(57)【要約】【課題】木の内部組織である導管を破壊せずに、切削加工が可能で、且つ切削面の凹凸が細かい複雑形状と形成できて表面積が広く、保水性と通気性という相反する性質を兼ね備えおが粉を製造することにある。【解決手段】本体フレーム２と、本体フレーム２の所定箇所に設けた投入ホッパー４と、投入ホッパー４の下方を水平移動させるスライドボックス１１を備えた押し込み装置５と、押し込み装置５の押し込み動作下流側に設けたくの字状に屈曲形成した丸鋸刃１４並びにスペーサー１５を交互に複数並べて固定手段で回転軸１０に固定した鋸刃集合体３と、鋸刃集合体３を回転駆動させる駆動手段と、鋸刃集合体３とともに木片を切削するために鋸刃集合体３の外周端に対して僅かの隙間を以って設けた少なくとも１個の受刃１８と、鋸刃集合体３の下方に設けて木片を切削して製造されるおが粉を受けて下方に排出するスクリーン２０とを備えている。【選択図】  図１
2005111924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体フレームと、本体フレームの所定箇所に設けた投入ホッパーと、投入ホッパーの下方を水平移動させるスライドボックスを備えた押し込み装置と、押し込み装置の押し込み動作下流側に設けたくの字状に屈曲形成した丸鋸刃並びにスペーサーを交互に複数並べて固定手段で回転軸に固定した鋸刃集合体と、鋸刃集合体を回転駆動させる駆動手段と、鋸刃集合体とともに木片を切削するために鋸刃集合体の外周端に対して僅かの隙間を以って設けた少なくとも１個の受刃と、鋸刃集合体の下方に設けて木片を切削して製造されるおが粉を受けて下方に排出するスクリーンとを備えてなることを特徴とするおが粉製造装置。
【請求項２】
鋸刃集合体は、各刃先に超硬刃を備えたくの字状に屈曲形成した丸鋸刃と、丸鋸刃と同じ角度のくの字状に屈曲形成したスペーサーとを、交互に複数並べて固定手段で回転軸に固定した略バネ状の弾発性を有することを特徴とする請求項1記載のおが粉製造装置。
【請求項３】
丸鋸刃とスペーサーの半径の差は、数mmスペーサーの方が小さく形成されて
おり、スペーサーで丸鋸刃の大部分の面積を均一に押さえることができることを特徴とする請求項１または２記載のおが粉製造装置。
【請求項４】
押し込み装置のスライドボックスを水平移動可能に支持するように設けたスライドプレートの上面に対して、スライドプレートの鋸刃集合体側端の近傍に設けた受刃の上面が、直径455φの丸鋸刃なら鋸刃集合体の回転軸中心より80mm、直径660φの丸鋸刃なら鋸刃集合体の回転軸中心より120mm下方に下がった位置に、上記受刃を設けることを特徴とする請求項１，２または３記載のおが粉製造装置。
【請求項５】
投入ホッパーには、木片の投入量をコントロールするコントロール検出装置を設けて、投入ッパーに木片を導く移送手段を制御することを特徴とする請求項１，２，３または４記載のおが粉製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材加工工場等で加工された後の木材の端材やチップ状に加工された木片を、所望のおが粉に加工するおが粉製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、木片を小さくする加工技術としては、ナイフリング方式やハンマー方式等の加工技術がある。例えば下記の特許文献１には、回転体と同程度の幅のナイフやハンマーを全周にわたって均等に配置した回転体を回転させることによって、木片を削る加工技術が開示されている。また、特許文献２には、鋸刃を回転させることによって切削加工する加工技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７０４０６号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８１６号公報
【０００４】
すなわち、特許文献１に記載のものは、回転体によって支えられた切削刃の刃先が、回転半径の半径方向に対して回転方向の前方を向くように配置された木フレークの製造装置であり、回転力に対する反力が切削刃側へ押し付けるように働くように切削刃を斜めに傾けた構成である。
【０００５】
また、上記特許文献２に記載のものは、刃物装置における刃物本体の作用部に対し、少なくとも２方向から押圧作用を受けるように構成され、刃物本体は回転軸に対し複数枚の鋸刃を間隔をおいて傾斜状態に配設し、軸方向における切削作用範囲が連続するようにした構成のものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１、２に記載の装置で木片を粉砕・フレーク状にしたものは、ただ単に形状を小さく、薄く、針状等といった加工であったために、用途が限定されていた。現在、木質ボード用、製紙原料用、或いは燃料用等として使用されているが、これらの用途に加工されるおが粉は比較的製品価格が安く、供給過剰気味である。
【０００７】
また、特許文献１、２に記載の装置等で加工するおが粉は、きのこ栽培用や畜産敷料用や生ごみ処理用として必要な要件を満たしていないので、これらの用途に使用するのは不可能であった。何故なら、きのこ栽培用や畜産敷料用や生ごみ処理用に使用されるおが粉には、菌等の微生物の関与が欠かせないからである。きのこ栽培用には木材腐朽菌が作用し、畜産敷料には糞尿を菌が発酵させ、生ごみ処理機用には生ごみを分解させるバチルス属等の微生物が作用するのである。つまり、これら用途には必ず菌や微生物が関与し、微生物等が活動し作用する為には通気性の確保、保水性、適宜のおが粉サイズの確保が求められるのである。残念ながら、従来の技術では通気性、保水性を兼ね備えたおが粉の製造は不可能であった。
【０００８】
さらに、上記特許文献２に開示のように、複数枚の鋸刃を、間隔をおいて傾斜状態で切削する方法では、鋸刃中心部のみをスペーサーを用いて固定しているだけなので、大変不安定であり、振動を起こし機械騒音が大きいといった問題があった。本来金属は振動に弱く、一定期間振動を与えると金属疲労を起こし破損することが知られている。特殊な振動ふるい機等の機械は別として、機械設計を行う上で、振動を起こさないように、または振動を吸収するのが本来の方法であると考えられる。また、特許文献２に開示の方式では鋸刃が傾斜状態で装着されて材料を切削するので、先端の刃自体が偏磨耗を起こし、チップの欠けや脱落が多いにあった。また金属疲労で鋸刃の破損を起こしやすく危険であり、鋸刃と鋸刃の間隔が広いので、小さい材料が多いと間に挟まりやすい問題があった。
【０００９】
このような点からおが粉製造業界等においては、上記したような装置の問題を解決し、比較的製品価格の高いきのこ栽培用、畜産敷料用、或いは生ごみ処理用のおが粉を製造することができるおが粉製造装置の開発が望まれていた。また、近年の建設リサイクル法や廃棄物処理法や焼却埋め立てを減らす処理の義務化によって、建築廃材や木材加工工場からの大量の木質系廃棄物の新たな処理が求められている。
【００１０】
本発明は上記のような点に鑑みて開発されたものである。その目的は、木材加工工場等で加工された後の木材の端材やチップ状に加工された木片等を、木の内部組織である導管を破壊せずに、切削加工が可能で、且つ切削面が凹凸状である複雑形状をしているので表面積が広く、保水性と通気性という相反する性質を兼ね備え、きのこ栽培用・畜産敷料用・生ごみ処理用に適したおが粉を製造することが出来るおが粉製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の本発明のおが粉製造装置は、本体フレームと、本体フレームの所定箇所に設けた投入ホッパーと、投入ホッパーの下方を水平移動させるスライドボックスを備えた押し込み装置と、押し込み装置の押し込み動作下流側に設けたくの字状に屈曲形成した丸鋸刃並びにスペーサーを交互に複数並べて固定手段で回転軸に固定した鋸刃集合体と、鋸刃集合体を回転駆動させる駆動手段と、鋸刃集合体とともに木片を切削するために鋸刃集合体の外周端に対して僅かの隙間を以って設けた少なくとも１個の受刃と、鋸刃集合体の下方に設けて木片を切削して製造されるおが粉を受けて下方に排出するスクリーンとを備えてなることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の本発明のおが粉製造装置は、請求項1記載のおが粉製造装置において、鋸刃集合体は、各刃先に超硬刃１４ａを備えたくの字状に屈曲形成した丸鋸刃と、丸鋸刃と同じ角度のくの字状に屈曲形成したスペーサーとを、交互に複数並べて固定手段で回転軸に固定した略バネ状の弾発性を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の本発明のおが粉製造装置は、請求項1または２記載のおが粉製造装置において、丸鋸刃とスペーサーの半径の差は、数mmスペーサーの方が小さく形成されてお
り、スペーサーで丸鋸刃の大部分の面積を均一に押さえることができることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の本発明のおが粉製造装置は、請求項1、２または３記載のおが粉製造装置において、押し込み装置のスライドボックスを水平移動可能に支持するように設けたスライドプレートの上面に対して、スライドプレートの鋸刃集合体側端の近傍に設けた受刃の上面が、直径455φの丸鋸刃なら鋸刃集合体の回転軸中心より80mm、直径660φの丸鋸刃なら鋸刃集合体の回転軸中心より120mm下方に下がった位置に、上記受刃を設けることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の本発明のおが粉製造装置は、請求項1、２、３または４記載のおが粉製造装置において、投入ホッパーには、木片の投入量をコントロールするコントロール検出装置を設けて、投入ホッパーに木片を導く移送手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
従来では、廃棄物として処理されていた木材加工工場等で発生した木片や端材、チップ状に加工された木片を、従来の技術では製造出来なかった、きのこ栽培用・畜産敷料用・生ごみ処理用に適したおが粉を、本発明のおが粉製造装置では製造することができ、この装置で切削したおが粉には、おが粉のおが粉の粒子サイズが幅広く、また切削面が複雑形状をしていることにより表面積が広く、それにより各おが粉が通気性・保水性を高め、相反する両者を兼ね備えているおが粉を製造することが出来るのである。おが粉製造装置の原料となる木片は、形が不揃いで大きさが一定でないことが多い。そのことから、様々な大きさ形状に対応することが重要であるが、本発明の装置では、小さいものでは、５mm角
のものから２００mm角の比較的大きなものまで切削可能である。
【００１７】
また、鋸刃集合体は、くの字状に屈曲させた丸鋸刃とスペーサーを交互に装若し固定することにより略バネ状になり、木材片を切削する時に起こる衝撃を吸収、分散する事ができ、言い換えるとショックアブソーバー状になるので、丸鋸刃の刃先にある超硬刃１４ａの破損、脱落を防ぐことができる。
【００１８】
丸鋸刃とスペーサーの半径の差は、数mmスペーサーの方が小さく形成されており、スペ
ーサーで丸鋸刃の大部分の面積を均一に押さえることが可能で固定性が高く、回転時における丸鋸刃の振動が無い。
【００１９】
スライドプレート寄りの所定の受刃を、丸鋸刃の直径に応じて鋸刃集合体の回転軸中心より下方に設けることによって、効果的に本発明の目的を達することができるおが粉を製造することができる。
【００２０】
投入ホッパーには、木片の量をコントロールする為の検出装置を備え、下限位置以下まで木片が処理されると、自動的に上限位置まで木片を投入する前装置を動かすことができて、一定量を安定的に投入ホッパーに投入することで、材料である木片がホッパーから溢れ返ったり、空のままで木片が無いので製造できないということが起こらず、継続的におが粉を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態のおが粉製造装置を図に基いて説明する。
図１〜図８は本発明のおが粉製造装置に関する図であって、図１において符号１は、本発明のおが粉製造装置であり、本体フレーム２、鋸刃集合体３、投入ホッパー４、押し込み装置５、モータ６等によって構成されている。
【００２２】
すなわち、上記おが粉製造装置１は、図１〜図３に示すように本体フレーム２の上部中央に投入ホッパー４を固定して設け、投入ホッパー４の下方に押し込み装置５を設け、ホッパー４および投入ホッパー４の図上の右側に鋸刃集合体３を設けてある。この鋸刃集合体３(図７参照)は、回転軸１０を介して複数の軸受７で回転自在に支持し、回転軸１０に固着したプーリ８とモータ６の駆動軸６ａに固着したプーリ(図示省略)とをベルト９を介して連結し、モータ６の駆動によって回転を得る構成である。
【００２３】
より具体的に説明すると、上記投入ホッパー４(図１、図２参照)は中空なる角筒状に形成されたものであり、本体フレーム２の所定の上部に設けられている。押し込み装置５(図４〜６参照)は、本体フレーム２上を平行移動するスライドボックス１１とシリンダー１２とからなり、スライドボックス１１は、板を組み合わせて中空なるボックス状に形成してある。スライドボックス１１とシリンダー１２とは、スライドボックス１１内の一内側端である押圧面１１ａとシリンダー１２のロッド１２ａの先端とをボルト・ナット３０で繋ぐことによって連結してある。
【００２４】
上記スライドボックス１１は、本体フレーム２の内寸と投入ホッパー４の内寸より僅かに小さく形成しており、スライドプレート９上(図７参照)をシリンダー１２により往復動作を行うものである。このスライドボックス１１は、投入ホッパー４に投入された木片を鋸刃集合体３側に押し込む作用を行い、併せて投入ホッパー４内から落ちてくるの木片を、一定量供給する為のストッパーの役割も兼ね備えている。つまり木片は、シリンダー１２のロッド１２ａが原点（引っ込んでいる図１、図４、図５の状態）の時は、投入ホッパー４の下方のスライドプレート９上に位置する。シリンダー１２が作動して、ロッド１２ａが伸びることによりスライドボックス１１も鋸刃集合体３側にスライドプレート９上を水平移動して、スライドプレート９上の木片を鋸刃集合体３側に押し出して、鋸刃集合体３より切削されていく。また、この時は、スライドボックス１１の上部板１１ｂが投入ホッパー４の底部を蓋するようになって、木片がスライドプレート９上に落下してこない。
【００２５】
鋸刃集合体３(図８参照)は、回転軸１０に対し直交する様に、先ず円盤状のバックプレート奥１３を装着し、次に丸鋸刃１４、円盤状のスペーサー１５を交互に任意の枚数装着し最後にバックプレート手前１６で蓋をする形をとりナット（図示省略）で締め付け固定を行うものである。この鋸刃集合体３は、丸鋸刃１４に任意の角度で、くの字状に屈曲加工を施しており外周部には超硬刃１４ａが等間隔に配置されており、この超硬刃１４ａにより木片が切削されるのである。また、バックプレート奥１３、手前１６の片面は平らで、丸鋸刃１４が当たる面はこの角度に合うように形成され、スペーサー１５も同様の角度となっている。
【００２６】
また、受刃１８、受刃１９、多数の孔を有するスクリーン２０及びスクリーン２１は、鋸刃集合体３の外縁部に所定の隙間を以って設けられている。丸鋸刃１４の刃先との間隔は約1mm前後が望ましく、投入された木片は押圧作用を受け受刃１８と刃先で切削され、
下方向に送られスクリーン２０、スクリーン２１の孔から落ち、落ちないおが粉は再度、受刃１９とスクリーン２１で擦り付けられおが粉となり、コンベアー(図示せず)やファンにより排出されるのである。
【００２７】
丸鋸刃１４は、上記の屈曲形状である以外に、刃先が左右に一定の変位幅を移動する作用があり、切削時鋸刃の刃先は先行する鋸刃の刃先の軌跡を一部重複するように通過する。この鋸刃４は屈曲部を頂点にし左右同じ位置のチップは同じ軌跡を通る特徴がある。
【００２８】
丸鋸刃１４は屈曲部が最大変位幅になり、屈曲部から９０度の位置は最小変位幅になる特性がある。このことにより最大変位の刃先は大きめのおが粉を製造し、最小変位の刃先は小さいおが粉を製造するのである。つまり大中小のおが粉が均一に混合された状態で製造することが可能である。
【００２９】
スライドプレート９と受刃１８は、鋸刃集合体３の回転軸中心より約１００mm前後下が
った位置に設けられている。この位置は実験により導かれた位置であるが、鋸刃集合体３の直径により、最適位置が異なるが、直径が４５５φなら回転軸中心より８０mm、直径が
６６０φなら回転軸中心より１２０mm前後下がった位置に設けられるのが望ましいが、こ
の値で無くても問題は無い。
【００３０】
しかし、回転軸中心との差が、この数値より小さくなるように設けると、切削時の負荷が大きくなり、切削効率が大幅に下がり、鋸刃の寿命が短くなる傾向がある。反対に回転軸中心との差を数値より大きくなるように設けると切削時の負荷は小さくなるが、切削時に針状等の不良形状の混入が多くなり、良品のおが粉、つまり保水性・通気性を具えているものを製造することが出来ない。これらは研究によって導かれた値である。本発明のおが粉製造装置では、材料を鋸刃集合体に送り込む為に、スライドボックス１１とシリンダー１２を使用したが、他の押し込み装置、例えばチエンでの送材でも、同じ事が言える。
【００３１】
一般的に大きいおが粉のおが粉は通気性が良い反面、保水性が悪い。反対に小さいおが粉のおが粉は保水性が良い反面、通気性が悪い特徴がある。本発明の装置で切削すると、大きいおが粉から小さいおが粉まで全てのサイズにおいて、木の細胞組織である導管を破壊することなく切削加工することが可能であり、その切削面は複雑形状を形成しているのが特徴である。それらの各おが粉の表面積が広く、切削面に導管組織のハニカム状組織を保持しており、その内部に水分と空気を保持する能力がある為に、一般のおが粉とは異なり、大きいおが粉でも通気性が良く且つ保水性も高いおが粉であり、小さいおが粉でも保水性が良く且つ通気性も高いので、如何なるおが粉においても、相反する性質を両方兼ね備えているのである。
【００３２】
また、本発明の装置で切削したおが粉は、上記にもあるように、高い保水性・通気性を兼ね備えているので、例を上げると生ごみ処理機用基材、きのこの人工栽培用菌床、または畜産の敷料用（最終的に堆肥化する）としての用途に相応しいものである。つまりこれらの用途には必ず微生物・菌類が作用しているのである。微生物・菌類の生育には、酸素と水が不可欠であり、これら両方を兼ね備えたおが粉が求められており、本発明により製造することが可能となった。
【００３３】
投入ホッパー４には、木片の量をコントロールする為の検出装置（図示省略）を備え、下限位置以下まで木片が処理されると、自動的に上限位置まで木片を投入する前装置を動かすようにしており、一定量を安定的に投入ホッパー４に投入することで、材料である木片が投入ホッパー４から溢れ返ったり、空のままで木片が無いので製造できないということが起こらず、継続的に製造が可能となった。
【００３４】
また、押し込み部のシリンダー１２には、押し込み圧をコントロールする為の検出装置（図示省略）を設け、検出負荷圧力により過負荷状態に相当する値を検出した場合、自動的に通常圧になるまで減圧する回路を組み、過負荷状態を極力少なくすることで鋸刃集合体を保護して、ことが可能になる。また検出装置には一定時間内にある回数、過負荷を検出した場合には急速に減圧しロッド１２ａを原点に戻すことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のおが粉製造装置の平面図である。
【図２】本発明のおが粉製造装置の正面図である。
【図３】本発明のおが粉製造装置の側面図である。
【図４】本発明の押し込み装置であるシリンダーのロッドを収縮させた状態の説明図である。
【図５】本発明の押し込み装置であるシリンダーのロッドを収縮させた状態の正面方向からみた断面の説明図である。
【図６】本発明の押し込み装置であるシリンダーのロッドを伸長させた状態の説明図である。
【図７】本発明の押し込み装置であるシリンダーのロッドを伸長させた状態の正面方向からみた断面の説明図である。
【図８】本発明の鋸刃集合体の説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      おが粉製造装置
２      本体フレーム
３      鋸刃集合体
４      投入ホッパー
５      押し込み装置
６      モータ（駆動手段）
１０    回転軸
１１    スライドボックス
１２    シリンダー（押し込み装置）
１３    バックプレート奥（固定手段）
１４    丸鋸刃
１５    スペーサー
１６    バックプレート手前（固定手段）
１８、１９      受刃
２０、２１      スクリーン
【図１】
2005111924.tif 000003
【図２】
2005111924.tif 000004
【図３】
2005111924.tif 000005
【図４】
2005111924.tif 000006
【図５】
2005111924.tif 000007
【図６】
2005111924.tif 000008
【図７】
2005111924.tif 000009
【図８】
2005111924.tif 000010