におけるＹ軸方向のズレ）を可動用側壁152で支えているだけなので、切削加工中にびびり振動が生じ、かなり大きな騒音が生ずる。このため、近隣への騒音被害により操業することが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２３６４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑み、針状繊維が全く生じず、騒音が小さい竹材粉砕装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明の竹材粉砕装置は、長尺の竹材を切削する切削機構と、該切削機構に竹材を導きながら押し付ける押付ガイド機構とを備え、前記切削機構は、中心周りに回転する切削円板を有し、該切削円板の表面である切削面には、竹材の端面を切削する端面切削刃が設けられており、前記押付ガイド機構は、竹材の先端部端面を、その先端部端面中心位置が前記切削円板の回転軸に一致するように導き、かつ前記切削面に押し付けるものであることを特徴とする。
第２発明の竹材粉砕装置は、第１発明において、前記切削機構は、穿孔手段を有し、該穿孔手段は前記切削円板の切削面側に配置されており、前記押付ガイド機構で押し付けられている竹材の中心部を穿孔するものであることを特徴とする。
第３発明の竹材粉砕装置は、第２発明において、前記穿孔手段は、前記切削円板の切削面に対して近接した位置と、そこから前進した位置との間で移動自在であることを特徴とする。
第４発明の竹材粉砕装置は、第２または第３発明において、前記穿孔手段は、回転する三角形または円錐のヘッドを備えており、該ヘッドの頂点に設けられた先端刃と、側面部に設けられた刃からなる穿孔刃が設けられていることを特徴とする。
第５発明の竹材粉砕装置は、第１，第２，第３または第４発明において、前記押付ガイド機構は、長尺の竹材をクランプして前記切削機構方向に付勢する押込み手段と、竹材の先端部端面中心位置を前記切削円板の回転軸に一致させるように導き、かつ、竹材の径方向への動きを固定するガイドローラーからなるガイド機構とを備えることを特徴とする。
第６発明の竹材粉砕装置は、第５発明において、前記押込み手段は、竹材をクランプするクランプ部と、該クランプ部を移動させる駆動部とを有し、該クランプ部が、水平面内で揺動自在であり、かつ、竹材の径方向に移動自在であることを特徴とする。
第７発明の竹材粉砕装置は、第５または第６発明において、前記ガイドローラーにより竹材の節を検知して検知信号を発し、該検知信号により、前記ガイド機構の穿孔手段が竹材方向に突き出るよう制御する制御部を有することを特徴とする。
第８発明の竹材粉砕装置は、第５または第６発明において、前記ガイド機構のガイドローラーと前記穿孔手段がリンク機構を介して接続されており、該リンク機構は、前記ガイドローラーが竹材の節で押されたときの揺動を、前記穿孔手段の前進へと変換するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、押付ガイド機構が竹材の先端部端面を、その先端部端面中心位置が切削円板の回転軸に一致するように導き、かつ切削面に押し付けるため、断面円形の竹材の端面を端面切削刃が周方向に移動して切削する。このとき、竹材の被切削部位は未切削部位でバックアップされているので、繊維が針状に剥がされることがない。このため、完全に微粉化された竹材の粉末が得られる。
第２発明によれば、穿孔手段により、竹材の節部分を穿孔することができ、その外周部分を端面切削刃で切削できるので、竹材の全ての部位を残すことなく粉体化することができる。
第３発明によれば、穿孔手段は、切削円板の切削面に近接した位置から前進させることができるので、予め竹材の節部分を穿孔した状態でその外周部分を端面切削刃で切削させることができ、竹材の節部分の切削残りが生じないようにすることができる。
第４発明によれば、穿孔刃で竹材の節部分を穿孔するので、穿孔しやすく、かつ比較的大きな孔をあけることができるので、竹材の断面の全てを切削して粉体化することができる。
第５発明によれば、竹材の径方向への動きを固定するガイド機構のガイドローラーにより、竹材の先端部端面が切削面に対して固定されるので、切削加工中にびびり振動が生じることがなく、騒音が小さくなる。
第６発明によれば、竹材に曲がりがあったとしても、クランプ部が揺動したり、竹材の径方向に移動したりすることにより、ガイドローラーによる竹材の拘束に抗することなく竹材を押し付けることができるので、切削機構での切削を円滑に行わせることができる。
第７発明によれば、ガイドローラーにより竹材の節を検知するので、適切なタイミングで、穿孔手段を突き出すことができ、端面切削刃による竹材の切削開始前に、竹材の節部分を粉砕することができる。
第８発明によれば、リンク機構が、ガイドローラーが竹材の節で押されたときの揺動を、穿孔手段の前進へと変換するので、ガイドローラーが節を乗り越えるときに、自動的に穿孔手段を前進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る竹材粉砕装置Ａの概略側面図である。
【図２】同竹材粉砕装置Ａの概略平面図である。
【図３】切削機構１０の平面図であり、（Ａ）は切削円板３１に対して穿孔手段４０が突き出た状態、（Ｂ）は穿孔手段４０が引っ込んだ状態の説明図である。
【図４】端面切削部３０の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図５】穿孔刃４１の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図６】垂直ガイドローラー５０の説明図である。
【図７】水平ガイドローラー６０の説明図である。
【図８】クランプ部７１の説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図９】竹材Ｂの切削工程の説明図であり、（Ａ）は節部分ｂの切削状態、（Ｂ）は本体部分の切削状態の説明図である。
【図１０】竹材Ｂの切削状態の説明図である。
【図１１】他の実施形態の穿孔刃４１の出没機構の説明図であり、（Ａ）は穿孔刃４１が引っ込んだ状態、（Ｂ）は穿孔刃４１が突き出た状態の説明図である。
【図１２】他の実施形態の端面切削部３０の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図１３】同端面切削部３０を用いた場合の竹材Ｂの切削状態の説明図である。
【図１４】他の実施形態の穿孔刃４１の説明図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図１５】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１および図２に示すように、本発明の一実施形態に係る竹材粉砕装置Ａは、長尺の竹材Ｂを切削する切削機構１０と、その切削機構１０に竹材Ｂを押し付ける押付ガイド機構２０とを備えている。
【００１５】
図３に示すように、切削機構１０は竹材Ｂを切削する部分として端面切削部３０と穿孔手段４０とを有している。端面切削部３０は、切削円板３１と円筒状の回転筒３２を備え、切削円板３１は回転筒３２の一端に取り付けられている。穿孔手段４０は、穿孔刃４１と回転軸４２とからなり、穿孔刃４１は回転軸４２の先端に取り付けられている。
【００１６】
回転筒３２の内周面にはスプライン３３が形成されており、穿孔刃４１が切削円板３１側に位置するように、スプライン３３に回転軸４２のスプライン軸部４２ａが挿入されている。
スプライン３３と回転軸４２はスプライン結合されているので、回転筒３２の周方向にはトルクが伝達されるが、軸方向には摺動可能となっている。すなわち、穿孔刃４１は、切削円板３１に対して前進したり（図３（Ａ）参照）、切削円板３１に近接した位置まで引っ込んだり（図３（Ｂ）参照）することができる。
【００１７】
穿孔刃４１とその回転軸４２を出没させる機構は任意であり、たとえば回転軸４２の後端部をヨーク等で挟み、ヨークをエアーシリンダ等に直接連結するか、リンク機構を介して連結しておけばよい。この場合、エアーシリンダの伸縮動作で、回転軸４２を出没させ、ひいては穿孔刃４１を、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、出没させることができる。
【００１８】
回転筒３２または回転軸４２は、図示しない駆動装置により切削円板３１の中心周りに回転するようになっている。スプライン３３とスプライン軸部４２ａはスプライン結合されているため、この駆動装置は回転筒３２と回転軸４２のいずれかに、歯車列やチェーン伝動を介してモーター等のトルクを伝えるようにすればよい。
【００１９】
図４に示すように、切削円板３１の表面である切削面には、端面切削刃３４が取り付けられている。端面切削刃３４としては旋盤などの切削加工用のバイトの刃を用いることができる。
本実施形態では端面切削刃３４としてバイトの刃を８個用い、各バイトの刃先を径方向に向けて、切削円板３１の周方向に等角度間隔、かつ、径方向にバイトの刃先長さ分だけずらしながら配置している。また、切削円板３１の中心を挟んで対称の位置に配置される端面切削刃３４は、それぞれ中心からの距離が同じとなるように配置されている。したがって、切削円板３１上のいずれの径においても、端面切削刃３４が配置されているようになっており、切削面のいずれの位置においても、被切削物を切削できるようになっている。
【００２０】
なお、切削面のいずれの位置においても切削できるようにすれば、端面切削刃３４の形状や配置を任意に選択することができる。
【００２１】
図５に示すように、穿孔刃４１は、頂点に先端刃４４が取り付けられた三角板状のヘッド４３からなる。ヘッド４３の２辺の縁部は刃が形成され全体として二等辺三角形となる三角刃４５が形成されている。先端刃４４としてはドリル刃を用いることができ、三角刃４５はヘッド４３の縁部を鋭利に研ぐことにより形成することができる。
回転筒３２に回転軸４２が挿入された状態では、先端刃４４が取り付けられたヘッド４３の頂点は切削円板３１の回転軸上にあり、ヘッド４３はその頂点周りに回転するようになっている。
【００２２】
なお、本実施形態では三角板状のヘッド４３を用いたが、これに代えて、竹材Ｂを穿孔できる他の穿孔手段を用いることができる。この場合、穿孔手段は、切削円板３１の切削面側に配置され、押付ガイド機構２０で押し付けられている竹材Ｂの中心部を穿孔できるものであれば、どのようなものでもよい。
【００２３】
図１および図２に示すように、押付ガイド機構２０は、切削機構１０の近傍に設けられる垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０からなるガイド機構と、竹材Ｂをクランプし、切削機構１０方向に押し付ける押込み手段７０とを有している。
【００２４】
図６に示すように、垂直ガイドローラー５０は、一対のアーム５１を有しており、それぞれの中央がピン５２で軸支されている。また、アーム５１の一端には竹材Ｂを垂直方向に挟む一対のローラー５３が回転自在に取り付けられている。アーム５１の他端同士はエアーシリンダ５４で連結されている。そのため、エアーシリンダ５４が収縮することにより一対のローラー５３の間隔が広がり、エアーシリンダ５４が伸長することにより一対のローラー５３の間隔が狭くなるようになっている。
【００２５】
前記垂直ガイドローラー５０の各ローラー５３は、モーター等の駆動力を得て自力回転し、竹材Ｂに送り駆動をかけるものでもよく、無駆動のもので竹材Ｂの送りに従動するものであってもよいが、駆動タイプであると、竹材Ｂを最後端部まで送り込んで切削できるので、残材が少なくなり好適である。
【００２６】
上記垂直ガイドローラー５０によれば、エアーシリンダ５４により、竹材Ｂを垂直方向に動かないように固定しつつ、切削機構１０方向に導くことができる。
また、本機構では、一対のローラー５３間の中心が垂直方向にずれることがなく、ローラー５３どうしの間隔のみを広狭に調整することができる。そのため、様々な太さの竹材Ｂを挿入しても、その中心を常に一定にすることができる。
【００２７】
図７に示すように、水平ガイドローラー６０は、一対のアーム６１を有しており、それぞれの一端がピン６２で軸支されている。また、アーム６１にはピン６２を回転軸としたセクター歯車６３が取り付けられており、互いのセクター歯車６３がかみ合うようになっている。アーム６１の他端には竹材Ｂを水平方向に挟む一対のローラー６４が回転自在に取り付けられている。さらに、一方のアーム６１には、一対のローラー６４の間隔を調整できるエアーシリンダ６５が設けられている。
【００２８】
したがって、エアーシリンダ６５により、竹材Ｂを水平方向に動かないように固定しつつ、切削機構１０方向に導くことができる。
また、一対のアーム６１はセクター歯車６３で連結されているので、一対のローラー６４間の中心が水平方向にずれることがなく、ローラー６４どうしの間隔のみを広狭に調整することができる。そのため、様々な太さの竹材Ｂを挿入しても、その中心を常に一定にすることができる。
【００２９】
前記水平ガイドローラー６０では、セクター歯車６３により一対のローラー６４の開閉動作の同期をとったが、セクター歯車６３による同期調整は確実に行える利点がある。ただし、セクター歯車６３を用いずに一対のアーム６１のそれぞれにエアーシリンダ６５を取り付け、何らかの同期手段を付加してもよい。
また、一対のローラー６４をモーター等の駆動力を得て竹材Ｂに送り駆動をかけるようにしてもよく、無駆動で従動するものとしてもよい。
【００３０】
垂直ガイドローラー５０と水平ガイドローラー６０は、竹材Ｂを、その先端部端面中心位置が、前述の切削円板３１の回転軸に一致した位置に導くように設置されている（図１および図２参照）。このため、曲がりがある長尺の竹材Ｂであっても、確実に先端面から切削していくことができる。
【００３１】
図８に示すように、押込み手段７０は、竹材Ｂをクランプするクランプ部７１を有している。クランプ部７１は固定部７１ａと可動部７１ｂと、可動部７１ｂにクランプ力を伝えるエアーシリンダ７１ｃとからなる。固定部７１ａと可動部７１ｂには正面視菱形の溝が形成されており（図８（Ｂ）参照）、可動部７１ｂが固定部７１ａ側に動くことにより、竹材Ｂをクランプできるようになっている。
【００３２】
クランプ部７１は台座７２に設けられたピン７３に回動自在に固定されている。したがってクランプ部７１は水平面内で揺動自在となっている。また、台座７２はスライド７４上に摺動自在に固定されており、クランプ部７１は竹材Ｂの径方向に摺動自在となっている。
【００３３】
図１に示すように、押込み手段７０はクランプ部７１を移動させる駆動部７５を有している。駆動部７５は一対のスプロケット７５ａと、それらスプロケット７５ａ間に架設されたチェーン７５ｂと、一方のスプロケット７５ａを正・逆両方向に回転させる図示しない駆動装置とで構成される。
チェーン７５ｂは、切削円板３１の回転軸と平行に切削機構１０近傍までのびており、そのチェーン７５ｂにスライド７４が固定されている。そのため、クランプ部７１は竹材Ｂをクランプしたまま切削機構１０に押し付けることができる。また、切削終了後にクランプ部７１を後方まで後退させることもできる。
【００３４】
竹材Ｂを切削する場合は、前述の垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０に竹材Ｂを挿入してクランプし、押込み手段７０でもクランプしたうえで竹材Ｂを押し込めば、竹材Ｂの先端部端面を、先端部端面中心位置が切削円板３１の回転軸に一致させて、切削円板３１の切削面に押し付けることができる。そして切削円板３１および穿孔刃４１を回転させれば、竹材Ｂの先端部端面を切削し、粉砕することができる。
【００３５】
一般に竹材は曲がっているものが多い。しかし、図２に示すように、クランプ部７１は、水平面内で揺動自在であり、かつ、竹材Ｂの径方向に摺動自在であるので、竹材Ｂをクランプする位置・方向に自由度がある。そのため、竹材Ｂの先端部を垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０で固定していても、クランプ部７１は竹材Ｂの拘束に抗することなく竹材Ｂを押し付けることができるので、切削機構１０での切削を円滑に行わせることができる。
【００３６】
ところで竹材は中空であるが所々に節がある。図９に示すように、竹材Ｂの節部分ｂが切削円板３１に近づいたときに、穿孔刃４１が竹材Ｂ方向に突き出る（Ａ）。そうすると、ヘッド４３の頂点に取り付けられた先端刃４４により、節部分ｂに孔をあけ、縁部に形成された三角刃４５により節部分ｂを切削するので、節部分ｂを竹粉に粉砕しやすくなる。すなわち、節部分ｂでも穿孔刃４１を押し付けることができるため、竹粉に粉砕することができる。また、比較的大きな孔をあけることができるので、竹材Ｂの断面の全てを切削して粉体化することができる。
【００３７】
そして、節部分ｂの粉砕が終われば、穿孔刃４１は切削円板３１と接触するまで引っ込み、切削円板３１で竹材Ｂの外周部分の粉砕を行えば、竹材Ｂの全ての部位を残すことなく粉体化することができる。このように穿孔刃４１は出没自在であるので、予め竹材Ｂの節部分ｂを穿孔し、中空にした状態でその外周部分を端面切削刃３４で切削させることができ、粉体化が容易に行え、竹材Ｂの節部分ｂの切削残りが生じないようにすることができる。
【００３８】
竹材Ｂの切削中に、竹材Ｂの節部分ｂが切削円板３１に近づいたことの検知は、垂直ガイドローラー５０のエアーシリンダ５４もしくは水平ガイドローラー６０のエアーシリンダ６５で行えばよい。ローラー５３，６４が節部分ｂを乗り越える際にエアーシリンダ５４，６５の内圧が高くなるので、その圧力変化を圧力計で測定すれば節部分ｂが切削円板３１に近づいたことを検知することができる。
【００３９】
そして、圧力計からの信号を、回転軸４２を出し引きする図示しない駆動機構の入力信号とすれば、竹材Ｂの節部分ｂが切削円板３１に近づいたときに、穿孔刃４１を竹材Ｂの方向に突き出すことができる。
したがって、適切なタイミングで、穿孔刃４１を突き出すことができ、端面切削刃３４による竹材Ｂの切削開始前に、竹材Ｂの節部分ｂを粉砕することができる。
【００４０】
本実施形態の竹材粉砕装置Ａによれば、図１０に示すように、断面円形の竹材Ｂの端部を端面切削刃３４が周方向に移動しながら切削していく。この場合、端面切削刃３４の外力Ｆが竹材Ｂの被切削部位に加わっても、竹材Ｂの被切削部位は未切削部でバックアップされているので、繊維が針状に剥がされることがない。このため、端面切削刃３４の切り込み深さに応じた微粉にのみ切削されていく。したがって、従来例のように、竹材Ｂの外周表面部分や内周表面部分で剥がれが生じて、針状繊維が生ずるような不都合は全く発生しない。このため、完全に微粉化された竹材の粉末が得られる。
【００４１】
また、竹材Ｂの先端部は垂直ガイドローラー５０および水平ガイドローラー６０により、しっかりと固定されているので、切削加工中にびびり振動が生じることがない。しかも端面切削刃３４による切削外力は周方向にのみ働き竹材Ｂの径方向には働かないので、よけいにびびり振動は生じない。よって切削加工中の騒音は非常に小さくなる。
【００４２】
図１に示すように、端面切削部３０の下方にはシュート８１とボックス８２が設けられており、ボックス８２には図示しないブロワーを介して粉体収納器が接続されている。粉体収納器に取替式の収納袋をセットしておけば、端面切削部３０で切削された竹材Ｂの切削粉がシュート８１を介してボックス８２に貯えられ、さらにブロワーを介して収納袋に収納される。
なお、端面切削部３０の周りは、切削粉の飛散を防止し、全ての切削粉を回収できるようにカバー等で覆っておくのが好ましい。
【００４３】
つぎに、本発明の他の実施形態を説明する。
図１１は、穿孔刃４１の出没機構を示しており、この出没機構は水平ガイドローラー６０と同期した構造である点に特徴がある。
穿孔刃４１とその回転軸４２は、図３に示すものと同一構造であり、水平ガイドローラー６０は図７に示すものと同一構造である。回転軸４２の後端には、内輪が回転軸４２に固定されたスラスト型の軸受６６が嵌められており、軸受６６の外輪にレバー６７の一端がピン連結されている。このレバー６７の中央部はピン６８で切削機構１０の固定部材に軸支されており、レバー６７の他端はロッド６９にピン連結されている。また、ロッド６９は水平ガイドローラー６０のアーム６１の基部にピン連結されている。このようにアーム６１と回転軸４２は、ロッド６９とレバー６７からなるリンク機構で連結されている。
【００４４】
図１１（Ａ）に示すように、ローラー６４が竹材Ｂの節でない部分に当接しているときは、穿孔刃４１は引き込まれた位置にあるが、同図（Ｂ）に示すように、ローラー６４が節部分に乗って外向きに開くと、その動きがロッド６９を介してレバー６７の揺動に変換されるので、回転軸４２が前方に押し出される。この結果、穿孔刃４１が前方に突出して、竹材Ｂの節部分を穿孔しはじめることになる。
【００４５】
上記のように、図１１の実施形態では、節の存在に連動して穿孔刃４１を自動的に出没させることができる。
なお、前記軸受６６は回転軸４２の内部に嵌めて、前記レバー６７と連結するようにしてもよい。要するに、回転軸４２の回転を許容しつつ、軸方向への出没がローラー６４の開閉動と連動して行えればよい。
【００４６】
図１２は端面切削部３０の他の実施形態を示している。説明の便宜のため、同図（Ａ）には、横軸ｘと縦軸ｙを切削円板３１の中心を通る中心線として示し、切削円板３１の回転方向を矢印Ｒで示している。
切削刃３５は、工具鋼等からなる角棒状の部材であり、角部が直角ないしは鋭角に形成されて刃となっているものである。切削刃３５は４本用いられているが、いずれも中心軸ｘ，ｙに対し、交差するように配置されている。交差の方向は、切削刃３５の外端側が回転方向Ｒの前方に位置し、内端側が後方に位置する向きである。
各切削刃３５は３本以下でも５本以上でもよい。切削円板３１に対する取り付け方は任意であるが、切削円板３１に溝を形成し、その溝内に切削刃３５を差し込み、さらにボルト等で固定するのが切削抵抗に抗して脱落せず、確実に取り付けることができるので好ましい。
【００４７】
本実施形態の切削刃３５によると、図１３に示すように、竹材Ｂの外皮の繊維に対して接触部位が切削刃３５の外端側から内側に向けて順に移動しつつ切削していくことになる。このとき、外皮の繊維は竹材Ｂの内側に押し付けられながら切断されるので、切断残しは生じず、必ず微粉状に切断される。よって、本実施形態では、より確実に針状の繊維の混入を防止しうる。
【００４８】
図１４は、穿孔刃４１の他の実施形態を示している。
同図において４６は回転軸４２の先端に取り付けられた円錐状のヘッドである。このヘッド４６の側面に中心対称に溝を形成して、この溝内に四角棒状の刃４７を差し込んで、ボルト等の任意の手段で固定している。刃４７は工具鋼等の適宜の刃物が用いられる。このようにして、２本の刃４７を用いているが、３本あるいは４本用いてもよい。
また、ヘッド４６の中心部には、同軸方向に図５に示すものと同様の先端刃４４を取り付けている。
本実施形態の穿孔刃４１においても、竹材Ｂの節を容易に穿孔することができる。
【００４９】
上記のようにして製造された竹材の微粉は、まったく針状繊維を含んでおらず１０μm〜３００μmの均一な大きさの微粉となるので、畜産健康飼料や人の健康食品材料として利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
Ａ    竹材粉砕装置
Ｂ    竹材
１０  切削機構
２０  押付ガイド機構
３０  端面切削部
４０  穿孔手段
５０  垂直ガイドローラー
６０  水平ガイドローラー
７０  押込み手段
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の竹材を切削する切削機構と、該切削機構に竹材を導きながら押し付ける押付ガイド機構とを備え、
前記切削機構は、中心周りに回転する切削円板を有し、
該切削円板の表面である切削面には、竹材の端面を切削する端面切削刃が設けられており、
前記押付ガイド機構は、竹材の先端部端面を、その先端部端面中心位置が前記切削円板の回転軸に一致するように導き、かつ前記切削面に押し付けるものである
ことを特徴とする竹材粉砕装置。
【請求項２】
前記切削機構は、穿孔手段を有し、
該穿孔手段は前記切削円板の切削面側に配置されており、前記押付ガイド機構で押し付けられている竹材の中心部を穿孔するものである
ことを特徴とする請求項１記載の竹材粉砕装置。
【請求項３】
前記穿孔手段は、前記切削円板の切削面に対して近接した位置と、そこから前進した位置との間で移動自在である
ことを特徴とする請求項２記載の竹材粉砕装置。
【請求項４】
前記穿孔手段は、回転する三角形または円錐のヘッドを備えており、
該ヘッドの頂点に設けられた先端刃と、側面部に設けられた刃からなる穿孔刃が設けられている
ことを特徴とする請求項２または３記載の竹材粉砕装置。
【請求項５】
前記押付ガイド機構は、
長尺の竹材をクランプして前記切削機構方向に付勢する押込み手段と、
竹材の先端部端面中心位置を前記切削円板の回転軸に一致させるように導き、かつ、竹材の径方向への動きを固定するガイドローラーからなるガイド機構とを備える
ことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の竹材粉砕装置。
【請求項６】
前記押込み手段は、竹材をクランプするクランプ部と、該クランプ部を移動させる駆動部とを有し、
該クランプ部が、揺動自在であり、かつ、竹材の径方向に移動自在である
ことを特徴とする請求項５記載の竹材粉砕装置。
【請求項７】
前記ガイド機構のガイドローラーにより竹材の節を検知して検知信号を発し、
該検知信号により、前記穿孔手段が竹材方向に突き出るよう制御する制御部を有する
ことを特徴とする請求項５または６記載の竹材粉砕装置。
【請求項８】
前記ガイド機構のガイドローラーと前記穿孔手段がリンク機構を介して接続されており、
該リンク機構は、前記ガイドローラーが竹材の節で押されたときの揺動を、前記穿孔手段の前進へと変換するものである
ことを特徴とする請求項５または６記載の竹材粉砕装置。
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月21日(2010.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第１発明の竹材粉砕装置は、長尺の竹材を切削する切削機構と、該切削機構に竹材を導きながら押し付ける押付ガイド機構とを備え、前記切削機構は、中心周りに回転する切削円板を有し、該切削円板の表面である切削面には、竹材の端面を切削する端面切削刃が設けられており、前記押付ガイド機構は、竹材の先端部端面を、その先端部端面中心位置が前記切削円板の回転軸に一致するように導き、かつ前記切削面に押し付けるものであることを特徴とする。
第２発明の竹材粉砕装置は、第１発明において、前記切削機構は、穿孔手段を有し、該穿孔手段は前記切削円板の切削面側に配置されており、前記押付ガイド機構で押し付けられている竹材の中心部を穿孔するものであることを特徴とする。
第３発明の竹材粉砕装置は、第２発明において、前記穿孔手段は、前記切削円板の切削面に対して近接した位置と、そこから前進した位置との間で移動自在であることを特徴とする。
第４発明の竹材粉砕装置は、第２または第３発明において、前記穿孔手段は、回転する三角形または円錐のヘッドを備えており、該ヘッドの頂点に設けられた先端刃と、側面部に設けられた刃からなる穿孔刃が設けられていることを特徴とする。
第５発明の竹材粉砕装置は、第２，第３または第４発明において、前記押付ガイド機構は、長尺の竹材をクランプして前記切削機構方向に付勢する押込み手段と、竹材の先端部端面中心位置を前記切削円板の回転軸に一致させるように導き、かつ、竹材の径方向への動きを固定するガイドローラーからなるガイド機構とを備えることを特徴とする。
第６発明の竹材粉砕装置は、第５発明において、前記押込み手段は、竹材をクランプするクランプ部と、該クランプ部を移動させる駆動部とを有し、該クランプ部が、水平面内で揺動自在であり、かつ、竹材の径方向に移動自在であることを特徴とする。
第７発明の竹材粉砕装置は、第５または第６発明において、前記ガイドローラーにより竹材の節を検知して検知信号を発し、該検知信号により、前記ガイド機構の穿孔手段が竹材方向に突き出るよう制御する制御部を有することを特徴とする。
第８発明の竹材粉砕装置は、第５または第６発明において、前記ガイド機構のガイドローラーと前記穿孔手段がリンク機構を介して接続されており、該リンク機構は、前記ガイドローラーが竹材の節で押されたときの揺動を、前記穿孔手段の前進へと変換するものであることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の竹材を切削する切削機構と、該切削機構に竹材を導きながら押し付ける押付ガイド機構とを備え、
前記切削機構は、中心周りに回転する切削円板を有し、
該切削円板の表面である切削面には、竹材の端面を切削する端面切削刃が設けられており、
前記押付ガイド機構は、竹材の先端部端面を、その先端部端面中心位置が前記切削円板の回転軸に一致するように導き、かつ前記切削面に押し付けるものである
ことを特徴とする竹材粉砕装置。
【請求項２】
前記切削機構は、穿孔手段を有し、
該穿孔手段は前記切削円板の切削面側に配置されており、前記押付ガイド機構で押し付けられている竹材の中心部を穿孔するものである
ことを特徴とする請求項１記載の竹材粉砕装置。
【請求項３】
前記穿孔手段は、前記切削円板の切削面に対して近接した位置と、そこから前進した位置との間で移動自在である
ことを特徴とする請求項２記載の竹材粉砕装置。
【請求項４】
前記穿孔手段は、回転する三角形または円錐のヘッドを備えており、
該ヘッドの頂点に設けられた先端刃と、側面部に設けられた刃からなる穿孔刃が設けられている
ことを特徴とする請求項２または３記載の竹材粉砕装置。
【請求項５】
前記押付ガイド機構は、
長尺の竹材をクランプして前記切削機構方向に付勢する押込み手段と、
竹材の先端部端面中心位置を前記切削円板の回転軸に一致させるように導き、かつ、竹材の径方向への動きを固定するガイドローラーからなるガイド機構とを備える
ことを特徴とする請求項２，３または４記載の竹材粉砕装置。
【請求項６】
前記押込み手段は、竹材をクランプするクランプ部と、該クランプ部を移動させる駆動部とを有し、
該クランプ部が、揺動自在であり、かつ、竹材の径方向に移動自在である
ことを特徴とする請求項５記載の竹材粉砕装置。
【請求項７】
前記ガイド機構のガイドローラーにより竹材の節を検知して検知信号を発し、
該検知信号により、前記穿孔手段が竹材方向に突き出るよう制御する制御部を有する
ことを特徴とする請求項５または６記載の竹材粉砕装置。
【請求項８】
前記ガイド機構のガイドローラーと前記穿孔手段がリンク機構を介して接続されており、
該リンク機構は、前記ガイドローラーが竹材の節で押されたときの揺動を、前記穿孔手段の前進へと変換するものである
ことを特徴とする請求項５または６記載の竹材粉砕装置。