(57)【要約】    【課題】  被切断物の所望サイズへの切断を迅速かつ効率的に行えるシャーリング式切断構造を提供すること。    【解決手段】  シャーリング式切断構造におけるローター刃３は、軸支される中央部３Ｃが幅広となった概略長方形の板状の回転体３Ｐの長手方向両端部３Ｔ、３Ｔに、それぞれ一箇所計二箇所の刃物部４、４を有してなる。ローター刃３は、中央部３Ｃから両刃物部４、４の方向にかけて、それぞれＲ状に形成された構成としてもよい。かかるローター刃３を複数枚重ねたローター刃ユニットと、これに対応する受け刃とから、シャーリング式切断構造を構成する。【選択図】  図１Ａ（ａ）
2008055543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の回転体の周縁部に二以上の一定数の刃物部を有してなるローター刃が複数枚重ねられて軸支されてなるローター刃ユニットと、該ローター刃ユニットの回転半径外側に設けられた一または複数の受け刃とからなるシャーリング式切断構造であって、該ローター刃ユニットを構成するローター刃は隣接するもの同士が異なる角度で重ねられて設けられていることを特徴とする、シャーリング式切断構造。
【請求項２】
前記ローター刃は、隣接するもの同士が概略相補的位置関係となるように重ねられていることを特徴とする、請求項１に記載のシャーリング式切断構造。
【請求項３】
前記ローター刃ユニットは、これを構成する各ローター刃が一枚おきに連続的に角度を変えて設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のシャーリング式切断構造。
【請求項４】
前記ローター刃は、回転軸に軸支される中央部よりも前記刃物部の設けられている周縁部の方が狭い幅にて形成されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のシャーリング式切断構造。
【請求項５】
前記ローター刃は、回転軸に軸支される前記中央部から前記刃物部の方向にかけて、Ｒ状に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のシャーリング式切断構造。
【請求項６】
前記ローター刃は、軸支される中央部が幅広となった概略長方形の板状の回転体の長手方向両端部に、それぞれ一箇所計二箇所の刃物部を有してなることを特徴とする、請求項１に記載のシャーリング式切断構造。
【請求項７】
前記ローター刃は、隣接するもの同士が略直交するように重ねられ、また、一枚おきに連続的にかつ等しい角度間隔にて角度を変えて設けられていることを特徴とする、請求項６に記載のシャーリング式切断構造。
【請求項８】
前記ローター刃は、回転軸に軸支される前記中央部から前記両刃物部の方向にかけて、それぞれＲ状に形成されていることを特徴とする、請求項７に記載のシャーリング式切断構造。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のシャーリング式切断構造を構成可能である、板状の回転体の周縁部に二以上の一定数の刃物部を有してなるローター刃。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれかに記載のシャーリング式切断構造を備えてなることを特徴とする、シャーリング式切断機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシャーリング式切断構造、それを構成するローター刃、および切断機に係り、特に、被切断物の所望サイズへの切断を、従来よりも迅速かつ効率的に行うことのできる切断機を実現する、シャーリング式切断構造、それを構成するローター刃、および当該切断機に関する。
【背景技術】
【０００２】
間伐材や廃木材等の木質資源、プラスチック資源、紙資源などを切断、微細化処理するための装置は従来から種々のものが使用されている。中には、金属切断用のシャーリングマシンと同様に剪断技術を用いて、被切断物を破砕する装置も提案されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２７６７３１「破砕機」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献開示の技術も含め従来の装置では、下記のような問題点があった。すなわち；
（Ｉ）装置内に投入される被切断物（被破砕物）の全量を所望のサイズに破砕するためには、ある程度の量が所望サイズに破砕された後も、残余分全ての処理が完了するまでは、相当長い間にわたり無為に装置を運転しなくてはならず、非効率的である。
（II）また、それに相応した強力なモータが必要となり、不経済である。
（III）所望サイズに処理することの非効率さから、結局、ふるいを装備しなくてはならない。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を除き、被切断物（被破砕物）の所望サイズへの切断を、従来よりも著しく迅速かつ効率的に行うことのできる切断機を実現する、シャーリング式切断構造、それを構成するローター刃、および当該切断機を提供することである。
【０００６】
また特に、破砕処理のサイズは相当微細なサイズまで自由自在に設定でき、かつ均一性の高い破砕処理が可能であり、その上ふるいの装備も不要とすることが可能な切断機を実現する、シャーリング式切断構造、それを構成するローター刃、および当該切断機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は上記課題について検討した結果、シャーリング式の切断構造において、ローター刃を複数枚重ねて軸支し、各刃の角度（回転方向位置）を相互にずらして設けるという新規な構成に基づいて上記課題の解決が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【０００８】
（１）  板状の回転体の周縁部に二以上の一定数の刃物部を有してなるローター刃が複数枚重ねられて軸支されてなるローター刃ユニットと、該ローター刃ユニットの回転半径外側に設けられた一または複数の受け刃とからなるシャーリング式切断構造であって、該ローター刃ユニットを構成するローター刃は隣接するもの同士が異なる角度で重ねられて設けられていることを特徴とする、シャーリング式切断構造。
（２）  前記ローター刃は、隣接するもの同士が概略相補的位置関係となるように重ねられていることを特徴とする、（１）に記載のシャーリング式切断構造。
（３）  前記ローター刃ユニットは、これを構成する各ローター刃が一枚おきに連続的に角度を変えて設けられていることを特徴とする、（２）に記載のシャーリング式切断構造。
（４）  前記ローター刃は、回転軸に軸支される中央部よりも前記刃物部の設けられている周縁部の方が狭い幅にて形成されていることを特徴とする、（１）ないし（３）のいずれかに記載のシャーリング式切断構造。
（５）  前記ローター刃は、回転軸に軸支される前記中央部から前記刃物部の方向にかけて、Ｒ状に形成されていることを特徴とする、（４）に記載のシャーリング式切断構造。
（６）  前記ローター刃は、軸支される中央部が幅広となった概略長方形の板状の回転体の長手方向両端部に、それぞれ一箇所計二箇所の刃物部を有してなることを特徴とする、（１）に記載のシャーリング式切断構造。
【０００９】
（７）  前記ローター刃は、隣接するもの同士が略直交するように重ねられ、また、一枚おきに連続的にかつ等しい角度間隔にて角度を変えて設けられていることを特徴とする、（６）に記載のシャーリング式切断構造。
（８）  前記ローター刃は、回転軸に軸支される前記中央部から前記両刃物部の方向にかけて、それぞれＲ状に形成されていることを特徴とする、（７）に記載のシャーリング式切断構造。
（９）  （１）ないし（８）のいずれかに記載のシャーリング式切断構造を構成可能である、板状の回転体の周縁部に二以上の一定数の刃物部を有してなるローター刃。
（１０）  （１）ないし（８）のいずれかに記載のシャーリング式切断構造を備えてなることを特徴とする、シャーリング式切断機。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシャーリング式切断構造、それを構成するローター刃、および切断機は上述のように構成されるため、これによれば、被切断物（被破砕物）の所望サイズへの切断を、従来よりも著しく迅速かつ効率的に行うことができる。また、加えて、破砕処理のサイズは相当微細なサイズまで自由自在に設定でき、かつ均一性の高い破砕処理が可能であり、その上ふるいの装備も不要とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を、実施例に基づき、図面を用いてより詳細に説明する。しかしながら、かかる実施例に本発明が限定されるものではない。
図１Ａシリーズは、本発明シャーリング式切断構造実施例に係るローター刃の構成を示す、それぞれ平面図（ａ）、正面図（前方からの側面図  ｂ）、底面図（ｃ）、および右側面図（ｄ）である。また、
図１Ｂシリーズは、図１Ａに示す実施例において寸法を始めとした仕様を特定した一例についての、それぞれ平面図および正面図である。これらに図示するように本発明シャーリング式切断構造におけるローター刃３は、軸支される中央部３Ｃが幅広となった概略長方形の板状の回転体３Ｐの長手方向両端部３Ｔ、３Ｔに、それぞれ一箇所計二箇所の刃物部４、４を有してなることを、主たる構成とする。
【００１２】
図示するようにローター刃３は、板状の回転体３Ｐ中、回転軸に軸支される中央部３Ｃよりも刃物部４、４の設けられている両端部３Ｔ、３Ｔの方が狭い幅にて形成された構成とすることができる。あるいはさらに、中央部３Ｃから両刃物部４、４の方向にかけて、それぞれＲ状に形成された構成としてもよい。
【００１３】
このようにすることによって、ローター刃ユニット２として組み立て、これをシャーリング式切断機内に設置して用いると、装置内部に投入された被切断物がシャーリング式切断構造の空間に供給されて切断・破砕処理される際、ローター刃３上に落下してくる被切断物が、遠心力作用も充分に活かされた状態で円滑に刃物部４、４方向へと誘導案内され、かかる未処理の被切断物が刃物部４位置に常に供給されるという状態が装置運転中は常に維持され、後述するローター刃ユニット２による即時的な切断処理作用を、大いに補助する。特に、実施例の如く適宜のＲ形状が形成された構成とすることは、かかる効果が充分に得られる。
【００１４】
図２−１、２−２、２−３は、本発明実施例に係るローター刃の重ね方の手順例を示す写真図である。また、
図３は、本発明実施例に係るローター刃ユニットの全体外観を示す写真図である。これらに図示するように、本発明実施例のシャーリング式切断構造１では、ローター刃３が複数枚数重ねられて、軸支されてローター刃ユニット２が構成される。そして、ローター刃ユニット２の回転半径外側に設けられた一または複数の受け刃（図示せず）とを備えることによって、シャーリング式切断構造１が構成される。ここで、ローター刃ユニット２を構成するローター刃３、３、・・・は隣接するもの同士が互いに異なる角度で重ねられて設けられる。
【００１５】
これらの図に示すように、特にローター刃３、３、・・・は、隣接するもの同士が概略相補的位置関係となるようにこれらを重ねる構成をとることができる。ここで、「相補的位置関係」とは、隣接するローター刃３、３における刃物部が、概略、相互に最も離れた位置かもしくはそれに近接した位置にある状態をいう。これを、異なる図を用いて説明する。
【００１６】
図４Ａは、本発明実施例に係るローター刃を二枚重ね合わせた状態を示す平面図である。また、
図４Ｂは、図４Ａに係る右側面図、
図４Ｃは、本発明実施例に係るローター刃の先端部構成を示す平面図であり、図４Ａ中の円内（Ａ図）の拡大図である。なお各図中の寸法等は、設計仕様の一例であり、本発明がこれに限定されないことはいうまでもない。このことは、本願の全ての図面について該当する。
【００１７】
つまり、本実施例のように中央部が幅広の略長方形状のローター刃３Ａの場合は、刃物部４Ａ、４Ａは一枚のローター刃３Ａの両端部３ＡＴ、３ＡＴに設けられているため、これら刃物部４Ａ、４Ａが回転中心を頂角部として相互に対してなす角度は１８０°である（３Ｂについても同様だが、記載省略する）。したがってこの場合、隣接するローター刃３Ａ、３Ｂ同士の位置関係は、約９０°の角度差として相互に略直交する配置とすることによって、ローター刃３Ａ、３Ｂ双方の刃物部４Ａ、４Ｂは、相互に最も離れた位置関係となり、これが本実施例における「相補的位置関係」に該当する。
【００１８】
したがって、実施例としては示さないが、たとえばローター刃が、相互に１２０°の角度をもって設けられた三本の腕部を備えてその各先端に刃物部を有するような場合は、隣接して重ねられるローター刃の相補的位置関係は、６０°となる。
【００１９】
図２−２、２−３および図３等に示す実施例のように、本発明のシャーリング式切断構造に係るローター刃ユニット２は、これを構成する各ローター刃３、３、・・・が、一枚おきに角度を変えて設けられた構成とすることができる。上述のように、隣接するローター刃３、３間ではこれらを相補的位置関係とし、一枚おきには重ねる角度を変化させる構成である。かかる構成とすることにより、被切断物が装置内に供給された以後、これが刃物部４によって切断（破砕）処理されるための機会をより多くすることができ、先のローター刃３での処理から漏れた未処理被切断物の処理がなされる機会が早く来ることとなり、処理の迅速性、処理の確実性の向上がなされる。
【００２０】
特に図示するように、この角度変化は連続的なものとすることができる。かかる構成により、上述の装置内の未処理切断物が処理される機会はより早く来ることとなり、処理の迅速性、確実性が一層高まる。また、図示する実施例のように、角度間隔は等角度間隔としてもよい。製造コスト、工程上有利であることはもちろん、機構の均一性、耐久性、保守管理上も有利である。実施例は、ローター刃を、隣接するもの同士が略直交するように重ね、一枚おきに連続的にかつ等しい角度間隔にて角度を変えて設けたものである。
【００２１】
図５は、本発明実施例に係るローター刃ユニットと受け刃との位置関係を示す説明図である。図中、ローター刃ユニットは、わかりやすくするために、これを構成する一部のローター刃のみを記載してある。図示するように、ローター刃３ａ１等と受け刃６との間の距離（間隙Ｓ）如何により、被切断物の破砕程度すなわち粒度を適宜設定することができる。受け刃６はそのために、出し入れ調節自在に設けることがよい。また図示するように受け刃６を２箇所、あるいは３箇所以上設けることにより、切断、破砕処理のポイントが多くなり、処理スピードをさらに高めることができる。
【００２２】
図６は、本発明実施例において、重ねるローター刃の一枚おきの角度変化配置方法について示した、平面視の説明図である。また、
図７は、図６に示すローター刃配置方法で配置された一枚おきのローター刃の先端部（刃物部）の配置について示した、側面視の説明図である。これらに図示するように、本実施例シャーリング式切断構造１は、一枚おきのローター刃３Ａ１、３Ａ２、・・・が相互になす回転角度を９°とし、これらに対して相補的位置関係すなわち直交ないしは略直交して配置されるローター刃３Ｂ１、３Ｂ２、・・・との間の９０°の角度範囲を、端面方向から見た場合に計１１枚のローター刃が埋める構成とすることができる。
【００２３】
また、図７の側面視説明図に示すごとく、一枚おきの一つの組のローター刃を、９０°の角度範囲が端面方向から見た場合に計１１枚を往復するように設けて計２１枚とし（中央の１枚は重複する）、各ローター刃の間に重ねられて設けられる他方の組のロータ刃（図示せず）の２０枚と合わせて、計４１枚のローター刃から、ローター刃ユニット２を構成するものとすることができる。しかしながら、本発明はかかる仕様に限定されない。
【００２４】
以上述べた各構成のいずれかを備えたローター刃（３等）が、いずれかの重ね方で複数枚重ねられて軸支されてなるローター刃ユニット２が構成され、ローター刃ユニット２の回転半径外側に一または複数の受け刃（図５  受け刃６）が設けられて、本発明のシャーリング式切断構造が構成される。そして、かかるシャーリング式切断構造を用い、さらに動力部、被切断物供給部（ホッパー）、筐体、処理済みの切断物搬送・搬出部、その他必要なユニットを組み合わせて、シャーリング式切断機が構成される。かかるシャーリング式切断構造、切断機は、間伐材、廃木材等の木質資源を始め、プラスチック、紙、その他種々の材質の要切断・破砕処理物を処理することができる。
図８は、本発明シャーリング式切断機の実施例を示す側面図である。
【００２５】
本発明のシャーリング式切断構造を用いた切断機を試作してその作用・効果を試験した。板厚１２ｍｍのローター刃４１枚を用いて、上述実施例に基づきシャーリング式切断構造を構成し、被切断物を装置に供給して切断処理を行ったところ、被切断物供給量のうち実質的に全てが、ローター１回転のうちに破砕処理された。しかも、ローター刃による１度の剪断動作により既にほとんどの被切断物は破砕処理され、最初の剪断動作で漏れたものも次のローター刃で効率的に処理された。したがって、従来のように、残余の未処理被切断物が破砕処理を受けるまでいつまでも装置を非効率的に回転させておく必要がなく、処理スピードおよび処理効率の著しい高さが確認された。
【００２６】
また、これによって、必要なモーターの大きさも相当軽減され、たとえば従来は１２０ｋＷ仕様のモータが必要であった場合、本発明によれば、４５ｋＷのモータでも同じ能力を発揮することができた。
【００２７】
ローター刃の板厚により、被切断物の処理サイズを決めることができる。たとえば処理サイズを６ｍｍ以下としたい場合は、板厚を６ｍｍとすればよい。処理サイズとしては、３．２、４．５、６、９、１２、１６ｍｍの各板厚のローター刃によりシャーリング式切断構造を製作して試験を行ったところ、いずれのサイズでも、高スピードで、また高精度で所定サイズへの切断（破砕）処理をすることができ、良好な結果であった。供給される被切断物の全量を効率良く所定サイズにむらなく微細化できるため、従来は必要だったふるいを設けることも、本発明では不要であった。
【００２８】
なおまた、受け刃は出し入れ自由な構成を用いることにより、ロータ刃の板厚よりもさらに小さいサイズにて処理することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のシャーリング式切断構造、それを構成するローター刃、および切断機によれば、被切断物（被破砕物）の所望サイズへの切断を、従来よりも著しく迅速かつ効率的に行うことができる。また、加えて、破砕処理のサイズは相当微細なサイズまで自由自在に設定でき、かつ均一性の高い破砕処理が可能であり、その上ふるいの装備も不要とすることができる。したがって、産業上利用価値が高い発明である。各種木質資源の切断、破砕を始めとして、プラスチック、紙類、その他広範な材質の要処理物を極めて高速にかつ精度よく処理できるため、各産業分野において利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ（ａ）】本発明シャーリング式切断構造実施例に係るローター刃の構成を示す平面図である。
【図１Ａ（ｂ）】本発明シャーリング式切断構造実施例に係るローター刃の構成を示す正面図（前方からの側面図））である。
【図１Ａ（ｃ）】本発明シャーリング式切断構造実施例に係るローター刃の構成を示す底面図である。
【図１Ａ（ｄ）】本発明シャーリング式切断構造実施例に係るローター刃の構成を示す右側面図である。
【図１Ｂ（ａ）】図１Ａに示す実施例において寸法を始めとした仕様を特定した一例についての平面図である。
【図１Ｂ（ｂ）】図１Ａに示す実施例において寸法を始めとした仕様を特定した一例についての正面図である。
【図２−１】本発明実施例に係るローター刃の重ね方の手順例を示す写真図の一つであり、ローター刃を平面視したものである。
【図２−２】本発明実施例に係るローター刃の重ね方の手順例を示す写真図であり、３枚が重ねられた状態を示す。
【図２−３】本発明実施例に係るローター刃の重ね方の手順例を示す写真図であり、４枚が重ねられた状態を示す。
【図３】本発明実施例に係るローター刃ユニットの全体外観を示す写真図である。
【図４Ａ】本発明実施例に係るローター刃を二枚重ね合わせた状態を示す平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに係る右側面図である。
【図４Ｃ】本発明実施例に係るローター刃の先端部構成を示す平面図であり、図４Ａ中の円内（Ａ図）の拡大図である。
【図５】本発明実施例に係るローター刃ユニットと受け刃との位置関係を示す説明図である。
【図６】本発明実施例において、重ねるローター刃の一枚おきの角度変化配置方法について示した、平面視の説明図である。
【図７】図６に示すローター刃配置方法で配置された一枚おきのローター刃の先端部（刃物部）の配置について示した、側面視の説明図である。
【図８】本発明シャーリング式切断機の実施例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…シャーリング式切断構造
２…ローター刃ユニット
３、３Ａ、３Ａ１、３Ａ２、３Ａ３、３Ｂ、３Ｂ１、３Ｂ２、３ａ１、３ａ２、３ｂ１、３ｂ２…ローター刃
３Ｃ…中央部
３Ｐ…回転体
３Ｔ、３ＡＴ、３ＢＴ…両端部
４、４Ａ、４Ｂ…刃物部
５、５Ａ、５Ｂ…軸孔部
６…受け刃
７…軸
９…シャーリング式切断機
９１…シャーリング式切断構造設置部
９５…ホッパー
Ｓ…ローター刃と受け刃との間隙
【図１Ａ（ａ）】
2008055543.tif 000003
【図１Ａ（ｂ）】
2008055543.tif 000004
【図１Ａ（ｃ）】
2008055543.tif 000005
【図１Ａ（ｄ）】
2008055543.tif 000006
【図１Ｂ（ａ）】
2008055543.tif 000007
【図１Ｂ（ｂ）】
2008055543.tif 000008
【図４Ａ】
2008055543.tif 000009
【図４Ｂ】
2008055543.tif 000010
【図４Ｃ】
2008055543.tif 000011
【図５】
2008055543.tif 000012
【図６】
2008055543.tif 000013
【図７】
2008055543.tif 000014
【図８】
2008055543.tif 000015
【図２−１】
2008055543.tif 000016
【図２−２】
2008055543.tif 000017
【図２−３】
2008055543.tif 000018
【図３】
2008055543.tif 000019