(57)【要約】【課題】過負荷による運転停止時にも交換部品が不要で破砕作業に復帰するまでの時間を短縮することができる破砕機を提供する。【解決手段】回転軸６５を中心とするクランク６５の回動運動をスライダ６８の直線運動に変換するクランク・スライダ機構６０と、クランク６６の一方側への回動範囲を規制するストッパ６１と、クランク６６がストッパ６１に押し付けられるようにスライダ６８を付勢するスプリング６２と、アンビル３４に作用する破砕反力をクランク６６に伝達しスプリング６２の付勢力に対抗させる保持部材４０とを備え、スプリング６２の付勢力に抗う破砕反力によりスライダ６８が上死点に到達し、スプリング６２からの付勢力を受けてクランク６６の回動する方向がストッパ６１から遠ざかる方向に切り替わることで、アンビル３４が破砕室２７から退避する構成とする。【選択図】  図３
2008168205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕室内に導入された被破砕物を破砕手段により破砕する破砕装置と、
回動軸を支点に回動自在に設けられたクランク、ガイド部材に摺動自在に設けられたスライダ、及び前記クランク及び前記スライダに回動自在に連結されたリンクを有し、前記回転軸を中心とする前記クランクの回動運動を前記スライダの直線運動に変換するクランク・スライダ機構と、
前記クランク及び前記リンクの一方側への回動範囲を規制するストッパと、
前記クランク又は前記リンクが前記ストッパに押し付けられるように前記スライダを付勢する付勢手段と、
前記破砕手段に作用する破砕反力を前記クランクに伝達し前記付勢手段の付勢力に対抗させる反力伝達手段とを備え、
前記付勢手段の付勢力に抗う破砕反力により前記スライダが上死点に到達し、前記付勢手段からの付勢力を受けて前記クランク及び前記リンクの回動する方向が前記ストッパから遠ざかる方向に切り替わることで、前記破砕手段が前記破砕室から退避する
ことを特徴とする破砕機。
【請求項２】
請求項１の破砕機において、前記付勢手段の付勢力を変更する付勢力変更手段をさらに備えたことを特徴とする破砕機。
【請求項３】
請求項１又は２の破砕機において、前記破砕手段が前記破砕室から退避した状態から前記クランク又は前記リンクが前記ストッパに押し付けられた状態に前記クランク・スライダ機構の状態を復帰させる復元手段をさらに備えたことを特徴とする破砕機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの破砕機において、前記付勢手段は、梃子の原理により付勢力を増加させる付勢力増幅手段をさらに備えたことを特徴とする破砕機。
【請求項５】
被破砕物を搬送する送りコンベヤと、
破砕室内に破砕ロータ及びアンビルを有し、前記送りコンベヤにより前記破砕室内に導入された被破砕物を前記破砕ロータ及び前記アンビルにより破砕する破砕装置と、
この破砕装置の側壁を構成する破砕フレームの前記破砕室外の部分に対して回動軸を支点に回動自在に設けられたクランク、前記破砕フレームに対して固定されたガイド部材に摺動自在に設けられたスライダ、及び前記クランク及び前記スライダに回動自在に連結されたリンクを有し、前記クランクの前記回転軸を中心とする回動運動を前記スライダの直線運動に変換するクランク・スライダ機構と、
前記クランク及び前記リンクの一方側への回動範囲を規制するストッパと、
前記クランク又は前記リンクが前記ストッパに押し付けられるように前記スライダを付勢する付勢手段と、
前記アンビルを支持するとともに前記クランクと一体となって前記回動軸を支点に回動自在に支持され、前記アンビルに作用する破砕反力を前記クランクに伝達し前記付勢手段の付勢力に対抗させる反力伝達手段と、
前記アンビルに対して前記破砕ロータの回転方向下流側に位置し、前記破砕室内の破砕物を粒度に応じて前記破砕室外に排出するスクリーンと、
このスクリーンを支持するスクリーンホルダと、
このスクリーンホルダと前記反力伝達手段の間に位置し、前記反力伝達手段が前記アンビルとともに退避した際に前記破砕室内の破砕物が前記スクリーンホルダに衝突することを抑制するホルダ保護部材とを備え、
前記付勢手段の付勢力に抗う破砕反力により前記スライダが上死点に到達し、前記付勢手段からの付勢力を受けて前記クランク及び前記リンクの回動する方向が前記ストッパから遠ざかる方向に切り替わることで、前記アンビルが前記破砕室から退避する
ことを特徴とする破砕機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被破砕物を破砕する破砕機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジョークラッシャ、ロールクラッシャ、インパクトクラッシャ、木材破砕機等を含め、廃棄物の再利用や減容化を主な目的として廃棄物を被破砕物として破砕処理する種々の破砕機が知られている。例えば木材破砕機は、森林の造成・維持管理等で発生する剪定枝材や間伐材、森林で伐採した木材の枝払い等で発生する枝木材、木造建築物の解体等で発生する廃木材等を主に破砕するものである。その一例として、外周部に破砕ビット（回転刃）を配設した破砕ロータとこの破砕ロータの外周側に設けたアンビル（固定刃）を有する破砕装置を備えたものが知られている。この種の木材破砕機では一般にアンビルがシャーピンにより保持されており、例えば被破砕物に混入した異物等により破砕装置に過大な負荷がかかったとき、シャーピンが折損してアンビルが破砕室から退避することでアンビルの損傷が抑制されるようになっている（特許文献１等参照）。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５９４７３９５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術のように破砕装置の損傷を防ぐために、破砕反力が作用する部材をシャーピンの折損により破砕室から退避させて過負荷から保護する構成を採ると、折損の度にシャーピンを新しいものに交換しなければ破砕作業を再開することができず、作業復帰までに多大な労力と時間を費やしていた。
【０００５】
本発明はこうした事情に鑑みなされたものであり、過負荷による運転停止時にも交換部品が不要で破砕作業に復帰するまでの時間を短縮することができる破砕機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】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために、破砕室内に導入された被破砕物を破砕手段により破砕する破砕装置と、回動軸を支点に回動自在に設けられたクランク、ガイド部材に摺動自在に設けられたスライダ、及び前記クランク及び前記スライダに回動自在に連結されたリンクを有し、前記回転軸を中心とする前記クランクの回動運動を前記スライダの直線運動に変換するクランク・スライダ機構と、前記クランク及び前記リンクの一方側への回動範囲を規制するストッパと、前記クランク又は前記リンクが前記ストッパに押し付けられるように前記スライダを付勢する付勢手段と、前記破砕手段に作用する破砕反力を前記クランクに伝達し前記付勢手段の付勢力に対抗させる反力伝達手段とを備え、前記付勢手段の付勢力に抗う破砕反力により前記スライダが上死点に到達し、前記付勢手段からの付勢力を受けて前記クランク及び前記リンクの回動する方向が前記ストッパから遠ざかる方向に切り替わることで、前記破砕手段が前記破砕室から退避することを特徴とする。
【０００７】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記付勢手段の付勢力を変更する付勢力変更手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００８】
（３）上記（１）又は（２）において、好ましくは、前記破砕手段が前記破砕室から退避した状態から前記クランク又は前記リンクが前記ストッパに押し付けられた状態に前記クランク・スライダ機構の状態を復帰させる復元手段をさらに備えたことを特徴とする。
【０００９】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかにおいて、好ましくは、前記付勢手段は、梃子の原理により付勢力を増加させる付勢力増幅手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１０】
（５）上記目的を達成するために、また本発明は、被破砕物を搬送する送りコンベヤと、破砕室内に破砕ロータ及びアンビルを有し、前記送りコンベヤにより前記破砕室内に導入された被破砕物を前記破砕ロータ及び前記アンビルにより破砕する破砕装置と、この破砕装置の側壁を構成する破砕フレームの前記破砕室外の部分に対して回動軸を支点に回動自在に設けられたクランク、前記破砕フレームに対して固定されたガイド部材に摺動自在に設けられたスライダ、及び前記クランク及び前記スライダに回動自在に連結されたリンクを有し、前記クランクの前記回転軸を中心とする回動運動を前記スライダの直線運動に変換するクランク・スライダ機構と、前記クランク及び前記リンクの一方側への回動範囲を規制するストッパと、前記クランク又は前記リンクが前記ストッパに押し付けられるように前記スライダを付勢する付勢手段と、前記アンビルを支持するとともに前記クランクと一体となって前記回動軸を支点に回動自在に支持され、前記アンビルに作用する破砕反力を前記クランクに伝達し前記付勢手段の付勢力に対抗させる反力伝達手段と、前記アンビルに対して前記破砕ロータの回転方向下流側に位置し、前記破砕室内の破砕物を粒度に応じて前記破砕室外に排出するスクリーンと、このスクリーンを支持するスクリーンホルダと、このスクリーンホルダと前記反力伝達手段の間に位置し、前記反力伝達手段が前記アンビルとともに退避した際に前記破砕室内の破砕物が前記スクリーンホルダに衝突することを抑制するホルダ保護部材とを備え、前記付勢手段の付勢力に抗う破砕反力により前記スライダが上死点に到達し、前記付勢手段からの付勢力を受けて前記クランク及び前記リンクの回動する方向が前記ストッパから遠ざかる方向に切り替わることで、前記アンビルが前記破砕室から退避することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、過負荷による運転停止時にも交換部品が不要で破砕作業に復帰するまでの時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る破砕機の全体構造を示す側面図、図２はその平面図、図３は図１に示した破砕機に備えられた破砕装置１３（後述）の近傍の詳細構造を示す透視側面図である。なお、以下において、図１中の左・右に対応する方向を破砕機の後・前、又は一方・他方とする。
【００１３】
図１〜図３に例示した破砕機は、自走形式の木材破砕機であり、自力走行のための走行体１、走行体１上に設けられ受け入れた被破砕物（被破砕木材）を破砕する破砕機能構成部２、破砕機能構成部２で破砕された破砕物（破砕木材）を搬送し機外に排出する排出コンベヤ３、及び搭載した各機器の動力源であるエンジン等を備えた動力装置（パワーユニット）４等によって概略構成されている。
【００１４】
走行体１は、トラックフレーム５、トラックフレーム５の前後両端部に設けた駆動輪６及び従動輪７、駆動輪６の軸に出力軸を連結した駆動装置（走行用油圧モータ）８、並びに駆動輪６及び従動輪７に掛け回した履帯（無限軌道履帯）９を有している。トラックフレーム５上には本体フレーム１０が設けられており、この本体フレーム１０によって、上記破砕機能構成部２や排出コンベヤ３、動力装置４等が支持されている。
【００１５】
破砕機能構成部２は、投入される被破砕物を受け入れるホッパ１１、このホッパ１１内に収容配置された被破砕物の搬送手段としての送りコンベヤ１２（図２参照）、送りコンベヤ１２によって導入された被破砕物を破砕する破砕装置１３（図３参照）、及び破砕装置１３の手前で被破砕物を押圧し破砕装置１３に導入される被破砕物を送りコンベヤ１２と協働して破砕装置１３に送り込む押圧フィーダ装置１４（図３参照）を備えている。
【００１６】
送りコンベヤ１２は、破砕ロータ１５（後述）に向かって被破砕物を搬送し破砕ロータ１５側に設けられたスプロケット状の駆動輪１６（図３参照）、その反対側（破砕機後方側）に設けた図示しない従動輪、これら駆動輪１６及び従動輪の間に巻回され幅方向に複数列（この例では４列）列設された搬送ベルト（チェーンベルト）１７（図２参照）を備えている。上記従動輪は、ホッパ１１の側壁体１８（図１参照）後部に設けた軸受１９（図１参照）によって支持され、駆動輪１６は、側壁体１８の前方側に設けた破砕装置１３の側壁を構成する破砕フレーム２０に設けた軸受（図示せず）によって支持されている。これにより、送りコンベヤ１２は、上記ホッパ１１内の下部すなわちホッパ１１の側壁体１８の内側から破砕ロータ１５（後述）近傍にかけてほぼ水平に延在した状態で、ホッパ１１及び破砕装置１３の破砕フレーム２０内に収納配置されている。送りコンベヤ１２の駆動輪１６の回転軸２１は、軸受よりも幅方向外側に設けた駆動装置（図示せず）の出力軸にカップリング等を介して連結している。その図示しない駆動装置を回転駆動させることにより、送りコンベヤ１２は駆動輪１６及び従動輪の間で搬送ベルト１７を循環駆動させるようになっている。
【００１７】
押圧フィーダ装置１４は、破砕フレーム２０に設けた軸受（図示せず）に軸支された回動軸２２を支点に上下方向に揺動自在に支持された支持部材２３、この支持部材２３によって破砕ロータ１５の後方側で送りコンベヤ１２の搬送面に対向するように支持された押えローラ２４を備えている。
【００１８】
支持部材２３は、回動軸２２を備えたアーム部２５、アーム部２５の先端側に設けられ押えローラ２４を支持するブラケット部２６を備えている。アーム部２５の下面は概略円弧状に湾曲しており、この湾曲部には破砕室２７（後述）の１部を画定する湾曲板２８が取付けられている。
【００１９】
押えローラ２４は、幅方向（図３中の紙面直交方向）の寸法が送りコンベヤ１２の搬送面の幅と同等かそれよりも大きく設定されており、その胴部内に駆動装置（図示せず）を内蔵している。この図示しない駆動装置によって、押えローラ２４は、送りコンベヤ１２の搬送面上を搬送される被破砕物の搬送速度と実質的に同じ周速度で回転し、押え込んだ送りコンベヤ１２上の被破砕物を送りコンベヤ１２と協動して破砕室２７（後述）に導入するようになっている。
【００２０】
押圧フィーダ装置１４は、送りコンベヤ１２上を搬送される被破砕物に乗り上げて自重によって被破砕物を押圧するものであるが、メンテナンス等の際に油圧シリンダ２９によって強制的に上下動させることが可能となっている。油圧シリンダ２９は、ボトム側端部が破砕機破砕フレーム２０に対して固定されたブラケット３０に、ロッド側端部がアーム部２５の後方側（図３中左側）に設けたブラケット３２にそれぞれ回動可能に連結されている。
【００２１】
破砕装置１３は、本体フレーム１０（図１参照）の長手方向ほぼ中央部上に位置し、図３に示すように、破砕室２７内で高速回転する破砕ロータ１５、及び破砕ロータ１５の径方向外側に設けたアンビル（固定刃）３４を備えている。駆動体である破砕ロータ１５と静止体であるアンビル３４とがそれぞれ破砕手段として機能し、破砕装置１３では、破砕室２７内に導入された被破砕物を破砕ロータ１５とアンビル３４とで破砕する。
【００２２】
破砕ロータ１５は、破砕装置１３の破砕フレーム２０に対して回転自在に支持されており、外周部には、それぞれ支持部材３５にボルト３７で取り付けた破砕ビット（回転刃）３６が複数設けられている（図３では煩雑防止のため１つのみ図示）。各破砕ビット３６は、破砕ロータ１５が正転方向（図３中の時計回り方向）に回転する際に刃面（衝突面）が支持部材３５に先行するように配置されている。
【００２３】
破砕ロータ１５の径方向外側には、被破砕物が破砕ロータ１５に向かって導入される送りコンベヤ１２と押えローラ２４との間の部分を始点として、破砕ロータ１５の正転方向上流側から順に、湾曲板２８、アンビル３４、湾曲板４１、スクリーン（篩い部材）３８が設けられている。これら湾曲板２８、アンビル３４、スクリーン３８等によって、上記破砕室２７が概ね画定される。
【００２４】
アンビル３４は、破砕室２７内に導入された被破砕物が衝突する衝突面３９を有しており、正転する破砕ロータ１５により破砕室２７内を周回する破砕片に衝突面６０が対向するように、保持部材４０における上記湾曲板４１の取り付け部よりも破砕ロータ１５の正転方向上流側に取り付けられている。
【００２５】
スクリーン（篩い部材）３８は、多数設けられた排出孔（図示せず）よりも粒径の小さな破砕片を選別することで破砕室２７内の破砕物を粒度に応じて破砕室２７外へ排出するもので、アンビル３４に対して破砕ロータ１５の正転方向下流側に位置し、概略弧状のスクリーン保持部材（スクリーンホルダ）４４によって破砕ロータ１５の外周側下半位置に支持されている。スクリーンホルダ４４は、一方側（図３左側）が回動軸４５を介して破砕フレーム２０に回動自在に連結されており、他方側（図３右側）には支持部材４６が回動自在に連結されている。支持部材４６のスクリーンホルダ４４の反対側は、油圧シリンダ４７（ロッドのみ図示）により前後方向にスライドするスライダ４８に回動自在に連結されている。つまり、スクリーンホルダ４４、支持部材４６、スライダ４８がクランク・スライダ機構を形成し、油圧シリンダ４７によるスライダ４８の前後運動がスクリーンホルダ４４の上下運動に変換される。スクリーン３８の交換やメンテナンスの際、スクリーンホルダ４４を図３の状態から下降させることでスクリーン３８が機体幅方向に抜き差し可能である。
【００２６】
排出コンベヤ３は、図１及び図２に示すように、破砕装置１３から排出された破砕物を機外に排出するもので、前後両端に図示しない駆動輪及び従動輪を設けたコンベヤフレーム５０、駆動輪と従動輪との間に巻回したコンベヤベルトの搬送面の上方を覆うようにコンベヤフレーム５０に取り付けたコンベヤカバー５１、駆動輪を回転駆動させる駆動装置（排出コンベヤ用油圧モータ）５２等を有している。排出コンベヤ３の排出側（前方側）の部分は動力装置４の支持部から突出して設けた支持部材５３によって吊り下げ支持されており、反対側（後方側）の端部は支持部材５４を介して本体フレーム１０から吊り下げ支持されている。排出コンベヤ３は、破砕装置１３の下方から動力装置４の下方を通った後、機外（前方）に向かうに連れて上るように傾斜している。
【００２７】
動力装置４は、本体フレーム１０の長手方向他方側の端部上に、支持部材５５を介して搭載されている。この動力装置４の後方側でかつ幅方向一方側（図２中下側）の区画には運転席５６が設けられている。運転席５６には破砕機を走行操作用するための操作レバー５７が設けられており、運転席５６の下方にはその他の操作や設定、モニタリング等を行うための操作盤５８が設けられている。
【００２８】
上記基本構成の破砕機における本実施の形態の主な特徴は、破砕手段としてのアンビル３４の支持構造にある。以下にその点について説明する。
【００２９】
本実施の形態におけるアンビル３４の支持機構は、アンビル３４が取り付けられた上記保持部材４０の他、保持部材４０に連結されたクランク・スライダ機構６０、このクランク・スライダ機構６０の動きを規制するストッパ６１、クランク・スライダ機構６０を付勢する付勢手段であるスプリング６２を備えている。
【００３０】
クランク・スライダ機構６０は、破砕フレーム２０に対して回動軸６５を支点に回動自在に設けたクランク６６、破砕フレーム２０に固定されたガイド部材６７に摺動自在に設けられたスライダ６８、及びクランク６６及びスライダ６８に両端が回動自在に連結されたリンク６９を有している。つまり、回動軸６５を中心とするクランク６６の回動運動がリンク６９を介してスライダ６８の直線運動に変換される構成である。ばい、図３ではガイド部材６７にスライダ６８やスプリング６２の機体幅方向内側（図３中の紙面直行方向手前側）への動きを拘束する手段が図示されていないが、そのような拘束手段は必要に応じて適宜設けることができる。
【００３１】
ストッパ６１は、図３に示すように、スライダ６８が上死点（最もクランク６６から遠ざかる位置）にあるときよりも設定角度だけリンク６９が下方に回動した位置でクランク６６の下面に当接するように支持部材７０を介して破砕フレーム２０に固定されている。これにより、クランク６６及びリンク６９の一方側（本例では下部側）への回動範囲を規制している。
【００３２】
スプリング６２は、本例ではガイド部材６７内において破砕装置１３の前側フレーム７１とスライダ６８の間の位置に収容されている。そして、スライダ６８が上死点にあるときよりもクランク６６及びリンク６９が下がった状態のとき、スライダ６８を下死点側（クランク６６側）に付勢するスプリング６２の付勢力がリンク６９を介してクランク６６のストッパ６１への押し付け力に変換される。このクランク６６をストッパ６１に押し付ける力は、スプリング６２のバネ力の変更の他、前述したリンク６９の設定角度の変更により調整可能である。つまり、スプリング６２のバネ力をＦｓ、スライダ６８の中心線に対するリンク６９の中心線の傾斜角で定義した上記設定角度をθ（＜９０°）、クランク６６のストッパ６１に対する押し付け力をＦａとした場合、押し付け力Ｆａはバネ力Ｆｓの分力にほぼ等しいと見なすことができるため、
Ｆａ＝Ｆｓ×ｔａｎθ
で表される値に近似するものと考えられる。
【００３３】
したがって、設定角度θが大きくなるようにスライダ・クランク機構６０やスプリング６２を設計することにより、押し付け力Ｆａは大きくなる。逆に設定角度θが小さくなるようにスライダ・クランク機構６０やスプリング６２を設計すれば押し付け力Ｆａも小さくなる。よって図３に示したように、例えばボルト７５とナット７６でストッパ６１を構成し、ボルト７５の頭でクランク６６を受けるようにすることで、設定角度θを微調整することができるようになる。この場合、ナット７６を事前に取り付けたボルト７５を支持部材７０に螺着することで、ボルト７５が高さ調整可能なストッパとして機能し、ナット７６が位置の決まったボルト７６の緩みを抑える締め付けナットの機能を果たす。
【００３４】
また、アンビル３４を保持する保持部材４０は、本例においてはクランク６６と一体となって回動軸６５を支点に破砕フレーム２０に対して回動自在に支持されており、アンビル３４の支持手段であると同時にアンビル３４に作用する破砕反力をクランク６６に伝達する反力伝達手段としての機能を果たし、伝達された破砕反力をスプリング６２の付勢力に対抗させるようになっている。
【００３５】
すなわち、本実施の形態では、アンビル３４に作用する破砕反力をスプリング６２のバネ力で受ける構成を採っており、アンビル３４に作用する破砕反力がクランク６６に伝達された段階で上記押し付け力Ｆａを超えない場合（スライダ６８を上死点まで押し退けられない場合）、アンビル３４は破砕室２７に臨む姿勢を維持する。反対に、過大な破砕反力がアンビル３４に作用した場合、スプリング６２の付勢力に抗う破砕反力によりスライダ６８が上死点に到達し、スプリング６２からの付勢力を受けてクランク６６及びリンク６９が回動する方向がストッパ６１から遠ざかる方向に切り替わることで、図４に示すようにクランク６６に連動して保持部材４０が上方に回動しアンビル３４が破砕室２７から退避する。
【００３６】
このとき、本実施の形態の場合、過負荷によって図４のようにアンビル３４が破砕室２７から退避した後でも、例えばシリンダや手動ジャッキ等によりクランク６６又はリンク６９を上から押し込むことにより、スライダ・クランク機構６０の状態を図３の状態に復帰させることができる。その際、スライダ６８が下死点側への可動範囲ぎりぎりまで移動した場合でもスライダ６８がガイド部材６７から抜けることがないようにする必要がある。このことを考慮して、クランク６６・ガイド部材６７・スライダ６８・リンク６９の寸法や、クランク６６又はリンク６９の上方への回動範囲を設定する。
【００３７】
また、仮に過大な破砕反力によりアンビル３４及び湾曲板４１が破砕室２７から退避した場合、破砕ロータ１５の回転は停止するまでの間、破砕ロータ１５の正転方向で下流側に位置するスクリーンホルダ４４が破砕室２７内を周回する破砕片等の流れに一時的に露出してしまう。そこで、本実施の形態では、スクリーンホルダ４４と保持部材４０の間に位置し、保持部材４０がアンビル３４とともに退避した際に障害物となって、破砕室２７内を周回する破砕物等がスクリーンホルダ４４に衝突することを抑制するホルダ保護部材８０を設けている。このホルダ保護部材８０は、支持部材８１を介して破砕フレーム２０に対して固定してある。
【００３８】
次に上記構成の本実施の形態の破砕機の動作を説明する。
グラップル等の適宜の作業具を備えた重機（油圧ショベル等）等によってホッパ１１内に被破砕物を投入すると、被破砕物が送りコンベヤ１２の搬送ベルト１７上に載置され、循環駆動する搬送ベルト１７によって破砕機１３に向かって搬送される。被破砕物が押圧フィーダ装置１４付近まで搬送されると、押えローラ２４が被破砕物上に乗り上げ、押えローラ２４の自重により被破砕物が送りコンベヤ１２の搬送面に押し付けられる格好となる。このようにして押えローラ２４は、送りコンベヤ１２との間に被破砕物を挟持した状態で、送りコンベヤ１２と協働して破砕室２７へ被破砕物を導入する。その際、被破砕物は押圧ローラ２４と送りコンベヤ１２とに挟持された部分を支点に片持ち梁状に破砕室２７内に向かって突出する。
【００３９】
破砕室２７内に突出した被破砕物には高速回転する破砕ロータ１５の破砕ビット３６が下方から衝突し、これにより被破砕物が粗破砕される。このように粗破砕されて破砕室２７内に跳ね上げられた被破片はアンビル３４に衝突し、その衝撃力によりさらに細かく破砕される。破砕片はその後も破砕ロータ１５の回転に伴って破砕室２７内を周回し破砕ビット３６、アンビル３４、破砕室２７の内壁面等と衝突して破砕される。そして、周回する破砕片のうちスクリーン３８の排出孔を通過する大きさに細粒化されたものが順次スクリーン３８を通過して破砕室２７から排出される。破砕室２７から排出された破砕物は、排出コンベヤ３上に落下して排出コンベヤ３によって搬送され機外に排出される。
【００４０】
本実施の形態の破砕機により得られる作用効果を次に説明する。
まず、作用効果の説明の便宜上、図１〜図４に示した破砕機においてアンビル３４の反力をシャーピンで受ける構成に変更した場合の構成例を一比較例として取り上げる。
【００４１】
図５はその比較例に備えられた破砕装置１３の近傍の詳細構造を示す透視側面図、図６はアンビル３４の保持部材４０を上から見た平面図である。図５の図示は本実施の形態の図３に対応しており、図３に示した部材と同様の部材又は同様に機能する部材には同符号を付して説明を省略する。
【００４２】
図５及び図６に示したように、本比較例においてアンビル３４の保持部材４０は、破砕フレーム２０に固定された支持部材１００にシャーピン１０１を介して連結されている。この構成によりアンビル３４に作用する破砕反力（衝撃加重）は保持部材４０を介して回動軸６５周りの力に変換されてシャーピン１０１に伝えられる。これにより、例えば図７のように大きな被破砕物や異物等がアンビル３４に衝突したり破砕ビット３６との間に挟まったりする等して、アンビル３４にシャーピン１０１の許容（耐荷重）を超えた破砕反力がかかった場合等には、シャーピン１０１が破断して保持部材４０の拘束が解かれ、保持部材４０が回動軸６５を支点に回動しアンビル３４が破砕室２７から退避する（図８参照）。よって、アンビル３４等の破砕手段の損傷が抑制される。
【００４３】
しかし、このような構成を採ると、シャーピン１０１が折損する度にシャーピンを新しいものに交換しなければ破砕作業を再開することができず、作業復帰までに多大な労力と時間を要する。
【００４４】
それに対し、本実施の形態ではアンビル３４に作用する破砕反力がスライダ・クランク機構６０とスプリング６２のバネ力で作り出された押し付け力Ｆａにより支持されており、破砕反力が押し付け力Ｆａを超えた場合にはスライダ・クランク機構６０の保持部材４０への付勢方向が切り替わってアンビル３４が破砕室２７から退避する。このように、本実施の形態ではアンビル３４が破砕室２７から退避する過程で部品の損傷は想定されておらず、押し付け力Ｆａ方向にクランク６６又はリンク６９を押す等してスライダ・クランク機構６０の状態を元の状態に復元することで破砕作業に復帰することができる。
【００４５】
したがって、過大な負荷で破砕ロータの軸受けや構造物が破損することを防止することができるとともに、シャーピンによりアンビルを支持する構成のように損傷部品の交換を前提とせず、過負荷による運転停止時にも通常は交換部品が不要で破砕作業に復帰するまでの時間を短縮することができる。また交換部品を想定していないので、交換部品にかかるコストも低減することができる。
【００４６】
また、スライダ・クランク機構６０を用いて保持部材４０への付勢方向が切り替わるようにすることで、過負荷時にはアンビル３４等が積極的に破砕室２７から退避するように保持部材４０を開放させる力をアシストする効果もある。また、スライダ・クランク機構６０を用いて保持部材４０を付勢することにより、スライダ・クランク機構６０の設計やストッパ６１の位置、スプリング６２のバネ力の強さ等を適宜設計変更することで、押し付け力Ｆａや破砕反力を支持する状態（図３）から上死点位置までのストローク（不感帯）を調整することができる。
【００４７】
さらに、アンビル３４に伴って湾曲板４１が破砕室２７から退避することにより、スクリーン３８を支持するスクリーンホルダ４４に一時的に破砕片が衝突する恐れがある。しかし、スクリーンホルダ４４は元々破砕片との衝突を想定していないことから、湾曲板４１が開かれた場合に破砕片や異物との衝突によりスクリーンホルダ４４が損傷する可能性が生じるが、本実施の形態の場合、それを阻害するためにホルダ保護部材８０を設けたので、スクリーンホルダ４４の損傷を抑制することができる。
【００４８】
図９は本発明の第２の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置の近傍の詳細構造を示す透視側面図である。既出の各図と同様の部分には同符号を付して説明を省略する。
【００４９】
本実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、スライダ・クランク機構６０に付勢力を与える付勢手段の構成にある。第１の実施の形態ではスプリング６２をガイド部材６７内に設けてスプリング６２の付勢力をスライダ６８に直接作用させていたのに対し、本実施の形態で用いる付勢手段は梃子の原理により付勢力を増加させる付勢力増幅手段８２を介してスライダ６８を付勢する構成としてある。
【００５０】
つまり、本実施の形態における付勢手段は、スプリング８３と、スプリング８３の付勢力をスライダ６８に伝達する付勢力増幅手段８２とを備えている。スプリング８３は、破砕装置１３の前側フレーム７１の前面に固定されたガイド部材８４内に収容されている。
【００５１】
付勢力増幅手段８２は、上記ガイド部材６７に摺動可能に設けられたピストン８５、ガイド部材８４に摺動可能に設けられたピストン８６、両端がピストン８５，８６に回動可能に連結されたアーム８７、このアーム８７を回動可能に支持する支持ポスト８８を備えている。
【００５２】
ピストン８８と前側フレーム７１との間には上記スプリング８３が介在しており、スプリング８３のバネ力（伸び力）がピストン８６に作用する。このピストン８６への付勢力はアーム８７を介して反転してピストン８５に作用し、ピストン８５がスライダ６８を付勢する。このとき、図９に示したようにアーム８７の支点が、その長手方向の中央部に対してピストン８６（スプリング８３側）よりもピストン８５（スライダ６８側）に偏差している。これにより、梃子の原理でスプリング８３の付勢力が増幅されてスライダ６８に作用する。
【００５３】
本実施の形態においても、過負荷時には実質的に第１の実施の形態と同様に動作し、図１０に示したように特に部品が破損することなくアンビル３４が破砕室２７から退避するので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。それに加え、本実施の形態では、スプリング８３の付勢力を増幅することができるので、スプリングのバネ力を効率的にスライダ・クランク機構６０に作用させることができる。これにより、押し付け力Ｆａを強化したり押し付け力Ｆａをそのままにしてスプリング８３の設定バネ力を弱めたりすることができる。
【００５４】
図１１は本発明の第３の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置の近傍の詳細構造を示す透視側面図、図１２はそれを前方から見た前面図である。既出の各図と同様の部分には同符号を付して説明を省略する。
【００５５】
本実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、スライダ・クランク機構の構成にある。第１の実施の形態では、クランク６６、リンク６９、スライダ６８がそれぞれ実質的に平行な平面上で動作する構成であったが、本実施の形態ではクランクが動作する面とスライダが動作する面とが直交する。
【００５６】
本実施の形態におけるスライダ・クランク機構６０Ａは、破砕フレーム２０に対して回動軸６５を支点に回動自在に設けたクランク６６Ａ、機体幅方向両側の破砕フレーム２０の内壁に固定された左右のガイド部材６７Ａにそれぞれ摺動自在に設けられた左右のスライダ６８Ａ、及びクランク６６Ａ及びスライダ６８Ａを連結するリンク６９Ａ，６９Ｂを有している。クランク６６Ａは第１の実施の形態のクランク６６とほぼ同じ構成である。
【００５７】
左右のスライダ６８Ａは、それぞれガイド部材６７Ａにガイドされて機体幅方向にスライドするようになっており、ガイド部材６７Ａ内には、破砕フレーム２０とスライダ６８Ａとの間に介在する形でスプリング６２Ａが収容されている。
【００５８】
リンク６９Ａは、クランク６６Ａに一端（上端）が回動自在に連結され、クランク６６Ａが動作する面と実質的に平行な面に沿って動作する。一方、リンク６９Ｂはリンク６９Ａの他端（下端）に対して回動自在に連結されており、リンク６９Ａが動作する面と実質的に直交する面に沿って動作する。このとき、リンク６９Ａは破砕装置１３の機体幅方向ほぼ中央部に一本設けられているのに対し、リンク６９Ｂはリンク６９Ａの両側に２本設けられる。そして、左右のリンク６９Ｂがそれぞれ左右のスライダ６８Ａに回動自在に連結される。
【００５９】
本実施の形態の場合、第１の実施の形態と同様、破砕作業を行う状態ではクランク６６Ａの下部側をストッパ６１で受けている。したがって、クランク６６Ａがストッパ６１に押し付けられた状態のときにアンビル３４が破砕片に対向する。そのため、本実施の形態では、下方に位置するスプリング６２Ａの付勢力がリンク６９Ａ，６９Ｂを介してクランク６６Ａを下に引く力に変換されるように構成してある。この状態を保持するには、リンク６９Ａ，６９Ｂの連結ピン８９がリンク６９Ｂとスライダ６８Ａの連結ピン９０よりも下に位置するようにする。
【００６０】
こうすることで、スプリング６２Ａの付勢力はリンク６９Ｂを介してリンク６９Ａを下方に引っ張る力に変換され、クランク６６Ａがストッパ６１に押し付けられる。そして、アンビル３４に過大な破砕反力が作用してリンク６９Ａを押し上げる力がスプリング６２Ａのバネ力に抗し、図１３に示したようにスライダ６８Ａが上死点に達してリンク６９Ｂが上方に回動したら、アンビル３４が破砕室２７から退避する。このような構成としても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
図１４は本発明の第４の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置の近傍の詳細構造を示す透視側面図である。既出の各図と同様の部分には同符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、スプリング６２の付勢力を変更する付勢力変更手段９１を設けたことにある。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００６３】
付勢力変更手段９１は、ガイド部材６７に連通するように破砕装置１３の前側フレーム７１に設けた孔の入り口部にナット９２を設け、ナット９２にスプリング６２を押圧する押圧手段９３を螺合し、押圧手段の先端でスプリング６２を押すように構成したものである。ナット９２を設けず前側フレーム７１に設ける孔をネジ穴にしても良い。本実施の形態の場合、ハンドルを回して押圧手段９３によってスプリング６２の圧縮量を変化させることにより、スプリング６２のスライダ６８への付勢力が変化する。
【００６４】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、容易にアンビル３４の保持力を調整することができる。
【００６５】
なお、付勢力変更手段８１は、図１４に示した構成の他、例えば前側フレーム７１とスプリング６２の間にシムを入れる構成とし、シムの枚数でスプリング６２の圧縮量を調整する構成等も考えられる。要するに、スプリング６２の圧縮量を調整することができれば良い。
【００６６】
図１５は本発明の第５の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置の近傍の詳細構造を示す透視側面図である。既出の各図と同様の部分には同符号を付して説明を省略する。
【００６７】
本実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、アンビル３４が破砕室２７から退避した状態からスライダ・クランク機構６０がストッパ６１に押し付けられた元の状態に復帰させる復元手段９４を備えたことである。
【００６８】
復元手段９４は、その支持部９５を破砕フレーム２０に回動可能に固定した油圧シリンダで、そのロッドの先端が退避時のクランク６６とリンク６９の連結部分近傍を上から押えられるように配置されている。復元手段９４に用いる油圧シリンダは、油圧、電動、手動に制限されない。また、シリンダに限らず、モータを用いた駆動装置を用いて、チェーン等を引いたり、また回転動作を直線動作に変換する機構を用いてモータの駆動力をスライダ・クランク機構６０に作用させたりするようにしても良い。その他の構成は第４の実施の形態と同様である。
【００６９】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるとともに、破砕作業への復帰をより容易化・迅速化することができる。
【００７０】
なお、以上の説明では、本発明を自力走行可能な木材破砕機に適用した場合を例にとって説明したが、これに限られず、牽引して走行可能な移動式木材破砕機、若しくは例えばクレーン等により吊り上げて運搬可能な可搬式木材破砕機、さらにはプラント等において固定機械として配置される定置式木材破砕機に適用しても良いことは言うまでもなく、これらの場合も上記と同様の効果を得る。また、上記の破砕機は、例えば、木材、廃プラスチック材、廃タタミ、竹材等を破砕対象物として破砕することができ、これら破砕対象物に関わらず上記の効果を奏するものである。また、被破砕物を水平方向から破砕装置に導入する型の木材破砕機に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、例えば破砕装置の上部にホッパを有し破砕装置の上方から被破砕物を導入する型の木材破砕機にも本発明は適用可能である。
【００７１】
また、木材破砕機に限らず、例えばインパクトクラッシャやジョークラッシャ、ロールクラッシャ等といった他のタイプの破砕機にも本発明は適用可能であり、同様の効果を得ることができる。勿論、自走式、定置式等の制限はない。
【００７２】
図１６にインパクトクラッシャに本発明を適用した場合の破砕装置近傍の概念構成を例示した。なお、図１６では、第４の実施の形態（図１４）をインパクトクラッシャに適用した場合の構成例を例示しており、図１４と同じ符号の部材は第４の実施の形態における同符号の部材と同様の構成である。
【００７３】
図１６に簡略図示したインパクトクラッシャは、投入された被破砕物を振動フィーダ２００によって破砕装置２０１に供給し、破砕ロータ２０２に取り付けた破砕ビット２０３による衝撃力で被破砕物を粉砕し、さらに粉砕物をアンビル２０４との衝突によりさらに細粒化して下方に落下させる。このようなインパクトクラッシャにおいて、アンビル２０４の支持構造を例えば先の第１〜第５の実施の形態のいずれかのようにすることで、木材破砕機に本発明を適用した場合と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
図１７にジョークラッシャに本発明を適用した場合の破砕装置近傍の概念構成を例示した。図１７では、第４の実施の形態（図１４）をジョークラッシャに適用した場合の構成例を例示しており、図１４と同じ符号の部材は第４の実施の形態における同符号の部材と同様又は同様の機能を果たす部材である。
【００７５】
図１７に簡略図示したジョークラッシャは、投入された被破砕物を振動フィーダ（図示せず）により破砕装置３００に供給し、固定歯３０１とこれに対して揺動する動歯３０２の間で破砕する。
【００７６】
一般にジョークラッシャの場合は、動歯の下方が固定歯と反対側でトグルプレートにより支持されており、動歯の上方がフライホイールに連結されて揺動するようになっている。そして、固定歯と動歯の間への被破砕物が過剰に供給されたときや異物等が被破砕物に混入していたりして動歯にかかる破砕反力が許容値を超えた場合、トグルプレートが優先的に折損する。これにより動歯の下方が不支持状態となって動歯と固定歯の間隙が広がることにより、動歯にかかる破砕反力を逃がす構成となっている。
【００７７】
しかし、このような構成でもトグルプレートを優先的に折損させて破砕手段（動歯等）を保護する構成であるため、トグルプレート等の破損部品を交換しなければ元の状態に復旧することができない。
【００７８】
図１７の例の場合、動歯３０１の固定歯３０１と反対側のスペースにスライダ・クランク機構６０を設け、クランク６６に対しピン３０３を介して回動自在に連結した破砕反力伝達部材３０４と動歯３０１との間に支持板３０５を挟持させる構成としてある。これにより、通常のジョークラッシャと同様の破砕動作を確保しつつ、過負荷時には折損部品を想定せずクランク６６を跳ね上げることで動歯３０１の破砕装置出口側（下部側）の拘束を開放し、破砕手段等の損傷を回避することができる。勿論、支持板３０５を動歯３０２と破砕反力伝達部材３０４との間に挟持させた状態でスライダ・クランク機構６０を元の状態に復帰させることで、部品交換を伴うことなく迅速かつ容易に破砕作業に復帰することができる。
【００７９】
以上に説明した各例においては、クランクに当接することでクランクの一方側（下部側）への回動範囲を規制する構成としたが、これに限定されず、リンクの動きを制限してクランクの一方側（下部側）への回動範囲を規制する構成としても良い。また、アンビルその他の破砕手段が上部側に支点（回動軸６５等）を持って回動し下部側が開放される構成としたため、破砕作業時にはクランクを下方に押し付ける構成を例に挙げて説明したが、押し付け力Ｆａを作用させる方向は限定されない。押し付け力Ｆａの作用方向は破砕手段の退避動作の方向により適宜変更されるものであり、当然ながら破砕手段の構成によっては押し付け力を上向きに作用させるように構成すべき場合もあり得る。また、各例ではスライダを付勢する付勢手段として圧縮バネを例に挙げて説明したが、付勢力をスライダに伝達する伝達機構を適宜構成することで引っ張りバネを適用することもできる。また、図示したコイルバネに限定されず、板バネや空気バネ等といったその他のバネやゴム等の弾性体を付勢手段に使用することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る破砕機の全体構造を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る破砕機の全体構造を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図５】比較例に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図６】比較例に備えられた破砕装置のアンビルの保持部材を上から見た平面図である。
【図７】比較例に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図８】比較例に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置を前方から見た前面図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置を前方から見た前面図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態に係る破砕機に備えられた破砕装置近傍の詳細構造を示す透視側面図である。
【図１６】インパクトクラッシャに本発明を適用した場合の破砕装置近傍の概念構成を例示した概略構成図である。
【図１７】ジョークラッシャに本発明を適用した場合の破砕装置近傍の概念構成を例示した概略構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１２              送りコンベヤ
１３              破砕装置
１５              破砕ロータ
２０              破砕フレーム
２７              破砕室
３４              アンビル
３６              破砕ビット
３８              スクリーン
４０              保持部材
４４              スクリーンホルダ
６０，６０Ａ      クランク・スライダ機構
６１              ストッパ
６２，６２Ａ      スプリング
６５              回動軸
６６，６６Ａ      クランク
６７，６７Ａ      ガイド部材
６８，６８Ａ      スライダ
６９，６９Ａ，Ｂ  リンク
８０              ホルダ保護部材
８２              付勢力増幅手段
８３              付勢力変更手段
９４              復元手段
２０１            破砕装置
２０２            破砕ロータ
２０３            破砕ビット
２０４            アンビル
３００            破砕装置
３０１            固定歯
３０２            動歯
３０４            反力伝達部材
【図１】
2008168205.tif 000003
【図２】
2008168205.tif 000004
【図３】
2008168205.tif 000005
【図４】
2008168205.tif 000006
【図５】
2008168205.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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