(57)【要約】【課題】  被破砕物の種別に応じて破砕機を適正に制御することによって、過負荷や詰まり等による稼動停止を確実に防止する。【解決手段】  被破砕物の種別毎のモードを選択するモード選択スイッチを有する操作パネル３９と、モード毎にそのモードに適合する破砕機の回転軸の制御態様を記憶するマップと、モード選択スイッチにより所定のモードが選択された際にそのモードに対応する制御態様をマップから読み出してその制御態様になるように回転軸を制御する制御手段を備える構成とする。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッタを有する回転軸を回転させることによりカッタで被破砕物をせん断破砕するせん断破砕機の破砕制御装置であって、
前記被破砕物の種別毎のモードを選択するモード選択手段(59)と、
前記モード毎にそのモードに適合する前記回転軸(11)の制御態様を記憶する記憶手段(33)と、
前記モード選択手段(59)により所定のモードが選択された際にそのモードに対応する制御態様を前記記憶手段(33)から読み出してその制御態様になるように前記回転軸を制御する制御手段(33)とを備える
ことを特徴とするせん断破砕機の破砕制御装置。
【請求項２】
前記モード選択手段(59)は、被破砕物が畳、タイヤまたはパレットのうちのいずれか一つの種別を選択するものであり、
前記制御手段(33)は、前記回転軸(11)を駆動する油圧モータ(12)を制御するものである
請求項１に記載のせん断破砕機の破砕制御装置。
【請求項３】
さらに、前記油圧モータ(12)の正逆回転方向を切換える方向制御弁(16)を備え、
前記制御手段(33)は、前記方向制御弁(16)の位置とその位置での保持時間とを制御するものである
請求項２に記載のせん断破砕機の破砕制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築廃材、家電製品の廃品等を破砕するのに用いられ、カッタを有する回転軸を回転させることによりカッタで被破砕物をせん断破砕するせん断破砕機の破砕制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、解体現場や家電製品の廃品現場などにおいて、建築廃材や廃家電製品等の被破砕物を破砕する自走式の破砕機械が使用されている。この破砕機械は、左右一対の装軌式走行体を備えた車体上に破砕機とホッパと動力源とを設けるとともに、左右の走行体間に排出コンベアを起伏自在に設けた構造のものが一般的である。この自走式破砕機械においては、ホッパ内に投入された被破砕物を破砕機によって細かく破砕し、破砕片を破砕機の底部に設けられた排出口から排出コンベア上に排出し、この排出コンベアによって車体外部に搬送するようにされている。
【０００３】
また、前記破砕機械に搭載される破砕機は、動力源であるエンジンにて駆動される油圧ポンプを備え、この油圧ポンプの吐出圧油によって回転される油圧モータを駆動源として互いに対向する一対の回転軸を回転駆動し、この回転軸に装着されるカッタ間に被破砕物を挟んで破砕するように構成されている。
【０００４】
なお、本願発明に関連する先行技術として、特許文献１に開示されるものがある。この文献に開示された自走式破砕機械は、被破砕物を破砕する破砕機と、この破砕機に被破砕物を供給するフィーダ等の作業機と、走行装置とを備えたものにおいて、作業機による破砕作業を行う作業モードと、走行装置による走行を行う走行モードと、破砕機の破砕部の隙間調整を行う調整モードとを選択可能な選択手段を設け、調整モード選択時に作業モードおよび走行モードによる操作を無効にするように構成されたものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７９１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この種の破砕機のうち、特にせん断破砕機にて処理される被破砕物としては、タイヤのように比較的粘性があって詰まり易いもの、畳のように軽負荷で絡み易く詰まり易いもの、木製パレットのように軽負荷のもの、鉄製家電製品のように硬いもの等、いろいろな種類があるのが実情である。しかしながら、従来のせん断破砕機では、そのような被破砕物の種別に応じて最適な制御がなされていないために、例えば詰まり易い被破砕物を投入した場合に、詰まり、過負荷によって破砕機の稼動を停止させてしまって、作業効率の低下を招いているという問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、被破砕物の種別に応じて破砕機を適正に制御することによって、過負荷や詰まり等による稼動停止を確実に防止し、これによって作業効率の向上を図ることのできるせん断破砕機の破砕制御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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明によるせん断破砕機の破砕制御装置は、
カッタを有する回転軸を回転させることによりカッタで被破砕物をせん断破砕するせん断破砕機の破砕制御装置であって、
前記被破砕物の種別毎のモードを選択するモード選択手段と、前記モード毎にそのモードに適合する前記回転軸の制御態様を記憶する記憶手段と、前記モード選択手段により所定のモードが選択された際にそのモードに対応する制御態様を前記記憶手段から読み出してその制御態様になるように前記回転軸を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明において、前記モード選択手段は、被破砕物が畳、タイヤまたはパレットのうちのいずれか一つの種別を選択するものであり、前記制御手段は、前記回転軸を駆動する油圧モータを制御するものであるのが好ましい。
【００１０】
本発明においては、さらに、前記油圧モータの正逆回転方向を切換える方向制御弁を備え、前記制御手段は、前記方向制御弁の位置とその位置での保持時間とを制御するものであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明によれば、例えば硬いもの、軟らかいもの、粘性物、長物等の被破砕物の種別毎のモードがモード選択手段により選択されると、予め記憶手段に記憶されているモード毎の回転軸の制御態様が読み出され、制御手段によってその制御態様になるように回転軸が制御される。こうして、被破砕物の種別に応じて常に最適の破砕条件でせん断破砕機の回転軸が制御されることになり、過負荷や詰まり等による稼動停止を確実に防止することができ、この結果作業効率の向上を図ることができる。
【００１２】
第２発明によると、比較的詰まり要因の大きな畳もしくはタイヤと、比較的破砕性の良好な軽負荷木材であるパレットのいずれかの種別をモード選択手段により選択できるので、オペレータの操作が単純かつ容易であり、しかも稼動停止を確実に防止することができるという効果がある。
【００１３】
また第３発明によると、回転軸の回転速度だけでなく、粘性物を破砕する際などにおいて回転軸の正逆回転方向が所定時間毎に切換えられるので、せん断破砕機に詰まりが生じた場合であってもその詰まった被破砕物または破砕物をせん断破砕機から再せん断破砕または落下排出することができ、より一層作業効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明によるせん断破砕機の破砕制御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。
【００１５】
図１には、本発明の一実施形態に係るせん断破砕機を搭載した自走式破砕機械の正面図が示され、図２には、同自走式破砕機械の平面図が示されている。また、図３には、本実施形態のせん断破砕機の制御システム構成図が示されている。
【００１６】
本実施形態の自走式破砕機械１は、左右一対の装軌式走行体２を備える車体３と、この車体３上の長手方向一端部寄りに取り付けられる破砕機（クラッシャ）４と、前記車体３上の長手方向他端部寄りに取り付けられる動力部５と、左右の走行体２間に設けられる排出用ベルトコンベア６と、破砕機４と動力部５の間に設けられる運転席３８と、動力部５の長手方向外方で、前記排出用ベルトコンベア６の上方に設けられる磁選機１００とを備えている。ここで、動力部５は、エンジン７（図３参照）と、このエンジン７にて駆動される油圧ポンプ８（図３参照）とを備えている。車体３には、この油圧ポンプ８からの油を制御する油圧制御弁等を備えている。
【００１７】
前記破砕機４は、ハウジング９内にカッタ１０を有する一対の回転軸１１を回転自在に横架支承した２軸せん断型とされ、これら一対の回転軸１１が前記油圧ポンプ８により駆動される油圧モータ１２にて回転駆動されるように構成されている。また、前記ハウジング９の上部にはホッパ１３が取り付けられ、このホッパ１３上部の投入口より被破砕物が投入されるようになっている。こうして、ホッパ１３内に投入された被破砕物は一対の回転軸１１の回転によりせん断破砕され、その破砕片がハウジング９の底板に形成された排出口より前記ベルトコンベア６上に落下されて排出される。
【００１８】
図３の制御システム構成図に示されるように、エンジン７にて駆動される油圧ポンプ８の吐出油路１４および戻り油路１５は、方向制御弁１６を介して第１主回路１７または第２主回路１８のいずれかに接続され、前記吐出油路１４からの吐出圧はリリーフ弁１９にて所定圧に調整されるように構成されている。前記第１主回路１７は油圧モータ１２の正転ポート２０に接続され、前記第２主回路１８は油圧モータ１２の逆転ポート２１に接続されている。
【００１９】
こうして、方向制御弁１６を図示の中立位置Ｎから正転位置Ａに切換えると、吐出油路１４からの圧油は第１主回路１７を介して油圧モータ１２の正転ポート２０に供給されるとともに、逆転ポート２１から吐出される圧油が第２主回路１８、方向制御弁１６および戻り油路１５を介してタンク２２に戻されることにより、油圧モータ１２は正転する。一方、方向制御弁１６を逆転位置Ｂに切換えると、吐出油路１４からの圧油は第２主回路１８を介して油圧モータ１２の逆転ポート２１に供給されるとともに、正転ポート２０から吐出される圧油が第１主回路１７、方向制御弁１６および戻り油路１５を介してタンク２２に戻されることにより、油圧モータ１２は逆転する。
【００２０】
前記油圧ポンプ８は、斜板２３の傾転角を変更することにより容量を制御する可変容量型ポンプであって、この斜板２３の傾転角はサーボシリンダ等の容量制御部材２４によって変更される。この油圧ポンプ８の容量は、圧力と１回転当たりの吐出流量の積、すなわち吸収トルクが一定になるように制御される。
【００２１】
前記油圧モータ１２は、斜板２５の傾転角を変更することにより容量を制御する可変容量型モータであって、この斜板２５の傾転角は容量制御部材としてのシリンダ２６により制御される。このシリンダ２６は、内蔵のばね２７により斜板２５の傾転角が大きくなる方向に付勢され、受圧室２８に圧油が供給されると斜板２５の傾転角が小さくなる方向に作動する。
【００２２】
前記シリンダ２６の受圧室２８には、コントロール油圧ポンプ２９からの吐出油圧が切換弁３０を介して供給される。この切換弁３０は、ソレノイド３１に通電されていないときには、ばね３２の付勢力によってドレーン位置ａ（図示の位置）となって斜板２５の傾転角が大（クラッシャの回転速度＝Ｌｏ：低速）となり、ソレノイド３１に通電されたときには、ばね３２の付勢力に抗して供給位置ｂとなって斜板２５の傾転角が小（クラッシャの回転速度＝Ｈｉ：高速）となる。このようにして斜板２５の傾転角は２段階に切換えられる。このソレノイド３１の通電制御はコントローラ３３からの制御信号によってなされる。なお、２段階切換えのみに限らず、コントローラ３３からの制御信号を連続的に可変にし、斜板２５の傾転角を任意（連続的）に制御してもよい。
【００２３】
前記方向制御弁１６は、常時中立位置Ｎに保持されており、第１ソレノイド３４に通電されると正転位置Ａに切換わり、第２ソレノイド３５に通電されると逆転位置Ｂに切換わる。これら第１ソレノイド３４および第２ソレノイド３５はコントローラ３３からの制御信号によって制御される。
【００２４】
前記第１主回路１７には、高圧側の油圧信号を検出する第１圧力センサ３６と、低圧側の油圧信号を検知する第２圧力センサ３７とが介挿され、これら各センサ３６，３７からの出力信号が前記コントローラ３３に入力される。
【００２５】
また、運転席３８（図１参照）には操作パネル３９が設けられており、この操作パネル３９からの操作指示信号が前記コントローラ３３に入力されるようになっている。
【００２６】
前記コントローラ３３は、所定プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）と、このプログラムおよび後述する被破砕物別モードに応じたマップ等の各種マップを記憶する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）と、このプログラムを実行するに必要なワーキングメモリとして、また各種レジスタとしての書込み可能メモリ（ＲＡＭ）と、このプログラム中の時間を計測するタイマとにより構成されている。なお、本実施形態におけるマップを記憶する読み出し専用メモリが、本発明における記憶手段に対応する。
【００２７】
図４には、前記操作パネル３９の詳細構成が示されている。この操作パネル３９においては、上部に、非常停止スイッチ４０、ホーンスイッチ４１、キースイッチ４２および燃料ダイヤル４３がそれぞれ設けられ、下部左側に、マルチモニタ４４、ライトスイッチ４５、作業モードまたは走行モードのいずれかを切換えるモード切換スイッチ４６、ラジコンのＯＮ／ＯＦＦを切換えるラジコン切換スイッチ４７、カッタ１０の自動クリーニングを実施するための回転軸１１の正転時間を設定する自動クリーニングダイヤル４８、回転軸１１の回転速度を設定するクラッシャスピードダイヤル４９がそれぞれ設けられ、下部右側に、ベルトコンベア６のＯＮ／ＯＦＦを切換えるコンベアスイッチ５０、クラッシャ自動のＯＮ／ＯＦＦを切換えるクラッシャ自動スイッチ５１、クラッシャ手動のＯＮ／ＯＦＦを切換えるクラッシャ手動スイッチ５２、二次コンベア（図示せず）のＯＮ／ＯＦＦを切換える二次コンベアスイッチ５３、磁選機１００（図１参照）のＯＮ／ＯＦＦを切換える磁選機スイッチ５４等がそれぞれ設けられている。
【００２８】
また、前記マルチモニタ４４は、図５に示されているように、上部にモニタ画面５５を備えるとともに、下部に各種スイッチ類（クラッシャ回転自動変速（ＡＵＴＯ）スイッチ５６、クラッシャ回転Ｈｉ固定スイッチ５７、クラッシャ回転Ｌｏ固定スイッチ５８、モード選択スイッチ５９等）を備えている。なお、その内の９個のスイッチには１〜９の数字キーとしての機能が割り当てられている。なお、前記数字キーとしてはそれぞれの右肩の部分に割り当てられた数が表示されている。
【００２９】
本実施形態では、マルチモニタ４４のモード選択スイッチ５９を押圧操作することにより、被破砕物が畳、タイヤまたはパレットのいずれであるかの破砕物別モードが選択できるようにされており、このモード選択に応じて前記切換弁３０のソレノイド３１の通電制御および前記方向制御弁１６のソレノイド３４，３５の通電制御が行われるように構成されている。この制御を実現するために、前記コントローラ３３内の読出し専用メモリ（ＲＯＭ）には、表１に示されるように、被破砕物に対応するクラッシャ回転速度（カッタ１０の回転速度）と、クラッシャ自動クリーニング時間（カッタ１０の正転時間および逆転時間）とがマップとして記憶されており、このマップを読み出すことで所要の回転速度および回転方向になるように前記各ソレノイド３１，３４，３５が制御されるようになっている。また、いずれの破砕物別モードも選択しない場合は、操作パネル３９のクラッシャ自動クリーニングダイヤル４８とクラッシャスピードダイヤル４９とを手動にて設定し、且つ、マルチモニタ４４のクラッシャ回転自動変速（ＡＵＴＯ）スイッチ５６、クラッシャ回転Ｈｉ固定スイッチ５７またはクラッシャ回転Ｌｏ固定スイッチ５８のいずれかの選択をマニアル選択することにより、クラッシャ回転設定に基づいたマニアルモードが可能となる。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
次に、本実施形態に係るせん断破砕機の破砕制御装置の作動について説明する。
【００３２】
例えば被破砕物がタイヤである場合には、オペレータはマルチモニタ４４のモード選択スイッチ５９を押圧操作すると、モニタ画面５５は図６（ａ）に示されるような破砕物別モード選択メニュー画面に切換わる。次いで、この画面において、選択上スイッチ６０または選択下スイッチ６１（図５参照）を操作してカーソル（選択されると色がつくようにしてある）を「０１  タイヤモード」の位置に合わせ、又は数字キーを操作して各破砕物別モードに応じた数字を入力し、確定スイッチ６２（図５参照）を押すと、モニタ画面５５は図６（ｂ）に示されるようなタイヤモード画面に切換わる。なお、このタイヤモード画面において、右上にはタイヤの絵柄が表示され、左上にはクラッシャ回転速度がＬｏ固定である旨が表示されている。なお、この画面中央には、破砕機械の稼動状態および負荷状態等が表示されている。
【００３３】
このようにモード選択スイッチ５９等によりタイヤモードが選択されると、その選択信号がコントローラ３３に入力される。コントローラ３３においては、ＲＯＭに記憶されているマップデータが読み込まれ、この読み込まれたデータに基づき、切換弁３０のソレノイド３１に通電信号が送信されず。これにより、切換弁３０はドレーン位置ａとなり、コントロール油圧ポンプ２９からの吐出油圧はシリンダ２６の受圧室２８に供給されず、斜板２５の傾転角が大（クラッシャの回転速度＝Ｌｏ）に設定され、油圧モータ１２は「Ｌｏ」の回転速度で回転される。
【００３４】
同時に、前記マップデータに基づき、前記コントローラ３３から方向切換弁１６の各ソレノイド３４，３５に対し、第１ソレノイド３４を６０秒間通電した後に、第２ソレノイド３５を５秒間通電するという通電信号が発信される。これにより、油圧モータ１２の正転時に一対の回転軸１１が正転方向に回転されることにより被破砕物が破砕され、所定時間（上記例では６０秒）後にその回転軸１１が逆転方向に回転されることにより、破砕機４のカッタ１０とスクレーパ（図示せず）との隙間に押し込められた破砕物が落下排出される。なお、前記各ソレノイド３４，３５の通電時間はコントローラ３３に内蔵されているタイマによって計時される。２軸せん断破砕機４のカッタ１０間に挟まった破砕困難な被破砕物も逆転により、繰り返し破砕され、詰りが防止される。
【００３５】
一方、図６（ａ）に示される破砕物別モード選択メニュー画面において、「０２  たたみモード」が選択されると、図７（ａ）に示される畳モード画面（右上に畳の絵柄が表示されている。）に切換わる。この場合には、マップデータに基づき、クラッシャ回転速度はＬｏ固定にされ、クラッシャ正転時間は３０秒、クラッシャ逆転時間は５秒にそれぞれ設定されて前記タイヤモードと同様に各ソレノイド３１，３４，３５が制御される。
【００３６】
また、破砕物別モード選択メニュー画面において、「０３  パレットモード」が選択されると、図７（ｂ）に示されるように、右上にパレットの絵柄が表示されたパレットモード画面に切換わるとともに、クラッシャの回転速度は前記マップデータに基づき「ＡＵＴＯ変速」に設定される。このＡＵＴＯ変速時には、次に説明するように、第１圧力センサ３６および第２圧力センサ３７により検出される第１主回路１７の油圧に応じて、コントローラ３３によって切換弁３０が切換制御される。
【００３７】
ここで、例えば切換弁３０が供給位置ｂに切換えられて斜板２５の傾転角が小に設定されて油圧モータ１２が回転されているとする。この状態では、油圧モータ１２が１回転に要する圧油の流量は少ないから、油圧モータ１２は高速回転で出力軸トルクは小さく（図８のＣ，Ｄ参照）、破砕機４は低トルクで高速回転される。このとき、第１主回路１７の圧力は第１設定圧Ｐ１（例えば１５ＭＰａ（１５０ｋｇ／ｃｍ２））以上となっているので、低圧側の第２圧力センサ３７はＯＮとなっている。
【００３８】
この状態で、破砕機４の負荷が大きくなって第１主回路１７の圧力が第２設定圧Ｐ２（例えば３１ＭＰａ（３１０ｋｇ／ｃｍ２））となると高圧側の第１圧力センサ３６がＯＮ作動する。これによりコントローラ３３からソレノイド３１への通電が遮断され、切換弁３０はドレーン位置ａに切換わり、斜板２５の傾転角が大となる。この結果、油圧モータ１２が１回転に要する圧油の流量は多くなって、油圧モータ１２は低速回転で出力軸トルクは大となり（図８のＥ，Ｆ参照）、破砕機４は高トルクで低速回転される。このとき、第１主回路１７の圧力は第２設定圧Ｐ２よりも低下する。
【００３９】
この状態で破砕機４の負荷が減少して第１主回路１７の圧力が第１設定圧Ｐ１より低下し、低圧側の第２圧力センサ３７がＯＦＦになると、コントローラ３３から切換弁３０のソレノイド３１に通電信号が送信され、切換弁３０は供給位置ｂに切換えられて斜板２５の傾転角が小に設定される。こうして、油圧モータ１２は高速回転で出力軸トルクが小となって、破砕機４は低トルクで高速回転される。
【００４０】
このようにして第１主回路１７の圧力に応じて、言い換えれば破砕機４の負荷に応じて油圧モータ１２の回転速度がＬｏ位置とＨｉ位置とに自動的に切換えられる。なお、このパレットモードにおいては、比較的軽負荷の木材を取り扱うことから、クラッシャ正転時間は６０秒、クラッシャ逆転時間は５秒にそれぞれ設定されている。
【００４１】
以上のように、本実施形態によれば、オペレータがモード選択スイッチ５９等を操作して、被破砕物の種別を畳、タイヤまたはパレットのうちのいずれか一つを選択すると、その被破砕物の種別に応じてコントローラ３３内のマップに記憶されているモード毎の回転軸１１の制御態様が読み出され、回転軸１１の回転速度と正逆回転時間が制御されるので、比較的詰まり要因の大きな畳もしくはタイヤと、比較的破砕性の良好な軽負荷木材であるパレットとの各種別に応じて常に最適の破砕条件（回転速度と正逆回転時間）で破砕機４が制御されることになり、過負荷や詰まり等による稼動停止を確実に防止することができる。したがって、破砕効率の向上を図ることができるとともに、オペレータの操作が単純かつ容易であり、しかも稼動停止を確実に防止することができるという効果がある。
【００４２】
本実施形態においては、被破砕物が畳、タイヤもしくはパレットのいずれかの場合について説明したが、この被破砕物の種別はこれに限定されるものではなく、他の種別を追加してその性状に合わせてマップデータを追加することができる。
【００４３】
なお、本実施形態においては、互いに対向する一対の回転軸を回転させることにより被破砕物をせん断破砕するものについて説明したが、この回転軸は１軸であっても、あるいは３軸以上であっても良い。
【００４４】
また本実施形態においては、斜板タイプの油圧モータを用いるものとしたが、本発明は、斜軸タイプの油圧モータを有するシステムについても適用できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るせん断破砕機を搭載した自走式破砕機械の正面図である。
【図２】本実施形態の自走式破砕機械の平面図である。
【図３】本実施形態のせん断破砕機の制御システム構成図である。
【図４】操作パネルの詳細構成図である。
【図５】マルチモニタの拡大図である。
【図６】モニタ画面例（１）を示す図である。
【図７】モニタ画面例（２）を示す図である。
【図８】油圧モータ出力軸トルクと油圧モータ入口圧力および油圧モータ回転数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１…自走式破砕機械、４…破砕機、５…動力部、６…排出用ベルトコンベア、７…エンジン、８…油圧ポンプ、１０…カッタ、１１…回転軸、１２…油圧モータ、１６…方向制御弁、１７…第１主回路、１８…第２主回路、２５…斜板、３０…切換弁、３３…コントローラ（制御手段、記憶手段）、３６，３７…圧力センサ、３９…操作パネル、４４…マルチモニタ、５９…モード選択スイッチ（モード選択手段）。
【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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【図７】
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【図８】
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